JP3673382B2

JP3673382B2 - 移動式電気抵抗溶接装置

Info

Publication number: JP3673382B2
Application number: JP34154897A
Authority: JP
Inventors: 文映木村; 博志岩見; 裕生盛高; 利夫吉川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2017-12-11
Also published as: JPH11170057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として、海洋構造物、橋梁、各種プラント等の金属構造物の防食や海洋生物の付着防止のため、耐食性・防汚性に優れた薄金属シートを金属構造物の表面に溶接被覆する装置、あるいはＬＮＧなどの地下式低温貯蔵タンクに用いられる薄板金属によるメンブレン構造のへり継手溶接、または建築物等の金属防水屋根のへり継手溶接など薄板金属を用いる構造物の溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、海洋構造物や海水用熱交換器、化学薬品タンク等の腐食環境の厳しいところや、海洋生物の付着環境下で用いられる金属構造物は従来の塗装に変えて、メンテナンスフリーで長期に亙って耐食性・防汚性を維持できる金属ライニング法が採用されてきている。この金属ライニング法は、例えばステンレス、チタン、モネル、銅、およびこれらの合金の薄板を単独または普通鋼とクラッド鋼としたものを金属構造物の表面に貼り付け被覆するものである。
【０００３】
これら薄板金属構造物の溶接手段として、近年、他の溶接法に比して残留応力、溶接歪が小さく、かつ高能率な電気抵抗溶接法が用いられてきている。この電気抵抗溶接法は種々の形式があるが、気密性を要求される場合は回転可能な一対の電極輪の聞に被溶接物を締着させ、前記電極輪に電流を流すと同時に電極輪を回転させ被溶接物相互の接触面に生ずる電気抵抗熱により、被溶接物を溶接させる方式がとられる。
【０００４】
この電気抵抗熱による溶接方式において、厚金属基材表面に薄金属シートを重ねて抵抗溶接する場合は、インダイレクト通電方式（シリーズ通電方式）が用いられ、薄金属シート同士のへり継手を抵抗溶接する場合はダイレクト通電方式が用いられる。
【０００５】
インダイレクト通電方式（シリーズ通電方式）では図７（ａ）に示すように、薄金属シート２表面に対して直角方向に電極輪１１を加圧する必要がある。一方、ダイレクト通電方式では図７（ｂ）に示すように、薄金属シート２を相互に折り曲げ加工を行い、その立ち上り部３を一対の電極輪１１で挟圧することにより溶接部に加圧力を与えることができる。
【０００６】
これら溶接方式による薄板金属の大型構造物の溶接装置としては、溶接ヘッドを被溶接構造物に沿って伴走させる移動式電気抵抗溶接装置を用いると能率的である。例えば、インダイレクト通電方式の場合、図６に示すようにアーク溶接等で用いられる型鋼からなるガイドレール走行方式の自走式溶接装置を利用して、該自走式溶接装置に回転電極１１および電極加圧機構３６を設けたインダイレクト通電電気抵抗溶接装置の構成が考えられる。この場合、溶接装置本体８はガイドレール３７を挟んだ駆動輪３３で走行し、抵抗溶接時の被溶接部の加圧反力はガイドレール３７の剛性により受け持つことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術における移動式電気抵抗溶接装置は、インダイレクト通電方式の場合、被溶接線に沿って長尺で剛性のあるラック式の走行ガイドレールを設けて、この走行ガイドレール上を走行しながら被溶接面に加圧力を加えながら抵抗溶接を連続的に行う。走行ガイドレールは抵抗溶接機の走行および抵抗溶接に必要な加圧力の反力を支持する必要があるため、大がかりな装置となってしまう課題があった。また、現地溶接では上向き、立向き等種々の姿勢で溶接する必要があるがこの場合、前記の走行ガイドレールは重いため設置がさらに困難になる問題があった。
【０００８】
一方、メンブレン式ＬＮＧ貯槽および屋根等の金属薄板の溶接に適用されるダイレクト通電方式の場合、溶接しようとする相互の金属薄板端部に折り曲げ加工を行い、そのへり継手立上がり部を一対の電極輪で挟圧することにより被溶接面に加圧力を加えながら溶接装置を走行させるため、このへり継手立上がり部をガイドレールに利用することができ、別置きの走行ガイドレールを不要にできる。
【０００９】
しかし、溶接姿勢が下向きの場合は溶接装置の自重を被溶接物が支持するため問題ないが、上向き、立向きの溶接姿勢の場合はへり継手立上がり部の挟圧のみでは、特に立向き溶接姿勢の場合、溶接装置の走行駆動力は挟圧した一対以上の駆動輪と被溶接物との点接触部での摩擦力によるため、十分な駆動力を発生させることができず、また、溶接装置自重の支持が困難なため別に前記と同様な走行ガイドレールが必要であった。
【００１０】
本発明の目的は、これらの従来技術をさらに改良して極めて簡単な構成で、ライニング用薄金属シートやメンブレン式貯槽部材、薄板金属屋根材の被覆溶接において、種々の姿勢で作業性よく安定的に抵抗溶接するための移動式溶接装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は以下のとおりである。
被溶接シートの被溶接線に沿って張設された紐状体に、走行車輪と溶接電極を傭えた溶接装置本体に溶接時の走行姿勢を保持する伸縮手段Ａで支持されたガイド車輪が押し当て回転可能に当接され、前記溶接電極は伸縮手段Ｂを介して溶接装置本体に支持されて押し付け力を調節可能にされており、被溶接シートに伸縮手段Ｂで溶接電極を所要の押し付け力を加えながら前記張設された紐状体を反力体とし、かつ走行方向をガイドしながら溶接装置本体を走行させることを特徴とする移動式電気抵抗溶接装置である。
なお、被溶接線に沿って張設した紐状体をチェーンとし、ガイド車輪を該チェーンに適合する駆動スプロケットとして、縦向きにおける溶接装置本体の位置保持と全姿勢溶接を可能とすることにしてもよい。
また、溶接電極として抵抗溶接用の回転電極を用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
電気抵抗溶接においては、被溶接物の電極部の接触状態が品質に影響するため適正な加圧力を加えながら通電する必要がある。
ダイレクト通電方式では図７（ｂ）に示すように、薄金属シート相互に折り曲げ加工した垂直の立ち上り部３を一対の電極輪１１で挟圧することにより、被溶接部に加圧力を与えることができる。加圧手段とそのときに発生する反力は溶接装置フレームの内力で支持することが可能であるため、あまり問題にはならない。しかし、インダイレクト通電方式では、被溶接部に安定的に加圧力を加える手段と発生する反力を受け持つ手段が必要となる。
【００１３】
本発明の請求項１に係る発明は、溶接装置本体に被溶接部に対して押し付け力を調節可能とした伸縮手段Ｂを介して溶接電極を設け、溶接時の適正な電極加圧力を与えることとし、その加圧反力は両端を被溶接物に固定して張設した可撓性のあるワイヤーあるいはチェーンからなる紐状体を使用し、これに押し当てたガイド車輪により受けるようにした。
【００１４】
また、請求項２の発明は請求項１に係る発明における溶接装置の走行手段を、被溶接線に沿って張設した紐状体をチェーンとし、該チェーンに適合するガイド車輪をモータとウォームギヤ等の減速機で回転する駆動スプロケットとして走行および停止時の位置を保持可能とし、特に立向き溶接時における溶接装置本体の位置保持と全姿勢溶接を可能としたものである。
【００１５】
本発明は被溶接部への電極の加圧機構を変えるのみでインダイレクト通電方式、ダイレクト通電方式のいずれにも適用できる。
なお、本発明における溶接電極は、抵抗溶接用の回転電極を用いるのが望ましい。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明に係る移動式抵抗溶接装置の実施例について説明する。
図１、図２、図３は第１発明の要旨を具備したインダイレクト通電方式の場合の移動式電気抵抗溶接装置の実施例を示すものである。
【００１７】
図１は本発明の移動式電気抵抗溶接装置の全体構成を示しており、厚金属基材１の表面に重ねた薄金属シート２と、該厚金属基材１の溶接線部両端に設けた止め金具４の間でワイヤー長調節装置５を介して張られたワイヤー６と、移動式溶接装置８、溶接制御装置９、および移動式溶接装置８と溶接制御装置９間を接続する給電および制御ケーブル１０とで構成されている。
【００１８】
移動式溶接装置８は図２に詳細を示すように、一対の回転電極１１が回動軸１２を介して電気的に絶縁された状態で回動自在に加圧アーム１３に取り付けられており、該加圧アーム１３の端部には連結ピン１４を介して取り付けられているねじ部を有するガイドロッド１５の頭部が遊挿されている。該ガイドロッド１５にはコイルばね１６、調節ナット１７が装着されている。
【００１９】
かかる加圧装置のコイルばね１６の弾発力は、加圧アーム１３に付勢されていることによって、回転電極１１を薄金属シート２に押しつける方向に働く。この弾発力の反力は、移動式溶接装置８を薄金属シート２から離れる方向に作用する。一方、移動式溶接装置８のフレーム１８には、該フレームに軸装されたリンク１９、２０、２１を介してリンク２１の先端部のピン２２に遊挿された溝付きガイド車輪２３が取り付けられている。該溝付きガイド車輪２３は、リンク１９に調節ねじを有するロッド２５がコイルばね２６を介して挿通されており、調節ナット２７により、ワイヤー６に弾発裡に当接されている。
【００２０】
調節ナット２７によりコイルばね２６の弾発力をコイルばね１６の弾発力よりも大きくすることによって、前記の反力を支持することができ、結果的に回転電極１１と薄金属シート２の間に加圧力が与えられることになる。これらは図７（ａ）に示したインダイレクト通電方式の場合と回転電極１１と金属シート２との位置関係が同様の構成となっている。
【００２１】
抵抗溶接時は前記加圧が付与された状態で、一対の回転電極１１の間に溶接トランス３１から摺動的に接続された溶接ケーブル３２を通り溶接電流が供給され、さらにフレーム１８に軸装された駆動輪３３はモーター３４の駆動により駆動軸３０を介して薄金属シート２表面を回動し、移動式溶接装置８が走行することにより、安定な溶接が行われる。
【００２２】
尚、本実施例の移動式溶接装置において、溶接姿勢が上向きの場合を図３に示すように、コイルばね２６の弾発力を調節ナット２７により、回転電極１１の加圧反力に加えて移動式溶接装置８の自重分を支持できるように調節することによって、安定した溶接が可能となる。
【００２３】
図４及び図５は第２発明の要旨を構成するもので、ダイレクト通電方式で溶接姿勢が立向きの場合の電気抵抗溶接装置の実施例を示すものである。
図４は本発明の移動式電気抵抗溶接装置の全体構成を示しており、図１に示した第１発明と同様に、厚金属基材１と薄金属シート２と、該厚金属基材１の溶接線部両端に設けた止め金具４の間でチェーン長調節装置５を介して張られたチェーン７と、移動式溶接装置８、溶接制御装置９、および移動式溶接装置８と溶接制御装置９間を接続する給電および制御ケーブル１０とで構成されている。
【００２４】
移動式溶接装置８は、図５に示すように、一対の回転電極１１が薄金属シート２の垂立縁３を挟持押圧する加圧機構となっており、図７（ｂ）に示したダイレクト通電方式の場合と回転電極１１と薄金属シート２の垂立縁３との位置関係が同様の構成となっている。この場合回転電極１１の加圧反力は、移動式溶接装置８のフレーム１８内で支持できる。
【００２５】
次に、移動式溶接装置８の走行機構について説明する。移動式溶接装置８のフレーム１８に軸装されたリンク１９、２０、２１を介してリンク２１の先端部の回動軸２２に軸装されたチェーンスプロケット２４が取り付けられている。該チェーンスプロケット２４は、走行駆動モータ３４とチェーンスプロケット２８、２９およびチェーン３０を介して回転駆動される。さらに、該チェーンスプロケット２４にはチェーン７がリンク１９に調節ねじを有するロッド２５がコイルばね２６を介して挿通されており、調節ナット２７により、チェーン７に弾発裡に当接されている。これら構成により、立向きの溶接姿勢においても、コイルばね２６の弾発力が付与された状態のチェーンスプロケット２４とチェーン７との噛み合いにより、移動式溶接装置８を引き上げる十分な駆動力を付与することができ、安定な溶接走行がなされる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の移動式電気抵抗溶接装置は、被溶接シートの被溶接線に沿って張設された紐状体に、走行車輪と溶接電極を備えた溶接装置本体に溶接時の走行姿勢を保持する伸縮手段Ａで支持されたガイド車輪が押し当て回転可能に当接され、前記溶接電極は伸縮手段Ｂを介して溶接装置本体に支持されて押し付け力を調節可能にされており、被溶接シートに伸縮手段Ｂで溶接電極を所要の押し付け力を加えながら前記張設された紐状体を反力体とし、かつ走行方向をガイドしながら溶接装置本体を走行させることとしているため、被溶接物に対する適正な加圧力が付与でき、かつ軽量でコンパクトな紐状体を反力体としているので高能率で安定的な抵抗溶接を行うことができる。
また、被溶接線に沿って張設した紐状体をチェーンとし、ガイド車輪を該チェーンに適合する駆動スプロケットとして、立向きにおける溶接装置本体の位置保持と全姿勢溶接を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるインダイレクト通電方式による移動式電気抵抗溶接装置全体構成図。
【図２】本発明の図１の実施例における移動式電気抵抗溶接装置詳細図。
【図３】本発明の実施例で、上向き姿勢の場合の移動式電気抵抗溶接装置の配置図。
【図４】ダイレクト通電方式による立向き溶接に本発明の移動式電気抵抗溶接装置を適用した実施例の全体構成図。
【図５】本発明の図４の実施例でチェーンと駆動スプロケットを組み合せた走行機構とした移動式抵抗溶接装置詳細図。
【図６】従来例の自走式抵抗溶接装置の説明図。
【図７】（ａ）インダイレクト通電方式の抵抗溶接原理説明図、（ｂ）ダイレクト通電方式の抵抗溶接原理説明図。
【符号の説明】
１厚金属基材２薄金属シート
３垂立縁４止め金具
５ワイヤー長調節装置６ワイヤー
７チェーン８移動式溶接装置
９溶接制御装置１０制御ケーブル
１１回転電極１２回動軸
１３加圧アーム１４連結ピン
１５ガイドロッド１６コイルばね
１７調節ナット１８フレーム
１９，２０，２１リンク２２ピン
２３溝付きガイド車輪２４チェーンスプロケット
２５ロッド２６コイルばね
２７調節ナット２８，２９チェーンスプロケット
３０チェーン３１溶接トランス
３２溶接ケーブル３３駆動輪
３４モーター３５駆動軸
３６電極加圧機構３７ガイドレール

Claims

被溶接シートの被溶接線に沿って張設された紐状体に、走行車輪と溶接電極を備えた溶接装置本体に溶接時の走行姿勢を保持する伸縮手段Ａで支持されたガイド車輪が押し当て回転可能に当接され、前記溶接電極は伸縮手段Ｂを介して溶接装置本体に支持されて押し付け力を調節可能にされており、被溶接シートに伸縮手段Ｂで溶接電極を所要の押し付け力を加えながら前記張設された紐状体を反力体とし、かつ走行方向をガイドしながら溶接装置本体を走行させることを特徴とする移動式電気抵抗溶接装置。
被溶接線に沿って張設した紐状体をチェーンとし、ガイド車輪を該チェーンに適合する駆動スプロケットとした請求項１記載の移動式電気抵抗溶接装置。