JP4473307B2 - 中空フランジ部材の溶接の改良 - Google Patents
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Description
他の形態において電流を生成するために、接触子または誘導コイル/インピーダンスを使用する電気抵抗溶接または電気誘導溶接を指す。
金属ストリップから自由縁を有する曲線表面を形成する工程と、
ERW方法によって、中空フランジを形成するために、前記自由縁を前記金属ストリップの表面に溶接する工程とからなる方法において、
前記自由縁が、1または複数のロールによって、前記ストリップの前記表面上の所定の溶接シーム線と直線状に互いに平行に整列され、前記自由縁が、前記自由縁と前記ストリップの前記表面との間に形成される溶接接合の取付軸に沿って所定の直線軌跡を経て誘導され、それにより、溶接エネルギーが、前記自由縁を前記表面に融合する前に、前記表面上の前記所定の溶接シーム線に沿って近接効果によって集中されることを特徴とする方法が提供される。
前記金属ストリップの前記自由縁は、輪郭ガイド・ロールによって前記周囲ショルダと当接するように付勢することが可能である。
前記金属ストリップの前記自由縁は、前記金属ストリップの前記輪郭表面上にわたって延びる輪郭スクイーズ・ロールによって前記所定の軌跡を経て誘導されることが好ましい。
使用時、該金属ストリップの表面上に該自由縁から間隔をおいて位置する所定の溶接シーム線と直線状に互いに平行に整列した状態に輪郭金属ストリップの自由縁を誘導するように適合された周囲ビード縁を備えた少なくとも1つのシーム・ガイド・ロールを回転可能に支持するシーム・ガイド・ロール・スタンドと、
使用時、該表面上の該溶接シーム線と融合係合するように、所定の温度まで加熱されると該自由縁を付勢する、少なくとも1対のスクイーズ・ロールを回転可能に支持する溶接ボックス・スタンドであって、スクイーズ・ロールの該対が、使用時、該自由縁と該金属ストリップの該表面との間に形成される溶接の取付軸にほぼ沿って所定の直線軌跡を経て該自由縁を誘導し、それにより、溶接エネルギーが、該表面上の該所定の溶接シーム線に沿って近接効果によって集中される、溶接ボックス・スタンドと、を備える装置が提供される。
スクイーズ・ロールの前記対の少なくとも一方は、スクイーズ・ロールの前記対の前記少なくとも一方の回転軸に垂直な方向において、前記対の他方に対して調節可能とすることが可能である。
スクイーズ・ロールの前記対の少なくとも一方は、スクイーズ・ロールの前記対の前記少なくとも一方の回転軸に垂直な方向において、前記対の他方に対して摺動可能に調節可能とすることが可能である。
前記溶接ボックスは、間にある金属ストリップ部材の進行方向に垂直な平行のそれぞれの軸の回りに回転可能なウエブ支持ロールを含むことが適切である。
必要であれば、ウエブ支持ロールは、スクイーズ・ロールの前記対の一方として機能する輪郭外部縁を有することが可能である。
必要であれば、前記シーム・ガイド・ロール・スタンドの少なくとも1つは、周囲ショルダを有するシーム・ガイド・ロールを含み、前記周囲ショルダは、使用時、前記金属ストリップの前記自由縁に対する当接部を提供する。
必要であれば、前記1つまたは複数のシーム・ガイド・ロール・スタンドの上流において、一端において支持されたロッド状インピーダが、前記金属ストリップの輪郭縁領域の
中空内部の中に延びる。
本発明をより完全に理解し、実施することが可能であるように、ここで、添付の図面を参照して示される好ましい実施形態を参照する。
図1は、図11から14に例示される中空フランジ部材の製造に使用可能なロール形成ミルの通常の全体な構成を概略的に示す。簡単には、ミルは、形成ステーション11、溶接ステーション12、および成形ステーション13を備える。
図2において、ウエブ30は、中空フランジ31の自由縁をウエブ30の縁と接触させるために、中空フランジ31が形成されなければならない程度を最小限にすることを試行して、弓形断面に形成された。高周波数交流電気のそれぞれの源34に結合された接触子
32、33の対が、各フランジ31の自由縁34に隣接すると共に溶接シームが形成されたウエブの縁に隣接して配置された。図からわかるように、各中空フランジ31の自由縁34は、垂直面および水平面の両方において、ウエブ・シーム線35に対して角度をなして、ウエブ・シーム線35に近付いた。
図4は、図3に示された溶接ボックス・ロール・アセンブリの拡大断面図である。39において全体的に示された溶接ボックス・ロール・アセンブリに入る前に、フランジ31の自由縁34は、透視でいくらか誇張された方式で破断領域において示されているように、金属ストリップ30の上で最終溶接シーム位置40より上に間隔をおいて位置する。ロール形成済みセクションが溶接ボックス・ロール・アセンブリ39を経て進行する際、中空フランジ31の自由縁34は、共動ロール36、37、38の組合せ圧力によって下方および外向きに付勢され、それにより、自由縁34は、それぞれの溶接シーム位置40でウェブ30の表面に接触するまで、ウエブ30の表面を横断して「掃引」する。
図5では、ミル・ベッド50が、駆動形成ロール51、アイドラ・スタンド52、非駆動縁形成スタンド53、他のアイドラ・スタンド54、インピーダ・ブラケット55、非
駆動縁形成スタンド56、他の非駆動形成スタンド57、側方ロール59を有する駆動形成ロール・スタンド58、6ロール・シーム・ガイド・ロール・スタンド60、および4ロール溶接ボックス・スタンド61を支持する。スタンド60と61との間に、作業コイル62が位置する。
断面6Aは、ロール・スタンド53から生じる形状を示し、断面6Bは、ロール・スタンド58から生じる形状を示し、断面6Cは、シーム・ガイド・ロール・スタンド60から生じる形状を示し、断面6Cは、溶接ボックス・スタンド61に入る前のロール形成断面の形状を示す。図からわかるように、中空フランジ31の自由縁34の軌跡は、縁34とウエブ30の縁40との間の最小距離の経路に従い、セクションがシーム・ガイド・ロール・スタンド60に近付く際、6Cにおいて示される中空フランジの断面形状は、いくらか卵形の形状を取る。また、フランジ縁34の位置は、誘導コイル62の領域においてウエブ30の縁40に対して固定されて位置することもわかるであろう。
図7aは、図5のシーム・ロール・スタンド60の下流正面図を概略的に示す。ロール・スタンド60は支持フレーム65を備え、その下流面において、整列すなわち位置合わせ回転軸67、67aの回りに回転するようにそれぞれがジャーナルされた1対の独立して取り付けられた輪郭支持ロール66、66aと、それぞれの傾斜軸69、69aの上において回転可能にジャーナルされたシーム・ガイド・ロール68、68aとが取り付けられる。シーム・ガイド・ロール68、68aは、冷間形成セクションが溶接ボックス61のスクイーズ・ロールに近付く際、中空フランジ31、31aの自由縁34、34aを望ましい溶接シーム線と長手方向に整列した状態に誘導するように作用する。
弓形フレーム65の内部に、円筒シーム・ガイド・ロール71および円筒支持ロール72が配置され、それぞれ、それぞれの回転軸73、74の回りに回転可能にジャーナルされている。支持ロール72は、中空フランジ31の一部に適応する輪郭端部領域72aを含み、一方、シーム・ガイド・ロールのビード縁75、76は、中空フランジ31の自由縁34がロール71の平面端部に接して隣接する状態で、ウエブ30の内部縁40の上に位置する。ウエブ30は、具体的には隣接縁40のバックリングを防止するために、ロール71および72の円筒部分間において堅固に圧締めされる。
溶接ボックス61は、円筒上部ロール80および輪郭縁81aを有する円筒下方ロール81を備え、ロール80、81のそれぞれは、それぞれの回転軸82、83の回りに回転可能にジャーナルされている。それぞれの傾斜軸85a、85bの回りに回転可能な輪郭スクイーズ・ロール84a、84bは、中空フランジ31の加熱済み自由縁34a、34bをウエブ30の対向境界40に沿ってそれぞれの加熱済み溶接シーム線領域に付勢し、
それにより、連続溶接シームを創出するために間において融合を達成するように適合される。スクイーズ・ロール84a、84bと円筒支持ロール81のそれぞれの輪郭縁81aとの間において画定された空洞は、図6の断面6Dによって表された中空フランジ31の断面形状と同様に卵形の形状であることに留意されたい。
図9は、ウエブの縁に沿って中空フランジの自由縁を溶接シームの中に誘導することをより明瞭に示す、図8の溶接ボックス61におけるロールの構成を概略的に示す。
いる。
装置100は、インダクタ・コイル・アセンブリ101を備え、インダクタ・コイル・アセンブリ101は、シーム・ガイド・ロールステーションと溶接ボックスとの間を進行する際に中空フランジ梁103をほぼ包囲する成形シート銅コイル102を有するインダクタ・コイル・アセンブリ101を備えている。コイル・アセンブリ101は、絶縁材料105の層を間に有する銅取付けブラケット104によって対向端部において支持される。
図13は、ウエブ123の縁122に沿って位置する1対の円形断面中空フランジ121を有する中空フランジ部材120を示す。部材120は、構造部材としてそのままで使用することが可能も可能であるし、または、非円形断面のフランジを有する中空フランジ梁の前物質として使用することも可能である。
図15は、同時係属オーストラリア特許出願2003903142による矩形フランジを有する中空フランジ梁を示す。
たとえば、形成ロール、シーム・ガイド・ロール、およびスクイーズ・ロールの組合せの構成は、可能な限り、中空フランジを望ましい断面にその後成形する際、応力損傷に至ることがある溶接シームにかかる応力がわずかであるか、または応力がかからないことを
保証するために、中空フランジの自由縁が溶接シームに異なる角度で近付くことを可能にするように適合することが可能である。
Claims (18)
- 冷間形成ミルにおいて中空フランジ・スチール部材をインライン溶接する方法であって、
金属ストリップから自由縁を有する曲線表面を形成する工程と、
ERW方法によって、中空フランジを形成するために、前記自由縁を該金属ストリップの表面に溶接する工程とからなる方法において、
該自由縁が、1または複数のロールによって、該ストリップの該表面上の所定の溶接シーム線と直線状に互いに平行に整列され、該自由縁が、該自由縁と該ストリップの該表面との間に形成される溶接接合の取付軸に沿って所定の直線軌跡を経て誘導され、それにより、溶接エネルギーが、該自由縁を該表面に融合する前に、該表面上の該所定の溶接シーム線に沿って近接効果によって集中されることを特徴とする方法。 - 前記自由縁が、前記自由縁に対する当接部を提供する周囲ショルダをそれぞれが有する1つまたは複数のシーム・ガイド・ロールによって、前記溶接シーム線と整列される、請求項1に記載の方法。
- 前記金属ストリップの自由縁が、輪郭ガイド・ロールによって前記周囲ショルダと当接するように付勢される、請求項2に記載の方法。
- 前記金属ストリップが、前記自由縁が前記周囲ショルダと当接するように付勢される際、前記溶接シーム線に隣接する対向円筒ロール表面によって中心で支持される、請求項2に記載の方法。
- 前記シーム・ガイド・ロールが、前記ストリップ表面に対して所定の角度において、前記自由縁を前記溶接シーム線に向かって誘導するように、調節可能に取り付けられる、請求項2に記載の方法。
- 前記金属ストリップの前記自由縁が、前記金属ストリップの輪郭表面の上にわたって延びる輪郭スクイーズ・ロールによって前記所定の軌跡を経て誘導される、請求項1に記載
の方法。 - 溶接エネルギーが、電源に結合された誘導コイルによって前記自由縁および前記所定の溶接シーム線に誘導され、前記コイルが、前記金属ストリップの長手方向軸にほぼ垂直な平面において前記金属ストリップのほぼ回りに延びる、請求項1に記載の方法。
- 溶接エネルギーが、電源に結合された1つまたは複数の接触子によって前記自由縁および前記所定の溶接シーム線に付与される、請求項1に記載の方法。
- 一端において支持された長尺のロッド状誘導インピーダが、前記輪郭表面の中空内部空洞内において、前記自由縁が前記金属ストリップの前記表面に融合される前記溶接シーム線に隣接する領域まで延びる、請求項7に記載の方法。
- 冷間形成ミルにおいて中空フランジ・スチール部材をインラインERW溶接する装置であって、
使用時、該金属ストリップの表面上に該自由縁から間隔をおいて位置する所定の溶接シーム線と直線状に互いに平行に整列した状態に輪郭金属ストリップの自由縁を誘導するように適合された周囲ビード縁を備えた少なくとも1つのシーム・ガイド・ロールを回転可能に支持するシーム・ガイド・ロール・スタンドと、
使用時、該表面上の該溶接シーム線と融合係合するように、所定の温度まで加熱されると該自由縁を付勢する、少なくとも1対の輪郭スクイーズ・ロールを回転可能に支持する溶接ボックス・スタンドであって、輪郭スクイーズ・ロールの該対が、使用時、該自由縁と該金属ストリップの該表面との間に形成される溶接の取付軸にほぼ沿って所定の直線軌跡を経て該自由縁を誘導し、それにより、溶接エネルギーが、該表面上の該所定の溶接シーム線に沿って近接効果によって集中される、溶接ボックス・スタンドと、を備える装置。 - 前記溶接エネルギーが、前記自由縁および前記溶接シーム線に隣接する前記金属ストリップと摺動可能に係合する電気接触子によって、前記自由縁および前記溶接シーム線において誘導される、請求項10に記載の装置。
- 前記溶接エネルギーが、前記金属ストリップ長手方向軸に垂直な平面において前記金属ストリップの回りに延びる誘導コイルによって、前記自由縁および前記溶接シーム線において誘導される、請求項10に記載の装置。
- 輪郭スクイーズ・ロールの前記対の少なくとも一方が、輪郭スクイーズ・ロールの間にある前記金属ストリップの進行方向に平行な軸の回りに旋回運動するように調節可能である、請求項10に記載の装置。
- 輪郭スクイーズ・ロールの前記対の少なくとも一方が、輪郭スクイーズ・ロールの前記対の前記少なくとも一方の回転軸に垂直な方向において、前記対の他方に対して摺動可能に調節可能である、請求項10に記載の装置。
- 前記溶接ボックスが、間にある金属ストリップ部材の進行方向に垂直な平行のそれぞれの軸の回りに回転可能なウエブ支持ロールを含む、請求項10に記載の装置。
- 前記ウエブ支持ロールの少なくとも1つが、輪郭スクイーズ・ロールの前記対の1つとして機能する輪郭外部縁を有する、請求項15に記載の装置。
- 2つ以上のシーム・ガイド・ロール・スタンドを含む、請求項10に記載の装置。
- 前記1つまたは複数のシーム・ガイド・ロール・スタンドの上流において、一端において支持されたロッド状インピーダが、前記金属ストリップの輪郭縁領域の中空内部の中に延びる、請求項12に記載の装置。
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