JPH01271093A - ビード除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高周波抵抗溶接法により製作される溶接Ｈ
形鋼等の形鋼製作時において、ウェブとフランジとの間
に発生するビードを除去する除去装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来この種のビード除去装置としては、溶接直後におい
てビードが加熱している状態で酸素を吹きつけ、酸化反
応および酸素圧力にてビードを溶剤するものが知られて
いる。（実開昭５４−１００９２６号公報参照） なおこの従来のビード除去装置は、第７図に示す如く高
周波誘導溶接機１の出側上方に架設されたレール２上を
走行する台車３と、この台車３に高周波誘導溶接機１で
溶接して成形された形ｆＩＡ４を挟囲すべく懸吊された
一対の腕杆５と、この各腕杆５にそれぞれ形鋼４のビー
ド箇所に臨ませうるよう上下動および揺動自在に装備さ
れた酸素吹付はノズル６とからなっている。

〔この発明が解決すべき課題］ しかしこのような従来の除去装置では、酸素吹付けによ
るビード燃焼によってビードを溶剤させるため、酸素吹
付はノズル６の取付けをビードが高温域である位置、即
ちＨ形鋼４への溶接位置の近傍に行う必要がある。また
この酸素吹付はノズル６は、溶接Ｈ形鋼４の製作ライン
におけるライン流れの出側から入側に向かって設置する
必要がある等、酸素吹付はノズル６の設置箇所が限定さ
れてしまう。

そしてこのように酸素吹付はノズル６の取付は位置が溶
接位置近傍に限定されていると、ビードの溶剤時に発生
する酸化スラグが、ウェブ支持ロール７や溶接時におけ
るウェブ８とフランジ９との当接部１０に飛散して、ロ
ール７の巻込みや当接部１０のかみ込み等を発生させて
しまう。

またＨ形鋼４への溶接位置近傍でビードを溶剤してしま
うので、溶接品質の管理指標であるビードの形状が不明
となってしまう。

さらにＨ形鋼４への溶接時に発生するビード自体が必ず
波を持つ形状となって大きさが変化すると共に、ライン
速度によりビード熱量が変化するために、酸化反応にバ
ラツキが発生して溶剤が浅くなったり深くなったりする
バラツキが発生してしまう。

この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、そ
の目的は設置箇所が限定されずに形鋼の溶接作業に対し
て影響を及ぼすことがなく、またビード形状およびビー
ド熱量に影響されることなくビードの除去を確実に行え
るビード除去装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明装置によれば形鋼の製作ラインにおいて、溶接
作業時に発生したビードを溶融させるビード溶融部と、
このビード溶融部の後段に設置されたブラシで構成され
るスラグ除去部とを備えて溶接Ｈ形鋼のビード除去装置
を構成することとする。

そしてビードをビード溶融部で積極的に溶融させること
により、と−ド形状およびビード熱量に影響されること
なく除去作業を行えるようにする。

またビード溶融部で積極的に溶融させて冷間域にてビー
ドの除去を行えるようにすることで、形鋼への溶接部位
置よりも離れた位置でビード除去作業が行えて、酸化ス
ラグの飛散等の影響を受けずにビードの除去を確実に行
えるようにしたちである。

〔実施例〕

以下この発明のビード除去装置を、溶接Ｈ形鋼の製作時
におけるビード除去用として設置した実施例によって説
明する。（第１図参照）溶接Ｈ形ｗ４１２の製造ライン
上に設けられているビード除去装置１１は、溶接Ｈ形鋼
１２を形成する亮周波抵抗溶接部１３から一定距離を開
けて設けられている局所集塵フード１４内に収納配置さ
れている。

そしてこのビード除去装置１１は、ビード１５を溶融さ
せるエアープラズマで構成されたビード溶融部１６と、
このビード溶融部１６の後段に設けられており、ビード
溶融部１６がビード１５を確実に溶融できるようにウェ
ブ１８およびフランジ１９との距離を一定に保つ溶融部
用追従ローラー２Ｌ）と、この溶融部用追従ローラー２
０の後段に設けられているブラシで構成されたスラグ除
去部２１と、このスラグ除去部２１の後段に設けられて
いるエアーブローノズル２２とからなっている。

ビード溶融部１６は、トーチ１６ａと、母材側給電用ロ
ーラ１６ｂと、トーチ１６ａ側にマイナスが、また母材
側給電用ローラ１６ｂ側にプラスが接続されている電源
部１６ｃとからなっている。

このビード溶融部１６としては、アーク溶接機、レーザ
ー、ガス切断機、プラズマ切断機を用いることができる
。またプラズマ切断機としては、ガスプラズマ、水プラ
ズマ、エアープラズマがある。

そしてこれらのどれを使用しても溶融可能であり、ビー
ド除去表面の酸化、塵化等に問題なければランニングコ
ストの安いエアープラズマが良く、また最も効率的に行
えるのはガスプラズマである。

なおこの実施例の溶接Ｈ形鋼の場合には、エアープラズ
マを使用する。またプラズマのようにガスを使用しない
プラズマ以外のものを使用する場合は、溶融物を飛ばす
ことができないため、ビード溶融部近傍に吹き飛ばし用
ガスの噴射口２３（第２図参照）が必要となる。

溶融部用追従ローラー２０は、固定ベース２４に設けら
れているシリンダ２５により上下動自在な支持部２６と
、この支持部２６に設けられているシリンダ２７により
Ｈ形鋼のウェブ方向進退自在な支持部２日とに設けられ
ている。（第３図参照） そしてプラズマトーチ１６ａは、両追従ローラー２０．
２０によって追従可能な支持部２日に取付けてあり、ウ
ェブ１８またはフランジ１９のどちらかが変動しても追
従できるようになっている。

このような構成からなるビード除去装置１１を使用して
のビード除去作業は、まず高周波抵抗溶接部１３におい
てのＨ形鋼への溶接完了後、冷間状態となったビード１
５をビード溶融部１６にて溶融させる。

なおこの時のビード溶融部１６のトーチ１６ａのノズル
径は、プラズマの切断能力およびダブルアーク臨界電流
に関係があるが、ビードＩ５の大きさにより限定される
。そしてノズル径が１〜３φの時のプラズマ電気容量は
、２５０ＡがＭＡＸとなる。

またビード１５の溶融体を除去するエアー圧力と、Ｈ形
鋼の製作ライン速度とは、第４図のグラフに示すような
関係があり、速度に対してエアー圧の選定が必要となる
ので、エアー圧は速度に対して可変式とする。なおこの
エアーは、ビード溶融体を冷却させると共に、溶融体が
飛散してなるスラグの母材（Ｈ形鋼）への密着性を低下
させ、スラグ除去を容易にさせる役目がある。

さらにプラズマトーチ１６ａの角度は、アーク安定性と
溶融体の除去との間に関係がある。そのため速度に対し
角度θ（第５図参照）の設定が必要となるので、速度に
対して可変式とする。なお断面方向アトーチ角は、ビー
ド除去の最適方向であれば良く、この実施例のＨ形鋼の
ように直角コーナーでのビード除去の場合は４５°とす
る。

またビード１５の外形が凹凸形状の場合には、トーチ１
６ａとの距離が変動することからアーク不安定が発生す
るため、高周波抵抗溶接部１３直後のビード１５をロー
ラーで押さえること（ビード成形）により、アーク安定
性を向上させることができる。

なおプラズマには移行形と非移行形とがあるが、効率的
には移行形が有利のため移行形で考える。

この場合、母材側への給電が必要であり、本装置では搬
送ローラを流用して給電装置（母材側給電用ローラ１６
ｂ）としている。この給電は、別にタッチローラーを設
けて行ってもよい。

またこの母材側給電用ローラ１６ｂは、常に成品へ接触
している必要があると共に、その材質は極力電導率の高
いものが良い。そして本件の場合、上部からの押さえロ
ーラーを付けて接触不良の防止を図る等も良好な手段と
なる。

なお前述したように断面方向のプラズマトーチは、４５
°でビードを最も除去できる位置にセットされていなけ
ればならない。またトーチ１６ａの先端とビード１５と
の距離も約５〜６１程度にセットされている必要があり
、形鋼１２とプラズマトーチ１６ａとは一定の間隔をも
ってセットされている必要がある。

このため形鋼ウェブ通路を完全に固定するという手段も
あるが、形鋼の曲りおよびウェブ平坦度が悪いといった
場合、形鋼にキズを付けたり、トーチ１６ａとの距離が
ズしたりする。従ってこの実施例では、追従ローラ一方
式とした。

なおＨ形鋼のウェブとフランジ共に、第３図に示した如
くシリンダ２５．２７（油圧、エアー共に可）にて追従
ローラー２０を形鋼に当て、形鋼の動きに対してトーチ
１６ａが追従できるようにしたものである。

次に以上のように安定してビード１５を溶接除去した後
、スラグ除去部２１であるブラシによりビード１５の周
辺に付着したスラグを除去する。

このブラシは、製作ラインの流れ方向に向がって回転さ
せることとする。またブラシ材としては、金属、ナイロ
ン等どのようなものでも使用できる。

そしてこの実施例では、ブラシ内にエアーを入れ、フ゛
ラシの目ずまりを防ぎ、さらにフ゛ラシをフード２９で
囲み周辺へのスラグの飛散を防止させるようにしている
。（第６図参照）またブラシの後方に設けられているエ
アーブローノズル２２によって、ブラシ面にあるスラグ
を吹き飛ばすようにしている。（第１図参照） なおスラグは、必ず発生するものであるが、エアー圧力
、トーチ角度により、非常にハクリし易い状態を作るこ
とが可能である。

また前述したようにプラズマおよびブラッシング等を連
続して行う設備のために、周辺にＮＯｘの粉塵が発生す
るので全体をフード１４で囲み局所集塵をさせている。

（第１図参照） さらにこのビード溶融部とスラグ除去部とによるビード
の除去作業は、図示した如くウェブと下フランジとの隅
部の他に、ウェブと上フランジとの隅部のものも同様に
して行う。（図示せず）このことにより溶接Ｈ形鋼の溶
接待発生ビードの除去作業が完了する。

なおこの発明の除去装置は、前述した実施例の溶接Ｈ形
鋼の他に、電縫管、Ｔ形鋼等のビード除去にも適用でき
る。

〔発明の効果〕

この発明のビード除去装置は、溶接Ｈ形鋼の製作ライン
において、溶接作業時に発生したビードを溶融させるビ
ード溶融部と、このビード溶融部の後段に設置されたブ
ラシで構成されるスラグ除去部とを備えてなることを特
徴としている。

そしてこの構成によればビードをビード溶融部で積極的
に溶融させることにより、従来の酸素吹付けによるビー
ド燃焼（酸化反応および酸素圧力）によってビードを溶
剤させるもののように、ビード形状およびビード熱量に
影響されることなく、ビードの除去作業を容易でバラツ
キがなく確実に行うことができる。

またビード溶融部で積極的に溶融させることで、と−ド
の除去を冷間域にて行えるようにしたことにより、除去
作業位置に限定されることなく、Ｈ形鋼への溶接部位置
よりも離れた位置でビード除去作業が行える。そのため
ビード除去作業で発生して飛散する酸化スラグがＨ形鋼
への溶接部に影響を及ぼすようなことがなく、ビードの
除去を確実に行える。

さらに従来の除去装置のようにＨ形鋼への溶接部位置近
傍でビードを除去（溶剤）せずに、Ｈ形鋼への溶接部位
置より離れた位置で行うので、溶接品質の管理指標であ
るビードの形状を十分に確Ｊ忍することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のビード除去装置が設けられた溶接Ｈ
形鋼の製作ラインを示す概略正面図、第２図はビード溶
融部の別態様を示す概略斜視図、第３図は溶融部用追従
ローラーの取付状態を示す概略斜視図、第４図はエアー
圧力とビード除去速度の関係を示すグラフ、第５図はト
ーチ角度を示す機略図、第６図はスラグ除去部を示す概
略斜視図、第７図は従来のビード除去装置を示す正面図
である。 １・・・高周波誘導溶接機、２・・・レール、３・・・
台車、４・・・形鋼、５・・・腕杆、６・・・酸素吹付
はノズル、７・・・ウェブ支持ロール、８・・・ウェブ
、９・・・フランジ、１０・・・当接部、１１・・・ビ
ード除去装置、１２・・・溶接Ｈ形鋼、１３・・・高周
波抵抗溶接部、１４・・・局所集塵フード、１５・・・
ビード、１６・・・ビード溶融部、１６ａ・・・トーチ
、１６ｂ・・・母材側給電用ローラ、１８・・・ウェブ
、１９・・・フランジ、２０・・・溶融部用追従ローラ
ー、２１・・・スラグ除去部、　２２・・・エアーブロ
ーノズル、２３・・・噴射口、２４・・・固定ベース、
２５・・・シリンダ、２６・・・支持Ｌ２７・・・シリ
ンダ、２８・・・支持部、２９・・・フード。 ＠　４　ｒ 苓　７７

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）形鋼の製作ラインにおいて、溶接作業時に発生し
   たビードを溶融させるビード溶融部と、このビード溶融
   部の後段に設置されたブラシで構成されるスラグ除去部
   とを備えてなることを特徴とするビード除去装置。
2. （２）スラグ除去部の後段にエアーブローを設けたこと
   を特徴する請求項１記載の溶接Ｈ形鋼のビード除去装置
   。