JPH03146274A

JPH03146274A - ビード除去方法

Info

Publication number: JPH03146274A
Application number: JP28430489A
Authority: JP
Inventors: Kazu Kanayama; 和金山; Yoshihiko Shirakawa; 白川　欽彦; Kuniharu Fujimoto; 藤本　邦治
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-06-21
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPH0615111B2

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、溶接Ｈ形鋼等の直角コーナー部を有する溶
接形鋼の高周波抵抗溶接法による製作時において、ウェ
ブとフランジとの間に発生する溶接ビードを除去する除
去方法に関するものである。

［従来技術〕従来この種の溶接ビードの除去方法としては、次に述べ
るものが一般に知られている。

■　アイドルディスクカッターにて、ビード部に切り込
みを入れ、この切り込みが入ったビード部をロールで押
し割る。そしてその後、仕上げとして、押し割られたビ
ード部をブラシにて除去するもの。（特開昭６４−１０
９０１３号公報）■　形鋼への溶接成形直後において、
加熱状態の溶接ビードに酸素を吹付ける。そしてこの時
に、ビードに生じる酸化反応および酸素圧力にて、ビー
ド部を溶剤するもの。　（実開昭５４−１０９２６号公
報参照） ■　ウェブとフランジとの溶着にて発生した溶接ビード
が赤熱状態にある間に、この赤熱状態のビードをロール
にて圧潰することにより、ビード部を補修除去するもの
。　（特開昭５６−６２６８２号公報参照）〔この発明が解決しようとする課題〕しかしこのような従来の除去方法では、前述し・た■の
場合において、ビード部に切り込みを入れるアイドルデ
ィスクカッター等の構造上から、小さいサイズの形ｆ４
（１５０Ｈ以下）への対応が困難となる。

またビードの大きさや材質強度の変化により、完全に押
し割ることのできない部分が発生してしまう。さらに形
鋼の振れ等により、アイドルディスクカッターの刃先割
損が発生（振れ幅が０．２〜０．５ｍｍ程度でも割損が
発生）してしまう。

なおこのようにアイドルディスクカッター等の機械的接
触切削のみでのビード除去では、前述した刃先割損が発
生する等の機械的な寿命から、取り替え工数が増えて、
保守作業が面倒なものとなる。

一方■の場合には、酸素吹付はノズルの設置箇所が、形
鋼への溶接成形を行う装置の直後位置に限定される。そ
してこのことは、ビード溶剤時に発生するスラグが、形
鋼への溶接成形装置におけるウェブ支持ロールおよび付
帯設備に飛散して、溶接品質に影響を及ぼすこととなる
。またロール巻き込み等も発生してしまう。

さらに■の場合には、設備、能率等は良好だが、後処理
である電着塗装時において、ビード圧潰部１７における
隙間部１８（第１０図参照）に入り込むことによる前処
理剤（化成処理）残りが発生してしまう、このことは、
前処理剤残りの部分において、塗装不良を起こしてしま
うこととなる。

この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、そ
の目的は形鋼の大小に関係なくビード除去が行えそのた
めの保守も簡単であり、またビード除去部の設置箇所が
限定されずに形鋼形成用の溶接作業に対して影響を及ぼ
すことがなく、さら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を安定した状態で効率良
（確実に行え、しかも塗装等の後処理も確実に行えるよ
うにすることのできるビード除去方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の方法によれば、直角コーナー部を有する形鋼
の製作ラインにビード溶融部を設ける。

・そしてこのビード溶融部にて、形調べの溶接作業時に
直角コーナー部に発生したビード部を、プラズマトーチ
の使用によるガウジング加工で溶剤して除去することと
する。そして機械的寿命やサイズ制限を無くし、ビード
の大きさや材質等の変化にも対応できるようにする。

このガウジング加工としては、特開昭５８−８１５６３
号公報のようにプラズマのモーメンタムで平板面をガウ
ジングする技術について知られている。これは、平板の
ため一方向　（ガウジング進行方向）に対して、ガウジ
ングすべき部材からの垂直線とプラズマトーチとの傾斜
角について述べているのものである。

そのためこの発明のように直角コーナー部に発生したビ
ード部をガウジング加工で溶剤して除去する場合とは異
なる。そこでこの発明方法における直角コーナー部への
ガウジング加工では、ガウジングすべき部材からの垂直
線とプラズマトーチとの傾斜角を、ガウジング進行方向
とこのガウジング進行方向に直角に交わる方向との二方
向についての角度設定が必要となる。

またこの傾斜角において特開昭５８−８１５６３号公報
では３０°〜７０°と広い範囲で記されているが、直角
コーナー部でのガウジングは４５″以上になると極めて
切削生が悪く波打ち状のガウジング面となるので、安定
したガウジング面を得るには４０″前後が最もよく範囲
としても３０°〜４５°である。

このように従来では、プラズマトーチを使用してのガウ
ジング加工を、直角コーナー部で行う際の技術が確立さ
れていない。

そこでこの発明のビード除去方法では、ガウジング加工
を行う際のプラズマトーチの各使用条件を以下のように
設定することとする。

■　「プラズマトーチの傾斜角度」プラズマにてガウジングする場合にトーチを傾斜しない
と溶融金属を吹き飛ばすことができないため、ガウジン
グ箇所に溶融金属が逆流して埋めてしまうことになる。

また直角コーナー部においては、プラズマアークがウェ
ブおよびフランジが共に壁になるので、溶融金属を吹き
飛ばすために傾斜を大きく取る必要がある。

これらのことから、第４図に示すようにガウジング進行
方向での形鋼１におけるフランジ１ａとプラズマトーチ
２との角度θ、を、４０°〜２０＠とし、第５図に示す
ようにガウジング進行方向に直角に交わる方向でのフラ
ンジ１ａとプラズマトーチ２との角度θ２を、５０°〜
７０＠とする。

なお角度θ、での２０″および角度θ２での７０゜は、
物理的制約からの値である。

■　「プラズマトーチにおけるプラズマアーク動作ガス
の旋回流向きおよび強さ」第２図に示すようにプラズマトーチ２内のネジ部３で発
生するプラズマアーク動作ガス旋回流の向きおよび強さ
についても、溶融金属およびフラッシュを確実に吹き飛
ばすために設定する必要がある。

そのためプラズマアーク動作ガスの旋回流向きを、第６
図に示すように形鋼１が流れる場合に、図面に対して手
前側のトーチ２では右旋回で、図面に対して反対側のト
ーチ（図示せず）では左旋回にする。

このようにプラズマアーク動作ガスの旋回流向きを、製
作ライン上での形鋼の流れ方向にすると、溶融金属を吹
き飛ばし易くなって、溶剤面がより良い状態にすること
ができる。そしてそれぞれこの反対の向きで旋回させる
と、溶融金属溜まり等が出来て、溶剤面がきれいになら
ない。

またプラズマアーク動作ガスの旋回流強さは、ネジ部３
のネジ角度θ（第７図参照）を７．８°から６〜７″へ
と小さくすると共に、ネジ部３のネジ形状を二条から一
条として、強くする。

■　「プラズマトーチにおけるノズル形状」ノズル径が
小さくてアーク集中性が強すぎると、アークの揺れや母
材（形１１！ｉｉ）の揺れにより、アークがビード部か
らずれて周辺の母材（形鋼）を溶剤してしまう、そのた
め、アークを、その集中性をある程度ぼかす方向にする
ことにより、前述した各揺れを許容することができ、母
材（形鋼）を溶剤してしまうことなく、ビード部の安定
した溶剤を行うことができる。

ただしぼかしが大きすぎるとこれも周辺の母材（形鋼）
を溶剤してしまうことになると共に、大きくするために
電力使用量も多くなる。

これらのことからプラズマトーチ２におけるノズル４の
形状は、第８図に示すようにノズル噴射口の径りを従来
の２．５φから３．０φ〜３．５φに、またノズル噴射
口長さしを従来の６ｍｓ＋から８φ１ｍｌ〜１０ａ＋ｍ
にして形成する。そしてアークの集中性をある程度ぼか
すようにして、と−ド部の全体をカバーするようにする
。なおノズル噴射口の径りにおける３、０φ〜３．５φ
はほぼ同一の溶剤性能を有する。

■　「プラズマトーチの溶剤すべきビード部との距離」ビード形状の変化により、ビード部とプラズマトーチと
の距離が変化すると、ビード溶剤処理後の処理面形状に
微妙な変化が生じて滑らかでなくなり、この面に対する
塗装等の後処理に悪影響を及ぼす。

そのためビードの除去を行うビード溶融部の前段で、形
鋼への溶接形成部の直後において、溶接形成部で発生し
たビード部をロールで圧潰する。

このことにより、ビード部の形状を一定とし、プラズマ
トーチのビード部との距離が変化しないようにする。そ
してこの時に、第９図に示すようにプラズマトーチ２の
母材（形ｔｌｉ４１のビード部）との距離りは、溶剤形
状や物理的なことから、８ｍｍ程度に設定するのが最も
効果的である。

なお塗装等の後処理に悪影響を及ぼさないようにするこ
とは、ビード溶融部の後段において、スラグ除去部等の
後で溶剤処理面をロールで圧潰することにより、溶剤処
理面を滑らかにすることで行われる。

、■　「エアーブロー」プラズマトーチによるビード溶剤中において、フラッシ
ュが母材（形鋼）とトーチ間に飛散すると、それにより
短絡が発生し母材（形鋼）に疵が発生してしまう。また
吹き飛ばしたフラッシュが母材（形＃）、）−チに堆積
して短絡が発生してしまう。

そのため第２図に示すようにトーチ２の設置位置直後に
エアーブローノズル５を取り付ける。そしてエアー圧力
はプラズマアークに影響ないように２〜３ｋｇ／ｃ＋ｅ
”程度とする。またエアーブローノズル５の噴射口径を
６φ〜８φにする。

〔実施例〕

以下この発明のビード除去方法を、溶接Ｈ形鋼の製作時
におけるビード除去用として実施した例によって説明す
る。（第１図〜第９図参照）この発明方法に基づいてビ
ード除去を行うべく、溶接Ｈ形ｍｌの製造ライン上に配
置されているビード除去部！’６　（第１図参照）は、
溶接Ｈ形鋼を形成する高周波抵抗溶接部７の直後に設け
られており、形鋼形成用の溶接作業時に発生したビード
部８を圧潰するロール９からなるビード圧潰部１０と、
高周波抵抗溶接部７から一定距離を開けて設けられてお
り、ビード部８を溶融させるビード溶融部１１と、この
ビード溶融部１１の後段に設置されたブラシ１２でから
なるスラグ除去部１３と、ビード溶融部１１におけるビ
ード処理面を圧潰するロール９からなる圧潰部１４とを
備えてなっている。なおここで符号１５はウェブ支持ロ
ール、符号１６はフランジ支持ロールである。

そしてここでのビード溶融部１１のプラズマトーチ２（
第２図参照）は、作動ガスをエアーとし、その圧力を５
　ｋｇ　／　ｃｍ　”とする。またノズル４の噴射口径
りを３．０φに、噴射口長さしを８１にする。

またプラズマトーチ２のビード部８とのノズル距離りを
８１１１Ｉ１１とする。さらにガウジング進行方向での
形鋼１におけるフランジ１ａとプラズマトーチ２との角
度θ１を３５°とし、ガウジング進行方向に直角に交わ
る方向でのフランジ１ａとプラズマトーチ２との角度θ
８を、５５°とする。

このような構成からなり、この発明のビード除去方法を
実施したビード除去装置６で、溶接Ｈ形鋼１の溶接形成
時に発生するビード部８の除去作業を行うと、ビード部
８に非接触であるため寿命が従来の機械的切削に比べ長
く、サイズ対応においても小サイズ（８０Ｈ）まで可能
となる。またビード部８の大きさ、材質等への対応も電
流値の変更で自由に調整が可能となり、材質　（ＳＯ５
，’ｅｔｃ）においてもプラズマ作動ガスを変更（ａｉ
ｒから酸素またはアルゴンに）することにより対応が可
能となる。

さらにプラズマトーチ２で処理するビード部８の溶剤面
を安定させるために、ビード部８が加熱されている域に
おいてビード圧潰部１ｏのロール９でビード頭部を押圧
し、ビード部８とプラズマトーチ２との距離を一定にす
ることにより、ビード部８の溶剤面の安定化を図ること
ができる。

なおこのビード部加熱域でのロール９による押さえをさ
らに強く押し付けることにより、ビード溶剤深さで考え
ると１．５ｍｍから０．５１と薄いものの溶剤となるた
め、プラズマ電流を押さえて溶剤することができて省電
力化となる。

またプラズマトーチ２で処理したビード部溶剤面をさら
に滑らかな面に仕上げるため、溶剤後、圧潰部１４のロ
ール９で押圧して成形することにより、−層平滑な見栄
えのよい溶剤面を得ることができる。なおこの時のロー
ル９は、スラグ除去部の後段に設置して、ビード部８の
みに当接するようにする。

このようにして溶接Ｈ形鋼の溶接待発生ビードの除去作
業が行われる。

なおこの発明の除去方法は、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方法によれば、ビード溶融部で積
極的に溶融させることで、ビー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（、ビードの除去を確実に行える。

また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認することができる。

さらに形鋼の大小に関係なくビード除去が行えそのため
の保守も簡単であり、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安定した状態で効率良
く確実に行え、しかも塗装等の後処理も確実に行えるよ
うにすることのできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のビード除去方法を実施するビード除
去装置を示す概略図、第２図は第１図のＡ部拡大詳細図
、第３図は第２図のＢ−Ｂ線矢視図、第４図および第５
図はトーチ角度を示す概略図、第６図はトーチ内での作
動ガス旋回状態を示す概略斜視図、第７図はトーチ内の
ネジ部を示す概略図、第８図はトーチのノズル形状を示
す概略図、第９図はトーチと溶剤部との距離を示す概略
図、第１０図は従来のビード除去状態を示す概略図であ
る。１・・・形鋼、１ａ・・・フランジ、１ｂ・・・ウェブ
、２・・・プラズマトーチ、３・・・ネジ部、４・・・
ノズル、５・・・エアーブローノズル、６・・・ビード
除去装置、７・・・高周波抵抗溶接部、８・・・ビード
部、９・・・ロール、１０・・・ビード圧潰部、１１・
・・ビード溶融部、１２・・・ブラシ、１３・・・スラ
グ除去部、１４・・・圧潰部、１５・・・ウェブ支持ロ
ール、１６・・・フランジ支持ロール、１７・・・ビー
ド圧潰部、１８・・・隙間部。第　４　面第５図第６図第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直角コーナー部を有する形鋼の製作ラインに、形
鋼への溶接作業時に直角コーナー部に発生したビード部
を、プラズマトーチの使用によるガウジング加工で溶剤
して除去するビード溶融部を設け、このビード溶融部に
よってビード部の除去を行う除去方法であり、前記ガウジング進行方向での形鋼におけるフランジとプ
ラズマトーチとの角度を２０°〜４０°に、また前記ガ
ウジング進行方向に直角に交わる方向での前記フランジ
とプラズマトーチとの角度を５０°〜７０°とし、前記プラズマアーク動作ガスの旋回流向きを、製作ライ
ン上での形鋼の流れ方向にし、また前記プラズマトーチ
内ネジ部のネジ角度６〜７°にすると共にネジ部のネジ
形状を一条として、旋回流強さを強くし、前記プラズマトーチにおけるノズル形状を、ノズル噴射
口径が３．０φ〜３．５φに、またノズル噴射口長さが
８ｍｍ〜１０ｍｍとなるように形成し、アークの集中性
をある程度ぼかすようにしたことを特徴とするビード除
去方法。
（２）ビードの除去を行うビード溶融部の前段で、形鋼
への溶接形成部の直後において、溶接形成部で発生した
ビード部をロールで圧潰して、ビード部の形状を一定と
し、プラズマトーチのビード部との距離が変化しないよ
うにしたことを特徴とする請求項第１項記載のビード除
去方法。
（３）ビード溶融部の後段であると共に、スラグ除去部
等の後段位置で溶剤処理面をロールで圧潰して、塗装等
の後処理に悪影響を及ぼさないようにしたことをを特徴
とする請求項第１項記載のビード除去方法。
（４）プラズマトーチの設置位置直後に、エアー圧力を
プラズマアークに影響ないように２〜３ｋｇ／ｃｍ＾２
程度にすると共に、ノズル噴射口径を６φ〜８φにした
エアーブローノズルを取り付けて、プラズマトーチから
のフラッシュを吹き飛ばすことを特徴とする請求項第１
項記載のビード除去方法。