JPH04365899A - 表面処理方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は表面処理方法に関する
もので、更に詳細には、例えばアルミニウム又はアルミ
ニウム合金製の被処理材を縦吊り状態として陽極酸化、
メッキ等の電解処理液に浸漬する表面処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アルミニウム等の形材は押出成
形された後、陽極酸化、メッキあるいは塗装等の表面処
理が施されており、この場合、形材（以下に被処理材と
いう）は支持部材を介してキャリアビームに吊り下げら
れた状態で表面処理槽まで搬送されて処理槽内の処理液
に浸漬されて適宜表面処理が施される。

【０００３】従来のこの種の表面処理において、キャリ
アビームと被処理材とを吊付ける方法としては、例えば
図５に示すように、通電性のキャリアビームａに取付け
られた弾性力を付勢する被処理材押圧体ｂを有する保持
治具ｃにて被処理材ｄを把持する方法（特公昭５５−６
１１９号公報参照）、あるいは、キャリアビーム支持部
材と被処理材とをミグ溶接あるいはティグ溶接等によっ
て固定する方法（特開昭５３−１１９２３１号公報、特
開昭６０−１７４８９８号公報参照）等が知られている
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者す
なわち保持治具ｃにて機械的に被処理材ｄを吊付ける方
法においては、保持治具ｃの材質が銅やステンレス等の
電解液中で溶解するもので、液中給電が行うことができ
ないため、以下のような欠点がある。

【０００５】すなわち、■電解処理液の外部に給電部を
設けるため、保持治具ｃによる把持が電解処理液から露
出して被処理材の不良部分が大きくなり、歩留まりの低
下をきたす。

【０００６】■被処理材の給電部にスパークが発生し、
接点当たりの電流密度を高めることができない。

【０００７】■被処理材の給電部の電流密度を高めると
、発熱によって被処理材の給電部近傍が焼付けや色焼け
等の変色を起こし、不良部分が多くなる。

【０００８】■上記の理由から、電流密度を大きくする
ためには保持治具ｃを大きくしなければならず、そのた
め装置の小型化を図ることができなかった。

【０００９】また、後者すなわち被処理材をミグ溶接あ
るいはティグ溶接にてキャリアビーム支持部材に固定す
る方法においては、保持治具を用いるものに比して確実
に被処理材を固定することができるが、以下のような欠
点がある。

【００１０】すなわち、■複雑な断面形状及び各種大き
さの被処理材をミグ、ティグ溶接等で連続的に自動溶接
することは困難である。

【００１１】■異種形状の被処理材同士を同じキャリア
ビーム支持部材に自動溶接することが困難である。

【００１２】■溶接固定する速度が遅く（溶接速度：１
ｍ／ｍｉｎ　以下）、非能率的である。

【００１３】■溶接の熱影響部分が大きく、被処理材と
支持部材との固定部が著しく変色すると共に、給電不良
が生じ、被処理材と支持部材を電解処理液中に浸漬して
も給電効率の向上が図れない。また、表面処理後の切断
代が大きく（約２０〜４０ｍｍ）、歩留りが悪い等の問
題があった。

【００１４】この発明は上記事情に鑑みなされたもので
、被処理材の形状と大きさに関係なく迅速かつ確実に被
処理材をキャリアビーム支持部材に固定して給電効率を
高めると共に、歩留りの向上を図れるようにした表面処
理方法を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の表面処理方法は、被処理材を縦吊り状態
として陽極酸化、メッキ等の電解処理液に浸漬して給電
する表面処理方法を前提とし、それぞれアルミニウム又
はアルミニウム合金にて形成される上記被処理材と支持
部材とをレーザ溶接で固定し、上記被処理材と支持部材
との給電部を電解処理液中に浸漬して給電するものであ
る。

【００１６】この発明において、上記レーザ溶接の継手
形状は被処理材と支持部材とを確実に固定できれば任意
の形状でよく、被処理材の形状によって、例えば突き合
わせ、隅肉あるいは重ねプラグ溶接等のいずれかを選択
する方が好ましい。この場合、重ねプラグ溶接は被処理
材と支持部材とを重ねた状態で、支持部材の外面側から
レーザ光線を照射して、支持部材と被処理材を融合溶接
するもので、被処理材の形状、大きさに応じて１条ある
いは複数条とすることができる。

【００１７】上記レーザ溶接は、被処理材の材質、形状
及び大きさと溶接条件によって、最も適するレーザ溶接
を選択することができるが、アルミニウム等の被処理材
においては、ＣＯ２　レーザ溶接あるいはＹＡＧ（Ｙｉ
ｔｔｒｉｕｍ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｇａｒｎｅｔ　）
レーザ溶接によって行う方が好ましい。両者ともパワー
密度１０８　Ｗ／ｃｍ２　以下の条件でレーザ融合溶接
を行うことができる。この場合、シールドガスとしてア
ルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）のいずれも使用す
ることができる。

【００１８】

【作用】上記のように構成することにより、表面処理工
程の前工程において、被処理材と支持部材とを任意の継
手形状に設置した状態でレーザ光線を照射することによ
り、被処理材と支持部材とがレーザ溶接にて迅速かつ確
実に固定される。そして、被処理材と支持部材の給電部
を電解処理液中に浸漬して給電することにより、電解電
圧を下げることができると共に、接点当たりの電流密度
を高めることができる。

【００１９】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。

【００２０】図１はこの発明の表面処理方法の一例の断
面図、図２は被処理材の縦吊り状態の概略正面図、図３
はこの発明における被処理材と支持部材との固定状態の
一例の斜視図が示されている。

【００２１】この発明の表面処理方法は、キャリアビー
ム１の垂下片２に例えばボルト等の保持具３をもって取
付けられる支持部材４と被処理材５とを後述するレーザ
溶接６によって固定して、被処理材５と支持部材４の給
電部を処理槽（図示せず）内の電解処理液７中に浸漬し
て給電することによって被処理材５に表面処理を施すも
のである。

【００２２】この場合、被処理材５はアルミニウム又は
アルミニウム合金製の形材にて形成されており、また、
支持部材４も被処理材と同様なアルミニウム又はアルミ
ニウム合金製の板材にて形成されている。そして、被処
理材５と支持部材４とを固定するには、図３に示すよう
に、被処理材５の開口側端部に支持部材４を当接して重
ね合わせた状態で、支持部材４の下面からレーザ光線８
を照射しつつレーザ溶接トーチ９を支持部材４の長手方
向に移動することにより、支持部材４と被処理材５の当
接部が溶融されて、被処理材５が支持部材４に固定され
る。このようにすることにより、コンベア（図示せず）
上に被処理材５と支持部材４を載置した状態で下側から
レーザ光線を照射することができる。

【００２３】なお、図３では被処理材５の開口側端部の
両脚片５ｂ，５ｂに支持部材４を当接固定した場合につ
いて説明したが、図４に示すように、被処理材５の端面
にアングル状の支持部材４の一片４ａを当接して重ね合
わせた状態で、支持部材４の外側からレーザ溶接６する
こともできる。なおこの場合、被処理材５にクランプ力
Ｐを付与して被処理材５と支持部材４との当接状態を維
持しておく必要がある。

【００２４】ここで使用されるレーザ溶接装置は、図示
しないレーザ発振器から発せられたレーザ光線を複数の
反射鏡により屈曲させた後、集光レンズを通過して直接
又はレーザ発振器から発せられたレーザ光線を光ファイ
バーを介して溶接点すなわち支持部材４と被処理材５と
の当接重合点に照射するものである。具体的には、以下
のような仕様を有する。 ◎ＣＯ２　レーザ溶接装置の仕様 定格出力　　　　：１６００Ｗ〜５０００Ｗパルス出力 ・ピーク出力：３０００Ｗ〜５０００Ｗ・設定周波数：
１０〜３０００ＨＺ 出力ビーム特性 ・波　　長　　　　：１０．６μｍ ・ビーム外径：約１８ｍｍ〜４０ｍｍ（発振器出口）シ
ールドガス　　：アルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ
） ◎ＹＡＧレーザ溶接装置の仕様 定格出力　　　　　　：４００Ｗ×３台（１．２ＫＷ）
パルス出力 ・ピーク出力：５ＫＷ×３台（１５ＫＷ）・設定周波数
：２５ＨＺ 出力ビーム特性 ・波　　長　　　　：１．０６μｍ ・ビーム外径：約１８ｍｍ（発振器出口）シールドガス
　　：アルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ） ＹＡＧレーザ溶接の場合は出力ビーム波長が１．０６μ
ｍであるので、レーザ発振器出口から溶接箇所近傍まで
光ファイバーを利用することができる。

【００２５】上記のようにして被処理材５に溶接固定さ
れた支持部材４は例えば約１ｍの長さごとにブロック化
され、各ブロックにおける被処理材同士の間隔は１０ｍ
ｍにされた状態で、キャリアビーム１の垂下片２に図示
しないスプリングを有する保持具３にて取付けられる。 そして、被処理材５はキャリアビーム１に吊付けされた
状態で、水平移動され、表面処理槽（図示せず）に搬送
されて、電解処理液７中に浸漬されて被処理材５の表面
処理が施される。表面処理が施された被処理材５は保持
具３を解除することによりキャリアビーム１から取外さ
れ、溶接条件よりも高いエネルギーのレーザ光線８を溶
接部に沿って照射することによって溶接部を切断するこ
とができ、支持部材４に固定された被処理材５を分離す
ることができる。

【００２６】なお、被処理材５と支持部材４のレーザ溶
接６の継手形状は被処理材５の形状、大きさ等に応じて
任意の継手形状とすることができ、例えば、被処理材５
の基部５ａの端面と支持部材４とを当接した突合せ溶接
、被処理材５の両脚片５ｂ，５ｂと支持部材４とを当接
した隅肉溶接、あるいはアングル状の支持部材４の一片
４ａを被処理材５の端面に当接又は被処理材５の脚片５
ｂあるいは基部５ａに支持部材４を重ね合わした重ねプ
ラグ溶接等にて被処理材と支持部材４とを固定すること
ができる。また、重ねプラグ溶接において、被処理材５
の形状や大きさに応じてレーザ溶接を１条あるいは複数
条とすれば更に確実な固定ができる。

【００２７】次に、この発明の表面処理方法と従来の表
面処理方法との比較実験について説明する。ここではこ
の発明の表面処理方法と図６に示すようにミグ溶接ある
いはティグ溶接１０によって被処理材５と支持部材４と
を固定して被処理材５のみを電解処理液７中に浸漬した
表面処理方法とを比較したところ、表１に示すような結
果が得られた。

【００２８】

【表１】

【００２９】上記実験結果より、この発明の表面処理方
法によれば、電解処理液の内部に給電部を設けることが
できるので、不良部分を５０〜８０ｍｍから５〜２５ｍ
ｍに低減でき、製品歩留りの向上を図ることができる。 また、電解電圧を下げて必要な電流密度を確保すること
ができ、かつ被処理材５の給電部におけるスパークの発
生を防止することができる。更に、被処理材５の給電部
における熱的悪影響による変色を防止することができる
。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の表面
処理方法によれば、それぞれアルミニウム又はアルミニ
ウム合金にて形成される被処理材と支持部材とをレーザ
溶接で固定し、被処理材と支持部材との給電部を電解処
理液中に浸漬して給電するので、給電効率の向上が図れ
ると共に、製品歩留りの向上を図ることができ、しかも
、表面処理の自動化及び省力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の表面処理方法の一例を示す断面図で
ある。

【図２】この発明における被処理材の吊下げ状態を示す
概略正面図である。

【図３】この発明における被処理材と支持部材との固定
状態を示す斜視図である。

【図４】被処理材と支持部材の別の固定状態を示す斜視
図である。

【図５】従来の表面処理方法における被処理材の吊下げ
状態を示す断面図である。

【図６】従来の表面処理方法の一例を示す断面図である
。

【符号の説明】

１　　キャリアビーム ４　　支持部材 ５　　被処理材 ６　　レーザ溶接 ７　　電解処理液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被処理材を縦吊り状態として陽極酸化
   、メッキ等の電解処理液に浸漬して給電する表面処理方
   法において、それぞれアルミニウム又はアルミニウム合
   金にて形成される上記被処理材と支持部材とをレーザ溶
   接で固定し、上記被処理材と支持部材との給電部を電解
   処理液中に浸漬して給電することを特徴とする表面処理
   方法。