JPH05156B2 - - Google Patents

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
る溶融Ｈ形鋼等の形鋼製作時において、ウエブと
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
削するものが知られている。（実開昭54−10926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鋼４
を挟用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のビード箇所に臨めせう
るように上下動および揺動自在に装備された酸素
吹付けノズル６とからなつている。

〔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つてビードを溶削させ
るため、酸素吹付けノズル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。またこの酸素吹付けノズ
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つて設置する必要が
ある等、酸素吹付けノズル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けノズル６の取付け
位置が溶接位置近傍に限定されていると、ビード
の溶削時に発生する酸化スラグが、ウエブ支持ロ
ール７や溶接時におけるウエブ８とフランジ９と
の当接部１０に飛散して、ロール７を巻込みや当
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削
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つてしまう。

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つ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、酸化反応にバルツキが発生して溶削が浅
くなつたり深くなつ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〕

この発明装置は、形鋼の製作ラインにおいて、
溶接時発生したビードの冷間状態となつたビード
を溶融させるプラズマで構成されるビード溶融部
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、発生するNOx等
の粉塵を集塵する局所集塵フードとを備えて形鋼
のビード除去装置を構成するものである。

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、ビー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も
のである。

〔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
施例によつて説明する。（第１図参照） 溶接Ｈ形鋼１２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
する高周波抵抗溶接部１３から溶接時発生したビ
ードが冷間状態となるように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エブ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２０と、この溶融部用追従ローラー２０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とからなつてい
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とからなつてい
る。このビード溶融部１６としては、プラズマ切
断機を用いる。またプラズマ切断機としては、ガ
ラスプラズマ、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。

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形鋼のウエブ方向進退自
在な支持部２８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によつて追従可能な支持部２８に取
付けてあり、ウエブ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つてい
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
状態となつてビード１５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１５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
断面方向のトーチ角は、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１６ａ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、ビード部を長手方向に平坦にし
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１６ｂ）としている。この給電は、
別にタツチローラーを設けて行つてもよい。

またこの母材側給電ローラ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ツト
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５〜６mm程度にセ
ツ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つてセツトされ
ている必要がある。

このため形鋼ウエブ通路をガイドロールにて案
内するという手段もあるが、形鋼の曲りおよびウ
エブ平坦度が悪いといつた場合、形鋼にキズを付
けたり、トーチ１６ａとの距離がズレたりする。
従つてこの実施例では、追従ローラー方式とし
た。

なおＨ形鋼のウエブとフランジ共に、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つて回
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、ブラシの目ずまりを防ぎ、さらにブラシをフ
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
よつて、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ツシン
グ等を連続して行う設備のために、周辺にNOx
等の粉塵が発生するので全体を局所集塵フード１
４で囲み局所集塵にて集塵し、バグフイルター集
塵機等を使い除塵させている。（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、図示した如くウエブと下
フランジとの隅部の他に、ウエブと上フランジと
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形鋼の溶接時発生ビード
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
を溶融させるプラズマからなるビード溶融部と、
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）によつてビードを溶削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、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（溶削）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。

【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
す概略図、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…酸素吹付けノズ
ル、７…ウエブ支持ロール、８…ウエブ、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、１
４…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…ウエブ、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…支持部、
２７…シリンダ、２８…支持部、２９…フード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 形鋼の製作ラインにおいて、溶接時発生した
   ビードの冷間状態となつたビードを溶融させるプ
   ラズマで構成されるビード溶融部と、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、発生するNOx等の粉塵を集塵する
   局所集塵フードとを備えたことを特徴とするビー
   ド除去装置。