JPH06229Y2 - レーザービーム溶接に用いる被溶接管の管内封入物保護部材 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、平板帯状の管材料を連続的に供給し電線等を
封入しながら管状に整形して該管状の継目にレーザービ
ームを照射し溶接して管を製造するレーザ溶接装置に係
り、特に、管内に封入される電線等がレーザービームを
照射し溶接する際にレーザービームの照射によって溶接
部位に発生するスパッタによって管内封入物である電線
等が傷損するのを防止することのできるレーザービーム
溶接に用いる被溶接管の管内封入物保護部材に関する。

従来の技術 一般に、電線等を保護するコルゲート管は、電線等を包
むように帯状の平板を連続的に供給しながら筒状に整形
して該筒状に整形した平板の端部を溶接することによっ
て円筒状の管を製造し、しかる後コルゲート成形して得
ている。そして、この円筒状の管の継目の溶接には、特
に不活性ガス溶接の一種で、アルゴンの気流中でアーク
を発生させて行なうアーク溶接が用いられている。この
アーク溶接は、アルゴンでアークを遮蔽するためアルミ
ニウム、ステンレス鋼、チタン、銅合金などの非鉄金属
の溶接に用いられる。このアーク溶接には、ＴＩＧ（Tu
ngstem inert gas）溶接、ＭＩＧ（Metal inert gas）
溶接などがある。このうち管の継目の溶接には、タング
ステン電極を添加棒として用い、この添加棒を（−）極
として使用してアーク中に挿入すると、電子が高速度で
母材に衝突して母材を強熱し、溶け込みを起し溶接する
ＴＩＧ（Tungstem inert gas）溶接が多く用いられてい
る。

このＴＩＧ溶接の場合、まず溶接を行なう上で管材料で
ある平板の表面を脱脂する工程を必要とし、この工程
は、トリクレン等での洗浄工程である。このトリクレン
等の取り扱いには充分気を配る必要がある。また、ＴＩ
Ｇ溶接等は、アークによる溶接時の熱によって材質に熱
応力を与え、管に与える悪影響が大きく、その悪影響の
範囲も広いものとなり、強度的にも問題が生じる場合が
ある。また、ＴＩＧ溶接の場合、添加棒としてタングス
テン電極を用いるが、このタングステン電極は、アーク
中に挿入することによって摩耗する。このタングステン
電極が摩耗すると、溶接状態が変化し、均一ビードが得
られず、溶接不良に陥る。このため、ＴＩＧ溶接の場
合、長時間の溶接は不利となり、特に薄物溶接に関して
は、管理を充分にする必要がある。

さらに、ＴＩＧ溶接の場合、アークを発生してこのアー
ク中に電極をいれて溶接する、溶接時においてはアーク
による発光量が大きく、溶接部及び溶接部近傍を目視す
ることができない。このため、何らかの原因で管の継目
の溶接に不良が発生した場合、その処置等が遅れてしま
うという問題点を有している。また、このような何らか
の原因で管の継目の溶接に不良が発生した場合に一旦溶
接を停止し、改善した後再スタートさせる訳であるが、
特に薄物溶接に関しては、再スタート時にアークによる
強熱によって管に穴を開けてしまうなど補修のきかない
不良を起してしまうため、再度スタートが不可能に近い
ものとなっている。

このため、近年、レーザー光を用いたレーザー溶接法
が、アーク溶接に比較して種々の利点から用いられるよ
うになってきた。このレーザー溶接の特徴は、次のよう
な点になる。すなわち、まず、アーク溶接の場合が殆ど
溶接前に被溶接材に対して脱脂工程を経るのに対し、溶
接前の被溶接材に対する脱脂工程を必要とせず、作業上
の安全面から有利となっている。また、レーザー溶接に
おいては、薄板に関しても、安定した発振器の開発によ
り、本来のレーザー光の照射によって作られるビード幅
が狭く、そのビードによる熱影響も少なく加工物へ与え
る悪影響が抑えられる。さらに、レーザー溶接において
は、ＴＩＧ溶接等の電極棒の消耗ということがなく、こ
の消耗から起る溶接不良がなく、連続した長時間の加工
を行なうことができる。

このレーザー光を用いたレーザー溶接法を用いた場合に
は、レーザー光の照射によって作られるビードによる熱
の影響あるいはスパッタリング（スパッタ）の影響があ
り、管内に封入される電線等を傷つける恐れが有る。こ
のスパッタは、グロー放電で、陽極の表面または陰陽両
極中間にある物体に陰極金属分子が付着する現象でる。
このスパッタは、レーザービームによって生じた陰極金
属分子が電線の絶縁シースに食い込み電線の表面を傷つ
けることになる。

このようなスパッタ現象に対して管内に封入される電線
等を保護するため、従来、第６図〜第８図に示す如きレ
ーザービームを照射して継目を溶接する管の溶接部位の
下側管内に挿入する管内封入物保護部材１００が用いら
れている。この管内封入物保護部材１００は、溶接済管
２００内に収納されている例えば３心線の電線３００と
溶接済管２００との間に挿入される。この管内封入物保
護部材１００は、第６図に示す如く板状に形成されてお
り、先端が多少幅広に形成されている平坦部１２０を有
しており、この平坦部１２０に把持部１１０が設けられ
ている。この電線等を保護するコルゲート管である管内
封入物保護部材１００は、板状に形成されているとはい
え、電線等を包むように帯状の平板を連続的に供給しな
がら筒状に整形して該筒状に整形した平板の端部を溶接
することによって円筒状の管に成型されるものであるた
め、第７図に示す如く丸みをつけて形成されている。こ
のように構成される管内封入物保護部材１００は、レー
ザービーム６００をレンズ５００を介して照射して継目
を溶接する管２５０の溶接部位２６０の下側管２５０内
に挿入し、管２５０内に収納される封入物を保護する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の管内封入物保護部材にあっては、
レーザービームによって生じた陰極金属分子が電線の絶
縁シースに食い込み電線の表面を傷つけることは、防止
する防止することができるが、スパッタが高温であるた
め、管の内部に焼き付き、この焼き付いたスパッタによ
って管内封入物（例えば、電線）の表面を傷つけるとい
う問題点を有している。

また、合成樹脂性のポリ塩化ビニル樹脂絶縁電線の場
合、レーザー光の照射によって作られるビードによる熱
影響を受けやすく、ポリ塩化ビニル樹脂絶縁電線の絶縁
物の劣化を早めるというという問題点を有している。

本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、管内
に封入される電線等がレーザービームを照射し溶接する
際にレーザービームの照射によって溶接部位に発生する
スパッタによって管内封入物である電線等が傷損するの
を防止することのできるレーザービーム溶接に用いる被
溶接管の管内封入物保護部材を提供しようとするもので
ある。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案におけるレーザービ
ーム溶接に用いる被溶接管の管内封入物保護部材は、平
板帯状の管材料を連続的に供給し管状に整形して該管状
の継目にレーザービームを照射し溶接して管を製造する
際に、ミスト状にしたオイルを供給可能に形成し、前記
レーザービームを照射して継目を溶接する管の溶接部位
の下側管内に挿入して管内の封入物を保護するようにし
たものである。

そして、上記管内封入物保護部材は、管内に挿入して管
の溶接部位の下側に当たる部分を平板状に形成するのが
好ましい。

さらに、上記管の溶接部位の下側に当たる部分を平板状
に形成した管内封入物保護部材は、該平板状に形成した
部分と上記管の溶接部位との間にミスト状にしたオイル
を連続的に供給するようにしたものである。

また、上記平板状の管内封入物保護部材は、先端部が平
板状のベロ状に形成される平坦部と、この平坦部に接続
されるパイプ状の管状部とによって構成するのが好まし
い。

さらに、上記管内封入物保護部材は、上記平坦部と上記
管の溶接部位との間にミスト状にしたオイルを上記管状
部を介して連続的にかつ定量的に供給するようにするの
が好ましい。

作用 平板帯状の管材料を連続的に供給し、この平板帯状の管
材料に電線等の封入物を包込むようにして管状に整形す
る。そして、先端部が平板状に形成される管内封入物保
護部材は、管内に挿入してその先端部を管の溶接部位の
下側に当てる。しかる後、この管状に整形した管の継目
にレーザービームを照射し溶接して管を製造する。この
レーザービームを照射し溶接する場合、ミスト状にした
オイルを連続的に管内封入物保護部材の平板状に形成し
た平坦部と溶接部位との間に平坦部に接続される管状部
から供給する。このミスト状にしたオイルによって管内
を冷却する。

実施例 以下、本考案の実施例について説明する。

第１図には、本考案が適用されるレーザー溶接を用いた
管製造装置の全体が示されている。

図において管製造装置１は、フィーダー２を有してい
る。このフィーダー２は、平板帯序の管材料３が巻かれ
たドラム状に形成されており、平板帯状の管材料３を第
１図図示矢印Ａに示す如く連続的に供給する機能を有し
ている。この平板帯状の管材料３は、一定の幅を有して
いるが両側端部が一定した形状及び品質を保持すること
が難しいのと、管の径が管内にいれる電線の太さによっ
て異なることから、スリッター５において所定幅に整え
両側端部がカットされる。このカットされた両側端部の
端切れの管材料は、残材巻取り装置４に巻き取られる。
また、スリッター５の後方には、固定台６の上のホーマ
ー台７を介して固定されるホーマー８を有している。こ
のホーマー８は、フィーダー２から供給される平板帯状
の管材料３を両側端部から丸めて管（筒）状に成型する
ものである。このホーマー８の後方ホーマー台７には、
ホーマー８において、管（筒）状に成型した平板帯状の
管材料３をさらに確実に管状に曲げ成型するためのダイ
ス９、１０が設けられている。このダイス９、１０の後
方には、固定台６に固定されているコロ１４が設けられ
ている。このコロ１４は、第２図に示す如き構成を有し
ている。すなわち、コロ１４は、四肢台１４１にローラ
ー面が滑車同様の凹面状に形成されるローラー１４２、
１４３が所定間隔おいて設けられて構成されている。こ
のローラー１４２、１４３は、ダイス９、１０によって
確実に管状に曲げ成型され両側端部がピッタリ合わさっ
た状態の平板帯状の管材料３が、金属の復元力によって
両側端部が離れないようにピッタリ合わさった状態を保
持するように押える役目をしている。

このコロ１４とダイス１０との間において管材料３のピ
ッタリ合わさった両側端部のレーザー溶接が行なわれ
る。このレーザー溶接は、レーザー発振器から直進光と
して出力されるレーザービーム１１をミラー１２によっ
て出力する方向に曲げ、更にこのレーザ１１をレンズ１
３によって集中させて１本のレーザービームとして管材
料３のピッタリ合わさった両側端部である被溶接部に照
射する。この管内封入物保護部材２０は、管材料３のピ
ッタリ合わさった両側端部を溶接するに際して、ダイス
９によって曲げ成型する前の管材料３の両側端部が開い
ている状態で、第３図に示す如く溶接する管材料３のピ
ッタリ合わさった両側端部の下側に介添えする。この管
内封入物保護部材２０は、第４図に示す如く先端部が平
板状のベロ状に形成される平坦部２１を有しており、こ
の平坦部２１には、パイプ状に形成される管状部２２が
固着されている。この管状部２２の内部には、第３図図
示矢印Ａ及び第４図図示矢印Ａに示す如く、ミスト状に
したオイル２３が図示されていない供給装置から平坦部
２１に供給され、この平坦部２１に供給されたミスト状
にしたオイル２３が第５図に示す如く、この平坦部２１
の上面側に噴射されている。このオイル２３を管状部２
２の内部を介して平坦部２１の上面側に噴射するのは、
レーザービーム１１を管材料３のピッタリ合わさった両
側端部である被溶接部に照射した際に発生する熱（レー
ザー光の照射によって作られるビードによる熱、及びス
パッタによって生じる熱）によって温度上昇した被溶接
部を冷却するためである。

このコロ１４の後方には、キャタピラ１５が設けられて
いる。このキャタピラ１５は、レーザービーム１１によ
って溶接された溶接済管３０を走行させるためのもので
ある。このキャタピラ１５の後方には、コルゲート装置
１６が設けられている。このコルゲート装置１６は、第
１図図示矢印Ｂ及び第４図図示矢印Ｂに示す方向に走行
する溶接済管３０に波型のコルゲートを施すためのもの
である。

このように構成されるものであるから、いま、第３図に
示す如く、管材料３の被溶接部である両側端部の開いて
いる箇所より、平坦部２１を先にして差し込み、ミスト
状にしたオイル２３を管材料３内に収納される電線等の
封入物４０と溶接部位１７との間に噴射できるように挿
入する。しかる後、キャタピラ１５を駆動して管材料３
を走行させる。この管材料３の走行と同時にレンズ１３
を介してレーザービーム１１を溶接部位１７に照射を開
始する。このレーザービーム１１の照射と同時に管内封
入物保護部材２０の管状部２２の内部を介して平坦部２
１の上面側にオイル２３を噴射する。

考案の効果 以上説明したように構成されているので、本考案によれ
ば、管内に封入される電線等がレーザービームを照射し
溶接する際にレーザービームの照射によって溶接部位に
発生するスパッタによって管内封入物である電線等が傷
損するのを防止することができるといった効果を有し、
各請求項に対しては、次に記載する効果を奏する。

本考案に係るレーザービーム溶接に用いる被溶接管の管
内封入物保護部材においては、平板帯状の管材料を連続
的に供給し管状に整形して該管状の継目にレーザービー
ムを照射し溶接して管を製造する際に、ミスト状にした
オイルを供給可能に形成し、前記レーザービームを照射
して継目を溶接する管の溶接部位の下側管内に挿入して
管内の封入物を保護するようにしたため、管内に封入さ
れる電線等がレーザービームを照射し溶接する際にレー
ザービームの照射によって溶接部位に発生するスパッタ
によって管内封入物である電線等の傷損を防止すること
ができ、かつ管内の冷却効果を持たせると同時に、オイ
ルによって管内のサビを防止することができる。

また、本考案に係るレーザービーム溶接に用いる被溶接
管の管内封入物保護部材においては、管内封入物保護部
材を管内に挿入して管の溶接部位の下側に当たる部分を
平板状に形成したため、レーザービームを照射し溶接す
る際にレーザービームの照射によって溶接部位に発生す
るスパッタの飛び散りを防止することができ、ひいて
は、管内封入物である電線等の傷損を防止することがで
きる。

さらに、本考案に係るレーザービーム溶接に用いる被溶
接管の管内封入物保護部材においては、管の溶接部位の
下側に当たる部分を平板状に形成した管内封入物保護部
材を、該平板状に形成した部分と上記管の溶接部位との
間にミスト状にしたオイルを連続的に供給するようにし
たものであるため、レーザー光の照射によって作られる
ビードと、レーザービームを照射し溶接する際にレーザ
ービームの照射によって溶接部位に発生するスパッタに
よる発熱を抑制することができる。

また、本考案に係るレーザービーム溶接に用いる被溶接
管の管内封入物保護部材においては、平板状の管内封入
物保護部材を、先端部が平板状のベロ状に形成される平
坦部と、この平坦部に接続される管状部とによって構成
したため、ミスト状にしたオイルを連続的に容易に供給
することができる。

さらに、本考案に係るレーザービーム溶接に用いる被溶
接管の管内封入物保護部材においては、管内封入物保護
部材を平坦部と管の溶接部位との間にミスト状にしたオ
イルを管状部を介して連続的にかつ定量的に供給するよ
うにしたため、レーザー光の照射によって作られるビー
ドと、レーザービームを照射し溶接する際にレーザービ
ームの照射によって溶接部位に発生するスパッタによる
発熱を容易に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るレーザービーム溶接に用いる被溶
接管の管内封入物保護部材の用いられている管製造装置
を示す全体構成図、第２図は第１図図示コロの拡大図、
第３図は第２図図示管内封入物保護部材の管内に挿入さ
れた状態を示す断面正面図、第４図は第３図図示管内封
入物保護部材の断面平面図、第５図は第３図図示管内封
入物保護部材の右側面図、第６図は従来の管内封入物保
護部材の管内に挿入された状態を示す断面平面図、第７
図は第６図図示従来の管内封入物保護部材の右側面図、
第８図は従来の管内封入物保護部材の管内に挿入された
状態を示す断面正面図である。 １…………………………………………管製造装置 ３………………………………………………管材料 １１…………………………………レーザービーム １２……………………………………………ミラー １３……………………………………………レンズ １４………………………………………………コロ １５………………………………………キャタピラ １６…………………………………コルゲート装置 １７…………………………………………溶接部位 ２０……………………………管内封入物保護部材 ２１……………………………………………平坦部 ２２……………………………………………管状部 ２３……………………………………………ミスト ３０…………………………………………溶接済管 ４０………………………………………管内封入物

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平板帯状の管材料を連続的に供給し管状に
   整形して該管状の継目にレーザービームを照射し溶接し
   て管を製造する際に、ミスト状にしたオイルを供給可能
   に形成し、前記レーザービームを照射して継目を溶接す
   る管の溶接部位の下側管内に挿入して管内の封入物を保
   護するレーザービーム溶接に用いる被溶接管の管内封入
   物保護部材。
2. 【請求項２】上記管内封入物保護部材は、管内に挿入し
   て管の溶接部位の下側に当たる部分を平板状に形成した
   ものである請求項１記載のレーザービーム溶接に用いる
   被溶接管の管内封入物保護部材。
3. 【請求項３】上記管の溶接部位の下側に当たる部分を平
   板状に形成した管内封入物保護部材は、該平板状に形成
   した部分と上記管の溶接部位との間にミスト状にしたオ
   イルを連続的に供給するようにしたものである請求項２
   記載のレーザービーム溶接に用いる被溶接管の管内封入
   物保護部材。
4. 【請求項４】上記平板状の管内封入物保護部材は、先端
   部が平板状のベロ状に形成される平坦部と、この平坦部
   に接続されるパイプ状の管状部とによって構成されたも
   のである請求項１、２又は３記載のレーザービーム溶接
   に用いる被溶接管の管内封入物保護部材。
5. 【請求項５】上記管内封入物保護部材は、上記平坦部と
   上記管の溶接部位との間にミスト状にしたオイルを上記
   管状部を介して連続的にかつ定量的に供給するようにし
   た請求項４記載のレーザービーム溶接に用いる被溶接管
   の管内封入物保護部材。