JPH06339819A - 溶接された鋼板製中間製品を製造する方法 - Google Patents

溶接された鋼板製中間製品を製造する方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボード部材に適合する帯鋼材から分離された
個々の薄板パネルから、溶接された鋼板製中間製品を製
造する方法を改良して、これまでに公知の方法の利点を
簡単な形式で互いに結び付け、かつこれらの方法の欠点
を除去することを目的とする。 【構成】 そのために鋼板製中間製品の整数倍の長さの
薄板パネルを帯鋼材から分割し、その長手方向縁部にお
いて互いに溶接し、続いて個々の薄板中間製品を薄板パ
ネルから形成された結合パネルから分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
基く、溶接された鋼板製中間製品を製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の鋼板製中間製品は、例へば自動
車産業において、ボデー部材として使用されるプレス部
材及び又は角取り部材の製造のために使用されている。
それは、これらの部材がその使用経過に伴い種々の負荷
に晒されるからである。
【０００３】例えば“ティセン技術報告書”（Ｔｈｙｓ
ｓｅｎ Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｂｅｒｉｃｈｔ）２４
巻（１９９２）１号９７頁以下で公知の、種々の形状、
薄板厚さ、鋼板材料及び被覆材から成る鋼板製中間製品
は、次のように製造されている。つまり先づ完成された
最終寸法を有する部分を切断及び又は打抜きによって薄
鋼板又は帯鋼材から切り離し、次いで抵抗加圧シーム溶
接又はレーザ溶接によって夫々１つの縁部において互い
に結合せしめる。
【０００４】そのために先づ、適合した幅の帯鋼材を長
手方向縁部又はトリミングによって別個に製造する。こ
の帯鋼材から成る薄板部分の製造は、横方向部材又は打
抜きによって行われる。この製造工程の早い段階におい
て既に、製品の最終寸法が整へられる。その後適合した
搬送容器内に積み上げられた薄板部分を溶接機に供給し
てくせとり及び張設を行い、場合によっては必要な溶接
エッジの加工を行う。薄板部分の溶接はこれを、レーザ
溶接又は加圧シーム溶接によって行う。
【０００５】後方に接続されたローラ対によって加圧シ
ーム部を平滑化した後、溶接中間製品を更に搬送して溶
接シーム部にブラシをかける。その後場合によっては溶
接された中間製品内にディスタンス条溝を圧刻し、また
要請に基いて反転せしめかつ積み上げる前に、溶接シー
ムに油を塗り込む。
【０００６】この製造形式は、溶接された中間製品に組
み込まれる個々の部分を製造する際、一般に材料を良好
に利用できるという利点を有している。更にこの製造形
式にあっては、ウィンチ、引出し装置、くせとり器、駆
動装置、ストック帯材巻掛け溝及び帯材引張装置等を備
えた、経費のかかる帯材装置を使用する必要がないとい
う利点を有している。しかしこの製作形式には、確実な
製造プロセスを達成するために、高価な制御費用をかけ
なければ克服し得ないような一連の困難が存在してい
る。
【０００７】このため、溶接後溶接された部分にずれが
発生することなしに、溶接中間製品の所定の形状が得ら
れるようにするため、溶接されるべき薄板部分を極めて
小さな公差を以って、薄板平面内で薄板平面に対し垂直
に位置せしめかつ張設しておかなければならない。従っ
てそのために導入された位置決め兼引張装置を常時制御
する必要がある。更にこの機能は、本来の溶接プロセス
のサイクルタイムに同期していなければならない。
【０００８】更にこの製作形式にあっては、溶接ゾーン
の一様な加工特性及び使用特性を形成するため、溶接シ
ームに沿ってかつそれに対し横方向で、溶接パラメータ
の調整及び制御のための高い費用が、溶接シームの開始
時における溶接プロセスの開始部に対応して、また溶接
シームの終了時において溶接プロセスの終端部に対応し
て、必要不可欠である。更にこの製造形式の著しい特徴
は、危険な溶接ゾーンが各溶接中間製品のシームの開始
部と終端部とに存在しているという点である。
【０００９】更に溶接された薄板中間製品を個々に製造
する場合の顕著な特性は、溶接されるべき薄板部分及び
溶接された薄板ボードが、歩進的に溶接プロセスの前方
及び後方に接続された加工ステップに送り込まれるとい
う点である。その際各搬送プロセスのために、運動する
物質の加速度及び減速度によって決定される１２秒の最
低サイクルタイムを考慮しておかなけばならない。
【００１０】従って短い溶接シームを備えた溶接中間製
品にあっては、製造時間が溶接速度によって決定される
のではなく、搬送プロセスのより長いサイクルタイムに
よって決定される。このため個々の薄板部分からの溶接
中間製品の製造が、最適な溶接プロセス条件及び経済的
に所望される溶接技術によってだけ影響を受ける製造速
度で実施されていないということが屡々発生する。更に
製品の仕上り寸法が、仕上げチェンの開始部に対する切
断／打抜きによって確定されるという欠点を有してい
る。これによって、次の保管及び搬送中この部分の縁部
損傷の危険性が増大し、溶接されるべき薄板縁部にこの
危険性が発生すると、溶接不良品の数が多くなるという
結果になる。
【００１１】従って既に以前から、これらの欠点を除去
して成果が得られるようにすることが考えられている。
つまり先づ種々の薄板厚を備えた溶接中間製品の部分
を、種々の材料から又は種々の被覆層と共に、帯鋼材と
して連続平行状に一緒に案内し、帯鋼材の突合せ縁部を
互いに溶接し、かつ続いて切断又は打抜きによって結合
帯鋼材から所望の中間製品を分離することが提案されて
いる。これに関してはドイツ国特許第４０２２０６２号
及び英国特許第１３９８９０４号明細書を参照願いた
い。
【００１２】この種の方法は、溶接中間製品を個々の薄
板部分から製造するための上述の幾つかの作業ステップ
を省くことができるという利点と、適合した幅の帯材鋼
を、縁部のくせ直し及び準備を行った後連続的に直接溶
接工程に供給することができるという利点とを有してい
る。溶接、溶接シームのブラシ掛け、ディスタンス条溝
の圧刻、油の塗布のような作業ステップは、結合ベルト
上で連続的に施行することができる。続いて中間製品を
結合ベルトから外方に分離して、これを積み上げる。
【００１３】この方法の場合には、個々の薄板部分の製
造及び保管のために必要な、経費のかかるステップを省
くことができる。更に溶接されるべき帯材縁部の、溶接
工程の直前に行われる加工によって、溶接ボートが使用
不能になるような、損傷した薄板縁部の溶接を確実に阻
止することができる。溶接は連続して施行されるため、
後で分離される溶接中間製品の溶接シーム長さに亘って
溶接ゾーンの極めて均一な加工特性及び使用特性が達成
されるという別の利点を得ることができる。
【００１４】更に有利には、加工線の終端部の分離され
た中間製品のパイル部を除いて総ての工程を、溶接速度
に適合して施行することができる。このことによって特
に短い溶接シームを備えた溶接中間製品にあっては、個
々の薄板部分からの製作に比較して著しい製作時間の短
縮ひいては経済的な利点が実現可能である。
【００１５】しかし帯材縁部から連続的に溶接する前述
の方法は、申し分のない溶接シームを達成するために、
帯材縁部の案内及び位置決めのための機械的なコストが
極めて高価である。しかもこの方法は、帯材縁部の長手
方向における薄板平面内の位置決めに対して高価である
だけでなく、それと直角方向の位置決めに対しても同じ
様に高価である。
【００１６】レーザ溶接の場合には、例へば鋼材薄板の
帯材縁部間のギャップが通常１００ミクロンの肉厚範囲
を超えてはならない。加圧シーム溶接の場合帯材縁部の
オーバラップ部には、同じ様に最大３００ミクロンの範
囲の公差が許容されているだけである。
【００１７】申し分のない溶接シームのために必要な前
述の公差は、溶接されるべき帯材が長手方向で真直ぐな
形状を有している場合つまり帯材縁部が直線で形成され
ている場合には、高価な機械経費とそれに対応する試験
装置とによって達成可能である。しかし一般的に、熱間
圧延及び又は冷間圧延された帯材鋼材では上記の問題に
対応することができない。圧延された帯鋼材は、一般的
に長手方向で真直ぐでなく、薄板平面内で“サーベル
状”として特徴づけられている曲線を描いている。
【００１８】長手方向縁部の直線性に関する許容偏位量
は、ＤＩＮ１５４１に規定されている。この規定によれ
ば直線性の許容偏位の最大値は、公称幅が１２５ｍｍか
ら６００ｍｍまでの帯材に対しては１０００ｍｍの測定
長さで２ｍｍまで、公称幅が６００ｍｍから２０００ｍ
ｍまでの帯材に対しては２５００ｍｍの測定長さで５ｍ
ｍまでである。従ってエンドレス帯材の帯材縁部の溶接
の際には、帯材縁部の直線性からの偏位の存在に常に注
意を払う必要がある。
【００１９】有限要素法に基く試験及び計算によれば、
この直線性からの偏位を帯材引張装置によって除去する
ことはできないことが判明した。これに対し帯材の長手
方向に装着された、夫々の帯材材料の長さ限界よりも大
きな張設装置の場合にあっては、該帯材が塑性変形によ
って長く延びてしまって、直線性からの偏位を除去する
ことはできない。
【００２０】他方非直線の帯材縁部を溶接位置において
相互に克服しようとする試みは、波形つまり溶接さるべ
き帯材の非平面性が発生して、平面状の溶接中間製品が
形成されなくなる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、中間製品部材に適した帯鋼材から分離された個々の
薄板盤から、溶接された鋼板製中間製品を製造する方法
を改良して、前述の方法の利点を簡単な形式で互いに結
び付け、かつ上述の方法の欠点を除去することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明では、請求項１の
特徴部分に記載の特徴に基く意外な形式で上記課題を解
決することができた。
【００２３】本発明の別の有利な構成要件が請求項２及
び３に述べられている。
【００２４】
【発明の効果】薄板パネルの製造は次の様に行われる。
所要の幅の鋼板コイルから帯材を引き出してローラ形く
せ取り機を貫いて案内し、横方向鋏によって所望の薄板
パネルに切断してこのパネルを搬送容器内にストックす
る。その際その様に形成されたパネルを、通常の薄板横
方向部材装置で製作可能な薄板パネルの長さの、整数倍
の長さに製造する。
【００２５】第２の作業ステップにおいて、製造された
長い薄板パネルの溶接さるべき薄板縁部をパネル鋏によ
って、薄板縁部の直線性からの偏位が除去されうるよう
に切断する。
【００２６】このように予め準備された薄板パネルを溶
接機に供給し、かつ技術的に可限な最高の速度で長い縁
部において互いに溶接する。その際溶接は、レーザ光線
又は電子ビームのような高エネルギの光線を備えたバッ
トシーム抵抗溶接で構成されていても、またオーバラッ
プシーム溶接としての加圧抵抗溶接で構成されていても
宜い。その際位置決めされた薄板を、溶接装置の下方で
密に接続して、高エネルギ光線又はローラ形電極のいづ
れかを貫通して引抜き乃至は移動せしめ、その結果、全
薄板パネル長さに亘る薄板縁部の連続的な溶接の利点が
得られるようになる。
【００２７】最終的な長さの薄板パネルはこれを簡単に
案内することができるので、エンドレスベルトによって
縁部を溶接するのに必要である高価な機械装置を省くこ
とができる。
【００２８】溶接装置の後方の同一の流れの中に、溶接
シームのブラシがけ及び油の塗布の加工工程が組み込ま
れていて該作業を実施している。続いて溶接された結合
パネルを適合した搬送容器内にストックする。
【００２９】第４の作業ステップでは結合パネルを打抜
きプレスに供給する。この作業ステップでは、結合パネ
ルから中間製品を、適合した切断工具によって所望の形
状に切断し、かつ同一の作業工程で、ストック及び更な
る加工のために必要な、異なった薄板厚を補正するため
のディスタンス条溝を刻印する。更に確認番号もボード
に刻印する。
【００３０】本発明の方法の利点は、特に少ない機械的
なコストで最高の製造速度を達成することができ、かつ
溶接の際少ない制御費用で高い安全性が確保できるとい
う点である。
【００３１】この新しい３つの製造ステップの各々にあ
っては、そこに使用されている機械的な装置を互いに無
関係にかつ経済的に最適に設計することができる。従っ
て長い薄板パネルを製造するための１つの装置を複数の
溶接線に使用して、その全生産量が１つの打抜きライン
だけによって最終製品に加工されうるようにすることも
可能である。更に別の中間製品寸法及び材料へ迅速に変
換することも可能である。
【００３２】大きな結合パネルから補足的に分離するこ
とによって中間製品の形状を正しく保持することは、製
造プロセスの終了時において同じ様に保証されており、
その際シーム開始部及び終了部における危険な溶接範囲
は、夫々の大きなパネルの近傍だけに発生する。次に行
われる切断工程によってパネルを分離し、その結果製造
された中間製品は、溶接シートの均一な加工特性及び使
用特性も有するようになる。また縁部損傷のために溶接
不良品になる危険性は全く存在しない。
【００３３】溶接された鋼板製中間製品を製造する本発
明の前記の方法は、所望の最終寸法の個々の部分の溶接
によってこのような中間製品を製造することができると
いう利点と、エンドレス帯鋼材の縁部を連続的に溶接す
ることができるという利点と、更には薄鋼板製中間製品
を分離することができるという利点とを有している。同
時に説明した方法の障害又は欠点を除去することができ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中間部材に適した帯鋼材から分離された
    個々の薄板パネルから、溶接された鋼板製中間製品を製
    造する方法において、鋼板ボードの整数倍の長さの薄板
    中間製品を帯鋼材から分割して、その長手方向縁部にお
    いて互いに溶接し、次に個々の鋼板製中間製品を薄板パ
    ネルから形成された結合パネルから切り離すことを特徴
    とする、溶接された鋼板製中間製品を製造する方法。
  2. 【請求項２】 薄板パネルを、溶接の前に溶接されるべ
    き長手方向縁部において切断することを特徴とする、請
    求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 溶接されるべき薄板パネルの長さが、個
    々の鋼板製中間製品の長さの３倍乃至３０倍の長さであ
    ることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
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