JPH09239546A - Method and device for ac plasma welding of aluminum roller - Google Patents

Method and device for ac plasma welding of aluminum roller

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JPH09239546A
JPH09239546A JP4647396A JP4647396A JPH09239546A JP H09239546 A JPH09239546 A JP H09239546A JP 4647396 A JP4647396 A JP 4647396A JP 4647396 A JP4647396 A JP 4647396A JP H09239546 A JPH09239546 A JP H09239546A
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aluminum
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Ryuichi Inami
波 龍 一 井
Fumihiko Sakuno
野 文 彦 作
Tatsumi Ashino
野 辰 美 芦
Tadashi Hoshino
野 忠 星
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the quality of a joint, to reduce blow holes, to unify the depth of penetration, and to smooth the bead surface in the welding of an aluminum roller. SOLUTION: A ring-shaped boundary part between a flange and an aluminum hollow cylindrical body of an aluminum roller in which a flanged shaft member is inserted in an end part of an aluminum hollow cylindrical body is welded by the AC plasma welding while at least one of the roller and a plasma torch is relatively turned. In this welding, turning is continued at least two times, the plasma by the arc current is jetted to the boundary part by the plasma torch during that time, and the AC plasma welding is performed during at least one latter turn. That means, the boundary part to be welded is preheated at least one turn by the plasma torch, and then, welded.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミローラの製
造に関し、特に、アルミローラを構成する中空筒体とフ
ランジ付軸部材との間の、交流プラズマア−ク溶接に関
する。アルミロ−ラは、これに限定する意図ではない
が、例えば、複写機,プリンタ等において記録紙の繰出
しや搬送に用いられる紙送り用のローラとして、あるい
はそれらの心金として用いられるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to manufacturing of aluminum rollers, and more particularly, to AC plasma arc welding between a hollow cylindrical body forming an aluminum roller and a flanged shaft member. Although not intended to be limited to this, the aluminum roller is used as, for example, a paper feed roller used for feeding and conveying recording paper in a copying machine, a printer, or the like, or a core thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、上記紙送り用のローラを製造す
る場合には、図8に示すように、ローラRnを製造する
にあたり、円筒形のアルミパイプ(中空筒体)Pnの両
端にアルミ製であるフランジ継手(フランジ付軸部材)
Pnfを装着する。その際、圧入による固着,圧接によ
る固着、あるいは溶接による溶着、などの方法がとられ
ている。しかし、圧入によりフランジ継手を固着した場
合には、フランジ継手を固着したあとの、周面のコーテ
ィングの際に、コーティングの熱によりアルミパイプP
nとフランジ継手Pnfとの間に熱膨張率の差が生じ、
アルミパイプよりフランジ継手Pnfが外れるという不
具合があり、歩留りが悪い。さらに製品寿命も短い。
2. Description of the Related Art For example, in the case of manufacturing the roller for feeding the paper, as shown in FIG. 8, when manufacturing the roller Rn, aluminum is formed at both ends of a cylindrical aluminum pipe (hollow cylinder) Pn. Flange joint (shaft member with flange)
Put on Pnf. At that time, methods such as fixation by press fitting, fixation by pressure welding, or welding by welding are used. However, when the flange joint is fixed by press fitting, the aluminum pipe P is heated by the heat of the coating when the peripheral surface is coated after the flange joint is fixed.
n and the flange joint Pnf have a difference in coefficient of thermal expansion,
The flange joint Pnf comes off from the aluminum pipe, resulting in poor yield. Furthermore, the product life is short.

【0003】一方、圧接による方法においては、アルミ
パイプPnとフランジ継手Pnfの一方を固定し他方を
高速回転駆動してアルミパイプPnとフランジ継手Pn
fを圧入する。両者の間の摩擦熱でアルミパイプPnが
高温となり、フランジ継手Pnfに密着するが、フラン
ジ継手Pnfを受入れる開口縁が外広がりに膨らむの
で、この膨らみをとるための削り加工を施すか、予めそ
の膨らみ又は変形分削り加工を施したアルミパイプを用
意する必要があり、加工費および材料費がかかる。
On the other hand, in the pressure welding method, one of the aluminum pipe Pn and the flange joint Pnf is fixed and the other is driven to rotate at a high speed to drive the aluminum pipe Pn and the flange joint Pn.
Press in f. The friction heat between the two causes the aluminum pipe Pn to reach a high temperature and adheres closely to the flange joint Pnf, but the opening edge that receives the flange joint Pnf bulges outwards. It is necessary to prepare an aluminum pipe that has been bulged or deformed, and processing costs and material costs are required.

【0004】そこで、耐久性が高く、しかも安価にロー
ラを製作する為には、ア−ク溶接によりフランジ継手を
溶着することが望ましい。ところが、溶融アルミは水素
をとり込み易い上に熱伝導性が高く、凝固速度が早いの
で、溶接を行うと溶融したアルミの内に水素ガス気泡
(ブローホール)が生じ、該気泡が外気中に逃げる前に
冷めて固ってしまい、溶接部にブローホールBFを生じ
やすい。また、アルミの融点が700度程度であるのに
対し、アルミの酸化物であるアルミナの融点は3000
度程度と高温であるので、溶接時にアルミの表面が酸化
してアルミナ酸化膜の層を形成していると、アルミの溶
融が順調に行われずに割れや溶接不良の原因となる。ま
た、溶接中は溶接の熱により溶接部は予め予熱されてい
るが、溶接の開始点は周辺空気の温度と変わらないので
この温度差により溶接の開始点の溶け込み深さが異った
り、ビード幅が変化する等の不具合が生じる。
Therefore, in order to manufacture the roller with high durability and at low cost, it is desirable to weld the flange joint by arc welding. However, since molten aluminum easily takes in hydrogen, has high thermal conductivity, and has a fast solidification rate, when welding is performed, hydrogen gas bubbles (blowholes) are generated in the molten aluminum and the bubbles are released into the outside air. Before it escapes, it cools and hardens, and blowholes BF are likely to occur in the welded portion. Also, while the melting point of aluminum is about 700 degrees, the melting point of alumina, which is an oxide of aluminum, is 3000.
Since the temperature is as high as about 100 degrees, if the surface of aluminum is oxidized to form a layer of alumina oxide film at the time of welding, the melting of aluminum is not smoothly performed, which causes cracking or welding failure. Also, during welding, the welding part is preheated by the heat of welding in advance, but since the starting point of welding does not change from the temperature of the surrounding air, this temperature difference causes a difference in the penetration depth of the starting point of welding, Problems such as width changes occur.

【0005】これ等の問題を解決する為に、特開昭52
−26334号公報においては、アルミ板溶接時溶接線
始端部前方で溶接電流よりも低い電流でアークスタート
し、始端部に移動して予熱を行ない、始端部より溶接電
流にて溶接を行なうTIG溶接法で、始端部での溶接欠
陥防止方法が提案されている。これによれば、予め溶接
の始端部近傍を予熱することにより溶接始端部における
ビード幅や溶け込み深さが均一化される。
In order to solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No. 52-52
JP-A-26334 discloses a TIG welding in which an arc is started at a current lower than a welding current in front of a welding line starting point at the time of welding an aluminum plate, moves to a starting point and is preheated, and welding is performed at the welding current from the starting point. Method, a method for preventing welding defects at the starting end has been proposed. According to this, the bead width and the penetration depth at the welding start end are made uniform by preheating the vicinity of the welding start end.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭52−
26334号公報に示される方法においては、溶接面が
平面である場合を想定しており、パイプ等の円周方向の
溶接に応用するのは困難である。すなわち、パイプ等の
円周方向の溶接においては、溶接の開始点と終点が同一
であるので、溶接の始端部のみを予熱すると溶接の終点
(始端部に接する)において溶け落ちを生じる可能性が
あり、溶け込み深さを全周に渡って均一にすることがむ
つかしい。また、交流TIG溶接の場合には、ア−クの
指向性(特に逆極性時の指向性)が弱く、溶接対象物に
対するト−チの移動速度が速いとア−クが相対移動に対
して静止しようとしてア−クが引っぱられ易く、飛び飛
びのア−クになったり、ア−ク切れになったりし易い。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the method disclosed in Japanese Patent No. 26334, it is assumed that the welding surface is a flat surface, and it is difficult to apply it to welding in the circumferential direction of a pipe or the like. That is, in the circumferential welding of pipes, etc., the starting point and the ending point of the welding are the same, so preheating only the starting end of the welding may cause burn-through at the ending point (contacting the starting end) of the welding. Yes, it is difficult to make the penetration depth uniform over the entire circumference. In the case of AC TIG welding, the directivity of the arc (especially the directivity when the polarity is opposite) is weak, and if the moving speed of the torch with respect to the welding object is high, the arc will move relative to the relative movement. When trying to stand still, the arc is easily pulled, and it is easy for the arc to jump and break.

【0007】本発明は、アルミローラの中空筒体の端部
とフランジ付軸部材との溶接の、継手品質を向上するこ
とを目的とする。具体的には、ブロ−ホ−ルを少くし、
溶け込み深さを全周に渡って均一にし、ビ−ド表面を滑
らかにすることを目的とし、溶接する。
An object of the present invention is to improve the joint quality of the welding of the end portion of the hollow cylindrical body of the aluminum roller and the flanged shaft member. Specifically, reduce the blow holes,
Welding is performed for the purpose of making the penetration depth uniform over the entire circumference and smoothing the bead surface.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明においては、アル
ミ中空筒体の端部に軸部材を挿入したアルミローラの、
軸部材とアルミ中空筒体の間のリング状境界部を、該ロ
−ラとプラズマト−チの少くとも一方を他方に対して相
対的に回転させつつ交流プラズマ溶接にて溶接する。し
かもこの溶接において、該回転を少くとも2回転以上継
続しその間プラズマト−チより前記境界部にア−ク電流
によるプラズマを噴射し、該回転の少くとも後半の1回
転の間交流プラズマ溶接する。すなわち、1回転以上プ
ラズマト−チにより溶接予定の境界部を予熱してから溶
接する。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, an aluminum roller having a shaft member inserted into an end portion of an aluminum hollow cylinder,
The ring-shaped boundary between the shaft member and the aluminum hollow cylinder is welded by AC plasma welding while rotating at least one of the roller and the plasma torch relative to the other. In addition, in this welding, the rotation is continued for at least 2 revolutions or more, during which the plasma due to the arc current is injected from the plasma torch to the boundary portion, and the AC plasma welding is performed for at least one half of the latter half of the rotation. . That is, welding is performed after preheating the boundary portion to be welded by the plasma torch for one rotation or more.

【0009】この予熱は、交流プラズマア−クによる予
熱であるが、プラズマト−チにおいてパイロットア−ク
が維持されており、このパイロットア−クを通じてメイ
ンア−クが飛ぶので、高速回転においてもア−クのジャ
ンピング(飛び飛び)やア−ク切れを生じにくく、メイ
ンア−クが安定し、したがって全周が均一に予熱され
る。この予熱により、次に続いて行なわれる交流プラズ
マ溶接において、溶接始端部に溶接不良を生じない。ま
た、終端部の溶け落ちがなくなる。しかも、全周におい
て溶け込み深さが均一化し、かつビ−ド表面が滑らかに
なる。また、溶接開始位置のビード幅も溶接開始点より
後の溶接位置のビード幅と同じとなるので、ビード幅が
均一となる。交流プラズマ溶接により融点の高い酸化膜
を自動的に除去しつつ溶接を行うのでアルミが順調に溶
融され、溶接不良をおこさない。
This preheating is preheating by an alternating-current plasma arc, but the pilot arc is maintained in the plasma torch and the main arc flies through this pilot arc, so even at high speed rotation. The jumping of the arc and breakage of the arc are unlikely to occur, the main arc is stable, and therefore the entire circumference is preheated uniformly. Due to this preheating, welding failure does not occur at the welding start end in the subsequent AC plasma welding. In addition, there is no burn through at the end. Moreover, the penetration depth becomes uniform over the entire circumference, and the bead surface becomes smooth. Further, the bead width at the welding start position is also the same as the bead width at the welding position after the welding start point, so that the bead width becomes uniform. Since the welding is performed while automatically removing the oxide film with a high melting point by AC plasma welding, aluminum is smoothly melted and welding defects do not occur.

【0010】交流プラズマ溶接は、逆極性区間で酸化物
被膜が溶け正極性区間でアルミが溶けるので、アルミの
溶接に適するが、アルミの表面の酸化物被膜には結晶水
が含まれ、これが溶接時に水素発生の原因の1つとな
る。アルミは熱伝導度が高いので、溶融部が水素を含ん
だまま凝固する可能性が高いが、本発明では、該1回転
以上の予熱により、全周が予熱されており、これにより
ブロ−ホ−ルが少くなる。この理由が、予熱時の交流プ
ラズマア−クの逆極性区間でのアルミ表面の酸化物被膜
の部分的な破壊により結晶水が低減することによるもの
か、あるいは、全周の予熱(蓄熱)により、溶接中の溶
融部の凝固が遅くなり水素が逃げる確率が高くなること
によるものか、あるいは両者の相互作用によるものか定
かではないが、本発明の溶接方法により確実にブロ−ホ
−ルが低減する。
AC plasma welding is suitable for welding aluminum because the oxide film is melted in the reverse polarity section and the aluminum is melted in the positive polarity section. Therefore, the oxide film on the surface of aluminum contains crystal water, which is welded. Sometimes it is one of the causes of hydrogen generation. Since aluminum has a high thermal conductivity, there is a high possibility that the molten portion will solidify while containing hydrogen. However, in the present invention, the entire circumference is preheated by the preheating for one rotation or more, which results in the blower. -Less. This is because the water of crystallization is reduced by partial destruction of the oxide film on the aluminum surface in the reverse polarity section of the AC plasma arc during preheating, or by preheating the entire circumference (heat storage). However, it is not certain whether it is due to the fact that the solidification of the molten portion during welding is delayed and the probability that hydrogen escapes is high, or it is due to the interaction between the two, but the welding method of the present invention ensures that the blow hole Reduce.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】交流プラズマ溶接をする前の回転
の間は、回転速度を溶接時のものより高速とする、およ
び又は、プラズマア−ク電流を溶接時のものより低値と
する。これにより、溶接前にアルミローラの外周面を過
熱することが無く、均一に溶接予定位置の温度を上昇さ
せることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION During the rotation before AC plasma welding, the rotation speed is set higher than that during welding and / or the plasma arc current is set lower than that during welding. Thereby, the outer peripheral surface of the aluminum roller is not overheated before welding, and the temperature at the planned welding position can be uniformly increased.

【0012】リング状境界部の開先形状は、開先深さ0.
1〜0.5mmの、開先角度70〜88°のレ形開先又は開先角度
140〜176°のV形開先とする。これによれば、リング状
境界部に設けた開先により、凸ビードが現われず、ロ−
ラ円周面と滑らかに連続する美麗なビードが得られる。
The groove shape of the ring-shaped boundary has a groove depth of 0.
1-0.5 mm, groove angle 70-88 °
140-176 ° V-shaped groove. According to this, the convex bead does not appear due to the groove provided at the ring-shaped boundary,
You can get a beautiful bead that is smoothly continuous with the circumferential surface.

【0013】交流プラズマ溶接をする回転の直前まで
に、プラズマト−チとは別個の加熱手段でアルミローラ
を予熱する。これにより、プラズマト−チによる予熱時
間(予熱回転量)を少くすることができる。
The aluminum roller is preheated by a heating means separate from the plasma torch just before the rotation for AC plasma welding. As a result, the preheating time (preheating rotation amount) by the plasma torch can be reduced.

【0014】シ−ルドカバーにて、アルミローラのリン
グ状境界部にプラズマト−チが噴射するシールドガス気
体を、リング状境界部の周方向に沿う流れに強制する。
これにより、ト−チ直下のみならず、リング状境界部の
大部分が不活性ガスで外気から遮断され、リング状境界
部のシールド効果が高く、しかも外気中の水蒸気(水
素)を取り込むことが無く、ブローホールが発生しにく
い。
With the shield cover, the shield gas gas sprayed by the plasma torch onto the ring-shaped boundary of the aluminum roller is forced to flow in the circumferential direction of the ring-shaped boundary.
As a result, not only just under the torch but also most of the ring-shaped boundary part is shielded from the outside air by the inert gas, the ring-shaped boundary part has a high shielding effect, and water vapor (hydrogen) in the outside air can be taken in. No blowholes are easily generated.

【0015】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

【0016】[0016]

【実施例】図1に本発明の一実施例を示す。図1におい
て、x矢印方向を右とし、y矢印方向を後とし、図1の
裏から表に向う方向zを上とする。円筒形のアルミパイ
プPnには、図示しない圧入工程においてその両端にア
ルミ製のフランジ継手Pnfが圧入されてローラーRn
となる。このローラーRnの両端2ヶ所のフランジ継手
PnfとローラーRnの合せ部(リング状境界部)を図
1の装置を用いて交流プラズマ溶接にて円周溶接を行な
う。溶接作業の工程としては、作業者がフランジ継手P
nfの圧入されたアルミローラーRnを図1の回転駆動
軸25とローラー受け軸26の間にセットレバー28に
よりセットして起動スイッチ30をONするとトーチ1
が溶接位置に移動して自動溶接を行なう。トーチ1は溶
接終了後元の位置に戻る。作業者は、一旦、セットレバ
ー28を操作してセットを解除し、ローラーRnの左右
を反転して回転駆動軸25とローラー受け軸26の間に
再度セットする。そして、起動スイッチ30をONする
と、前記と同様の工程でトーチ1による溶接が行なわ
れ、アルミローラーRnが完成する。アルミローラーの
材質,形状に応じて、溶接前に電気炉50により所定の
温度に予熱しておいてから、溶接を行っても良い。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the x-arrow direction is the right, the y-arrow direction is the rear, and the direction z from the back of FIG. 1 to the front is the top. In the cylindrical aluminum pipe Pn, aluminum flange joints Pnf are press-fitted at both ends thereof in a press-fitting process (not shown), so that the roller Rn
Becomes The flange joints Pnf at the two ends of the roller Rn and the mating portion (ring-shaped boundary portion) of the roller Rn are circumferentially welded by AC plasma welding using the apparatus shown in FIG. As a welding process, an operator uses a flange joint P
When the nf press-fitted aluminum roller Rn is set by the set lever 28 between the rotary drive shaft 25 and the roller receiving shaft 26 of FIG. 1 and the start switch 30 is turned on, the torch 1
Moves to the welding position and performs automatic welding. The torch 1 returns to the original position after the welding is completed. The operator once operates the set lever 28 to release the set, reverses the right and left of the roller Rn, and sets the roller Rn between the rotary drive shaft 25 and the roller receiving shaft 26 again. Then, when the start switch 30 is turned on, welding is performed by the torch 1 in the same process as described above, and the aluminum roller Rn is completed. Depending on the material and shape of the aluminum roller, the welding may be performed after preheating to a predetermined temperature by the electric furnace 50 before welding.

【0017】次に、装置の構成を説明する。装置の作業
台3の上面の右方には、左右方向に延び、ローラーRn
の右側のフランジ継手Pnfをその左端部で回動自在に
受ける受け軸26があり、支持部材27により左右方向
に摺動自在に支持されている。受け軸26よりさらに右
方の作業台3の右端には、前後方向に延びるセットレバ
ー28がある。セットレバー28の基部(後方端部)
は、z方向に延びる軸部28aに回転自在に支持されて
いる。軸部28aは支持部材を介して作業台3に固定さ
れており、セットレバー28は、軸部28aを中心とし
て先端(前方向端部)を左右方向に旋回させる。しか
し、軸部28aの先端は支持部材27との間に張り渡さ
れたスプリング29により常に左方向に引張られてい
る。セットレバー28の中間部には長穴が開孔し、受け
軸26の上部に突出するピン26aとカン合する。セッ
トレバー28の軸部28aを基点とした旋回動作によ
り、受け軸26が左右に(矢印3x方向)摺動する。
Next, the structure of the apparatus will be described. To the right of the upper surface of the workbench 3 of the apparatus, the rollers Rn
There is a receiving shaft 26 that rotatably receives the right flange joint Pnf at its left end portion, and is supported by a support member 27 so as to be slidable in the left-right direction. A set lever 28 extending in the front-rear direction is provided at the right end of the workbench 3 further to the right of the receiving shaft 26. Base of the set lever 28 (rear end)
Are rotatably supported by a shaft portion 28a extending in the z direction. The shaft portion 28a is fixed to the workbench 3 via a supporting member, and the set lever 28 pivots the tip (front end portion) in the left-right direction about the shaft portion 28a. However, the tip of the shaft portion 28a is always pulled leftward by the spring 29 stretched between the shaft portion 28a and the support member 27. An elongated hole is formed in the middle of the set lever 28 so as to engage with a pin 26a protruding above the receiving shaft 26. The receiving shaft 26 slides leftward and rightward (in the direction of the arrow 3x) by the turning motion of the set lever 28 about the shaft portion 28a.

【0018】作業台3の上面の左方には、受け軸26と
は先端を対向して配置される回転駆動軸25がある。回
転駆動軸25は、支持部材24により回転自在に支持さ
れている。レバー28をアンクランプ方向(右方)に旋
回させると、受け軸26が右方向に退避する。作業者
が、回転駆動軸25と受け軸26間にフランジ継手Pn
fを圧入したローラーRnをセットして、レバー28を
再びクランプ方向(左方)に戻すと、回転駆動軸25と
受け軸26間にローラーRnがスプリング29の力によ
りクランプされる。支持部材24より後方側にローラー
の回転駆動用のモータ2が搭載されている。モータ2の
回転軸にはプーリー21が固着され、プーリー21と、
支持部材24の左側面より突出した回転駆動軸25の尾
端部に固着されたプーリー23との間には、タイミング
ベルト22がかけ渡されている。モータ2が正回転する
と、その回転軸の回転はプーリー21とタイミングベル
ト22を介してプーリー23に伝えられ、プーリー23
に一体の回転駆動軸25が図1の回転矢印rの方向に回
転する。回転駆動軸25の尾端部には、1回転検出スイ
ッチ12が備えられ、回転駆動軸25の1回転ごとに検
出パルスを1パルス発生する。
On the left side of the upper surface of the workbench 3, there is a rotary drive shaft 25 whose front end faces the receiving shaft 26. The rotary drive shaft 25 is rotatably supported by the support member 24. When the lever 28 is turned in the unclamping direction (rightward), the receiving shaft 26 retracts to the right. A worker inserts a flange joint Pn between the rotary drive shaft 25 and the receiving shaft 26.
When the roller Rn in which f is pressed is set and the lever 28 is returned to the clamping direction (leftward) again, the roller Rn is clamped between the rotary drive shaft 25 and the receiving shaft 26 by the force of the spring 29. A motor 2 for rotating and driving the roller is mounted on the rear side of the support member 24. A pulley 21 is fixed to the rotation shaft of the motor 2, and the pulley 21 and
The timing belt 22 is stretched between the pulley 23 fixed to the tail end of the rotary drive shaft 25 protruding from the left side surface of the support member 24. When the motor 2 rotates in the normal direction, the rotation of the rotation shaft is transmitted to the pulley 23 via the pulley 21 and the timing belt 22, and the pulley 23
The rotary drive shaft 25 integrated with the shaft rotates in the direction of the rotation arrow r in FIG. A one-rotation detection switch 12 is provided at the tail end of the rotary drive shaft 25, and one detection pulse is generated for each rotation of the rotary drive shaft 25.

【0019】図7の(a)に、一本のローラーの右端部
のフランジ継手Pnfを示す。左端部のフランジ継手も
右端部のフランジ継手Pnfと同形である。フランジ継
手Pnfのフランジの、パイプPnの端近くの円周面
は、レ形開先を形成するように円錐状に削られており、
その開先角度はθ1(70°〜88°)であり、開先深
さL1は0.1〜0.5mmである。フランジ継手Pn
fの回転軸部の端面中央には、受け軸26の先端を受け
る丸穴pfがある。左端部のフランジ継手にも回転駆動
軸25の先端を受ける丸穴がある。
FIG. 7 (a) shows a flange joint Pnf at the right end of one roller. The flange joint at the left end also has the same shape as the flange joint Pnf at the right end. The circumferential surface of the flange of the flange joint Pnf near the end of the pipe Pn is cut into a conical shape so as to form a groove.
The groove angle is θ1 (70 ° to 88 °), and the groove depth L1 is 0.1 to 0.5 mm. Flange joint Pn
A circular hole pf for receiving the tip of the receiving shaft 26 is provided at the center of the end surface of the rotating shaft portion of f. The left end flange joint also has a round hole for receiving the tip of the rotary drive shaft 25.

【0020】図7の(b)に示すように、左右のフラン
ジ継手の開先は、開先角度がθ2(140°〜176
°)であるV形開先としてもよい。この場合において
も、開先深さL1は0.1〜0.5mmである。
As shown in FIG. 7B, the groove angle of the left and right flange joints is θ2 (140 ° to 176).
The groove may be a V-shaped groove. Even in this case, the groove depth L1 is 0.1 to 0.5 mm.

【0021】再び図1を参照されたい。受け軸26と回
転駆動軸25の先端は対向しており、それぞれ円錐状で
あり、先端は前述の丸穴pfに整合する球面となってい
る。ローラーRnが作業者によりセットされると、受け
軸26の先端が、ローラーRnの右側に圧入されたフラ
ンジ継手の丸穴Pnfに入ってその底に当たり、ローラ
ーRnの軸中心を受け軸26および回転駆動軸25の軸
中心と合わせながら、ローラーRnを左方向に押し付け
る。こうしてローラーRnは、その軸中心を回転駆動軸
25と受け軸26の軸中心と同一とした状態で、スプリ
ング29の左方向への引張り力により、回転駆動軸25
の先端と受け軸26間の先端間に固定される。この状態
で回転駆動軸25が、モータ2により回転矢印r方向に
回転駆動されると、ローラーRnおよび受け軸26が回
転駆動軸25と一体で同方向に回転する。
Please refer to FIG. 1 again. The receiving shaft 26 and the rotary drive shaft 25 are opposed to each other at their tips, and each has a conical shape, and the tips are spherical surfaces that match the above-described round holes pf. When the roller Rn is set by the operator, the tip of the receiving shaft 26 enters the round hole Pnf of the flange joint press-fitted on the right side of the roller Rn and hits the bottom thereof, and the shaft center of the roller Rn and the receiving shaft 26 rotate. The roller Rn is pressed leftward while being aligned with the center of the drive shaft 25. In this way, the roller Rn is rotated by the pulling force of the spring 29 in the left direction with the center of the roller Rn being the same as the center of the rotational drive shaft 25 and the receiving shaft 26.
It is fixed between the tip of the and the receiving shaft 26. In this state, when the rotation drive shaft 25 is driven to rotate in the direction of the rotation arrow r by the motor 2, the roller Rn and the receiving shaft 26 rotate integrally with the rotation drive shaft 25 in the same direction.

【0022】ローラーRnの固定位置の右後方には、溶
接トーチ1を支持しy方向(矢印11y方向)に駆動す
るトーチ前後機構11がある。溶接トーチ1は、トーチ
前後機構11により手前方向に駆動され、その駆動限界
に達した時に、固定されたローラーRnのパイプPnと
フランジ継手Pnfの間の境界部すなわち溶接部の真上
に止まるように配置されている。トーチ前後機構11に
はさらに上下機構14が備えられ、溶接トーチ1が手前
方向の駆動限界に達すると、溶接トーチ1を下駆動す
る。トーチ前後機構11は、後述するソレノイドSOL
1への通電により溶接トーチ1を手前方向に駆動し、通
電が無くなると後方へ退避させる。トーチ上下機構14
は、ソレノイドSOL2への通電により溶接トーチ1を
下方に駆動し、通電が無くなると上方へ退避する。溶接
を行う際には、トーチ前後機構11が溶接トーチ1を手
前方向に駆動し、ローラーRn上の(図1に2点鎖線で
示す)溶接位置に停止させ、トーチ上下機構14がさら
に溶接トーチ1を下駆動して溶接を開始する。
A torch front-rear mechanism 11 for supporting the welding torch 1 and driving it in the y direction (arrow 11y direction) is provided at the right rear of the fixed position of the roller Rn. The welding torch 1 is driven in the forward direction by the torch front-rear mechanism 11, and when the driving limit is reached, it stops at the boundary between the pipe Pn and the flange joint Pnf of the fixed roller Rn, that is, immediately above the weld. It is located in. The torch front-back mechanism 11 is further provided with an up-down mechanism 14, and when the welding torch 1 reaches the drive limit in the front direction, the welding torch 1 is driven downward. The torch front-rear mechanism 11 is a solenoid SOL described later.
The welding torch 1 is driven in the forward direction by energizing 1 and retracted to the rear when the energization is lost. Torch up / down mechanism 14
Drives the welding torch 1 downward by energizing the solenoid SOL2, and retracts upward when the energization is stopped. When performing welding, the torch front-rear mechanism 11 drives the welding torch 1 in the front direction and stops it at the welding position on the roller Rn (shown by the two-dot chain line in FIG. 1), and the torch up-and-down mechanism 14 further moves the welding torch. 1 is driven downward to start welding.

【0023】図2には、この時のローラRnの右端部
を、図1に1点鎖線矢印2Aで示す方向より見た図を示
す。溶接トーチ1の先端には、略筒型で下端にはローラ
ーRnが横断するU型の側面開口を持つシールドカバー
1cが装着されており、溶接トーチ1をトーチ前後機構
11が下駆動することにより、シールドカバー1cのU
型の側面開口内にローラーRnが入った形となる。した
がってローラーRnの溶接部は、シールドカバー1cで
覆われ、この内部にト−チからプラズマア−クを中心に
シールドガスが噴射されて、カバ−1cの下開口から、
ローラーRnの下方に出る。このシ−ルドガス流によ
り、溶接部(リング状境界部)が全周に渡ってシ−ルド
され、溶接部に空気(特に問題となるのが水気)が接触
するのを防止する。溶接トーチ1bにも同様なシ−ルド
カバ−が装着されている。
FIG. 2 shows a view of the right end portion of the roller Rn at this time as seen from the direction indicated by the one-dot chain line arrow 2A in FIG. A shield cover 1c having a substantially cylindrical shape and a U-shaped side opening across which a roller Rn traverses at the lower end is attached to the tip of the welding torch 1, and the welding torch 1 is driven downward by a torch front-rear mechanism 11. , U of shield cover 1c
The roller Rn is in the side opening of the mold. Therefore, the welded portion of the roller Rn is covered with the shield cover 1c, and the shield gas is injected from the torch centering on the plasma arc into the inside of the shield cover 1c, and from the lower opening of the cover-1c,
Exit below the roller Rn. The shield gas flow shields the welded portion (ring-shaped boundary portion) over the entire circumference and prevents air (especially water) from contacting the welded portion. A similar shield cover is also attached to the welding torch 1b.

【0024】図3に示す交流プラズマ溶接機40および
図4に示すモータコントローラーMcにより、この後の
溶接工程が行われる。これまでの動作と交流プラズマ溶
接機40およびモータコントローラーMcによる溶接工
程は、図5に示すシーケンス制御回路CSにより動作タ
イミングを制御される。図6には、本実施例の装置の各
要素の動作タイミング(動作シ−ケンス)を示す。
The subsequent welding process is performed by the AC plasma welding machine 40 shown in FIG. 3 and the motor controller Mc shown in FIG. The operation timing of the operation up to this point and the welding process by the AC plasma welder 40 and the motor controller Mc is controlled by the sequence control circuit CS shown in FIG. FIG. 6 shows the operation timing (operation sequence) of each element of the apparatus of this embodiment.

【0025】作業を開始するにあたり作業者は、まずプ
ラズマ電源40をONにし、パイロットアーク(タネ
火)を点火させ、溶接アークのON−OFFの待機状態
にしておく。次に、アルミローラRnを手で持ち、セッ
トレバー28を右方向に押し、受け軸26を右方向に退
避させる。アルミローラRnを回転駆動軸25と受け軸
26の間の軸線上に配置し、セットレバー28を左に戻
すと、アルミローラRnは、スプリング29の引張り力
により回転駆動軸25と受け軸26の間にセットされ、
搬入終了の溶接待機状態となる。ここで搬入終了とは、
在席センサー15がローラーRnが受け軸26と回転駆
動軸25間に搬入されたことを検知し、オンとなった時
点をいう。
Before starting the work, the worker first turns on the plasma power supply 40 to ignite the pilot arc (see fire) and puts the welding arc in the ON / OFF standby state. Next, the aluminum roller Rn is held by hand, and the set lever 28 is pushed rightward to retract the receiving shaft 26 rightward. When the aluminum roller Rn is arranged on the axis line between the rotary drive shaft 25 and the receiving shaft 26 and the set lever 28 is returned to the left, the aluminum roller Rn causes the rotary drive shaft 25 and the receiving shaft 26 to move by the pulling force of the spring 29. Set in between,
The welding standby state is reached after the loading is completed. Here, the end of loading means
This is the time when the seat sensor 15 detects that the roller Rn has been carried in between the receiving shaft 26 and the rotary drive shaft 25 and is turned on.

【0026】在席センサー15がオンとなると、それに
連動してスイッチLS1が閉となる。これにより常閉の
リレー接点R7aを介してソレノイド1およびリレーコ
イルR1がオンとなる。リレーコイルR1の接点R1
a,R1bが閉となり、リレーコイルR1は接点R1a
によりその通電を自己保持される。また、ソレノイドS
OL1が通電されてオンとなる。ソレノイドSOL1
は、トーチ前後機構11と連動しており、トーチ前後機
構11が支持しているプラズマ溶接トーチ1を手前方向
に突出し、それに連動してリミットスッチLS2が閉と
なる。リミットスッチLS2が閉となると、常閉のタイ
マ接点T1aを介してソレノイドSOL2がオンとな
る。ソレノイドSOL2は、トーチ上下機構14と連動
しており、トーチ1を下駆動する。プラズマ溶接トーチ
1aが溶接位置に到達すると、それに連動してリミット
スイッチLS4が閉となる。リミットスイッチLS4が
閉となると、リレーコイルR2がオンとなる。リレーコ
イルR2のオンによりその接点R2a(図5),R2b
(図3),R2c(図4)が閉となる。
When the seat sensor 15 is turned on, the switch LS1 is closed in conjunction with it. As a result, the solenoid 1 and the relay coil R1 are turned on via the normally closed relay contact R7a. Contact R1 of relay coil R1
a, R1b are closed, and relay coil R1 has contact R1a
The self-holding of the energization is carried out. Also, the solenoid S
OL1 is energized and turned on. Solenoid SOL1
Interlocks with the torch front-rear mechanism 11, projects the plasma welding torch 1 supported by the torch front-rear mechanism 11 toward the front, and in conjunction with this, the limit switch LS2 is closed. When the limit switch LS2 is closed, the solenoid SOL2 is turned on via the normally closed timer contact T1a. The solenoid SOL2 is interlocked with the torch up / down mechanism 14 and drives the torch 1 downward. When the plasma welding torch 1a reaches the welding position, the limit switch LS4 is closed in conjunction with it. When the limit switch LS4 is closed, the relay coil R2 is turned on. When the relay coil R2 is turned on, its contacts R2a (FIG. 5), R2b
(FIG. 3) and R2c (FIG. 4) are closed.

【0027】図3に示すリレーコイルR2の接点R2b
は、交流プラズマ溶接機40の電源接点であり、接点R
2bが閉となることにより交流プラズマ溶接機40が外
部のガス供給装置に指示を出力してプラズマ溶接トーチ
1に、シールドガスの供給を開始する。
Contact R2b of relay coil R2 shown in FIG.
Is a power contact of the AC plasma welding machine 40, and a contact R
When 2b is closed, the AC plasma welding machine 40 outputs an instruction to the external gas supply device to start supplying the shield gas to the plasma welding torch 1.

【0028】一方、図4に示すリレーコイルR2の接点
R2cは、モータコントローラーMcの電源接点であ
り、これが閉となることによりコントローラーMcがモ
ーター2に通電を開始する。ここで、図4の接点R5e
が閉であるので、モーター2に供給される電圧は、図6
に示すように高電圧V1である。これによりモーター2
が高速回転し、これに伴いローラーRnが高速で回転す
る。図1に示す1回転検出センサー12,リミットスイ
ッチLS10は、ローラーRnが1回転するごとにそれ
を表わす電気パルスを発生する。
On the other hand, the contact R2c of the relay coil R2 shown in FIG. 4 is a power supply contact of the motor controller Mc, and when the contact is closed, the controller Mc starts energizing the motor 2. Here, the contact point R5e in FIG.
Is closed, the voltage supplied to the motor 2 is as shown in FIG.
The high voltage V1 as shown in FIG. This allows the motor 2
Rotates at high speed, and the roller Rn rotates at high speed accordingly. The one-rotation detection sensor 12 and the limit switch LS10 shown in FIG. 1 generate an electric pulse indicating each rotation of the roller Rn.

【0029】再度図5を参照されたい。ローラーRnが
1回転すると、リミットスイッチLS10が一瞬閉とな
る。接点R2aがすでに閉であるのでこれによりリレー
コイルR3がオンとなり、その接点R3a,R3b,R
3cが閉となる。リレーコイルR3の通電は、その自己
保持接点R3aにより維持される。接点R3bが閉とな
ると、アーク検出回路Sa中の常閉の接点Sa1を介し
て、リレーコイルR4が通電される。一方で、接点R3
cの閉により2段プリセットカウンタC1がリミットス
イッチLS10が閉となる回数のカウントを開始する。
Please refer to FIG. 5 again. When the roller Rn makes one rotation, the limit switch LS10 is momentarily closed. Since the contact R2a is already closed, this turns on the relay coil R3, and the contacts R3a, R3b, R
3c is closed. Energization of the relay coil R3 is maintained by its self-holding contact R3a. When the contact R3b is closed, the relay coil R4 is energized via the normally closed contact Sa1 in the arc detection circuit Sa. On the other hand, contact point R3
When c is closed, the two-stage preset counter C1 starts counting the number of times the limit switch LS10 is closed.

【0030】さて、リレーコイルR4が通電されること
により、図3に示す交流プラズマ溶接機40のアークO
N/OFF端子に接続されたアーク接点R4aが閉とな
り、溶接機40がプラズマ溶接トーチ1とローラーRn
間に交流電圧を印加する。これにより、プラズマ溶接ト
ーチ1とローラーRn間にプラズマアークが発生し、交
流のアーク電流が流れる。ここで、図3の接点R5a,
R5cが閉であるのでプラズマ溶接トーチ1とローラー
Rn間を流れるアーク電流は、正極電流は図6に示すI
p1であり、負極電流はIn1である。図5に示すアー
ク検出回路Saは、プラズマアークの発生をこのアーク
電流の通流により検知して、その内部接点Sa1を開と
して接点Sa2を閉とする。これにより、リレーコイル
R4の通電は遮断されて接点R4aはいったん開となる
が、溶接機40はプラズマ溶接トーチ1とローラーRn
間に流し続け、再度接点R4aが閉となるまでプラズマ
アークを維持する。この状態においては、アーク電流は
低く、ローラーの回転速度は速いので、溶接部は温めら
れても溶接には致らない。これが溶接ト−チによるロー
ラーの予熱である。
By energizing the relay coil R4, the arc O of the AC plasma welding machine 40 shown in FIG.
The arc contact R4a connected to the N / OFF terminal is closed, and the welding machine 40 causes the plasma welding torch 1 and the roller Rn.
AC voltage is applied between them. As a result, a plasma arc is generated between the plasma welding torch 1 and the roller Rn, and an alternating arc current flows. Here, the contacts R5a,
Since R5c is closed, the arc current flowing between the plasma welding torch 1 and the roller Rn has a positive electrode current I shown in FIG.
p1 and the negative electrode current is In1. The arc detection circuit Sa shown in FIG. 5 detects the generation of a plasma arc by the flow of the arc current, and opens the internal contact Sa1 and closes the contact Sa2. As a result, the energization of the relay coil R4 is cut off and the contact R4a is once opened, but the welding machine 40 uses the plasma welding torch 1 and the roller Rn.
The plasma arc is maintained until the contact R4a is closed again. In this state, the arc current is low and the rotation speed of the roller is high, so even if the welded portion is warmed, it does not interfere with welding. This is the preheating of the rollers by the welding torch.

【0031】図5のプリセットカウンタC1は、検出ス
イッチLS10が閉となる回数をカウントし、カウント
が3となると接点C1aを閉とする(SET1:予熱終
了,本溶接開始)。これによりリレーコイルR5が通電
される。リレーコイルR5のオンにより図3および図4
に示すその接点R5a,R5b,R5cが開となり、接
点R5d,R5e,R5fが閉となる。すると、図3に
示す接点R5d,R5eの閉により、プラズマ溶接トー
チ1とローラーRn間に通電されている交流電流の電流
値が図6に示すように正極電流値はIp2となり、負極
電流値はIn2となる。すなわち、電流レベルが大きく
なり、これが本溶接電流である。また一方では、図4に
示す接点R5fの閉によりモーター2に印加される電圧
が図6に表すV2に低下し、ローラーRnの回転速度が
遅くなる。このようにアーク電流を増加してローラーR
nの回転速度を遅くした状態が本溶接状態である。
The preset counter C1 shown in FIG. 5 counts the number of times the detection switch LS10 is closed, and when the count reaches 3, the contact C1a is closed (SET1: end of preheating, start of main welding). As a result, the relay coil R5 is energized. By turning on the relay coil R5, FIG. 3 and FIG.
The contacts R5a, R5b, R5c shown in are opened and the contacts R5d, R5e, R5f are closed. Then, by closing the contacts R5d and R5e shown in FIG. 3, the current value of the alternating current flowing between the plasma welding torch 1 and the roller Rn becomes the positive electrode current value Ip2 as shown in FIG. 6, and the negative electrode current value becomes It becomes In2. That is, the current level increases, and this is the main welding current. On the other hand, by closing the contact R5f shown in FIG. 4, the voltage applied to the motor 2 drops to V2 shown in FIG. 6, and the rotation speed of the roller Rn becomes slow. By increasing the arc current in this way, the roller R
The state where the rotation speed of n is slow is the main welding state.

【0032】その後、図5のプリセットカウンタC1
は、カウントが4となる(本溶接を開始してからローラ
ーRnが1回転する)とさらに接点C1bを閉とする
(SET2:本溶接終了,クレータ処理開始)。これに
よりリレーコイルR6が通電されてその接点R6aが閉
となるとともにタイマT1がカウントを開始する。接点
R6aの閉により、再度リレーコイルR4が通電されて
図3に示す接点R4aが閉となる。接点R4aの2度目
の閉により溶接機40は、プラズマ溶接トーチ1とロー
ラーRn間に流していたアーク電流値を次第に小さくし
て行く。この間、モーターコントローラーMcはモータ
2への通電を継続しており、モータ2はローラーRnの
回転を続行する。アーク電流の低減に伴いプラズマアー
クは減少してゆき、ローラーRnはその溶融プールを除
々に小さくしながら回転を続ける。これがクレータ処理
である。
After that, the preset counter C1 shown in FIG.
Causes the contact point C1b to be further closed when the count reaches 4 (the roller Rn makes one rotation after starting the main welding) (SET2: end of main welding, start of crater processing). As a result, the relay coil R6 is energized, its contact R6a is closed, and the timer T1 starts counting. By closing the contact R6a, the relay coil R4 is energized again and the contact R4a shown in FIG. 3 is closed. The welding machine 40 gradually decreases the arc current value flowing between the plasma welding torch 1 and the roller Rn by closing the contact R4a for the second time. During this time, the motor controller Mc continues to energize the motor 2, and the motor 2 continues to rotate the roller Rn. As the arc current decreases, the plasma arc decreases, and the roller Rn continues to rotate while gradually reducing its molten pool. This is crater processing.

【0033】さて、タイマT1はカウントを終了すると
その接点T1a,T1cを開とし、接点T1bを閉とす
る。接点T1cの開によりリレーコイルR6の通電が遮
断され、その接点R6aが開となり、リレーコイルR4
のオフに伴い図3に示す接点R4aが開となり、溶接機
40が溶接待機の状態に戻る。また、接点T1aの開に
よりソレノイドSOL2の通電が遮断されて溶接トーチ
1は、上昇し、これに連動してリミットスイッチLS5
が閉となると、すでに閉のタイマT1bを通じて、リレ
ーコイルR7が通電されて接点R7aが開となりリレー
コイルR1及びソレノイドSOL1がオフされる。ソレ
ノイドSOL1がオフされると、溶接トーチ1は後方へ
戻される。また、同時にリレーコイルR1がオフされる
ことで、その接点R1a,R1bが開となり、リレーコ
イルR1の自己保持が解除され、また、総てのリレーコ
イル,タイマ,ソレノイド及びカウンタが解除され、起
動される前の状態に戻る。作業者は、セットレバー28
を右に駆動し、受け軸26を右方へ移動させると、アル
ミローラーRnが拘束から解除され、取り出せる。この
アルミローラーRnのもう一方の未溶接部を右側にして
再度前記と同じワークセット動作を行ない、さらに起動
スイッチ30を再度オンすれば、前記と同じ溶接動作に
より装置が溶接を行ないアルミローラーRnの溶接が完
了する。
When the timer T1 finishes counting, the contacts T1a and T1c are opened and the contact T1b is closed. When the contact T1c is opened, the relay coil R6 is de-energized, the contact R6a is opened, and the relay coil R4 is opened.
With the switch off, the contact R4a shown in FIG. 3 is opened, and the welding machine 40 returns to the welding standby state. Further, the opening of the contact T1a cuts off the energization of the solenoid SOL2 to raise the welding torch 1, and in conjunction with this, the limit switch LS5
Is closed, the relay coil R7 is energized through the already closed timer T1b, the contact R7a is opened, and the relay coil R1 and the solenoid SOL1 are turned off. When the solenoid SOL1 is turned off, the welding torch 1 is returned to the rear. Further, when the relay coil R1 is turned off at the same time, the contacts R1a and R1b of the relay coil R1 are opened, the self-holding of the relay coil R1 is released, and all the relay coils, timers, solenoids and counters are released and activated. Return to the state before. The operator operates the set lever 28
Is driven to the right and the receiving shaft 26 is moved to the right, the aluminum roller Rn is released from the restraint and can be taken out. When the other unwelded portion of this aluminum roller Rn is placed on the right side and the same work setting operation as described above is performed again, and the start switch 30 is turned on again, the apparatus performs welding by the same welding operation as described above, Welding is completed.

【0034】アルミローラーRnの径が大きい場合な
ど、予熱が必要な時は、溶接前に電気炉50で所定の温
度迄予熱し、溶接の直前で電気炉50より取り出し、前
記と同じ溶接動作により溶接を行なう。
When it is necessary to preheat the aluminum roller Rn such as when it has a large diameter, it is preheated to a predetermined temperature in the electric furnace 50 before welding, taken out of the electric furnace 50 immediately before welding, and subjected to the same welding operation as described above. Weld.

【0035】表1に、本実施例の装置を用いて条件を変
更して溶接を行った結果を示す。また、図9には、予熱
回転数を変更した場合のブローホールの発生個数を表す
グラフを示す。表1および図9において、共通条件は以
下の通りである。
Table 1 shows the results of welding performed by changing the conditions using the apparatus of this embodiment. Further, FIG. 9 shows a graph showing the number of blowholes generated when the preheating rotation speed is changed. In Table 1 and FIG. 9, common conditions are as follows.

【0036】 1)材料 材質 パイプ径 φ14mm 厚さ1.5mm A6063 フランジ継手 φ14mm A5056 2)施工条件 使用溶接機 :ダブルインバーター式交流プラズマ溶接機 ノズル径 :φ2.4mm 前進角 :15° パイロットガス:Ar 0.35 L/min シールドガス :Ar 10 L/min スタンドオフ :2mm クレータ時間 :1.5sec 交流正極比率 :75% 交流周波数 :250Hz 逆極電流 :100A1) Material Material Pipe diameter φ14 mm Thickness 1.5 mm A6063 Flange joint φ14 mm A5056 2) Construction conditions Welding machine used: Double inverter type AC plasma welding machine Nozzle diameter: φ2.4 mm Advance angle: 15 ° Pilot gas: Ar 0.35 L / min Shield gas: Ar 10 L / min Standoff: 2 mm Crater time: 1.5 sec AC positive electrode ratio: 75% AC frequency: 250 Hz Reverse polarity current: 100 A

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例の構成を表す平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示すローラーRnの右端部の斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view of a right end portion of a roller Rn shown in FIG.

【図3】 図1に示す交流プラズマ溶接機40の周辺回
路との接続を示す電気回路図である。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the connection of the AC plasma welding machine 40 shown in FIG. 1 with peripheral circuits.

【図4】 図1に示すモーター2を回転駆動するモータ
ーコントローラMcの周辺回路との接続を示す電気回路
図である。
4 is an electric circuit diagram showing a connection with a peripheral circuit of a motor controller Mc that rotationally drives the motor 2 shown in FIG.

【図5】 図1に示す溶接トーチ1の移動機構11,1
4、交流プラズマ溶接機40、図4に示すモーターコン
トローラMcの動作制御を行うシーケンス回路CSを表
す電気回路図である。
5 is a moving mechanism 11, 1 of the welding torch 1 shown in FIG.
4 is an electric circuit diagram showing an AC plasma welder 40 and a sequence circuit CS that controls the operation of the motor controller Mc shown in FIG. 4.

【図6】 図5に示すシーケンス回路による各制御要素
の動作タイミングを示すタイムチャートである。
6 is a time chart showing the operation timing of each control element by the sequence circuit shown in FIG.

【図7】 (a)はレ形開先を持つフランジ継手Pnf
の拡大平面図であり、(b)はV形開先を持つフランジ
継手Pnfの拡大平面図である。
FIG. 7 (a) is a flange joint Pnf having a concave groove.
FIG. 4B is an enlarged plan view of the flange joint Pnf having a V-shaped groove.

【図8】 従来のローラー溶接における溶接部の縦断面
図である。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a welded portion in conventional roller welding.

【図9】 本実施例を用いて、本溶接前のローラーRn
の回転数を変化させて溶接を行った時のブローホールの
発生個数の変化を示すグラフである。
FIG. 9 shows a roller Rn before main welding using this example.
3 is a graph showing changes in the number of blowholes generated when welding is performed while changing the rotation speed of the.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,23:プーリー 22:タイミ
ングベルト 24:支持部材 25:回転駆
動軸 26:受け軸 Pn:パイプ Pnf:フランジ継手 pf:丸穴 Rn:ローラー C1:2段プ
リセットカウンタ R1〜R7:リレーコイル Sa:アー
ク検出回路 SOL1〜SOL2:ソレノイド T1:タイマ LS1:スイ
ッチ LS2:リミットスイッチ LS4:リミ
ットスイッチ LS5:リミットスイッチ LS10:リミ
ットスイッチ
21, 23: Pulley 22: Timing belt 24: Support member 25: Rotating drive shaft 26: Receiving shaft Pn: Pipe Pnf: Flange joint pf: Round hole Rn: Roller C1: Two-stage preset counter R1 to R7: Relay coil Sa: Arc detection circuit SOL1 to SOL2: Solenoid T1: Timer LS1: Switch LS2: Limit switch LS4: Limit switch LS5: Limit switch LS10: Limit switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 野 忠 千葉県習志野市東習志野7丁目6番1号 日鐵溶接工業株式会社機器事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tadashi Hoshino 7-6-1, Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture Nittetsu Welding Industry Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルミ中空筒体の端部に軸部材を挿入した
アルミローラの、軸部材とアルミ中空筒体の間のリング
状境界部を、該ロ−ラとプラズマト−チの少くとも一方
を他方に対して相対的に回転させつつ交流プラズマ溶接
にて溶接するにおいて、 該回転を少くとも2回転以上継続しその間プラズマト−
チより前記境界部にア−ク電流によるプラズマを噴射
し、該回転の少くとも後半の1回転の間交流プラズマ溶
接することを特徴とする、アルミローラの交流プラズマ
溶接方法。
1. A ring-shaped boundary between the shaft member and the aluminum hollow cylinder of an aluminum roller in which a shaft member is inserted at the end of the aluminum hollow cylinder is at least the roller and the plasma torch. In welding by alternating-current plasma welding while rotating one relative to the other, the rotation is continued for at least two revolutions during which the plasma
A method for AC plasma welding of an aluminum roller, characterized in that plasma from an arc current is jetted to the boundary portion from a groove and AC plasma welding is performed during at least one half of the latter half of the rotation.
【請求項2】前記交流プラズマ溶接をする回転の間、回
転速度低およびア−ク電流高の少くとも一方であり、そ
の前の回転の間、回転速度高およびア−ク電流低の少く
とも一方である、請求項1記載の、アルミローラの交流
プラズマ溶接方法。
2. A low rotation speed and / or a low arc current during the AC plasma welding rotation, and a high rotation speed and a low arc current during the previous rotation. On the other hand, the method of AC plasma welding of an aluminum roller according to claim 1.
【請求項3】前記リング状境界部の開先形状は、開先深
さ0.1〜0.5mmの、開先角度70〜88°のレ形開先又は開先
角度140〜176°のV形開先である、請求項1,請求項2
又は請求項3記載の、アルミローラの交流プラズマ溶接
方法。
3. The groove shape of the ring-shaped boundary portion is a groove groove having a groove depth of 0.1 to 0.5 mm and a groove angle of 70 to 88 ° or a V groove having a groove angle of 140 to 176 °. First, claim 1, claim 2
Alternatively, the method of AC plasma welding of an aluminum roller according to claim 3.
【請求項4】前記交流プラズマ溶接をする回転の直前ま
でに、前記プラズマト−チとは別個の加熱手段でアルミ
ローラを予熱する、請求項1,請求項2又は請求項3記
載のアルミローラの交流プラズマ溶接方法。
4. The aluminum roller according to claim 1, wherein the aluminum roller is preheated by a heating means separate from the plasma torch just before the rotation for performing the AC plasma welding. AC plasma welding method.
【請求項5】アルミ中空筒体の端部に軸部材を挿入した
アルミローラを回転駆動する手段;前記アルミローラ
の、軸部材とアルミ中空筒体の間のリング状境界部を溶
接するためのプラズマ溶接ト−チ;該プラズマ溶接トー
チに交流ア−ク電流を供給する、電流レベルが可変の交
流電源;アルミローラの回転量を検出する手段;およ
び、 前記回転駆動手段を介してアルミロ−ラを回転駆動し前
記交流電源に低レベル電流の供給を指示し、前記回転量
検出手段が設定回転量を検出すると前記交流電源に高レ
ベル電流の供給を指示し、高レベル電流の供給から前記
回転量検出手段が設定回転数を検出するまで高レベル電
流の供給を継続する制御手段;を備えるアルミローラの
交流プラズマ溶接装置。
5. A means for rotationally driving an aluminum roller having a shaft member inserted at the end of an aluminum hollow cylinder; for welding a ring-shaped boundary between the shaft member and the aluminum hollow cylinder of the aluminum roller. Plasma welding torch; AC power source for supplying AC arc current to the plasma welding torch with variable current level; Means for detecting rotation amount of aluminum roller; and aluminum roller via the rotation driving means To drive the AC power supply to supply a low level current, and when the rotation amount detecting means detects a set rotation amount, instructs the AC power supply to supply a high level current, and supplies the high level current to the rotation. An aluminum roller AC plasma welding apparatus, comprising: control means for continuing to supply a high level current until the quantity detecting means detects a set rotation speed.
【請求項6】制御手段は、アルミロ−ラを高速回転駆動
し、前記回転量検出手段が設定回転量を検出すると低速
回転に切換える、請求項5記載のアルミローラの交流プ
ラズマ溶接装置。
6. The AC plasma welding apparatus for an aluminum roller according to claim 5, wherein the control means drives the aluminum roller to rotate at high speed, and switches to low speed rotation when the rotation amount detecting means detects the set rotation amount.
【請求項7】装置はさらに、アルミローラのリング状境
界部にプラズマト−チが噴射する気体を、リング状境界
部の周方向に沿う流れに強制するシ−ルドカバー;を備
える請求項5又は請求項6記載のアルミローラの交流プ
ラズマ溶接装置。
7. The apparatus further comprises a shield cover for forcing the gas injected by the plasma torch onto the ring-shaped boundary portion of the aluminum roller in a flow along the circumferential direction of the ring-shaped boundary portion. An AC plasma welding apparatus for an aluminum roller according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2543461A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-09 Wartmann Technologie AG Method of welding an aluminium flange to an aluminium tube, in which a plasma torch turns only once around the tube or the flange
KR20160150318A (en) * 2015-06-22 2016-12-30 한현우 The manufacture method of magnet roller for guide of wafer and the manufacturing system thereof
CN106513926A (en) * 2016-12-27 2017-03-22 重庆优盾焊接材料有限公司 Efficient and safe aerial welding process

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2543461A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-09 Wartmann Technologie AG Method of welding an aluminium flange to an aluminium tube, in which a plasma torch turns only once around the tube or the flange
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