JPH0957463A - フラッシュ溶接装置 - Google Patents

フラッシュ溶接装置

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JPH0957463A
JPH0957463A JP23905395A JP23905395A JPH0957463A JP H0957463 A JPH0957463 A JP H0957463A JP 23905395 A JP23905395 A JP 23905395A JP 23905395 A JP23905395 A JP 23905395A JP H0957463 A JPH0957463 A JP H0957463A
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JP
Japan
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welded
electrode
members
electrodes
scale
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Application number
JP23905395A
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English (en)
Inventor
Takamine Mukai
敬峰 向井
Tadashi Fujioka
忠志 藤岡
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラッシュ溶接までの間のスケールの発生
・成長の極力小さいフラッシュ溶接装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 二つの被溶接部材A1,A2を電極4,
5で把持し、該被溶接部材A1,12の端面同士を当接
してフラッシュ溶接する装置において、電極4,5は被
溶接部材に対する把持面11に開口する噴射孔12が形
成され、該噴射孔12は高圧水供給源に接続されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラッシュ溶接直
前に被溶接部材のスケールを除去することのできるフラ
ッシュ溶接装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】フラッシュ溶接は、周知のごとく、二つ
の被溶接部材をそれぞれの電極で把持し、被溶接部材の
端面同士を圧接させて電極間で大電流を流し、上記端面
における局部的な接触点で集中的に発熱せしめて溶融さ
せ火花を散らせると共に、一方の電極を他方の電極の方
に移動させて上記端面同士を密着しつつ、さらに接触・
火花を繰り返す。端面が十分加熱された後に圧接し、か
くして端面全体が溶接される。
【0003】通常のフラッシュ溶接における被溶接部材
の表面はスケール、酸化膜等(以下、単にスケールとい
う)で覆われている。これらの膜は被溶接部材に比べ抵
抗値が非常に大きく、かかる被溶接部材をこのまま電極
で把持して通常のフラッシュ電流である数千A〜数万A
の電流を流すと、電極と被溶接部材の接触部での電圧降
下を生じる。この電圧降下は、電力損だけでなく電力設
備の大型化を招くため、できるだけ小さいことが望まし
い。
【0004】また、上記被溶接部材に表面のスケールを
介して大電流を加え続けると抵抗発熱によって膜が加熱
し、ついには溶断、アークの発生へとつながる。このア
ークはアーク痕すなわち製品傷を生ずるだけでなく、溶
接トランスから部材へ電流を供給する電極(多くはクロ
ム銅、ベリリウム銅)をも損傷する原因となる。このた
め、いかなる場合においても、電極におけるアークの発
生を抑える必要がある。
【0005】従来は、被溶接部材が常温で溶接される鋼
のときには、溶接前に表面をグラインダ(砥石、ベルト
サンダー等)で研削し、スケール・酸化膜等の除去を行
っていた。この場合、被溶接部材が常温なので、スケー
ル除去後も表面の酸化が急に行われなく有効な方法であ
る。又、被溶接部材が、所定温度、例えば800℃〜1
000℃の高温に加熱された状態でフラッシュ溶接され
る場合は、加熱される前にスケール除去が行われる。例
えば図9に示すごとく、被溶接部材Aは図示せぬスケー
ル除去装置でスケールが除去された後に加熱装置51で
上記の所定温度まで加熱され、次にローラコンベア等の
搬送装置52により、溶接装置53に搬入される。
【0006】上記溶接装置53は、所定位置で二つの被
溶接部材A1,A2をそれぞれクランプする二対の電極
54,55を有し、両電極はトランス56に接続されて
いて、一方の電極、例えば電極55が他方の電極54の
方へ可動となっていて、上記二つの被溶接部材A1,A
2の端面が溶融して火花を飛散しても常時接触している
ように移動する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被溶接
部材の温度が800〜1000℃の高温で溶接する場合
においては、例えば加熱前に表面のスケールを研削して
除去しても、その被溶接部材の温度が上記の高温に達す
る過程において、表面にスケールが成長してしまい、電
極と被溶接部材間にはスケールが介在した状態で通電す
る状態となり電圧降下が生じる。そこで、通常の高温鋼
用フラッシュ溶接装置では、この電圧降下を補償するた
めに、溶接電圧をきわめて高く設定している。しかし、
溶接電圧を高くすることは、溶接に必要な電力が上昇す
るだけではなく、溶接トランスの大型化にもつながりラ
ンニングコスト、設備コストの面で不利である。
【0008】また、上述した熱間圧延ラインで行われて
いる高圧水によるスケール除去の場合は、先に述べたよ
うに高温鋼では表面スケールの成長速度が極めて早いた
め、スケール除去後から電極による把持までの時間は極
小、できれば10秒以内とすることが望まれるが、スケ
ール除去装置とクランプ位置が離れているために、この
時間を達成することが難しいというのが現状である。
【0009】本発明は、従来のフラッシュ溶接、特に高
温の被溶接部材の溶接時における上記の問題を解決し、
スケール除去時から電極による把持時までの間にスケー
ルが成長することを抑えて、アーク痕による傷の防止を
行い製品の品質向上を行うと共に、電極における電圧降
下を防止することにより、溶接トランスの小型化、ひい
ては省電力化を可能として、設備コスト・ランニングコ
ストを抑制できるスケール除去装置及びこれを有するフ
ラッシュ溶接装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によるフラッシュ
溶接装置においては、二つの被溶接部材を把持しこれら
の端面同士を当接せしめる二つの電極には、被溶接部材
に対する把持面に開口する噴射孔が形成されている。該
噴射孔は高水圧供給源に接続されている。該噴射孔は把
持面の全面に複数分布して形成されていることが望まし
い。
【0011】上記噴射孔から噴射される高圧水は常時噴
射されている必要はなく、望ましくは制御弁を有してい
て、電極による被溶接部材の把持直前の所定期間だけ噴
射されれば良い。
【0012】かくして、被溶接部材の被把持面は、電極
による把持直前に高圧水の噴射によってスケールが除去
され、溶接までにスケールが成長する間がない。したが
って、把持時に電極と被溶接部材の間で電圧降下が殆ど
生じない。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面の図1〜図4にも
とづいて本発明の第一の実施の形態を説明する。
【0014】図1において、符号1は加熱装置または連
続鋳造機であり、被溶接部材Aが該加熱装置1を通過す
ることにより所定温度、例えば800〜1000℃の範
囲で設定された温度まで加熱され、あるいは連続鋳造機
により作られるので上記の温度になっている。なお、本
例では以下、この加熱装置1は通常の加熱装置あるいは
連続鋳造機を指すものとする。
【0015】上記加熱装置1に隣接して搬送装置2が設
けられており、該加熱装置1から上記溶接装置3まで上
記加熱後の被溶接部材Aを順次、方向Bに搬送する。搬
送装置2は、図示のごとくのローラコンベア、あるいは
チェーンコンベア等が採用可能である。
【0016】溶接装置3は、被溶接部材Aの通過経路C
に対向して対をなすように電極4(4A及び4B),5
(5A及び5B)が通過経路C方向の二位置に設けられ
ている。二対の電極4,5は、対向電極4A,4Bそし
て5A,5Bがそれぞれ互いに接離するようにシリンダ
等の駆動部材6(6A及び6B)そして7(7A及び7
B)に接続されている。なお、電極4はフラッシュ溶接
の際、搬送方向Bで定位置にある電極5の方に移動可能
となっている。上方に位置する電極4Aと5Aには、電
力を供給するトランス8が接続されている。
【0017】上記電極4A,4B,及び5A,5Bに
は、高圧水供給源9が破線で示された管路10(10A
及び10B)により接続されている。本例では、上記の
すべての電極4A,4Bそして5A,5Bは同一に形成
され、電極5A,5Bが電極4A,4Bに対し上下対称
に配置されているだけなので、電極4Aについてのみ説
明する。
【0018】図2〜4のごとく電極4Aは、略ブロック
状に形成されており、底面に浅い溝状に形成された把持
面11を有し、該把持面に複数箇所で開口した噴射孔1
2が設けられている。該電極4Aの両側面には接続孔1
3が複数形成され、上記複数の噴射孔12に連通してお
り、これらの接続孔13が高圧水供給源9(図1参照)
に接続されている。
【0019】かかる本例について、その動作を図5にも
とづき説明する。図5は、図1における溶接装置3の電
極4,5及びその周囲を主として示す拡大図である。図
5は、二つの被溶接部材A1,A2のうち、一方の被溶
接部材A1がすでにスケール除去されて電極5(5A及
び5B)により把持され、他方の被溶接部材A2が電極
4(4A及び4B)に把持される直前の状態を示してい
る。
【0020】 断面が四角形をなす被溶接部材A1,
A2のうち、先に溶接装置3に送り込まれた被溶接部材
A1は、後述する後続の被接続部材A2と同様の要領で
スケール除去され、すでに該被溶接部材A1の後端部に
て電極5(5A及び5B)により把持されている。
【0021】 次に、後続の被溶接部材A2が溶接装
置3の所定位置にまで送り込まれてくる。該被溶接部材
A2と上下の電極4A,4Bとの間に所定の間隔が形成
され、この時点で、制御弁(図示せず)が開いて高圧水
供給源9(図1参照)からの高圧水は噴射孔12より上
記被溶接部材A2の表面に向け噴射される。かくして、
被溶接部材A2のスケールはほぼ完全に除去される。
【0022】 所定期間の高圧水の噴射の後、制御弁
が閉じ、直ぐに電極4A,4Bは駆動部材6A,6Bの
作動により、上記被溶接部材A2を把持する。あるい
は、高圧水を噴射しながら把持しても良い。
【0023】 このように電極4(4A及び4B),
5(5A及び5B)により把持された二つの被溶接部材
A1,A2は、通常のフラッシュ溶接の要領で溶接され
る。その場合、被溶接部材A1,A2はたとえ高温状態
であっても高圧水を受けてスケール除去されてから電極
により把持されるまでの時間がきわめて短いためにその
間にスケールが発生・成長することが殆どない。
【0024】上記の例では二つの被溶接部材A1,A2
をフラッシュ溶接する場合であったが、これに引き続き
さらに後続の被溶接部材を次々と連続的に溶接する場合
には、被溶接部材A1,A2の溶接完了後、被溶接部材
A1に溶接された被溶接部材A2を図5に示される被溶
接部材A1の位置にまで搬送してから把持し、次の被溶
接部材を上記〜の要領で順次行えば良い。
【0025】又、上記の例の場合では図1において溶接
装置3全体は停止しているので、被溶接部材A1,A2
は電極による把持の時点からフラッシュ溶接完了の時点
まで停止し、間欠的に搬送を受けるが、被溶接部材A
1,A2に続いてさらに次々と被溶接部材を連続的に高
能率に溶接したいときには、例えば図示の例では前方の
被溶接部材A1を電極5で把持した時点から溶接装置3
自体も上記被溶接部材A1と同一の速度で左方に移動せ
しめ、これより大きい速度で次の被溶接部材A2を溶接
装置3に送り込むようにし、フラッシュ溶接完了後は、
電極4,5が離間した状態で溶接装置3を元の位置に戻
るようにして次の溶接に備えるようにすればよい。本発
明装置を連続圧延のために用いると、被溶接部材A1は
前端側から圧延されるが、後端は未圧延の状態にあり該
後端の速度は圧延速度よりも遅いため、上記被溶接部材
A2との速度関係は容易に得られる。
【0026】本発明の電極の形態は図2〜4に図示した
ものに限定されない。例えば、図6〜8に示すごとく電
極4Aの一方の側面の接続孔23を一つとし、各噴射孔
22がここから分岐して延びるようにしてもよい。
【0027】以上図示した例では、被溶接部材が四角形
断面の場合であったが円形断面の場合には、当然のこと
ながら電極の把持面はこれに沿った円弧断面のものとな
る。
【0028】
【実施例】電極はCr銅製で被溶接部材の搬送方向に1
00mmの長さを有し、電極の通電面には直径6mmの
高圧水噴射孔を12箇所に開けた。被溶接部材は約90
0℃の80mm×80mm×1000mmの炭素鋼(角
材)で、噴射する高圧水の水圧は50〜150kgf/
cm2に設定した。通電電極のクランプに要する時間は
約2秒で、この間だけ高圧水を噴射しスケール除去を行
った。
【0029】このときの通電部(電極と被溶接部材との
接面部)での電圧降下は、溶接トランスの出力電圧が
6.4Vとした際、電極あたり0.22Vであった。比
較のために、従来のように高圧水によるスケール除去装
置を別置きとした場合には、通電電極と被溶接部材を密
着させた通電部での電圧降下は電極あたり0.72Vで
あった。この結果からも、本発明により通電部での電圧
降下が大幅に改善されることが判る。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明ではスケール除去手
段を、電極自体に設けたので、スケール除去後、電極に
よる把持までの間にスケールが発生することが殆どなく
なる。したがって、かかる本発明のフラッシュ溶接装置
によれば、被溶接部材が圧延に備えて加熱装置で高温に
加熱された状態にあっても、電極と被溶接部材間での電
圧降下もきわめて低く、省電力化ひいては装置の小型化
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例形態を示す概要構成図であ
る。
【図2】図1装置の電極の部分破断正面図である。
【図3】図2の電極の底面図である。
【図4】図2におけるIV-IV 断面図である。
【図5】図1装置の主要部を示す概要構成図である。
【図6】図1装置に使用可能な他の形態の電極の部分破
断正面図である。
【図7】図6の電極の底面図である。
【図8】図6におけるVIII-VIII 断面図である。
【図9】従来装置の概要構成図である。
【符号の説明】
4(4A,4B) 電極 5(5A,5B) 電極 11 把持面 12 噴射孔 22 噴射孔 A,A1,A2 被溶接部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二つの被溶接部材を電極で把持し、該被
    溶接部材の端面同士を当接してフラッシュ溶接する装置
    において、電極は被溶接部材に対する把持面に開口する
    噴射孔が形成され、該噴射孔は高圧水供給源に接続され
    ていることを特徴とするフラッシュ溶接装置。
  2. 【請求項2】 電極に形成された噴射孔への高圧水の供
    給を、電極による被溶接部材の把持直前の所定期間にの
    み行う制御弁を有していることとする請求項1に記載の
    フラッシュ溶接装置。
JP23905395A 1995-08-25 1995-08-25 フラッシュ溶接装置 Pending JPH0957463A (ja)

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JP23905395A JPH0957463A (ja) 1995-08-25 1995-08-25 フラッシュ溶接装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010539360A (ja) * 2007-09-20 2010-12-16 フランツ プラツセル バーンバウマシーネン−インズストリーゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 1つの軌道の2本のレールを溶接するための溶接ユニット
CN110882991A (zh) * 2019-12-17 2020-03-17 天津工程机械研究院有限公司 高压水清洗站、高压水去除焊接氧化皮自动生产线及方法
JP2022506050A (ja) * 2018-11-09 2022-01-17 ダニエリ アンド シー.オフィス メカニケ エスピーエー 金属製品を溶接するための装置

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