JPS6068193A - パウダ−充填管状溶接電極の連続製造方法及び連続製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パウダー充填管状溶接電極の連続製造方法及
び装置に係わる３、この種電極は、例え（よシールド・
ガスを併用したり、（ｌｆ用せずに、またはフラックス
を（７１用して行う金属片の自動または半自動アーク溶
接に利用できる。

従来、この方法は所定の速度で金属帯を連続供給し、金
属帯を長手方向縁を右する聞（」導管状に成形し、前記
長手方向縁を突ぎ合わせることによっ−Ｃ管状に成形し
、充填部から前記管に溶１ｇパウダーを敢出し、前記管
を送って溶接部を通過さく渠、この溶接部にｄ５いて突
き合わせ縁の溶接スポットを加熱することにより前記突
き合わせ縁を所定の速度で連続的にひいに溶接するとい
う段階を含む。

溶接スボッ１−から距離を保つ−Ｃ溶接部を通過中の管
に溶接パウダーを導入し、次いて゛、溶接ずみの、ｎっ
パウダーを充填された管の断ｉ？＋口＾を所期の１１法
に縮小する。成形１）１１の金属帯は例えば押し出しワ
イヤなどの形状をワリ−る。この金属帯が製造の過程で
開口導管となり、さらに管どなる。から、これらの形状
で示１Ｊ。

溶接された笛体、叩も、シームレス外被を有するこの種
の管状電極は、帯状材を曲げ加工や折り返し加工だけ′
？″閉じた。従って、間口継ぎ目を有する管状外被を右
するものよりも多くの点で有利である。ソームレス゛准
極の特徴は、品質の劣化を招く吸湿を完全に防１にでさ
ることにある。従って、）′ノ造の過程で洗浄浴や銅メ
ツキ用の例えば電解槽を通過させることができる。

この種の電極の製造に関してすでに種々の提案かなさね
でいる。１英ｔｖ特許第１，１７７．９３３号では、あ
らかじめ溶接を席した管を垂直軸心を有するコイル状に
柊さ、管の供給端の１つから溶接パウダーを充填する。

これと同時にコイル全体を振ることにより、管仝休にパ
ウダーを均等に配分し、全容積を満たり一８連続的でな
いこの製法は極めて複筒である３、溶接パウダーを充填
する前に管を形成し、１１つ二１イル状にさかねばなら
ない。

他の提案、即ら、英１工１特ル′「第１，４８５，５７
１舅では間口導管状に形成された金属帯に溶接パウダー
を充填してから、この導管の両縁を互いに溶接する。

管の送り速度と同期させながら、管の両縁を溶接ηる際
に支持帯として作用する帯状材を管に挿入する。この支
持帯は、溶接熱による加熱から溶接パウダーを保持する
。

さらに他の提案、即ち、ヨー１」ツバ１ｈ許出願第３．
３７０号では、管状に閉じる前に聞し］導管に限られた
損のパウダーを充填する。その結果、管か溶接部を通過
Ｍ゛る際、管断ｍ１積の一部だｔノｔこパウダーが充填
される。パウダーは管と同じ速度で、たたし溶接スボッ
Ｉ〜から距−１を保って溶接部を通過するから、パウダ
ーに対する溶接熱の悪影９４ｉ１かある程度防１にされ
る。

しかし、前記の製造法で（Ｊｌ、溶接熱の作用（・′パ
ウダーが劣化するおそれがある。特に、溶１）２電流に
よって発生する磁界が多少なりとも強磁性体のパウダー
に大きく影響するから、溶接部にＪ５Ｇノるパウダーの
蓄積を制（１１づるのは困難である。磁界は管内のパウ
ダー分布を不均等にして電極の溶１８性能を低下さぜる
。

本発明の目的は電極の溶接中に溶接パウダーに作用する
熱を軽減づることにより、この種の管状電極の製法を改
良することにある。

本発明は、溶接スポットのイ」近で水平面に対して溶接
パウダーの限界滑り角度よりも大きい角度で管状電極に
成形すべき金属帯を下方に送り、溶接スポラ１〜を通過
するときの溶接パウダーの速度が溶接スポットにお（Ｊ
る金属帯の所定速度よりも人きくなるような高さから管
内へ溶接パウダーを落下させるように構成した製造方法
を提供する。

溶接パウダーの限界滑り角度は約４５°である。

パウダーの組成、粒度ｔｆどの要因に応じて、パウダー
粒子間の内部摩擦を表わすこの角度は前記標準角度より
大きくても小さくてもよい。パウダー粒子は水平面に対
する前記角度がパウダーの限界滑り速度よりも大きい場
合にだ（ブ滑り落ちる。パウダーは好ましくは金属帯送
り速度の少なくとも１．５倍に相当する速度で溶接スポ
ットを通過しなＣプればならない。この速度を容易に得
るためには水平面に対する角度を８０°乃至９０°に設
定することが好ましい。パウダーが溶接スポラ１〜を通
過づ゛る速度が太き（プれば大きいほど、所与の単位時
間パウダー流量に対してパウダー流路断面積を著しく縮
小することができ、パウダーが高温の溶接スポットを通
過するのに必要な時間も短縮ザることかできる。

本発明はまた、溶接スポットを通過した後のパウダーの
速度を、水平面に対してパウダーの限界滑り角度よりも
小さい角度で金属帯を送り方向に曲げることにより、前
記溶接ずみの管の断面積を縮小する前に金属帯の速度ま
で低下させるように構成した製造方法をも提供する。溶
接ずみの管の傾斜角度が限界滑り角度よりも小さくプれ
ば、パウダーはそれ以上管壁に沿って滑ることがてぎな
くなり、管内に蓄積されたまま管の速度で搬送されるこ
とになる。好ましくはパウダーが溶接スポットよりも下
方で蓄積されて管の内部断面積全体を占有するような単
位時間流量で管内にパウダーを放出する。

本発明はまた、金属帯を貯蔵する第１貯蔵手段、前記金
属帯を１１１Ｉ記第１貯蔵手段から所定の速度で供給し
、前記金属帯を連続的に成形して長手方向縁を有刃る間
口導管どじ、次いで前記長手方向縁を突き合わせること
によって管とする手段、前記長手方向縁の溶接スポット
を溶接温度に加熱して前記突き合わせ縁を連続的に互い
に溶接することににり溶接づ゛みの管を形成する溶接部
、及び作動時に前記溶接パウダーを前記管に導入するよ
うに配置し１＝ノズル手段に前記溶接パウダーを案内す
るダクトを具備し、 前記溶接パウダーを貯蔵する第２貯蔵手段、前記溶接パ
ウダーを所期の単位時間流量に配量する手段、及び前記
溶接ずみの管の断面積を所Ｉｌｌ］の寸法に縮小する手
段を含むパウダー充填管状電極の連続製造装置において
、前記溶接スポットの付近で前記金属帯を、水平面に対
して前記溶接パウダーの限界滑り角度よりも大きい角度
で案内する第１案内手段を設け、前記溶接パウダーの落
下通路の一部が、前記連続製造装置に対して実質的に固
設された前記金属帯の前記溶接スポットよりも上方で前
記開口導管状に形成される前記金属帯によって構成され
、前記金属帯が前記溶接スポラ１〜よりも下方で前記溶
接ずみの管となるようにしたことと、 作動時に前記落下通路が前記ノズル手段Ｊζりも上に位
置する上方レベルと前記溶接スポットよりも下に位置す
る下方レベルとの間にまたがり、前記落下する溶接パウ
ダーが前記溶接スポットにおいて前記金属帯の速度より
も高い落下速度まで加速されるように前記上方レベルと
前記溶接スポットどの間の距−１を設定したこと、を特
徴どするパウダー充填管状電極の連続製造装置を提供す
る。

本発明のその他の長所及び目的を以下添イ」の図面に基
づ〈実施例の説明から明らかになるであろう。この実施
例は本発明の原理を明らかに覆るためのものであり、本
発明を制限するものではない。

なお、図示の便宜上、金属帯の＼１法を意図的に誇張し
た。

パウダー充填電極のシームレス外被管を形成するための
金属帯１が、第１貯蔵手段としてのり−ル２から繰り出
され、連続的に送られて標準化装置３を通過する。金属
帯１は広い帯を数本の細長い部分に切り裂くことによっ
て得られるのが普通である。通常この方法では金属帯１
の全長に亘って絶対均一な断面積が帽られず、扁平面は
やや凸面状を呈することが多い。しかし、電極外被管と
パウダーの重量比は金属帯１の全長に沿って一定でなり
ればならない。そこで標準化装置３によって金属帯１の
全長に亘って均一な断面積を１ユる。

水平方向に）Ｘられる金属帯１は、次に上部曲げロール
５に送られ、このロール５を水平面に対して９０°　よ
りやや小さい角度、好ましくは８０°乃至９０°の角度
で離れ、成形ロール４ａ、４ｂにより間口導管１ａの形
態を与えられる。さらに他の成形ロール４ｃ、／Ｉｄ、
４ｅが金属帯１に管１ｂの形態を与える。図面では略本
するにとどめたが、成形ロールの数は（■意である。

断面形状が変化する過程を拡大断面図である第３図乃至
第５図に示した。採用する技術との関係上、図示のよう
な過渡的形状とはかなり違う外観を早することもある。

ただし、この技術は公知であり、従ってここでは詳細な
説明を省く。

金属帯１が管状を呈すると（第５図参照）、金属帯１の
長手方向当接縁６．７が継ぎ目８を形成する。なお、図
面ではこの管の断面を円形として示しであるが、円形以
外の断面形状を選んでもよい。継ぎ目８に沿った管１ｈ
の連続的な長手方向溶接を図面では略本するにとどめた
溶接部９で行う。溶接後の管１ｂの断面を第６図に示し
た。この継ぎ目８の溶接に際しては、溶加材を併用する
かまたは（ｊｆ用しない種々の溶接方式を採用すること
ができる。溶接スポット及びその周辺における溶接熱を
制限するため、溶接速度を約０．５　ｍ／ｓｅｃ以上の
高速どし、溶接パウダー間を少なくすることは好ましい
。

第７図は、管１【）の長手縁６，７を亙いに圧接さゼ、
溶接スポット１２によって閉鎖するだめの２つの電極輪
１０及び支持輪１１を利用する管１ｂの抵抗シーム溶接
装置の好ましい実施例を略本する。

この連続溶接には特定周波数のＡ、Ｃ，を供給すること
にｊ；つて１１られるパルス溶接電力を伴なう溶接部ｔ
＋ｉも含まれる。

溶接パウダー１７は、パウダー・ディスペンサ１４及び
このう゛イスペン状１４から単位時間に放出されるパウ
ダー１７を配量する制御装置１４ａを装備した第２貯蔵
手段としてのホッパ１３から放出される。

パウダー１７【まダクト１５を通って未だ完全に閉鎖さ
れていない開口導管１ａ　（第４図参照）に（ｌｔ給さ
れる。

ダウ１−１５内を落下するパウダー１７は、ダクト１５
の前端に設けたパウダー・ノズル１５によりｔｔＵ口導
管導管１ａに向かって送られる。落下するパウダー１７
は開口導管１ａ及び管１ｂに沿って滑り落ち、溶接部９
を通って溶接ずみの管１ｂに達するように案内される。

ホッパ１３と溶接部９における溶接スポット１２どの落
差は、溶接スポット１２における落下する）（ウダー１
７の速度を管１ｈの送り速度の少なくとも１．５侶、好
ましくは少なくとも２倍とするに充分な溶接スポット（
、第７図参照）を通過するとき、落下するパウダー１７
は管１ｂの断面積の一部、ここでは約１／２だけを占め
る。管１ｂは下向きに傾斜しているから、落下するパウ
ダー１７は溶接部からやや距離を保って溶接スポット１
２を通過する。

パウダー１７は、溶接部９よりも下流の管１ｂ内で、溶
接熱がパウダー１７に悪影響を与えない距離を溶接スポ
ット１２から保つ位置でチェックされるまで加速される
。このチェックは、図示実施例の場合、溶接ずみの管１
ｂの全断面を満たすことににつてパウダー１７が連続的
に蓄積Ｊ−るレベル１８において行われる。

パウダー１７を充填された管１ｂは、下部曲げロール１
９に送られ、水平方向にこのロール１９を離れる。両曲
げロール５，１９の配置により両目−ル５゜１９間を進
む金属帯１の傾斜を決定する。

下部曲げロール１９から＠１ｈはイの断面積の初期縮小
を行うための圧延部２０に送られる。次いで、好ましく
は熱処理装置をも装備した絞り加工部２１において断面
積が初期の寸法にまで縮小される。

絞り加工部２１に（よ、ほかに管１ｂの表面から絞り加
工剤の残留物を除去するための（図示しない）洗浄浴及
び銅メッキ浴をも設けることができる。

什十がった管は、リール２３に巻ぎ取られる前に長さ変
動補正装置２２を通過する。

金属帯の］、Ａりは、成形及び曲げロールのぽか、（図
示しない）圧延及び絞り加工装置によって行われる。こ
れらの連動によって金属帯の寸法に適合させたワイヤ送
り速度が得られる。従って、絞り加工部２１を通過する
際の金属帯の速度は溶接スポットにお【プる送り速度よ
りもはるかに高い。

インジケータ２４は、パウダーが蓄積して管１ｂ内を完
全に満たすのに伴なって落下するパウダー１７の速度が
管１ｂの速度まで低下するレベル１８にお（プる管１ｂ
内のパウダー充填度を感知する。またインジケータ２４
は、＠１ｂ及び充填パウダーの共通透磁率を測定するた
め管１ｈに捲着したコイル２５を含む。所定の１ノベル
１８においてパウダー１７の蓄積が起こらない場合、イ
ンジケータ２４がインジケータ・リード線２６を介して
パウダー・ディスペン１す１４の制Ｗ装置１４ａに誤差
信号を伝送することにより、放出されるパウダー１７の
流量を調節すると同時にＷＪ報ランプ２７を点灯させる
。

電極に関して極めて高い品質が要求される場合には、装
置にシールド・ガス手段（第８図参照）を付加する。こ
の手段は、シールド・ガスを内蔵する管２８を含む。こ
の管２８はダクト２９ａを介してガス弁２９と接続し、
ガス・ノズル３１はガス管３ｏを介して前記ガス弁２９
に接続する。ノズル３１は、開口導管１ａの内部に侵入
している。

第１図に示すように、ガス・ノズル３１とレベル１８と
の間の管１ｂ部分に超過圧を作用させるごどにＪ：つで
カス流量を適当に調整し、この管１１）部分に例えばＣ
Ｏ２のようなシールド・ガスを確実に充填覆る。

変更実施態様の１つでは、金属帯１を土部曲げ［］−ル
５から垂直に下方に送る。パウダー１７はホッパ３２か
らパウダー・ディスペンサ３３、次いで略本するパウダ
ー・ダクト３４、さらにパウダー充１！？！管３５を介
して溶接部９の下方で溶接ずみの管１ｂに添１１０され
る。充填管３５をを落下するパウダー１７の速度は溶接
スポットにおける銀族帯の速度よりもはるかに高い。パ
ウダー１７は溶接スポット１２も通過するが、充填管３
５の壁により、溶接スポット１２で発生する熱から保護
される。この実施態様でも第１図に関連して）小べたよ
うなシールド・ガス手段を装備する。

上ｆｇＳ曲げロールを省き、直線的な生産ラインに治っ
て、金属帯リール、標準化装置、成形ロールを順次下流
に向かって段間してもよい。

本発明の趣旨または範囲内で変更を加えることができる
から、本発明が以上に説明したすべての詳細事項に制限
されると理解すべきではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はパウダー充填溶接電極の製造装置を略本する構
成図、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図、第３
図は第１図のｆｆｆ−１１１線に治った断面図、第４図
は第１図のＴＶ−ＴＶ線に沿った断面図、第５図は第１
図の■−■線に沿った断面図、第６図は第１図の■−■
線に治った断面図、第７図は溶接部を略本する構成図、
第８図は第１図に示した装置の変更実施態様を示す概略
構成図、第９図は該装置の他の変更実施態様を示す概略
構成図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線に治った断面図で
ある。 １・・・金属帯　１ａ・・・ｒｆ１口導管導管１ｂ・・
・箆２・・・リール　４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ　
−・・成形ロール　５・・・曲げロール　６，７・・・
長子方向当接縁　９・・・溶接部　１２・・・溶接スポ
ット　１４・・・パウダー・ディスペンサー　１５・・
・ダク１〜　１Ｇ・・・パウダー・ノズル　１７川パウ
ダー　１８・・・レベル　２０・・・圧延部　２１・・
・絞り加工部　２４・・・インジケータ 特許出願人　フェルブー　アドルフ ボルムグレン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　所定の速度で金属帯を連続供給する段階と、前
   記金属帯に長手方向縁を有する開口η管の形状を与える
   段階と、 前記長手方向縁を突ぎ合わせて管を形成する段階と、 充填部から前記管に溶接パウダーを放出する段階と、 前記管を送って溶接部を通過させ、該溶接部を所定の速
   度で通過する金属帯の突き合わせ縁を、該溶接部の溶接
   スポットを加熱することにより連続的に溶接する段階と
   、 前記溶接スポットから距離を保ちながら前記溶接パウダ
   ーを前記管に挿入する段階と、前記溶接され、且つ溶接
   パウダーを充填された管の断面積を所期の寸法に縮小す
   る段階とを含むパウダー充填管状電極の連続製造方法に
   おいて、 前記溶接スポットの付近で、水平面に対して前記金属帯
   内での前記溶接パウダーの限界滑り角度よりも大きい角
   度で前記金属帯を下方へ送ることと、 前記溶接スポットを通過する際の前記金属帯上を滑る前
   記パウダーの前記速度が前記溶接スポラ］〜における前
   記金属帯の前記所定の速度よりも高くなるように前記パ
   ウダーを前記管内に落下させること を特徴とするパウダー充填管状電極の連続製造方法。 （２）　前記溶接スポットを通過する際の前記溶接パウ
   ダーの速度が、前記金属帯の速度の少なくとも１．５倍
   であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
   載の製造方法。 （３）　前記溶接スポットを通過した後の前記溶接パウ
   ダーの速度が、前記溶接ずみの管の断面積を縮小する前
   に、前記金属帯を水平面に対して前記限界滑り角度より
   も小ざい角度で送り方向に曲げることにより前記金属帯
   の速度まで低下されることを特徴とする特、ｉ！［請求
   の範囲第（１）項または第（２）ＩＱ　ｉこ記載の製造
   方法。 （４）前記溶接パウダーが、前記溶接スポットよりも下
   １ノで蓄積し目つ前記管の内部全断面積を占有するよう
   な単位時間流量で前記管内に放出されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（３）項に記載の製造方法。 （５）前記溶接パウダーの粒子間隙がシールド・ガスで
   満たされるような配置で、前記溶接ずみの管内にシール
   ド・ガスが導入されることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項または第り３）項に記載の製造方法。 （６）　金属帯を貯蔵する第１貯蔵手段と、前記金属帯
   を前記第１貯蔵手段から所定の速度で供給覆る手段と、 前記金属帯を連続的に成形して長手方向縁を石ηる間口
   導管とし、次いで前記長手方向縁を突き合わせることに
   よって管とする手段と、前記長手方向縁の溶接スポット
   を溶接温度に加熱し、前記突き合わせ縁を連続的にｑい
   に溶接して溶接ずみの管を形成１する溶接部と、作動時
   に前記溶接パウダーを前記管に導入するように配置した
   ノズル手段、及び該ノズル手段に前記溶接パウダーを案
   内刃るダクトを具備した４７ｉ記溶接パウダーを貯蔵Ｍ
   る第２貯蔵手段と、前記溶接パウダーを所！ＩＩＩの単
   位時間流ｈ）に配量Ｊ−る手段ど、 前記溶接ずみの管の（１１′ｉ面積を所明の＼１払に縮
   小４る手段と を含むパウダー充填管状電極の連続″！Ａ造装同装置い
   て、 前記溶接スポラ１への（＝１近で前記金属帯を、水平面
   に対して前記溶接パウダーの限界滑り角度よりも大ぎい
   角度で案内する第１案内手段を設け、前記溶接パウダー
   の落下通路の一部が、前記連続製造装置に対して実質的
   に固設された前記金属帯の前記溶接スポットよりも十部
   ｊで前記開口導管状に形成される前記金属帯にＪ、って
   構成され、前記金属帯が前記溶接スポットよりも下方で
   前記溶接ずＪメの管どに旭るようにしたことと、作動時
   に前記落下通路が前記ノズル手段よりも十に位置する−
   １一方レベルと前記溶接スポラ１へよりもＩＺにイぐ１
   首する上方レベルとの１７９にまたがり、前記落手Ｍる
   溶接パウダーが前記溶接スポットにｉ−３いて前記金属
   帯の速度Ｊ、りも高い落下速度まで加速されるようｌこ
   前記上方レベルと前記溶接スポットどの間の距囮１を設
   定したこと を特徴とするパウダー充填管状電極の連続製造）ｔ１青
   。 （ハ　前記溶接スポットを・ある程度の距離だけ越えた
   （（／置まで案内づる第２案内手段を含む特許請求の範
   囲第（６）項に記載の製造装置。 （８）　前記下方レベルにおいて連続的に蓄積され、［
   １つ管の全断面積を占有する前記溶接パウダーに、溶接
   熱が悪影響をちえないように、前記溶接スポットから距
   向１を保つ位置に前記配量手段を適当に調整することに
   よって前記下方レベルが設定されることを特徴ど−４す
   る特許請求の範囲第（６）項または第（７）項に記載の
   ＩＩＪ造装同装 置９）ｉｉｉ記金属帯が、前記溶接部の付■Ｙで土部及
   び下部面ＩＪ゛ロールによって案内されることを特徴と
   する特許請求の範囲第（８＞　１／４に記載の製造装置
   、。 （ｔｏ）ｉＣｔ記第２案内手段が、管に挿入され１こ固
   設仕切り壁であり、この仕切り壁が溶接スポットを通っ
   て管を２つの部分に分割し、一方の部分が溶接スポット
   から隔禽１１され、＾？、記溶接パウゲーの葉内通路と
   して作用することを特徴ど伎る１！１訂晶求の範囲第（
   ７）項または第（８）項に記載の製）告装置。 （１０前記仕切り壁が前記管に導入される＋ｉ１′ｉ記
   溶接パウダーの案内ダクｌ〜を昂１成し、前記ノズルが
   前記溶接スポットと前記下方レベルどの１１１０Ｌ、　
   （＋／　ｉｉ’“１゜づることを特徴とする特許請求の
   範１！ＩＩ第（１０）　Ｊｉ’４に記載の製造装置。 （１２）　前記第１案内手段が、前記）Ｒ接部のイく１
   近で前記金属帯を水平面に夕・１して８０°乃至９０゛
   の角１αで案内するように構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（６）項に記載の製造装置１、（
   ｍ　前記下方レベルにおける前記溶接ずみの色の充填率
   を表示りる手段を右することを特徴とする５％訂請求の
   範囲第（６）項に記載の装置。 （１４）　前記Ｆ方しベルにおける充填率が所＋ｉ１Ｊ
   の値からずれでいる場合に誤差信号を発生するように前
   記表示手段が構成され、前記誤差信号を前記配量手段に
   伝■して前記溶接パウダーの中位時間流（ａを調整する
   手段が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１３）項に記載の製造装置。