JPS61162278A - 冷却手段を具えたロ−ラ−電極を含む自走式シ−ム溶接機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は自走式シーム溶接機に関するものであり、特に
本発明は冷却手段を具えたローラー電極を含む自走式シ
ーム溶接機に関するものである。

（従来の技術） 金属板の互に立ち上った縁部フランジを作業現場におい
てシーム溶接して構築する工法が行なわれており、なか
でも長尺ステンレス鋼板を用いて上記のようにシーム溶
接して水蜜性を高めた屋根葺きを行なうステンレスシー
ム溶接屋根工法が広く行なわれている。

上記工法を実施するに当り、一台の台車に溶接トランス
とローラー電極ヘッドを搭載して、板の縁部フランジに
沿ってローラー電極ヘッドを台車と共に移動させなから
シーム溶接を施す自走式シーム′溶接機が一般に使用さ
れている。特にステンレスシーム溶接屋根工法において
は、溶接機を高い屋根上に運び上げて作動させる必要上
、軽量で可搬に便利で、耐久性が高く、かつ堅牢な自走
式　　４シ一ム溶接機が要求されてきた。

ところで、一般にシーム溶接においては、被溶接物の既
溶接部に分流電流が流れるため、連続して溶接を継続す
るには大電流を供給せざるを得ないので、シーム溶接機
のローラー電極の温度が異常に上昇する。その結果、被
溶接物に焼き付いて電極が損傷したり、被溶接物の品質
を悪くしたりするから、電極を冷却しながら溶接作業を
行なわなければならない。

これらの問題を解決する手段として下記に述べるように
ローラー電極の冷却方法が知られている。

（１）外部からローラー電極に向けて直接多量の冷却水
をかけ冷却する外部水冷方式。

（２）　　ローラー電極に内部水路を設け、冷却水を流
して冷却する内部水冷方式。この方式は最も広く採用さ
れており、’ｈ公昭５４−２１６２号２％開昭５１−３
０５５３号および特開昭４９−６５９５９号によりそれ
ぞれ冷却効果を高めた構造が知られている。甘た特公昭
４９−３４５７６号および特公昭５２−４７４１２号に
より内部水冷式ローラー′屯極を有する自走式シーム溶
接機が提案されている。

（３）非可燃性低温ガスを電極に吹き付けて冷却する方
式。この方式は特開昭５９−７６６８５号により開示さ
れている。

（発明が解決ｌ−ようとする問題点） ところで、前記ローラー電極の冷却方式は、それぞれ以
下に述べるような欠点があった。すなわち、 （１）　　自走式シーム溶接機で外部水冷方式が考えら
れるが、この方式はローラー電極の内部を冷却していな
いため、多量の冷却水ｆ：Ｔ１１．極部にかけざるを得
ない。この場合、例えばステンレスシーム溶接屋根工法
で仮りにこの方式の溶接機を使用したとすると、多量の
冷却水が電極部に当って飛散Ｉ−で作業能率を低下させ
たり、２テンレス屋根表面上に４起し終えた水が流れて
、他の作業者の作業を阻害したり、屋根表面上が滑りや
すぐなるなどして作業環境を著１〜〈悪化させる。又、
冷却水が溶接前の縁部フランジから屋根内部に浸透する
ことがあり、屋根施工上好ましくなく、これらの欠点を
除去するためには前記多量の水を処置すればよいが技術
的にきわめて困難である。従ってこの方式は前記ステン
レスシーム溶接屋根工法には不向きである。

（２）内部水冷方式ケ」、溶接＠を移動して長い継手を
製作するには好都合な冷却方法であり広く採用されてい
るが、内部水路断面積が大きくとれ（４’） ないため特に小型のローラー電極においては寿命が短い
という欠点があることから、前述の種種の提案がなされ
てはいるものの未だ十分とはいえない。

（３）非可燃性ガスを電極に吹き付ける方式は経済性、
装置および／またけ構造的面から特に自走式シーム溶接
機に採用することには無理がある。

以上（１）　、　（２）　、　（３）の方式のほかに本
発明者は、自走式シーム溶接機のローラー電極の寿命を
延す方法として、電極の構造を変えたり、高温硬度の大
きい電極材料を使用してみたが、顕著な寿命の延びは得
られなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、従来の内部冷却手段を具えたローラー電極を
含む自走式シーム溶接機の有する欠点を除去、改善した
溶接機を提供することを目的とするものであり、特許請
求の範囲記載の冷却手段を具えたローラー電極を含む自
走式シーム溶接機を提供することにより前記目的を達成
することができる。

ｌ　ぐ　） ところで本発明者は、前記のステンレスシーム溶接屋根
工事を施工してい４る時にローラー電極と被溶接物との
間の溶接部には下記の現象が生起することを見い出した
。

（１）　　ローラー電極の外周辺部が溶接中かなりの部
分で赤味を帯びて高温となる。

（２）初めて使用するローラー電極の外周辺部が溶接開
始後間もなく酸化スケールを生成して黒化する。また被
溶接物である縁部フランジに付着している塵埃を暁いて
電１ｆｉｉ　′ｆｆ：汚す。

（３）一般に使用される材質がクロム銅電極の場合には
ローラー電極外周縁部の溶接開始点でへこみを生じるた
め、ローラー電極が一周するごとに溶接部のビードが不
安定になる。

このような現象より、本発明者は内部水冷方式といえど
もローラー電極の外周辺部の熱抜は十分とは云えず、従
ってこの部分の温度上昇がローラー電極の寿命を著しく
短くしていることに着目した。

そこで本発明者は、自走式シーム溶接機の内部（乙） 水冷方式ローラー電極の上部より該ローラー電極の外周
辺部に冷却水を注水する手段を講じれば前述した種々の
欠点を全て解決することを新規に知見して本発明を完成
するに至った。

次に本発明にかかる溶接機の一実施例を図面について説
明する。

第１図は本発明の溶接機の側面模式図であり、第２図は
ローラー電極に挾持された縁部フランジがシーム溶接さ
れる状態を示す斜視図であるが、従来の溶接機との差異
は内部水冷方式のローラー電極を外部より注水するため
の手段が付加されている点である。第１および２図にお
いてｌは本発明の溶接機が載置され、かつシーム溶接さ
れる金属板であり、２は２枚の対向する金践板の立上り
縁部フランジであり、３はローラー電極、４は電極ヘッ
ド、５は複数枚の縁部フランジを挾持する加圧機構、６
は直流モータ、７は溶接トランス、８は台車である。

本発明の溶接機はローラー１！極３に外部より注水する
ための注水手段を設ける点を特徴とするものであり、こ
のため水槽９．水量調節弁１０．導水管１１が付設され
ている。導水管１１の先端部は第２図から判るように２
個のローラー電極３の最近　　　′接点上においてそれ
ぞれ開口している。

（作　用） 第１および２図において自走式シーム溶接機の台車８に
溶接トランス７およびローラー電極ヘッド４を搭載し、
縁部フランジ２に沿ってシーム溶接を行うに当り、加圧
機構５を操作し、縁部フランジ２にローラー電極３を当
接して加圧する。この際、予めローラー′醒極３の水路
口１３より内部水路（図示せず）に冷却水を流してロー
ラー′逆極３本体を冷却した状態に置く。

次に、溶接トランス７の上に水槽９を載置し、該水Ｎ９
より水量調節弁１０．を経て導水管１工を接続し、その
先端部はローラー電極３の外周辺部の上部に開口された
状態におく。

溶接開始に当り、水量調節弁１０のハンドル１２を操作
して、電極外周辺部上部で溶接中に蒸発する程度の水量
の冷却水を導水管１１を経て送り、（ｒ） その開口した先端部から電極外周辺部上に注水する。

直流モータ６に通電すると自走式シーム溶接機が縁部フ
ランジに沿って移動を開始する。これと共に溶接機のロ
ーラー電極３に電圧が印加されて縁部フランジ２がシー
ム溶接される。この際、溶接電流によりローラー電極３
自体の抵抗による発熱および被溶接物の縁部フランジ２
を溶接することによって発生する抵抗熱が内部水路に流
れる冷却水圧より熱抜されて、ローラー電極３の発熱を
抑止する。ところが、的記縁部フランジ２を溶接するこ
とによる抵抗発熱量は非常に多いため、前述した内部冷
却水のみでは抑止することができず、従って電極外周辺
部はおよそ６００〜７００　Ｃの高温となる。その結果
、電極外周辺部は塑性変形を起していわゆるヘタリやバ
リの発生の原因となり、しかも電極外周辺部は溶接開始
直後に酸化スケールなどの酸化被膜が生じ、黒化するに
至る。このため溶接が不安定となり、かつ電極外周辺部
を頻繁に補修する必要があり、この結果、ローラー電Ｃ
９） 極３を交換する回数が著しく多くなる。

本発明によれば、ローラー電極３の電極外周辺部に冷却
水を適量注水する。すなわち電極外Ｊｉ’Ｊ辺部に注水
する冷却水は電極外周辺部の上部で溶接中に蒸発する程
度の水量とし、かつローラー電極３の平面上および縁部
フランジ２に滞溜するように注水する。この結果、該冷
却水は拡散されてローラー電極３の電極外周辺部および
縁部フランジ２の溶接部を冷却する。このようにしてロ
ーラー電極３の電極外周辺部および縁部フランジ２が保
有する熱を冷却水の蒸発潜熱によって奪う結果、前記外
周辺部および縁部フランジ２の潤度が凡そ５０〜６０Ｇ
にまで速やかに降下する。なお残余するわずかの冷却水
が金属板１上に流れることはあっても作秦上何ら支障は
ない。

前記注水方式については滴下手段、細流射出手段の何れ
でもよい。この場合は水量調節弁１０のハンドル１２を
操作するだけでよい。

次に本発明にかかる溶接機の他の実施例を第３図につい
て説明する。

前記の一実施例は溶接トランス７の上に水槽９を載置し
、該水槽９より水量調節弁１ｏを経て導水管１１を接続
するものであるが、以下に述べる実施例は前記水槽９を
設けずに第３図に示すようにローラー電極３の内部冷却
用水道管１５より枝管を分岐させて水量調節弁ｌＯ及び
ソレノイドバルブ１４を介して導水管１１に接続させる
ものである。

そこで溶接開始に当り、予めローラー電極３の内部水路
に前記水道管１５かもの冷却水を流してローラー電極３
本体を冷却した状態におき、さらに水量調節弁ｌＯを電
極外周辺部上部で溶接中に蒸発する程度の水量になるよ
うに調節しておく。なお、該水量調節弁１０は水圧が安
定した状態であれば最初に１変調節しておけば溶接を繰
り返す毎に調節する必要はない。

次に通電と同時にソレノイドバルブ１４に電圧が印加さ
れて該バルブ１４が開き、導水管１１に冷却水が流れて
自走式シーム溶接機が移動を開始しシーム溶接を行う。

この際導水管１１先端の開口部よりローラー電極３の外
周辺部に冷却水が注水される。注水後の溶接機の作用は
前述した一実施例と同様である。なお、ソレノイドバル
ブ１４を採用したことにより溶接開始時には自動的に該
バルブ１４が開き、溶接終了時には自動的に該バルブ１
４が閉止される。この場合の注水方式については、滴下
手段、細流射出手段又は噴霧手段のいずれでもよい。即
ち滴下又は細流射出手段を採用するときは導水管１１の
内径を滴下又は細流となる程度のものにするか、又は導
水管１１先端部に細流ノズル　　　　１オリフイス又は
細管を取りつければよい。この実施例においては滴下又
は細流射出手段のほかに内部冷却用水道管１５の水圧に
より噴霧手段を採用することかできる。この場合は導水
管１１先端部に噴霧ノズルを取りつければよい。

なお、本発明釦係る溶接機に用いるローラー電極３は、
熱抜容鎗を大きくするために第４図（５）に示す・よう
な形状のものであるが、縁部フランジ２の先端部とロー
ラー電極３との接触を避けるために第４図（Ｉ３）に示
すような形状のものを使用することができる。第４図（
５）に示すローラー電極３を補修するＫは外円縁部の側
面及び上下両面の３つの面を旋盤削りする必要があるが
、第４図（ｔ３）に示すローラー電極３は外周縁部の側
面のみを簡便な手持ちグラインダーにより研磨すればよ
く、その結果、ローラー電極外周縁部の手入れ回数が減
少して作業能率が向上した。

本発明に係る溶接機には前記２種類の形状のローラー電
極を用いたが、これらの形状のローラー電極に限定され
るものでなく、従来のシーム溶接機のローラー電極を用
いることができることはいうまでもない。

次に本発明を実施例について説明する。

実施例 ２枚の８０８３０４ステンレス鋼板（板厚０．４關）の
縁部を立上らせて対向させ縁部フランジとし、本発明に
がかるシーム溶接機によりシーム溶接した。この溶接機
のローラー電極の直径は６２錦ｆ。

内部冷却水量は電極１ヶ当り２．５７１Ｌ／分、外部よ
り注水する冷却水量は１０〜５０　ｃｃ／分（電極１ヶ
当り）、溶接電流３．５０ＯＡ　、加圧力１２０に？、
溶溶接速度２ｍ分であった。

一方比較例として上記の条件を同一にして外部より冷却
水を注水せずにシーム溶接を行なった。

これらの比較結果を下表に示す。

表 上記の表より明らかなように、比較例に較べてローラー
電極の寿命が少なくとも８倍延びたことが判る。

（効　果） （１）　　ローラー電極表面にスケールの生成がなくな
り、又縁部フランジに付着している塵埃による電極表面
の焼き付けが抑止され、しかも抵抗熱によるいわゆる電
極外周辺部のへタリが激減して、ローラー電極の寿命を
飛躍的に延ばすことができる。

（２）電極表面の塑性変形が減少し、溶接部のビードが
安定する。

（３）被溶接物に与える熱歪が軽減される結果、見栄え
がよくなる。

（４）高温硬度の大きい電極材質２例えばニッケルベリ
リウム銅の電極でなくと本、一般に使用している安価な
りロム銅電極を使用することができる。

以上本発明の効果を述べたが、本発明に係る自走式シー
ム溶接機はステンレスシーム溶接屋根工法に限らず、タ
ンク、密閉容器、トンネル防水及び防水槽等の工法に広
く適用することが可能であり、工業上得られるメリット
は著しく大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る溶接機の一実施例の側面模式図、
第２図はローラー電極に挾持された縁部フランジがシー
ム溶接された状態を示す斜視図、第３図は本発明に係る
溶接機の他の実施例の注水回路説明図、第４図（５）、
　（Ｂ）はそれぞれ本発明に係る溶接機に使用したロー
ラー電極の形状を示す一部縦断面図である。 ■・・・金属板、２・・・縁部フランジ、３・・・ロー
ラー電極、９・・・水槽、１０・・・水量調節弁、１１
・・・導水管、１２・・・ハンドル、１３・・・水路口
、１４・・・ソレノイドバルブ、１５・・・内部冷却用
水道管。 特許出願人　日本冶金工業株式会社 代　理　人　弁理士　　村　　１）　政　治同　　　弁
理士　　秦　　野　　拓　　也（Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ローラー電極の内部冷却手段を有する自走式シーム
   溶接機において、前記ローラー電極の外周辺部であつて
   被溶接物と接触する部位を注水により冷却する冷却手段
   を具えたローラー電極を含む自走式シーム溶接機。 ２、前記注水手段は水の滴下、細流射出、噴霧の何れか
   １つによる注水手段である特許請求の範囲第１項記載の
   溶接機。