JPS6116926Y2

JPS6116926Y2 -

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Publication number: JPS6116926Y2
Application number: JP1980180037U
Authority: JP
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1986-05-24
Also published as: JPS57102480U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は鋼帯等の突合わせ溶接装置に係り、詳
しくは、鋼帯等の端部を溶断することなくスケヤ
ーシヤーで切断して突合わせ面を形成すると共
に、溶接時にはこれら突合わせ開先線を例えば、
レーザビームの走行線に一致させて高精度に溶接
ができる鋼帯等の突合わせ溶接装置に係る。

一般に、鋼帯の製造工程においては、生産性の
向上を目的として、例えば、冷延鋼帯を順次に接
合して、後続工程に送つている。また、鋼帯の精
整工程においても、例えば、冷延鋼帯の不合格部
分を切り落し、合格部分を接合して需要家の要求
するコイル単重にそろえることが生産性の向上に
有利な手段である。また、このような鋼帯の接合
は通常TIGまたはMIG溶接によつて行なわれてい
るが、このTIGやMIG溶接では、その溶接部、な
かでも母材の熱影響や溶接金属等の延性が劣化す
るとともに、これら各部の被圧延特性が劣化し、
とくに、薄板の場合は、溶接端に溶け落ちが発生
して好ましくない、このため、最近はレーザビー
ムによる溶接法が研究され、この溶接法による
と、溶接金属の延性ならびに被圧延特性劣化防止
が実現でき、薄板の場合では溶接端の溶け落ちが
発生しないことがわかり、鋼帯の接合に用いられ
ている。

しかし、従来例のレーザビーム溶接装置は、所
謂溶断、溶接装置であつて、鋼帯の溶断端面を基
準に溶接するもので、以下の通りの問題がある。

すなわち、従来例に係る溶接装置においては、
まず、２枚の鋼帯間で後行の鋼帯の先端部に先行
の後端部を重ね合わせるとともに、各鋼帯をそれ
ぞれ独立にクランプし、この重ね合わせ部をレー
ザビームで溶断する。その後、各鋼帯の溶断部
分、つまりスクラツプを例えば、シユーで落して
溶断面調整してから、例えば、後行鋼帯は板厚部
分だけ上昇させて両鋼帯は同一レベルとし、更
に、溶接面を突き合わせ、溶断面に沿つてレーザ
ビームを走行させて突き合わせ溶接する。

しかし、この溶接装置であると、重ね合わせ部
分溶断後、突き合わせのためにどちらかの鋼帯、
例えば、後行鋼帯を板厚分上昇させる必要があ
り、板厚が薄いとその調整がむずかしく目違いが
起こり、更に、突き合わせのための制御が板厚が
薄いときには、むずかしい欠点がある。

また、従来例として鋼帯の連続処理ラインにお
いて、鋼帯の溶断ならびに溶接をレーザビームに
より行なう装置も提案されている。この装置は、
鋼帯の後端部と後行鋼帯の先端部とを重ね、その
部分をレーザビームで溶断したのち、溶断端板を
処理してから突き合わせてレーザビームにより溶
接する一連の自動化装置である。しかし、この装
置は溶断と溶接とを同一のところで行なつて、こ
れらが分離、独立していないため、溶接時に微動
調整できず、問題が多い。

また、従来例として上記例に代つて、先行鋼帯
の後部のみをレーザビームによつて溶断する一
方、後行鋼帯の先端部のみはシヤーで切断してか
ら、互いに突き合わせて溶接する装置も提案され
ている。しかし、この装置では先行鋼帯の溶断部
には隙間が生成し、このため、先行鋼帯を固定
し、これに後行鋼帯を突き合わせるがこの突き合
わせ線とレーザビームの走行線が一致せず、溶断
隙間の半分ほどずれる欠点がある。

また、レーザビームによる溶断が困難な鋼種の
鋼帯帯についても、レーザビームによつて溶断、
溶接する装置も提案されている。この装置は予
め、溶断のしやすいダミー板を溶断し、そのダミ
ー板の溶断面を基準として先行鋼帯を突き合わ
せ、その後、この先行鋼帯の端面を基準にして先
行鋼帯を突き合わせ、更に、これら先行ならびに
後行の鋼帯をレーザビームによつて溶接して成る
ものである。しかし、この装置も鋼帯の突き合わ
せ線と溶接線とがずれて一致せず、上記の装置と
同様な問題がある。

要するに、従来例に係る装置は、レーザビーム
による溶断と溶接とが同じ場所で行なわれ、突き
合わせ、この溶断時に生じた溶断面を基準にして
行なわれるので、レーザビーム溶接には適せず、
更に、最終製品の鋼板にも次のような欠点が残
る。

(1) 突き合わせ溶接に先立つて、鋼帯を溶断した
場合には、鋼帯の裏面にダレが発生し、このダ
レは溶接後も残る。このため、鋼帯をコイルと
して巻き取つた時には、そのダレによつて鋼帯
に傷をつけることがあり、最終需要家にきらわ
れ問題がある。

(2) 突き合わせ開先を形成する溶断面は溶断時に
酸化されているため、薄板になると溶接しにく
くなる。

(3) 溶断時には、どうしても鋼帯の裏側等に空間
が必要であるが、その空間が存在するところ
で、例えば、薄板等を突き合わせ溶接すると、
空間が目違いの原因となる。

(4) 溶断面から成る突き合わせ開先では、どうし
ても0.1〜0.2mm程度の隙間が発生し、とくに、
溶断したどちらかの端面を基準に突き合わせて
も、レーザビームの中心とずれが発生する。こ
の場合、板厚が厚ものであるとこのずれの許容
範囲が大きく、あまり問題にならないが、薄板
の場合、その精度が厳しくなり、とくに、上記
の従来例に係る装置では溶接できない場合があ
る。

本考案は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、先行ならびに後行の鋼帯等を突き合わせ溶接
によつて継ぎ合わせる際に、これら鋼帯等を切断
して予め突き合わせ面を形成し、その後、溶接手
段に送つて、例えば、レーザビーム等によつて突
き合わせ溶接する装置を提案する。

すなわち、本考案は先行鋼帯等の後端部に後行
鋼帯等の先端部を突き合わせて溶接する溶接装置
において、これら鋼帯等の走行ラインに沿つて先
導側に向つて鋼帯等を位置決め切断して突き合わ
せ面を形成するスケヤーシヤーと、この突き合わ
せ面間を溶接する溶接手段とを配設し、この溶接
手段には鋼帯等の走行ラインと略々直角に往復動
自在の溶接トーチと、各鋼帯の一側縁を当接させ
て位置決めするサイドガイド板と、前記溶接トー
チの往復線のこのサイドガイド板の延長線に対す
る交点を中心として各鋼帯を回転させて調整する
回転調整機構と、各鋼帯を走行ラインと平行に摺
動させて調整する平行調整機構とを設けて成るこ
とを特徴とする。

以下、図面によつて本考案の実施態様について
説明する。

なお、第１図は本考案の一つの実施例に係る鋼
帯等の突き合わせ溶接装置の正面図であり、第２
図はその溶接手段の拡大正面図であり、第３図は
第２図の−線に沿う縦断面図である。

まず、第１図において、符号１は例えば薄板等
の鋼帯を示しており、この鋼帯１は走行ライン２
に沿つて、矢印方向に供給される。

この走行ライン２に沿つて先導側、つまり、矢
印方向に第１ループローラ３、スケヤーシヤー４
ならびに第２ループローラ５を設けるとともに溶
接装置６を設け、この溶接手段６の先導側には更
に第３ループローラ７を配設する。第１，第２な
らびに第３の各ループローラ３，５，７はそれぞ
れシリンダ８，９，１０によつて昇降自在に構成
し、鋼帯１、つまり、先行鋼帯の後端部や、後行
鋼帯の先端部はスケヤーシヤー４によつてその走
行方向と直角、つまり、巾方向に剪断され、この
剪断面を突合わせ面として突合わされる。このス
ケヤーシヤー４の鋼帯切断時の位置決め機構は、
案内テーブル１１上に、走行ライン２と略々平行
にサイドガイド板１２を設け、第１ループローラ
３若しくは第２ループローラ５を上昇させて鋼帯
１はサイドガイド板１２に当接させて位置決めで
きるよう構成する。

また、スケヤーシヤー４等の切断装置の先導側
に溶接装置６を設け、この装置６には第２図およ
び第３図に示すよう、例えば、レーザビームの如
き溶接トーチ１７を取り付け、この溶接トーチ１
７は鋼帯１の巾方向、つまり、走行ライン２と
略々直角に往復動自在に構成する。この往復動機
構は何れにも構成できるが、通常は第２図および
第３図に示す如く走行ベツド１３に、例えばコ字
形の支持スタンド１４を第３図の矢印方向に摺動
自在に取付け、この支持スタンド１４が、例えば
モータ１６により駆動され、更に、支持スタンド
１４の先端には、例えば、レーザビーム等の溶接
トーチ１７を下向きに取付ければ良い。

また、溶接装置６によつて溶接する溶接位置に
は、上記のスケヤーシヤー４と同様に、溶接時の
鋼帯の位置決めするために、鋼帯１の一側縁を当
接させて位置決めする位置決め装置を設ける。こ
の位置決め装置は一対のサイドガイド板２７ａ，
２７ｂ、第２ループローラ５ならびに第３ループ
ローラ７から構成する。すなわち、一対のサイド
ガイド板２７ａ，２７ｂを取付け、先行鋼帯１の
後端部は、第３ループローラ７の上昇により一側
縁をサイドガイド板２７ｂに当接させて位置決め
し、後行鋼帯１の先端部は、第２ループローラ５
の上昇により、先端部をサイドガイド板２７ａに
当接させて位置決めする。

また、溶接装置６にはこれら一対のサイドガイ
ド板２７ａ，２７ｂの延長線と溶接トーチ１７の
走行線、換言すると、鋼帯の幅方向の交点を中心
として各鋼帯１が回転する回転調整装置と、各鋼
帯１を走行線２と平行に移動させる平行調整装置
とを設け、このように溶接装置を構成すると、溶
接トーチ１７は両鋼帯１間の突合わせ開先線に沿
つて正確に走行でき、薄板であつても全く無理な
くレーザビーム溶接できる。

すなわち、第３図に示す如く、回転調整装置
は、テーブルベツド１８、回転テーブル１９なら
びに回転軸２０から構成し、回転テーブル１９の
一端は、回転軸２０により回転自在に支持し、し
かも、回転軸２０は溶接トーチ１７の走行線と各
サイドガイド板２７ａ，２７ｂの基準線若しくは
延長線との交点に位置させる。

このように構成すると、テーブルベツド１８上
において、回転テーブル１９は回転軸２０を中心
として回転し、各鋼帯間の開先線は溶接トーチ走
行線と正確に一致させることができ、なお、この
回転調整は、例えば、ハンドル２２によれば良
い。

また、回転調整装置の上に設ける平行調整装置
は次の通り構成する。すなわち、回転テーブル１
９上に一対の案内レール２３を走行線２に沿つて
形成し、各案内レール２３に各摺動テーブル２４
ａ，２４ｂのあり溝２１に整合させて、各摺動テ
ーブルは例えば、ネジ機構等によつて走行線と平
行に摺動できるよう構成する。このように一対の
摺動テーブル２４ａ，２４ｂが回転テーブル１９
に対し、走行ライン２と平行に摺動自在に構成す
ると、溶接時はハンドル２６の回転操作により、
開先線と溶接トーチ走行線とは容易に一致させる
ことができる。なお、各摺動テーブル２４ａ，２
４ｂ上には、固定手段としてそれぞれクランプ片
２８ａ，２８ｂを設け、これら各クランプ片２８
ａ，２８ｂは例えば、シリンダ２９により昇降駆
動自在に構成する。このように、固定手段を構成
すると、各クランプ片２８ａ，２８ｂをシリンダ
２９により駆動すると、溶接時に先行側と後行側
の両鋼帯１は容易に摺動テーブル２４ａ，２４ｂ
上にクランプできる。

次に、上記構成に係る鋼帯等の突き合わせ溶接
装置の使用態様を通じて、その効果を説明すると
次の通りである。

まず、先行鋼帯１の後端部をスケヤーシヤー４
内に入れて、この状態で第２ループローラ５を上
昇させ、走行鋼帯１の一側縁をスケヤーシヤー４
のサイドガイド板１２の基準面に当接し、この状
態で切断して先行鋼帯１の突き合わせ面を形成す
る。その後、先行鋼帯１は溶接装置６に送り、そ
こで、第３ループローラ７を上昇させて、先行鋼
帯１の一側縁を他方のサイドガイド板２７ｂの基
準面に当接して位置決めし、この状態で出口側の
クランプ片２８ｂを下降させて、先行鋼帯１の後
端部を摺動テーブル２４ｂ上にクランプする。

次に、後行鋼帯１の先端部をスケヤーシヤー４
に送り、第１ループローラ３を上昇させ、後行鋼
帯１の一側縁はスケヤーシヤー４のサイドガイド
板１２の基準面に当接して位置決めし、この状態
で切断して突き合わせ面を形成する。その後は、
後行鋼帯１の先端部は溶接装置６に送り、第２ル
ープローラ５を上昇させて、その一側縁を一方の
サイドガイド板２７ａの基準面に当接して先行鋼
帯１の後端部の突き合わせ面と突き合わせて、そ
の間に開先を形成し、この状態で一方のクランプ
片２８ｂを下降させてクランプする。

次に、この先行側および後行側の各鋼帯１がク
ランプ状態において、例えば、ハンドル２６によ
つて平行調整装置を作動させ、とくに、一対の摺
動テーブル２４ａ，２４ｂを接近若しくは離間さ
せて突き合わせ開先を調整し、更に、ハンドル２
２によつて回転調整装置を作動させ、例えば、各
回転テーブル１９をそれぞれの回動軸２０を中心
に回転させることにより、突き合わせ開先線をレ
ーザビームの走行線に対し一致させる。なお、そ
の後は、開先線に沿つて走行させて、突き合わせ
溶接する。

以上詳しく説明した通り、本考案は、接合すべ
き一対の鋼帯等を予めシヤー等の切断装置により
切断し、その後、切断面を突合わせ、この突合わ
せ開先に沿つて溶接する際に、この切断装置なら
びに溶接装置には、鋼帯の一つの側縁が当接する
サイドガイドとループローラとから成る位置決め
装置が設けられるほか、鋼帯を走行線と平行に移
動させる平行調整装置と、各鋼帯の突合わせ面を
回転させる回転調整装置とを具える。このため、
各鋼帯が薄板であつても、正確にレーザビーム溶
接ができる。また、溶接時に突き合わせ開先はレ
ーザビームの走行線と一致させて調節でき、溶接
と切断とは別個のところで行なうため、溶接時に
薄板であつても高さ方向に調整し、一致させるこ
とができる。

ちなみに、本考案装置によると、次の通りの条
件で突き合わせ溶接できる。

突き合わせ隙間の精度、5/100mm以下突き合わ
せ線と溶接トーチの走行線との誤差5/100mm以
下。

なお、上記のところでは、主としてレーザ溶接
トーチを用いた場合を中心として説明したが、本
考案ではガスアーク溶接や電気溶接等にも適用で
き、更に、MIG，TIG等にも適用できる。

また、先行の鋼帯と後行の鋼帯の接合の場合以
外に、本考案は、例えば、不合格部分を切落し後
の合格部分の切落し端辺相互の接合の場合や、更
に、鋼帯以外に鋼板一般の突き合わせ溶接にも十
分適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一つの実施例に係る鋼帯等の
突き合わせ溶接装置の正面図、第２図はその溶接
手段の拡大正面図、第３図は第２図の−線に
沿う縦断面図。符号１……鋼帯、２……走行ライン、３……第
１ループローラ、４……スケヤーシヤー、５……
第２ループローラ、６……溶接装置、７……第３
ループローラ、８，９，１０……シリンダ、１１
……案内テーブル、１２……サイドガイド板、１
３……走行ベツド、１４……支持スタンド、１６
……モータ、１７……溶接トーチ、１８……テー
ブルベツド、１９……回転テーブル、２０……回
転軸、２１……あり溝、２２……ハンドル、２３
……案内レール、２４ａ，２４ｂ……摺動テーブ
ル、２６……ハンドル、２７ａ，２７ｂ……サイ
ドガイド板、２８ａ，２８ｂ……クランプ片、２
９……シリンダ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

先後行の両鋼帯の後端部ならびに先端部を切断
位置で切断後、これら各切断面を溶接位置で互い
に突合わせ溶接する溶接装置において、この切断
位置で鋼帯等の案内テーブルの側縁に鋼帯走行線
と略々平行にサイドガイド板を設けると共に、切
断装置の前後に鋼帯をループ状に上昇させるルー
プローラを設けた切断時の位置調整装置と、切断
面を突合わせ溶接する溶接位置で鋼帯等の走行線
を略々直角な突合わせ開先線に沿つて往復する溶
接トーチを有する溶接装置とを具え、この溶接位
置ではこの突合わせ開先線をはさんで両側にそれ
ぞれ摺動テーブルを設ける一方、各摺動テーブル
上には先後行の両鋼帯の後端部ならびに先端部の
一側縁が当接する一対のサイドガイド板を設け、
これら両サイドガイド板の延長線と前記溶接トー
チの往復線の交点を中心として回転する貝回転テ
ーブル上には、各鋼帯の走行線と平行に摺動する
よう前記各摺動テーブルを設け、更に、溶接位置
の両サイドガイド板をはさんで両側に先後行の両
鋼帯をループ状に上昇させるループローラをそれ
ぞれ設けて成ることを特徴とする鋼帯等の突合わ
せ溶接装置。