JPS6222696B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複合金属パネル（composite
metallic panel）とその製造方法に関する。

更に詳述するならば、本発明に係る複合金属パ
ネルは、金属表板（mattallic facesheets）が金
属芯構造により相互に効果のある関係に保持され
ているもので、該金属芯構造は、差し込み又は並
置してハニカム芯構造を作ることができる複数の
固定用芯条片より成るものである。構造的一体性
は、内側に溶着部を発生させて芯条片の固着部分
を表板に、効果のある関係に固定することによつ
て作り出されているが、その溶着部は表板の外側
表面の内側にとどめることができるので、溶接ナ
ゲツトへ溶込んだり、熱の影響を受ける表板の材
料量が非常に少くなると共に表板の完全性が損わ
れなく、そしてそれにもかかわらず、最大の構造
強度が得られ、又表板の厚さには制限がない。

更に、本発明は複合金属パネルの製造方法にも
係り、該方法は、最小の加圧力と最小のエネルギ
ーでもつて、芯条片の固着部分を表板へ効果のあ
る結合関係に固着する不連続の溶接部を形成する
ため、内側に溶着部を発生させる工程を含み、従
来の外側から溶接する方法を用いたときに生じる
ナゲツトに比較して、その大きさを大幅に縮小す
ることができるものである。

従来、フランジすなわちタブでできている固着
部分が芯条片ウエブの両縁に設けられている金属
複合板の製造において当面する主な技術的問題点
のひとつは、溶接作業中に過大な熱が発生するこ
とと、金属複合板に作り出される溶接ナゲツトが
不均合に大きなものになることである。

言いかえると、従来の技術では表板とハニカム
芯構造間の構造的一体性を得るには、どうしても
過大な大きさのナゲツトを作らざるを得ないので
ある。

キヤンベルが開発し、以下に列挙する特許に開
示されている方法のひとつは、全溶接のハニカム
芯複合板を作るもので、従来技術に大きな進歩を
もたらし、全溶接の複合板を作り得る可能性を最
初に示したものであつた。

その製品は、ブレージングや樹脂接着剤を使用
して複合板構造を作る従来の接着形式のハニカム
芯複合板を有効に使用できなかつた高い音影疲
労、高温、および大きな座屈荷重の生じる個所に
用いられて、顕著な商業的成功を締めた。

しかしながら、絶え間なく高度化する航空宇宙
技術の要求により、溶接ナゲツトの過大な寸法
と、ハニカム複合板の構造的一体性を得るのに必
要とされるよりもはるかに大きな溶接ナゲツトが
生じることに伴う表板の品質劣化の問題は、避け
ては通れなくなつた。

キヤンベルによつて開示された構造を、以下に
列挙する特許に開示されている関連方法および装
置を用いて制作する場合に、種々のステンレス鋼
たとえば1nco718、316、347、625等やチタニウ
ムについて広くこの技術が応用された。

本発明者の知見によれば、これらの方法をキヤ
ンベルの発明した装置を使用して実施すると、金
属ハニカム芯複合板の構造的一体性は得られる
が、表板の構造的特性が劣化する。それは、不必
要に大きな溶接ナゲツトが外側に発生するため
に、表板表面の品質を劣化させると共に応力上昇
部分を生じさせて、もし過大な溶接ナゲツト、表
板表面の品質の劣化、および応力上昇部分を排除
することができれば得られるはずである理想構造
特性を低下させているのである。特に、複合金属
板の面方向の引つ張り強さが十分でなかつた。

前述の問題は、表板および芯フランジを通りの
こぎり歯状電極棒に可変溶接電圧を加える外部配
置の溶接ホイールを使用していることが原因の一
つとなつている。電極棒は芯条片の全長にわたつ
て接触しているので、溶接しようとする以外の区
域へ溶接電流が漏れ、芯条片のフランジすなわち
タブと表板間の構造的一体性を得るため内側にあ
る前記のフランジ又はタブに十分に熱を与えよう
とすると、表板に過大な熱が発生してしまうので
ある。

前述溶接ホイールの過大な接触面、漏れ電流、
および表板におけるブリード電流のため、所要電
流量が過大になり、必然的に溶接ホイールと内側
に置からたプロジエクシヨン溶接棒間に大きな加
圧を必要とし、これがさらに大きな電流量の使用
を引き起すのである。

本発明者が研究した結果、電流と加圧力には最
適の幅があつて、先に指摘した問題点のすべてを
解決するナゲツト寸法をもつ溶着部が得られるこ
とが判つた。

従来の方法およびそれを実施するのに伴う諸工
程は、表板を極めて劣化させるばかりでなく、不
都合な溶着部、溶落や溶触をもたらすことがあ
る。逆に圧力が大き過ぎ、圧力が大き過ぎても、
溶接はできない。

外側溶接ホイールと内側プロジエクシヨン電極
棒を使用した場合、たとえ従来方法および装置の
最適性能が達成されたとしても、過大な熱と加圧
により、電極棒が急速り摩滅するので、プロジエ
クシヨン電極棒は溶接の容易な材料が作られた芯
条片を約300−1000個溶接した後は交換しなけれ
ばならないことが判つた。

交換する電極棒自体のコストのほかに、経済的
損失として、電極棒を取外して交換するのに要す
る労賃と溶接機の電極棒を交換する際に生じる機
械停止時間によるものがあるが、交換電極棒自体
のコストが主要な費用である。

従来技術が有するその他の欠点は、電極棒の先
端部に加わる代表的圧力が約1400〜1700Kg／cm²も
あるため、電極棒の先端が急速に摩滅することに
よつて溶接の質が徐々に低下することである。そ
のほか、代表的な電流値は4000アンペアピークも
あつて、このために表板の内側表面上にくぼみが
生じ、又それに伴い芯材フランジと表板の両方に
応力上昇部分が発生することである。

上記の技術によつても、溶接した芯構造を有す
る満足のできる金属板が製造されてきてはいる
が、前述の問題点を解決することができれば、よ
り強い構造的一体性を有する複合板が得られるの
で、設計上更に余裕をもつて使用することが可能
になることは明らかである。

これは、溶接作業に溶接ホイールおよび関連す
るプロジエクシヨン形電極棒を使用すると、芯条
片の固着部分を表板に最大効率で構造的に一体化
するのに実際に必要とされるよりも50倍も多い量
の溶接ナゲツトが発生することが原因である。

このホイール・プロジエクシヨン電極棒溶接に
関する考え方は、米国特許第2930882号、第
3015715号、第3077532号、第3498953号、および
第3689730号に開示されている。

この発明の第１の目的は、両縁に固着フランジ
又はタブを有する複数の芯条片よりなる金属芯構
造と表板とで構成された金属強化複合板であつ
て、面方向の引張り強さが従来に比べて大幅に高
く、組立工程の際に複合板の内側に発生させた連
続する一連の溶着部によりフランジすなわちタブ
でできた固着手段を効果のある結合関係になるよ
う表板に固定しているものを提供することであ
る。

この溶着部は小圧力のもとで小電流を使用して
複合板の内側に発生させたものであるため、溶接
ナゲツトは、前述した方法および装置によつて発
生する溶接ナゲツトの寸法に比較してきわめて小
さく、かつ固着フランジ又はタブを表板の内側部
分に適切かつ満足のできる状態で確実に固着させ
ながらも、表板に生じる溶込みを最小にするよう
に固着フランジ又はタブの領域内に位置している
ことにその特徴がある。

この結果、先行技術の特徴である過大なナゲツ
トによる表板の劣化はなくなり、さらに、大きな
塊のナゲツトが原因となつて生じる応力上昇部分
と電極棒によるくぼみは、この発明による複合板
の表板には存在せず、従つて面方向の引張り強さ
が大幅に向上する。

この溶接ナゲツトは、従来技術による溶接ナゲ
ツトの大きさより小さいという事実にもかかわら
ず、接合部の構造強度は大きな塊のナゲツトがで
きている接合部の構造強度よりも高いことが判つ
た。加工表板および固着部分に重大な品質、強度
上の低下がないことおよび接合強度がより大きい
ことにより、その許容度は、いくつかの材料につ
いては、従来のホイール・プロジエクシヨン電極
棒溶接法で得られる強度上の安全性の少くとも２
倍以上はある。

この発明の別の目的は、内側に発明させた一連
の限定された大きさの溶着部を使用して、溶接ホ
イールとプロジエクシヨン電極棒を使用する従来
の溶接技術では許されない広範に異なる厚さの表
板を用いることができる金属複合板を提供するこ
とである。この複合板の表板の厚さは、3.8mm又
はそれ上にしても製品の品質に重大な変化を起す
ことはない。

実際上、従来の方法および装置に使用可能な表
板の最大厚さは、大体1.5mmであり、この厚さの
表板でさえも溶接することが難かしく、さらに電
極棒の急速な摩滅、溶接ホイールの摩滅、ひどい
表板の劣化が生じるのである。

溶接ホイールとプロジエクシヨン電極棒を使用
する溶接方法がもつている、厚さ材料に対する前
述の欠陥は、溶接ホイールがより厚い表板を固着
フランジ又はタブを通し電極棒の先端部へ溶接電
流を増加させて供給しなければならないという事
実に帰する。

このために、大きなサージ電流、すなわち２、
３個の先端部に集中する大電流、あるいは数百の
不活性先端部におけるブリード電流の発生、すな
わち電極棒の基準電位である接地面に対する電流
の漏洩を引き起す。このような大電流は、表板の
劣化の原因となる過大な熱影響部分を生じさせ、
電極棒の摩滅とばく大な電力消費を引き起す。こ
のばく大な電力消費は、現在のエネルギー危機を
考慮するときに、特に重要である。

この発明のさらに別の目的は、表板の外側表面
にホイール跡が従来技術による溶接方法および装
置を使用していることによるその他のこん跡がま
つたく残つていない金属複合板を提供することで
ある。多くの場合、ホイール跡は溶接中に生じる
ガスの噴出によつてできた微細なピンホールを伴
つており、このホイール跡やピンホールは、表板
の表面を劣化させ、この発明の複合板の特徴であ
る構造的一体性を得るための妨げとなるものであ
る。

この発明のさらに別の目的は、前に言及したハ
ニカム模様とは違う模様に芯条片を配列すること
ができるもので、それにもかかわらず、芯条片の
固着フランジ又はタブの溶込みおよび表板の内側
部分の近接および接触し得る領域の最少の溶込み
に限定されている内部に発生させた一連の溶着部
により芯条片が効果のある結合関係になるよう表
板に固着されている複合板を提供することであ
る。このような代りの形状の例として、直線上芯
条片、波形芯条片、短形室が得られるように差し
込まれた芯条片等がある。

この発明のさらに別の目的は、芯条片の固着部
分と表板の内側に極く小さな寸法の溶接ナゲツト
が生じるように溶接パルスを作り出す電流を制限
し、漂遊電流、ブリード電流、接地面への漏れ電
流を生じさせず、非常に小さな圧力を溶接電極で
加えて前記ナゲツトを次々と形成させることによ
り、フランジすなわちタブ等でできた固着部分付
の芯条片を表板を溶接する方法を提供することで
ある。

溶接電極によつて加えられる圧力は、フランジ
すなわちタブ等でできた芯条片の固着部分を、表
板の内側表面に対して物理的に接触させるだけあ
れば十分であるため、溶接ホイールとプロジエク
シヨン電極棒を使用する溶接技術で必要とする力
に比べて非常に小さくなつている。その理由は、
後者では、芯条片のフランジ又はタブでできた固
着部分に接触するよう、加工表板の方をたわませ
る必要があるからである。

この発明のさらに別の目的は、各溶接に必要な
電流が、溶接ホイールとプロジエクシヨン電極棒
による溶接方法およびその装置を使用したときの
3000−5000アンペアピークの代りに、600−800ア
ンペアピークの程度である溶接方法を提供するこ
とである。

この発明のさらに別の目的は、溶接電流を加工
力を大幅に減らすことにより、従来の溶接方法お
よび装置によつて芯強化複合板を溶接する際に生
じていた収縮応力を排除した溶接方法を提供する
ことである。

この発明のさらに別の目的は、表板を一定の間
隔をおいて配置し、内側の溶接電極によつてフラ
ンジすなわちクブでできている固着部分付の芯条
片を表板の間にできた空胴部に挿入することを特
徴とする溶接方法を提供することである。

溶接手段により表板の間に芯条片を配置した
後、溶接手段を前記空胴内に差し込み、接触して
いるフランジすなわちタブに圧力を加えて、表板
の内側表面に押し付ける。次に、従来技術による
ピーク電流の1/4、例えば600〜800アンペア程度
の比較的小さな溶接パルスを電極に印加して、芯
条片の固着フランジすなわちタブ等の溶込みと、
表板の隣接領域の比較的限定された溶込みによつ
て特徴づけられる一連の溶着部を内側に発生させ
る。

この発明のさらに別の目的は、溶接電極により
前述のようにして最初の一連の溶着部を内側に生
じさせた後、電極を横に転位させ最初の一連の溶
着部の間に二番目の一連の溶着部を内側に発生さ
せることを特徴とする溶接方法を提供することで
ある。

この発明のさらに別の目的は、芯条片の固着部
分すなわちフランジすなわちタブ等と表板間の溶
接に最適の構造的一体性を付与するため、溶接作
業の「溶融」フエース中に電極の後追いが行われ
るように、固有の弾性力でもつて、この発明の電
極装置を構成する電極を溶着領域に対して押し付
けていることを特徴とする溶接方法を提供するこ
とである。

この発明に別の利点は、この発明による構造と
製造方法を利用すれば、従来の技術を用いて可能
であつたものよりも表板の板厚を、芯材の厚さに
比較して非常に厚くすることができるという事実
である。これは、この方法が内側溶接方であるこ
とと、その製品が内側溶接構造であるからであ
る。

さらに重要なことは、付加表板と芯構造を重ね
合わせ相互に溶接して、従来の技術を用いたので
は得ることのできない構造部材を作ることができ
るので、多重芯複合板構造を製作することができ
るという事実である。

以上、１個の芯材と２個の表面からなる複合板
について説明したが、表板が１枚のものでも防音
用などいくつかの用途に提供することができる。

この発明のもつその他の目的が利点は、以下の
説明と添付図面より明らかになろう。

まず、本発明の実施例を説明する前に、本発明
の理解を容易にするように本発明の前提となる金
属複合板を説明する。

第１図及び第２図の場合は、ステンレス鋼等で
作られた上表板１２と下表板１４を含む金属複合
パネル１０が示してある。語句「上」および
「下」は各図面のそれぞれの図にある表板１２と
１４の置かれた状態を説明するために使用されて
おり、当然のことであるが、複合パネル１０全体
をいろいろな向きに置き得ることは当業者には自
明のことであろう。後に第３図以降を参照して本
発明に従つて製作した平らな複合板について述べ
るが、発明の原理から離れることなくいろいろな
形状を複合板に付与できることも、当業者には自
明のことであろう。

例えば、複合パネルをストレツチ成形してすな
わちシート金属パネルの端部を把持して、引つ張
り所望の形状に成形して種々の曲線形状のものに
することができ、さらには複合板の厚しに変化を
つけるよう、又はもし望むときは、先細形状にな
るように芯条片の高さを変化させることができ
る。

そのほか、この複合パネルはいろいろな形状で
使用することが可能であり、又米国特許第
3476422号および第3526072号に記載されている金
具を用いて、隣接構造に固定することが可能であ
る。

複合板１０の表板１２と１４は、米国特許第
4280039号に開示されるような装置によりロール
製品の材料から作られる。以下述べること発明の
方法を実施する際、表板１２と１４は、芯条片２
０を受け入れるための空胴を形成するよう互いに
一定の間隔をとつて配置される。第１図および第
２図において、前記芯条片２０は中央にあるウエ
ブ２２と、前記ウエブの上下の縁に設けられた連
続フランジ２６でできている固着部分２４とから
なつている。

注目すべきことは、芯条片２０と表板１２，１
４の厚さにはかなりの差があることである。ある
例では、芯条片は厚さ約0.05mmの材料から作られ
て、表板は1.27mmの材料から作られている。しか
しながら、この発明による複合板を製作し、この
発明による方法の工程を実施すれば、いろいろな
厚さの表板を使用することが可能である。

第１図の複合板１０では、芯条片２０は互いに
平行に配列されており、連続フランジ２４ででき
ている固着部分により芯条片２０はみぞ形をして
いる。

芯条片２０の固着部分２４の外側表面２８は、
表板の対応する内側表面３２に対置されていて、
あとで詳細に説明するこの発明の実施して内側に
発生させた連続する一連の溶着部４２で構成され
る固定手段４０が、芯条片と表板１２，１４の構
造的一体性を保つている。

第１図および第２図について注目すべきこと
は、溶着部４２が、表板１２，１４とフランジ２
６の向い合う表面間の境界間にまたがつている
が、内側に発生させているため従来技術よりも小
さな加圧および小さな電流でよく、このためにそ
の大きさが比較的小さなことである。

この結果、フランジと表板の構造的一体性が保
れ、そして外側溶接ホイールと内側プロジエクシ
ヨン電極棒を用いて大きな溶接ナゲツトを発生さ
せたときに引き起される表板の劣化が排除されて
いる。

溶着部４２の大きさがかなり縮小化された結
果、その連続列４０の中に比較的大量の溶着部を
含ませることができ、芯条片２０と表板１２，１
４間の構造的一体性は大層強化されている。

次に本発明による実施例を第３図以下を参照し
て説明する。第３図および第４図は、本発明によ
る複合板５０の部分図である。この複合パネル５
０は、間に空胴５６が形成されるよう表板５２，
５４を配置し、前述の複合パネル１０の芯条片２
０のフランジ２６とはいくらか異つている、表板
５２，５４に隣接する金属層を構成する、固着フ
ランジ６２を有する芯条片６０が空胴５６内に配
置したものである。

この固着フランジ６２は、材料の層６４を有
し、この層は芯条片６０のウエブ７２の上に重な
つている従属足部６８を有する層６６を固着フラ
ンジ６２の内側に、できるように折り曲げられて
いる。この折り返しフランジ構造により、表板５
２，５４の内側表面に隣接している芯条片の固着
部分は材料的に補強されている。折り返し部分
は、本願と同一出願人の出願に係る米国特許第
4280039号に記載されているロール成形又は同様
の技術により形成することができる。

内側に発生させた溶着部８２の連続列８０は、
フランジ６２の上面を表板５２，５４の対向面に
固着させているばかりでなく、折り返しフランジ
の下の層６６と上の層とを構造的に一体化してい
る。

さらに、ボイドがスキツプは全然ないか又は数
が少ないことと、必要ならば発生させる溶着部８
２を比較的小さな寸法にできることが、さらに目
の込んだ溶着部列をつくることを可能し、これに
より複合パネル５０の構造的一体性は非常に強化
される。

第５図は、米国特許第2910153号に記載されて
いるもので、波形の形状でその節のところで互い
に差し込まれている芯条片９２を用いた複合板９
０の部分図である。表板９４と９６は、節のとこ
ろで差し込まれている。芯条片９２により、相互
に効果のある結合関係に保たれている。

フランジ９８の雄節９７は、差し込まれたと
き、第６図および第７図に記載されているように
雌節１０２にぴつたり適合するようになつてい
る。

複合パネル９０の内側に発生させた溶着部１１
２の連続列１１０は、芯条片９２のフランジ９８
を表板９４，９６の対応する部分に構造的に一体
化し、さらに、芯条片９２の差し込まれた節部で
構成された二層の材料を相互に、且つ表板９４，
９６の対応する部分へ溶接している。

このように、この発明の方法によつて内側に生
じさせた溶着部の一様な連続列は、芯条片９２お
よび表板９４，９６の関連部分を構造的に一体化
し、しかし材料に損傷を与えることはない。

第８図と第９図は、表板１２２，１２４と芯条
片１２６を含む別の複合板構造１２０を示す。こ
の芯条片１２６は、雌節の対応ウエブ１３４に対
して雄節のウエブ１３５が隣接して対置されるよ
うに雌節の方に１３２のようなへこみをつけたウ
エブ１２８を有している。

芯条片１２６のフランジ１４０は、第８図のよ
うに、詳細には第９図および第１０図のように、
材料の二重層ができるようにそれ自体を折り曲げ
てできている。したがつて、雄節１３３が雌節１
３７に差し込まれると、四重の節部と一重の表板
１２２，１２４からなる五重の材料が相互に並置
されることになる。

既に述べたように、内部に発生させた溶着部１
５２の連続列１５０は、芯条片１２６の節部を相
互に、かつ隣接する表板へ構造的に一体化させ、
さらに連続フランジ１４０を表板の対応部分へ溶
接している。

第１０図は、芯条片１２６の雄節１３３と雌節
１３７の相互結合を示している複合パネル１２０
の拡大部分図である。詳しく説明すると、フラン
ジ１４０の折り返し部分が作り出され、溶着部１
５２がフランジの４つの層と表板１２２，１２４
の対応部分を相互に構造的関係に固定している。

又、多くの場合、芯条片１２６のウエブ１２８
の節部は溶着部１５４で互いに溶接されているこ
とが望ましい。この節溶接手順については、この
発明による方法のときに述べる。

以上、連続フランジを有する芯条片を使用する
複合板の種々の実施例を開示したが、フランジに
切欠き又は開口を設けた芯条片を同様に使用する
ことができることは、当業者には自明のことであ
ろう。

米国特許第4280039号に、フランジに開口を設
けた芯条片の使用、製作、およびそのいろいろな
製造方法が記載されている。

次に、この発明による複合板の製造方法につい
て説明する。

この発明による製造方法は、携帯式溶接電極を
使用して実施することができるが、この製造方法
を諸工程をそのように実施することは、極めて退
屈且つ時間のかかる作業となろう。よつてこの方
法の諸工程を実施するために自動化した装置が記
載されている米国特許第4280039号を参照された
い。

本発明による方法を第１図を参照して説明する
ならば、この方法の最初の工程は、表板たとえば
第１図の表板１２，１４を互いに間隔をおいて配
置することである。例えば、表板はシート材料の
ロールから巻き戻されるので、向い合う表面の内
側に当て間隔があくようにする適当な固定具を用
いて一定の間隔関係を保つことができる。

続いて、芯条片たとえば芯条片２０を、表板１
２と１４の間に作り出された空胴内に次々に挿入
する。

溶接工程においては、可能な限り小さな断面を
もつ複数の電極フインガーで構成された電極装置
を表板１２と１４間の空胴内に挿入し、その溶接
チツプを芯条片２０のフランジ２４の対応表面に
対置させる。

次に、電極フインガー、より詳細には、その溶
接チツプを芯条片２０のフランジ２４の対応表面
に押し付けてフランジ２４を動かし、これを表板
１２，１４の対応内側表面に最適な状態の接触を
させる。溶接フインガーが動かす金属の質量は比
較的小さいので、約0.9〜2.7Kg程度の小さな力が
十分であり、従来の溶接ホイール・プロジエクシ
ヨン電極棒法および装置において用いなければな
らない約227Kgの溶接ホイールの力から生じる過
大な圧力は不要である。

溶接チツプをフランジに接触するよう動かした
後、次に詳しく述べる目的のために、電極フイン
ガーには固有の弾性力が残つていることが望まし
い。

溶接電極で比較的軽い圧力をフランジに加えた
後、固々の電極フインガーに比較的小さなアンペ
ア数、例えば600〜800アンペアピーク程度の溶接
電流を通じさせる。この電流の印加は、個々のフ
インガーからフインガーへ非常に高速度で順次行
われる。この溶接電流の高速パネル化は、通常の
溶接回路と溶接変圧器を使用して行うことがで
き、溶接変圧器の高速動作は固体制御装置又は高
速の機械式計算装置を使用して行わせることがで
きる。

比較的小さな電流のため、比較的小さな溶着部
と互いに近接させて作ることができる。又溶着部
が小さいためフランジ又は表板の劣化が生じな
い。溶着部を互いに近接して並置することを妨げ
る溶落ち、ホール、又は大きなナゲツトも存在し
ない。もし、ある理由のため大きな電流の使用が
必要なときは、それも可能である 可能な限り細い電極フインガーを用いて溶着部
を最少にしてみたけれども、以然それらの間には
すきまが存在することが判つた。そして、連続す
る一連の溶着部を形成できるように先に作つた第
１の一連の溶着部の間に電極フインガーを置きす
きまの溶接を行つて第２の一連の溶着部を形成す
ることが望ましいことが判明した。

以上の結果、従来の溶接ホイール・プロジエク
シヨン電極棒法に比較して、電極プロジエクシヨ
ン当り1700Kg／cm²もの大きな加圧力や2000〜5000
アンペアピークの大電流も、この方法を使用すれ
ば不要である。

フランジの溶接後、ハニカム模様ができるよう
に差し込まれた芯条片の節に接触するよう節溶接
電極装置を挿入する。勿論、第１図に示すような
複合パネルの場合のように直線芯条片を使用する
場合には、この節溶接工程は行われない。

表板の内側表面の対応する部分に接触するよう
にフランジを動かした後、フランジ電極フインガ
ーに固有の弾性力が残つていることは先に言及し
た。これは、各溶着部が形成されるとき強固な一
体性が得られるように、溶融フエース中、溶接チ
ツプがその溶接部を後追いできるようにするため
に必要なのである。もし溶接フインガーに固有の
弾性力が付与されなかつたとすれば、溶接溶融物
によつて生じたわずかなすきまによつて適正な溶
接ナゲツトが作られなくなる可能性がある。

このようにして、個々の溶接が行われるべき非
常に狭い区域にのみ溶接エネルギーを集中してフ
オイル芯材の表面に溶着部を作り出し、非常に薄
いフオイル芯材のフランジとその数倍の厚さがあ
る表板との間に最つとも効率のよい溶接ができる
ようになつた。

そのために、エネルギーの入力区域は正確に制
御され、エネルギー入力手段の芯材に対する加圧
は慎重に計算され制御される。そして、エネルギ
ー入力手段およびその加圧手段は、エネルギーの
投入で溶融物が生じて溶融金属が溶接電極から離
れて動こうとする短かい時間の間に「後追い」動
作が行われるように、質量が小さく、又十分な弾
性力を備えている。

代表的なエネルギー投入すなわちパルス時間
は、例えば0.001〜0.003秒である。このパルス時
間の最後の約半分の時間に、電極チツプが約25〜
64ミクロンだけ溶融金属を後追いし、この移動中
電気的接触を良好に保ち、そしてエネルギーパル
スが終了するとヒート・シンクとして働き、加熱
された金属に直ちに良好な冷却効果を与えるよう
になつている。

約6.4〜15.9mmの範囲の大きさの核をもつ、厚
さ約0.05〜0.076mmの芯材に使用する場合、内側
溶接電極は約1.36Kgの力のもとで約1/6ミリ秒で
約0.127mm移動する割合で加速されよう。

エネルギーの入力区域の大きさは慎重に決めら
れかつ制限されており、又使用する加圧力も比較
的小さいため、パルスエネルギーは関係のない電
流路を通じて逃げることはなく、電源から制御さ
れたパルスがエネルギーの入力区域を通つて限定
された通路に流入する。

溶接工程においては、製作中の複合パネルは、
溶接回路の導電部分、たとえば自動化された溶接
機の表板案内具に接触させるこにより外部に接地
されている。

芯条片のブランクの板厚の範囲は約0.05mm以上
であるが、一方の表板は、溶接工程が複合パネル
の内側で行われることと、板厚を大きくしても溶
接上格別の不都合が生じないことから、希望する
どのような厚さであつてもよい。

内側溶接法であるため、電流を増加させて、溶
接ナゲツトが表板に溶込むようにし、付加構造物
が板材を表面に重ねて溶接することができる。電
流の増加は、溶接電極に加えるアンペア数を増す
は又は必要ならば溶接電極の寸法を大きくするこ
とで実現できる。

したがつて、内側溶接法は、必要ならば表板の
外側表面へ溶接ナゲツトが溶込まないように、又
逆に表板の外部に置かれた対象物を固着するため
の溶着部ができるように溶接ナゲツトが表板に完
全に溶込むように、溶接ナゲツトの大きさを制御
することが可能である。

さらに、内側溶接法は、表板の外側表面に溶接
模様のこん跡が全然ない複合板、あるいは逆に外
部の対象物を溶接するためナゲツトが表板に完全
に溶込んでいる複合板を作り出すことを含め、前
述の成果を達成するために必隣な溶接アンペア数
を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は二枚の表板を互いに固定している複数
の平行な芯条片を有する本発明の前提となる金属
複合板の部分斜視図、第２図は第１図の線２−２
についての拡大部分断面図、第３図は本発明によ
る固定芯条片を有する第１図と同様な金属複合パ
ネルの部分斜視図、第４図は第３図の線４−４に
ついての縦断面図、第５図はハニカニ模様を形成
するよう相互に差し入れた複数の固定芯条片を組
み入れた金属複合板の部分平面図、第６図は第５
図の線６−６についての拡大部分斜視図、第７図
は第６図の線７−７についての拡大部分断面図、
第８図は第５図の線６＆８−６＆８についての拡
大部分斜視図、第９図は第８図の線９−９につい
ての拡大部分断面図、第１０図は第８図の線１０
−１０についての拡大部分断面図である。 符号の説明、１０……金属複合パネル、１２，
１４……表板、１６……空胴、２０……芯条片、
２２……ウエブ、２４……固着部分、２６……フ
ランジ、２８……外側表面、３２……表板の内側
表面、４０……溶着部４２の連続列で構成された
固定手段、４２……溶着部、５０……変更形式の
複合板、５２，５４……表板、５６……空胴、６
０……芯条片、６２……固着フランジ、６４，６
６……材料の層、６８……従属足部、７２……ウ
エブ、８０……溶着部８２の連続列で構成された
固定手段、８２……溶着部、９０……複合板、９
２……波形をした芯条片、９４，９６……表板、
９７……雄節、９８……フランジ、１０２……雌
節、１１０……溶着部１１２の連続列、１１２…
…溶着部、１２０……変更形式の複合板、１２
２，１２４……表板、１２６……芯条片、１２８
……ウエブ、１３３……雄節、１３４……雌節の
ウエブ、１３５……雄節のウエブ、１３７……雌
節、１４０……フランジ、１５０……溶着部１５
２の連続列、１５２……溶着部、１５４……ウエ
ブの溶着部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 互いに隔置される第１金属表板及び第２
   金属表板と、 (b) 前記第１及び第２金属表板によつて形成され
   る間隙に配置され、該第１及び第２金属表板に
   対してほぼ直角方向に延びるウエブと、該ウエ
   ブの両端に互いに向き合うように設けられ、前
   記第１及び第２金属表板のそれぞれの内側表面
   に接触する、複数の層から構成される端部フラ
   ンジとを有する、複数個の互いに結合された金
   属芯条片と、を備え、 (c) 前記芯条片の複数層の端部フランジの前記表
   板の内側表面に隣接する金属層は、前記ウエブ
   に連続して一体に形成され、該端部フランジの
   他の金属層は、前記表板の内側表面に隣接する
   金属層の内側に配置されており、 (d) 前記芯条片の端部フランジを構成する複数の
   金属層の各金属層は互いに、かつ、前記表板の
   内側表面に隣接する金属層は表板の内側に、電
   極フインガーを用いた溶接手段により溶接され
   ており、 (e) 前記溶接手段によつて形成される溶着部は、
   互いに分離しているとともに、前記複数層の端
   部フランジの内部に形成され各層にわたつて延
   び表板の内部で終わつており、 (f) 前記溶接手段により前記表板の外側表面の構
   造を害さないように、前記表板を間隙を置いて
   互いに結合した状態に保持するハニカム状芯構
   造が構成されている、 ことを特徴とする複合金属パネル。 ２ 前記溶接手段による溶着部が、第一番目の一
   連の溶着部と第二番目の一連の溶着部から成り、
   それらの一連の溶着部の各々は互いにもう一方の
   一連の溶着部の間に位置している前記第１項に記
   載の複合金属パネル。 ３ 一対の表板と、複数の固定用芯条片を組合わ
   せて該表板間に挿入したハニカム状芯構造体とか
   らなり、該芯条構造体が前記表板の内側表面と平
   行で且つ該表面に接触する係止部を有する複合金
   属パネルの製造方法であつて； (a) 前記表板を所定の間隔で配置して該表板間に
   空隙を形成する工程、 (b) 前記空隙に芯条片の一つを配置して、その係
   止部を前記表板の内側表面に接触させる工程、 (c) 前記空隙に電極フインガーを用いた電極装置
   を挿入し、該電極装置を前記芯条片の係止部に
   係合させる工程、 (d) 前記電極装置に溶接電圧を付与して内側から
   一連の溶着部を形成させて、前記芯条片の係止
   部を前記表面に固定するとともに前記溶着部を
   前記表板の外側表面の内方で終わらせることに
   よつて該外側表面の構造を害さないようにする
   工程、 (e) 別の固定用芯条片を前記空隙に挿入して前記
   芯条片と組合わせる工程、 (f) 前記電極装置を前記空隙内に挿入し該電極装
   置を前記別の固定用芯条片の係止部に係合させ
   る工程、 および、 (g) 前記電極装置に溶接電圧を付与し、内側から
   発生した前記表板の外側表面の内方で終わる一
   連の溶着部を形成させて、該溶着部による該外
   側表面の構造を害さないようにする工程、 から成ることを特徴とする複合金属パネルの製造
   方法。 ４ 前記電極装置を横方向に移動させて、当初発
   生した前記一連の溶着部の間に別の溶着部を形成
   させる工程を追有する前記第３項に記載の複合金
   属パネルの製造方法。 ５ 前記固定用芯条片が互いに隣接して配置され
   る節部を有し、該節部と接触するように節部溶接
   手段が挿入されて一連の溶着部を形成する前記第
   ４項に記載の複合金属パネルの製造方法。