JPS6227346Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はレーザ溶接に供せられる裏当て装置に
係り、詳しくは、広範囲の板厚や、ギヤツプ程度
に差があつても、レーザ溶接時に安定かつ良好な
品質の溶接部が得られるレーザ溶接に供せられる
裏当て装置に係る。

通常、鋼板の処理・製造ラインにおいて、先行
の鋼板ストリツプ（以下、先行材という。）と後
行の鋼板ストリツプ（以下後行材という。）とを
レーザビームによつて突合わせ溶接をする場合、
まず、先行板と後行板の対向端部をレーザ切断や
機械切断等によつて切断し、これら両切断端面を
正確に突合わせ、この突合わせ線に沿つてレーザ
溶接トーチを走行させることによりレーザビーム
を照射して突合わせ面を溶融して溶接されてい
る。

すなわち、第１図ａに示す如く、先後行板５，
６はそれぞれ入・出側各クランプ１，２でクラン
プされ、続いて、上刃３を下降させ、先後行板
５，６のそれぞれ各端部を同時に切断する（第１
図ｂ参照）。

次に、上刃３を上昇させる一方、下刃４を下降
させてから、これらをオフラインに退避させて、
第１図ｃに示す状態として、入側クランプ１を切
断間隔だけ前進させ、先後行板５，６の各端部を
突合わせる。そして、その突合わせ線に沿つてレ
ーザトーチ７を板巾方向に走行させて溶接する
（第１図ｄ参照）。

この溶接において、レーザビームによつて開先
が十分に溶かされて裏側に良好な裏波ビードが形
成されるよう溶接する必要がある。しかし、レー
ザビームはレンズ等で絞るとエネルギー密度を高
められるが、それに応じてスポツト径が非常に小
さくなり、このため、主として鋼板ストリツプの
板厚によつて突合わせ部を裏側から支持するバツ
クバーは表面に溝を持つもの、溝を持たないもの
等を使い分ける必要がある。すなわち、切断精度
や突合わせ精度等によつて板巾方向に僅かなギヤ
ツプが発生しても、スポツト径が0.1mm前後の如
くきわめて小さいため、ビームが開先を貫通し、
溶接不良が発生する。また、この傾向は例えば板
厚0.4mm以下の薄板には顕著にあらわれ、厚いも
のより薄いものの方がより厳しい突合わせ精度が
必要となるが、薄板になればなるほど突合わせ精
度を高めることはきわめてむずかしい。このた
め、板厚0.4mm以上のものではビーム焦点を鋼板
ストリツプ表面近くにして最大のスピードで溶接
しているが、このときはビーム走行部のバツクバ
ーが溶かされるため、その部分に溝を持つバツク
バーが使用される。これに対し、板厚0.4mm以下
のものではビーム焦点を鋼板ストリツプ表面から
上方又は下方にずらしてスポツト径を拡大し、板
巾方向にギヤツプが発生してもビームが貫通する
ことがないようにして広範囲に溶融する。この場
合は表面から熱を与えて順次に板厚方向に溶込み
を与えるため、溝のないフラツトなバツクバーで
ないと、溶融金属が落下し、溶接ができない。し
かし、通常、冷間圧延工場の一つのラインにおい
ては処理すべき板厚の範囲は0.2〜3.2mmと非常に
高範囲にわたり、板巾の範囲も508〜1270mmと広
く、一つのラインにおいて板厚に応じて溝つきと
フラツトのバツクバーが同時に使用できることが
要求されるが、このような裏当て装置が未だ提案
されていない。

本考案は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、溝つきバツクバーと溝無しのフラツトなバツ
クバーとが所望に応じて使用でき、広範囲の板厚
のものでも、ややギヤツプ差があつても良好にレ
ーザ溶接でき、併せて設備費も軽減できる裏当て
装置を提案する。

以下、図面によつて本考案の実施態様について
説明する。

まず、第２図は本考案の一つの実施例に係る裏
当て装置を取付けた鋼板ストリツプの切断・レー
ザ溶接装置の側面図であり、第３図はその裏当て
装置の平面図であり、更に、第４図ａならびにｂ
は第２図ならびに第３図に示す裏当て装置の作動
態様の説明図である。これら第２図、第３図なら
びに第４図において、符号１０は入側クランプ、
１１は出側クランプ、１２は上刃、１３は下刃、
１４は先行板、１５は後行板、１６はレーザトー
チを示し、更に、符号１７は本考案の一つの実施
例に係る裏当て装置を一般的に示す。

この裏当て装置１７においては、そのバツクバ
ー１８の表面には第３図に示す如く通常は何れか
一方に片寄せられて溝１９が形成され、他部は後
記の如く溝なしのバツクバーとして用いるため、
平坦に形成する。このバツクバー１８では板厚に
応じて溝１９の部分と他のフラツトな部分とを使
い分け、更に、先行板１４や後行板１５の各端部
切断時に障害にならないために、バツクバー１８
は水平レベルで移動自在に構成し、その上で、切
断時にバツクバーは退避できるよう構成する。す
なわち、上記例においては、バツクバー１８はブ
ラケツト２０に取付け、ブラケツト２０は軸２１
にキー等で固定され、軸２１は軸受２２によつて
回転自在に支承されている。また、軸２１には歯
車２３が取付けられ、この歯車２３は歯車２３ａ
に噛合し、歯車２３ａは回転シリンダ２４（これ
はベース２５に取付けられている。）によつて回
転される。また、ベース２５はシリンダ２６等の
水平移動装置に連結され、ベース２５は一対のガ
イド２７に案内されて水平移動できるよう構成さ
れている。このように構成されると、ブラケツト
２０の旋回によつてバツクバー１８は先行板１４
ならびに後行板１５の裏面に当接してレーザ溶接
時にバツクバーとして働き、上刃１２ならびに下
刃１３の切断には先行板１４ならびに後行板１５
から離間して退避し、切断の障害にならない。ま
た、シリンダ２４の作動によつて溶接時にはベー
ス２５とともにバツクバー１８が先行板１４なら
びに後行板１５の裏面に当接したままで水平移動
できる。このため、板厚が例えば0.4mm以上のと
きには溝１９を突合わせ線と一致させて溶接し、
例えば、板厚0.4mm以下のときには溝１９を突合
わせ線からずらせて突合わせ線はバツクバー１８
の他部の上として溶接する。

また、第５図は本考案の他の実施例に係る裏当
て装置を具える切断・レーザ溶接装置の正面図で
あり、第６図はそのＸ−Ｘ線上の断面図である。
第５図において、メインフレーム３０は図示しな
いシリンダによつて鋼板のパスラインと直角方向
に移動自在に構成され、メインフレーム３０を移
動させて、切断時には上刃３３ならびに下刃３４
から成るシヤーの基準線ＡをＸ−Ｘラインに一致
させ、溶接時には溶接部の基準線ＢをＸ−Ｘライ
ンに一致させて、交互に切断と溶接を行なう。ま
た、第６図ならびに第５図において符号３１は入
側クランプ、３２は出側クランプ、３５はレーザ
トーチを示し、３６は本考案の他の実施例に係る
裏当て装置を示し、更に、３７が先行板、３８は
後行板を示す。この裏当て装置３６においてもそ
のバツクバー３９の表面には第６図に示す如く一
方に片寄らせて溝４０が形成され、バツクバー３
９はホルダー４１によつて支持されている。この
ホルダー４１は案内枠４２内で水平レベルで案内
自在に構成され、この水平移動はシリンダ４３に
よつて行なわれている。この案内枠４２は先行板
３７ならびに後行板３８の裏面に当接若しくは離
間するよう昇降自在に構成され、この昇降はシリ
ンダ４４、ガイドロツド４６によつて行なわれ
る。従つて、案内枠４２と共にバツクバー３９が
昇降して先行板３７ならびに後行板３８に対し当
接若しくは離間し、シリンダ４３によつてバツク
バー３９は当接状態で水平に移動するため、バツ
クバー表面の溝と溝無しの他部とを板厚に応じて
使い分けできる。

また、第７図ならびに第８図はそれぞれ本考案
の他の実施例に係る裏当て装置の端部切断時とレ
ーザ溶接時の各正面図であつて、この装置ではバ
ツクバーの水平移動装置ならびに先行板などへの
当接離間装置はともにシリンダから構成されてい
る。すなわち、第７図ならびに第８図において５
０は入側クランプ、５１は出側クランプ、５２ａ
が入側下刃、５２ｂは出側下刃、５３は上刃、５
４はレーザトーチ、５５は先行板、５６は後行板
であつて、本考案に係る裏当て装置５７が取付け
られ、バツクバー５８の表面の一部に溝５９が形
成されている。このバツクバー５８はガイドプレ
ート６０に案内されて水平シリンダ６１によつ
て、鋼板ストリツプの送給方向、つまり、水平移
動でき、更に、バツクバー５８を案内するガイド
プレート６０もシリンダ６２によつて昇降自在に
構成されている。従つて、この裏当て装置も同様
に、バツクバー５８が鋼板ストリツプに当接若し
くは離間し、板厚に応じて、バツクバー５８は溝
５９の形成部分と溝が形成されていないところを
使い分けることができる。

そこで、上記構成に係る本考案裏当て装置の使
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、第２図、第３図ならびに第４図に示す場
合は、先後行の両板１４，１５が所定位置に停止
し、入側ならびに出側の両クランプ１０，１１に
よつて先行板１４と後行板１５の両対向端部がク
ランプされ、そこで、上刃１２が下降し、先後行
の両板１４，１５の各端部は切断され、その後、
上刃１２は上昇、下刃１３は下降して、これらは
シヤー本体とともにオフラインに退避させる。続
いて、入側クランプ１０を前進させ、先後行の両
板１４，１５の各切断端部を突合わせ、板巾方向
に突合わせ開先を形成する。

次に、板厚に応じて、例えば、0.4mm以上のと
きには、バツクバー１８の溝１９と突合わせ開先
線とを一致させる必要があり、当接離間装置の回
転シリンダ２４を駆動させ、バツクバー１８を旋
回上昇させてその表面が先後行の両板１４，１５
の裏面に当接する。続いて、水平移動装置のシリ
ンダ２６によつて突合わせ開先線が溝１９のほぼ
中央に一致するような位置にバツクバー１８を移
動させ、この状態でレーザトーチ１６をそのビー
ム焦点が両板１４，１５の表面付近に保つて板巾
方向に速い溶接速度で走行させレーザ溶接を行な
う。

なお、板厚が例えば0.4mm以下の如く薄いとき
には、バツクバー１８は溝１９が形成されていな
い他部で使用することになり、このときは、突合
わせ開先線から溝１９がはずれるよう、水平移動
装置のシリンダ２６によりバツクバー１８を水平
移動させる。

また、第５図ならびに第６図に示す場合も同様
であつて、この場合は、先後行板３７，３８の端
部を切断した後にメインフレーム３０を移動させ
て、そこで、両切断端部を突合わせ、上記の如
く、当接離間装置のシリンダ４４、水平移動装置
のシリンダ４３を作動させてバツクバー３９を上
昇させかつ突合わせ開先線が溝４０のほぼ中央に
一致するよう位置から外れる位置までの間で移動
させる。

また、第７図ならびに第８図に示す場合は、先
後行板５５，５６の両対向端部を切断したのち
に、上刃５３等のシヤーラインをオフラインに退
避させ、その後、先後行板５５，５６を突合わせ
て突合わせ開先を形成する。続いて、当接離間装
置のシリンダ６２、水平移動装置のシリンダ６１
を作動させ、バツクバー５８を、突合わせ開先線
が溝５９のほぼ中央部に一致するか、溝５９がは
ずれる位置に保つ。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃならびにｄは従来のレーザ溶
接の際の各工程の説明図、第２図は本考案の一つ
の実施例に係る裏当て装置を取付けた鋼板の切
断・レーザ溶接装置の側面図、第３図はその裏当
て装置の平面図、第４図ａならびにｂは第２図な
らびに第３図に示す裏当て装置の作動態様の各説
明図、第５図は本考案の他の実施例に係る裏当て
装置を具える切断・レーザ溶接装置の他の例の正
面図、第６図は第５図のＸ−Ｘ線上の断面図、第
７図ならびに第８図はそれぞれ本考案の他の実施
例に係る裏当て装置の使用態様を示す説明図であ
る。 符号１……入側クランプ、２……出側クラン
プ、３……上刃、４……下刃、５……先行板、６
……後行板、７……レーザトーチ、１０……入側
クランプ、１１……出側クランプ、１２……上
刃、１３……下刃、１４……先行板、１５……後
行板、１６……レーザトーチ、１７……裏当て装
置、１８……バツクバー、１９……溝、２０……
ブラケツト、２１……軸、２２……軸受、２３…
…歯車、２３ａ……歯車、２４……回転シリン
ダ、２５……ベース、２６……シリンダ、２７…
…ガイド、３０……メインフレーム、３１……入
側クランプ、３２……出側クランプ、３３……上
刃、３４……下刃、３５……レーザトーチ、３６
……裏当て装置、３７……先行板、３８……後行
板、３９……バツクバー、４０……溝、４１……
ホルダー、４２……案内棒、４３……シリンダ、
４４……シリンダ、４６……ガイドロツド、５０
……入側クランプ、５１……出側クランプ、５２
ａ……入側下刃、５２ｂ……出側下刃、５３……
上刃、５４……レーザトーチ、５５……先行板、
５６……後行板、５７……裏当て装置、５８……
バツクバー、５９……溝、６０……ガイドプレー
ト、６１……シリンダ、６２……シリンダ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 先行ならびに後行の両鋼板ストリツプの各対向
   端部を切断して形成された両切断端面を突合わ
   せ、この突合わせ開先をレーザ溶接する際に供せ
   られて、しかも、前記突合わせ開先を裏側からバ
   ツクバーによつて支持する裏当て装置において、 このバツクバーの表面に一方の側縁に片寄らせ
   て溝を形成する一方、この溝の形成されていない
   他部の表面を平坦に形成し、更に、前記鋼板スト
   リツプの裏面に対して当接若しくは離間させるよ
   う、前記バツクバーを移動させる当接離間装置を
   設けると共に、前記バツクバーを、前記鋼板スト
   リツプの裏面に当接した状態のままで前記溝に前
   記突合わせ開先が一致する位置から前記溝の形成
   されていない平坦な前記他部上に前記突合わせ開
   先が存在する位置まで水平移動させる水平移動装
   置を設けることを特徴とするレーザ溶接に供せら
   れる裏当て装置。