TW396081B - Welding equipment - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _____ B7____ 五、發明説明〇 ) (發明所屬之技術領域） 本發明係有關於適合於電弧熔接或摩擦攪拌熔接 (Friction stir welding )之熔.接置 ° (先前技術） 例如鐵路車輛之車體等之大型構造物之熔接，係以壓 接構件壓接熔接線之兩側予以實施熔接。壓接構件之加壓 機構有，鎖螺栓，空氣氣缸，對於風管吹入高壓空氣等等 方法’這些情·形乃記述於下述之文獻。「現代熔接技術大 系《3 6卷》簡說自動半自動熔接。T I G熔接（譯 名）」產報昭和55年1月23日pp . 248〜 2 4 9 ° 又所謂摩擦攪拌熔接乃，使用旋轉之接合用工具以資 接合工作者。接合用之工具係在於大直徑之圓棒之先端備 有小直徑之圓棒，將小直徑部插入於工件，令工具旋轉， 一面旋轉一面沿著接合輥移動，而予以固相接合者。此乃 記述於日本特開表7-505090號公報（WO 93 X 1 0 9 3 5 ) 1 Welding matal Fabrication January 1995 PP.13-16,特公平 8 — 322490 號。 (發明所欲解決之問題） 鋁合金等之熔接時，槽表面（ groove surface )之淸淨 度乃非常地影響於熔接品質。所以用不銹鋼製之鋼絲輪等 而予以硏磨使之淸淨。又須要去除熔接聯珠之多餘聯珠部 本紙張尺度適用中關家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚) --------裝-- (誚先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-、1T 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明g ) 份時，即用硏磨機而予以削除。由於須要有上述熔接之附 帶作業因此需要寬廣之作業場所及很多之作業工數。. 又爲了防止由熔接之電弧熱而工件之被加熱膨脹變形 而在槽（對接縫）有對接差起見，以壓接構件壓接工件以 資拘束限定後予以熔接（看上述文獻）。因此工件大時成 爲很大規模之設備而需多額之設備費。 又由熔接之入熱而會發生應變，應變之發生量超過容 許量時，即在後過程實施應變之修正。 本發明之目的在使之能低廉成本的實施熔接者。 (解決問題之手段） 上述之目的乃得由實質上地使槽部之硏磨，熔接，熔 接之多餘聯珠之切削同時的實施即可達成。 (發明之實施形態） 依圖1〜圖5說明本發明之一實施例，本實施例係鐵 路車輛之車體之車頂構件之熔接裝置。工件1 〇乃鋁合金 之擠型材’朝向於車體之長軸方向地複數支並列地配置而 成。各工件1 0乃可對頭熔接地被對接，設有槽 (groove )。工件係固定於架台之背撐座1 5。又各工件 1 0乃以適宜之假固定熔接該熔接部1 〇。跨架於工件 1 0 ’ 1 0之門型形狀之熔接裝置2 0將行走於敷設於長 軸方向之行走軌道2 9上’以熔接頭3 0 ，而以熔接裝置 2 0之一行程中實施槽表面之硏磨淸淨，空弧熔接，以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公襲）-5 - I - - - - I— I _ g - ϋ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、ν5 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明$ ) 多餘之熔接聯珠之削除。熔接頭3 0具有熔接緣之數目之 數量。背撐座1 5乃被構成工件1 〇 ，1 0，1 0之能成 爲正規之加工狀態地被構成。 熔接頭3 0乃可以使熔接裝置2 0之架樑2 1移動於 架樑2 1之長軸方向，同時可以昇降。堉接頭3 0乃各自 分別可以單獨地移動及昇降。 熔接頭3 0乃由熔接進行方向之前方依序設置，用於 硏磨去除槽表面之皮膜或髒污而予以淸淨用之硏磨裝置 4 0，抽吸由'硏磨而產生之屑以資去除之抽吸口 4 7，檢 測出槽之位置之察覺器5 0 ，熔接部之壓接裝置6 0 ，熔 接焊槍5 5 ，熔接部之壓接裝置8 0，熔接聯珠之多餘部 份之切削用切削裝置9 0，爲抽吸切削屑用之抽吸口 9 7° 上述等均設置於座3 1。使柱3 2昇降而決定對於工 件1 0之位置，以察覺器5 0檢測出工件之槽，而使熔接 焊槍7 0據位於規定位置地將座3 1移動於工件1 0之寬 度方向。 硏磨裝置4 0係由鋼絲輪4 2及使它旋轉之空氣馬達 等所構成。由空氣馬達4 3之旋轉，而斜齒輪4 4 ，平齒 輪4 5 ’ 4 6旋轉，而鋼絲輪4 2會旋轉。硏磨裝置4 0 之座4 1即以昇降裝置4 8來昇降。昇降裝置4 8乃由螺 桿及螺帽所構成，旋轉轉把4 8 a而可以使之昇降。 鋼絲輪8乃將鋼線徑〇 . 1 5〜0 . 2 5 m m之不誘 鋼依軸射狀地植插而成。硏磨槽表面所產生之表面之皮膜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-6 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 ^一 —_______B7____ 五、發明説明令) 壤髒污之硏磨屑係由設置於鋼絲輪4 2之後部之抽吸口 4 .7所吸入。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 察覺器5 0乃將雷射光照射於槽，以C C D攝影機攝 其畫像，使熔揆焊槍5 5與槽之位置經常保持一定距離 地予以自動跟踪者。 壓接裝置6 0，8 0，乃將工件1 0壓接於背撐座 1 5者（加壓）。 壓接裝置6 0乃用於防止由熔接焊槍5 5之電弧之加 熱而工件1 〇膨脹變形使槽發生對合差隙者。壓接裝置 6 〇，8 0所行之加壓係藉空氣氣缸6 1 ，8 1行之。對 於工件1 0之接觸乃由壓接裝置6 0，8 0之輥6 2，

I 8 2來行之。 工件之壓接效果係愈靠近熔接之熔融池愈大，惟輥太 接近於熔接池時，輥6 2，8 2將由電弧之高溫而過熱短 時間地會劣化，因此設置輥6 2，8 2之冷卻機構。 壓接裝置6 0之輥6 2具有複數個，全部之輥6 2， 6 2，.........之兩側乃以連接板6 3介著銷6 4而被連結 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 成一起構成無限帶（環帶）。 此無限帶係支撐在保持座6 5。保持座6 5係在輥 6 2之軸方向被二分割。備有接觸於環狀之無限帶之內部 之凸部6 5 a。將輥6 2壓接於工件1 0而使下方之輥 6 2之上面接觸於凸部6 5 a。 較凸部6 5 a上方之輥6 2之下面將接觸於凸部6 5 a之上面，保持座6 5內設有冷卻水之通路6 6。在凸部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7 - A7 B7 五、發明説明$ ) 6 5 a亦設冷卻水通路6 6即更爲合宜。 輥6 2將壓接左右之工件1 〇 ’ 1 〇。輥6 2有複數 個’使複數個之輥62接觸於工件10。輥62，保持座 6 5 ，隔板6 9之材質乃採用熱傳導大且硬度高之銅合 金。 令熔接頭3 0沿著工件1 0移動時，輥6 2之無限帶 會旋轉，此時輥6 2即接觸於.被冷卻之保持座6 5而被冷 卻。· 凸部6 5 · a與凸部6 5 a之間，配置有隔板6 9。隔 板6 9之外周緣即進入於輥6 2之中央部之凸部。由而可 以做輥6 2之定位。二個保持座6 5 ，6 5乃由複數之螺 栓。螺帽6 8而被繫結成一體。 輥6 2之對於工件1 0之加壓力之調整乃調節空氣氣 缸6 1之空氣壓力來實施。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 熔接焊槍5 5之後方之壓接裝置8 0係，用於防止工 件1 0整體從背撐座1 5浮起（離開）之用者。因此不需 要如熔接焊槍5 5之前方之壓接裝置6 0 —般接近於熔接 焊槍5 5地設置，惟這時也是，由於輥8 2會被加熱成高 溫，因此還是要冷卻。輥8 2乃在其軸方向之中央部設有 凹部，以資防止它與熔接聯珠之接觸，輥8 2乃在筒部之 端部介著備有凸緣之熱傳體8 3而以銷8 4而旋轉自如地 安裝於保持座8 5之凸緣8 5 a。保持座8 5 a即在冷卻 通路8 6中流通了水而被冷卻。熱傳體8 3乃被二分割爲 A·:右，其凸緣即接觸於輥8 2及保持座8 5之凸緣，。輥 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（2】0父297公嫠）_ 8 - 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 ____B7___ 五、發明説明@ ) 82，熱傳體83，保持座8 5，銷84之材質爲，熱傳 導大且硬度高之銅合金。 輥8 2之對工件1 〇之加壓力之調整即增減空氣氣缸 8 1之空氣壓力而行之。 切削裝置8 0乃由端銑刀9 2及使它旋轉之電動機 9 3所構成。切削裝置9 0乃由空氣氣缸8 1所昇降。因 此切削裝置9 0係設置在壓接裝置8 0之近傍。 抽吸口 4 7，9 7係介著軟管連結於真空裝置。壓接 裝置6 0，8 _ 0之水通路6 6，8 6連結有往復之水之軟 管。這些軟管乃以上方之架樑等所支撐。 在上述構成中，將工件1 0 ，1 0固定於背撐座1 5 之後，定裝硏磨裝置40，壓接裝置60，80，切削裝 置9 0之高度，分別以驅動狀態，沿著熔接線而由上游朝 向下游地移動熔接頭3 0。 硏磨裝置4 0之鋼絲輪4 2即硏磨工件之槽，硏磨屑 即由噴嘴（抽吸口）4 7所抽吸。壓接裝置6 0，8 0之 輥6 2，8 2即壓接該標之附近，所入之熱即藉由輥 62，82接觸於保持座65，85而予以奪取。熔接後 之多餘之聯珠即以切削裝置9 0之端銑刀9 2之下端部而 ]〜以切削，切削屑即由噴嘴（抽吸口）9 7所抽吸。 如上所述在於熔接頭3 0之一行程即可實施硏磨、熔 接、切削。又可以使裝置小型化，可減小所需之場所空 間。 壓接裝置6 0，8 0之輥6 2，8 2係由接觸於保持 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS.) A4規格（210X297公釐- 9 -

Ul裝I ； 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明f ) 丨啦6 5 ，8 5而強制的被冷卻，因此不會發生像習用者之 輥之不能旋轉致之壓接之不充份，也不會發生熔接部之工 件1 0，1 0之階級（高低差）之情形。又端銑刀9 2之 下端位置也得於維持於一定。 .熔接焊槍係朝向熔接頭3 0之移動方向之前方’因此 前方之壓接裝置6 0較會呈高溫。因此本壓接裝置6 0之 輥6 2乃由於設置成無限帶狀，由而可以使之與保持座 6 5之接觸時間加長。因此與壓接裝置8 0相比較時輥 6 2非常的更會被冷卻。 察覺器5 0乃檢測出槽之高度位置，令柱3 2昇降。 又令壓接裝置6 0 ，80，切削裝置90昇降之空氣氣缸 6 1 ，8 1係以規定壓力地壓下，由工件側之反力而可以 稍爲上下動。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 --------0批衣II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 切削裝置9 0之切削手段爲端銑刀，因此可以使切削 裝置以小型且低廉價格而構成。又爲了防止由切削裝置 9 0之機械切削之過度之切削。只切削到較工件1 〇之上 曲' 之稍高之位置。經溶接頭3 0之切削後，以硏磨機之手 作業硏削至工件之同一面，如果不需要藉由切削裝置9 0 之切削時不用端銑刀9 2之加工。 起因於電弧熔接所發生之熔接應變乃由熔接直後所實 施之多餘聯珠之削除而可以減輕。熔接後完全冷卻（室 溫）之後以硏磨機削除多餘之聯珠時，與熔接直後高溫下 以端銑刀9 2削除多餘之聯珠之應變發生量做比較，以圖 6之工件之例來顯示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X297公釐）-10 - A7 __—_B7 五、發明説明P ) 材質：A 5 ◦ 8 3 P、板厚：4 m m，寬度：工5 〇 m m ’長度：1 〇 〇 〇 m m之工件，使用μ I G熔接，溶 接電流180Α，電弧電壓：22V，溶接速度： c m / m i m ’熔接焊條徑1 . 2 m m而實施自動溶接。 應變量前者爲約9mm，後者即約7mm ,又端銃刀9 2 之位置係約3 0 0 °C之位置。 輥6 2 ’ 8 2之輥動於工件1 0之上面而空氣氣缸 6 1 ’ 8 1將受彎曲力，因此空氣氣缸6 1 ，8 1與保持 座6 5，8 5 ·之間設置直緣狀之導引裝置即可。 上述實施例係，電弧溶接之例子，而本發明亦可適用 於摩擦攪拌熔接。此時由於屬於固相接合，因此不會昇至|| Φ弧熔接一般之高溫。壓接裝® 6 0，8 0之強制冷卻 手段乃視其必要而設之。硏磨裝置4 0，切削裝置9 〇即 同樣可以適用。 再者，以圖7說明摩擦攪拌熔接。在工件1 1之端部 備有突出於外面側（即摩擦攪拌熔接之工具1 〇側）之突 出部1 1 a 。原料部1 1 a即隨著靠工件1 1之內側逐漸 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -衣 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 地傾斜。工件1 1之端部係垂直狀，而將此二個工件 1 1 ，1 1予以對接（對頭地碰接）。工具1 0 0乃由大 直徑之圓棒1 0 1與其先端之小直徑之圓棒1 0 2所構 成。一面使工具旋轉一面將小直徑部1 ◦ 2放入於對接 部，沿著接合緣使之移動。大直徑部之下端，即小直徑部 1 0 2與大直徑部1 0 1之境界乃位於轉工件1 1之板部 1 1 b .，1 1 b之上面之外側而位於突出部1 1 a ’ 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - A7 B7 五、發明説明$ ) a之內部位置。 例如二個工件1 1 ，11之間有間隙時，在摩擦攪拌 熔接時可以將此間隙予以塡塞。因此會發生凹部。又由上 述境界工件1 1 ，1 1之一部份會被削取。所以爲了平滑 地加工成工件1 1之面起見，即以有多餘聯珠之狀態（備 有突出部1 1 a )下實施溶接（接合），而後切削去除上 述多餘之聯珠即可。 (發明之效果_) ' 依本發明時可以低廉價格地實施熔接。 圖示之簡單說明 第1圖係表示本發明之一實施例之溶接頭之側面圖。 第2圖係備有第1圖之熔接頭之熔接裝置之全體斜視 圖" ^;批衣丨，iT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 第。第第第第 圖 面 明 說 號 標

IX 側 大 擴 之 置 裝 接 壓 咅 接 熔 之 頭 接 熔 之 圖 IX 第 係 圖 圖 面 剖 縱 之 置 裝 接 壓 。 之 圖頭 面接 剖熔 之之 圖 圖 3 1 第第 係係 圖圖 圖 面 剖 。 縱 圖之 體部 全接 之熔 件之 工例 之施 變實 應他 接其 熔之 月 月 說發 爲本 係係 圖圖

IX 5 IX 件 Η 座 撐 背 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-12- A7 B7 五、發明説明彳〇 ) 2 0 .........熔接裝置，3〇.........熔接頭，4 0 .........硏 裝 磨 〇 5 □ ο 吸 6 由 ， ί ; 槍 ; 焊 : 接 7熔 4 ; 輪 ： 絲5 鋼 5 § 覺 2 察 4 :·

; 置 ； 裝 ο ο 削 ο 0〇 一—I 2 6 刀 銑 端 ’： 具 置；工 裝一轉 接 2 旋 壓 9 2 8 9 7 ο 8 輥 □ 吸 抽 ^ 私衣— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） -13 -

Claims (1)

1. 六、申請專利範園 第86118042號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 8年2月修正 1 .—種熔接裝置，係由： 實施一對工件之槽之部份之硏磨之硏磨裝置，及熔接 裝置，及配置於該熔接裝置與上述硏磨裝置之間，以資壓 接工件之壓接裝置所構成， 上述壓接裝置，係由：轉動於工件之上面之輥；及由 冷卻媒體所冷卻，以資冷卻所保持之上述輥之保持座；所 構成爲其特徵者》 2 .如申請專利範圍第1項所述之熔接裝置，其中上 述硏磨裝置係由：鋼絲輪，及令該鋼絲輪旋轉之旋轉裝置 所構成。 3 .如申請專利範圍第2項所述之熔接裝置，其中在 上述硏磨裝置與上述壓接裝置之間備有抽吸口者。 4 .如申請專利範圍第1項所述之熔接裝置，其中上 述壓接輥乃安置在無限帶上，而沿著無限帶上安裝有多數 個，而上述保持座乃備有據位於該無限帶之環狀之內部之 凸部，上述輥乃接觸於上述凸部者。 5 . —種熔接裝置，由移動方向之前端側依序備有： 實施一對工-作之槽部份之硏磨裝置，壓接工件之第1壓接 裝置，熔接裝置，壓接工作之第2壓接裝置，切削熔接所 發生之多餘之聯珠之切削裝置， 上述第1壓接裝置及上述第2壓接裝置乃由：轉動於 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^^1 m 1^1 H (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局工消費合作社印装

   六、申請專利範園 第86118042號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 8年2月修正 1 .—種熔接裝置，係由： 實施一對工件之槽之部份之硏磨之硏磨裝置，及熔接 裝置，及配置於該熔接裝置與上述硏磨裝置之間，以資壓 接工件之壓接裝置所構成， 上述壓接裝置，係由：轉動於工件之上面之輥；及由 冷卻媒體所冷卻，以資冷卻所保持之上述輥之保持座；所 構成爲其特徵者》 2 .如申請專利範圍第1項所述之熔接裝置，其中上 述硏磨裝置係由：鋼絲輪，及令該鋼絲輪旋轉之旋轉裝置 所構成。 3 .如申請專利範圍第2項所述之熔接裝置，其中在 上述硏磨裝置與上述壓接裝置之間備有抽吸口者。 4 .如申請專利範圍第1項所述之熔接裝置，其中上 述壓接輥乃安置在無限帶上，而沿著無限帶上安裝有多數 個，而上述保持座乃備有據位於該無限帶之環狀之內部之 凸部，上述輥乃接觸於上述凸部者。 5 . —種熔接裝置，由移動方向之前端側依序備有： 實施一對工-作之槽部份之硏磨裝置，壓接工件之第1壓接 裝置，熔接裝置，壓接工作之第2壓接裝置，切削熔接所 發生之多餘之聯珠之切削裝置， 上述第1壓接裝置及上述第2壓接裝置乃由：轉動於 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^^1 m 1^1 H (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局工消費合作社印装

   _案號 88200624 六、申請專利範团 一、一種防扭曲之防火門，其主要係在防火門板之四側邊 ’分別兩近似L型邊框固定，該L型邊框係在一 ^型 邊框之一側延伸一向内凹入呈直角之L型固定板，在 兩L型邊框固定於門板側邊後，使兩L型邊框間保持 一間揀，而以防火條貼設在兩L型邊框之L型固定知 上者。 板

   未命名

   26.0H A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 工件上面之輥，及以冷卻媒體所冷卻，用於冷卻其所保持 之上述輥之保持座所構成爲其特徵者。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之熔接裝置，其中上 述切削裝置係具備有端銑刀者。 7 · —種熔接裝置.，其特徵爲：係由熔接焊槍，及被 設置爲可與該熔接焊槍共同移動，切削掉熔接的多餘部份 的切削裝置所構成的。 8 ·如申請專利範圍第7項_之熔接裝置，其中前述切 削裝置係端銑刀。 9 · 一種熔接裝置，其特徵爲係由：被插入一對工件 而旋轉的摩擦攪拌熔接用的旋轉工具，及 被設置爲可與該旋轉工具共同移動，藉由前述旋轉工 具切削掉熔接的多餘部份的切削裝置所構成的。 1 0 .如申請專利範圍第9項之熔接裝置，其中前述 切削裝置係端銑刀》 1 1 .如申請專利範圍第9項之熔接裝置，其中前述 切削裝置，於前述移動方向係設置於前述旋轉工具的後方 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉丰局—工消费合作社印裝 -2- 本紙張尺度逋用中國國家揉牟（CNS ) Α4洗格（210X297公釐）

   _案號 88200624 六、申請專利範团 一、一種防扭曲之防火門，其主要係在防火門板之四側邊 ’分別兩近似L型邊框固定，該L型邊框係在一 ^型 邊框之一側延伸一向内凹入呈直角之L型固定板，在 兩L型邊框固定於門板側邊後，使兩L型邊框間保持 一間揀，而以防火條貼設在兩L型邊框之L型固定知 上者。 板

   未命名

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