JPS5950427B2 - Method and device for high-frequency welding flange material and web material - Google Patents
Method and device for high-frequency welding flange material and web materialInfo
- Publication number
- JPS5950427B2 JPS5950427B2 JP17305680A JP17305680A JPS5950427B2 JP S5950427 B2 JPS5950427 B2 JP S5950427B2 JP 17305680 A JP17305680 A JP 17305680A JP 17305680 A JP17305680 A JP 17305680A JP S5950427 B2 JPS5950427 B2 JP S5950427B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flange
- web material
- current
- web
- electromotive force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 233
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 40
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 19
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000007688 edging Methods 0.000 description 2
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、或る素材のエッジ即ち縁を別の素材の面と接
合する電気抵抗加熱法に関連した溶接に係り、特に、フ
ランジ素材とウェブ素材を高周波溶接する方法、並びに
これを実施する装置に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to welding associated with electrical resistance heating for joining edges of one material to faces of another material, and more particularly to a method for high frequency welding of flange material and web material. , as well as a device for implementing the same.
本発明は、鋼及び非鉄金属製のT字形、H字形等の薄肉
開放部片を連続的に製造するのに最も有利に用いられ、
経済的な観点から圧延、プレス又は引き抜き法によつて
この様な部片を製造することができない場合に主として
用いられる。The present invention is most advantageously used for the continuous production of thin-walled open sections of steel and non-ferrous metals, such as T-shaped, H-shaped, etc.
It is mainly used when it is not possible from an economic point of view to produce such pieces by rolling, pressing or drawing methods.
更に、本発明は、金属の高周波溶接プロセスを用いて例
えばパイプにフィンを付けたりパネルを溶接したりする
様な色々な技術分野にも用いることができる。Additionally, the invention can be used in a variety of technical fields, such as applying fins to pipes or welding panels using high frequency metal welding processes.
金属を連続的に高周波溶接するプロセスは良<知られて
おり、鉄及び非鉄金属から溶接パイプを製造する冶金工
業に広<利用されている。The process of continuous high frequency welding of metals is well known and widely used in the metallurgical industry for producing welded pipes from ferrous and non-ferrous metals.
このプロセスは本質的にA、V、Ulitovsky氏
によつて提案された溶接法に基くものであり (ソ連発
明者証第72、290号分類21れ29/30参照)、
そして接合さるべきエッジのV字ギャップに沿つて流れ
る交流電流の″表皮効果″及び″ふち取り効果“を利用
したものである。高周波溶接をパイプの製造に首尾よ<
適用することが促進されて来ているが、これは一方では
長年この業界に用いられているパイプ溶接の習慣的な技
術手法によつて促進されたものであり、又他方ではエッ
ジの組立条件と高周波電流溶接法の条件(両エツジが1
枚の金属シートの両縁であるから当然全く同じ加熱条件
である)とがうまく一致したことによつて促進されたも
のである。又、パイプ製造プロセスにおいては、エツジ
自体が本来一定のV字角をなし、その頂点はエツジ同志
の合致点にある。接合さるべきエツジ間に形成されるV
字の角度が一定であることは高周波溶接で均一加熱を与
える基本的な条件であるので、パイプ溶接が高品質であ
ることは決定的である。パイプ溶接とは異なり、この溶
接法によつて一般の部片を製造することについては、最
近になつても尚その適用に制約がある。This process is essentially based on the welding method proposed by Mr. A. V. Ulitovsky (see USSR Inventor's Certificate No. 72, No. 290 Classification 21, 29/30).
This method utilizes the "skin effect" and "edging effect" of alternating current flowing along the V-shaped gap between the edges to be joined. Successfully using high frequency welding to manufacture pipes
This has been encouraged, on the one hand, by the customary technical methods of pipe welding that have been used in the industry for many years, and on the other hand, by the edge assembly conditions and Conditions for high frequency current welding method (both edges are 1
This was facilitated by the fact that the two edges of the metal sheet were heated under exactly the same heating conditions. In addition, in the pipe manufacturing process, the edges themselves inherently form a certain V-shaped angle, and the apex is at the matching point of the edges. V formed between edges to be joined
A constant angle is a basic condition for uniform heating in high-frequency welding, so it is crucial that the pipe welds be of high quality. Unlike pipe welding, there are still limitations to the use of this welding method to manufacture general parts, even recently.
大部分の部片は圧延法によつて製造されており、又プレ
ス法によつて製造されることもある。これは、部片の種
類及び品質に或る程度の制約を課する。一般に、巾広の
フランジ、T字形、不同厚み及びその他の製造しにくい
形状の薄肉部片を大量生産する場合はそれらの圧延が複
雑になることによつて制約を受ける。高周波溶接プロセ
スの特殊な性質により、上記した部片を製造する条件を
実質的に改善することができる。Most of the pieces are manufactured by rolling, and sometimes by pressing. This imposes some restrictions on the type and quality of the pieces. Generally, the mass production of thin-walled sections with wide flanges, T-shapes, variable thicknesses, and other shapes that are difficult to manufacture is limited by the complexity of their rolling. The special properties of the high-frequency welding process make it possible to substantially improve the conditions for producing the above-mentioned parts.
然し乍ら、このプロセスが首尾よく実施されるかどうか
は、重大な課題が解消できるかどうか如何である。However, the success of this process will depend on whether critical challenges are resolved.
開放部片(山形部片、T字型部片、H字型部片等)には
基本的にウエブ素子とフランジ素子とのT字型接合部が
含まれており、その接合が本質的に溶接の対象であるこ
とが理解されよう。パイプの溶接とは異なり、フランジ
型素材とウエブ型素材との溶接においては、1方のウエ
ブ素材シートのエツジを他方のフランジ素材の平らな領
域へ接合しなければならない。高周波加熱の観点から見
れば、接合される領域は等しくなく非対象な条件にあり
、従つて、特殊な加熱技術を用いなければ、ウエブ素材
のエツジは過熱してしまい、一方フランジ素材の平らな
領域は加熱不足となる。接合さるべき素材が充分均一に
加熱されないと、溶接の質が悪くなる。もう1つの観点
として、画素材が合流するV字角を一定に確保すること
がある。所要の方向にフランジ素材を曲げることに対す
る抵抗モーメントはウエブ素材のモーメントより小さい
ので、V字角を得る最も簡単なやり方はフランジ素材が
溶接点に近ずくにつれてフランジ素材を曲げることより
成る。然し乍ら、V字角を一定に確保するためには、フ
ランジ素材の曲げの形状を安定化することが必要である
。これは重大な課題の解消に関与する。更に別の課題は
、フランジ素材の平らな領域とウエブ素材のエツジとの
両方に最適な温度勾配を形成するという必要性に関する
ものである。The open pieces (angular pieces, T-pieces, H-pieces, etc.) basically include a T-shaped joint between a web element and a flange element, the joint being essentially It will be understood that this is the object of welding. Unlike welding pipes, welding flange-type blanks to web-type blanks requires joining the edges of one sheet of web stock to a flat area of the other flange blank. From the point of view of radio frequency heating, the areas to be joined are in unequal and asymmetric conditions, and therefore, unless special heating techniques are used, the edges of the web material will overheat, while the flat edges of the flange material will overheat. The area becomes underheated. If the materials to be joined are not heated sufficiently and uniformly, the quality of the weld will be poor. Another point of view is to ensure a constant V-shaped angle where the image materials meet. Since the moment of resistance to bending the flange blank in the desired direction is less than the moment of the web blank, the simplest way to obtain the V-angle consists of bending the flange blank as it approaches the weld point. However, in order to maintain a constant V-shaped angle, it is necessary to stabilize the bent shape of the flange material. This involves resolving important issues. Yet another challenge relates to the need to create optimal temperature gradients in both the flat areas of the flange stock and the edges of the web stock.
この必要性は、高周波電流によつて加熱した素材を一緒
にプレスすることによつて溶接接合を行なおうとするた
めに生じる。所要の温度分布が与えられれば、素材が一
緒にプレスされる時の素材の変形プロセス中に、予め設
定された形状の溶接接合部を得そして高質の溶接を確保
することができる。上記した課題を解消する色々な方法
が知られている。フランジ素材へ電流を供給する接点部
と、画素材の合流点との間の距離を増加することにより
画素材の加熱の程度を変えることが提案されている (
1974年、7月18日、〃IEEETransact
iOnsOnIndustryAppllcatlOn
s〃、IA−10..蔦4、の第485頁ないし第49
5頁、並びに米国特許第2,821,619号、分類2
19−107を参照されたい)。然一し乍ら、この方法
を用いただけでは、フランジ素材の加熱温度を実質的に
上げることができない。それよりも有望な方法としては
、〃受動〃電流集中体を用いてフランジ素材の加熱温度
を上げ且つウエブ素材の加熱温度を下げることがある
(ソ連発明者証第287,722号、分類B23Kl3
/02参照)。この解決策によれば、導電率の高い非磁
性材で作られた挿入体(電流集中体)が、溶接さるべき
素材間のギヤツプに挿入される。This need arises because welded joints are attempted to be made by pressing together materials heated by high frequency current. Given the required temperature distribution, it is possible to obtain a welded joint with a preset shape and ensure a high quality weld during the deformation process of the materials when they are pressed together. Various methods are known to solve the above problems. It has been proposed to change the degree of heating of the picture material by increasing the distance between the contact point that supplies current to the flange material and the meeting point of the picture material (
July 18, 1974, IEEE Transact
iOnsOnIndustryAppllcatlOn
s〃, IA-10. .. Tsuta 4, pages 485 to 49
Page 5 and U.S. Patent No. 2,821,619, Class 2
19-107). However, just by using this method, it is not possible to substantially increase the heating temperature of the flange material. A more promising approach is to use passive current concentrators to increase the heating temperature of the flange material and reduce the heating temperature of the web material.
(Soviet inventor certificate No. 287,722, classification B23Kl3
/02). According to this solution, an insert (current concentrator) made of highly conductive non-magnetic material is inserted into the gap between the materials to be welded.
この挿入体は上記ギヤツプの磁束を2つの成分に分割す
る様に設置される。この挿入体の幾何学寸法を変えるこ
とにより、これら2つの磁束成分間の関係を変えること
ができ、それによりウエブ素材の加熱程度を下げること
ができる。これは溶接に対して更に有利な条件を確保す
る。然し乍ら、この方法は素材の加熱温度を全く均一に
するものではなくそして加熱温度のこの非均一性が著し
く低下されるのは電流集中体が実質的な長さを有する時
だけであるので、充分に有効な方法ではない。更に、こ
の方法では、フランジ素材の加熱の深さが増加せしめら
れ、これも望ましいことではない。従つて受動の電流集
中体を使用しても、特に薄肉部片及び溶接しにくい材料
で作られた部片を溶接する場合には高品質の溶接接合部
を作ることができない。This insert is placed to split the magnetic flux in the gap into two components. By changing the geometry of the insert, the relationship between these two flux components can be changed, thereby reducing the degree of heating of the web material. This ensures more favorable conditions for welding. However, this method does not completely uniformize the heating temperature of the material, and it is only when the current concentrator has a substantial length that this non-uniformity in heating temperature is significantly reduced, so it is not sufficient. This is not an effective method. Additionally, this method increases the depth of heating of the flange blank, which is also undesirable. The use of passive current concentrators therefore does not allow for the production of high quality welded joints, especially when welding thin-walled parts and parts made of difficult-to-weld materials.
フランジ型素材とウエブ型素材を溶接するのに用いられ
る高周波溶接法であつて、フランジ素材が合流点におい
てウエブ素材に接触するまでフランジ素材を曲げること
によつて溶接さるべき画素材の1端を寄せ合わせ、画素
材が互いに引き離されている方の他端へ接点部を経て高
周波電流を流し、画素材を加熱及びプレスし、そしてフ
ランジ素材に起電力を誘起することによつて画素材の加
熱の程度を変える様にした高周波溶接法が知られている
(米国特許第3,610,869号、分類219−10
7参照)。A high-frequency welding process used to weld flange-type stock and web-type stock, in which one end of the picture stock to be welded is bent by bending the flange stock until it contacts the web stock at the point of confluence. Heat the picture material by heating and pressing the picture material by passing a high-frequency current through the contact point to the other end of the side where the picture materials are separated from each other, heating and pressing the picture material, and inducing an electromotive force in the flange material. High-frequency welding methods are known in which the degree of
(see 7).
この方法は均一な加熱を達成するのに寄与し、そして多
くの場合に高品質の溶接接合部をもたらす。この方法に
おいては、いわゆる〃能動〃電流集中体が本質的に回路
の1部として使用され、そしてウエブ素材とフランジ素
材との間のギヤツプに配置される。全溶接電流がこの能
動電流集中体に流れ、そしてその有効性は電流集中体の
長さに左右され且つこの電流集中体とフランジ素材との
間のギヤツプの大きさに左右される。ウエブ素材との合
流点の付近にあるフランジ素材の平らな被溶接領域にお
いては、ウエブ素材に沿つて流れる逆向きの電流によつ
て〃ふち取り効果〃が生じるために電流が集中され、そ
して電流集中器の下では該集中器の逆向き電流との相互
作用によつて電流が集中される。然し乍ら、この方法を
実施した場合は、電流集中体に全溶接電流を通電し且つ
移動するフランジ素材に向けて電流集中体を最大速度で
進める様な構成体が、画素材間に形成されたスペースに
含まれることになるので、寄せ合わされる経路において
溶接される画素材間のギヤツプを増加し即ち合流角度を
増加しそしてそれと同時に画素材の合流点から充分な距
離離れたところに電流集中体を配置することが必要とな
る。This method contributes to achieving uniform heating and often results in high quality welded joints. In this method, a so-called "active" current concentrator is used essentially as part of the circuit and is placed in the gap between the web material and the flange material. The entire welding current flows through this active current concentrator, and its effectiveness depends on the length of the current concentrator and on the size of the gap between the current concentrator and the flange blank. In the flat area of the flange material to be welded near the point of confluence with the web material, the current is concentrated due to the opposite direction of the current flowing along the web material, creating a ``fringing effect''. Below the concentrator, the current is concentrated by interaction with the opposite current of the concentrator. However, when this method is implemented, the space formed between the image materials is such that the current concentrator is energized with the entire welding current and advances the current concentrator at maximum speed toward the moving flange material. Therefore, it is possible to increase the gap between the welded materials in the path of bringing them together, i.e. increase the merging angle, and at the same time place the current concentrator at a sufficient distance from the joining point of the materials. It is necessary to place the
これは画素材の均一加熱性の悪化を招き、そして溶接さ
れる画素材の温度を後で平衡する付加的な手段を使用せ
ねばならなくなる。この既知の方法では、ウエブ素材の
加熱時間を短縮するだけでこの温度平衡を行なうことが
できるが、これは必然的に金属のエツジからその深さ方
向へ向けて急な勾配をもつた温度フイールドを後で生じ
ることになり、その最高値は金属のエツジにあられれる
。特に、これは熱伝導率の低い物質の特徴であり、且つ
高い溶接速度を犠牲にして溶接プロセスの効率を確保す
る様に試みた時の特徴である。この場合は、ウエブ素材
に対して設定された温度及び変形条件によつて溶接接合
部の品質及び加工効率が低下し、且つそのエツジにおけ
る溶込みも悪くなる。その上、画素材の合流点と、ウエ
ブ素材に電流を供給する接点部との間の距離を減少しよ
うとすると、工業的な使用目的に対してこの溶接法を実
施する場合に著しい複雑さを伴なうことになる。という
のは、溶接ゾーンの末端に形成されるスペース内にウエ
ブ素材の位置を安定化する手段を設けることが必要だか
らである。この既知の方法では、フランジ素材の加熱程
度は変えられるが、その安定性を確保できず、従つて素
材を高質に溶接できない。これは素材が動かされる時に
素材の合流V字角が不安定となるために電流集中体とフ
ランジ素材とのギヤツプが勝手に色々な値をとることに
よつて生じる。ギヤツプの値のこの変動は、この既知の
方法においては、フランジ素材が滑らかな半径で一定の
方向に曲げられることによつて生じ、この様な曲げ方を
すると、フランジ素材に張力を与えて画素材の合流V字
角を一定にすることができず、フランジ素材の曲げ形状
を維持するためには当然特殊なガイド手段を使用するこ
とが必要となり、又フランジ素材の両側にそして主とし
て溶接のために熱を受ける側に力を付与して位置を安定
化することが必要となる。この様な解決策には実質上難
点がある。This leads to a deterioration in the uniform heating of the picture element and requires the use of additional means to later equilibrate the temperature of the picture element to be welded. In this known method, this temperature equilibrium can be achieved simply by shortening the heating time of the web material, but this necessarily results in a temperature field with a steep gradient from the edge of the metal to its depth. will occur later, and its highest value will be at the edge of the metal. In particular, this is a characteristic of materials with low thermal conductivity and when attempting to ensure efficiency of the welding process at the expense of high welding speeds. In this case, the temperature and deformation conditions set for the web material reduce the quality and processing efficiency of the welded joint, and the penetration at the edge also deteriorates. Moreover, the attempt to reduce the distance between the confluence of the picture material and the contact point supplying the current to the web material introduces significant complications when implementing this welding method for industrial applications. It will be accompanied. This is because it is necessary to provide means for stabilizing the position of the web material in the space formed at the end of the welding zone. Although this known method allows varying the degree of heating of the flange blank, it cannot ensure its stability and therefore cannot weld the blanks to a high quality. This is caused by the gap between the current concentrator and the flange material taking on various values due to the instability of the merging V-shaped angle of the material when the material is moved. This variation in the value of the gap is caused, in this known method, by bending the flange blank with a smooth radius in a constant direction; It is not possible to keep the convergence V-shaped angle of the material constant, and it is naturally necessary to use special guide means to maintain the bent shape of the flange material, and there are It is necessary to stabilize the position by applying force to the side receiving the heat. There are practical drawbacks to such a solution.
というのは、上記した手段は強力な電磁界及び高い加熱
温度の作用を受ける領域に設置しなければならず、一方
上記ガイド手段を収容するためのスペースは電流供給装
置と締め付けロールとの配置によつて制限を受けるから
である。通電導体に電気的に関与する高周波電源を備え
、上記通電導体には、締め付けロールが作用するフラン
ジ及びウエブ素材の互いに引き離されている端へ高周波
電流を流す接点チツプが設けられ、上記ロールの回転軸
はウエブ素材に垂直な平面内にあり、そして更に、フラ
ンジ素材に起電力を誘起する装置を備えた、フランジ素
材とウエブ素材を高周波溶接する装置が知られている
(米国特許第3,610,869号参照)。This is because the above-mentioned means must be installed in areas subjected to the action of strong electromagnetic fields and high heating temperatures, while the space for accommodating the above-mentioned guide means is limited by the arrangement of the current supply device and the clamping roll. This is because they are subject to restrictions. A high-frequency power supply is provided that electrically engages a current-carrying conductor, and the current-carrying conductor is provided with a contact chip for passing a high-frequency current to the mutually separated ends of the flange and web material on which the tightening roll acts, and the rotation of the roll Devices are known for high-frequency welding of flange material and web material, the axis of which is in a plane perpendicular to the web material, and further comprising a device for inducing an electromotive force in the flange material.
(See U.S. Pat. No. 3,610,869).
フランジ素材に起電力を誘起する上記装置は通電バスバ
一 ・集中体の形態で作られる。然し乍ら、この既知の
装置は、特に薄肉部片や溶接しにくい物質で作られた部
片を溶接するのに用いた時には高品質の溶接接合部を得
ることができず、且つ工場という条件の下で溶接プロセ
スの安定性を保障するものではない。The above-mentioned device for inducing an electromotive force in the flange material is made in the form of a current-carrying bus bar and a concentrator. However, this known device does not allow high-quality welded joints to be obtained, especially when used to weld thin-walled parts or parts made of difficult-to-weld materials, and under factory conditions This does not guarantee the stability of the welding process.
その理由は、バスバ一とフランジ素材との間のギヤツプ
が不安定であり且つバスバ一に大きな電流負荷が課せら
れるために通電バスバ一 ・集中体の耐久性が悪く、電
流を供給する導体をウエブ素材に接近配置するためにウ
エブ素材の位置を安定化する手段の構造が問題となり、
難かしい作動条件及び大きな負荷にも拘わらずこの手段
の各部の物理的な寸法を小さくすることが必要であり、
そしてウエブ素材のエツジにおける温度勾配が高く且つ
この素材のエツジに隣接した層の可塑性が低いために溶
接ゾーンに高圧力を加えることによつて締め付けロール
に過負荷がか・ることである。本発明は、本質的に、フ
ランジ型素材とウエブ型素材を高周波溶接する方法及び
これを実施する装置であつて、フランジ素材の予め設定
された曲げにより、特に薄肉素材を溶接する場合に画素
材の合流V字角の安定性を高め、溶接のために加熱され
る画素材の領域の温度を等しくし、且つウエブ素材のエ
ツジの温度フイールドの分布を最適なものにする様な方
法及び装置を提供することを目的とする。The reason for this is that the gap between the bus bar and the flange material is unstable, and a large current load is imposed on the bus bar. The structure of the means for stabilizing the position of the web material in order to place it close to the material became a problem.
Despite difficult operating conditions and high loads, it is necessary to reduce the physical dimensions of each part of this means;
The high temperature gradients at the edges of the web material and the low plasticity of the layers adjacent to the edges of the material result in overloading of the clamping rolls by applying high pressures to the weld zone. The present invention essentially consists of a method for high-frequency welding of flange-type and web-type materials, and an apparatus for carrying out the same, in which a predetermined bending of the flange material allows for the welding of image materials, especially when welding thin-walled materials. A method and apparatus for increasing the stability of the merging V-angle of the web material, equalizing the temperature of the area of the material to be heated for welding, and optimizing the distribution of the temperature field at the edge of the web material. The purpose is to provide.
この目的は、フランジ素材が合流点においてウエブ素材
に接触するまでフランジ素材を曲げることにより溶接さ
るべき画素材の1端を寄せ合わせ、画素材の互いに引き
離されている他端へ接点部を経て高周波電流を流し、画
素材を加熱してプレスし、そしてフランジ素材に起電力
を誘起することによつて画素材の加熱の程度を変える様
な、フランジ型素材とウエブ型素材を高周波溶接する方
法において、本発明により、方向を色々に変えてフラン
ジ素材を丸く曲げ、そしてフランジ素材に起電力を誘起
するのと同時にウエブ素材にもその側面に付加的な起電
力を誘起する様にした方法によつて達成される。The purpose of this is to bring together one end of the picture material to be welded together by bending the flange material until it contacts the web material at the point of confluence, and then to the other end of the picture material, which is separated from each other, by applying high frequency In a method of high-frequency welding of flange-type material and web-type material, in which the degree of heating of the image material is varied by applying an electric current, heating and pressing the image material, and inducing an electromotive force in the flange material. According to the present invention, the flange material is bent round in various directions, and at the same time an electromotive force is induced in the flange material, an additional electromotive force is induced in the web material on its side. will be achieved.
フランジ素材の長さ方向にわずかな張力を付与しながら
フランジ素材に色々な方向の曲げを受けさせ、溶接後の
フランジ素材の送り及び放出を1つの同じ方向に維持す
れば、フランジ素材が接点を通過する瞬間からウエブ素
材に出合う瞬間までフランジ素材の曲げ形状を厳密に安
定化することができる。By subjecting the flange material to bending in various directions while applying a slight tension along its length, and by maintaining the feeding and ejection of the flange material in one and the same direction after welding, the flange material will bend at the contact point. The bending shape of the flange material can be strictly stabilized from the moment it passes through until the moment it meets the web material.
この場合には、加熱領域において、直接溶接を受けない
フランジ素材の反対面にのみ通常の圧力を付与すれば充
分である。これは高周波加熱作動の実施を容易にし、フ
ランジ素材に対する接点から画素材の合流点までの所要
距離を与え且つ所要の温度均一性を与える。色々な方向
の曲げを受けるフランジ素材に起電力を誘起するのと同
時にウエブ素材の側面にも付加的な起電力を誘起するこ
とにより、溶接電流の1部をウエブ素材のエツジから直
接的にその側面へと移行させることができ、それにより
ウエブ素材の過熱を少なくし且つエツジの加熱の勾配を
下げることができる。加熱されるウエブ素材のエツジの
長さを延ばすと共にその長さの1部分における比熱容量
を下げてまでもウエブ素材のエツジの加熱時間を増せば
、金属の表面層のみが溶融され且つウエブ素材のエツジ
からその深さへの方向において温度が徐々に下がること
になる。従つて、溶接に対して最適な温度勾配及び最適
な条件が生じる。その結果、画素材をプレスする時に接
合領域から液相金属が完全に除去され、そして溶接に要
する温度及び高い可塑性を有する金属の隣接層が変形さ
れて、ウエブ素材の基部にきのこ形に厚みが形成される
。従つて、溶接接合部のエツジの不充分な溶込み及びそ
の他の欠陥がウエブ素材の厚みから除去され、これは所
望ならば機械的に除去されてもよい。本発明を実施する
時には、フランジ素材へ電流を供給する接合部から画素
材の合流点までの溶接ゾーン内でフランジ素材を単純に
一定半径で適当に曲げることができる。In this case, it is sufficient to apply normal pressure in the heating region only to the opposite side of the flange blank that is not directly welded. This facilitates implementation of the high frequency heating operation, provides the required distance from the point of contact to the flange blank to the meeting point of the picture blank, and provides the required temperature uniformity. By inducing an electromotive force in the flange material subjected to bending in various directions and at the same time inducing an additional electromotive force on the side of the web material, a portion of the welding current is directed directly from the edge of the web material. It can be shifted to the sides, thereby reducing overheating of the web material and lowering the edge heating gradient. By increasing the length of the edge of the web material to be heated and increasing the heating time of the edge of the web material even though the specific heat capacity of a portion of that length is decreased, only the surface layer of the metal is melted and the web material is melted. The temperature will gradually decrease in the direction from the edge to its depth. Therefore, an optimum temperature gradient and optimum conditions for welding occur. As a result, when pressing the image material, the liquid metal is completely removed from the joint area, and the temperatures required for welding and the adjacent layer of metal with high plasticity are deformed to create a mushroom-shaped thickness at the base of the web material. It is formed. Thus, insufficient penetration of the edges of weld joints and other defects are removed from the thickness of the web stock, which may be removed mechanically if desired. When carrying out the invention, the flange blank can simply be bent appropriately at a constant radius within the welding zone from the joint where the current is supplied to the flange blank to the confluence of the picture elements.
というのは、この様にすれば、曲げに費される変形エネ
ルギが最低となり、これは技術的な観点から最も実行し
易い技術だからである。これと共に、フランジ素材のこ
の半径・対・厚みの比を少なくとも50に確保すること
が望ましい。この場合、残留溶接ストレスのレベル及び
溶接後の部片の残留曲率は低くされる。本発明の方法は
、通電導体に電気的に関与した高周波電源を備え、上記
通電導体は締め付けロールが作用するフランジ素材及び
ウエブ素材の互いに引き離されている端へ高周波電流を
流す接点チツプを有し、上記ロールの回転軸はウエブ素
材に垂直な平面内にあり、そして更に、フランジ素材に
起電力を誘起する装置を備えている様な装置において、
本発明により、フランジ素材に作用する上記締め付けロ
ールに対してギヤツプを有する様に設定されたテンシヨ
ンロールを更に備え、上記ギヤツプは上記両ロール間に
フランジ素材を通すに充分なものであり、そして更に、
ウエブ素材に付加的な起電力を誘起する装置が、上記締
め付けロールと、ウエブ素材に電流を供給する導体の接
点チツプとの間に配置され、フランジ素材に起電力を誘
起する上記装置は、フランジ素材に作用する締め付けロ
ールの外面に対して等距離で且つウエブ素材に対向して
配置された通電バスバ一の形態に作られることを特徴と
する装置によつて達成される。高周波加熱の質及びその
安定性は主として加熱される画素材の合流V字角が、一
定であることに基くものであるから、この様な技術的解
決策により、溶接のための加熱の質を実質的に改善する
ことができる。This is because in this way the deformation energy expended in bending is the lowest and this is the easiest technique to implement from a technical point of view. Along with this, it is desirable to ensure that this radius-to-thickness ratio of the flange material is at least 50. In this case, the level of residual weld stress and the residual curvature of the parts after welding are reduced. The method of the invention comprises a high-frequency power supply electrically connected to a current-carrying conductor, said current-carrying conductor having contact tips for passing a high-frequency current to the mutually separated ends of the flange material and web material on which the clamping roll acts. , the rotational axis of the roll is in a plane perpendicular to the web material, and the apparatus is further provided with a device for inducing an electromotive force in the flange material,
The invention further comprises a tension roll configured to have a gap with respect to the tightening roll acting on the flange material, the gap being sufficient to pass the flange material between the rolls, and Furthermore,
A device for inducing an additional electromotive force in the web material is disposed between the clamping roll and a contact tip of a conductor that supplies current to the web material, and the device for inducing an electromotive force in the flange material This is achieved by a device characterized in that it is made in the form of a current-carrying busbar, which is arranged opposite the web material and equidistant to the outer surface of the clamping roll acting on the material. Since the quality and stability of high-frequency heating is mainly based on the constant V-shaped convergence angle of the heated image material, such technical solutions can improve the quality of heating for welding. can be substantially improved.
本発明を用いると、フランジ素材はこれに作用する締め
付けロールの形状と同じになるから、合流角を必ず一定
にすることができる。その上、ウエブ素材の側面に付加
的な起電力を誘起する装置を用いることにより、ウエブ
素材へ電流を供給する接点部を締め付けロールから本質
的に離れたところに配置することができ、それによりウ
エブ素材の位置を安定化するユニツトに対して信頼性の
ある構造を案出することができ、且つ溶接装置の全体的
な効率を増加することができる。又、フランジ素材に起
電力を誘起する装置によるブレークダウンがなくなるこ
とによつても本装置の高い耐久性及び効率が確保され、
フランジ素材に起電力を誘起する装置は常にフランジ素
材に対してギヤツプが確保される様にして配置される。
本発明の別の特徴は、フランジ素材へ電流を供給する接
点部から画素材の合流点までの溶接ゾーンにおいてフラ
ンジ素材を単純に一定の半径で適当に曲げられるという
ことで゛ある。When the present invention is used, the flange material has the same shape as the tightening roll acting on it, so the convergence angle can always be kept constant. Furthermore, by using devices that induce additional emfs on the sides of the web material, the contacts supplying the current to the web material can be located essentially remote from the clamping rolls, thereby A reliable structure can be devised for the unit that stabilizes the position of the web material and the overall efficiency of the welding equipment can be increased. In addition, high durability and efficiency of this device are ensured by eliminating breakdown caused by the device that induces electromotive force in the flange material.
The device for inducing an electromotive force in the flange material is always arranged so that a gap is maintained with respect to the flange material.
Another feature of the present invention is that the flange blank can be simply bent to an appropriate radius in the welding zone from the point of contact supplying current to the flange blank to the meeting point of the picture blank.
この様な解決策によれば、フランジ素材を曲げるために
費される変形エネルギが最低限しか必要とされず、そし
てこれは技術的な観点から最も実施し易い解決策である
。With such a solution, only a minimum amount of deformation energy is required for bending the flange blank, and this is the solution that is easiest to implement from a technical point of view.
更に、本発明は、高周波溶接装置において、ウエブ素材
に付加的な起電力を誘起する装置が起電力誘起線の形態
で作られ、そのl端は高周波電源に接続されそしてその
他端はウエブ素材へ電流を供給する導体に接続され、こ
の起電力誘起線の作用面はウエブ素材の側面に向けられ
そしてそれに対して平行に配置される。Furthermore, the present invention provides a high-frequency welding device in which a device for inducing an additional electromotive force on the web material is made in the form of an electromotive force induction wire, one end of which is connected to a high-frequency power source and the other end is connected to the web material. Connected to a conductor supplying a current, the active surface of this electromotive force-inducing wire is directed towards the side of the web material and is arranged parallel thereto.
この様な技術的解決策によれば、電流供給系の構造が簡
単化され、そしてウエブ素材の加熱程度を変える際の作
動効率が改善される。Such a technical solution simplifies the structure of the current supply system and improves the operating efficiency when varying the degree of heating of the web material.
第1図を参照し、フランジ素材とウエブ素材を高周波電
流溶接する本発明の方法を以下に述べる。Referring to FIG. 1, the method of the present invention for high-frequency current welding of a flange material and a web material will be described below.
出来上がる部片の所望の幾何学寸法に基いて、所要の巾
及び長さの2つのシート素材が用意される。Based on the desired geometric dimensions of the resulting piece, two sheet materials of the required width and length are prepared.
H字型の部片の様な3素子部片の場合には、3個の素材
が各々用意される。説明を簡略化するため、技術の類似
性を考慮に入れ、T字形又は山形の2素子部片を溶接す
る好ましい実施例について本発明の要旨を以下に述べる
。素材の1方を以下フランジ素材1と称し、そして第2
の素材を以下ウエブ素材2と称することにする。画素材
1及び2はそれらの前端各々3及び4が合流点C(もつ
と厳密に云えば合流線)で出合う (矢印A及び;Bに
沿つた移動方向に)まで徐々に寄せ合う様にされる。こ
の場合、フランジ素材1は先ず初め該素材1の内面Dに
作用する分布荷重Q,を付与することによつて或る方向
に丸く曲げられ、そしてフランジ素材1の外面Eに作用
する分布荷重Q,を付)与することによつて逆方向に曲
げられる。次いで高周波電源9から供給される高周波電
流が各々の接点部7及び8を介して素材1及び2の互い
に引き離されている他端5及び6に各々流される(電流
経路は矢印付きの破線〃a〃で示されてい:る)。フラ
ンジ素材1の所要の曲げ形状を得るため、所望の引張り
状態を確保する張力N1及びN,が、荷重Q,及びQ,
の付与と同時にその端3及び5に与えられる。フランジ
素材1の加熱領域10において矢印〃a〃に沿つて流れ
る電流の集中性を?高めるため、素材1に起電力を誘起
することによつて加熱の程度が変えられる。この起電力
は高周波電源11から加熱領域10の付近に流される電
流(電流経路は矢印付き破線〃b〃で示されている)に
よつてフランジ素材1の内面Dに誘起される。この場合
、矢印〃a〃及び〃b〃 !lに沿つて流れる電流は逆
位相である。それと同時に、電流〃a〃をウエブ素材2
のエツジ]2に分布させる様に働く付加的な起電力がウ
エブ素材2の側面Fに誘起される。これはエツジ12の
過熱を除去し易くしそしてそこに最適な変形領域を形成
し易くする。上記付加的な起電力は高周波電源13から
側面Fの付近に矢印〃C〃の方向に流れる電流によつて
側面Fに誘起される。電流〃C〃と〃a〃は逆位相であ
る。従つて素材1及び2は等しい溶接温度へー様に加熱
される。次いで、加熱された領域は点Cにおいて所要の
力Pで一緒にプレスされる。さて第2図を参照すれば、
本発明の高周波溶接法の変形態様が示されており、この
場合は矢印〃a〃に沿つて流れる電流が接点部7を経て
フランジ素材1へ与えられる点14から画素材1,2の
合流点Cまでの溶接ゾーンにおいてフランジ素材1が単
純に一定の半径RcOnstで曲げられる。In the case of a three-element piece, such as an H-shaped piece, three pieces of material are each prepared. For simplicity of explanation, and taking into account the similarities of the techniques, the present invention will be summarized below for a preferred embodiment of welding a T-shaped or chevron-shaped two-element piece. One of the materials is hereinafter referred to as flange material 1, and the second
The material will be hereinafter referred to as web material 2. The picture materials 1 and 2 are gradually brought together (in the direction of movement along arrows A and ; Ru. In this case, the flange material 1 is first bent round in a certain direction by applying a distributed load Q, acting on the inner surface D of the material 1, and then a distributed load Q acting on the outer surface E of the flange material 1. , is bent in the opposite direction. Next, a high-frequency current supplied from the high-frequency power source 9 is passed through the respective contact portions 7 and 8 to the other ends 5 and 6 of the materials 1 and 2, which are separated from each other (the current path is indicated by a broken line with an arrow). (indicated by 〃). In order to obtain the required bending shape of the flange material 1, the tensions N1 and N, which ensure the desired tensile state, are equal to the loads Q and Q,
is applied to its ends 3 and 5 simultaneously with the application of . What is the concentration of the current flowing along the arrow "a" in the heating region 10 of the flange material 1? In order to increase the heating, the degree of heating can be varied by inducing an electromotive force in the material 1. This electromotive force is induced on the inner surface D of the flange material 1 by a current flowing from the high frequency power source 11 to the vicinity of the heating region 10 (the current path is indicated by a broken line with an arrow b). In this case, arrows 〃a〃 and 〃b〃! The currents flowing along l are in antiphase. At the same time, the current 〃a〃 is applied to the web material 2.
An additional electromotive force is induced on the side surface F of the web material 2 so as to be distributed over the edges of the web material 2. This facilitates removing overheating of the edge 12 and creating an optimal deformation zone there. The additional electromotive force is induced on the side surface F by a current flowing from the high frequency power source 13 near the side surface F in the direction of arrow C. Currents [C] and [a] have opposite phases. Materials 1 and 2 are thus heated to equal welding temperatures. The heated areas are then pressed together at point C with the required force P. Now, if you refer to Figure 2,
A modification of the high-frequency welding method of the present invention is shown, in which the current flowing along the arrow "a" is applied to the flange material 1 via the contact portion 7 from the point 14 to the junction of the image materials 1 and 2. In the welding zone up to C, the flange blank 1 is simply bent with a constant radius RcOnst.
この半径R・対・フランジ素材1の厚みの比の値は一般
的に50より大きい。フランジ素材とウエブ素材を高周
波溶接するための第3図に示された装置は、画素材1及
び2の端3及び4に作用する締め付けロール]5及び]
6を備えており、これらロールの回転軸は相互に平行で
あり、そしてウエブ素材2の面に垂直な平面内にある。The value of this ratio of radius R to the thickness of flange blank 1 is generally greater than 50. The apparatus shown in FIG. 3 for high-frequency welding of flange blanks and web blanks includes clamping rolls 5 and 4 acting on edges 3 and 4 of picture blanks 1 and 2.
6, the axes of rotation of these rolls are parallel to each other and in a plane perpendicular to the plane of the web material 2.
T字形又は山形の2素子部片が溶接される場合には、締
め付けロール15はフランジ素材1の端3に直接作用し
そして締め付けロール16はウエブ素材2の端4に作用
する。高周波溶接装置は、交換可能な接点チツプ7及び
8に電気的に関与した高周波電源17を備え、上記接点
チツプは締め付けロール15及び16が作用するフラン
ジ素材1及びウエブ素材2の互いに引き離されている端
5及び6に高周波電流を送る。If T-shaped or chevron-shaped two-element pieces are to be welded, the clamping roll 15 acts directly on the end 3 of the flange blank 1 and the clamping roll 16 acts on the end 4 of the web blank 2. The high-frequency welding device comprises a high-frequency power source 17 electrically connected to replaceable contact tips 7 and 8, which are separated from each other in the flange blank 1 and the web blank 2 on which clamping rolls 15 and 16 act. A high frequency current is sent to ends 5 and 6.
本発明のここに提案した装置においては、上記電源17
が全電源9,11及び13の機能を果たす。それにより
、これら電源の作動中の調整及び素材の加熱の制御が実
質的に簡単化される。電源17は固定の通電導体18及
び19並びに可動の通電導体22及び23を経て接点チ
ツプ7及び8と電気的に関与され、可動の通電導体22
及び23はピン20及び21を介して固定の通電導体1
8及び19に各々枢着されそして交換可能な接点チツプ
7及び8で各々終わる。固定の通電導体18はフランジ
素材1へ高周波電流を流す様に構成されそしてバスバ一
24を介して電源17へ接続されている。更に、本高周
波溶接装置はフランジ素材1に起電力を誘起する装置を
備えている。In the device proposed herein, the power source 17
performs the functions of all power supplies 9, 11 and 13. Thereby, the adjustment during operation of these power supplies and the control of the heating of the material is substantially simplified. The power source 17 is electrically connected to the contact chips 7 and 8 via fixed current-carrying conductors 18 and 19 and movable current-carrying conductors 22 and 23;
and 23 are fixed current-carrying conductors 1 via pins 20 and 21.
8 and 19 respectively and terminate in replaceable contact tips 7 and 8, respectively. The fixed current-carrying conductor 18 is configured to pass a high frequency current to the flange material 1 and is connected to the power source 17 via a bus bar 24. Furthermore, this high-frequency welding device is equipped with a device that induces an electromotive force in the flange material 1.
本発明によれば、締め付けロール15の側にテンシヨン
ロール25(第3図)が固定される。このテンシヨンロ
ール25及び締め付けロール15はこれらの間にフラン
ジ素材1を通すに充分なギヤツプdを持つ様に設置され
る。2重T字形、チヤンネル形等の3素子部片を溶接す
るためには、締め付けロール16の側に設置されてテン
シヨンロール25と同様に構成された第2のテンシヨン
ロールが本装置に設けられる。According to the invention, a tension roll 25 (FIG. 3) is fixed to the side of the tightening roll 15. The tension roll 25 and the tightening roll 15 are installed so as to have a gap d sufficient to pass the flange material 1 between them. In order to weld three-element pieces such as a double T-shape or a channel-shape, a second tension roll installed on the side of the tightening roll 16 and configured similarly to the tension roll 25 is provided in this device. It will be done.
この場合、締め付けロール16は第2のフランジ素材に
も作用する。図示簡略化のため、第3図には、2素子部
片を溶接するのに用いられる装置の実施例が示されてい
る。ウエブ素材2の位置を安定化するロール26が締め
付けロール]5と]6との間にマウントされる。In this case, the tightening roll 16 also acts on the second flange material. For simplicity of illustration, FIG. 3 shows an embodiment of the apparatus used to weld two-element pieces. A roll 26 that stabilizes the position of the web material 2 is mounted between the clamping rolls ]5 and ]6.
締め付けロール]5及び16並びにこの位置安定化ロー
ル26には、これらの間の距離を調整する機構が設けら
れており、この機構は素材のサイズに基いてこの距離を
変えられる様にする。又、本装置の設計では、締め付け
ロール15及び16に対して横方向に位置安定化ロール
26の相互配置を変える機構も意図される。本発明によ
る高周波溶接装置には、ウエブ素材2に付加的な起電力
を誘起する装置が設けられ、この装置はウエブ素材2へ
電流を供給する通電導体23の接点チツプ8と、締め付
けロール15及び16との間で、ウエブ素材2の側面F
に沿つて配置される。The clamping rolls 5 and 16 and the position stabilizing roll 26 are provided with a mechanism for adjusting the distance between them, which allows this distance to be varied based on the size of the material. The design of the device also contemplates a mechanism for varying the relative positioning of the stabilizing rolls 26 laterally with respect to the clamping rolls 15 and 16. The high-frequency welding device according to the invention is provided with a device for inducing an additional electromotive force in the web material 2, and this device connects the contact tip 8 of the current-carrying conductor 23 that supplies current to the web material 2, the clamping roll 15 and 16, the side surface F of the web material 2
placed along the
この装置は実際には水冷式の起電力誘起線27である。
締め付けロール15及び16に隣接したこの起電力誘起
線27の端Gは高周波電源17へ直結され、そしてもう
1方の端Hはウエブ素材2へ電流を供給する固定の通電
導体19に接続される。起電力誘起線27は、その作用
面J(第4図)がウエブ素材2の側面Fを向き、該側面
に平行に延び且つ該側面から或る距離〃e〃に離間され
る様にマウントされる。フランジ素材1に起電力を誘起
する装置をなす通電バスバ一28がバスバ一24と締め
付けロール15との間に固定されている。This device is actually a water-cooled electromotive force induction line 27.
The end G of this electromotive force-inducing wire 27 adjacent to the clamping rolls 15 and 16 is directly connected to a high-frequency power source 17, and the other end H is connected to a fixed current-carrying conductor 19 that supplies current to the web material 2. . The electromotive force-inducing wire 27 is mounted so that its acting surface J (FIG. 4) faces the side surface F of the web material 2, extends parallel to the side surface, and is spaced a certain distance e from the side surface. Ru. An energizing bus bar 28 serving as a device for inducing an electromotive force in the flange material 1 is fixed between the bus bar 24 and the tightening roll 15.
このバスバ一28は所要のギヤツプ〃 f〃 (第5図
)を持つ様に締め付けロール]5の外面に対して等距離
に設置される。バスバ一28の作用面Kはウエブ素材2
のエツジ]2に対向して配置される。更に、本高周波溶
接装置は、溶接プロセス中に画素材をプレスする動力要
素と、冷却液体を付与及び取り入れるシステムと、摩擦
部分を潤滑するシステムと、本装置を機能させるために
必要とされるその他の手段とを備えているが、これらは
図示されていない。This bus bar 28 is installed equidistantly from the outer surface of the tightening roll 5 so as to have the required gap f (FIG. 5). The working surface K of the bus bar 1 28 is the web material 2
edge] 2. In addition, the high-frequency welding device includes a power element for pressing the image material during the welding process, a system for applying and taking in cooling liquid, a system for lubricating friction parts, and other components required for the functioning of the device. means, but these are not shown.
素材を高周波溶接する本発明の装置は次の様に作動する
。The apparatus of the present invention for high frequency welding of materials operates as follows.
溶接さるべき素材1及び2が本装置に送らる。Materials 1 and 2 to be welded are sent to the device.
ウエブ素材2は接点チツプ8及び起電力誘起線27の下
を通され、そして位置安定化ロール26間に導入される
。調整機構により、これらの位置安定化ロール26はウ
エブ素材2に接触する様になるまで互いに寄せ合わされ
る。フランジ素材1はテンシヨンロール25にのせられ
、該ロールのまわりで曲げられ、そしてテンシヨンロー
ル25と締め付けロール15との間のギヤツプ〃d〃へ
通される。更に、接点チツプ7が押し出されそしてフラ
ンジ素材1は逆方向に曲げられながらこの接点チツプ7
及びバスバ一8の下を通される。次いでフランジ素材1
の送りが続けられ、そしてフランジ素材1は締め付けロ
ール15に対して曲げられつつ徐々にこのロールを取り
巻く様にされ、そして更に送られてフランジ素材1の前
端3がウエブ素材2と接触状態になる。その後、画素材
はそれらの端が締め付けロール15及び]6を越える様
にそれらの送り方向に一緒に送られる。その後の加熱の
際に画素材の高質の接合を確保するために、これら素材
には所要の張力が付与され、そして所要の溶着力が締め
付けロール15及び16に付与される。素材送り機構及
び高周波電源17がオンにスイツチされる。或る一定の
時間に、高周波電源17(第3図)からバスバ一24及
び通電導体18,20を経て矢印〃a〃 (第1図)に
沿って流れる電流が接点チツプ7によつてフランジ素材
1の面Dへ与えられる。そこから先へ矢印〃a〃に沿つ
て流れる電流は、バスバ一28に流れる電流(矢印〃b
〃で示す)との相互作用に左右される。The web material 2 is passed under the contact tip 8 and the electromotive force induction wire 27 and introduced between the position stabilizing rolls 26. An adjustment mechanism brings these position stabilizing rolls 26 together until they come into contact with the web material 2. The flange blank 1 is placed on the tension roll 25, bent around the roll, and passed into the gap d between the tension roll 25 and the tightening roll 15. Further, the contact tip 7 is pushed out, and the flange material 1 is bent in the opposite direction while the contact tip 7 is pushed out.
and passes under the bus bar 18. Next, flange material 1
continues to be fed, and the flange material 1 is bent against the tightening roll 15 so as to gradually surround this roll, and is further fed so that the front end 3 of the flange material 1 is in contact with the web material 2. . Thereafter, the picture materials are fed together in their feeding direction so that their ends pass over the clamping rolls 15 and ]6. In order to ensure a high-quality bonding of the picture materials during subsequent heating, the required tension is applied to these materials and the required welding force is applied to the clamping rolls 15 and 16. The material feed mechanism and high frequency power source 17 are switched on. At a certain period of time, a current flowing from the high-frequency power source 17 (FIG. 3) through the bus bar 24 and the current-carrying conductors 18, 20 along the arrow "a" (FIG. 1) is applied to the flange material by the contact chip 7. given to side D of 1. The current flowing from there along the arrow a is the current flowing to the bus bar 28 (arrow b
It depends on the interaction with (denoted by ).
フランジ素材1の表面に起電力を誘起する装置をなすバ
スバ一28(例えば、矢印〃a〃に沿つて流れる電流と
誘導結合される短絡巻回の形態で作られる)においては
、矢印〃b〃に沿つて流れる電流が矢印〃a〃に沿つて
流れる電流と逆位相である。矢印〃a〃及び〃b〃に沿
つて互いに逆方向に流れる電流の〃ふち取り効果〃によ
り、矢印〃a〃に沿つて流れる電流はフランジ素材1の
表面D上の狭い加熱領域10に集中される。この表面D
上の加熱領域10の位置はフランジ素材1に対するバス
バ一28の位置によつて決定される。バスバ一28はウ
エブ素材2のエツジ12に厳密に対向して設置されてい
るので、表面D上の集中加熱領域10の位置はウエブ素
材2のエツジ12の次の溶接ゾーンに厳密に相当する。
矢印〃a〃に沿つてフランジ素材1に流れた電流は画素
材1及び2が接触する点Cへ流れそしてウエブ素材2へ
と流れる。矢印〃a〃に沿つてウエブ素材2に流れる電
流の性質は多数のフアクタによつて決定される。点Cか
ら起電力誘起線27の作用領域までの区分においては、
電流の性質を決定するフアクタは、矢印〃a〃に沿つて
フランジ素材1に流れる逆向き電流による〃ふち取り効
果〃と、高周波電源17から流れる高周波電流の〃表皮
効果〃とである。この区分では、ウエブ素材2のエツジ
12の強力な加熱が生じる。ウエブ素材2の側面に付加
的な起電力を誘起する装置、即ち起電力誘起線27、の
作用領域においては、矢印〃a〃に沿つて流れる電流の
性質が、矢印〃C〃に沿つてこの起電力誘起線27に流
れる電流との相互作用によつて決定される。これらの電
流〃a〃及び〃C〃は逆位相であるので、それらの相互
作用により、矢印〃a〃に沿つてウエブ素材2に流れる
電流の1部がウエブ素材2のエツジ12からその側面F
へと移行されることになる。次いで矢印〃a〃に沿つて
流れる電流は接点チツプ8を経、ピン21で互いに枢着
された可動の通電導体23及び固定の通電導体19を経
、そして起電力誘起線27を経て矢印〃C〃の方向に流
れ、そして高周波電源17へと流れる。矢印〃a〃に沿
つた溶接電流の上記した流れ及び分布は素材1及び2が
合流点Cに接近する時に常に絶え間なく生じ、それによ
り高質の接合を得るに要する温度状態で画素材が溶接点
へ進められる様にする。本装置の動力要素(例えば液圧
シリンダ)によつて締め付けロール15及び16へ伝達
される力Pにより画素材1及び2がプレスされて溶接接
合部が形成される。加熱された素材1及び2がプレスさ
れる時は位置安定化ロール26がウエブ素材2を常時支
持し、ウエブ素材2の縦方向の安定性が失なわれない様
にする。溶接シームによつて接合された素材1及び2は
本装置から出て来た際にフランジーウエブ型の1つの部
片となり、これは次いで更に別の処理のために送られる
。公知方法及び装置に比べて、本発明を用いた場合には
、特に薄肉、小型部片並びに溶接しにくい材料で作られ
た部片の高周波溶接の安定性及び質を実質的に改善する
ことができる。In the bus bar 28 (for example, made in the form of a short-circuit winding that is inductively coupled to the current flowing along the arrow "a"), which constitutes a device that induces an electromotive force on the surface of the flange material 1, the arrow "b" The current flowing along the arrow "a" is in opposite phase to the current flowing along the arrow "a". Due to the "fringing effect" of the currents flowing in opposite directions along the arrows "a" and "b", the currents flowing along the arrows "a" are concentrated in the narrow heating area 10 on the surface D of the flange material 1. Ru. This surface D
The position of the upper heating area 10 is determined by the position of the bus bar 28 relative to the flange blank 1. Since the bus bar 28 is placed exactly opposite the edge 12 of the web material 2, the position of the concentrated heating area 10 on the surface D corresponds exactly to the next welding zone of the edge 12 of the web material 2.
The current flowing through the flange material 1 along the arrow "a" flows to a point C where the picture materials 1 and 2 are in contact, and then to the web material 2. The nature of the current flowing through the web material 2 along arrow "a" is determined by a number of factors. In the section from point C to the area of action of the electromotive force induction line 27,
The factors that determine the properties of the current are the "edging effect" caused by the reverse current flowing through the flange material 1 along the arrow "a" and the "skin effect" of the high frequency current flowing from the high frequency power source 17. In this section, a strong heating of the edges 12 of the web material 2 occurs. In the area of action of the device for inducing an additional electromotive force on the side surface of the web material 2, i.e. the electromotive force induction line 27, the nature of the current flowing along the arrow "a" is similar to that of the current flowing along the arrow "C". It is determined by the interaction with the current flowing through the electromotive force induction line 27. Since these currents 〃a〃 and 〃C》 are in opposite phase, their interaction causes a part of the current flowing in the web material 2 along the arrow 〃a〉 to be transferred from the edge 12 of the web material 2 to its side surface F.
will be moved to. Next, the current flowing along the arrow "a" passes through the contact chip 8, through the movable current-carrying conductor 23 and the fixed current-carrying conductor 19, which are pivotally connected to each other by a pin 21, and through the electromotive force induction line 27 to the arrow "C". 〃 direction, and then flows to the high frequency power source 17. The above-described flow and distribution of the welding current along the arrow "a" occurs continuously whenever the materials 1 and 2 approach the confluence point C, so that the materials are welded at the temperature conditions required to obtain a high quality joint. Make it possible to advance to the point. A force P transmitted by a power element of the device (for example a hydraulic cylinder) to the clamping rolls 15 and 16 presses the picture elements 1 and 2 to form a welded joint. When the heated materials 1 and 2 are pressed, the position stabilizing roll 26 always supports the web material 2 so that the longitudinal stability of the web material 2 is not lost. The blanks 1 and 2, joined by the welded seam, emerge from the device in one piece in the form of a flange web, which is then sent for further processing. Compared to known methods and devices, the stability and quality of high-frequency welding, especially of thin-walled, small-sized parts and parts made of difficult-to-weld materials, can be substantially improved using the present invention. can.
それに加えて、装置の保守が簡単化され、然もその作動
の信頼性が高められる。In addition, the maintenance of the device is simplified and the reliability of its operation is increased.
第1図はフランジ型素材とウエブ型素材を高周波溶接す
る本発明の方法により、フランジ素材がウエブ素材に接
触するまでフランジ素材を曲げることによつて溶接さる
べき画素材の1端を寄せ合わせ、そして接点部を経て上
記画素材の他端へ高周波電流を供給する作動を示した概
略図、第2図は本発明によりフランジ素材を一定の半径
で曲げるところを示した概略図、第3図はフランジ素材
とウエブ素材を高周波溶接する本発明による装置の縦断
面図、第4図は第3図のIV−1V線に沿った断面図、
そして第5図は第3図のV−V線に沿つた断面図である
。
1 ・・・フランジ素材、2・・・ウエブ素材、C・・
・画素材の合流点、8 ・・・接点チツプ、F・・・素
材の側面、15,16・・・締め付けロール、] 7・
・・電源、19,23・・・通電導体、25・・・テン
シヨンロール、d・・・ギヤツプ、27・・・起電力誘
起線、J・・・起電力誘起線の作用面、28・・・通電
バスバ一、G,H・・・起電力誘起線の端。FIG. 1 shows the method of the present invention for high-frequency welding a flange-type material and a web-type material, in which one end of the picture material to be welded is brought together by bending the flange material until the flange material contacts the web material. FIG. 2 is a schematic diagram showing the operation of supplying a high-frequency current to the other end of the picture material through the contact portion, FIG. A vertical cross-sectional view of the apparatus according to the present invention for high-frequency welding a flange material and a web material, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-1V in FIG. 3,
FIG. 5 is a sectional view taken along the line V--V in FIG. 3. 1...Flange material, 2...Web material, C...
・Confluence point of image materials, 8...Contact chip, F...Side surface of material, 15, 16...Tightening roll,] 7.
... Power source, 19, 23... Current-carrying conductor, 25... Tension roll, d... Gap, 27... Electromotive force induced line, J... Action surface of electromotive force induced line, 28... ... Current-carrying bus bar, G, H ... End of electromotive force induced wire.
Claims (1)
るまでフランジ素材を曲げることによつて両素材の1端
を寄せ合わせ、両素材が互いに引き離されている方の他
端へ接点部を通して高周波電流を流し、両素材を加熱及
びプレスし、フランジ素材に起電力を誘起することによ
り両素材の加熱の程度を変える様な、フランジ素材とウ
ェブ素材を高周波溶接する方法において、方向を色々に
変えて上記フランジ素材1を丸く曲げ、そして上記フラ
ンジ素材1に起電力を誘起するのと同時に上記ウェブ素
材2にもその側面Fに付加的な起電力を誘起することを
特徴とする方法。 2 上記フランジ素材1へ電流を供給する接点部から上
記両素材1、2の合流点Cまでの溶接ゾーンで上記フラ
ンジ素材1を単純に一定の半径Rで曲げる特許請求の範
囲第1項に記載の方法。 3 通電導体に電気的に関与する高周波電源を備え、上
記通電導体には、締め付けロールが作用するフランジ素
材及びウェブ素材の互いに引き離されている端へ高周波
電流を流す接点チップが設けられ、上記締め付けロール
の回転軸はウェブ素材に垂直な平面内にあり、そして更
に、フランジ素材に起電力を誘起する装置を備えている
様な、フランジ素材とウェブ素材とを高周波溶接する装
置において、上記フランジ素材1に作用する上記締め付
けロール15に対してギャップdを有する様にして設置
されたテンションロール25を備え、上記ギャップはこ
れらロール15及び25間にフランジ素材1を通すに充
分なものであり、そして更に、上記ウェブ素材2に付加
的な起電力を誘起する装置が、上記締め付けロール15
及び16と、上記ウェブ素材2へ電流を供給する導体2
3の接点チップ8との間に配置され、フランジ素材1に
起電力を誘起する上記装置は、フランジ素材1に作用す
る締め付けロール15の外面に対して等距離で且つウェ
ブ素材2に対向して配置された通電バスバー28の形態
に作られることを特徴とする装置。 4 ウェブ素材2に付加的な起電力を誘起する上記装置
は本質的に起電力誘起線27であり、その1端Gは高周
波電源17へ接続されそしてその他端Hはウェブ素材2
へ電流を供給する導体19へ接続され、上記起電力誘起
線27の作用面Jは上記ウェブ素材2の側面Fに向けら
れ且つそれに対して平行に配置される特許請求の範囲第
3項に記載の装置。[Claims] 1. Bring one end of both materials together by bending the flange material until it contacts the web material at the confluence point, and then bring the two materials together at the other end where they are separated from each other at the contact point. A method of high-frequency welding the flange material and web material, in which a high-frequency current is passed through the flange material to heat and press both materials, and the degree of heating of both materials is varied by inducing an electromotive force in the flange material. A method characterized in that the flange material 1 is bent round in various ways, and at the same time as an electromotive force is induced in the flange material 1, an additional electromotive force is induced in the web material 2 on its side face F. . 2. According to claim 1, the flange material 1 is simply bent at a constant radius R in the welding zone from the contact part that supplies current to the flange material 1 to the confluence C of the two materials 1 and 2. the method of. 3. A high-frequency power source electrically connected to the current-carrying conductor is provided, and the current-carrying conductor is provided with a contact chip that causes a high-frequency current to flow to the mutually separated ends of the flange material and the web material on which the tightening roll acts, In an apparatus for high-frequency welding a flange material and a web material, the axis of rotation of the roll is in a plane perpendicular to the web material, and the flange material a tension roll 25 installed with a gap d relative to the tightening roll 15 acting on the tension roll 15, the gap being sufficient to allow the flange material 1 to pass between these rolls 15 and 25; Further, a device for inducing an additional electromotive force in the web material 2 is connected to the tightening roll 15.
and 16, and a conductor 2 for supplying current to the web material 2.
3 and the device for inducing an electromotive force in the flange material 1 is located equidistant from the outer surface of the tightening roll 15 acting on the flange material 1 and facing the web material 2. A device characterized in that it is made in the form of an energized busbar 28 arranged. 4 The above device for inducing an additional emf in the web material 2 is essentially an emf inducing wire 27, one end G of which is connected to the high frequency power source 17 and the other end H of which is connected to the web material 2.
according to claim 3, in which the active surface J of the electromotive force-inducing wire 27 is directed towards the side surface F of the web material 2 and is arranged parallel thereto. equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17305680A JPS5950427B2 (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Method and device for high-frequency welding flange material and web material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17305680A JPS5950427B2 (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Method and device for high-frequency welding flange material and web material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5797882A JPS5797882A (en) | 1982-06-17 |
| JPS5950427B2 true JPS5950427B2 (en) | 1984-12-08 |
Family
ID=15953394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17305680A Expired JPS5950427B2 (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Method and device for high-frequency welding flange material and web material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950427B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013533117A (en) * | 2010-06-08 | 2013-08-22 | アルストム テクノロジー リミテッド | How to attach protective coverings to pipes and tubes |
| WO2018135132A1 (en) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社シマノ | Surface decoration structure provided with silver mirror film layer and method for forming same |
| KR20190131478A (en) | 2017-01-18 | 2019-11-26 | 가부시키가이샤 시마노 | Surface decoration structure provided with silver film layer, and its formation method |
-
1980
- 1980-12-08 JP JP17305680A patent/JPS5950427B2/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013533117A (en) * | 2010-06-08 | 2013-08-22 | アルストム テクノロジー リミテッド | How to attach protective coverings to pipes and tubes |
| WO2018135132A1 (en) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社シマノ | Surface decoration structure provided with silver mirror film layer and method for forming same |
| KR20190131478A (en) | 2017-01-18 | 2019-11-26 | 가부시키가이샤 시마노 | Surface decoration structure provided with silver film layer, and its formation method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5797882A (en) | 1982-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4197441A (en) | High frequency induction welding with return current paths on surfaces to be heated | |
| KR100310120B1 (en) | Continuous hot finishing rolling method of steel strip and its device | |
| US5676862A (en) | Electric resistance welder having capability of consistent seam welding and heat-treating | |
| KR960700829A (en) | Metal piece joining method and joining device | |
| CN111094600B (en) | Direct resistance heating apparatus, direct resistance heating method, heating apparatus, heating method, and hot press molding method | |
| US2672544A (en) | Apparatus for welding by means of electromagnetic induction heating | |
| US2938993A (en) | High frequency electrical welding | |
| US3015018A (en) | Heating apparatus | |
| JPS5950427B2 (en) | Method and device for high-frequency welding flange material and web material | |
| US3004136A (en) | Welding, proximity effect by phase control | |
| JP2981159B2 (en) | Strip plate induction heating device | |
| US2818488A (en) | Tube welding | |
| US2761939A (en) | Apparatus for welding by means of electromagnetic induction heating | |
| EP0711218B1 (en) | An apparatus for fusing two workpieces produced from sheet metal | |
| US4081648A (en) | High frequency in-line, electrical welding apparatus for small diameter metal tubing | |
| JPS62234679A (en) | Butt welding method for plate and equipment therefor | |
| US6037556A (en) | High frequency contact welding apparatus with skewed contacts | |
| JP3556061B2 (en) | Open pipe edge preheating device | |
| JPS6397373A (en) | Method and device for welding high frequency electric welded pipe | |
| KR20070030229A (en) | Improved welding of hollow flanged members | |
| CA2349628C (en) | High frequency contact welding apparatus with skewed contacts | |
| JP2726748B2 (en) | High frequency welding of rolled material | |
| JPH04288912A (en) | Joining method of steel billets during hot rolling | |
| JPS61253178A (en) | High speed joining method for steel plate | |
| JPH0489109A (en) | Method for joining billets in hot rolling |