JPS6149034B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気抵抗縫合自動溶接機（以下溶接
機と略称する）を用いて缶詰用缶胴となる中空円
筒体の側面重合部を縫合溶接する方法の改良に関
する。

上記溶接機による溶接法は周知であるが、念の
ため第１図を利用して説明すると、先づ所定の大
きさに切断した薄金属板片を、その積重ね個所１
から１枚づつ引き出し、水平支持腕２を取り捲く
中空円筒体Ａ（２点鎖線で表示）を作る。この支
持腕２に沿つて中空円筒体は第１図の左から右方
向に進行させられる。支持腕の右端には下部電極
線案内部品３が設けられており、該下部電極線案
内部品３は水平支持腕２に直交し該腕に固定され
ている水平固定軸４と該軸４のまわりに回転自在
に装着されている下部電極線支持ロール５とから
なる。下部電極線案内部品３の真上には、水平固
定軸４と平行な水平回転軸１１と、該軸に装着さ
れ、該軸１１と共に回転する上部電極線支持ロー
ル１０とからなる上部電極線案内部品１２が設け
てある。

下部電極線６は水平支持腕２に沿つてその下側
を面の左から右に向つて進み支持ロール５の周面
をまわつて、再び支持腕２の下側を通り左方に戻
る。上部電極線１４は、案内ロール１３を経て上
部電極線支持ロール１０の周面をまわつて図の左
方に戻る。而して上部電極線１４は該支持ロール
１０によつて、該ロールと同方向の反時計方向に
進行させられ、一方、下部電極線６は、巻取りプ
ーリー（図示せず）によつて巻き取られて進行さ
せられ、該進行によつて下部電極線支持ロール５
は、時計方向に回転させられる。

前記中空円筒体は薄金属板片の両端縁部分が重
合された側面重合部２０をもち、該重合部２０を
上側にして進行し、この重合部２０は、上下電極
線１４，６の間に挿入され、上部電極線案内部品
１２には下向きの押圧力が作用しているので、該
重合部２０は両電極線に挾圧されながら、該両電
極線の進行に伴い進行させられる。該進行の際
に、溶接電流が上部電極線案内部品１２、上部電
極線１４、中空円筒体の重合部２０、下部電極線
６、下部電極案内部品３を通つて流れ、重合部２
０の薄金属板片間の相対面の接触抵抗によつて、
該相対面の附近部分が加熱され、溶融し圧接合さ
れる。いわゆる電気抵抗縫合溶接されるのであ
る。

ところで、第１図に示すように、右端の先行中
空円筒体A₁が上、下電極線１４，６との接触を
終る前の位置にあり、すぐ後に続く後行の中空円
筒体A₂が上下電極線と接触し始めた位置にあ
り、先行の中空円筒体の後端２１と後行の中空円
筒体の先端２２が共に上下電極線間に位置するよ
うになつている。これは、もし、先行中空円筒体
が完全に上下電極線間を通過し終つてから後行の
中空円筒体が挿入されるときには、それぞれの端
部分に作用する単位面積当りの押圧力が大にな
り、第２図に示すように中空円筒体よりも突出し
た重合部２０の長手方向にのびる突片２５，２６
が発生するので、これを防ぐ１つの手段である。

上記の方法により0.2〜0.4mmの薄いブリキ板製
の中空円筒体の側面重合部を縫合溶接した缶胴に
既に製作されている。而して、この缶胴製作の試
作期に於て、溶接個所に供給される供給電流が、
長時間製造中に器具の温度変化等によりある一定
の範囲で変動するためにその変動巾の最小値の電
流でも所定の接合強度が得られるように電流値を
設定して、溶接した。ところが、このように設定
した電流値が高い側に変動した時に、この電流で
溶接された缶胴には、第２図に示すように、重合
部２０の延長上に、缶胴A₀の両端縁２３，２４
よりも突出する突片２５，２６を生じた。この突
片２５，２６が極めて小さいものでないときには
缶胴に缶蓋を巻締めした際に該巻締部の密封性を
損じる原因になるので生じさせてはならない。そ
こで、この対策として、変動巾の最大値の電流で
溶接されても突起を生じないよう、重合部２０の
両端個所２７，２８の溶接電流を、重合部の両端
個所を除く中央個所２９の溶接電流よりも低い電
流にして溶接したが、今度は変動巾の範囲の低い
側の電流の場合に、重合部の両端個所の電流が必
要とする溶接強度を得る最小の電流値よりも低く
なる場合があり、この場合には両端個所の溶接強
度が弱くなり、所定強度が得られなかつた。両端
個所が所定強度より弱く溶接された缶胴は、缶胴
の両端部分に缶胴から外方に向うフランジを成形
する際に、重合部の両端個所が剥離、又は破断
（以下割れと称する）する。この割れを生じた缶
胴は、巻締めをした缶蓋との間の密封性を損じる
ので缶詰用の缶胴としては不合格品である。

そこで次の対策として、供給電流の変動を計測
メーターで見ながら、その変動を手動で制御し
て、その変動巾を狭く制御し、その狭い範囲の電
流でもつて、両端個所の溶接電流を中央個所のそ
れより低下させることなく、即ち重合部の全長を
同一大きさの電流で溶接したところ、その範囲の
最大の電流でも前記の重合部の両端から突出する
突出片が実質的に生じることがなく、その範囲の
最小の電流でも両端個所の割れを生じなかつた。
そこで、ブリキ板製の缶胴は、この方法で現在溶
接され製作されている。

このブリキ板に使用されている溶接方法で、ク
ロム処理鋼板の中空円筒体の電気抵抗縫合溶接を
試みたところ、重合部の両端部分に所定溶接強度
を与える電流で溶接すると第３図、第４図に示す
ように重合部２０の内側（円筒形の内面側）の長
手方向端縁３１から外方に向つて重合部の軟化又
は溶融物が、飛散又は押し出されたと思われる多
くの固化片３２（以下、散り３２と称する）が、
多く発生した、この散りは供給電流を大にする
程、多くなり、大きくなつた。この散り３２は溶
接剤の重合部の表面保護のための塗料の塗布を阻
害し、又該塗料での被覆が十分でないことがあ
り、この散りをもつ缶胴を用いた缶詰は、内容品
の品質を低下するおそれがある。従つて、散り生
じないのが最も好ましいが、生じたとしても、塗
料塗布を阻害せず塗料で十分に被覆される程度に
小さくしなければならない。（以下、この範囲の
散りを実質的に散りが生じないと称する。）そこ
で、散りが生じない電流にまで供給電流を低下し
たところ、製作した缶胴中に両端個所の溶接強度
不足の缶胴が相当数混入していた。

そして、供給電流の変動の範囲を、実質的に零
にした場合に、散りが生ぜず、かつ所定溶接強度
をもつ缶胴を製作できることが判明した。しかし
電流の変動の範囲を実質的に零にするためには、
設備が極めて高価になり工業的見地からは実際的
ではない。

一方、重合個所のクロム層を溶接前に予じめ除
去しておいてから、溶接する方法が提案されてい
るが毎分数百缶というような高速製作ラインに於
いて、物理的手段であれ、化学的手段であれ、高
速に、かつ正確、継続的に長時間除去作業を行な
うことは、極めて困難であり、この方法も、実際
的でない。

更らに、従来方法のうちの、重合部の両端個所
の電流を低くして溶接する方法を、クロム処理鋼
板の溶接に適用しても、良品の缶胴ができないこ
とは説明するまでもないことである。

従つて、クロム処理鋼板の溶接缶胴の量産は、
実用化されていないのが実情である。

本発明は、高速生産に適用可能であり、通常の
抵抗溶接法では散りの発生が多いクロム処理鋼板
を用いても、実質的に散りの発生がなく、所定溶
接強度が得られる薄鋼板の電気抵抗縫合溶接法を
提供することを目的とする。

尚、本発明方法の適用は、クロム処理鋼板に制
限されることなく、散りの発生がある鋼板のすべ
てに適用することができる。

本発明は、円筒形にまるめた薄鋼板製中空円筒
体を連続的に溶接電極間に送り込み、該中空円筒
体の側面重合部を電気抵抗縫合溶接する方法であ
つて、先行中空円筒体の側面重合部が該電極間を
通過し終る前に後行中空円筒体の側面重合部を該
電極間に挿入して側面重合部を溶接する方法にお
いて、該重合部の両端個所を除く中央個所の溶接
電流を、散りを実質的に生ぜず、かつ該中央個所
に所望溶接強度を与える大きさの電流Ａとし、該
重合部の両端個所の溶接電流を該電流Ａよりも大
電流とすることを特徴とする中空円筒体の側面継
目の電気抵抗縫合溶接法である。

本発明の具体例について説明する。

缶胴になる中空円筒体の素材として0.21mm厚さ
のクロム処理鋼板を用いた。又、中空円筒体の側
面重合部の重ね合わせ幅は、0.4mmとした。そし
て溶接個所に供給する電流としては、第５図を参
照して、60サイクル、220Vの３相交流電源電流
５０を、一次変圧器５１を経て、交流を直流に変
換する変換器５２に入れ、この変換器５２におい
て先づシリコン制御整流素子５３を通して電圧曲
線の点弧角の調整と共に直流に変換し、次に低域
３波フイルター（図示せず）を通して出力電圧を
平滑にし、この平滑出力電圧の直流５４を、直流
−交流変換器５５に入れ、この変換器５５のサイ
リスタスイツチを通して直流を交流に変換し、か
つ、周波数可変発信器５８によつて、周波数の変
更も行いこの直流−交流変換器を出た一次電流５
６を二次変圧器５７を経て溶接個所に供給した。

以上の各電圧曲線を第６図に示す。第６図イは
３相交流電源電圧の１つ相の電圧波型であり、第
６図ロは点弧角調整をした直流の電圧曲線、第６
図ハは平滑後の電圧曲線、第６図ニはサイリスタ
スイツチを用いて直流を交流に変換した後の電圧
曲線である。

従来の溶接機の供給電圧の曲線は、上記第６図
ロの電圧曲線である。本具体例における供給電流
は従来の溶接機のそれに比べるとき、第６図ニの
曲線の電圧により供給されるのであるから、正弦
曲線の電圧に比べて、横軸の各点での電圧の大き
さが一定であること、と電圧の周波の巾Ｗを変え
ないで、高さＨを変えることができるという特徴
がある。

而して、供給一次電流５６のサイクルを600ヘ
ルツとし、溶接加圧力を３５．５Kg、二次変圧器
の巻数比を60：１、溶接速度を49ｍ／分に設定
し、そして中空円筒体の重合部の両端個所の夫々
端部より約２mmの間では、１次電流５６で平均
48.25アンペア（48.0〜48.5アンペア）とし、両端
個所を除く中央個所では１次電流で平均47.05ア
ンペア（46.8〜47.3アンペア）とした。尚、この
１次電流値は、溶接を行つている時の実効値であ
る。即ち、本具体例で、重合部の両端個所の電流
を、中央個所の電流よりも１次電流で1.2アンペ
ア大に設定したのである。

上記の条件、設定によつて、溶接したクロム処
理鋼板の缶胴は、缶胴の全長について実質的に散
りの発生がなく、かつフランジ成形時に両端部分
の割れも生じなかつた。又、重合部の両端から突
する突片の発生もなかつた。

比較例 上記の具体例の素材と同一のクロム処理鋼板を
素材として用い、重合部の重ね合わせ幅、供給電
流の周波数、溶接加圧力、二次変圧器の巻数比、
溶接速度等の条件は具体例と同一とし、中空円筒
体の重合部の全長にわたり、供給電流を１次電流
の負荷時実効値で平均48.25アンペアにして、溶
接した。この比較例の溶接缶胴は、すべてその内
面の重合部から散りが多く発生していた。しかし
フランジ成形時に両端個所の割れたものはなかつ
た。又、供給１次電流のみを平均47.05アンペア
に変えて溶接した缶胴は、散りの発生は実質的に
なかつたが、これらのうちにフランジ成形時に両
端個所に割れを生じた缶胴が混在していた。即ち
46.8〜47.3アンペアの電流範囲の中、さらに極く
狭い巾の電流部分で良品ができたということであ
る。しかし電流の変動の巾を、0.1〜0.2アンペア
というような狭い範囲に制御することは、上記し
た通り、実際的ではないのである。

上記本発明方法により溶接した缶胴と、上記比
較例方法により溶接した缶胴とのそれぞれの重合
部をその長手方向に沿つて切断し、溶接状態を調
べたところ、本発明方法のものは、両端のナゲツ
ト（電気抵抗加熱により溶融し、冷却凝固された
部分）が、比較例のものに比べて、明らかに大き
く、溶接強度が大であることが認められた。

他の具体例を次に示す。

極薄のニツケルメツキを施しその上にクロム処
理を施した鋼板（以下ニツケル−クロム処理鋼板
という）を缶胴の素材とし、又、重合部の重ね合
わせ幅を0.4mmとし、これの中空円筒体を、供給
電流の周波数を350ヘルツ、溶接加圧力を30Kg、
二次変圧器の巻数比を60：１、溶接速度を35ｍ／
分に設定し、重合部の両端個所に一次電流で平均
60.35アンペア（60.0〜60.7アンペア）、中央個所
に一次電流で59.1アンペア（58.7〜59.5アンペ
ア）の供給電流を通して溶接した。この缶胴はす
べて散りが殆んど見られず、即ち、実質的に散り
の発生がなく、かつ、割れを生じた缶胴はなかつ
た。又重合部の両端から突出する突片の発生もな
かつた。

比較例 上記具体例の素材と同一のニツケル−クロム処
理鋼板を素材とし、重合部の重ね合わせ幅、供給
電流の周波数、溶接加圧力、二次変圧器の巻数
比、溶接速度等の条件は具体例と同一とし、中空
円筒体の重合部の全長にわたり供給電流を一次電
流で平均60.35アンペアにして溶接した。この比
較例の溶接缶胴はすべて多くの散りをもつてい
た。しかし、フランジ成形時、両端部分の割れた
ものはなかつた。

又供給１次電流のみ平均59.1アンペアに変えて
溶接した缶胴は、散りは生じなかつたがフランジ
成形時に両端個所が割れたものが混在していた。

上記２つの具体例から明らかなように、本発明
は従来の薄鋼板製の中空円筒体の溶接方法とは異
なり、重合部の両端個所の電流を中央個所の電流
よりも大にするというところに特徴があり、これ
により、散りの発生と、割れの発生という相反す
る問題を実用可能な電流の変動の範囲内で同時に
解決することができたのである。しかも、この方
法の具体化には、前記第５図により説明の電圧変
換系体の採用が大いに寄与しているのである。

本発明は、上記具体例で示したものだけでな
く、散りと割れという相反する問題を生じるすべ
ての缶胴用の鋼板の溶接に適用できる方法であ
る。

尚、具体例では重合部の両端個所の電流は何れ
も同一の大さとしたが、重合部の重なり巾等が両
端で異なる傾向のある場合には、一端のと他端の
電流を変えることにより、よりよい溶接結果が得
られることがある。又、先行中空円筒体の後端と
後行中空円筒体の先端とは、溶接領域に同時にあ
る時期があることは、突片の発生防止上必要であ
るが、該後端と、該先端の間隔を設けることは、
本発明の要件ではなく、両端が相接していてもよ
い。本発明において溶接電極は線電極に制御され
るものではなく、電極ロールの場合にも適用でき
る。

本発明は、従来の方法と全く反対とも言える方
法であり、クロム処理層を切削するというような
物理的な手段によることなく、単に電流系統の変
更のみで、実用可能であり、従来実用化されてい
なかつたクロム処理鋼板等の溶接缶胴の実用化を
可能にする有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気抵抗縫合自動溶接機の概略説明
図、第２図は重合部の端部より突出した突片を説
明する中空円筒体の正面図、第３図は重合部内面
に発生した散りを説明する中空円筒体の一部切欠
部分斜視図、第４図は第３図の−線矢視断面
図、第５図は本発明具体例に於ける電圧変換系体
の回路図、第６図イ，ロ，ハ，ニは第５図の回路
中の各部に於ける電圧波形を示す図である。 図中、Ａは中空円筒体、２０は重合部、２５，
２６は突片、３２は散り、５０は３相交流電源電
流、５１は一次変圧器、５２は交流−直流交換
器、５３はシリコン制御整流素子、５４は直流、
５５は直流−交流変換器、５７は二次変圧器、５
８は周波数可変発信器、５６は一次電流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形にまるめた薄鋼板製中空円筒体を連続
   的に溶接電極間に送り込み、該中空円筒体の側面
   重合部を電気抵抗縫合溶接する方法であつて、先
   行中空円筒体の側面重合部が該電極間を通過し終
   る前に後行中空円筒体の側面重合部を該電極間に
   挿入して側面重合部を溶接する方法において、 該重合部の両端個所を除く中央個所の溶接電流
   を、散りを実質的に生ぜずかつ該中央個所に所望
   溶接強度を与える大きさの電流Ａとし、 該重合部の両端個所の溶接電流を該電流Ａより
   も大電流とすること を特徴とする中空円筒体の側面継目の電気抵抗縫
   合溶接法。