(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接シームの表面領域に存在する混入物６、特にケイ酸塩を除去する方法を提供する。【解決手段】溶接シーム３は、シールドガスを使用して製作され、金属構成要素４を互いに接合させたものである。この溶接シームに対して高圧がかけられたいくつかの流体媒体ジェット５が、異なる入射角で噴射されるように設計される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接シーム（３）の表面領域に存在する混入物（６）、特にケイ酸塩を除去する方法であって、前記溶接シーム（３）が、シールドガスを使用して作られ、かつ、金属構成要素（４）を互いに接合させる、前記方法において、高圧がかけられたいくつかの流体媒体ジェット（５）が、異なる入射角で前記溶接シーム（３）に当てられることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ジェット（５）は同時に当てられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ジェット（５）は、回転および／または往復動をして前記溶接シーム（３）に当てられることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記個々のジェット（５）の少なくともいくつかは、互いに調整され、傾斜状態で延びることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ジェット（５）は、前記溶接シーム（３）の方向に連続的に案内されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記溶接シーム（３）を、前記ジェット（５）の入射領域に対して移動させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ジェット（５）は、ノズルヘッド（１）から様々な距離（ｅ１〜ｅ３）のところで案内されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのジェット（５）は、前記ノズルヘッド（１）の中心線に対して軸方向に案内されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記流体媒体には、１，５００〜４，０００バールの圧力がかけられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
高圧がかけられる流体媒体用のいくつかのノズル（２）が配置され、前記ノズルは、それぞれ異なる傾き角（α１〜α３）をもって延びることを特徴とする、請求項１に記載の方法を実施する装置。
【請求項１１】
前記ノズル（２）の少なくともいくつかは、互いに調整され、傾斜状態で延びることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ノズル（２）は、ノズルヘッド（１）内に配置されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ノズルヘッド（１）は、回転および／または往復動をして移動させることができるようになっていることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置は、処理される前記溶接シーム（３）に対して移動させることができるようになっていることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置、または前記溶接シーム（３）を含む工作物の相対的な動きは、約６０〜９０ｍｍ／秒に達することを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
動作中の前記ノズルヘッド（１）のスピードは、約１，０００〜２，０００回転／分であることを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記ノズル（２）の直径は、約０．４〜０．８ｍｍであることを特徴とする、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本方法は、請求項１のプリアンブルに記載の溶接シーム内に存在する混入物を除去する方法および前記方法を実施する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドガス溶接手順による溶接中に、溶接によって互いに接合される金属中の成分、および／または溶接シームの表面領域中の主にケイ酸マンガンとして被着する溶接用充填材料中に存在するシリコンなどの構成物質が析出する。
【０００３】
ガスシールドアーク溶接は、様々な方法を用いて実施することができる。このような方法の例には、ＭＩＧ（金属−不活性ガス）溶接、または混合ガスを使用するＭＡＧＭ（金属−活性ガス）溶接がある。
【０００４】
サイズが０．２〜１ｍｍの範囲にあり、したがって極めて小さいこのような析出物は、溶接シームの長さ及び幅の全体にわたって不規則なパターンで分布する。ケイ酸塩は、溶接金属に極めて強く付着する。この混入物の上にシーム材料が重なると、この付着がさらに強くなる。
【０００５】
このようなアンダーカット領域におけるケイ酸塩混入物は、例えば、ＪＰ  １０３  ３９  ２９０  Ａ（要約書）および独国特許出願公開第３６２６３００号明細書などからの周知の方法を利用しても、除去することができない。
【０００６】
後者の文献は、研磨材料として細粒砂質材料を使用する研磨用高圧水ジェットによって混入物を除去することを提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような研磨材料を当てると、さらなる機械加工の準備をするために後続の清浄化工程で清浄化しなければならない成分が汚染される。これにより当然のことながら、かなりの労力を費やすことが必要となり、したがって、前記方法を経済的に効率よく利用することができない。したがって、この方法は、大量生産用の構成要素を機械加工するのに適していない。
【０００８】
ロボットなどの工程用の装置に対するブラスト剤の研磨効果でさえ、研磨材料の侵入によってこれら工程装置の少なくとも耐久性に関して運用性が大きく制限されることがあり、極めて不利であることがわかっている。
【０００９】
前記混入物により、経時的に溶接シームの強度に悪影響を及ぼす腐食の危険性が高まる。最も重要には、この要因は、例えば、自動車工学分野における溶接構成要素の耐用寿命を長くしようとするいくつかの取組みに反する働きをする。
【００１０】
これらの非金属混入物、特にケイ酸塩は、溶接シームの残りの部分を形成する材料よりも付着力が弱い。これらの混入物の付着性の欠如により、合わせて溶接される構成要素に、亜鉛メッキなどの被覆または着色剤の塗布が施される場合には、被覆欠陥が生じる。
【００１１】
このような被覆欠陥によって、装置の全体的な視覚的印象が損なわれることに加えて、潜在的な腐食スポットも形成される。
【００１２】
溶接シームの表面領域内に存在する混入物を確実に除去するためのこれまでに知られている唯一の選択肢は、基本的に研削などの機械加工操作からなるものである。このような機械加工により、金属の粒子または削りくずが生成され、混入物のない領域でさえ必然的に少なくとも部分的に加工される。
【００１３】
ただし、このようなタイプの機械加工操作に伴うコストは極めて高く、そのため、例えば、自動車工学分野における大量生産用の構成要素として使用する構成要素を高いコスト効果で製造することに反する働きをする。
【００１４】
したがって、本発明の基礎となる課題および目的は、この種類の方法をさらに発展させて、溶接シーム内の混入物を確実に、経済的に効率よく除去し得るようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、主請求項１に記載の特徴を有する方法ならびに請求項１２に記載の装置によって達成される。
【００１６】
驚くべきことに、このように溶接シームの機械加工操作を実施すると、流体媒体、好ましくは水の少なくとも１つのジェットが、隣接する材料の比較的広い領域内で混入物とかかわり、存在する接合箇所を切り離す場合において、溶接シームの表面領域内に存在する混入物、特にケイ酸塩が除去されることが分かった。
【００１７】
そうするには、この流体媒体に、１，５００〜４，０００バール（１５０〜４００ＭＰａ）、好ましくは２，５００〜３，０００バール（２５０〜３００ＭＰａ）の圧力がかけられる。
【００１８】
個々の混入物のブラスト処理を固定した方向で、または狙いを定めて実施することができないので、溶接シームの表面全体をブラストしなければならない。これは、いくつかのノズル（ｎ≧２）からなる回転ノズルヘッドを使用して経済的に実施し得る。本発明によれば、これらのノズルから出る流体媒体の個々のジェットは、それぞれ異なる角度で溶接シームに当たる。こうすると、少なくとも１つのジェットが、金属上のケイ酸塩の最も弱い接続箇所に達し、それによって混入物が除去されるようにすることができる。
【００１９】
好ましくは、ノズルヘッドのこれらのノズルは、ノズル間の隙間を調整することによって集束が容易になるように互いに調整される。これらのノズル間の隙間の調整は、本発明による方法の実行中に変更することもできる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態では、これらのノズルは、ノズルヘッドの中心線に対して偏心して、かつ、回転軸中心に対して異なる距離のところに配置される。偏心度が比較的小さい場合には、軸方向に配置した追加のノズルを備えることもできる。
【００２１】
先行技術と異なり、流体媒体を使用する混入物の除去は、全体として混入物の分離および溶接シームに対して生じ得る研磨効果を軽視した場合に、金属の粒子または削りくずが生成される機械加工操作を必要とせず、その結果、機械加工工程が極めて効果的になる。さらに、この機械加工操作は、完全に自動化することができ、そのため、コスト上かなりの利点があり、同時に、溶接シームの表面が、耐腐食性および／または被覆能力に関して最適化される。後者により、完全に密閉された被覆が可能になり、それによって、腐食保護または表面設計についての所望の目的が完全に満たされる。
【００２２】
溶接シームの機械加工は、機械加工結果と、生産に関係するデータ、例えば、エネルギーまたは媒体の消費量および操作スピードとにともに関連して最適化することができる。そのために、１，５００〜３，５００バール（１５０〜３５０ＭＰａ）の圧力をかけた量対媒体、好ましくは水と、それぞれ直径０．４〜０．８ｍｍである、ノズルのいくつかの排出開口とを使用し、供給スピードを６０〜９０ｍｍ／秒にし、ノズルスピードを１，０００〜２，０００回転／分にする。ここで、このノズルは、溶接シームから約１５〜３０ｍｍの距離のところにある。
【００２３】
本発明の他の有利な実施形態は、従属項の特徴のところに記載されている。本発明による装置の実施形態の例を、添付の図面に基づいて、以下の説明で述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に、溶接シーム３の表面領域内に存在する混入物、特にケイ酸塩を除去する装置を示す。溶接シーム３は、シールドガスを使用して製作され、溶接シーム３によって、２つの金属構成要素４が互いに接合される。
【００２５】
この装置は、図示しない回転駆動部に、回転および／または往復動をするように連結されたノズルヘッド１を有する。
【００２６】
この実施形態では、ノズルヘッド１は、その端面に３つのノズル２を備える。各ノズルから、高圧がかけられた流体媒体のジェット５が出射される。出射角α１〜α３は、様々に内向きに、すなわち相互に調整されるようになされる。そして、シェット５はそれぞれ対応する入射角で溶接シーム３に当てられる。
【００２７】
図３で特に明確にわかるように、ノズル２は、ノズルヘッド１の回転軸に対して偏心して、かつ、互いにｅ１〜ｅ３の異なる距離のところに配置される。
【００２８】
入射角が異なること、ノズル２の偏心度が様々であること、およびノズルヘッド１が回転かつ／または往復動をして動くことで、高圧ジェット５が溶接シーム３の各表面領域に当たる。このノズルヘッドは、その進行が、対応する工作物が静止位置に置かれるときに、例えばロボットなどの上で処理される溶接シームの進行に対応するように装着し得る。あるいは、この工作物は、ノズルヘッド１に対して移動させることができ、この場合、ノズルヘッド１は固定される。これらいずれの場合でも、ジェット５のいずれかを用いて、存在する混入物６を、それらと溶接シームの接合箇所から確実に分離することができる。
【００２９】
この装置全体を、その進行が、対応する工作物が静止位置に置かれるときに、例えばロボットなどの上で処理される溶接シームの進行に対応するように装着することができる。
【００３０】
ただし、この装置に関連して工作物を移動させることも実現可能であり、この場合、この装置は固定される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による装置をその動作位置で示す側面図である。
【図２】図１に示す細部の拡大図である。
【図３】装置の概略底面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ノズルヘッド
２  ノズル
３  溶接シーム
４  金属構成要素
５  ジェット
６  混入物
【図１】
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【図２】
2006068817.tif 000004
【図３】
2006068817.tif 000005
【外国語明細書】
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