(57)【要約】【要  約】【課  題】  鋼板どうしを溶接した後に、当該鋼板の溶接部の後加熱を行う鋼板溶接部後加熱装置に関する。【解決手段】  溶接部２を加熱する一以上のバーナー３と、該バーナー３を、鋼板１の凹凸に倣って前記溶接部２との距離が一定となるように保持する倣い機構４と、該倣い機構４を高さ方向に自在に追従させる高さ追従手段８と、溶接部２が延在する方向に前記倣い機構４を横行させる横行手段10と、を具備してなる。また、前記倣い機構４を、複数のローラー4aを鋼板１と接触させて、当該鋼板１の凹凸に倣う機構とすることを好適とする。【選択図】        図１
2005060787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板どうしを溶接した後に、当該鋼板の溶接部の後加熱を行う鋼板溶接部後加熱装置であって、
前記溶接部を加熱する一以上のバーナーと、
該バーナーを、鋼板の凹凸に倣って前記溶接部との距離が一定となるように保持する倣い機構と、
該倣い機構を高さ方向に自在に追従させる高さ追従手段と、
溶接部が延在する方向に前記倣い機構を横行させる横行手段と、
を具備してなることを特徴とする鋼板溶接部後加熱装置。
【請求項２】
前記倣い機構を、複数のローラーを鋼板と接触させて、当該鋼板の凹凸に倣う機構としてなることを特徴とする請求項１に記載の鋼板溶接部後加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板どうしを溶接した後に、その溶接時の熱影響を除去するための後加熱を行う鋼板溶接部後加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、酸洗設備において鋼板を酸洗する場合など、効率をあげるために鋼板どうしを溶接接合して連続的に搬送することが行われる。
【０００３】
この場合、図３に例示するように、アンコイラー31から巻き戻した鋼板１の先端と先行鋼板の尾端をフラッシュバットウェルダー32で溶接接合して鋼板の連続化を行う。そして、連続化した鋼板を、ブライドルロール33の後工程となる酸洗設備（図示せず。）等に送って所定の処理を行う。
【０００４】
ところで、このようにして溶接した部分は、熱影響によってもろくなって破断しやすい場合もあることから、鋼板溶接部後加熱装置11で後加熱（焼鈍ともいう。）を行うことがある。
【０００５】
従来、鋼板どうしを溶接した後に後加熱を実施する場合、特許文献１に開示のように誘導加熱式の後加熱装置を用いるのが一般的であった。
【０００６】
図４に基づき、特許文献１に開示の従来の溶接部後加熱装置について説明する。
【０００７】
特許文献１に開示の溶接部後加熱装置では、まず、鋼板１を、上クランプ14，15とクランプ裏当て部16、17で挟み込んで固定し、加熱コイル部21とコア部22からなる誘導加熱装置20で鋼板１の溶接部２を後加熱する。
【０００８】
ここで、特許文献１では、熱応力によって生じる鋼板１の変形を、誘導加熱を行うコア部22と溶接部２近傍の鋼板１との間隙に配した耐熱絶縁性のスペーサー23で抑えるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
スペーサー23は、鋼板１の板幅方向に延びるセラミック等の耐熱絶縁性部材からなる棒体で、その一方の側端部をコイル部21と接触しながらコア部22と一体にモールドし、他方の側端部の表面部を鋼板１と対向させるとともに、その表面部と裏当て部16、17の裏当て面とが同一平面に含まれるように構成する。また、この表面部に溶接部２に沿って保護溝24を形成し、溶接部２との接触を防止する。更に、鋼板１の板厚が薄い場合は、この表面部に複数の溝25を形成し、鋼板１との接触面積を小さくする。
【００１０】
特許文献１の装置では、上記のようにすることで、間隙が常にほぼ一定に保たれるので、溶接部２の温度ムラを防止し、焼鈍を適切に行うことができるとしている。
【００１１】
誘導加熱式の場合、鋼板溶接部の後加熱を短時間に行い、すばやく目標温度まで昇温することができるのみならず、温度制御も比較的簡単に行うことができる。
【００１２】
一方、鋼板に熱を加える方法としては、バーナーを用いた直火方式も可能である。
【００１３】
特許文献２には、鋼板溶接部の焼鈍装置として、鋼板の両面から溶接部を加熱する第１と第２の２つのバーナーを具備してなる装置の考案が開示されている。
【特許文献１】特開平5-69178号公報
【特許文献２】実開昭62-175065号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１の装置は、鋼板をクランプするとともに、溶接部の誘導加熱を行うことから、装置が複雑になり、また、設備費用が嵩むという問題があった。
【００１５】
また、特許文献２の装置は、バーナーを用いることから、設備構成を簡素化でき、安価に設備化できるが、バーナーによる直火で加熱するため鋼板が変形しやすいと言う問題がある。その変形を防止するため、特許文献２の第１バーナーでは、鋼板との間に鋼板押え込み部材を挿入して最接近間隔を規制している。ところが、この鋼板押え込み部材もバーナーによる加熱で熱変形してしまうという問題がある。
【００１６】
ところで、後加熱方式として、誘導加熱を採用しても、また、バーナーを採用しても、鋼板の変態点近傍の高温になるまで熱を加えることに変りはなく、鋼板が熱変形を起こしやすくなり、入熱が安定せず、鋼板を溶断してしまったり、逆に、入熱不足による通板後の破断を引き起こしたりしやすくなる。
【００１７】
この問題を解決するため、いずれの方式を採用するにしても、特許文献１や特許文献２にも開示のように、鋼板をクランプして熱変形を押さえ込むクランプ装置が必須とされていた。
【００１８】
しかしながら、板の形状変化が大きい場合には、しばしば十分なクランプ力が得られず、鋼板を十分に拘束できないことから、後加熱に必要な入熱ができなくなることも問題である。
【００１９】
また、特にバーナーを用いる場合には、クランプ装置にまで熱が加わってクランプ装置自体が熱変形することから、その寿命が短くなり、クランプ精度も悪化させてしまうと言う問題もある。
【００２０】
本発明は、以上の問題点を解決し、バーナーの直接加熱方式を採用し、かつ、クランプ装置を不要とした簡素で設備費の安い後加熱装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明者は、後加熱装置としてバーナーの直接加熱方式を採用する場合に問題となる鋼板の変形を無理に押さえ込むのではなく、その変形に応じてバーナーを添わせて移動させることで、安定した入熱を行うことが可能であることに想到し、本発明に至った。
【００２２】
すなわち、本発明は、鋼板どうしを溶接した後に、当該鋼板の溶接部の後加熱を行う鋼板溶接部後加熱装置であって、前記溶接部を加熱する一以上のバーナーと、該バーナーを、鋼板の凹凸に倣って前記溶接部との距離が一定となるように保持する倣い機構と、該倣い機構を高さ方向に自在に追従させる高さ追従手段と、溶接部が延在する方向に前記倣い機構を横行させる横行手段と、を具備してなることを特徴とする鋼板溶接部後加熱装置によって上記課題を解決した。
【００２３】
また、本発明は、前記倣い機構を、複数のローラーを鋼板と接触させて、当該鋼板の凹凸に倣う機構としてなることを好適とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によって、バーナーを用いて鋼板溶接部を安定的に後加熱することができるようになり、簡素でかつ安価な鋼板溶接部後加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の鋼板溶接部後加熱装置の最良の形態を、図１に基づいて説明する。
【００２６】
図１（ａ）は、本発明の鋼板溶接部後加熱装置11を正面から見た模式図である。
【００２７】
本発明の装置11には、鋼板１の溶接部（ここでは図示せず。図１（ｂ）参照。）が延在する方向に自在に横行可能とした横行装置10を具備する。なお、横行装置10の横行方法は特に限定しないが、ライン上に門型に設けたフレームに装置の天井プレート９を吊下してモータ駆動で横行させる等の方法をとることができる。
【００２８】
装置の天井プレート９には、高さ追従手段８を介して台座７が取付けられ、その台座７には、１以上の所要数のバーナー３と倣い装置４が一体的に連結されている。
【００２９】
ここで、バーナー３は、それぞれバーナーの先端開口部を鋼板上に向けて高さ一定となるように配置されており、倣い機構として倣い装置４で高さ一定として鋼板１の溶接部に倣うようにされている。なお、図１では、バーナー３が２本の場合を示しているが、これに限定されるものではなく、１本以上のバーナーが設けられていればよい。また、バーナーの本数は、バーナーの加熱能力と、必要とされる入熱量に応じて適宜設定すればよく、複数のバーナーを設ける際には図１に示すように溶接部が延在する方向に並べて配置することが好ましい。
【００３０】
倣い装置４は、鋼板１上を複数のローラー4aで接触するように構成され、軸4cを支点として自在に鋼板の凹凸に倣う装置である。なお、本発明では、装置を安価に構成することを主眼として図示の倣い装置４を採用したが、倣い装置４をこれに限定するものではない。例えば、図１のように、横行装置によって鋼板上を安定して走行するため、複数のローラーで鋼板と接触させることが好ましいが、ローラーを１つとし、溶接部が延在する方向に対して直交する方向にバーナーと並ぶように配設した倣い装置としてもよい。また、非接触式の距離センサで鋼板との距離を測定しつつ高さ一定となるように制御して倣う装置とすることもできる。
【００３１】
なお、本発明では、倣い装置４で鋼板１上を円滑に倣うことを可能とするため、高さ追従手段８を具備する。高さ追従手段８として具体的には、単純なスプリングで倣い装置４を押し付けて追従するように構成できる。また、エアや油圧等のダンパーを採用してもよい。さらに、エアシリンダや油圧シリンダなどの制御シリンダを採用し、倣い装置での倣いに応じて高さ追従を自動的に行うようにすることもできる。
【００３２】
本発明の理解をさらに容易にするため、本発明の後加熱装置を側面から見た模式図を図１（ｂ）に示す。
【００３３】
なお、設備費は高騰するものの、本発明の後加熱装置のバーナーに替えて、例えば誘導加熱コイルを採用して溶接部の後加熱を行うようにしてもよいことは言うまでもない。この際、特に倣い機構と誘導加熱コイルを近接して配置するためには、倣い機構を誘導電流の影響がない絶縁性のセラミック等で構成することを好適とする。また、加熱手段を電熱器とすることもできる。
【実施例】
【００３４】
ここで、酸洗ラインで酸洗処理を行う鋼板について、本発明の鋼板溶接部後加熱装置で凹凸を倣うに際しての、上下の倣いレンジについての検証を実施した。
【００３５】
検証は、バーナー３の先端開口部と鋼板上面（溶接部上面）との基準距離を23mmとして、倣い装置を用いずに単にバーナー３を水平方向に移動させたときの、バーナー３の先端開口部と鋼板上面の距離を実際に測定することで実施した。その結果を図２に模式的に示す。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、鋼板１が上反り形状の場合、バーナー３の先端開口部と鋼板上面の距離は、最短で０〜５mmまで接近する。一方、鋼板１が下反り形状の場合、図２（ｂ）に示すように、最長で30〜40mmまで離間する。以上の知見から、本発明の鋼板溶接部後加熱装置での倣い量は、少なくとも40mmのレンジが必要である。
【００３７】
以上の知見をベースとして本発明の鋼板溶接部後加熱装置を製作した。
【００３８】
高さ追従装置は、スプリング機構を採用し、スプリングを調整することで上下に40mm以上を自在に追従できるようにした。また、倣い装置は、４つのローラーで倣う構成とし、後加熱用のバーナーを２本配置した。
【００３９】
上記に示す本発明の鋼板溶接部後加熱装置を用いて、酸洗ラインで酸洗処理を行う鋼板をフラッシュバットウェルダーで溶接した後の後加熱を行った結果、ライン搬送中の鋼板の破断トラブルは発生しなかった。本発明によって、簡素でかつ安価な設備で十分な後加熱を行うことが可能であることを検証できた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の鋼板溶接部後加熱装置の概略模式図である。
【図２】鋼板中央部の反り量を検証した結果をまとめた模式図である。
【図３】本発明を適用する鋼板の溶接接合ラインの一例を示す模式図である。
【図４】従来の溶接部後加熱装置の一例を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１、1a、1b    鋼板
２    溶接部
３    バーナー
４    倣い装置
4a    ローラー
4b    ブラケット
4c    軸
７    台座
８    高さ追従手段
９    天井プレート
10    横行手段
11    鋼板溶接部後加熱装置
14，15    上クランプ
16、17    クランプ裏当て部
20    誘導加熱装置
21    加熱コイル部
22    コア部
23    スペーサー
24    保護溝
25    溝
31    アンコイラー
32    フラッシュバットウェルダー
33    ブライドルロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005060787.tif 000005
【図４】
2005060787.tif 000006