(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接材の表面にプライマーを塗布し、その被溶接材の溶接部のプライマーを除去した後に溶接を行う溶接方法であって、
上記被溶接材の表面にショットブラストを施してアンカーパターンを形成した後、上記被溶接材の表面にプライマーを塗布し、上記被溶接材の溶接部に形成された上記アンカーパターン内にプライマーを僅かに残存させて上記溶接部のプライマーを除去し、その後、溶接を行うことを特徴とする溶接方法。
【請求項２】
上記被溶接材の表面にプライマーを塗布した後、その塗布されたプライマーが乾ききる前に上記溶接部のプライマーを除去する請求項１記載の溶接方法。
【請求項３】
上記被溶接材の溶接部をブラッシングすることにより、上記アンカーパターン内にプライマーを僅かに残存させて上記プライマーを除去する請求項１又は２記載の溶接方法。
【請求項４】
溶接速度を１．５〜１．８ｍ／ｍｉｎ程度に管理する請求項１〜３記載の溶接方法。
【請求項５】
溶接時の入熱を８０００〜１５０００Ｊ／ｃｍ程度に管理する請求項１〜３記載の溶接方法。
【請求項６】
被溶接材の表面にプライマーを塗布し、その被溶接材の溶接部のプライマーを除去した後に溶接を行う溶接装置において、
上記被溶接材の表面にショットブラストを施して、被溶接材の表面にアンカーパターンを形成するショットブラスト装置と、
上記アンカーパターンが形成された被溶接材の表面にプライマーを塗布するプライマー塗布手段と、
上記塗布されたプライマーを、上記被溶接材の溶接部に形成された上記アンカーパターン内に僅かに残存させて上記溶接部のプライマーを除去するプライマー除去手段とを備えたことを特徴とする溶接装置。
【請求項７】
上記プライマー除去手段は、上記被溶接材の表面に塗布されたプライマーが乾ききる前に上記溶接部のプライマーを除去する請求項６記載の溶接装置。
【請求項８】
上記プライマー除去手段が、上記被溶接材の溶接部をブラッシングするブラシを備えた請求項６又は７記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被溶接材の表面にプライマーを塗布し、その被溶接材の溶接部のプライマーを除去した後に溶接を行う溶接方法及び装置に係り、特に、プライマーを容易に除去できると共にプライマー除去後の発錆を防止でき、かつ溶接時における溶接欠陥の発生を防止できる溶接方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ビルトアップ材やインバートアングル材等を板材にすみ肉溶接する場合等では、溶接後塗装する際に塗料がよく着くように、これら被溶接材の表面にショットブラストを施すと共に、発錆防止の目的からプライマー（下塗り塗料）を塗布している。
【０００３】
ところが、被溶接材の溶接部にこのプライマーが塗布されたままの状態で溶接を行うと、ブローホールやピット等の溶接欠陥が発生し、溶接後に手直しをする必要が生じることから、溶接を行う前に溶接部のプライマーを除去するようにしている。なお、ピットとは溶接部を目視することにより確認できる小穴であり、ブローホールとは溶接部の内部に形成された小穴である。
【０００４】
従来、溶接部のプライマーはグラインダー等を用いて完全に削り取るようにしていた。これは、塗布されたプライマーは、ショットブラストによって被溶接材の表面に形成されたアンカーパターン（細かい傷）内に入り込むため容易に除去することができないからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被溶接材をグラインダー等で削ると、被溶接材自身も削られて減厚したり、プライマーの除去面が均一にならないといった問題があった。また、グラインダー等によって削られた部分には短時間で錆が発生するため、プライマー除去から溶接までにある程度の期間（日数）がかかる場合、被溶接材に錆が発生し、これが溶接欠陥発生の原因となってしまう問題もあった。更に、被溶接材をグラインダーで削ると粉塵等が発生して環境が悪化するため、その対策として集じん装置や囲い等を設ける必要があり、これが設備コストを大きく上昇させていた。
【０００６】
また従来、プライマーを被溶接材に塗布する際に、被溶接材の溶接部をマスキングしておき、溶接部にはプライマーが塗布されないようにする方法も行われているが、この場合、マスキングに手間がかかるという不具合があった。
【０００７】
また、溶接部にプライマーが塗布されたまま溶接を行ってもブローホール及びピットの発生を抑えることができる改良プライマーや改良溶接ワイヤ等も考案されているが、ブローホール及びピットの発生を完全に基準値以内に抑えることはできず、やはり溶接部のプライマーを除去することが好ましい。
【０００８】
更に、プライマーの塗布条件を管理（例えば、膜厚１５±５μｍ）することによって、ブローホール及びピットの発生をある程度抑えることもできるが、プライマーの塗布条件を厳密に管理することは困難であり、現実的でなかった。
【０００９】
更に、溶接速度を速めるとブローホール及びピット等の溶接欠陥が生じやすくなるため、従来の溶接方法及び装置では高速溶接を行うことができず、溶接作業の長期化につながっていた。具体的には、従来の溶接方法及び装置による溶接速度の限界は６０ｃｍ／ｍｉｎ程度であり、溶接時の入熱にして８０００Ｊ／ｃｍ以下であった。なお、溶接時の入熱＝（電流×電圧×６０）／溶接速度である。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、被溶接材のプライマーを容易に除去できると共にプライマー除去後の発錆を抑止でき、かつ溶接時における溶接欠陥の発生を防止できる溶接方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、被溶接材の表面にショットブラストを施してアンカーパターンを形成した後、上記被溶接材の表面にプライマーを塗布し、上記被溶接材の溶接部に形成された上記アンカーパターン内にプライマーを僅かに残存させて上記溶接部のプライマーを除去し、その後、溶接を行うようにしたものである。
【００１２】
この方法によれば、被溶接材のアンカーパターン内に若干のプライマーが残留するため、プライマー除去後の発錆を抑制できる。更に、溶接欠陥の発生を抑制できるため、高速溶接が可能となり、溶接作業の短期化が図れる。
【００１３】
ここで、上記被溶接材の表面にプライマーを塗布した後、その塗布されたプライマーが乾ききる前に上記溶接部のプライマーを除去することが好ましい。
【００１４】
そうすれば、プライマーを容易に除去することができる。
【００１５】
また、上記被溶接材の溶接部をブラッシングすることにより、上記アンカーパターン内にプライマーを僅かに残存させて上記プライマーを除去するようにしても良い。
【００１６】
また、溶接速度を１．５〜１．８ｍ／ｍｉｎ程度に管理することが好ましい。
【００１７】
また、溶接時の入熱を８０００〜１５０００Ｊ／ｃｍ程度に管理することが好ましい。
【００１８】
また本発明は、被溶接材の表面にプライマーを塗布し、その被溶接材の溶接部のプライマーを除去した後に溶接を行う溶接装置において、上記被溶接材の表面にショットブラストを施して、被溶接材の表面にアンカーパターンを形成するショットブラスト装置と、上記アンカーパターンが形成された被溶接材の表面にプライマーを塗布するプライマー塗布手段と、上記塗布されたプライマーを、上記被溶接材の溶接部に形成された上記アンカーパターン内に僅かに残存させて上記溶接部のプライマーを除去するプライマー除去手段とを備えたものである。
【００１９】
ここで、上記プライマー除去手段は、上記被溶接材の表面に塗布されたプライマーが乾ききる前に上記溶接部のプライマーを除去することが好ましい。
【００２０】
また、上記プライマー除去手段が、上記被溶接材の溶接部をブラッシングするブラシを備えるようにしても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は、本実施形態の溶接装置において、ショットブラスト、プライマー塗布及びプライマー除去を実行する部分である溶接前処理装置を示している。
【００２３】
被溶接材１は、この溶接前処理装置２によって一連の作業が施された後、溶接現場へと運ばれて溶接されることになる。本明細書では、図１に示す溶接前処理装置２と、溶接を行う溶接機（図示せず）とを総合して溶接装置と言う。
【００２４】
図１に示すように、溶接前処理装置２は、被溶接材１の表面全体にショットブラストを施すショットブラスト装置３と、ショットブラストが施された被溶接材１の表面全体にプライマー（下塗り塗料）を塗布するプライマ塗布手段４と、被溶接材１の溶接部のプライマーを除去するプライマー除去手段５と、被溶接材１を溶接前処理装置２に沿って移動させる供給手段（図示せず）とを備えている。
【００２５】
被溶接材１は、溶接前処理装置２にセットされた後は、供給手段によって図中に矢印で示すように、右方向へと連続的に移動される。即ち、被溶接材１は、ショットブラスト装置３、プライマ塗布手段４、プライマー除去手段５の順に溶接前処理装置２内を移動する。
【００２６】
ショットブラスト装置３は、既存のショットブラスト装置であり、このショットブラスト装置３により被溶接材１の表面全体にショットブラストを施すことによって、被溶接材１の表面に細かい傷（アンカーパターン）が着くため、溶接後の塗装の際に塗料（ペイント）が被溶接材１の表面によく付着するようになる。また、後述するように、本発明のショットブラスト装置３により形成されたアンカーパターンは、プライマーを除去する際に、若干のプライマーをアンカーパターン内に保持する機能も有している。
【００２７】
プライマー塗布手段４は既存のプライマー塗布手段であり、本実施形態では被溶接材１の表面全体にプライマーを噴射してほぼ均一の厚さのプライマー膜を形成するノズル４ａを有している。
【００２８】
次に、プライマー除去手段５であるが、これは既存のプライマー除去手段とは異なっている。ここで大切なことは、本発明では、従来のように被溶接材１に塗布されたプライマーが完全に乾ききって（固まって）からプライマーを除去するのではなく、プライマー塗布手段４によって被溶接材１にプライマーが塗布された後、プライマーが完全に乾ききる前（例えば、約３分以内）にプライマーを除去することである。
【００２９】
即ち、プライマ塗布手段４によってプライマーが塗布された被溶接材１は、供給手段によって、プライマーが乾ききる前に（ウェットの状態で）プライマー除去手段５へと供給されるのである。従って、従来のようにグラインダー等を用いて被溶接材１の表面を削りとらなくても容易にプライマーを除去することができる。
【００３０】
具体的には、本実施形態のプライマー除去手段５は、本体６とその本体６にピン７を介して回動自在に設けられた３個のブラシブラケット８ａ，８ｂ，８ｃと、そのブラシブラケット８ａ，８ｂ，８ｃ各々に回転自在に設けられたブラシ９ａ，９ｂ，９ｃとを備えている。各ブラシ９ａ，９ｂ，９ｃは、図示しないモータなどによって回転駆動される。
【００３１】
ブラシブラケット８ａ，８ｂ，８ｃは、被溶接材１がプライマー除去手段５に供給されると、図示しないシリンダー等によってピン７を中心に被溶接材１側へと回動される。そして各ブラシ９ａ，９ｂ，９ｃがそれぞれ、被溶接材１の下面、側面及び上面に当接する。また、各ブラシ９ａ，９ｂ，９ｃは、被溶接材１と所定の磨き代（溶接範囲）Ａで当接するように設定される。
【００３２】
被溶接材１に当接した状態で各ブラシ９ａ，９ｂ，９ｃは図示しないモータなどによって回転駆動される。これによって、被溶接材１の溶接部の表面に付着していたウェット状態のプライマーが除去される。しかしながら、このとき溶接部の表面のプライマーは完全には除去されない。即ち、ショットブラスト装置３によるショットブラストによって被溶接材１の表面に形成されたアンカーパターン内に入り込んだ若干のプライマーはブラシ９ａ，９ｂ，９ｃによって除去されず、残留するのである。
【００３３】
こうして、プライマー除去手段５によって、アンカーパターン内にプライマーが僅かに残存するように溶接部のプライマーが除去された後、被溶接材１は溶接前処理装置２から出され、溶接現場へと搬送されて溶接が行われる。
【００３４】
次に図１及び図２を用いて、本実施形態の溶接方法を説明する。
【００３５】
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、被溶接材１の溶接部の拡大断面図である。
【００３６】
まず、被溶接材１を溶接前処理装置２にセットする。このとき、被溶接材１の溶接部の表面は図２（ａ）に示すようにほぼ均一である。
【００３７】
次に、ショットブラスト装置３にて被溶接材１の表面全体にショットブラストを施す。これによって、図２（ｂ）に示すように、被溶接材１の表面にアンカーパターン１０が形成される。
【００３８】
次に、プライマー塗布手段４にてアンカーパターンが形成された被溶接材１の表面全体にプライマーを塗布する。これによって、図２（ｃ）に示すように、アンカーパターン１０が形成された被溶接材１の表面上にプライマー１１の膜が形成される。このとき、塗布されたプライマーの一部がアンカーパターン１０内へと入り込む。
【００３９】
そして、被溶接材１に塗布されたプライマーが乾ききる前（固まる前）に、プライマー除去手段５の各ブラシ９ａ，９ｂ，９ｃにより、被溶接材１の溶接部をブラッシングしてプライマーを除去する。この結果、図２（ｄ）に示すように、アンカーパターン内に残存する僅かなプライマー１１（膜厚１０μｍ程度）を除いてプライマーが除去される。
【００４０】
その後、被溶接材１を溶接する。
【００４１】
このように、本実施形態の溶接方法及び装置によれば、被溶接材１の表面に塗布されたプライマー１１が完全に乾ききる前に除去するため、被溶接材１をグラインダー等で削ることなく、容易に除去できる。従って、被溶接材１が減厚することがなく、またプライマー１１の除去面も不均一になることがない。また、グラインダーの使用に対する環境対策を行う必要がないので、設備コストの低減が図れる。
【００４２】
更に、プライマー１１を除去した後でも被溶接材１のアンカーパターン１０内に若干のプライマー１１が残存するため、プライマー除去後の発錆を抑制できる（例えば、１２日間程度）。従って、プライマー除去作業から溶接作業までの間に期間がかかる場合であっても、被溶接材１の溶接部に錆が発生することがない。この結果、錆に起因する溶接欠陥を防止できる。
【００４３】
また、被溶接材１のアンカーパターン１０内に残存するプライマーは極小量（膜厚１０μｍ程度）であるため、このプライマーに起因する溶接欠陥の発生を基準値内に十分管理できる。言い換えれば、ショットブラスト装置３によるショットブラスト条件（粒径など）、及びプライマー除去手段５による除去条件（除去時間、ブラシ回転速度など）は、アンカーパターン１０内に残留するプライマー１１の膜厚が１０μｍ以下になるように設定することが好ましい。ここで、溶接欠陥の基準値の一例を挙げると、発生した全てのブローホールの合計長さが溶接長さの１０％以内である。
【００４４】
また、本実施形態の溶接方法及び装置によれば溶接欠陥の発生を抑制できるため、高速溶接を行うことが可能となる。具体的には、溶接速度を１．５〜１．８ｍ／ｍｉｎ程度（あるいは、溶接時の入熱を８０００〜１５０００Ｊ／ｃｍ程度）にしても溶接欠陥の発生を基準値以内に管理できる。即ち、従来と比較して２〜３倍程度に溶接速度を上げることができ、溶接作業にかかる期間を大幅に短縮できる。
【００４５】
また、溶接欠陥の発生を抑制できるので、溶接後の手直しをする必要がなくなり、作業効率が向上する。
【００４６】
これまで、ショットブラスト装置３、プライマー塗布手段４及びプライマー除去手段５は連続的に設けるとして説明してきたが、本発明はこの点において限定されず、これら各装置及び手段をそれぞれ独立させて設けても良い。しかしながら、被溶接材１に塗布されたプライマー１１が乾ききる前にプライマー除去作業を行う必要があるため、プライマー塗布手段４とプライマー除去手段５とは連続させて設けることが好ましい。
【００４７】
また、上記実施形態では、被溶接材１に塗布されたプライマー１１が乾ききる前（ウェットの状態）に除去するとして説明したが、本発明はこの点において限定されない。例えば、プライマー１１がある程度乾いた後（例えば、塗布後１時間程度経過した後）であっても、プライマー除去手段５によって被溶接材１を削ることなくプライマー１１を除去することができる。この場合、プライマー除去手段５の各ブラシ９ａ，９ｂ，９ｃを駆動するモータは高周波モータを用いることが好ましい。
【００４８】
また、プライマー除去手段５はブラシ９ａ，９ｂ，９ｃによってプライマー１１を除去するものとして説明してきたが、本発明はこの点において限定されず、他の手段を用いることもできる。特に、本発明ではプライマー１１が完全に乾ききる前に除去するので、プライマー１１を容易に除去でき、様々な代替手段を利用することができる。例えば、布などでプライマーをふき取ったり、エアーなどで吹き飛ばすこと等も考えられる。
【００４９】
また、プライマー除去手段５は、被溶接材１の下面、上面及び側面のプライマー１１を除去するものとして説明したが、本発明はこの点において限定されない。即ち、溶接部のプライマー１１が除去できれば良いものである。
【００５０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すごとく優れた効果を発揮するものである。
【００５１】
１）プライマーを容易に除去できる。
【００５２】
２）溶接欠陥（ブローホールやピット等）の発生を抑制できる。
【００５３】
３）プライマー除去後の発錆を抑制できる。
【００５４】
４）高速溶接が可能である。
【００５５】
５）溶接後の手直しをする必要がない。
【００５６】
６）均一な除去面が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶接装置における溶接前処理装置を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、ショットブラストを施す前の被溶接材の溶接部の拡大断面図である。
（ｂ）は、ショットブラストを施した後の被溶接材の溶接部の拡大断面図である。
（ｃ）は、ショットブラストを施した後、プライマーを塗布した状態を示す被溶接材の溶接部の拡大断面図である。
（ｄ）は、プライマーを除去した後、アンカーパターン内にプライマーが僅かに残存している状態を示す被溶接材の溶接部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  被溶接材
２  溶接前処理装置
３  ショットブラスト装置
４  プライマー塗布手段
５  プライマー除去手段
９ａ，９ｂ，９ｃ  ブラシ
１０  アンカーパターン
１１  プライマー
【図１】
0003886839.tif 000002
【図２】
0003886839.tif 000003