JPH0833989A - High-frequency welding method and device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it possible to eliminate the need for transporting metallic members to be welded in an intricate form and to freely set the shape and structure of a device for preheating in a high-frequency welding method constitut ed to preheat one of the two metallic members to be welded. CONSTITUTION:A flange material 5a and a web material 4 are brought into contact with each other at a welding point Y and a high-frequency current is passed to this welding point Y via contact tips 2, 3, by which the respective metallic members are welded to each other. The flange material 5a on the side where the temp. hardly rises is preheated by a preheating section 12 prior to execution of welding at the welding point Y. This preheating section 12 is arranged in a wide space facing the surface (front surface in Fig.) on the side opposite to the welding surface (rear surface in Fig.) of the surfaces of the flange material 5a.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、溶接点において互いに
接触する２つの金属部材に高周波電流を通電してそれら
の金属部材を互いに溶接する高周波溶接方法及び装置に
関する。特に、昇温し難い側の金属部材を溶接点の前で
予め溶接に必要な温度まで加熱して両金属部材の温度を
均一にするようにした高周波溶接方法及び装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency welding method and apparatus for welding two metal members which are in contact with each other at a welding point by applying a high-frequency current to the two metal members to weld them together. In particular, the present invention relates to a high-frequency welding method and apparatus in which a metal member on the side where it is difficult to raise the temperature is heated in advance to a temperature required for welding in advance of a welding point so as to make the temperatures of both metal members uniform.

【０００２】[0002]

【従来の技術】高周波電流を用いた溶接は、電縫管、Ｈ
型鋼、Ｔ型鋼、熱交換器用のフィンチューブ等を製造す
る際に採用されている。従来の高周波溶接方法では、一
般に、溶接される２つの金属部材によって溶接点の手前
位置にＶ字状のギャップを形成し、このギャップ部に高
周波電流を通電してこのギャップ部に近接効果を発生さ
せ、この近接効果によって両金属部材のギャップ側端面
に高周波電流を集中させて連続溶接を行っている。2. Description of the Related Art Welding using high frequency current is performed by using electric resistance welded pipe, H
It is used when manufacturing shaped steel, T-shaped steel, fin tubes for heat exchangers, and the like. In the conventional high-frequency welding method, generally, a V-shaped gap is formed in front of a welding point by two metal members to be welded, and a high-frequency current is passed through the gap to generate a proximity effect in the gap. Then, due to this proximity effect, high-frequency current is concentrated on the gap-side end faces of both metal members for continuous welding.

【０００３】近接効果というのは、流れる向きが異なる
高周波電流が狭いギャップを隔てて相対向する面を流れ
るときに発生する現象のことであって、具体的には、高
周波電流はそれらの対向面に広く広がり、さらに対向面
を流れる電流量は互いにほぼ同一であり、さらに向きの
違う電流は互いに引きつけ合う等といった現象を引き起
こす。The proximity effect is a phenomenon that occurs when high-frequency currents flowing in different directions flow across opposite surfaces across a narrow gap. Specifically, the high-frequency currents are the opposite surfaces. The amount of current flowing in the opposite surface is almost the same as each other, and the currents in different directions attract each other.

【０００４】電縫管を溶接する場合には、図８に示すよ
うに、高周波電流が流れる被溶接部Ｈの対向面が全く同
一形状及び同一面積であるので、両溶接面の溶接点直前
の温度分布はほぼ同一になり、従って、良好な溶接が可
能である。しかしながら、図９に示すようなＨ型鋼や、
図１０に示すＴ型鋼に関しては、被溶接部Ｈにおいて互
いに対向する溶接面の形状が異なるので、電流分布の違
い及び熱伝導量の違いが発生し、そのため、溶接点の直
前では互いに対向する溶接面にかなりの温度差が生じ
る。その結果、従来の高周波溶接方法では、Ｈ型鋼、Ｔ
型鋼等を良好に溶接することが難しかった。When welding an electric resistance welded pipe, as shown in FIG. 8, since the facing surfaces of the welded portion H through which a high-frequency current flows have exactly the same shape and the same area, immediately before the welding points on both welding surfaces. The temperature distributions are almost the same, so good welding is possible. However, H-shaped steel as shown in FIG.
Regarding the T-section steel shown in FIG. 10, since the shapes of the welding surfaces facing each other in the welded portion H are different, a difference in current distribution and a difference in the amount of heat conduction occur, and therefore welding immediately opposite the welding point is performed. There is a considerable temperature difference between the surfaces. As a result, in the conventional high frequency welding method, H-shaped steel, T
It was difficult to satisfactorily weld shaped steel and the like.

【０００５】例えば、従来の高周波溶接方法を用いてＴ
型鋼を溶接する場合を考えると、図７に示すように、一
対のコンタクトチップ２及び３をそれぞれウェブ材４と
フランジ材５に接触させ、これらのコンタクトチップ
２，３を通して両材に高周波電流を供給する。供給され
た高周波電流は、経路Ｋ１、経路Ｋ２及び溶接点Ｙを通
過して流れて両材４，５を昇温させ、溶接点Ｙにおいて
両材を互いに溶接する。Ｈ型鋼では、溶接箇所が２箇所
になるだけなので、Ｔ型鋼で使用する溶接装置を２台使
用することにより溶接が行われる。For example, using the conventional high frequency welding method, T
Considering the case of welding a shaped steel, as shown in FIG. 7, a pair of contact tips 2 and 3 are brought into contact with a web material 4 and a flange material 5, respectively, and a high frequency current is applied to both materials through these contact tips 2 and 3. Supply. The supplied high-frequency current flows through the route K1, the route K2, and the welding point Y to raise the temperature of both materials 4 and 5, and welds the both materials to each other at the welding point Y. Since there are only two welding points in the H-section steel, welding is performed by using two welding devices used in the T-section steel.

【０００６】図７に示す溶接装置において、下記の一般
的な溶接条件、すなわち 溶接速度：３５ｍ／ｍｉｎ 溶接点Ｙからコンタクトチップ２，３までの距離：１５
０ｍｍ ウェブ材４の板厚：４．５ｍｍ フランジ材の板厚：６ｍｍ の条件下で溶接を行ったところ、フランジ材５の溶接点
Ｙの直前の温度は、ウェブ材４の溶接点Ｙの直前の温度
に比較して、ほぼ２００゜Ｃ程度低くなる。In the welding apparatus shown in FIG. 7, the following general welding conditions are used: welding speed: 35 m / min, distance from welding point Y to contact tips 2 and 3: 15
When welding was performed under the conditions of 0 mm web material 4 plate thickness: 4.5 mm and flange material plate thickness: 6 mm, the temperature immediately before the welding point Y of the flange material 5 was immediately before the welding point Y of the web material 4. The temperature is about 200 ° C lower than the temperature of.

【０００７】両溶接面の溶接点Ｙの直前の温度を極力同
一にするため、フランジ材５を流れて溶接に有効に作用
する電流経路Ｋ２の長さを、ウェブ材４を流れて溶接に
有効に作用する電流経路Ｋ１に対して長くする方法が考
えられる。しかしながら高周波電流の近接効果は、相対
向する高周波電流によって発生するものであり、コンタ
クトチップの位置を変えて溶接に有効に作用する高周波
電流経路を都合良く一方のみ長くすることは理論上不可
能である。つまり、コンタクトチップ２，３の位置をど
のように変えても、溶接に有効に作用する溶接電流経路
とその電流値はほぼ同一になり、よって、溶接点Ｙの直
前におけるウェブ材４とフランジ材５の温度を均一にす
ることは難しい。In order to make the temperature immediately before the welding point Y on both welding surfaces as uniform as possible, the length of the current path K2 that flows through the flange material 5 and effectively acts on the welding is effective for welding by flowing the web material 4. It is conceivable to lengthen the current path K1 that acts on. However, the proximity effect of high-frequency current is generated by opposing high-frequency currents, and it is theoretically impossible to change the position of the contact tip to conveniently lengthen the high-frequency current path that effectively acts on welding. is there. That is, no matter how the positions of the contact tips 2 and 3 are changed, the welding current path that effectively acts on welding and its current value are substantially the same, and therefore the web material 4 and the flange material immediately before the welding point Y are made. It is difficult to make the temperature of 5 uniform.

【０００８】図６は上記従来の高周波溶接方法を用いて
溶接されたＴ型鋼に関する溶接部の断面顕微鏡写真を表
している。フランジ材５の溶接面の温度を溶接可能な温
度まで上昇させる結果、ウェブ材４の溶接面の温度が上
がりすぎ、溶接品質に問題が発生する。また、外側へ突
出するビード８の量が多くなり、これを除去する装置が
必要になる。FIG. 6 shows a cross-sectional micrograph of a welded portion of a T-section steel welded using the above-mentioned conventional high-frequency welding method. As a result of raising the temperature of the welding surface of the flange member 5 to a temperature at which welding is possible, the temperature of the welding surface of the web member 4 rises too much, causing a problem in welding quality. Further, the amount of the bead 8 protruding outward becomes large, and a device for removing the bead 8 is required.

【０００９】上記のようなウェブ材４とフランジ材５と
の間の温度の不均一を解消するため、昇温し難い側の金
属部材、すなわちフランジ材５を溶接点の手前側で予め
加熱して、溶接される２つの金属部材の温度を溶接点の
ところで均一にしようという技術が公知である。例え
ば、特開昭６２−４０９７８号公報及び特開昭６２−１
９９２７４号公報によれば、高周波電流を用いてフラン
ジ材の溶接面側、すなわちウェブ材に接触する面側から
そのフランジ材を予備加熱する高周波溶接方法が開示さ
れている。In order to eliminate the uneven temperature between the web material 4 and the flange material 5 as described above, the metal member on the side where it is difficult to raise the temperature, that is, the flange material 5, is preheated in front of the welding point. Thus, a technique is known in which the temperature of two metal members to be welded is made uniform at the welding point. For example, JP-A-62-40978 and JP-A-62-1
Japanese Patent No. 99274 discloses a high-frequency welding method in which high-frequency current is used to preheat the flange material from the welding surface side, that is, the surface side in contact with the web material.

【００１０】しかしながら、これら従来の高周波溶接方
法では、フランジ材を溶接面側から予備加熱するように
しているので、その予備加熱用の装置をフランジ材とウ
ェブ材との間に形成される狭い空間内に設置しなければ
ならず、それ故、溶接される金属部材を予備加熱装置や
溶接装置に対して複雑な経路で搬送せざるを得なかっ
た。However, in these conventional high-frequency welding methods, since the flange material is preheated from the welding surface side, a device for preheating is used in a narrow space formed between the flange material and the web material. Therefore, the metal member to be welded has to be transported to the preheating device and the welding device through a complicated route.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するためになされたものであって、互いに溶接
される２つの金属部材のうちの一方を予備加熱すること
によって溶接点における両者の温度を均一にして良好な
溶接を達成すること、溶接される金属部材を複雑な形態
で搬送させなくても済むようにすること、そして予備加
熱を行うための装置の形状及び構造を自由に設計できる
ようにすることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, in which one of two metal members to be welded to each other is preheated so that the welding point can be improved. The temperature and temperature of both parts should be uniform to achieve good welding, the metal parts to be welded do not have to be transported in complicated shapes, and the shape and structure of the device for preheating can be freely set. The purpose is to be able to design.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る高周波溶接方法は、２つの金属部材を
溶接点の所で互いに接触させ、その溶接点を通してそれ
らの金属部材に高周波電流を通電してそれらを昇温し、
この昇温により溶接点においてそれらの金属部材を互い
に溶接する高周波溶接方法であって、溶接点において溶
接を行うのに先立って、昇温し難い側の金属部材を予備
加熱するようにした高周波溶接方法において、昇温し難
い側の金属部材の表面のうち溶接面の反対側の面から上
記の予備加熱を行なうことを特徴としている。In order to achieve the above object, a high frequency welding method according to the present invention is a method in which two metal members are brought into contact with each other at a welding point and a high frequency wave is applied to the metal members through the welding point. Energize them to heat them up,
A high-frequency welding method for welding these metal members to each other at a welding point by this temperature rise, wherein high-frequency welding is performed so that the metal member on the side that is hard to heat up is preheated before performing welding at the welding point. In the method, the above-mentioned preheating is performed from the surface of the metal member on the side where it is difficult to raise the temperature, which is opposite to the welding surface.

【００１３】また、本発明に係る高周波溶接装置は、２
つの金属部材を溶接点の所で互いに接触させ、その溶接
点を通してそれらの金属部材に高周波電流を通電してそ
れらを昇温し、この昇温により溶接点においてそれらの
金属部材を互いに溶接する高周波溶接装置であって、各
金属部材を溶接点を通過するように搬送する金属部材搬
送手段と、金属部材の搬送方向に関して溶接点よりも上
流側に配置されていて昇温し難い側の金属部材を予備加
熱する金属部材予熱手段とを有する高周波溶接装置にお
いて、上記金属部材予熱手段は、昇温し難い側の金属部
材の表面のうち溶接面の反対側の面に対向して配置され
ることを特徴としている。Further, the high frequency welding apparatus according to the present invention has two components.
High frequency to bring two metal members into contact with each other at the welding point, and to heat them by passing a high frequency current to them through the welding point, and to heat these metal members to each other at this welding point. A welding device, which is a metal member conveying means for conveying each metal member so as to pass through the welding point, and a metal member on the upstream side of the welding point in which the metal member is difficult to heat up in the conveying direction of the metal member. In a high-frequency welding device having a metal member preheating means for preheating the metal member, the metal member preheating means is arranged to face a surface of the metal member on the side where it is difficult to raise the temperature, the surface being opposite to the welding surface. Is characterized by.

【００１４】昇温し難い側の金属部材というのは、溶接
される２つの金属部材を比較した場合の相対的な評価で
あって、絶対的に昇温し難いということではない。例え
ば、溶接される面の面積が広いフランジ材と、溶接され
る面の面積が狭いウェブ材とを互いに溶接する場合に
は、面積の広いフランジ材は昇温し難いので、このフラ
ンジ材が昇温し難い側の金属部材ということになる。The metal member on the side where it is difficult to raise the temperature is a relative evaluation when two metal members to be welded are compared with each other, and does not mean that it is absolutely difficult to raise the temperature. For example, when a flange material having a large surface area to be welded and a web material having a small surface area to be welded are welded to each other, the flange material having a large area does not easily heat up. It is a metal member on the side that is hard to heat.

【００１５】昇温し難い側の金属部材を予備加熱する金
属部材予熱手段は、高周波電流を用いて金属部材を加熱
する形式の加熱装置を用いることができ、この場合に
は、一対の予熱用コンタクトチップを溶接の対象である
一対の金属部材のそれぞれに接触させる。このように一
対のコンタクトチップを用いる場合には、それらのコン
タクトチップの間であって、金属部材に近接する位置
に、導電性部材、例えば銅合金等によって形成した電気
誘導子を配置することが好ましい。こうすれば、一対の
コンタクトチップの間の金属部材内を流れる高周波電流
がその電気誘導子によって誘導されて金属部材内の狭い
領域に集束され、その金属部材を効率良く加熱する。As the metal member preheating means for preheating the metal member on the side where it is difficult to raise the temperature, a heating device of the type for heating the metal member by using a high-frequency current can be used. In this case, a pair of preheating members is used. The contact tip is brought into contact with each of the pair of metal members to be welded. When using a pair of contact chips as described above, an electrically conductive member, for example, an electric inductor formed of a copper alloy or the like may be arranged between the contact chips and at a position close to the metal member. preferable. With this configuration, the high-frequency current flowing in the metal member between the pair of contact chips is induced by the electric inductor and focused on a narrow region in the metal member to efficiently heat the metal member.

【００１６】予備加熱を高周波電流を用いて行う場合、
溶接用の高周波電流の周波数に比較して予備加熱用の高
周波電流の周波数を低く設定することが望ましい。例え
ば予備加熱用の高周波電流の周波数を３ＫＨｚに設定
し、溶接用の高周波電流の周波数を１００ＫＨｚ〜４０
０ＫＨｚに設定することができる。周波数の低い高周波
電流は金属部材の奥深くまで流れ込む性質があるので、
金属部材を溶接面の反対面側から加熱するとき、その溶
接面側をも効率良く昇温させることができる。一方、周
波数の高い高周波電流は金属部材の狭い領域を局所的に
加熱できるので、溶接部分を局所的に加熱するのに適し
ている。When preheating is performed using a high frequency current,
It is desirable to set the frequency of the high-frequency current for preheating lower than that of the high-frequency current for welding. For example, the frequency of the high-frequency current for preheating is set to 3 KHz, and the frequency of the high-frequency current for welding is 100 KHz to 40
It can be set to 0 KHz. High-frequency current with low frequency has the property of flowing deep inside the metal member,
When the metal member is heated from the side opposite to the welding surface, the welding surface side can be efficiently heated. On the other hand, a high-frequency current having a high frequency can locally heat a narrow region of the metal member, and is therefore suitable for locally heating the welded portion.

【００１７】[0017]

【作用】本発明によれば、昇温し難い側の金属部材と昇
温し易い側の金属部材とを互いに溶接する際、昇温し難
い側の金属部材を溶接面の反対側から予備加熱する。こ
うすれば、予備加熱を行うための装置を、昇温し難い側
の金属部材と昇温し易い側の金属部材との間に設置する
必要が無くなるので、溶接される金属部材を複雑な形態
で搬送させなくても済むようになる。また、予備加熱の
ための装置の形状及び構造を自由に設計できる。According to the present invention, when welding the metal member on the side where the temperature is hard to rise and the metal member on the side where the temperature is easy to rise to each other, the metal member on the side where the temperature is hard to rise is preheated from the side opposite to the welding surface. To do. By doing so, it is not necessary to install a device for performing preheating between the metal member on the side where it is difficult to raise the temperature and the metal member on the side where it is easy to raise the temperature. You don't have to carry it in. Further, the shape and structure of the device for preheating can be freely designed.

【００１８】[0018]

【実施例】図１及び図２は、本発明に係る高周波溶接装
置の一実施例を示している。特に、図１はその装置の正
面図を示し、図２はその装置の側面図を示している。図
１において、ウェブ材（昇温し易い金属部材）４とフラ
ンジ材（昇温し難い金属部材）５ａ，５ｂから成るＨ型
鋼６は金属部材搬送装置７によって矢印Ａ方向へ搬送さ
れる。金属部材搬送装置７としては、任意の構造から成
る搬送装置を用いることができ、例えば、回転するロー
ラを用いたローラ搬送機構を用いることができる。1 and 2 show an embodiment of a high-frequency welding device according to the present invention. In particular, FIG. 1 shows a front view of the device and FIG. 2 shows a side view of the device. In FIG. 1, an H-shaped steel 6 made up of a web material (metal member that easily heats up) 4 and flange materials (metal members that do not easily heat up) 5a, 5b is transported in the direction of arrow A by a metal member transporting device 7. As the metal member transporting device 7, a transporting device having an arbitrary structure can be used, and for example, a roller transporting mechanism using a rotating roller can be used.

【００１９】高周波溶接装置１は、本体ボックス１１に
よって支持された予備加熱部１２と、同じく本体ボック
ス１１によって支持された溶接部１３とを有している。
予備加熱部１２は、フランジ材５ａ等の搬送方向Ａに関
して溶接部１３の上流側（図の左側）に配設される。図
では、上側のフランジ材５ａを溶接するための溶接装置
１だけを示してあり、下側のフランジ材５ｂを溶接する
ための溶接装置は別の場所に配置される。溶接部１３は
上側フランジ材５ａの溶接面側（図の下側）に設置さ
れ、予備加熱部１２は上側フランジ材５ａの溶接面と反
対側（図の上側）に設置される。なお、ウェブ材４と上
側フランジ材５ａに関しては、溶接点Ｙよりも下流側
（図の右側）が溶接済みの部分であり、溶接点Ｙよりも
上流側（図の左側）が未溶接の部分である。The high-frequency welding apparatus 1 has a preheating section 12 supported by a main body box 11 and a welding section 13 also supported by the main body box 11.
The preheating unit 12 is arranged on the upstream side (the left side in the drawing) of the welding unit 13 in the transport direction A of the flange material 5a and the like. In the figure, only the welding device 1 for welding the upper flange material 5a is shown, and the welding device for welding the lower flange material 5b is arranged at another place. The welding portion 13 is installed on the welding surface side of the upper flange material 5a (lower side in the drawing), and the preheating portion 12 is installed on the side opposite to the welding surface of the upper flange material 5a (upper drawing). Regarding the web material 4 and the upper flange material 5a, the downstream side (right side of the drawing) of the welding point Y is a welded portion, and the upstream side of the welding point Y (left side of the drawing) is an unwelded portion. Is.

【００２０】溶接部１３は、図２に示すように、ウェブ
材４の上部に接触するコンタクトチップ２と、フランジ
材５ａの溶接面側に接触するコンタクトチップ３とを有
している。これらのコンタクトチップ２，３を用いた溶
接系は図７に示した溶接系と同じである。これらのコン
タクトチップ２，３は、図１に示すように、支持ブロッ
ク１４によって支持されており、この支持ブロック１４
はエアシリンダ１５によって駆動されて支軸１６を中心
として矢印Ｂのように回転移動する。支持ブロック１４
の矢印Ｂ方向への回転移動により、各コンタクトチップ
２，３は、それぞれ、ウェブ材４及びフランジ材５ａに
適宜の圧力下で接触する。As shown in FIG. 2, the welded portion 13 has a contact tip 2 that contacts the upper portion of the web material 4 and a contact tip 3 that contacts the weld surface side of the flange material 5a. The welding system using these contact tips 2 and 3 is the same as the welding system shown in FIG. These contact chips 2 and 3 are supported by a support block 14 as shown in FIG.
Is driven by the air cylinder 15 and rotationally moves about the support shaft 16 as shown by an arrow B. Support block 14
The contact tips 2 and 3 come into contact with the web member 4 and the flange member 5a, respectively, under an appropriate pressure by the rotational movement in the direction of arrow B.

【００２１】予備加熱部１２は、図３に示すように、ウ
ェブ材４及びフランジ材５ａの搬送方向Ａに沿って並べ
られた２つの側板１６ａ及び１６ｂと、それらの側板に
設けた支軸１７ａ及び１７ｂを中心として回転移動可能
なチップホルダ１８ａ及び１８ｂとを有している。As shown in FIG. 3, the preheating section 12 includes two side plates 16a and 16b arranged along the conveyance direction A of the web material 4 and the flange material 5a, and a spindle 17a provided on the side plates. And chip holders 18a and 18b which are rotatable about 17b.

【００２２】図３において、チップホルダ１８ａ，１８
ｂの右端下部には、予熱用コンタクトチップ１９ａ及び
１９ｂが設けられ、それらのチップホルダ１８ａ，１８
ｂの左端にはエアシリンダ２０ａ及び２０ｂが接続され
ている。各エアシリンダ２０ａ，２０ｂによって各チッ
プホルダ１８ａ，１８ｂが矢印Ｃ方向へ回転させられる
とき、それぞれのホルダに設けた予熱用コンタクトチッ
プ１９ａ，１９ｂがフランジ材５ａの外側表面、すなわ
ち溶接面と反対側の面に適宜の圧力下で面接触する。In FIG. 3, chip holders 18a, 18
Preheating contact tips 19a and 19b are provided at the lower right end of b, and their tip holders 18a, 18b are provided.
Air cylinders 20a and 20b are connected to the left end of b. When the tip holders 18a, 18b are rotated in the direction of arrow C by the air cylinders 20a, 20b, the preheating contact tips 19a, 19b provided on the respective holders are provided on the outer surface of the flange member 5a, that is, on the side opposite to the welding surface. Surface contact with the surface of the surface under appropriate pressure.

【００２３】各側板１６ａ，１６ｂの下端であって、コ
ンタクトチップ１９ａとコンタクトチップ１９ｂとの間
にわたって、導電性材料、例えば銅合金等によって形成
された電気誘導子２１ａ，２１ｂが配置されている。こ
れらの誘導子２１ａ，２１ｂは、図２に示すように、ウ
ェブ材４に対向する位置に、先端が尖った突出部２２を
有している。Electric inductors 21a and 21b made of a conductive material, such as a copper alloy, are arranged at the lower ends of the side plates 16a and 16b and between the contact chips 19a and 19b. As shown in FIG. 2, each of the inductors 21 a and 21 b has a protruding portion 22 having a sharp tip at a position facing the web material 4.

【００２４】図４は、溶接用の各コンタクトチップ２，
３及び予備加熱用の各コンタクトチップ１９ａ，１９ｂ
のための給電系の一実施例を示している。この給電系
は、高周波トランス２３を有しており、その高周波トラ
ンス２３の一次側コイル２４が高周波電源Ｅに接続され
る。この電源の周波数は、例えば１００ＫＨｚ〜４００
ＫＨｚ程度に設定される。高周波トランス２３の二次側
コイルは２分割されており、一方の二次側コイル２５に
溶接用のコンタクトチップ２，３が接続され、他方の二
次側コイル２６に予備加熱用のコンタクトチップ１９
ａ，１９ｂが接続されている。この二次側コイル２６に
は、遠隔操作方式の可変型インダクタ２７が直列に接続
されている。溶接及び予備加熱に必要な高周波電流の制
御方法に関しては、例えば、高周波トランス２３の一次
側コイル２４に印加する一次電圧を溶接に必要な値に設
定し、そして可変型インダクタ２７を調節することによ
り、予備加熱に必要な高周波電流の電流量を適正な値に
設定して、最適な溶接品質を得るようにする。FIG. 4 shows each contact tip 2 for welding.
3 and contact chips 19a and 19b for preheating
Shows an example of a power supply system for. The power feeding system has a high frequency transformer 23, and a primary coil 24 of the high frequency transformer 23 is connected to a high frequency power source E. The frequency of this power supply is, for example, 100 KHz to 400
It is set to about KHz. The secondary coil of the high frequency transformer 23 is divided into two parts. One of the secondary coils 25 is connected with welding contact chips 2 and 3, and the other secondary coil 26 is connected with preheating contact chips 19.
a and 19b are connected. A remote-controlled variable inductor 27 is connected in series to the secondary coil 26. Regarding the method of controlling the high frequency current required for welding and preheating, for example, by setting the primary voltage applied to the primary coil 24 of the high frequency transformer 23 to a value required for welding, and adjusting the variable inductor 27, Set the amount of high-frequency current required for preheating to an appropriate value to obtain optimum welding quality.

【００２５】本発明に係る高周波溶接装置は以上のよう
に構成されているので、溶接作業が開始されると、図１
において、溶接部１３のエアシリンダ１５が作動して溶
接用コンタクトチップ２，３が、それぞれ、ウェブ材４
及びフランジ材５ａに押し付けられる。また、予備加熱
部１２のエアシリンダ２０ａ，２０ｂが作動して予熱用
コンタクトチップ１９ａ，１９ｂがフランジ材５ａの溶
接面と反対側の面に押し付けられる。Since the high-frequency welding device according to the present invention is constructed as described above, when the welding work is started, the process shown in FIG.
, The air cylinder 15 of the welded portion 13 is actuated to cause the welding contact tips 2 and 3 to move into the web material 4 respectively.
And the flange member 5a. Further, the air cylinders 20a and 20b of the preheating unit 12 are operated to press the preheating contact tips 19a and 19b against the surface of the flange member 5a opposite to the welding surface.

【００２６】その後、図４において、高周波トランス２
３の二次側コイル２６によって予備加熱用コンタクトチ
ップ１９ａ，１９ｂに高周波電流が流され、これにより
図３において、各コンタクトチップ１９ａ，１９ｂを介
してフランジ材５ａの内部に予備加熱に必要な高周波電
流が流される。この高周波電流の通電により、フランジ
材５ａの外側表面の温度が上昇し、さらに熱伝導により
フランジ材５ａの内側表面、すなわち溶接面の温度が上
昇する。このとき、フランジ材５ａの内部を流れる高周
波電流の通電経路及びその経路の広がりの程度は、電気
誘導子２１ａ，２１ｂによってウェブ材４の先端に対応
した狭い範囲に規制されるので、予備加熱用コンタクト
チップ１９ａ，１９ｂがフランジ材５ａの外側表面に接
触しているにもかかわらず、フランジ材５ａのうちのウ
ェブ材４に対向した内側溶接面を効率的に昇温させるこ
とができる。Thereafter, referring to FIG. 4, the high frequency transformer 2
A high-frequency current is applied to the preheating contact tips 19a and 19b by the secondary coil 26 of FIG. 3, and as a result, in FIG. 3, the high frequency current required for preheating is applied to the inside of the flange member 5a through the contact tips 19a and 19b. An electric current is passed. Due to the energization with this high-frequency current, the temperature of the outer surface of the flange material 5a rises, and further the temperature of the inner surface of the flange material 5a, that is, the welding surface, rises due to heat conduction. At this time, the energization path of the high-frequency current flowing inside the flange material 5a and the extent of spread of the path are restricted to a narrow range corresponding to the tip of the web material 4 by the electric inductors 21a and 21b. Even though the contact tips 19a, 19b are in contact with the outer surface of the flange member 5a, the inner welding surface of the flange member 5a facing the web member 4 can be efficiently heated.

【００２７】フランジ材５ａの内側溶接面をウェブ材４
に良好に溶接するための温度及びその温度分布は両材の
板厚等に応じて適宜の値に設定されるが、その設定は、
予備加熱部１２の設置位置、ウェブ材４及びフランジ材
５ａの搬送速度、フランジ材５ａの板厚、予熱用コンタ
クトチップ１９ａ，１９ｂから供給される高周波電流の
電流量及び誘導子２１ａ，２１ｂの形状等によって決定
される。The inner welding surface of the flange member 5a is connected to the web member 4
The temperature for good welding and its temperature distribution are set to appropriate values according to the plate thickness of both materials, but the setting is
Installation position of the preheating part 12, conveyance speed of the web material 4 and the flange material 5a, plate thickness of the flange material 5a, current amount of high frequency current supplied from the contact tips 19a, 19b for preheating, and shapes of the inductors 21a, 21b. Etc.

【００２８】図１において、予備加熱部１２によって溶
接に必要な所定温度まで加熱されたフランジ材５ａはウ
ェブ材４と共に溶接部１３へ送り込まれ、そして溶接用
コンタクトチップ２，３を通して両材４及び５ａに高周
波電流電流が供給され、そして溶接点Ｙにおいて両材
４，５ａが溶接される。こうして溶接されたＨ型鋼の溶
接部の断面を顕微鏡写真によって観察すると、図５に示
すような断面形状が観察される。この断面形状において
は、図６に示した予備加熱を行わない従来の場合に比較
して、ビード８の量がビード切削を必要としない程度ま
でに著しく減少している。In FIG. 1, the flange material 5a heated to a predetermined temperature required for welding by the preheating section 12 is fed to the welding section 13 together with the web material 4, and is passed through the welding contact tips 2 and 3 to both materials 4 and A high-frequency current is supplied to 5a, and both materials 4, 5a are welded at welding point Y. When a cross section of the welded portion of the H-shaped steel thus welded is observed by a micrograph, a cross-sectional shape as shown in FIG. 5 is observed. In this cross-sectional shape, the amount of beads 8 is remarkably reduced to the extent that bead cutting is not required, as compared with the conventional case where preheating shown in FIG. 6 is not performed.

【００２９】特に、Ｈ型鋼を考えると、多量に発生した
ビードを切削する場合には、合計４箇所を同時に切削す
る必要があり、このための装置及び作業のために多くの
費用がかかる。従って、ビードの発生量を低減できる本
発明に係る高周波溶接方法をＨ型鋼の溶接に用いると、
特に有利である。Considering the H-shaped steel, in particular, when cutting a large amount of beads, it is necessary to cut at a total of four places at the same time, which requires a large amount of equipment and work. Therefore, when the high-frequency welding method according to the present invention that can reduce the amount of beads generated is used for welding H-section steel,
It is particularly advantageous.

【００３０】上記の実施例では、図４に示すように、同
一の電源Ｅを分割して、溶接用コンタクトチップ２，３
及び予熱用コンタクトチップ１９ａ，１９ｂへ給電した
が、それに代えて、それぞれのコンタクトチップを専用
の電源に接続することもできる。この場合には、特に、
予熱用コンタクトチップ１９ａ，１９ｂへ供給する高周
波電流の周波数を溶接用コンタクトチップ２，３へ供給
する高周波電流の周波数に比較して低く設定することが
望ましい。例えば、予熱用高周波電流を３ＫＨｚ程度に
設定し、溶接用高周波電流を１００〜４００ＫＨｚに設
定する。In the above-mentioned embodiment, as shown in FIG. 4, the same power source E is divided and the welding contact tips 2 and 3 are divided.
Also, although power is supplied to the preheating contact chips 19a and 19b, each contact chip can be connected to a dedicated power source instead. In this case, in particular,
It is desirable to set the frequency of the high frequency current supplied to the preheating contact tips 19a, 19b to be lower than the frequency of the high frequency current supplied to the welding contact tips 2, 3. For example, the high frequency current for preheating is set to about 3 KHz and the high frequency current for welding is set to 100 to 400 KHz.

【００３１】図１に示した実施例では、溶接用コンタク
トチップ２，３をウェブ材４及びフランジ材５ａに押し
付けるためにエアシリンダ１５を用い、予熱用コンタク
トチップ１９ａ，１９ｂをフランジ材５ａへ押し付ける
ためにエアシリンダ２０ａ，２０ｂを用いた。しかしな
がら、これらのエアシリンダ１５，２０ａ，２０ｂに代
えて、空気圧や油圧を利用したその他任意の形式の流体
利用力発生装置を用いることもできる。In the embodiment shown in FIG. 1, the air cylinder 15 is used to press the welding contact tips 2 and 3 against the web material 4 and the flange material 5a, and the preheating contact tips 19a and 19b are pressed against the flange material 5a. Therefore, the air cylinders 20a and 20b are used. However, in place of these air cylinders 15, 20a, 20b, it is also possible to use any other type of fluid utilization force generating device utilizing air pressure or hydraulic pressure.

【００３２】従来の装置では、通常、コンタクトチップ
を押し付けるためにスプリングを用いていた。しかしな
がら、スプリングを用いた場合には、そのスプリングの
バネ定数が誘導電流によって加熱されて変化し、その結
果、コンタクトチップの押圧力が変動して放電が発生
し、コンタクトチップを損傷することがあった。また、
スプリングを手動によって操作しなければならないの
で、操作性が悪いという問題もあった。これに対し、エ
アシリンダ等といった流体利用力発生装置を用いてコン
タクトチップを押圧するようにすれば、コンタクトチッ
プの押圧力に変動が発生することを防止でき、また操作
性も向上する。In the conventional device, a spring is usually used to press the contact tip. However, when a spring is used, the spring constant of the spring is heated and changed by the induced current, and as a result, the pressing force of the contact tip fluctuates and discharge may occur, which may damage the contact tip. It was Also,
Since the spring has to be manually operated, there is also a problem that the operability is poor. On the other hand, if the contact tip is pressed by using a fluid utilization force generating device such as an air cylinder, it is possible to prevent the pressing force of the contact tip from fluctuating and improve the operability.

【００３３】[0033]

【発明の効果】請求項１記載の高周波溶接方法及び請求
項２記載の高周波溶接装置によれば、昇温し難い側の金
属部材（フランジ材５ａ）を昇温し易い側の金属部材
（ウェブ材４）に対する溶接面の反対側の面から予備加
熱するようにしたので、予備加熱をするための加熱装置
を両金属部材の間の狭い空間内に設置する必要がない。
よって、溶接される両金属部材を複雑な形態で搬送しな
くて済み、さらに予備加熱を行うための装置を配置する
場所が広く確保できるので、その装置の形状及び構造を
自由に設計することができる。According to the high frequency welding method of the first aspect and the high frequency welding apparatus of the second aspect, the metal member (flange material 5a) on the side where the temperature is hard to rise is easily heated on the side (web). Since the preheating is performed from the surface opposite to the welding surface for the material 4), it is not necessary to install a heating device for preheating in a narrow space between both metal members.
Therefore, it is not necessary to convey both metal members to be welded in a complicated form, and a wide place for arranging a device for preheating can be secured, so that the shape and structure of the device can be freely designed. it can.

【００３４】請求項３記載の高周波溶接装置によれば、
昇温し難い側の金属部材の内部を流れる高周波電流を電
気誘導子によって一定の通電経路に規制することができ
るので、予熱用コンタクトチップを昇温し難い側の金属
部材の外側表面に設置した場合でも、その金属部材の内
側表面、すなわち溶接面を確実に昇温できる。According to the high frequency welding apparatus of claim 3,
Since the high-frequency current that flows inside the metal member on the side where it is difficult to heat up can be regulated to a constant current path by the electric inductor, the contact tip for preheating is installed on the outer surface of the metal member on the side where it is hard to heat up. Even in this case, the inner surface of the metal member, that is, the welding surface can be reliably heated.

【００３５】請求項４記載の高周波溶接装置によれば、
予熱用コンタクトチップを昇温し難い側の金属部材の外
側表面に設置した場合でも、その金属部材の内側表面、
すなわち溶接面をも確実に昇温させることができる。According to the high frequency welding apparatus of the fourth aspect,
Even when the preheating contact tip is installed on the outer surface of the metal member on the side where it is difficult to raise the temperature, the inner surface of the metal member,
That is, it is possible to reliably raise the temperature of the welding surface.

【００３６】請求項５記載の高周波溶接装置によれば、
電流供給系の構造を簡単且つ安価にすることができる。According to the high frequency welding device of claim 5,
The structure of the current supply system can be made simple and inexpensive.

【００３７】請求項６記載の高周波溶接装置によれば、
コンタクトチップと金属部材との接触状態を長期間にわ
たって安定状態に保持できる。According to the high frequency welding apparatus of the sixth aspect,
The contact state between the contact tip and the metal member can be kept stable over a long period of time.

【００３８】[0038]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係る高周波溶接方法を実施するための
装置の一実施例を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an apparatus for carrying out a high-frequency welding method according to the present invention.

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に従った側面断面図
である。FIG. 2 is a side sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図３】図１の要部、特に予備加熱部を拡大して示す図
である。FIG. 3 is an enlarged view showing a main part of FIG. 1, particularly a preheating part.

【図４】図１に示す装置に用いられる給電系の要部を示
す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a main part of a power feeding system used in the device shown in FIG.

【図５】本発明に係る高周波溶接方法を用いて溶接を行
った場合の溶接部分の断面状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional state of a welded portion when welding is performed using the high-frequency welding method according to the present invention.

【図６】従来の高周波溶接方法を用いて溶接を行った場
合の溶接部分の断面状態を示す図である。FIG. 6 is a view showing a cross-sectional state of a welded portion when welding is performed using a conventional high-frequency welding method.

【図７】高周波溶接方法の原理を模式的に示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram schematically showing the principle of a high-frequency welding method.

【図８】本発明に係る高周波溶接方法を用いて溶接する
ことができる溶接対象の一例である電縫管を示す斜視図
である。FIG. 8 is a perspective view showing an electric resistance welded pipe that is an example of a welding target that can be welded using the high-frequency welding method according to the present invention.

【図９】本発明に係る高周波溶接方法を用いることによ
り、特に高品質で溶接することができるＨ型鋼を示す斜
視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an H-section steel that can be welded with particularly high quality by using the high-frequency welding method according to the present invention.

【図１０】本発明に係る高周波溶接方法を用いることに
より、特に高品質で溶接することができるＴ型鋼を示す
斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a T-shaped steel that can be welded with particularly high quality by using the high-frequency welding method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 高周波溶接装置 ２，３ 溶接用コンタクトチップ ４ ウェブ材（昇温し易い金属部材） ５ａ，５ｂ フランジ材（昇温し難い金属部材） ６ Ｈ型鋼 ７ 金属部材搬送装置 ８ ビード １１ 本体ボックス １２ 予備加熱部 １３ 溶接部 １４ コンタクトチップ支持ブロック １５ エアシリンダ １６ａ，１６ｂ 側板 １７ａ，１７ｂ 支軸 １８ａ，１８ｂ チップホルダ １９ａ，１９ｂ 予熱用コンタクトチップ ２０ａ，２０ｂ エアシリンダ ２１ａ，２１ｂ 電気誘導子 ２２ 電気誘導子の突出部 1 High Frequency Welding Equipment 2,3 Welding Contact Tip 4 Web Material (Metal Member That Can Elevate Temperature Increase) 5a, 5b Flange Material (Metal Member That Does Not Elevate Temperature Increase) 6 H-Shaped Steel 7 Metal Member Transfer Device 8 Bead 11 Body Box 12 Spare Heating part 13 Welding part 14 Contact tip support block 15 Air cylinders 16a, 16b Side plates 17a, 17b Support shafts 18a, 18b Chip holders 19a, 19b Preheating contact tips 20a, 20b Air cylinders 21a, 21b Electric inductors 22 Electric inductors Protrusion

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ２つの金属部材を溶接点の所で互いに接
触させ、その溶接点を通してそれらの金属部材に高周波
電流を通電してそれらを昇温し、この昇温により溶接点
においてそれらの金属部材を互いに溶接する高周波溶接
方法であって、 溶接点において溶接を行うのに先立って、昇温し難い側
の金属部材を予備加熱するようにした高周波溶接方法に
おいて、 昇温し難い側の金属部材の表面のうち溶接面の反対側の
面から上記の予備加熱を行なうことを特徴とする高周波
溶接方法。1. Two metal members are brought into contact with each other at a welding point, a high-frequency current is applied to the metal members through the welding point to raise the temperature of the metal members, and the temperature rise causes the metal members to melt at the welding point. A high-frequency welding method for welding members to each other, in which the metal on the side that is hard to heat up is preheated before performing the welding at the welding point. A high-frequency welding method, characterized in that the preheating is performed from the surface of the member opposite to the welding surface. 【請求項２】 ２つの金属部材を溶接点の所で互いに接
触させ、その溶接点を通してそれらの金属部材に高周波
電流を通電してそれらを昇温し、この昇温により溶接点
においてそれらの金属部材を互いに溶接する高周波溶接
装置であって、 各金属部材を溶接点を通過するように搬送する金属部材
搬送手段と、 金属部材の搬送方向に関して溶接点よりも上流側に配置
されていて昇温し難い側の金属部材を予備加熱する金属
部材予熱手段とを有する高周波溶接装置において、 上記金属部材予熱手段は、昇温し難い側の金属部材の表
面のうち溶接面の反対側の面に対向して配置されること
を特徴とする高周波溶接装置。2. Two metal members are brought into contact with each other at a welding point, a high-frequency current is passed through the metal members through the welding point to heat them, and the temperature rise causes the metal members to be heated. A high-frequency welding device for welding members to each other, including a metal member conveying means for conveying each metal member so as to pass through the welding point, and a metal member conveying means arranged upstream of the welding point in the conveying direction of the metal member to raise the temperature. In a high-frequency welding device having a metal member preheating means for preheating a metal member on the hard to heat side, the metal member preheating means faces a surface of the metal member on the hard to heat up side opposite to the welding surface. A high-frequency welding device, which is characterized in that it is arranged. 【請求項３】 請求項２記載の高周波溶接装置におい
て、金属部材予熱手段は金属部材に接触してその金属部
材に高周波電流を通電する一対の予熱用コンタクトチッ
プを有しており、そして、それらの予熱用コンタクトチ
ップの間に導電性材料によって形成された電気誘導子を
設けたことを特徴とする高周波溶接装置。3. The high-frequency welding apparatus according to claim 2, wherein the metal member preheating means has a pair of preheating contact tips for contacting the metal member and supplying a high-frequency current to the metal member, and A high-frequency welding device, wherein an electric inductor made of a conductive material is provided between the preheating contact tips. 【請求項４】 請求項３記載の高周波溶接装置におい
て、金属部材予熱手段の働きによって金属部材に流れる
予熱用高周波電流の周波数を、溶接点を流れる溶接用高
周波電流の周波数に比べて低くしたことを特徴とする高
周波溶接装置。4. The high frequency welding apparatus according to claim 3, wherein the frequency of the preheating high frequency current flowing through the metal member by the action of the metal member preheating means is lower than the frequency of the welding high frequency current flowing through the welding point. High frequency welding equipment. 【請求項５】 請求項２から請求項４のうちのいずれか
１つに記載の高周波溶接装置において、金属部材予熱手
段の働きによって金属部材に流される予熱用高周波電流
と、溶接点に流される溶接用高周波電流とが同一電源か
ら給電されることを特徴とする高周波溶接装置。5. The high-frequency welding apparatus according to claim 2, wherein the high-frequency current for preheating supplied to the metal member by the function of the metal member preheating means and the welding point. The high-frequency welding device is characterized in that the high-frequency welding current is supplied from the same power source. 【請求項６】 請求項３から請求項５のいずれか１つに
記載の高周波溶接装置において、予熱用コンタクトチッ
プを金属部材に押し付けるための押圧手段として流体利
用力発生装置を用いたことを特徴とする高周波溶接装
置。6. The high-frequency welding apparatus according to claim 3, wherein a fluid utilization force generating device is used as a pressing means for pressing the preheating contact tip against the metal member. And high frequency welding equipment.