JP2006035249A - Plasma welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のワークをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法に関する。 The present invention relates to a plasma welding method for joining a plurality of workpieces using a plasma arc.
例えば、自動車の車体は、周知のように、非常に多くの車体構成部材が、溶接等により接合されて組み立てられている。このような車体構成部材の溶接には、スポット溶接が多用されている。しかし、スポット溶接法は、接合される部材を共に電極により挟み込む必要があるので、閉断面形状を有する部分などについては、実質的に適用不可能な場合が生じる。このようなスポット溶接が適用できない部分に対しては、アーク溶接が一般に用いられている。 For example, as is well known, a car body of an automobile is assembled by joining a great number of car body constituent members by welding or the like. Spot welding is often used for welding such vehicle body components. However, since the spot welding method needs to sandwich the members to be joined together with the electrodes, there are cases where the portion having a closed cross-sectional shape is not substantially applicable. Arc welding is generally used for portions where spot welding cannot be applied.
アーク溶接を、例えば重ね継手部に施工する場合には、一般に、栓溶接が行われる。栓溶接により2つのワークを接合する場合には、先ず接合されるワークの一方の接合部に予め穴加工を行う。その後に、接合されるワークどうしを重ね合わせて、前記穴を埋めるようにアーク溶接が行われることにより、ワークどうしが接合される。このように、アーク溶接法を適用した栓溶接では、上述のようにワークの接合部に予め穴加工を行う必要があるので、それだけ工数が掛かることになる。 In general, when arc welding is applied to, for example, a lap joint, plug welding is performed. When two workpieces are joined by plug welding, a hole is first drilled in advance at one joint of the workpieces to be joined. Thereafter, the workpieces to be joined are overlapped and arc welding is performed so as to fill the hole, thereby joining the workpieces. Thus, in plug welding to which the arc welding method is applied, since it is necessary to drill holes in the joint portion of the workpiece in advance as described above, man-hours are increased accordingly.
ところで、アーク溶接の一種であるプラズマアーク溶接は、一般のアーク溶接に比べると、より高温のアークを利用している。プラズマアーク溶接で重ね継手部を接合する場合には、接合されるワークの板状の接合部を重ね合わせ、その一方のワーク側よりプラズマアークを照射することで、穿孔を行うことができる。そして、その後に上記孔部にフィラーが供給されてワークどうしが接合される。このように、プラズマアーク溶接法を用いれば、上述の栓溶接のように、ワークの接合部に予め穴加工を行う必要性がなくなり、工数を削減することができる。従って、例えば電極が配置できない閉断面形状を有する重ね継手部などに、プラズマアーク溶接を適用することにより、効率の良い接合作業を行うことができる。例えば、特許文献1には自動車用ドアパネルの重ね合わせ部をプラズマ溶接により接合するようにした構成が開示されている。
ところが、プラズマアーク溶接を適用する場合でも、板状ワークの接合部どうしを重ね合わせて接合する際に、両接合部間の間隙が大き過ぎる場合には、溶融フィラーがワーク間に流出し易いので、強度不足や外観不良が生じ得る。また、この流出したフィラー部分が腐食起点ともなり得る。一方、両接合部間の間隙が小さ過ぎる場合には、供給されるフィラーがワーク上に盛り上がり、余盛高さが過大となるので、他部品との干渉が生じたり、外観不良を招く場合もある。 However, even when plasma arc welding is applied, when the joints of plate workpieces are overlapped and joined, if the gap between the joints is too large, the molten filler tends to flow out between the workpieces. Insufficient strength and poor appearance can occur. In addition, the spilled filler portion can be a corrosion starting point. On the other hand, if the gap between the joints is too small, the supplied filler will rise on the workpiece and the surplus height will be excessive, which may cause interference with other parts and cause poor appearance. is there.
図10A及び図10Bは共に、従来のプラズマアーク溶接法を模式的に示した説明図である。所定間隔を設けて互いに平行に配設された2つの平板状ワークW1’、W2’をプラズマアーク溶接により接合する際には、まず、上側の第1ワークW1’の接合部にプラズマアークが直接に照射されて穿孔が行われ、その後に、上記孔部にフィラーが供給されて、上記第1ワークW1’と下側の第2ワークW2’とが接合されている。図10Aに示されるように、第1ワークW1’と第2ワークW2’の間隙が大き過ぎる場合には、ワークW1’、W2’間に溶融フィラーが流出するので、溶接肉盛部分3でのフィラーが不足して溶接が不完全となり、強度不足や外観不良が生じるおそれがある。また、流出したフィラーが、ワークW1’、W2’間にフィラー流出部4を形成して残存することとなり、このフィラー流出部4の凸凹形状が腐食起点ともなり得る。
10A and 10B are both explanatory views schematically showing the conventional plasma arc welding method. When joining two flat workpieces W1 ′ and W2 ′ arranged parallel to each other at a predetermined interval by plasma arc welding, first, a plasma arc is directly applied to the joint portion of the upper first workpiece W1 ′. Are then drilled, and then the filler is supplied to the hole so that the first work W1 ′ and the lower second work W2 ′ are joined. As shown in FIG. 10A, when the gap between the first workpiece W1 ′ and the second workpiece W2 ′ is too large, the molten filler flows out between the workpieces W1 ′ and W2 ′. Insufficient filler and insufficient welding may result in insufficient strength and poor appearance. Further, the filler that has flowed out remains after forming the
一方、図10Bに示されるように、第1ワークW1’と第2ワークW2’の間隙が小さ過ぎる場合には、溶接肉盛部分3が第1ワークW1’上に過剰に盛り上がり、余盛高さが過大となって、他部品との干渉が生じたり、外観不良を招く場合がある。
On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the gap between the first workpiece W1 ′ and the second workpiece W2 ′ is too small, the weld build-up
前述のように、プラズマアーク溶接を重ね継手部に施工する場合、ワーク間の間隙の大きさ及びそのばらつきが、強度不足、外観不良等の溶接欠陥を引き起こし、溶接部の信頼性を低下させる。尚、このようなワーク間の間隙のばらつきは、多くの場合、各ワークの寸法ばらつき等によりもたらされるものである。 As described above, when plasma arc welding is applied to a lap joint, the size of the gap between the workpieces and the variation thereof cause welding defects such as insufficient strength and poor appearance, thereby reducing the reliability of the weld. Such a variation in the gap between the workpieces is often caused by a variation in the size of each workpiece.
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークを、プラズマアーク溶接にて接合するに際して、効率良く、且つ、安定して良好に接合できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above technical problem, and can efficiently and stably join a plurality of workpieces each having a plate-like joint portion by plasma arc welding. The purpose is to do so.
本願の請求項1に係る発明は、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であって、前記プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第1ワークを用意するステップと、前記凹部の底部が第2ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第1ワークと第2ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるステップと、前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めるステップと、を備えたことを特徴としたものである。 The invention according to claim 1 of the present application is a plasma welding method for joining a plurality of workpieces each having a plate-like joint using a plasma arc, and the plate-like joint to which the plasma arc is directly irradiated A first workpiece having a concave portion recessed in the plasma arc irradiation direction at the plate-like joint portion, and a bottom portion of the concave portion in a predetermined positioning state on the plate-like joint portion of the second workpiece. A step of superimposing at least the plate-like joints of the first work and the second work so as to contact each other, irradiating a plasma arc toward the concave portion in the superposed state, and supplying a filler into the concave portion And a step of filling the concave portion.
また、本願請求項2に係る発明は、請求項1記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部の側壁部が残存するように、前記凹部を前記フィラーで埋めることを特徴としたものである。
The invention according to
更に、本願請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部は平面視で実質的に円形に沿うように形成されており、前記凹部の開口部の溶接前の直径をDとし、溶接により前記凹部を埋めたフィラー部分の直径をDmとすれば、不等式:0.7Dm<D<0.9Dmを満足するように、前記凹部およびフィラー供給量を設定する、ことを特徴としたものである。
ここに、上記直径Dの範囲を0.7Dm<D<0.9Dmとしたのは、直径Dが0.7Dm以下の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、予め形成された凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出するおそれがあり、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減するからであり、一方、直径Dが0.9Dm以上の場合には、溶接肉盛部分の周縁部に切欠き部が形成され、これが応力集中源や腐食起点となるおそれがあるなど、良好な溶接部を得ることが難しいためである。
Furthermore, the invention according to
Here, the range of the diameter D is set to 0.7 Dm <D <0.9 Dm, when the diameter D is 0.7 Dm or less, it is formed in advance when the workpieces are joined by plasma arc welding. This is because the side wall portion of the concave portion may melt and the molten filler may flow out between the workpieces, and the filler outflow suppression effect of the concave portion is reduced. On the other hand, if the diameter D is 0.9 Dm or more, welding is performed. This is because it is difficult to obtain a good welded portion because a notch is formed at the peripheral edge of the built-up portion and this may become a stress concentration source or a corrosion starting point.
また更に、本願請求項4に係る発明は、請求項1〜3の何れか一に記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部の前記底部に、該底部が当接する前記第2ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されていることを特徴としたものである。
Still further, the invention according to
本願の請求項1の発明によれば、第1ワークの板状接合部に凹部が形成され、上記凹部の底部が、第2ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第1ワークと第2ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるので、上記ワーク間の間隙の大きさ及びばらつきを抑制することができる。従って、プラズマアーク溶接をこの重ね継手部に施工する際には、溶接強度、余盛サイズ等の溶接品質を安定化させることができる。
更に、第1ワークに形成された凹部の側壁部により、溶融フィラーがワーク間に流出することが抑制され、溶融フィラーを上記凹部内に容易に且つ確実に埋めることができ、ワークどうしを良好に接合することができる。
According to the invention of claim 1 of the present application, at least the concave portion is formed in the plate-like joint portion of the first workpiece, and the bottom portion of the concave portion is at least in contact with the plate-like joint portion of the second workpiece in a predetermined positioning state. Since the plate-like joints of the first workpiece and the second workpiece are overlapped, the size and variation of the gap between the workpieces can be suppressed. Therefore, when plasma arc welding is applied to the lap joint, the welding quality such as welding strength and extra-sizing size can be stabilized.
Furthermore, the side wall portion of the recess formed in the first workpiece suppresses the molten filler from flowing out between the workpieces, so that the molten filler can be easily and surely filled in the recess, and the workpieces are excellent. Can be joined.
また、本願請求項2の発明によれば、基本的には、上記請求項1の発明と同様の効果を奏することができる。特に、第1ワークに形成された凹部の側壁部が残存するように、上記凹部を溶融フィラーで埋めるので、上記フィラーがワーク間に流出することを確実に防止することができ、ワークどうしをより良好に接合することができる。特に、ワーク間にフィラー流出部を形成しないので腐食起点の形成を抑制することができる。
According to the invention of
更に、本願請求項3の発明によれば、基本的には、上記請求項1又は2の発明と同様の効果を奏することができる。特に、第1ワークに形成された凹部の開口部の直径Dと溶接により上記凹部を埋めたフィラー部分の直径Dmとが、不等式:0.7Dm<D<0.9Dmを満足するように設定されるので、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、上記凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出することを抑制でき、且つ、溶接肉盛部分の周縁部に切欠き部が形成されることを防止でき、安定した良好な溶接を施工することができる。
Furthermore, according to the invention of
また更に、本願請求項4の発明によれば、基本的には、請求項1−3のいずれか一に係る発明と同様の効果を奏することができる。特に、第1ワークに形成された凹部の底部に、該底部が当接する第2ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されているので、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、接合部分をより大きく確保することができ、また、側壁部が上記平坦部の周辺部に位置することにより、側壁部が溶融し難くなるので、溶融フィラーがワーク間に流出することがより抑制され、上記効果をより有効に奏することができる。
Furthermore, according to the invention of
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施例1に係るプラズマ溶接方法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。この図に示すように、本実施例1では、上側の板状のワーク(第1ワーク)W1には、プレス成形により予め形成された凹部5が所定位置に設けられている。該凹部5は、底部6と側壁部7とで構成されており、上記底部6が下側の板状のワーク(第2ワーク)W2の上面に所定の位置決め状態で当接するように、第1ワークW1が第2ワークW2に重ね合わせられる。
この状態で、プラズマアークの照射方向が上記凹部5の窪み方向を略指向するように、上記凹部5の上方に溶接トーチ2を配置する。そして、この溶接トーチ2から凹部5内に向かってプラズマアーク1を照射することにより、上記底部6においてアーク照射部分が穿孔される。そして、その後に、上記凹部5内に溶融フィラーが供給されて第1ワークW1と第2ワークW2とが接合される。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a workpiece weld portion showing a plasma welding method according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in this figure, in the first embodiment, the upper plate-shaped workpiece (first workpiece) W1 is provided with a
In this state, the
図2Aは、接合されるべき第1ワークW11と第2ワークW12との間隙および凹部深さを模式的に示した断面説明図である。ここでは、図に示されるように、板状の第1ワークW11の上面から上記第1ワークW11に形成された凹部15の底部16の上面までの高さを凹部深さHとし、上記凹部15の底部16の下面と第2ワークW12の上面との間隙をGtとし、第1ワークW11の下面と第2ワークW12の上面との間隙をGnとする。
従って、従来のプラズマ溶接法では、接合部におけるワーク間の間隙はGnで表される。一方、本発明に係るプラズマ溶接法では、第1ワークW11に凹部15が形成されているので、接合部におけるワーク間の間隙はGtで表されることとなる。この間隙Gtは、次式:Gt=Gn−Hで表示される。
FIG. 2A is a cross-sectional explanatory view schematically showing a gap and a recess depth between the first workpiece W11 and the second workpiece W12 to be joined. Here, as shown in the figure, the height from the upper surface of the plate-like first workpiece W11 to the upper surface of the
Therefore, in the conventional plasma welding method, the gap between the workpieces at the joint is represented by Gn. On the other hand, in the plasma welding method according to the present invention, since the
図2Bは、従来のプラズマ溶接法のように、2つの平板状ワークを接合する場合の接合部におけるワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。図2Bのグラフでは、接合部におけるワーク間の間隙Gnを横軸にとり、度数Nを縦軸にとって表示している。この図に示されるように、従来のプラズマ溶接法では、接合部におけるワーク間の間隙Gnのばらつきは、設定値G0をピークにして広いばらつき幅E1を有することになる。 FIG. 2B is a graph showing the variation in the gap between the workpieces at the joint when two flat workpieces are joined as in the conventional plasma welding method. In the graph of FIG. 2B, the gap Gn between the workpieces at the joint is displayed on the horizontal axis and the frequency N is displayed on the vertical axis. As shown in this figure, in the conventional plasma welding method, the variation of the gap Gn between the work at the joint will have a wider variation width E1 in the peak set value G 0.
しかし、第1ワークに深さHの凹部15を設け、特に、この凹部15の深さHを、ワーク間の間隙Gnのばらつきのピーク値G0よりも大きく設定することにより、ばらつき幅を小さくする(ばらつき幅:E2)ことができる。
However, the
図2Cは、本発明の実施例1に係るワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。この図2Cのグラフでは、接合部におけるワーク間の間隙Gtを横軸にとり、度数Nを縦軸にとって表示している。第1ワークW11に深さHの凹部15を設け、特に、この凹部15を寸法精度の高いプレス成形で成形することにより、上記ワーク間の間隙Gnのばらつきに比して、接合部におけるワーク間の間隙GtのばらつきE3を著しく抑制することができる。
FIG. 2C is a graph showing the variation in the gap between the workpieces according to the first embodiment of the present invention. In the graph of FIG. 2C, the gap Gt between the workpieces at the joint is displayed on the horizontal axis and the frequency N is displayed on the vertical axis. A
従って、この状態で、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際には、溶接強度、余盛サイズ等の溶接品質を安定化させることができる。また、上記凹部15の側壁部17により、溶融フィラーがワーク間に流出することが抑制され、溶融フィラーを上記凹部15内に容易に且つ確実に埋めることができ、ワークどうしを良好に接合することができる。
また、プラズマアークを照射する側の第1ワークW11の接合部に上記凹部15が形成されているので、溶接施工時の位置決めを別途に行う必要もない。
Accordingly, in this state, when the workpieces are joined by plasma arc welding, the welding quality such as the welding strength and the surging size can be stabilized. Moreover, the
Moreover, since the said recessed
更に、上記凹部15の側壁部17が残存するように、上記凹部15を溶融フィラーで埋めることにより、上記溶融フィラーがワーク間に流出することを確実に防止することができ、ワークどうしをより良好に接合することができる。特に、ワーク間にフィラー流出部を形成しないので腐食起点の形成を抑制することができる。
Further, by filling the
図3Aは、2つの板状のワークを溶接した後の接合部を示した断面説明図である。この図3Aに示されるように、上側の第1ワークW21には、凹部25が形成されており、溶融フィラーが上記凹部25を埋めるように供給されて、上記第1ワークW21と第2ワークW22とが接合されている。ここで、上記凹部25の開口部の直径をDとし、溶接により上記凹部25を埋めたフィラー凝固部分3(溶接肉盛部分)の直径をDmとする。
FIG. 3A is a cross-sectional explanatory view showing a joint after welding two plate-like workpieces. As shown in FIG. 3A, a
図3Bは、上記開口部の直径Dに対して上記フィラー凝固部分の直径Dmが大き過ぎる場合を示した断面説明図である。種々の実験を行った結果、特に、上記凹部35の開口部の直径Dと上記フィラー凝固部分3の直径Dmとが、Dが0.7Dm以下の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、予め形成された凹部35の側壁部37が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出し易く、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減することが判った。
FIG. 3B is a cross-sectional explanatory view showing a case where the diameter Dm of the filler solidified portion is too large with respect to the diameter D of the opening. As a result of various experiments, particularly when the diameter D of the opening of the
図3Cは、上記開口部の直径Dに対して上記フィラー凝固部分の直径Dmが小さ過ぎる場合を示した断面説明図である。特に、上記凹部45の開口部の直径Dと上記フィラー凝固部分3の直径Dmとが、Dが0.9Dm以上の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、フィラー凝固部分3の周縁部に切欠き部8が形成され易いことが判った。
FIG. 3C is an explanatory cross-sectional view showing a case where the diameter Dm of the filler solidified portion is too small with respect to the diameter D of the opening. In particular, when the diameter D of the opening of the
従って、上記開口部の直径Dと溶接後の上記フィラー凝固部分3の直径Dmとが、0.7Dm<D<0.9Dmを満たすことが好ましく、この場合には、安定した良好な溶接を行うことができる。従って、このように、前記凹部およびフィラー供給量を設定することにより、上記凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出し、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減する、あるいは上記フィラー凝固部分の周縁部に切欠き部を形成することがなく、安定した良好な溶接を施工することができる。
Therefore, it is preferable that the diameter D of the opening and the diameter Dm of the filler solidified
次に、本発明の実施例2について説明する。図4は、実施例2に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例2では、上側の第1ワークW51に形成された凹部55が、例えば球面等の曲面の一部で形成されている。この場合も、上記実施例1と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制することができる。また、上記凹部55の側壁部57により、上記実施例1と同様に、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。尚、図4及びそれ以降の図では、プラズマアーク溶接により接合した場合のフィラー凝固部分(溶接肉盛部分)が点線で示されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a workpiece weld showing a plasma welding method according to the second embodiment. In the second embodiment, the
図5は、本発明の実施例3に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例3では、上側の第1ワークW61に形成された凹部65の底部66に、前記底部66が当接する第2ワークW62の板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されている。これにより、プラズマアーク溶接により上記ワークW61、W62を共に接合する際に、必要とされる溶接強度に応じた接合部分をより大きく確保することができ、また、側壁部が上記平坦部の周辺部に位置することにより、側壁部が溶融し難くなるので、溶融フィラーがワーク間に流出することがより抑制され、上記実施例1の効果をより有効に奏することができる。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a workpiece weld portion showing a plasma welding method according to
次に、3つのワークを接合する実施例が図6〜9に示されている。3つのワークが共に重ね合わせられ、上側の第1ワークに形成された凹部にプラズマアークが照射され、上記凹部にフィラーが供給されることにより、3つのワークが共に接合される。 Next, examples of joining three workpieces are shown in FIGS. The three workpieces are superposed together, a plasma arc is irradiated to the concave portion formed in the upper first workpiece, and a filler is supplied to the concave portion, whereby the three workpieces are joined together.
図6は、本発明の実施例4に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。上記各実施例の場合と同様に、上側の第1ワークW101に凹部105が形成される。更に、上記第1ワークW101と最も下側の第3ワークW103との間に挟まれた第2ワークW102にも凹部205が形成される。上記凹部205の底部206は、第1ワークW101に形成された凹部105の底部106と接合部どうしが重ね合わせられるので、上記凹部205は上記凹部105より浅く形成され、上記底部206は上記底部106より広く形成されている。このような3つのワークW101、W102、W103が、図に示されるように、接合部において共に当接するように3枚重ねに重ね合わせられる。
プラズマアーク溶接によりこのワークどうしを接合する際には、上記実施例1と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制することができる。また、上記凹部105の側壁部107により、3つのワークの接合においても、上記実施例1と同様に、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a workpiece weld portion showing a plasma welding method according to
When the workpieces are joined by plasma arc welding, variation in the gap between the workpieces can be suppressed as in the first embodiment. In addition, due to the
図7は、本発明の実施例5に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例5では、上側の第1ワークW111に凹部115が形成され、最も下側の第3ワークW113にも凹部305が形成されている。上記凹部115、305は同形状であってもなくてもよい。上記凹部115の底部116と上記凹部305の底部306とが、第2ワークW112を挟み込むように重ね合わせられる。この状態で、3つのワークW111、W112、W113をプラズマアーク溶接により接合する際には、上記実施例4と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制し、また、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a workpiece weld portion showing a plasma welding method according to
図8は、本発明の実施例6に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例6は、図に示されるように、下側の2つの板状のワーク、すなわち、第2ワークW122と第3ワークW123とが予めスポット溶接で接合されている。上記ワークW122、W123に、更にもう1つの板状のワーク(第1ワークW121)をこのスポット溶接部位9において接合する。第1ワークW121に形成された凹部125の底部126が、上記スポット溶接部分9上において第2ワークW122の上面に重ね合わせられる。この状態で、3つのワークW121、W122、W123をプラズマアーク溶接により接合する際には、上記実施例4と同様の効果を得ることができる。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a workpiece weld portion showing a plasma welding method according to
図9は、本発明の実施例7に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例7では、上側の第1ワークW131とその下側の第2ワークW132にそれぞれ凹部135、215が形成されている。上記凹部135、215を適切にずらせて配置し、上記凹部135の底部136を第2ワークW132の平板状の上面に重ね合わせる。この状態で、上記ワークW131、W132を第3ワークW133上に重ね合わせることにより、第1ワークW131と第2ワークW132との間隙および第2ワークW132と第3ワークW133との間隙をそれぞれ所定間隔に設定することができる。この状態で、実施例4の場合と同様に、第1ワーク側からプラズマアーク溶接を行うことにより、3枚のワークどうしを接合することができる。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a workpiece weld portion showing a plasma welding method according to
また、上記各実施例においては、接合されるワークは、接合部以外では一定の間隙を有し得るので、例えば自動車の車体などにおいては、ワーク溶接後の電着塗装工程で、電着液が上記ワーク間に入り込むことができ、耐食性向上の効果を得ることもできる。 In each of the above embodiments, since the workpieces to be joined may have a certain gap other than the joint portion, for example, in an automobile body, the electrodeposition liquid is applied in the electrodeposition coating process after workpiece welding. It is possible to enter between the workpieces and to obtain the effect of improving the corrosion resistance.
本発明に係る上記実施例のいずれにおいても、第1ワークに形成される凹部が平面視で略円形のスポット形状で示されているが、これに限定されるものではなく、例えば、平面視で長円形状など他の形状であってもよい。また、上記各実施例では、全体が板状であるワークに関して記載されているが、接合部のみが板状であるワークについても適用可能である。さらに、板状接合部に設けた上記凹部は、プレス成形により形成されているが、これに限定されるものではなく、他の加工方法も適用できる。 In any of the above-described embodiments according to the present invention, the recess formed in the first workpiece is shown as a substantially circular spot shape in plan view, but is not limited to this, for example, in plan view Other shapes such as an oval shape may be used. Moreover, in each said Example, although it described regarding the workpiece | work which is plate shape as a whole, it is applicable also to the workpiece | work whose only junction part is plate shape. Furthermore, although the said recessed part provided in the plate-shaped junction part is formed by press molding, it is not limited to this, Other processing methods are also applicable.
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明方法は、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であり、例えば自動車の車体パネルなどの溶接に適用可能である。 The method of the present invention is a plasma welding method in which a plurality of workpieces each having a plate-like joint are joined using a plasma arc, and can be applied to, for example, the welding of automobile body panels.
1 アーク
2 溶接トーチ
3 フィラー凝固部分
5、15、25、55、65、105、115、125、135 凹部
6、16、66、106、116、126、136 底部
7、17、57、107、117 側壁部
W1、W11、W21、W51、W61、W101、W111、W121、W131 第1ワーク
W2、W12、W22、W52、W62、W102、W112、W122、W132 第2ワーク
1
Claims (4)
前記プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第1ワークを用意するステップと、
前記凹部の底部が第2ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第1ワークと第2ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるステップと、
前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めるステップと、
を備えたことを特徴とするプラズマ溶接方法。 A plasma welding method for joining a plurality of workpieces each having a plate-like joint using a plasma arc,
Preparing a first workpiece having a plate-like joint portion that is directly irradiated with the plasma arc, and having a recess recessed in the direction of plasma arc irradiation formed in the plate-like joint portion;
Superimposing at least the first workpiece and the plate-like joint portion of the second workpiece such that the bottom of the recess contacts the plate-like joint portion of the second workpiece in a predetermined positioning state;
Irradiating a plasma arc toward the concave portion in the superposed state, supplying a filler into the concave portion, and filling the concave portion;
A plasma welding method comprising:
前記凹部の側壁部が残存するように、前記凹部を前記フィラーで埋めることを特徴とするプラズマ溶接方法。 The plasma welding method according to claim 1, wherein
The plasma welding method, wherein the concave portion is filled with the filler so that a side wall portion of the concave portion remains.
前記凹部は平面視で実質的に円形に沿うように形成されており、
前記凹部の開口部の溶接前の直径をDとし、溶接により前記凹部を埋めたフィラー部分の直径をDmとすれば、不等式:0.7Dm<D<0.9Dmを満足するように、前記凹部およびフィラー供給量を設定する、
ことを特徴とするプラズマ溶接方法。 In the plasma welding method according to claim 1 or 2,
The recess is formed so as to be substantially circular in plan view,
If the diameter of the opening of the concave portion before welding is D and the diameter of the filler portion that fills the concave portion by welding is Dm, the concave portion will satisfy the inequality: 0.7Dm <D <0.9 Dm. And set the filler supply amount,
A plasma welding method characterized by the above.
前記凹部の前記底部に、該底部が当接する前記第2ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されていることを特徴とするプラズマ溶接方法。
In the plasma welding method according to any one of claims 1 to 3,
A plasma welding method, wherein a substantially flat flat portion is formed on the bottom portion of the concave portion along a joint surface portion of a plate-like joint portion of the second workpiece with which the bottom portion abuts.
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