DE69429046T2

DE69429046T2 - Verfahren zum kontinuierlichen warmwalzen und vorrichtung zum verbinden von gewalztem material

Info

Publication number: DE69429046T2
Application number: DE69429046T
Authority: DE
Inventors: Rokuro Kohno; Katsuhiro Minamida; Shigeru Nishibayashi; Masahiro Ohara; Atsushi Sugihashi; Tadatsugu Yoshida
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2014-01-29
Also published as: EP0641614B1; DE69429046D1; WO1994016838A1; US5994665A; EP0641614A1; KR950700793A; EP0641614A4; US5814787A; KR0148512B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Warmwalzen zum Herstellen von Warmbändern, wobei Vor- oder Rohbleche bzw. Blechstränge kontinuierlich warmgewalzt werden, und insbesondere ein Verfahren zum kontinuierlichen Walzen von Blechsträngen und eine Vorrichtung zum Verschweißen von Blechsträngen, durch die die Blechstränge verbunden werden, während die Schweißvorrichtung sich mit der Walzgeschwindigkeit bewegt.
Herkömmlich werden in einer Warmwalzstraße, nachdem Brammen in einem Heizofen erwärmt worden sind, diese Brammen nacheinander aus dem Heizofen entnommen und intermittierend Vor- und Fertigwalzvorgängen unterzogen. Daher ist es schwierig, ein Produkt herzustellen, dessen Qualität vom vorderen bis zum hinteren Ende des Produkts gleichmäßig ist. Außerdem ist es unmöglich, die Walzgeschwindigkeit zu erhöhen, ehe das vordere Bandende eine Wicklungsvorrichtung bzw. einen Coiler erreicht hat. Gemäß dem herkömmlichen Verfahren und der herkömmlichen Vorrichtung führen die vorstehenden Probleme zu Problemen hinsichtlich der Qualität und der Produktivität. Um die vorstehenden Probleme zu lösen, wurden kürzlich zahlreiche Vorschläge gemacht, gemäß denen Blechstränge derart kontinuierlich warmgewalzt werden, daß das hintere Ende eines vorangehenden Blechstrangs und das vordere Ende eines nachfolgenden Blechstrangs stumpf aneinandergefügt oder verbunden und verschweißt werden, während sie sich bewegen, und die geschweißten Blechstränge kontinuierlich gewalzt werden.
In diesem Warmwalzverfahren müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein.
(1) Es werden keine Qualitätsdefekte verursacht, wie beispielsweise Schalen- oder Zunderabdrücke.
(2) Weil die Blechstränge einem kontinuierlichen Warmwalzvorgang unterzogen werden, müssen der vorangehende und das nachfolgende Blechstrang innerhalb einer kurzen Zeitdauer verbunden, werden, ohne daß sie gestoppt werden.
(3) Vorzugsweise ist eine zum Verschweißen von Rohblechen bzw. Blechsträngen verwendete Vorrichtung nicht großformatig, so daß sie leicht in einer eingerichteten Warmwalzstraße angeordnet werden kann.
Andererseits besteht die Möglichkeit, daß durch das herkömmliche kontinuierliche Warmwalzverfahren Qualitätsdefekte verursacht werden, so daß es schwierig ist, das herkömmliche kontinuierliche Warmwalzverfahren in die Praxis umzusetzen. Beispielsweise ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-24201 ein Verfahren beschrieben, gemäß dem die Blechstränge durch Thermitschweißen miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die beim Verschweißen der Blechstränge erzeugten Spritzer und Grate im nachfolgenden Walzvorgang von den Blechsträngen abgeschält werden, so daß die Walzen beschädigt werden und auf der Oberfläche eines Bandes Defekte entstehen. Außerdem ist beim Thermitschweißen eine lange Zeitdauer zum Schmelzen und Abkühlen erforderlich, und es ist eine gewisse Zeitdauer erforderlich, um die Blechstränge zu verbinden.
Es werden mehrere Verfahren dargestellt, in denen das hintere Ende eines vorangehenden Blechstrangs und das vordere Ende eines nachfolgenden Blechstrangs erwärmt und unter Druck stumpf aneinandergefügt oder verbunden werden, so daß der vorangehende und der nachfolgene Blechstrang miteinander verschweißt werden.
Bezüglich dieses kontinuierlichen Walzverfahrens wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61-126983 ein Verfahren beschrieben, in dem die zu verbindenden Endflächen durch eine heiße Flammstrahlvorrichtung gleichzeitig erwärmt und stumpf verbunden werden, woraufhin die Blechstränge gewalzt werden. Außerdem wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4-89109 ein Verfahren beschrieben, in dem die zu verbindenden Endflächen miteinander in Kontakt gebracht werden und ein Magnetfeld angelegt wird, um den Kontaktbereich in der Dickenrichtung des Blechstrangs zu erwärmen, so daß die Blechstränge unter Druck miteinander verbunden werden. In dem vorstehenden Schweißverfahren, in dem die Blechstränge gegeneinander gedrückt oder geschoben werden müssen, ist die erforderliche Schubkraft im allgemeinen hoch, d. h. die erforderliche Schubkraft ist, umgewandelt in einen Oberflächendruck, nicht kleiner als 3 kgf/mm². Um diese hohe Schubkraft zu erzeugen, ist eine hohe Klemmkraft erforderlich, weil die Schubkraft durch eine zwischen dem Blechstrang und einer Klemmeinrichtung ausgeübte Reibungskraft bestimmt wird. Aus diesem Grunde können Probleme dadurch auftreten, daß Zunder auf die Oberfläche des Blechstrangs gedrückt wird, so daß auf der Oberfläche des Produkts Defekte entstehen.
Um die vorstehenden Probleme zu lösen, muß eine Entzundereinheit bereitgestellt werden, in der einer Eingangsseite der Klemmeinrichtung Wasser unter hohem Druck zugeführt wird, wodurch jedoch die Kosten der Vorrichtung zunehmen, und wenn die Blechstränge durch Hochdruckwasser entzundert werden, nehmen die Temperaturen der Blechstränge ab, und der Energieverlust nimmt zu. Außerdem werden gemäß den Verfahren, in denen die Blechstränge gegeneinandergeschoben werden, um sie zu verbinden, die gegeneinandergeschobenen Abschnitte der zu verbindenden Blechstränge verformt, und die Dicke der gegeneinandergeschobenen Abschnitte nimmt zu, so daß Grate entstehen. Daher wird dieser verformte Abschnitt im nachfolgenden Warmwalzvorgang ein "Hedge"-Defekt bzw. "Heckendefekt". Wenn dieser verformte Abschnitt vom Blechstrang abgeschält wird, werden Walzen des Walzwerks beschädigt, so daß auf der Oberfläche des Produkts Defekte verursacht werden. Daher muß, um die Grate zu entfernen, eine Schleifmaschine vorgesehen sein, so daß die Konstruktion der Vorrichtung komplizierter und teurer wird.
Gemäß dem in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-109504 beschriebenen herkömmlichen kontinuierlichen Warmwalzverfahren, in dem der vorangehende Blechstrang und der nachfolgende Blechstrang miteinander verbunden werden, ohne daß sie gestoppt werden, werden die Blechstränge während ihrer Bewegung festgeklemmt und verschweißt. In diesem Fall ist es notwendig, ein Paar Schwingwalzen zu verwenden, um eine Wechselwirkung mit der Vorrichtung zu vermeiden. Insbesondere wenn ein eingerichtetes Walzwerk zu einem kontinuierlichen Walzwerk umgerüstet wird, muß das Fundament wesentlich verändert werden, um die Schwingwalzen aufzunehmen. Daher nehmen die Kosten für die Ausrüstung wesentlich zu, und das Walzwerk muß während der Konstruktion über eine lange Zeitdauer stillstehen.
In der JP-A-59-137105 wird ferner ein kontinuierliches Warmwalzverfahren dargestellt, in dem das hintere Ende des vorangehenden Blechstrangs und das vordere Ende des nachfolgenden Blechstrangs auf der gleichen Ebene stumpf verbunden werden, der Stumpfverbindungsabschnitt an den Seitenflächenabschnitten durch Klemmen festgeklemmt und durch eine Laserstrahlschweißeinrichtung geschweißt wird, wobei alle Teile der Laserschweißeinrichtung auf einer beweglichen Schweißmaschine angeordnet sind.
In der EP-A-0492368 wird eine Vorrichtung zum stumpfen Verbinden sich bewegender Stahlbleche beschrieben, wobei das hintere Ende des vorangehenden Stahlblechs und das vordere Ende des nachfolgenden Stahlblechs durch Klemmeinrichtungen ergriffen und die Klemmeinrichtungen unter Verwendung eines beweglichen Rahmens nahe zueinander hin bewegt werden, so daß die Stahlbleche stumpf verbunden werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, an Stelle des herkömmlichen kontinuierlichen Warmwalzverfahrens, das eine Reihe von vorstehend beschriebenen Problemen aufweist, ein kontinuierliches Warmwalzverfahren bereitzustellen, durch das sich bewegende Rohbleche bzw. Blechstränge innerhalb einer kurzen Zeitdauer effektiv verschweißt werden, ohne daß Qualitätsprobleme auftreten, z. B. Zunderabdrücke und "Hedge"-Defekte, wobei ferner keine großformatigen und teuren Einrichtungen, z. B. Schwingwalzen oder -trommeln, erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen definierten Merkmale gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnungsansicht zum Darstellen eines Beispiels einer erfindungsgemäßen kontinuierlichen Warmwalzstraße;
Fig. 2 eine schematische Ansicht zum Darstellen einer für das erfindungsgemäße Stumpfschweißverfahren geeigneten Vorrichtung;
Fig. 3(a) und 3(b) Ansichten zum Darstellen eines Beispiels des Randprofils eines zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Rohblechs bzw. Blechstrangs, wobei Fig. 3(a) eine Ansicht des Randprofils stumpf verbundener Rohbleche bzw. Blechstränge und Fig. 3(b) eine Ansicht des nach einem Laserschneidvorgang erhaltenen Randprofils darstellen;
Fig. 4(a) einen Graphen zum Darstellen einer Beziehung zwischen der Dicke eines durch eine fliegende Schere geschnittenen Rohblechs bzw. Blechstrangs und der effektiven Schweißdicke, und Fig. 4(b) eine Ansicht zum Darstellen der effektiven Schweißdicke;
Fig. 5 eine Ansicht zum Darstellen einer Beziehung zwischen dem prozentualen Anteil einer Schweißquerschnittsfläche auf einer Seite und dem Anteil der Rohbleche bzw. Blechstränge, bei denen im kontinuierlichen Warmwalzverfahren keine Risse oder Brüche auftreten;
Fig. 6 eine Ansicht zum Darstellen des Einflusses der Schweißdicke und der Temperatur auf die Schweißgeschwindigkeit;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer für ein fliegendes Laserstrahlschweißsystem geeigneten Vorrichtung, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
Fig. 8(a), 8(b) und 8(c) Ansichten zum Darstellen eines Rohblechnachführverfahrens der fliegenden Laserstrahlschweißvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, wobei Fig. 8(a) eine Anordnungsansicht zum Darstellen der geeigneten Konstruktion, Fig. 8(b) eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A und Fig. 8 (c) eine Ansicht von der Linie B-B zeigen;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Schweißsystems unter Verwendung mehrerer Laserstrahlen, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
Fig. 10 eine Ansicht zum Darstellen der Beziehung zwischen der Schweißgeschwindigkeit und dem im Laserstrahlschweißverfahren, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, erhaltenen Schweißzwischenraum;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Vibrations- bzw. Oszillationssystems eines Laserstrahlschweißsystems, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
Fig. 12(a) und 12(b) schematische Darstellungen einer Schubeinrichtung mit einer Seitenklemmeinrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, wobei Fig. 12 (a) eine perspektivische Ansicht und Fig. 12 (b) eine Vorderansicht zeigen;
Fig. 13(a) und 13(b) schematische Darstellungen einer Schubeinrichtung mit einer oberen und einer unteren Klemmeinrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, wobei Fig. 13(a) eine Seitenansicht und Fig. 13(b) eine Vorderansicht zeigen; und
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Schweißabschnittkopiereinrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Erfindungsgemäß wird ein Laserstrahl- oder ein Plasmaschmelzschweißverfahren verwendet, um ein vorangehendes und ein nachfolgendes Rohblech zu verbinden. Daher muß, anders als in einem Druckschweißsystem, kein hoher Schweißdruck auf den Schweißabschnitt ausgeübt werden, und es ist ausreichend, das vorangehende und das nachfolgende Rohblech mit einem normalen Schweißdruck zu positionieren. Auf diese Weise können Qualitätsprobleme gelöst werden. Außerdem wird im Schmelzschweißverfahren ein Schweißabschnitt nur lokal erwärmt, so daß Spritzer vermeidbar sind und der Schweißvorgang hochgradig effektiv ausgeführt und die Schweißzeit reduziert werden kann. Außerdem kann die Länge der Vorrichtung reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Dasrtellung eines Beispiels der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung, die in einer realen kontinuierlichen Warmwalzstraße verwendet wird. Die in Fig. 1 dargestellte kontinuierliche Warmwalzstraße ist folgendermaßen aufgebaut. Nachdem eine durch einen Heizofen erwärmte Bramme durch ein Vorwalzwerk 2 gewalzt worden ist, werden das vordere und das hintere Ende des auf einem Transporttisch 3 transportierten Blechstrangs durch eine fliegende Schere 4 geschnitten. Bevor das Rohblech in eine Gruppe von Fertigwalzen 8 eintritt, sind Pinch-Walzen 5a, 5b vorgesehen, um ein vorangehendes Rohblech 1a und ein nachfolgendes Rohblech 1b stumpf zu verbinden, und hydraulische Seitenführungen 6a, 6b mit Drehwalzen zum Führen des Rohblechs in der Breitenrichtung. Außerdem ist eine Laserschneide- und -schweißvorrichtung 7 vorgesehen, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie das Rohblech.
Während das vorangehende Rohblech 1a, das durch die Gruppe von Fertigwalzen 8 fertiggewalzt wird, durch die hydraulischen Führungen 6a, 6b, die Drehwalzen aufweisen, in der Breitenrichtung geführt wird, wird das hintere Ende des vorangehenden Rohblechs 1a durch die fliegende Schere 4 geschnitten, so daß die Form des Endes des Vorblechs zugerichtet wird. Anschließend wird das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs 1b durch die fliegende Schere 4 geschnitten, während das nachfolgende Rohblech 1b durch gemeinsame Seitenführungen geführt und zentriert wird, so daß die Form des vorderen Endes des nachfolgenden Rohblechs 1b zugerichtet wird. Dann wird das nachfolgende Rohblech 1b durch die Pinch-Walze 5a bewegt, so daß das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs 1b am hinteren Ende des vorangehenden Rohblechs anliegt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die hydraulischen Seitenführungen, die Drehwalzen aufweisen, so konstruiert, daß das vorangehende und das nachfolgende Rohblech an der Mitte des Walzwerks unabhängig gehalten werden. Nachdem das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs 1b die eingangsseitige Pinch-Walze 5a durchlaufen hat, zentriert die eingangsseitige Führungswalze 6a das nachfolgende Rohblech mit einem vorgegebenen Druck, so daß das nachfolgende Rohblech in der Mitte des Walzwerks angeordnet werden kann, und dann wird das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs gegen das hintere Ende des vorangehenden Rohblechs 1a geschoben. Zu diesem Zeitpunkt wird das vorangehende Rohblech durch die eingangsseitige Führungswalze 6b unabhängig geführt, so daß das vorangehende Rohblech in der Mitte der Fertigwalzwerks angeordnet werden kann. Auch wenn die Breite des vorangehenden Rohblechs sich von derjenigen des nachfolgenden Rohblechs unterscheidet, können sie in der Mitte des Walzwerks gehalten und exakt stumpf verbunden werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Rohbleche durch die Pinch-Walzen gehalten, so daß verhindert wird, daß sie angehoben werden, wenn sie stumpf verbunden werden.
Wie vorstehend beschrieben, sind mindestens zwei Paare von Pinch-Walzen zwischen der fliegenden Schere zum Schneiden des Endes des Rohblechs und dem Walzwerk angeordnet, und es wird eine Kraft ausgeübt, die nicht so hoch ist wie die im Druckschweißsystem ausgeübte Kraft, sondern die Kraft gleicht im wesentlichen der Kraft, die durch eine gemeinsame Pinch-Walze zum Fertigentzundern ausgeübt wird, so daß verhindert werden kann, daß das Rohblech während des Stumpfverbindungsvorgangs angehoben wird. Gleichzeitig halten die hydraulischen Seitenführungen, die Drehwalzen aufweisen, das vorangehende und das nachfolgende Rohblech in der Mitte des Walzwerks, so daß die Rohbleche in der Breitenrichtung geführt werden. Dadurch kann das Rohblech exakt rechteckig oder quadratisch geschnitten und stumpf verbunden werden, und außerdem kann der stumpf verbundene Zustand beibehalten werden.
In diesem Fall weisen die hydraulischen Seitenführungen Drehwalzen auf, es können jedoch auch parallele Seitenführungen ohne Drehwalzen verwendet werden, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Wenn parallele Seitenführungen ohne Drehwalzen verwendet werden, nimmt die Länge der Vorrichtung nachteilig zu, weil eine störende Wechselwirkung mit einem Endabschnitts der Breite des Rohblechs auftritt. Erfindungsgemäß werden, um eine schnelle Reaktion zu erreichen, wenn die Breite des vorangehenden Rohblechs sich von derjenigen des nachfolgenden Rohblechs unterscheidet, hydraulische Seitenführungen verwendet, die in der Lage sind schnell zu reagieren. Der Hub des Hydraulikzylinders 6c kann so festgelegt werden, daß die Gesamtbreite des Rohblechs abgedeckt werden kann. Der maximale Unterschied zwischen der Breite des vorangehenden Rohblechs und derjenigen des nachfolgenden Rohblechs kann jedoch im Fall des Hydraulikzylinders begrenzt sein, so daß in Kombination mit dem Hydraulikzylinder ein elektrischer Breiteneinstellmechanismus verwendet werden kann, wenn der Unterschied zwischen der Breite des vorangehenden Rohblechs und derjenigen des nachfolgenden Rohblechs sehr groß ist.
Erfindungsgemäß kann ein in den Fig. 12(a) und 12(b) dargestelltes Verfahren zum stumpfen Verbinden von Rohblechen verwendet werden, um Wechselwirkungen mit dem Tisch 3 zu vermeiden. Fig. 12(a) zeigt eine perspektivische Ansicht, und Fig. 12(b) zeigt eine Vorderansicht zum Darstellen des Verfahrens. Gemäß diesem Verfahren sind eine Klemmeinrichtung 34 und eine mit der Klemmeinrichtung 34 verbundene Schubeinrichtung 35 vorgesehen. Die Klemmeinrichtung 34 und die Schubeinrichtung 35 sind zwischen der fliegenden Schere 4 zum Schneiden der Enden der Rohbleche 1a, 1b und dem Walzwerk 8 angeordnet, und die Klemmeinrichtung 34 klemmt die Seiten des hinteren Endes des vorangehenden Rohblechs 1a von der Oberseite des Rohblechs und klemmt außerdem die Seiten des vorderen Endes des nachfolgenden Rohblechs 1b. Wenn das nachfolgende Rohblech 1b sich dem vorangehenden Rohblech 1a auf einen Abstand innerhalb des Hubbereichs der Schubeinrichtung 35 nähert, werden die Seiten des vorangehenden Rohblechs 1a und des nachfolgenden Rohblechs 1b durch die Klemmeinrichtung 34 geklemmt, die nicht mit dem Tisch 3 wechselwirkt, und dann werden das vorangehende Rohblech 1a und das nachfolgende Rohblech 1b durch die Schubeinrichtung 35 stumpf verbunden.
Die Klemmeinrichtung 34 und die Schubeinrichtung 35 müssen sich mit der gleichen Geschwindigkeit vorwärtsbewegen wie die Rohbleche, nachdem die Seiten der Rohbleche geklemmt wurden. In diesem Fall können die Klemmeinrichtung 34 und die Schubeinrichtung 35 den Rohblechen selbständig nachfolgen, oder alternativ können die Klemmeinrichtung 34 und die Schubeinrichtung 35 an einer vorgegebenen Position auf die Rohbleche warten, wobei diese Einrichtungen, nachdem die Rohbleche geklemmt worden sind, durch die Rohbleche bewegt werden können. Bis das Verschweißen des vorangehenden Rohblechs 1a und des nachfolgenden Rohblechs 1b abgeschlossen ist, wird der Stumpfverbindungszustand der Rohbleche durch die Schubeinrichtung 35 aufrechterhalten. Nachdem die Rohbleche geschweißt worden sind, wird die Klemmeinrichtung 34 geöffnet, so daß die Rohbleche von der Klemmeinrichtung freigegeben werden, woraufhin die gesamte Klemmeinrichtung zu einer Bereitschafts- oder Warteposition zurückgezogen wird, um auf die nächste Verbindungsoperation zu warten. Weil die Rohbleche durch Schmelzschweißen geschweißt werden, wird die Schubkraft der Schubeinrichtung 35 so festgelegt, daß ein zum Schweißen erforderlicher Zwischenraum verbleibt.
Daher wird die Schubkraft auf einen Wert von weniger als 2,0 kgf/mm² und vorzugsweise auf etwa 0,5 kgf/mm² festgelegt. Wenn die auf diese Weise festgelegte Schubkraft auf die Rohbleche ausgeübt wird, werden keine Grate gebildet. Abschnitte der Klemmeinrichtung 34, an denen die Klemmeinrichtung 34 mit den Rohblechen in Kontakt kommt, sind aus einem Keramikmaterial hergestellt, dessen Wärmeleitfähigkeit gering ist, so daß die Wärme der Rohbleche erhalten werden kann.
In der vorliegenden Erfindung kann an Stelle der vorstehend beschriebenen Seitenklemmeinrichtung 34 ein in den Fig. 13(a) und 13(b) dargestelltes Klemmverfahren verwendet werden, gemäß dem die oberen und die unteren Flächen der Rohbleche am hinteren Ende des vorangehenden Rohblechs 1a und am vorderen Ende des nachfolgenden Rohblechs 1b geklemmt werden. Im Vergleich zum erfindungsgemäßen Klemmverfahren, gemäß dem die Seiten der Rohbleche geklemmt werden, ist das herkömmliche Klemmverfahren, gemäß dem die oberen und unteren Flächen der Rohbleche geklemmt werden, dahingehend nachteilig, daß im Transporttisch ein großformatiger absenkbarer Tisch bereitgestellt werden muß, um Wechselwirkungen zu vermeiden, so daß die Konstruktion kompliziert und teuer wird. Erfindungsgemäß können jedoch, wenn lediglich einige Tischwalzen oder Rollgänge durch einen absenkbaren Tisch 37 ersetzt werden, die oberen und unteren Flächen der Rohbleche weiterhin geklemmt werden. Daher kann die Konstruktion vereinfacht und können die Ausrüstungskosten reduziert werden.
Gemäß dem in den Fig. 13(a) und 13(b) dargestellten Verfahren nähert sich die Klemmeinrichtung den Seiten der Rohbleche an und klemmt die oberen und unteren Flächen der Rohbleche. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehende Verfahren beschränkt, sondern es können andere Verfahren verwendet werden, beispielsweise kann sich die Klemmeinrichtung den Rohblechen unabhängig und einzeln von der Oberseite oder von der Unterseite der Rohbleche annähern.
Im Vergleich zu dem Verfahren, gemäß dem die Seiten der Rohbleche geklemmt werden, ist dieses Verfahren dahingehend nachteilig, daß die Konstruktion kompliziert ist und die Ausrüstungskosten erhöht sind, weil ein aus mehreren Walzen bestehender absenkbarer Tisch 37 bereitgestellt werden muß, um eine Wechselwirkung mit dem Tisch 3 zu vermeiden. Dieses Verfahren kann jedoch trotz der vorstehenden Nachteile verwendet werden.
Ein Verbindungsabschnitt des Rohblechs wird mit hoher Genauigkeit in der Breitenrichtung rechteckig geschnitten. Das Rohblech wird jedoch durch eine scherenähnliche Schneidmaschine geschnitten. Daher tritt am Verbindungsabschnitt der Rohbleche in einigen Fällen eine Biegung auf, wie in Fig. 3(a) dargestellt. Aufgrund des durch eine trommelähnliche Schere ausgeführten Schneidvorgangs ist ein Zwischenraum (Gap-U) im oberen Abschnitt des Rands klein, im unteren Abschnitt des Rands nimmt ein Zwischenraum (Gap-L) jedoch wesentlich zu. Wenn die Dicke des Bramme 45 bis 50 mm beträgt, nimmt der Zwischenraum (Gap-L) auf etwa 4 mm zu. Im Fall eines Einzelstrahl-Laserschweißverfahrens ist der Durchmesser des Laserstrahls normalerweise auf nicht mehr als 1 mm konzentriert, um die Energiedichte zu erhöhen, und es wird ein Schlüssellochschweißvorgang auf die gleiche Weise ausgeführt wie im Fall der Verwendung von Elektronenstrahlen. Wenn der Zwischenraum auf nicht weniger als 1 mm zunimmt, werden die Laserstrahlen nicht korrekt auf das Material aufgestrahlt, und außerdem nimmt der Absorptionswirkungsgrad ab.
Aufgrund des vorstehenden Sachverhalts werden Schweißdefekte verursacht, und außerdem muß ein Schmelzabschnitt im Schweißvorgang größer sein, so daß die Schweißgeschwindigkeit ab- und die Schweißzeit zunimmt. Fig. 3(b) zeigt ein Profil des Rands einer Bramme, deren Ende durch Laserstrahlen geschnitten worden ist. In diesem Fall werden der Zwischenraum (Gap-U) des oberen Rands und der Zwischenraum (Gap-L) des unteren Rands gleichmäßig. Auch wenn die Brammendicke 45 bis 50 mm beträgt, kann der Zwischenraum bei weniger als 1 mm gehalten werden, so daß im Laserschweißvorgang keine Probleme verursacht werden.
Es ist ein Ziel des Laserstrahlschneidvorgangs, Querschnittprofile der Rohbleche zu verbessern, bevor das hintere Ende des vorangehenden Rohblechs und das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs stumpf verbunden werden. Während die Laserstrahlschneide- und -schweißmaschine 7 sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie die Rohbleche, werden das hintere Ende eines vorangehenden Rohblechs und/oder das vordere Ende eines nachfolgenden Rohblechs durch die Laserstrahlschneide- und -schweißmaschine 7 abgeflammt oder geschnitten, so daß Vorsprünge am Verbindungsabschnitt abgeflammt oder geschnitten werden können. Nachdem das defekte Querschnittprofil verbessert worden ist, werden die Rohbleche stumpf verbunden.
Wenn eine Pendelschneidmaschine verwendet wird, kann das Rohblech vorher rechteckig geschnitten werden, so daß das in Fig. 3(b) dargestellte Profil bereitgestellt werden kann. In diesem Fall kann der vorstehend erwähnte Schneidvorgang weggelassen werden.
Nachdem das vorangehende und das nachfolgende Rohblech in der Breiten- und Dickenrichtung exakt stumpf verbunden wurden, wird der Schweißvorgang am Verbindungsabschnitt von der oberen Fläche der Rohbleche durch die Laserstrahlschneide- und -schweißmaschine 7 ausgeführt, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie die Rohbleche. Daraufhin werden die Rohbleche durch eine Gruppe von Fertigwalzen 8 kontinuierlich zu einem Warmband gewalzt, und das Warmband wird in einem Kühlbereich 9 gekühlt und dann durch eine Hochgeschwindigkeitsschere 10 geschnitten, so daß das Warmband in eine vorgegebenen Länge geschnitten werden kann. Dann wird das Warmband schließlich durch einen Coiler 11 aufgewickelt.
Die Laserstrahlschneide- und -schweißmaschine 7 schneidet und schweißt die Rohbleche, während sie sich bewegen. Im Fall eines Einzelstrahl-Laserschweißverfahrens ist der Laserstrahl normalerweise auf einen Durchmesser von nicht mehr als 1 mm konzentriert, um die Energiedichte zu erhöhen, und ein Schlüssellochschweißvorgang wird auf die gleiche Weise ausgeführt wie im Fall der Verwendung von Elektronenstrahlen.
Aufgrund des vorstehenden Sachverhalts ist es ausreichend, nur einen für den Schweißvorgang erforderlichen begrenzten Abschnitt in der Dickenrichtung des Rohblechs tief zu erwärmen und zu schmelzen. Es ist ausreichend, die Rohbleche an beiden Endabschnitten bezüglich der Breite der Rohbleche zu schweißen, wobei die Querschnittsfläche des Schweißabschnitts auf einer Seite nicht kleiner ist als 3% der Querschnittsfläche des Rohblechs, und wobei der nicht geschweißte Abschnitt später durch den Druck des ersten Walzenständers des Fertigwalzwerks verbunden wird. Auf diese Weise bewegen sich die Rohbleche kontinuierlich auf der Walzenstraße.
Der Grund, warum festgelegt wird, daß die Schweißfläche auf einer Seite nicht kleiner ist als 3%, wird nachstehend beschrieben:
Weil die Rohbleche durch eine fliegende Schere geschnitten werden, ändert sich die effektive Verbindungsfläche gemäß der Dicke des Rohblechs, wie in den Fig. 4(a) und (b) dargestellt. Daher ist es geeignet, daß an Stelle der Schweißlänge die Schweißfläche verwendet wird. Die Fig. 4(a) und 4(b) zeigen ein Beispiel, in dem eine Pendelschere verwendet wird. Fig. 5 zeigt den prozentualen Anteil von durch das Fertigwalzwerk verursachten Brüchen oder Rissen, wenn die Schweißquerschnittsfläche verändert wird. Aus dem in Fig. 5 dargestellten Graphen ist ersichtlich, daß die Rohbleche durch das Fertigwalzwerk gleichmäßig gewalzt werden, ohne daß Brüche oder Risse auftreten, wenn die Schweißquerschnittsfläche auf einer Seite nicht kleiner ist als 3%.
In diesem Fall wird der Walzvorgang folgendermaßen ausgeführt. Während die Temperaturen der Rohbleche bei nicht weniger als 900ºC gehalten werden, werden die Rohbleche zu · einem ersten Gerüst des Fertigwalzwerks transportiert, wobei die Enden der Rohbleche annähernd in engem Kontakt miteinander stehen, und sie werden mit einem Reduktionsverhältnis von nicht weniger als 40% gewalzt. Auf diese Weise werden die Enden der Rohbleche in der festen Phase einem Druckschweißvorgang unterzogen. Daher ist es ausreichend, daß die zum Schmelzschweißen erforderliche Schweißquerschnittsfläche die folgenden Bedingungen erfüllt:
(1) Durch die Schweißquerschnittsfläche kann eine Schweißfestigkeit erhalten werden, durch die Verformungen und Biegungen aufgenommen werden können, die der stumpf verbundene Abschnitt des vorangehenden und des nachfolgenden Rohblech erfährt, wenn der Verbindungsabschnitt in das Fertigwalzwerk eintritt.
(2) Die Vergrößerung der Breite der Rohbleche wird im Fertigwalzvorgang unterdrückt, und der Druckschweißvorgang kann glatt und gleichmäßig ausgeführt werden.
Daher ist es ausreichend, daß die Schweißquerschnittsfläche auf einer Seite bezüglich der Querschnittsfläche des Rohblechs nicht kleiner ist als 3%. Aufgrund des vorstehenden Sachverhalts kann die erforderliche Querschnittsfläche stark reduziert werden, und die Schweißzeit, die eines der im herkömmlichen Schmelzschweißverfahren zu lösenden Probleme darstellt, kann ebenfalls reduziert werden.
Dieses Verbindungsverfahren wird nachstehend ausführlich erläutert. Auch wenn eine Laserstrahlmaschine mit einer hohen Leistung von etwa 25 kW verwendet wird, beträgt die Schweißgeschwindigkeit bei Raumtemperatur nur etwa 20 mm/s, wenn die Plattendicke der Rohbleche 20 mm beträgt. Daher beträgt, wenn beispielsweise Rohbleche mit einer Breite von 1980 mm geschweißt werden, die Schweißzeit 99 Sekunden. Hinsichtlich eines Schweißvorgangs, in dem Rohbleche mit einer maximalen Breite von etwa 60 mm für einen kontinuierlichen Warmwalzprozeß geschweißt werden, nimmt die erforderliche Schweißzeit auf 900 s zu. Daher wird herkömmlicherweise davon ausgegangen, daß das vorstehende Verbindungsverfahren nicht in die Praxis umgesetzt werden kann. Hinsichtlich der vorstehenden Probleme haben die vorliegenden Erfinder folgendes festgestellt:
Hinsichtlich einer Schnittfläche eines Rohblechs, das durch die fliegende Schere geschnitten worden ist, beträgt, auch wenn die Plattendicke der Rohbleche 60 mm beträgt, die effektive Dicke, über die die Rohbleche geschweißt werden können, nur etwa 20 mm. Dadurch kann die Laserstrahlschweißgeschwindigkeit erhöht werden. Außerdem sind die tatsächlichen Temperaturen der Rohbleche mit etwa 1000ºC hoch. Dadurch kann die zugeführte Wärme im Vergleich zu einem Fall, in dem der Laserstrahlschweißvorgang bei Raumtemperatur ausgeführt wird, reduziert werden. Daher kann, wie in Fig. 6 dargestellt, die Schweißgeschwindigkeit auf 34 mm/s erhöht werden, d. h. um einen Faktor von 1, 7 bezüglich der Schweißgeschwindigkeit bei Raumtemperatur.
Weil die Schweißgeschwindigkeit auf 34 mm/s erhöht werden kann und die zum kontinuierlichen Walzen erforderliche Schweißquerschnittsfläche auf einer Seite nicht kleiner ist als 3%, ist es, auch wenn die Breite des Rohblechs beispielsweise 1980 mm beträgt, ausreichend, wenn die Schweißbreite auf einer Seite 180 mm beträgt. Infolgedessen kann, wenn zwei Sätze von Laserstrahlmaschinen verwendet werden, deren Leistung 25 kW beträgt, der Schweißvorgang in nur 5,3 s ausgeführt werden.
Mit Weiterentwicklungen bzw. Fortschritten in der Technologie, und wenn leistungsstärkere Laserstrahlmaschinen verfügbar werden, kann die Schweißzeit weiter reduziert und der Schweißvorgang durch nur eine Laserstrahlmaschine ausgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird die effektive Dicke für das Laserstrahlschweißen basierend auf einem Querschnitt bestimmt, der durch die fliegende Schere geschnitten wurde, und ferner wird die Schweißlänge von der Endfläche bezüglich der Breitenrichtung bestimmt, und darüber hinaus wird die Schweißgeschwindigkeit oder die Laserausgangsleistung gesteuert, während die Dicke und die Temperatur des Materials berücksichtigt werden. Aufgrund des vorstehenden Sachverhalts können die Probleme des Leckverlusts von geschmolzenem Metall und des Verschmelzens der Rohbleche verhindert werden, und es kann ein stabiler Verbindungsvorgang ausgeführt werden.
Die Schweißlänge L1 auf einer Seite von der Endfläche bezüglich der Breitenrichtung kann durch den folgenden Ausdruck gefunden werden:
L&sub1; = C/100 · W · t&sub0;/te (1)
wobei C: Anteil der für die Verbindung erforderlichen Querschnittsfläche (3% auf einer Seite)
W: Breite des Rohblechs (mm)
t&sub0;: Dicke des Rohblechs (mm)
(in Fig. 4(b) dargestellt)
te: Effektive Dicke für die Verbindung (mm) (in Fig. 4(b) dargestellt)
Die Laserstrahlschweißgeschwindigkeit V kann durch folgenden Ausdruck bestimmt werden:
V = C&sub1;kWc2 (c&sub3; + c&sub4;Tc5) / tec6 (2)
wobei V: Laserstrahlschweißgeschwindigkeit (mm/s) kw: Laserausgangsleistung (kW)
T: Temperatur des Rohblechs (ºC)
te: Effektive Plattendicke für die Verbindung (mm) c&sub1;, c&sub2;, c&sub3;, c&sub4;, c&sub5;, c&sub6;: Konstanten
Fig. 7 zeigt ein Schweißsystem für Rohbleche, in dem die erfindungsgemäße Laserstrahlschweißvorrichtung verwendet wird.
Die Laserstrahlschweißvorrichtung weist auf: eine ortsfeste Lichtquelle 13, einen in der Walzrichtung beweglichen Reflexionsspiegel 14, der einen von der ortsfesten Lichtquelle 13 ausgesendeten Laserstrahl empfängt und dem Rohblech in der Walzrichtung nachgeführt wird, wobei er sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie das Rohblech, einen in der vertikalen Richtung beweglichen Reflexionsspiegel 15, der den Laserstrahl empfängt und sich in der vertikalen Richtung bewegt, und ein in der Breitenrichtung bewegliches Kondensorspiegelsystem 16, das den Laserstrahl schließlich empfängt und die Rohbleche verbindet, während es sich in die Breitenrichtung bewegt.
Fig. 8(a), 8(b) und 8(c) zeigen allgemein die Konstruktion der erfindungsgemäßen, sich selbsttätig bewegenden Laserstrahlschweißvorrichtung. Fig. 8(a) zeigt eine Draufsicht zum Darstellen der Gesamtkonstruktion. Fig. 8(b) zeigt eine Querschnittansicht entlang einer Linie A-A in Fig. 8(a), während Fig. 8(b) die Konstruktion eines Schlittens der beweglichen Hauptkörperlaufeinrichtung zeigt. Fig. 8(c) zeigt eine Ansicht entlang der Linie B-B in Fig. 8(a). Der Schlitten 19 dieser beweglichen Hauptkörperlaufeinrichtung 19 ist auf die in den Fig. 8(b) und 8(c) dargestellte Weise konstruiert. Wie in Fig. 8(a) dargestellt, sind zwei Sätze von Antriebseinheiten 25 bezüglich der Breitenrichtung des Rohblechs symmetrisch angeordnet. Daher kann der Schlitten mit der gleichen Geschwindigkeit laufen wie das Rohblech, und außerdem ist die bewegliche Hauptkörperlaufeinrichtung 19 so konstruiert, daß der Laserstrahl feineingestellt werden kann, so daß er der Schweißlinie des Rohblechs in der Breitenrichtung folgt. Eine Laufeinrichtung 22 für die Breitenrichtung ist auf einer auf einem Feineinstellungsschlitten 47 angeordneten Höheneinstellungseinheit 21 angeordnet. Der Feineinstellungsschlitten 47 kann durch eine Positionierungseinrichtung 20 auf der beweglichen Hauptkörperlaufeinrichtung 19 in der Walzrichtung feineingestellt werden. Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung basiert auf diesen drei Schlitten.
Der Feineinstellungsschlitten 47 ist in zwei Abschnitte an der Mitte des Rohblechs geteilt, so daß die Position jedes Abschnitts des Feineinstellungsschlittens 47 einzeln und unabhängig feineingestellt werden kann. Weil sich in die Breitenrichtung erstreckende laterale Schienen 33 an der Mitte des Rohblechs miteinander verbunden sind, ist jede Laufeinheit 22 für die Breitenrichtung in der Lage, sich zum anderen Endabschnitt zu bewegen. Wie in den Fig. 8(a) und 8(c) dargestellt ist, ist jeder bewegliche Spiegel folgendermaßen angeordnet: Der in der Walzrichtung bewegliche Reflexionsspiegel 14 ist an einer oberen Position des Feineinstellungsschlittens 47 angeordnet; der vertikal bewegliche Reflexionsspiegel 15 ist an einer unteren Position des in der Walzrichtung beweglichen Reflexionsspiegels 14 angeordnet, d. h., der vertikal bewegliche Reflexionsspiegel 15 ist auf einer Halterung 48 des vertikal beweglichen Reflexionsspiegels auf der Höheneinstellungseinheit 21 angeordnet; und das in der Breitenrichtung bewegliche Kondensorspiegelsystem 16 ist auf der Laufeinrichtung 22 für die Breitenrichtung auf der gleichen Höhe angeordnet wie der vertikal bewegliche Reflexionsspiegel 15.
Jeder bewegliche Spiegel ist bezüglich der Rohblechschweißposition so angeordnet, daß der Schlitten der beweglichen Hauptkörperlaufeinrichtung 19 sich in die Walzrichtung bewegt und die Feineinstellung in der Walzrichtung durch die Positionierungseinrichtung 20 erfolgt, so daß sie auf die Rohblechverbindungsposition eingestellt wird. Durch die Höheneinstellungseinrichtung 21 werden der vertikal bewegliche Reflexionsspiegel 15 und das in der Breitenrichtung bewegliche Kondensorspiegelsystem 16 vertikal bewegt, so daß die Brennweite bezüglich des Rohblechs konstant gehalten werden kann, wenn die Dicke des Rohblechs sich ändert. Um das in der Breitenrichtung bewegliche Kondensorspiegelsystem 16 in der Breitenrichtung des Rohblechs zu bewegen und die Rohblechschweißposition zu erfassen, ist in der Laufeinrichtung 22 für die Breitenrichtung zusammen mit dem in der Breitenrichtung beweglichen Kondensorspiegelsystem 16 eine Schweißabschnittkopiereinrichtung 17 angeordnet.
Zwischen jedem Spiegel und dem Schlitten und auch zwischen dem Schlitten und dem Rohblech ist ein Laserstrahldurchlaßabschnitt 46 zum Durchlassen von Laserstrahlen angeordnet. Insbesondere ist in der Laufeinrichtung für die Breitenrichtung ein schlitzförmiger Laserstrahldurchlaßabschnitt 46 ausgebildet.
Die Schweißabschnittkopiereinrichtung 17 ist auf der beweglichen Hauptkörperlaufeinrichtung auf der Eingangsseite der fliegenden Schere angeordnet und erfaßt die Verbindungsposition der Rohbleche. Die Schweißabschnittkopiereinrichtung 17 erfaßt die Position, wo das vorangehende und das nachfolgende Rohblech stumpf verbunden sind und erfaßt außerdem beide Endanschnitte der zu verbindenden Rohbleche bezüglich der Breitenrichtung. Aufgrund des vorstehenden Sachverhalts kann eine durch einen Laserstrahl zu bestrahlende Koordinatenposition bestimmt werden. Zunächst wird ein Endabschnitt des Rohblechs durch den Laserstrahl bestrahlt, so daß das in der Breitenrichtung bewegliche Kondensorspiegelsystem 16 durch die Laufeinrichtung 22 für die Breitenrichtung positioniert wird. Die Höheneinstellungseinheit 21 wird entsprechend der Dicke eines Rohblechs vertikal so bewegt, daß ein Brennpunkt des in der Breitenrichtung beweglichen Kondensorspiegelsystems 16 eingestellt werden kann.
Gemäß der vorstehend erwähnten Konstruktion der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung wird der Schweißvorgang folgendermaßen ausgeführt:
Bevor die Rohbleche stumpf verbunden werden, werden, um den zwischen den stumpf verbundenen Rohblechen gebildenen Zwischenraum zu reduzieren, das hintere Ende des vorangehenden Rohblechs und das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs durch einen Laserstrahl abgeflammt oder geschnitten. Anschließend wird das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs, dessen Profil nicht geeignet ist, über die gesamte Breite des Vorblechs zugeschnitten. Auf diese Weise können Abweichungen des Zwischenraums im Schweißabschnitt reduziert und die effektive Dicke im Schweißabschnitt beibehalten werden. Daraufhin werden das hintere Ende des vorangehenden Rohblechs und das vordere Ende des nachfolgenden Rohblechs durch die Pinch-Walzen stumpf verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Einstellung der Laserstrahleinheit auf eine Position geändert, an der die Endabschnitte der Rohbleche geschweißt werden. Anschließend beginnt der Schweißvorgang bezüglich der Breitenrichtung von der Mitte des Rohblechs ausgehend zu den Endabschnitten.
Die erfindungsgemäße Schweißabschnittkopiereinrichtung ist in Fig. 14 dargestellt. Diese Schweißabschnittkopiereinrichtung 17 weist zwei Sätze von Halbleiterlasereinheiten 42 auf und bestrahlt den Schweißabschnitt durch einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 780 nm. Der Laserstrahl durchläuft ein Bandpaßfilter 44, dessen Mittenwellenlänge der Wellenlänge des Halbleiterlasers entspricht und dessen Bandbreite mehrere nm beträgt. Außerdem durchläuft der Laserstrahl eine Linse 43. Dann wird das Profil des Laserstrahls durch ein CCD-Element gemessen und erkannt, so daß die Laserbestrahlungsposition erfaßt werden kann.
Die bewegliche Hauptkörperlaufeinrichtung 19 der Laserschweißvorrichtung wird beschleunigt, so daß die Laufgeschwindigkeit der Laufeinrichtung 19 mit der an der oberen Führungs- oder Mitläuferwalze der Pinch-Walzeneinheit 5a gemessenen Rohblechgeschwindigkeit synchronisiert werden kann. Gleichzeitig wird die Lasereinheit durch die Positionierungseinrichtung 20 am Rohblechschweißabschnitt positioniert, und die Laserbestrahlung wird gestartet, so daß der Schweißvorgang bezüglich der Breitenrichtung von der Mitte des Rohblechs ausgehend zum Endabschnitt erfolgt. Auch während die Laufeinrichtung 19 sich bewegt, wird der Schweißabschnitt durch die Schweißabschnittkopiereinrichtung 17 erfaßt. Die Querlaufgeschwindigkeit wird entsprechend der Dikke und der Temperatur des Rohblechs und außerdem gemäß der Laserausgangsleistung verändert. Auf diese Weise wird die Querposition des in der Breitenrichtung beweglichen Kondensorspiegelsystems 16 gesteuert, bis der Schweißvorgang bezüglich des Schweißabschnitts am Ende des Rohblechs ausgeführt wird, dessen Querschnittsfläche auf einer Seite nicht kleiner ist als 3%.
Um eine Schweißquerschnittsfläche von nicht weniger als 3% auf einer Seite zu erhalten, wobei die Schweißquerschnittsfläche vom Endabschnitt zur Mitte des Rohblechs hin bereitgestellt wird, ist es effektiv, wenn der Schweißvorgang an der Innenseite des Rohblechs beginnt und in Richtung des Endabschnitts des Rohblechs zum Ende oder zu einer Position in der Nähe des Endes fortschreitet.
Nachdem der Schweißvorgang abgeschlossen worden ist, wird die Hauptkörperlaufeinrichtung 19 zu einer Bereitschafts- oder; Warteposition auf der Seite der fliegenden Schere zurückgezogen, so daß die Hauptkörperlaufeinrichtung 19 für den nächsten Schweißvorgang bereit ist. Um die für die Positionierung in der Breitenrichtung erforderliche Zeit zu reduzieren, ist es effektiv, wenn im voraus eine Grobeinstellung gemäß einer Breitenmeßgerätinformation ausgeführt wird, die durch ein an der Zufuhrseite des Vorwalzwerks angeordnetes Breitenmeßgerät bereitgestellt wird.
Wenn vor dem Schweißvorgang ein Schneidvorgang ausgeführt werden muß, können das vorangehende und das nachfolgende Rohblech etwa auf die gleiche Weise geschnitten werden wie im vorstehend beschriebenen Schweißvorgang.
Im Fall der vorstehend beschriebenen Laserschweißvorrichtung muß die ortsfeste Lichtquelle nicht bewegt werden, und der Reflexionsspiegel kann einen von der ortsfesten Lichtquelle ausgesendeten Laserstrahl empfangen und auf den Schweißabschnitt der Vorbleche reflektieren, während der Reflexionsspiegel mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wird wie die Rohbleche. Außerdem wird der Laserstrahl von einer oberen Fläche des Transporttischs reflektiert, so daß Interferenzen vermieden werden können. Daher kann die erfindungsgemäße Vorrichtung leicht in einer bereits eingerichteten Walzstraße installiert werden.
Fig. 9 zeigt eine Ansicht zum Darstellen eines Verfahrens, durch das die Genauigkeit der Rohblechstumpfverbindung verbessert werden kann, wenn mehrere Laserstrahlen verwendet werden. Wenn ein Einzelstrahl-Lasersystem verwendet wird, bestrahlt der Laserstrahl, wenn keine geeignete Nutenbedingung des Stumpfverbindungsabschnitts vorliegt, das Rohblech nicht, sondern durchläuft es, so daß in der Nut Fülldrähte verwendet werden müssen.
Das vorliegende Verfahren dient dazu, die vorstehenden Probleme zu lösen. Gemäß diesem Verfahren wird der Schweißvorgang bezüglich des Schweißabschnitts so ausgeführt, daß sowohl das vorangehende als auch das nachfolgende Rohblech gleichzeitig durch mehrere Laserstrahlen bestrahlt werden, so daß der Zwischenraum mit geschmolzenem Metall gefüllt werden kann. Auf diese Weise wird die Verbindung hergestellt und der gesamte Verbindungsabschnitt geschweißt.
Aufgrund des vorstehenden Sachverhalts kann die Genauigkeit der Stumpfverbindung wesentlich verbessert werden, und das vorangehende und das nachfolgende Rohblech können ohne Verwendung von Fülldrähten stabil geschweißt werden. In Abhängigkeit von den Verhältnissen können jedoch auch Fülldrähte verwendet werden.
Fig. 10 zeigt einen Graphen zum Darstellen der Wirkung dieses Systems, in dem mehrere Laserstrahlen verwendet werden. Gemäß diesem Verfahren wird ein Laserstrahl mit einer Leistung von 45 kW in zwei Teile geteilt, so daß zwei Laserstrahlen bereitgestellt werden. 15,0 mm dicke Rohbleche werden bei Raumtemperatur ohne Verwendung von Fülldrähten stumpf verbunden. In diesem Fall kann der Schweißvorgang, auch wenn der Zwischenraum im Stumpfverbindungsabschnitt auf 2 mm erweitert ist, mit der gleichen Schweißgeschwindigkeit ausgeführt werden wie in dem Fall, wenn der Zwischenraum im Stumpfverbindungsabschnitt 0 mm beträgt. Wenn dieses Verfahren jedoch mit dem Verfahren des Einzelstrahl-Lasersystems verglichen wird, ist die Energiedichte pro Strahl auf die Hälfte reduziert. Daher muß die Laserstrahlleistung verdoppelt werden, um die erforderliche Schweißdicke zu erhalten.
Fig. 11 zeigt ein Verfahren, in dem ein zulässiger Genauigkeitsbereich der Stumpfverbindung vergrößert werden kann, wenn der erfindungsgemäße Laserstrahl durch einen Hydraulik-Servomechanismus mit einer Frequenz von etwa 60 Hz in Oszillation versetzt wird. Wie vorstehend beschrieben, müssen im Fall des Einzelstrahl-Lasersystems, in dem der Laserstrahl nicht in Oszillation versetzt wird, Fülldrähte verwendet werden. Erfindungsgemäß wird ein Laserstrahl senkrecht zur parallelen Nutenoberfläche, die die Schweißlinie einschließt, mit einer Amplitude in Oszillation versetzt, die nicht kleiner ist als der in der Nut gebildete maximale Zwischenraum. Wenn beide Seiten des Rohblechs durch den vorstehend beschriebenen Laserstrahl bestrahlt werden, werden die Rohbleche zwangsweise verbunden, und der zulässige Genauigkeitsbereich der Stumpfverbindung kann wesentlich vergrößert werden.
Wenn keine erforderliche Frequenz bereitgestellt werden kann, ist es wirksam, den Fokusspiegel in Oszillation zu versetzen. Wenn eine Querschnittsfläche des Verbindungsabschnitts nicht ausreichend ist, können Füllerdrähte eingesetzt werden.
Wie vorstehend beschrieben, muß erfindungsgemäß, wenn ein Laserschweißverfahren oder ein Plasmaschweißverfahren zum Verschweißen des vorangehenden und des nachfolgenden Rohblechs verwendet wird, anders als beim Druckschweißen kein hoher Druck (von nicht weniger als 3 kgf /mm²) ausgeübt werden. Daher können das vorangehende und das nachfolgende Rohblech bei einem Druck von weniger als 2,0 kgf/mm² positioniert werden, der dem Druck einer Entzunder-Pinch-Walze eines herkömmlichen Walzwerks gleicht, wobei das Auftreten von Zunderabdrücken vermieden werden kann, wenn der Druck 2,0 kgf/mm beträgt. Vorzugsweise werden das vorangehende und das nachfolgende Rohblech bei einem Druck von etwa 0,5 kgf/mm² positioniert. Daher entstehen bei diesem Verbindungsverfahren keine Qualitätsprobleme.
Gemäß diesem Schmelzschweißverfahren wird nur ein für die Verbindung erforderlicher Abschnitt lokal geschmolzen und geschweißt. Dadurch werden keine Spritzer erzeugt, und es entstehen auch keine Grate, die beim Druckschweißen auftreten. Außer daß die vorstehend erwähnten Qualitätsvorteile erhalten werden, ist es darüber hinaus auch nicht erforderlich, Spritzer und Grate zu entfernen, so daß die Effizienz dieses Schweißverfahrens verbessert werden kann. Dadurch kann die Verbindungszeit verkürzt werden, und die Länge der Schweißvorrichtung kann reduziert werden.
Der geschweißte Abschnitt muß koaguliert sein und es muß eine vorgegebene mechanische Festigkeit bereitgestellt wird, bevor der geschweißte Abschnitt in das erste Fertigwalzengerüst eintritt. Im allgemeinen beträgt die Temperatur des Rohblechs etwa 1000ºC. Daher ist im Fall eines Schmelzschweißverfahrens, z. B. eines Thermitschweißverfahrens, in dem eine große Wärmemenge zugeführt wird, eine gewisse Zeitdauer erforderlich, um den geschweißten Abschnitt zu koagulieren. Daher nimmt die Länge der Vorrichtung zu. Andererseits kann gemäß dem erfindungsgemäßen Schweißverfahren die dem Schweißabschnitt zuzuführende Wärmemenge reduziert werden, so daß auch dann eine geeignete mechanische Festigkeit bereitgestellt werden kann, wenn die Länge der Vorrichtung klein ist. Falls erforderlich, kann der Schweißabschnitt durch Luft oder Kühlwasser gekühlt werden, so daß die Länge der Vorrichtung weiter reduziert werden kann.
Wenn ein Laserschweißverfahren oder ein Plasmaschweißverfahren verwendet wird, in denen eine Wärmequelle mit einer hohen Energiedichte verwendet wird, kann ein Rohblech in der Dickenrichtung erwärmt, geschmolzen und geschweißt werden, wenn das Rohblech nur von der Oberseite erwärmt wird. Daher muß keine Vorrichtung an der Unterseite des Rohblechs angeordnet sein. Infolgedessen ist keine großformatige teure Apparatur erforderlich, wie beispielsweise eine Schwingwalzengruppe, und es kann eine herkömmliche Tischwalzen- oder Rollganggruppe verwendet werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf Beispiele erläutert.

Beispiele

Beispiel 1

Brammen wurden durch einen Heizofen erwärmt. Sie wurden dann durch ein Vorwalzwerk gewalzt, so daß Rohbleche mit einer Plattendicke von 60 mm, einer Breite von 1980 mm und einer Temperatur von 1000ºC bereitgestellt wurden. Das hintere Ende eines vorangehenden Rohblechs und das vordere Ende eines nachfolgenden Rohblechs, die sich mit einer Geschwindigkeit von 100 Meter pro Minute bewegten, wurden jeweils durch eine Pendelschere geschnitten, so daß die Profile der Enden zugerichtet wurden. Dann wurde unter Verwendung von zwei Sätzen von Laserschweißmaschinen, wobei die Leistung jeder Laserschweißmaschine 25 kW und die Schweißgeschwindigkeit 34 mm/s betrug, ein Schweißvorgang bezüglich beiden Endabschnitten der Rohbleche von der Oberseite ausgeführt, so daß die Endabschnitte jeweils von einem Ende des Rohblechs zu einer vom Ende um 180 mm beabstandeten Position geschweißt wurden. In diesem Fall betrug der Anteil der Querschnittsfläche des Verbindungsabschnitts auf einer Seite 3%. Daraufhin wurden die geschweißten Rohbleche durch das erste Fertigwalzwerk mit einem Reduktionsverhältnis von 40% gewalzt. Gemäß dem Untersuchungsergebnis wurde ein Stumpfverbindungsabschnitt, der nicht dem Laserschweißvorgang unterzogen war, im kontinuierlichen Warmwalzprozeß durch das erste Fertigwalzwerk unter Druck verbunden. Daher war eine Gesamtfläche des Verbindungsabschnitts, der den durch den Laserschweißvorgang geschweißten Abschnitts einschließt, nicht kleiner als 75%. Unter den vorstehenden Bedingungen wurden die Rohbleche durch das folgende Fertigwalzwerk kontinuierlich warmgewalzt, so daß ein Produkt mit einer Dicke von 6 mm bereitgestellt wurde. Dadurch wurden im Walzprozeß keine Brüche oder Risse verursacht. Die Laufstrecke des Laserstrahlreflexionsspiegels betrug in der Walzrichtung 10 m, wobei die zum Beschleunigen und Verzögern der Schweißvorrichtung erforderliche Strecke eingeschlossen ist.

Beispiel 2

Die Operation wurde auf die gleiche Weise ausgeführt wie in Beispiel 1. Brammen wurden durch einen Heizofen erwärmt. Dann wurden sie durch ein Vorwalzwerk gewalzt, so daß Rohbleche mit einer Plattendicke von 40 mm, einer Breite von 1550 mm und einer Temperatur von 1050ºC bereitgestellt wurden. Das hintere Ende eines vorangehenden Rohblechs und das vordere Ende eines nachfolgenden Rohblechs, die sich mit einer Geschwindigkeit von 50 mpm bewegten, wurden durch zwei Sätze von Laserschweißmaschinen geschweißt, wobei die Leistung jeder Laserschweißmaschine 25 kW und die Schweißgeschwindigkeit 59 mm/s betrug, und der Schweißvorgang wurde bezüglich beiden Endabschnitten der Rohbleche von der Oberseite ausgeführt, so daß die Endabschnitte jeweils von einem Ende des Rohblechs zu einer vom Ende um 320 mm beabstandeten Position geschweißt wurden. In diesem Fall betrug der Anteil der Querschnittsfläche des Verbindungsabschnitts auf einer Seite 8%. Unter den vorstehenden Bedingungen wurden die Rohbleche durch das folgende Fertigwalzwerk kontinuierlich warmgewalzt, so daß ein Produkt mit einer Dicke von 2,0 mm bereitgestellt wurde. Dadurch wurden im kontinuierlichen Warmwalzprozeß keine Brüche oder Risse verursacht. Die Laufstrecke des Laserstrahlreflexionsspiegels betrug in der Walzrichtung 4,9 m, wobei die zum Beschleunigen und Verzögern der Schweißvorrichtung erforderliche Strecke eingeschlossen ist.

Beispiel 3

Die Operation wurde auf die gleiche Weise ausgeführt wie in Beispiel 1. Brammen wurden durch einen Heizofen erwärmt. Dann wurden sie durch ein Vorwalzwerk gewalzt, so daß Rohbleche mit einer Plattendicke von 25 mm, einer Breite von 1200 mm und einer Temperatur von 1080ºC bereitgestellt wurden. Das hintere Ende eines vorangehenden Rohblechs und das vordere Ende eines nachfolgenden Rohblechs, die sich mit einer Geschwindigkeit von 48 Meter pro Minute bewegten, wurden durch zwei Sätze von Laserschweißmaschinen geschweißt, wobei die Leistung jeder Laserschweißmaschine 25 kM, die Schneidgeschwindigkeit 200 mm/s und die Schweißgeschwindigkeit 100 mm/s betrug, und der Schweißvorgang wurde bezüglich beiden Endabschnitten der Rohbleche von der Oberseite ausgeführt, so daß die Endabschnitte jeweils von einem Ende des Rohblechs zu einer vom Ende um 600 mm beabstandeten Position geschweißt wurden. In diesem Fall betrug der Anteil der Querschnittsfläche des Verbindungsabschnitts auf einer Seite bezüglich der Gesamtfläche 23%. Unter den vorstehenden Bedingungen wurden die Rohbleche durch das folgende Fertigwalzwerk kontinuierlich warmgewalzt, so daß ein Produkt mit einer Dicke von 1,2 mm bereitgestellt wurde. Dadurch wurden im Walzprozeß keine Brüche oder Risse verursacht.
Die Laufstrecke des Laserstrahlreflexionsspiegels betrug in der Walzrichtung 6,5 m, wobei die zum Beschleunigen und Verzögern der Schweißvorrichtung erforderliche Strecke eingeschlossen ist.
Wie aus den vorstehenden Beispielen ersichtlich ist, wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines vorgewalzten nachfolgenden Rohblechs mit einem vorangehenden Rohblech, das einem Fertigwalzvorgang unterzogen werden soll, durch Laserstrahl- oder Plasmaschmelzschweißen bereitgestellt, wobei die Rohbleche auf der Walzstraße nicht gestoppt werden, so daß die Rohbleche durch den von der Oberseite der Rohbleche ausgeführten Schweißvorgang effektiv verbunden werden. Daher ist die zum Verbinden erforderliche Strecke sehr kurz, wie in den Beispielen dargestellt ist. Außerdem wird, weil der Verbindungsvorgang von der Oberseite der Rohbleche ausgeführt wird, keine Wechselwirkung zwischen der Schweißvorrichtung und dem Rohblechtransporttisch verursacht. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren auf eine vorhandene Walzstraße wirtschaftlich angewendet werden.
Erfindungsgemäß kann das Auftreten von durch Grate am Verbindungsabschnitt verursachten Defekten auf der Oberfläche eines Produkts vermieden werden, und außerdem kann das Auftreten von Zunderabdrücken vermieden werden, die verursacht werden, wenn die Oberfläche eines Rohblechs stark gedrückt wird. Dadurch kann ein hochwertiges Warmband erhalten werden. Erfindungsgemäß können Verbesserungen in der Produktivität und in der Qualität erreicht werden, wenn Rohbleche einem kontinuierlichen Fertigwalzverfahren unterzogen werden.

Claims

1. Kontinuierliches Warmwalzverfahren, wobei das hintere Ende eines vorangehenden Blechstrangs (1a) und das vordere Ende eines nachfolgenden Blechstrangs (1b) stumpf verbunden und verschweißt werden, und wobei die geschweißten Blechstränge anschließend kontinuierlich warmgewalzt werden, mit den Schritten:

kontinuierliches Bewegen des vorangehenden Blechstrangs (1a) und des nachfolgenden Blechstrangs (1b) mit einer vorgegebenen Warmwalzgeschwindigkeit in eine Warmwalzrichtung, wobei jeder Blechstrang eine Dicke von 20 bis 60 mm und eine Temperatur von nicht weniger als 900ºC aufweist;

stumpfes Verbinden des hinteren Endes des vorangehenden Blechstrangs (1a) und des vorderen Endes des nachfolgenden Blechstrangs (1b);

Ausführen eines Laserstrahl-Schmelzschweißvorgangs bezüglich des Stumpfverbindungsabschnitts des vorangehenden Blechstrangs (1a) und des nachfolgenden Blechstrangs (1b), während die Blechstränge sich kontinuierlich bewegen, durch eine Schweißmaschine (7) von den Oberseiten der Blechstränge unter Verwendung von Laserstrahlen (18) von einer ortsfesten Laserstrahlquelle (13), wobei der Stumpfverbindungsabschnitt eine quer zur Warmwalzrichtung verlaufende Schweißlinie definiert, und wobei die Schweißmaschine (7) eine Laserstrahlfokussiereinheit (16) aufweist, die für eine Bewegung quer zur Warmwalzrichtung auf der Schweißmaschine (7) beweglich angeordnet ist, wobei

die Schweißmaschine (7) selbst mit der gleichen Geschwindigkeit wie die sich kontinuierlich bewegenden, stumpf verbundenen Blechstränge in die Warmwalzrichtung bewegt wird, während der Schmelzschweißvorgang ausgeführt wird;

eine Laserstrahlausgangsleistung und eine Schweißgeschwindigkeit basierend auf der Temperatur der Blechstränge bestimmt werden; und

die Laserstrahlfokussiereinheit gleichzeitig mit der Bewegung der Schweißmaschine in die Warmwalzrichtung quer zur Warmwalzrichtung und parallel zur Schweißlinie bewegt wird, wobei die sich in Querrichtung bewegende Laserstrahlfokussiereinheit (16) Laserstrahlen auf die Schweißlinie fokussiert, wodurch der Schmelzschweißvorgang ausgeführt wird; und

Warmwalzen der sich kontinuierlich bewegenden, geschweißten Blechstränge.

2. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach Anspruch 1, wobei die Laserausgangsleistung (kw), die Schweißgeschwindigkeit (v) und die Temperatur (T) des Blechstrangs die Beziehung v ≥ C1·kwc2 (c3 + c4·Tc5)/tec6 erfüllen, wobei te die effektive Plattendicke (mm) für die Verbindung und c&sub1;, c&sub2;, c&sub3;, c&sub4;, c&sub5;, c&sub6; Konstanten sind.

3. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit den Schritten: Halten der Blechstränge durch mindestens 2 Paare von Pinch-Walzen (5a, 5b), die zwischen einer fliegenden Schere (4) zum Schneiden eines Endes des Blechstrangs und dem Warmwalzwerk angeordnet sind; und Halten des vorangehenden und des nachfolgenden Blechstrangs unabhängig an der Mitte des Walzwerks durch eine hydraulische Seitenführung (6a, 6b), die zwischen den Paaren von Pinch-Walzen (5a, 5b) angeordnet ist.

4. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist: stumpfes Verbinden des vorangehenden und des nachfolgenden Blechstrangs, während die Seite des hinteren Endes des vorangehenden Blechstrangs und die Seite des vorderen Endes des nachfolgenden Blechstrangs jeweils durch eine Klemmeinrichtung (34) geklemmt sind, die mit einer Schubeinrichtung (35) verbunden ist, wobei die Klemmeinrichtung (34) zwischen einer fliegenden Schere (4) zum Schneiden eines Endes des Blechstrangs und dem Walzwerk angeordnet ist, wobei der Klemmvorgang von der Oberseite des Blechstrangs ausgeführt wird, und wobei der Stumpfverbindungsvorgang mit der gleichen Geschwindigkeit ausgeführt wird, mit der der Blechstrang sich bewegt.

5. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit dem Schritt: stumpfes Verbinden des vorangehenden und des nachfolgenden Blechstrangs, während die Ober- und Unterseiten des hinteren Endes des vorangehenden Blechstrangs und des vorderen Endes des nachfolgenden Blechstrangs jeweils durch eine Klemmeinrichtung geklemmt sind, die mit einer Schubeinrichtung (35) verbunden ist, wobei die Klemmeinrichtung zwischen der fliegenden Schere (4) zum Schneiden eines Endes des Blechstrangs und dem Walzwerk angeordnet ist, wobei der Stumpfverbindungsvorgang mit der gleichen Geschwindigkeit ausgeführt wird, mit der der Blechstrang sich bewegt.

6. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist: Vorbearbeiten des hinteren Endes des vorangehenden Blechstrangs und/oder des vorderen Endes des nachfolgenden Blechstrangs, bevor die Blechstränge stumpf verbunden werden, so daß ein im Stumpfverbindungsabschnitt ausgebildeter Zwischenraum reduziert werden kann, wobei die Vorbearbeitung von einer Oberseite des Blechstrangs durch Laserstrahlentzundern oder -schneiden mit der gleichen Geschwindigkeit ausgeführt wird, mit der der Blechstrang sich bewegt.

7. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Schweißen der Blechstränge an beiden Endabschnitten bezüglich der Breite der Blechstränge, wobei eine Querschnittsfläche des Schweißabschnitts auf einer Seite nicht kleiner ist als 3% der Querschnittsfläche des Blechstrangs; und Verbinden des nicht geschweißten Abschnitts unter Druck durch das erste Walzgerüst des Walzwerks.

8. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist: Bestimmen der Schweißlänge in der Breitenrichtung des Blechstrangs basierend auf der effektiven Dicke des Stumpfverbindungsabschnitts, dessen Oberflächen durch Scherungsschneiden oder Laserstrahlschneiden bearbeitet wurden.

9. Kontinuierliches Warmwalzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist: gleichzeitiges Aufstrahlen mehrerer Laserstrahlen auf das hintere Ende eines vorangehenden Blechstrangs und das vordere Ende eines nachfolgenden Blechstrangs, um sie zu schmelzen und die Maßgenauigkeit des Stumpfverbindungsabschnitts zu verbessern.

10. Vorrichtung zum Schweißen von kontinuierlich warmgewalzten. Blechsträngen, wobei das hintere Ende eines vorangehenden Blechstrangs (1a) und das vordere Ende eines nachfolgenden Blechstrangs (1b) stumpf verbunden und verschweißt werden, während sie sich in einer Warmwalzstraße in eine Walzrichtung kontinuierlich bewegen, mit:

einer beweglichen Hauptkörperlaufeinrichtung (7), die in der Lage ist, sich unabhängig von der kontinuierlichen Bewegung der stumpf verbundenen Blechstränge in der Warmwalzstraße selbsttätig zu bewegen;

wobei die bewegliche Hauptkörperlaufeinrichtung (7) aufweist:

einen auf der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) angeordneten, in der Walzrichtung beweglichen Reflexionsspiegel (14) zum Reflektieren von Laserstrahlen von einer ortsfesten Laserstrahlquelle (13), wobei der Reflexionsspiegel sich bezüglich der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) unabhängig von der Bewegung der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) in die Walzrichtung bewegt, um die Laserstrahlen auf eine durch die stumpf verbundenen Blechstränge definierte Schweißlinie einzustellen;

einen auf der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) angeordneten, in der vertikalen Richtung beweglichen Reflexionsspiegel (15) für eine Bewegung bezüglich der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) senkrecht zur Walzrichtung und unabhängig von der Bewegung der Hauptkörperlaufeinrichtung zum Anpassen an eine Dickenänderung der Blechstränge;

eine auf der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) angeordnete Breitenrichtungsfokussiereinheit (16) für eine Bewegung bezüglich der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) quer zur Walzrichtung und unabhängig von der Bewegung der Hauptkörperlaufeinrichtung (7) zum Ausführen eines Schmelzschweißvorgangs; und

eine Einrichtung zum Erfassen einer Schweißposition der stumpf verbundenen Blechstränge, wobei die Einrichtung die Schweißposition erfaßt, während die Hauptkörperlaufeinrichtung sich selbsttätig in die Walzrichtung der Warmwalzstraße bewegt.

11. Schweißvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schweißvorrichtung aufweist: mindestens 2 Paare von Pinch- Walzen; eine zwischen den Paaren von Pinch-Walzen (5a, 5b) angeordnete hydraulische Seitenführung, wobei die hydraulische Seitenführung (6a, 6b) den vorangehenden und den nachfolgenden Blechstrang an der Mitte des Walzwerks unabhängig hält; und wobei die Schweißvorrichtung (7) sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie die Blechstränge.

12. Schweißvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schweißvorrichtung aufweist: eine Klemmeinrichtung (34) zum Klemmen der Seiten des hinteren Endes des vorangehenden Blechstrangs und der Seiten des vorderen Endes des nachfolgenden Blechstrangs von der Oberseite des Blechstrangs; eine mit der Klemmeinrichtung verbundene Schubeinrichtung (35); eine Geschwindigkeitssynchronisierungseinrichtung zum Synchronisieren der Geschwindigkeit mit derjenigen der Blechstränge; und wobei die Schweißvorrichtung (7) sich selbsttätig mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie die Blechstränge.

13. Schweißvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schweißvorrichtung aufweist: eine Klemmeinrichtung zum Klemmen der Ober- und der Unterseite des hinteren Endes des vorangehenden Blechstrangs und der Ober- und der Unterseite des vorderen Endes des nachfolgenden Blechstrangs; eine mit der Klemmeinrichtung verbundene Schubeinrichtung (35); eine Geschwindigkeitssynchronisierungseinrichtung zum Synchronisieren der Geschwindigkeit mit derjenigen der Blechstränge; und wobei die Schweißvorrichtung (7) sich selbsttätig mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie die Blechstränge.

14. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Schweißvorrichtung (7) zwei Paare von Laserverarbeitungsköpfen aufweist, so daß beide Seiten des Blechstrangs oder eine Seite und der Mittelabschnitt des Blechstrangs durch Laserstrahlen gleichzeitig geschnitten und geschweißt werden können.

15. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Laserstrahlen in Oszillation versetzt werden, so daß ein zulässiger Genauigkeitsbereich der Stumpfverbindung vergrößert wird.

16. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Schweißvorrichtung die Konfiguration des Schweißabschnitts erkennt und wobei die Schweißvorrichtung (7) ferner aufweist: eine Halbleiterlaserstrahl- Oszillationseinrichtung (42); ein Bandpaßfilter (44), dessen Bandbreite bezüglich der Wellenlänge des Halbleiterlaserstrahls mehrere nm beträgt; und eine eine Kondensorlinse (43) und ein CCD-Element (45) aufweisende Einrichtung zum Erfassen der Schweißposition.