JP2000197979A - 重ね溶接継手部の減厚方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、金属板の生産を連続して行うプロ
セスラインにおいて、先行金属板と後行金属板とを重ね
合わせて溶接した重ね溶接継手部の肉厚をロール駆動式
プラニッシュロールを移動しながら加圧して減厚する方
法に関する。 【解決手段】 少なくとも前記プラニッシュロールが重
ね溶接継手部に乗り上げる際には、プラニッシュロール
の周速を移動速度よりも速くしておき、少なくとも前記
プラニッシュロールが重ね溶接継手部を離れる直前に
は、プラニッシュロールの周速を移動速度よりも遅くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板等の金属板の
生産を連続して行うプロセスラインにおいて、先行金属
板の後端部と後行金属板の先端部とを重ね合わせて溶接
し連続化した重ね溶接継手部の肉厚を薄くするための重
ね溶接継手部の減厚方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板の生産を連続して行うプロセスラ
インにおいて、先行金属板と後行金属板を溶接接続して
連続化する設備として、例えば、マッシュシーム溶接装
置が知られている。マッシュシーム溶接装置とは、金属
板の端部同士を重ね合わせて回転式電極によって溶接
し、更に、その重ね合わせて溶接した重ね溶接継手部
を、プラニッシュロール（スエージングロールともよ
ぶ。）を用いて加圧してその肉厚を薄くし、継手部以外
の部分の厚さに略等しくなるように減厚する装置であ
る。

【０００３】図１は、そのマッシュシーム溶接装置に適
用される重ね溶接継手部の減厚方法を説明する概略図で
ある。すなわち、先行金属板1a、後行金属板1bの重ね部
を上下一対の溶接電極２を用いて加圧溶接し、次いで溶
接電極２の後方に連設した上下一対のプラニッシュロー
ル３を用いて重ね溶接継手部を加圧して減肉する。ここ
で、2a、3aは、それぞれの加圧シリンダである。

【０００４】図１に例示する装置においては、重ね溶接
継手部の溶接作業と加圧減肉作業とが同時に実施できる
ようになっている。なお、各機器は共通のＣ型フレーム
（キャリッジ）10上に配置している。ここで、図１のよ
うに溶接作業と加圧減肉作業を同時に行うようにするこ
とが最も効率的であるが、独立させて別々に行うように
しても良いことは当然である。

【０００５】このマッシュシーム溶接装置において、溶
接電極２と、プラニッシュロール３は、所定圧力で加圧
され、それぞれ回転しながら、溶接作業、および、減厚
作業を行うようになっている。ところが、プラニッシュ
ロール３は、加圧減肉作業を行うものであるため、加圧
力を大きくする必要があることから、ロール軸受に受け
る摩擦力等が大きくなりすぎてスムーズに回転すること
ができず、加圧している重ね溶接継手部とロールとの摩
擦が大きくなって重ね溶接継手部が破損するトラブル等
が発生していた。

【０００６】そのため、従来から、プラニッシュロール
を駆動式としておき、ロールを駆動して回転を与えるよ
うにされている。そして、重ね溶接継手部を破損するこ
となく安定した減厚作業を行うためには、その回転する
ロールの周速とロールの移動速度とを一致させることが
好適であることがすでに知られている（特開平3-57567
号公報参照）。

【０００７】すなわち、プラニッシュロールの周速と移
動速度とが不一致であると、重ね溶接継手部の両端部に
おける板のちぎれ、重ね溶接継手部に沿って発生するし
わ等のトラブルが生じることになる。例えば、特開平5-
185241号公報においては、プラニッシュロールの周速と
移動速度とを一致させるため、センサを用いて周速と移
動速度を検知して制御装置を用いてロール駆動の制御を
行うとともに、プラニッシュロールを駆動する油圧モー
タの動作条件を一定にするため、油圧回路に油温制御装
置を付加して作動油の温度を一定とし、油圧動作の安定
化を図るようにすることが開示されている。

【０００８】ここで、重ね溶接継手部の厚さは、元の金
属板厚のほぼ２倍（200 ％）の厚さとなるが、プラニッ
シュロールで重ね溶接継手部を加圧することで、130 〜
140％程度の厚さにまで減厚され、後工程での通板性を
保持するのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
プラニッシュロールの周速と移動速度とを完全に一致さ
せることは簡単なことではなく、特に、マッシュシーム
溶接装置において通常適用される油空圧の駆動系におい
て高精度の制御を実現しようとすると、設備が複雑とな
り、また、設備投資額が極めて大きくなる。そのため、
せっかくの油空圧駆動系の利点である簡便さを生かすこ
とができなくなる。

【００１０】また、設備を複雑にして制御系を設けて
も、かならずしも満足な制御結果をえることはできな
い。例えば、重ね溶接継手部の終端部ではプラニッシュ
ロールの加圧負荷がやや小さくなるために周速と移動速
度にずれが生じ、周速が速くなって板にひっぱり力が印
加される。このようなひっぱり力を修正する制御を行う
ため、上記のセンサでロール周速の変化をとらえてフィ
ードバック制御を行おうとしても、制御はとても間に合
わない。特に、板厚が0.02mm以下の薄い金属板の場合で
は、重ね溶接継手部の終端部での板ひきちぎり等の発生
に至る場合が極めて多くなる。

【００１１】一方、単純な油空圧駆動系を適用し、単に
プラニッシュロールのロールを駆動する油圧モータの速
度設定を行って、周速と移動速度を一定値に設定するよ
うにした場合、処理する金属板の板厚によって周速が変
わることになり、また、モータ速度に季節変動が生じる
ため、周速と移動速度を完全に一致させることはできな
い。

【００１２】そのため、従来は、プラニッシュロールの
周速と移動速度とがある程度ずれていても許容して操業
し、ある程度の板のちぎれ（板ひきちぎり等）、しわが
発生することを許容して操業を行っていた。ただし、そ
の発生程度は軽微であるため、後工程にはそのままの状
態で供することにしているが、ライン処理中に２％程度
の板破断の発生は避けることができなかった。

【００１３】上記トラブルは、プラニッシュロールのロ
ール加圧力が高い場合、あるいは、重ね溶接継手部の厚
さが極端に厚い場合、または、極端に薄い場合に特に発
生しやすく、ロール周速の調整だけで回避することは非
常に困難である。特に、重ね溶接継手部の始端部、終端
部を除く定常部では、プラニッシュロールの周速と移動
速度とがある程度ずれていても、そのずれを一定の許容
範囲内に収めることも可能であるが、プラニッシュロー
ルが重ね溶接継手部の始端部に乗り上げる際とプラニッ
シュロールが重ね溶接継手部の終端部を離れる直前であ
る非定常部ではそのずれが大きくなってしまう場合も多
く、トラブルが多発する傾向にある。

【００１４】一般に、重ね溶接継手部の始端部では、プ
ラニッシュロールが重ね溶接継手部に噛み込むこととな
るため、ロール周速が遅くなる傾向にある。一方、終端
部では、板抜けでプラニッシュロールへの負荷も軽くな
ることから、ロール周速が速くなる傾向にある。ここ
で、図２に基づき、プラニッシュロールの周速と移動速
度とが異なる場合のしわ発生等のトラブルの状況につい
て説明する。図２は、金属板1a、1bの重ね合わせ部を溶
接した重ね溶接継手部４を、図示しないプラニッシュロ
ールで５のキャリッジ進行方向に移動しながら加圧して
減厚した場合を示している。ここで、（ａ）はプラニッ
シュロールの周速が移動速度よりも速い場合にしわ6aが
発生する状況と、プラニッシュロールが重ね溶接継手部
を離れる直前に発生する板押しちぎり部7aについて模式
的に示している。この場合、プラニッシュロールが重ね
溶接継手部に乗り上げる際には、しわはほとんど発生し
ていない。

【００１５】なお、引きちぎりとは、プラニッシュロー
ルの乗り下げ時、板が（図のケースではＯＰ側に）引張
られることにより、板端部が折れ曲がり、ちぎれる現象
を指す。一方、（ｂ）はプラニッシュロールの周速が移
動速度よりも遅い場合のしわ6b（しわ6aと方向がほぼ
逆）が発生する状況と、プラニッシュロールが重ね溶接
継手部に乗り上げようとする際に板を押して発生させる
板押しちぎり部7bについて模式的に示している。

【００１６】ここで、押しちぎりとは、周速不足でプラ
ニッシュロールが板に乗り上げることができずに板を押
し曲げ、ちぎっていく現象を指す。この際、とくに乗り
上げ側の板端部に、ちぎれによる目立つしわが発生しや
すい（7c）が、この部分は「ぞうり虫」とも呼ばれる。
本発明は、以上のような重ね溶接継手部の始端部と終端
部の非定常部に発生するしわ等のトラブルを防止して、
後工程での安定な操業を可能にすることを目的としてお
り、複雑な制御系を具備しない単純な油空圧駆動系のみ
でプラニッシュロールを駆動し、重ね溶接継手部を減厚
するのに好適な重ね溶接継手部の減厚方法を提供するも
のである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属板の重ね
溶接継手部を、ロール駆動式プラニッシュロールを移動
しながら加圧して減厚する重ね溶接継手部の減厚方法で
あって、少なくとも前記プラニッシュロールが重ね溶接
継手部に乗り上げる際には、プラニッシュロールの周速
を移動速度よりも速くしておき、少なくとも前記プラニ
ッシュロールが重ね溶接継手部を離れる直前には、プラ
ニッシュロールの周速を移動速度よりも遅くしておくこ
とを特徴とする重ね溶接継手部の減厚方法によって上記
課題を解決したのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明においては、プラニッシュ
ロールが重ね溶接継手部に乗り上げる際には、プラニッ
シュロールの周速を移動速度よりも速くなるように設定
し、プラニッシュロールが重ね溶接継手部を離れる直前
には、プラニッシュロールの周速を移動速度よりも遅く
なるように設定することを特徴とする。

【００１９】ここで、上記の場合において、周速は移動
速度よりも２〜５％程度速く、または、遅くなるように
設定することが好適であり、代表値として３％に設定す
ることが最も好ましい。また、重ね溶接継手部の始端部
と終端部で周速と移動速度とを異ならせて設定する区間
は、始端と終端からそれぞれ50〜100mm 程度とすること
が好ましく、それ以外の中間部では、周速と移動速度と
を略等しく設定しておくことが好ましい。

【００２０】また、重ね溶接継手部のセンタ部を境とし
て、その始端部側では周速を移動速度よりも速くなるよ
うに設定し、終端部側では周速を移動速度よりも遅くな
るように設定するようにしても良い。このように、本発
明では、センサを多用したフィードバック制御等の複雑
で高価な制御系は不要であり、プラニッシュロールの重
ね溶接継手部位置に対応させて、プラニッシュロールの
周速と移動速度を単純に設定しておくだけで本発明の方
法を実現できる。

【００２１】

【実施例】本発明を冷延鋼板、特にブリキ原板に使用さ
れる調質圧延材を連続して処理するプロセスラインであ
る連続スキンパスミル（ＣＡＰＬ）に適用した。冷延鋼
板の先後端を溶接した後、その重ね溶接継手部をプラニ
ッシュロールで加圧し、減厚処理を本発明の方法で実施
した（本発明例）。ここで、プラニッシュロールの加圧
力は2500kgf としている。本発明例では、プラニッシュ
ロールの周速を移動速度に対し、重ね溶接継手部の始端
部で３％増加させ、重ね溶接継手部の終端部で３％減少
する値となるように設定した。

【００２２】 また、この周速と移動速度とを異ならせる
ように設定する区間は、それら始端部と終端部とからそ
れぞれ100mm の区間として設定している。一方、比較の
ため、従来例として、プラニッシュロールの周速と移動
速度を常に等しくなるように設定した場合についての操
業も行った。その結果、従来例での操業では、重ね溶接
継手部の始端部と終端部等にしわが認められ、後工程で
の板破断も２％程度発生したが、本発明例では、しわの
発生は認められず、板破断も全く発生しなかった。

【００２３】なお、本例ではプラニッシュロールの移動
速度を設定しておき周速を移動速度に応じて変化させた
が、本発明はこの方法に限定されるものではなく、周速
を設定しておいて移動速度を周速に応じて変化させても
良い。ただし移動速度は板の特性や厚みなどにより適正
値が変化し得るので、周速を移動速度に応じて変化させ
る方が操業の安定が得られる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によって、大きな設備投資を伴う
ことなく、重ね溶接継手部でのしわ発生を皆無とするこ
とができ、後工程での板破断の発生を完全に解消するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】重ね溶接継手部の減厚方法を説明する概略図で
ある。

【図２】重ね溶接継手部近傍でのしわの発生状況を説明
する平面図である。

【符号の説明】

1a 金属板（先行金属板） 1b 金属板（後行金属板） ２ 溶接電極 2a 溶接電極加圧シリンダ ３ プラニッシュロール 3a プラニッシュロール加圧シリンダ ４ 重ね溶接継手部 ５ キャリッジ進行方向 6a、6b しわ 7a 板引きちぎり部 7b 板押しちぎり部 7c ぞうり虫 10 Ｃ型フレーム（キャリッジ）

フロントページの続き (72)発明者 山下 陽俊 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 宮川 和也 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板の重ね溶接継手部を、ロール駆動
   式プラニッシュロールを移動しながら加圧して減厚する
   重ね溶接継手部の減厚方法であって、少なくとも前記プ
   ラニッシュロールが重ね溶接継手部に乗り上げる際に
   は、プラニッシュロールの周速を移動速度よりも速くし
   ておき、少なくとも前記プラニッシュロールが重ね溶接
   継手部を離れる直前には、プラニッシュロールの周速を
   移動速度よりも遅くしておくことを特徴とする重ね溶接
   継手部の減厚方法。