JP2003112263A - 連続処理ラインにおける鋼帯の重ね合わせ溶接装置および溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、電極輪加圧シリンダーロッド
の上下運動を滑らかにするような、連続処理ラインにお
ける鋼帯の重ね合わせ溶接装置および溶接方法を提供す
ることにある。 【解決手段】鋼帯の連続処理ラインにおいて先行鋼帯と
後行鋼帯の端部どうしを接合する重ね合わせ溶接装置に
おいて、上電極輪と上電極輪を保持して昇降させるため
のエアーシリンダーとを繋ぐ電極輪加圧シリンダーロッ
ドが、上部シリンダーロッドと、下部シリンダーロッド
と、前記上部シリンダーロッドの下端部と前記下部シリ
ンダーロッドの上端部との間に水平方向移動および球面
揺動可能な結合機構とから構成されることを特徴とする
連続処理ラインにおける鋼帯の重ね合わせ溶接装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯の連続処理ラ
インにおいて先行鋼帯と後行鋼帯の端部どうしを接合す
る重ね合わせ溶接装置および溶接方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯の連続処理ラインにおいて先行鋼帯
と後行鋼帯の端部どうしを接合する装置としては、先行
鋼帯と後行鋼帯の端部どうしを重ね合わせ、板幅方向に
走行する上下一対の電極輪で加圧しながら溶接を行う重
ね合わせ（シーム）溶接装置が一般に用いられている。

【０００３】重ね合わせ（シーム）溶接装置を用いて、
重ね合わせ溶接を安定して実施するための従来技術とし
て、以下のものが知られている。

【０００４】特開２０００−２４６４５３号には、電極
輪に最も近いピストンと電極輪の間にスプリングを設
け、電極輪加圧シリンダーの設定加圧力に対して溶接中
の電極輪の加圧方向の位置変動を前記スプリングのたわ
み量変動に追従できるようにしたシーム溶接機が示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開２０００−２４６
４５３号の方法は、電極輪加圧軸の中に装備されたスプ
リングにより、電極輪加圧シリンダーの設定加圧力に対
して、溶接中の上電極輪の加圧方向の位置変動をスプリ
ングのたわみ量変動にて追従できるようになっている。
このような電極輪加圧軸の中にスプリングを装備したと
しても、特にスウェージングロールが鋼帯に乗り上げる
ときには、電極輪加圧シリンダーロッドの上下方向の動
きが悪くなり、電極輪加圧シリンダーロッドが上下に加
圧変動を生じるという問題があった。

【０００６】したがって本発明の目的は、上記した従来
技術の問題を解決し、電極輪加圧シリンダーロッドの上
下運動を滑らかにするような、連続処理ラインにおける
鋼帯の重ね合わせ溶接装置および溶接方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、図３に示
すようにスウェージングロールが鋼帯に乗り上げるとき
の状況を分析した。図３の重ね合わせ溶接機は、先行鋼
帯５と後行鋼帯６の端部どうしの重ね合わせ部７、つま
り溶接部７の断面を見たもので、これら先行鋼帯５およ
び後行鋼帯６は紙面に垂直な方向に移動する。この重ね
合わせ溶接機について以下に説明する。

【０００８】図３の重ね合わせ溶接機は、先行鋼帯５と
後行鋼帯６の端部どうしの重ね合わせ部７を挟む上下１
対の電極輪（溶接ロール）１ａ、１ｂ、上電極輪１ａの
電極駆動モーター（図示せず）、前記電極輪１ａ、１ｂ
に隣接して位置する上下１対のスウェージングロール２
ａ、２ｂ（プラニッシュロール）、前記上電極輪１ａお
よび上部スウェージングロール２ａをそれぞれ保持して
昇降させるためのエアーシリンダー３、４、該エアーシ
リンダー３、４を保持し、鋼帯幅方向に移動可能な支持
フレーム８から構成される。

【０００９】前記上下電極輪１ａ、１ｂは、先行鋼帯５
と後行鋼帯６の端部どうしの重ね合わせ部７を上下から
挟んで加圧し、通電しながら鋼帯面上を転動することに
より、前記先行鋼帯５と後行鋼帯６の端部どうしの重ね
合わせ部７を溶接する。

【００１０】前記上下スウェージングロール２ａ、２ｂ
は前記電極輪１ａ、１ｂに追従し、溶接部７を上下から
挟んで押圧しながら転動することにより、当該溶接部７
を平滑化する。

【００１１】前記支持フレーム８は、リードスクリュウ
方式または油圧シリンダー方式によって鋼帯５および６
の幅方向に走行自在に構成される。

【００１２】溶接機は、据付誤差により電極輪加圧シリ
ンダーロッドの軸心と溶接機本体に固着された電極輪加
圧シリンダーロッドを案内するブッシュの軸心とが一般
には多少ずれており、電極輪加圧シリンダーロッドはブ
ッシュに片当たりして摩擦が生じ、エアーシリンダーは
ピストンとシリンダーとで摩擦が生じて、電極輪加圧シ
リンダーロッドの上下方向の動きを常に阻害している。

【００１３】ところが、スウェージングロールが鋼帯に
乗り上げると、溶接機本体の支持フレームが開口し、電
極輪が上方に押し上げられて上電極輪１ａを保持して昇
降させるためのエアーシリンダー３の圧力が減少する
が、エアーシリンダーは加圧を一定に保とうとするので
エアーシリンダーが電極輪を押し下げるように、下方に
大きく動こうとする。しかるに、エアーシリンダーがそ
れに追従できないのが顕著となった時に加圧変動を起こ
すことが判った。

【００１４】そこで、図３の重ね合わせ溶接装置におい
て、電極輪加圧用エアーシリンダ−３と上電極輪１ａを
繋ぐ電極輪加圧シリンダーロッドにおいて、水平方向移
動および球面揺動可能な結合機構を導入する。水平方向
移動および球面揺動可能な結合機構の導入により、電極
輪加圧用エアーシリンダー３と上電極輪１ａとを縁切り
構造とし、それまで剛な構造であったエアーシリンダー
３と上電亟輪１ａに水平方向と球面揺動方向に余裕代を
持たせることにより、電極輪加圧シリンダーロッドの軸
心と溶接機本体に固着された電極輪加圧シリンダーロッ
ドを案内するブッシュの軸心とのずれを吸収して、エア
ーシリンダーのピストンとシリンダーとの摩擦および電
極輪加圧シリンダーロッドとブッシュとの摩擦の両方を
軽減することができる。これによりエアーシリンダー３
が上電極輪１ａをスムースに上下させ、フレーム開口に
よるエアーシリンダーの追従遅れ、加圧の変動を抑制す
ることができることを見出した。

【００１５】本発明はかかる知見に基づきなされたもの
であり、以下のような特徴を有する。

【００１６】（１）鋼帯の連続処理ラインにおいて先行
鋼帯と後行鋼帯の端部どうしを接合する重ね合わせ溶接
装置において、上電極輪と上電極輪を保持して昇降させ
るためのエアーシリンダーとを繋ぐ電極輪加圧シリンダ
ーロッドが、上部シリンダーロッドと、下部シリンダー
ロッドと、前記上部シリンダーロッドの下端部と前記下
部シリンダーロッドの上端部との間に水平方向移動およ
び球面揺動可能な結合機構とから構成されることを特徴
とする連続処理ラインにおける鋼帯の重ね合わせ溶接装
置。

【００１７】（２）上記（１）に記載の鋼帯の重ね合わ
せ溶接装置を用いて重ね合わせ溶接を行うことを特徴と
する連続処理ラインにおける鋼帯の重ね合わせ溶接方
法。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明による
鋼帯の重ね合わせ溶接装置の一実施形態を示すもので、
図１は鋼帯の連続処理ラインにおいて先行鋼帯と後行鋼
帯の端部どうしを接合する重ね合わせ溶接装置の電極輪
加圧シリンダーロッドを示す説明図であり、図２は上部
シリンダーロッドの下端部と前記下部シリンダーロッド
の上端部との間に水平方向移動および球面揺動可能な結
合機構の一例の拡大図である。

【００１９】図１に示す電極輪加圧シリンダーロッド
は、上電極輪１ａと上電極輪１ａを保持して昇降させる
ためのエアーシリンダー３とを繋ぐためのロッドで、上
部シリンダーロッド２２と、下部シリンダーロッド２１
と、前記上部シリンダーロッド２２の下端部と前記下部
シリンダーロッド２１の上端部との間に水平方向移動お
よび球面揺動可能な結合機構２０とから構成される。

【００２０】前記下部シリンダーロッド２１は、溶接機
本体に固着された上下方向に摺動面を有するブッシュ２
６および２７により上下運動を案内される。

【００２１】図２に示す結合機構２０は、下部シリンダ
ーロッド２１の上端部が球形２３となっており、上部シ
リンダーロッド２２の下端部と一体になっている受け部
２４の中で、リング状の球面座２５の上下端面が受け部
２４と水平方向に摺動して上部シリンダーロッドの水平
方向移動を可能にし、リング状の球面座２５の内側面が
球形２３の外周面と摺動して上部シリンダーロッドの球
面揺動が可能となっている。

【００２２】本実施形態の結合機構は、上部シリンダー
ロッドが水平方向に±３ｍｍ程度移可能となり、上部シ
リンダーロッドが±５度程度球面揺動が可能となる。

【００２３】

【実施例】本発明を連続焼鈍設備の入側溶接機に適用し
た例について述べる。本発明例の連続焼鈍設備の入側溶
接機は、図１および図２に示すような電極輪加圧シリン
ダーロッドの構造を有している。

【００２４】図４および図５は比較例の鋼帯幅方向電極
輪加圧力チャートおよび鋼帯幅方向溶接温度チャート、
図６および図７は本発明例の鋼帯幅方向電極輪加圧力チ
ャートおよび鋼帯幅方向溶接温度チャートを示す。図４
および図６に示す鋼帯幅方向電極輪加圧力チャートの縦
軸は、下向きに正としている。

【００２５】使用した鋼帯は先行鋼帯、後行鋼帯ともに
板幅１１３０ｍｍ、板厚１．６ｍｍであって、溶接温度
とは、先行鋼帯と後行鋼帯の端部どうしの重ね合わせ溶
接線上で、溶接点より数センチメートル（通常約２ｃ
ｍ）後方に離れた箇所において計測した温度である。ま
た電極輪加圧力は下電極輪を支持フレームに保持するロ
ッド部に歪ゲージを取り付けることにより計測した。

【００２６】比較例は、従来の電極輪加圧シリンダーロ
ッドが一体化している場合であり、本発明例は、電極輪
加圧シリンダーロッドが、上部シリンダーロッドと、下
部シリンダーロッドと、前記上部シリンダーロッドの下
端部と前記下部シリンダーロッドの上端部との間に水平
方向移動および球面揺動可能な結合機構とから構成され
る場合である。

【００２７】図４に示すように、比較例ではスウェージ
ングロールが鋼帯に乗り上げたタイミング（図中矢印で
示す）で電極輪加圧力が下降し、加圧力はそれまでのほ
ぼ一定値が下降したままとなる。これに伴い図５に示す
ように、同じくスウェージングロールが鋼帯に乗り上げ
たタイミング（図中矢印で示す）で溶接温度も上昇し、
溶接温度は上がったままとなった。

【００２８】これに対し図６に示すように、本発明例で
はスウェージングロールが鋼帯に乗り上げたタイミング
（図中矢印で示す）で電極輪加圧力は下降するが、その
下降幅は図４に示す比較例に比して小さいし、加圧力は
すぐに上がってそれまでのほぼ一定値に戻った。図７に
示すように、同じくスウェージングロールが鋼帯に乗り
上げたタイミング（図中矢印で示す）で溶接温度も上昇
するが、その上昇幅は図５に示す比較例に比して小さい
し、溶接温度はすぐに元の温度まで下がった。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、エア
ーシリンダーと電極輪とを縁切り構造とすることによ
り、電極輪加圧シリンダーロッドの上下運動を滑らかに
して、エアーシリンダーの追従性を改善し、電極輪加圧
力変動を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鋼帯の重ね合わせ溶接装置の一実
施形態を示すもので、鋼帯の連続処理ラインにおいて先
行鋼帯と後行鋼帯の端部どうしを接合する重ね合わせ溶
接装置の電極輪加圧シリンダーロッドを示す説明図

【図２】本発明による鋼帯の重ね合わせ溶接装置の一実
施形態を示すもので、水平方向移動および球面揺動可能
な結合機構の拡大図

【図３】従来の重ね合わせ溶接装置

【図４】比較例の鋼帯幅方向電極輪加圧力チャート

【図５】比較例の鋼帯幅方向溶接温度チャート

【図６】本発明例の鋼帯幅方向電極輪加圧力チャート

【図７】本発明例の鋼帯幅方向溶接温度チャート

【符号の説明】

１ａ 上電極輪 １ｂ 下電極輪 ２ａ 上部スウェージングロール ２ｂ 下部スウェージングロール ３ エアーシリンダー ４ エアーシリンダー ５ 先行鋼帯 ６ 後行鋼帯 ７ 重ね合わせ部 ８ 支持フレーム ２０ 結合機構 ２１ 下部シリンダーロッド ２２ 上部シリンダーロッド ２３ 球形 ２４ 受け部 ２５ リング状の球面座 ２６ ブッシュ ２７ ブッシュ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼帯の連続処理ラインにおいて先行鋼帯
   と後行鋼帯の端部どうしを接合する重ね合わせ溶接装置
   において、上電極輪と上電極輪を保持して昇降させるた
   めのエアーシリンダーとを繋ぐ電極輪加圧シリンダーロ
   ッドが、上部シリンダーロッドと、下部シリンダーロッ
   ドと、前記上部シリンダーロッドの下端部と前記下部シ
   リンダーロッドの上端部との間に水平方向移動および球
   面揺動可能な結合機構とから構成されることを特徴とす
   る連続処理ラインにおける鋼帯の重ね合わせ溶接装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の鋼帯の重ね合わせ溶接
   装置を用いて重ね合わせ溶接を行うことを特徴とする連
   続処理ラインにおける鋼帯の重ね合わせ溶接方法。