JP2984450B2 - 高周波誘導加熱式アプセット接合法 - Google Patents
高周波誘導加熱式アプセット接合法Info
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- JP2984450B2 JP2984450B2 JP4021608A JP2160892A JP2984450B2 JP 2984450 B2 JP2984450 B2 JP 2984450B2 JP 4021608 A JP4021608 A JP 4021608A JP 2160892 A JP2160892 A JP 2160892A JP 2984450 B2 JP2984450 B2 JP 2984450B2
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- Japan
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- rolled material
- joining
- width direction
- induction heating
- joining method
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- Expired - Lifetime
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粗圧延材を接合して連続
的に仕上げ圧延を行なう連続熱間圧延プロセスにおける
粗圧延材の高速接合法に関する。
的に仕上げ圧延を行なう連続熱間圧延プロセスにおける
粗圧延材の高速接合法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来比較的薄い鋼板（１０ｍｍ以下）を
接合した後、連続冷間圧延や酸洗する場合には、図６に
示す様なフラッシュバット溶接法が採用されている。
接合した後、連続冷間圧延や酸洗する場合には、図６に
示す様なフラッシュバット溶接法が採用されている。
【０００３】同図（ａ）において１は先行圧延材、２は
後行圧延材で、先行圧延材１の後端部と、後行圧延材２
の先端部の対向する接合面間で、溶接電源１９によりア
ーク１８を発生させて両圧延材を溶接接合している。
後行圧延材で、先行圧延材１の後端部と、後行圧延材２
の先端部の対向する接合面間で、溶接電源１９によりア
ーク１８を発生させて両圧延材を溶接接合している。
【０００４】そして同図（ｂ）に示すように接合された
両圧延材は圧延ロール６により薄く圧延されている。
両圧延材は圧延ロール６により薄く圧延されている。
【０００５】また比較的厚い粗圧延材（２０〜５０ｍ
ｍ）を対象とした場合は、図７に示すように、前後の粗
圧延材１，２の端部を重ね合せた後、釘状材２０を打ち
込んだり、溶接で仮り止めした後、圧延・圧接する方法
が用いられている。
ｍ）を対象とした場合は、図７に示すように、前後の粗
圧延材１，２の端部を重ね合せた後、釘状材２０を打ち
込んだり、溶接で仮り止めした後、圧延・圧接する方法
が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述の従来技
術のうち、フラッシュバット溶接による接合法では、板
厚が２０〜５０ｍｍ程度の厚い粗圧延材を対象とした場
合には、接合断面積が大きく、電源容量が不足し、接合
面全面を短時間で接合することは困難であった。
術のうち、フラッシュバット溶接による接合法では、板
厚が２０〜５０ｍｍ程度の厚い粗圧延材を対象とした場
合には、接合断面積が大きく、電源容量が不足し、接合
面全面を短時間で接合することは困難であった。
【０００７】また、釘状材を打込んだり、溶接による仮
止め後、圧延・圧接する方法については、特別のプレス
行程を必要とする等、走間で、短時間かつ確実な接合を
行なう目標に対して種々の問題があり、実用化に至って
ない。
止め後、圧延・圧接する方法については、特別のプレス
行程を必要とする等、走間で、短時間かつ確実な接合を
行なう目標に対して種々の問題があり、実用化に至って
ない。
【０００８】本発明は前記各不具合点を解消し、良好な
接合を安定的に得られる新たな粗圧延材の高速接合法を
提供することを目的としている。
接合を安定的に得られる新たな粗圧延材の高速接合法を
提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の構成として本発明の高周波誘導加熱式アプセット接合
法は、粗圧延後の先行圧延材の後端部と後行圧延材の先
端部とを加熱、押圧処理によって接合した後、圧延処理
を行なって接合を終了する連続熱間圧延プロセスにおけ
る接合方法において、先行圧延材後端部と後行圧延材先
端部の対向する接合面を、突き合せた時両圧延材の板幅
方向の両端部のみが接触するよう切断又は塑性加工を施
し、該両端部のみを加圧装置により適正圧力で加圧接触
させた後、該圧延材の板幅方向中央部分に構成されたス
リットの上下位置に配置した誘導コイルに高周波電源か
ら高周波電流を通電することにより前記スリットの周囲
を周回する渦電流を発生させ、前記圧延材の板幅方向両
端の接触部を抵抗加熱すると共にスリット内側をも誘導
加熱し、この際前記圧延材の接合部の温度を該接合部の
上方に設けた放射温度計で測定しながらその測定値と設
定値とを比較演算し、圧延材板幅方向両端部の温度が一
定の設定値の範囲に保持されるように前記高周波電源の
出力を自動制御することを特徴としている。また、本発
明の高周波誘導加熱式アプセット接合法は、上記温度の
一定の設定値の範囲を１４００〜１５００℃の範囲とす
ることを特徴とする。
の構成として本発明の高周波誘導加熱式アプセット接合
法は、粗圧延後の先行圧延材の後端部と後行圧延材の先
端部とを加熱、押圧処理によって接合した後、圧延処理
を行なって接合を終了する連続熱間圧延プロセスにおけ
る接合方法において、先行圧延材後端部と後行圧延材先
端部の対向する接合面を、突き合せた時両圧延材の板幅
方向の両端部のみが接触するよう切断又は塑性加工を施
し、該両端部のみを加圧装置により適正圧力で加圧接触
させた後、該圧延材の板幅方向中央部分に構成されたス
リットの上下位置に配置した誘導コイルに高周波電源か
ら高周波電流を通電することにより前記スリットの周囲
を周回する渦電流を発生させ、前記圧延材の板幅方向両
端の接触部を抵抗加熱すると共にスリット内側をも誘導
加熱し、この際前記圧延材の接合部の温度を該接合部の
上方に設けた放射温度計で測定しながらその測定値と設
定値とを比較演算し、圧延材板幅方向両端部の温度が一
定の設定値の範囲に保持されるように前記高周波電源の
出力を自動制御することを特徴としている。また、本発
明の高周波誘導加熱式アプセット接合法は、上記温度の
一定の設定値の範囲を１４００〜１５００℃の範囲とす
ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の高周波誘導加熱式アプセット接合法
は、先行圧延材と後行圧延材の板幅方向両端部の加圧接
触部は抵抗加熱により加熱圧接し、また板幅方向中央に
構成されたスリット部には、スリットを板厚方向に貫通
する磁束を作りスリット部を周回する渦電流を発生さ
せ、板幅両端から中央部へ向け順次加熱圧着を行ない、
板両端部を必要長さまで完全に圧接する。
は、先行圧延材と後行圧延材の板幅方向両端部の加圧接
触部は抵抗加熱により加熱圧接し、また板幅方向中央に
構成されたスリット部には、スリットを板厚方向に貫通
する磁束を作りスリット部を周回する渦電流を発生さ
せ、板幅両端から中央部へ向け順次加熱圧着を行ない、
板両端部を必要長さまで完全に圧接する。
【００１１】この結果次工程での圧延で切断しない程度
の板両端部を接合し得る。
の板両端部を接合し得る。
【００１２】
【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。図１ (ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明
の全体接合プロセスを示す説明図で、まず図（ａ）にお
いて先行材１の後端部中央を曲率半径Ｒの曲刃でクロッ
プシャしたものと、後行材２の先端部全面を直線刃で切
断した面とを突き合せ、両圧延材の板幅方向の両端部３
を接触させる。
体的に説明する。図１ (ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明
の全体接合プロセスを示す説明図で、まず図（ａ）にお
いて先行材１の後端部中央を曲率半径Ｒの曲刃でクロッ
プシャしたものと、後行材２の先端部全面を直線刃で切
断した面とを突き合せ、両圧延材の板幅方向の両端部３
を接触させる。
【００１３】次いで（ｂ）に示すように、板幅方向中央
部分に構成されたスリット１６の上下位置に配置した誘
導コイルに高周波電流を通電することにより、スリット
を板厚方向に貫通する磁束を作り、スリット１６の周囲
を周回する渦電流１５を発生させる。
部分に構成されたスリット１６の上下位置に配置した誘
導コイルに高周波電流を通電することにより、スリット
を板厚方向に貫通する磁束を作り、スリット１６の周囲
を周回する渦電流１５を発生させる。
【００１４】また板幅方向両端接触部３は抵抗発熱によ
り加熱圧接され、圧接部４が板幅両端から中央部に向け
て順次加熱圧着により形成され、次工程での圧延で切断
しないための接合長（ｌｍｍ）まで圧接される。
り加熱圧接され、圧接部４が板幅両端から中央部に向け
て順次加熱圧着により形成され、次工程での圧延で切断
しないための接合長（ｌｍｍ）まで圧接される。
【００１５】ついで（ｃ）に示すような圧延ロール６に
よる圧延工程に送られ、所要の接合部５を強固に形成し
両圧延材１，２の接合が終了する。
よる圧延工程に送られ、所要の接合部５を強固に形成し
両圧延材１，２の接合が終了する。
【００１６】図２は本発明接合法で用いる接合装置の構
成を示すもので、図において、先行材１及び後行材２は
加圧クランプ７及び油圧シリンダ８，９から成る加工装
置によりクランプ及びアプセットされる。
成を示すもので、図において、先行材１及び後行材２は
加圧クランプ７及び油圧シリンダ８，９から成る加工装
置によりクランプ及びアプセットされる。
【００１７】なお８はクランプ用油圧シリンダ、９はア
プセット用油圧シリンダである。
プセット用油圧シリンダである。
【００１８】次に、接合面のスリット１６の上下に設け
られた誘導コイル１０に高周波電流を給電する高周波電
源１１の出力は、接合部の温度測定のため接合部上方に
設けた放射温度計１２の測定値と設定値（例えば１４０
０≦Ｔ＜１５００℃）を比較・演算し出力制御を行なう
為の出力制御装置１３によりコントロールされる。
られた誘導コイル１０に高周波電流を給電する高周波電
源１１の出力は、接合部の温度測定のため接合部上方に
設けた放射温度計１２の測定値と設定値（例えば１４０
０≦Ｔ＜１５００℃）を比較・演算し出力制御を行なう
為の出力制御装置１３によりコントロールされる。
【００１９】なお、図２中Ｗはクランプ力、Ｆはアプセ
ット力、１４は磁束、１５は渦電流、４は接合部、１７
は加熱域を示す。
ット力、１４は磁束、１５は渦電流、４は接合部、１７
は加熱域を示す。
【００２０】次に図３に接合プロセスを示す。ステップ
１で板両端接触部が加熱され、アプセット力Ｆにより両
端部は変形しステップ２の状態となる。
１で板両端接触部が加熱され、アプセット力Ｆにより両
端部は変形しステップ２の状態となる。
【００２１】渦電流１５は周波数と被接合材の物性で決
まる浸透深さδの領域のみを流れるため、板両端部から
板中央部に向かって順次加熱、変形、圧接されステップ
３の状態に移行して行く。
まる浸透深さδの領域のみを流れるため、板両端部から
板中央部に向かって順次加熱、変形、圧接されステップ
３の状態に移行して行く。
【００２２】ステップ１，２，３における接合部の温度
ａ，ｂ，ｃは図４に示す接合特性データより加圧面圧２
ｋｇ／ｍｍ2 以上の場合加熱温度１４００℃〜１５００
℃の間で良好な接合が得られることから、放射温度計１
２による測定値が１４００〜１５００℃の間になる様出
力制御装置１３により高周波電源１１の出力は出力制御
される。
ａ，ｂ，ｃは図４に示す接合特性データより加圧面圧２
ｋｇ／ｍｍ2 以上の場合加熱温度１４００℃〜１５００
℃の間で良好な接合が得られることから、放射温度計１
２による測定値が１４００〜１５００℃の間になる様出
力制御装置１３により高周波電源１１の出力は出力制御
される。
【００２３】図５は出力の自動制御がない場合と、本発
明のように出力の自動制御がある場合との接合条件と特
徴を示す説明図で、出力自動制御なしの場合、電源出力
は前もって得られたデーターをもとに設定されるため板
の温度、接合面形状等の外乱により入熱の過不足を生
じ、過大の場合には溶け落ちを、また入熱不足の場合は
加熱不足による接合不良を生じる。
明のように出力の自動制御がある場合との接合条件と特
徴を示す説明図で、出力自動制御なしの場合、電源出力
は前もって得られたデーターをもとに設定されるため板
の温度、接合面形状等の外乱により入熱の過不足を生
じ、過大の場合には溶け落ちを、また入熱不足の場合は
加熱不足による接合不良を生じる。
【００２４】これに対し本発明のように接合部の温度を
検出しながら出力自動制御を行なうと、外乱に対しても
入熱の過不足がなく、良好な接合が安定して得られる。
検出しながら出力自動制御を行なうと、外乱に対しても
入熱の過不足がなく、良好な接合が安定して得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように本発明の高周波誘導加
熱式アプセット接合法によれば次に示す効果を奏する。 （１）安定した接合強度が得られる。 （２）接合面精度が緩和される。 （３）多種多様（板幅、板厚、材質等）の被接合材に迅
速に対応できる。 （４）これらの結果連続圧延プロセスの安定操業が可能
となる。
熱式アプセット接合法によれば次に示す効果を奏する。 （１）安定した接合強度が得られる。 （２）接合面精度が緩和される。 （３）多種多様（板幅、板厚、材質等）の被接合材に迅
速に対応できる。 （４）これらの結果連続圧延プロセスの安定操業が可能
となる。
【図１】本発明の１実施例に係る接合方法の全体プロセ
ス説明図である。
ス説明図である。
【図２】同実施例方法に用いる接合装置の構成図であ
る。
る。
【図３】本発明接合方法の接合プロセスの説明図であ
る。
る。
【図４】本発明接合方法における接合特性の説明図であ
る。
る。
【図５】本発明方法と他の方法との接合条件及び特徴の
比較図である。
比較図である。
【図６】従来の接合方法の１例を示す構成図である。
【図７】従来の接合方法の別の１例を示す構成図であ
る。
る。
１ 先行材 ２ 後行材 ３ 接触部 ４ 圧接部 ５ 接合部 ６ 圧延ロール ７ クランプ装置 ８ クランプ用油圧シリンダ ９ アプセット用油圧シリンダ １０ 誘導コイル １１ 高周波電源 １２ 放射温度計 １３ 出力制御装置 １４ 磁束 １５ 渦電流 １６ スリット １７ 加熱部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴崎 一也 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 和泉 清 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 林 寛治 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島製作所内 (56)参考文献 特開 平４−89110（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89109（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89120（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−158905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 15/00 B21B 1/26 B23K 13/01 B23K 20/00 340 H05B 6/10 381
Claims (2)
- 【請求項１】 粗圧延後の先行圧延材の後端部と後行圧
延材の先端部とを加熱、押圧処理によって接合した後、
圧延処理を行なって接合を終了する連続熱間圧延プロセ
スにおける接合方法において、 先行圧延材後端部と後行圧延材先端部の対向する接合面
を、突き合せた時両圧延材の板幅方向の両端部のみが接
触するよう切断又は塑性加工を施し、該両端部のみを加
圧装置により適正圧力で加圧接触させた後、該圧延材の
板幅方向中央部分に構成されたスリットの上下位置に配
置した誘導コイルに高周波電源から高周波電流を通電す
ることにより前記スリットの周囲を周回する渦電流を発
生させ、前記圧延材の板幅方向両端の接触部を抵抗加熱
すると共にスリット内側をも誘導加熱し、この際前記圧
延材の接合部の温度を該接合部の上方に設けた放射温度
計で測定しながらその測定値と設定値とを比較演算し、
圧延材板幅方向両端部の温度が一定の設定値の範囲に保
持されるように前記高周波電源の出力を自動制御するこ
とを特徴とする高周波誘導加熱式アプセット接合法。 - 【請求項２】 上記温度の一定の設定値の範囲を１４０
０〜１５００℃の範囲とすることを特徴とする請求項１
記載の高周波誘導加熱式アプセット接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021608A JP2984450B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 高周波誘導加熱式アプセット接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021608A JP2984450B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 高周波誘導加熱式アプセット接合法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185109A JPH05185109A (ja) | 1993-07-27 |
| JP2984450B2 true JP2984450B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=12059754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4021608A Expired - Lifetime JP2984450B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 高周波誘導加熱式アプセット接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984450B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP4021608A patent/JP2984450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05185109A (ja) | 1993-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990831 |