JP3169331B2 - 熱間圧延における鋼片の接合方法 - Google Patents
熱間圧延における鋼片の接合方法Info
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- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延におい
て、シートバーやスラブなどの鋼片の接合方法に関す
る。
て、シートバーやスラブなどの鋼片の接合方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】シートバーやスラブなどの鋼片の熱間圧
延では、先行鋼片の後端部と後行鋼片の前端部とを接合
することが行われている。これら鋼片は、厚みが２０〜
５０ mm 、幅が６００〜２０００ mm 程度である。ま
た、鋼片の温度は１０００℃前後である。この鋼片の接
合方法の一つとして、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先
端部とを突き合わせ、突き合わせ部を溶接によって仮付
けし、先行鋼片と後行鋼片を圧接して接合する方法が知
られている。
延では、先行鋼片の後端部と後行鋼片の前端部とを接合
することが行われている。これら鋼片は、厚みが２０〜
５０ mm 、幅が６００〜２０００ mm 程度である。ま
た、鋼片の温度は１０００℃前後である。この鋼片の接
合方法の一つとして、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先
端部とを突き合わせ、突き合わせ部を溶接によって仮付
けし、先行鋼片と後行鋼片を圧接して接合する方法が知
られている。
【０００３】上記仮付け溶接にレーザ溶接が用いられる
ことも知られている。たとえば、ＷＯ．９４／６８３８
号公報には、圧延中の先行圧延材の後端部と後行圧延材
の先端とを突き合わせたのち、突き合わせ部をレーザビ
ームで仮付け溶接し、ついで連続圧延する方法が開示さ
れている。レーザ溶接は、レンズまたは凹面鏡でレーザ
ビームを円形に集光してエネルギ密度を高くできる。こ
のために、集光照射部の鋼が瞬時に蒸発して鋼片表面に
キーホールが発生する。レーザ溶接では、このキーホー
ルを溶接線に沿って移動し、鋼片を接合溶接する。この
キーホールの移動によりキーホール周辺の鋼が溶融して
溶融プールが形成され、キーホールの移動によりその後
方で溶融プール中の溶融した鋼が凝固して溶接が完了す
る。
ことも知られている。たとえば、ＷＯ．９４／６８３８
号公報には、圧延中の先行圧延材の後端部と後行圧延材
の先端とを突き合わせたのち、突き合わせ部をレーザビ
ームで仮付け溶接し、ついで連続圧延する方法が開示さ
れている。レーザ溶接は、レンズまたは凹面鏡でレーザ
ビームを円形に集光してエネルギ密度を高くできる。こ
のために、集光照射部の鋼が瞬時に蒸発して鋼片表面に
キーホールが発生する。レーザ溶接では、このキーホー
ルを溶接線に沿って移動し、鋼片を接合溶接する。この
キーホールの移動によりキーホール周辺の鋼が溶融して
溶融プールが形成され、キーホールの移動によりその後
方で溶融プール中の溶融した鋼が凝固して溶接が完了す
る。
【０００４】上記レーザ溶接による仮付けでは突き合わ
せ面の形状を整えるために、仮付け前に鋼片の先端部と
後端部とをそれぞれクロップシャーで切断する。切断面
は、図６に模式的に示すように上部と下部にだれ３が発
生し、だれ３の部分がちょうど開先部４を形成する格好
となる。なお、先行、後行両鋼片の突き合わせ部が接触
する接触面５は凹凸があり、互いに密着はしていない。
レーザ溶接による接合長さあるいは溶接深さＬｗは、接
触長さＬに等しいか、それ以下である。一般に、鋼片の
厚みが２０ mm 以上となると、溶接深さＬｗは鋼片厚み
ｔの４０〜５０％程度である。
せ面の形状を整えるために、仮付け前に鋼片の先端部と
後端部とをそれぞれクロップシャーで切断する。切断面
は、図６に模式的に示すように上部と下部にだれ３が発
生し、だれ３の部分がちょうど開先部４を形成する格好
となる。なお、先行、後行両鋼片の突き合わせ部が接触
する接触面５は凹凸があり、互いに密着はしていない。
レーザ溶接による接合長さあるいは溶接深さＬｗは、接
触長さＬに等しいか、それ以下である。一般に、鋼片の
厚みが２０ mm 以上となると、溶接深さＬｗは鋼片厚み
ｔの４０〜５０％程度である。
【０００５】鋼片がレーザ溶接により接合されていて
も、後段の圧延工程で接合部が破断することがある。た
とえば、溶接深さＬｗが鋼片厚みｔの４０％であるとき
圧延破断率は５０％であり、溶接深さＬｗが５０％のと
き圧延破断率は５〜１０％である。破断の生じない接合
必要長さＬａは鋼片厚みｔのほぼ６０％であり、この条
件で圧延破断率は０％となる。
も、後段の圧延工程で接合部が破断することがある。た
とえば、溶接深さＬｗが鋼片厚みｔの４０％であるとき
圧延破断率は５０％であり、溶接深さＬｗが５０％のと
き圧延破断率は５〜１０％である。破断の生じない接合
必要長さＬａは鋼片厚みｔのほぼ６０％であり、この条
件で圧延破断率は０％となる。
【０００６】しかし、上記のような接合必要長さＬａを
得ることは簡単ではない。レーザ出力が一定であれば溶
接速度を落とし、溶接深さＬｗを大きくすればよいが、
溶接時間が長くなり、熱間圧延ラインの生産効率が低下
する。また、レーザ出力を大きくして溶接速度を高くす
ることも考えられるが、レーザ溶接装置の設備費が巨額
になる。
得ることは簡単ではない。レーザ出力が一定であれば溶
接速度を落とし、溶接深さＬｗを大きくすればよいが、
溶接時間が長くなり、熱間圧延ラインの生産効率が低下
する。また、レーザ出力を大きくして溶接速度を高くす
ることも考えられるが、レーザ溶接装置の設備費が巨額
になる。
【０００７】また、他の方法として、開先部にフィラー
ワイヤを溶加して、溶接深さＬｗを長くすることが考え
られる。この方法は、レーザ集光部またはレーザ励起プ
ラズマ部にフィラーワイヤを供給し、開先部の空隙をフ
ィラーワイヤで埋めながら溶接する。しかし、レーザ溶
接に用いられるレーザエネルギーの約５〜７％が、フィ
ラーワイヤの溶融に消費されるので、レーザ出力の増強
が必要となり、やはり設備費が増大する。
ワイヤを溶加して、溶接深さＬｗを長くすることが考え
られる。この方法は、レーザ集光部またはレーザ励起プ
ラズマ部にフィラーワイヤを供給し、開先部の空隙をフ
ィラーワイヤで埋めながら溶接する。しかし、レーザ溶
接に用いられるレーザエネルギーの約５〜７％が、フィ
ラーワイヤの溶融に消費されるので、レーザ出力の増強
が必要となり、やはり設備費が増大する。
【０００８】さらにまた、レーザ出力の増強を抑えるた
めに、レーザ溶接とＭＩＧ溶接とを併用する方法が考え
られる。なお、この溶接方法は、公知である（四国工業
試験所報告１５（４）、１２５′８４参照）。この併用
溶接方法は、図７に示すように接合部をレーザビームＢ
を照射するとともに、レーザ集光部またはレーザ励起プ
ラズマ部にフィラーワイヤ１９をアーク熱で溶加して被
加工物を接合するものである。フィラーワイヤ１９から
の溶融金属は、図のように溶融プールｐに供給される。
この併用溶接方法は、ＭＩＧ溶接のアークにより被加工
物を溶かして溶接するので、高速溶接の場合、出力が大
きなＭＩＧ溶接装置が必要である。ＭＩＧ溶接の出力が
大きくなる分だけ、レーザ溶接装置の出力は小さくてす
む。しかし、レーザ出力を小さくするとキーホールＫが
浅く、上層部のみ幅が広くなり、所要の溶接深さを得る
ことができない。したがって、鋼片のように厚みの大き
な材料をインラインで接合する高速溶接に、上記併用溶
接方法を適用することはできない。
めに、レーザ溶接とＭＩＧ溶接とを併用する方法が考え
られる。なお、この溶接方法は、公知である（四国工業
試験所報告１５（４）、１２５′８４参照）。この併用
溶接方法は、図７に示すように接合部をレーザビームＢ
を照射するとともに、レーザ集光部またはレーザ励起プ
ラズマ部にフィラーワイヤ１９をアーク熱で溶加して被
加工物を接合するものである。フィラーワイヤ１９から
の溶融金属は、図のように溶融プールｐに供給される。
この併用溶接方法は、ＭＩＧ溶接のアークにより被加工
物を溶かして溶接するので、高速溶接の場合、出力が大
きなＭＩＧ溶接装置が必要である。ＭＩＧ溶接の出力が
大きくなる分だけ、レーザ溶接装置の出力は小さくてす
む。しかし、レーザ出力を小さくするとキーホールＫが
浅く、上層部のみ幅が広くなり、所要の溶接深さを得る
ことができない。したがって、鋼片のように厚みの大き
な材料をインラインで接合する高速溶接に、上記併用溶
接方法を適用することはできない。
【０００９】なお、レーザ溶接を用いずに、接合必要長
さＬａを得る一つの方法として、先行鋼片と後行鋼片と
をクランプし、接触面５が互いに押し合うように水平方
向（鋼片長手方向）に圧下を加える方法がある。この方
法では、図６（ｂ）に示すように突き合わせ部を変形さ
せて接触長さＬを増加し、接合必要長さＬａとすること
ができる。しかし、水平方向の圧下を鋼片に加えて接合
必要長さＬａ（たとえばＬａ／Ｌ＝１．３）とするに
は、鋼片厚みが４０mm、鋼片幅が２．０m としたとき、
約７０〜１００ton の圧下力が必要である。このような
大きな圧下能力をもった装置は、広い設置面積を必要と
するので熱間圧延ラインに組み込むことはできず、また
設備投資が膨大となるため現実的ではない。
さＬａを得る一つの方法として、先行鋼片と後行鋼片と
をクランプし、接触面５が互いに押し合うように水平方
向（鋼片長手方向）に圧下を加える方法がある。この方
法では、図６（ｂ）に示すように突き合わせ部を変形さ
せて接触長さＬを増加し、接合必要長さＬａとすること
ができる。しかし、水平方向の圧下を鋼片に加えて接合
必要長さＬａ（たとえばＬａ／Ｌ＝１．３）とするに
は、鋼片厚みが４０mm、鋼片幅が２．０m としたとき、
約７０〜１００ton の圧下力が必要である。このような
大きな圧下能力をもった装置は、広い設置面積を必要と
するので熱間圧延ラインに組み込むことはできず、また
設備投資が膨大となるため現実的ではない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、鋼片を高
速で接合し、大容量の圧下装置を用いることなく高い接
合強度を得ることができる熱間圧延における鋼片の接合
方法を提供しようとするものである。
速で接合し、大容量の圧下装置を用いることなく高い接
合強度を得ることができる熱間圧延における鋼片の接合
方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の熱間圧延にお
ける鋼片の接合方法は、先行鋼片の後端部と後行鋼片の
先端部とを突き合わせ、突き合わせ部をレーザ溶接によ
って仮付けし、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部と
を圧接して接合する方法において、突き合わせ部に形成
された開先部に半溶融金属を連続的に供給し、レーザビ
ームを突き合わせ部に照射して半溶融金属とともに突き
合わせ部を溶融し、仮付けする。
ける鋼片の接合方法は、先行鋼片の後端部と後行鋼片の
先端部とを突き合わせ、突き合わせ部をレーザ溶接によ
って仮付けし、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部と
を圧接して接合する方法において、突き合わせ部に形成
された開先部に半溶融金属を連続的に供給し、レーザビ
ームを突き合わせ部に照射して半溶融金属とともに突き
合わせ部を溶融し、仮付けする。
【００１２】半溶融金属はレーザビームの照射により溶
融して開先底部を埋めるので、溶接深さは深くなる。レ
ーザビームが形成するキーホールは、アーク溶接などで
形成される溶融プールに比べて深さは深く、容積は小さ
い。したがって、余分な材料を溶融せずにすむ。また、
レーザ溶接時に、フィラーワイヤなどの溶加金属はすで
にアーク熱で加熱されているので、レーザで溶加金属を
加熱しなくてもよい。したがって、溶加金属を加熱する
ために、レーザ出力を上げる必要はない。
融して開先底部を埋めるので、溶接深さは深くなる。レ
ーザビームが形成するキーホールは、アーク溶接などで
形成される溶融プールに比べて深さは深く、容積は小さ
い。したがって、余分な材料を溶融せずにすむ。また、
レーザ溶接時に、フィラーワイヤなどの溶加金属はすで
にアーク熱で加熱されているので、レーザで溶加金属を
加熱しなくてもよい。したがって、溶加金属を加熱する
ために、レーザ出力を上げる必要はない。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、この発明を実施する装置
の一例を示しており、装置主要部の模式図である。図１
に示すように、開先部４に半溶融金属ｍを供給する装置
（ＭＩＧ溶接装置）１３の電流供給用チップ１６からフ
ィラーワイヤ１９を開先部４に繰り出しながら、ワイヤ
先端部と開先部４との間にアークを発生させる。ワイヤ
先端部はアーク熱により溶融し、開先部４に半溶融金属
ｍの層が形成される。
の一例を示しており、装置主要部の模式図である。図１
に示すように、開先部４に半溶融金属ｍを供給する装置
（ＭＩＧ溶接装置）１３の電流供給用チップ１６からフ
ィラーワイヤ１９を開先部４に繰り出しながら、ワイヤ
先端部と開先部４との間にアークを発生させる。ワイヤ
先端部はアーク熱により溶融し、開先部４に半溶融金属
ｍの層が形成される。
【００１４】開先部に供給する半溶融金属として、普通
鋼、合金鋼など接合する鋼片と同一またはほぼこれに近
い材質の金属が用いられる。開先部に半溶融金属を供給
するには、溶融金属を開先部に滴下する。溶融金属を滴
下するには、たとえば上述のようにフィラーワイヤに通
電手段を設け、フィラーワイヤと鋼片突き合わせ部との
間にアークを発生させ、アーク熱でフィラーワイヤの先
端部を溶融するとよい。このために、ＭＩＧ溶接、炭酸
ガスアーク溶接などの自動ガスシールドメタルアーク溶
接装置を利用することができる。たとえば、６００A 程
度の容量のＭＩＧ溶接装置を用いる。レーザ出力に対す
るＭＩＧアーク溶接装置の出力は、１５〜３０％程度で
ある。
鋼、合金鋼など接合する鋼片と同一またはほぼこれに近
い材質の金属が用いられる。開先部に半溶融金属を供給
するには、溶融金属を開先部に滴下する。溶融金属を滴
下するには、たとえば上述のようにフィラーワイヤに通
電手段を設け、フィラーワイヤと鋼片突き合わせ部との
間にアークを発生させ、アーク熱でフィラーワイヤの先
端部を溶融するとよい。このために、ＭＩＧ溶接、炭酸
ガスアーク溶接などの自動ガスシールドメタルアーク溶
接装置を利用することができる。たとえば、６００A 程
度の容量のＭＩＧ溶接装置を用いる。レーザ出力に対す
るＭＩＧアーク溶接装置の出力は、１５〜３０％程度で
ある。
【００１５】溶融金属がレーザビーム照射位置に至るま
でに凝固せず、かつレーザ加工ガスで飛散されない半溶
融状態を維持できる程度に、レーザビーム照射位置から
離れた位置で、溶融金属を滴下する。このような位置
は、滴下量や溶接速度などの溶接条件によって変わる
が、たとえばレーザビーム照射位置から上流側に２０〜
５０ mm 離れた点である。
でに凝固せず、かつレーザ加工ガスで飛散されない半溶
融状態を維持できる程度に、レーザビーム照射位置から
離れた位置で、溶融金属を滴下する。このような位置
は、滴下量や溶接速度などの溶接条件によって変わる
が、たとえばレーザビーム照射位置から上流側に２０〜
５０ mm 離れた点である。
【００１６】単位長さ・単位時間当りに開先部に供給す
る溶融金属量は、鋼片の厚み、開先形状、レーザ出力、
圧下力などを考慮し、圧延時に破断の生じない接合必要
長さＬａが得られる量とする。最適な供給量は、実験に
より求める。供給量は、フィラーワイヤの通電電流、あ
るいは溶接速度により調節することができる。図２は通
電電流を４００ A一定とし、溶接速度を変えて最適供給
量を求める実験例を示している。図中、（ａ）の場合
は、溶接速度が１０m/min であり、通電電流に対し溶接
速度が速すぎる例である。この場合、フィラーワイヤか
ら半溶融金属ｍが開先部４に滴下はするが加熱が十分で
ないため、半溶融金属ｍは溶接前にレーザ加工ガスで飛
散し、接合必要長さＬａを得ることができない。（ｂ）
の場合は、溶接速度が５m/min であり、フィラーワイヤ
からの半溶融金属ｍが、開先部４に適当量供給された。
その結果、良好な溶接が可能となり、接合必要長さＬａ
を得ることができた。（ｃ）の場合は、溶接速度が２m/
min であり、フィラーワイヤからの半溶融金属ｍの供給
は十分であり、良好な溶接が得られた。しかし、溶接速
度が遅すぎて接合時間が延びるため、熱間圧延ラインの
生産効率が低下し、現実的でない。
る溶融金属量は、鋼片の厚み、開先形状、レーザ出力、
圧下力などを考慮し、圧延時に破断の生じない接合必要
長さＬａが得られる量とする。最適な供給量は、実験に
より求める。供給量は、フィラーワイヤの通電電流、あ
るいは溶接速度により調節することができる。図２は通
電電流を４００ A一定とし、溶接速度を変えて最適供給
量を求める実験例を示している。図中、（ａ）の場合
は、溶接速度が１０m/min であり、通電電流に対し溶接
速度が速すぎる例である。この場合、フィラーワイヤか
ら半溶融金属ｍが開先部４に滴下はするが加熱が十分で
ないため、半溶融金属ｍは溶接前にレーザ加工ガスで飛
散し、接合必要長さＬａを得ることができない。（ｂ）
の場合は、溶接速度が５m/min であり、フィラーワイヤ
からの半溶融金属ｍが、開先部４に適当量供給された。
その結果、良好な溶接が可能となり、接合必要長さＬａ
を得ることができた。（ｃ）の場合は、溶接速度が２m/
min であり、フィラーワイヤからの半溶融金属ｍの供給
は十分であり、良好な溶接が得られた。しかし、溶接速
度が遅すぎて接合時間が延びるため、熱間圧延ラインの
生産効率が低下し、現実的でない。
【００１７】レーザビームを突き合わせ部に照射して半
溶融金属とともに突き合わせ部を溶融するには、レーザ
ビームは、開先底部近くに焦点を合わせる。レーザ照射
位置に、シールドガスおよびプラズマコントロールガス
をそれぞれ供給することが望ましい。シールドガスは溶
融金属の酸化を防止し、プラズマコントロールガスはレ
ーザ溶接で発生するプラズマを溶接前方方向に移行さ
せ、プラズマによるレーザエネルギーの吸収を防ぐ。
溶融金属とともに突き合わせ部を溶融するには、レーザ
ビームは、開先底部近くに焦点を合わせる。レーザ照射
位置に、シールドガスおよびプラズマコントロールガス
をそれぞれ供給することが望ましい。シールドガスは溶
融金属の酸化を防止し、プラズマコントロールガスはレ
ーザ溶接で発生するプラズマを溶接前方方向に移行さ
せ、プラズマによるレーザエネルギーの吸収を防ぐ。
【００１８】図３は、鋼片仮付けの各工程における突き
合わせ部の断面を模式的に示している。（ａ）は鋼片
１、２の先、後端部がそれぞれ切断され、開先部４が形
成された先行、後行鋼片１、２が突き合わされた状態、
（ｂ）は半溶融金属ｍが開先部４に連続的に供給された
状態、（ｃ）はレーザビームを突き合わせ部に照射して
半溶融金属ｍとともに突き合わせ部を溶融し、仮付け溶
接Ｗした状態をそれぞれ示している。
合わせ部の断面を模式的に示している。（ａ）は鋼片
１、２の先、後端部がそれぞれ切断され、開先部４が形
成された先行、後行鋼片１、２が突き合わされた状態、
（ｂ）は半溶融金属ｍが開先部４に連続的に供給された
状態、（ｃ）はレーザビームを突き合わせ部に照射して
半溶融金属ｍとともに突き合わせ部を溶融し、仮付け溶
接Ｗした状態をそれぞれ示している。
【００１９】
【実施例】熱間圧延シートバーの接合を例として、この
発明の実施例を説明する。図４はこの発明の接合方法を
実施するシートバー接合装置を備えた熱間圧延設備の概
略側面図である。図５は上記シートバー接合装置の側面
図である。
発明の実施例を説明する。図４はこの発明の接合方法を
実施するシートバー接合装置を備えた熱間圧延設備の概
略側面図である。図５は上記シートバー接合装置の側面
図である。
【００２０】熱間圧延設備は、切断機１１、接合装置１
２、および仕上圧延機列３１が順次配列されている。接
合装置１２は、ＭＩＧ溶接装置１３とレーザビーム照射
装置２１とからなっている。ＭＩＧ溶接装置１３は、Ｍ
ＩＧ溶接ヘッド１６が電源を含む１７（図１参照）本体
１４にコンジット１６を介して接続されている。レーザ
ビーム照射装置２１は、レーザ発振器２２、レーザビー
ム伝送光学系２３、およびレーザ溶接ヘッド２４とから
なっている。レーザ発振器２２はＣＯ2 レーザ発振器で
あり、定常出力は４５ kW である。レーザ溶接ヘッド２
４の集光レンズは焦点距離が５００ mm であり、ビーム
スポット径は１．０ mm である。レーザ溶接ヘッド２４
のシールドガスノズル２５およびプラズマコントロール
ノズル２６から、それぞれＨｅガスがレーザ照射部に吹
き付けられる。
２、および仕上圧延機列３１が順次配列されている。接
合装置１２は、ＭＩＧ溶接装置１３とレーザビーム照射
装置２１とからなっている。ＭＩＧ溶接装置１３は、Ｍ
ＩＧ溶接ヘッド１６が電源を含む１７（図１参照）本体
１４にコンジット１６を介して接続されている。レーザ
ビーム照射装置２１は、レーザ発振器２２、レーザビー
ム伝送光学系２３、およびレーザ溶接ヘッド２４とから
なっている。レーザ発振器２２はＣＯ2 レーザ発振器で
あり、定常出力は４５ kW である。レーザ溶接ヘッド２
４の集光レンズは焦点距離が５００ mm であり、ビーム
スポット径は１．０ mm である。レーザ溶接ヘッド２４
のシールドガスノズル２５およびプラズマコントロール
ノズル２６から、それぞれＨｅガスがレーザ照射部に吹
き付けられる。
【００２１】ＭＩＧ溶接装置１３、ならびにレーザ溶接
装置２１のレーザビーム伝送光学系２３およびレーザ溶
接ヘッド２４は台車（図示しない）に載置されており、
シートバー１、２ともに移動する。
装置２１のレーザビーム伝送光学系２３およびレーザ溶
接ヘッド２４は台車（図示しない）に載置されており、
シートバー１、２ともに移動する。
【００２２】上記のように構成された熱間圧延設備にお
いて、コイルボックス（図示しない）１１で加熱された
シートバー１、２は、切断機１１で先端部および後端部
がバー幅方向に沿って切り落とされ、接合面が形成され
る。ついで、先行シートバー１の後端面と後行シートバ
ー２の前端面とを突き合わせる。図１に示すように、突
き合わせ部７にＭＩＧ溶接ヘッド１６から繰り出される
フィラーワイヤ１９の先端部をアーク熱で溶融し、開先
部４に溶融鋼を滴下する。レーザ溶接ヘッド２４からの
レーザビームＢは、開先部４に形成された半溶融鋼ｍの
層を溶融して開先底部を埋める。同時に、レーザビーム
Ｂは突き合わせ部７を溶融し、先行シートバー１と後行
シートバー２とを仮付け溶接する。仮付け溶接されたシ
ートバー１、２は、仕上圧延機３２で圧下されて接合さ
れる。
いて、コイルボックス（図示しない）１１で加熱された
シートバー１、２は、切断機１１で先端部および後端部
がバー幅方向に沿って切り落とされ、接合面が形成され
る。ついで、先行シートバー１の後端面と後行シートバ
ー２の前端面とを突き合わせる。図１に示すように、突
き合わせ部７にＭＩＧ溶接ヘッド１６から繰り出される
フィラーワイヤ１９の先端部をアーク熱で溶融し、開先
部４に溶融鋼を滴下する。レーザ溶接ヘッド２４からの
レーザビームＢは、開先部４に形成された半溶融鋼ｍの
層を溶融して開先底部を埋める。同時に、レーザビーム
Ｂは突き合わせ部７を溶融し、先行シートバー１と後行
シートバー２とを仮付け溶接する。仮付け溶接されたシ
ートバー１、２は、仕上圧延機３２で圧下されて接合さ
れる。
【００２３】上記装置によりシートバーを接合した例を
示す。シートバーの材質は普通鋼ＳＳ４１であり、長さ
が２０m 、幅が１０００ mm である。また、シートバー
の送り速度は、９０m/min である。
示す。シートバーの材質は普通鋼ＳＳ４１であり、長さ
が２０m 、幅が１０００ mm である。また、シートバー
の送り速度は、９０m/min である。
【００２４】接合例１ フィラーワイヤ供給電流４００ A、レーザ出力２５kW、
溶接速度は５m/min で、１０００℃、厚み２０ mm のシ
ートバーを仮付け溶接した。このときの接触長さＬは１
０ mm であったのに対し、溶接深さＬｗは１２ mm であ
り、約１．２倍で良好な溶接であった。また後段の圧延
工程での破断もなかった。
溶接速度は５m/min で、１０００℃、厚み２０ mm のシ
ートバーを仮付け溶接した。このときの接触長さＬは１
０ mm であったのに対し、溶接深さＬｗは１２ mm であ
り、約１．２倍で良好な溶接であった。また後段の圧延
工程での破断もなかった。
【００２５】接合例２ フィラーワイヤ供給電流６００ A、レーザパワー４５K
W、溶接速度は５m/minで、１０００℃、厚み４０ mm の
シートバーを仮付け溶接した。このときの接触長さＬは
２０ mm であったのに対し溶接深さＬｗは２４ mm であ
り、同じく約１．２倍で良好な溶接であった。また後段
の圧延工程での破断もなかった。
W、溶接速度は５m/minで、１０００℃、厚み４０ mm の
シートバーを仮付け溶接した。このときの接触長さＬは
２０ mm であったのに対し溶接深さＬｗは２４ mm であ
り、同じく約１．２倍で良好な溶接であった。また後段
の圧延工程での破断もなかった。
【００２６】
【発明の効果】この発明では、開先部に半溶融金属を連
続的に供給し、レーザビームを突き合わせ部に照射して
半溶融金属とともに突き合わせ部を溶融する。半溶融金
属はレーザビームの照射により溶融して開先底部を埋
め、接合深さは深くなる。この結果、大容量の圧下装置
を用いることなく高い接合強度を得ることができ、設備
費を低減することができる。また、鋼片を高速で接合す
ることができるので、圧延ラインの高速化と作業能率の
向上を図ることができる。
続的に供給し、レーザビームを突き合わせ部に照射して
半溶融金属とともに突き合わせ部を溶融する。半溶融金
属はレーザビームの照射により溶融して開先底部を埋
め、接合深さは深くなる。この結果、大容量の圧下装置
を用いることなく高い接合強度を得ることができ、設備
費を低減することができる。また、鋼片を高速で接合す
ることができるので、圧延ラインの高速化と作業能率の
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する装置の一例を示す、装置主
要部の模式図である。
要部の模式図である。
【図２】通電電流を４００ A一定とし、溶接速度を変え
て半溶融金属の最適供給量を求める実験例を示す、突き
合わせ部断面の模式図である。
て半溶融金属の最適供給量を求める実験例を示す、突き
合わせ部断面の模式図である。
【図３】鋼片仮付けの各工程における突き合わせ部断面
の模式図である。
の模式図である。
【図４】この発明の方法を実施する鋼片接合設備の一例
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図５】図４に示す設備の平面図である。
【図６】鋼片の突き合わせ部と接合部の断面の模式図で
ある。
ある。
【図７】レーザ溶接とＭＩＧ溶接とを併用する公知の溶
接方法の説明図である。
接方法の説明図である。
１ 先行鋼片 ３ 後行鋼片 ４ 開先部 ５ 接触部 ９ 接合部 １１ 切断機 １２ 接合装置 １３ ＭＩＧ溶接装置 １６ ＭＩＧ溶接ヘッド １７ 電源 １９ フィラーワイヤ ２１ レーザ溶接装置 ２２ レーザ発振器 ２４ レーザ溶接ヘッド ３１ 仕上圧延機列
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 26/00 ３１０ Ｂ２３Ｋ 26/00 ３１０Ｆ (56)参考文献 特開 昭58−184082（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−111792（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−309402（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162569（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−300002（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−309402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−220293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−66991（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−215288（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−22590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255784（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−290111（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−174257（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−174265（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／16838（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 15/00 B23K 9/173 B23K 20/00 340 B23K 20/24 B23K 26/00 310 B21B 1/26
Claims (1)
- 【請求項１】 先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部と
を突き合わせ、突き合わせ部をレーザ溶接によって仮付
けし、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部とを圧接し
て鋼片を接合する方法において、突き合わせ部に形成さ
れた開先部に、フィラーワイヤ先端部をアーク熱で半溶
融して溶融金属を滴下することにより半溶融金属を連続
的に供給し、レーザビームを突き合わせ部に照射して半
溶融金属とともに突き合わせ部を溶融し、仮付けするこ
とを特徴とする熱間圧延における鋼片の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33869995A JP3169331B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 熱間圧延における鋼片の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33869995A JP3169331B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 熱間圧延における鋼片の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174256A JPH09174256A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3169331B2 true JP3169331B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=18320635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33869995A Expired - Fee Related JP3169331B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 熱間圧延における鋼片の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169331B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002172477A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-18 | Nkk Corp | レーザ・アーク複合仮付溶接方法 |
| KR100456969B1 (ko) * | 2001-09-17 | 2004-11-10 | 현대중공업 주식회사 | 레이저 용접과 아크 용접을 이용한 복합 용접 방법 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP33869995A patent/JP3169331B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09174256A (ja) | 1997-07-08 |
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