JP3629161B2 - 帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法およびその溶接設備 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザー溶接によりより帯状鋼板を長手方向に連続溶接する方法およびその設備に関するものである。
特に、自動車の車体などのように、隣接する部位に異なった種類(板厚或いは材質等)の鋼板を用いる場合に、これら部位を一体成形加工できる接合ブランクが要求される。
本発明は、このような異鋼種の鋼板を接合したブランク材、あるいは同種または異種の帯状鋼板からなる広幅帯状鋼板を、2条以上の帯状鋼板をその長手方向に連続溶接して、安価に、かつ高生産性で製造可能な帯状鋼板の長手方向連続溶接方法および連続溶接設備に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
上記したような接合ブランク材を製造するのに短冊状の鋼板(シート)同士を溶接する方法がある。この方法ではシートの側端同士を突き合わせて配置し、締め付けて突合わせ部に隙間をなくし、溶接中には突き合わせた端部に沿って溶接機を移動させる方法が知られている。
【0003】
また、帯状鋼板同士を溶接する方法もあり、この方法では、帯状鋼板と溶接機の両方を移動させるが、溶接設備の中を連続して帯状鋼板を搬送することができないため、溶接長さが溶接機の移動行程で制限される。
このように従来の技術においては、帯状鋼板同士を長手方向に連続して溶接することができず、自動車向けの接合ブランク材の製造においては、シートでしか溶接できずコストアップを招くとともに、生産性は低くならざるを得ない状況であった。
【0004】
近時、種々の改良がなされ、特公平6−13153公報に開示されているように、溶接機を固定式にし、この溶接位置に帯状鋼板の側端を突合わせた状態で搬送することにより、帯状鋼板をレーザービームにより連続的に溶接するための搬送、案内方法が開示されている。
すなわち、図25、図26に示すように、帯状鋼板a、bの側端同士を相互に隣合わせ且つ各々の側端の一方を同一の鉛直面にある案内面に接触させ互いに横隣に配置し、鋭角で傾いた別々の搬送面上で、同一搬送面水平面内ですき間無く接触させて溶接部に送る帯状鋼板の搬送、案内方法が開示されている。
【0005】
この方法では、上下に離れて搬送されるそれぞれの帯状鋼板の反溶接側の側端を、傾斜配置した搬送ローラーと縦型ローラーで押し込んで、溶接側の側端同士を同一の鉛直面にある案内面に接触させて搬送し、グリップロールで収束して帯状鋼板の側端同士を突き合わせるが、側端が完全な直線でないこともあり、グリップロールで収束する際にかえって間隙が広がったり、或いは側端同士がせりあったりして、良好な溶接部を安定確保できないことがあり溶接精度の安定確保の観点から十分とは言い難い。
また、2条の帯状鋼板を長手方向に溶接するものであり、例えば3条以上の帯異種または同種の帯状鋼板を連続溶接することができないため、3条以上の異種または同種の帯状鋼板からなる広幅の帯状鋼板を、安価にかつ、高生産性で製造するという観点からも十分とは言い難い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、帯状鋼板同士を長手方向に連続して溶接するに際し、上記のような問題を有利に解消して帯状鋼板の溶接側の側端同士を隙間なく突合わせ確実に溶接できる連続溶接方法と、この連続溶接方法を実施する連続溶接設備を提供し、同種または異種の2条以上例えば3〜4条の帯状鋼板についても、長手方向に連続溶接することにより、品質の良好な広幅の帯状鋼板を、安価に、かつ高生産性で提供可能にするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の(1)〜(25)の発明によって構成されるものである。
(1).幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する2条以上の帯状鋼板の連続溶接方法であって、幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
【0008】
(2).幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接方法であって、
▲1▼ 幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接する。
▲2▼ ▲1▼で溶接して得られた第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を、第一溶接装置の後段において、異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、溶接帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、第三帯状鋼板の溶接側の側端を溶接帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
【0009】
(3).幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接方法であって、
▲1▼ 幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接する。
▲2▼ ▲1▼で溶接して得られた第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を、第一溶接装置の後段において、異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、第三帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、溶接帯状鋼板の溶接側の側端を第三帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
【0010】
(4).(3)において、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板を、第三帯状鋼板と並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるよう収束する前に、スラスト力分離ロールにより溶接帯状鋼板の前記スラスト力分離ロール前後の板幅方向のスラスト力を分離することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(5).(2)〜(4)のいずれかにおいて、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の溶接後、20秒以内に幅方向の同じ位置で、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板を溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
【0011】
(6).幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の同時連続溶接方法であって、幅方向で隣接する3条以上の帯状鋼板を、各々の隣接した帯状鋼板同士は異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるよう収束する際に、両側のいずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、順次、隣接する帯状鋼板の溶接側の側端を案内された側の帯状鋼板の溶接側に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を同時に連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
【0012】
(7).(1)〜(6)のいずれかにおいて、突き合わせ部を溶接する際に、該突き合わせ部に溶接装置を合わせ、溶接装置の溶接トーチを追従または/およびウイービングさせて溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(8).(1)〜(7)のいずれかにおいて、幅方向で隣接する帯状鋼板を並行搬送する際に、ロールに巻き付けて行うことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(9).(1)〜(8)のいずれかにおいて、第一帯状鋼板、第二帯状鋼板、第三帯状鋼板の少なくともいずれかが2条以上の帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板であることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(10).(1)〜(9)のいずれかにおいて、搬送面を同一平面に収束する際に、収束位置もしくはその下流側でパス拘束することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(11).(10)において、搬送面を同一平面に収束する位置もしくはその下流側でパス拘束する際に、帯状鋼板に対して、その進行方向と垂直方向にスラスト力を付与し、板寄せもすることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(12).(10)または(11)において、パス拘束位置の前後に案内装置を配置し、パス拘束する際に、前後に配置の案内装置で帯状鋼板の反溶接側を案内することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
【0013】
(13).幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する2条以上の帯状鋼板の連続溶接設備であって、幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する溶接装置を備えたことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
【0014】
(14) 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接設備であって、
▲1▼ 幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第一溶接装置を備えた第一溶接工程と、
▲2▼ 第一溶接装置の後段に配設され、第一溶接装置からの第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、溶接帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、第三帯状鋼板の溶接側の側端を溶接帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第三帯状鋼板と溶接帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第二溶接装置を備えた第二溶接工程からなることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
【0015】
(15) 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接設備であって、
▲1▼ 幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第一溶接装置を備えた第一溶接工程と、
▲2▼ 第一溶接装置の後段に配設され、第一溶接装置からの第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、第三帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、溶接帯状鋼板の溶接側の側端を第三帯状鋼板の側端に突き合わせる案内装置と、溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第二溶接装置を備えた第二溶接工程からなることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
【0016】
(16).(15)において、第一溶接工程で得られた第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板との収束位置の手前に、溶接帯状鋼板に対する板幅方向のスラスト力を分離するスラスト力分離ロールを配置したことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
(17).(14)〜(16)のいずれかにおいて、第二溶接装置が、第一溶接装置の後段に5m以内の距離離れて配置されていることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
【0017】
(18).幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板を同時に溶接する連続溶接設備であって、幅方向で隣接する3条以上の帯状鋼板を、各々の隣接した帯状鋼板同士を異なる搬送角度で並行搬送する搬送装置と、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるよう拘束するパス拘束装置と、帯状鋼板の側端位置を案内する案内装置と、2箇所の突き合わせ部を同時に溶接する2台の溶接装置を備えたことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
【0018】
(19).(13)〜(18)のいずれかにおいて、溶接装置が帯状鋼板の幅方向に位置調整機構を備え、溶接トーチが、突き合わせ部に対する追従機構または/およびウイービング機構を備えていることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(20).(13)〜(19)のいずれかにおいて、幅方向で隣接する帯状鋼板を並行搬送する搬送装置が、該帯状鋼板を巻き付けて搬送する巻き付けロールを備えていることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
(21).(13)〜(20)において、搬送面を同一平面に収束する位置もしくはその下流側にパス拘束装置を配置したことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
【0019】
(22).(21)において、パス拘束装置が、帯状鋼板に対して進行方向と垂直方向にスラスト力を付与する機構を備えたものであることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
(23).(22)において、帯状鋼板に対して進行方向と垂直方向にスラスト力を付与する機構が、進行方向に対して角度可変とする機構および板幅方向で押圧力可変とする圧下機構のいずれか一方または両方であることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
(24).(21)〜(23)において、パス拘束装置の前後に、帯状鋼板の反溶接側を案内する案内装置を配置したことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
(25).(13)〜(24)のいずれかにおいて、少なくとも、反溶接側の側端位置を案内する案内装置側に帯状鋼板を押し付ける案内装置が、帯状鋼板の側端押付機構を有するものであることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明では、溶接対象の一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板を、異なる角度の搬送面で並行搬送して、それぞれの搬送面を同一平面内に収束する際に、一方の帯状鋼板の反溶接側の側端を案内装置で案内し、この一方の帯状鋼板の溶接側の側端に他方の帯状鋼板の溶接側の側端を押し付けて、溶接側の側端同士を容易にかつ確実に隙間なく突き合わせ、パス拘束してから突き合わせ部に溶接装置を合わせ連続溶接するものであり、上記従来方法のような問題を生じることなく、良好な溶接部を安定確保することが可能である。
【0021】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明では、一方の帯状鋼板の反溶接側の側端を案内した状態で、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯条鋼板の溶接側の側端に突き合わせるため、この突き合わせ部(溶接位置)は帯状鋼板のサイズ毎に異なるため、溶接装置を突き合わせ部に合わせて連続溶接するものであり、この場合、板幅の変動、側端の位置変動に対応するように、溶接装置の溶接トーチを追従または/およびウイービングさせることも特徴としている。
特に、サイズ変化のある2条以上の帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板を連続溶接する場合においても、一方の帯状鋼板の反溶接側の側端を基準として、他方の帯状鋼板の案内装置の位置調整をすればよいので、案内装置の設置、操作が簡易であり、また、3条以上の帯状鋼板を連続溶接する場合においても容易に対応することができる。
【0022】
本発明では、2条の帯状鋼板の連続溶接はもちろん、3条以上の帯状鋼板の連続溶接も容易に可能である。
例えば、3条以上の帯状鋼板を平行搬送して2台以上の溶接装置により長手方向に同時に連続溶接して3条以上の帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板を得ることもできる。
また、例えば一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板の一方または双方を、予め長手方向に溶接した2条の帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板として、長手方向に連続溶接することにより、3条または4条の帯状鋼板からなる広幅溶接鋼板を得ることができる。
【0023】
また、連続工程になる第一溶接工程と第二溶接工程によって、連続して3条以上の帯状鋼板をその長手方向に連続溶接することもできる。
この場合、例えば第一溶接工程で第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を長手方向に連続溶接して、2条の帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板とし、第二溶接工程でこの溶接帯状鋼板に第三帯状鋼板を長手方向に連続溶接して、3条の帯状鋼板からなる広幅の溶接帯状鋼板を得ることが可能である。
【0024】
このようにして第一溶接工程の第一溶接装置で第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を溶接し、第二溶接工程の第二溶接装置で第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板を溶接する場合で、第一溶接装置での溶接と第二溶接装置での溶接との間の時間差が大きい場合には、第二溶接装置に到達するまでの間に、溶接熱歪みおよびその後の冷却過程で板形状の変化が進み、第二溶接装置で溶接する際に突き合わせ部で位置ずれを起こして、溶接が困難になる場合がある。このような現象は、特に薄手の帯状鋼板の場合で顕著である。
このような不都合現象の発生を防止するには、第一溶接装置での溶接と第二溶接装置での溶接との間の時間差を極力小さくすることが有効であり、通常の場合では、5m以内(20秒以内)になるように、搬送速度を考慮して第一溶接装置と第二溶接装置を位置させ、板形状の変化の進行を軽微にし、良好な第二溶接装置での溶接を可能とする。
また、第二溶接工程の基準として、溶接による形状くずれのない未溶接の帯状鋼板の反溶接側の側端を用いることも、突き合わせ部の位置ずれ対策として有効である。
【0025】
本発明では、溶接対象の2条の帯状鋼板うち一方の帯状鋼板は、一方の帯状鋼板の搬送面を同一平面ないに収束する際に、反溶接側の側端を案内装置の案内面で案内しながら搬送する。
この場合、この案内をより確実なものにするために溶接側に、他方の帯状鋼板の搬送に支障のない位置に別の案内装置を配置し、その案内面で一方の帯状鋼板を溶接側から押圧することも有効である。
この一方の帯状鋼板と長手方向に連続溶接する他方の帯状鋼板は、一方の帯状鋼板の搬送面と角度の異なる搬送面で並行搬送し、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束して一方の帯状鋼板と並行搬送する。
この収束位置までの一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板は、角度α離れた搬送面で搬送されるため、一方の帯状鋼板の案内装置は他方の帯状鋼板の搬送の障害にならないように配置することができる。
【0026】
また、収束位置までの搬送中に一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板の側端同士の干渉はなく、該側端間での損傷や変形を回避することができる。
一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板の搬送面を同一平面内に収束する際に、押込機能を備えた案内装置により他方の帯状鋼板の反溶接側の側端を押圧して、この他方の帯状鋼板の溶接側の側端を、一方の帯状鋼板の溶接側の側端に隙間無く連続して突き合わせ、この突き合わせた側端同士を、収束位置の直後に配置したパス拘束装置でパス拘束した状態で、溶接装置を突き合わせ部の位置に追従させて該突き合わせ部を連続溶接する。
このようにして、同種または異種、同厚または異厚の2条以上の帯状鋼板を、一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を基準にして、隙間を生じることがなく突き合わせ、帯状鋼板の長手方向の連続溶接を安定して実施でき、品質の良好な2条以上の帯状鋼板を長手方向に溶接して広幅帯状溶接鋼板を高生産性で得ることができる。
【0027】
本発明の連続溶接設備においては、例えば2条の帯条鋼板を溶接する場合、溶接する一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板を、異なる角度の搬送面を形成する2つの搬送装置を用いており、この搬送装置は、一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板を離して搬送し、それぞれの搬送面を溶接装置の手前で同一平面に収束するように配設された、収束機能を有するものである。
この搬送装置としては、ロールを用いるのがよく、このロールに傾動機構を設けることにより、搬送ロール中心軸が傾動し得るようにすれば、一方の帯状鋼板を反溶接側の案内装置側に寄せる板寄せ機能を持たせることもできる。
また、このロールは、帯状鋼板を上下から挟む、いわゆるピンチロール方式のものであってもよい。
【0028】
なお、溶接対象の帯状鋼板の厚みが異なる場合において、上面(表面)を一致させて溶接する場合には、上面を一致させるように搬送・収束し、下面(裏面)を一致させて溶接する場合には、下面を一致させて収束できるように搬送する。
この搬送は、溶接設備内での処理操作によって中断されることがなく行うことができるので、溶接対象の帯状鋼板の長さに応じて長手方向に任意の長さの連続溶接が可能である。
また、一方の帯状鋼板を案内する案内装置は、一方の帯状鋼板を案内するだけであり、他方の帯状鋼板の搬送面と角度が異なる離れた搬送面に対して配置されるので、十分な設置空間を確保できる。
この案内装置としては、直線状エッジあるいは竪型ローラーにより案内面を形成したものも用いることができる。
なお、一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置をさらに確実に案内させるために、溶接側に別の案内装置を配置することが有効である。
【0029】
この溶接側に配置する案内装置は、一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置に押し付ける押付機構を備えたものとし、他方の帯状鋼板と干渉しないように、一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板の搬送面が上下に離れている収束位置の手前に配置するものである。
この案内装置としては、直線状エッジあるいは竪型ローラーにより案内面を形成したものも用いることができる。
【0030】
他方の帯状鋼板の反溶接側に配置する案内装置は、押付機構を備えたものが好ましく、一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板の搬送面を同一搬送面に収束する位置、或いはその前後に設置する。
この案内装置としては、帯状鋼板の側端押込機構を備えた、例えば直線状エッジあるいは竪型ローラー等を用いることができ、後述するパス拘束装置の構造によっては、パス拘束装置の後にも配置することが有効である。
上記の押付機構を備えた案内装置により、一方の帯状鋼板の溶接側の側端と他方の帯状鋼板の溶接側の側端同士を、より確実に隙間なく突き合わせ、パス拘束することができ、精度良好な連続溶接が可能である。
なお、上記の押付機構を備えた案内装置については、側端押込型に限定されることはなく、ロール押し付け或いはピンチロールにより押し付けるるようにしたものを用いてもよい。
【0031】
このようにして、一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板を突き合わせ、この突き合わせ部に溶接装置を位置させて、連続溶接するが、この際、位置ずれや変形を防止して安定した溶接を実施するために、溶接の際に一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板をパス拘束することが好ましい。
そのためのパス拘束装置は、他方の帯状鋼板の反溶接側の案内装置と溶接装置間に配設するものであり、該案内装置で突き合わせた、一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板を挟み込んで搬送可能にパス拘束することにより安定した溶接を可能とする。
【0032】
このパス拘束装置としては、ロールや押圧体を用いるが、例えばロールを用いる場合、必ずしも駆動ロールである必要はなくアイドルロールであってもよいが、拘束対象の一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板を、その表裏側でパス拘束するように一対のロールを配置し、拘束対象の一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板に対して軽度の押圧力を付与できるようにすることが好ましい。
【0033】
なお、帯状鋼板が蛇行傾向にある場合には、パス拘束装置が進行方向で傾斜し、帯状鋼板の蛇行が進行して収束精度が低下し突き合わせ精度が低下する場合もあるので、案内装置をパス拘束装置の出側にも配置して、より確実に案内することが有効である。
【0034】
また、パス拘束装置においては、パス拘束する際に、帯状鋼板の板寄せ(蛇行修正、収束の安定化)もできるように、進行方向と垂直方向にスラスト力を付与する機構、例えば、進行方向に対し角度β傾斜させる機構、板幅方向での押圧力(パス拘束力)を可変とする圧下機構を備えていることが有効である。
さらに、特に薄手の帯状鋼板においては、パス拘束をより確実にする手段として、ロールに巻き付けることが有効である。
【0035】
溶接装置は、パス拘束装置でパス拘束した状態で溶接できるように配置するものであり、パス拘束装置の直後に配設することを原則とするが、パス拘束装置と溶接装置の距離は小さい方がよいことから、パス拘束装置の中に溶接装置を組み込んだり、溶接装置の中にパス拘束装置を組み込むことも有効である。
【0036】
溶接装置としては、他の溶接手段より高速の溶接が可能で、異種材料間の溶接においても適用幅の広い、CO2 ,YAGレーザービームを用いたレーザービーム溶接機が好適であるが、非接触型の熱源投入が可能な溶接機、例えば、プラズマ溶接機、プラズマアシストレーザービーム溶接機等も用いることができる。
【0037】
この溶接装置による溶接位置は、突き合わせ部になるが、この突き合わせ部の位置は変動する場合があるので、溶接装置の手前で突き合わせ部の位置を検出し、突き合わせ部の位置に応じて溶接装置(溶接ヘッド)や溶接トーチの追従機構を具備したものを用いることが好ましい。
【0038】
また、突き合わせ部に微小の隙間を生じている場合もあるので、溶接精度を安定維持させるために、例えばレーザービーム溶接装置を用いる場合には、レーザービームのウイービング機構も具備させ突き合わせ部の状況に応じて、前記追従機構とウイービング機構を単独または併用するようにすることがより有効である。
【0039】
本発明による溶接をより精度良く実施するために、一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板の溶接側の側端同士の突き合わせ状況と溶接結果をチェックする監視装置を上記のパス拘束装置の前後に配置して、監視結果に基づき各案内装置の微調整、溶接位置の微調整ができるようにすることが有効である。
【0040】
本発明を適用する場合の各帯状鋼板の搬送面は、幅方向では水平搬送面が主流であるが垂直搬送面や傾斜搬送面であってもよい。また、長手方向では、収束装置に至る過程では、一方の帯状鋼板と他方の帯状鋼板のいずれか一方は、少なくとも部分的には、傾斜搬送面を形成し、収束位置以降においては、幅方向では水平搬送面が主流であるが垂直搬送面や傾斜搬送面であってもよい。
【0041】
【実施例】
(実施例1)
本発明の実施例1について、図1〜7に基づいて説明する。
この実施例は、溶接対象の帯状鋼板は、異なる鋼種で同厚の2条の帯状鋼板であり、この2条の帯状鋼板を、溶接装置(ここではレーザービーム溶接機)で長手方向に連続溶接して鋼種の異なる2条の帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板を連続して得る場合を示している。
図1は、本発明による帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備の例を示したものであり、この例は、アンコイラー21 、22 にコイル状にして装着した2条の帯状鋼板11 、12 を解いて突き合わせ、この突き合わせ部を、レーザービーム溶接機3で、長手方向に溶接して帯状鋼板11 、12 からなる溶接帯状鋼板1aとし、出側シャー4で切断して溶接鋼板1cを製造するように構成したものである。
【0042】
図2〜図7に基づいてより詳細に説明する。
2条の帯状鋼板11 と12 は、上下に離れた位置にあるアンコイラー21 、22 から巻き解かれ、それぞれ口出し装置5a、5bを経て入側シャー6a、6bに導かれ、頭の不良部をカットされレベラー7a、7bで形状矯正された後、フリーループ8a、8bを通り、帯状鋼板11 は搬送ローラー9a、9b、9cにより、また、帯状鋼板12 は搬送ローラー9d、9e、9fにより、それぞれ上下に離れた状態から次第に近づき上下一対のロール10a、10uからなるパス拘束装置10の直前で、帯状鋼板11 、12 の搬送面間に鋭角αが形成され、重なり合うことがなく同一平面で収束されるように並行搬送される。
【0043】
この並行搬送過程において、帯状鋼板11 aは、収束位置の上流側に設けた図4(a)に示すような進退機構11を備え位置調整可能な縦ローラー型の第一案内装置12の案内面12aで、その反溶接側が案内される。
この場合、図4(b)に示すように、帯状鋼板11 の溶接側の側端側に別の案内装置13を配置して、帯状鋼板11 を反溶接側の案内装置側に押し付けて反溶接側の側端の案内をより確実にすることも有効である。
【0044】
一方、帯状鋼板12 は、上記収束位置の直後の反溶接側に設けた図5に示すような進退機構15を有する縦ローラー型の第二案内装置14の案内面14aでその反溶接側が押圧されることによって、溶接側の側端が帯状鋼板11 の溶接側の側端に押し付けられ、上記収束位置の直後で、帯状鋼板11 の溶接側の側端と帯状鋼板12 の溶接側の側端は同一平面内で突き合わされる。
この状態で、直後に配置されたパス拘束装置10によって、張力下で図6に示すようにパス拘束され、溶接側の側端同士の位置ずれ、変形の発生が防止され、パス拘束装置10の直後に配置されたレーザービーム溶接機3で長手方向に連続溶接Wされる。このレーザービーム溶接機3はウイービング機構(図示省略)を備えたものである。
【0045】
この溶接に先だって、帯状鋼板11 の溶接側の側端と帯状鋼板12 の突き合わせ部が位置検出センサー25で検出され、この検出情報によりレーザービーム溶接機3の溶接ヘッド3oの位置が追従制御機構(図示省略)で制御され、帯状鋼板11 と帯状鋼板12 の突き合わせ部を確実に溶接して、図7に示すような帯状鋼板11 と帯状鋼板12 からなる溶接帯状鋼板1aが連続して得られ、前記図1に示すように、出側シャー4により所定の長さに採尺され、溶接鋼板1cとしてパレット24に積載される。
【0046】
なお、上記の第一案内装置12としては、ローラーの他に摺動式直線状エッジ、ガイドフェンスー等を用いることができ、ガイドフェンスまたは摺動式直線状エッジとした場合には、帯状体の側端のバリは摩擦によって平滑化して突き合わせ精度をさらに向上することもできる。
このようにして、同種または異種、同厚または異厚の2条の帯状鋼板を、一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を基準にして、隙間を生じることがなく突き合わせ、帯状鋼板の長手方向の連続溶接を安定して実施でき、品質の良好な2条以上の帯状鋼板を長手方向に溶接して溶接鋼板1cを高生産性で得ることができる。
【0047】
(実施例2)
図8〜図12は、本発明の実施例2を示すものである。
この実施例では、溶接対象の帯状鋼板は異なる鋼種で同厚の3条の帯状鋼板であり、第一溶接工程と第二溶接工程の2つの溶接工程において、溶接装置(ここでは第一レーザービーム溶接機、第二レーザービーム溶接機)により長手方向に連続溶接して鋼種の異なる3条の帯状鋼板からなる溶接鋼板を連続して得る場合を示している。
【0048】
この例は、アンコイラー21 、22 にコイル状にして装着した2条の帯状鋼板11 、12 を解いて突き合わせ、第一溶接工程Awで突き合わせ部を第一溶接装置31 を備えた第一溶接工程Awで、帯状鋼板11 と帯状鋼板12 を第一レーザービーム溶接機31 により長手方向に連続溶接して帯状鋼板11 、12 からなる溶接帯状鋼板1aとし、第二溶接工程Bwに導き、この溶接帯状鋼板1aに、アンコイラー23 にコイル状にして装着した帯状鋼板13 を解いて突き合わせ、第二溶接工程Bwで突き合わせ部を第二レーザービーム溶接機32 により長手方向に連続溶接して、3条の帯状鋼板11 、12 、13 からなる帯状溶接鋼板1bとし、出側シャー4で切断して溶接鋼板1cを製造するように構成したものである。
【0049】
第一溶接工程Awは、基本的には、前記図1〜図7に示す実施例1の溶接装置3までと基本的には同じであるので、詳細な説明を省略し、第二溶接工程について詳細に説明する。
第一溶接工程Awで溶接(Wa)された帯状鋼板11 と帯状鋼板12 からなる溶接帯状鋼板1aを、第一溶接工程に後続する第二溶接工程Bwに搬送する。
【0050】
この第二溶接工程Bwに搬送された第一溶接工程からの溶接帯状鋼板1aは、フリーループ16を通り、搬送ローラー17a、17b、17cにより、搬送され、この溶接帯状鋼板1aと長手方向に連続溶接する帯状鋼板13 は、アンコイラー23 からから解かれ、口出し装置5cを経て入側シャー6cに導かれ、頭の不良部をカットされレベラー7cで形状矯正された後、フリーループ8cを通り搬送ローラー17d、17e、17fにより溶接帯状鋼板1aと並行搬送される。
【0051】
この際、溶接帯状鋼板1aの搬送面と、帯状鋼板13 の搬送面は、図9、図10に示すように、上下に離れた位置から搬送面間に鋭角αが形成されるように、重なり合うことなく次第に近づいて行き、上下一対のロールからなるパス拘束装置18の直前で、同一平面内で収束される。
この並行搬送過程において、溶接帯状鋼板1aの反溶接側の側端は、収束位置の上流側に設けた進退機構19を有する縦ロール型の第三案内装置20の案内面20aに接触して案内される。
ここでは、第三案内装置20の反対側に、進退機構19を有する縦ローラー型の別の案内装置21が対向配置されており、溶接帯状鋼板1aの溶接側の側端を押圧して、溶接帯状鋼板1aの反溶接側の側端を第三案内装置20の案内面20aに押し付けて案内を確実にしている。
【0052】
また、帯状鋼板13 の溶接側の側端は、上記収束位置において、反溶接側に設けた進退機構22を有する縦ロール型の第四案内装置23の案内面23aにより帯状鋼板13 の反溶接側の側端が押圧されることによって、溶接帯状鋼板1aの溶接側の側端に押し付けられ、上記収束位置で、溶接帯状鋼板1aの溶接側の側端と帯状鋼板13 の溶接側の側端は同一平面内で連続的に突き合わされる。
この状態で、直後に配置されたパス拘束装置18によって、張力下で図11に示すようにパス拘束され、帯状鋼板13 と溶接帯状鋼板1aの溶接側の側端同士のずれが防止される。
【0053】
このようにしてパス拘束された溶接帯状鋼板1aの溶接側の側端と帯状鋼板13 の溶接側の側端の突き合わせ部は、パス拘束装置18の直後に配置された第二レーザービーム溶接機32 で長手方向に連続溶接(Wb)されて、図12に示すように帯状鋼板11 と帯状鋼板12 からなる溶接帯状鋼板1aと帯状鋼板13 からなる広幅の溶接帯状鋼板1bが得られ、出側シャー4により所定の長さに採尺され、広幅の溶接鋼板1cとしてパレット24に積載される。
【0054】
なお、上記の第三案内装置20は、例えば前記第一実施例の図4aに示した第1案内装置12と同様のものを用いることができ、別の案内装置21は前記第一実施例の図4bに示した別の案内装置13と同様のものを用いることができる。
また、第四案内装置23は、例えば、前記第一実施例の図5に示した第二案内装置と同様のものを用いることができる。
パス拘束装置18やレーザービーム溶接機31 、32 も、基本的には前記第一実施例で示したパス拘束装置10や、レーザービーム溶接機3と同様のものを用いることができる。
【0055】
この実施例2では、上記のようにして、鋼種の異なる3条の帯状鋼板11 、12 、13 からなる広幅溶接帯状鋼板を、連続する第一溶接工程Awと第二溶接工程Bwにより、連続して得ることができる。
【0056】
(実施例3)
図13〜図15は、本発明の実施例3を示すものである。
この実施例は、前記実施例1とは、図13に示すように、パス拘束装置10に代えてこれと異なるパス拘束装置26を配置し、このパス拘束装置およびレーザービーム溶接機3の出側に帯状鋼板の反溶接側の側端を案内するサイドガイド27を配置した点において異なり、パス拘束装置26とサイドガイド27による作用効果において異なる。
この例では、パス拘束装置26は、帯状鋼板11 と12 の搬送面を同一平面に収束する位置以降に配置し、このパス拘束装置26およびレーザービーム溶接機3の出側にサイドガイド27を配置している。
【0057】
この際、帯状鋼板11 の搬送面と、帯状鋼板12 の搬送面は、図13、図14に示すように、上下に離れた位置から搬送面間に鋭角αが形成されるように、重なり合うことなく次第に近づいて行き、上下一対のロール26o、26uからなるパス拘束装置26の直前で、同一平面内で収束される。
この並行搬送過程において、帯状鋼板11 の反溶接側の側端は、収束位置の上流側に設けた案内装置12の案内面に接触して案内される。
また、帯状鋼板12 の反溶接側に、別の案内装置14が配置されており、帯状鋼板12 の溶接側の側端で帯状鋼板11 の溶接側の側端を押圧して突き合わせ、帯状鋼板11 の反溶接側の側端を案内装置12の案内面に押し付けて案内を確実にしている。
【0058】
ここで用いられているパス拘束装置26は、図14に示すように、上下一対のロール26o、26uからなり、上ロール26oに帯状鋼板の進行方向と垂直方向にスラスト力を付与する目的で、帯状鋼板の板幅方向で変化させる圧下機構28を備え、また、上下ロール26o、26uは帯状鋼板の進行方向に対する傾斜機構29を備えている。
【0059】
また、拘束装置26およびレーザー溶接機3の出側に配置する案内装置としてのサイドガイド27は、進退機構30を備えたものであり、帯状鋼板11 、12 の反溶接側の側端を案内できるように両側に配置することが好ましい。
ただし、このサイドガイド27は、両側を同時に機能させてもよいが、帯状鋼板11 、12 はいずれか一方に寄ることが多いので、実質的にはいずれか一方を機能させる場合が多い。
【0060】
帯状鋼板11 、12 は、例えば蛇行した状態でパス拘束した場合、いずれかの方向に板ずれを生じるため、突き合わせが円滑に行われず、突き合わせ精度が悪化するため、この例では、図15に示すように、圧下機構28によりパス拘束装置26の上ロール26oによる圧下力を板幅方向で変化させ、また、上下ロール26o、26uの傾斜機構29により、上下ロール26o、26bのロール軸を進行方向に角度β傾斜させ、帯状鋼板の進行方向と垂直方向にスラスト力を付与するものである。
【0061】
このように、パス拘束装置26で板ずれ方向、板ずれ度合いに応じて垂直方向と進行方向のスラスト力を、板幅方向で制御することによる板寄せ機能も持たせることにより、帯状鋼板11 の反溶接側の側端を案内装置12とサイドガイド27間で、より確実に案内して、収束および突き合わせ精度を安定確保して、パス拘束装置によるパス拘束機能を安定的に向上させることができる。
なお、この例では、パス拘束装置26の上下ロール26o、26uは、それぞれ一体ロールで示したが、分割ロールにして、それぞれに圧下機構28、傾斜機構29を備えたものであってもよい。
【0062】
ここでは図示を省略するが、垂直方向と進行方向のスラスト力を検出する例えばロードセルを配置して、検出したスラスト力に応じて圧下機構28、傾斜機構29により付与するスラスト力を制御することが有効である。
【0063】
(実施例4)
図16〜図18は、本発明の実施例4を示すものである。
この実施例は、基本的には、実施例1と同様、アンコイラー21 、22 にコイル状にして装着した2条の帯状鋼板11 、12 を解いて突き合わせ、この突き合わせ部を、レーザービーム溶接機3で、長手方向に溶接して帯状鋼板11 、12 からなる溶接帯状鋼板1aとし、出側シャー4で切断して溶接鋼板1cを製造するように構成したものである。
しかし、ここで、溶接対象の帯状鋼板11 、12 は、厚みが1.4mm、0.8mmの薄手の帯状鋼板であり剛性が小さいため、通常の搬送状態では側端位置を案内装置で案内することが困難であり、帯状鋼板11 、12 を同一平面で精度良く突き合わせて拘束装置10で確実に拘束することが困難になる場合がある。
【0064】
そこで、この実施例4では、上下一対のロール10o、10uからなる拘束装置10の手前側に、複数のデフレクタロール31、32a、32bを配置し、所定の張力下で、拘束装置10の下ロール10uに巻き付けて、剛性を大きくして拘束装置10の入側の進退機構11を有する案内装置12と、進退機構15を有する案内装置14による案内を確実なものとして突き合わせ精度を十分に確保し、拘束装置10で確実にパス拘束できるようにしている。
なお、ここでは、拘束装置10の出側にも、進退機構30を有するサイドガイド(案内装置)27を配置して、パス拘束をより確実なものとしている。
【0065】
(実施例5)
図19〜図21は、本発明の実施例5を示すものである。
この実施例では、溶接対象の帯状鋼板は異なる材質で厚みが0.6mmの薄手で同厚の3条の帯状鋼板であり、2台のレーザービーム溶接機により長手方向に同時に連続溶接して鋼種の異なる3条の帯状鋼板からなる溶接鋼板を一つの溶接工程で連続して得る場合を示している。
前記実施例2では、第一溶接工程で帯状鋼板11 と帯状鋼板12 を溶接して、まず溶接帯状鋼板1aとし、第二溶接工程でこの溶接帯状鋼板1aに帯状鋼板13 を溶接して、3条の帯状鋼板11 、12 、13 からなる帯状溶接鋼板1bを得るようにしたが、この第五実施例では、アンコイラー21 、22 、23 にコイル状にして装着した3条の帯状鋼板11 、12 、13 を解いて突き合わせ、レーザービーム溶接機3aで、帯状鋼板11 と帯状鋼板12 の突き合わせ部を、レーザービーム溶接機3bで、帯状鋼板12 と帯状鋼板13 の突き合わせ部を、同時に長手方向に連続溶接して帯状鋼板11 、12 、13 からなる溶接帯状鋼板1bとし、出側シャー4で切断して溶接鋼板1cを製造するように構成したものである。
【0066】
より具体的には、アンコイラー21 、22 、23 にコイル状にして装着した3条の帯状鋼板11 、12 、13 を解いて、口出し装置5a〜5cを経て入側シャー6a〜6cに導かれ、頭の不良部をカットされレベラー7a〜7cで形状矯正された後、フリーループ8a〜8cを通り、デフレクタロール31を経て帯状鋼板11 、12 、13 は、32a、32b、32cを経て並行搬送され、進退機構を備えた案内装置12、14、23、27で案内され同一平面に収束され突き合わされて、パス拘束装置10でパス拘束された状態で、このパス拘束装置10に組み込まれたレーザービーム溶接機3a、3bで突き合わせ部を同時に連続溶接して、材質の異なる3条の帯状鋼板11 、12 、13 からなる溶接帯状鋼板1bとし、これを出側シャー4で切断して溶接鋼板1cにしてパレット24に収納するように構成したものである。
【0067】
なお、この実施例5でも、薄手の帯状鋼板を溶接対象としているので、前記実施例4と同様、剛性が小さいため、通常の搬送状態では側端位置を案内装置で案内することが困難であり、帯状鋼板11 、12 、13 を同一平面で精度良く突き合わせて拘束装置10で確実にパス拘束することが困難になる場合がある。
そこで、この実施例では、上下一対のロール10o、10uからなるパス拘束装置10の手前側に、複数のデフレクタロール31、32a、32b、32cを配置し所定の張力下で、パス拘束装置10の下ロール10uに巻き付けて、剛性を大きくしてパス拘束装置入側の各案内装置による案内を確実なものとして突き合わせ精度を十分に確保し、パス拘束装置10によるパス拘束を確実にできるようにしている。
【0068】
(実施例6)
図22〜図24は、本発明の第六実施例を示すものである。
この実施例では、溶接対象の帯状鋼板は異なる材質で厚みが0.7mm、1.2mm、0.7mmの薄手の3条の帯状鋼板であり、基本的には、実施例2と同様、第一溶接工程と第二溶接工程の2つの溶接工程において、溶接装置(ここでは第一レーザービーム溶接機、第二レーザービーム溶接機)により長手方向に連続溶接して材質の異なる3条の帯状鋼板からなる溶接鋼板を連続して得るようにしている。
しかし、このように第一溶接工程と第二溶接工程の2つの溶接工程による場合、第一レーザービーム溶接機31 による溶接から、第二レーザービーム溶接機32 による溶接までの時間差が大きい場合には、第一レーザービーム32 溶接機で溶接された帯状鋼板11 と帯状鋼板12 が、第二レーザービーム溶接機32 に到達するまでに溶接熱歪みおよびその後の冷却過程で形状変形して、同一平面に確実に突き合わせて収束しパス拘束することが困難になり、第二レーザービーム溶接機32 での溶接が困難になるおそれがある。
【0069】
そこで、この実施例では、第二溶接工程での溶接帯状鋼板1aの形状の変化 (くずれ)の影響を小さくする目的で、形状くずれのない未溶接の帯状鋼板13 の反溶接側の側端を基準として用い、この側端を案内装置20の案内面20aに押し付けて案内を確実にしている。
溶接帯状鋼板1aの溶接側の側端は、反溶接側に設けられた進退機構22を有する案内装置23の案内面23aで溶接帯状鋼板1aの反溶接側の側端が押圧されることにより帯状鋼板13 の溶接側に押し付けられ、上記収束位置で、帯状鋼板13 の側端と帯状溶接鋼板1aの溶接側の側端は同一平面内で連続的に突き合わされる。
また、第一レーザービーム溶接機31 での溶接と、第二レーザービーム溶接機32 溶接機での溶接の時間差を、上記のような問題を生じない20秒以内にできる設備配置(5m離して配置)としている。
この例は、アンコイラー21 、22 にコイル状にして装着した2条の帯状鋼板11 、12 を解いて突き合わせ、第一溶接工程Awで突き合わせ部を第一レーザービーム溶接機31 を備えた第一溶接工程Awで、帯状鋼板11 と帯状鋼板12 を第一レーザービーム溶接機31 により長手方向に連続溶接して帯状鋼板11 、12 からなる溶接帯状鋼板1aとし、第二溶接工程Bwに導き、この溶接帯状鋼板1aに、アンコイラー23 にコイル状にして装着した帯状鋼板13 を解いて突き合わせ、第二溶接工程Bwで突き合わせ部を第二レーザービーム溶接機32 により長手方向に連続溶接して、3条の帯状鋼板11 、12 、13 からなる帯状溶接鋼板1bとし、出側シャー4で切断して溶接鋼板1cを製造するように構成したものである。
【0070】
より具体的には、アンコイラー21 、22 、23 にコイル状にして装着した3条の帯状鋼板11 、12 、13 を解いて、口出し装置5a〜5cを経て入側シャー6a〜6cに導かれ、頭の不良部をカットされレベラー7a〜7cで形状矯正された後、フリーループ8a〜8cを通り、デフレクタロール31を経て帯状鋼板11 、12 は、32a、32bを経て並行搬送され、進退機構を備えた案内装置12、14、27で案内され同一平面に収束され突き合わされて、拘束装置10でパス拘束された状態で、このパス拘束装置10に組み込まれた第一溶接工程Awの第一レーザービーム溶接機31 で突き合わせ部を溶接して、帯状鋼板11 、12 からなる溶接帯状鋼板1aとして第二溶接工程Bwに導く。
【0071】
溶接帯状鋼板1aは、第一溶接工程Awを経て、帯条鋼板13 は、デフレクタロール31からデフレクタロール32cを経て並行搬送されている。
この状態で、溶接帯状鋼板1a、帯条鋼板13 を、進退機構を有する案内装置20、22、34で案内しパス拘束装置18で同一平面に収束して突き合わせ、この突き合わせ部を、パス拘束装置18に組み込まれた第二溶接工程Bwのレーザービーム溶接機32 で長手方向に連続溶接して、材質の異なる3条の帯状鋼板11 、12 、13 からなる溶接帯状鋼板1bとし、これを出側シャー4で切断して溶接鋼板1cにしてパレット24に収納するように構成したものである。
デフレクタロール31で帯状鋼板11 、12 、13 を予め粗く突き合わせておき、溶接帯状鋼板1aと合流させて第2溶接工程Bwで突き合わせる場合に、円滑な突き合わせを可能にしている。
【0072】
なお、この実施例でも、薄手の帯状鋼板を溶接対象としているので、前記実施例4、実施例5と同様、剛性が小さいため、通常の搬送状態では側端位置を案内装置で案内することが困難であり、帯状鋼板11 、12 を同一平面で精度良く突き合わせて拘束装置10で確実にパス拘束することが困難になる場合がある。
そこで、この実施例では、上下一対のロール10o、10uからなるパス拘束装置10の手前側に、複数のデフレクタロール31、32a、32b、32cを配置し所定の張力下で第一溶接工程Awの拘束装置10の下ロール10u、第二溶接工程Bwの拘束装置18の下ロール18uに巻き付けて、剛性を大きくしてパス拘束装置入側の各案内装置による案内を確実なものとして突き合わせ精度を十分に確保し、パス拘束装置10、18によるパス拘束を確実にできるようにしている。
この際、溶接帯状鋼板1aの幅方向のスラスト力を、サイドガイド27と案内装置22間に配置した、進行方向に対する傾斜機構を備えたスラスト力分離ロールで制御し、案内を円滑にして突き合わせ位置精度を安定確保する。
そのために、スラスト力分離ロール33は、斜め方向に角度δを振れるようになっている。
【0073】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではない。
例えば溶接対象の帯状鋼板は、同材質であってもよく、異厚の場合であってもよい。
また、本発明を構成する、搬送装置、各案内装置、パス拘束装置、溶接装置の構造、配置、配置数については、溶接対象の帯状鋼板の鋼種、サイズ、条数、溶接条件、設備配置等に応じて、上記請求項を満足する範囲内で変更があるものである。
【0074】
【発明の効果】
本発明では、一方の帯条鋼板の反溶接側の側端位置を基準にして、この一方の帯条鋼板と長手方向に連続溶接する他方の帯状鋼板の溶接側の側端を、この一方の帯条鋼板の溶接側の側端に押し付け突き合わせて、この突き合わせ部を、追従機構を備えた溶接装置により突き合わせ部に追従して連続溶接するものであり、サイズ変動のある2条以上、特に3条以上の帯状鋼板を長手方向に連続溶接する場合において、案内構造を簡易にし、その操作を簡易にすることができ、溶接対象の帯状鋼板の溶接側の側端同士を確実に隙間なく突き合わせて帯状鋼板を長手方向に連続溶接し、品質の良好な広幅帯状溶接鋼板を高生産性で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備の実施例1を示す全体側面説明図。
【図2】図1における、溶接対象帯状鋼板の溶接装置への案内過程を示す一部拡大側面説明図。
【図3】図2の平面説明図。
【図4】(a)図は、図2のAa−Ab矢視断面拡大説明図、(b)図は、他の例にした場合を図2のAa−Ab矢視断面拡大説明図で示した。
【図5】図2ののBa−Bb矢視断面拡大説明図。
【図6】図2のCa−Cb矢視断面拡大説明図、
【図7】実施例1で長手方向に連続溶接して得られた溶接帯状鋼板の平面説明図。
【図8】本発明の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備の実施例2を示す全体側面説明図。
【図9】図8における、溶接対象帯状鋼板の溶接装置への案内過程を示す一部拡大側面説明図。
【図10】図9の平面説明図。
【図11】図11のAa−Ab矢視断面拡大説明図
【図12】本発明の実施例2で長手方向に連続溶接して得られた溶接帯状鋼板の平面説明図。
【図13】本発明の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備の実施例3を示す全体側面説明図。
【図14】図13における溶接対象帯状鋼板のレーザー溶接機への案内過程を示す一部拡大側面説明図。
【図15】図14の平面説明図。
【図16】本発明の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備の実施例4を示す全体側面説明図。
【図17】図16における溶接対象帯状鋼板のレーザー溶接機への案内過程を示す一部拡大側面説明図。
【図18】図16の平面説明図。
【図19】本発明の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備の実施例5を示す全体側面説明図。
【図20】図19における溶接対象帯状鋼板のレーザー溶接機への案内過程を示す一部拡大側面説明図。
【図21】図19の平面説明図。
【図22】本発明の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備の実施例6を示す全体側面説明図。
【図23】図22における溶接対象帯状鋼板のレーザー溶接機への案内過程を示す一部拡大側面説明図。
【図24】図22の平面説明図。
【図25】従来の帯状鋼板の長手方向の連続溶接備例における、溶接対象帯状鋼板の溶接装置への案内過程を示す平面説明図。
【図26】図25の側面説明図。
【符号の説明】
11 、12 、13 :帯状鋼板 1a:溶接帯状鋼板
1b:広幅溶接帯状鋼板 1c:広幅溶接鋼板
21 、22 、23 :アンコイラー 3:レーザービーム溶接機
31 :第一レーザービーム溶接機 32 :第二レーザービーム溶接機
3a、3b:レーザービーム溶接機
3o:溶接ヘッド W、Wa、Wb:溶接
4:出側シャー 5a、5b:口出し装置
6a、6b:シャー 7a、7b:レベラー
8a、8b:フリーループ 9a〜9f:搬送装置(ロール)
10:パス拘束装置 11:進退機構
10o:上ロール 10u:下ロール
12、13:第一案内装置 12a、13a:案内面
14:第二案内装置 14a:案内面
15:進退機構 16a、16b:フリーループ
17a〜17f:搬送装置 18:パス拘束装置
18o:上ロール 18u:下ロール
19:進退機構 20、21:第三案内装置
20a、21a:案内面 22:進退機構
23:第四案内装置 24、24a:パレット
25:位置検出センサー 26:パス拘束装置
26o:上ロール 26u:下ロール
27:サイドガイド 28:圧下機構
29:傾斜機構 30:進退機構
31、32a、32b、32c:デフレクタロール
33:スラスト力分離ロール 34:サイドガイド(案内装置)
35:進退機構
Claims (25)
- 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する2条以上の帯状鋼板の連続溶接方法であって、幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接方法であって、
(1)幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接する。
(2) (1)で溶接して得られた第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を、第一溶接装置の後段において、異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、溶接帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、第三帯状鋼板の溶接側の側端を溶接帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。 - 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接方法であって、
(1)幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接する。
(2) (1)で溶接して得られた第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を、第一溶接装置の後段において、異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるように収束する際に、第三帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、溶接帯状鋼板の溶接側の側端を第三帯状鋼板の溶接側の側端に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。 - 第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板を、第三帯状鋼板と並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるよう収束する前に、スラスト力分離ロールにより溶接帯状鋼板の前記スラスト力分離ロール前後の板幅方向のスラスト力を分離することを特徴とする請求項3記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の溶接後、20秒以内に幅方向の同じ位置で、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板を溶接することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の同時連続溶接方法であって、幅方向で隣接する3条以上の帯状鋼板を、各々の隣接した帯状鋼板同士は異なる搬送角度で並行搬送して、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるよう収束する際に、両側のいずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内して同一平面に収束してから、順次、隣接する帯状鋼板の溶接側の側端を案内された側の帯状鋼板の溶接側に連続的に突き合わせ、この突き合わせ部を同時に連続溶接することを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 突き合わせ部を溶接する際に、該突き合わせ部に溶接装置を合わせ、溶接装置の溶接トーチを追従または/およびウイービングさせて溶接することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 幅方向で隣接する帯状鋼板を並行搬送する際に、ロールに巻き付けて行うことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 第一帯状鋼板、第二帯状鋼板、第三帯状鋼板の少なくともいずれかが2条以上の帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 搬送面を同一平面に収束する際に、収束位置もしくはその下流側でパス拘束することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 搬送面を同一平面に収束する位置もしくはその下流側でパス拘束する際に、帯状鋼板に対して、その進行方向と垂直方向にスラスト力を付与し、板寄せもすることを特徴とする請求項10に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- パス拘束位置の前後に案内装置を配置し、パス拘束する際に、前後に配置の案内装置で帯状鋼板の反溶接側を案内することを特徴とする請求項10または11に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する2条以上の帯状鋼板の連続溶接設備であって、幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する溶接装置を備えたことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接設備であって、
(1)幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第一溶接装置を備えた第一溶接工程と、
(2)第一溶接装置の後段に配設され、第一溶接装置からの第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、溶接帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、第三帯状鋼板の溶接側の側端を溶接帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第三帯状鋼板と溶接帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第二溶接装置を備えた第二溶接工程からなることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。 - 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板の連続溶接設備であって、
(1)幅方向で隣接する第一帯状鋼板と第二帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、いずれか一方の帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、他方の帯状鋼板の溶接側の側端を一方の帯状鋼板の溶接側の側端に突き合わせる案内装置と、第一帯状鋼板と第二帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第一溶接装置を備えた第一溶接工程と、
(2)第一溶接装置の後段に配設され、第一溶接装置からの第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と幅方向で隣接する第三帯状鋼板を異なる搬送角度で並行搬送し、溶接位置の直前で収束して溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板の搬送面を同一平面とする収束機能を有する搬送装置と、第三帯状鋼板の反溶接側の側端位置を案内する案内装置と、溶接帯状鋼板の溶接側の側端を第三帯状鋼板の側端に突き合わせる案内装置と、溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板の突き合わせ部を溶接する第二溶接装置を備えた第二溶接工程からなることを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。 - 第一溶接工程で得られた第一帯状鋼板と第二帯状鋼板からなる溶接帯状鋼板と第三帯状鋼板との収束位置の手前に、溶接帯状鋼板に対する板幅方向のスラスト力を分離するスラスト力分離ロールを配置したことを特徴とする請求項15に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- 第二溶接装置が、第一溶接装置の後段に5m以内の距離離れて配置されていることを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- 幅方向で隣接する帯状鋼板の側端を突き合わせ、この突き合わせ部を長手方向に連続溶接する3条以上の帯状鋼板を同時に溶接する連続溶接設備であって、幅方向で隣接する3条以上の帯状鋼板を、各々の隣接した帯状鋼板同士を異なる搬送角度で並行搬送する搬送装置と、それぞれの搬送面を溶接位置の直前で同一平面になるよう拘束するパス拘束装置と、帯状鋼板の側端位置を案内する案内装置と、2箇所の突き合わせ部を同時に溶接する2台の溶接装置を備えたことを特徴とする帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- 溶接装置が帯状鋼板の幅方向に位置調整機構を備え、溶接トーチが、突き合わせ部に対する追従機構または/およびウイービング機構を備えていることを特徴とする請求項13乃至18のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 幅方向で隣接する帯状鋼板を並行搬送する搬送装置が、該帯状鋼板を巻き付けて搬送する巻き付けロールを備えていることを特徴とする請求項13乃至19のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接方法。
- 搬送面を同一平面に収束する位置もしくはその下流側にパス拘束装置を配置したことを特徴とする請求項13乃至20のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- パス拘束装置が、帯状鋼板に対して進行方向と垂直方向にスラスト力を付与する機構を備えたものであることを特徴とする請求項21に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- 帯状鋼板に対して進行方向と垂直方向にスラスト力を付与する機構が、進行方向に対して角度可変とする機構および板幅方向で押圧力可変とする圧下機構のいずれか一方または両方であることを特徴とする請求項22に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- パス拘束装置の前後に、帯状鋼板の反溶接側を案内する案内装置を配置したことを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
- 少なくとも、反溶接側の側端位置を案内する案内装置側に帯状鋼板を押し付ける案内装置が、帯状鋼板の側端押付機構を有するものであることを特徴とする請求項13乃至24のいずれか1項に記載の帯状鋼板の長手方向の連続溶接設備。
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