JP4505071B2

JP4505071B2 - Steel strip joining method

Info

Publication number: JP4505071B2
Application number: JP07581099A
Authority: JP
Inventors: 雅謙竹本; 康治田中; 誠村井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000263262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板厚や強度或いは性質などの異なる複数の鋼帯をその長手方向の端部において溶接してプレス成形用に供されるようにする鋼帯の接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車部品の製造においては、深絞り成形、張出し成形等成形性が要求される自動車部品あるいは高強度が要求される自動車部品毎に、その要求に応じた鋼板をプレス成形して自動車部品を製造していたが、自動車部品の中には、成形性が厳しく要求される部位とそれ程成形性が要求されない部位とを備えた自動車部品や、高強度が厳しく要求される部位とそれ程高強度が要求されない部位を備えた自動車部品等がある。このような自動車部品を製造する場合、従来は要求される性能に耐えられる一枚の鋼板を用いてプレス成形を行い、成形後の自動車部品を溶接して自動車を製造していた。
【０００３】
また、最近では自動車部品の製造において、必要な部位に必要な板厚と強度を持たせるために、板厚あるいは強度の異なる鋼板をレーザー等で接合して一枚の鋼板となし、その後一体でプレスに供するという、いわゆるテーラードブランクと呼ばれる方法が注目されてきており、このような方法は、例えば、特開平７−２９０１８２、特開平８−１７４２４６号公報等に見ることができる。また、亜鉛メッキ鋼帯同士をレーザービームで突き合わせ溶接する方法も特公平５−２５５９６号公報などにより公知となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同一素材の一枚の鋼板を用いて自動車部品を成形する方法では、成形する自動車部品に要求される成形性がそれ程要求されない部位まで優れた成形性を有することになり、言い換えれば、素材のオーバーアクションとなるもので、それに伴う素材費のコストアップとなる問題を有していた。また、特開平７−２９０１８２号公報、特開平８−１７４２４６号公報などにより知られるテーラードブランク法は、鋼板を小さな形状に剪断し、これを接合して一枚の鋼板とするために生産性が高められないという課題を有しており、更に、溶接開始端と終了端では接合品質が安定せず、この部分を切り捨てなければならず、製品の歩留りが悪いという欠点を有しており、一方、前述した特公平５−２５５９６号公報に記載された方法では接合が満足するものでなく、有利な接合方法の出現が待たれているところである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記したような要望に応えることを目的として完成された本発明に係る鋼帯の接合方法の基本構成は、複数の異なる鋼帯のエッジ部を連続的に溶接するに際し、複数の鋼帯を、溶接ロールと、傾斜して配置する複数の押さえロールとの間を通過させることにより鋼帯に幅方向の力を加えて鋼帯のエッジ部端面に押付力が働くようにしながら溶接位置検出器により溶接位置を検出し、その検出値に基づきレーザー発射管を溶接位置へ追従させてレーザー溶接することにある。また、このような方法において、鋼帯の溶接を行わない側の端部の一方に端部位置決め装置を設置し、押さえロールをそれぞれの鋼帯が前記した端部位置決め装置が設置されている方向に押付力が働くように傾斜させて鋼帯の突き合わせ面を同一平面上で押し付けることを特徴とする鋼帯の接合方法を請求項２に係る発明とし、前記した各発明において、レーザー溶接する溶接点の上流側にフランジロールを配置して鋼帯の間に隙間を設けるようにして行なう方法を請求項３に係る発明とする。
【０００６】
即ち、本発明は、自動車部品に供される鋼板を同一素材の一枚の鋼板とするのではなく、プレス成形する前に板厚や強度或いは性質などの異なる素材を帯鋼のまま溶接しておき、これより成形しようとする自動車部品が要求する成形性あるいは強度を必要な部位に具備する鋼板を得る鋼帯の接合方法であり、しかも、異質の鋼板を小さな形状に剪断した後、これらの端部を突き合わせて接合するという生産性が悪い方法に代え、コイルから捲戻された複数の異なる鋼帯の端部同士を連続的に溶接することにより、生産性が良好でしかも鋼帯の端部の形状精度が悪い場合でも接合品質が良好となる極めて有利となる鋼帯の接合方法を提供することにある。なお、本発明により得られた鋼帯から製造される自動車部品としては、自動車の骨格構造部位などの柱状に近い部品あるいはフロアなどの異種材が平行に接合されて使用される可能性のある部品などがあり、本発明方法によってこれらの部品の飛躍的生産性と歩留りの向上を図ることができることとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は前記したように、材質、板厚等の異なる鋼帯のエッジ部を連続的に有利に溶接する鋼帯の接合方法であり、その大きな特徴とするところは、傾斜する押さえロールを鋼帯に押しつけることにより鋼帯の幅方向に力を加えて鋼帯のエッジ間に押付力が働くようにし、更に溶接位置を検出してレーザーを照射するレーザー発射管を溶接位置へ追従させることにより生産性を向上させるとともに、接合品質が良好となる接合を可能とした点にある。
以下、図１〜図８を参照しながら本発明を詳細に説明する。
本発明では材質、板厚等の異なる２種の鋼帯１、２のエッジ部を連続的に接合するものであり、これら鋼帯１と鋼帯２とを並べて上側の押さえロール３、４と、これら押さえロール３、４に比べて大径の下側の溶接ロール５との間を通過させる。このとき鋼帯１、２は大径の溶接ロール５側に巻き付けられて通過するものであるが、前記した押さえロール３、４は溶接ロール５の長手方向に対してそれぞれ角度θ₁、θ₂だけ傾斜させて配置されるようにして鋼帯１、２に幅方向の力が積極的に加えられるようにして溶接ロール５に押付ける。
【０００８】
このように本発明では、押さえロール３、４を傾斜させておくことにより鋼帯１、２に幅方向の力を積極的に加え、溶接する鋼帯１、２のエッジ間に面圧を働かせるとともに、溶接位置が変動した際にはレーザーを照射するレーザー発射管を溶接位置へ追従させることを大きな特徴としている。鋼帯１、２の端部を突き合わせてレーザー溶接する際、溶接する鋼帯１、２の間に隙間が発生すると溶接後にアンダーカット等の品質不良が発生しやすくなる。しかし、通常、鋼帯を製造する際には鋼帯幅精度や鋼帯端部の形状品位を確保するために、鋼帯中央部をスリットしたり、端部をトリミングするなどの端部の剪断加工により仕上げるが、鋼帯端部には微少な凹凸が残るため、これらの端面を突き合わせた場合に多少の隙間が発生し、更に、レーザー溶接するを行う場合、溶接部の熱収縮により鋼帯の突き合わせ面を押し開こうとする力が加わるため溶接部上流近傍では隙間が発生する。そこで本発明では押さえロール３、４を傾斜させ、鋼帯１、２に幅方向の力を加え、溶接する鋼帯１、２の端部に突き合わせ力を与えることにより、熱収縮による隙間を押しつけ、更に、鋼帯端部の凸部の弾性変形もしくは塑性変形を加え、凹凸のよる隙間についても著しく低減させることにより、溶接点のおいて鋼帯１．２の端部間の隙間を著しく小さくするとともに、鋼帯幅の精度不良などにより溶接位置が変動した際には、レーザーを照射するレーザー発射管を溶接位置へ追従させるようにして、安定した溶接品質の確保を可能とするものである。
【０００９】
この際、鋼帯の幅方向の力を与えるには、通常、サイドガイドロール等の鋼帯の溶接しない側の端部から力を加える方法が一般的に考えられるが、自動車部品に用いられるような薄手の鋼帯に対しては、これらの方法では大きな力を加えると鋼帯の座屈や端部の耳荒れ等を発生するため大きな力を加えることができず、十分に前述の溶接する鋼帯の端部間の隙間を小さくすることができないという問題があった。そこで、本発明では鋼帯１、２に幅方向の力を加えるのに押さえロール３、４を傾斜させて押しつけるという方法を採用し、押さえロール３、４の押し付ける力と傾斜角度を適正に調整することにより、鋼帯１、２の座屈や端部の耳荒れを発生させることなく十分な押し付ける力を自動車部品に用いられるような薄手の鋼帯にも与えることができるようにする。
【００１０】
また、本発明では鋼帯１、２の溶接を行わない側の端部の一方に、鋼帯の端部位置決め装置を設置し、押さえロール３、４をそれぞれの鋼帯１、２が前記端部位置決め装置を設置してある方向に押付力が働くように傾斜させておくもので、このために押さえロール３、４を同一方向に傾斜させることも特徴としている。即ち、鋼帯１と鋼帯２の接合面１０に対して、一般的には接合面１０に向かって両側より押しつける力を働かせて接合するものであるが、本発明では鋼帯１と鋼帯２共に同一方向に押付力を働かせるようにしたものであり、そのために、押さえロール３、４は共にそれぞれ同じ方向の角度θ₁、θ₂だけ傾斜させるものとしてある。接合面１０に向かって両側より押付力を働かせるのは、接合面１０が常に溶接位置に変動しないように両側よりの押付力をバランス良く調整する必要があるが、その両側よりの押付力を調整することが難しく、本発明の如く、端部位置決め装置側の鋼帯１に対し、押さえロール３をθ₁傾けて押しつけることにより鋼帯１の端部位置決め装置側の端部を端部位置決め装置に押し付け、鋼帯１の幅方向位置を安定させることができることとなる。さらに、押さえロール４をθ₂傾けて押し付けることにより鋼帯１の溶接端部に押し付けられる鋼帯２の幅方向位置も安定するものであるが、鋼帯幅の精度不良などの要因で溶接位置が若干変動した際には、レーザーを照射するレーザー照射管を溶接位置へ追従させれば有利な接合が可能である知見より成されたものである。また、溶接する鋼帯端部間の押付力は押さえロール４の押し付け力と傾斜角θ₂を調整することにより容易に制御することができ、さらにまた、鋼帯１、２を大径の溶接ロール５に巻き付けるのは鋼帯１、２の厚み方向の突き合わせ精度を良く合わせることが可能となるもので、巻き付けをしないと鋼帯１、２と溶接ロール５の間の空間ができやすく、鋼帯１と鋼帯２の厚み方向の突き合わせ精度が十分でない可能性が高いからである。
【００１１】
本発明は、レーザービーム９を照射する固定されたレーザー発射管６の位置と、溶接される接合面１０の溶接位置とが一致するように種々の検討を行い、溶接される接合面１０の溶接位置があまり変動しないように通常の発想とは大きく異なる発想を取り入れたものであり、更に、鋼帯の幅精度不良などの要因で若干の変動が生じた場合でもその変動を検出し、その検出値よりレーザー発射管６を溶接位置へ追従するようにしたものである。即ち、通常は接合面１０の位置が溶接位置から変動しないように接合面１０を中心に、その位置へ両側から押付力が鋼帯に与える発想がなされるものであるが、本発明では鋼帯１、２の一側に鋼帯が移動するよう押付力を付与する発想よりなされたものである。例えば、図１に示す如く、端部位置決め装置として鋼帯１の外側に入側エッジガイド７と出側エッジガイド８を設け、その入側エッジガイド７と出側エッジガイド８の方向へ鋼帯１が移動するよう傾斜した押さえロール３を溶接ロール５の上部に設ける。押さえロール３は、例えば、シリンダーなどにより溶接ロール５へ押さえる力を与え、鋼帯１を拘束しながら鋼帯１を矢印の方向へ移動させる。このとき押さえロール３は角度θ₁だけ傾斜しているので、鋼帯１は入側エッジガイド７と出側エッジガイド８へ押付けられるものである。なお、鋼帯１のエッジが損傷しないように押さえロール３は、その押し付け力と角度θ₁を調整できるようにしている。また、鋼帯１が入側エッジガイド７と出側エッジガイド８に拘束された時、鋼帯１の溶接される接合面１０の位置が溶接位置となるよう入側エッジガイド７と出側エッジガイド８を鋼帯１の幅方向の調整が可能としている。
【００１２】
このように鋼帯１を巾方向の位置調整するものであるが、同様に鋼帯２を角度θ₂だけ傾斜させた押さえロール４により拘束した状態で移動させ、且つ、θ₂と押さえロール４の押さえ力を適度に調整することにより、鋼帯２の接合面１０が鋼帯１の接合面１０に適度な押付力を働かせるようにし、鋼帯１、２のエッジ間に面圧を立て、隙間を押し潰した状態で溶接することとなり、言い換えれば、ピンチ方式の突き合わせをすることになり、溶接品質が向上し、極めて有利なものである。かくすることにより、一方向への押付力を考慮するのみで、鋼帯１、２の接合位置が精度良く調整できると共に、鋼帯１、２のエッジ間に面圧を立てて溶接することとなり溶接品質が向上するものである。このように鋼帯１、２の接合面１０と溶接位置を有利に調整した後にレーザー発射管６よりレーザービーム９を照射して溶接し、鋼帯１、２を接合する。なお、押さえロール３、４は、図３、図４に示す如く、鋼帯１、２毎に４個用いてもよく、その配置形態は種々考えられるが、特にこだわるものではない。
【００１３】
次に、レーザー発射管６が接合面１０である溶接位置へ追従する方法について述べると、先ず、鋼帯１と鋼帯２の溶接位置である接合面１０を溶接位置検出器１４により検出する。その溶接位置検出器１４は透過型のラインセンサー（オートワイド）タイプとかＣＣＤカメラを利用した画像処理型などが考えられるが、この溶接位置検出器１４のタイプも特にこだわるものではない。そして、例えば鋼帯幅の精度不良などの要因で鋼帯が変動した際、前記した溶接位置検出器１４により検出された溶接位置の検出値は増幅器１５に送られ、制御器１６から変動分の移動をするためモーター１７によりねじ軸１８を回転させてねじ軸１８に固定されているレーザー発射管位置調整機構１９を移動させ、このレーザー発射管位置調整機構１９に固定されているレーザー発射管６を移動させて溶接位置に追従するようにしたものである。なお、２０はねじ軸１８に平行に設けられた支持軸である。また、レーザー発射管６の位置調整は、前記した方式の他に位置制御シリンダーを用いるなどその他の方式も考えられ、その方式は特にこだわるものではない。
【００１４】
また、溶接ロール５は図５に示す如く、溶接位置に相当する箇所に溝１１を設けたものとして、溶接時における溶接ロール５の熱影響による損傷を防止するものとしている。この図５では厚みの異なる鋼帯１、２の接合を示しているが、溶接ロール５の径は全長のわたって同一径としているために鋼帯１、２は鋼帯１、２の下面に合わせて溶接するようにしている。なお、図６では鋼帯１、２の上面を合わせて溶接し、図７では厚い鋼帯１の厚みの中央に薄い鋼帯２を溶接しているものであるが、このような接合の形態は溶接ロール５の溝１１を挟んで左右の径を変えた溶接ロール５を用いるようにすれば容易になされるものである。また、溶接ロール５の左右の径を可変するには溶接ロール５を拡縮自在とするようにしてもよくその手段は特にこだわるものではない。
【００１５】
さらに、本発明では図８に示す如く、溶接点１２の上流側にフランジロール１３を配置して鋼帯１、２の間に隙間を設けるようにしている。また、本発明は鋼帯１、２を同一平面上で通板し、溶接点１２へ搬送するものであるが、その為に鋼帯１、２の接合面１０が擦れたり、鋼帯１と鋼帯２が重なる場合があるので、それを防止するために鋼帯１、２間にフランジロール１３を設けることはより好ましいものである。
【００１６】
なお、本発明に用いる押さえロール３、４は、それぞれ角度θ₁、θ₂傾斜させるものであるが、角度θ₁、θ₂は共に２°〜２５°が好ましく、また、押さえロール３、４の押さえ力は３５０Ｎ〜２００００Ｎが好ましい。その理由は、角度θ₁、θ₂が２°未満もしくは押さえ力が３５０Ｎ未満では、鋼帯１、２の幅方向への押付力が不足して溶接品質が好ましくなく、角度θ₁、θ₂が２５°超もしくは押さえ力が２００００Ｎ超では押付力が大きくなりすぎ、鋼帯１、２の座屈等が発生する場合があるからである。但し、角度や押さえ力の前記した範囲は好ましい範囲を述べたに過ぎないもので、座屈等の発生がなければこの範囲にこだわるものでない。
【００１７】
なお、これまで本発明を２条の鋼帯１、２を接合する場合について説明してきたが、３条の鋼帯を前記した２条の鋼帯の場合と同様にして接合してもよく、また、３条の鋼帯を鋼帯の進行方向に対して同一位置で溶接しても、或いは２箇所の溶接位置が異なる位置で溶接してもよく、鋼帯の数や溶接位置は特にこだわるものではない。
【００１８】
実施例１
常法に従い製造された表１に示す化学成分の板厚０．７ｍｍ、幅２５０ｍｍの鋼帯１と、板厚１．４ｍｍ、幅６９０ｍｍの鋼帯２を準備し、２ｋｗのレーザー溶接機にて１．７ｍ／分の速度で鋼帯１と鋼帯２を接合した。
なお、本発明においては、溶接位置検出器として透過型のラインセンサーを用いてレーザー発射管を溶接位置に追従させながら（図１参照）接合した。
その条件を表１に示し、溶接結果を表２および表３に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
【表２】

【００２１】
【表３】

上表から明らかなように、本発明方法によると座屈の発生もなく、アンダーカットの発生もなく、極めて良好な溶接品質が得られる。
【００２２】
実施例２
実施例１で示す鋼帯１と鋼帯２を自動車部品（センターピラー）に成形すべく、各々１０００ｍｍに切断した。この場合、本発明では鋼帯１、２を接合した後に切断するものとし、比較例では鋼帯１、２を切断した後に鋼板を接合した。
その時の所要時間を表４に示す
【００２３】
【表４】

表４に示すように、本発明によると比較例で示す切板接合法に比べると、生産性も飛躍的に向上することが判る。
【００２４】
【発明の効果】
前記説明から明らかなように本発明によれば、自動車部品等をテーラードブランク法で製造する際、溶接品質が良好で、しかも、生産性の良い鋼帯の接合が可能となり、その効果は極めて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の平面説明図である。
【図２】図１に示す本発明方法の側面説明図である。
【図３】押さえロールを多くした本発明方法の平面説明図である。
【図４】図３に示す本発明方法の側面説明図である。
【図５】本発明方法の溶接近傍を示す拡大説明図である。
【図６】本発明方法の溶接近傍を示す拡大説明図である。
【図７】本発明方法の溶接近傍を示す拡大説明図である。
【図８】本発明方法の溶接点上流側にフランジロールを具備した状態の説明図である。
【符号の説明】
１鋼帯
２鋼帯
３押さえロール
４押さえロール
５溶接ロール
６レーザー発射管
７入側エッジガイド
８出側エッジガイド
９レーザービーム
10 接合面
11 溝
12 溶接点
13 フランジロール
14 溶接位置検出器
15 増幅器
16 制御器
17 モーター
18 ねじ軸
19 レーザー発振管位置調整機構
20 支持軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel strip joining method in which a plurality of steel strips having different thicknesses, strengths, or properties are welded at their longitudinal ends to be used for press forming.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the production of automobile parts, for each automobile part that requires formability such as deep drawing and stretch molding or for each automobile part that requires high strength, the automobile part is made by press-molding a steel plate according to the requirement. Although it was manufactured, some automotive parts have parts that require strict formability and parts that do not require so much formability, and parts that require high strength and parts that require so much strength. There are automobile parts with parts that are not required. In the case of manufacturing such automobile parts, conventionally, a single steel plate that can withstand the required performance is used for press forming, and the automobile parts after forming are welded to manufacture the automobile.
[0003]
Recently, in the production of automobile parts, in order to give the necessary thickness and strength to the necessary parts, steel plates with different thicknesses or strengths are joined with a laser or the like to form a single steel plate, and then integrated together. A so-called tailored blank, which is used for pressing, has attracted attention. Such a method can be found in, for example, JP-A-7-290182 and JP-A-8-174246. A method for butt welding galvanized steel strips with a laser beam is also known from Japanese Patent Publication No. 5-25596.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of forming an automobile part using a single steel sheet of the same material, the formability required for the automobile part to be molded will have excellent formability up to a part that is not required so much, in other words, the material There was a problem that the material cost would be increased. In addition, the tailored blank method known from JP-A-7-290182, JP-A-8-174246, etc. has a high productivity because the steel plates are sheared into small shapes and joined to form a single steel plate. In addition, there is a problem that the welding quality is not stable at the start and end of welding, and this part has to be discarded, resulting in poor product yield. However, the method described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 5-25596 does not satisfy the joining, and the advent of an advantageous joining method is awaited.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The basic structure of the steel strip joining method according to the present invention completed for the purpose of satisfying the above-described demand is to weld a plurality of steel strips continuously when welding the edge portions of a plurality of different steel strips. By passing between the welding roll and a plurality of holding rolls arranged at an angle, a welding position detector applies a force in the width direction to the steel strip so that the pressing force acts on the edge of the steel strip. The welding position is detected, and laser welding is performed by causing the laser emitting tube to follow the welding position based on the detected value. Further, in such a method, the end positioning device is installed on one of the end portions on the side where the steel strip is not welded, and the direction in which the end positioning device described above for each pressing strip is installed The steel strip joining method is characterized in that the steel strip butt surface is pressed on the same plane by inclining so that a pressing force acts on the steel strip. In each of the above inventions, laser welding is performed. The method according to claim 3 is a method in which a flange roll is arranged upstream of the point and a gap is provided between the steel strips.
[0006]
That is, the present invention does not use a single steel plate as the steel plate used for automobile parts, but welds different materials with different thicknesses, strengths, or properties before the press forming. This is a method of joining steel strips to obtain a steel plate having the formability or strength required by the automobile part to be formed from the required parts, and after shearing a dissimilar steel plate into a small shape, Instead of the low productivity method of butting the ends together, welding the ends of different steel strips fed back from the coil to each other continuously results in good productivity and the end of the steel strip. An object of the present invention is to provide a method for joining steel strips which is extremely advantageous in that joining quality is good even when the shape accuracy of the portion is poor. In addition, as an automobile part manufactured from the steel strip obtained by the present invention, a part having a possibility of being used by joining different kinds of materials such as a part close to a column shape such as a framework structure part of an automobile or a floor in parallel. The method of the present invention can improve the productivity and the yield of these parts.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the present invention is a method for joining steel strips in which the edge portions of steel strips of different materials, plate thicknesses, etc. are continuously and advantageously welded. By pressing against the band, force is applied in the width direction of the steel band so that the pressing force acts between the edges of the steel band, and further, by detecting the welding position and making the laser firing tube that irradiates the laser follow the welding position In addition to improving productivity, it is possible to achieve bonding with good bonding quality.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
In this invention, the edge part of two types of

steel strips

1 and 2 from which a material, board thickness, etc. differ is joined continuously, these

steel strips

1 and 2 are put side by side,

upper press rolls

3, 4 and These are passed between the

press rolls

3 and 4 and the lower welding roll 5 having a larger diameter. At this time, the

steel strips

1 and 2 are wound around the large-diameter welding roll 5 and pass through. However, the

pressing rolls

3 and 4 have angles θ ₁ and θ _{2 with} respect to the longitudinal direction of the welding roll 5, respectively. The

steel strips

1 and 2 are pressed against the welding roll 5 in such a manner that a force in the width direction is positively applied to the

steel strips

1 and 2 so as to be disposed at an inclination.
[0008]
As described above, in the present invention, the

pressing rolls

3 and 4 are inclined so that a force in the width direction is positively applied to the

steel strips

1 and 2 and a surface pressure is applied between the edges of the

steel strips

1 and 2 to be welded. In addition, the main feature is that when the welding position changes, the laser emitting tube for irradiating the laser follows the welding position. When the end portions of the

steel strips

1 and 2 are butted and laser-welded, if a gap is generated between the

steel strips

1 and 2 to be welded, quality defects such as undercuts are likely to occur after welding. However, when manufacturing a steel strip, in order to ensure the steel strip width accuracy and the shape quality of the steel strip end, the end shearing such as slitting the center of the steel strip or trimming the end is recommended. Although it is finished by processing, since slight irregularities remain at the end of the steel strip, some gaps are generated when these end faces are abutted, and further, when laser welding is performed, the steel strip due to thermal contraction of the welded portion Because a force is applied to push open the butting surface, a gap is generated in the vicinity of the welded portion upstream. Therefore, in the present invention, the

press rolls

3 and 4 are inclined, a force in the width direction is applied to the

steel strips

1 and 2, and a butt force is applied to the ends of the

steel strips

1 and 2 to be welded, thereby pressing a gap due to heat shrinkage. Furthermore, the elastic deformation or plastic deformation of the convex part at the end of the steel strip is added to significantly reduce the gap due to the unevenness, thereby significantly reducing the gap between the ends of the steel strip 1.2 at the welding point. At the same time, when the welding position fluctuates due to inaccuracy of the steel strip width, etc., it is possible to ensure stable welding quality by causing the laser emitting tube that irradiates the laser to follow the welding position. .
[0009]
At this time, in order to give a force in the width direction of the steel strip, a method of applying a force from an end portion of the steel strip such as a side guide roll that is not welded is generally considered, but it is used for an automobile part. For thin steel strips, if these methods are applied with a large force, buckling of the steel strips and rough edges of the ends will occur, so a large force cannot be applied. There was a problem that the gap between the ends of the steel strip could not be reduced. Therefore, in the present invention, a method of inclining and pressing the

pressing rolls

3 and 4 to apply the force in the width direction to the

steel strips

1 and 2 is adopted, and the pressing force and the inclination angle of the

pressing rolls

3 and 4 are adjusted appropriately. By doing so, a sufficient pressing force can be applied to a thin steel strip used for automobile parts without causing buckling of the

steel strips

1 and 2 and roughening of the ears of the ends.
[0010]
Further, in the present invention, an end positioning device for the steel strip is installed on one of the end portions on which the

steel strips

1 and 2 are not welded, and the

presser rolls

3 and 4 are connected to the end portions of the

steel strips

1 and 2 respectively. The part positioning device is inclined so that the pressing force acts in the direction in which it is installed. For this purpose, the

pressing rolls

3 and 4 are inclined in the same direction. In other words, the steel strip 1 and the steel strip 2 are generally joined by applying a pressing force from both sides toward the joint surface 10 in the present invention. Both of them are configured to exert a pressing force in the same direction, and for this reason, the

pressing rolls

3 and 4 are both inclined by angles θ ₁ and θ _{2 in the} same direction. To apply the pressing force from both sides toward the joint surface 10, it is necessary to adjust the pressing force from both sides in a balanced manner so that the joint surface 10 does not always move to the welding position, but the pressing force from both sides is adjusted. It is difficult to do so, and as in the present invention, the end portion on the end positioning device side of the steel strip 1 is moved to the end positioning device side by pressing the pressing roll 3 at an angle of θ ₁ against the steel strip 1 on the end positioning device side. The position in the width direction of the steel strip 1 can be stabilized. Furthermore, the position in the width direction of the steel strip 2 pressed against the weld end of the steel strip 1 is also stabilized by pressing the presser roll 4 at an angle of θ ₂ , but the welding position is due to factors such as poor accuracy of the steel strip width. This is based on the knowledge that advantageous joining is possible if the laser irradiation tube that irradiates the laser is made to follow the welding position. Further, the pressing force between the end portions of the steel strip to be welded can be easily controlled by adjusting the pressing force of the presser roll 4 and the inclination angle θ _2. Wrapping around the roll 5 makes it possible to match the accuracy in the thickness direction of the steel strips 1 and 2 well. If the winding is not performed, the space between the steel strips 1 and 2 and the welding roll 5 is easily formed. This is because there is a high possibility that the butting accuracy of the band 1 and the steel band 2 in the thickness direction is not sufficient.
[0011]
In the present invention, various examinations are performed so that the position of the fixed laser emitting tube 6 that irradiates the laser beam 9 and the welding position of the welding surface 10 to be welded coincide with each other, and welding of the welding surface 10 to be welded is performed. Incorporates ideas that differ greatly from normal ideas so that the position does not fluctuate. In addition, even if slight fluctuations occur due to factors such as poor width accuracy of the steel strip, the fluctuations are detected and detected. The laser emission tube 6 is made to follow the welding position from the value. That is, the idea is that the pressing force is normally applied to the steel strip from both sides to the position so that the position of the joint surface 10 does not fluctuate from the welding position. This is based on the idea of applying a pressing force so that the steel strip moves to one side of one or two. For example, as shown in FIG. 1, an entrance edge guide 7 and an exit edge guide 8 are provided outside the steel strip 1 as an end positioning device, and the steel strip is directed toward the entrance edge guide 7 and the exit edge guide 8. A pressing roll 3 inclined so that 1 moves is provided on the upper part of the welding roll 5. The pressing roll 3 gives a force for pressing the welding roll 5 with a cylinder or the like, for example, and moves the steel strip 1 in the direction of the arrow while restraining the steel strip 1. At this time, since the press roll 3 is inclined by the angle θ ₁ , the steel strip 1 is pressed against the entry side edge guide 7 and the exit side edge guide 8. Note that the pressing roll 3 can adjust the pressing force and the angle θ ₁ so that the edge of the steel strip 1 is not damaged. Further, when the steel strip 1 is constrained by the entry side edge guide 7 and the exit side edge guide 8, the entry side edge guide 7 and the exit side edge are set so that the position of the joining surface 10 to be welded of the steel strip 1 becomes the welding position. The guide 8 can be adjusted in the width direction of the steel strip 1.
[0012]
In this way, the position of the steel strip 1 is adjusted in the width direction. Similarly, the steel strip 2 is moved in a state of being restrained by the press roll 4 inclined by the angle θ ₂ , and the θ ₂ and the press roll 4 are moved. By appropriately adjusting the pressing force of the steel strip 2, the joining surface 10 of the steel strip 2 exerts an appropriate pressing force on the joining surface 10 of the steel strip 1, and a surface pressure is established between the edges of the steel strips 1 and 2, The welding is performed in a state where the gap is crushed, in other words, the pinch-type matching is performed, which improves welding quality and is extremely advantageous. In this way, the joining position of the steel strips 1 and 2 can be adjusted with high precision only by considering the pressing force in one direction, and the surface pressure is set between the edges of the steel strips 1 and 2 for welding. The welding quality is improved. Thus, after advantageously adjusting the joining surface 10 of the steel strips 1 and 2 and the welding position, the laser firing tube 6 irradiates and welds the laser beam 9 to join the steel strips 1 and 2. In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, four

pressing rolls

3 and 4 may be used for each of the steel strips 1 and 2, and various arrangement forms are possible, but there is no particular concern.
[0013]
Next, a method of following the welding position where the laser emitting tube 6 is the joining surface 10 will be described. First, the joining surface 10 which is the welding position of the steel strip 1 and the steel strip 2 is detected by the welding position detector 14. The welding position detector 14 may be a transmission line sensor (auto-wide) type or an image processing type using a CCD camera, but the type of the welding position detector 14 is not particularly particular. For example, when the steel strip fluctuates due to factors such as inaccuracy of the steel strip width, the detected value of the welding position detected by the welding position detector 14 is sent to the amplifier 15, and the fluctuation amount is sent from the controller 16. In order to move, the screw 17 is rotated by the motor 17 to move the laser launch tube position adjusting mechanism 19 fixed to the screw shaft 18, and the laser launch tube 6 fixed to the laser launch tube position adjusting mechanism 19 is moved. Is moved to follow the welding position. Reference numeral 20 denotes a support shaft provided parallel to the screw shaft 18. In addition to the above-described method, other methods such as the use of a position control cylinder can be considered for adjusting the position of the laser emitting tube 6, and the method is not particularly particular.
[0014]
Further, as shown in FIG. 5, the welding roll 5 is provided with a groove 11 at a position corresponding to the welding position to prevent damage due to the thermal effect of the welding roll 5 during welding. FIG. 5 shows the joining of the steel strips 1 and 2 having different thicknesses. However, since the diameter of the welding roll 5 is the same throughout the entire length, the steel strips 1 and 2 are attached to the lower surfaces of the steel strips 1 and 2. We are trying to weld them together. In FIG. 6, the upper surfaces of the steel strips 1 and 2 are welded together, and in FIG. 7, the thin steel strip 2 is welded to the center of the thickness of the thick steel strip 1. Is easily achieved by using the welding roll 5 with the left and right diameters being changed across the groove 11 of the welding roll 5. Further, in order to change the left and right diameters of the welding roll 5, the welding roll 5 may be made to be freely expandable and contractable, and the means is not particularly limited.
[0015]
Further, in the present invention, as shown in FIG. 8, a flange roll 13 is arranged on the upstream side of the welding point 12 so as to provide a gap between the steel strips 1 and 2. Moreover, although this invention passes the steel strips 1 and 2 on the same plane, and conveys to the welding point 12, for that purpose, the joining surface 10 of the steel strips 1 and 2 rubs, and the steel strip 1 and Since the steel strip 2 may overlap, it is more preferable to provide the flange roll 13 between the steel strips 1 and 2 in order to prevent this.
[0016]
Incidentally, the

pressing roll

3 and 4 used in the present invention, each angle theta _1, but is intended to theta ₂ inclined angle theta _1, theta ₂ are both preferably 2 ° to 25 °, also, the

pressing rolls

3,4 The pressing force is preferably 350N to 20000N. The reason is that if the angles θ ₁ and θ ₂ are less than 2 ° or the pressing force is less than 350 N, the pressing force in the width direction of the steel strips 1 and 2 is insufficient and the welding quality is not preferable, and the angles θ ₁ and θ ₂ This is because if the pressure exceeds 25 ° or the pressing force exceeds 20000 N, the pressing force becomes excessively large and buckling of the steel strips 1 and 2 may occur. However, the above-described ranges of the angle and the pressing force are merely preferable ranges, and do not stick to these ranges unless buckling occurs.
[0017]
Although the present invention has been described so far for joining the two

steel strips

1 and 2, the three steel strips may be joined in the same manner as the two steel strips described above, Also, the three steel strips may be welded at the same position with respect to the traveling direction of the steel strip, or the two welding positions may be welded at different positions, and the number and position of the steel strips are particularly particular. It is not a thing.
[0018]
Example 1
A steel strip 1 having a thickness of 0.7 mm and a width of 250 mm and a steel strip 2 having a thickness of 1.4 mm and a width of 690 mm shown in Table 1 and prepared according to a conventional method were prepared using a 2 kw laser welding machine. Steel strip 1 and steel strip 2 were joined at a speed of 1.7 m / min.
In the present invention, a laser line was joined using a transmission line sensor as a welding position detector while following the welding position (see FIG. 1).
The conditions are shown in Table 1, and the welding results are shown in Tables 2 and 3.
[0019]
[Table 1]

[0020]
[Table 2]

[0021]
[Table 3]

As is apparent from the above table, according to the method of the present invention, there is no occurrence of buckling or undercut, and extremely good welding quality can be obtained.
[0022]
Example 2
The steel strip 1 and the steel strip 2 shown in Example 1 were each cut into 1000 mm in order to form automobile parts (center pillars). In this case, in the present invention, the steel strips 1 and 2 are cut after being joined, and in the comparative example, the steel strips 1 and 2 are cut and then the steel plates are joined.
The required time at that time is shown in Table 4. [0023]
[Table 4]

As shown in Table 4, it can be seen that according to the present invention, productivity is dramatically improved as compared with the cut plate joining method shown in the comparative example.
[0024]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, when manufacturing automobile parts and the like by the tailored blank method, it is possible to join steel strips with good welding quality and good productivity, and the effect is extremely large. Is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory plan view of a method of the present invention.
2 is an explanatory side view of the method of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory plan view of the method of the present invention in which the number of pressing rolls is increased.
4 is a side explanatory view of the method of the present invention shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is an enlarged explanatory view showing the vicinity of welding in the method of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged explanatory view showing the vicinity of welding in the method of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged explanatory view showing the vicinity of welding in the method of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which a flange roll is provided on the upstream side of the welding point in the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel strip 2 Steel strip 3 Holding roll 4 Holding roll 5 Welding roll 6 Laser launch tube 7 Incoming edge guide 8 Outlet edge guide 9 Laser beam
10 Joint surface
11 groove
12 Welding points
13 Flange roll
14 Welding position detector
15 Amplifier
16 Controller
17 Motor
18 Screw shaft
19 Laser oscillation tube position adjustment mechanism
20 Support shaft

Claims

When continuously welding the edges of a plurality of different steel strips, a plurality of steel strips are passed through between the welding roll and a plurality of holding rolls arranged in an inclined manner to cause a force in the width direction on the steel strip. The welding position is detected by a welding position detector while applying a pressing force to the edge of the steel strip and laser welding is performed by causing the laser firing tube to follow the welding position based on the detected value. Steel strip joining method.

An end positioning device is installed on one end of the side where the steel strip is not welded, and the press rolls are tilted so that the pressing force acts in the direction in which each end of the steel strip is installed. The method of joining steel strips according to claim 1, wherein the butted surfaces of the steel strips are pressed on the same plane.

3. The method of joining steel strips according to claim 1, wherein a flange roll is disposed upstream of a welding point to be laser welded to provide a gap between the steel strips.