JPH0513752B2 - - Google Patents
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- JPH0513752B2 JPH0513752B2 JP61314508A JP31450886A JPH0513752B2 JP H0513752 B2 JPH0513752 B2 JP H0513752B2 JP 61314508 A JP61314508 A JP 61314508A JP 31450886 A JP31450886 A JP 31450886A JP H0513752 B2 JPH0513752 B2 JP H0513752B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin steel
- plate
- face
- sides
- steel plate
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 26
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 24
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- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、薄鋼板の端面同士をバツト溶接する
方法に関するものである。 （従来の技術） 例えば薄鋼板を高能率、高精度に溶接する方法
として、近年、フラツシユバツト溶接法に代わつ
てバツト溶接法が広く採用されている。 このバツト溶接法は第５図イ，ロに示すよう
に、対向配置されて成る加圧装置を兼ねた電極
１，１で被溶接材である薄鋼板２を挟持し、これ
らを突き合わせて加圧しつつ大電流を流すことに
より極めて短時間で前記薄鋼板２の端面同士を接
合せんとする一種の圧接法である。 （発明が解説しようとする問題点） しかしながら、特に薄鋼板等の突合わせ溶接を
前記バツト溶接法によつて行うと、突合わせ面の
幅方向で入熱ムラが発生しやすいという問題があ
つた。 すなわち、板端面の両側部では入熱不足気味と
なり、逆に板端面の両側部から少し内側寄りの位
置では過大入熱気味となるのである。特に、その
傾向が顕著な場合には第６図に示すように過大入
熱位置で溶け落ち、あるいはアプセツト不足が生
じることになる。第６図中３は入熱過大による接
合不良部を示す。反射にこの現象を防止せんとし
て入熱を下げると板端面の両側部が入熱不足（冷
接）となつて板端面の両側部が接合不足となる。 本発明はかかる問題点を解決できるバツト溶接
方法を提供せんとするものであり、後述する本発
明者等の研究・実験に基づく知見によつて成立せ
しめられたものである。 （問題点を解決するための手段） 先ず、前記した従来の問題点が発生する原因に
ついて説明する。 すなわち、本発明者等は入熱ムラの発生原因に
ついての力学的、電気的挙動を有限要素法等を用
いた数値解析により検討し、加えて実験による検
討を行つた結果、従来の問題は以下の原因による
ものであることが判明したのである。 つまり、薄鋼板同士の突合わせ溶接時には、薄
鋼板は突合わせ面近傍のみが急速加熱されるため
に溶接初期の薄鋼板２，２の端面は第４図に示す
ように不均一な熱膨張によつて回転変形して板端
面の両側部の突合わせが十分でなくなり、この部
分で非接触部が形成される。 しかして、この状態で大電流を流し続けると前
記非接触部に隣接した突合わせ面の極く局部に電
流が集中し、そのために急速な発熱の集中が生じ
る（参考として参考図を添付する）。また、これ
とは反対に板端面の両側部の発熱が不足する。 かかる理由によつて板端面の両側部より少し内
側寄りの電流集中部では溶け落ちたり、アプセツ
ト不足になつて接合不良となり、また板端面の両
側部では入熱不足による接合不良となつていたの
である。 すなわち、すでに述べたように、板端面の両側
部における入熱不足を防止するために電流密度を
増加すると前記両側部から少し内側寄り位置で入
熱過大となり溶け落ちやアプセツト不足が生じ
る。これを防止せんとして電流密度を低下させる
と反対に板端面の両側部に入熱不足が生じる。こ
れは第３図に示すように板端面の両側部に隙間が
生じるからであり、溶接の進行と共に材料が軟化
してある時間経過した後は、この隙間も接触する
ようになつてこの個所にも電流が流れるようにな
る。しかし、結果的には板端面の両側部における
全通電時間が不足するようになる。これが入熱不
足の原因である。 そこで本発明ではこの全通電時間の不足を板幅
方向の端面形状（板厚）を変化させることにより
解決せんとしているのである。 すなわち本発明は、溶接せんとする薄鋼板の両
側部から中央部にかけての夫々の幅ｌが１mm〜1/
４Ｗ（Ｗは薄鋼板の板幅）で、かつ端面突合わせ部
分の長さＤが0.5mm以上の領域内の板厚を、母材
部の板厚よりも小さくした薄鋼板を使用してその
端面同士を接合し、上記薄鋼板の端面の幅方向に
おける入熱ムラを防止することを特徴とする。 つまり、本発明では第１図及び第２図に示すよ
うに、予め隙間が発生する板端面の板厚を母材厚
さよりも小さくして当該個所の電流密度を相対的
に高くし、入熱不足を補なおうとしているのであ
る。 これにより、板端面両側部の入熱不足が解消さ
れて前記した両側部より少し内側寄りの位置での
入熱過大を防止できる電流密度で板端面の両側部
も良好な溶接が可能となるのである。 本発明において、板端面両側部における板厚を
小さくする範囲を前述の如く規制するのは以下の
理由による。 (1) 端面突合わせ部分の長さＤについて 本発明者等の研究・実験によつて得られた結
果によれば0.5mm以下では入熱不足を補うには
十分でないからである。 なお、上限については特に制限はないのであ
るが、大き過ぎるとアプセツト後にも板表面に
減肉部分が残る場合があるので全電極移動量よ
りも少ない方が望ましい。一般的には全電極移
動量は板厚の５倍以下であるため、Ｄも板厚の
５倍以下であることが望ましい。 すなわち、このような理由によつて本発明で
は端面突合わせ部分の長さＤを0.5mm以上とし
たのである。 (2) 幅ｌについて 本発明者等の研究・実験によつて得られた結
果においては、溶接時に板端面の両側部に発生
する隙間の板幅方向の幅の最小値が１mmであつ
たため、幅ｌが１mm未満であると効果がなくな
るからである。 また、幅ｌの最大値が薄鋼板の板幅Ｗの1/4
であるのは、隙間の長さの最大がおよそ板幅Ｗ
の1/4だからである。 なお、この板厚の少ない部分の形状について
は何等限定されるものではなく、例えば第２図
イ〜リに示すような形状であつてもよいことは
勿論であり、その加工方法も機械加工、圧延等
適宜の方法で行えばよい。また、この部分は第
２図に示すように溶接せんとする薄鋼板の端面
両方に設けても、また図示省略したが片方の端
面のみに設けてもよい。 （実施例） 以下、本発明方法を実施した結果について説明
する。 先ず、本実施例に使用した供試材の成分、寸法
及び機械的性質を下記第１表に、またこの供試材
を使用して本発明方法によりバツト溶接を行つた
際の溶接条件を下記第２表に示す。
方法に関するものである。 （従来の技術） 例えば薄鋼板を高能率、高精度に溶接する方法
として、近年、フラツシユバツト溶接法に代わつ
てバツト溶接法が広く採用されている。 このバツト溶接法は第５図イ，ロに示すよう
に、対向配置されて成る加圧装置を兼ねた電極
１，１で被溶接材である薄鋼板２を挟持し、これ
らを突き合わせて加圧しつつ大電流を流すことに
より極めて短時間で前記薄鋼板２の端面同士を接
合せんとする一種の圧接法である。 （発明が解説しようとする問題点） しかしながら、特に薄鋼板等の突合わせ溶接を
前記バツト溶接法によつて行うと、突合わせ面の
幅方向で入熱ムラが発生しやすいという問題があ
つた。 すなわち、板端面の両側部では入熱不足気味と
なり、逆に板端面の両側部から少し内側寄りの位
置では過大入熱気味となるのである。特に、その
傾向が顕著な場合には第６図に示すように過大入
熱位置で溶け落ち、あるいはアプセツト不足が生
じることになる。第６図中３は入熱過大による接
合不良部を示す。反射にこの現象を防止せんとし
て入熱を下げると板端面の両側部が入熱不足（冷
接）となつて板端面の両側部が接合不足となる。 本発明はかかる問題点を解決できるバツト溶接
方法を提供せんとするものであり、後述する本発
明者等の研究・実験に基づく知見によつて成立せ
しめられたものである。 （問題点を解決するための手段） 先ず、前記した従来の問題点が発生する原因に
ついて説明する。 すなわち、本発明者等は入熱ムラの発生原因に
ついての力学的、電気的挙動を有限要素法等を用
いた数値解析により検討し、加えて実験による検
討を行つた結果、従来の問題は以下の原因による
ものであることが判明したのである。 つまり、薄鋼板同士の突合わせ溶接時には、薄
鋼板は突合わせ面近傍のみが急速加熱されるため
に溶接初期の薄鋼板２，２の端面は第４図に示す
ように不均一な熱膨張によつて回転変形して板端
面の両側部の突合わせが十分でなくなり、この部
分で非接触部が形成される。 しかして、この状態で大電流を流し続けると前
記非接触部に隣接した突合わせ面の極く局部に電
流が集中し、そのために急速な発熱の集中が生じ
る（参考として参考図を添付する）。また、これ
とは反対に板端面の両側部の発熱が不足する。 かかる理由によつて板端面の両側部より少し内
側寄りの電流集中部では溶け落ちたり、アプセツ
ト不足になつて接合不良となり、また板端面の両
側部では入熱不足による接合不良となつていたの
である。 すなわち、すでに述べたように、板端面の両側
部における入熱不足を防止するために電流密度を
増加すると前記両側部から少し内側寄り位置で入
熱過大となり溶け落ちやアプセツト不足が生じ
る。これを防止せんとして電流密度を低下させる
と反対に板端面の両側部に入熱不足が生じる。こ
れは第３図に示すように板端面の両側部に隙間が
生じるからであり、溶接の進行と共に材料が軟化
してある時間経過した後は、この隙間も接触する
ようになつてこの個所にも電流が流れるようにな
る。しかし、結果的には板端面の両側部における
全通電時間が不足するようになる。これが入熱不
足の原因である。 そこで本発明ではこの全通電時間の不足を板幅
方向の端面形状（板厚）を変化させることにより
解決せんとしているのである。 すなわち本発明は、溶接せんとする薄鋼板の両
側部から中央部にかけての夫々の幅ｌが１mm〜1/
４Ｗ（Ｗは薄鋼板の板幅）で、かつ端面突合わせ部
分の長さＤが0.5mm以上の領域内の板厚を、母材
部の板厚よりも小さくした薄鋼板を使用してその
端面同士を接合し、上記薄鋼板の端面の幅方向に
おける入熱ムラを防止することを特徴とする。 つまり、本発明では第１図及び第２図に示すよ
うに、予め隙間が発生する板端面の板厚を母材厚
さよりも小さくして当該個所の電流密度を相対的
に高くし、入熱不足を補なおうとしているのであ
る。 これにより、板端面両側部の入熱不足が解消さ
れて前記した両側部より少し内側寄りの位置での
入熱過大を防止できる電流密度で板端面の両側部
も良好な溶接が可能となるのである。 本発明において、板端面両側部における板厚を
小さくする範囲を前述の如く規制するのは以下の
理由による。 (1) 端面突合わせ部分の長さＤについて 本発明者等の研究・実験によつて得られた結
果によれば0.5mm以下では入熱不足を補うには
十分でないからである。 なお、上限については特に制限はないのであ
るが、大き過ぎるとアプセツト後にも板表面に
減肉部分が残る場合があるので全電極移動量よ
りも少ない方が望ましい。一般的には全電極移
動量は板厚の５倍以下であるため、Ｄも板厚の
５倍以下であることが望ましい。 すなわち、このような理由によつて本発明で
は端面突合わせ部分の長さＤを0.5mm以上とし
たのである。 (2) 幅ｌについて 本発明者等の研究・実験によつて得られた結
果においては、溶接時に板端面の両側部に発生
する隙間の板幅方向の幅の最小値が１mmであつ
たため、幅ｌが１mm未満であると効果がなくな
るからである。 また、幅ｌの最大値が薄鋼板の板幅Ｗの1/4
であるのは、隙間の長さの最大がおよそ板幅Ｗ
の1/4だからである。 なお、この板厚の少ない部分の形状について
は何等限定されるものではなく、例えば第２図
イ〜リに示すような形状であつてもよいことは
勿論であり、その加工方法も機械加工、圧延等
適宜の方法で行えばよい。また、この部分は第
２図に示すように溶接せんとする薄鋼板の端面
両方に設けても、また図示省略したが片方の端
面のみに設けてもよい。 （実施例） 以下、本発明方法を実施した結果について説明
する。 先ず、本実施例に使用した供試材の成分、寸法
及び機械的性質を下記第１表に、またこの供試材
を使用して本発明方法によりバツト溶接を行つた
際の溶接条件を下記第２表に示す。
【表】
【表】
しかして、第１表に示す供試材を用い、第２表
に示す溶接条件にて本発明方法によりバツト溶接
を行つた結果を下記第３表に示す。なお、薄鋼板
の端面両側部における形状は第３表に示すものを
使用した。
に示す溶接条件にて本発明方法によりバツト溶接
を行つた結果を下記第３表に示す。なお、薄鋼板
の端面両側部における形状は第３表に示すものを
使用した。
【表】
つた値である。
上記第３表より明らかなように、本発明方法を
適用した場合には従来法や比較法と比べて格段に
割れ率が減少した。 （発明の効果） 以上説明したように本発明は、薄鋼板の端面同
士をバツト溶接する方法において、溶接せんとす
る薄鋼板の両側部における夫々の幅ｌが１mm〜1/
４Ｗ（Ｗは薄鋼板の板幅）で、端面突合わせ部分の
長さＤが0.5mm以上の範囲内の板厚が、母材部の
板厚に比べて減肉に形成された薄鋼板を使用して
その端面同士を接合するものである為、従来板端
面の両側部に発生していた入熱ムラに起因する接
合不良を防止でき、良好な接合が可能となる。
上記第３表より明らかなように、本発明方法を
適用した場合には従来法や比較法と比べて格段に
割れ率が減少した。 （発明の効果） 以上説明したように本発明は、薄鋼板の端面同
士をバツト溶接する方法において、溶接せんとす
る薄鋼板の両側部における夫々の幅ｌが１mm〜1/
４Ｗ（Ｗは薄鋼板の板幅）で、端面突合わせ部分の
長さＤが0.5mm以上の範囲内の板厚が、母材部の
板厚に比べて減肉に形成された薄鋼板を使用して
その端面同士を接合するものである為、従来板端
面の両側部に発生していた入熱ムラに起因する接
合不良を防止でき、良好な接合が可能となる。
第１図は本発明方法の概略説明図、第２図イ〜
リは本発明方法に使用する薄鋼板の板端面におけ
る突出部形状の例示図面、第３図は実験に使用し
た薄鋼板の両端形状を示す図面、第４図及び第６
図は従来方法による場合の問題点を説明する図
面、第５図はバツト溶接法の説明図である。 １は電極、２は薄鋼板、Ｄは長さ、ｌは幅。
リは本発明方法に使用する薄鋼板の板端面におけ
る突出部形状の例示図面、第３図は実験に使用し
た薄鋼板の両端形状を示す図面、第４図及び第６
図は従来方法による場合の問題点を説明する図
面、第５図はバツト溶接法の説明図である。 １は電極、２は薄鋼板、Ｄは長さ、ｌは幅。
Claims (1)
- １ 薄鋼板の端面同士をバツト溶接する方法にお
いて、溶接せんとする薄鋼板の両側部から中央部
にかけての夫々の幅ｌが１mm〜1/4Ｗ（Ｗは薄鋼板
の板幅）で、かつ端面突合わせ部分の長さＤが
0.5mm以上の領域内の板厚を、母材部の板厚より
も小さくした薄鋼板を使用してその端面同士を接
合し、上記薄鋼板の端面の幅方向における入熱ム
ラを防止することを特徴とするバツト溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31450886A JPS63160771A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | バツト溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31450886A JPS63160771A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | バツト溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63160771A JPS63160771A (ja) | 1988-07-04 |
| JPH0513752B2 true JPH0513752B2 (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=18054130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31450886A Granted JPS63160771A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | バツト溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63160771A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63192573A (ja) * | 1987-02-04 | 1988-08-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | バツト溶接方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5488852A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | Flash welder |
| JPS57187181A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-17 | Toshiba Corp | Material to be welded for press welding by heating |
| JPS5865581A (ja) * | 1981-10-14 | 1983-04-19 | Nisshin Steel Co Ltd | 帯鋼の溶接方法 |
-
1986
- 1986-12-24 JP JP31450886A patent/JPS63160771A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5488852A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | Flash welder |
| JPS57187181A (en) * | 1981-05-13 | 1982-11-17 | Toshiba Corp | Material to be welded for press welding by heating |
| JPS5865581A (ja) * | 1981-10-14 | 1983-04-19 | Nisshin Steel Co Ltd | 帯鋼の溶接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63160771A (ja) | 1988-07-04 |
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