JPH05147B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（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４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。 （発明が解決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５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５図中３は入熱過大による接
合不良部を示す。反対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良となる。 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３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、そのために急激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の位置で
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、バツト溶接に先立ち、あら
かじめ、溶接せんとする一対の薄鋼板の突合わせ
端面の両側部に、夫々幅ｌが１〜50mm、端面突合
わせ時の突出長さＤが0.01mm以上の寸法に設定し
た突出部を設けておいてから、上記一対の薄鋼板
の端面同士を接合することを特徴とするバツト溶
接する方法であり、これにより、突合わせ面の幅
方向における入熱ムラをなくし、入熱ムラに起因
する接合不良を防止するものである。 つまり、本発明では第１図に示すように、予め
隙間が発生する板端面の両側部に突出部４を設け
ておき、入熱不足になる個所を溶接初期に余分に
電流を流しておくのである。 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、突出部４の寸法を前述の如く
規制するのは以下の理由による。 (1) 端面突合わせ時の突出長さＤについて 本発明者等の研究・実験によつて得られた結
果においては溶接時に板端面の両側部に発生す
る隙間は、その絶対値の最小が0.01mmであつた
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、突出部の座屈の問題及び溶接ビードの外
観（突出部のみがアプセツト量が多くなるため
に溶接ビードの余盛状況が変化する）の問題等
があるために0.5〜1.0mm程度が望ましい。 すなわち、このような理由によつて本発明で
は突出長さＤを0.01mm以上としたのである。 (2) 突出部の幅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が50mmを超えると、この突出部に
おいて従来と同様の問題が発生し、再びこの突
出部において隙間が発生するからである。 なお、この突出部４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〜ニに
示すような形状であつてもよいことは勿論であ
る。また、この突出部４は第１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、
また第２図ホに示すように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。

【表】 を試験片長で割った値である
。
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、バツト溶接に
先立ち、あらかじめ、溶接せんとする一対の薄鋼
板の突合わせ端面の両側部に、夫々幅ｌが１〜50
mm、端面突合わせ時の突出長さＤが0.01mm以上の
寸法に設定した突出部を設けておいてから、上記
一対の薄鋼板の端面同士を接合するものであるの
で、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の概略説明図、第２図イ〜
ホ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図及び第５図は従
来方法による場合の問題点を説明する図面、第４
図はバツト溶接法の説明図である。 １は電極、２は薄鋼板、４は突出部、Ｄは突出
長さ、ｌは幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 薄鋼板の端面同士をバツト溶接する方法にお
   いて、バツト溶接に先立ち、あらかじめ、溶接せ
   んとする一対の薄鋼板の突合わせ端面の両側部に
   夫々幅ｌが１〜50mm、端面突合わせ時の突出長さ
   Ｄが0.01mm以上の寸法に設定した突出部を設けて
   おいてから、上記一対の薄鋼板の端面同士を接合
   することを特徴とするバツト溶接方法。