JPH05277753A - ナローラップシーム溶接の鋼板重ね部分の移動状態を監 視する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄鋼プロセス製造ラインの鋼板をナローラッ
プシーム溶接する場合の鋼板重ね部分の流れ方向の移動
状態の監視方法に関する。 【構成】 鉄鋼プロセス製造ラインの鋼板１をナローラ
ップシーム溶接するにあたり、先の鋼板１の後端部１ａ
を後の鋼板２の先端部２ａに重ね、静止状態で、それら
の重ね部分Ｐを巾方向に溶接している間、前記重ね部分
Ｐに近接した各々の鋼板１ａ、２ａの所定面の走行方向
の動きを移動量としてレーザー検出装置３のレーザーフ
ィードモニター・センサーヘッド３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄで検出し、その信号をコントローラ４に入力し、そこ
で各々の走行方向の移動量を算出し、更に走行方向の相
対的移動量を算出し、それによって重ね部分Ｐの走行方
向の相対的移動状態を監視した。 【効果】 静止状態での鋼板の重ね部分の溶接時に、そ
の重ね部分の走行方向の相対的移動状態を定量的に監視
することが出来るので、溶接不良にたいして、的確な判
断により、迅速な処置を行うことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼プロセス製造ライン
の鋼板をナローラップシーム溶接する場合の鋼板重ね部
分の流れ方向の移動状態の監視方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼プロセス製造ラインでは、鋼板特に
薄鋼板をナローラップシーム溶接する場合が多い。例え
ば、連続式亜鉛めっきライン（以降ＣＧＬと云う）で
は、一般に薄鋼板のコイル（以降鋼板と云う）を連続的
に巻き戻して、電解脱脂、焼鈍等の前処理を行い、溶融
亜鉛めっきした後に、スパングルを防止するための亜鉛
粉等の吹付け、塗油等の後処理を行い、最後にリールに
巻取り、製品とする。

【０００３】上記ラインでは、電解脱脂等の前処理を行
う前に、溶接機をラインに設けて、鋼板を連続的に走行
させるために、所謂先の鋼板の後端部と後の鋼板の先端
部とをナローラップシーム溶接して接続している。一般
には上記溶接はラインを停止することなく、ループカー
等によって、鋼板を静止状態で溶接が出来るようにして
いる。

【０００４】ナローラップシーム溶接では、重ね量が例
えば２．０ｍｍ以下等の極めて少ない量で鋼板を重ね合
わせて、その重ね部を円板状の電極で挟んで、加圧し、
鋼板の巾方向に回転させながら、連続的に溶接する。上
記のように、重ね量が極めて少ない量で鋼板を重ね合わ
せるので、溶接不良による欠陥が発生しやすい。

【０００５】この対策の一つとして、特開平３−１８９
８８号公報にナローラップ溶接のセッテング方法が提案
されている。ここでは一例としてナローラップ用クラン
プに支持されている一つの被溶接板Ａを他の被溶接板Ｂ
の上面よりやや上方にして左方に移動させ、被溶接板
Ａ、Ｂの重り部を設定値より広く重ね、そこで溶接用ク
ランプＣにより、その重ね部分を弱圧力でバックバーに
押し付ける。その後、被溶接板Ｂをナローラップ用クラ
ンプとともに、右方に移動させ、重ね部分の設定値にセ
ットする。

【０００６】この結果、溶接クランプＣによって、押圧
されている被溶接板Ｂの左端部分は、シワや反り等が矯
正されて平坦な状態になる。被溶接板Ｂはこの位置で溶
接用クランプＤにより固定する。一方被溶接板Ａは溶接
用クランプＣにより、バックバーに対して、強く押し付
けられ、ナローラップのセットが完了する。ここではト
ーチによって、溶接されている。

【０００７】しかし、特開平３−１８９８８号公報に示
すようなセッテング方法をナローラップシーム溶接に適
用しても、溶接不良を十分に防止することが出来ないと
云う問題がある。これらの原因については、定かではな
いが、鉄鋼プロセス製造ラインで扱う薄鋼板は種々の板
巾（例えば０．４〜２．３ｍｍ）があり、セッテング不
良の外に、クランプ不良による溶接中の鋼板の動き、溶
接条件不良、母材不良等が挙げられる。

【０００８】そのため、一般には作業者がナローラップ
シーム溶接時に、溶接状態を目視監視し、更に溶接が完
了した直後に、張力を付加して、その破断状態を目視監
視して、異常状態の場合は、溶接個所を切断して再度溶
接をする等の処置を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、作業者
がナローラップシーム溶接時に、溶接状態を目視監視す
る方法ては、作業者による熟練度を必要とし、叉定量的
でないために、溶接不良に対する判断が遅い。そのた
め、溶接遅延によるラインのスローダウンにともなう規
格外品の発生、溶接品質不良による破断等の問題があ
る。

【００１０】本発明では上記のような問題点の解決を図
ったものであり、静止状態で、ナローラップシーム溶接
時に、鋼板の重ね部分の走行方向の移動状態を定量的に
監視することの出来る方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明は、鉄鋼プロセス製造ラインの鋼板
をナローラップシーム溶接するにあたり、先の鋼板の後
端部を後の鋼板の先端部に重ね、静止状態で、それらの
重ね部分を巾方向に溶接している間、レーザーセンサー
により、前記重ね部分に近接した各々の鋼板面にレーザ
ー光を照射して、その重ね部分の各々の走行方向の動き
を移動量として検出し、それらの検出値からその重ね部
分の走行方向の相対的移動量を算出し、それにより相対
的移動状態を監視するナローラップシーム溶接の鋼板重
ね部分の移動状態を監視する方法とするものである。

【００１２】本発明では、静止状態で、重ね部分を巾方
向に溶接している間、その重ね部分の走行方向の移動状
態の検出に、レーザーセンサーを用いることが必要であ
る。ナローラップシーム溶接のような条件下では、接触
測定は困難であり、非接触測定が必要である。レーザー
センサーは非接触測定てあり、且つレーザー光を鋼板の
粗面にあてると、光の干渉により、干渉じま（以降スペ
ックルパターンと云う）を形成し、スペックルパターン
の変化により、移動量を検出することが出来る。

【００１３】本発明では、レーザーセンサーを用いる場
合、レーザーセンサーは先の鋼板の後端部と、後の鋼板
の先端部にレーザー光をあてるようにすることが必要で
ある。そのため、レーザーセンサーは少なくとも２つの
レーザーセンサーを設けることが必要である。これらに
よって、上記重ね部分の走行方向の相対的移動量を算出
することが出来、相対的移動状態を定量的に監視するこ
とが出来る。即ち、重ね部分の一方の鋼板が走行方向に
動いて、重ね部分の巾が変わった場合を定量的に判断し
て、再溶接等の処置を行う。叉、重ね部分の巾は変わら
ないが、重ね部分が動いて、重ね部分の適正な溶接位置
が変わった場合も、監視出来る。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図１は本発明に用いる装置の一実施例による鋼板重
ね部分の走行方向の移動監視状態を示す図である。図１
において、３はレーザー検出装置、３ａ、３ｂ、３ｃ、
３ｄはレーザーフィードモニター・センサーヘッド、４
はコントローラである。この種のレーザー検出装置は市
販のものを使用することが出来る。

【００１５】本発明では鉄鋼プロセス製造ラインの鋼板
１をナローラップシーム溶接するにあたり、先の鋼板１
の後端部１ａを後の鋼板２の先端部２ａに重ね、静止状
態で、それらの重ね部分Ｐを巾方向に溶接している間、
前記重ね部分Ｐに近接した各々の鋼板１ａ、２ａの所定
面の走行方向の動きを移動量としてレーザー検出装置３
のレーザーフィードモニター・センサーヘッド３ａ、３
ｂ、３ｃ、３ｄで検出した。

【００１６】即ち、所定面にレーザ光を照射し、鋼板の
走行方向にスペックルパターンを形成し、このスペック
ルパターンの変化をレーザーフィードモニター・センサ
ーヘッド３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内のイメージセンサー
で捉えた。矢印はレーザ光の方向を示す。ここでは、レ
ーザーフィードモニター・センサーヘッド３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄのイメージセンサーからの信号をコントロー
ラ４に入力し、そこで各々の走行方向の移動量を算出
し、更に走行方向の相対的移動量を算出した。その相対
的移動量を表示装置５に表示し、又は必要に応じて、プ
リンター６でプリントし、設定値を超えた場合は警報器
７で警報することによって、重ね部分Ｐの走行方向の相
対的移動状態を監視した。監視は定量的に行うことが出
来るので、重ね部分Ｐの不良箇所に対する迅速な処置を
とることが出来る。通常は不良な重ね部分を切断して、
再度セッテングし、溶接を行う。８はナローラップシー
ム溶接の電極であり、９はクランプである。

【００１７】上記実施例では４つのレーザーフィードモ
ニター・センサーヘッドを設けて、先の鋼板と後の鋼板
の巾方向の両端側面にレーザー光を照射したが、一つの
鋼板のセンサーヘッドの数については、特に限定するも
のではなく、必要に応じて定めることが出来る。

【００１８】次に図１に示すような装置を用いて、本発
明をＣＧＬでのナローラップシーム溶接に適用した場合
について説明する。重ね量の設定値を１．５ｍｍ±０．
２ｍｍとして、巾８００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの薄鋼板
を重ね合わせて、その重ね部を円板状の電極８で挟ん
で、加圧し、鋼板の巾方向に回転させながら、連続的に
点溶接を繰り返してナローラップシーム溶接を行った。

【００１９】この場合、先の鋼板１の後端から約２．０
ｍｍの巾方向の両端部側の面と、後の鋼板２の先端から
約２．０ｍｍの巾方向の両端側の面に各々レーザ光を照
射出来るように、レーザーフィードモニター・センサー
ヘッド３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを設置した。

【００２０】そして、静止状態で、それらの鋼板の重ね
部分Ｐを巾方向にナローラップシーム溶接している間、
上記の所定面にレーザ光を照射し、鋼板の走行方向にス
ペックルパターンを形成し、このスペックルパターンの
変化をレーザーフィードモニター・センサーヘッド３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ内のイメージセンサーで捉え、そ
のイメージセンサーからの信号をコントローラ４に入力
し、そこで各々の走行方向の移動量を算出し、更に走行
方向の相対的移動量を算出し、重ね部分の巾が、１．５
ｍｍ±０．２ｍｍの設定値に対して、異常の場合に警報
を発するようにした。

【００２１】上記において、走行方向の相対的移動量が
異常を生じた場合に、溶接不良として直ちに判断して、
不良個所の切断、再溶接の処置を行った。そのため、溶
接遅延によるラインのスローダウンにともなう規格外品
の発生を少なく押さえることが出来た。この場合は、ナ
ローラップシーム溶接後の張力付加や、ハンマーリング
等の破断判定をすることなく、しかも、見落としによる
溶接品質不良による破断等を防止することが出来た。

【００２２】以上のように、本発明では静止状態でのナ
ローラップシーム溶接時の重ね部分の走行方向の相対的
移動量を定量的に算出して、その相対的移動状態を監視
することが出来るので、異常な状態の場合には、直ちに
判断して、不良個所の切断、再溶接の処置を行うことが
出来る。また、従来溶接不良の判定に、必要としていた
張力付加や、ハンマリング等のチェックの工程が不要で
ある。

【００２３】

【発明の効果】本発明では、静止状態での鋼板の重ね部
分の溶接時に、その重ね部分の走行方向の相対的移動状
態を定量的に監視することが出来るので、溶接不良にた
いして、的確な判断により、迅速な処置を行うことが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる装置の一実施例による鋼板重ね
部分の移動監視状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 先の鋼板 ２ 後の鋼板 ３ レーザー検出装置 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ レザーフィードモニター・セ
ンサーヘッド ４ コントローラ ５ 表示装置 ６ プリンター ７ 警報器 ８ 電極 ９ クランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 泉 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中村 康海 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 本坊 勝博 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 千賀 一孝 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄鋼プロセス製造ラインの鋼板をナロー
   ラップシーム溶接するにあたり、先の鋼板の後端部を後
   の鋼板の先端部に重ね、静止状態で、それらの重ね部分
   を巾方向に溶接している間、レーザーセンサーにより、
   前記重ね部分に近接した各々の鋼板面にレーザー光を照
   射して、前記重ね部分の各々の走行方向の動きを移動量
   として検出し、それらの検出値から前記重ね部分の走行
   方向の相対的移動量を算出し、それにより相対的移動状
   態を監視することを特徴とするナローラップシーム溶接
   の鋼板重ね部分の移動状態を監視する方法。