JPH0545353B2 - - 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。 そこで本発明では上記したようなバツト溶接時
における接合不良の発生原因の解明に基づき、溶
接時における薄鋼板端面突き合わせ部分近傍にお
ける板幅方向両側面を、板幅方向の両側から中央
に向けて、板幅方向の膨張・変形を阻止すべく加
圧あるいは拘束す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端
面突き合わせ部分近傍における板幅方向両側面
を、板幅方向の両側から中央に向けて、板幅方向
の膨張・変形を阻止すべく加圧あるいは拘束しな
がら溶接することにより前記した入熱ムラに起因
する接合不良をなくそうとしているのである。 つまり、従来のバツト溶接にあつては第４図に
模式的に示す如く、電極１による加圧は薄鋼板２
の長手方向からのみ行われていた為、薄鋼板２の
端面突き合わせ部分における加熱領域は板幅方向
に自由に膨張して非接触領域すなわち隙間が生じ
ていた。 これに対して本発明方法は、第１図に模式的に
示す如く、薄鋼板２の端面突き合わせ部分近傍に
おいて板幅方向の膨張変形を加圧あるいは拘束す
ることによつて阻止し、前記隙間の消滅を図るも
のである。 第２図は本発明方法を適用するに際して使用す
る加圧あるいは拘束を行うための治具４の例示図
面であり、この治具４は同図イ，ロに示すように
主電流の経路を撹乱しないために例えばセラミツ
クス等の高強度耐熱性絶縁体５を薄鋼板２との当
接側に用いて電気的絶縁を施し、かつ治具本体の
強度を鋼６等によつて補強することが望ましい。
なお、第２図イに示すものは高強度耐熱性絶縁体
５の表面に潤滑剤７を塗布して使用するものであ
り、ロに示すものは潤滑剤７に代えて高強度絶縁
体５でローラを形成したものである。 なお、板幅の異なる各薄鋼板２のバツト溶接を
効果的に行い、また加工や電極１への取り付け精
度に左右される板幅不均一の影響を排除するため
には本発明方法の適用に際し、拘束するよりも加
圧するほうが望ましい。 （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】 上記第３表により以下に列挙することが明らか
となつた。 板幅方向を拘束・加圧しない従来法の割れ率
は10％である（No.１）。 治具による加圧幅を初期電極間隔の1/3に設
定した場合には、治具加圧力の増加に伴つて割
れ率は減少する（No.２、３及びNo.10〜13）が、
ある値以上の加圧を加えても効果は同時である
（No.４、５及びNo.13、14）。 治具加圧力を一定にして治具による加圧幅を
増加した場合、後者の増加に伴い割れ率が減少
する（No.６〜８及びNo.15、16）が、ある幅以上
での効果は同等となる。（No.８、９及びNo.16、
17）。 以上の実施結果より治具による加圧幅を電極
間距離の1/3程度以上とし、治具加圧力を座屈
の起こらない範囲で高くすれば本発明による割
れ率低減の効果が顕著に現れる。 （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
る薄鋼板の端面突き合わせ部分近傍における板幅
方向両側面を、板幅方向の両側から中央に向け
て、板幅方向の膨張・変形を阻止すべく加圧ある
いは拘束しながら溶接する為、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。

【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，
ロは本発明方法に使用する加圧あるいは拘束治具
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は治具。

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、溶接せんとする薄鋼板の端面突き合わせ部
   分近傍における板幅方向両側面を、板幅方向の両
   側から中央に向けて、板幅方向の膨張・変形を阻
   止すべく加圧あるいは拘束しながら溶接すること
   を特徴とするバツト溶接方法。