JPH07256304A - 連続熱間圧延方法 - Google Patents
連続熱間圧延方法Info
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- JPH07256304A JPH07256304A JP6049327A JP4932794A JPH07256304A JP H07256304 A JPH07256304 A JP H07256304A JP 6049327 A JP6049327 A JP 6049327A JP 4932794 A JP4932794 A JP 4932794A JP H07256304 A JPH07256304 A JP H07256304A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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- B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B15/0085—Joining ends of material to continuous strip, bar or sheet
Landscapes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザビームを２スポットに集光すること
で、切断用のレーザ加工ヘッドを１つにすることで、切
断線が先行の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端部で
完全に一致する突合わせ成形工程を設けることで、安定
したレーザ接合が実現できる連続熱間圧延方法を提供す
る。 【構成】 熱間圧延装置の圧延機の仕上げ入側で、先行
の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端を突き合わせ接
合した後、この接合した圧延材を連続圧延する連続圧延
方法において、該先行材の後端部と該後行材の先端部を
同時に２スポットのレーザビームにより切断した後、１
スポットのレーザビームにより溶接接合すること。およ
び上記２スポットに集光するため、山形レンズと通常レ
ンズの組合せ、あるいは２分割された集光ミラーを使用
すること。
で、切断用のレーザ加工ヘッドを１つにすることで、切
断線が先行の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端部で
完全に一致する突合わせ成形工程を設けることで、安定
したレーザ接合が実現できる連続熱間圧延方法を提供す
る。 【構成】 熱間圧延装置の圧延機の仕上げ入側で、先行
の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端を突き合わせ接
合した後、この接合した圧延材を連続圧延する連続圧延
方法において、該先行材の後端部と該後行材の先端部を
同時に２スポットのレーザビームにより切断した後、１
スポットのレーザビームにより溶接接合すること。およ
び上記２スポットに集光するため、山形レンズと通常レ
ンズの組合せ、あるいは２分割された集光ミラーを使用
すること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホットストリップを完全
連続圧延によって製造できるようにした連続熱間圧延方
法に関するものである。
連続圧延によって製造できるようにした連続熱間圧延方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱間圧延ラインはスラブを加熱炉
から１本ずつ抽出して粗圧延機群により、所要厚のシー
トバーに圧延し、このシートバーを仕上圧延機群により
所要厚のストリップに圧延した後コイラーによってコイ
ルに巻取るようになっている。この従来の熱間圧延ライ
ンにあっては圧延材を１本ずつ粗圧延機および仕上げ圧
延することから次のような問題があった。
から１本ずつ抽出して粗圧延機群により、所要厚のシー
トバーに圧延し、このシートバーを仕上圧延機群により
所要厚のストリップに圧延した後コイラーによってコイ
ルに巻取るようになっている。この従来の熱間圧延ライ
ンにあっては圧延材を１本ずつ粗圧延機および仕上げ圧
延することから次のような問題があった。
【０００３】すなわち、各圧延材をそれぞれ粗圧延機群
および仕上圧延機群の上下の圧延ロールに円滑に噛込ま
せる必要があるため、各圧延材毎に先端部形状および板
厚等の調整が必要であり、先端から後端にまで均一な品
質が得られない。また、圧延材の先端部と後端部での温
度差が生じ製品材質の不均一となること。特に薄物圧延
において、ストリップの先端がコイラーに達するまでの
間にはストリップ速度を大きくすることが出来ず生産性
が悪いし、更には、先端の圧延材と後行の圧延材との間
に圧延作業に全く関与しない空間が存在するので、設備
の利用有効度が低く、生産能率が悪いという問題があ
る。
および仕上圧延機群の上下の圧延ロールに円滑に噛込ま
せる必要があるため、各圧延材毎に先端部形状および板
厚等の調整が必要であり、先端から後端にまで均一な品
質が得られない。また、圧延材の先端部と後端部での温
度差が生じ製品材質の不均一となること。特に薄物圧延
において、ストリップの先端がコイラーに達するまでの
間にはストリップ速度を大きくすることが出来ず生産性
が悪いし、更には、先端の圧延材と後行の圧延材との間
に圧延作業に全く関与しない空間が存在するので、設備
の利用有効度が低く、生産能率が悪いという問題があ
る。
【０００４】これら従来の熱間圧延ラインの問題を解決
すべく、近年、シートバーを連続的に熱間圧延するた
め、圧延中の走行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部
とをシャー切断の切断面のまま突合わせ接合し、この接
合したシートバーを連続圧延する方法が提案されてい
る。しかし、切断面のままのため、突き合わせ状態が悪
く、大きなギャップが存在するため、細いビームを絞る
（通常１ｍｍ以下）必要があるレーザを用いた接合は不
可能であった。このためレーザ以外の方法として、例え
ば、特開昭６１−１２６９８３号公報にはホットスカー
ファーで接合端面を同時に加熱し、突合わせて圧接する
方法や特開平４−８９１０９号公報には、接合端面を接
触させ、その領域にて鋼片の厚み方向に貫通する交番磁
界を印加して加熱し、押圧して接合する方法が開示され
ている。また、特開平４−３６７３８４号公報は熱延鋼
板等を２つのレーザ加工ヘッドで切断し、その後レーザ
接合する方法や特開昭５６−１６３０８８号公報は鋼板
の一方のみをレーザ切断で整形し、その後レーザ接合す
ることが開示されている。
すべく、近年、シートバーを連続的に熱間圧延するた
め、圧延中の走行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部
とをシャー切断の切断面のまま突合わせ接合し、この接
合したシートバーを連続圧延する方法が提案されてい
る。しかし、切断面のままのため、突き合わせ状態が悪
く、大きなギャップが存在するため、細いビームを絞る
（通常１ｍｍ以下）必要があるレーザを用いた接合は不
可能であった。このためレーザ以外の方法として、例え
ば、特開昭６１−１２６９８３号公報にはホットスカー
ファーで接合端面を同時に加熱し、突合わせて圧接する
方法や特開平４−８９１０９号公報には、接合端面を接
触させ、その領域にて鋼片の厚み方向に貫通する交番磁
界を印加して加熱し、押圧して接合する方法が開示され
ている。また、特開平４−３６７３８４号公報は熱延鋼
板等を２つのレーザ加工ヘッドで切断し、その後レーザ
接合する方法や特開昭５６−１６３０８８号公報は鋼板
の一方のみをレーザ切断で整形し、その後レーザ接合す
ることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した、特開昭６１
−１２６９８３号公報や特開平４−８９１０９号公報の
ように、押圧を必要とする接合方法では、一般に押圧力
が面圧にして３ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と高く、この押圧力
を発生させるために必要なシートバーのクランプ力は、
シートバーとクランプバーの摩擦力で決定されるので、
過大なクランプ力が加わる。このため、クランプ部でシ
ートバー表面のスケールを押し込み、製品疵を発生させ
るという問題があった。
−１２６９８３号公報や特開平４−８９１０９号公報の
ように、押圧を必要とする接合方法では、一般に押圧力
が面圧にして３ｋｇｆ／ｍｍ2 以上と高く、この押圧力
を発生させるために必要なシートバーのクランプ力は、
シートバーとクランプバーの摩擦力で決定されるので、
過大なクランプ力が加わる。このため、クランプ部でシ
ートバー表面のスケールを押し込み、製品疵を発生させ
るという問題があった。
【０００６】また、特開平４−３６７３８４号公報や特
開昭５６−１６３０８８号公報は熱延材ではなく板厚が
数ｍｍ程度の鋼板を連続化するに当たり、従来はシャー
切断の切断面のまま接合されるものの改良ではあるが、
しかし、先行材、後行材の両端部を切断整形する場合、
各々の端部を独立した加工ヘッドを用いて切断するか、
あるいは、一つのヘッドで２回に分けて切断する方法で
あり、この場合、加工ヘッドを板幅方向に動かすときの
ブレ、波打ち等により切断線の直線性には必ず誤差が含
まれ、これらの誤差が先行材、後行材の両者で全く無関
係に発生する。このため、折角レーザ切断してもきれい
に突合わせ線がでず、その後のレーザ接合工程で接合不
良を起こし充分な溶接性を得るまでには至ってないのが
実状である。
開昭５６−１６３０８８号公報は熱延材ではなく板厚が
数ｍｍ程度の鋼板を連続化するに当たり、従来はシャー
切断の切断面のまま接合されるものの改良ではあるが、
しかし、先行材、後行材の両端部を切断整形する場合、
各々の端部を独立した加工ヘッドを用いて切断するか、
あるいは、一つのヘッドで２回に分けて切断する方法で
あり、この場合、加工ヘッドを板幅方向に動かすときの
ブレ、波打ち等により切断線の直線性には必ず誤差が含
まれ、これらの誤差が先行材、後行材の両者で全く無関
係に発生する。このため、折角レーザ切断してもきれい
に突合わせ線がでず、その後のレーザ接合工程で接合不
良を起こし充分な溶接性を得るまでには至ってないのが
実状である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記したよう
な問題を解決したもので、レーザビームを２スポットに
集光することで、切断用のレーザ加工ヘッドを１つにす
ることで、切断線が先行材と後行材で完全に一致する。
このように突合わせ部の成形工程を設けることにより、
突合わせ形状を改善し、突き合わせギャップを一定にす
ることが出来、安定したレーザ接合が実現できる連続熱
間圧延方法を提供するものである。その発明の要旨とす
るところは、 （１）熱間圧延装置の圧延機の仕上げ入側で、先行の圧
延材の後端部と後行の圧延材の先端を突き合わせ接合し
た後、該接合した圧延材を連続圧延する連続圧延方法に
おいて、該先行材の後端部と該後行材の先端部を同時に
２スポットのレーザビームにより切断した後、１スポッ
トのレーザビームにより溶接接合することを特徴とする
連続熱間圧延方法。
な問題を解決したもので、レーザビームを２スポットに
集光することで、切断用のレーザ加工ヘッドを１つにす
ることで、切断線が先行材と後行材で完全に一致する。
このように突合わせ部の成形工程を設けることにより、
突合わせ形状を改善し、突き合わせギャップを一定にす
ることが出来、安定したレーザ接合が実現できる連続熱
間圧延方法を提供するものである。その発明の要旨とす
るところは、 （１）熱間圧延装置の圧延機の仕上げ入側で、先行の圧
延材の後端部と後行の圧延材の先端を突き合わせ接合し
た後、該接合した圧延材を連続圧延する連続圧延方法に
おいて、該先行材の後端部と該後行材の先端部を同時に
２スポットのレーザビームにより切断した後、１スポッ
トのレーザビームにより溶接接合することを特徴とする
連続熱間圧延方法。
【０００８】（２）熱間圧延材の先行材の後端部と後行
材の先端部を同時に２スポットのレーザビームにより切
断する（１）に記載の連続熱間圧延方法において、山形
レンズと通常レンズの組合せ、或いは２分割された集光
ミラーによりレーザビームを２スポットに集光すること
によりレーザ切断することを特徴とする連続熱間圧延方
法にある。
材の先端部を同時に２スポットのレーザビームにより切
断する（１）に記載の連続熱間圧延方法において、山形
レンズと通常レンズの組合せ、或いは２分割された集光
ミラーによりレーザビームを２スポットに集光すること
によりレーザ切断することを特徴とする連続熱間圧延方
法にある。
【０００９】
【作用】以下、本発明について図面に従って詳細に説明
する。図１は本発明に係る先行材後端部と後行材先端部
の突合わせ部を同時に２スポットのレーザビームで切断
する形状を示す図である。図１（Ａ）は２スポットのレ
ーザビームで切断しない前の状態を示す図で、先行材後
端コイル１ａと後行材先端コイル１ｂが突合わされた場
合に先行材後端部２ａと後行材先端部２ｂの幅方向に凹
凸形状をなし、両端部に大きな間隙を生ずることにな
る。図１（Ｂ）はレーザビームにて先端部を切断した後
のエッジの形状を示している。図１（Ｂ）に示すよう
に、先行材の後端部と後行材の先端部を同時に２スポッ
トのレーザビームにより切断することにより、圧延材の
幅方向平行に切断されている状況が判る。
する。図１は本発明に係る先行材後端部と後行材先端部
の突合わせ部を同時に２スポットのレーザビームで切断
する形状を示す図である。図１（Ａ）は２スポットのレ
ーザビームで切断しない前の状態を示す図で、先行材後
端コイル１ａと後行材先端コイル１ｂが突合わされた場
合に先行材後端部２ａと後行材先端部２ｂの幅方向に凹
凸形状をなし、両端部に大きな間隙を生ずることにな
る。図１（Ｂ）はレーザビームにて先端部を切断した後
のエッジの形状を示している。図１（Ｂ）に示すよう
に、先行材の後端部と後行材の先端部を同時に２スポッ
トのレーザビームにより切断することにより、圧延材の
幅方向平行に切断されている状況が判る。
【００１０】図２は突合わせ状態の横断面図である。図
２（Ａ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ´断面図、図２（Ｂ）は
Ｂ−Ｂ´断面図であり、図１（Ａ）のように切断線が波
打った状態を示している。また、横の断面形状において
はＡ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´断面図で示しているようにギャッ
プの状態が全く異なる部位が存在している。すなわち、
エッジの上部では間隙（Ｇａｐ−Ｕ）が少ないが、エッ
ジの下部では間隙（Ｇａｐ−Ｌ）では大きくなり、この
間隙はスラブ厚が、例えば４５〜５０ｍｍである場合に
は約４ｍｍ程の隙間を生ずる。このため、レーザ溶接時
ではレーザビームを通常１ｍｍ以下の径に集光して、エ
ネルギー密度を高め、電子ビームと同様なキーホール溶
接現象を用いる関係上、間隙が１ｍｍ以上になるとレー
ザビームの材料への照射ずれ、また、吸収効率の低下を
招くことになり、これが溶接時に溶接欠陥の要因になる
と共に溶接部を拡大して接合することが必要となり、接
合速度が低下して溶接時間が長くなる。
２（Ａ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ´断面図、図２（Ｂ）は
Ｂ−Ｂ´断面図であり、図１（Ａ）のように切断線が波
打った状態を示している。また、横の断面形状において
はＡ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´断面図で示しているようにギャッ
プの状態が全く異なる部位が存在している。すなわち、
エッジの上部では間隙（Ｇａｐ−Ｕ）が少ないが、エッ
ジの下部では間隙（Ｇａｐ−Ｌ）では大きくなり、この
間隙はスラブ厚が、例えば４５〜５０ｍｍである場合に
は約４ｍｍ程の隙間を生ずる。このため、レーザ溶接時
ではレーザビームを通常１ｍｍ以下の径に集光して、エ
ネルギー密度を高め、電子ビームと同様なキーホール溶
接現象を用いる関係上、間隙が１ｍｍ以上になるとレー
ザビームの材料への照射ずれ、また、吸収効率の低下を
招くことになり、これが溶接時に溶接欠陥の要因になる
と共に溶接部を拡大して接合することが必要となり、接
合速度が低下して溶接時間が長くなる。
【００１１】図２（Ｃ）はレーザビームにて先端部を切
断した後のエッジの形状を示している。すなわち、本発
明による先行材の後端部と後行材の先端を同時に２スポ
ットのレーザビームにより切断することにより、圧延材
の幅方向平行に切断されている。この図でも判るよう
に、例えば、スラブ厚が、前述のように４５〜５０ｍｍ
であっても、１ｍｍ以下になり、しかも幅方向平行に切
断されるためレーザ溶接に問題を生じない突合わせとな
る。このようにして、本発明に係るレーザ切断による切
断面を形成することによって突合わせギャップを少なく
し、また、突合わせ面積を倍加させて、圧延板全幅にわ
たって図２（Ｃ）に示すような、平行な突合わせ部をも
つ状態を形成することが出来る。これによってレーザの
溶接性を向上させるものである。
断した後のエッジの形状を示している。すなわち、本発
明による先行材の後端部と後行材の先端を同時に２スポ
ットのレーザビームにより切断することにより、圧延材
の幅方向平行に切断されている。この図でも判るよう
に、例えば、スラブ厚が、前述のように４５〜５０ｍｍ
であっても、１ｍｍ以下になり、しかも幅方向平行に切
断されるためレーザ溶接に問題を生じない突合わせとな
る。このようにして、本発明に係るレーザ切断による切
断面を形成することによって突合わせギャップを少なく
し、また、突合わせ面積を倍加させて、圧延板全幅にわ
たって図２（Ｃ）に示すような、平行な突合わせ部をも
つ状態を形成することが出来る。これによってレーザの
溶接性を向上させるものである。
【００１２】図３は成形加工前の突合わせ状態とレーザ
切断により切断面を形成した状態を示す図である。図３
（Ａ）は図２（Ｂ）と同じくシャー切断だけで成形加工
する前の突合わせ状態の断面図であって、突合っている
部分の面積が少なく、下側には大きなギャップが存在す
る。この状態でレーザ溶接を試みても、溶け落ちなどの
溶接欠陥が発生したり、接合面積不足のために連続圧延
に耐える接合強度が確保できない。図３（Ｂ）はレーザ
切断によりシャー切断図を形成し突合わせ面積を大き
く、突合わせ状態を良い状態にする様子を示している。
斜線部分３ａ及び３ｂが切断して除去する部分に相当す
る。なお、符号Ｗｃはレーザビームによるスポット間隙
を示す。
切断により切断面を形成した状態を示す図である。図３
（Ａ）は図２（Ｂ）と同じくシャー切断だけで成形加工
する前の突合わせ状態の断面図であって、突合っている
部分の面積が少なく、下側には大きなギャップが存在す
る。この状態でレーザ溶接を試みても、溶け落ちなどの
溶接欠陥が発生したり、接合面積不足のために連続圧延
に耐える接合強度が確保できない。図３（Ｂ）はレーザ
切断によりシャー切断図を形成し突合わせ面積を大き
く、突合わせ状態を良い状態にする様子を示している。
斜線部分３ａ及び３ｂが切断して除去する部分に相当す
る。なお、符号Ｗｃはレーザビームによるスポット間隙
を示す。
【００１３】図４は本発明に係るレーザビームを２スポ
ットに集光する光学系を示す図である。図４に示すよう
に、先ず山形レンズ４にてビームを中心から２方向に屈
折させる。その後通常のレンズ５にて集光を行うと、ビ
ーム６ａ，６ｂは集光点７で２つの場所に分かれて集光
される。この２つのビーム６ａ，６ｂを用いて図３
（Ｂ）の斜線部を同時に切断する。スポットの間隔Ｗｃ
は山形レンズ４のＭθにより変更することが出来る。符
号Ｍｄは２つのレンズ間の距離を示す。
ットに集光する光学系を示す図である。図４に示すよう
に、先ず山形レンズ４にてビームを中心から２方向に屈
折させる。その後通常のレンズ５にて集光を行うと、ビ
ーム６ａ，６ｂは集光点７で２つの場所に分かれて集光
される。この２つのビーム６ａ，６ｂを用いて図３
（Ｂ）の斜線部を同時に切断する。スポットの間隔Ｗｃ
は山形レンズ４のＭθにより変更することが出来る。符
号Ｍｄは２つのレンズ間の距離を示す。
【００１４】図５は本発明に係るレーザビームを２スポ
ットに集光する他の光学系を示す図である。図５（Ａ）
は図４で２つの部分に分かれていたレンズを一体化した
ものであり、一種の一体化された変形レンズ８で構成さ
れる。図５（Ｂ）はレンズではなくミラー光学系によ
り、２スポット集光を実現する例を示す。通常の集光ミ
ラー（球面ないし放物面ミラー）をミラー軸方向に２分
割し、２分割集光ミラー９ａ，９ｂの角度を調節するこ
とでスポット位置を任意に変更することが出来、切断場
所を適宜変更できる。符号１０はミラーを示す。
ットに集光する他の光学系を示す図である。図５（Ａ）
は図４で２つの部分に分かれていたレンズを一体化した
ものであり、一種の一体化された変形レンズ８で構成さ
れる。図５（Ｂ）はレンズではなくミラー光学系によ
り、２スポット集光を実現する例を示す。通常の集光ミ
ラー（球面ないし放物面ミラー）をミラー軸方向に２分
割し、２分割集光ミラー９ａ，９ｂの角度を調節するこ
とでスポット位置を任意に変更することが出来、切断場
所を適宜変更できる。符号１０はミラーを示す。
【００１５】図６は先行材と後行材をクランプした状態
を示す図である。図６（Ａ）は、従来の先行材後端コイ
ル１ａと後行材先端コイル１ｂの各々の端部を独立した
加工ヘッドを用いて切断するか、あるいは１つのヘッド
で２回に分けて切断した場合の先行材と後行材に大きな
ギヤップが存在する場合の別々にクランプした場合であ
り、この場合はクランプ時に両材の対広角が変化してｇ
´1 ≠ｇ´2 となる可能性が大きい。図６（Ｂ）は図６
（Ａ）の横断面図であり、先行材と後行材が離れている
ときは、突合わせ時に先行材あるいは後行材の移動量が
多いため移動する際にズレを生ずる。図６（Ｃ）は本発
明による２スポットで同時切断した場合であり、この場
合は先行材後端コイル１ａと後行材先端コイル１ｂの距
離は小さく、そのため突合わせクランプした場合、ｇ1
とｇ2 は小さいので、先行材後端コイル１ａと後行材先
端コイル１ｂの位置関係は変化しない（ｇ´1 ＝ｇ
´2 ）。図６（Ｄ）は図６（Ｃ）の横断面図である。こ
の場合は先行材と後行材間が狭いので突合わせ時に先行
材あるいは後行材の移動距離が短いためにズレを生ずる
ことがないことを示している。
を示す図である。図６（Ａ）は、従来の先行材後端コイ
ル１ａと後行材先端コイル１ｂの各々の端部を独立した
加工ヘッドを用いて切断するか、あるいは１つのヘッド
で２回に分けて切断した場合の先行材と後行材に大きな
ギヤップが存在する場合の別々にクランプした場合であ
り、この場合はクランプ時に両材の対広角が変化してｇ
´1 ≠ｇ´2 となる可能性が大きい。図６（Ｂ）は図６
（Ａ）の横断面図であり、先行材と後行材が離れている
ときは、突合わせ時に先行材あるいは後行材の移動量が
多いため移動する際にズレを生ずる。図６（Ｃ）は本発
明による２スポットで同時切断した場合であり、この場
合は先行材後端コイル１ａと後行材先端コイル１ｂの距
離は小さく、そのため突合わせクランプした場合、ｇ1
とｇ2 は小さいので、先行材後端コイル１ａと後行材先
端コイル１ｂの位置関係は変化しない（ｇ´1 ＝ｇ
´2 ）。図６（Ｄ）は図６（Ｃ）の横断面図である。こ
の場合は先行材と後行材間が狭いので突合わせ時に先行
材あるいは後行材の移動距離が短いためにズレを生ずる
ことがないことを示している。
【００１６】このように、１つのヘッドで２回に分けて
切断するのではなく、２つのヘッドを一体化して動かせ
ば、前述したように切断線の直線性に含まれる誤差は先
行材と後行材で同じになるので突合わせは良好となる。
ただ、２つのスポットの間隔は図６に示すように、あま
り大きな間隙があると、例え、切断線を先行材と後行材
を良く合わせても突合わせ際に熱延材のライン精度から
して動く熱延材が数ｍｍ程度のズレが生じ、その結果突
合わせの際にはズレ、ギャップが生じて突合わせ状態が
一定にならない。この突合わせ状態が一定にならないと
溶接欠陥を生ずる。これに対して、特に山形レンズや２
分割ミラーを使用することにより、２スポットの間隔を
数ｍｍから数十ｍｍまでの狭い間隔にすることが出来
る。これにより、切断後の先行材あるいは後行材の移動
量が数ｍｍから数十ｍｍ程度と小さいため、移動による
ズレは殆ど生せず、従って安定した溶接が実現できる。
切断するのではなく、２つのヘッドを一体化して動かせ
ば、前述したように切断線の直線性に含まれる誤差は先
行材と後行材で同じになるので突合わせは良好となる。
ただ、２つのスポットの間隔は図６に示すように、あま
り大きな間隙があると、例え、切断線を先行材と後行材
を良く合わせても突合わせ際に熱延材のライン精度から
して動く熱延材が数ｍｍ程度のズレが生じ、その結果突
合わせの際にはズレ、ギャップが生じて突合わせ状態が
一定にならない。この突合わせ状態が一定にならないと
溶接欠陥を生ずる。これに対して、特に山形レンズや２
分割ミラーを使用することにより、２スポットの間隔を
数ｍｍから数十ｍｍまでの狭い間隔にすることが出来
る。これにより、切断後の先行材あるいは後行材の移動
量が数ｍｍから数十ｍｍ程度と小さいため、移動による
ズレは殆ど生せず、従って安定した溶接が実現できる。
【００１７】
実施例１ 加熱炉で加熱されたスラブを粗圧延機によって圧延され
た後の板厚６０ｍｍ、幅１９８０ｍｍ、温度１０００
℃、１００ｍｐｍで走行中の先行圧延材の後端部と同条
件の後行圧延材の先端部をそれぞれペンデュラムシャー
で切断して端部形状を備えて突合わせ、２５ｋｗ、切断
速度６０ｍｍ／ｓｅｃで溶接速度３０ｍｍ／ｓｅｃなる
条件のレーザ装置を用いて、２スポットのレーザビーム
により、先行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部の全
幅を同時に平行に切断した後圧延材の上面より材料端部
から１スポットのレーザビームにより、それぞれ１８０
ｍｍ（片側接合断面積率は圧延全断面の３％条件に当た
る）接合した。その後仕上げ圧延機で圧延を行った。そ
の結果は先行材の後端部と後行材の先端部との間隙が縮
少されることから、接合断面も少なくてすみ、それにも
かかわらず非接合端面は圧延機により圧接されて、レー
ザ接合部と合計すれば接合断面は８０％以上に達した。
この条件で後続の仕上げ圧延機を用いて連続熱間圧延を
行い、板厚６ｍｍの製品を仕上げるも、全く破断なく良
好な圧延が行われた。
た後の板厚６０ｍｍ、幅１９８０ｍｍ、温度１０００
℃、１００ｍｐｍで走行中の先行圧延材の後端部と同条
件の後行圧延材の先端部をそれぞれペンデュラムシャー
で切断して端部形状を備えて突合わせ、２５ｋｗ、切断
速度６０ｍｍ／ｓｅｃで溶接速度３０ｍｍ／ｓｅｃなる
条件のレーザ装置を用いて、２スポットのレーザビーム
により、先行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部の全
幅を同時に平行に切断した後圧延材の上面より材料端部
から１スポットのレーザビームにより、それぞれ１８０
ｍｍ（片側接合断面積率は圧延全断面の３％条件に当た
る）接合した。その後仕上げ圧延機で圧延を行った。そ
の結果は先行材の後端部と後行材の先端部との間隙が縮
少されることから、接合断面も少なくてすみ、それにも
かかわらず非接合端面は圧延機により圧接されて、レー
ザ接合部と合計すれば接合断面は８０％以上に達した。
この条件で後続の仕上げ圧延機を用いて連続熱間圧延を
行い、板厚６ｍｍの製品を仕上げるも、全く破断なく良
好な圧延が行われた。
【００１８】実施例２ 実施例１と同様に、加熱炉で加熱されたスラブを粗圧延
機によって圧延された後の板厚４０ｍｍ、幅１５５０ｍ
ｍ、温度１０５０℃、５０ｍｐｍで走行中の圧延材の先
行材後端部と後行先端部とを２５ｋｗ、切断速度１２０
ｍｍ／ｓｅｃで溶接速度６０ｍｍ／ｓｅｃなる切断、溶
接条件で２分割された集光ミラーによりレーザビームを
２スポットに集光することにより、先行材の後端部と後
行材の先端部を同時に２スポットのレーザビームによ
り、全幅を同時に平行に切断した後圧延材の上面より材
料端部から１スポットのレーザビームにより、それぞれ
１６０ｍｍ（片側接合断面積率で４％）接合した。その
後仕上げ圧延機で圧延を行った。その結果は先行材の後
端部と後行材の先端部との間隙が縮少されることから、
接合断面も少なくてすみ、それにもかかわらず非接合端
面は圧延機により圧接されて、レーザ接合部と合計すれ
ば接合断面は８０％以上に達した。この条件で後続の仕
上げ圧延機を用いて連続熱間圧延を行い、板厚２．０ｍ
ｍの製品を仕上げた。そのときの破断は全くなく良好な
圧延が行われた。
機によって圧延された後の板厚４０ｍｍ、幅１５５０ｍ
ｍ、温度１０５０℃、５０ｍｐｍで走行中の圧延材の先
行材後端部と後行先端部とを２５ｋｗ、切断速度１２０
ｍｍ／ｓｅｃで溶接速度６０ｍｍ／ｓｅｃなる切断、溶
接条件で２分割された集光ミラーによりレーザビームを
２スポットに集光することにより、先行材の後端部と後
行材の先端部を同時に２スポットのレーザビームによ
り、全幅を同時に平行に切断した後圧延材の上面より材
料端部から１スポットのレーザビームにより、それぞれ
１６０ｍｍ（片側接合断面積率で４％）接合した。その
後仕上げ圧延機で圧延を行った。その結果は先行材の後
端部と後行材の先端部との間隙が縮少されることから、
接合断面も少なくてすみ、それにもかかわらず非接合端
面は圧延機により圧接されて、レーザ接合部と合計すれ
ば接合断面は８０％以上に達した。この条件で後続の仕
上げ圧延機を用いて連続熱間圧延を行い、板厚２．０ｍ
ｍの製品を仕上げた。そのときの破断は全くなく良好な
圧延が行われた。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によるレーザ
ビームを２スポットに集光させ、切断用のレーザ加工ヘ
ッドを１つにすることで、切断線が先行材と後行材で完
全に一致した切断形状が確保出来ることから、突合わせ
間隙を一定にすることが可能となり、安定したレーザ接
合の実現が可能となり、粗圧延後の圧延材を先行する仕
上げ圧延中の圧延材に材料を停止することなく、連続的
に仕上げ圧延がされると共に、品質の良好な熱間圧延材
を得ることが出来、生産性の向上並びに圧延品質の向上
を図ることが出来る優れた効果を奏するものである。
ビームを２スポットに集光させ、切断用のレーザ加工ヘ
ッドを１つにすることで、切断線が先行材と後行材で完
全に一致した切断形状が確保出来ることから、突合わせ
間隙を一定にすることが可能となり、安定したレーザ接
合の実現が可能となり、粗圧延後の圧延材を先行する仕
上げ圧延中の圧延材に材料を停止することなく、連続的
に仕上げ圧延がされると共に、品質の良好な熱間圧延材
を得ることが出来、生産性の向上並びに圧延品質の向上
を図ることが出来る優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明に係る先行材後端部と後行材先端部の突
合わせ部を同時に２スポットのレーザビームで切断する
形状を示す図、
合わせ部を同時に２スポットのレーザビームで切断する
形状を示す図、
【図２】突合わせ状態の横断面図、
【図３】成形加工前の突合わせ状態とレーザ切断により
切断面を形成した状態を示す図
切断面を形成した状態を示す図
【図４】本発明に係るレーザビームを２スポットに集光
する光学系を示す図、
する光学系を示す図、
【図５】本発明に係るレーザビームを２スポットに集光
する他の光学系を示す図、
する他の光学系を示す図、
【図６】先行材と後行材をクランプした状態を示す図で
ある。
ある。
１ａ 先行材後端コイル １ｂ 後行材先端コイル ２ａ 先行材後端部 ２ｂ 後行材先端部 ３ａ，３ｂ 斜線部分 ４ 山形レンズ ５ 通常のレンズ ６ａ，６ｂ ビーム ７ 集光点 ８ 変形レンズ ９ａ，９ｂ ２分割集光ミラー １０ ミラー Ｗｃ スポット間隙 Ｍｄ レンズ間距離
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 26/06 Ｚ
Claims (2)
- 【請求項１】 熱間圧延装置の圧延機の仕上げ入側で、
先行の圧延材の後端部と後行の圧延材の先端を突き合わ
せ接合した後、該接合した圧延材を連続圧延する連続圧
延方法において、該先行材の後端部と該後行材の先端部
を同時に２スポットのレーザビームにより切断した後、
１スポットのレーザビームにより溶接接合することを特
徴とする連続熱間圧延方法。 - 【請求項２】 熱間圧延材の先行材の後端部と後行材の
先端部を同時に２スポットのレーザビームにより切断す
る請求項１に記載の連続熱間圧延方法において、山形レ
ンズと通常レンズの組合せ、或いは２分割された集光ミ
ラーによりレーザビームを２スポットに集光することに
よりレーザ切断することを特徴とする連続熱間圧延方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6049327A JPH07256304A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 連続熱間圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6049327A JPH07256304A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 連続熱間圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07256304A true JPH07256304A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12827897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6049327A Withdrawn JPH07256304A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 連続熱間圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07256304A (ja) |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP6049327A patent/JPH07256304A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |