JPH08238573A - 炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法 - Google Patents
炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法Info
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- JPH08238573A JPH08238573A JP4198295A JP4198295A JPH08238573A JP H08238573 A JPH08238573 A JP H08238573A JP 4198295 A JP4198295 A JP 4198295A JP 4198295 A JP4198295 A JP 4198295A JP H08238573 A JPH08238573 A JP H08238573A
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- Japan
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- welding
- steel thin
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目 的】 厚さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯の連続
通電による高速シーム溶接方法の提供。 【構 成】 炭素鋼薄鋼帯１、２を重ね合わせ、電極円
板６による連続通電でシーム溶接により接合するに際
し、前記電極円板６からの溶接入熱による炭素鋼の接合
界面の温度を、再結晶温度を超えかつ融点未満の温度範
囲となし、次いで接合界面の温度が再結晶温度以上に保
たれているうちに上下一対の圧下ロール８により炭素鋼
薄鋼帯の重ね合わせ部を押し潰す。
通電による高速シーム溶接方法の提供。 【構 成】 炭素鋼薄鋼帯１、２を重ね合わせ、電極円
板６による連続通電でシーム溶接により接合するに際
し、前記電極円板６からの溶接入熱による炭素鋼の接合
界面の温度を、再結晶温度を超えかつ融点未満の温度範
囲となし、次いで接合界面の温度が再結晶温度以上に保
たれているうちに上下一対の圧下ロール８により炭素鋼
薄鋼帯の重ね合わせ部を押し潰す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセスラインにおけ
る炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法に関するものである。
る炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼帯のプロセスライン、例えば連続焼鈍
ライン、連続めっきライン、連続酸洗ライン、連続圧延
ライン等においては、鋼帯コイルを生産工程中に溶接接
続して連続的に通板操業することにより、プロセスライ
ンの稼動率を高めている。このような鋼帯コイルの接合
法としては、シーム溶接法、フラッシュバット溶接法、
レーザ溶接法等が適用されている。
ライン、連続めっきライン、連続酸洗ライン、連続圧延
ライン等においては、鋼帯コイルを生産工程中に溶接接
続して連続的に通板操業することにより、プロセスライ
ンの稼動率を高めている。このような鋼帯コイルの接合
法としては、シーム溶接法、フラッシュバット溶接法、
レーザ溶接法等が適用されている。
【０００３】これらの接合法のうち、シーム溶接法は、
重ね合わせた鋼帯端部を上下一対の銅製電極円板で挟
み、連続又は断続通電し溶接する方法であるため、他の
方法より簡素であり、かつ溶接速度も２〜２０ｍｐｍと
高速であるため、プロセスラインにおいて広く利用され
ている。しかし、このシーム溶接方法で、特に厚さ０．
５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯を溶接する場合、溶接入熱に
対して母材の厚さ方向の温度差が生じにくく、重ね合せ
た接合界面のみならず板厚全部が溶融するために短時間
通電による溶接方法（中村孝・小林徳夫・森本一共著
「抵抗溶接」昭和55年１月23日、産報出版、P. 140参
照）が採用されていた。これは、溶接入熱が大きいと溶
け落ちが生じて溶接継手が形成されず、逆に溶接入熱が
小さいと重ね合わせ部の温度が上昇せず鋼帯が溶融しな
いため溶接できないので、断続的に入熱を大きくした
り、小さくしたりすることにより溶接する方法である。
重ね合わせた鋼帯端部を上下一対の銅製電極円板で挟
み、連続又は断続通電し溶接する方法であるため、他の
方法より簡素であり、かつ溶接速度も２〜２０ｍｐｍと
高速であるため、プロセスラインにおいて広く利用され
ている。しかし、このシーム溶接方法で、特に厚さ０．
５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯を溶接する場合、溶接入熱に
対して母材の厚さ方向の温度差が生じにくく、重ね合せ
た接合界面のみならず板厚全部が溶融するために短時間
通電による溶接方法（中村孝・小林徳夫・森本一共著
「抵抗溶接」昭和55年１月23日、産報出版、P. 140参
照）が採用されていた。これは、溶接入熱が大きいと溶
け落ちが生じて溶接継手が形成されず、逆に溶接入熱が
小さいと重ね合わせ部の温度が上昇せず鋼帯が溶融しな
いため溶接できないので、断続的に入熱を大きくした
り、小さくしたりすることにより溶接する方法である。
【０００４】また、特公昭60-24751号公報に開示されて
いるように、拡散溶接によって融点以下で接合する方法
や特開平1-186291号公報に開示されているように、通電
電極によって圧着する方法が知られている。
いるように、拡散溶接によって融点以下で接合する方法
や特開平1-186291号公報に開示されているように、通電
電極によって圧着する方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記断続通電
の方法では銅製電極円板によるナゲット（溶鋼が凝固し
た跡）の形状が断続的になるため、繰り返し曲げを受け
る連続プロセスラインでは、断続的なナゲット形成部に
応力集中が生じ、通板の負荷に耐えられず、ライン内で
溶接部が破断することがあり、その場合、復旧までに長
時間を要し、設備の稼動率を低下させる大きな原因にな
っていた。
の方法では銅製電極円板によるナゲット（溶鋼が凝固し
た跡）の形状が断続的になるため、繰り返し曲げを受け
る連続プロセスラインでは、断続的なナゲット形成部に
応力集中が生じ、通板の負荷に耐えられず、ライン内で
溶接部が破断することがあり、その場合、復旧までに長
時間を要し、設備の稼動率を低下させる大きな原因にな
っていた。
【０００６】また前記拡散溶接の方法では、接合部の温
度を融点以下にして接合するため溶け落ちや断続的なナ
ゲットの形成がないので、ライン内で溶接部が破断する
ことはない。しかし、この方法は第１、第２加熱をそれ
ぞれ１時間行うという長時間加熱により構成されてお
り、プロセスラインに要求される溶接時間十数秒の枠を
大きく越えるため、採用することはできない。
度を融点以下にして接合するため溶け落ちや断続的なナ
ゲットの形成がないので、ライン内で溶接部が破断する
ことはない。しかし、この方法は第１、第２加熱をそれ
ぞれ１時間行うという長時間加熱により構成されてお
り、プロセスラインに要求される溶接時間十数秒の枠を
大きく越えるため、採用することはできない。
【０００７】また前記通電電極により圧着する方法は、
マッシュシーム溶接（前記「抵抗溶接」P. 134参照）と
しても知られているが、０．５ｍｍ超の厚さを有する炭
素鋼板においては健全な溶接部を形成できるが、０．５
ｍｍ以下の薄鋼帯では、融点まで加熱された溶接部が通
電電極円板によって圧壊されて、電極円板に付着し溶接
部を形成できない。
マッシュシーム溶接（前記「抵抗溶接」P. 134参照）と
しても知られているが、０．５ｍｍ超の厚さを有する炭
素鋼板においては健全な溶接部を形成できるが、０．５
ｍｍ以下の薄鋼帯では、融点まで加熱された溶接部が通
電電極円板によって圧壊されて、電極円板に付着し溶接
部を形成できない。
【０００８】本発明は、前記のような欠点を改善した厚
さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯の連続通電による高速
シーム溶接方法を提供することを目的とするものであ
る。
さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯の連続通電による高速
シーム溶接方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、厚さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯を重ね
合わせ、電極円板による連続通電でシーム溶接により接
合するに際し、前記電極円板からの溶接入熱による炭素
鋼の接合界面の温度を、再結晶温度を超えかつ融点未満
の温度範囲となし、次いで接合界面の温度が再結晶温度
以上に保たれているうちに上下一対の圧下ロールにより
炭素鋼薄鋼帯の重ね合わせ部を押し潰すことを特徴とす
る炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法である。
の本発明は、厚さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯を重ね
合わせ、電極円板による連続通電でシーム溶接により接
合するに際し、前記電極円板からの溶接入熱による炭素
鋼の接合界面の温度を、再結晶温度を超えかつ融点未満
の温度範囲となし、次いで接合界面の温度が再結晶温度
以上に保たれているうちに上下一対の圧下ロールにより
炭素鋼薄鋼帯の重ね合わせ部を押し潰すことを特徴とす
る炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法である。
【００１０】
【作 用】本発明によれば、連続通電であるために、断
続通電で生ずるような溶接方向のナゲット形成の断続が
なくなり応力集中が生じない。また、通電用の電極円板
の後方で、圧下ロールによって溶接部を圧下するので、
圧下時の溶接部の温度は融点より大きく低下しているた
め、厚さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯でも圧壊が生じ
ない。
続通電で生ずるような溶接方向のナゲット形成の断続が
なくなり応力集中が生じない。また、通電用の電極円板
の後方で、圧下ロールによって溶接部を圧下するので、
圧下時の溶接部の温度は融点より大きく低下しているた
め、厚さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯でも圧壊が生じ
ない。
【００１１】通電用の電極円板による溶接入熱では、接
合界面が融点に達しないためナゲットが形成されない
が、接合界面の温度が再結晶温度以上に保たれているう
ちに圧下ロールで加工するので接合界面には再結晶核が
生成し成長することにより、重ね部は接合される。
合界面が融点に達しないためナゲットが形成されない
が、接合界面の温度が再結晶温度以上に保たれているう
ちに圧下ロールで加工するので接合界面には再結晶核が
生成し成長することにより、重ね部は接合される。
【００１２】
【実施例】図１は本発明を実施する際に用いる溶接装置
の側面図である。図１において矢印５の方向に溶接され
る上側炭素鋼薄鋼帯１と下側炭素鋼薄鋼帯２の接合に際
し、まずそれらの炭素鋼薄鋼帯１と２を重ね合わせ、未
溶接部３を通電用の電極円板６ではさみ、溶接装置フレ
ーム１０に取付けられた電極加圧装置７で加圧しながら
連続通電する。この際の電極の加圧力は、安定して鋼帯
に通電するための接触を必要とするだけなので、シーム
幅１．５〜２．０ｍｍに対して、０．４〜０．５トン程
度で良いが、溶接電流（溶接入熱）は、重ね合わせた接
合界面の温度が炭素鋼の再結晶温度超で、かつ融点未満
になる温度範囲であり、融点以上とならないようにす
る。これらの温度に相当する溶接電流は、各鋼種（組
成）および各板厚ごとに圧下ロール８をかけないで予備
実験しておくことにより、容易に求まる。
の側面図である。図１において矢印５の方向に溶接され
る上側炭素鋼薄鋼帯１と下側炭素鋼薄鋼帯２の接合に際
し、まずそれらの炭素鋼薄鋼帯１と２を重ね合わせ、未
溶接部３を通電用の電極円板６ではさみ、溶接装置フレ
ーム１０に取付けられた電極加圧装置７で加圧しながら
連続通電する。この際の電極の加圧力は、安定して鋼帯
に通電するための接触を必要とするだけなので、シーム
幅１．５〜２．０ｍｍに対して、０．４〜０．５トン程
度で良いが、溶接電流（溶接入熱）は、重ね合わせた接
合界面の温度が炭素鋼の再結晶温度超で、かつ融点未満
になる温度範囲であり、融点以上とならないようにす
る。これらの温度に相当する溶接電流は、各鋼種（組
成）および各板厚ごとに圧下ロール８をかけないで予備
実験しておくことにより、容易に求まる。
【００１３】次に、炭素鋼薄鋼帯１と２の接合界面が再
結晶温度以上に保たれている間に圧下ロール８を用い、
圧下ロール加圧装置９によって荷重をかけ、重ね合わせ
部を押し潰して接合する。図２は前述の操作によって、
板厚０．１８ｍｍの低炭素鋼をシーム幅１．５ｍｍにし
て接合した溶接部４の溶接条件と溶接結果の関係図であ
る。縦軸に圧下ロールの加圧力、横軸に溶接電流（溶接
入熱）をとっている。図２から明らかなように、再結晶
温度以下の入熱である４．５ｋＡ以下では、重ね部の再
結晶生成が不連続であり、融点以上の入熱である９．５
ｋＡ以上では、圧壊を生ずる。
結晶温度以上に保たれている間に圧下ロール８を用い、
圧下ロール加圧装置９によって荷重をかけ、重ね合わせ
部を押し潰して接合する。図２は前述の操作によって、
板厚０．１８ｍｍの低炭素鋼をシーム幅１．５ｍｍにし
て接合した溶接部４の溶接条件と溶接結果の関係図であ
る。縦軸に圧下ロールの加圧力、横軸に溶接電流（溶接
入熱）をとっている。図２から明らかなように、再結晶
温度以下の入熱である４．５ｋＡ以下では、重ね部の再
結晶生成が不連続であり、融点以上の入熱である９．５
ｋＡ以上では、圧壊を生ずる。
【００１４】また、圧下ロール加圧力ごとに溶接条件と
溶接結果をみると、加圧力が零においては、連続的な再
結晶が生成されず、７ｋＡの場合のみが不連続ながら部
分的に接合しているが、６ｋＡ以下では入熱不足のため
未接合になり、８ｋＡ以上では入熱が過大となり、溶接
部が膨れて未接合となる。一方、加圧力が０．５トンの
場合には７．５〜８．５ｋＡにおいて、加圧力が１．０
トンの場合には６．５〜８．５ｋＡにおいて、加圧力が
１．５トンの場合には５．５〜７．５ｋＡにおいて、加
圧力が２．０トンの場合には５．０〜５．５ｋＡにおい
て、それぞれ再結晶を生じさせることができる。
溶接結果をみると、加圧力が零においては、連続的な再
結晶が生成されず、７ｋＡの場合のみが不連続ながら部
分的に接合しているが、６ｋＡ以下では入熱不足のため
未接合になり、８ｋＡ以上では入熱が過大となり、溶接
部が膨れて未接合となる。一方、加圧力が０．５トンの
場合には７．５〜８．５ｋＡにおいて、加圧力が１．０
トンの場合には６．５〜８．５ｋＡにおいて、加圧力が
１．５トンの場合には５．５〜７．５ｋＡにおいて、加
圧力が２．０トンの場合には５．０〜５．５ｋＡにおい
て、それぞれ再結晶を生じさせることができる。
【００１５】すなわち、炭素鋼薄鋼帯では従来のシーム
溶接方法である溶接入熱によって鋼帯の接合界面の温度
を融点以上にしてナゲットを形成したものは、溶接部が
膨れて未接合となるか、ロール加圧力によって圧壊が生
じている。本発明では、溶接入熱による接合界面の温度
を、再結晶温度を超えかつ融点未満にし、その後、接合
界面の温度が再結晶温度以上に保たれているときに圧下
ロールで適度に加圧することにより、広い溶接条件範囲
で再結晶による連続接合を有する良好な結果が得られ
た。
溶接方法である溶接入熱によって鋼帯の接合界面の温度
を融点以上にしてナゲットを形成したものは、溶接部が
膨れて未接合となるか、ロール加圧力によって圧壊が生
じている。本発明では、溶接入熱による接合界面の温度
を、再結晶温度を超えかつ融点未満にし、その後、接合
界面の温度が再結晶温度以上に保たれているときに圧下
ロールで適度に加圧することにより、広い溶接条件範囲
で再結晶による連続接合を有する良好な結果が得られ
た。
【００１６】なお、前記実施例では電極円板による通電
加熱の場合について説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、レーザやガス炎または高周波による加熱で
もよい。
加熱の場合について説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、レーザやガス炎または高周波による加熱で
もよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明では、連続通電と連続圧下によっ
て接合するようにしたから連続的に均一な接合ができる
ようになり、また溶接入熱が融点未満の温度までの加熱
であるため、母材への熱影響、ひずみや溶け落ちなどの
溶接不具合がなく接合できる。また、溶接電極による溶
融接合ではないので、連続通電ができ、薄鋼帯の接合で
も１０〜２０ｍｐｍの高速溶接が可能となり、プロセス
ラインの速度も高速化できるという効果もある。
て接合するようにしたから連続的に均一な接合ができる
ようになり、また溶接入熱が融点未満の温度までの加熱
であるため、母材への熱影響、ひずみや溶け落ちなどの
溶接不具合がなく接合できる。また、溶接電極による溶
融接合ではないので、連続通電ができ、薄鋼帯の接合で
も１０〜２０ｍｐｍの高速溶接が可能となり、プロセス
ラインの速度も高速化できるという効果もある。
【図１】本発明を実施する際に用いる溶接装置の側面図
である。
である。
【図２】溶接条件と溶接結果の関係を示すグラフであ
る。 １ 炭素鋼薄鋼帯 ２ 炭素鋼薄鋼帯 ３ 未接合部 ４ 接合部 ５ 溶接の方向を示す矢印 ６ 電極円板 ７ 電極加圧装置 ８ 圧下ロール ９ 圧下ロール加圧装置 １０ 溶接装置フレーム
る。 １ 炭素鋼薄鋼帯 ２ 炭素鋼薄鋼帯 ３ 未接合部 ４ 接合部 ５ 溶接の方向を示す矢印 ６ 電極円板 ７ 電極加圧装置 ８ 圧下ロール ９ 圧下ロール加圧装置 １０ 溶接装置フレーム
Claims (1)
- 【請求項１】 厚さ０．５ｍｍ以下の炭素鋼薄鋼帯を重
ね合わせ、電極円板による連続通電でシーム溶接により
接合するに際し、前記電極円板からの溶接入熱による炭
素鋼の接合界面の温度を、再結晶温度を超えかつ融点未
満の温度範囲となし、次いで接合界面の温度が再結晶温
度以上に保たれているうちに上下一対の圧下ロールによ
り炭素鋼薄鋼帯の重ね合わせ部を押し潰すことを特徴と
する炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198295A JPH08238573A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198295A JPH08238573A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238573A true JPH08238573A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12623415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4198295A Pending JPH08238573A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 炭素鋼薄鋼帯のシーム溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08238573A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010274306A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 金属材の溶接方法 |
| JP2010274305A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 金属材の溶接装置 |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP4198295A patent/JPH08238573A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010274306A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 金属材の溶接方法 |
| JP2010274305A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 金属材の溶接装置 |
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