JPH10230320A

JPH10230320A - 圧延用大径コイルの製造方法

Info

Publication number: JPH10230320A
Application number: JP3467797A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Enomoto; 正敏榎本; Takashi Tamura; 喬田村; Seiji Tazaki; 清司田崎; Naoki Nishikawa; 直毅西川; Takenori Hashimoto; 武典橋本
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】被圧延材の厚さや種類に影響されることな
く、また、接合部の被圧延材の組織や組成を変化させる
ことなく被圧延材を突き合わせ接合して長尺化し大径の
コイルを得る、圧延用大径コイルの製造方法の提供。【解決手段】コイルに巻き取られた被圧延材１ａ、１
ｂの端部どうし突き合わせ状態とし、該突き合わせ部ま
たはその近傍に回転するプローブ４２を挿入し、プロー
ブ４２との接触部を摩擦熱にて軟化させ攪拌しながら、
プローブ４２を挿入状態で突き合わせ部に沿って相対的
に移動させることにより、突き合わせ部を摩擦攪拌接合
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電解コンデンサ
ー等の電子材料用高純度アルミニウム（その合金も含
む、以下同じ）箔、成形用アルミニウム箔、及び、反射
板等に用いられる光輝材用アルミニウム薄板、その他金
属製の箔や薄板等に圧延加工される圧延用大径コイルの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、前記箔や薄板等は連続圧延に
よって製造されるが、圧延工程においては、コイルの取
換え回数を減少させて多量の圧延材を一度に製造し、そ
の圧延作業を効率化するため、被圧延材を長尺化し大径
コイルとして圧延に供することが検討されている。ま
た、圧延後の圧延材はコイルに巻かれた状態で後工程に
回されたり製品として出荷される場合が多いが、塗装や
メッキなどの後工程が効率化できるとか、型を抜いた後
等の残材が少なくなって歩留りが向上する等の理由か
ら、圧延材の長尺化が望まれており、この点からも圧延
工程に供される被圧延材をさらに長尺化する必要があ
る。

【０００３】そこで、コイルに巻き取られた被圧延材を
可及的に長尺にするため、コイルに巻き取られた被圧延
材の巻き終わり端部と、他のコイルから巻き出された被
圧延材の巻き出し端部とをＭＩＧ等の溶融溶接や超音波
接合によって接合し、これら両コイルを一つのコイルに
まとめて大径のコイルとして圧延に供することが検討さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記溶融溶
接によって被圧延材の端部どうしを接合する場合、熱影
響により接合部の組織や組成が変化して脆弱化し、接合
部分において圧延時に被圧延材が破断する場合があっ
た。また、電子材料等均一な組成が要求される場合、組
成が変化した溶接部は使用することができないため、長
尺化による歩留り低下効果が発揮されなかった。

【０００５】また、超音波接合は、接合できる被圧延材
の厚みに限界があり、ある程度圧延された薄い被圧延材
にしか適用することができないため、予備圧延作業の回
数が増加して、圧延作業全体を効率化することができな
かった。また、被圧延材の端部を重ね合わせた状態でし
か接合することができず、接合部が他よりも厚くなって
圧延に悪影響を及ぼすため、接合部を他の部分と同じ厚
さにする作業が別途必要になり、この点からも作業効率
が悪化するものであった。

【０００６】さらに、前記いずれの接合方法においても
金属の種類（例えばマグネシウムを含有するアルミニウ
ム合金など）によっては接合することが困難または不可
能となることがあった。

【０００７】この発明は前記問題を解決するためになさ
れたものであり、被圧延材の厚さや種類に影響されるこ
となく、また、接合部の被圧延材の組織や組成を変化さ
せることなく被圧延材を突き合わせ接合して長尺化し大
径のコイルを得る、圧延用大径コイルの製造方法の提供
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明にかかる圧延用大径コイルの製造方法は、
コイルに巻き取られた被圧延材の巻き終り端部と、他の
コイルから巻き出された被圧延材の巻き出し端部とを突
き合わせ状態とし、該突き合わせ部またはその近傍に回
転するプローブを挿入し、プローブとの接触部を摩擦熱
にて軟化させ攪拌しながら、プローブを挿入状態で突
き合わせ部に沿って相対的に移動させることにより、突
き合わせ部を摩擦攪拌接合することを特徴とするもので
ある。

【０００９】前記方法を採用することにより、被圧延材
の種類や厚さに影響されることなく突き合わせ接合する
ことができ、長尺化された被圧延材を大径のコイルとし
て圧延工程に供することができるため、被圧延材がどん
な金属であってもその圧延作業を効率化することができ
る。また、圧延された圧延材も長尺となされるため後工
程も効率化することができる。さらに、前記摩擦攪拌接
合法は固相接合法であって、接合部を溶融することなく
接合することができるため、被圧延材は突き合わせ部の
組織や組成が変化することなく強固に接合される。この
ため、接合部が破断することなくその後の圧延を行うこ
とができ、圧延後は均一な組織や組成の長尺な圧延材と
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施形態を、図
中の符号を参照しつつ説明する。

【００１１】図１は、コイルに巻き取られた二つの被圧
延材（１ａ）（１ｂ）の端部を突き合わせ状態とし、該
突き合わせ部を摩擦攪拌接合する状態を示した図であ
る。同図において、（２ａ）は被圧延材（１ａ）を巻き
出すことのできるアンコイラであり、（２ｂ）は被圧延
材（１ａ）（１ｂ）を巻き取ることのできるリコイラで
ある。（３）は被圧延材（１ａ）（１ｂ）を挟着し、被
圧延材（１ａ）（１ｂ）の移送を司るローラーである。
（４）は被圧延材（１ａ）（１ｂ）を接合するための摩
擦攪拌接合装置であり、（５）は接合時の被圧延材（１
ａ）（１ｂ）のたるみを防止する裏当部材である。

【００１２】前記被圧延材（１ａ）（１ｂ）は、連続鋳
造法等によって得られたアルミニウム製のスラブを薄板
状に圧延し、コイルに巻いたものである。

【００１３】前記接合装置（４）は、径大の円柱状回転
子（４１）の端部軸線上に、被圧延材（１ａ）（１ｂ）
よりも硬質の径小のピン状プローブ（４２）が突出して
一体に設けられたものであり、前記プローブ（４２）を
高速で回転させつつ、突き合わされた２枚の被圧延材
（１ａ）（１ｂ）の突き合わせ部（１１）に挿入し移動
させることで、被圧延材（１ａ）（１ｂ）を突き合わせ
状態で接合するものである。

【００１４】前記裏当部材（５）は上面が矩形のテーブ
ル状の部材であり、被圧延材（１ａ）（１ｂ）を幅方向
全体に渡って載置し得る長さを有している。

【００１５】次に、図１、２に示した実施形態にかかる
被圧延材（１ａ）（１ｂ）の接合方法について説明す
る。

【００１６】図２は接合部分を拡大して示すものであ
る。同図に示すように、被圧延材（１ａ）（１ｂ）の端
部はアンコイラ（２ａ）及びリコイラ（２ｂ）からそれ
ぞれ引き出され、各ローラー（３）の間に挿通され、裏
当部材（５）上で突き合わされている。そして、両被圧
延材（１ａ）（１ｂ）は突き合わせ方向に互いに押圧す
る力をローラー（３）によって付与されている。

【００１７】上記突き合わせ状態とした後、接合装置
（４）によって被圧延材（１ａ）（１ｂ）端部の接合を
行う。即ち、前記接合装置（４）の回転子（４１）を高
速で回転させつつ、当接された２枚の被圧延材（１ａ）
（１ｂ）の突き合わせ部（１１）に前記プローブ（４
２）を挿入する。挿入は、回転子（４１）のプローブ側
平坦面からなる肩部（４１ａ）が被圧延材（１ａ）（１
ｂ）に当接するまで行う。そして、前記状態のまま突き
合わせ部（１１）に沿ってプローブ（４２）を被圧延材
（１ａ）（１ｂ）の幅方向に相対的に移動させる。プロ
ーブ（４２）の回転により発生する摩擦熱、あるいはさ
らに回転子（４１）の肩部（４１ａ）と被圧延材との摺
動に伴い発生する摩擦熱により、プローブ（４２）との
接触部分近傍において被圧延材（１ａ）（１ｂ）は軟化
しかつプローブにより撹拌されるとともに、プローブ
（４２）の移動に伴って、軟化撹拌部分がプローブ（４
２）の進行圧力を受けてプローブの通過溝を埋めるよう
にプローブ（４２）の進行方向後方へと回り込む態様で
塑性流動したのち摩擦熱を急速に失って冷却固化され
る。この現象がプローブ（４２）の移動に伴って順次繰
り返されていき、最終的に被圧延材（１ａ）（１ｂ）の
突き合わせ部（１１）が幅方向全体に渡って摩擦攪拌接
合される。

【００１８】なお、プローブ（４２）の挿入時、及び接
合時において、裏当部材（５）はプローブ（４２）や回
転子（４１）の押圧力に抗し、被圧延材（１ａ）（１
ｂ）がたるむのを防止している。

【００１９】以上のように被圧延材（１ａ）（１ｂ）が
接合された後、アンコイラ（２ａ）に巻き取られていた
被圧延材（１ａ）がリコイラ（２ｂ）によって被圧延材
（１ｂ）とともに巻き取られ、長尺の被圧延材が巻き取
られた大径のコイルが製造される。

【００２０】こうして製造された大径のコイルは、その
後さらに圧延に供される。固相接合法である摩擦攪拌接
合により接合された接合部は、組織や組成の変化が抑制
され、強度低下も生じない。したがって、その後の圧延
時にも被圧延材が破断することはなく、長尺の圧延材を
製造することができる。

【００２１】なお、被圧延材の材質はアルミニウムに限
定される訳ではなく、あらゆる金属やその合金であって
も良い。

【００２２】また、被圧延材（１ａ）（１ｂ）の突き合
わせ態様としては、図３（ａ）に示すように、突き合わ
せ方向に垂直な面どうしを単に当接するものや、図３
（ｂ）に示すように、被圧延材（１ａ）（１ｂ）の端部
を厚さの半分まで幅方向全体に切り欠いて断面Ｌ字状と
し、互いに噛み合わせた状態で突き合わせたもの、ま
た、図３（ｃ）に示すように、被圧延材（１ａ）（１
ｂ）の端部の一面を斜めに切り落として楔形状とし、互
いに噛み合った状態で突き合わせたもの等任意の突き合
わせ態様を選択し得る。

【００２３】

【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。

【００２４】アルミニウム箔を製造するための被圧延材
を以下の要領で接合した。

【００２５】被圧延材材質：ＪＩＳ１０００番系の高純度アルミニウム厚さ：２ｍｍ幅：１２００ミリ

【００２６】摩擦攪拌接合条件回転速度：１０００ｒｐｍプローブ：径２ｍｍ×長さ２ｍｍ回転子：径５ｍｍなお、接合は、図３（ａ）に示す突き合わせ方向に対し
て垂直な端面を単に突き合わせたものとし、また、図１
及び図２に示す装置を用い、突き合わせ方向に互いに押
圧しながら行った。

【００２７】また、比較例として、前記被圧延材をＭＩ
Ｇ溶接及び超音波接合で接合した試料を準備した。

【００２８】以上の要領により得られた被圧延材を、常
法にしたがって０．２ｍｍまで圧延し、接合部の組織、
及び、破断状態を観察した。また、接合部を含む一部を
切りだして引張試験を行い、引張強さ（ｋｇｆ／ｍ
ｍ²）及び伸び（％）を評価した。その結果を表１に示
す。

【００２９】

【表１】

【００３０】以上表１より、この発明によれば、被圧延
材の組織を変化させることなく強固に接合しえて、圧延
後の箔に影響を及ぼすことのないことが分かる。

【００３１】

【発明の効果】この発明は、上述の次第であり、コイル
に巻き取られた被圧延材の端部どうしを突き合わせ状態
とし、該突き合わせ部を固相接合法である摩擦攪拌接合
法で接合することにより被圧延材を長尺化して大径コイ
ルを製造する方法である。したがって、被圧延材の種類
や厚さに影響されることなく被圧延材を長尺化して大径
コイルとして圧延工程に供することができ、被圧延材が
どんな金属であってもその圧延作業を効率化することが
できる。また、被圧延材の端部を溶融することなく接合
することができるため、被圧延材は接合部の組織や組成
が変化することなく強固に突き合わせ接合される。この
ため、接合部が破断することなくその後の圧延を行うこ
とができ、圧延後は均一な組成や組織の長尺な圧延材と
することができ、圧延後の工程も効率化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１を示す側面図である。

【図２】図１の接合部分を拡大して示す斜視図であ
る。

【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は被圧延材の突き合わせ
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

1a、1b…被圧延材 2a…アンコイラ 2b…リコイラ３…ローラー４…接合装置５…裏当部材 11…突き合わせ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川直毅堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内 (72)発明者橋本武典堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルに巻き取られた被圧延材の巻き終
り端部と、他のコイルから巻き出された被圧延材の巻き
出し端部とを突き合わせ状態とし、該突き合わせ部また
はその近傍に回転するプローブを挿入し、プローブとの
接触部を摩擦熱にて軟化させ攪拌しながら、プローブを
挿入状態で突き合わせ部に沿って相対的に移動させるこ
とにより、突き合わせ部を摩擦攪拌接合することを特徴
とする圧延用大径コイルの製造方法。