JPS5951391B2 - 鋼帯の連続処理ラインにおける溶接工程設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄物鋼帯の連続処理ラインにおける突合わせ
レーザー溶接装置を具える一連の設備の改良にかかり、
ライン内で先行・後行する薄物ストリップどうしをレー
ザー突合わせ溶接する際に、まず両鋼帯の巻ぐせ、形状
不良、板厚偏差を防ぎ、かつ溶接個所の目違いが出るの
を防ぐことにより、腰折れを起すことなく巻取つてい＜
ことのできる新規な設備について提案する。

一般に、鋼板の表面処理ラインのような連続処理ライン
においては、先行するストリップと後続のストリップと
を、それらの後端部と先端部とを互いに溶接接合するこ
とにより、連続的な通板ができるようにしてあり、通常
処理後は巻取り装置によつて巻取つている。

したがつて、最後の巻取り操作のことを考えると、前記
溶接個所は目違いなどのない、滑らかな接合ができるこ
とが望ましい。ところが、従来のかかる溶接法としては
シーム溶接や、フラッシュバット溶接等が行なわれてい
たが、とくに前者の場合は鋼板を重ね合わせて溶接する
ため溶接部に段差が生じて通板中のロール接触時や巻取
り等に際して大きな障害となる。

一方、フラッシュバット溶接は、溶接後溶接部が平坦に
なるように加工するので、シーム溶接のような問題はな
いが、溶接時母板を圧接する必要から比較的板厚の厚い
ものに適用されなければならない不便がある。これに対
し、最近レーザービームを利用したレーザービーム溶接
装置がこの種の溶接装置として注目され、溶接個所の形
状（熱影響部も含め）が良い点でコイルヘの巻取りに有
利であることが知られている。

この発明は将にそのレーザービーム溶接装置を用いる点
に特徴の１つがある。しかしながら、上述のレーザービ
ーム溶接装置を使つたとしても、実操業ラインにおいて
、先行するストリップエンドと後続のストリップトップ
とを溶接した場合、多くの場合前記ストリップの巻きぐ
せや形状不良、あるいは板厚偏差（呼称板厚が同じでも
若干板厚は異なつている）等により、溶接個所に目違い
を生じる。

そこで、目違いを生じているストリップをそのままコイ
ルに巻取つていくと腰折れを発生させ、製品不良として
鋼板歩留りの低下を招く欠点があつた。特に、目違いに
よる影響については、薄物ストリツプ（厚さ１ｍｍ以下
）に顕著であり、少しの目違いでも巻取り不良が発生す
るのである。

第４図は、このことを示す実験である。この図の横軸は
レーザー溶接部の目違い量であり、ストレツチヤ一とす
きまゲージにより目違い量を１００，２００，３００μ
に設定した。各状態でレーザー溶接を行い、巻取つた後
の腰折れ状況を縦軸に示した。腰折れの判定はコイル内
の溶接部の外側１巻、５巻、１０巻目について、砥石が
けを行い、腰折れ線を明瞭にさせて熟練者の目視観察に
より行つた。この図から判るようにわずか１００μの目
違い量でさえ、１，５巻目は検査基準を満足しないこと
がわかる。なお、供試材は厚み１ｍｍの冷廷鋼帯（最終
製品）である。この発明は、かかる薄物鋼帯のレーザー
突合わせ溶接時に見られる特有の腰折れを完全に防止で
きる溶接工程設備の提供を目的とするものである。

以下にその構成の詳細を説明する。図面の第１図は、鋼
帯の連続処理ライン中の溶接工程の平面図であり、図示
の符号１はレーザービーム溶接装置であり、２，２’は
ストリツプのクランプ装置であつて、前記レーザービー
ム溶接装置の入・出側に隣接して設置してある。

また、図示の３は搬送ストリツプの形状を修正するレベ
・ラー等の前処理装置であつて、前記レーザービーム溶
接装置１の入側に設置してある。図示の４は、同じくレ
ーザービーム溶接装置１の出側に設置されるグラインダ
ー等の溶接後の目違いを修正するための後処理装置であ
る。前記処理装置３については、後処理との関連で、特
に必要とするものではない。

また、コイルの巻ぐせや形状が良ければ必要がないが、
形状がある程度悪いことを想定すれば、後処理の負荷を
軽減するために必要である。例えば、リコイラ一こを経
たストリツプが巻ぐせを残しているとき、それを突き合
せて溶接する場合について、第２図によつて説明する。
図示の５は先行ストリツプ、６は後続ストリツプ、２は
先行ストリツプのクランプ装置、２’は４後続ストリツ
プのクランプ装置、７はレーザートーチである。

溶接に際し又トリツプ５，６のそれぞれの端部を突き合
せたとき、その部分を固定するクランプ装置２，２’の
位置というのは、レーザービームによる鋼板の溶断、溶
接する際、溶融物、ガス、ビーム等を通過させ、かつク
ランプ装置２，２’の下側ベースにそれらを付着させな
いための空間８が要である。しかも、レーザートーチ７
の走行のためのその走行空間９が必要である。したがつ
て、とくにストリツプの突き合せ部１０の部分が前記空
間８，９のため、クランプできない範囲を生じ、つき合
わせ時に巻ぐせ、さらには形状不良がある場合、端部ど
おしを互いに密接させることができず、例えば第２図の
ような突き合せ状態となる。

これらのことは先行ストリツプと後続ストリツプのコイ
リング時の曲率が異なること、あるいは巾方向で形状（
耳のび腹のび等）が異なるために図示のような突き合せ
時の目違いを起すことになるのである。要するに、この
突き合せ状態はストリツプの形状、コイル巻戻し方向の
差異により変化する。これが溶接後の目違いを起す原因
となり、また後処理の負荷を大きくする因であるから、
ストリツプのとくに端部はより平坦である方が望ましい
。それ故、溶接前に前処理により板の形状を修正してお
くと後処理の負荷の軽減につながる。次にレーザービー
ム溶接の後処理について説明する。

通常、コイルとして巻かれているストリツプは巻きぐせ
がある。

また、巾方向においては耳のび、巾のび等々があり、た
とえ溶接前にレベラー等により修正したとしても完全に
は直りきれない。その上、先行コイル５と後続コイル６
とは、その板厚が同じになるように設定され圧廷された
場合でも、完全に同じ板厚になつていない。このような
板厚の違いが腰折れの因となるのである。例えば、０．
６〜 ２ｍｍ程度の冷廷鋼板をコイルに巻き取るとき、
０．１ｍｍの薄い切板を挾んで巻き取るという腰折れ実
験をしたところ、隣合う数巻きまで腰折れが発生した。
したがつて、溶接が目違いの少ないレーザービーム溶接
装置１で行われるとしても、腰折れの原因となる目違い
を完全になくすには、なお上述したような後処理装置４
が必要となる。なお、前処理装置３はレベラーのごとき
もの、後処理装置４としては目違いをグラインダーによ
つて削り取つたりロールで圧着する方式のものを用いる
。

以上説明したようにこの発明によれば、突き合せる板ど
おしの間で板厚の違いや、形状の不良が多少あつても、
レーザービーム溶接装置に前・後処理装置を付帯させた
ので、腰折れを生じさせることなく溶接部をコイルに巻
き込むことができる。

【図面の簡単な説明】

図面の第１図はこの発明にかかる溶接工程設備の平面図
、第２図はレーザートーチ部分の拡大断面図、第３図は
設備の一実施例を示す正面からの路線図、第４図は、最
大目違い量と腰折れ程度の関係を示すグラフである。 １・・・・・ルーザービーム溶接装置、２・・・・・・
クランプ装置、３・・・・・・前処理装置、４・・・・
・・後処理装置、５・・・・・・先行ストリツプ、６・
・・・・・後続ストリツプ、７・・・・・・レーザート
ーチ、８，９・・・・・・空間、１０・・・・・・突き
合せ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ライン中を搬送される先行・後行する薄物鋼帯の先
   ・尾端どうしを突合わせレーザー溶接し、その後その溶
   接部を含めて巻取るようにした溶接工程設備であつて、
   レーザービーム溶接装置の前に上記鋼帯の形状修正用前
   処理装置を設置し、そして該レーザービーム溶接装置の
   後には溶接に伴なう接合部の目違い修正用後処理装置を
   設置したことを特徴とする鋼帯の連続処理ラインにおけ
   る溶接工程設備。