JPS6119354B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6119354B2
JPS6119354B2 JP57034239A JP3423982A JPS6119354B2 JP S6119354 B2 JPS6119354 B2 JP S6119354B2 JP 57034239 A JP57034239 A JP 57034239A JP 3423982 A JP3423982 A JP 3423982A JP S6119354 B2 JPS6119354 B2 JP S6119354B2
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JP
Japan
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welding
silicon steel
oriented silicon
laser beam
weld
Prior art date
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Expired
Application number
JP57034239A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58151985A (ja
Inventor
Hiromichi Ono
Hiroshi Tajika
Hiroaki Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP57034239A priority Critical patent/JPS58151985A/ja
Publication of JPS58151985A publication Critical patent/JPS58151985A/ja
Publication of JPS6119354B2 publication Critical patent/JPS6119354B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/32Bonding taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は無方向性珪素鋼帯のレーザビームによ
る突合わせ溶接方法に係る。 従来から、珪素鋼帯の溶接には、MIGやTIG溶
接が用いられているが、MIGやTIG溶接では、溶
接ビードの形状が広くなると共に、ビードそのも
のが盛り上がり、溶接部の機械的強度が母材より
弱くなり、溶接ビードの両端部で溶け落ちが発生
し、溶接部の品質が劣化するという問題がある。
この理由は、MIGやTIG溶接のアークはエネルギ
ー密度が低いことから、溶接速度が遅く、結果的
には入熱量がきわめて大きくなるからである。従
つて、珪素鋼帯、なかでも、板厚0.35〜0.70mmの
如き比較的薄い無方向性珪素鋼帯にMIGやTIG溶
接を適用すると、薄物である故に、熱伝導による
熱拡散が制限されることから、熱がたまり、とく
に、上記の問題が起こり易い。 すなわち、入熱量が大きく、溶融金属量が多
く、溶接時間が長いと、溶接部に種々の現象が生
じる。 例えば、第1に、溶融金属が後へ押戻され、ビ
ードが盛り上がる。 第2に、溶融金属は表面張力によつて板幅中央
部に引寄せられ、溶接ビードの両端部で溶け玉や
溶け落ちが発生する。 第3に、入熱量が大きいと、熱影響部の結晶粒
の粗大化を招き、機械的強度(特に曲げ強度)が
劣化する。 そこで、溶け落ち対策として、TIG溶接でもク
レーター処理と称して端部の溶接電流を低くする
とともに、電流にスローブをつけて、溶接金属量
を制御することが行なわれている。また、珪素鋼
帯、なかでも、無方向性珪素鋼帯は製品材であつ
て、表面には絶縁皮膜が施され、この状態で電機
メーカ等で鉄芯加工が行なわれて使用されるもの
である。このため、表面の絶縁皮膜によつて溶接
スタート時のアーク発生が困難であり、アークが
不安定となり、とくに、無方向性のものの絶縁皮
膜の一部は有機性のもので、あるため、この傾向
が顕著で、電流を所定値以下に下げることは困難
で、どうしても上記のような問題が発生する。 これに対し、レーザビームが高エネルギー密度
の熱源であることに着目し、それを溶接に用いる
と、単位入熱当りの溶込み深さが大きくなるた
め、低入熱、高速度溶接が実現でき、溶接部の熱
応力による変形や、熱影響部の結晶粒が防止でき
る。この点から、特開昭56−19994号に記載され
る如き、珪素鋼帯のレーザ溶接する方法が提案さ
れている。 しかし、この溶接法は珪素鋼帯の製造過程で
種々の処理の連続化のために珪素鋼の熱延鋼帯を
溶接により接合する方法であつて、板厚は2.0mm
程度と厚く、表面には絶縁皮膜が存在せず、この
溶接法によつて製品板たる薄い無方向性珪素鋼帯
を溶接することはできない。 更に詳しく説明すると、レーザ溶接は光線たる
レーザビームを利用して溶融溶接する方法である
から、その溶接部の品質等は被溶接物の物性や構
造に支配される。従つて、無方向性珪素鋼帯は、
珪素鋼のうちでも、熱延鋼帯と比較すると、製品
材であり、板厚が0.35〜0.70mmの如く薄く、しか
も、表面には絶縁皮膜を具えている。このため、
この構造的特性に左右されて、溶込み深さを考慮
して溶接入熱を制御してレーザ溶接を実施して
も、溶接部がそのまま鉄芯に使用できる程度には
溶接できないのが現状である。換言すると、レー
ザ溶接ではその溶接速度、被溶接物の表面の反射
率、ビームモード、焦点位置(後記の如く被溶接
物表面からレーザビーム焦点までの距離)等によ
つて溶接部の品質が左右され、とくに、製品板た
る高級品質の無方向性珪素鋼帯の溶接では溶接部
が鉄芯として使用できかつ所定の鉄芯加工に耐え
ることが必要なため、これらの条件を適正に制御
して溶接することが必要になる。 しかし、このようなレーザ溶接法は現在のとこ
ろ未だ提案も実施もされていない。 そこで、本発明者等はこのような溶接部品質を
得るための因子を、レーザ溶接機構から抽出して
その適正条件を研究し、それにもとずいて、板厚
0.35〜0.70mmの無方向性珪素鋼帯の接合に適合す
るレーザ突合わせ溶接方法を確立した。 以下、本発明法について詳しく説明する。 まず、製品材の無方向性珪素鋼帯の物性や構造
等の特性を考慮して、高品質の溶接部が得られる
溶接条件を列記すると、次の通りである。 (1) ビードの溶け込みが裏面まで充分に達してい
ること、 (2) ビード幅ができるだけ狭いこと、 (3) 溶接速度ができるだけ速いこと、 (4) 溶接部の両端部に切込みが少なく、裏面も溶
融していること、 (5) 溶接ビードの外観形状、機械的性質が優れて
いること、 次に、これら溶接条件が実現できるレーザ溶接
法について研究したところ、次の通りに溶接する
ことが必要であつた。 無方向性珪素鋼帯は製品材であつて、このまま
の状態で市場に供せられ、その用途によつて表面
に絶縁性皮膜が設けられている。一方、レーザ溶
接では、一種のレーザビームを溶接時の熱源とし
て用いるため、無方向性珪素鋼帯の上記表面状態
によつて、レーザビームの吸収や反射の度合が熱
延鋼帯等と異なり、レーザビームが高密度エネル
ギー密度の熱源であつても、熱の吸収性がわる
く、十分な溶込み深さが得られない。 このところから、第1表に示す組成ならびに特
性の製品材の無方向性珪素鋼帯を突合わせレーザ
溶接し、溶接部の品質に影響を与える因子を求め
ると共に、これら因子関係を求め、これらのとこ
ろから、無方向性珪素鋼帯のレーザ溶接法を確立
した。 更に詳しく説明すると、第1図に示す如くレー
ザビームの焦点位置fを設定し、2つの被溶接材
の無方向性珪素鋼帯1a,1bを突合わせレーザ
溶接した(なお、符号2は集光レンズ、dは焦点
距離を示し、出力は1kwとした。)。
【表】 この溶接時には、第2図に示す如く、溶込み深
さは、レーザビームの焦点位置f、つまり、レー
ザビーム焦点の被溶接材からの距離と溶接速度が
関係し、これら因子が変化すると、単位面積当り
の入熱量が異なつてくることがわかつた。とく
に、作業性や入熱量の上から溶接速度として後記
の如く2.5m/分以上を確保し、板厚0.35〜0.70mm
に相当する溶け込み深さを得るには、焦点位置f
に上限が存在し、この値は2mmであることがわか
つた。 更に進んで焦点位置fが2mm以下の条件で適正
なビード巾を求めると、ビード幅も第3図に示す
如く、焦点位置fと溶接速度(単位面積当りの入
熱量とで変化し、とくにf≦2mm、溶接速度2.5
m/分以上であると、ビード幅は0.7mm以下の如
くせまくすることができることがわかつた。 また、焦点位置fはエネルギー密度を示すと共
に、レーザビームの太さ若しくは径を示しこの径
によつて突合わせ精度や溶接速度が規制される。
このため、これらの関係を求めたところ、第4図
に示す通りの関係が得られ、この関係から上記の
焦点位置ならびに溶接速度であると、許容ギヤツ
プ値が相当拡大でき、溶接性に支障がないことが
わかつた。 これらのところから、板厚0.35〜0.70mm程度の
無方向性珪素鋼帯で、高品質の溶接部が得られる
溶接条件は第2表に示す通りであつて、更に、無
方向性珪素鋼帯では溝付きバツクバーを裏から当
てて溶接することが必要であつた。
【表】 すなわち、無方向性珪素鋼帯は製品材であつ
て、この状態で電磁的用途に供せられるため、表
面には絶縁性皮膜が形成され、その一部は有機性
のものから成つている。このため、無方向性のも
のは方向性のものに較べると、光の吸収性は一層
悪い。また、無方向性珪素鋼帯の板厚は0.35〜
0.70mm程度で、方向性珪素鋼帯に較べて厚目であ
り、表面の上記皮膜のために光沢があり、熱吸収
性が悪い。従つて、十分な溶込みを得るには、上
記の如く、焦点位置fを2mm以下で溶接するが、
これのみでなく、バツクバーとしては溝付きのも
のを使用し、溶込みを高める。 次に、以上の通りの条件で溶接するほか、更
に、エネルギー密度は1.5×106W/cm2以上に高
め、溶接入熱は300J/cm以下に制限する。すなわ
ち、上記の如く、溶接しても、エネルギー密度が
その値以下であると、溶け込みが不足し、溶接速
度が小さくなる。この溶接速度の低下はかえつて
入熱量が大きくなり、熱影響部の結晶粒の粗大化
を招き、機械的強度を下げる。 また、溶接入熱が300J/cmより大きいと、溶接
部の機械的性質が劣化すると共に熱歪みも大きく
なる。 次に、実施例について説明する。 まず、第3表の通りの条件で本発明方法によつ
て板厚0.35,0.50,0.70mmの無方向性珪素鋼帯
(Si1.0%)につきレーザビームを用いて突合わせ
溶接を行ない、比較のために、従来法によつて
TIG溶接を行なつた。この溶接結果は第3表に示
し、第3表から明らかな通り、従来のTIG溶接よ
りも優れた機械的性質が得られ、更に、外観形状
も改善された溶接部となり珪素鋼帯の製品溶接に
要求される品質を満足するものとなつた。
【表】
【表】 以上の通りに、本発明方法によつてレーザビー
ムを用いて無方向性珪素鋼帯を突合わせ溶接する
と、その溶接部品質は、従来のTIG溶接のそれよ
りも優れた外観形状及び機械的性質を持つたもの
になる。 従つて、レーザ溶接部は電機メーカーでの鉄芯
加工、即ち、剪断、打抜き、曲げ、引張り等の加
工に耐えるばかりでなく、外観形状が母材並であ
るので、その部分の極く僅かな磁気特性劣化を無
視しそのまま鉄芯に使用でき、加工作業の能率向
上、歩留向上につながる。なお、エネルギー密度
をあまり高くすると穴あきが発生する。これを防
止するために溶接速度を大きくすることが考えら
れるが、溶け込み不足をきたして好ましくない。
従つて、溶接速度を後記の如く9m/分以下にと
どめることから、エネルギー密度は6.2×106W/
cm2以下にする。 また、溶接速度は溶け込み不足を起さない範囲
として9m/分以下にする。
【図面の簡単な説明】
第1図はレーザビームの焦点位置の説明図、第
2図は焦点位置、溶接速度ならびに溶込み深さの
関係を示すグラフ、第3図は焦点位置、溶接速度
ならびにビード幅の関係を示すグラフ、第4図は
焦点位置、溶接速度ならびに許容ギヤツプ値の関
係を示すグラフである。 1a……被溶接材、1b……被溶接材、2……
集光レンズ、d……焦点距離。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 板厚0.35〜0.70mmで表面に絶縁皮膜を具える
    無方向性珪素鋼帯を突合わせ、この開先の裏面か
    ら溝付きのバツクバーを当て、エネルギー密度が
    1.5×1066.2×106W/cm2溶接入熱が300ジユール/
    cm以下、レーザビームの焦点と前記無方向性珪素
    鋼帯表面との距離が2mm以下、溶接速度が2.5〜
    9m/分で、レーザビームを照射して、溶接する
    ことを特徴とする無方向性珪素鋼帯ののレーザビ
    ームによる突合わせ溶接方法。
JP57034239A 1982-03-04 1982-03-04 無方向性珪素鋼帯のレ−ザビ−ムによる突合せ溶接方法 Granted JPS58151985A (ja)

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JP57034239A JPS58151985A (ja) 1982-03-04 1982-03-04 無方向性珪素鋼帯のレ−ザビ−ムによる突合せ溶接方法

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JPS58151985A JPS58151985A (ja) 1983-09-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01176823A (ja) * 1987-07-31 1989-07-13 Webster Spring Co Inc ベントワイヤスプリングモジュール

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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