JPS61255782A - 鋼板ストリツプのレ−ザ溶接時の突合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は鋼板ストリップのレーザ溶接時の突合わせ方法
に係り、詳しくは、レーザ突合わせ溶接に先立って、先
行ならびに後行の鋼板ストリップの各端部を同時に切断
し、これら対向端面を形成する際に、これら鋼板ストリ
ップが橋薄物であっても、両対向端面はその板幅方向な
らびに板厚方向において均一な真直性を持ち、突合わせ
たときに両対向端面間にほとんど間隙が残らず、レーザ
溶接線と一致する突合わせ開先線が形成できる突合わせ
方法に係る。

従来の技術 一般に、鋼板ストリップの端部は、所謂、シャーウエル
ダにおいて先行の鋼板ストリップ（以下、先行板という
。）の盪端部ならびに後行の鋼板ストリップ（以下、後
行板という。）の先端部を切断して各対向端面を形成し
、その後、これら対向端面を互いに突合わせて溶接され
てから、次の工程に移行されている。この突合わせ溶接
は、通常、ＴＩＧ溶接かＭＩＧ溶接によって行なわれて
いるが、鋼板ストリップが薄板化ならびに広幅化する場
合には、これら溶接法に代ってレーザ溶接が適用される
例が多くなっている。

すなわち、レーザ溶接はレーザビーム自体直進性があり
、熱線径が例えば０．１〜０．２閣の如く非常に細くで
きる。従って、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接と相違してレー
ザ溶接はほとんど熱影響部を生成させずに、しかも、溶
接ビードの幅を小さくできるため、板厚０．３〜０．１
５Ｉｌｌｌｌｌの如く、極薄化の傾向の珪素鋼板の接合
にはレーザ溶接が好適、むしろ、レーザ溶接しか適用で
きないと云っても過言でない。しかしながら、レーザ溶
接は、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接程度に要求される精度の
開先に比べると、−１高い精度の開先が要求される。

換言すると、このような高精度の開先でないと、レーザ
ビームのように熱線径を非常に細くできるという利点が
十分にいかすことができず、レーザ溶接による上記利点
を十分に発揮できないからである。

そこで、レーザビーム径の極細化に対応して要求される
開先精度について検討すると、先後行板の両切断面の接
近度合が、板幅ならびに板厚方向、要するに、全面にわ
たって良好でかつ真直性を持っていること、突合わせた
際の両切断面間の間隙、つまり、突合わせ間隙がきわめ
て小さいこと等であって、この要求は鋼板ストリップの
極薄化、広幅化とともに一層に厳しくなっている。

しかしながら、何れにしてもこの要求に合致した開先を
得るには、その前提として、先後行板の各端部が形状性
が良好に切断されることが必要であるが、従来例のシン
グルカットシャーや、ダブルカットシャーで剪断するの
では、この要求にこたえることができない。つまり、こ
れら剪断装置は、主として小さい力で板厚の厚いものを
切断するものとして構成されており、例えば、板厚０．
３〜０．１５ｓ程度の薄板について上記条件の切断が達
成できない。また、これら剪断装置でも、シングルカッ
トシャーは同一の上下刃によって切断するために、突合
わせ開先である程度合同性を保持し、開先間隙を小さく
でき、この要求にある程度こたえられるが、位置決めが
むづかしい。これに対し、ダブルカットシャーは位置決
め問題はほとんどないが、両端部は別個の上下刃によっ
て切断するため、上記の条件をみたすことは不可能に近
い。

そこで、第５図（ａ）に示す従来例のダブルカットシャ
ーで剪断したときの先行板１、後行板１′の対向端面の
形状を観察したところ、板幅方向は第５図（ｂ）の通り
であり、板厚方向は第５図（Ｃ）の通りであった。すな
わち、このシャーは上刃２ならびに下刃３の間に先行板
１ならびに後行板１′の各端部がはさまれて通常上刃２
の下降により同時に剪断するもので、所謂、ギロチンシ
ャー型式のものである。また、このシャーは少ない力で
なるべく厚いものを切断するよう構成されているため、
上刃２には通常レーキ角θ（−１〜２°）程度とってい
る。従って、切断は同時に行なわれず、板厚方向では第
５図（Ｃ）の如く段付切断が行なわれ、板幅方向は第５
図（ｂ）に示す如く切断線１ａ、１ａ’　が曲がり、と
くに、別個の上下刃によって個別的に切断された各切断
面が第５図（ｂ）ならびに（Ｃ）の如く突合わされるこ
とになって、例えば、極薄の珪素鋼板等をレーザ溶接す
るときには、この点が大きく影響し、最も良い条件でも
せいぜい板厚０．２３ｍｍ程度が限度である。

また、使用中に上刃や下刃の締付方法等によっては対向
端面の全面にわたってのギャップが等しくならず逃げ量
も多い。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点を解決することを目的とし、具体的に
は、従来例のダブルカットシャーでは切断面の形状が損
なわれ、先行板と後行板の切られる傾向が逆になり、切
断面の真直性が悪化し、この事がそのまま突合わせ間隙
の悪化となること、レーキ角度をもっているため、局部
欠損切断や段付切断が発生し、間隔を全面一定とするこ
とが困難であること等を解決することを目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明法は、先行鋼板ストリップならびに後
行鋼板ストリップの各対向端面を突合わせてレーザ溶接
するのに先立って前記両鋼板ストリップの各端部を切断
して各対向端面を形成する際に、互いに整合する上刃な
らびに下刃の間においてこの上刃をその刃面を前記鋼板
ストリップの表面と平行の状態に保持しつつ下降させて
前記両鋼板ストリップの各対向端部とを同時に切断して
、それぞれ対向端面を形成し、その後、これら対向端面
を互いに突合わせることを特徴とする。

そこで、口の手段たる構成ならびにその作用について図
面によりさらに詳しく説明すると、次の通りである。

なお、第１図は本発明方法を実施する装置の一例の正面
図であり、第２図はそのＡ−Ａ方向からの平面図であり
、第３図は第１図のＢ−８方向からの断面図であり、第
４図は本発明方法により形成した対向端面の板幅方向の
平面図である。

まず、第１図において、符号１は先行板、符号１′は後
行板を示し、これら両板は突合わせレーザ溶接するのに
先立って、先行板１の後端部ならびに後行板１′の先端
部は切断位置において上刃１０ならびに下刃１１の間で
切断する。

すなわち、切断位置においては、先行板１ならびに後行
板１′の上下に上刃１０ならびに下刃１１が対向して設
けられている。この下刃１１は固定ホルダー１３に固定
されているのに対し、上刃１０は昇降ホルダー１２に取
付けられ、上刃１０ならびに昇降ホルダー１２は一体に
昇降する。上刃１０ならびに下刃１１は互いに整合し、
従来例のダブルシャーと相違して、同一の上下刃１０．
１１によって先後行板１．１′の各端部を同時に切断す
る。

従って、通常は、下刃１１の中心に凹所１１ａを形成し
、この凹所１１ａ内に上刃１０の一部を整合させるよう
、所謂、パンチ方式として構成し、先行板１ならびに後
行板１′の各端部を同時に切断する。この切断にあたっ
ては、下刃１１の刃面１１ｂは先行板１ならびに後行板
１′の両端部の裏面に接触させるのに反し、上刃１０の
刃面１０ａは先行板１ならびに後行板２の表面と略々平
行な状態に保持して上刃１０を下降させて同時に切断す
る。

このように切断すると、シングルカットシャーと同様に
同一の上下刃で切断されるために、切断面１ａ、Ｉａ’
の合同性は十分に保持されて突合わせ間隙は十分に小さ
くできるにも拘らず、同時切断である故に、ダブルカッ
トシャーの利卓の位置決めの容易さが十分に確保できる
。また、切断面１ａ、１ａ’　は第４図に示す如く、板
幅方向に直線性をもって切断されると共に、板厚方向に
おいても真直性が保持できる。

更に詳しく説明すると、第５図（ｂ）に示す両切断面１
ａ、　Ｉａ’　と第４図に示す両切断面とを対比すると
明らかな通り、従来例のカットシャーはシングル、ダブ
ルの何れでも、所定のレーキ角θをもって剪断が行なわ
れるため、上記の如く、どうしても、剪断は瞬間的でな
くある時間にわたり段階的になり、更に、先行板、後行
板のクランプ状態によってはこの傾向が助長する。この
ため、切断面は板幅方向に彎曲する一方、板厚方向では
階段状になる。これに対し、本発明方法により、上記の
如く上刃１０の刃面１０ａを平行状態で下降させて切断
した場合には、所謂、打抜きと同様な切断が瞬間的に達
成でき、板幅方向ならびに板厚方向にわたって真直性が
保持される。このため、得られる両切断面１ａ、　ｌａ
’　、つまり、対向端面１ａ、１ａ’　をこのままの状
態で突合わせると、真直度は０．１關／ｍ以下、開先間
隙は１ｍｍ以下の状態で突合わせることができる。

なお、本発明方法では、従来例の如く、レーキ角θを持
った上下刃を用いずに、上刃１０の刃面１０ａをほぼ先
行板ならびに後行板の表面と平行な状態に保って下降さ
せつつ切断することから、板厚が厚くなると、それに見
合った力が必要となる。しかしながら、本発明方法にお
いては、レーザ溶接が板厚０．３〜０．１５閣、板幅Ｓ
ＯＯ〜１５００ｍの如く桟薄、広幅のものの適用にきわ
めて有効であることに着目して成立しており、従来例の
如く、あまり厚いものを切断することば考慮する必要が
ない。

マタ、第１図ならびに第２図において、上刃の昇降ホル
ダー１２を案内するために、下刃１１の両側にはガイド
１４を取付けることもできる。

実施例 次に、実施例について説明する。

まず、板厚０．１５１０１．板幅１０００Ｍの珪素鋼の
先行板１、後行板１′を第１図、第２図ならびに第３図
に示すような切断ステーションのところまで移送した。

この際、上下刃１ｏ、　ｉｉの板を切る面間のギャップ
を３／１０００〜１．５／１００ｍｍに調整し、板の通
らない両端部にはガイド１４を取付けてガイドし、上刃
１０はその刃面を平行状態に保って下降させ、切断した
。このようにして得られた両対向端面は板幅ならびに板
厚方向にわたって真直度５７１０００ａ以下であった。

これを突合わせると、その間隙は４／１００閣以下とな
り、０．１５＠の板厚の珪素鋼板は径０．１−のレーザ
で十分に溶接できた。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明方法は、先行鋼板スト
リップならびに後行鋼板ストリップの各対向端面を突合
わせてレーザ溶接するのに先立って前記両鋼板ストリッ
プの各端部を切断して各対向端面を形成するものであっ
て、しかも、この際に、互いに整合する上刃ならびに下
刃の間においてこの上刃をその刃面を前記鋼板ストリッ
プの表面と平行の状態に保持しつつ下降させて前記両鋼
板ストリップの各対向端部とを同時に切断して、それぞ
れ対向端面を形成し、その債、これに対向端面を互いに
突合わせることを特徴としている。

従って、従来例のダブルカットシャーの如く同時切断で
ある故に、シングルカットシャーの如く、位置合わせの
はん雑さがなく、切断部、そのまま突合わせることによ
り、高精度の開先が得られる。

また、上刃ならびに下刃は互いに整合しかつ下刃の刃面
ば、先行板、後行板の裏面に接触し、上刃の刃面ば先行
板、後行板の表面とほぼ平行な状態で下降されて切断さ
れるため、打抜きに近い状態で同時に切断され、切断面
、つまり、各対向端面の全体にわたり真直性が保持でき
る。

つまり、これら対向端面を突合わせると、この間隙は１
／１０００＠オーダーとすることができるのでその突合
わせ性は１／１００■程度の精度とできる。また、溶接
トーチとのならい性も良く、真直性が保持できるので１
／１００ｍｍ程度の精度が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の一例の正面図、第
２図はそのＡ−Ａ方向からの平面図、第３図は第１図の
Ｂ−８方向からの断面図、第４図は本発明方法により形
成した対向端面の板幅方向の平面図、第５図（ａ）は従
来例のダブルカットシャーの切断部の一例の説明図、第
５図（ｂ）ならびに（０）は従来例のダブルカットシャ
ーによる先行板と後行板の切断面の板幅方向と板厚方向
の各説明図である。 符号１．１′・・・・・・先行板、復行板１０・・・・
・・上刃　　　　　１１・・・・・・下刃１２・・・−
・・上刃のホルダー １３・・・・・・下刃のホルダー １４・・・・・・ガイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先行鋼板ストリップならびに後行鋼板ストリップの各対
   向端面を突合わせてレーザ溶接するのに先立つて前記両
   鋼板ストリップの各端部を切断して各対向端面を形成す
   る際に、互いに整合する上刃ならびに下刃の間において
   この上刃をその刃面を前記鋼板ストリップの表面と平行
   の状態に保持しつつ下降させて前記両鋼板ストリップの
   各対向端部とを同時に切断して、それぞれ対向端面を形
   成し、その後、これら対向端面を互いに突合わせること
   を特徴とする鋼板ストリップのレーザ溶接時の突合わせ
   方法。