JPS62142082A - 熱間鋼材の接合方法及びその装置 - Google Patents
熱間鋼材の接合方法及びその装置Info
- Publication number
- JPS62142082A JPS62142082A JP27898985A JP27898985A JPS62142082A JP S62142082 A JPS62142082 A JP S62142082A JP 27898985 A JP27898985 A JP 27898985A JP 27898985 A JP27898985 A JP 27898985A JP S62142082 A JPS62142082 A JP S62142082A
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- Japan
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- joining
- steel materials
- hot steel
- hot
- pressing
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は熱間連続圧延設備における熱間鋼材の接合方法
およびその装置に係り、特に、相対向する熱間鋼材の接
合において、板厚・板幅の変化に対して左右されず、ま
た、連続的に流れる材料を接合するための短時間接合に
好適な接合方法及びその装置に関する。
およびその装置に係り、特に、相対向する熱間鋼材の接
合において、板厚・板幅の変化に対して左右されず、ま
た、連続的に流れる材料を接合するための短時間接合に
好適な接合方法及びその装置に関する。
従来、短時間接合を要求される鋼材の接合法としては、
公知例（製鉄研究第３０７号）のように。
公知例（製鉄研究第３０７号）のように。
双方の鋼材の接合面を離間した状態で、両鍔材間に電圧
を加え、短絡・アーク放電・休止を繰り返しながら接合
面の温度を上昇させ、適当な温度に加熱した後に押圧し
、接合するフラッシュバット溶接法や、双方の鋼材の接
合面を離間、又は、接触させた状態で、接合部周囲に配
置された誘導加熱コイルにより加熱し、適当な温度に加
熱した後に押圧し、接合する高周波誘導加熱接合法等が
ある。
を加え、短絡・アーク放電・休止を繰り返しながら接合
面の温度を上昇させ、適当な温度に加熱した後に押圧し
、接合するフラッシュバット溶接法や、双方の鋼材の接
合面を離間、又は、接触させた状態で、接合部周囲に配
置された誘導加熱コイルにより加熱し、適当な温度に加
熱した後に押圧し、接合する高周波誘導加熱接合法等が
ある。
しかし、前者については、熱影響範囲が小さく、接合の
信頼性が大きい等の利点がある反面、溶接機自身の値段
が高価であり、大きな入力電源が必要となり、又、接合
時間が後者よりもかかる等の問題がある。たとえば、肉
厚２０ｍｍのパイプをフラッシュバットで接合する場合
は、第６図から解るように約８０秒程度を要する。
信頼性が大きい等の利点がある反面、溶接機自身の値段
が高価であり、大きな入力電源が必要となり、又、接合
時間が後者よりもかかる等の問題がある。たとえば、肉
厚２０ｍｍのパイプをフラッシュバットで接合する場合
は、第６図から解るように約８０秒程度を要する。
又、後者は、前者よりは少ない容量の入力電源で短時間
接合が可能であるが、誘導加熱コイルと。
接合が可能であるが、誘導加熱コイルと。
鋼材が非接触であるため、一般に、接触式の効率を１と
した場合、非接触式の効率はその１／２程度と言われる
ように、効率が悪い。また、コイルと鋼材間のギャップ
の管理がむづかしく、鋼材とコイル間のギャップに不均
一が生じた場合、加熱に温度むらが生じたり、ギャップ
が大きくなると加熱効率がより一層低下するため、鋼材
の形状、及び、寸法に変化が生じた場合、その都度、コ
イルの形状・及び寸法を変更しなければならず、コイル
と鋼材間の結合状態（以下マツチングと呼ぶ）を調整し
なければならない等の問題があった。
した場合、非接触式の効率はその１／２程度と言われる
ように、効率が悪い。また、コイルと鋼材間のギャップ
の管理がむづかしく、鋼材とコイル間のギャップに不均
一が生じた場合、加熱に温度むらが生じたり、ギャップ
が大きくなると加熱効率がより一層低下するため、鋼材
の形状、及び、寸法に変化が生じた場合、その都度、コ
イルの形状・及び寸法を変更しなければならず、コイル
と鋼材間の結合状態（以下マツチングと呼ぶ）を調整し
なければならない等の問題があった。
又、第３図に示すように、パイプの加熱を例に挙げれば
、パイプの内・外面の温度上昇には差異があり、熱伝導
によって熱平衡がとれるまで加熱しなければならず、肉
厚物などの加熱では、温度むらが発生する等の問題があ
った。
、パイプの内・外面の温度上昇には差異があり、熱伝導
によって熱平衡がとれるまで加熱しなければならず、肉
厚物などの加熱では、温度むらが発生する等の問題があ
った。
本発明の目的は、熱間連続圧延設備における、先行材と
、後行材の接合方法で、双方の接合面を短時間に、かつ
、効率良く加熱昇温し、押圧して接合する接合方法及び
その装置を提供することにある。
、後行材の接合方法で、双方の接合面を短時間に、かつ
、効率良く加熱昇温し、押圧して接合する接合方法及び
その装置を提供することにある。
熱間圧延設備に見られるように、板厚・板幅の異なる、
無数の熱間鋼材の、先行の後端と、後行材の先端を短時
間に、効率良く接合するために、電縫管の製造に見られ
る二つの大きな原理に着目した。
無数の熱間鋼材の、先行の後端と、後行材の先端を短時
間に、効率良く接合するために、電縫管の製造に見られ
る二つの大きな原理に着目した。
（１）表皮効果・・・表皮効果とは、導体内を通る電流
は、その導体の表面に集中しようとする効果であり、そ
の特性は電流の周波数が高いほど、又、導体面積が大き
いほど、導電率及び透磁率が大きいほど著しく効果とし
てあられれる。
は、その導体の表面に集中しようとする効果であり、そ
の特性は電流の周波数が高いほど、又、導体面積が大き
いほど、導電率及び透磁率が大きいほど著しく効果とし
てあられれる。
（２）近接効果・・・近接効果とは、第５図に示すよう
に二つの導体内１ａ、ｌｂを流れる電流の向きが＋、−
のように互いに相反する向きとなる場合、その導体内の
電流密度は互いの向き合った面２に集中する作用である
。
に二つの導体内１ａ、ｌｂを流れる電流の向きが＋、−
のように互いに相反する向きとなる場合、その導体内の
電流密度は互いの向き合った面２に集中する作用である
。
電縫管の製造では、このような原理に基づき、第４図に
示すように、一枚の鋼帯１６を徐々に丸めて断面をＣ形
に整形し、スクイズロール１４ａ。
示すように、一枚の鋼帯１６を徐々に丸めて断面をＣ形
に整形し、スクイズロール１４ａ。
１４ｂの直前に配置されている接触電極５ａ。
５ｂを経由して、高周波電流がＣ形帯板に投入される。
これによりＶ型シーム部では、表皮効果、近接効果の作
用により電流が集中し、特に、■の頂点付近では、局部
的に電流密度が急増するために発熱作用が生じ、Ｃ形状
に丸められた鋼帯は。
用により電流が集中し、特に、■の頂点付近では、局部
的に電流密度が急増するために発熱作用が生じ、Ｃ形状
に丸められた鋼帯は。
スクイズロール１４ａ、１４ｂにより絞り込まれ、溶接
されるものである。本発明の接合方法は、前述の原理を
有効に活用して、接合面全体を短時間に加熱昇温し、押
圧して接合するものであるが、双方の接合面で、前記の
原理を生じさせ、接合面全体を昇温させるために、−ヶ
又は複数ケの導体部材を双方の接合面に接触させる事に
よって、双方の接合面を流れる電流の向きを相反方向と
して、近接効果を作用させ、又、接合面に通電する電流
を高周波電流として表皮効果を作用させ、両効果の作用
により、双方の接合面の電流密度を急激に高める事によ
り、双方の接合面を同時に発熱させるものである。この
場合、同じ直接通電タイプのフラッシュバット溶接法に
比べ、高周波電流を使用しているため、電源容量は小さ
くなり、高周波誘１タイプと比較すると、接触タイプの
ため効率が良く、接合面を直接発熱させるために加熱温
度むらが発生しにくい等の利点がある。
されるものである。本発明の接合方法は、前述の原理を
有効に活用して、接合面全体を短時間に加熱昇温し、押
圧して接合するものであるが、双方の接合面で、前記の
原理を生じさせ、接合面全体を昇温させるために、−ヶ
又は複数ケの導体部材を双方の接合面に接触させる事に
よって、双方の接合面を流れる電流の向きを相反方向と
して、近接効果を作用させ、又、接合面に通電する電流
を高周波電流として表皮効果を作用させ、両効果の作用
により、双方の接合面の電流密度を急激に高める事によ
り、双方の接合面を同時に発熱させるものである。この
場合、同じ直接通電タイプのフラッシュバット溶接法に
比べ、高周波電流を使用しているため、電源容量は小さ
くなり、高周波誘１タイプと比較すると、接触タイプの
ため効率が良く、接合面を直接発熱させるために加熱温
度むらが発生しにくい等の利点がある。
このように本発明は、相対向する鋼材の接合面を−ケ又
は複数ケの導体を接触させ導通状態とし、高周波電流を
双方の接合面に通電する事により、短時間に高効率で相
対向する鋼材の接合面を昇温し、押圧することにより、
双方の鋼材を接合するものである。
は複数ケの導体を接触させ導通状態とし、高周波電流を
双方の接合面に通電する事により、短時間に高効率で相
対向する鋼材の接合面を昇温し、押圧することにより、
双方の鋼材を接合するものである。
以下７本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図及び第２図において接合される熱間鋼材３ａ、及
び３ｂは適当な隙間をもって固定装置１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄによってセットされ、これと同時に高周
波電源４に接続されている電極５ａ、及び５ｂを双方の
熱間鋼材３ａ。
び３ｂは適当な隙間をもって固定装置１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄによってセットされ、これと同時に高周
波電源４に接続されている電極５ａ、及び５ｂを双方の
熱間鋼材３ａ。
３ｂに電極押し付は装置８ａ、及び８ｂによって押し付
ける。また、双方の熱間鋼材を導通状態とする導体６を
導体押し付は装置ｉ’２９によって、熱間鋼材３ａ、３
ｂに押し付ける。以−ヒの動作が終了したのち、高周波
電源４を動作させることにより、双方の熱間鋼材３ａ、
３ｂの接合面は、表皮効果、及び近接効果により、短時
間（フラッシュバットの約１／２）で１０００℃以上の
温度となる。この場合、表皮効果と、近接効果を併用し
ているため、たとえばパイプを例に挙げれば、前述の高
周波誘導加熱に比し、内外面の温度差は著しく改善され
る。この時、双方の接合面の温度は温度検出器１０によ
り検出され、接合適切温度が検出されると、熱間鋼材を
固定している装置１２ｃ、１２ｄを駆動装置１３ａ、１
３ｂにより駆動し、双方の熱間鋼材を密着させ、双方の
接合する面にＰｌ。
ける。また、双方の熱間鋼材を導通状態とする導体６を
導体押し付は装置ｉ’２９によって、熱間鋼材３ａ、３
ｂに押し付ける。以−ヒの動作が終了したのち、高周波
電源４を動作させることにより、双方の熱間鋼材３ａ、
３ｂの接合面は、表皮効果、及び近接効果により、短時
間（フラッシュバットの約１／２）で１０００℃以上の
温度となる。この場合、表皮効果と、近接効果を併用し
ているため、たとえばパイプを例に挙げれば、前述の高
周波誘導加熱に比し、内外面の温度差は著しく改善され
る。この時、双方の接合面の温度は温度検出器１０によ
り検出され、接合適切温度が検出されると、熱間鋼材を
固定している装置１２ｃ、１２ｄを駆動装置１３ａ、１
３ｂにより駆動し、双方の熱間鋼材を密着させ、双方の
接合する面にＰｌ。
Ｐ２なる力を作用させ、双方の熱間鋼材３ａ。
３ｂを接合する。この場合、スケール吐き出し効果を付
加することにより、より良好な接合状態を得ることが出
来る。（第７図ないし第１１図を参照） 次に、接合された熱間鋼材は１３ａ、１３ｂの駆動装置
を同一方向に駆動することにより、本装置内から搬出さ
れる。図中７は絶縁体。
加することにより、より良好な接合状態を得ることが出
来る。（第７図ないし第１１図を参照） 次に、接合された熱間鋼材は１３ａ、１３ｂの駆動装置
を同一方向に駆動することにより、本装置内から搬出さ
れる。図中７は絶縁体。
本実施例によれば、種々の寸法変化のある、熱間鋼材の
接合が短時間に効率良く良好に行なえる。
接合が短時間に効率良く良好に行なえる。
本発明によれば、従来の高周波電源のコストで、電極と
、導体を単に鋼材に接触させておくという容易な方法で
、相対向する鋼材を短時間に加熱昇温し接合することが
できる。
、導体を単に鋼材に接触させておくという容易な方法で
、相対向する鋼材を短時間に加熱昇温し接合することが
できる。
第１図は本発明の一実施例のシステム上面図、第２図は
第１図の側面図、第３図は誘導加熱によるパイプ内・外
面温度上昇特性図、第４図は電縫管溶接原理図、第５図
は近接効果の原理図、第６図はフランユバット溶接必要
時間特性図、第７図ないし第１１図はスケール吐き出し
効果の原理図である。 ４・・・高周波電源、５ａ、５ｂ・・・電極、６・・・
導体、１０・・温度検出器、ｌｌａ、ｌｌｂ・・固定装
置押し付は装置。
１．・８、□、 、） 代理人 弁理士 小ノ１１１＃男 ノ 第 １ 図 第 ２ １’１ Ｂｆｉ 間 巌 第 ５ｔ２１ ？ 奉 ６ 口 ６暇！！ルー才、ａ蚤煉町 第 ７ 口 奉 ３ 口 弔 ７２ 佑 １０ 圀 第 ／／ Ｉ２１
第１図の側面図、第３図は誘導加熱によるパイプ内・外
面温度上昇特性図、第４図は電縫管溶接原理図、第５図
は近接効果の原理図、第６図はフランユバット溶接必要
時間特性図、第７図ないし第１１図はスケール吐き出し
効果の原理図である。 ４・・・高周波電源、５ａ、５ｂ・・・電極、６・・・
導体、１０・・温度検出器、ｌｌａ、ｌｌｂ・・固定装
置押し付は装置。
１．・８、□、 、） 代理人 弁理士 小ノ１１１＃男 ノ 第 １ 図 第 ２ １’１ Ｂｆｉ 間 巌 第 ５ｔ２１ ？ 奉 ６ 口 ６暇！！ルー才、ａ蚤煉町 第 ７ 口 奉 ３ 口 弔 ７２ 佑 １０ 圀 第 ／／ Ｉ２１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、熱間連続圧延設備において、相対向する熱間鋼材を
短時間で接合するに当り、一方の前記熱間鋼材の接合面
と、他方の前記熱間鋼材の接合面に導電体の部材を接触
させ、双方の前記熱間鋼材を導通状態とし、双方の前記
接合面に直接高周波電流を通電し、接合面のみを加熱・
昇温させた後に双方の接合面を押圧して相対向する熱間
鋼材を接合することを特徴とする熱間鋼材の接合方法。 ２、特許請求の範囲第１項に示した接合方法において、
接合部分への酸化スチールまき込み防止を行なうために
前記接合面にテーパを付け、押圧することによりスチー
ルをテーパ方向に吐き出すことを特徴とする熱間鋼材の
接合方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、接合部分のスケー
ルのまき込みを防止するために、前記接合面を山形に付
き合せ、水平方向に押圧しながら、それと直交する方向
から力を加え、スケールを吐き出しながら接合すること
を特徴とする熱間材の接合方法。 ４、高周波電源装置と、その電源に接続され、熱間鋼材
に直接通電する電極と、相対向する前記熱間鋼材を導通
状態にさせる導体部材と、前記電極及び前記導体部材を
前記熱間鋼材に押し当てる押し当て装置と、相対向する
前記熱間鋼材を保持する装置と、加熱面の温度を検出す
る温度検出装置と、加熱昇温した後、押圧接合させる押
圧装置、及び、これら装置の動作を制御する制御装置と
からなることを特徴とする熱間鋼材の接合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27898985A JPS62142082A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 熱間鋼材の接合方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27898985A JPS62142082A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 熱間鋼材の接合方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142082A true JPS62142082A (ja) | 1987-06-25 |
Family
ID=17604864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27898985A Pending JPS62142082A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 熱間鋼材の接合方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62142082A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2619736A1 (fr) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Sumitomo Metal Ind | Procede de soudage en bout |
| JPH0576910A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-03-30 | Hitachi Ltd | 熱間圧延材の接合方法及び装置 |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP27898985A patent/JPS62142082A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2619736A1 (fr) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Sumitomo Metal Ind | Procede de soudage en bout |
| JPH0576910A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-03-30 | Hitachi Ltd | 熱間圧延材の接合方法及び装置 |
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