JPS62212086A - 鋼帯端部突合せ溶接時の突合せ方法ならびにその装置 - 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 本発明は鋼帯端部突合せ溶接時の突合せ方法ならびにそ
の装置に係り、詳しくは、板厚のきわめて薄い、例えば
、珪素鋼帯の如き鋼帯を突合せ部にギャップのない高精
度な突合せを高能率に達成する鋼帯の突合せ方法ならび
にその装置に係る。

従　　来　　の　　技　　術 一般に、鋼帯を、製品として需要先等に供給する前には
、需要先の要求を満足させるために、例えば巻直し、巻
込み溶接、スリット、カット等の精整処理することが行
なわれ、コイルあるいはシート状にて需要先に納入され
ている。

しかし、この精整処理のうちで溶接は、通常、ＭＩＧや
ＴＩＧで行むわれることもあって、高品質な溶接部が得
られない。従って、得られる溶接部をそのままとしてコ
イルに巻回すると、鋼帯に疵が発生し、品質が著しく低
下し、ユーザーでのｉ・ラブル発生を回避するため、コ
イル状に巻回するときに、わざわざ溶接部を切除し、長
く連続的なものとしては供給することが困難であった。

これに対し、最近は高性能なレーザ溶接機が開発され、
このレーザ溶接であると、高品質の溶接部が得られるた
めに、溶接部を切除せずにそのまま巻回してコイル状に
ビルドアップしても、疵が発生しない。このため、例え
ば、珪素鋼帯の精整処理の溶接に発揮させれば大きな利
益が得られる。

すなわち、珪素鋼帯は、通常、需要先で高速連続打抜ラ
イン等によって処理されるので、切れ目のない長い鋼帯
であれば、打抜の能率が高く、このため、切れ目のない
長い鋼帯の納入が強く要望されている。この要望をレー
ザ溶接によって達成するのには、その前提として、短い
鋼帯を高品位の突合せを達成することが必要であり、こ
の前提条件が少なくとも充足されていないと、良質の溶
接部が得られず、この良質な溶接部とは、溶接部が均一
でかつ基準に合格していること、溶接部の機械的特徴が
基準に合格していること、更に溶接部で屈曲及びずれが
ないことである。しかしながら、珪素鋼帯、なかでも、
方向性の珪素鋼帯は鉄損を減少するために板厚を０．３
５〜０．３０閣程度から０．３５〜０．２０＋ａｍ程度
の薄物化の傾向にあり、更に薄物化する傾向にあるが、
このように薄物化すると、従来の手段では高品位の突合
せを得るのがきわめてむづかしく、口のため、レーザ溶
接を適用してもその効果を十分に発揮させることができ
ない。

また、珪素鋼帯の精整処理のほかに、冷延薄鋼帯はコイ
ル状に導かれたものを巻戻し、これを圧延や熱処理を施
して’ＩＩ品化される。この圧延等のときに、先行の鋼
４ｉ）と後行の鋼帯とは溶接によって接続し、圧延等の
処理を連続化することが多（、この溶接にもレーザ溶接
を適用し、良質な溶接部を得るのが好ましい。

更に詳しく説明すると、上記の如き、珪素鋼帯等の精整
ラインや、冷延鋼帯の処理ラインでは、従来では、接合
手段として主としてＴＩＧ、ＭＩＧ等の溶接法が用いら
れている。最近は、エネルギー密度の高いレーザ溶接゛
が開発されている。レーザ溶接は、レーザのビーム径を
０，１ｍｌ程度まで小径化して熱影響部を少なくでき、
表面が平坦な溶接部が得られる。このため、レーザ溶接
であると、従来不可能とされていた０、０５關厚程度の
極薄のものであっても、冷延鋼帯、珪素鋼帯、ステンレ
ス鋼帯を問わず、溶接できる。

しかしながら、このようにレーザ溶接によって極薄の鋼
帯を精密な突合せ溶接するのには種々の条件を満さねば
ならないが、この条件の中で、鋼帯の板厚と関連させて
突合せ部の目違い（板厚方向の段差）や、突合せ部のギ
ャップを小さくし、しかも、すばやく得ることが重要で
ある。

この点、従来例に係る突合せ技術としては、実開昭５７
−１０２４８０号公報に示されるものが提案されている
が、この突合せ技術では板幅が５００１１Ｉ１１以上に
広くなり板厚が０．１５＠程度に薄（るると、上記条件
に適合する突合せ部が得られない。すなわち、同号公報
に示される突合せ技術は、はじめに、先行鋼帯の慢端部
を切断位置でサイドガイドにより位置決めしてシャー切
断によって突合せ面を形成し、この突合せ面をピンチロ
ールまたは人手によって溶接位置まで移動させる。

続いて、後行鋼帯の先端部も同様に切断位置でサイドガ
イドにより位置決めしてシャー切断によって突合せ面を
形成し、この突合せ面をピンチロールまたは人手によっ
て溶接位置まで移動させ、そこで先に待機している先行
鋼帯の突合せ面に突合せる。

口の突合せは、人手または機械的に行なわれるが、板厚
がきわめて薄いときには突合せのときに先行鋼帯の上に
後行鋼帯が乗り上げたり、逆に下側に入ったりして突合
せに時間がかかる欠点がある。

仮りに、時間をかけて充分な突合せが一時得られたとし
ても、この状態を保持しておくことが困難である。つま
り、先行鋼帯と後行鋼帯の鋼帯同志で引張りあっている
ことがむづかしいため、クランプするまでの間に僅かな
振動など（例えばクランパーの作動など）が発生すると
、これによって鋼帯が動き、高精度の突合せが得られな
いという問題がある。

また、別な問題として鋼帯が薄いと、樋状に彎曲したり
、逆樋状に彎曲することが多く、更に、縦断面が波うち
になることが多い。口のため、この状態のままで鋼帯を
突合せると、目違いとなり、その目違いの部分は溶接ビ
ードが途切れてしまう欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、例え
ば、０．３５Ｍ以下の薄い鋼帯でも、最小のギャップで
ある突合せ部が容易に得られ、その後、工程での突合せ
溶接によって高品質でかつ真直でしかも段差のない溶接
部が得られ、なかでも、レーザ径をきわめて小径化して
レーザ溶接する際に好適な突合せ品が得られる突合せ方
法ならびにその装置を提案する。

〈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、本発明方法は、両鋼帯端部の突合せ溶接に先
立ってこれら鋼帯の端部を突合せる際に、この溶接線の
後方あるいは前方の少なくとも一方で、しかも、前記溶
接線を含まない側において一方の鋼帯の端部を磁石チャ
ックにより吸着、保持すると共に、他方の鋼帯の端部を
、その端部の突合せ面が前記鋼帯端部の突合せ面に対し
斜め下向きに指向するよう上昇させて、前記両鋼帯端部
の突合せ面を突合せることを特徴とする。

従って、本発明方法によって先行する鋼帯（以下、先行
鋼帯という。）と後行する鋼帯（以下、１餐行鋼帯とい
う。）の各端部を突合せてから溶接するときには、はじ
めに、先行鋼帯の俊端部を切断位置で位置決めして切断
して突合せ面を形成し、引き続いて、この先行鋼帯を切
断位置から溶接位置に移動させ、突合せ面を溶接線に一
致させた状態で、溶接線を含まない側に設けた一方の磁
石チャックで保持すると同時に磁化する。この磁石チャ
ックは溶接が終わるまで１１１１を続けることもできる
が、別にクランプ装置を設けて、後に示す後行鋼帯の他
方の磁石チャックの吸着保持が終わったときに、この一
方の磁石チャックによる先行鋼帯の保持をクランプ装置
によって行なって、一方の磁石チャックのスイッチを切
って消磁させることもできるし、更に、一方の磁石チャ
ックとクランプ装置とを併用して先行鋼帯を保持するこ
ともできる。

次に、後行鋼帯の先端部を切断位置で位置決めして切断
して突合せ面を形成してから、この後行鋼帯を切断位置
から溶接位置に移動させ、そごで、後行鋼帯をその先端
部の突合せ面が先行鋼帯慢端部の突合せ面に対し斜め下
向きに指向するよう、ループロールなどの手段により上
昇させ、更に、後行鋼帯をこのように先端部の突合せ面
が斜め下向きに指向する状態で、送り移動させて、後行
鋼帯の先端部の突合せ面を先行鋼帯の後端部の突合せ面
に突合せ、溶接線に一致させる。口の送り移動のときに
、先行鋼帯の１塁端部は上記の如く一方の磁石チャック
により磁化されているため、後行鋼帯の先端部の突合せ
面が近づくと、引きよせて吸いつき、その状態を保つ。

そして、溶接線の前方に設けた他方の磁石チャックをオ
ンにしておくと、溶接が要求するギャップのない突合せ
開先を形成できる。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用について
、図面によって更に具体的に説明すると、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配置
図であり、第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）なら
びに（ｅ）は第１図に示す装置によって本発明方法によ
り先行ならびに後行の両鋼帯の端部を切断し突合せて溶
接する際の各過程を示す説明図である。

まず、第１図において、符号Ａは切断位置、Ｂは溶接位
置、１は先行鋼帯を示し、この先行鋼帯１は一対のピン
チロール１３．１４により送られて、その後端部が切断
位置Ａに達したところで停止する。

次に、この溶接位［Ｂにおいて先行鋼帯１の側縁を鋼帯
のこの処理ラインにおいてその中心線と平行をなすよう
にそろえ、この状態に、押え装置４により先行鋼帯１を
固定し、切断装＠３によって処理ライン中心線と直角に
切断する。このときに発生したスクラップはスクラップ
処理装置（図示せず）により処理する。また、押え装置
４は切断装Ｍ３の近傍に設け、押え部４ａ、シリンダロ
ッド４ｂならひにシリンダ４Ｃから構成し、シリンダロ
ッド４ｂの伸縮により押え部４ａが昇降できるよう構成
する。切断装置３はレーザ等の溶断装置からも構成でき
るが、シャー切断のときは通常上下一対のシャー３ａ、
３ｂから構成する。

次に、先行鋼帯１は移動装置１０により送られて、その
後端部は切断位置へから溶接位＠Ｂに移される。溶接位
置口には板巾方向に走行する溶接ｌ・−チ５が設けられ
、この先行鋼帯１の送りは定位置停止装置（図示せず）
などにより正確に先行鋼帯１の後端部が溶接１・−チ５
の真下になる位置で停止するように行なわれる。口の送
りの間に、先行鋼帯１のセンターと溶接１・−チ５の板
巾方向に走行する走行線とが直角にならないような場合
があり、このため、溶接トーチ５のところで先行鋼帯１
の側縁を再び処理ラインの中心線と平行をなすようそろ
えて、先行鋼帯１のセンターと溶接トーチ５の走行線と
の直角度の修正を行ない、その位置で先行鋼帯１を固定
し、磁化するために一方の電磁チャック６を励磁する。

この一方の電磁チャック６により吸着力で充分であるが
、不測の力が動いて先行鋼帯１の位置がずれるおそれが
あり、念のため、固定クランプ片８を押下げて第２図（
ａ３ならびに（ｂ＞に示す如く固定する。すなわち、一
方の電磁チャック６は溶接１・−チ５の前方に設ける一
方、一方の電磁チャック６に対応させてその上方に昇降
自在に固定クランプ片８を設け、先行鋼帯１の後端部は
一方の電磁チ１アック６の励磁により固定すると共に、
上部から固定クランプ片８を下降させて押さえる。一方
の電磁チャック、６は先行鋼帯１の後端部を板巾方向に
確実に固定できればいかなるものとしても構成できるが
、通常は箱型に外匣を構成し、この外匣の中の鉄芯式の
電磁石を配置し、外匣を板巾方向にわたって延在するよ
うに構成する。

次に、後行鋼帯２を一対のピンチロール１３．１４より
切断位置Ａまで送る。そして、切断位置Ａにおいて後行
鋼帯２の先端部も上記の先行鋼帯１の後端部と同様に側
縁をそろえ、後行鋼帯２の中心線と切断線が正確に直角
となるようにそろえ状態を押え装置４によって維持し、
１麦行鋼帯２の先端部を切断装置３の一対のシャー３ａ
、３ｂによって切断し、突合せ面を形成する（第２図（
ｂ）ならびに（Ｃ）参照）。その慢、後行鋼帯２を一対
のピンチロール１３．１４によって切断位置へから溶接
位置Ｂに送る。

このときに、後行鋼帯２の先端部がループロール１２を
過ぎたところでルーブロール１２を上昇させる。ループ
ロール１２は通常溶接トーチ５の前方的４０ＣＩのとこ
ろに設置され、板厚に応じた高さに上昇させるよう構成
され、例えば、板厚が０．２０ｏｎ程度の場合、その上
昇高さは約１ｃｍに調整する。口のようにルーブロール
１２を上昇させると、後行鋼帯２は例えば０．３５ｍｍ
以下の如くきわめて薄いため、先端部の突合せ面は斜め
下向きに指向する。この状態で一対のピンチロール１３
．１４により後行鋼帯２の先端部の突合せ面をワークテ
ーブル１５上をすべらせながら更に送ると、第２図（ｄ
）に示す如く先行鋼帯１の後端部の突合せ面に近づき、
先行鋼帯１の後端部の突合せ面は上記の如く一方の電磁
チャック６によって磁化されているために吸引され、両
突合せ面は密着する。

更に詳しく説明すると、先行鋼帯１の後端部、とくに、
突合せ面は一方の電磁チャック６によって磁化されてい
るため、近づいてきた後行鋼帯２の先端部、とくに、突
合せ面は強く吸着され、はとんどギャップなく突合せら
れる。

なお、この吸着突合せが終われば、ループロール１２を
下降し、クランプを行なった後、溶接１・−チ５を溶接
線に沿って走行させると、高品質の溶接部が得られる（
第２図（ｅ）参照）。しかし、両突合せ面を突合せると
き、後行鋼帯２が両側縁が一つの方向に彎曲して樋状に
曲ったり、波をうったりして目違い（両突合せ面間で段
差が生じて平坦にならないこと）が生じることがある。

これを矯正するために、溶接トーチ５をはさんで一方の
電磁チャック６に対向させて他方の電磁チＡ７ツク７を
設け、更に、他方の電磁チャック７の上に固定クランプ
９を昇降自在に配置することもできる。このように構成
すると、他方の電磁チャック７を５ｉ１１磁することに
より後行鋼帯２の彎曲や反りを矯正でき、目違いを矯正
する。なお、固定クランプ８は必ずしも作動させなくて
もよいが、確実に後行鋼帯２の先端部を保持するために
、作動させる口ともできる。

また、溶接１・−チ５としては通常突合せ溶接に用いら
れるもの、例えば、ＴＩＧ、　ＭＩＧ等を用いる口とが
できるが、レーザ溶接ｌ・−チを用いると、その効果が
最も発揮できる。更に、レーザ溶接トーチとしても、パ
ワー源によって種々のものが開発されているが、通常、
炭酸がスレーブのものを用いるが、その他に、ヨウ素レ
ーザその他をパワー源とするレーザ溶接トーチを用いる
ことができる。

また、両電磁チャック６．７は上記の如く外匣の中に鉄
芯式の電磁石を配置し、先行鋼帯１や後行鋼帯２を裏側
から電磁的に吸引して保持することができるよう構成す
るが、これ以外の構造でも先行ならびに後行の画調帯１
．２を磁石より吸引保持できれば、電磁式に構成しなく
とも、磁石等からも構成できる。更に、両電磁チャック
６．７のうちで、正確な突合せを得るために、少なくと
も一方の電磁チャック６は必要であるブｆ、他方の電磁
チャック７を設けると、一層正確な突合せが得られる。

また、溶接１・−チ５をはさんで一方の電磁チャック６
に対向させてループロール１２を回転自在に設け、口の
ループロール１２は上下方向に昇降自在に構成する。こ
のループロール１２は後行鋼帯２を、先端部を持上げて
切断後の突合せ面を先行鋼帯１の突合せ面に対して斜め
下向きに指向させる状態で送るものであり、このため、
通常、ループロール１２以外のものでも、後行鋼帯２の
先端部を上昇させる昇降装置であれば何れの構造のもの
も用いることができる。

また、以上のところでは、主として薄い珪素鋼帯のレー
ザ溶接する場合について説明したが、珪素鋼帯以外に冷
ＴｉＬｍ板、ステンレスＳｌ根等ほかに金属帯一般の溶
接に適用でき、何れの場合であっても、ループロール等
の昇降装置によって端部を上昇させたときに、その端面
の突合せ面が下向きに指向する程度に彎曲する厚さの鋼
帯であれば何れにも適用できる。

〈発明の効果〕・ 以上詳しく説明した通り、本発明は、鋼帯端部の突合せ
溶接時の突合せ方法ならびにその装置であって、画調帯
のうちの一方の先行鋼帯の後端部を一方の磁石チャック
により吸着、保持すると共に磁化する一方、後行鋼帯を
その先端部が斜め下向きに指向するよう上昇させ、この
状態で後行鋼帯の先端部を先行鋼帯の後端部の突合せ面
に向けて送り、両突合せ面を磁力により吸引して突合せ
ることを特徴とする。

従って、先行鋼帯に対して、後行鋼帯は下向きに指向さ
せて斜めに突合せる口とによりすばやく突合せることが
でき、とくに、基準となる先行鋼帯の突合せ面には磁石
チＡ７ツクの励磁によって吸鴇力が発生するため、ギャ
ップなしに突合せができ、ｏ、ｏｓｍｍ厚程度の極薄の
ものでもその後の溶接によって良質な突合せ溶接が可能
となる。

【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配置図、第
２図ｆａ）、（ｂｌ、ｆｃ）、（ｄｉならびにｆｅ）は
第１図に示す装置によって本発明方法により先行ならび
に後行の画調帯の端部を切断し突合せて溶接する際の各
過程を示す説明図である。 符号Ａ・・・・・・切断位置　　　Ｂ・・・・・・溶接
位置１・・・・・・先行鋼帯　　　２・・・・・・後行
鋼帯３・・・・・・切断装置　　　４・・・・・・押え
装置５・・・・・・溶接トーチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）両鋼帯端部の突合せ溶接に先立つてこれら鋼帯の端
   部を突合せる際に、この溶接線の後方あるいは前方の少
   なくとも一方で、しかも、前記溶接線を含まない側にお
   いて一方の鋼帯の端部を磁石チャックにより吸着、保持
   すると共に、他方の鋼帯の端部を、その端部の突合せ面
   が前記鋼帯端部の突合せ面に対し斜め下向きに指向する
   よう上昇させて、前記両鋼帯端部の突合せ面を突合せる
   ことを特徴とする鋼帯端部突合せ溶接時の突合せ方法。 ２）両鋼帯端部の突合せ溶接に先立つて鋼帯の端部を突
   合せる突合せ装置において、この溶接線の後方あるいは
   前方の少なくとも一方で、しかも、前記溶接線を含まな
   い側に、前記両鋼帯のうちの一方の鋼帯の後端部を吸着
   かつ保持し、磁化させる一方の磁石チャックを配設し、
   前記溶接線をはさんでこの一方の磁石チャックに対向さ
   せて他方の鋼帯の先端部を上昇させて斜め下向きに指向
   させる昇降装置を設けたことを特徴とする鋼帯端部突合
   せ溶接時の突合せ装置。