JPS62234679A

JPS62234679A - 板材の突合せ溶接方法とその装置

Info

Publication number: JPS62234679A
Application number: JP7784586A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ishizaka; 石坂　雄二
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1986-04-04
Filing date: 1986-04-04
Publication date: 1987-10-14

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】Ａ、産業上の利用分野本発明は板材の突合せ溶接方法とその装置に関する。

Ｂ６発明の概要本発明は２枚の板材の突合せ溶接において、前記突合せ
面を小ギャップをあけて平行に対向せしめ、且つ固定せ
しめるとともに、突合せ面から離れて板幅方向と長手方
向に伸びており、且つ互に接続する各一対の導体からな
る誘導加熱コイルを板面と対向するように配置して、該
コイルに中周波または高周波の電力を給電しながら突き
合せ面を押圧して溶接するようにしたことにより、溶接
のための板材の所定位置へのセット作業及び加熱溶接後
の次工程への送り出し作業を容易、迅速に行なえるとと
もに、溶接温度までの加熱を短時間で行なうことができ
るようにしたものであるＯＣ０従来の技術板材の１例として例えば鋼板を連続熱間圧延機によって
ｘ、ｉ、を熱間圧延するのは第９図のように行なってい
る。同図において９，９・・・は連続配設されている複
数個の圧延機ロールである。ＩＯは圧延機に入る前の厚
板材料で、これをラフバーと称している。ラフバー１０
は例えば厚みが２０〜５０Ｍ１幅が１，９００ｍ程度の
断面を有する有限長の厚板で、前工程の加熱炉によって
１　、１００〜１．３００″Ｃ近辺に加熱されている。

このラフバー７０を圧延機ロール９，９・・・に通して
例えば２■以下の厚さにまで熱間圧延する。このように
、従来熱間圧延においては、加熱炉で１．３００°Ｃ程
度に加熱された有限長のラフバー１ｏを順次１個ずつ熱
間圧延機に送り込んで圧延を行っていた。

ところで、上記のように有限長のラフバーＩＯを１個ず
つ圧延するのではなく、加熱炉から取出したラフバーＩ
Ｏの先端を前のラフバーＩＯの後端にすげやく溶接して
連続した一体のう７バーとして圧延機に送り込むように
すると、熱間圧延機による圧延が連続化されて圧延槻′
ロール９．９・・・がほぼ一定の負荷で操業され、圧延
操業が効率化される。その結果、圧延中のラフバーＩＯ
の温度降下を最小限におさえることができるので、最終
の圧延限界をより薄い板厚までにできる（有限長のラフ
バーであると圧延中の温度降下により、圧延できる板厚
はかなり厚いものとなる）などの大きなメリットがある
。

Ｄ０発明が解決しようとする問題点しかし、実際規模の熱間圧延工程にこのような連続化を
取入れることは困難であった。つまり、圧延操業中板継
ぎのために許容される溶接時間は最大１０秒以内であっ
て、このような短時間内に例えば厚さ２０〜５０■、幅
１，９００ｍｙ＋＋というような大きな断面を有するラ
フバー同志を溶接し、板継ぎする好適な方法がなかった
のである。

例えば、誘導加熱を利用する方法が考えられるが、それ
でも従来の一般的な加熱方法では上記問題点の克服は難
しい。第８図■〜（Ｃ）に従来の誘導加熱手段によりラ
フバーの如き厚板ｌ同志を溶接する例を示すのでこれを
参照して説明する。同図（Ａは平面図、同図Ｇ）は図（
イ）のＹ＋　　Ｙ＋断面図、同図０は厚板の突き合せ面
に沿ったｌ！ｉ面図である。

図に示すように厚板ｌ同志を突き合せた部分の周囲を取
り囲んで電源３に接続された誘導加熱コイル５が配設さ
れている。弘は厚板／の突き合せ面／ａ同志を第８図■
の矢印方向に押圧するためのクランプである。

しかし、上記の場合には、コイルＳを流れる交番電流ｉ
ｃによる誘起電流ｉｗ３は、第８図（１３）およびＣ）
に示すようにコイルＳに沿った厚板ノの断面の周辺を流
れ、この周辺部を加熱する。従ってこの誘起を流ｉｗ３
を突き合せ面／ａに集中させることが難しく、また、突
き合せ面／ＪＬの中央部分の昇温は外周部からの熱伝導
によらなければならないため、１０秒以内の短時間に突
合せ面／ａを加熱し溶接することが困難であった。また
フィルＳは厚板ｌへの着脱のために２分割としなければ
ならないという厄介な問題が生じる。

以上のようなことから第９図に示す熱間圧延工程におい
てラフパー１ｏ同志の接合を実施することが困難であっ
た。なお、この問題はラフバーｌに限らず、一般的に厚
板の突合せ溶接を効率良く、またはきわめて短時間で行
なう場合に問題となるが、従来はこれに対処できる好適
な方法および装置がなかった。

Ｅ１問題点を解決するための手段本発明の板材の突合せ溶接方法は、２枚の板材の突合せ
面を小ギャップをあけてほぼ平行に対向せしめ、突合せ
面から離れた両側にて板面ど対向する板幅方向の一対の
コイル導体と、このコイル導体を接続する板の長手方向
のコイル導体とを有し、前記板材の上下面に対向せしめ
て配設した直交磁束型の一対の誘導加熱コイルに、中周
波または高周波電流を給電し、板材の突合せ面を誘導加
熱しながら突合せ面同志を押圧するようにしたこあけて
ほぼ平行に対向させた板材の突合せ面から離れた両側に
て板面と対向する板幅方向の一対の材コイル導体と、このフィル導体を接続する−も長手方向
のコイル導体とを有する直交磁束型の一対の誘導加熱コ
イルを前記板材の上下面に対向せしめて配設し、さらに
前記板材の突合せ面を誘導加熱時に押圧するためのクラ
ンプを板材の両側に配設してなるものである。

Ｆ０作　　　　用一対の誘導加熱コイルにより中周波または高周波電流を
通電して板材の突合せ面を加熱すると共に、突合せ面同
志をクランプにより押圧して溶接を行なうものである。

Ｇ、実　施　例以下本発明を第１図〜第７図に示す実施例にもとついて
説明する。なお、従来と同一部分には同一符号を付して
説明する。

第１図■は本発明に係る溶接装置の平面図、同図（［３
）は図■のＹ−Ｙ線断面図、第４図は斜視図である。各
図において、互いに接合しようとするラフバーの如き厚
板／の突合せ面／ａ　、　／ａ同志は例えば２〜３ｍ程
度の隙間をあけて対向せしめている。この突合せ面ｌａ
、ｌａをはさんで厚板／の上面と下面に対向させて直交
磁束型の誘導加熱コイルコを配設する。この誘導加熱コ
イルユは第４図に示すように夫々１回巻きでもよいし、
又は第５図に示すように夫々２回巻き以上の複数巻きの
コイルとしてもよい。３は中周波または高周波電源装置
である。

また、第６図は誘導加熱コイルコの一部を拡大図として
、且つ手前側を断面図として示したものである。同図に
おいて、コイル二は銅などの電導率の良い材料からなる
バイブ状の導体６を成形して第４図、第５図に示す形状
のコイルとするものである。７は導体乙に形成せられた
冷却水の通水孔である。さらに、第７図に示すように導
体６の厚板ｌと対向する面以外の周囲に鉄心ｔを設けた
コイル二としてもよい。この鉄心ｔを設けることによっ
て磁束φの集中が良くなり、誘導効率の向上を図ること
ができる。第１図において弘は厚板ｌの突合せ面／ａ同
志全押圧するためのクランプであって、上下面より厚板
ｌをクランプするとともに、図示矢印のＸ方向に移動し
て厚板ｌ同志を押圧する。クランプ弘および抑圧を行な
うための機構については、図示を省略するが、例えば液
圧シリンダ等を使用した装置とすればよい。

つぎに、作用を説明すると、電源装置３よりコイル２に
給電するとき、コイル二に流れる交番電流ｉｃによる磁
束φが厚板ｌと鎖交するので、左右の各厚板ｌには夫々
誘起電流ｉ　Ｗｌ　　、　ｉ　Ｗｇが流れる。厚板ｌは
、突合せ面／ａに隙間をあけて置かれているので、誘起
電流ｉ　Ｗｌ　　、　ｉ　Ｗｇは第１図（Ｂ　、第２図
に示す経路を流れる。つまり、対向した突き合せ面／ａ
では、丁度逆方向の電流となるので、近接効果が働いて
対向する突合せ面／ａに集中して流れる。そして、突合
せ面／ａの表面からほぼ滲透深さ△に相当する深さまで
の狭い範囲を流れ、その範囲が加熱される（つまり、誘
起電流が流れる範囲は、表面から滲透深さ抵抗値、Ａ：
透磁率、子：周波数）。

１　、１００°Ｃ程度の鋼板を加熱する場合、電源装置
３から誘導加熱コイル二に供給される交番電δ乏の周波
数を例えば１０　Ｋ　Ｈｚとすると誘起電流１ｗＩ。

ｉｗｌの滲透深さΔは５閣、また２００ＫＨ２にすると
１．１　ｒｒｒｍとなり誘起電流は突合せ面／ａの表面
からこの深さに相当する狭い範囲を流れて表面部分のみ
を集中的に加熱する。

従って、本発明の方法によると、厚板ｌの突合せ面／ａ
を全面にわたって、かつ表面近くのみを効果的に短時間
で加熱することができる。加熱に先立ってクランプ弘に
よって厚板ｌを夫々クランプしておく。コイル二に通電
し加熱することによって突合せ面／ａの温度が例えば１
　、３５０〜１，４００’Ｃ近辺まで昇温したとき、左
右のクランプｔＡ（又は片方のクランプ）を第１図［Ｆ
］）矢印Ｘ方向に移動させて突合せ面／ａ同志を接触さ
せ更に押圧する。

この押圧によって溶接が行なわれたならば、コイル二へ
の通電を停止し、更にクランプによる押圧も解除し、接
続され一体化した厚板ｌをクランプ≠から解放して図示
省略する搬送装着により圧延機等の次工程に送り込む。

加熱およびクランプｔによる突合せ面／ａの押圧のタイ
ミングを第３図に示している。なお、ラフパー１ｏのご
とき厚板は加熱炉において一定の温度によって加熱され
ているので、前記溶接装置において加熱開始から接合一
体化までに要する時間は数秒（例えば３秒程度）である
。そして、順次、次のラフパー７０を同様に接合するが
、熱間圧延、工程に何ら支障を来すことはない。このよ
うにして、接合一体化したラフバー、ノθを連続して熱
間圧延機に送り込むことができる。

上記実施例では、熱間圧延機におけるラフバーの如き厚
板の接合について説明したが、これに限られるものでは
なく、各種厚板同志の効率的な且つ迅速な溶接に広く適
しているものである。さらに、厚板以外にも、中間厚さ
の板や薄板等板材全般の突合せ溶接に適する。

Ｈ０発明の効果以上の通りであり、本発明によると厚板加熱用のコイル
導体は上下２つに分割されていて板材の上下両面に配設
するものであるから、板材のセツティング、移動、突き
合せ面Ｏ押圧等の作業に際し、コイル導体を分割するな
どの作業が不要であり、単にコイル導体間を通過させる
だけでよいので作業性がそれだけ向上する。また、突き
合せ端面を押圧する押圧機構はコイル導体への通電加熱
を持続したままで作動させることができるので、温度低
下を生じることなく前記突き合せ端面の押圧ができる。

よって、加熱炉で加熱されて約１，１００゜Ｃ程度の厚
板の場合、端面の溶接に必要な１，４００゜理のタイミ
ングに合せて各ラフバーの端部溶接が可能であり、熱間
圧延機の連続操業が可能である。

それに伴って、ラフバーが十分加熱された状態での効率
的な圧延ができるため、最終圧延限界板厚を従来より薄
くすることが可能となり、よって冷間圧延機工程を省略
できる。つまり、従来熱間圧延後頁に冷間圧延機によっ
て所要の厚さにまで伸していたものが、本発明によると
、熱間圧延機のみで所要の厚さにまで圧延できるように
なり、冷間圧延工程が不要となった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の実施例を示し、第１図囚は誘
導加熱装置の平面図、第１図ω）は同図■Ｙ−Ｙ線に沿
う説明図、第２図は厚板を流れる誘起電流の経路を示す
説明図、第３図はクランプによる厚板の突合せ面の押圧
と加熱のタイミングを示す説明図、第４図、第５図は１
回巻きと２回巻きの各誘導加熱コイルの斜視図、第６図
、第７図はコイル導体の拡大斜視図、第８図囚は従来の
誘導加熱装置の平面図、第８図［Ｆ］）は同図（５）の
Ｙ】−７・・・厚板、ｌａ・・・突合せ面、ユ・・・誘
導加熱コイル、３・・・高周波電源、ｔ・・・クランプ
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２枚の板材の突合せ溶接において、互いの突合せ
面を小ギャップをあけてほぼ平行に対向せしめ、突合せ
面から離れた両側にて板面と対向する板幅方向の一対の
コイル導体と、このコイル導体を接続する板の長手方向
のコイル導体とを有し、前記板材の上下面に対向せしめ
て配設した直交磁束型の一対の誘導加熱コイルに中周波
または高周波電力を供給し、板材の突合せ面を誘導加熱
しながら突合せ面同志を押圧するようにしたことを特徴
とする板材の突合せ溶接方法。
（２）突合せ溶接すべき２枚の板材の互いの突合せ面を
小ギャップをあけてほぼ平行に対向させると共に、前記
突合せ面から離れた両側にて板面と対向する板幅方向の
一対のコイル導体と、このコイル導体を接続する板の長
手方向のコイル導体とを有する直交磁束型の一対の誘導
加熱コイルを前記板材の上下面に対向せしめて配設し、
前記突合せ面を誘導加熱時に押圧するためのクランプを
板材の両側に配設したことを特徴とする板材の突合せ溶
接装置。