JPS6233065A - 珪素鋼板のプラズマア−ク溶接法 - Google Patents
珪素鋼板のプラズマア−ク溶接法Info
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- JPS6233065A JPS6233065A JP17215085A JP17215085A JPS6233065A JP S6233065 A JPS6233065 A JP S6233065A JP 17215085 A JP17215085 A JP 17215085A JP 17215085 A JP17215085 A JP 17215085A JP S6233065 A JPS6233065 A JP S6233065A
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- silicon steel
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- arc welding
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、通常０．１〜０．３５ｍｍの板厚を有する珪
素鋼板（ｔｆＪ帯を含む）の突合せ溶接法、特にプラズ
マアーク溶接法に関するものである。
素鋼板（ｔｆＪ帯を含む）の突合せ溶接法、特にプラズ
マアーク溶接法に関するものである。
珪素鋼板、冷延鋼板等の鋼板の製造ライン、例えば、焼
鈍ライン、精整ライン等、においては、先行のコイルと
後行のコイルが溶接接続され、連続的に通板され処理さ
れる。各ラインでの処理を円滑に行なうには、溶接部に
起因する板破断等のトラブルを発生させないことが重要
である。
鈍ライン、精整ライン等、においては、先行のコイルと
後行のコイルが溶接接続され、連続的に通板され処理さ
れる。各ラインでの処理を円滑に行なうには、溶接部に
起因する板破断等のトラブルを発生させないことが重要
である。
また９例えば鋼帯がコイル状に巻かれた場合に、溶接部
が他面に押圧力を与え、押し疵等の欠陥をもたらすこと
もあるので、これを生じせしめないようにする必要もあ
る。
が他面に押圧力を与え、押し疵等の欠陥をもたらすこと
もあるので、これを生じせしめないようにする必要もあ
る。
また、珪素鋼板において、電気機器に積層した場合、そ
の厚みが増すことがないようにすることが重要である。
の厚みが増すことがないようにすることが重要である。
珪素鋼板には、Ｓｉが１〜４％含まれており、且つ、板
表面がガラス等、電気絶縁被膜でコーティングされ又板
厚が０．１〜０．３５ｍｍと薄いために、アークを熱源
とする溶接方法は用いられずガス溶接法が一般に適用さ
れている。
表面がガラス等、電気絶縁被膜でコーティングされ又板
厚が０．１〜０．３５ｍｍと薄いために、アークを熱源
とする溶接方法は用いられずガス溶接法が一般に適用さ
れている。
しかし、このガス溶接法においては、エネルギー密度が
小さく溶は巾が大きいために、薄い鋼板では溶融メタル
の溶は落ち（穴）が発生し時々ライン障害をともなって
いた。
小さく溶は巾が大きいために、薄い鋼板では溶融メタル
の溶は落ち（穴）が発生し時々ライン障害をともなって
いた。
又、溶接出来たとしても熱影響部が大であるために溶接
後の形状が悪く、コイル状に巻かれた時、溶接部が他面
に押圧力を与え、押し疵等の欠陥を生じさせ成品歩留を
低下せしめる要因となっている。
後の形状が悪く、コイル状に巻かれた時、溶接部が他面
に押圧力を与え、押し疵等の欠陥を生じさせ成品歩留を
低下せしめる要因となっている。
このために、特開昭５８−１５１９８５号公報等に見ら
れるレーザービームによる溶接法が提案されている。レ
ーザー溶接はレーザーの高エネルギー密度、ビーム径小
という特性を活用して鋼板を低入熱で溶接接続するもの
である。しかし、レーザー溶接法においては、第１表の
比較表に見られるように。
れるレーザービームによる溶接法が提案されている。レ
ーザー溶接はレーザーの高エネルギー密度、ビーム径小
という特性を活用して鋼板を低入熱で溶接接続するもの
である。しかし、レーザー溶接法においては、第１表の
比較表に見られるように。
設備費及びランニングコストが膨大である又、エネルギ
ー効率について見ると総電力の１〜２％の出力しか得ら
れないというものである。
ー効率について見ると総電力の１〜２％の出力しか得ら
れないというものである。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものでエネルギー
効率か大きく、電源容量が小さく、コストが安く、しか
も、溶接性能はレーザーと同等であり、且つ、電気絶縁
被膜のある珪素鋼板の溶接に従来適用できなかったプラ
ズマアークを熱源としたプラズマアーク溶接法を提供す
ることを目的とするものである。
効率か大きく、電源容量が小さく、コストが安く、しか
も、溶接性能はレーザーと同等であり、且つ、電気絶縁
被膜のある珪素鋼板の溶接に従来適用できなかったプラ
ズマアークを熱源としたプラズマアーク溶接法を提供す
ることを目的とするものである。
ｃ問題点を解決するための手段・作用〕本発明者等は従
来導電性のある金属のみに採用されていたレーザー溶接
に比しコスト的にも安いプラズマアーク溶接法を、電気
絶縁被膜を有した珪素鋼板の突合せ溶接に適用できない
かについて研究、調査を重ねた結果、プラズマアークを
突合せ溶接線に対し、斜め照射することにより解決を見
たものである。
来導電性のある金属のみに採用されていたレーザー溶接
に比しコスト的にも安いプラズマアーク溶接法を、電気
絶縁被膜を有した珪素鋼板の突合せ溶接に適用できない
かについて研究、調査を重ねた結果、プラズマアークを
突合せ溶接線に対し、斜め照射することにより解決を見
たものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、電気絶縁性被
膜をコーティングした珪素鋼板をプラズマアークを熱源
として突合せ溶接するに当り、プラズマアークを溶接線
方向に斜め照射すること、又、このときのプラズマアー
ク溶接条件を溶接速度０．５−１．０ｍ／ｍｉｒ＋、エ
ネルギー密度２．０Ｘ１０’ Ｗ／ｃｍｚ以下でかつ入
熱量１５０ Ｊ ／Ｃｍ以下にて実施することによって
従来珪素鋼板に採用していなかったプラズマアーク溶接
法が利用できるようになったのである。以下に本発明の
詳細な説明する。
膜をコーティングした珪素鋼板をプラズマアークを熱源
として突合せ溶接するに当り、プラズマアークを溶接線
方向に斜め照射すること、又、このときのプラズマアー
ク溶接条件を溶接速度０．５−１．０ｍ／ｍｉｒ＋、エ
ネルギー密度２．０Ｘ１０’ Ｗ／ｃｍｚ以下でかつ入
熱量１５０ Ｊ ／Ｃｍ以下にて実施することによって
従来珪素鋼板に採用していなかったプラズマアーク溶接
法が利用できるようになったのである。以下に本発明の
詳細な説明する。
通常、プラズマアーク溶接法は第１図に点線で示す如く
、トーチｌは被溶接材２の突合せ溶接線方向に対して垂
直上方に配設され溶接線３にそって矢示方向に移動しな
がら溶接して行く。なお、４はプラズマアーク、５は板
支えの役目をもつバックバーである。しかし、この方法
では被溶接材２が珪素鋼板である場合、第２図に示す如
く珪素鋼板素地６の最外層には電気絶縁被膜７が形成さ
れているためにプラズマアークが生じにくく、前述した
ように板厚が０．１〜０．３５ｍｍと薄いため、無理に
入熱量、エネルギー密度を上げると、溶は落ちが生じ不
連続溶接しかできない難点があった。
、トーチｌは被溶接材２の突合せ溶接線方向に対して垂
直上方に配設され溶接線３にそって矢示方向に移動しな
がら溶接して行く。なお、４はプラズマアーク、５は板
支えの役目をもつバックバーである。しかし、この方法
では被溶接材２が珪素鋼板である場合、第２図に示す如
く珪素鋼板素地６の最外層には電気絶縁被膜７が形成さ
れているためにプラズマアークが生じにくく、前述した
ように板厚が０．１〜０．３５ｍｍと薄いため、無理に
入熱量、エネルギー密度を上げると、溶は落ちが生じ不
連続溶接しかできない難点があった。
本発明者等は、そこで、トーチｌを第１図に実線で示す
如く溶接線３の方向に対し斜めに配設してプラズマアー
ク４を電気絶縁被膜７に直接当てず、珪素鋼板素地６に
垂直線に対しθ０斜め照射を試みたところ、１５０ Ｊ
／ｃｔａ以下の入熱量、２．０Ｘ１０’Ｗ／ｃＩＩＩ
ｚ以下のエネルギー密度の溶接条件が選べるため、珪素
鋼板の如き極薄鋼板でも溶は落ちが生じないプラズマア
ーク溶接法による突合せ溶接が可能となった。又、溶接
速度は従来よりも早い速度０．５〜１．０ｍ／ｍｉｎで
溶接した方が溶融部に電気絶縁被膜のスラグ（例えばＰ
など）の混入が少く、溶接後強度、曲げ加工性等溶接品
質が向上することもわかった。次に本発明の限定条件に
ついて述べる。
如く溶接線３の方向に対し斜めに配設してプラズマアー
ク４を電気絶縁被膜７に直接当てず、珪素鋼板素地６に
垂直線に対しθ０斜め照射を試みたところ、１５０ Ｊ
／ｃｔａ以下の入熱量、２．０Ｘ１０’Ｗ／ｃＩＩＩ
ｚ以下のエネルギー密度の溶接条件が選べるため、珪素
鋼板の如き極薄鋼板でも溶は落ちが生じないプラズマア
ーク溶接法による突合せ溶接が可能となった。又、溶接
速度は従来よりも早い速度０．５〜１．０ｍ／ｍｉｎで
溶接した方が溶融部に電気絶縁被膜のスラグ（例えばＰ
など）の混入が少く、溶接後強度、曲げ加工性等溶接品
質が向上することもわかった。次に本発明の限定条件に
ついて述べる。
先ず、本発明の最大の特徴点であるプラズマアーク斜め
照射角度θ°は特に限定しないが、５゜〜ｌＯａ が好
ましい。ｌＯｏを越えて傾斜を大きくするとアーク長が
長くなり過ぎて入熱効率が悪くなる。５°以内は垂直と
差があまり無くなり、プラズマアークが発生しにくくな
り、無理に入熱量。
照射角度θ°は特に限定しないが、５゜〜ｌＯａ が好
ましい。ｌＯｏを越えて傾斜を大きくするとアーク長が
長くなり過ぎて入熱効率が悪くなる。５°以内は垂直と
差があまり無くなり、プラズマアークが発生しにくくな
り、無理に入熱量。
エネルギー密度大に上げ過ぎると板厚が薄いため溶は落
ちを生じ不連続接合となる恐れがある。
ちを生じ不連続接合となる恐れがある。
次に、溶接条件のうち特に重要なものは、溶接速度であ
る。本発明の好ましい？８接速度は０．５〜１．０ ｍ
／ｍｉｎである。電気絶縁被膜のない冷延鋼板等に採用
している０、１〜０．５ ｍ／ｍｉｎ に溶接速度を
低下させると、珪素鋼板の絶縁被膜がスラグとなって溶
着金属部に混入（特にＰなど有害物質）して、溶接強度
、曲げ加工性等溶接性を阻害する。
る。本発明の好ましい？８接速度は０．５〜１．０ ｍ
／ｍｉｎである。電気絶縁被膜のない冷延鋼板等に採用
している０、１〜０．５ ｍ／ｍｉｎ に溶接速度を
低下させると、珪素鋼板の絶縁被膜がスラグとなって溶
着金属部に混入（特にＰなど有害物質）して、溶接強度
、曲げ加工性等溶接性を阻害する。
上述したように、高速溶接は電気絶縁被膜を飛散させて
溶着金属内に電気絶縁被膜中のスラグを混入させない効
果を有するが１本発明では特にプラズマアークの斜め照
射であるから通常の垂直照射に比し電気絶縁被膜の飛散
効果も大である。なお、あまり溶接速度が高（１，０ｍ
／ｍｉｎ超になると、冷却速度が極端に早くなり、焼入
状態を呈し強度劣化や割れ事故の原因となる。 １ 溶接条件は珪素鋼板の如く極薄鋼板の溶は落ち防止の恐
れのない入熱量１５０Ｊ／ａｍ以下、エネルギー密度２
．ＯＸ １０’ Ｗ ／ ０ｍ２以下の、入熱量、エネ
ルギー密度のもとで作業できる。各上限値を超えると極
薄鋼板であるため、溶は落ちとなり回避すべきであるが
入熱ｆｆ１６０Ｊ／ｃＩ１１以下、エネルギー密度１．
ＯＸ １０４Ｗ ／ ａｍ２以下になると入熱不足で溶
は込み不足となる恐れがある。
溶着金属内に電気絶縁被膜中のスラグを混入させない効
果を有するが１本発明では特にプラズマアークの斜め照
射であるから通常の垂直照射に比し電気絶縁被膜の飛散
効果も大である。なお、あまり溶接速度が高（１，０ｍ
／ｍｉｎ超になると、冷却速度が極端に早くなり、焼入
状態を呈し強度劣化や割れ事故の原因となる。 １ 溶接条件は珪素鋼板の如く極薄鋼板の溶は落ち防止の恐
れのない入熱量１５０Ｊ／ａｍ以下、エネルギー密度２
．ＯＸ １０’ Ｗ ／ ０ｍ２以下の、入熱量、エネ
ルギー密度のもとで作業できる。各上限値を超えると極
薄鋼板であるため、溶は落ちとなり回避すべきであるが
入熱ｆｆ１６０Ｊ／ｃＩ１１以下、エネルギー密度１．
ＯＸ １０４Ｗ ／ ａｍ２以下になると入熱不足で溶
は込み不足となる恐れがある。
次に本発明の実施例を述べ具体的に説明する。
板厚０．１５ｎ＋ｍ及び０．２３ｍｍの２種類の電磁鋼
板を使用して第２表で示される溶接条件で突合せ溶接し
た後、突合せ面の外観検査及び溶接部の曲げ強度を見る
ために曲げ回数で評価してそれぞれ第３表にまとめた。
板を使用して第２表で示される溶接条件で突合せ溶接し
た後、突合せ面の外観検査及び溶接部の曲げ強度を見る
ために曲げ回数で評価してそれぞれ第３表にまとめた。
なお、曲げ回数は溶接部を曲げ曲率半径１０ｍｍで９０
°曲げて、破壊に至るまでの繰返し曲げ回数とした。
°曲げて、破壊に至るまでの繰返し曲げ回数とした。
なお、試料ＮＯ，１０，ＮＯ，１１はＣｏ２レーザー溶
接。
接。
ＮＯ，１２，Ｎｏ、１３はガス溶接にて行った。
試料Ｎ０１１〜Ｎ０．６の本発明法適用例ではいずれも
溶接外観検査で良好な外観を呈し、溶は落ち箇所は見当
らなかった。但し、曲げ強度評価においてＮ０１３〜Ｎ
００６がＮＯ，１，ＮＯ，２に比し若干劣っているが１
、現在の珪素価板の突合せ溶接に通常用いられているガ
ス溶接２〜３回がせいぜいであることからも、如何に本
発明のプラズマアーク斜め照射によるプラズマアーク溶
接法が優れているかうかがえる。
溶接外観検査で良好な外観を呈し、溶は落ち箇所は見当
らなかった。但し、曲げ強度評価においてＮ０１３〜Ｎ
００６がＮＯ，１，ＮＯ，２に比し若干劣っているが１
、現在の珪素価板の突合せ溶接に通常用いられているガ
ス溶接２〜３回がせいぜいであることからも、如何に本
発明のプラズマアーク斜め照射によるプラズマアーク溶
接法が優れているかうかがえる。
Ｎ０１３及びＮ０１４は若干溶接速度が速すぎて冷却中
に焼入状態を呈したためで、 ＮＯ，５，ＮＯ，６はプ
ラズマアーク照射傾斜角度が大きすぎて入熱効率が悪く
なり入熱不足の影響と思われる。
に焼入状態を呈したためで、 ＮＯ，５，ＮＯ，６はプ
ラズマアーク照射傾斜角度が大きすぎて入熱効率が悪く
なり入熱不足の影響と思われる。
Ｎ０２７〜ＮＯ１９は比較例で、 ＮＯ，７及びＮＯ，
８はプラズマアークトーチを周知の方法の如く垂直上方
からプラズマアークを発生させようとしたが、本発明の
〜０．１−Ｎ０．６と同一条件では電気絶縁被膜が介在
しているためアークの発生は不連続となった。ＮＯ，９
は本発明例と同一傾斜角度でプラズマアークを飛ばした
が溶接速度が遅く１人熱量が大であったためか部分的に
溶は落ちが生じた。
８はプラズマアークトーチを周知の方法の如く垂直上方
からプラズマアークを発生させようとしたが、本発明の
〜０．１−Ｎ０．６と同一条件では電気絶縁被膜が介在
しているためアークの発生は不連続となった。ＮＯ，９
は本発明例と同一傾斜角度でプラズマアークを飛ばした
が溶接速度が遅く１人熱量が大であったためか部分的に
溶は落ちが生じた。
又、従来例としてレーザ溶接（Ｃ０２ガス）とガス溶接
（アセチレンガス）を実施した結果、溶接部の外胡は良
好に仕上ったが曲げ強度の点プラズマアーク溶接に劣り
、特にガス溶接は劣っている。
（アセチレンガス）を実施した結果、溶接部の外胡は良
好に仕上ったが曲げ強度の点プラズマアーク溶接に劣り
、特にガス溶接は劣っている。
以上実施例からもわかる通り、本発明は、電気絶縁被膜
を有した珪素鋼板に対し、プラズマアークを溶接線方向
に斜め照射する新規な方法によりはしめて、従来不可能
であったプラズマアーク溶接法の珪素鋼板への適用を可
能としたものであり、溶接仕上り、曲げ強度ともに従来
のガス溶接はもとより、レーザー溶接と同等以上の性能
を有し、レーザーより安価なプラズマアーク溶接法を採
用できる効果大なる発明である。
を有した珪素鋼板に対し、プラズマアークを溶接線方向
に斜め照射する新規な方法によりはしめて、従来不可能
であったプラズマアーク溶接法の珪素鋼板への適用を可
能としたものであり、溶接仕上り、曲げ強度ともに従来
のガス溶接はもとより、レーザー溶接と同等以上の性能
を有し、レーザーより安価なプラズマアーク溶接法を採
用できる効果大なる発明である。
第１図は本発明（実線）及び従来法（点線）によるプラ
ズマアーク溶接法を説明する斜視図、第２図は珪素鋼板
の断面拡大図である。 １：トーチ ２：被溶接材３：溶接ａ
４：プラズマアーク５：バックパー
６：珪素鋼板７：電気絶縁被膜 θ；プラズマアーク斜め照射角度 特許出願人新日本製鐵株式會社５− ４・５°フ 代理人弁理士杉 信 興・；１→ ′５コ
ズマアーク溶接法を説明する斜視図、第２図は珪素鋼板
の断面拡大図である。 １：トーチ ２：被溶接材３：溶接ａ
４：プラズマアーク５：バックパー
６：珪素鋼板７：電気絶縁被膜 θ；プラズマアーク斜め照射角度 特許出願人新日本製鐵株式會社５− ４・５°フ 代理人弁理士杉 信 興・；１→ ′５コ
Claims (2)
- （１）絶縁性被膜をコーティングした珪素鋼板をプラズ
マアークを熱源として突合せ溶接するに当り、プラズマ
アークを溶接線方向に斜め照射することを特徴とする珪
素鋼板のプラズマアーク溶接法。 - （２）プラズマアーク溶接条件を、溶接速度０．５〜１
．０ｍ／ｍｉｎ、エネルギー密度２．０×１０＾４Ｗ／
ｃｍ＾２以下かつ入熱量１５０Ｊ／ｃｍ以下とする前記
特許請求の範囲第（１）項記載の珪素鋼板のプラズマア
ーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17215085A JPS6233065A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 珪素鋼板のプラズマア−ク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17215085A JPS6233065A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 珪素鋼板のプラズマア−ク溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233065A true JPS6233065A (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=15936489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17215085A Pending JPS6233065A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 珪素鋼板のプラズマア−ク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233065A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020508850A (ja) * | 2017-04-10 | 2020-03-26 | ヘルマン ウルトラシャルテクニーク ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲーＨｅｒｒｍａｎｎ Ｕｌｔｒａｓｃｈａｌｌｔｅｃｈｎｉｋ Ｇｍｂｈ ＆ Ｃｏ．Ｋｇ | 長尺材の間欠超音波加工方法 |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP17215085A patent/JPS6233065A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020508850A (ja) * | 2017-04-10 | 2020-03-26 | ヘルマン ウルトラシャルテクニーク ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲーＨｅｒｒｍａｎｎ Ｕｌｔｒａｓｃｈａｌｌｔｅｃｈｎｉｋ Ｇｍｂｈ ＆ Ｃｏ．Ｋｇ | 長尺材の間欠超音波加工方法 |
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