JPS6261792A - Ｙａｇレ−ザによる珪素鋼帯の溶接方法 - Google Patents
Ｙａｇレ−ザによる珪素鋼帯の溶接方法Info
- Publication number
- JPS6261792A JPS6261792A JP60199227A JP19922785A JPS6261792A JP S6261792 A JPS6261792 A JP S6261792A JP 60199227 A JP60199227 A JP 60199227A JP 19922785 A JP19922785 A JP 19922785A JP S6261792 A JPS6261792 A JP S6261792A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- butt
- heat input
- energy density
- silicon steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (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。
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、珪素鋼帯の溶接接続方法に係り、極薄の珪素
鋼帯を容易にがっ優れた溶接継手性能が得られるＹＡＧ
レーザを利用して突合せ溶接する溶接方法に関するもの
である。
鋼帯を容易にがっ優れた溶接継手性能が得られるＹＡＧ
レーザを利用して突合せ溶接する溶接方法に関するもの
である。
０．４０＋ａｍ以下の極薄珪素鋼帯を、例えばスリッタ
ーライン等の連続処理工程で連続的に突合せ溶接接続し
ている。この種の接続突合せ溶接法として、例えばＴＩ
Ｇ溶接がある。これはタングステン電極と銅帯との間に
アークを発生させて溶接接続するものであり、入熱が比
較的大きいため熱延鋼帯の如く板厚の厚いものには問題
は少ないが、一方。
ーライン等の連続処理工程で連続的に突合せ溶接接続し
ている。この種の接続突合せ溶接法として、例えばＴＩ
Ｇ溶接がある。これはタングステン電極と銅帯との間に
アークを発生させて溶接接続するものであり、入熱が比
較的大きいため熱延鋼帯の如く板厚の厚いものには問題
は少ないが、一方。
低入熱コントロールが難しく、薄い鋼帯では溶は落ちが
発生し、溶接接続不良となったり、あるいは溶接はでき
ても熱影響部大で曲げ力が作用したとき折れが発生しや
すい。また溶接部厚みも大となり後手入に手間を要する
。さらに溶接前の鋼帯の突合せ溶接該当部は、機械的な
剪断精度をよくし、かつ精度よく突合せる必要があり、
この点の作業に熟練と時間を要する。
発生し、溶接接続不良となったり、あるいは溶接はでき
ても熱影響部大で曲げ力が作用したとき折れが発生しや
すい。また溶接部厚みも大となり後手入に手間を要する
。さらに溶接前の鋼帯の突合せ溶接該当部は、機械的な
剪断精度をよくし、かつ精度よく突合せる必要があり、
この点の作業に熟練と時間を要する。
この他に例えば特開昭ｓｇｍｔｓ１９ｇ＋号や特開昭５
８−１５１９８５号の公報にみられるように、珪素鋼帯
のレーザビームによる突合せ溶接がある。レーザ溶接は
、レーザの高エネルギ密度という特性を活用して銅帯を
低入熱で溶接接続するもので、Ｃ○２レーザ溶接法が一
般的である。前記公開公報では、珪素鋼板の絶縁被膜が
レーザ光の吸収性が良い点を応用して、絶縁被膜の種類
に応じてエネルギ密度の下限と溶接入熱量を制限するこ
とによって、レーザビームの焦点位置、レーザビームの
出力若しくは溶接速度を制御する珪素鋼帯のレーザビー
ムによる突合せ溶接条件等を設定したものである。
８−１５１９８５号の公報にみられるように、珪素鋼帯
のレーザビームによる突合せ溶接がある。レーザ溶接は
、レーザの高エネルギ密度という特性を活用して銅帯を
低入熱で溶接接続するもので、Ｃ○２レーザ溶接法が一
般的である。前記公開公報では、珪素鋼板の絶縁被膜が
レーザ光の吸収性が良い点を応用して、絶縁被膜の種類
に応じてエネルギ密度の下限と溶接入熱量を制限するこ
とによって、レーザビームの焦点位置、レーザビームの
出力若しくは溶接速度を制御する珪素鋼帯のレーザビー
ムによる突合せ溶接条件等を設定したものである。
前記公開公報によると、溶接部の余盛なしに溶接接続で
きるという利点があるが、一方、レーザビームは高エネ
ルギー密度を得るため、非常に小さく絞り込んだ状態で
鋼帯の突合せ部に投射されるので、この突合せ面に隙間
（ギャップ）が生じないように剪断と突合せ精度は厳し
く要求され、この点の作業性の問題が依然としである。
きるという利点があるが、一方、レーザビームは高エネ
ルギー密度を得るため、非常に小さく絞り込んだ状態で
鋼帯の突合せ部に投射されるので、この突合せ面に隙間
（ギャップ）が生じないように剪断と突合せ精度は厳し
く要求され、この点の作業性の問題が依然としである。
この剪断と突合せ精度の緩和を図るために、レーザビー
ムの焦点を突合せ面からずらす（Ｄｅｆｏｒｏｕｓ）と
、エネルギー密度が減少し溶接不良となる。
ムの焦点を突合せ面からずらす（Ｄｅｆｏｒｏｕｓ）と
、エネルギー密度が減少し溶接不良となる。
本発明は珪素鋼板の突合せ溶接に当って、上述した従来
法の欠点を生じない溶接法を提供することを目的とした
ものである。
法の欠点を生じない溶接法を提供することを目的とした
ものである。
〔問題点を解決するための手段・作用〕本発明者等は、
珪素鋼板の突合せ溶接に当って、従来のＣｏ２レーザ溶
接の４倍以上の溶融前の鋼板に対するビーム吸収率を有
するＹＡＧレーザ溶接熱源として利用することで問題解
決を見たもので、その要旨とするところは、珪素鋼帯を
ＹＡＧレーザを用いて突合せ溶接するに当たり、エネル
ギ密度が２．０Ｘ１０’ Ｉｉ／ｃｍ２以下で、かつ溶
接入熱を３００ Ｊ／ｃｍ以下の溶接条件下でＹＡＧレ
ーザ溶接法を提案するものである。
珪素鋼板の突合せ溶接に当って、従来のＣｏ２レーザ溶
接の４倍以上の溶融前の鋼板に対するビーム吸収率を有
するＹＡＧレーザ溶接熱源として利用することで問題解
決を見たもので、その要旨とするところは、珪素鋼帯を
ＹＡＧレーザを用いて突合せ溶接するに当たり、エネル
ギ密度が２．０Ｘ１０’ Ｉｉ／ｃｍ２以下で、かつ溶
接入熱を３００ Ｊ／ｃｍ以下の溶接条件下でＹＡＧレ
ーザ溶接法を提案するものである。
以下詳細に本発明を説明する。
珪素鋼帯の表面には、前述した公開公報（特開昭５８−
１５１９８４号）にも記されている如く、特に方向性珪
素鋼帯にはリン酸系の絶縁被膜を有しているため、熱吸
性が良いことは公知である。一方、従来から使用されて
いるｃＯ２レーザは波長が１０．６μｍであるため、溶
融する前の銅帯への吸収率が非常に小さく（約１０％）
、ながなが溶融に至らしめられないこと、又溶融に至ら
しめた後においては、溶融状態の金属に対するビームの
吸収率が１００％に近い値になることがら、溶融する前
に投入していたパワーでは大きすぎ（溶融する前の溶接
スピードでは遅すぎ、結果としてパワー過大の状態とな
る）、溶融部が溶は込み溶接欠陥を生じることになる。
１５１９８４号）にも記されている如く、特に方向性珪
素鋼帯にはリン酸系の絶縁被膜を有しているため、熱吸
性が良いことは公知である。一方、従来から使用されて
いるｃＯ２レーザは波長が１０．６μｍであるため、溶
融する前の銅帯への吸収率が非常に小さく（約１０％）
、ながなが溶融に至らしめられないこと、又溶融に至ら
しめた後においては、溶融状態の金属に対するビームの
吸収率が１００％に近い値になることがら、溶融する前
に投入していたパワーでは大きすぎ（溶融する前の溶接
スピードでは遅すぎ、結果としてパワー過大の状態とな
る）、溶融部が溶は込み溶接欠陥を生じることになる。
これは特に板厚の薄いとき、例えば０．４０ｍｍ未満の
板厚で生じる。
板厚で生じる。
そこで本発明者らは溶融前の銅帯に対するビーム吸収率
向上について、レーザビームの波長特性 ゛に着目した
。すなわち、Ｃ○２レーザの波長１０．６μｍに対し、
可視光に近いレーザを種々検討し、その中で最も溶接性
に優れたＹＡＧレーザによる溶接法を開発したのである
。即ちＹＡＧレーザの波長は１，０６μｍで、Ｃ○２レ
ーザに対して溶融前の鋼板に対するビーム吸収率が４倍
以上に達することをレーザパワー、溶融速度、突合わせ
ギャップ、加工レンズ焦点距離などの条件を変化させた
実験より知見し、本発明者の一部の者が一般薄鋼帯に適
したＹＡＧレーザ溶接方法について特願昭５８−２１４
０７９号で出願している。
向上について、レーザビームの波長特性 ゛に着目した
。すなわち、Ｃ○２レーザの波長１０．６μｍに対し、
可視光に近いレーザを種々検討し、その中で最も溶接性
に優れたＹＡＧレーザによる溶接法を開発したのである
。即ちＹＡＧレーザの波長は１，０６μｍで、Ｃ○２レ
ーザに対して溶融前の鋼板に対するビーム吸収率が４倍
以上に達することをレーザパワー、溶融速度、突合わせ
ギャップ、加工レンズ焦点距離などの条件を変化させた
実験より知見し、本発明者の一部の者が一般薄鋼帯に適
したＹＡＧレーザ溶接方法について特願昭５８−２１４
０７９号で出願している。
さて、本発明者らは、該出願を契機として、さらに、電
磁鋼帯に最適なＹＡＧレーザ突合せ溶接条件について鋭
意研究を進めた結果、エネルギ密度の上限を２．ＯＸ
１０ ’ Ｗ／ａＩ１１２かつ溶接入熱ノ上限を３００
Ｊ／ａｍに抑制することが、珪素鋼帯の突合せ部の溶
は込み溶接欠陥を防止し、突合せ接合間隔精度の緩和に
役立つことを知見したのである。
磁鋼帯に最適なＹＡＧレーザ突合せ溶接条件について鋭
意研究を進めた結果、エネルギ密度の上限を２．ＯＸ
１０ ’ Ｗ／ａＩ１１２かつ溶接入熱ノ上限を３００
Ｊ／ａｍに抑制することが、珪素鋼帯の突合せ部の溶
は込み溶接欠陥を防止し、突合せ接合間隔精度の緩和に
役立つことを知見したのである。
本発明のＹＡＧレーザ溶接法を珪素鋼帯に適用するに際
し、エネルギ密度は上限を２．ＯＸ １０５Ｗ／ａｍ”
とすべきである。２．ＯＸ １０５υ／ａｍ”超になる
と、溶接中に空気又はパージ用ガスがプラズマ化するた
めに、入熱量が不安定となり、特に板厚が０．４ｍｍ以
下の薄物の突合せ溶接において、ハンピング現象によっ
て、溶は落ち（穴）が発生する。
し、エネルギ密度は上限を２．ＯＸ １０５Ｗ／ａｍ”
とすべきである。２．ＯＸ １０５υ／ａｍ”超になる
と、溶接中に空気又はパージ用ガスがプラズマ化するた
めに、入熱量が不安定となり、特に板厚が０．４ｍｍ以
下の薄物の突合せ溶接において、ハンピング現象によっ
て、溶は落ち（穴）が発生する。
次に、溶接入熱量板厚が０．４ｍｍ以下のコーティング
鋼板においては、３００ Ｊ／ｃ＋＋＋以下に上限を抑
制して、熱影響部の結晶粒の粗大化を防ぎ機械的強度を
確保するとともに、溶接線方向の熱変形を少くする。
鋼板においては、３００ Ｊ／ｃ＋＋＋以下に上限を抑
制して、熱影響部の結晶粒の粗大化を防ぎ機械的強度を
確保するとともに、溶接線方向の熱変形を少くする。
次に実施例により本発明を具体的に説明する。
Ｓ１含有量３．０％を含有した板厚０．３０ｍｍの方向
性珪素鋼帯を同一板厚どうし突合せ溶接するに際し、Ｙ
ＡＧレーザ溶接によるもの４例、このうち本発明法を適
用したもの２例１本発明法を外れた比較例を２例、又従
来例としてＣＯ２レーザ溶接によるもの１例に分けて突
合せ溶接を実施した。
性珪素鋼帯を同一板厚どうし突合せ溶接するに際し、Ｙ
ＡＧレーザ溶接によるもの４例、このうち本発明法を適
用したもの２例１本発明法を外れた比較例を２例、又従
来例としてＣＯ２レーザ溶接によるもの１例に分けて突
合せ溶接を実施した。
第１表に溶接条件及び溶接結果をそれぞれ記載した。
本発明例であるＮｏ、１．２は、溶接欠陥なく１曲げ強
さも良好であったが、比較例Ｎｏ、３がエネルギ密度が
高くハンピング現象を生じ、又比較例Ｎｏ、４は溶接入
熱量が若干高く、熱影響部の結晶粒の粗大化を生じ曲げ
強さが低下している。
さも良好であったが、比較例Ｎｏ、３がエネルギ密度が
高くハンピング現象を生じ、又比較例Ｎｏ、４は溶接入
熱量が若干高く、熱影響部の結晶粒の粗大化を生じ曲げ
強さが低下している。
なお、曲げ回数は曲げ半径５ｍｏ＋で繰り返し曲げした
もので評価した。
もので評価した。
従来例Ｎ０９５はＣＯ２レーザ溶接によるものだが、高
エネルギ密度のためハンピングが発生した。
エネルギ密度のためハンピングが発生した。
本発明は上述したように、０．４ｍｍ以下の珪素鋼帯の
製品をＹＡＧレーザによる突合せ溶接するのに最適な溶
接条件を設定し、溶接欠陥及び曲げ強さに優れた突合せ
溶接性能を有するため、溶接部も製品と同様、鉄芯材料
として使用でき、歩留向上及び連続作業が可能となる有
効な溶接法である。
製品をＹＡＧレーザによる突合せ溶接するのに最適な溶
接条件を設定し、溶接欠陥及び曲げ強さに優れた突合せ
溶接性能を有するため、溶接部も製品と同様、鉄芯材料
として使用でき、歩留向上及び連続作業が可能となる有
効な溶接法である。
Claims (1)
- 珪素鋼帯をＹＡＧレーザを用いて突合せ溶接するに当た
り、エネルギ密度が２．０×１０＾５Ｗ／ｃｍ＾２以下
でかつ溶接入熱を３００Ｊ／ｃｍ以下のもとで溶接する
ことを特徴とするＹＡＧレーザによる珪素鋼帯の溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60199227A JPS6261792A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Ｙａｇレ−ザによる珪素鋼帯の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60199227A JPS6261792A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Ｙａｇレ−ザによる珪素鋼帯の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6261792A true JPS6261792A (ja) | 1987-03-18 |
Family
ID=16404261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60199227A Pending JPS6261792A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | Ｙａｇレ−ザによる珪素鋼帯の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6261792A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005219115A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Honda Motor Co Ltd | 金属薄板の突合せ溶接方法 |
| JP2008290080A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼板のレーザ溶接方法及び溶接装置 |
| CN102079014A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-06-01 | 清华大学 | 一种压铸镁合金低气孔率熔化焊接方法 |
| EP3034227A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-22 | Vlassenroot Polska sp. z o.o. | Method of butt joints laser welding with fixed power density, heat input and gas mixture |
| CN110560900A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-13 | 武汉宝悍焊接设备有限公司 | 一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606757A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 塗膜の形成方法 |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP60199227A patent/JPS6261792A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606757A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 塗膜の形成方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005219115A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Honda Motor Co Ltd | 金属薄板の突合せ溶接方法 |
| JP2008290080A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼板のレーザ溶接方法及び溶接装置 |
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| CN110560900A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-13 | 武汉宝悍焊接设备有限公司 | 一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法 |
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