JPS63160772A - バツト溶接方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、薄鋼板の端面同士をバット溶接する方法に関
するものである。

（従来の技術） 例えば薄鋼板を高能率、高精度に溶接する方法として、
近年、フラッシュバット溶接法に代わってバット溶接法
が広く採用されている。

このバット溶接法は第５図（イ）（ロ）に示すように、
対向配置されて成る加圧装置を兼ねた電Ｊｌｉ　１．１
で被溶接材である薄鋼板２を挟持し、これらを突き合わ
せて加圧しつつ大電流を流すことにより極めて短時間で
前記薄鋼板２の端面同士を接合せんとする一種の圧接法
である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、特に薄鋼板等の突合わせ溶接を前記バッ
ト溶接法によって１行うと、突合わせ面の幅方向で入熱
ムラが発生しやすいという問題があすなわち、板端面の
両側部では入熱不足気味となり、逆に板端面の両側部か
ら少し内側寄りの位置では過大入熱気味となるのである
。特に、その。

傾向が顕著な場合には第６図に示すように過大入熱位置
で溶は落ち、あるいはアブセフ）不足が生じることにな
る。第６図中３は入熱過大による接合不良部を示す。反
対にこの現象を防止せんとして入熱を下げると板端面の
両側部が入熱不足（冷接）となって板端面の両側部が接
合不良となる。

本発明はかかる問題点を解決できるバット溶接方法を提
供せんとするものであり、後述する本発明者等の研究・
実験に基づく知見によって成立せしめられたものである
。

（問題点を解決するための手段） 先ず、前記した従来の問題点が発生する原因について説
明する。

すなわち、本発明者等は入熱ムラの発生原因についての
力学的、電気的挙動を有限要素法等を用いた数値解析に
より検討し、加えて実験による検討を行った結果、従来
の問題は以下の原因によるものであることが判明したの
である。

つまり、薄鋼板同士の突合わせ溶接時には、薄鋼板は突
合わせ部近傍のみが急速加熱されるために溶接初Ｈｔ）
１の薄鋼板２．２の端面ば第４１２１に示すように不均
一な熱膨張によって回転変形して板端面の両側部の突合
わせが十分でなくなり、この部分で非接触部が形成され
る。

しかして、この状態で大電流を流し続けると前記非接触
部に隣接した突合わせ面の極く局部に電流が集中し、そ
のために急激な発熱の集中が生じる（参考として参考図
を添付する）。また、これとは反対に板端面の両側部の
発熱が不足する。

かかる理由によって板端面の両側部より少し内側寄りの
電流集中部では溶は落ちたり、アブセット不足になって
接合不良となり、また板端面の両側部では入熱不足によ
る接合不良となっていたのである。

そこで本発明では上記したようなバット溶接時における
接合不良の発生原因の解明に基づき、溶接時における薄
鋼板端面をその両側方から加熱することにより解決せん
としているのである。

すなわち本発明は、溶接せんとする薄鋼板の端面突き合
わせ部分近傍をその両側方から加熱しつつ溶接すること
により前記した入熱ムラに起因する接合不良をなくそう
としているのである。

つまり、本発明は、バット溶接中における薄鋼板２．２
の端面の回転変形を妨げ、板端面の両側部における非接
触部の形成を効果的に防止する手段として、第１図に模
式的に示すように、薄鋼板２．２の端面両側部の狭い領
域〔第１図の斜線部（幅Ｗ×長さＬ））を加熱して当該
領域を熱膨張させ、板端面の両側部における非接触部の
形成を防止しようとしているのである。

この場合、加熱は溶接の進行により薄鋼板の端面突き合
わせ部分が回転変形を開始しようとする時期に合わせて
実施することが最も効果的である。

また、加熱温度は加熱領域の寸法、特に長さしに依存す
るのであるが、薄鋼板の用途によってこの加熱領域の軟
化等を防止する必要がある場合には最高加熱温度は可能
な限り低くおさえ、その代わりに加熱長さしを長くとる
といった配慮が必要である。更に、加熱手段としては第
２図くイ）に示す高周波コイル４を使用したり、第３図
（イ）（ロ）に示すレーザートーチ５を使用するものや
、図示省略したがハロゲンランプ等の高密度光源と集光
装置を組み合せたもの、あるいはガスバーナー等を使用
すればよい。

なお、本発明の効果を最大限に得るためには溶接過程で
の急速加熱が効果的であるが、溶接に先立って事前に当
該領域を加熱し、しかる後溶接を実施しても接合不良の
防止には効果があることは勿論である。

（実　施　例） 以下、高周波コイルによる加熱装置を用いて本発明方法
を実施した結果について説明する。

先ず、本実施例に使用した供試材の成分、寸法及び機械
的性質を下記第１表に、またこの供試材を使用して本発
明方法によりバット溶接を行った際の溶接条件を下記第
２表に、更に使用した高周波加熱装置の諸元を下記第３
表に示す。

第１表 （単位二重量％） 第２表 注１）電流密度＝電流値（Ａ）／断面積（ａｍ”）２）
２１Ｏは第１図参照 第　　３　　表 しかして、第１表に示す供試材と第３表に示す諸元の加
熱装置を用いて第２表に示す溶接条件にて本発明方法に
よりバット溶接を行った結果を下記第４表に示す。

第４表 ３）断に則刀２ 上記第４表により以下に列挙することが明らかとなった
。

■　第２表に示す溶接条件による従来法の場合には割れ
率は１０％である（嵐１）。

■　加熱幅Ｗはある程度広い方が効果が大きい（Ｎ１２
．３）。

■　加熱長さしは出来るだけ長い方が良い（Ｉｌｈ３．
９）。

■　加熱温度は高い方が好ましい（魚３及び階５〜７）
。

■　溶接前の加熱によっても改善効果は得られるが、こ
の場合加熱温度は高い方が良い（阻１０．１１）。但し
、溶接過程で急速加熱する方が効果は大きい（ｌｌｈ４
、ｌＯ及び患６．１１）。

■　加熱長さしを長くとれば加熱温度は相対的に低くて
良い（隘３．９）。

■　以上の実施結果よ°り板幅端部加熱により著しい改
善効果は得られるが、すでに述べた如く、加熱領域の長
さしは出来るだけ長く、また加熱幅Ｗもある程度の広さ
を確保すればより効果的である。更に、加熱温度は加熱
領域の寸法に依存するが、高温になる程大きな効果が得
られる。

但し、最高加熱温度は薄鋼板の用途によっては制限する
必要がある。また更に、溶接前の加熱によっても効果は
得られるが、溶接過程での急速加熱の方がより効果は大
きい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、薄鋼板の端面同士をバッ
ト溶接する方法において、溶接せんとする薄鋼板の端面
突き合わせ部分近傍をその両側方から加熱しつつ溶接す
る為、従来板端面の両側部に発生していた入熱ムラに起
因する接合不良を防止でき、良好な接合が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の概略説明図、第２図及び第３図は
加熱手段の一例を示す図面で、夫々（イ）は正面図、（
Ｄ）は側面図、第截図及び第６図は従来方法による場合
の問題点を説明する図面、第５図はバット溶接法の説明
図、第７図は溶接結果判定法の説明図である。 ■は電極、２　ハＦ’１１４　板、４　ハ高周波コイ７
Ｌ／、５はレーザートーチ。 特許出廓人　　住友金屈工業株式会社 第１図 第２図 第３図 （イ）　　　　　　　　　（Ｑ） 第４図 （ｇ３） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄鋼板の端面同士をバット溶接する方法において
   、溶接せんとする薄鋼板の端面突き合わせ部分近傍をそ
   の両側方から加熱しつつ溶接することを特徴とするバッ
   ト溶接方法。