TW202408704A - 電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法、電磁鋼帶的製造方法、摩擦攪拌接合裝置及電磁鋼帶的製造裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其可於高施工效率下，抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況。本發明根據藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且同時滿足式（1）～式（4）的關係的條件，進行後冷卻式雙面摩擦攪拌接合。
Description
本發明是有關於一種電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法、電磁鋼帶的製造方法、摩擦攪拌接合裝置及電磁鋼帶的製造裝置。
於鋼板的生產線、例如酸洗、冷軋、退火及鍍敷等生產線中，為了提升生產性或提高良率，一般於實施所謂的卷材接合後使鋼帶通行。此處，所謂卷材接合，是指於生產線上將先行的鋼帶（以下，亦稱為先行鋼帶）的端部（後端）與繼先行鋼帶之後的鋼帶（以下，亦稱為後行鋼帶）的端部（前端）接合。以下，亦將藉由卷材接合而形成的接合部稱為卷材接合部。再者，前端是生產線上的鋼帶的行進方向側的端部。另外，後端是生產線上的鋼帶的與行進方向相反之側的端部。藉由進行該卷材接合，能夠於遍及鋼帶的全長而賦予了張力的狀態下進行軋製等。另外，於鋼帶的前端或後端，亦能夠對板厚或形狀進行高精度控制。
於卷材接合中，先前一般應用閃光對焊（flash butt welding）等。但是，隨著雷射焊機的進步，例如於電磁鋼板或不鏽鋼鋼板、高張力鋼板的生產線上，於卷材接合中應用雷射焊接亦逐漸成為主流。
作為此種技術，例如於專利文獻1中揭示了：
「一種高Si鋼的雷射焊接方法，其特徵在於，當對高Si鋼進行焊接時，使用以Ni為主成分的填充焊絲（filler wire），或者供給以Ni為主成分的粉末填料，以焊接金屬的化學組成滿足下述（1）式的方式進行焊接。
X=[%Ni]-[%Si]×2.5-（[%Cr]+[%Mo]）×0.4≧0··（1）
其中，[%Ni]、[%Si]、[%Cr]及[%Mo]分別表示焊接金屬中的Ni、Si、Cr及Mo的含量（重量%）。」。
於專利文獻2中揭示了：
「一種雷射焊接方法，將先行板與後行板對接並使用填充焊絲進行雷射焊接，所述方法的特徵在於，焊接初期的所述先行板和後行板的對接縫隙（Gap）與焊接金屬的平均寬度（DEPO）之比（Gap/DEPO）為0.3～0.8。」。
於專利文獻3中揭示了：
「一種薄板的焊接部，對在連續冷軋線上搬送的包含特殊鋼的先行薄板與後行薄板進行雷射焊接而形成，所述焊接部的特徵在於，
若將存在於上側伸出部的下側的所述母材的最小厚度設為L1，將由下側伸出部與所述上側伸出部夾持的所述母材的最小厚度設為L2，則L1及L2中的至少任一個大於零，所述上側伸出部包含藉由冷軋而於母材上表面側延伸出的焊接金屬，所述下側伸出部包含藉由冷軋而於所述母材的下表面側延伸出的焊接金屬。」。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平5-305466號公報
專利文獻2：日本專利特開2004-25284號公報
專利文獻3：日本專利特開2011-140026號公報
專利文獻4：日本專利特表平07-505090號公報
專利文獻5：日本專利第3261433號
專利文獻6：日本專利第4838385號
專利文獻7：日本專利第4838388號
專利文獻8：日本專利特再表2019-26864號公報
專利文獻9：日本專利特再表2019-54400號公報
專利文獻10：日本專利第6332561號
專利文獻11：日本專利第6332562號
專利文獻12：日本專利第6497451號
專利文獻13：日本專利特開2020-124739號公報
[非專利文獻]
非專利文獻1：崔,L.；藤井,H.；辻,N.；野木,K.（Cui,L.；Fujii,H.；Tsuji,N.；Nogi,K.）材料快報（Scripta Mater.）2007，56，p.637-640.
[發明所欲解決之課題]
但是，由於雷射焊接是熔融焊接，因此會產生因熔融及凝固時的雜質偏析而引起的脆化、或因氫侵入而引起的脆化。其結果，有時會導致接合部（焊接部）的機械特性劣化。特別是，由於電磁鋼板的成分組成中含有大量的Si，故卷材接合部的機械特性劣化容易變得明顯。因此，若如專利文獻1～專利文獻3般應用雷射焊接作為電磁鋼帶的卷材接合，則存在如下問題：於生產線、例如連續冷軋線上，因卷材接合部發生斷裂、生產線停止等而導致生產性的降低。
本發明是鑒於以上現狀而開發的，其目的在於提供一種電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其可於高施工效率下，極其有效地抑制因卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化而導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況。
另外，本發明的目的在於提供一種使用了所述電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法的電磁鋼帶的製造方法。
進而，本發明的目的在於提供一種可適宜地用於所述電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法的摩擦攪拌接合裝置。
此外，本發明的目的在於提供一種具有所述摩擦攪拌接合裝置的電磁鋼板的製造裝置。
[解決課題之手段]
於是，發明者等人為了達成所述目的而反覆進行了努力研究。首先，發明者等人對在應用雷射焊接作為電磁鋼帶的卷材接合的情況下會發生卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化的理由進行了調查/研究，結果獲得了以下見解。
（a）如上所述，於電磁鋼板的成分組成中含有大量的、例如具體而言為2.0質量%～5.0質量%程度的Si。Si為鐵氧體穩定化元素。因此，若於電磁鋼帶的卷材接合中應用一般的雷射焊接，則作為熔融部的卷材接合部的鐵氧體晶粒、甚至熱影響部的鐵氧體晶粒粗大化。因此，卷材接合部的機械特性、特別是韌性或彎曲強度大幅劣化，導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂。
（b）另外，於所述專利文獻1～專利文獻3的技術中，使用以作為沃斯田鐵穩定化元素的Ni為主成分的填充材料（填料）。因此，於卷材接合部主要獲得沃斯田鐵相。但是，於所述專利文獻1～專利文獻3的技術中，需要消除先行鋼帶與後行鋼帶的對接縫隙的變動，對熔融部（焊接金屬）中的填充材料的融合量與鋼板的融合量進行極其嚴格的管理，並始終對熔融部（焊接金屬）中的Ni當量與Cr當量的平衡進行恰當控制。即，若熔融部（焊接金屬）中的Ni當量與Cr當量的平衡未得到恰當控制，則於卷材接合部會形成為硬且脆的組織的麻田散鐵相。因此，卷材接合部的機械特性、特別是韌性大幅劣化。另外，於熱影響部，由於鐵氧體晶粒的粗大化，卷材接合部的機械特性大幅劣化。基於該些理由，會導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂。
（c）進而，所述先行鋼帶與後行鋼帶的對接縫隙的變動會對焊接部的餘高產生影響。例如，於焊接部的餘高變高而焊接部成為過度凸出的形狀的情況下，當對焊接部施加負荷時，應力會集中於焊趾部。因此，就該方面而言，所述先行鋼帶與後行鋼帶的對接縫隙的變動成為在生產線上發生卷材接合部的斷裂的原因。再者，焊接部的盈餘可藉由磨削等而去除。但是，此種步驟的增加會導致生產性的大幅降低。
依據以上方面，發明者等人進一步反覆進行了各種研究，結果，發明者等人構思出應用摩擦攪拌接合作為電磁鋼帶的卷材接合。
此處，所謂摩擦攪拌接合，是指利用了旋轉工具與被接合材的摩擦熱、及被接合材的塑性流動的固相接合。即，利用旋轉工具對被接合材的未接合部（接合預定區域）進行摩擦攪拌。當被接合材的未接合部藉由摩擦熱而受到加熱時，開始發生塑性流動。而且，塑性流動域與母材部的界面大幅伸長。藉此，不存在氧化物的純淨界面彼此接觸，被接合材不會熔融而形成接合部。此處，接合部是藉由旋轉工具和被接合材的摩擦熱與塑性流動而受到熱加工並成為再結晶組織的區域，有時亦稱為攪拌部。另外，於與接合部鄰接的區域中形成如下區域：該區域雖然會受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響，但因溫度或加工並不充分而成為未達再結晶的組織。將該區域稱為熱加工影響部。進而，於被接合材中亦存在不受藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響的區域。將該區域稱為母材部。再者，摩擦攪拌接合的相關技術例如於專利文獻4～專利文獻13及非專利文獻1中進行了揭示，但該些均不適用於電磁鋼帶的卷材接合。
因此，發明者等人基於所述構思進一步反覆進行了各種研究，結果獲得了以下見解。
（d）為了有利地解決所述（a）～（c）的問題，重要的是以下方面。
・作為接合方式而應用所謂的雙面摩擦攪拌接合。
・於接合步驟中，選擇藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且使所述接合部及熱加工影響部的鋼組織微細化、使接合部與母材部的硬度差降低的條件進行接合。具體而言，選擇同時滿足下式（1）～式（4）的關係的條件進行接合。
・於所述接合步驟後，利用冷卻裝置對接合部進行冷卻。
藉此，即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況，亦不會導致卷材接合部的形狀劣化，卷材接合部的機械特性提高，在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到極其有效的抑制。另外，可於抑制缺陷產生的同時使接合速度高速化，因此施工效率優異，於生產性的方面亦極其有利。再者，以下，亦將於接合步驟後利用冷卻裝置對接合部進行冷卻的雙面摩擦攪拌接合稱為後冷卻式雙面摩擦攪拌接合。
Dsz≦100 μm …（1）
Dhaz1≦Dbm1 …（2）
Dhaz2≦Dbm2 …（3）
0.9×（Hbm1+Hbm2）/2≦Hsz≦1.2×（Hbm1+Hbm2）/2 …（4）
此處，
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Hsz為接合部的硬度的平均值，
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值，
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
（e）另外，較佳為選擇同時滿足上列式（1）～式（4）的關係、進而滿足下式（5）及式（6）的關係的條件進行接合。藉此，即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況，亦不會導致卷材接合部的形狀劣化，卷材接合部的機械特性提高，在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況更有效地得到抑制。
0.8×TbmL≦TszL …（5）
TszH≦1.3×TbmH …（6）
此處，
TszL為接合部的厚度的最小值（mm），
TszH為接合部的厚度的最大值（mm），
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚（mm），
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚（mm）。
其中，於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下，為TbmL=TbmH。
本發明是於所述見解的基礎上進一步加以研究而完成者。
即，本發明的主旨結構為如下所述。
1.一種電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，藉由彼此相向的一對旋轉工具將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合，所述電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法包括：
接合步驟，對於所述被接合材的未接合部，使所述旋轉工具自兩面一邊向彼此相反的方向旋轉一邊予以按壓，並使所述旋轉工具沿接合方向移動，藉此將所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶接合而形成接合部；以及
冷卻步驟，利用在所述被接合材的至少一個面上配置於所述旋轉工具的接合方向的後方的冷卻裝置，對所述接合部進行冷卻，
所述被接合材的未接合部為所述第一電磁鋼帶的端部與繼所述第一電磁鋼帶之後的所述第二電磁鋼帶的端部的對接部或重疊部，
藉由使所述旋轉工具與所述冷卻裝置連動地沿接合方向移動而連續進行所述接合步驟與所述冷卻步驟，
於所述接合步驟中，於藉由所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶的接合而形成的所述接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足下式（1）～式（4）的關係的條件下進行接合。
Dsz≦100 μm …（1）
Dhaz1≦Dbm1 …（2）
Dhaz2≦Dbm2 …（3）
0.9×（Hbm1+Hbm2）/2≦Hsz≦1.2×（Hbm1+Hbm2）/2 …（4）
此處，
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Hsz為接合部的硬度的平均值，
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值，
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
2.如所述1所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其中，於所述接合步驟中，於滿足下式（5）及式（6）的關係的條件下進行接合。
0.8×TbmL≦TszL …（5）
TszH≦1.3×TbmH …（6）
此處，
TszL為接合部的厚度的最小值（mm），
TszH為接合部的厚度的最大值（mm），
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚（mm），
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚（mm）。
其中，於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下，為TbmL=TbmH。
3.如所述1或2所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其中，於所述冷卻步驟中，於滿足下式（7）～式（9）的關係的條件下進行冷卻。
CR
W=0≧15 …（7）
CR
W=0.2D≧15 …（8）
CR
W=0.5D≧15 …（9）
此處，CR
W=0、CR
W=0.2D及CR
W=0.5D分別為W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的接合部表面的自接合結束溫度至450℃的冷卻速度（℃/s）。另外，W為自被接合材的接合中央線沿接合垂直方向離開的距離（mm）。D為旋轉工具的肩部的直徑（mm）。
4.如所述1至3中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其中，所述冷卻裝置為惰性氣體的噴射裝置、液體的噴射裝置、或將該些組合而成的裝置。
5.一種電磁鋼帶的製造方法，包括：藉由如所述1至4中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合，獲得接合鋼帶的步驟；以及
對所述接合鋼帶實施冷軋，獲得冷軋鋼帶的步驟。
6.一種摩擦攪拌接合裝置，用於如所述1至4中任一項所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，
所述摩擦攪拌接合裝置包括：
把持裝置，對被接合材進行把持；
一對旋轉工具，彼此相向；
所述旋轉工具的驅動裝置；
冷卻裝置，在所述被接合材的至少一個面上配置於所述旋轉工具的接合方向的後方；以及
所述把持裝置、所述旋轉工具的驅動裝置及所述冷卻裝置的動作控制裝置。
7.如所述6所述的摩擦攪拌接合裝置，包括冷卻速度測定裝置，所述冷卻速度測定裝置於由所述被接合材形成的接合部的兩面測定CR
W=0、CR
W=0.2D及CR
W=0.5D。
此處，CR
W=0、CR
W=0.2D及CR
W=0.5D分別為W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的接合部表面的自接合結束溫度至450℃的冷卻速度（℃/s）。另外，W為自被接合材的接合中央線沿接合垂直方向離開的距離（mm）。D為旋轉工具的肩部的直徑（mm）。
8.如所述6或7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合裝置，其中，所述冷卻裝置是惰性氣體的噴射裝置、液體的噴射裝置、或將該些組合而成的裝置。
9.一種電磁鋼帶的製造裝置，包括如所述6至8中任一項所述的摩擦攪拌接合裝置。
10.一種電磁鋼帶的製造裝置，其中，於連續冷軋線上，如所述6至8中任一項所述的摩擦攪拌接合裝置配置於冷軋裝置的上游側、或酸洗裝置及冷軋裝置的上游側。
[發明的效果]
藉由本發明，即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況，亦不會產生卷材接合部的機械特性劣化或形狀劣化，在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。特別是可防止於接合時因高溫下的塑性加工而產生的鐵氧體再結晶粒的粗大化，因此能夠極其有效地抑制發生卷材接合部的斷裂的情況，從而極其有利。另外，伴隨於此，能夠於抑制缺陷產生的同時使接合速度高速化，實現高施工效率。藉此，可達成電磁鋼板的生產性的進一步提升，產業上的利用價值極大。
基於以下的實施形態對本發明進行說明。
[1]電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法
首先，使用圖1A～圖1D對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明。圖1A～圖1D是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖，圖1A是側面立體圖，圖1B是圖1A的A-A箭視圖，圖1C是圖1A的俯視圖，圖1D是圖1A的接合中央線位置處的剖面圖。
圖中，符號1為第一電磁鋼帶（被接合材），符號2為第二電磁鋼帶（被接合材），符號3-1為旋轉工具（表（正）面側旋轉工具），符號3-2為旋轉工具（背面側旋轉工具），符號4為接合部，符號5-1及符號5-2為肩部（凸肩（shoulder）），符號6-1及符號6-2為銷（針），符號7為把持裝置，符號9-1及符號9-2為前端部，符號10-1為冷卻裝置（表（正）面側冷卻裝置），符號10-2為冷卻裝置（背面側冷卻裝置），符號11為旋轉工具的驅動裝置，符號12為動作控制裝置。再者，於圖1A中，省略了把持裝置的圖示。另外，α為旋轉工具的傾斜角度（°），a為銷部的直徑（以下，亦稱為針徑）（mm），b為銷部的長度（以下，亦稱為針長度）（mm），D為旋轉工具的肩部的直徑（mm），g為銷間的間隙（mm），G為旋轉工具的肩部間的間隙，H及I表示由冷卻裝置冷卻的冷卻（預定）區域。再者，自容易觀察的觀點出發，於圖1C中，以虛線表示10-1的冷卻裝置（表面側冷卻裝置）。另外，關於表（正）面（側）的記載，為了與表面區分，於首次出現之處等表述為表（正）面。
另外，於圖1A～圖1D中，利用
接合方向（旋轉工具的行進方向）、
接合垂直方向（與接合方向垂直、且與板厚方向垂直的方向，於圖1A～圖1D中與接合部的寬度方向及電磁鋼帶的行進方向一致）、及
板厚方向（相對於被接合材的表面垂直的方向）
示出了各部的配置等。
例如，於圖1B中，鉛垂方向為板厚方向。水平方向為接合垂直方向。紙面進深側的方向為接合方向。即，於圖1B所示的面內，包含接合垂直方向以及板厚方向。另外，10-1及10-2的冷卻裝置位於較3-1及3-2的旋轉工具更靠紙面近前側處。同樣地，於圖1C中，虛線所示的10-1的冷卻裝置位於較冷卻區域H及冷卻區域I更靠紙面近前側處。
再者，此處提及的所謂電磁鋼帶，是指作為電磁鋼板的製造用原材料的中間製品的含義，特別是指自熱軋結束後至用於一次再結晶的熱處理（例如，脫碳退火或一次再結晶退火）前的階段中的中間製品。再者，藉由依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造方法製造的電磁鋼帶是如後所述般將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合後進行冷軋而得者。以下，亦將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合後的狀態的電磁鋼帶稱為接合鋼帶，亦將對該接合鋼帶進行冷軋而成的電磁鋼帶稱為冷軋鋼帶。
而且，依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法如上所述般應用後冷卻式雙面摩擦攪拌接合作為電磁鋼帶的卷材接合。於此基礎上，其特徵在於：選擇使接合部及熱加工影響部的鋼組織成為鐵氧體相主體的組織、且使接合部及熱加工影響部的鋼組織微細化、使接合部與母材部的硬度差降低的條件進行接合。
更具體而言，依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法是：
一種於連續冷軋線上藉由彼此相向的一對旋轉工具將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，包括：
接合步驟，對於所述被接合材的未接合部，使所述旋轉工具自兩面一邊向彼此相反的方向旋轉一邊予以按壓，並使所述旋轉工具沿接合方向移動，藉此將所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶接合而形成接合部；以及
冷卻步驟，利用在所述被接合材的至少一個面上配置於所述旋轉工具的接合方向的後方的冷卻裝置，對所述接合部進行冷卻，
所述被接合材的未接合部為所述第一電磁鋼帶的端部與繼所述第一電磁鋼帶之後的所述第二電磁鋼帶的端部的對接部或重疊部，
藉由使所述旋轉工具與所述冷卻裝置連動地沿接合方向移動而連續進行所述接合步驟與所述冷卻步驟，
於所述接合步驟中，於藉由所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶的接合而形成的所述接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式（1）～式（4）的關係的條件下進行接合。
此處，作為接頭形式的適宜的例子，可列舉對接接合及搭接接合。
所謂對接接合，是指於使第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的端面彼此相向的狀態下，使旋轉工具一邊旋轉一邊按壓包含第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的端面（對接面）的對接部。然後，於該狀態下，使旋轉工具沿接合方向移動，藉此將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。
所謂搭接接合，是指將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的端部的至少一部分重疊，使旋轉工具一邊旋轉一邊按壓重疊部。然後，於該狀態下，使旋轉工具沿接合方向移動，藉此將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。
對接接合與搭接接合僅未接合部的形態不同，其他裝置的結構基本相同，因此，此處，例示如圖1A～圖1D般藉由後冷卻式雙面摩擦攪拌接合進行對接接合的情況來進行說明。後冷卻式雙面摩擦攪拌接合方法是使用彼此相向的一對旋轉工具將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合而於被接合材形成接合部之後，利用配置於旋轉工具的接合方向的後方的冷卻裝置對所述接合部進行冷卻的摩擦攪拌接合方法。藉由該後冷卻式雙面摩擦攪拌接合方法將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合。
於此種後冷卻式雙面摩擦攪拌接合中例如使用如下的摩擦攪拌接合裝置，即，所述摩擦攪拌接合裝置如圖1A所示般，包括：
把持裝置（未圖示），對被接合材進行把持；
一對旋轉工具，彼此相向；
所述旋轉工具的驅動裝置；
冷卻裝置，在所述被接合材的至少一個面（側）上配置於所述旋轉工具的接合方向的後方；以及
所述把持裝置、所述旋轉工具的驅動裝置及所述冷卻裝置的動作控制裝置。
於動作控制裝置中，例如對旋轉工具的傾斜角度α、旋轉工具的前端部的位置及前端部（銷）彼此之間的距離g（以下，亦稱為銷間的間隙g）、旋轉工具的肩部間的間隙G、接合速度（及與旋轉工具連動地移動的冷卻裝置向接合方向的移動速度）、壓入荷重、旋轉工具的轉速、旋轉轉矩以及冷卻裝置的功率等進行控制。
於後冷卻式雙面摩擦攪拌接合中，將摩擦攪拌接合裝置的旋轉工具分別配置於作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶（以下，亦簡稱為被接合材）的兩面。另外，將冷卻裝置在被接合材的至少一個面上配置於旋轉工具的接合方向的後方。再者，有時將配置於被接合材的表面側（鉛垂方向上側）的旋轉工具稱為表面側旋轉工具，將配置於被接合材的背面側（鉛垂方向下側）的旋轉工具稱為背面側旋轉工具。另外，有時將配置於被接合材的表面側（鉛垂方向上側）的冷卻裝置稱為表面側冷卻裝置，將配置於被接合材的背面側（鉛垂方向下側）的冷卻裝置稱為背面側冷卻裝置。第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶以與圖中所示的接合中央線平行的方式配置，且分別由把持裝置把持。
此處，接合中央線是將接合時旋轉工具的旋轉軸的（於被接合材的表面上的）通過設定（瞄準）位置連結而成的線，且與接合方向平行。再者，接合中央線亦可稱為接合時旋轉工具的旋轉軸的（於被接合材的表面上的）軌跡，通常會經過接合部的寬度方向上的中心位置。於對接接合的情況下，該位置例如如圖1A～圖1D所示般為第一電磁鋼帶的端部（後端）與第二電磁鋼帶的端部（前端）的對接部的接合垂直方向上的中心位置。換言之，該位置為接合垂直方向上的第一電磁鋼帶的端部（後端）與第二電磁鋼帶的端部（前端）的中間點。另外，於搭接接合的情況下，該位置例如為第一電磁鋼帶的端部（後端）與第二電磁鋼帶的端部（前端）的重疊部的寬度（接合垂直方向的寬度）上的中心位置。
然後，對於位於接合中央線上的被接合材的未接合部（接合預定區域）、即第一電磁鋼帶的端部（後端）與第二電磁鋼帶的端部（前端）的對接部，使旋轉工具自兩面一邊向彼此相反的方向旋轉一邊予以按壓。而且，於該狀態下，使旋轉工具沿接合方向移動。此時，藉由被接合材與旋轉工具的摩擦熱，使被接合材軟化。然後，利用旋轉工具對該軟化的部位進行攪拌，藉此使其產生塑性流動，將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合，獲得接合部。繼而，利用在至少一個面上在接合方向上配置於旋轉工具的後方的冷卻裝置對接合部進行冷卻。特別是藉由在接合後利用冷卻裝置對接合部進行冷卻，可防止於接合時因高溫下的塑性加工而產生的鐵氧體再結晶粒的粗大化。即，可獲得具有極微細的鐵氧體組織的接合部，接頭特性提升。其結果，在生產線上發生卷材接合部的斷裂及產生缺陷的情況得到極其有效的抑制。另外，可使接合速度高速化，能夠實現高施工效率。再者，於接合完成的部分形成接合部。另外，與接合部鄰接地形成熱加工影響部。
以下，對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法的接合步驟及冷卻步驟進行詳細說明。
[接合步驟]
於接合步驟中，對於被接合材的未接合部，使旋轉工具自兩面一邊向彼此相反的方向旋轉一邊予以按壓。而且，於該狀態下，使旋轉工具沿接合方向移動，藉此將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合而形成接合部。
而且，於該接合步驟中，重要的是：於藉由接合而形成的接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足下式（1）～式（4）的關係的條件下進行接合。藉此，即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況，亦不會導致卷材接合部的形狀劣化，卷材接合部的機械特性提高，在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。
Dsz≦100 μm …（1）
Dhaz1≦Dbm1 …（2）
Dhaz2≦Dbm2 …（3）
0.9×（Hbm1+Hbm2）/2≦Hsz≦1.2×（Hbm1+Hbm2）/2 …（4）
此處，
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Hsz為接合部的硬度的平均值，
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值，
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
進而，於依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中，適宜的是於滿足下式（5）及式（6）的關係的條件下進行接合。
0.8×TbmL≦TszL …（5）
TszH≦1.3×TbmH …（6）
此處，
TszL為接合部的厚度的最小值（mm），
TszH為接合部的厚度的最大值（mm），
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚（mm），
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚（mm）。
其中，於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下，為TbmL=TbmH。
再者，關於被接合材（第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶）、接合部及熱加工影響部、以及上列式（1）～式（6）等的說明，如後述的[2]電磁鋼帶的接合接頭中所記載。
另外，接合部及熱加工影響部的鋼組織亦受到接合後進行的冷卻的影響。因此，於考慮接合後進行的冷卻的影響的同時，於接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足上列式（1）～式（4）的關係的條件、適宜的是進而滿足上列式（5）及式（6）的關係的條件下進行接合。例如適宜的是滿足以下方面。
・關於由旋轉工具的轉速RS（次/分鐘）、旋轉工具的肩部的直徑D（mm）及接合速度JS（mm/分鐘）表示的RS×D
3/JS，使其滿足下式（10）及式（11）的關係。
4×TJ≦D≦10×TJ …（10）
200×TJ≦RS×D
3/JS≦2000×TJ …（11）
此處，
於未接合部為對接部的情況下，式（10）及式（11）中的TJ為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值（mm），
於未接合部為重疊部的情況下，式（10）及式（11）中的TJ為重疊部的厚度（mm）（即，第一電磁鋼帶的板厚（mm）與第二電磁鋼帶的板厚（mm）的合計）。
即，根據未接合部的厚度對旋轉工具的肩部的直徑D（以下，亦簡稱為肩徑D）進行適當控制。藉此，可有效地對被接合材賦予由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶之間產生的摩擦熱引起的溫度上升、以及由摩擦力引起的剪切應力。此處，若肩徑D小於4×TJ（mm），則無法獲得充分的塑性流動，有時難以獲得作為目標的機械特性。另一方面，若肩徑D超過10×TJ（mm），則產生塑性流動的區域不必要地擴大，於接合部被投入過大的熱量。因此，接合部的再結晶組織粗大化，有時難以獲得作為目標的機械特性。因此，關於肩徑D，較佳為使其滿足所述式（10）的關係。
另外，RS×D
3/JS是與每單位接合長度的發熱量相關的參數。而且，藉由將RS×D
3/JS的範圍設為200×TJ～2000×TJ，可有效地對被接合材賦予由旋轉工具與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶之間產生的摩擦熱引起的溫度上升、以及由摩擦力引起的剪切應力。此處，當RS×D
3/JS小於200×TJ時，發熱量有時變得不充分。因此，無法於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的接面形成冶金上經接合的狀態的接合界面，有時難以獲得作為目標的機械特性。另一方面，若RS×D
3/JS超過2000×TJ，則由摩擦攪拌引起的發熱量變得過大，於接合部被投入過大的熱量。因此，接合部的峰值溫度（最高到達溫度）上升，或者冷卻速度降低，接合部的再結晶組織粗大化。其結果，有時難以獲得作為目標的機械特性。因此，關於RS×D
3/JS，較佳為使其滿足所述式（11）的關係。RS×D
3/JS更佳為240×TJ以上。另外，RS×D
3/JS更佳為1200×TJ以下。
再者，當於表面側旋轉工具與背面側旋轉工具中旋轉工具的轉速RS及/或肩徑D不同時，較佳為在表面側旋轉工具及背面側旋轉工具的各旋轉工具中滿足上列式（10）及式（11）的關係。
另外，於依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中，較佳為旋轉工具的傾斜角度α滿足下式（12）的關係。
0°＜α≦2° …（12）
此處，α為包含接合方向以及板厚方向（相對於被接合材的表面而垂直的方向）的面中的、旋轉工具的旋轉軸（以下，亦稱為工具的旋轉軸）相對於板厚方向（相對於被接合材的表面而垂直的方向）的傾斜角度。再者，將旋轉工具的前端部相對於接合方向而領先的朝向（的角度）設為+。
即，旋轉工具由較被接合材硬的材質形成。但是，於使用了陶瓷等缺乏韌性的材料的旋轉工具中，若對銷加載彎曲方向的力，則應力會局部地集中，有造成破壞之虞。關於該方面，若使工具的旋轉軸相對於板厚方向傾斜α（°）以使銷的前端相對於接合方向而領先，則可使針對旋轉工具的負荷作為在旋轉軸方向上被壓縮的分力而由旋轉工具承受。藉此，可降低彎曲方向的力，可避免旋轉工具的破壞。
此處，若旋轉工具的傾斜角度α超過0°，則可獲得上述效果。但是，若旋轉工具的傾斜角度α超過2°，則接合部的表面/背面容易成為凹形。因此，接合部的厚度的最小值相對於母材的厚度而降低。其結果，會對接頭強度產生不良影響，有時會導致在生產線上發生卷材接合部的斷裂。因此，旋轉工具的傾斜角度α較佳為在表面側旋轉工具與背面側旋轉工具兩者中設為0°＜α≦2°的範圍。
進而，於依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中，較佳為旋轉工具的肩部間的間隙G（mm）滿足下式（13）的關係。
0.5×TJ-0.1×D×sinα≦G≦0.9×TJ-0.1×D×sinα …（13）
即，於雙面摩擦攪拌接合中，就抑制接合時的缺陷產生、同時達成接合速度的高速化的觀點而言，有利的是對圖1D所示的旋轉工具的肩部間的間隙G（以下，亦簡稱為肩部間間隙G）進行適當控制。再者，肩部間間隙G亦可稱為板厚方向上的表面側旋轉工具的肩部與背面側旋轉工具的肩部的離開距離。特別是若肩部間間隙G處於0.5×TJ-0.1×D×sinα～0.9×TJ-0.1×D×sinα的範圍內，則彼此相向的旋轉工具的肩部成為與被接合材的表面側及背面側密接或壓入被接合材的表面側及背面側的狀態。其結果，被接合材自表面側及背面側被旋轉工具的肩部以充分的荷重按壓，於抑制接合時的缺陷產生、同時達成接合速度的高速化的方面是有利的。因此，肩部間間隙G較佳設為0.5×TJ-0.1×D×sinα～0.9×TJ-0.1×D×sinα的範圍。
關於上述以外的條件，只要是滿足上列式（1）～式（4）的關係的條件，則並無特別限定，依照常規方法即可。
例如，旋轉工具的轉速較佳為300 r/min（次/分鐘）～9000 r/min（次/分鐘）。藉由將旋轉工具的轉速設為該範圍內，可於良好地保持表面形狀的同時抑制因投入過大的熱量而引起的機械特性的降低，因此有利。旋轉工具的轉速更佳為400 r/min以上。另外，旋轉工具的轉速更佳為8000 r/min以下。
接合速度較佳為800 mm/min（毫米/分鐘）～5000 mm/min（毫米/分鐘）。接合速度更佳為1000 mm/min以上且4000 mm/min以下。
旋轉工具的前端部的位置或壓入荷重、旋轉轉矩、銷間的間隙等依照常規方法適當設定即可。
再者，如圖1A～圖1D所示，於後冷卻式雙面摩擦攪拌接合中，將表面側旋轉工具的旋轉方向與背面側旋轉工具的旋轉方向設為自被接合材的表面側（或背面側）觀察時為相反方向。另外，表面側旋轉工具的轉速與背面側旋轉工具的轉速較佳設為相同轉速。藉此，可將自表面側旋轉工具施加至被接合材的旋轉轉矩與自背面側旋轉工具施加至被接合材的旋轉轉矩相互抵消。其結果，與自其中一個面按壓未接合部來進行接合的單面摩擦攪拌接合法相比，能夠簡化用於約束被接合材的夾具的結構。
另外，若將表面側旋轉工具的旋轉方向與背面側旋轉工具的旋轉方向設為自被接合材的表面側（或背面側）觀察時為相同方向，則相對於其中一個旋轉工具而言的另一個旋轉工具的相對速度接近於零。其結果，被接合材的塑性流動接近均質狀態，塑性變形亦變小。因此，亦無法獲得由材料的塑性變形引起的發熱，故難以達成良好的接合狀態。因此，就相對於被接合材的板厚方向而均質地獲得對於達成良好的接合狀態而言充分的溫度上升與剪切應力的觀點而言，將表面側旋轉工具的旋轉方向與背面側旋轉工具的旋轉方向設為自被接合材的表面側（或背面側）觀察時為相反方向。
另外，關於在依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具，亦無特別限定，依照常規方法即可。
例如，旋轉工具的前端部於接合時與作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶接觸。因此，旋轉工具的前端部由在接合時暴露的高溫狀態下較第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶硬的材質形成。藉此，於接合時，旋轉工具可於保持前端部的形狀的狀態下對第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶施加變形。其結果，可持續達成高攪拌能力，能夠進行恰當的接合。再者，關於旋轉工具的前端部、第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的硬度，藉由高溫維氏硬度試驗方法進行測定並加以比較即可。再者，可使旋轉工具的僅前端部由較第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶硬的材質形成。另外，亦可使旋轉工具整體由較第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶硬的材質形成。
於圖2A及圖2B中，作為雙面摩擦攪拌接合中使用的旋轉工具的例子，示出旋轉工具的前端部包括肩部（圖中的由肩徑表示的範圍）、以及配置於該肩部且與該肩部共有旋轉軸的銷（圖中的由針徑表示的範圍）時的形狀。
於圖2A所示的旋轉工具的例子中，旋轉工具的形狀為肩徑D：13 mm、針徑：4 mm、針長度：0.6 mm、凹面深度（未圖示）：0.3 mm。
於圖2B所示的旋轉工具的例子中，旋轉工具的形狀為肩徑D：21 mm、針徑：6.7 mm、針長度：0.9 mm、凹面深度（未圖示）：0.3 mm。
肩部呈由大致平面或平緩曲面形成的平坦形狀。肩部具有於接合時一邊旋轉一邊與第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶接觸並產生摩擦熱的功能。另外，肩部具有藉由按壓因熱而軟化的部位來防止材料離散、並促進向旋轉方向的塑性流動的功能。
銷形成為與肩部不連續的形狀而呈朝向被接合材（未圖示）大致垂直地突出的形狀。銷具有於接合時藉由在第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的軟化部向板厚中心方向侵入而提升板厚中心部附近的攪拌能力的功能。另外，銷通常位於肩部的中心。
關於肩徑D（mm），如上所述，較佳為使其滿足上列式（10）及式（11）的關係。另外，旋轉工具的針徑及針長度等並無特別限定，依照常規方法適當設定即可。例如，當於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚不同的情況下進行對接接合時，只要考慮第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚的平均值來設定依照常規方法的旋轉工具的針徑及針長度等即可。另外，當對第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶進行搭接接合時，只要考慮第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚的合計值來設定依照常規方法的旋轉工具的針徑及針長度等即可。
作為旋轉工具，除了可使用由肩部與銷構成了所述旋轉工具的前端部的旋轉工具（以下，亦簡稱為有銷的旋轉工具）之外，亦可使用僅由肩部構成了旋轉工具的前端部的無銷的旋轉工具（以下，亦簡稱為無銷的旋轉工具）。作為無銷的旋轉工具，例如可列舉將旋轉工具的前端面（與被接合材的接觸面）設為平面、凸型的曲面或凹型的曲面的無銷的旋轉工具。再者，於無銷的旋轉工具的情況下，肩徑D亦可稱為前端徑。前端徑為旋轉工具的前端面在與旋轉軸垂直的面上的直徑（將旋轉工具的前端面向與旋轉軸平行的方向投影時的投影區域的直徑）。
[冷卻步驟]
於冷卻步驟中，將冷卻裝置在被接合材的至少一個面（側）上配置於旋轉工具的接合進行方向的後方，利用冷卻裝置對接合步驟中形成的被接合材的接合部進行冷卻。再者，藉由使冷卻裝置與旋轉工具連動地沿接合方向移動，可連續進行所述接合步驟與冷卻步驟。另外，藉由在接合後利用冷卻裝置對接合部進行冷卻，可防止於接合時因高溫下的塑性加工而產生的鐵氧體再結晶粒的粗大化。即，可獲得具有極微細的鐵氧體組織的接合部，接頭特性提升。其結果，在生產線上發生卷材接合部的斷裂及產生缺陷的情況得到極其有效的抑制。另外，可使接合速度高速化，能夠實現高施工效率。
接下來，使用圖1C，以將冷卻裝置配置於被接合材的兩面的情況（以下，亦稱為雙面配置）為例，對適宜的冷卻速度等進行說明。此處，冷卻速度是接合部表面的自接合結束溫度至450℃的冷卻速度。另外，接合結束溫度是接合結束時刻、即旋轉工具通過時刻下的接合部表面的溫度。即，各部的冷卻速度可藉由下式計算。
[冷卻速度（℃/s）]=（[接合結束溫度（℃）]-450℃）÷[自接合結束時刻至接合部表面的溫度到達450℃為止的時間（s）] …（16）
而且，冷卻速度適宜的是在形成於被接合材的接合部的兩面滿足以下的要件。再者，在將冷卻裝置配置於被接合材的僅任一個面、例如表（正）面側的情況下（以下，亦稱為單面配置），只要冷卻速度在形成於被接合材的接合部的兩面滿足以下的要件，則亦可獲得同樣的效果。因此，省略對單面配置的例子的說明。
CR
W=0≧15 …（7）
CR
W=0.2D≧15 …（8）
CR
W=0.5D≧15 …（9）
於後冷卻式雙面摩擦攪拌接合中，重要的是藉由在接合後利用冷卻裝置對接合部進行冷卻來防止於接合時因高溫下的塑性加工而產生的鐵氧體再結晶粒的粗大化。為此，有效的是對圖1C所示的冷卻區域I（被接合材表面中的0≦W≦0.1×D的區域）及冷卻區域H（被接合材表面中的0.1×D＜W≦0.5×D）的冷卻速度、特別是作為該些冷卻區域的代表位置的W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的冷卻速度進行適當控制。就此種觀點而言，適宜的是將冷卻速度控制為滿足上列式（7）～式（9）的關係。
此處，W為自被接合材的接合中央線沿接合垂直方向離開的距離（mm），CR
W=0、CR
W=0.2D及CR
W=0.5D分別為W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的接合部表面的自接合結束溫度至450℃的冷卻速度（℃/s）。另外，D為旋轉工具的肩部的直徑（mm）。再者，冷卻區域是由冷卻裝置冷卻的接合部的表面區域。
0.80≦CR
W=0.2D/CR
W=0≦1.20 …（14）
0.80≦CR
W=0.5D/CR
W=0≦1.20 …（15）
另外，於冷卻步驟中，關於被接合材的冷卻速度，更佳為使其於滿足上列式（7）～式（9）的關係的基礎上，進而滿足上列式（14）及式（15）的關係。即，為了獲得藉由在接合後利用冷卻裝置對接合部進行冷卻來防止鐵氧體再結晶粒的粗大化的效果，有效的是提高接合部的冷卻速度。然而，若根據接合部表面的位置而於冷卻速度上存在偏差，則於防止鐵氧體再結晶粒的粗大化的效果上亦會產生偏差。其結果，有時於接合部的鐵氧體粒徑上亦會產生偏差。由於接合部的鐵氧體粒徑的偏差會導致接合部的機械特性的偏差，因此理想的是接合部的鐵氧體粒徑均勻。為此，有效的是於接合中央線附近的冷卻區域I、及自接合中央線離開的冷卻區域H中將冷卻速度控制為均勻。特別有效的是關於冷卻區域I及冷卻區域H的代表位置即W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的冷卻速度，將CR
W=0.2D相對於CR
W=0之比即CR
W=0.2D/CR
W=0設為0.80～1.20的範圍，且將CR
W=0.5D相對於CR
W=0之比即CR
W=0.5D/CR
W=0控制為0.80～1.20。因此，於冷卻步驟中，關於冷卻速度，更佳為使其滿足上列式（14）及式（15）的關係。
另外，冷卻步驟中使用的冷卻裝置並無特別限定，例如可列舉惰性氣體的噴射裝置或液體的噴射裝置。
於惰性氣體的噴射裝置中，作為惰性氣體，例如可使用氬、氦、二氧化碳（CO
2）、氮（N
2）等。惰性氣體的噴射量只要根據接合部的冷卻區域的寬度或各個氣體的熱傳導率及壓力進行各種調整即可。另外，氣體噴射口的形狀或數量亦根據接合部的冷卻區域的寬度等進行各種調整即可。藉由對該些進行各種調整，可實現冷卻能力的確保與均勻的冷卻。即，可將冷卻速度控制為滿足上列式（7）～式（9）的關係、進而滿足上列式（14）及式（15）的關係。
另外，於液體的噴射裝置中，作為液體，例如可使用水、液體二氧化碳、液氮等。液體的噴射量、液體噴射口的形狀或數量只要於考慮各個液體與接合部表面接觸時的沸騰現象、例如於抑制膜沸騰並促進核沸騰等的同時，根據接合部的冷卻區域的寬度等進行各種調整即可。藉由對該些進行各種調整，可實現冷卻能力的確保與均勻的冷卻。即，可將冷卻速度控制為滿足上列式（7）～式（9）的關係、進而滿足上列式（14）及式（15）的關係。
再者，作為冷卻裝置，亦可使用將多種冷卻裝置組合而成的裝置、例如將所述惰性氣體的噴射裝置及液體的噴射裝置組合而成的裝置。
另外，冷卻裝置只要在被接合材的至少一個面上配置於旋轉工具的接合（行進）方向的後方，則旋轉工具與冷卻裝置之間的距離或冷卻區域的範圍（以下，亦稱為冷卻範圍）並無特別限定。但是，若冷卻裝置與旋轉工具的距離變得過小，則在接合部中有塑性流動不足而產生缺陷之虞。因此，冷卻裝置與旋轉工具的位置關係較佳為根據接合速度等、並考慮對接合部中的塑性流動的影響或冷卻效率來決定。例如，在接合速度為1 m/min～4 m/min的情況下，較佳為將旋轉工具與冷卻裝置之間的距離（接合方向上的端部間距離）設為20 mm～40 mm的範圍。再者，冷卻範圍例如可藉由調整自冷卻裝置噴射的氣體及/或液體的種類、以及噴射口的形狀、數量及配置等來進行控制。
[2]電磁鋼帶的接合接頭
接下來，使用圖3對電磁鋼帶的接合接頭進行說明。圖中，符號1為第一電磁鋼帶（被接合材），符號2為第二電磁鋼帶（被接合材），符號4為接合部，符號4-1為熱加工影響部（第一電磁鋼帶側），符號4-2為熱加工影響部（第二電磁鋼帶側）。再者，圖3是電磁鋼帶的接合接頭的板厚方向上的剖面圖。圖中，鉛垂方向為板厚方向。水平方向為接合垂直方向。紙面近前側的方向為接合方向。即，於圖3所示的面（此處提及的板厚方向上的剖面）內，包含接合垂直方向以及板厚方向。
所述電磁鋼帶的接合接頭是：
一種將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合的電磁鋼帶的接合接頭，
所述電磁鋼帶的接合接頭包括接合部、以及與該接合部鄰接的熱加工影響部，
該接合部及該熱加工影響部的鋼組織分別為鐵氧體相主體的組織，且
滿足下式（1）～式（4）的關係。
Dsz≦100 μm …（1）
Dhaz1≦Dbm1 …（2）
Dhaz2≦Dbm2 …（3）
0.9×（Hbm1+Hbm2）/2≦Hsz≦1.2×（Hbm1+Hbm2）/2 …（4）
此處，
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Hsz為接合部的硬度的平均值，
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值，
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
另外，所述電磁鋼帶的接合接頭例如可藉由所述依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法而獲得（製造）。
[被接合材（第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶）]
第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶是作為被接合材的電磁鋼帶。第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的成分組成只要是作為冷軋階段的電磁鋼帶（電磁鋼板）而言普遍的組成，則並無特別限定。
作為此種電磁鋼帶的成分組成，可例示以2.0質量%～5.0質量%的範圍含有Si的成分組成。另外，可例示C為0.005質量%以下、Si為2.0質量%～5.0質量%、Al為3.0質量%以下、Mn為2.00質量%以下、P為0.2質量%以下、S為0.01質量%以下、及N為0.01質量%以下，且剩餘部分為Fe及不可避免的雜質的成分組成。再者，於所述成分組成中，可任意含有選自由以質量%計為0.2%以下的Sn、0.2%以下的Sb、0.01%以下的Ca、0.05%以下的稀土金屬（rare-earth metal，REM）、及0.01%以下的Mg所組成的群組中的至少一種。進而，於所述成分組成中，可任意含有選自由以質量%計為1%以下的Cr、1%以下的Ni、及1%以下的Cu所組成的群組中的至少一種。再者，Si及Fe以外的元素亦可均為0%。
另外，第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的成分組成可相同，亦可不同。
第一電磁鋼帶的板厚t1及第二電磁鋼帶的板厚t2並無特別限定，但t1及t2分別適宜為1.2 mm～3.2 mm。再者，t1與t2可相同，亦可不同。
另外，於作為被接合材的第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶中，將未受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響的區域稱為母材部。
另外，母材部、以及後述的接合部及熱加工影響部以如下方式劃定。
即，將電磁鋼帶的接合接頭以圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面）成為切斷面的方式沿板厚（鉛垂）方向切斷。繼而，對切斷面進行研磨，並利用苦味酸飽和水溶液、硝酸乙醇腐蝕液（nital）（硝酸與乙醇的溶液）或王水（將濃鹽酸與濃硝酸以3：1的體積比混合而成的溶液）進行蝕刻。繼而，利用光學顯微鏡對該切斷面進行觀察，並根據蝕刻的程度等，劃定母材部、以及接合部及熱加工影響部。
[接合部]
接合部是受到藉由旋轉工具和被接合材的摩擦熱與塑性流動進行的熱加工而成為再結晶組織的區域。
接合部包含鐵氧體相主體的鋼組織，具體而言包含以面積率計為95%以上的鐵氧體相。鐵氧體相的面積率亦可為100%。另外，鐵氧體相以外的剩餘部分組織的面積率為5%以下。作為鐵氧體相以外的剩餘部分組織，例如可例示麻田散鐵、硫化物、氮化物或碳化物等第二相等。剩餘部分組織的面積率亦可為0%。
再者，鐵氧體相的面積率以如下方式測定。
即，以後述的接合部的測定區域被包含於觀察面中的方式，自電磁鋼帶的接合接頭切出試驗片。再者，觀察面設為圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面）。繼而，對試驗片的觀察面進行研磨，然後利用3 vol.%硝酸乙醇腐蝕液、苦味酸飽和水溶液或王水進行蝕刻，使組織顯現。繼而，於後述的接合部的測定區域內，利用光學顯微鏡以倍率：500倍拍攝合計10個視野。繼而，根據所獲得的組織圖像，使用奧多比系統（Adobe Systems）公司的Adobe Photoshop，計算10個視野的鐵氧體相的面積。繼而，針對每個視野算出的鐵氧體相的面積除以各自的視野區域的面積並乘以100。然後，將該些值的算術平均值設為鐵氧體相的面積率。
另外，重要的是使接合部的鋼組織微細化，具體而言為減小構成接合部的鋼組織的鐵氧體晶粒的粒徑（以下，亦稱為鐵氧體粒徑）以使其滿足下式（1）的關係。藉此，即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況，亦不會導致卷材接合部的形狀劣化，卷材接合部的機械特性提高，在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。
Dsz≦100 μm …（1）
此處，
Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）。
此處，Dsz依據日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）G 0551來測定。具體而言，以如下方式測定。
即，將電磁鋼帶的接合接頭以圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面）成為切斷面的方式沿板厚（鉛垂）方向切斷。於該切斷面中，將接合垂直方向設為X軸，將板厚方向設為Y軸。而且，將接合垂直方向上的接合部的中心位置、且為板厚（鉛垂）方向上的被接合材的板厚中心位置設為X軸與Y軸的原點。關於接合垂直方向上的接合部的中心位置，例如於對接接頭的情況下為對接縫隙的中心位置，於搭接接頭的情況下為重疊部的中心位置。關於板厚（鉛垂）方向上的被接合材的板厚中心位置，例如於對接接頭的情況下為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中板厚較小的一者的板厚中心位置，於搭接接頭的情況下為重疊部的板厚中心位置。而且，將X=-0.2×t～+0.2×t、Y=-0.2×t～+0.2×t的區域設為測定區域。此處，t為第一電磁鋼帶的板厚及第二電磁鋼帶的板厚的平均值（mm）。其中，於所述測定區域中包含熱加工影響部或母材部等非接合部的區域的情況下，將該區域自測定區域中去除。再者，關於X軸及Y軸，任意設定+及-即可。
然後，於所述測定區域內的任意位置，藉由依據JIS G 0551「鋼-結晶粒度的顯微鏡試驗方法」的切斷法（利用每1 mm試驗線中捕捉到的晶粒數或交點的數量P進行評價），進行共計5次接合部的鐵氧體粒徑的測定，將該些的平均值設為Dsz。再者，以下亦將接合部的鐵氧體粒徑的測定區域簡稱為接合部的測定區域。
另外，重要的是降低接合部與母材部的硬度差，具體而言是使其滿足下式（4）的關係。藉此，即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況，亦不會導致卷材接合部的形狀劣化，卷材接合部的機械特性提高，在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況得到有效抑制。
0.9×（Hbm1+Hbm2）/2≦Hsz≦1.2×（Hbm1+Hbm2）/2 …（4）
此處，
Hsz為接合部的硬度的平均值，
Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值，
Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
此處，Hsz、Hbm1及Hbm2依據JIS Z 2244來測定。具體而言，分別以如下方式測定。
即，於所述切斷面中的所述接合部的測定區域內的任意5處，於試驗力：4.9 N的條件下測定維氏硬度（HV）。然後，將該些的平均值設為Hsz。
另外，於所述切斷面中，於第一電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t1的區域（板厚（鉛垂）方向的水平面（level））內、及第二電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t2的區域（板厚（鉛垂）方向的水平面）內的任意5處，分別於試驗力：4.9 N的條件下測定維氏硬度（HV）。再者，關於接合垂直（水平）方向上的位置，只要是母材部即可，可任意選擇。然後，將於第一電磁鋼帶的母材部及第二電磁鋼帶的母材部測定出的維氏硬度（HV）的平均值分別設為Hbm1及Hbm2。此處，t1及t2分別為第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的板厚。
另外，接合部的厚度並無特別限定，但較佳為對其與第一電磁鋼帶和第二電磁鋼帶的厚度的關係進行適當控制，具體而言是使其滿足下式（5）及式（6）的關係。藉此，即便為使用電磁鋼帶作為被接合材的情況，亦不會導致卷材接合部的形狀劣化，卷材接合部的機械特性進一步提高，在生產線上發生卷材接合部的斷裂的情況進一步得到有效抑制。
0.8×TbmL≦TszL …（5）
TszH≦1.3×TbmH …（6）
此處，
TszL為接合部的厚度的最小值（mm），
TszH為接合部的厚度的最大值（mm），
TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚（mm），
TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚（mm）。
其中，於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下，為TbmL=TbmH。
再者，TszL及TszH例如以如下方式測定即可。即，將電磁鋼帶的接合接頭以圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面）成為切斷面的方式沿板厚（鉛垂）方向切斷。然後，於該切斷面上，使用滑動卡尺等測定TszL及TszH。
[熱加工影響部]
熱加工影響部為如下區域：該區域與接合部鄰接，且雖然會受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響，但因溫度或加工不充分而未成為再結晶組織。另外，熱加工影響部與接合部鄰接地形成於第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的兩側。
熱加工影響部與接合部同樣地包含鐵氧體相主體的鋼組織，具體而言包含以面積率計為95%以上的鐵氧體相。鐵氧體相的面積率亦可為100%。另外，鐵氧體相以外的剩餘部分組織的面積率為5%以下。作為鐵氧體相以外的剩餘部分組織，例如可例示麻田散鐵、硫化物、氮化物或碳化物等第二相等。剩餘部分組織的面積率亦可為0%。鐵氧體相的面積率按照與上述方法相同的要領來測定即可。
另外，於熱加工影響部中，重要的同樣是使鋼組織微細化，具體而言是使熱加工影響部的鐵氧體粒徑成為母材部的鐵氧體粒徑以下。即，使其滿足下式（2）及式（3）的關係。
Dhaz1≦Dbm1 …（2）
Dhaz2≦Dbm2 …（3）
此處，
Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm），
Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）。
此處，Dhaz1、Dhaz2、Dbm1及Dbm2依據JIS G 0551，按照與接合部的鐵氧體粒徑的平均值即Dsz相同的要領來測定。
另外，第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的測定區域（以下，亦稱為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的測定區域）以如下方式設定。即，將電磁鋼帶的接合接頭以圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面）成為切斷面的方式沿板厚（鉛垂）方向切斷。於所述切斷面中，將接合垂直方向設為X軸，將板厚方向設為Y軸。而且，將第一電磁鋼帶的板厚中心位置（水準）處的接合部與第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的邊界位置設為X軸與Y軸的原點。關於X軸，將第一電磁鋼帶側設為+，將接合部側設為-，將X=0～+0.4×t1、Y=-0.2×t1～+0.2×t1的區域設為測定區域。此處，t1為第一電磁鋼帶的板厚。再者，關於Y軸，任意設定+及-即可。其中，於所述測定區域中包含接合部或母材部等非第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的區域的情況下，將該區域自測定區域中去除。
如上所述，接合部是指受到藉由旋轉工具和被接合材的摩擦熱與塑性流動進行的熱加工而成為再結晶組織的區域。熱加工影響部是指與接合部鄰接，且雖然會受到藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響，但因溫度或加工不充分而成為未達再結晶的組織的區域。母材是指不受藉由摩擦熱與塑性流動進行的熱加工的影響的區域。
同樣，第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的測定區域（以下，亦稱為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的測定區域）以如下方式設定。即，將電磁鋼帶的接合接頭以圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面）成為切斷面的方式沿板厚（鉛垂）方向切斷。於所述切斷面中，將接合垂直方向設為X軸，將板厚方向設為Y軸。而且，將第二電磁鋼帶的板厚中心位置（水準）處的接合部與第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的邊界位置設為X軸與Y軸的原點。關於X軸，將第二電磁鋼帶側設為+，將接合部側設為-，將X=0～+0.4×t2、Y=-0.2×t2～+0.2×t2的區域設為測定區域。此處，t2為第二電磁鋼帶的板厚。再者，關於Y軸，任意設定+及-即可。其中，於所述測定區域中包含接合部或母材部等非第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的區域的情況下，將該區域自測定區域中去除。
另外，第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的測定區域（以下，亦稱為第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的母材部的測定區域）分別設為所述切斷面中的第一電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t1的區域（板厚（鉛垂）方向的水平面）及第二電磁鋼帶的母材部的板厚中心位置±0.2×t2的區域（板厚（鉛垂）方向的水平面）即可。再者，關於接合垂直（水平）方向上的位置，只要是母材部即可，可任意選擇。此處，t1及t2分別為第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶的板厚。
再者，作為接頭形式，可例示對接接頭或搭接接頭。
[3]電磁鋼帶的製造方法
接下來，對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造方法進行說明。
依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造方法包括：
藉由所述依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合而獲得接合鋼帶的步驟；以及
對所述接合鋼帶實施冷軋而獲得冷軋鋼帶的步驟。
此處，接合鋼帶適宜具有第一電磁鋼帶、第二電磁鋼帶、以及所述[2]的電磁鋼帶的接合接頭，且第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶經由所述電磁鋼帶的接合接頭而接合。
另外，關於冷軋條件並無特別限定，依照常規方法即可。另外，亦可於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的接合後且進行冷軋前，任意地進行酸洗。
[4]摩擦攪拌接合裝置
接下來，對依照本發明一實施形態的摩擦攪拌接合裝置進行說明。
依照本發明一實施形態的摩擦攪拌接合裝置是一種用於所述[1]電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法的摩擦攪拌接合裝置，包括：
把持裝置，對被接合材進行把持；
一對旋轉工具，彼此相向；
驅動裝置，能夠使所述旋轉工具進行旋轉以及向接合方向的移動；
冷卻裝置，在所述被接合材的至少一個面上配置於所述旋轉工具的接合進行方向的後方；以及
所述把持裝置、所述旋轉工具的驅動裝置及所述冷卻裝置的動作控制裝置。
此處，作為把持裝置的態樣，例如可列舉：
・具有可動把持構件、以及所述可動把持構件的滑動裝置的把持裝置；及
・具有固定把持構件、可動把持構件以及所述可動把持構件的滑動裝置的把持裝置。
旋轉工具的態樣如所述[1]的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中所例示。
作為旋轉工具的驅動裝置的態樣，可列舉具有旋轉工具的旋轉驅動部、以及向旋轉工具的接合方向移動的移動裝置的驅動裝置。旋轉驅動部及移動裝置的驅動方式並無特別限定，例如藉由電動驅動方式即可。
冷卻裝置的態樣如所述[1]的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中所例示。另外，於冷卻裝置中，附帶使冷卻裝置與旋轉工具連動地向接合方向移動的移動裝置。移動裝置的驅動方式並無特別限定，例如藉由電動驅動方式即可。
作為動作控制裝置的態樣，可列舉如下的動作控制裝置，該動作控制裝置具有：輸入部，輸入各種設定值等資料；運算部，對所輸入的資料進行運算處理；儲存裝置，儲存資料等；以及輸出部，基於運算部中的運算處理結果，輸出針對把持裝置、旋轉工具的驅動裝置及冷卻裝置的動作訊號。
另外，就將被接合材的接合部表面的冷卻速度控制為上列式（7）～式（9）、式（14）、式（15）的範圍內的觀點而言，較佳為更包括冷卻速度測定裝置，所述冷卻速度測定裝置於被接合材的兩面測定CR
W=0、CR
W=0.2D及CR
W=0.5D。
冷卻速度測定裝置例如包括連續測定接合部表面的溫度的溫度測定裝置。作為溫度測定裝置的態樣，例如可列舉作為W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的接合部表面的溫度測定用途而設置有多個輻射型溫度計的溫度測定裝置，或（設定成對包含W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置的範圍的溫度進行網羅測定的）溫度記錄儀等。而且，根據由溫度測定裝置測定的溫度、及自接合結束時刻至接合部表面的溫度到達450℃為止的時間，例如使用運算裝置或溫度記錄儀所附帶的運算功能，並利用上列式（16）算出CR
W=0、CR
W=0.2D及CR
W=0.5D。
再者，關於上述以外的裝置結構等，並無特別限定，設為現有公知的摩擦攪拌接合裝置的裝置結構即可。
[5]電磁鋼帶的製造裝置
接下來，對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造裝置進行說明。
依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造裝置包括所述[4]的摩擦攪拌接合裝置。
另外，依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的製造裝置中，於連續冷軋線上，所述[4]的摩擦攪拌接合裝置配置於冷軋裝置的上游側、或酸洗裝置及冷軋裝置的上游側（自上游側起為摩擦攪拌接合裝置、酸洗裝置及冷軋裝置的順序）。再者，關於酸洗裝置及冷軋裝置，可適宜地使用在電磁鋼帶的連續冷軋線上普遍使用者。
另外，所謂連續冷軋線是指利用冷軋裝置對鋼帶進行連續冷軋的生產線。連續冷軋線例如包括鋼帶的搬送裝置以及冷軋裝置。於連續冷軋線上，有時亦任意地進一步附帶酸洗裝置或退火爐、塗敷裝置等。
再者，關於上述以外的裝置結構等，並無特別限定，設為現有公知的電磁鋼帶的製造裝置的裝置結構即可。
[實施例]
以下，使用實施例對本發明的作用及效果進行說明。再者，本發明並不限定於以下的實施例。
將具有表1所示的成分組成（剩餘部分為Fe及不可避免的雜質）的電磁鋼帶作為被接合材（第一電磁鋼帶及第二電磁鋼帶）。而且，藉由表2中記載的接合條件及冷卻條件的後冷卻式摩擦攪拌接合，模擬處於連續冷軋線上的情況而將第一電磁鋼帶（先行鋼帶）與第二電磁鋼帶（後行鋼帶）加以接合，製造出電磁鋼帶的接合接頭。此處，於對接接合的情況下，將坡口設為於作為被接合材的2片電磁鋼帶的端面不附加坡口角度的所謂I型坡口，於銑削加工程度的表面狀態下對2片電磁鋼帶進行了對接、接合。再者，於表1中一併記載了電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值、硬度的平均值及愛理遜（Erichsen）值。此處，電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值及硬度的平均值藉由上述方法來求出。另外，愛理遜值是依據JIS Z 2247中規定的愛理遜試驗方法測定的值。再者，關於未明確記載的條件，依照常規方法進行了設定。
再者，於接合步驟中，使配置於鉛垂方向上側的表面側旋轉工具自鉛垂方向上側觀察時順時針旋轉，使配置於鉛垂方向下側的背面側旋轉工具自鉛垂方向上側觀察時逆時針旋轉。即，於正視各個旋轉工具的前端部的狀態下，各個旋轉工具均逆時針旋轉。另外，使用了圖2A及圖2B中所示的兩種剖面尺寸及形狀的旋轉工具中的任一者。另外，表面側旋轉工具與背面側旋轉工具使用了相同剖面尺寸及形狀的旋轉工具。再者，該些旋轉工具均以較被接合材硬的、維氏硬度HV1090的碳化鎢（WC）為原材料。另外，於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚不同的情況下，第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的對接部中將背面（配置背面側旋轉工具之側的面）設為無階差的狀態，將表面（配置表面側旋轉工具之側的面）設為有階差的狀態。另外，以第一電磁鋼帶（先行鋼帶）成為前進側、第二電磁鋼帶（後行鋼帶）成為後退側的方式進行接合。
另外，搭接接合的情況是以第一電磁鋼帶（先行鋼帶）成為搭接的上側、第二電磁鋼帶（後行鋼帶）成為搭接的下側的方式進行接合。旋轉工具的旋轉方向及旋轉工具的形狀等與對接接合的情況相同。
於冷卻步驟中，使配置於旋轉工具的接合方向後方的冷卻裝置與旋轉工具連動地（以與接合速度相同的速度）沿接合方向移動。另外，冷卻裝置使用了惰性氣體的噴射裝置。另外，惰性氣體使用了二氧化碳。更具體而言，如圖4所示般，冷卻裝置具有將具有直徑4 mm的圓形噴射口的5個噴嘴縱列配置於接合線中央上的結構。另外，自旋轉工具的後端至冷卻裝置的前頭的噴射口（前端）的距離（圖4中的L）及各噴射口的（中心點）間隔（圖4中的M）均為30 mm。另外，自接合部的表面至噴射口的距離均為20 mm。然後，自各噴射口以1 MPa的壓力噴射二氧化碳氣體。另外，利用設置於摩擦攪拌接合裝置的溫度記錄儀，於被接合材的兩面測量接合部的表面溫度，並測定接合部表面的各位置處的冷卻速度。將所測定的冷卻速度示於表2中。再者，隔著接合中央線而於前進側（advancing side）（第一電磁鋼帶側）與後退側（retreating side）（第二電磁鋼帶側）此兩者處測定了CR
W=0.2及CR
W=0.5，但大致相同。因此，此處，作為代表，僅記載了前進側的冷卻速度。另外，為了進行比較，於一部分條件下未進行利用冷卻裝置的冷卻。
針對如此般獲得的電磁鋼帶的接合接頭，利用所述要領，劃定了接合部、熱加工影響部及母材部。
另外，利用所述要領，測定了
Dsz：接合部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）、
Dhaz1：第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）、
Dhaz2：第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）、
Dbm1：第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）、
Dbm2：第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）、
Hsz：接合部的硬度的平均值、
Hbm1：第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值、
Hbm2：第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
進而，於所獲得的電磁鋼帶的接合接頭的鉛垂方向切斷面（圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面））上，測定了TszL：接合部的厚度的最小值（mm）及TszH：接合部的厚度的最大值（mm）。
將結果示於表3中。再者，當於後述的表面缺陷及內部缺陷的確認中確認到缺陷的情況下，省略了所述測定。另外，於確認到表面缺陷的情況下，亦省略了內部缺陷的確認。
另外，針對所獲得的電磁鋼帶的接合接頭，按照以下要領，對（I）表面缺陷的有無及（II）內部缺陷的有無進行了確認。將結果示於表4中。
（I）表面缺陷的有無
於所獲得的電磁鋼帶的接合接頭的接合部及熱加工影響部的表面及背面上，藉由目視確認未接合狀態及裂紋的有無。而且，利用以下基準對表面缺陷的有無進行了判定。
無表面缺陷：未確認到未接合狀態及裂紋中的任一者。
有表面缺陷：確認到未接合狀態及裂紋中的至少一者。
（II）內部缺陷的有無
將所獲得的電磁鋼帶的接合接頭以圖3所示的面（即，包含接合垂直方向以及板厚方向的面）成為觀察面的方式沿板厚（鉛垂）方向切斷而採取試驗片。再者，接合方向上的切斷位置設為距接合（焊接）開始側的被接合材的端部為20 mm的位置、距接合（焊接）結束側的被接合材的端部為20 mm的位置、及作為被接合材的兩端部的中間的位置。而且，以該切斷位置處的切斷面成為觀察面的方式採取了合計3片試驗片。繼而，利用光學顯微鏡（倍率：10倍）對所獲得的試驗片的觀察面進行了觀察。而且，利用以下基準對內部缺陷的有無進行了判定。
無內部缺陷：於全部3片試驗片中，於接合部未確認到未接合狀態及裂紋中的任一者。
有內部缺陷：於至少一片試驗片中，於接合部確認到未接合狀態及裂紋中的至少一者。
另外，針對所獲得的電磁鋼帶的接合接頭，按照以下要領評價了對生產線上發生的卷材接合部的斷裂的抑制效果（以下，亦稱為斷裂抑制效果）。
即，自所獲得的電磁鋼帶的接合接頭，以包含接合部、第一電磁鋼帶側的熱加工影響部及母材以及第二電磁鋼帶側的熱加工影響部及母材的方式採取試驗片。繼而，使用所採取的試驗片，依據JIS Z 2247中規定的愛理遜試驗方法測定接合接頭的愛理遜值。而且，根據接合接頭的愛理遜值相對於母材部的愛理遜值的比率（以下，亦稱為愛理遜值的比率），利用以下的基準對斷裂抑制效果進行了評價。將結果示於表4中。
[愛理遜值的比率（%）]=[接合接頭的愛理遜值]/[母材部的愛理遜值]×100
合格：愛理遜值的比率為90%以上
不合格：愛理遜值的比率小於90%
再者，於第一電磁鋼帶的母材部的愛理遜值與第二電磁鋼帶的母材部的愛理遜值不同的情況下，母材部的愛理遜值為第一電磁鋼帶的母材部的愛理遜值與第二電磁鋼帶的母材部的愛理遜值中較小一者的值。
[表1]
| 表1 | |||||||||
| 鋼種 | 板厚 （mm） | 成分組成（質量%） | 母材部的 鐵氧體粒徑 平均值 （μm） | 母材部的 硬度的平均值 | 母材部的 愛理遜值 （mm） | ||||
| C | Si | Mn | P | S | |||||
| B1-1 | 2.0 | 0.02 | 2.5 | 0.01 | 0.015 | 0.006 | 280 | 219 | 12.4 |
| B1-2 | 2.6 | 0.02 | 2.5 | 0.01 | 0.015 | 0.006 | 280 | 219 | 13.5 |
| B2-1 | 2.0 | 0.01 | 3.5 | 0.02 | 0.012 | 0.006 | 310 | 242 | 3.5 |
| B2-2 | 2.6 | 0.01 | 3.5 | 0.02 | 0.012 | 0.006 | 310 | 242 | 3.8 |
[表2]
滿足：滿足該式的關係
不滿足：不滿足該式的關係
滿足：滿足該式的關係
不滿足：不滿足該式的關係
| 表2 | ||||||||||||||||||||||
| 接頭 形式 | 接合 方式 | 被接合材 | 接合步驟 | （10） 式 | （11） 式 | （12） 式 | （13） 式 | |||||||||||||||
| 旋轉工具 | 接合條件 | |||||||||||||||||||||
| 第一電磁 鋼帶 | 第二電磁 鋼帶 | t （mm） | TJ （mm） | 形狀 | 肩徑 D （mm） | 針徑 （mm） | 針 長度 （mm） | 傾斜 角度 α （°） | 肩部間 間隙 G （mm） | 轉速 RS （次/分鐘） | 接合速度 JS （mm/分鐘） | RS× D 3/JS | ||||||||||
| 鋼種 | 板厚 t1 （mm） | 鋼種 | 板厚 t2 （mm） | 表面側 | 背面側 | |||||||||||||||||
| 發明例1 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 2000 | 2000 | 2000 | 2197 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例2 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.40 | 700 | 700 | 2000 | 3241 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例3 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 2500 | 2500 | 1600 | 3433 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例4 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.50 | 550 | 550 | 1000 | 5094 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例5 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.30 | 3000 | 3000 | 3000 | 2197 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例6 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.50 | 1500 | 1500 | 3000 | 4631 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例7 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.70 | 3000 | 3000 | 2000 | 3296 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例8 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.30 | 800 | 800 | 2000 | 3704 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例9 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 0.5 | 0.95 | 1500 | 1500 | 2000 | 1648 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 |
| 發明例10 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 2.5 | 1.15 | 800 | 800 | 2000 | 3704 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 不滿足 |
| 發明例11 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.40 | 3000 | 3000 | 4000 | 1648 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例12 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.80 | 2000 | 2000 | 2000 | 2197 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例13 | 搭接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 4.0 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 2.40 | 800 | 800 | 1000 | 7409 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例1 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 2000 | 2000 | 2000 | 2197 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例2 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.40 | 700 | 700 | 2000 | 3241 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例3 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 2500 | 2500 | 1600 | 3433 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例4 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.50 | 550 | 550 | 1000 | 5094 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例5 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B2-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.20 | 3000 | 3000 | 3000 | 2197 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例6 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.50 | 1500 | 1500 | 3000 | 4631 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例7 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.70 | 3000 | 3000 | 2000 | 3296 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例8 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 2.6 | B2-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 1.30 | 800 | 800 | 2000 | 3704 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例9 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 0.5 | 0.95 | 1500 | 1500 | 2000 | 1648 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 |
| 比較例10 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 2.6 | B1-2 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 2.5 | 1.15 | 800 | 800 | 2000 | 3704 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 不滿足 |
| 比較例11 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-2 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 圖2A | 13 | 4 | 0.6 | 1.5 | 1.30 | 2000 | 2000 | 2000 | 2197 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例12 | 搭接 | 雙面 | B1-1 | 2.0 | B1-1 | 2.0 | 2.0 | 4.0 | 圖2B | 21 | 6.7 | 0.9 | 1.5 | 2.40 | 800 | 800 | 1000 | 7409 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 表2（續） | |||||||||||||||||||
| 接頭 形式 | 接合 方法 | 冷卻步驟 | （7） 式 | （8） 式 | （9） 式 | （14） 式 | （15） 式 | ||||||||||||
| 表面側 | 背面側 | ||||||||||||||||||
| 有無利用 冷卻裝置 的冷卻 | CR W=0（℃/s） | CR W=0.2D（℃/s） | CR W=0.5D（℃/s） | CR W=0.2D /CR W=0 | CR W=0.5D /CR W=0 | 有無利用 冷卻裝置 的冷卻 | CR W=0（℃/s） | CR W=0.2D（℃/s） | CR W=0.5D（℃/s） | CR W=0.2D /CR W=0 | CR W=0.5D /CR W=0 | ||||||||
| 發明例1 | 對接 | 雙面 | 有 | 31.6 | 31.4 | 31.4 | 0.99 | 0.99 | 有 | 31.7 | 31.5 | 31.4 | 0.99 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例2 | 對接 | 雙面 | 有 | 31.4 | 31.2 | 31.0 | 0.99 | 0.99 | 有 | 31.4 | 31.2 | 31.1 | 0.99 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例3 | 對接 | 雙面 | 有 | 34.2 | 34.0 | 34.0 | 0.99 | 0.99 | 有 | 34.2 | 34.1 | 34.0 | 1.00 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例4 | 對接 | 雙面 | 有 | 40.7 | 40.6 | 40.5 | 1.00 | 1.00 | 有 | 40.7 | 40.6 | 40.5 | 1.00 | 1.00 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例5 | 對接 | 雙面 | 有 | 26.8 | 24.5 | 26.5 | 0.91 | 0.99 | 有 | 26.8 | 26.6 | 26.5 | 0.99 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例6 | 對接 | 雙面 | 有 | 22.8 | 22.7 | 22.7 | 1.00 | 1.00 | 無 | 16.7 | 16.6 | 16.6 | 0.99 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例7 | 對接 | 雙面 | 有 | 27.6 | 27.4 | 27.3 | 0.99 | 0.99 | 無 | 20.2 | 20.1 | 20.0 | 1.00 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例8 | 對接 | 雙面 | 有 | 27.3 | 27.2 | 27.1 | 1.00 | 0.99 | 無 | 20.0 | 19.9 | 19.7 | 1.00 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例9 | 對接 | 雙面 | 有 | 28.5 | 28.3 | 28.2 | 0.99 | 0.99 | 無 | 21.2 | 21.1 | 20.9 | 1.00 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例10 | 對接 | 雙面 | 有 | 27.3 | 27.2 | 27.1 | 1.00 | 0.99 | 無 | 20.0 | 19.9 | 19.7 | 1.00 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例11 | 對接 | 雙面 | 有 | 28.0 | 25.9 | 25.2 | 0.93 | 0.90 | 無 | 20.8 | 15.8 | 15.2 | 0.76 | 0.73 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 不滿足 |
| 發明例12 | 對接 | 雙面 | 有 | 31.0 | 30.8 | 30.7 | 0.99 | 0.99 | 有 | 31.1 | 30.9 | 30.7 | 0.99 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 發明例13 | 搭接 | 雙面 | 有 | 35.1 | 34.9 | 34.5 | 0.99 | 0.98 | 有 | 34.9 | 34.6 | 34.4 | 0.99 | 0.99 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例1 | 對接 | 雙面 | 無 | 9.8 | 9.5 | 9.4 | 0.97 | 0.96 | 無 | 9.9 | 9.7 | 9.5 | 0.98 | 0.96 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例2 | 對接 | 雙面 | 無 | 9.4 | 9.1 | 8.8 | 0.97 | 0.94 | 無 | 9.5 | 9.1 | 8.9 | 0.96 | 0.94 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例3 | 對接 | 雙面 | 無 | 9.0 | 8.8 | 8.7 | 0.98 | 0.97 | 無 | 9.0 | 8.9 | 8.7 | 0.99 | 0.97 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例4 | 對接 | 雙面 | 無 | 7.2 | 7.1 | 6.9 | 0.99 | 0.96 | 無 | 7.2 | 7.0 | 6.8 | 0.97 | 0.94 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例5 | 對接 | 雙面 | 無 | 9.7 | 9.3 | 9.2 | 0.96 | 0.95 | 無 | 9.6 | 9.3 | 9.1 | 0.97 | 0.95 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例6 | 對接 | 雙面 | 無 | 8.0 | 7.9 | 7.9 | 0.99 | 0.99 | 無 | 7.8 | 7.7 | 7.7 | 0.99 | 0.99 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例7 | 對接 | 雙面 | 無 | 9.3 | 9.0 | 8.7 | 0.97 | 0.94 | 無 | 9.2 | 9.0 | 8.8 | 0.98 | 0.96 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例8 | 對接 | 雙面 | 無 | 8.7 | 8.6 | 8.4 | 0.99 | 0.97 | 無 | 8.8 | 8.6 | 8.4 | 0.98 | 0.95 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例9 | 對接 | 雙面 | 無 | 10.8 | 10.5 | 10.3 | 0.97 | 0.95 | 無 | 10.9 | 10.6 | 10.4 | 0.97 | 0.95 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例10 | 對接 | 雙面 | 無 | 8.8 | 8.6 | 8.5 | 0.98 | 0.97 | 無 | 8.8 | 8.7 | 8.4 | 0.99 | 0.95 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例11 | 對接 | 雙面 | 無 | 9.1 | 8.8 | 8.6 | 0.97 | 0.95 | 無 | 9.0 | 8.8 | 8.5 | 0.98 | 0.94 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
| 比較例12 | 搭接 | 雙面 | 無 | 5.1 | 5.0 | 4.9 | 0.98 | 0.96 | 無 | 5.0 | 4.9 | 4.9 | 0.98 | 0.98 | 不滿足 | 不滿足 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 |
[表3]
| 表3 | |||||||||||||||||||||
| 接頭 形式 | 接合 方法 | 被接合材 | 接合部 | 熱加工影響部 | |||||||||||||||||
| 第一電磁鋼帶 | 第二電磁鋼帶 | TbmL （mm） | TbmH （mm） | 鐵氧體相 面積率 （%） | Dsz （μm） | Hsz | TszL （mm） | TszH （mm） | 第一電磁鋼帶側 | 第二電磁鋼帶側 | |||||||||||
| 鋼種 | Dbm1 （μm） | Hbm1 | 板厚 （mm） | 鋼種 | Dbm2 （μm） | Hbm2 | 板厚 （mm） | 鐵氧體相 面積率 （%） | Dhaz1 （μm） | 鐵氧體相 面積率 （%） | Dhaz2 （μm） | ||||||||||
| 發明例1 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 29 | 252 | 1.9 | 2.0 | 99 | 221 | 99 | 213 |
| 發明例2 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 32 | 250 | 2.4 | 2.7 | 99 | 223 | 99 | 229 |
| 發明例3 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 31 | 255 | 1.8 | 2.1 | 99 | 227 | 99 | 225 |
| 發明例4 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 31 | 256 | 2.4 | 2.8 | 99 | 250 | 99 | 255 |
| 發明例5 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 36 | 249 | 1.8 | 2.1 | 99 | 220 | 99 | 216 |
| 發明例6 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 55 | 248 | 2.4 | 2.6 | 99 | 232 | 99 | 232 |
| 發明例7 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 42 | 248 | 1.8 | 2.0 | 99 | 200 | 99 | 194 |
| 發明例8 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 38 | 253 | 2.2 | 2.7 | 99 | 218 | 99 | 220 |
| 發明例9 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 43 | 251 | 1.5 | 1.9 | 99 | 209 | 99 | 205 |
| 發明例10 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 40 | 252 | 1.9 | 2.6 | 99 | 235 | 99 | 217 |
| 發明例11 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 35 | 245 | 1.8 | 2.0 | 99 | 228 | 99 | 228 |
| 發明例12 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 99 | 32 | 249 | 2.2 | 2.6 | 99 | 226 | 99 | 227 |
| 發明例13 | 搭接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 30 | 254 | 3.5 | 3.9 | 99 | 225 | 99 | 223 |
| 比較例1 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 105 | 238 | 1.8 | 2.0 | 99 | 223 | 99 | 216 |
| 比較例2 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 108 | 237 | 2.4 | 2.7 | 99 | 226 | 99 | 232 |
| 比較例3 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 120 | 243 | 1.7 | 2.0 | 99 | 229 | 99 | 228 |
| 比較例4 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 181 | 237 | 2.3 | 2.8 | 99 | 253 | 99 | 257 |
| 比較例5 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 103 | 240 | 1.7 | 2.2 | 99 | 223 | 99 | 218 |
| 比較例6 | 對接 | 雙面 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 140 | 238 | 2.4 | 2.8 | 99 | 234 | 99 | 236 |
| 比較例7 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 110 | 238 | 2.0 | 2.0 | 99 | 198 | 99 | 196 |
| 比較例8 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 105 | 244 | 2.3 | 2.6 | 99 | 221 | 99 | 223 |
| 比較例9 | 對接 | 雙面 | B2-1 | 310 | 242 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 101 | 247 | 1.5 | 1.9 | 99 | 225 | 99 | 205 |
| 比較例10 | 對接 | 雙面 | B2-2 | 310 | 242 | 2.6 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 99 | 108 | 242 | 1.9 | 2.6 | 99 | 237 | 99 | 220 |
| 比較例11 | 對接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-2 | 280 | 219 | 2.6 | 2.0 | 2.6 | 99 | 108 | 238 | 2.3 | 2.6 | 99 | 229 | 99 | 230 |
| 比較例12 | 搭接 | 雙面 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | B1-1 | 280 | 219 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 99 | 192 | 236 | 3.4 | 4.0 | 99 | 235 | 99 | 240 |
[表4]
滿足：滿足該式的關係
不滿足：不滿足該式的關係
| 表4 | |||||||||||
| （1）式 | （2）式 | （3）式 | （4）式 | （5）式 | （6）式 | 表面 缺陷 | 內部 缺陷 | 接合接頭的 愛理遜值 （mm） | 愛理遜值的 比率 （%） | 愛理遜值的 評價 | |
| 發明例1 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 12.1 | 98 | 合格 |
| 發明例2 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 13.0 | 96 | 合格 |
| 發明例3 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.4 | 97 | 合格 |
| 發明例4 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.7 | 97 | 合格 |
| 發明例5 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.4 | 97 | 合格 |
| 發明例6 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.5 | 92 | 合格 |
| 發明例7 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 11.4 | 92 | 合格 |
| 發明例8 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.6 | 95 | 合格 |
| 發明例9 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.2 | 91 | 合格 |
| 發明例10 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.5 | 92 | 合格 |
| 發明例11 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 11.5 | 93 | 合格 |
| 發明例12 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 11.4 | 92 | 合格 |
| 發明例13 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 無 | 無 | 11.3 | 91 | 合格 |
| 比較例1 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 10.6 | 85 | 不合格 |
| 比較例2 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 11.0 | 81 | 不合格 |
| 比較例3 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 2.9 | 83 | 不合格 |
| 比較例4 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.2 | 84 | 不合格 |
| 比較例5 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.0 | 86 | 不合格 |
| 比較例6 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.0 | 79 | 不合格 |
| 比較例7 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 10.1 | 81 | 不合格 |
| 比較例8 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.2 | 84 | 不合格 |
| 比較例9 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.0 | 86 | 不合格 |
| 比較例10 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 3.1 | 82 | 不合格 |
| 比較例11 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 無 | 無 | 9.8 | 79 | 不合格 |
| 比較例12 | 不滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 滿足 | 不滿足 | 無 | 無 | 8.5 | 69 | 不合格 |
根據表4，於發明例中，均進行了接合速度：1000 mm/分鐘以上這一高施工效率的接合，同時獲得了無缺陷、愛理遜值的比率為90%以上的具有極其優異的斷裂抑制效果的電磁鋼帶的接合接頭。
另一方面，於比較例中，於進行接合速度：1000 mm/分鐘以上的接合的情況下，未獲得充分的斷裂抑制效果。
1:第一電磁鋼帶（被接合材）
2:第二電磁鋼帶（被接合材）
3-1:旋轉工具（表面側旋轉工具）
3-2:旋轉工具（背面側旋轉工具）
4:接合部
4-1:熱加工影響部（第一電磁鋼帶側）
4-2:熱加工影響部（第二電磁鋼帶側）
5-1、5-2:肩部（凸肩）
6-1、6-2:銷（針）
7:把持裝置
9-1、9-2:前端部
10-1:冷卻裝置（表面側冷卻裝置）
10-2:冷卻裝置（背面側冷卻裝置）
11:旋轉工具的驅動裝置
12:動作控制裝置
A-A:箭頭
a:銷部的直徑
b:銷部的長度
D:旋轉工具的肩部的直徑/肩徑
g:銷間的間隙
G:旋轉工具的肩部間的間隙
H、I:冷卻區域
L、W:距離
M:間隔
α:傾斜角度
圖1A是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖，且是表示藉由後冷卻式雙面摩擦攪拌接合進行的對接接合的一例的側面立體圖。
圖1B是圖1A的A-A箭視圖。
圖1C是圖1A的俯視圖。
圖1D是圖1A的接合中央線位置處的剖面圖（圖1C的A-A箭視圖）。
圖2A是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖2B是表示依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法中使用的旋轉工具的形狀的一例的示意圖。
圖3是藉由依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法獲得的電磁鋼帶的接合接頭的示意圖。
圖4是對依照本發明一實施形態的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法進行說明的概略圖，且是表示藉由後冷卻式雙面摩擦攪拌接合進行的對接接合的一例的俯視圖。
1:第一電磁鋼帶(被接合材)
2:第二電磁鋼帶(被接合材)
3-1:旋轉工具(表面側旋轉工具)
3-2:旋轉工具(背面側旋轉工具)
4:接合部
5-1、5-2:肩部(凸肩)
6-1、6-2:銷(針)
9-1、9-2:前端部
10-1:冷卻裝置(表面側冷卻裝置)
10-2:冷卻裝置(背面側冷卻裝置)
11:旋轉工具的驅動裝置
12:動作控制裝置
A-A:箭頭
α:傾斜角度
Claims (10)
- 一種電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，藉由彼此相向的一對旋轉工具將作為被接合材的第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合，所述電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法包括： 接合步驟，對於所述被接合材的未接合部，使所述旋轉工具自兩面一邊向彼此相反的方向旋轉一邊予以按壓，並使所述旋轉工具沿接合方向移動，藉此將所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶接合而形成接合部；以及 冷卻步驟，利用在所述被接合材的至少一個面上配置於所述旋轉工具的接合方向的後方的冷卻裝置，對所述接合部進行冷卻， 所述被接合材的未接合部為所述第一電磁鋼帶的端部與繼所述第一電磁鋼帶之後的所述第二電磁鋼帶的端部的對接部或重疊部， 藉由使所述旋轉工具與所述冷卻裝置連動地沿接合方向移動而連續進行所述接合步驟與所述冷卻步驟， 於所述接合步驟中，於藉由所述第一電磁鋼帶與所述第二電磁鋼帶的接合而形成的所述接合部及熱加工影響部的鋼組織分別成為鐵氧體相主體的組織、且滿足下式（1）～式（4）的關係的條件下進行接合， Dsz≦100 μm …（1） Dhaz1≦Dbm1 …（2） Dhaz2≦Dbm2 …（3） 0.9×（Hbm1+Hbm2）/2≦Hsz≦1.2×（Hbm1+Hbm2）/2 …（4） 此處， Dsz為接合部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）， Dhaz1為第一電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）， Dhaz2為第二電磁鋼帶側的熱加工影響部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）， Dbm1為第一電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）， Dbm2為第二電磁鋼帶的母材部的鐵氧體粒徑的平均值（μm）， Hsz為接合部的硬度的平均值， Hbm1為第一電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值， Hbm2為第二電磁鋼帶的母材部的硬度的平均值。
- 如請求項1所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其中，於所述接合步驟中，於滿足下式（5）及式（6）的關係的條件下進行接合， 0.8×TbmL≦TszL …（5） TszH≦1.3×TbmH …（6） 此處， TszL為接合部的厚度的最小值（mm）， TszH為接合部的厚度的最大值（mm）， TbmL為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較薄的電磁鋼帶的板厚（mm）， TbmH為第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶中較厚的電磁鋼帶的板厚（mm）； 其中，於第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶的板厚相同的情況下，為TbmL=TbmH。
- 如請求項1或2所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其中，於所述冷卻步驟中，於滿足下式（7）～式（9）的關係的條件下進行冷卻， CR W=0≧15 …（7） CR W=0.2D≧15 …（8） CR W=0.5D≧15 …（9） 此處，CR W=0、CR W=0.2D及CR W=0.5D分別為W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的接合部表面的自接合結束溫度至450℃的冷卻速度（℃/s）；另外，W為自被接合材的接合中央線沿接合垂直方向離開的距離（mm）；D為旋轉工具的肩部的直徑（mm）。
- 如請求項3所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法，其中，所述冷卻裝置為惰性氣體的噴射裝置、液體的噴射裝置、或將該些組合而成的裝置。
- 一種電磁鋼帶的製造方法，包括：藉由如請求項3所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法將第一電磁鋼帶與第二電磁鋼帶接合，獲得接合鋼帶的步驟；以及 對所述接合鋼帶實施冷軋，獲得冷軋鋼帶的步驟。
- 一種摩擦攪拌接合裝置，用於如請求項3所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合方法， 所述摩擦攪拌接合裝置包括： 把持裝置，對被接合材進行把持； 一對旋轉工具，彼此相向； 所述旋轉工具的驅動裝置； 冷卻裝置，在所述被接合材的至少一個面上配置於所述旋轉工具的接合方向的後方；以及 所述把持裝置、所述旋轉工具的驅動裝置及所述冷卻裝置的動作控制裝置。
- 如請求項6所述的摩擦攪拌接合裝置，包括冷卻速度測定裝置，所述冷卻速度測定裝置於由所述被接合材形成的接合部的兩面測定CR W=0、CR W=0.2D及CR W=0.5D， 此處，CR W=0、CR W=0.2D及CR W=0.5D分別為W=0、W=0.2×D及W=0.5×D的位置處的接合部表面的自接合結束溫度至450℃的冷卻速度（℃/s）；另外，W為自被接合材的接合中央線沿接合垂直方向離開的距離（mm）；D為旋轉工具的肩部的直徑（mm）。
- 如請求項7所述的電磁鋼帶的摩擦攪拌接合裝置，其中，所述冷卻裝置是惰性氣體的噴射裝置、液體的噴射裝置、或將該些組合而成的裝置。
- 一種電磁鋼帶的製造裝置，包括如請求項7所述的摩擦攪拌接合裝置。
- 一種電磁鋼帶的製造裝置，其中，於連續冷軋線上，如請求項7所述的摩擦攪拌接合裝置配置於冷軋裝置的上游側、或酸洗裝置及冷軋裝置的上游側。
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