JP3399445B2 - 鋼板連続処理ラインにおけるストリップ接続方法 - Google Patents
鋼板連続処理ラインにおけるストリップ接続方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鋼板連続処理ラ
インにおけるストリップ接続方法に関するものであり、
特に、先行ストリップの後端部と後行ストリップの先端
部とをシャー装置でそれぞれ切断し、しかる後このスト
リップ端部の突合わせ部を溶接（例えば、レーザビーム
溶接等）してストリップを接続する方法に関するもので
ある。
インにおけるストリップ接続方法に関するものであり、
特に、先行ストリップの後端部と後行ストリップの先端
部とをシャー装置でそれぞれ切断し、しかる後このスト
リップ端部の突合わせ部を溶接（例えば、レーザビーム
溶接等）してストリップを接続する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】鋼板連続処理ラインにおいては、生産性
の向上、品質の安定化、コイル始終端の歩留まり改善な
どを目的にして連続処理が行われるようになってきてい
る。この連続処理は、各ラインの入口で先に通板したコ
イルの終端と次に通板するコイルの始端とを溶接する所
謂コイル継ぎによって、ラインを停止させずに次々にコ
イルを通板させるものである。この場合において、高炭
素鋼材、マルテンサイト系ステンレス鋼等は溶接を行う
と溶接部が硬化して溶接割れが発生し易くなる、また、
圧延ラインにおいては母材と溶接部の硬度差があると、
機械的特性劣化により破断等の操業上の問題が起こりや
すいため、溶接後焼鈍が行われていた。
の向上、品質の安定化、コイル始終端の歩留まり改善な
どを目的にして連続処理が行われるようになってきてい
る。この連続処理は、各ラインの入口で先に通板したコ
イルの終端と次に通板するコイルの始端とを溶接する所
謂コイル継ぎによって、ラインを停止させずに次々にコ
イルを通板させるものである。この場合において、高炭
素鋼材、マルテンサイト系ステンレス鋼等は溶接を行う
と溶接部が硬化して溶接割れが発生し易くなる、また、
圧延ラインにおいては母材と溶接部の硬度差があると、
機械的特性劣化により破断等の操業上の問題が起こりや
すいため、溶接後焼鈍が行われていた。
【０００３】次に、従来の焼鈍機能を保有したレーザビ
ーム溶接機について、図１１〜図１４に基づき説明す
る。なお、ここに説明する従来の焼鈍機能を保有したレ
ーザビーム溶接機については、レーザ熱加工研究会誌Ｖ
ＯＬ．４、Ｎｏ．２ １９９７の第６頁〜第１１頁「連
続処理ラインにおけるレーザビーム溶接の適用」の項
に、その概略が記載されている。なお、図１１はこのレ
ーザビーム溶接機の溶接時における概略構成説明図であ
り、図１２はストリップ端部の突合わせ部周りをストリ
ップの走行方向と直角の方向から見た溶接時における図
面であり、図１３はストリップ端部の突合わせ部周りを
ストリップの走行方向から見た焼鈍時における拡大図で
あり、図１４はレーザビーム溶接機のストリップに対す
る投入熱量パターン図である。
ーム溶接機について、図１１〜図１４に基づき説明す
る。なお、ここに説明する従来の焼鈍機能を保有したレ
ーザビーム溶接機については、レーザ熱加工研究会誌Ｖ
ＯＬ．４、Ｎｏ．２ １９９７の第６頁〜第１１頁「連
続処理ラインにおけるレーザビーム溶接の適用」の項
に、その概略が記載されている。なお、図１１はこのレ
ーザビーム溶接機の溶接時における概略構成説明図であ
り、図１２はストリップ端部の突合わせ部周りをストリ
ップの走行方向と直角の方向から見た溶接時における図
面であり、図１３はストリップ端部の突合わせ部周りを
ストリップの走行方向から見た焼鈍時における拡大図で
あり、図１４はレーザビーム溶接機のストリップに対す
る投入熱量パターン図である。
【０００４】図１１において、１は、ストリップで、こ
この明細書では先行ストリップ１ａと後行ストリップ１
ｂとを総称する。このストリップ１は矢印Ａの走行方向
に走行しており、溶接時には先行ストリップ１ａと後行
ストリップ１ｂとの突合わせ部がクランプ装置２にクラ
ンプされている。このクランプ装置２は、図１２および
図１３に示すように、先行ストリップ１ａまたは後行ス
トリップ１ｂをクランプするそれぞれの上クランプ材２
ａと下クランプ材２ｂとから構成されている。３はスト
リップ切断用シャー装置で、ストリップ１ａ、１ｂをク
ランプするまでにラインセンタ（ストリップの幅方向の
中心位置）まで移動しており、ストリップ１ａ、１ｂを
クランプするとシャー装置３によってストリップ１ａ、
１ｂの端部を切断する。そして、シャ−装置３は、矢印
Ｂ方向に移動するように構成されており、ストリップ１
ａの終端およびストリップ１ｂの始端を切断した後、図
１１に示す位置まで退避する。一方、ストリップ１ａ、
１ｂの端部同志は突合わせられる。また、４はレーザ発
振器で、このレーザ発振器４からのレーザビームは、ベ
ントミラー装置５を経由して加工ヘッド６に導かれてい
る。
この明細書では先行ストリップ１ａと後行ストリップ１
ｂとを総称する。このストリップ１は矢印Ａの走行方向
に走行しており、溶接時には先行ストリップ１ａと後行
ストリップ１ｂとの突合わせ部がクランプ装置２にクラ
ンプされている。このクランプ装置２は、図１２および
図１３に示すように、先行ストリップ１ａまたは後行ス
トリップ１ｂをクランプするそれぞれの上クランプ材２
ａと下クランプ材２ｂとから構成されている。３はスト
リップ切断用シャー装置で、ストリップ１ａ、１ｂをク
ランプするまでにラインセンタ（ストリップの幅方向の
中心位置）まで移動しており、ストリップ１ａ、１ｂを
クランプするとシャー装置３によってストリップ１ａ、
１ｂの端部を切断する。そして、シャ−装置３は、矢印
Ｂ方向に移動するように構成されており、ストリップ１
ａの終端およびストリップ１ｂの始端を切断した後、図
１１に示す位置まで退避する。一方、ストリップ１ａ、
１ｂの端部同志は突合わせられる。また、４はレーザ発
振器で、このレーザ発振器４からのレーザビームは、ベ
ントミラー装置５を経由して加工ヘッド６に導かれてい
る。
【０００５】また、７はバックバーユニットで、このバ
ックバーユニット７には、バックバー８と高周波誘導加
熱装置９とが取り付けられている。このバックバーユニ
ット７は、溶接時には、図１２に示すように、バックバ
ー８がストリップ１ａ、１ｂの突合わせ部の下方に位置
するような状態に保持され、焼鈍時には、図１２の位置
から矢印Ｃ方向に回転されて、高周波誘導加熱装置９が
ストリップ１ａ、１ｂの突合わせ部の下方に位置するよ
うに切り換えられる。また、バックバーユニット７は、
焼鈍が終了して再び溶接されるときには図１３における
矢印Ｄ方向に回転されて図１２の位置に戻される。
ックバーユニット７には、バックバー８と高周波誘導加
熱装置９とが取り付けられている。このバックバーユニ
ット７は、溶接時には、図１２に示すように、バックバ
ー８がストリップ１ａ、１ｂの突合わせ部の下方に位置
するような状態に保持され、焼鈍時には、図１２の位置
から矢印Ｃ方向に回転されて、高周波誘導加熱装置９が
ストリップ１ａ、１ｂの突合わせ部の下方に位置するよ
うに切り換えられる。また、バックバーユニット７は、
焼鈍が終了して再び溶接されるときには図１３における
矢印Ｄ方向に回転されて図１２の位置に戻される。
【０００６】従来の焼鈍機能を保有したレーザビーム溶
接機は、上記のように構成されており、ストリップ１
ａ、１ｂを突合わせた後、加工ヘッド６をストリップ１
の走行方向Ａと直角方向に移動走行させ、レーザ発振器
４から導入されるレーザビームをストリップ１ａ、１ｂ
の突合わせ部に照射して、レーザビーム溶接が行われ
る。なお、溶接中はバックバーユニット７がラインセン
タまで移動しており、バックバー８がストリップ１ａ、
１ｂの下面を支持している。このようにしてレーザビー
ム溶接が完了すると、バックバーユニット７が回転回避
して高周波誘導加熱装置９がストリップ１ａ、１ｂの下
面にセットされ、溶接部全域を加熱、焼鈍している。
接機は、上記のように構成されており、ストリップ１
ａ、１ｂを突合わせた後、加工ヘッド６をストリップ１
の走行方向Ａと直角方向に移動走行させ、レーザ発振器
４から導入されるレーザビームをストリップ１ａ、１ｂ
の突合わせ部に照射して、レーザビーム溶接が行われ
る。なお、溶接中はバックバーユニット７がラインセン
タまで移動しており、バックバー８がストリップ１ａ、
１ｂの下面を支持している。このようにしてレーザビー
ム溶接が完了すると、バックバーユニット７が回転回避
して高周波誘導加熱装置９がストリップ１ａ、１ｂの下
面にセットされ、溶接部全域を加熱、焼鈍している。
【０００７】このときの焼鈍パターン（温度パターン）
は、図１４にその例を示すように、溶接完了後しばらく
の時間ｔ0をおいてから昇温し（図１４において、ｔ1は
昇温時間を示す）、次に所定温度で所定時間ｔ2（例え
ば、６００℃×３０秒）保持し、その後空冷により冷却
を行っていた（ｔ3は冷却時間を示す）。
は、図１４にその例を示すように、溶接完了後しばらく
の時間ｔ0をおいてから昇温し（図１４において、ｔ1は
昇温時間を示す）、次に所定温度で所定時間ｔ2（例え
ば、６００℃×３０秒）保持し、その後空冷により冷却
を行っていた（ｔ3は冷却時間を示す）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の焼
鈍機能を保有したレーザビーム溶接機は、溶接終了後数
十秒経過してから焼鈍するため低温から再加熱し、さら
には、溶接終了後、高周波誘導加熱装置９を移動させて
いるため、溶接部を焼鈍するために多くの時間を要して
いた。ところが、連続処理を行う鉄鋼プロセスラインに
おいては、サイクルタイムの制限が厳しいため、短時間
でストリップ接続を完了することが重要であり、その改
善が待たれていた。
鈍機能を保有したレーザビーム溶接機は、溶接終了後数
十秒経過してから焼鈍するため低温から再加熱し、さら
には、溶接終了後、高周波誘導加熱装置９を移動させて
いるため、溶接部を焼鈍するために多くの時間を要して
いた。ところが、連続処理を行う鉄鋼プロセスラインに
おいては、サイクルタイムの制限が厳しいため、短時間
でストリップ接続を完了することが重要であり、その改
善が待たれていた。
【０００９】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、高品質の突合せ溶接を短
時間で、かつ、安定して行うことができる鋼板連続処理
ラインにおけるストリップ接続方法を提供することにあ
る。
で、その目的とするところは、高品質の突合せ溶接を短
時間で、かつ、安定して行うことができる鋼板連続処理
ラインにおけるストリップ接続方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、先行ストリップの後端部と後行ストリ
ップの先端部とをシャー装置でそれぞれ切断し、この切
断されたストリップ端部の突合せ部に対し、上方からレ
ーザビームを照射して溶接する鋼板連続処理ラインにお
けるストリップ接続方法において、高周波誘導加熱を行
う移動加熱装置により、前記突合せ部を下方から焼鈍効
果が得られる温度域まで加熱し、この加熱により高温と
なった状態においてこの突合わせ部に対し、前記移動加
熱装置と同じ速度で上方からレーザビームを照射して、
この突合わせ部をレーザビーム溶接するものである。
に、本発明では、先行ストリップの後端部と後行ストリ
ップの先端部とをシャー装置でそれぞれ切断し、この切
断されたストリップ端部の突合せ部に対し、上方からレ
ーザビームを照射して溶接する鋼板連続処理ラインにお
けるストリップ接続方法において、高周波誘導加熱を行
う移動加熱装置により、前記突合せ部を下方から焼鈍効
果が得られる温度域まで加熱し、この加熱により高温と
なった状態においてこの突合わせ部に対し、前記移動加
熱装置と同じ速度で上方からレーザビームを照射して、
この突合わせ部をレーザビーム溶接するものである。
【００１１】すなわち、本発明は、鋼板連続処理ライン
におけるストリップ接続法としての溶接方法を鋭意検討
した結果、溶接部を焼鈍するための高周波誘導加熱装置
をレーザビームによる溶接速度と同じ速度にて追っかけ
て走行させる方法、つまり、完全焼鈍加熱するために高
温状態としたストリップ突合せ部に追っかけるようにレ
ーザビームを照射してレーザービーム溶接する方法を見
い出したことによるものであり、このように溶接、焼鈍
することにより、溶接および焼鈍時間を大幅に短縮した
ものである。なお、通常、鉄鋼プロセスラインのレーザ
ービーム溶接機は数ＫＷの出力で溶接を行っているのに
対し、焼鈍に費やされる数量は数十ＫＷが必要である。
したがって、熱量としては焼鈍熱量が溶接熱量より遥か
に大きいため、焼鈍後にレーザービーム溶接のエネルギ
ーを投入しても焼鈍効果に影響を与えることはない。
におけるストリップ接続法としての溶接方法を鋭意検討
した結果、溶接部を焼鈍するための高周波誘導加熱装置
をレーザビームによる溶接速度と同じ速度にて追っかけ
て走行させる方法、つまり、完全焼鈍加熱するために高
温状態としたストリップ突合せ部に追っかけるようにレ
ーザビームを照射してレーザービーム溶接する方法を見
い出したことによるものであり、このように溶接、焼鈍
することにより、溶接および焼鈍時間を大幅に短縮した
ものである。なお、通常、鉄鋼プロセスラインのレーザ
ービーム溶接機は数ＫＷの出力で溶接を行っているのに
対し、焼鈍に費やされる数量は数十ＫＷが必要である。
したがって、熱量としては焼鈍熱量が溶接熱量より遥か
に大きいため、焼鈍後にレーザービーム溶接のエネルギ
ーを投入しても焼鈍効果に影響を与えることはない。
【００１２】また、本発明によれば、前記レーザビーム
溶接に代えて、アーク溶接または電子ビーム溶接を行う
ようにしてもよく、この場合にも、前記と同様に溶接お
よび焼鈍時間を大幅に短縮することが可能である。
溶接に代えて、アーク溶接または電子ビーム溶接を行う
ようにしてもよく、この場合にも、前記と同様に溶接お
よび焼鈍時間を大幅に短縮することが可能である。
【００１３】また、本発明においては、前記溶接部の溶
接ビード部をスエージングロールによって押し潰し、平
滑な表面を得るようにしてもよい。
接ビード部をスエージングロールによって押し潰し、平
滑な表面を得るようにしてもよい。
【００１４】また、本発明においては、前記レーザビー
ム溶接をするときに、フィラーワイヤを添加して溶接部
を冶金的に改善するようにしてもよい。
ム溶接をするときに、フィラーワイヤを添加して溶接部
を冶金的に改善するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１について、図１〜図８に基づき説明する。
なお、従来のものと同一または相当部分には同一の符号
を付し、その説明を簡略化する。
実施の形態１について、図１〜図８に基づき説明する。
なお、従来のものと同一または相当部分には同一の符号
を付し、その説明を簡略化する。
【００１６】図１は、本実施の形態１の概要説明図であ
る。また、図２は、図１のストリップ端部の突合せ部周
りをストリップの走行方向と直角の方向から見た溶接時
の図面である。また、図３は、図１のストリップ端部の
突合せ部周りをストリップの走行方向から見た溶接時の
図面である。
る。また、図２は、図１のストリップ端部の突合せ部周
りをストリップの走行方向と直角の方向から見た溶接時
の図面である。また、図３は、図１のストリップ端部の
突合せ部周りをストリップの走行方向から見た溶接時の
図面である。
【００１７】図１において、１はストリップ、６は加工
ヘッド、５は、図１に図示しないレーザ発振器４（図１
１参照）からのレーザビームを加工ヘッド６に導くベン
トミラー装置であり、これらは従来のものと同様のもの
である。また、１１はキャリッジで、加工ヘッド６、高
周波誘導加熱装置９、上部ベントミラー５１等を搭載し
ており、駆動シリンダ１２により、コモンベース１０上
をストリップ１の走行方向Ａと直角の方向に移動可能に
構成されている。また、この場合において、加工ヘッド
６は溶接方向に対し高周波誘導加熱装置９の後方となる
ように配置されている。この溶接方向とは、ストリップ
１の走行方向Ａと直角方向であって、図１における矢印
Ｘ方向をいう。
ヘッド、５は、図１に図示しないレーザ発振器４（図１
１参照）からのレーザビームを加工ヘッド６に導くベン
トミラー装置であり、これらは従来のものと同様のもの
である。また、１１はキャリッジで、加工ヘッド６、高
周波誘導加熱装置９、上部ベントミラー５１等を搭載し
ており、駆動シリンダ１２により、コモンベース１０上
をストリップ１の走行方向Ａと直角の方向に移動可能に
構成されている。また、この場合において、加工ヘッド
６は溶接方向に対し高周波誘導加熱装置９の後方となる
ように配置されている。この溶接方向とは、ストリップ
１の走行方向Ａと直角方向であって、図１における矢印
Ｘ方向をいう。
【００１８】上記装置において、図２および図３に示さ
れるようにストリップ１端部の突合わせ部の上部に加工
ヘッド６が配置され、他方、ストリップ１端部の突合わ
せ部の下部に、移動加熱装置としての高周波誘導加熱装
置９が配置されている。また、図２に示されるように、
溶接時には、ストリップ１ａ、１ｂは、上下のクランプ
材２ａ、２ｂによりクランプされ、シャ−装置３（本実
施の形態にかかる装置を説明する図面には図示しない
が、従来のものと同じであるので図１１参照のこと）に
よりストリップ１ａの終端およびストリップ１ｂの始端
が切断され、これら端部が突合わされる。そして、図３
に示されるように、上クランプ材２ａ間部分を、キャリ
ッジ１１に搭載された加工ヘッド６および高周波誘導加
熱装置９が同時に前記溶接方向Ｘに走行するように構成
されている。このとき、前述のように、加工ヘッド６が
溶接方向Ｘに対し高周波誘導加熱装置９の後方となるよ
うに配置されている。
れるようにストリップ１端部の突合わせ部の上部に加工
ヘッド６が配置され、他方、ストリップ１端部の突合わ
せ部の下部に、移動加熱装置としての高周波誘導加熱装
置９が配置されている。また、図２に示されるように、
溶接時には、ストリップ１ａ、１ｂは、上下のクランプ
材２ａ、２ｂによりクランプされ、シャ−装置３（本実
施の形態にかかる装置を説明する図面には図示しない
が、従来のものと同じであるので図１１参照のこと）に
よりストリップ１ａの終端およびストリップ１ｂの始端
が切断され、これら端部が突合わされる。そして、図３
に示されるように、上クランプ材２ａ間部分を、キャリ
ッジ１１に搭載された加工ヘッド６および高周波誘導加
熱装置９が同時に前記溶接方向Ｘに走行するように構成
されている。このとき、前述のように、加工ヘッド６が
溶接方向Ｘに対し高周波誘導加熱装置９の後方となるよ
うに配置されている。
【００１９】したがって、ストリップ１端部の突合わせ
部は、溶接時、まず高周波誘導加熱装置９により加熱さ
れる。そして、その後に、レーザ発振器４からのレーザ
ビームが上部ベントミラー５１により下方に誘導され
（図３参照）、加工ヘッド６から溶接部（ストリップ１
端部の突合わせ部）にレーザビームが照射されて、レー
ザビーム溶接が行われる。
部は、溶接時、まず高周波誘導加熱装置９により加熱さ
れる。そして、その後に、レーザ発振器４からのレーザ
ビームが上部ベントミラー５１により下方に誘導され
（図３参照）、加工ヘッド６から溶接部（ストリップ１
端部の突合わせ部）にレーザビームが照射されて、レー
ザビーム溶接が行われる。
【００２０】図４は、このときのストリップ１端部の突
合わせ部の温度変遷を示しているが、ストリップ１端部
の突合わせ部は点Ｒａにて高周波誘導加熱装置９により
室温Ｔａから加熱され、略焼鈍温度Ｔｂ（例えば、約１
０００℃）まで昇温される。そして、点Ｒｂにおいてレ
ーザビームが照射され、その後は空冷により冷却され
る。なお、ＲａとＲｂ間のタイミングのずれ（例えば、
約１秒）は前述の加工ヘッド６と高周波誘導加熱装置９
との位置のずれによりもたらされるものである。なお、
このとき、焼鈍適性温度は鋼種によって異なり、また、
板厚によって高周波誘導加熱出力を変える必要があるの
で、レーザビームの出力は、鉄鋼プロセスラインに流れ
てくるストリップの鋼種により適正にコントロールされ
る。
合わせ部の温度変遷を示しているが、ストリップ１端部
の突合わせ部は点Ｒａにて高周波誘導加熱装置９により
室温Ｔａから加熱され、略焼鈍温度Ｔｂ（例えば、約１
０００℃）まで昇温される。そして、点Ｒｂにおいてレ
ーザビームが照射され、その後は空冷により冷却され
る。なお、ＲａとＲｂ間のタイミングのずれ（例えば、
約１秒）は前述の加工ヘッド６と高周波誘導加熱装置９
との位置のずれによりもたらされるものである。なお、
このとき、焼鈍適性温度は鋼種によって異なり、また、
板厚によって高周波誘導加熱出力を変える必要があるの
で、レーザビームの出力は、鉄鋼プロセスラインに流れ
てくるストリップの鋼種により適正にコントロールされ
る。
【００２１】図５は、本実施の形態１による焼鈍効果の
一例を示すもので、ストリップ１としてＳ４５Ｃが用い
られ、板厚が３．２ｍｍの場合について、本実施の形態
１の場合（Ｅｂ線）は、焼鈍をしない場合（Ｅａ線）に
比し、ストリップ１端部の突合わせ部における硬度がど
のように改善されたかを示すものである。この図に示さ
れるように、焼鈍をしない場合（Ｅａ線）では、ビード
中央部の硬度がビード中央部から離れた位置（すなわ
ち、母材）の硬度よりかなり高くなっているが、本実施
の形態１の場合（Ｅｂ線）は、ビード中央部の硬度と母
材の硬度とがほぼ同じ程度であり、高周波誘導加熱装置
（移動熱源）９による短時間焼鈍であっても大幅に改善
されることが分った。また、図６は、ストリップ１とし
てＳＰＣＣが用いられ、板厚が３．２ｍｍの場合につい
てのものであり、焼鈍をしない場合（Ｆａ線）に比し、
本実施の形態１の場合（Ｆｂ線）には、図５の場合と同
様、ストリップ端部１の突合わせ部の硬度が大幅に改善
されていることが分かる。また、従来のように長時間焼
鈍すれば焼鈍効果は高いが、我々の実験でも従来の方法
と大差がないことが分った。
一例を示すもので、ストリップ１としてＳ４５Ｃが用い
られ、板厚が３．２ｍｍの場合について、本実施の形態
１の場合（Ｅｂ線）は、焼鈍をしない場合（Ｅａ線）に
比し、ストリップ１端部の突合わせ部における硬度がど
のように改善されたかを示すものである。この図に示さ
れるように、焼鈍をしない場合（Ｅａ線）では、ビード
中央部の硬度がビード中央部から離れた位置（すなわ
ち、母材）の硬度よりかなり高くなっているが、本実施
の形態１の場合（Ｅｂ線）は、ビード中央部の硬度と母
材の硬度とがほぼ同じ程度であり、高周波誘導加熱装置
（移動熱源）９による短時間焼鈍であっても大幅に改善
されることが分った。また、図６は、ストリップ１とし
てＳＰＣＣが用いられ、板厚が３．２ｍｍの場合につい
てのものであり、焼鈍をしない場合（Ｆａ線）に比し、
本実施の形態１の場合（Ｆｂ線）には、図５の場合と同
様、ストリップ端部１の突合わせ部の硬度が大幅に改善
されていることが分かる。また、従来のように長時間焼
鈍すれば焼鈍効果は高いが、我々の実験でも従来の方法
と大差がないことが分った。
【００２２】以上説明したように、本実施の形態１のス
トリップ接続方法によれば、レーザビーム溶接が終了し
た時点において、焼鈍も終了しているので、ダウンタイ
ムが短くなる。また、溶接前にストリップ１を焼鈍域ま
で加熱しており、レーザビーム照射時には、既にストリ
ップ１の端部突合せ部の温度が上昇しているため、レー
ザビームの投入熱量は、当然常温の場合に比べれば少な
くてすみ、結果として溶接速度を速くすることができ
る。また、従来のもののごとく、溶接後一定時間冷却さ
れるまで放置してその後に焼鈍温度まで再加熱するよう
なことが行われないので、ストリップ１端部の突合わせ
部分の溶接、焼鈍の時間がこの点からも短縮される。
トリップ接続方法によれば、レーザビーム溶接が終了し
た時点において、焼鈍も終了しているので、ダウンタイ
ムが短くなる。また、溶接前にストリップ１を焼鈍域ま
で加熱しており、レーザビーム照射時には、既にストリ
ップ１の端部突合せ部の温度が上昇しているため、レー
ザビームの投入熱量は、当然常温の場合に比べれば少な
くてすみ、結果として溶接速度を速くすることができ
る。また、従来のもののごとく、溶接後一定時間冷却さ
れるまで放置してその後に焼鈍温度まで再加熱するよう
なことが行われないので、ストリップ１端部の突合わせ
部分の溶接、焼鈍の時間がこの点からも短縮される。
【００２３】また、本実施の形態１によれば、溶接部の
突合せギャップが小さくなり、溶け落ちが発生し難い溶
接が可能となることが分かった。すなわち、通常、シャ
ー装置３で切断された後のストリップ１端部の突合せ状
態は、図７に示すように部分的に若干の隙間が発生して
いるため（例えば、０〜０．１ｍｍ程度）、従来の溶接
では、しばしば溶け落ち状態あるいはアンダーカット溶
接となっていた。これに対し、本実施の形態１のよう
に、溶接前に焼鈍を行えば、例えば、ビード中央部（溶
接線）を挟んで２０ｍｍ間が４００℃に上昇したものと
仮定すると、ストリップ１は約０．１ｍｍの熱膨張が生
じる。そして、この熱膨張に加え、ストリップ１がクラ
ンプ装置２により拘束されているため、図８に示すよう
に、ストリップ１端部の突合わせ部のギャップが狭くな
り、溶け落ちあるいはアンダーカットが発生しない安定
した溶接が可能となる。
突合せギャップが小さくなり、溶け落ちが発生し難い溶
接が可能となることが分かった。すなわち、通常、シャ
ー装置３で切断された後のストリップ１端部の突合せ状
態は、図７に示すように部分的に若干の隙間が発生して
いるため（例えば、０〜０．１ｍｍ程度）、従来の溶接
では、しばしば溶け落ち状態あるいはアンダーカット溶
接となっていた。これに対し、本実施の形態１のよう
に、溶接前に焼鈍を行えば、例えば、ビード中央部（溶
接線）を挟んで２０ｍｍ間が４００℃に上昇したものと
仮定すると、ストリップ１は約０．１ｍｍの熱膨張が生
じる。そして、この熱膨張に加え、ストリップ１がクラ
ンプ装置２により拘束されているため、図８に示すよう
に、ストリップ１端部の突合わせ部のギャップが狭くな
り、溶け落ちあるいはアンダーカットが発生しない安定
した溶接が可能となる。
【００２４】実施の形態２．次に、実施の形態２につい
て、図９に基づき説明する。なお、実施の形態１と同一
または相当する部分には同一の符号を付し、その説明を
省略する。この実施の形態２は、図９に示すように、実
施の形態１により溶接、焼鈍した後に、スエージングロ
ール１４により、溶接部を押し潰して表面を滑らかにす
るものである。このように溶接部を滑らかにすることに
より、溶接部と母材との境目に過大な力が作用すること
を排除することができ、溶接部の機械的特性を改善する
ことができる。
て、図９に基づき説明する。なお、実施の形態１と同一
または相当する部分には同一の符号を付し、その説明を
省略する。この実施の形態２は、図９に示すように、実
施の形態１により溶接、焼鈍した後に、スエージングロ
ール１４により、溶接部を押し潰して表面を滑らかにす
るものである。このように溶接部を滑らかにすることに
より、溶接部と母材との境目に過大な力が作用すること
を排除することができ、溶接部の機械的特性を改善する
ことができる。
【００２５】実施の形態３．次に、実施の形態３につい
て、図１０に基づき説明する。なお、実施の形態１と同
一または相当する部分には同一の符号を付し、その説明
を省略する。この実施の形態３は、図１０に示すよう
に、実施の形態１により溶接中にフィラーワイヤ１５を
供給するものである。このようにすることにより、溶接
部の冶金的改善を行うことができる。
て、図１０に基づき説明する。なお、実施の形態１と同
一または相当する部分には同一の符号を付し、その説明
を省略する。この実施の形態３は、図１０に示すよう
に、実施の形態１により溶接中にフィラーワイヤ１５を
供給するものである。このようにすることにより、溶接
部の冶金的改善を行うことができる。
【００２６】上記実施の形態１および２においては、溶
接はレーザビーム溶接であったが、このレーザビーム溶
接に代えて、アーク溶接や電子ビーム溶接を行うように
してもよい。この場合、加工ヘッド６をそれぞれの加工
ヘッドに代える必要のあることは当然であるが、レーザ
ビームに代えてアークあるいは電子ビームをストリップ
１端部の突合わせ部に照射することにより、実施の形態
１または２と同様の効果を奏することができる。
接はレーザビーム溶接であったが、このレーザビーム溶
接に代えて、アーク溶接や電子ビーム溶接を行うように
してもよい。この場合、加工ヘッド６をそれぞれの加工
ヘッドに代える必要のあることは当然であるが、レーザ
ビームに代えてアークあるいは電子ビームをストリップ
１端部の突合わせ部に照射することにより、実施の形態
１または２と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
【発明の効果】この発明は、次のような効果を奏するこ
とができる。本発明によれば、先行ストリップの後端部
と後行ストリップの先端部とをシャー装置でそれぞれ切
断し、この切断されたストリップ端部の突合せ部に対
し、上方からレーザービームを照射して溶接する鋼板連
続処理ラインにおけるストリップ接続方法において、前
記突合せ部を溶接前に完全焼鈍温度まで加熱する移動加
熱装置を前記レーザービームによる溶接速度と同じ速度
にて追っかけて走行させ、前記移動加熱装置により完全
焼鈍温度にあたいする高温となった状態の突合せ部に対
し、レーザー溶接するので、高品質の突合せ溶接を短時
間でかつ安定して行うことができ、ダウンタイムが短く
なる。
とができる。本発明によれば、先行ストリップの後端部
と後行ストリップの先端部とをシャー装置でそれぞれ切
断し、この切断されたストリップ端部の突合せ部に対
し、上方からレーザービームを照射して溶接する鋼板連
続処理ラインにおけるストリップ接続方法において、前
記突合せ部を溶接前に完全焼鈍温度まで加熱する移動加
熱装置を前記レーザービームによる溶接速度と同じ速度
にて追っかけて走行させ、前記移動加熱装置により完全
焼鈍温度にあたいする高温となった状態の突合せ部に対
し、レーザー溶接するので、高品質の突合せ溶接を短時
間でかつ安定して行うことができ、ダウンタイムが短く
なる。
【００２８】また、本発明によれば、前記溶接後、この
溶接ビード部をスエージングロールによって押し潰し、
平滑な表面を得るようにしたので、溶接部の機械的特性
を改善することができる。
溶接ビード部をスエージングロールによって押し潰し、
平滑な表面を得るようにしたので、溶接部の機械的特性
を改善することができる。
【００２９】また、本発明によれば、前記レーザビーム
溶接をするときに、フィラーワイヤを添加して、溶接部
を冶金的に改善するので、溶接後の機械的特性を改善す
ることができる。
溶接をするときに、フィラーワイヤを添加して、溶接部
を冶金的に改善するので、溶接後の機械的特性を改善す
ることができる。
【図１】 本発明における実施の形態１の概略構成説明
図である。。
図である。。
【図２】 図１に記載の実施の形態１におけるストリッ
プ端部の突合せ部周りをストリップの走行方向と直角の
方向から見た溶接時の図面である。
プ端部の突合せ部周りをストリップの走行方向と直角の
方向から見た溶接時の図面である。
【図３】 図１に記載の実施の形態１におけるストリッ
プ端部の突合せ部周りをストリップの走行方向から見た
溶接時の図面である。
プ端部の突合せ部周りをストリップの走行方向から見た
溶接時の図面である。
【図４】 実施形態１におけるストリップ端部の突合わ
せ部の温度変遷を示す図面である。
せ部の温度変遷を示す図面である。
【図５】 実施の形態１による焼鈍効果の一例を示す図
面である。
面である。
【図６】 実施の形態１による焼鈍効果の他の一例を示
す図面である。
す図面である。
【図７】 実施の形態１におけるストリップ端部の突合
せ部の状態説明図であって、加熱前の状態説明図であ
る。
せ部の状態説明図であって、加熱前の状態説明図であ
る。
【図８】 実施の形態１におけるストリップ端部の突合
せ部の状態説明図であって、焼鈍域まで加熱した後の状
態説明図である。
せ部の状態説明図であって、焼鈍域まで加熱した後の状
態説明図である。
【図９】 本発明における実施の形態２の概略構成説明
図である。
図である。
【図１０】 本発明における実施の形態３の概略構成説
明図である。
明図である。
【図１１】 従来のレーザビーム溶接機の溶接時におけ
る概略構成説明図である。
る概略構成説明図である。
【図１２】 図１１に記載の従来のレーザビーム溶接機
において、ストリップ端部の突合わせ部周りをストリッ
プの走行方向と直角の方向から見た溶接時における図面
である。
において、ストリップ端部の突合わせ部周りをストリッ
プの走行方向と直角の方向から見た溶接時における図面
である。
【図１３】 図１１に記載の従来のレーザビーム溶接機
において、ストリップ端部の突合わせ部周りをストリッ
プの走行方向から見た溶接時における図面である。
において、ストリップ端部の突合わせ部周りをストリッ
プの走行方向から見た溶接時における図面である。
【図１４】 図１１に記載の従来のレーザビーム溶接機
におけるストリップ端部の突合わせ部の温度変遷を示す
図面である。
におけるストリップ端部の突合わせ部の温度変遷を示す
図面である。
１ ストリップ、１ａ 先行ストリップ、１ｂ 後行ス
トリップ、２ クランプ装置、２ａ 上クランプ材、２
ｂ 下クランプ材、３ シャー装置、４ レーザ発振
器、５ ベントミラー装置、５１ 上部ベントミラー、
６ 加工ヘッド、７ バックバーユニット、８ バック
バー、９ 高周波誘導加熱装置、１０ コモンベース、
１１ キャリッジ、１２ 駆動シリンダ、１４ スエー
ジングロール、１５ フィラーワイヤ、Ｔａ 室温、Ｔ
ｂ 略焼鈍温度。
トリップ、２ クランプ装置、２ａ 上クランプ材、２
ｂ 下クランプ材、３ シャー装置、４ レーザ発振
器、５ ベントミラー装置、５１ 上部ベントミラー、
６ 加工ヘッド、７ バックバーユニット、８ バック
バー、９ 高周波誘導加熱装置、１０ コモンベース、
１１ キャリッジ、１２ 駆動シリンダ、１４ スエー
ジングロール、１５ フィラーワイヤ、Ｔａ 室温、Ｔ
ｂ 略焼鈍温度。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ２３Ｋ 26/00 Ｂ２３Ｋ 26/00 ３１０Ｗ
// Ｂ２３Ｋ 101:16 101:16
103:04 103:04
(56)参考文献 特開 平６−312285（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−200881（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−10968（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−57502（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−670（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−238681（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−179116（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−22294（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21B 1/00 - 11/00
B21B 15/00
B23K 9/025
B23K 15/00
B23K 26/00
B23K 101:16
B23K 103:04
Claims (5)
- 【請求項１】 先行ストリップの後端部と後行ストリッ
プの先端部とをシャー装置でそれぞれ切断し、 この切断されたストリップ端部の突合せ部に対し、上方
からレーザービームを照射して溶接する鋼板連続処理ラ
インにおけるストリップ接続方法において、 前記突合せ部を溶接前に完全焼鈍温度まで加熱する移動
加熱装置を前記レーザービームによる溶接速度と同じ速
度にて追っかけて走行させ、前記移動加熱装置により完
全焼鈍温度にあたいする高温となった状態の突合せ部に
対し、レーザー溶接することを特徴とする鋼板連続処理
ラインにおけるストリップ接続方法。 - 【請求項２】 先行ストリップの後端部と後行ストリッ
プの先端部とをシャー装置でそれぞれ切断し、 この切断されたストリップ端部の突合せ部に対し、上方
からアーク溶接する鋼板連続処理ラインにおけるストリ
ップ接続方法において、 前記突合せ部を溶接前に完全焼鈍温度まで加熱する移動
加熱装置を前記アーク溶接による溶接速度と同じ速度に
て追っかけて走行させ、前記移動加熱装置により完全焼
鈍温度にあたいする高温となった状態の突合せ部に対
し、 アーク溶接することを特徴とする鋼板連続処理ラインに
おけるストリップ接続方法。 - 【請求項３】 先行ストリップの後端部と後行ストリッ
プの先端部とをシャー装置でそれぞれ切断し、 この切断されたストリップ端部の突合せ部に対し、上方
から電子ビームにて照射して溶接する鋼板連続処理ライ
ンにおけるストリップ接続方法において、 前記突合せ部を溶接前に完全焼鈍温度まで加熱する移動
加熱装置を前記電子ビームによる溶接速度と同じ速度に
て追っかけて走行させ、前記移動加熱装置により完全焼
鈍温度にあたいする高温となった状態の突合せ部に対
し、 電子ビーム溶接することを特徴とする鋼板連続処理ライ
ンにおけるストリップ接続方法。 - 【請求項４】 前記溶接後、この溶接ビード部をスエー
ジングロールによって押し潰し、平滑な表面を得るよう
にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載の鋼板連続処理ラインにおけるストリップ接続方
法。 - 【請求項５】 前記レーザービーム溶接をするときに、
フィラーワイヤを添加して溶接部を冶金的に改善するこ
とを特徴とする請求項１記載の鋼板連続処理ラインにお
けるストリップ接続方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154639A JP3399445B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 鋼板連続処理ラインにおけるストリップ接続方法 |
| US09/721,634 US6462299B1 (en) | 2000-05-25 | 2000-11-27 | Method of joining strips in a steel strip continuous processing line |
| DE60132130T DE60132130T2 (de) | 2000-05-25 | 2001-04-12 | Verfahren zum Verbinden von Bändern in einer kontinuierlichen Stahlbänderbearbeitungsstrasse |
| EP01109189A EP1157753B1 (en) | 2000-05-25 | 2001-04-12 | Method of joining strips in a steel strip continuous processing line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154639A JP3399445B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 鋼板連続処理ラインにおけるストリップ接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001334302A JP2001334302A (ja) | 2001-12-04 |
| JP3399445B2 true JP3399445B2 (ja) | 2003-04-21 |
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ID=18659707
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000154639A Expired - Fee Related JP3399445B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 鋼板連続処理ラインにおけるストリップ接続方法 |
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|---|---|
| US (1) | US6462299B1 (ja) |
| EP (1) | EP1157753B1 (ja) |
| JP (1) | JP3399445B2 (ja) |
| DE (1) | DE60132130T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110369872A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-10-25 | 武汉宝悍焊接设备有限公司 | 光纤激光切割焊接取向硅钢带钢的加工工艺 |
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| FR2906171B1 (fr) * | 2006-09-22 | 2009-05-15 | Vai Clecim Sa | Dispositif de raboutage par soudure de bandes de toles |
| DE102007054876A1 (de) * | 2006-11-22 | 2008-06-19 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schweißnähten |
| CN101610872B (zh) * | 2007-02-15 | 2016-02-24 | 新日铁住金株式会社 | 钢板的激光焊接方法和激光焊接装置 |
| ATE501807T1 (de) | 2007-09-21 | 2011-04-15 | Malex S A | VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM STUMPFNAHTSCHWEIßEN VON BLECHEN FÜR EINEN KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNGSVORGANG |
| CN104911325A (zh) * | 2008-07-11 | 2015-09-16 | Skf公司 | 用于制造钢材部件、焊缝、焊接钢材部件和轴承部件的方法 |
| IT1391660B1 (it) * | 2008-11-10 | 2012-01-17 | Danieli Off Mecc | Sistema di saldatura di nastri metallici |
| DE102009001986A1 (de) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | Robert Bosch Gmbh | Schweißverfahren, Schweißvorrichtung und Verbundteil |
| EP2560784A1 (fr) * | 2010-04-23 | 2013-02-27 | Siemens Vai Metals Technologies SAS | Machine de raboutage de bandes d'acier adaptee au traitement thermique par induction de soudures de raboutage |
| DE102012017130B4 (de) | 2012-09-01 | 2016-06-16 | Man Diesel & Turbo Se | Laser-Rohreinschweißen |
| EP2821176A1 (fr) * | 2013-07-02 | 2015-01-07 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Dispositif de déplacement d'un arrangement de découpe et de soudage de bandes métalliques ; Méthode de découpe et de soudage utilisant un tel dispositif |
| DE102015102961A1 (de) * | 2015-03-02 | 2016-09-08 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffverbunds und provisorischer Verbund |
| CN108453394B (zh) * | 2017-01-10 | 2019-11-05 | 温州职业技术学院 | 激光切割与激光复合焊接结合的套接管制备装置 |
| CN111394544B (zh) * | 2020-04-30 | 2021-08-20 | 燕山大学 | 一种镀锌带钢基材的快速退火方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US3307764A (en) * | 1963-12-19 | 1967-03-07 | Voss Engineering Company | Apparatus for shearing, welding and planishing metal strips |
| JPS6440194A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-10 | Toyota Motor Corp | Laser beam welding method for joining material |
| US5142763A (en) * | 1989-09-25 | 1992-09-01 | Hitachi Cable, Ltd. | Method for connecting optical fibers sealed in metal pipes |
| EP0492368B1 (en) * | 1990-12-20 | 1996-05-08 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Butting device for joining running steel sheets |
| JP2813085B2 (ja) * | 1991-09-19 | 1998-10-22 | 新日本製鐵株式会社 | 誘導加熱装置 |
| JPH08300172A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-19 | Nkk Corp | 溶接鋼管の製造方法 |
| DE69613178T2 (de) * | 1995-07-10 | 2001-09-27 | Kawasaki Steel Co | Verfaren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Warmbandfertigwalzen |
| WO2000078474A1 (fr) * | 1999-06-22 | 2000-12-28 | Kawasaki Steel Corporation | Procede et equipement de laminage a chaud |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000154639A patent/JP3399445B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-27 US US09/721,634 patent/US6462299B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-04-12 DE DE60132130T patent/DE60132130T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-12 EP EP01109189A patent/EP1157753B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1157753A3 (en) | 2003-11-19 |
| EP1157753A2 (en) | 2001-11-28 |
| US6462299B1 (en) | 2002-10-08 |
| EP1157753B1 (en) | 2008-01-02 |
| DE60132130T2 (de) | 2008-12-11 |
| DE60132130D1 (de) | 2008-02-14 |
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