JPS6240987A - レーザビーム溶接法 - Google Patents
レーザビーム溶接法Info
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- JPS6240987A JPS6240987A JP60182714A JP18271485A JPS6240987A JP S6240987 A JPS6240987 A JP S6240987A JP 60182714 A JP60182714 A JP 60182714A JP 18271485 A JP18271485 A JP 18271485A JP S6240987 A JPS6240987 A JP S6240987A
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- metal powder
- butt
- energy beam
- welding
- welding method
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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、突合せシーム溶接に関し、特に、極薄鋼板の
突合せシーム溶接に関する。
突合せシーム溶接に関する。
薄鋼板の連続処理ラインにおいて、先行のストリップと
後続のストリップの端部を接続して連続通板を行うため
、各種の溶接法が用いられているが、板厚が薄いものに
ついては板の突合せの問題や、溶接速度の点で、満足な
溶接法がない現状である。しかし板厚が厚いものの溶接
については、例えばウェルティングジャーナル １１８２〜１１９１頁に示されているように、主にＴ１
Ｇアーク溶接法が使用されている。
後続のストリップの端部を接続して連続通板を行うため
、各種の溶接法が用いられているが、板厚が薄いものに
ついては板の突合せの問題や、溶接速度の点で、満足な
溶接法がない現状である。しかし板厚が厚いものの溶接
については、例えばウェルティングジャーナル １１８２〜１１９１頁に示されているように、主にＴ１
Ｇアーク溶接法が使用されている。
板厚が０．３５＋ｎｕ＋位の場合は、ＴＴＧアーク溶接
法でも溶接が可能であるが、溶接電流がＩＯＡと極小電
流溶接となるため、アークが不安定となり、電源特性が
大きく影響して、溶接中での入熱変動を来たし、その結
果ビード形成が不安定となり、溶接欠陥の発生につなが
るという問題がある。
法でも溶接が可能であるが、溶接電流がＩＯＡと極小電
流溶接となるため、アークが不安定となり、電源特性が
大きく影響して、溶接中での入熱変動を来たし、その結
果ビード形成が不安定となり、溶接欠陥の発生につなが
るという問題がある。
これらの問題は、突合せ鋼板の端面状況でさらに助長さ
れるので、端面加工の精度を高めて、両端面間の隙間を
小さくする方法があるが、特に巾広の鋼板においては、
このための設備コストが極めて大きくなる。
れるので、端面加工の精度を高めて、両端面間の隙間を
小さくする方法があるが、特に巾広の鋼板においては、
このための設備コストが極めて大きくなる。
またこの従来法は、板厚が０．３５ｍｍ以下の、０．２
ｍｍ級になると、上記欠陥が助長される方向にある。
ｍｍ級になると、上記欠陥が助長される方向にある。
そして溶接電流をさらに少なくし、かつアークを安定に
することが一段と要求される。又、突合せ端部の加工精
度、鋼板のクランプ装置の精度も、一段と高める必要が
ある。
することが一段と要求される。又、突合せ端部の加工精
度、鋼板のクランプ装置の精度も、一段と高める必要が
ある。
以」―説明したように、従来のＴＴＧアーク溶接法では
、極薄板の溶接では、溶接現象の不安定から溶は落ちや
ハンピングが起り易く、また、コイル突合せやＴＴＧト
ーチのシーム倣い制御に、極めて高い精度が要求される
という問題がある。
、極薄板の溶接では、溶接現象の不安定から溶は落ちや
ハンピングが起り易く、また、コイル突合せやＴＴＧト
ーチのシーム倣い制御に、極めて高い精度が要求される
という問題がある。
また、コイルの突合せ精度は、出来るだけ高い方がよい
が、いずれにしてもシャー、クランプという機械的な操
作が入るため、１／１００ｍｍ内外の間隙が残ることは
止むを得ない。アーク熱源で溶融された溶鋼は、コイル
端面間の間隙を埋めるようにして、溶接が行われていく
が、板厚が小さくなると、溶接部に対して埋められるべ
き間隙が相対的に大きくなるため、溶融に不足を来たし
、その結果、第１図に示すように間欠的な未溶接部ａが
発生する。
が、いずれにしてもシャー、クランプという機械的な操
作が入るため、１／１００ｍｍ内外の間隙が残ることは
止むを得ない。アーク熱源で溶融された溶鋼は、コイル
端面間の間隙を埋めるようにして、溶接が行われていく
が、板厚が小さくなると、溶接部に対して埋められるべ
き間隙が相対的に大きくなるため、溶融に不足を来たし
、その結果、第１図に示すように間欠的な未溶接部ａが
発生する。
３一
本発明は、このような問題点を解決し、未溶接部の発生
をなくし、健全な継手を形成することを目的とする。
をなくし、健全な継手を形成することを目的とする。
ｒ問題点を解決するための手段〕
本発明では、溶接しようとする鋼板の端面を互に突合せ
、その溶接線上およびその表面近傍に、金属粉ペースト
を塗布するとともに溶接線にエネルギービームを照射し
、金属粉ペーストを含む突合せ部を溶融させ、金属粉の
溶融物により、突合せ間隙を埋める。
、その溶接線上およびその表面近傍に、金属粉ペースト
を塗布するとともに溶接線にエネルギービームを照射し
、金属粉ペーストを含む突合せ部を溶融させ、金属粉の
溶融物により、突合せ間隙を埋める。
以下図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第２ａ図に溶接すべき鋼板１．１゛ の突合せ状況を示
す。鋼板ｌ，ビの間に空隙ｇが生じている。
す。鋼板ｌ，ビの間に空隙ｇが生じている。
第２ｂ図に、本発明に基づいて鋼板１，１′ の空隙ｇ
の中および鋼板端部１１．、１１’ の近傍に金属粉ペ
ーストＦを塗布した状態を示す。
の中および鋼板端部１１．、１１’ の近傍に金属粉ペ
ーストＦを塗布した状態を示す。
金属粉ペーストＦは極力、空隙ｇの中に多く充填される
ように供給、塗布する。また、鋼板表面部にあふれる金
属粉ペーストは極力少なくし、溶接によって生じる溶接
ビードの余盛を低くする。
ように供給、塗布する。また、鋼板表面部にあふれる金
属粉ペーストは極力少なくし、溶接によって生じる溶接
ビードの余盛を低くする。
第３図に、本発明の一実施態様によるエネルギービーム
溶接の実例を示す。１，１．’ は鋼板を示す。Ｅ １
ｒ Ｆ２ ＋ Ｆ３は、鋼板突合せ部を示し、Ｅｌは
空隙を、Ｆ２は埋った金属粉ペーストを、Ｆ３は溶接断
面を示している。
溶接の実例を示す。１，１．’ は鋼板を示す。Ｅ １
ｒ Ｆ２ ＋ Ｆ３は、鋼板突合せ部を示し、Ｅｌは
空隙を、Ｆ２は埋った金属粉ペーストを、Ｆ３は溶接断
面を示している。
Ｎ２は金属粉ペーストを供給するペースト供給ノズル、
Ｆｌはペースト入口、Ｆ２はペースト出口であり、これ
らにより鋼板突合せ部の空隙内に金属粉ペーストＦを塗
布する機構になっている。
Ｆｌはペースト入口、Ｆ２はペースト出口であり、これ
らにより鋼板突合せ部の空隙内に金属粉ペーストＦを塗
布する機構になっている。
Ｎ１はレーザ溶接ノズルで、ＬＢｌはレーザ発振器より
のレーザビームで、ＬＢ２は鋼板突合せ部およびそこの
金属粉ペーストに照射するレーザビームである。
のレーザビームで、ＬＢ２は鋼板突合せ部およびそこの
金属粉ペーストに照射するレーザビームである。
本発明を実施するには、先ず突合せ溶接されるべき鋼板
１，１′の端部をシャーにより剪断し、端部を突合せク
ランプする。次に第３図で示すように、ペースト供給ノ
ズルＮ２で金属粉ペーストＦを鋼板間に供給し、第２ｂ
図のように金属粉ペーストを突合せ間隙ｇに圧入する。
１，１′の端部をシャーにより剪断し、端部を突合せク
ランプする。次に第３図で示すように、ペースト供給ノ
ズルＮ２で金属粉ペーストＦを鋼板間に供給し、第２ｂ
図のように金属粉ペーストを突合せ間隙ｇに圧入する。
この操作に続いてレーザ溶接ノズルＮ１によってレーザ
ビームＬ Ｂ ２を突合せ線にそって照射する。レーザ
ビームＬ Ｂ ２のビーム径は、鋼板端部を含み金属粉
ペーストを溶融させるために、溶融が十分できる範囲で
大きくする。また、レーザの出力は鋼板板厚。
ビームＬ Ｂ ２を突合せ線にそって照射する。レーザ
ビームＬ Ｂ ２のビーム径は、鋼板端部を含み金属粉
ペーストを溶融させるために、溶融が十分できる範囲で
大きくする。また、レーザの出力は鋼板板厚。
溶接速度、ビーム径を考慮して、溶は落ちの生じない範
囲に設定する等の制御を行う。
囲に設定する等の制御を行う。
金属粉ペーストは第２ｂ図に示すように、鋼板突合せ間
隙を完全に満す必要はなく、鋼板端部の溶融と金属粉の
溶融によって両鋼板が溶接出来る量が充填されればよい
。
隙を完全に満す必要はなく、鋼板端部の溶融と金属粉の
溶融によって両鋼板が溶接出来る量が充填されればよい
。
なお、」−記の説明においては、エネルギービームとし
てレーザビームを使用した場合について述べたが本発明
において用いられるエネルギービームとしては、レーザ
、電子ビーム、ＴＴＧアーク。
てレーザビームを使用した場合について述べたが本発明
において用いられるエネルギービームとしては、レーザ
、電子ビーム、ＴＴＧアーク。
ガスアーク、プラズマアーク等任意のものを使用するこ
とができる。
とができる。
次に本発明の実施例を示す。
実施例１
金属粉は２０〜４０μの粉径のものとし、バインダーは
ビニール樹脂および溶剤（アシン／キシレン１：１）と
して、これらの金属粉、ビニール樹脂および溶剤を重量
比でそれぞれ７５％、８％および１３％としてペースト
状にし、レーザ出力は０．５ｋｗでビーム径を１ｍＩＩ
＋にし、板厚０．２ｍｍの薄鋼板を溶接した。当初の突
合せ間隙はＯ，］ｍｍである。
ビニール樹脂および溶剤（アシン／キシレン１：１）と
して、これらの金属粉、ビニール樹脂および溶剤を重量
比でそれぞれ７５％、８％および１３％としてペースト
状にし、レーザ出力は０．５ｋｗでビーム径を１ｍＩＩ
＋にし、板厚０．２ｍｍの薄鋼板を溶接した。当初の突
合せ間隙はＯ，］ｍｍである。
その結果、突合せ間隙が０．１ｍｍあったにもかかわら
ず、極めて安定な突合せ溶接が行なわれ、溶接速度は５
ｍ／ｍｉｎであった。
ず、極めて安定な突合せ溶接が行なわれ、溶接速度は５
ｍ／ｍｉｎであった。
従来の場合、上述の板厚で、０．１ｍｍの間隙があると
きは、溶融物が間隙を完全に埋める事が出来ず、ハンピ
ングが生じて、安定な溶接は不可能であった。
きは、溶融物が間隙を完全に埋める事が出来ず、ハンピ
ングが生じて、安定な溶接は不可能であった。
実施例２
上記組成からなる金属粉ペースト溶接部に塗布し実施例
１の場合と同じ条件で溶接した。この場合、鉄粉の体積
比は２８％前後になり流動性は良好であり、溶接結果も
良好であった。これに対し、鉄粉の体積比を２０％およ
び４０％のものを用いたところ充填が不良であり溶接状
態も不良であった。
１の場合と同じ条件で溶接した。この場合、鉄粉の体積
比は２８％前後になり流動性は良好であり、溶接結果も
良好であった。これに対し、鉄粉の体積比を２０％およ
び４０％のものを用いたところ充填が不良であり溶接状
態も不良であった。
また、上記実施例で得た継手部を切り出して、繰り返し
曲げ試験を行った結果、従来のＴＩＧ溶接法やガス溶接
法に比べて、良好な継手性能を有していることがわかっ
た。
曲げ試験を行った結果、従来のＴＩＧ溶接法やガス溶接
法に比べて、良好な継手性能を有していることがわかっ
た。
なお、本発明の場合、鋼板の突合せ間隙が３０〜５０μ
ｍの場合、金属粉の粉程を１μｍ帯、８μｍ帯、２０μ
ｍ帯、４０μｍ帯、５０μｍ以上とし、それぞれ溶接を
行ったところ、１μｍ帯、８μｍ帯、２０μｍ帯につい
ては良好な溶接を行うことができたが、４０μｍ帯およ
び５０μｍ以上の場合には溶は落ちが発生し、溶接不良
を生じた。
ｍの場合、金属粉の粉程を１μｍ帯、８μｍ帯、２０μ
ｍ帯、４０μｍ帯、５０μｍ以上とし、それぞれ溶接を
行ったところ、１μｍ帯、８μｍ帯、２０μｍ帯につい
ては良好な溶接を行うことができたが、４０μｍ帯およ
び５０μｍ以上の場合には溶は落ちが発生し、溶接不良
を生じた。
また１本発明において使用されるバインダーは２００℃
前後に融点がある塩酢ビニール樹脂が低エネルギーで蒸
発するので有効である。また低エネルギーで樹脂を蒸発
させると同時に金属粉の一部を溶融させ、突合せ間隙内
に凝固させることにより溶接性を高めることができる。
前後に融点がある塩酢ビニール樹脂が低エネルギーで蒸
発するので有効である。また低エネルギーで樹脂を蒸発
させると同時に金属粉の一部を溶融させ、突合せ間隙内
に凝固させることにより溶接性を高めることができる。
なお溶融凝固に伴い、硬度が上がり破断が発生し易い材
料を溶接する場合にはオーステナイト系の材料を金属粉
として使用することにより溶接部の強度を高めればよい
。
料を溶接する場合にはオーステナイト系の材料を金属粉
として使用することにより溶接部の強度を高めればよい
。
以上説明したように、本発明は溶接突合せ部に金属粉ペ
ーストを塗付して溶接を行うので板厚が薄くなっても溶
融部が完全に埋められ、間欠的な未溶接部が生じること
がなく、完全な溶接を行うことができる。また突合せ間
隙が比較的に大きくても溶融部が完全に埋れられるので
鋼板の突合せ面の加工精度を緩和することができ、鋼板
切断装置、押え機構等の附帯設備に要する費用の低減を
図ることができ、さらには溶接の自動化を図ることがで
きる等、その効果は多大である。
ーストを塗付して溶接を行うので板厚が薄くなっても溶
融部が完全に埋められ、間欠的な未溶接部が生じること
がなく、完全な溶接を行うことができる。また突合せ間
隙が比較的に大きくても溶融部が完全に埋れられるので
鋼板の突合せ面の加工精度を緩和することができ、鋼板
切断装置、押え機構等の附帯設備に要する費用の低減を
図ることができ、さらには溶接の自動化を図ることがで
きる等、その効果は多大である。
第１図は従来の溶接による未溶接部を生じた極薄鋼板の
溶接部を示す平面図である。 第２ａ図は鋼板の突合せ間隙を示す断面図、第２ｂ図は
本発明により突合せ間隙を金属粉ペーストで埋めた状態
を示す断面図である。 第３図は本発明の一実施態様を示す断面図である。 １．１’：鋼板 ｔ；厚み Ｆ：金属粉ペースト Ｎ１ ：レーザ溶接ノズルＬＢ
ｔ ＋ ＬＢ２ ’レーザビーム Ｎ２：ペースト供給機構 Ｅｌ：突合せ空隙 Ｅ２：金属粉ペーストビ３：溶
接断面
溶接部を示す平面図である。 第２ａ図は鋼板の突合せ間隙を示す断面図、第２ｂ図は
本発明により突合せ間隙を金属粉ペーストで埋めた状態
を示す断面図である。 第３図は本発明の一実施態様を示す断面図である。 １．１’：鋼板 ｔ；厚み Ｆ：金属粉ペースト Ｎ１ ：レーザ溶接ノズルＬＢ
ｔ ＋ ＬＢ２ ’レーザビーム Ｎ２：ペースト供給機構 Ｅｌ：突合せ空隙 Ｅ２：金属粉ペーストビ３：溶
接断面
Claims (6)
- （１）溶接しようとする金属板の端面を互に突合せ、そ
の溶接線上およびその表面近傍に、金属粉にバインダー
を混合した金属粉ペーストを塗布した後、溶接線上にエ
ネルギービームを加えて金属粉ペースト層を含む突合せ
部を溶融させ金属粉ペースト層の溶融物により突合せ間
隙を埋めることを特徴とするエネルギービーム溶接法。 - （２）金属粉は、金属板の突合せ間隙より小さい粒径の
ものである前記特許請求の範囲第（１）項記載のエネル
ギービーム溶接法。 - （３）金属粉ペーストは、金属板突合せ間隙部に容易に
充填されうる流動性を有する範囲で、可及的に金属粉配
合割合の大きいものである前記特許請求の範囲第（１）
項記載のエネルギービーム溶接法。 - （４）バインダーは、溶接するエネルギービームを吸収
し金属粉の溶融温度より低い温度で蒸発するものである
前記特許請求の範囲第（１）項記載のエネルギービーム
溶接法。 - （５）金属粉ペースト層を含む突合せ部に低い密度のエ
ネルギービームを加えて金属粉ペーストのバインダー分
を蒸発させかつ金属粉を部分溶融凝固させた上、該突合
せ部に高い密度のエネルギービームを加えて金属粉ペー
スト層を含む突合せ部を溶接する前記特許請求の範囲第
（１）項記載のエネルギービーム溶接法。 - （６）金属粉は継手部の機械的性質を良好なものに寄与
する組成である前記特許請求の範囲第（１）項、第（２
）項又は第（３）項記載のエネルギービーム溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60182714A JPS6240987A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | レーザビーム溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60182714A JPS6240987A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | レーザビーム溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240987A true JPS6240987A (ja) | 1987-02-21 |
| JPH0242306B2 JPH0242306B2 (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=16123151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60182714A Granted JPS6240987A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | レーザビーム溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6240987A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05261585A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Atsushi Niinuma | 金属部材の溶接補修方法と溶接方法及び溶接装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05159608A (ja) * | 1991-12-10 | 1993-06-25 | Yoshihiko Nakamura | 濡れ防止コート層をもつちょうちん |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5024252A (ja) * | 1972-12-07 | 1975-03-15 |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60182714A patent/JPS6240987A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5024252A (ja) * | 1972-12-07 | 1975-03-15 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05261585A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Atsushi Niinuma | 金属部材の溶接補修方法と溶接方法及び溶接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0242306B2 (ja) | 1990-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |