JP2000288741A - 高温部材のフラッシュバット溶接方法およびその高温部材のクランプ装置 - Google Patents
高温部材のフラッシュバット溶接方法およびその高温部材のクランプ装置Info
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- JP2000288741A JP2000288741A JP11138447A JP13844799A JP2000288741A JP 2000288741 A JP2000288741 A JP 2000288741A JP 11138447 A JP11138447 A JP 11138447A JP 13844799 A JP13844799 A JP 13844799A JP 2000288741 A JP2000288741 A JP 2000288741A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クランプ接触部の高温部材温度低下を抑え、
再加熱に必要な時間とパワーを最小限にできるようにす
る。 【解決手段】 フラッシュ工程中は各高温部材１，２の
クランプカを低い面圧力Ｆ１に保ち、アプセット工程に
移行する直前に、クランプカをアプセットカで滑りの発
生しない高い面圧力Ｆ２まで上昇させ、アプセット工程
のみ高クランプカ状態とする。
再加熱に必要な時間とパワーを最小限にできるようにす
る。 【解決手段】 フラッシュ工程中は各高温部材１，２の
クランプカを低い面圧力Ｆ１に保ち、アプセット工程に
移行する直前に、クランプカをアプセットカで滑りの発
生しない高い面圧力Ｆ２まで上昇させ、アプセット工程
のみ高クランプカ状態とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧延ライン中の一
対の高温部材間をクランプしながら互いに突き合わせて
フラッシュバット溶接する際に、高温部材のクランプさ
れた部分の温度低下を抑えることのできる高温部材のフ
ラッシュバット溶接方法およびその高温部材のクランプ
装置に関するものである。
対の高温部材間をクランプしながら互いに突き合わせて
フラッシュバット溶接する際に、高温部材のクランプさ
れた部分の温度低下を抑えることのできる高温部材のフ
ラッシュバット溶接方法およびその高温部材のクランプ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、一対の被溶接部材をクランプ
しながら互いに突き合わせ、これら被溶接部材間に電圧
を印加し、フラッシュを発生させ、部材端面を加熱溶融
し（フラッシュ工程）、充分端面を加熱した後、部材相
互を急速に押しつけて（アプセット工程）溶接するフラ
ッシュバット溶接が知られている。
しながら互いに突き合わせ、これら被溶接部材間に電圧
を印加し、フラッシュを発生させ、部材端面を加熱溶融
し（フラッシュ工程）、充分端面を加熱した後、部材相
互を急速に押しつけて（アプセット工程）溶接するフラ
ッシュバット溶接が知られている。
【０００３】このようなフラッシュバット溶接におい
て、被溶接部材をクランプする装置は、被溶接部材を固
定するクランプジョーと、クランプジョーを加圧する油
圧シリンダと、シリンダを駆動する油圧源すなわちポン
プとから構成されている。
て、被溶接部材をクランプする装置は、被溶接部材を固
定するクランプジョーと、クランプジョーを加圧する油
圧シリンダと、シリンダを駆動する油圧源すなわちポン
プとから構成されている。
【０００４】このような従来のクランプ装置では、アプ
セット時の被溶接部材相互を押しつけるアプセットカに
対して被溶接部材が滑らないように、クランプ力をアプ
セットカの１倍から３倍に設定している。そして実際の
溶接時においては、被溶接部材のクランプ直後からアプ
セット終了まで、最大クランプ力で被溶接部材をクラン
プしている。
セット時の被溶接部材相互を押しつけるアプセットカに
対して被溶接部材が滑らないように、クランプ力をアプ
セットカの１倍から３倍に設定している。そして実際の
溶接時においては、被溶接部材のクランプ直後からアプ
セット終了まで、最大クランプ力で被溶接部材をクラン
プしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被溶接
部材が圧延ライン中の高温ビレットである場合、銅ある
いは鉄からなるクランプジョーは水冷されており、これ
が接触しているビレット表面は冷却され、ビレットのク
ランプされた部分の温度が低下する。よって、溶接後、
ビレットの圧延を可能にするため、インダクションヒー
タ等で再加熱する必要がある。
部材が圧延ライン中の高温ビレットである場合、銅ある
いは鉄からなるクランプジョーは水冷されており、これ
が接触しているビレット表面は冷却され、ビレットのク
ランプされた部分の温度が低下する。よって、溶接後、
ビレットの圧延を可能にするため、インダクションヒー
タ等で再加熱する必要がある。
【０００６】本発明の技術的課題は、このクランプジョ
ー接触部のビレット温度低下を抑え、再加熱に必要な時
間とパワーを最小限にできるようにすることにある。
ー接触部のビレット温度低下を抑え、再加熱に必要な時
間とパワーを最小限にできるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高温部材の
フラッシュバット溶接方法は、圧延ライン中の一対の高
温部材をクランプしながら互いに突き合わせてフラッシ
ュバット溶接する際に、フラッシュ工程中は各高温部材
のクランプ面圧力を低い圧力Ｆ１に保ち、アプセット工
程に移行する直前に、クランプ面圧力をアプセットカで
滑りの発生しない高い圧力Ｆ２まで上昇させ、アプセッ
ト工程のみ高クランプ力状態とすることを特徴としてい
る。
フラッシュバット溶接方法は、圧延ライン中の一対の高
温部材をクランプしながら互いに突き合わせてフラッシ
ュバット溶接する際に、フラッシュ工程中は各高温部材
のクランプ面圧力を低い圧力Ｆ１に保ち、アプセット工
程に移行する直前に、クランプ面圧力をアプセットカで
滑りの発生しない高い圧力Ｆ２まで上昇させ、アプセッ
ト工程のみ高クランプ力状態とすることを特徴としてい
る。
【０００８】また、この方法において、高温部材はビレ
ットであり、フラッシュ工程中のクランプ面圧力Ｆ１を
0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2に、アプセット工程時の
クランプ面圧力Ｆ２を３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2に、
それぞれ設定してなることを特徴としている。
ットであり、フラッシュ工程中のクランプ面圧力Ｆ１を
0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2に、アプセット工程時の
クランプ面圧力Ｆ２を３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2に、
それぞれ設定してなることを特徴としている。
【０００９】また、この方法に用いられる高温部材のク
ランプ装置は、高温部材を固定側に押し付けるシリンダ
と、押し付けシリンダのクランプ面圧力を調整可能に油
圧回路内に設けた圧力調整手段と、押し付けシリンダの
クランプ面圧力を検出する圧力検出手段と、クランプ初
期からフラッシュ工程終了直前までの間、圧力検出手段
で検出されるクランプ面圧力が低い圧力Ｆ１となるよう
に、さらにアプセット工程時に、圧力検出手段で検出さ
れるクランプ面圧力がアプセットカで滑りの発生しない
高い圧力Ｆ２となるように、圧力調整手段を制御する圧
力制御手段と、から構成されてなるものである。
ランプ装置は、高温部材を固定側に押し付けるシリンダ
と、押し付けシリンダのクランプ面圧力を調整可能に油
圧回路内に設けた圧力調整手段と、押し付けシリンダの
クランプ面圧力を検出する圧力検出手段と、クランプ初
期からフラッシュ工程終了直前までの間、圧力検出手段
で検出されるクランプ面圧力が低い圧力Ｆ１となるよう
に、さらにアプセット工程時に、圧力検出手段で検出さ
れるクランプ面圧力がアプセットカで滑りの発生しない
高い圧力Ｆ２となるように、圧力調整手段を制御する圧
力制御手段と、から構成されてなるものである。
【００１０】また、この装置において、圧力制御手段
は、クランプ初期に押し付けシリンダのピストンロッド
先端が高温部材に当接したことを圧力検出手段の検出値
の上昇により検知してクランプ面圧力をＦ１に設定する
とともに、溶接機からアプセット指令があるとクランプ
面圧力をＦ２に設定し、溶接機からアプセットが終了し
たことが知らせられるとクランプを解除するように、圧
力調整手段を制御するものである。
は、クランプ初期に押し付けシリンダのピストンロッド
先端が高温部材に当接したことを圧力検出手段の検出値
の上昇により検知してクランプ面圧力をＦ１に設定する
とともに、溶接機からアプセット指令があるとクランプ
面圧力をＦ２に設定し、溶接機からアプセットが終了し
たことが知らせられるとクランプを解除するように、圧
力調整手段を制御するものである。
【００１１】また、この装置において、高温部材はビレ
ットであり、圧力制御手段は、フラッシュ工程中のクラ
ンプ面圧力Ｆ１が0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2に、ア
プセット工程時のクランプ面圧力Ｆ２が３kgf/mm2＜Ｆ
２＜５kgf/mm2に、それぞれ設定されるように、圧力調
整手段を制御するものである。
ットであり、圧力制御手段は、フラッシュ工程中のクラ
ンプ面圧力Ｆ１が0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2に、ア
プセット工程時のクランプ面圧力Ｆ２が３kgf/mm2＜Ｆ
２＜５kgf/mm2に、それぞれ設定されるように、圧力調
整手段を制御するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図示実施形態に基づき本発
明の高温部材のフラッシュバット溶接方法およびこの方
法に用いられる高温部材のクランプ装置を説明する。図
１は本実施形態に係る高温部材のクランプ装置を示す構
成図、図２は本実施形態に係る高温部材のフラッシュバ
ット溶接方法を説明するためのフローチャート、図３は
そのフラッシュバット溶接時における高温部材クランプ
面圧力を時系列で示すタイミングチャート、図４はクラ
ンプ面圧力と高温部材温度低下の関係を検証した実験結
果を時系列で示すグラフである。
明の高温部材のフラッシュバット溶接方法およびこの方
法に用いられる高温部材のクランプ装置を説明する。図
１は本実施形態に係る高温部材のクランプ装置を示す構
成図、図２は本実施形態に係る高温部材のフラッシュバ
ット溶接方法を説明するためのフローチャート、図３は
そのフラッシュバット溶接時における高温部材クランプ
面圧力を時系列で示すタイミングチャート、図４はクラ
ンプ面圧力と高温部材温度低下の関係を検証した実験結
果を時系列で示すグラフである。
【００１３】本実施形態の高温部材のクランプ装置は、
高温部材であるビレット１，２を、それぞれ一対のシリ
ンダ２Ａ，３Ａ、２Ｂ，３Ｂを備えたクランプ装置４，
５により独立してクランプし、フラッシュバット溶接時
には、両クランプ装置４，５が全体として互いに付き合
わせ方向へ移動することで、フラッシュからアプセット
まで行われるようになっている。各クランプ装置４，５
は、いずれも同一の構成を有しており、以後、各構成部
材の符号にＡ，Ｂを付して各クランプ装置４，５を区別
し、構成の説明は主に一方（左方）のクランプ装置４に
ついてのみ説明し、他方（右方）のクランプ装置５の構
成の説明は省略する。
高温部材であるビレット１，２を、それぞれ一対のシリ
ンダ２Ａ，３Ａ、２Ｂ，３Ｂを備えたクランプ装置４，
５により独立してクランプし、フラッシュバット溶接時
には、両クランプ装置４，５が全体として互いに付き合
わせ方向へ移動することで、フラッシュからアプセット
まで行われるようになっている。各クランプ装置４，５
は、いずれも同一の構成を有しており、以後、各構成部
材の符号にＡ，Ｂを付して各クランプ装置４，５を区別
し、構成の説明は主に一方（左方）のクランプ装置４に
ついてのみ説明し、他方（右方）のクランプ装置５の構
成の説明は省略する。
【００１４】クランプ装置４は、ビレット１を挟んで対
向配置された作動力の異なる油圧シリンダ２Ａ，３Ａか
らなり、作動力の大きな側のシリンダ２Ａを基準シリン
ダ、作動力の小さな側のシリンダ３Ａを押し付けシリン
ダ、として構成している。そして、基準シリンダ２Ａの
ピストンロッド６Ａをストロークエンドまで伸長させ、
あるいは基準シリンダ２Ａのピストンロッド６Ａを図示
しないストッパ位置まで伸長させることで、ビレット１
の位置決めを行い、これにより芯出しするようにしてい
る。なお、この基準側は、必ずしもシリンダから構成す
る必要はなく、固定ロッド方式としてもよい。
向配置された作動力の異なる油圧シリンダ２Ａ，３Ａか
らなり、作動力の大きな側のシリンダ２Ａを基準シリン
ダ、作動力の小さな側のシリンダ３Ａを押し付けシリン
ダ、として構成している。そして、基準シリンダ２Ａの
ピストンロッド６Ａをストロークエンドまで伸長させ、
あるいは基準シリンダ２Ａのピストンロッド６Ａを図示
しないストッパ位置まで伸長させることで、ビレット１
の位置決めを行い、これにより芯出しするようにしてい
る。なお、この基準側は、必ずしもシリンダから構成す
る必要はなく、固定ロッド方式としてもよい。
【００１５】押し付けシリンダ３Ａは、そのクランプ側
ポートに第１の配管７Ａを、そのアンクランプ側ポート
に第２の配管８Ａを、それぞれ接続するとともに、第１
の配管７Ａの他端を圧力調整手段である比例弁９Ａの第
１ポートに接続している。また比例弁９Ａにおける第１
ポートとの間で開度が逆比例的に制御される第２ポート
を第２の配管８Ａの途中に接続するとともに、比例弁９
Ａの第３ポートと第２の配管８Ａの他端を、リリーフ弁
１１Ａを有する油圧源すなわちポンプ１２Ａとタンク１
３との間で相対的に切り替える第１の切替弁１４Ａに接
続している。
ポートに第１の配管７Ａを、そのアンクランプ側ポート
に第２の配管８Ａを、それぞれ接続するとともに、第１
の配管７Ａの他端を圧力調整手段である比例弁９Ａの第
１ポートに接続している。また比例弁９Ａにおける第１
ポートとの間で開度が逆比例的に制御される第２ポート
を第２の配管８Ａの途中に接続するとともに、比例弁９
Ａの第３ポートと第２の配管８Ａの他端を、リリーフ弁
１１Ａを有する油圧源すなわちポンプ１２Ａとタンク１
３との間で相対的に切り替える第１の切替弁１４Ａに接
続している。
【００１６】また、基準シリンダ２Ａのクランプ側ポー
トに接続した第３の配管１５Ａと、アンクランプ側ポー
トに接続した第４の配管１６Ａとを、前記ポンプ１２Ａ
とタンク１３との間で相対的に切り替える第２の切替弁
１７Ａに接続している。
トに接続した第３の配管１５Ａと、アンクランプ側ポー
トに接続した第４の配管１６Ａとを、前記ポンプ１２Ａ
とタンク１３との間で相対的に切り替える第２の切替弁
１７Ａに接続している。
【００１７】また、押し付けシリンダ３Ａのクランプ側
ポートに接続された第１の配管７Ａの途中には、当該押
し付けシリンダ３Ａのクランプ面圧力を検出する圧力検
出手段として、押し付けシリンダ３Ａの油圧力（以下、
シリンダ圧力という）を検出する圧力計１８Ａの導圧管
が接続され、圧力計１８Ａにて検出されたシリンダ圧力
の信号が第１比例弁制御手段１９Ａに送られるようにな
っている。
ポートに接続された第１の配管７Ａの途中には、当該押
し付けシリンダ３Ａのクランプ面圧力を検出する圧力検
出手段として、押し付けシリンダ３Ａの油圧力（以下、
シリンダ圧力という）を検出する圧力計１８Ａの導圧管
が接続され、圧力計１８Ａにて検出されたシリンダ圧力
の信号が第１比例弁制御手段１９Ａに送られるようにな
っている。
【００１８】第１比例弁制御手段１９Ａには、圧力計１
８Ａからのシリンダ圧力信号の他に、図示しない溶接機
から溶接（フラッシュ）が開始されたことを知らせる溶
接開始信号とアプセット指令信号とアプセット終了信号
が溶接の進行状況に応じて順次入力されるようになって
おり、第１比例弁制御手段１９Ａは、これらの信号を受
けて以下のように比例弁９Ａを制御する機能を有してい
る。すなわち、第１比例弁制御手段１９Ａは、クランプ
初期に押し付けシリンダ３Ａのピストンロッド２１Ａの
先端がビレット１に当接したことを圧力計１８Ａの検出
値の上昇により検知して、クランプ面圧力を低い圧力Ｆ
１（0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2）に設定して、この
状態をクランプ初期からフラッシュ工程終了直前までの
間保持させるとともに、アプセット指令があると、クラ
ンプ面圧力をアプセットカで滑りの発生しない高い圧力
Ｆ２（３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2）に設定して、この
状態をアプセット工程中保持させ、さらにアプセットが
終了したことが知らせられると、第１の切替弁１４Ａの
切り替え動作に同期させてクランプ側を全開させて、ク
ランプを解除させるように比例弁９Ａを制御する機能を
もっている。
８Ａからのシリンダ圧力信号の他に、図示しない溶接機
から溶接（フラッシュ）が開始されたことを知らせる溶
接開始信号とアプセット指令信号とアプセット終了信号
が溶接の進行状況に応じて順次入力されるようになって
おり、第１比例弁制御手段１９Ａは、これらの信号を受
けて以下のように比例弁９Ａを制御する機能を有してい
る。すなわち、第１比例弁制御手段１９Ａは、クランプ
初期に押し付けシリンダ３Ａのピストンロッド２１Ａの
先端がビレット１に当接したことを圧力計１８Ａの検出
値の上昇により検知して、クランプ面圧力を低い圧力Ｆ
１（0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2）に設定して、この
状態をクランプ初期からフラッシュ工程終了直前までの
間保持させるとともに、アプセット指令があると、クラ
ンプ面圧力をアプセットカで滑りの発生しない高い圧力
Ｆ２（３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2）に設定して、この
状態をアプセット工程中保持させ、さらにアプセットが
終了したことが知らせられると、第１の切替弁１４Ａの
切り替え動作に同期させてクランプ側を全開させて、ク
ランプを解除させるように比例弁９Ａを制御する機能を
もっている。
【００１９】ここで、低いクランプ面圧力Ｆ１を0.5kgf
/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2の範囲に設定したのは、後述の
クランプ面圧力とビレット表面温度の低下の関係を検証
した実験結果と以下の理由による。すなわち、クランプ
面圧力を0.5kgf/mm2よりも小さくしても、フラッシュ時
にはビレット１に軸方向荷重が加わらないため、クラン
プ装置４とビレット１の間で滑りは発生しないが、この
場合、各ピストンロッド６Ａ，２１Ａの先端に取り付け
てある銅あるいは鉄からなるクランプジョー２２Ａ，２
３Ａとビレット１との間でアークが発生し、溶接に支障
を来す。一方、クランプ面圧力Ｆ１を２kgf/mm2よりも
大きくすると、水冷されているクランプジョー２２Ａ，
２３Ａと接触しているビレット１の表面温度の低下の程
度が大きくなり、溶接後の再加熱に必要な時間とパワー
を抑制できなくなる。
/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2の範囲に設定したのは、後述の
クランプ面圧力とビレット表面温度の低下の関係を検証
した実験結果と以下の理由による。すなわち、クランプ
面圧力を0.5kgf/mm2よりも小さくしても、フラッシュ時
にはビレット１に軸方向荷重が加わらないため、クラン
プ装置４とビレット１の間で滑りは発生しないが、この
場合、各ピストンロッド６Ａ，２１Ａの先端に取り付け
てある銅あるいは鉄からなるクランプジョー２２Ａ，２
３Ａとビレット１との間でアークが発生し、溶接に支障
を来す。一方、クランプ面圧力Ｆ１を２kgf/mm2よりも
大きくすると、水冷されているクランプジョー２２Ａ，
２３Ａと接触しているビレット１の表面温度の低下の程
度が大きくなり、溶接後の再加熱に必要な時間とパワー
を抑制できなくなる。
【００２０】また、アプセット時のクランプ面圧力Ｆ２
を３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2の範囲に設定したのは、
後述のクランプ面圧力とビレット表面温度の低下の関係
を検証した実験結果と以下の理由による。すなわち、ク
ランプ面圧力を３kgf/mm2よりも小さくすると、アプセ
ットカに対抗できる摩擦力を確保できず、滑りが発生す
る。一方、クランプ面圧力Ｆ２を５kgf/mm2よりも大き
くすると、クランプ力によりビレットが大きく変形して
しまう。
を３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2の範囲に設定したのは、
後述のクランプ面圧力とビレット表面温度の低下の関係
を検証した実験結果と以下の理由による。すなわち、ク
ランプ面圧力を３kgf/mm2よりも小さくすると、アプセ
ットカに対抗できる摩擦力を確保できず、滑りが発生す
る。一方、クランプ面圧力Ｆ２を５kgf/mm2よりも大き
くすると、クランプ力によりビレットが大きく変形して
しまう。
【００２１】クランプ面圧力とビレット表面温度の低下
の関係は図４の時系列グラフに示すとおりである。図４
では縦軸にビレット温度、横軸にクランプ時間をとり、
クランプジョー２２Ａ，２３Ａの面圧が0.4，1.0，1.
6，2.0，3.4，5.0kgf/mm2（それぞれ一定）の場合を例
に挙げて温度低下の推移を示している。すなわち、クラ
ンプ部のビレット表面温度の低下は、クランプジョー２
２Ａ，２３Ａとビレット１間の接触熱伝達により起こ
り、接触熱伝達率と接触時間によりビレット１の低下温
度は決まる。図４から明らかなようにクランプ面圧力が
大きい程、接触熱伝達率は上昇し、温度低下幅も大きく
なる。一方、クランプ面圧力はアプセット時の２〜３秒
のみに大きな力が必要であるが、それ以外の殆どの時間
はビレット１に軸方向荷重が加わらないため、ビレット
１を保持するに必要な最小限の力でよい。従って、圧力
調整可能なクランプ油圧システムを用いて、フラッシュ
工程中は低圧力でクランプし、ビレット１のクランプ面
圧力を２kgf/mm2より低くすれば、接触熱伝達による温
度低下を小さくできる。そして、アプセット工程に移行
する直前に圧力を上昇させ、アプセット工程のみ高クラ
ンプ力にすることで、クランプジョーからの接触熱伝達
を最小限にし、ビレット温度の低下を抑制することがで
きる。なお、ここではクランプジョー２２Ａ，２３Ａの
面圧が0.4，1.0，1.6，2.0，3.4，5.0kgf/mm2（それぞ
れ一定）の場合を例に挙げて説明したが、クランプジョ
ー２２Ａ，２３Ａの面圧を上げる程、ビレット温度低下
幅が大きくなる傾向が現れることは言うまでもない。
の関係は図４の時系列グラフに示すとおりである。図４
では縦軸にビレット温度、横軸にクランプ時間をとり、
クランプジョー２２Ａ，２３Ａの面圧が0.4，1.0，1.
6，2.0，3.4，5.0kgf/mm2（それぞれ一定）の場合を例
に挙げて温度低下の推移を示している。すなわち、クラ
ンプ部のビレット表面温度の低下は、クランプジョー２
２Ａ，２３Ａとビレット１間の接触熱伝達により起こ
り、接触熱伝達率と接触時間によりビレット１の低下温
度は決まる。図４から明らかなようにクランプ面圧力が
大きい程、接触熱伝達率は上昇し、温度低下幅も大きく
なる。一方、クランプ面圧力はアプセット時の２〜３秒
のみに大きな力が必要であるが、それ以外の殆どの時間
はビレット１に軸方向荷重が加わらないため、ビレット
１を保持するに必要な最小限の力でよい。従って、圧力
調整可能なクランプ油圧システムを用いて、フラッシュ
工程中は低圧力でクランプし、ビレット１のクランプ面
圧力を２kgf/mm2より低くすれば、接触熱伝達による温
度低下を小さくできる。そして、アプセット工程に移行
する直前に圧力を上昇させ、アプセット工程のみ高クラ
ンプ力にすることで、クランプジョーからの接触熱伝達
を最小限にし、ビレット温度の低下を抑制することがで
きる。なお、ここではクランプジョー２２Ａ，２３Ａの
面圧が0.4，1.0，1.6，2.0，3.4，5.0kgf/mm2（それぞ
れ一定）の場合を例に挙げて説明したが、クランプジョ
ー２２Ａ，２３Ａの面圧を上げる程、ビレット温度低下
幅が大きくなる傾向が現れることは言うまでもない。
【００２２】次に、本実施形態のクランプ装置を用いて
ビレットをフラッシュバット溶接する方法について図２
及び図３に基づき図１を参照しながら説明する。まず、
ビレット１，２をクランプするためにクランプ装置４，
５を作動させると、これらクランプ装置４，５では、そ
れぞれの第１と第２の切替弁１４Ａ，１７Ａ、１４Ｂ，
１７Ｂをクランプ側に設定し（ステップ１）、それぞれ
のポンプ１２Ａ，１２Ｂを起動させ（ステップ２）、そ
れぞれの基準シリンダ２Ａ，２Ｂと押し付けシリンダ３
Ａ，３Ｂの動作を開始させる（ステップ３）。これによ
り、作動力の大きな基準シリンダ２Ａ，２Ｂは、作動力
の小さな押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂよりも速くそれぞ
れのピストンロッド６Ａ，６Ｂがストロークエンドまで
伸長し、あるいはそれぞれのピストンロッド６Ａ，６Ｂ
が図示しないストッパ位置まで伸長して、基準となる位
置の設定を行う。そして、それぞれの押し付けシリンダ
３Ａ，３Ｂも伸長し、それぞれのピストンロッド２１
Ａ，２１Ｂ先端のクランプジョー２３Ａ，２３Ｂがビレ
ット１，２に当接し抵抗を受ける。第１と第２の比例弁
制御手段１９Ａ，１９Ｂでは、各圧力計１８Ａ，１８Ｂ
からのシリンダ圧力信号に基づいて、それぞれのクラン
プジョー２３Ａ，２３Ｂがビレット１，２に当接したか
否かを、それぞれの押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂの圧力
上昇により判定し（ステップ４）、押し付けシリンダ３
Ａ，３Ｂの圧力が上昇すれば、クランプ面圧力がＦ１と
なるように、それぞれの比例弁９Ａ，９Ｂに設定する
（ステップ５）。図３のタイミングチャートにおける時
間Ｔ０はクランプジョーがビレットに当接したことを検
出した時点を示している。
ビレットをフラッシュバット溶接する方法について図２
及び図３に基づき図１を参照しながら説明する。まず、
ビレット１，２をクランプするためにクランプ装置４，
５を作動させると、これらクランプ装置４，５では、そ
れぞれの第１と第２の切替弁１４Ａ，１７Ａ、１４Ｂ，
１７Ｂをクランプ側に設定し（ステップ１）、それぞれ
のポンプ１２Ａ，１２Ｂを起動させ（ステップ２）、そ
れぞれの基準シリンダ２Ａ，２Ｂと押し付けシリンダ３
Ａ，３Ｂの動作を開始させる（ステップ３）。これによ
り、作動力の大きな基準シリンダ２Ａ，２Ｂは、作動力
の小さな押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂよりも速くそれぞ
れのピストンロッド６Ａ，６Ｂがストロークエンドまで
伸長し、あるいはそれぞれのピストンロッド６Ａ，６Ｂ
が図示しないストッパ位置まで伸長して、基準となる位
置の設定を行う。そして、それぞれの押し付けシリンダ
３Ａ，３Ｂも伸長し、それぞれのピストンロッド２１
Ａ，２１Ｂ先端のクランプジョー２３Ａ，２３Ｂがビレ
ット１，２に当接し抵抗を受ける。第１と第２の比例弁
制御手段１９Ａ，１９Ｂでは、各圧力計１８Ａ，１８Ｂ
からのシリンダ圧力信号に基づいて、それぞれのクラン
プジョー２３Ａ，２３Ｂがビレット１，２に当接したか
否かを、それぞれの押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂの圧力
上昇により判定し（ステップ４）、押し付けシリンダ３
Ａ，３Ｂの圧力が上昇すれば、クランプ面圧力がＦ１と
なるように、それぞれの比例弁９Ａ，９Ｂに設定する
（ステップ５）。図３のタイミングチャートにおける時
間Ｔ０はクランプジョーがビレットに当接したことを検
出した時点を示している。
【００２３】第１と第２の比例弁制御手段１９Ａ，１９
Ｂでは、それぞれ押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂの圧力が
設定したシリンダ圧力Ｆ１・Ｓａ／Ｓｂとなったか否か
を各圧力計１８Ａ，１８Ｂからのフィードバック信号に
より常にみて、クランプ面圧力がＦ１となったか否かを
みており（ステップ６）、設定したクランプ面圧力Ｆ１
になっていなければ、設定値となるようにそれぞれ比例
弁９Ａ，９Ｂの絞りを調整し（ステップ７）、設定した
クランプ面圧力Ｆ１となれば、溶接機（図示せず）に対
しクランプ面圧力がＦ１となったことを知らせるととも
に、付き合わせ駆動部に対し付き合わせを開始するよう
指令する。ここで、Ｓａはクランプジョーとビレット間
の接触面積、Ｓｂはシリンダ内押し側受圧面積である。
Ｂでは、それぞれ押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂの圧力が
設定したシリンダ圧力Ｆ１・Ｓａ／Ｓｂとなったか否か
を各圧力計１８Ａ，１８Ｂからのフィードバック信号に
より常にみて、クランプ面圧力がＦ１となったか否かを
みており（ステップ６）、設定したクランプ面圧力Ｆ１
になっていなければ、設定値となるようにそれぞれ比例
弁９Ａ，９Ｂの絞りを調整し（ステップ７）、設定した
クランプ面圧力Ｆ１となれば、溶接機（図示せず）に対
しクランプ面圧力がＦ１となったことを知らせるととも
に、付き合わせ駆動部に対し付き合わせを開始するよう
指令する。ここで、Ｓａはクランプジョーとビレット間
の接触面積、Ｓｂはシリンダ内押し側受圧面積である。
【００２４】溶接機では、第１と第２の比例弁制御手段
１９Ａ，１９Ｂよりクランプ面圧力がＦ１となったこと
が知らせられると、溶接電源をＯＮしてフラッシュを開
始させる（ステップ８）。図３のタイミングチャートに
おける時間Ｔ１はフラッシュが開始された時点を示して
いる。
１９Ａ，１９Ｂよりクランプ面圧力がＦ１となったこと
が知らせられると、溶接電源をＯＮしてフラッシュを開
始させる（ステップ８）。図３のタイミングチャートに
おける時間Ｔ１はフラッシュが開始された時点を示して
いる。
【００２５】フラッシュが進行し、アプセットすべき段
階になると、溶接機は第１と第２の比例弁制御手段１９
Ａ，１９Ｂに対しアプセット指令を出力する。第１と第
２の比例弁制御手段１９Ａ，１９Ｂでは、溶接機からア
プセット指令が有ったか否かを判断し（ステップ９）、
アプセット指令が有れば、それぞれの押し付けシリンダ
３Ａ，３Ｂのシリンダ圧力がＦ２・Ｓａ／Ｓｂとなるよ
うに、それぞれの比例弁９Ａ，９Ｂに設定する（ステッ
プ１０）。
階になると、溶接機は第１と第２の比例弁制御手段１９
Ａ，１９Ｂに対しアプセット指令を出力する。第１と第
２の比例弁制御手段１９Ａ，１９Ｂでは、溶接機からア
プセット指令が有ったか否かを判断し（ステップ９）、
アプセット指令が有れば、それぞれの押し付けシリンダ
３Ａ，３Ｂのシリンダ圧力がＦ２・Ｓａ／Ｓｂとなるよ
うに、それぞれの比例弁９Ａ，９Ｂに設定する（ステッ
プ１０）。
【００２６】第１と第２の比例弁制御手段１９Ａ，１９
Ｂでは、それぞれ押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂの圧力が
設定したシリンダ圧力Ｆ２・Ｓａ／Ｓｂとなったか否か
を各圧力計１８Ａ，１８Ｂからのフィードバック信号に
よりみて、クランプ面圧力がＦ２となったか否かをみて
おり（ステップ１１）、設定したクランプ面圧力Ｆ２に
なっていなければ、設定値となるようにそれぞれ比例弁
９Ａ，９Ｂの絞りを調整し（ステップ１２）、設定した
クランプ面圧力Ｆ２となれば、溶接機（図示せず）に対
しクランプ面圧力がＦ２となったことを知らせるととも
に、付き合わせ駆動部に対しアプセットを開始するよう
指令する。
Ｂでは、それぞれ押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂの圧力が
設定したシリンダ圧力Ｆ２・Ｓａ／Ｓｂとなったか否か
を各圧力計１８Ａ，１８Ｂからのフィードバック信号に
よりみて、クランプ面圧力がＦ２となったか否かをみて
おり（ステップ１１）、設定したクランプ面圧力Ｆ２に
なっていなければ、設定値となるようにそれぞれ比例弁
９Ａ，９Ｂの絞りを調整し（ステップ１２）、設定した
クランプ面圧力Ｆ２となれば、溶接機（図示せず）に対
しクランプ面圧力がＦ２となったことを知らせるととも
に、付き合わせ駆動部に対しアプセットを開始するよう
指令する。
【００２７】溶接機では、第１と第２の比例弁制御手段
１９Ａ，１９Ｂよりクランプ面圧力がＦ２となったこと
が知らせられると、溶接電源を制御してアプセットを開
始を開始させる（ステップ１３）。図３のタイミングチ
ャートにおける時間Ｔ２はアプセットが開始された時点
を示している。
１９Ａ，１９Ｂよりクランプ面圧力がＦ２となったこと
が知らせられると、溶接電源を制御してアプセットを開
始を開始させる（ステップ１３）。図３のタイミングチ
ャートにおける時間Ｔ２はアプセットが開始された時点
を示している。
【００２８】アプセットが進行し、アプセット終了段階
になると、溶接機は各クランプ装置４，５の第１と第２
の切替弁１４Ａ，１７Ａ、１４Ｂ，１７Ｂをアンクラン
プ側に切り替えさせるとともに、第１と第２の比例弁制
御手段１９Ａ，１９Ｂに対しアプセットが終了したこと
を知らせる。図３のタイミングチャートにおける時間Ｔ
３はアプセットが終了した時点を示している。
になると、溶接機は各クランプ装置４，５の第１と第２
の切替弁１４Ａ，１７Ａ、１４Ｂ，１７Ｂをアンクラン
プ側に切り替えさせるとともに、第１と第２の比例弁制
御手段１９Ａ，１９Ｂに対しアプセットが終了したこと
を知らせる。図３のタイミングチャートにおける時間Ｔ
３はアプセットが終了した時点を示している。
【００２９】第１と第２の比例弁制御手段１９Ａ，１９
Ｂでは、アプセット終了か否かを判断し（ステップ１
４）、溶接機からアプセットが終了したことが知らせら
れると、それぞれの第１と第２の切替弁１４Ａ，１７
Ａ、１４Ｂ，１７Ｂがアンクランプ側切り替えられたか
否かをみて（ステップ１５）、アンクランプ側切り替え
られていれば、この切り替えによってタンク１３に接続
された押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂのクランプ側を全開
させてクランプを解除させるようにそれぞれの比例弁９
Ａ，９Ｂに設定する（ステップ１６）。
Ｂでは、アプセット終了か否かを判断し（ステップ１
４）、溶接機からアプセットが終了したことが知らせら
れると、それぞれの第１と第２の切替弁１４Ａ，１７
Ａ、１４Ｂ，１７Ｂがアンクランプ側切り替えられたか
否かをみて（ステップ１５）、アンクランプ側切り替え
られていれば、この切り替えによってタンク１３に接続
された押し付けシリンダ３Ａ，３Ｂのクランプ側を全開
させてクランプを解除させるようにそれぞれの比例弁９
Ａ，９Ｂに設定する（ステップ１６）。
【００３０】その後、ビレット１，２が解放されたか否
かを各圧力計１８Ａ，１８Ｂからのフィードバック信号
によりみて（ステップ１７）、ビレット１，２が解放さ
れていれば、それぞれのポンプ１２Ａ，１２Ｂのドライ
バに知らせ、ポンプ１２Ａ，１２Ｂを停止させる。
かを各圧力計１８Ａ，１８Ｂからのフィードバック信号
によりみて（ステップ１７）、ビレット１，２が解放さ
れていれば、それぞれのポンプ１２Ａ，１２Ｂのドライ
バに知らせ、ポンプ１２Ａ，１２Ｂを停止させる。
【００３１】このように、本実施形態においては、ビレ
ットのクランプ面圧力をアプセット時の２〜３秒の間の
みアプセットカで滑りの発生しない高い圧力とし、アプ
セット工程のみ高クランプ力状態としたので、ビレット
の温度低下を抑えることができ、再加熱に必要な時間と
パワーを抑制することができる。
ットのクランプ面圧力をアプセット時の２〜３秒の間の
みアプセットカで滑りの発生しない高い圧力とし、アプ
セット工程のみ高クランプ力状態としたので、ビレット
の温度低下を抑えることができ、再加熱に必要な時間と
パワーを抑制することができる。
【００３２】なお、ここでは圧力調整手段として比例弁
を例に挙げて説明したが、これに限るものでなく、圧力
を調整できるものであれば如何様な手段を用いてもよ
く、例えば油圧源に通常備えられているリリーフ弁の設
定圧を変化させることで、圧力を調整するようにしても
よい。
を例に挙げて説明したが、これに限るものでなく、圧力
を調整できるものであれば如何様な手段を用いてもよ
く、例えば油圧源に通常備えられているリリーフ弁の設
定圧を変化させることで、圧力を調整するようにしても
よい。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ラッシュ工程中は各高温部材のクランプ面圧力を低い圧
力Ｆ１に保ち、アプセット工程に移行する直前に、クラ
ンプ面圧力をアプセットカで滑りの発生しない高いクラ
ンプ面圧力Ｆ２まで上昇させ、アプセット工程のみ高ク
ランプ力状態としたので、高温部材の温度低下が抑えら
れ、再加熱に必要な時間とパワーを抑制することができ
た。
ラッシュ工程中は各高温部材のクランプ面圧力を低い圧
力Ｆ１に保ち、アプセット工程に移行する直前に、クラ
ンプ面圧力をアプセットカで滑りの発生しない高いクラ
ンプ面圧力Ｆ２まで上昇させ、アプセット工程のみ高ク
ランプ力状態としたので、高温部材の温度低下が抑えら
れ、再加熱に必要な時間とパワーを抑制することができ
た。
【００３４】また、フラッシュ工程中のクランプ面圧力
Ｆ１を0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm 2に、アプセット工
程時のクランプ面圧力Ｆ２を３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/m
m2に、それぞれ設定するようにしたので、高温部材とそ
のクランプ部との間でアークが発生するのを防ぎ得、か
つ高温部材の温度低下を抑制できて、再加熱に必要な時
間とパワーを最小限することができた。
Ｆ１を0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm 2に、アプセット工
程時のクランプ面圧力Ｆ２を３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/m
m2に、それぞれ設定するようにしたので、高温部材とそ
のクランプ部との間でアークが発生するのを防ぎ得、か
つ高温部材の温度低下を抑制できて、再加熱に必要な時
間とパワーを最小限することができた。
【図１】本発明の一実施形態に係る高温部材のクランプ
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係る高温部材のフラッシュバット
溶接方法を説明するためのフローチャートである。
溶接方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る高温部材のフラッシュバット
溶接方法によるフラッシュバット溶接時の高温部材クラ
ンプ面圧力を時系列で示すタイミングチャートである。
溶接方法によるフラッシュバット溶接時の高温部材クラ
ンプ面圧力を時系列で示すタイミングチャートである。
【図４】クランプ面圧力と高温部材温度低下の関係を検
証した実験結果を時系列で示すグラフである。
証した実験結果を時系列で示すグラフである。
１，２ ビレット（高温部材） ３Ａ，３Ｂ 押し付けシリンダ ４，５ クランプ装置 ９Ａ，９Ｂ 比例弁（圧力調整手段） １８Ａ，１８Ｂ 圧力計（圧力検出手段） １９Ａ 第１比例弁制御手段（圧力制御手段） １９Ｂ 第２比例弁制御手段（圧力制御手段） ２１Ａ，２１Ｂ ピストンロッド
Claims (5)
- 【請求項１】 圧延ライン中の一対の高温部材をクラン
プしながら互いに突き合わせてフラッシュバット溶接す
る際に、 フラッシュ工程中は各高温部材のクランプ面圧力を低い
圧力Ｆ１に保ち、 アプセット工程に移行する直前に、クランプ面圧力をア
プセットカで滑りの発生しない高い圧力Ｆ２まで上昇さ
せ、アプセット工程のみ高クランプ力状態とすることを
特徴とする高温部材のフラッシュバット溶接方法。 - 【請求項２】 高温部材はビレットであり、フラッシュ
工程中のクランプ面圧力Ｆ１を0.5kgf/mm2＜Ｆ１＜２kg
f/mm2に、アプセット工程時のクランプ面圧力Ｆ２を３k
gf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2に、それぞれ設定してなるこ
とを特徴とする請求項１記載の高温部材のフラッシュバ
ット溶接方法。 - 【請求項３】 フラッシュバット溶接すべき一対の高温
部材をそれぞれクランプするクランプ装置であって、 高温部材を固定側に押し付けるシリンダと、 前記押し付けシリンダが高温部材に作用する面圧力であ
るクランプ面圧力を調整作動する油圧回路内に設けた圧
力調整手段と、 前記押し付けシリンダのクランプ面圧力を検出する圧力
検出手段と、 クランプ初期からフラッシュ工程終了直前までの間、前
記圧力検出手段で検出されるクランプ面圧力が低い圧力
Ｆ１となるように、またアプセット工程時に、前記圧力
検出手段で検出されるクランプ面圧力がアプセットカで
滑りの発生しない高い圧力Ｆ２となるように、前記圧力
調整手段を制御する圧力制御手段と、から構成されてな
ることを特徴とする高温部材のクランプ装置。 - 【請求項４】 圧力制御手段は、クランプ初期に押し付
けシリンダのピストンロッド先端が高温部材に当接した
ことを圧力検出手段の検出値の上昇により検知してクラ
ンプ面圧力をＦ１に設定するとともに、溶接機からアプ
セット指令があるとクランプ面圧力をＦ２に設定し、該
溶接機からアプセットが終了したことが知らせられると
クランプを解除するように、圧力調整手段を制御するこ
とを特徴とする請求項３記載の高温部材のクランプ装
置。 - 【請求項５】 高温部材はビレットであり、圧力制御手
段は、フラッシュ工程中のクランプ面圧力Ｆ１が0.5kgf
/mm2＜Ｆ１＜２kgf/mm2に、アプセット工程時のクラン
プ面圧力Ｆ２が３kgf/mm2＜Ｆ２＜５kgf/mm2に、それぞ
れ設定されるように、圧力調整手段を制御することを特
徴とする請求項３又は請求項４記載の高温部材のクラン
プ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138447A JP2000288741A (ja) | 1999-02-01 | 1999-05-19 | 高温部材のフラッシュバット溶接方法およびその高温部材のクランプ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403699 | 1999-02-01 | ||
| JP11-24036 | 1999-02-01 | ||
| JP11138447A JP2000288741A (ja) | 1999-02-01 | 1999-05-19 | 高温部材のフラッシュバット溶接方法およびその高温部材のクランプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000288741A true JP2000288741A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=26361512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11138447A Pending JP2000288741A (ja) | 1999-02-01 | 1999-05-19 | 高温部材のフラッシュバット溶接方法およびその高温部材のクランプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000288741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006104816A (ja) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Dengensha Mfg Co Ltd | 鋼材階段用ササラ桁の製造方法及び装置 |
| WO2019022550A1 (ko) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | 금성볼트공업(주) | 서보프레스 제어를 이용한 플래시버트 용접방법 |
| CN114248450A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-29 | 一道新能源科技(衢州)有限公司 | 一种套叠式注塑浮筒焊接装置及优化方法 |
-
1999
- 1999-05-19 JP JP11138447A patent/JP2000288741A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006104816A (ja) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Dengensha Mfg Co Ltd | 鋼材階段用ササラ桁の製造方法及び装置 |
| WO2019022550A1 (ko) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | 금성볼트공업(주) | 서보프레스 제어를 이용한 플래시버트 용접방법 |
| CN114248450A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-29 | 一道新能源科技(衢州)有限公司 | 一种套叠式注塑浮筒焊接装置及优化方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040511 |