JPH0338953B2 - - Google Patents
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- JPH0338953B2 JPH0338953B2 JP19667185A JP19667185A JPH0338953B2 JP H0338953 B2 JPH0338953 B2 JP H0338953B2 JP 19667185 A JP19667185 A JP 19667185A JP 19667185 A JP19667185 A JP 19667185A JP H0338953 B2 JPH0338953 B2 JP H0338953B2
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
本発明は、熱間鋼材の突き合せ接合方法に係
り、特に、熱間鋼材を連続圧延するため接合する
際に用いるのに好適な、熱間鋼材の突き合せ接合
方法に関する。
り、特に、熱間鋼材を連続圧延するため接合する
際に用いるのに好適な、熱間鋼材の突き合せ接合
方法に関する。
近年、シートバーを連続熱間圧延するのに、粗
圧延後のシートバーを先行する仕上げ圧延中のシ
ートバーに接合し、該接合されたシートバーを連
続的に圧延する連続熱間圧延設備が検討されるよ
うになり、圧延能力を飛躍的に向上させることが
可能となつた。出願人は、既にこの技術を特開昭
58−112601、特開昭59−209405等で提案してい
る。 即ち、例えば特開昭58−112601で提案した、シ
ートバー接合による完全連続圧延配置列は、先行
するシートバーをルーパ装置でルーピングするこ
とにより、先行するシートバーの尾端と後行のシ
ートバーの先端が溶接機で溶接される間、仕上げ
圧延機へのシートバーの供給を確保するようにし
たものである。従つて、この配置列は、高度な技
術を要しないで、シートバーの接合を行えること
を特徴としている。 又、特開昭59−209405で提案した熱間連続ライ
ンは、前記特開昭58−112601で提案した配置列中
のルーパ装置を、シートバーをコイル状に巻取る
スパイラルルーパにしたものである。 一方、被加熱材に直接通電し加熱する、通電加
熱方法を用いた接合方法には、高周波抵抗溶接、
低周波抵抗溶接等があり、それらは、例えば電縫
管製造に用いられている。この通電加熱を用いた
接合方法は、接合端面を高温に保持できるため、
前記シートバーを接合するのに極めて有利な方法
である。 従つて、前記のような、熱間圧延ラインにおい
て、シートバーを前記溶接機で接合する際に、前
記通電加熱を用いた抵抗溶接による接合方法を用
いることが考えられる。この際、シートバー同士
の確実な接合を得るためには、良好な通電な確保
する必要があり、従つて、接合面のスケールが問
題となる。 ところで、前記以外の従来から提案されている
熱間鋼材のシートバーの接合方法には、例えば特
開昭53−138960の「鋼片の熱間連続圧延法」に示
される如く、２枚のシートバーを相互に噛合うよ
う凹凸をつけて圧延したり、２枚のシートバーを
針状機で貫通させて結合し、圧延する方法があ
る。
圧延後のシートバーを先行する仕上げ圧延中のシ
ートバーに接合し、該接合されたシートバーを連
続的に圧延する連続熱間圧延設備が検討されるよ
うになり、圧延能力を飛躍的に向上させることが
可能となつた。出願人は、既にこの技術を特開昭
58−112601、特開昭59−209405等で提案してい
る。 即ち、例えば特開昭58−112601で提案した、シ
ートバー接合による完全連続圧延配置列は、先行
するシートバーをルーパ装置でルーピングするこ
とにより、先行するシートバーの尾端と後行のシ
ートバーの先端が溶接機で溶接される間、仕上げ
圧延機へのシートバーの供給を確保するようにし
たものである。従つて、この配置列は、高度な技
術を要しないで、シートバーの接合を行えること
を特徴としている。 又、特開昭59−209405で提案した熱間連続ライ
ンは、前記特開昭58−112601で提案した配置列中
のルーパ装置を、シートバーをコイル状に巻取る
スパイラルルーパにしたものである。 一方、被加熱材に直接通電し加熱する、通電加
熱方法を用いた接合方法には、高周波抵抗溶接、
低周波抵抗溶接等があり、それらは、例えば電縫
管製造に用いられている。この通電加熱を用いた
接合方法は、接合端面を高温に保持できるため、
前記シートバーを接合するのに極めて有利な方法
である。 従つて、前記のような、熱間圧延ラインにおい
て、シートバーを前記溶接機で接合する際に、前
記通電加熱を用いた抵抗溶接による接合方法を用
いることが考えられる。この際、シートバー同士
の確実な接合を得るためには、良好な通電な確保
する必要があり、従つて、接合面のスケールが問
題となる。 ところで、前記以外の従来から提案されている
熱間鋼材のシートバーの接合方法には、例えば特
開昭53−138960の「鋼片の熱間連続圧延法」に示
される如く、２枚のシートバーを相互に噛合うよ
う凹凸をつけて圧延したり、２枚のシートバーを
針状機で貫通させて結合し、圧延する方法があ
る。
しかしながら、前記の如き特開昭53−138960で
示された方法は、接合時の前処理が繁雑で実用化
が難しい欠点をもつており、又、そのような前処
理をせずに単純に圧接するという方法では、接合
面に存在するスケールのため、強固な接合強度が
得られない。 このような接合面に存在するスケールの除去方
法としては、ブラシ等を用いる剥離方法が考えら
れるが、剥離した後に再生するスケールや、除去
されずに残存したスケールが障害となつて、シー
トバー同士に充分な接合強度を得られないという
問題点を有していた。
示された方法は、接合時の前処理が繁雑で実用化
が難しい欠点をもつており、又、そのような前処
理をせずに単純に圧接するという方法では、接合
面に存在するスケールのため、強固な接合強度が
得られない。 このような接合面に存在するスケールの除去方
法としては、ブラシ等を用いる剥離方法が考えら
れるが、剥離した後に再生するスケールや、除去
されずに残存したスケールが障害となつて、シー
トバー同士に充分な接合強度を得られないという
問題点を有していた。
本発明は、スケールの存在する熱間鋼材を前処
理をすることなく、強固な接合強度を有するよう
に接合することができる熱間鋼材の突き合せ接合
方法を提供することを目的とする。
理をすることなく、強固な接合強度を有するよう
に接合することができる熱間鋼材の突き合せ接合
方法を提供することを目的とする。
本発明は、第１図にその要旨を示す如く、熱間
鋼材の突き合せ接合方法において、800℃以上の
熱間鋼材同士を突き合せ圧力0.2Kg／mm2以上で突
き合せ、その突き合せ面に10A／mm2以上の電流を
0.5秒以上通電して前記熱間鋼材同士を接合する
ことにより、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記熱間鋼材同士
を、通電後に突き合せ圧力1.0Kg／mm2以上で突き
合せるようにしたものである。
鋼材の突き合せ接合方法において、800℃以上の
熱間鋼材同士を突き合せ圧力0.2Kg／mm2以上で突
き合せ、その突き合せ面に10A／mm2以上の電流を
0.5秒以上通電して前記熱間鋼材同士を接合する
ことにより、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記熱間鋼材同士
を、通電後に突き合せ圧力1.0Kg／mm2以上で突き
合せるようにしたものである。
以下本発明の原理について詳細に説明する。
熱間鋼材同士を突き合せて接合するためには、
それらの接合面のスケール（FeO等）を除去する
ことが必要である。そのような熱間鋼材の接合面
に生成しているスケールは、スケールの融点1371
℃以上の高温において、容易に分散微細化する。
従つて、その接合面を通電加熱し、その温度を
1400℃以上に昇温すれば、接合面のスケールを除
去することなく強固な接合面が得られるという点
に着目して、本発明はなされたものである。 即ち、熱間鋼材同士の接合面が800℃以上の高
温のときには、該接合面に存在するスケールのた
め、その接合面の接触抵抗が常温に比して10倍以
上に上昇することから、その接合面を通電経路と
して通電加熱すれば800℃から1400℃まで極めて
短時間に昇温できることが理解される。このよう
な観点から、実用上の最短通電時間0.5秒間で前
記接合面が1400℃まで昇温することができる電流
条件を、以下に説明する実験から、10A／mm2と見
出した。 この実験は、鋼種が低炭素鋼（Ｃを0.06％、
Mnを0.03％含む）であり、寸法が50mm×40mm×
200mmである試験片を２本使用し、その試験片の
温度を800℃とし、接合面に突き合せ圧力0.2Kg／
mm2を加えて行つた。この条件で前記試験片に種々
の電流を流した場合の投入電流時間と接合面温度
の関係は、第２図に示す如くとなり、図から明ら
かなように、投入電流10A／mm2以上で0.5秒以内
に該接合面の温度が1400℃に達する。 一方、突き合せ接合を有効に行うためには、接
合面での熱間鋼材の新生面同士の接触が必要であ
り、このためには、該接合面での塑性変形が必要
となる。この塑性変形挙動は、接合部近傍の熱間
鋼材の温度と突き合せ圧力（アプセツト力）によ
つて決まる。又、接合面に凹凸があつても、通電
加熱を行つたとき凸部が優先的に昇温するこか
ら、軽い突き合せ圧力を加えることによつてその
凸部が容易に変形し、従つて、前記接合面を均一
に昇温することが可能となる。 このような観点から、接合面に与えるべき最適
な突き合せ圧力を求めるため、投入電流量と投入
時間によつて決まる接合部近傍の温度条件を、
10A／mm2の電流を0.5秒通電するものとして、突
き合せ圧力を種々変化させて試験片同士の接合実
験を行つた。この場合のその他の実験条件は、前
記電流密度を求めた実験と同一の条件とした。こ
の実験から突き合せ圧力と接合面積率（接合面全
面積において、冶金的に接合している面積割合）
の関係は第３図に示す如くとなり、図から突き合
せ圧力が0.2Kg／mm2以上で良好な突き合せ接合が
得られることを見出した。 即ち、第３図において0.2Kg／mm2で接合面積率
が80％に達し、１Kg／mm2で90％まで達している。
例えばシートバーの連続圧延における接合では、
接合面積率が80％以上確保されていれば接合強度
に関して問題がないとされ、従つて、突き合せ圧
力は、0.2Kg／mm2以上であればよい。 本発明は、以上の如き原理に基づきなされたも
のであつて、第１図にその要旨を示す如く、800
℃以上の熱間鋼材を突き合せ接合する際に、熱間
鋼材の接合面にスケールがあつても該スケールの
前処理をすることなく該接合面に強固な接合強度
を得ることができる。 なお、前記熱間鋼材同士を、通電後に突き合せ
圧力1.0Kg／mm2以上で突き合せるようにすれば、
接合面により多くの新生面を生じさせ、更に強固
な接合強度を得ることができる。
それらの接合面のスケール（FeO等）を除去する
ことが必要である。そのような熱間鋼材の接合面
に生成しているスケールは、スケールの融点1371
℃以上の高温において、容易に分散微細化する。
従つて、その接合面を通電加熱し、その温度を
1400℃以上に昇温すれば、接合面のスケールを除
去することなく強固な接合面が得られるという点
に着目して、本発明はなされたものである。 即ち、熱間鋼材同士の接合面が800℃以上の高
温のときには、該接合面に存在するスケールのた
め、その接合面の接触抵抗が常温に比して10倍以
上に上昇することから、その接合面を通電経路と
して通電加熱すれば800℃から1400℃まで極めて
短時間に昇温できることが理解される。このよう
な観点から、実用上の最短通電時間0.5秒間で前
記接合面が1400℃まで昇温することができる電流
条件を、以下に説明する実験から、10A／mm2と見
出した。 この実験は、鋼種が低炭素鋼（Ｃを0.06％、
Mnを0.03％含む）であり、寸法が50mm×40mm×
200mmである試験片を２本使用し、その試験片の
温度を800℃とし、接合面に突き合せ圧力0.2Kg／
mm2を加えて行つた。この条件で前記試験片に種々
の電流を流した場合の投入電流時間と接合面温度
の関係は、第２図に示す如くとなり、図から明ら
かなように、投入電流10A／mm2以上で0.5秒以内
に該接合面の温度が1400℃に達する。 一方、突き合せ接合を有効に行うためには、接
合面での熱間鋼材の新生面同士の接触が必要であ
り、このためには、該接合面での塑性変形が必要
となる。この塑性変形挙動は、接合部近傍の熱間
鋼材の温度と突き合せ圧力（アプセツト力）によ
つて決まる。又、接合面に凹凸があつても、通電
加熱を行つたとき凸部が優先的に昇温するこか
ら、軽い突き合せ圧力を加えることによつてその
凸部が容易に変形し、従つて、前記接合面を均一
に昇温することが可能となる。 このような観点から、接合面に与えるべき最適
な突き合せ圧力を求めるため、投入電流量と投入
時間によつて決まる接合部近傍の温度条件を、
10A／mm2の電流を0.5秒通電するものとして、突
き合せ圧力を種々変化させて試験片同士の接合実
験を行つた。この場合のその他の実験条件は、前
記電流密度を求めた実験と同一の条件とした。こ
の実験から突き合せ圧力と接合面積率（接合面全
面積において、冶金的に接合している面積割合）
の関係は第３図に示す如くとなり、図から突き合
せ圧力が0.2Kg／mm2以上で良好な突き合せ接合が
得られることを見出した。 即ち、第３図において0.2Kg／mm2で接合面積率
が80％に達し、１Kg／mm2で90％まで達している。
例えばシートバーの連続圧延における接合では、
接合面積率が80％以上確保されていれば接合強度
に関して問題がないとされ、従つて、突き合せ圧
力は、0.2Kg／mm2以上であればよい。 本発明は、以上の如き原理に基づきなされたも
のであつて、第１図にその要旨を示す如く、800
℃以上の熱間鋼材を突き合せ接合する際に、熱間
鋼材の接合面にスケールがあつても該スケールの
前処理をすることなく該接合面に強固な接合強度
を得ることができる。 なお、前記熱間鋼材同士を、通電後に突き合せ
圧力1.0Kg／mm2以上で突き合せるようにすれば、
接合面により多くの新生面を生じさせ、更に強固
な接合強度を得ることができる。
以下、本発明に係る熱間鋼材の突き合せ接合方
法が採用された突き合せ接合装置の実施例につい
て詳細に説明する。 この実施例は、熱間鋼材のシートバー１０Ａ，
１０Ｂを突き合せながら通電し、接合する装置で
あり、その装置には、第４図に示す如く、前記シ
ートバー１０Ａ，１０Ｂを突き合せ面１２で突き
合せるため押込む押込ロール１４Ａ，１４Ｂと、
該シートバー１０Ａ，１０Ｂに接触して電流を通
ずる電極１６Ａ，１６Ｂと、前記シートバー１０
Ａ，１０Ｂに対する通電を確保するため、該各々
の電極１６Ａ，１６Ｂを一定圧力で該シートバー
１０Ａ，１０Ｂに押付けるシリンダ１８Ａ，１８
Ｂと、前記電極１６Ａ，１６Ｂを介してシートバ
ー１０Ａ，１０Ｂに電流を通ずるため給電する電
源２０が備えられている。 前記押込ロール１４Ａ，１４Ｂには、ピンチロ
ール方式の押込ロールを用いることができる。 又、前記押込ロール１４Ａ，１４Ｂと電極１６
Ａ，１６Ｂには、それらの機能が兼用とされてい
るクランプ装置あるいはロール電極装置を用いる
ことができる。 前記電源２０には、その給電量を制御する給電
制御器を備えることができる。 以下実施例の作用について説明する。 押込ロール１４Ａ，１４Ｂによりシートバー１
０Ａ，１０Ｂを接合面１２における突き合せ圧力
が0.2Kg／mm2以上となるように押付ける。その際
同時に、シートバー１０Ａ，１０Ｂの接合面１２
を経由して通電電極１６Ａ，１６Ｂ間に電源２０
からの電流を通電する。すると、前記接合面１２
は、スケールを有していて通電抵抗が高く、短時
間で容易に昇温するため、0.5秒以上の間10A／
mm2通電することにより、前記接合面１２をスケー
ルの溶融温度1370℃〜1400℃にすることができ
る。この後、前記押込ロール１４Ａ，１４Ｂによ
り、接合面１２が1.0Kg／mm2以上の突き合せ圧力
となるよう押付け、該接合面１２の近傍を塑性変
形させて該接合面に新生面を生じさせ、強固な接
合強度を得るようにしている。 この実施例に係る装置を用い、低炭素鋼のシー
トバー（例えば厚さ30mm×幅800mm）を850℃に加
熱し、突き合せ接合の実験を以下の如く行つた。 即ち、まず、前記シートバーを突き合せ圧力
0.2Kg／mm2で突き合せながら1.5A／mm2の電流を１
秒間、接合面１２に通電した後、通電をやめて突
き合せ圧力２Kg／mm2で突き合せた。このとき、接
合面積率で95％という高い接合強度を得た。又、
前記シートバーを突き合せ圧力２Kg／mm2で突き合
せながら、15A／mm2の電流を２秒間通電し、突き
合せた。このとき、シートバー同士の接合面積率
は98％となり、より高い接合強度を得た。この実
験結果からも、熱間鋼材の突き合せ接合に対して
本発明法が充分有効であることが確認できる。 なお、前記実施例においては、通電中及び通電
後の突き合せ圧力や通電時間の値について種々例
示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、0.2Kg／mm2以上の突き合せ圧力で0.5秒以上通
電すれば他の値でもよい。 又、前記実施例においては、熱間鋼材について
低炭素鋼のシートバーを例示したが、熱間鋼材は
これに限定されるものではなく、800℃以上の熱
間鋼材であれば他のものでもよい。
法が採用された突き合せ接合装置の実施例につい
て詳細に説明する。 この実施例は、熱間鋼材のシートバー１０Ａ，
１０Ｂを突き合せながら通電し、接合する装置で
あり、その装置には、第４図に示す如く、前記シ
ートバー１０Ａ，１０Ｂを突き合せ面１２で突き
合せるため押込む押込ロール１４Ａ，１４Ｂと、
該シートバー１０Ａ，１０Ｂに接触して電流を通
ずる電極１６Ａ，１６Ｂと、前記シートバー１０
Ａ，１０Ｂに対する通電を確保するため、該各々
の電極１６Ａ，１６Ｂを一定圧力で該シートバー
１０Ａ，１０Ｂに押付けるシリンダ１８Ａ，１８
Ｂと、前記電極１６Ａ，１６Ｂを介してシートバ
ー１０Ａ，１０Ｂに電流を通ずるため給電する電
源２０が備えられている。 前記押込ロール１４Ａ，１４Ｂには、ピンチロ
ール方式の押込ロールを用いることができる。 又、前記押込ロール１４Ａ，１４Ｂと電極１６
Ａ，１６Ｂには、それらの機能が兼用とされてい
るクランプ装置あるいはロール電極装置を用いる
ことができる。 前記電源２０には、その給電量を制御する給電
制御器を備えることができる。 以下実施例の作用について説明する。 押込ロール１４Ａ，１４Ｂによりシートバー１
０Ａ，１０Ｂを接合面１２における突き合せ圧力
が0.2Kg／mm2以上となるように押付ける。その際
同時に、シートバー１０Ａ，１０Ｂの接合面１２
を経由して通電電極１６Ａ，１６Ｂ間に電源２０
からの電流を通電する。すると、前記接合面１２
は、スケールを有していて通電抵抗が高く、短時
間で容易に昇温するため、0.5秒以上の間10A／
mm2通電することにより、前記接合面１２をスケー
ルの溶融温度1370℃〜1400℃にすることができ
る。この後、前記押込ロール１４Ａ，１４Ｂによ
り、接合面１２が1.0Kg／mm2以上の突き合せ圧力
となるよう押付け、該接合面１２の近傍を塑性変
形させて該接合面に新生面を生じさせ、強固な接
合強度を得るようにしている。 この実施例に係る装置を用い、低炭素鋼のシー
トバー（例えば厚さ30mm×幅800mm）を850℃に加
熱し、突き合せ接合の実験を以下の如く行つた。 即ち、まず、前記シートバーを突き合せ圧力
0.2Kg／mm2で突き合せながら1.5A／mm2の電流を１
秒間、接合面１２に通電した後、通電をやめて突
き合せ圧力２Kg／mm2で突き合せた。このとき、接
合面積率で95％という高い接合強度を得た。又、
前記シートバーを突き合せ圧力２Kg／mm2で突き合
せながら、15A／mm2の電流を２秒間通電し、突き
合せた。このとき、シートバー同士の接合面積率
は98％となり、より高い接合強度を得た。この実
験結果からも、熱間鋼材の突き合せ接合に対して
本発明法が充分有効であることが確認できる。 なお、前記実施例においては、通電中及び通電
後の突き合せ圧力や通電時間の値について種々例
示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、0.2Kg／mm2以上の突き合せ圧力で0.5秒以上通
電すれば他の値でもよい。 又、前記実施例においては、熱間鋼材について
低炭素鋼のシートバーを例示したが、熱間鋼材は
これに限定されるものではなく、800℃以上の熱
間鋼材であれば他のものでもよい。
以上説明した通り、本発明によれば、熱間鋼材
を突き合せ接合する際に、その突き合せ面にスケ
ールが残存していても、そのまま突き合せて短時
間に強固な接合強度を得るよう接合することがで
きる。従つて、例えば熱間鋼材の連続圧延をする
際に、熱間鋼材同士を大規模な前処理をすること
なく短時間に接合することができるという優れた
効果を有する。
を突き合せ接合する際に、その突き合せ面にスケ
ールが残存していても、そのまま突き合せて短時
間に強固な接合強度を得るよう接合することがで
きる。従つて、例えば熱間鋼材の連続圧延をする
際に、熱間鋼材同士を大規模な前処理をすること
なく短時間に接合することができるという優れた
効果を有する。
第１図は、本発明の要旨を示す流れ図、第２図
は、本発明の原理を説明するための、各種の電流
に対する時間と接合面温度の関係を示す線図、第
３図は、同じく突き合せ圧力と接合面積率の関係
を示す線図、第４図は、本発明に係る熱間鋼材の
突き合せ接合方法が採用された突き合せ接合装置
の実施例を示す、一部配線図を含む側面図であ
る。 １０Ａ，１０Ｂ……シートバー（熱間鋼材）、
１２……接合面、１４Ａ，１４Ｂ……押込ロー
ル、１６Ａ，１６Ｂ……電極、２０……電源。
は、本発明の原理を説明するための、各種の電流
に対する時間と接合面温度の関係を示す線図、第
３図は、同じく突き合せ圧力と接合面積率の関係
を示す線図、第４図は、本発明に係る熱間鋼材の
突き合せ接合方法が採用された突き合せ接合装置
の実施例を示す、一部配線図を含む側面図であ
る。 １０Ａ，１０Ｂ……シートバー（熱間鋼材）、
１２……接合面、１４Ａ，１４Ｂ……押込ロー
ル、１６Ａ，１６Ｂ……電極、２０……電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 800℃以上の熱間鋼材同士を突き合せ圧力0.2
Kg／mm2以上で突き合せ、 その突き合せ面に10A／mm2以上の電流を0.5秒
以上通電して前記熱間鋼材同士を接合することを
特徴とする熱間鋼材の突き合せ接合方法。 ２ 前記熱間鋼材同士を、通電後に突き合せ圧力
1.0Kg／mm2以上で突き合せるようにした特許請求
の範囲第１項記載の熱間鋼材の突き合せ接合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19667185A JPS6257781A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | 熱間鋼材の突き合せ接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19667185A JPS6257781A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | 熱間鋼材の突き合せ接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6257781A JPS6257781A (ja) | 1987-03-13 |
| JPH0338953B2 true JPH0338953B2 (ja) | 1991-06-12 |
Family
ID=16361655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19667185A Granted JPS6257781A (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | 熱間鋼材の突き合せ接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6257781A (ja) |
-
1985
- 1985-09-05 JP JP19667185A patent/JPS6257781A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6257781A (ja) | 1987-03-13 |
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Legal Events
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