JPH09295011A - 鋼板端面の接合方法 - Google Patents
鋼板端面の接合方法Info
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- JPH09295011A JPH09295011A JP8134131A JP13413196A JPH09295011A JP H09295011 A JPH09295011 A JP H09295011A JP 8134131 A JP8134131 A JP 8134131A JP 13413196 A JP13413196 A JP 13413196A JP H09295011 A JPH09295011 A JP H09295011A
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- joining
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- steel sheet
- welding
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Metal Rolling (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、鋼板端面同士の接合に際して、エ
ッジ部からの溶融金属の流出を防止する方法を提供す
る。 【解決手段】 移動する鋼板の先行材の端面と後行材の
端面部のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレ
ーザー溶接機で接合するに際し、前記鋼板の溶接エッジ
部に、冷却ガス体を吹き付けるか、または、冷却側板を
接触保持せしめておくことを特徴とする鋼板端面の接合
方法。 【効果】 鋼板のエッジ部での溶融金属の溶け落ちが防
止され、鋼板を確実に接合することができ、接合部が破
断することなく完全連続圧延が可能となる。
ッジ部からの溶融金属の流出を防止する方法を提供す
る。 【解決手段】 移動する鋼板の先行材の端面と後行材の
端面部のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレ
ーザー溶接機で接合するに際し、前記鋼板の溶接エッジ
部に、冷却ガス体を吹き付けるか、または、冷却側板を
接触保持せしめておくことを特徴とする鋼板端面の接合
方法。 【効果】 鋼板のエッジ部での溶融金属の溶け落ちが防
止され、鋼板を確実に接合することができ、接合部が破
断することなく完全連続圧延が可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板、例えば熱間
圧延分野において、熱間粗圧延後の鋼板(以下、粗バー
と称す)を複数本をつなぎ合わせて、仕上げの熱間連続
圧延を破断なく連続的に行うための熱間粗バーの接合方
法に係り、特に粗バー接合エッジ部の溶接法に関するも
のである。
圧延分野において、熱間粗圧延後の鋼板(以下、粗バー
と称す)を複数本をつなぎ合わせて、仕上げの熱間連続
圧延を破断なく連続的に行うための熱間粗バーの接合方
法に係り、特に粗バー接合エッジ部の溶接法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来の熱延ラインでは、スラブを1本ず
つ加熱−粗圧延−仕上げ圧延を行っていたが、この方法
では、圧延される材料の先端・後端部分の熱延時の温度
制御や冷却制御が困難なため、材質不良や疵発生を起こ
し易く、歩留りの低下を招いていた。そこで近年では、
この問題の解決のため、仕上げ連続圧延の前で、粗バー
を接合し、数本から数十本をまとめて仕上げ圧延を行う
方式が採用されるようになってきた。
つ加熱−粗圧延−仕上げ圧延を行っていたが、この方法
では、圧延される材料の先端・後端部分の熱延時の温度
制御や冷却制御が困難なため、材質不良や疵発生を起こ
し易く、歩留りの低下を招いていた。そこで近年では、
この問題の解決のため、仕上げ連続圧延の前で、粗バー
を接合し、数本から数十本をまとめて仕上げ圧延を行う
方式が採用されるようになってきた。
【0003】このための粗バーの接合方法としては、各
種の提案がなされており、例えば、特開平4−2889
06号公報、特開平5−104107号公報では両端部
を接触させ、断面は幅両端部より幅中央部が厚くなるバ
ー端面形状を圧延する方法を提案している。特公平5−
62035号公報では、長手方向で先行圧延材の後端部
と後行圧延材の先端部を重ね合わせて切断するため、厚
み方向で全面接触する方法を提案している。また、特公
平4−6441号公報では端面をプレスによって薄くす
ることで、接合厚を減らす試みがなされている。また、
このような接合手段としてレーザー溶接接合法があり、
現在粗バーの接合法として用いられている。
種の提案がなされており、例えば、特開平4−2889
06号公報、特開平5−104107号公報では両端部
を接触させ、断面は幅両端部より幅中央部が厚くなるバ
ー端面形状を圧延する方法を提案している。特公平5−
62035号公報では、長手方向で先行圧延材の後端部
と後行圧延材の先端部を重ね合わせて切断するため、厚
み方向で全面接触する方法を提案している。また、特公
平4−6441号公報では端面をプレスによって薄くす
ることで、接合厚を減らす試みがなされている。また、
このような接合手段としてレーザー溶接接合法があり、
現在粗バーの接合法として用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】粗バーの接合で重要な
点は、接合部分が仕上げ圧延から巻き取るまでの間で破
断を起こさないことである。ここではスタンド間、コイ
ラーまでの間で張力が設定されるため、接合部は圧延を
繰り返しながらも張力以上の接合部強度を確保する必要
がある。このため、粗バーの端面全長にわたって接合す
る必要上、粗バーのレーザー溶接においては、エッジ部
から溶接をスタートさせ、溶接厚みを確保するために所
定時間レーザーを照射していた。このため、粗バーのエ
ッジ部で溶融した金属が必然的に下方へ流れ落ち粗バー
下部の設備に損傷を与える結果となっていた。
点は、接合部分が仕上げ圧延から巻き取るまでの間で破
断を起こさないことである。ここではスタンド間、コイ
ラーまでの間で張力が設定されるため、接合部は圧延を
繰り返しながらも張力以上の接合部強度を確保する必要
がある。このため、粗バーの端面全長にわたって接合す
る必要上、粗バーのレーザー溶接においては、エッジ部
から溶接をスタートさせ、溶接厚みを確保するために所
定時間レーザーを照射していた。このため、粗バーのエ
ッジ部で溶融した金属が必然的に下方へ流れ落ち粗バー
下部の設備に損傷を与える結果となっていた。
【0005】このような溶融金属流の流れ落ちを防止す
るため、溶接開始の粗バーエッジ部ではレーザーの照射
力を最初は少なく、徐々にその照射力を増していくスロ
ーイン方式を採用し、また溶接終了の粗バーエッジ部で
はエッジに行くに従い照射力を低下させるスローダウン
方式を採用してその対策を講じていた。この結果、エッ
ジ部からの溶融金属の流れ落ちるのを防止することはで
きたが、エッジ部での溶接厚み(破断防止のための所定
値)が確保できず、溶接厚み不足のため仕上圧延時に接
合部が破断すると云った障害の発生をみることがあり、
その解決方法が強く要望されていた。本発明は上記の問
題を解決し、粗バーエッジ部の溶接接合する際、該エッ
ジ部からの溶融金属の流出を防止する方法を提供するこ
とを目的とするものである。
るため、溶接開始の粗バーエッジ部ではレーザーの照射
力を最初は少なく、徐々にその照射力を増していくスロ
ーイン方式を採用し、また溶接終了の粗バーエッジ部で
はエッジに行くに従い照射力を低下させるスローダウン
方式を採用してその対策を講じていた。この結果、エッ
ジ部からの溶融金属の流れ落ちるのを防止することはで
きたが、エッジ部での溶接厚み(破断防止のための所定
値)が確保できず、溶接厚み不足のため仕上圧延時に接
合部が破断すると云った障害の発生をみることがあり、
その解決方法が強く要望されていた。本発明は上記の問
題を解決し、粗バーエッジ部の溶接接合する際、該エッ
ジ部からの溶融金属の流出を防止する方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになされたもので、その手段は、 (1)移動する粗バーの先行材の端面と後行材の端面部
のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレーザー
溶接機で接合するに際し、前記粗バーの溶接エッジ部
に、冷却ガス体を吹き付けることを特徴とする粗バー端
面の接合方法。 (2)移動する粗バーの先行材の端面と後行材の端面部
のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレーザー
溶接機で接合するに際し、前記粗バーの溶接エッジ部
に、冷却側板を接触保持せしめておくることを特徴とす
る粗バー端面の接合方法。
するためになされたもので、その手段は、 (1)移動する粗バーの先行材の端面と後行材の端面部
のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレーザー
溶接機で接合するに際し、前記粗バーの溶接エッジ部
に、冷却ガス体を吹き付けることを特徴とする粗バー端
面の接合方法。 (2)移動する粗バーの先行材の端面と後行材の端面部
のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレーザー
溶接機で接合するに際し、前記粗バーの溶接エッジ部
に、冷却側板を接触保持せしめておくることを特徴とす
る粗バー端面の接合方法。
【0007】(3)粗バーのエッジにおけるレーザーを
照射する位置を、エッジ部から3〜20mm内側に入っ
た位置としたことを特徴とする(1)または(2)に記
載の粗バー端面の接合方法。 (4)粗バーの溶接エッジ部に吹き付ける冷却ガス体の
圧力を、0.5〜2kg/cm2 としたことを特徴とす
る(1)に記載の粗バー端面の接合方法。 (5)粗バーの溶接エッジ部に、外側より接触保持せし
めておく側板を、セラミックスとしたことを特徴とする
(2)に記載の粗バー端面の接合方法。 (6)粗バーの溶接エッジ部に、外側より接触保持せし
めておく側板の厚さを10〜30mmとしたことを特徴
とする(5)に記載の粗バー端面の接合方法。
照射する位置を、エッジ部から3〜20mm内側に入っ
た位置としたことを特徴とする(1)または(2)に記
載の粗バー端面の接合方法。 (4)粗バーの溶接エッジ部に吹き付ける冷却ガス体の
圧力を、0.5〜2kg/cm2 としたことを特徴とす
る(1)に記載の粗バー端面の接合方法。 (5)粗バーの溶接エッジ部に、外側より接触保持せし
めておく側板を、セラミックスとしたことを特徴とする
(2)に記載の粗バー端面の接合方法。 (6)粗バーの溶接エッジ部に、外側より接触保持せし
めておく側板の厚さを10〜30mmとしたことを特徴
とする(5)に記載の粗バー端面の接合方法。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明者らは先に述べた如き問題
点の有しないレーザー溶接方法について、鋭意検討を重
ね種々の実験を行い、試行錯誤の結果、新規な方法とし
て、本発明のごとき最適な溶接方法の開発をみるに至っ
た。
点の有しないレーザー溶接方法について、鋭意検討を重
ね種々の実験を行い、試行錯誤の結果、新規な方法とし
て、本発明のごとき最適な溶接方法の開発をみるに至っ
た。
【0009】粗バーのエッジ溶接部での溶融金属が流れ
落ちるのを防止するには、溶接スタート点をエッジ部よ
り数mm内部に位置せしめればよいことが判明した。し
かし溶接による接着部の破断は主にエッジ部の未接着部
分が多いことに起因しており、本発明者らの過去の実績
からみるとエッジ部の溶接による接着量は、少なくとも
全厚みの40%以上を確実に接合して置かなければ、仕
上圧延機での圧延時の引張応力によって接着力を確保す
ることはできず、前・後の粗バーの接合を維持できずに
その部分を起点として粗バーを破断するに至る。
落ちるのを防止するには、溶接スタート点をエッジ部よ
り数mm内部に位置せしめればよいことが判明した。し
かし溶接による接着部の破断は主にエッジ部の未接着部
分が多いことに起因しており、本発明者らの過去の実績
からみるとエッジ部の溶接による接着量は、少なくとも
全厚みの40%以上を確実に接合して置かなければ、仕
上圧延機での圧延時の引張応力によって接着力を確保す
ることはできず、前・後の粗バーの接合を維持できずに
その部分を起点として粗バーを破断するに至る。
【0010】そこで、溶接スタート点を粗バーエッジ部
より内側に入り込ませたので、エッジ部まで金属の溶融
が進み、その溶融金属の凝固による接着力を確保するた
めには、第1の手段としては図1に示すごとく、粗バー
のエッジ部溶接近傍斜め上方から、冷却ガスをエッジ部
に向けて吹き付け、溶融金属の流出落下を防止するもの
であり、また、第2の手段としては図2に示すごとく粗
バーの溶接部のエッジに側板を接触せしめて堰を作り溶
融金属の流出落下を防止するものである。
より内側に入り込ませたので、エッジ部まで金属の溶融
が進み、その溶融金属の凝固による接着力を確保するた
めには、第1の手段としては図1に示すごとく、粗バー
のエッジ部溶接近傍斜め上方から、冷却ガスをエッジ部
に向けて吹き付け、溶融金属の流出落下を防止するもの
であり、また、第2の手段としては図2に示すごとく粗
バーの溶接部のエッジに側板を接触せしめて堰を作り溶
融金属の流出落下を防止するものである。
【0011】これら両者の手段で共通して云えること
は、冷却ガスの吹き付けにしろ、側板により堰を作るに
しろ、エッジ部にある溶融金属の熱を奪い、先行材の後
端と後行材の先端の突合せ部の目地部より、流出する溶
融金属の凝固を促進させることにあり、この目地部のエ
ッジに溶融金属による凝固壁を作ることにより、溶融プ
ール内の溶融金属の落下が抑えられると同時に、溶融金
属が凝固することにより、粗バー同士は確実に溶着固定
されエッジ溶接部の接合が完了する。
は、冷却ガスの吹き付けにしろ、側板により堰を作るに
しろ、エッジ部にある溶融金属の熱を奪い、先行材の後
端と後行材の先端の突合せ部の目地部より、流出する溶
融金属の凝固を促進させることにあり、この目地部のエ
ッジに溶融金属による凝固壁を作ることにより、溶融プ
ール内の溶融金属の落下が抑えられると同時に、溶融金
属が凝固することにより、粗バー同士は確実に溶着固定
されエッジ溶接部の接合が完了する。
【0012】図1は前記第1手段でのレーザー溶接機の
レーザートーチ部近傍に、冷却ガス吹き付け用のノズル
を設置した様子を示したもので、レーザートーチ1の進
行方向両サイドに溶接初期用の冷却ガス吹付ノズル2
と、溶接末期用のノズル(図示せず)を設置してある。
レーザートーチ部近傍に、冷却ガス吹き付け用のノズル
を設置した様子を示したもので、レーザートーチ1の進
行方向両サイドに溶接初期用の冷却ガス吹付ノズル2
と、溶接末期用のノズル(図示せず)を設置してある。
【0013】図2は同様第2手段でのレーザー溶接機の
レーザートーチ部近傍に、側板3を保持した様子を示し
たもので、側板3は溶接機の一部からシリンダー(図示
せず)を有するアーム4で支えられ、溶接エッジ部5を
外側より押し付け、堰体を形成している。
レーザートーチ部近傍に、側板3を保持した様子を示し
たもので、側板3は溶接機の一部からシリンダー(図示
せず)を有するアーム4で支えられ、溶接エッジ部5を
外側より押し付け、堰体を形成している。
【0014】ここで溶接の初期および末期におけるレー
ザー溶接部位置の選定であるが、これはレーザー照射能
力および粗バーの板厚により画一的に限定はできない
が、通常の材料であれば本発明者らの実験結果からは、
3〜20mmエッジ部より内部に入った位置からスター
トするのが適当である。3mmより外側であると従来の
エッジ部からのスタートと余り変りなく、冷却ガス吹き
付けを行っても溶融金属の溶け落ちを完全に防止するこ
とはできない。また、20mmより内側であれば圧延時
に接合部が破断することがある。
ザー溶接部位置の選定であるが、これはレーザー照射能
力および粗バーの板厚により画一的に限定はできない
が、通常の材料であれば本発明者らの実験結果からは、
3〜20mmエッジ部より内部に入った位置からスター
トするのが適当である。3mmより外側であると従来の
エッジ部からのスタートと余り変りなく、冷却ガス吹き
付けを行っても溶融金属の溶け落ちを完全に防止するこ
とはできない。また、20mmより内側であれば圧延時
に接合部が破断することがある。
【0015】また、前記手段1での粗バー溶接エッジ部
に対する外方よりの吹き付ける冷却ガスの圧力である
が、これも適切な範囲が存在し、下限は溶融金属の静圧
に打ち勝ち溶け落ちるのを防止する0.5kg/cm2
以上を必要とし、その上限は溶融した金属を吹き飛ばす
恐れのない2kg/cm2 以下であればよい。さらに、
吹き付けに用いる冷却ガスは通常工場内で使用されてい
る圧縮空気でも差支えないが、溶接部の酸化防止の意味
からは不活性気体がより好ましい。
に対する外方よりの吹き付ける冷却ガスの圧力である
が、これも適切な範囲が存在し、下限は溶融金属の静圧
に打ち勝ち溶け落ちるのを防止する0.5kg/cm2
以上を必要とし、その上限は溶融した金属を吹き飛ばす
恐れのない2kg/cm2 以下であればよい。さらに、
吹き付けに用いる冷却ガスは通常工場内で使用されてい
る圧縮空気でも差支えないが、溶接部の酸化防止の意味
からは不活性気体がより好ましい。
【0016】一方、前記手段2での粗バー溶接エッジ部
を外側より抑え、堰を形成する側板であるが、材質的に
は溶融金属との親和力の小さい(溶着しない)ものが好
ましい。この点から云うと溶融金属とは異材質であり、
熱に対して抵抗力のあるセラミックが最適である。ま
た、側板の厚みは溶融金属の落下防止のみであれば薄く
てもよいが、エッジ部の溶融金属を冷却する意味合から
は、熱容量的からみて10〜30mmが適切で、この範
囲であれば次回の溶接時までに、熱的な回復が図られて
おり、連続使用しても差支えない。
を外側より抑え、堰を形成する側板であるが、材質的に
は溶融金属との親和力の小さい(溶着しない)ものが好
ましい。この点から云うと溶融金属とは異材質であり、
熱に対して抵抗力のあるセラミックが最適である。ま
た、側板の厚みは溶融金属の落下防止のみであれば薄く
てもよいが、エッジ部の溶融金属を冷却する意味合から
は、熱容量的からみて10〜30mmが適切で、この範
囲であれば次回の溶接時までに、熱的な回復が図られて
おり、連続使用しても差支えない。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば粗バーのエッジ部の接合
時に問題となっていた溶融金属の溶け落ちが解決され、
粗バーを確実に接合することができ、接合部の破断がな
く完全連続圧延が可能となり、熱延鋼板の製造における
有利性を確保でき、その経済的効果は大きく産業上有用
な発明である。
時に問題となっていた溶融金属の溶け落ちが解決され、
粗バーを確実に接合することができ、接合部の破断がな
く完全連続圧延が可能となり、熱延鋼板の製造における
有利性を確保でき、その経済的効果は大きく産業上有用
な発明である。
【図1】粗バーエッジ溶接部に冷却ガスを吹き付けてい
る状態を示す一部拡大斜視図
る状態を示す一部拡大斜視図
【図2】粗バーエッジ溶接部を側板で堰を形成している
状態を示す一部拡大斜視図
状態を示す一部拡大斜視図
1 レーザートーチ 2 冷却ガス吹付ノズル 3 側板 4 アーム 5 溶接エッジ部
Claims (6)
- 【請求項1】 移動する鋼板の先行材の端面と後行材の
端面部のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレ
ーザー溶接機で接合するに際し、前記鋼板の溶接エッジ
部に、冷却ガス体を吹き付けることを特徴とする鋼板端
面の接合方法。 - 【請求項2】 移動する鋼板の先行材の端面と後行材の
端面部のエッジ部から、所定距離内部に入った位置をレ
ーザー溶接機で接合するに際し、前記鋼板の溶接エッジ
部に、冷却側板を接触保持せしめておくることを特徴と
する鋼板端面の接合方法。 - 【請求項3】 鋼板のエッジにおけるレーザーを照射す
る位置を、エッジ部から3〜20mm内側に入った位置
としたことを特徴とする請求項1または2記載の鋼板端
面の接合方法。 - 【請求項4】 鋼板の溶接エッジ部に吹き付ける冷却ガ
ス体の圧力を、0.5〜2kg/cm2 としたことを特
徴とする請求項1記載の鋼板端面の接合方法。 - 【請求項5】 鋼板の溶接エッジ部に、外側より接触保
持せしめておく側板を、セラミックスとしたことを特徴
とする請求項2記載の鋼板端面の接合方法。 - 【請求項6】 鋼板の溶接エッジ部に、外側より接触保
持せしめておく側板の厚さを10〜30mmとしたこと
を特徴とする請求項5記載の鋼板端面の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134131A JPH09295011A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 鋼板端面の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134131A JPH09295011A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 鋼板端面の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09295011A true JPH09295011A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=15121198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8134131A Withdrawn JPH09295011A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 鋼板端面の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09295011A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201212B1 (en) * | 1997-02-28 | 2001-03-13 | Thyseen Stahl Ag | Process and apparatus for the continuous welding of guided and abutted strips or plates by means of a laser beam |
| WO2004002671A1 (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | National Institute For Materials Science | レーザ溶接方法 |
| DE102011076141A1 (de) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Denso Corporation | LASERSCHWEIßVERFAHREN UND DURCH DAS VERFAHREN VERBUNDENES ROHRVERBINDUNGSERZEUGNIS |
| DE102011076715A1 (de) | 2010-05-31 | 2011-12-01 | Denso Corporation | LASERSCHWEIßVERFAHREN, ROHRFÜGEPRODUKT UND INJEKTOR, DER DAS PRODUKT VERWENDET |
| CN112589326A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-02 | 江苏万隆车业有限公司 | 摩托车后平叉焊接用旋转台及焊接流水线 |
-
1996
- 1996-05-02 JP JP8134131A patent/JPH09295011A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201212B1 (en) * | 1997-02-28 | 2001-03-13 | Thyseen Stahl Ag | Process and apparatus for the continuous welding of guided and abutted strips or plates by means of a laser beam |
| WO2004002671A1 (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | National Institute For Materials Science | レーザ溶接方法 |
| DE102011076141A1 (de) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Denso Corporation | LASERSCHWEIßVERFAHREN UND DURCH DAS VERFAHREN VERBUNDENES ROHRVERBINDUNGSERZEUGNIS |
| DE102011076715A1 (de) | 2010-05-31 | 2011-12-01 | Denso Corporation | LASERSCHWEIßVERFAHREN, ROHRFÜGEPRODUKT UND INJEKTOR, DER DAS PRODUKT VERWENDET |
| CN112589326A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-02 | 江苏万隆车业有限公司 | 摩托车后平叉焊接用旋转台及焊接流水线 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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