JPS61259890A - 板幅の広い金属帯の突合わせ方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は板幅の広い金属帯の突合わせ方法に係り、詳し
くは、例えば、板厚０．５〜０．１５ｍ、板幅５００〜
１５００ｍｍの如き薄くかつ広幅の金属帯の対向端部を
突合わせてレーザ溶接する際に、このレーザ溶接に支障
がない突合わせ開先が形成でき、しかも、この突合わせ
線はレーザトーチの走行線と容易に一致させることがで
きる突合わせ方法に係る。

従来の技術 一般に、鋼板ストリップ等の金属帯の端部は互いに接合
されて連続処理され、この接合は、通常、所謂、シャー
ウェルダにおいて先行の金属帯（以下、先行板という。

）の後端を切断するとともに、後行の金属帯（以下、後
行板という。）の先端を切断し、先行板と後行板の対向
する切断面を突合わせ、この突合わせ開先に沿って溶接
することによって行なわれる。すなわち、シャーウエル
ダには切断部と溶接部とが設けられ、先行板ならびに後
行板の各端部は切断部で切断されたのち、両切断端面は
互いに突合わされ、この突合わせ開先線に沿って溶接ト
ーチを移動させて溶接されている。また、この溶接部は
通常ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接から成っているが、これら
溶接部に比べると、レーザ溶接では熱影響部をほとんど
生成させずに溶接ビードの幅も小さくできるため、板厚
の薄い金属帯では、溶接部としてレーザ溶接を用いる場
合がきわめて多くなっている。しかしながら、レーザ溶
接は、■ＩＧ′；ｌｉ接、ＭＩＧ溶接程度に要求される
精度の開先に比べると、一層高い精度の開先が要求され
、この高精度開先でないと、レーザビームのように熱線
径を非常に細くできるという利点が十分にいかされず、
とくに、溶接トーチの走行線と先行板と後行板との突合
わせ線が正確に一致しないと、レーザ溶接の特性が十分
にいかされない。

換言すると、金属帯端部の溶接において、なるべく熱影
響部を発生させずに溶接ビード幅をなるべく小さくする
ことが好ましく、レーザ溶接は、レーザビームの径が０
．１〜０．２＠φの如く小さくできる。また、その上、
レーザビーム自体は直進性に優れている。このため、径
０．１〜０、２ｍｍ程度のレーザビームによって溶接ビ
ード幅をきわめて小さくして金属帯を溶接でき、例えば
、板厚０．５〜０．１５１１１Ｏ１の如き極薄の金属帯
であっても溶接部を最小限におさえて支障なく溶接でき
る。

しかしながら、このレーザ溶接であると、レーザビーム
径の極細化により、先後行板間の突合わせ間隙の許容値
がきわめて小さく、開先精度に対する要求も非常に厳し
く、この要求に合致した開先が必要であるが、従来例の
シングルカットシャーやダブルカットシャーでの剪断で
は仲々得られない。すなわち、シングルカットシャーや
ダブルカットシャーによるときは、金属帯端部がシャー
に沿って板厚方向で真直性をもって切断できず、曲がっ
て切断される。なお、カット後にグラインダ等で手入れ
して真直性を保持することもできるが、この手入れがき
わめてはん雑である。

また、レーザビームが直進性を持ち、しかも、ビーム径
を細くできることを利用して溶断することが考えられる
。このレーザ溶断であると、溶断端面の形状が上記シャ
ーカットのときに比べて良好であるが、溶断面にドロス
、スパッタが付着し、突合わせギャップが太き（なりす
ぎ、薄板のレーザ溶接には不適当である。また、溶断面
にドロス、スパッタが付着した状態で溶接すると、それ
らが溶接ビード中にそのままの状態で溶は込み、溶接品
質を悪化させる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、例え
ば、シングル若しくはダブル等のシャーカットでは真直
性を持った切断面が得られず、レーザ溶断の、ときには
、溶断面にドロス、スパッタ等が付着し、これら剪断面
や溶接面を突合わせても、はとんどギャップなく突合わ
せることができず、更に、口の突合わせ線を正確に溶接
線と一致させることがむづかしい点を解決することを目
的とする。

〈発明°の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明方法は、板幅の広い金属帯の端部を切
断後、これら切断面を互いに突合わせてからレーザ溶接
する際に、これら金属帯の表面に回転研削体を上部から
接触させつつ溶接線に沿って走行させて切断し、その債
、この切断面を互いに突合わせてから、レーザ溶接する
ことを特徴とする。

そこで、この手段たる構成ならびにその作用について更
に詳しく説明すると、次の通りである。

まず、第１図は本発明方法を実施する装置の一例の配置
図であって、符＠１は走行レールを示し、この走行レー
ル１に沿って回転研削体２を走行させる。この走行レー
ル１は鋼板ストリップ等の金属帯３の走行方向に直交さ
せて配置し、走行レール１には一対のローラ４を係合さ
せる。

これらローラ４は枠体５に取付け、この枠体５に駆動モ
ータ６を配置し、このモータ６に回転研削体２を連結す
る。

そごで、この装置によって回転研削体２を走行させて先
行板や後行板の各端部を切断する際に、はじめに、例え
ば、先行板の如き金属帯３の後端部は例えばテーブルロ
ーラ等の走行軌道（図示せず）に沿って走行させ、切断
位置において上下のクランパ（図示せず）により保持し
、この固定状態で、回転研削体２を走行させて切断する
。切断後、先行板は上下のクランパではさんで後退させ
、スクラップを除去する。

次に、後行板の金属帯３の後端部を上記のところと同様
に上下クランパではさんだ状態で回転研削体２牽走行さ
せて切断し、その債、スクラップを除去する。

以上のように先行板と後行板の各金属帯３の各端部を切
断後、各切、断面を互いに突合わせる。

この際に形成される突合わせ線は、各切断面が砥石、グ
ラインダ等の回転研削体により形成されていることもあ
って、溶接線とは容易に一致しており、この状態で支障
なくレーザ溶接できる。

すなわち、金属帯をレーザ溶接する場合、とくに、板厚
が薄くかつ板幅の広い金属帯をレーザ溶接する場合には
、先行板と後行板の各端部が全面にわたり、真直性をも
ち傾斜することなく切断される口とが必要である。本発
明方法では上記の如く回転研削体で切断されるため、シ
ャー切断の場合と異なって切断したままで切断面は完全
に真直性が保持され、そのまま突合わすことができる。

更に詳しく説明すると、従来例のシャーはギロチン、ロ
ータの形式に拘らず、更に、打抜きであっても金属帯の
厚さ、材質、また、刃の摩耗程度によって月間のクリア
ランスが切断面の性状に影響を与え、切断面の粗度がバ
ラツキ１、凹凸が生じ、切断面が傾斜することも多く、
その上刃の損耗に影響を大きく与える。従って、金属帯
の種類、厚さでクリアランスを調整する必要がある。こ
のクリアランス調整は、金属帯が広幅になって切断線が
長くなるとむづかしくなり、とくに、薄い場合には、き
わめて厄介となる。このシャーに代ってレーザビームで
溶断すると、その溶断面が粗く、下部等に溶断屑が付着
し、溶断面が酸化され、そのままで突合わせることは、
良好な溶接ビードが得られにくく、高精度のレーザ溶接
ができないという問題がある。

これに対し、本発明法は金属帯を砥石その他の回転研削
体によって切削切断するので、上記の問題とする金属帯
の厚み、材質の影響が比較的少ない。また、得られる切
断面の性状も、回転研削体の砥粒の粒度、回転数切込速
度の調整によって容易に制御でき、切断面の傾斜も無く
、総合的に突合わせ精度が向上する。

また、金属帯そのものを走行させたり、回転研削体を走
行させたり何れでも良く、更に、お互いを対向走行させ
ることもでき、何れの場合でも、切断線の精度は夫々の
走行精度のみに起因し、長い切断線でも安定した切断性
状、精度で切断できる。

なお、上記のところでは１つの回転研削体で先行板と後
行板を交互に切断する例を示したが、これらを重ね合わ
せて一度に切断することもでき、更に、ダブルカットシ
ャーの如く一対の回転研削体で同時に切断する口ともで
きる。

実施例 次に、実施例について説明する。

まず、薄鋼板（板厚０．１５ｍｍ　〜１．Ｏｍｍ　ｘ板
幅１１００ＩＩＩＩ１１）から成る先行板ならびに後行
板を上記の如く各クランパで固定し、回転研削体を２〜
４ｍ／分で走行させて切断した。

このときに、回転研削体の回速数３０００ｒｐｍ〜１１
００００ｒＤとし、回転研削体の寸法は１〜２ｍｍ厚×
１００侑φであった。

このようにして得られた各切断面の切断精度は粗度５〜
１０μ、傾斜両面共Ｏ°、直線性２０μ７１１００ｍ巾
であった。

次に、各切断面を突合わせ、この間光線に沿って径０．
０２ｍｍのレーザビームにより溶接したところ、きわめ
て健全な溶接ビームが得られた。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明法は、板幅の広い金属
帯の端部を切断後、これら切断面を互いに突合わせてが
らレーザ溶接するのに先立って、これら金属帯の表面に
回転研削体を上部がら接触させつつ溶接線に沿って走行
させて切断し、その後、この切断面を互いに突合わせて
から、レーザ溶接することを特徴とするものである。

又、本発明法によると、同一の回転研削体によっての切
断可能な厚さ範囲が例えば、珪素鋼板０．１５〜３．０
ｍｍの如く広がり、切断性状も良好で、突合わせ精度が
向上し、とくに、切断面の粗度は数μ仕上がりとなり、
傾斜は両切断面ともにＯ°近くにおさえられる。また、
切断性状が切断線全域に亘り同一であり、切断線の真直
度が回転研削体の走行精度又は初切断材の走行精度その
ものとなり向上する（２０μ以下７１０００ｍ走行）。

これらのとＣろから、ビーム径の細いレーザ突合わせ溶
接（薄物広巾例０．１５　ｘ　１３００ｍｍ巾でも）が
容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の一例の配置図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板幅の広い金属帯の端部を切断後、これら切断面を互い
   に突合わせてからレーザ溶接する際に、これら金属帯の
   表面に回転研削体を上部から接触させつつ溶接線に沿っ
   て走行させて切断し、その後、この切断面を互いに突合
   わせてから、レーザ溶接することを特徴とする板幅の広
   い金属帯の突合わせ方法。