JPS6156791A - 金属ストリップのレーザビームによる突き合わせ溶接時のフィラーワイヤの供給方法 - Google Patents

金属ストリップのレーザビームによる突き合わせ溶接時のフィラーワイヤの供給方法

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JPS6156791A
JPS6156791A JP59178879A JP17887984A JPS6156791A JP S6156791 A JPS6156791 A JP S6156791A JP 59178879 A JP59178879 A JP 59178879A JP 17887984 A JP17887984 A JP 17887984A JP S6156791 A JPS6156791 A JP S6156791A
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wire
filler
welding
strip
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JP59178879A
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Noboru Tsuruta
弦田 登
Masaki Aihara
正樹 相原
Yoshito Kawai
義人 河合
Hiroaki Sasaki
弘明 佐々木
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/26Seam welding of rectilinear seams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/211Bonding by welding with interposition of special material to facilitate connection of the parts

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  • Plasma & Fusion (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は金属ス1−リップのレーザ溶接におけるフィラ
ーワイヤの供給方法に係り、とくに、金属ストリップの
各種製造処理ラインにおいて金属ストリップをレーザ溶
接で接続する際に、フィラーワイヤを安定して供給する
方法に係る。
従来の技術 最近、金属ストリップの各種製造処理ラインにおいては
金属ストリップを連続してラインに供給するため、ライ
ンの入側にてレーザによる金属ストリップの突合わせ溶
接が行なわれるようになってきている。
このレーザ溶接において、とくに、高珪素鋼(31≧0
.8%)、高炭素鋼(G≧0.3%)においては全屈ス
トリップの突き合わせ部にフィラーワイヤを供給しなが
ら溶接すると、溶接強度1f向上することが知られてい
る(特許ya57−1057@)。
しかしながら、このフィラーワイヤをス(・リップ全幅
にわたって母材と均一かつ適mに溶融)昆合させること
が以下の(1)、(2)、(3)の理由によって非常に
困難であった。
(1)ス1−リップの突き合わせ間隙が0.05〜2.
0111mと非常に狭く、フィラーワイA7の位百制r
JUが困難であること、 (2)レーザビームの焦点径が0.1〜0.8n+mφ
と非常に小さく前記と同様、フィラーワイヤの泣[面制
御が困難であること、 (3)フィラーワイヤはリールに巻取られたものr:巻
戻して突き合わせ部に供給するため、巻きぐせが完全に
除去できず、位置制御0が困難であり、更に、口の巻き
ぐせは巻き戻されるにつれ変化すること、 このような理由から安定してフィラーワイヤを供給でき
ず、フィラーワイヤの溶融不良をFcし、あるいは溶融
するも突き合わせ部の間隙に入っていかずに溶接不良に
なる。
例えば、第3図(a)に示すように先行ストリップ1と
後行ストリップ1′ との突き合わせ部の間隙aにおい
て、集光レンズ13にて集光されたレーザビームとスト
リップ表面との交点位置に較べて、フィラーワイヤ9の
供給位置が高い場合、あるいは第3図(blの如く上記
交点位置に供給しN1         だとしてもフ
ィラーワイヤの巻きぐせが大きいと、十分な溶は込みが
得られず、溶接線1aは例えば第4図のようになる。
上述したように従来は、フィラーワイヤを使用したレー
ザ溶接においてはフィラーワイヤを安定して金属ス1−
リップの突き合わせ部に供給することが困難であり、所
定の溶接品質を得ることができなかった。
発明が解決しようとする問題点 本発明は上記のところに鑑みて成立したものであって、
具体的には、金肌ス1−リップのレーザ溶接時にストリ
ップの突き合わせ部にフィラーワイヤが安定して供給で
きない問題点を解決する口とを目的とする。
〈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 まず、本発明はフィラーワイヤを安定して供給するのに
はフィラーワイヤの先端部のガイドが必要であり、口の
ガイドとしては金属ストリップの突き合わせ部の各端面
そのものが好適であって、このことを利用してフィラー
ワイヤを溶接方向と反対の方向から供給してレーザ溶接
することを骨子とするものである。
この際に、金属ストリップの突き合わせ部の間隙が重要
であり、この間隙はフィラーワイヤの直径以下に調整し
、このように調整された間隙をガイドとしてフィラーワ
イヤを供給する。
すなわち、上記の如くフィラーワイヤを供給する際に、
ワイヤ溶造みの良否には、突き合わせ部の間隙(a)と
ワイヤの直径(b)との関係、つまり、l]/aが深い
関連を持つことに希目し、1〕/aと溶込みの良否との
関係を求めたところ、第10図に示す叩き関係が13ら
れた。第10図においては、溶接ビードは全長にわたり
試べ、(イ)のフィラーワイヤの溶込みが十分で溶接品
質の良い部分(ロ)の研削等の手入れにより良好となる
部分J5よび(ハ)の溶接品質が不良で手入れにて救済
できない部分に分けて、これらの各部分の割合で溶込み
の良否を示した。第10図から、b/aが1以上、つま
り、ワイヤ直径(b)が間隙(a)より大きいときには
、溶接ビルドは全長にわたり十分に溶込みが行なわれ、
その溶接品質が良好であることがわかった。
また、以上の通りにフィラーワイヤを供給する場合、フ
ィラーワイヤは適正角度で供給し、供給位置が適正のと
ころであることが望ましい。
本発明者等は上記の如くフィラーワイヤを供給するとき
に更にレーザ溶接を安定させる条件について検討したと
ころ、次の通りであった。
(1)フィラーワイヤの供給角度が最適範囲にあること
、 供給角度θが大きすぎると、フィラーワイヤ9が金属ス
トリップ1にあたった時に第5図に示す(4)くフィラ
ーワイヤ9の先端が折れ曲がり、突き合わせ部に供給で
きない。
(2)全屈ストリップ突き合わけ部によるガイド長さが
最適範囲にあること、 このガイドが長ずきるとフィラーワイヤの巻きぐせの影
響が第6図に示す如くではじめる。
(3)フィラーワイヤ供給装置の案内チューブ14の先
端の位置が@適範(IIlにおること、適正範囲内にな
いと、(2)と同様に第7図に示す如くフィラーワイヤ
9の巻きぐせの影響が出る。
なお、第5図ならびに第6図において、符号1は金泥ス
トリップ、9はフィラーワイヤ、14は案内チューブ、
θは供給角度、Cはフィラーワイヤがストリップ表面に
接する点からレーザビーム光軸とストリップ表面との交
点までの距離、第7図において、dは案内ガイドの先端
からレーザビーム光軸とストリップ表面との交点までの
距離、矢印は溶接方向を示す。
要するに、上記の条件は、レーザ溶接時にフィラーワイ
ヤを溶接方向と反対の方向がら供給する際に、ワイヤ溶
込み良否に影響を及ぼす因子は、主として突き合わせI
!!隙に対するフィラーワイヤの直径の関係であるが、
このほかに、フィラーワイヤの供給角度及びフィラーワ
イヤの供ゝ1      袷位置が徂要である口とを示
している。
そこで、これらの因子がワイヤ溶込み良否に及ぼす影響
についてしらへたところ、第11図、第12図、第13
図に示す関係が1qられた。これらにおいてワイヤ溶込
みの良否は第10図と同様に示し、θ、 C,dは上記
のところと同様に示す。
すなわち、第10図に示すところと併せて考えると、突
き合わけ部の間隙に対するフィラーワイV直径の比b/
aを1以上にする場合には、フィラーワイヤ供給角度θ
が35°以内、フィラーワイヤの供給位置〇ff0.5
mm〜5mmの範囲、案内チューブの先端位置dが20
 n+n+以内とする事が好適で、この条件であると、
溶接線巾方向全長に渡って、溶接品質良好なビードが得
られる。
実  施  例 次に実施例について説明する。
まず、第1図ならびに第2図は本発明方法を実施する装
置の一例の各側面図であって、第1図は先後行の両スト
リップの端部の切断状況、第2図は突き合わせ溶接状況
を示す。従って、レーザビームでス]・リップ1.1−
の端部を溶接する時には、第1図の如く、上下クランプ
4.5にてストリップ1.1−をクランプしたのち、上
下のシ17−2.3で剪断し、カット面を一定間隙(フ
ィラーワイヤ9の径より小さい)として突き合わせる。
その後は第2図の如く、溶接線に沿ってレーザトーチを
走行さけ、ビームを突き合わせ部へ照射し、シール溶着
する(なお6はレーザトーチ走行フレーム、7はレーザ
集光レンズヘッダー、8はレーザ果光レンズヘッダー昇
降モータ、11はシャークランプシリンダ、12はバッ
クバー、14はレーザ集光レンズを示す)。フィラーワ
イヤ9は図に示すようにフィラーワイヤ供給モータ10
により溶接線に従い連動して溶接方向と反対方向から供
給されるが、この際、案内チューブ14より出て来たフ
ィラーワイヤ9の先9ノdは、突き合わせ部の間隙をワ
イA7ガイドとし、(従って、ワイヤ中心は間隙内に位
置する)供給角度θが356以内で溶接線ヘフィードさ
れる。
すなわち、第8図に示すようにワイヤ径より小である突
き合わせ間隙内へ、第9図に示ず角度θ35°以下、0
ff0.5mm 〜5+nm%dが2 On++n以内
でフィードする。従って、フイ〜ドワイA7の巻きぐせ
の影響はなく連続的に溶接し、突き合わせ部の間隙内へ
のワイヤの溶は込みが良く、」−分な溶接品質を得られ
る母材の溶は込みが確保される。
〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明方法は、金属ストリッ
プの突き合わせ間隙をフィラーワイヤ直径より小さく調
整し、この突き合わせ部の端面によってフィラーワイヤ
端部をガイドさせて溶接方向と反対の方向から供給する
方法である。
このようにフィラーワイヤの端部は適正にガイドされて
供給されるため、巻きぐせ@ lf−残っていても安定
かつ連続してフィラーワイヤは供給でき、その上に、間
隙とフィラーワイ\7のn;1径とが適正関係に保持さ
れているため、母材への十分な溶は込みが得られ、良好
な溶接継手1f(qられる。
【図面の簡単な説明】
第1図ならびに第2図は本発明方法を実施する装置の一
例の各側面図、第3図(a)ならびに(b)は従来例の
フィラーワイヤの供給態様の各説明図、第4図は従来例
の溶接線の説明図、第5図、第6図ならびに第7図は従
来例のフィラーワイヤの供給不良の場合の各説明図、第
8図ならびに第9図は本発明方法におけるフィラーワイ
ヤの供給位置の関係を示す各説明図、第10図、第11
図、第12図ならびに第13図は本発明方法におけるフ
ィラー1ツイヤの各供給条件と溶接品質との関係を示す
各グラフである。 符号1・・・・・・先行ストリップ 1−・・・・・・後行ストリップ 2・・・・・・シャー上刃 3・・・・・・シャー下刃 4.5・・・・・・シャークランプ 6・・・・・・レーザトーチ走行フレーム7・・・・・
・レーザ東光レンズヘッダー)18・・・レーザ果光レ
ンズヘッダー昇降モータ9・・・・・・フィラーワイヤ 10・・・・・・フィラーワイヤ供給モータ11・・・
・・・シャークランプシリンタ12・・・・・・バック
バー 13・・・・・・レーザ集光レンズ 14・・・・・・フィラーワイヤ案内チューブ特許出願
人 川 崎 製 鉄 株 式 会 社代  理  人 
 弁 理 上  松  下  義  勝弁 護 士  
01   島  文  雄第1Fg!J X     \ 3   3 シイー千刀 @3図(改) 第3図Cb) 第4図 箪5[F] 第6図 第7図 笛8図 第9図 第10図 第11図 atゐ ′rIA13■

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  金属ストリップをフィラーワイヤを用いてレーザビー
    ムにより突き合わせ溶接する際に、これら金属ストリッ
    プの突き合わせ間隙を前記フィラーワイヤの直径以下に
    調整し、この突き合わせ部の端面をガイドとして、前記
    フィラーワイヤを溶接方向とは反対の方向から供給する
    ことを特徴とする金属ストリップのレーザ溶接における
    フィラーワイヤの供給方法。
JP59178879A 1984-08-28 1984-08-28 金属ストリップのレーザビームによる突き合わせ溶接時のフィラーワイヤの供給方法 Granted JPS6156791A (ja)

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JPS6355397B2 JPS6355397B2 (ja) 1988-11-02

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2263822A2 (en) 1997-03-28 2010-12-22 Nippon Steel Corporation Method of butt-welding hot-rolled steel materials by laser beam and apparatus therefor

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JPS58119481A (ja) * 1982-01-08 1983-07-15 Kawasaki Steel Corp レ−ザ溶接方法
JPS58184083A (ja) * 1982-04-22 1983-10-27 Nippon Steel Corp レ−ザ溶接法

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EP2269762A2 (en) 1997-03-28 2011-01-05 Nippon Steel Corporation Method of butt-welding hot-rolled steel materials by laser beam and apparatus therefor
EP2277656A2 (en) 1997-03-28 2011-01-26 Nippon Steel Corporation Method of butt-welding hot-rolled steel materials by laser beam and apparatus therefor

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