JPS62203684A - 高周波電縫溶接方法 - Google Patents
高周波電縫溶接方法Info
- Publication number
- JPS62203684A JPS62203684A JP4568086A JP4568086A JPS62203684A JP S62203684 A JPS62203684 A JP S62203684A JP 4568086 A JP4568086 A JP 4568086A JP 4568086 A JP4568086 A JP 4568086A JP S62203684 A JPS62203684 A JP S62203684A
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- JP
- Japan
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- welding
- high frequency
- current
- frequency electric
- frequency
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分）
本発明は、高周波電縫溶接法に関する。
高周波電縫溶接は溶接管の製造分野において。
一般に電縫管と呼ばれる管の、溶接速度の速い。
即ち生産性の高い溶接法として用いられている。
電縫管の製造方法、例えば従来の高周波接触溶接法によ
る溶接造管工程の１例を第４図により説明する。
る溶接造管工程の１例を第４図により説明する。
まず図には示していない成形ロール群によって管状に成
形された帯板ｌの突合せ面２はスクイズロール３によっ
て突合わせられ衝合部を頂点とするクサビ形状を呈する
。スクイズロール３の上流に配設された接触子４，４に
は、高周波電圧が印加され、１つの接触子４から他の接
触子４への高周波電流回路がクサビ形状をなす突合せ面
２に沿って形成される。この高周波電流によって突合せ
面２が加熱されクサビ形状の頂点すなわち溶接点が溶接
温度に達しスクイズロール３により加圧溶接される。
形された帯板ｌの突合せ面２はスクイズロール３によっ
て突合わせられ衝合部を頂点とするクサビ形状を呈する
。スクイズロール３の上流に配設された接触子４，４に
は、高周波電圧が印加され、１つの接触子４から他の接
触子４への高周波電流回路がクサビ形状をなす突合せ面
２に沿って形成される。この高周波電流によって突合せ
面２が加熱されクサビ形状の頂点すなわち溶接点が溶接
温度に達しスクイズロール３により加圧溶接される。
一般に電縫溶接造管に用いる高周波電力としては、１０
〜５００ Ｋ Ｉ−１ｚの周波数帯が用いられ、高周波
特有のｒ表皮効果」と「近接効果」の２つの現象の相乗
効果により周波数が高くなるほど加熱効率は高くなる。
〜５００ Ｋ Ｉ−１ｚの周波数帯が用いられ、高周波
特有のｒ表皮効果」と「近接効果」の２つの現象の相乗
効果により周波数が高くなるほど加熱効率は高くなる。
これが電縫溶接造管に広く高周波電力が用いられる理由
である。
である。
電縫管の溶接品質には溶接電流の大小が大きく影響を及
ぼし、溶接電流が過小のときには突合せ面２は低入熱状
態となり冷接と呼ばれる溶接欠陥が発生する。溶接電流
が過大になり突合せ面２が通入熱状態となるとペネトレ
ータと呼ばれる溶接欠陥が発生する場合がある。
ぼし、溶接電流が過小のときには突合せ面２は低入熱状
態となり冷接と呼ばれる溶接欠陥が発生する。溶接電流
が過大になり突合せ面２が通入熱状態となるとペネトレ
ータと呼ばれる溶接欠陥が発生する場合がある。
電縫溶接における適正な溶接入熱を得るため従来種々の
試みがなされてきた。その代表的なものは溶接部の温度
を測定し、該温度が一定範囲に維持されるように溶接入
熱を制御する技術で１例えば、特公昭６０−８１４４号
公報、特公昭６０−２８５９１号公報等で提案された。
試みがなされてきた。その代表的なものは溶接部の温度
を測定し、該温度が一定範囲に維持されるように溶接入
熱を制御する技術で１例えば、特公昭６０−８１４４号
公報、特公昭６０−２８５９１号公報等で提案された。
二九等の技術はいずれも悪環境の溶接部まわりで測温す
ることから生ずる測定精度上の問題を抱えている他に、
更に以下に述べる本質的な弱点を有している。すなわち
、溶接温度は溶接速度や帯板板厚また測定位置により著
しく変化し、速度。
ることから生ずる測定精度上の問題を抱えている他に、
更に以下に述べる本質的な弱点を有している。すなわち
、溶接温度は溶接速度や帯板板厚また測定位置により著
しく変化し、速度。
板厚、測定位置の関数として適正温度を決定するために
は膨大な量の試験を必要とすることである。
は膨大な量の試験を必要とすることである。
本発明は、上述のような冷接やペネレータを簡便な手段
で確実に防止することを目的とする。
で確実に防止することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明においては、金属帯を
連続的に成形して相対する突合せ端面をクサビ形に収束
せしめ、クサビ形頂点の高周波加熱と加圧により該突合
せ端面を連続的に溶接する高周波１′ｌ！縫溶接におい
て：高周波電流を０．１ｍｇｃｃから帆１ ｓｅｃの間
隔で周期的に断続もしくは高低して通電する。すなわち
、高周波電流によって誘起される電磁力をほぼ一定周期
で消失又は低減する。
連続的に成形して相対する突合せ端面をクサビ形に収束
せしめ、クサビ形頂点の高周波加熱と加圧により該突合
せ端面を連続的に溶接する高周波１′ｌ！縫溶接におい
て：高周波電流を０．１ｍｇｃｃから帆１ ｓｅｃの間
隔で周期的に断続もしくは高低して通電する。すなわち
、高周波電流によって誘起される電磁力をほぼ一定周期
で消失又は低減する。
？８接入熱をはじめとする溶接条件と溶接特性の関係に
関して、本発明者は種々検討し、下記のような知見を得
た。その結果によれば、相対する突合せ面２には互にい
逆向きに流九る高周波電流によって強い電磁圧力Ｐが誘
起されている。このため突合せ而２が溶融すると、第５
図に示すように溶融金属は直ちにイ（Ｆ板１の表面に排
出される。この場合突合せ面２は幾何学的衝合が期待さ
れる■収束点Ｖで会合できず、第６図に示すように排出
した溶融金属に見合った長さだけＶ収束点Ｖから間隙Ｇ
を発達させる。突合せ面２が実際に接合開始する溶接点
Ｗは該間隙Ｇの先端になる。
関して、本発明者は種々検討し、下記のような知見を得
た。その結果によれば、相対する突合せ面２には互にい
逆向きに流九る高周波電流によって強い電磁圧力Ｐが誘
起されている。このため突合せ而２が溶融すると、第５
図に示すように溶融金属は直ちにイ（Ｆ板１の表面に排
出される。この場合突合せ面２は幾何学的衝合が期待さ
れる■収束点Ｖで会合できず、第６図に示すように排出
した溶融金属に見合った長さだけＶ収束点Ｖから間隙Ｇ
を発達させる。突合せ面２が実際に接合開始する溶接点
Ｗは該間隙Ｇの先端になる。
ところで帯板ｌは移動しているから、■収束点Ｖから分
離した溶接点Ｗは帯板の移動速度で移動し該間隙Ｇの長
さは次第に長くなる。しかし間隙Ｇが長くなるに従い溶
接電流のインピーダンスが増大し溶接電流の低下、従っ
て、溶融開始の遅延が生ずる。逐にＶ収束点Ｖは溶融し
なくなった瞬間突合せ面２はＶ収束点Ｖにおいて接触し
、全溶接電流は短絡したＶ収束点Ｖを通って流れるよう
になる。この時ｖ−Ｗ間で電磁圧力が消失し、間隙Ｇの
大部分が溶接される。溶接点ＷはＶ収束点Ｖの近傍まで
戻され、インピーダンスは低下し、溶接電流が増大する
。■収束点Ｖにおいて突合せ面２１よ’（’ｆｉ融し、
溶接点Ｗは再び４ｆＦ板の移動速度で移動開始する。即
ち溶接は周期的に進行する。
離した溶接点Ｗは帯板の移動速度で移動し該間隙Ｇの長
さは次第に長くなる。しかし間隙Ｇが長くなるに従い溶
接電流のインピーダンスが増大し溶接電流の低下、従っ
て、溶融開始の遅延が生ずる。逐にＶ収束点Ｖは溶融し
なくなった瞬間突合せ面２はＶ収束点Ｖにおいて接触し
、全溶接電流は短絡したＶ収束点Ｖを通って流れるよう
になる。この時ｖ−Ｗ間で電磁圧力が消失し、間隙Ｇの
大部分が溶接される。溶接点ＷはＶ収束点Ｖの近傍まで
戻され、インピーダンスは低下し、溶接電流が増大する
。■収束点Ｖにおいて突合せ面２１よ’（’ｆｉ融し、
溶接点Ｗは再び４ｆＦ板の移動速度で移動開始する。即
ち溶接は周期的に進行する。
上述の説明で明らかなように、高入熱になるほど周期′
Ｉ′が長くなる。突合せ面２が溶融しないほど旺人熱の
場合、周期性は全くなくなる。
Ｉ′が長くなる。突合せ面２が溶融しないほど旺人熱の
場合、周期性は全くなくなる。
溶接部品質は周期Ｔに著しく支配され、周期Ｔが０の時
冷接が発生し、０≦Ｔ’≦０．１秒の時健全で、０．１
秒を超えるとペネトレータが多発する。
冷接が発生し、０≦Ｔ’≦０．１秒の時健全で、０．１
秒を超えるとペネトレータが多発する。
即ち冷接を避けるため高入熱で溶接すると周期Ｔが０．
１秒を超えバネ１−レータが発生する危険が生ずる。高
周波電縫溶接の入熱は０＜Ｔ≦０．１秒となるよう極め
て狭い範囲で制御されなければならない。
１秒を超えバネ１−レータが発生する危険が生ずる。高
周波電縫溶接の入熱は０＜Ｔ≦０．１秒となるよう極め
て狭い範囲で制御されなければならない。
以上のような高周波電縫溶接の特徴は溶融金属が、？１
１磁力によって突合せ面間から帯板表面へ排出されるこ
とに起因している。
１磁力によって突合せ面間から帯板表面へ排出されるこ
とに起因している。
従って高周波電流を一定周期で遮断又は低減すれば、高
周波電流が消失又は低減している期間に溶融金属の排出
が実質上停止し、突合せ面２間に残っている溶融金属に
より溶融圧接がなされる。
周波電流が消失又は低減している期間に溶融金属の排出
が実質上停止し、突合せ面２間に残っている溶融金属に
より溶融圧接がなされる。
高周波電流の断続通電周期は、Ｏ，１ｍ５ｅｃ以上０．
１ｓｅｃ以下が望ましい、０．１＋ｎ５ｅｃ未満では高
周波電流の周波数をＬＯＫＨｚを越えるものとしたのと
変りなく、電磁力による溶融全屈の排出を阻止できない
。断続通電周期が０．１ｓｅｃを越えると１通電遮断期
間もしくは電流低減期間が長くなるため未溶融部の圧接
をもたらし断続的な冷接を発生させる。この場合たとえ
通電遮断期間もしくは電流低減期間を短くしても溶接が
０．１秒周期で進行するのと変りなくなり、こんどはペ
ネトレータが多発するようになる。
１ｓｅｃ以下が望ましい、０．１＋ｎ５ｅｃ未満では高
周波電流の周波数をＬＯＫＨｚを越えるものとしたのと
変りなく、電磁力による溶融全屈の排出を阻止できない
。断続通電周期が０．１ｓｅｃを越えると１通電遮断期
間もしくは電流低減期間が長くなるため未溶融部の圧接
をもたらし断続的な冷接を発生させる。この場合たとえ
通電遮断期間もしくは電流低減期間を短くしても溶接が
０．１秒周期で進行するのと変りなくなり、こんどはペ
ネトレータが多発するようになる。
また、断続通電−周期におけろ通電遮断期間の長さは特
に限定するものではないが、−周期の１０％から７０％
までの範囲であれば４正人熱域の拡大が特に顕著である
。
に限定するものではないが、−周期の１０％から７０％
までの範囲であれば４正人熱域の拡大が特に顕著である
。
第１図に、本発明の実施のために、高周波電流を０１．
ｍ５ｃｃから０．１ｓＱＣの間隔で周期的に断続通電す
る高周波溶接電源１１の構成の一例を示す。この例にお
いては、直流電源１２から発振管１３の陽極までの間に
スイッチング素子１４を介挿して、発振管１３に与える
陽極電圧Ｅｐ、陽極電流ＩＰをオン、オフ、又は高、低
に制御している。スイッチング素子は例えば、サイリス
タインバータ、トランジスタインバータ等を利用すれば
良い。断続通電周期並びに、オン期間とオフ期間の比は
外部から設定することができる。
ｍ５ｃｃから０．１ｓＱＣの間隔で周期的に断続通電す
る高周波溶接電源１１の構成の一例を示す。この例にお
いては、直流電源１２から発振管１３の陽極までの間に
スイッチング素子１４を介挿して、発振管１３に与える
陽極電圧Ｅｐ、陽極電流ＩＰをオン、オフ、又は高、低
に制御している。スイッチング素子は例えば、サイリス
タインバータ、トランジスタインバータ等を利用すれば
良い。断続通電周期並びに、オン期間とオフ期間の比は
外部から設定することができる。
第２図は、本発明を実施するための高周波発振器のもう
１つの構成を示す。これにおいては特にスイッチング素
子を使用せず、グリッド発振を利用している。高周波発
振器のグリッド回路はグリッドリーク抵抗１５．グリッ
ドコンデンサー１６（容量ＣＱ）等から構成されている
。通常、抵抗１５の抵抗値ＲＧは必要なグリッドバイア
スを与えて連続発振を確保するように定められている。
１つの構成を示す。これにおいては特にスイッチング素
子を使用せず、グリッド発振を利用している。高周波発
振器のグリッド回路はグリッドリーク抵抗１５．グリッ
ドコンデンサー１６（容量ＣＱ）等から構成されている
。通常、抵抗１５の抵抗値ＲＧは必要なグリッドバイア
スを与えて連続発振を確保するように定められている。
ＲＱを例えば通常の２倍にすると、間欠発振を生じ、そ
の周期は、２πＲＧＣ，で与えられる。従ってＲＱＣ，
を適当に選ぶことによりＯ，１ｍ５ｅｃから０．１ｓｅ
ｃの間隔の断続通電を得ることが可能である。
の周期は、２πＲＧＣ，で与えられる。従ってＲＱＣ，
を適当に選ぶことによりＯ，１ｍ５ｅｃから０．１ｓｅ
ｃの間隔の断続通電を得ることが可能である。
なお、このようにグリッド発振の場合も第１図に示した
例と同様に、グリッドにスイッチング素子を接続して、
この素子のオン、オフを所定の周期で制御して発振、停
止を行なうようにしてもよい。
例と同様に、グリッドにスイッチング素子を接続して、
この素子のオン、オフを所定の周期で制御して発振、停
止を行なうようにしてもよい。
第１．２図の高周波発振器で得られる高周波電流の波形
の一例を第３図に模式的に示した。
の一例を第３図に模式的に示した。
第１図に示す態様の高周波型Ｍ溶接電源を用いて、板厚
１０ｍｍの軟鋼を速度３０ＩＩｌ／ｍｉｎで溶接し、断
続通電周期と適正入熱域の関係を調査した結果を第７図
に示す。同図の調査において、断続通電の通電期間と遮
断期間の比はｌ、すなわち通電期間は断続通電周期の１
７２である。この調査で入熱は陽極電圧ＥＰを変えるこ
とにより変更した。
１０ｍｍの軟鋼を速度３０ＩＩｌ／ｍｉｎで溶接し、断
続通電周期と適正入熱域の関係を調査した結果を第７図
に示す。同図の調査において、断続通電の通電期間と遮
断期間の比はｌ、すなわち通電期間は断続通電周期の１
７２である。この調査で入熱は陽極電圧ＥＰを変えるこ
とにより変更した。
第７図から明らかなように断続通電周期が０１ｍｓｅｃ
から０．１ｓｅｃの間で、冷接やペネトレータの発生し
ない適正入熱域は連続発振の場合の２倍を越えろ著しい
拡大を示している。同様な効果は溶接する全屈、板厚、
溶接速度が異なる場合にも確かめられた。
から０．１ｓｅｃの間で、冷接やペネトレータの発生し
ない適正入熱域は連続発振の場合の２倍を越えろ著しい
拡大を示している。同様な効果は溶接する全屈、板厚、
溶接速度が異なる場合にも確かめられた。
また上述の例では周期的に通電を遮断する場合を示した
が、陽極電圧Ｅｐを周期的にｌ／ｌｏ以下に低減しても
第７図と同様な効果が得られることを本発明者等は実験
により確認している。
が、陽極電圧Ｅｐを周期的にｌ／ｌｏ以下に低減しても
第７図と同様な効果が得られることを本発明者等は実験
により確認している。
以上に説明した通り１本発明によれば、高周波電縫溶接
に適正入熱域が著しく拡大し、溶接欠陥のない高品質の
得られる溶接条件を極めて容易に設定することができる
。
に適正入熱域が著しく拡大し、溶接欠陥のない高品質の
得られる溶接条件を極めて容易に設定することができる
。
第１図は本発明を一態様で実施する高周波溶接電源構成
概要を示す回路図、第２図は本発明を別の態様で実施す
るのに用いる高周波溶接電源の構成概要を示す回路図、
第３図は本発明における高周波電流波形の模式図、第４
図は従来のならびに本発明が対象とする高周波電縫溶接
の態様を示す斜視図、第５図は、電磁力による溶融金属
の突合せ面から帯板表面への排除を示す模式断面図、第
６図は、突合せ溶融によるＶ収束点と溶接点の分離を示
す模式平面図、第７図は１本発明の断続通電溶接を適用
することにより、適正入熱範囲が拡大することを示すグ
ラフである。 １：帯板 ２：突合せ面３ニスクイズロ
ール ４：接触子 ５：溶融金属 ６：適正入熱範囲１１：高周
波溶接電源 １２：直流電源１３：発振管
１４ニスイツチング素子１５ニゲリツドリーク抵
抗 １６：グリッドコンデンサ Ｅｐ：発振管陽極電圧■ｐ
：発振管陽極電流 ＲＧニゲリッド抵抗値ＣＧニゲ
リッドコンデンサ容斌 Ｐ：ｆｒｌ磁力 ｖ：ｖ収束点Ｇ：間隙
Ｗ：溶接点 第２図 第３図 東４図 事５図 声６図 驚７図 そ毛 手続上１１正マ、；：（自発） 昭和６１年 ４月６ 日 特許庁長官 宇 賀 道 部 毀 ；ｔｈ’ｉ １、事件の表示 昭和６１年特許願第０’１５６８０号
２、発明の名称 高周波電縫溶接方法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代Ｆ１１区大手町二丁口６番３号
名称 （６６５）新日本製鐵株式会社 他＃片
代表者 武 １） 豊 ４、代理人 〒１０３ 電話 ０３−８６４−６
０５２住所 東京都中央区東日本橋２丁１１２７
番６号欄および図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第１頁の特許請求の範囲の欄全文を次Ｃ通
りに訂正する。 「２、特許請求の範囲 全屈帯を連続的く成形して相対する突合せ端面をタサビ
形に収束せしめ、クサビ形頂点の高周波加熱と方圧によ
り該突合せ端面を連続血に溶接する高周波電糸溶接にお
いて： 高周波電流を０ 、１ ｍ５ｅｃから０ 、１ ｓｅｃ
の間隔で周期的に断続もしくは高低して通電することを
特徴とすイ高周波電縫溶接方法。」 （２）明細書の下記頁、行の、誤とした部分を正と［だ
内容に訂正する。 以上
概要を示す回路図、第２図は本発明を別の態様で実施す
るのに用いる高周波溶接電源の構成概要を示す回路図、
第３図は本発明における高周波電流波形の模式図、第４
図は従来のならびに本発明が対象とする高周波電縫溶接
の態様を示す斜視図、第５図は、電磁力による溶融金属
の突合せ面から帯板表面への排除を示す模式断面図、第
６図は、突合せ溶融によるＶ収束点と溶接点の分離を示
す模式平面図、第７図は１本発明の断続通電溶接を適用
することにより、適正入熱範囲が拡大することを示すグ
ラフである。 １：帯板 ２：突合せ面３ニスクイズロ
ール ４：接触子 ５：溶融金属 ６：適正入熱範囲１１：高周
波溶接電源 １２：直流電源１３：発振管
１４ニスイツチング素子１５ニゲリツドリーク抵
抗 １６：グリッドコンデンサ Ｅｐ：発振管陽極電圧■ｐ
：発振管陽極電流 ＲＧニゲリッド抵抗値ＣＧニゲ
リッドコンデンサ容斌 Ｐ：ｆｒｌ磁力 ｖ：ｖ収束点Ｇ：間隙
Ｗ：溶接点 第２図 第３図 東４図 事５図 声６図 驚７図 そ毛 手続上１１正マ、；：（自発） 昭和６１年 ４月６ 日 特許庁長官 宇 賀 道 部 毀 ；ｔｈ’ｉ １、事件の表示 昭和６１年特許願第０’１５６８０号
２、発明の名称 高周波電縫溶接方法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代Ｆ１１区大手町二丁口６番３号
名称 （６６５）新日本製鐵株式会社 他＃片
代表者 武 １） 豊 ４、代理人 〒１０３ 電話 ０３−８６４−６
０５２住所 東京都中央区東日本橋２丁１１２７
番６号欄および図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第１頁の特許請求の範囲の欄全文を次Ｃ通
りに訂正する。 「２、特許請求の範囲 全屈帯を連続的く成形して相対する突合せ端面をタサビ
形に収束せしめ、クサビ形頂点の高周波加熱と方圧によ
り該突合せ端面を連続血に溶接する高周波電糸溶接にお
いて： 高周波電流を０ 、１ ｍ５ｅｃから０ 、１ ｓｅｃ
の間隔で周期的に断続もしくは高低して通電することを
特徴とすイ高周波電縫溶接方法。」 （２）明細書の下記頁、行の、誤とした部分を正と［だ
内容に訂正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属帯を連続的の成形して相対する突合せ端面をクサ
ビ形に収束せしめ、クサビ形頂点の高周波加熱と加圧に
より該突合せ端面を連続時に溶接する高周波電縫溶接に
おいて： 高周波電流を０．１ｍｓｅｃから０．１ｓｅｃの間隔で
周期的に断続もしくは高低して通電することを特徴とす
る高周波電縫溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4568086A JPS62203684A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 高周波電縫溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4568086A JPS62203684A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 高周波電縫溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62203684A true JPS62203684A (ja) | 1987-09-08 |
Family
ID=12726104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4568086A Pending JPS62203684A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 高周波電縫溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62203684A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100460991B1 (ko) * | 1998-12-29 | 2005-05-04 | 주식회사 포스코 | 고주파저항용접시페니트레이션결함발생방지방법 |
| KR100902241B1 (ko) | 2002-12-18 | 2009-06-11 | 주식회사 포스코 | 강관의 용접부 결함 발생이 방지되는 고주파 전기저항용접방법 |
-
1986
- 1986-03-03 JP JP4568086A patent/JPS62203684A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100460991B1 (ko) * | 1998-12-29 | 2005-05-04 | 주식회사 포스코 | 고주파저항용접시페니트레이션결함발생방지방법 |
| KR100902241B1 (ko) | 2002-12-18 | 2009-06-11 | 주식회사 포스코 | 강관의 용접부 결함 발생이 방지되는 고주파 전기저항용접방법 |
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