JPS63149085A - バツト溶接方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、薄鋼板の端面同士をバット溶接する方法に関
するものである。

（従来の技術） 例えば薄鋼板を高能率、高精度に溶接する方法として、
近年、フランシュバット溶接法に代わってバット溶接法
が広く採用されている。

このバット溶接法は第４図（イ）　（ロ）に示すように
、対向配置されて成る加圧装置を兼ねた電極１．１で被
溶接材である薄鋼板２を挟持し、これらを突き合わせて
加圧しつつ大電流を流すことにより掻めて短時間で前記
薄鋼板２の端面同士を接合せんとする一種の圧接法であ
、ａ。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、特に薄鋼板等の突合わせ溶接を前記バッ
ト溶接法によって行うと、突合わせ面の幅方向で入熱ム
ラが発生しやすいという問題があった。

すなわち、板端面の両側部では入熱不足気味となり、逆
に板端面の両側部から少し内側寄りの位置では過大入熱
気味となるのである。特に、その傾向が顕著な場合には
第５図に示すように過大入熱位置で溶は落ち、あるいは
アブセット不足が生じることになる。第５図中３は入熱
過大による接合不良部を示す０反対にこの現象を防止せ
んとして入熱を下げると板端面の両側部が入熱不足（冷
接）となって板端面の両側部が接合不良となる。

本発明はかかる問題点を解決できるバット溶接方法を提
供せんとするものであり、後述する本発明者等の研究・
実験に基づ（知見によって成立せしめられたものである
。

（問題点を解決するための手段） 先ず、前記した従来の問題点が発生する原因について説
明する。

すなわち、本発明者等は入熱ムラの発生原因についての
力学的、電気的挙動を有限要素法等を用いた数値解析に
より検討し、加えて実験による検討を行った結果、従来
の問題は以下の原因によるものであることが判明したの
である。

つまり、薄鋼板同士の突合わせ溶接時には、薄口板は突
合わせ面近傍のみが急速加熱されるために溶接初期の薄
鋼板２．２の端面ば第３図に示すように不均一な熱膨張
によって回転変形して板端面の両側部の突合わせが十分
でなくなり、この部分で非接触部が形成される。

しかして、この状態で大電流を流し続けると前記非接触
部に隣接した突合わせ面の極く局部に電流が集中し、そ
のために急激な発熱の集中が生じる（参考として参考図
を添付する）。また、これとは反対に板端面の両側部の
発熱が不足する。

かかる理由によって板端面の両側部より少し内側寄りの
電流集中部では溶は落ちたり、アブセット不足になって
接合不良となり、また板端面の両側部では入熱不足によ
る接合不良となっていたのである。

そこで本発明では上記したようなバット溶接時における
接合不良の発生原因の解明に基づき、溶接時における薄
鋼板端面をその両側方から加圧あるいは両側方から拘束
することにより解決せんとしているのである。

すなわち本発明は、溶接せんとする薄鋼板の端面突き合
わせ部分近傍をその両側方から加圧あるいは両側方を拘
束しながら溶接することにより前記した入熱ムラに起因
する接合不良をなくそうとしているのである。

つまり、従来のバット溶接にあっては第４図に模式的に
示す如く、電極１による加圧は薄鋼板２の長手方向から
のみ行われていた為、薄鋼板２の端面突き合わせ部分に
おける加熱領域は板幅方向に自由に膨張して非接触領域
すなわち隙間が生じていた。

これに対して本発明方法は、第１図に模式的に示す如く
、薄鋼板２の端面突き合わせ部分近傍において板幅方向
の膨張変形を加圧あるいは拘束することによって阻止し
、前記隙間の消滅を図るものである。

第２図は本発明方法を適用するに際して使用する加圧あ
るいは拘束を行うための治具４の例示図面であり、この
治具４は同図（イ）（ロ）に示すように主電流の経路を
撹乱しないために例えばセラミックス等の高強度耐熱性
絶縁体５を薄鋼板２との当接側に用いて電気的絶縁を施
し、かつ治具本体の強度を鋼６等によって補強すること
が望ましい。なお、第２図（イ）に示すものは高強度耐
熱性絶縁体５の表面に潤滑剤７を塗布して使用するもの
であり、（ロ）に示すものは潤滑剤７に代えて高強度絶
縁体５でローラを形成したものである。

なお、板幅の異なる各薄鋼板２のバット溶接を効果的に
行い、また加工や電極１への取り付は精度に左右される
板幅不均一の影響を排除するためには本発明方法の適用
に際し、拘束するよりも加圧するほうが望ましい。

（実　施　例） 以下、本発明方法を実施した結果について説明する。

先ず、本実施例に使用した供試材の成分、寸法及び機械
的性質を下記第１表に、またこの供試材を使用して本発
明方法によりバット溶接を行った際の溶接条件を下記第
２表に示す。

第１表 （単位：重量％） 第２表 しかして、第１表に示す供試材を用い、第２表に示す溶
接条件にて本発明方法によりバット溶接を行った結果を
下記第３表に示す。

第３表 注１）割れ率＝（Σ割れ長さ／電極の幅）Ｘ１００上記
第３表により以下に列挙することが明らかとなった。

■　板幅方向を拘束・加圧しない従来法の割れ率は１０
％である（患１）。

■　治具による加圧幅を初期電極間隔の１／３に設定し
た場合には、治具加圧力の増加に伴って割れ率は減少す
る（隘２．３及び隘１０〜１３）が、ある値以上の加圧
を加えても効果は同等である（患４．５及びＮｌ１１３
．１４）。

■　治具加圧力を一定にして治具による加圧幅を増加し
た場合、後者の増加に伴い割れ率は減少する（隘６〜８
及び隘１５．１６）が、ある幅以上での効果は同等とな
る。（磁８．９及びＮＩＬ　１６．１７）。

■　以上の実施結果より治具による加圧幅を電極間距離
の１／３程度以上とし、治具加圧力を座屈の起こらない
範囲で高くすれば本発明による割れ率低減の効果が顕著
に現れる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、薄鋼板の端面同士をバッ
ト溶接する方法において、溶接せんとする薄鋼板の端面
突き合わせ部分近傍をその両側方から加圧あるいは両側
方を拘束しながら溶接する為、従来板端面の両側部に発
生していた入熱ムラに起因する接合不良を防止でき、良
好な接合が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の概略説明図、第２図（イ）（ロ）
は本発明方法に使用する加圧あるいは拘束治具の例示図
面、第３図及び第５図は従来方法による場合の問題点を
説明する図面、第４図はバット溶接法の説明図である。 ｌは電極、２は薄鋼板、４は治具。 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄鋼板の端面同士をバット溶接する方法において
   、溶接せんとする薄鋼板の端面突き合わせ部分近傍をそ
   の両側方から加圧あるいは両側方を拘束しながら溶接す
   ることを特徴とするバット溶接方法。