JPS59232676A - エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法 - Google Patents
エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法Info
- Publication number
- JPS59232676A JPS59232676A JP58107120A JP10712083A JPS59232676A JP S59232676 A JPS59232676 A JP S59232676A JP 58107120 A JP58107120 A JP 58107120A JP 10712083 A JP10712083 A JP 10712083A JP S59232676 A JPS59232676 A JP S59232676A
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- Japan
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- welding
- energy beam
- wedge shape
- weld point
- electric resistance
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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
- B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
- B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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】
本発明は、電気抵抗溶接法と、例えばレー勺′−ビーム
のようなエネルギービームを併用することを特徴とする
複合溶接法に関するものである。
のようなエネルギービームを併用することを特徴とする
複合溶接法に関するものである。
電気抵抗溶接法（以下ＥＲＷと略称する）は、溶接法と
して最もよく使用されている技術の一つである。例えば
、溶接鋼管の製造分野におり１て一般に電縫管と呼ばれ
る管を製造する方法は、溶接速度の速い、すなわち生産
性の高い溶接法として広く行なわれている。
して最もよく使用されている技術の一つである。例えば
、溶接鋼管の製造分野におり１て一般に電縫管と呼ばれ
る管を製造する方法は、溶接速度の速い、すなわち生産
性の高い溶接法として広く行なわれている。
第１図は従来行なわれている高周波接触式電気抵抗溶接
による造管方法を示すもので、鋼帯を、図示していない
成形ロール群によって管状に成形し、さらに該銅帯（以
下管状体という）■の端部２゜２をスクイズロール３，
３によって突き合せ、突き合せ部を頂点とするクサビ状
に形成する。さらにスクイズロール３，３の上流に配設
した接触子４ａ、４ｂに高周波電源４から高周波電圧を
印加し、一つの接触子４ａ、４ｂに高周波電源４から高
周波電圧を印加し、一つの接触子４ａから他の接触子４
ｂへの（あるいは接触子４ｂから接触子４ａへの）高周
波電流回路をクサビ形状を呈する端部２，２に沿って形
成させ、この高周波電流によって端部２，２を加熱する
。その結果、クサビ形状の頂点において溶接温度に達し
、スクイズロール３により加圧溶接される。ところが、
このＥＲＷも溶接物が厚肉になったり、あるいは溶接速
度を高めようとした場合には問題がある。例えば、厚内
になると、第２ａ図に示すように、端部２のコーナ一部
２ａ、２ｂの高周波電流密度が板厚中央部２ｃの高周波
電流密度より高くなり、その結果、温度分布はＨａ２に
示すように板厚中央部に負温度部を生じ、冷接欠陥が発
生する。
による造管方法を示すもので、鋼帯を、図示していない
成形ロール群によって管状に成形し、さらに該銅帯（以
下管状体という）■の端部２゜２をスクイズロール３，
３によって突き合せ、突き合せ部を頂点とするクサビ状
に形成する。さらにスクイズロール３，３の上流に配設
した接触子４ａ、４ｂに高周波電源４から高周波電圧を
印加し、一つの接触子４ａ、４ｂに高周波電源４から高
周波電圧を印加し、一つの接触子４ａから他の接触子４
ｂへの（あるいは接触子４ｂから接触子４ａへの）高周
波電流回路をクサビ形状を呈する端部２，２に沿って形
成させ、この高周波電流によって端部２，２を加熱する
。その結果、クサビ形状の頂点において溶接温度に達し
、スクイズロール３により加圧溶接される。ところが、
このＥＲＷも溶接物が厚肉になったり、あるいは溶接速
度を高めようとした場合には問題がある。例えば、厚内
になると、第２ａ図に示すように、端部２のコーナ一部
２ａ、２ｂの高周波電流密度が板厚中央部２ｃの高周波
電流密度より高くなり、その結果、温度分布はＨａ２に
示すように板厚中央部に負温度部を生じ、冷接欠陥が発
生する。
また、冷接をなくすために高入熱状態にすると、温度分
布はＨａｌに示すようになり、ペネ１〜レータ欠陥が発
生する。このような問題は、レーザービームなどのエネ
ルギービームを投射して、これにより第２ｂ図に示すよ
うな中央部２Ｃで高温の温度分布Ｈｂを形成することに
より改善さ４しる。
布はＨａｌに示すようになり、ペネ１〜レータ欠陥が発
生する。このような問題は、レーザービームなどのエネ
ルギービームを投射して、これにより第２ｂ図に示すよ
うな中央部２Ｃで高温の温度分布Ｈｂを形成することに
より改善さ４しる。
しかしながら、該クサビ形状の相向い合う）容接面の振
動、第３ａ図に示すような、エネルギービームのクサビ
形状の頂点よりのすオし、および、エネルギービーム内
のエネルギー密度の不均一等により、エネルギービーム
による加熱が溶接点又はその直前においてずれると、ク
サビ形状の相対向する面に均一な温度」１昇をもたらさ
ず、やはり欠陥を生ずることがある。
動、第３ａ図に示すような、エネルギービームのクサビ
形状の頂点よりのすオし、および、エネルギービーム内
のエネルギー密度の不均一等により、エネルギービーム
による加熱が溶接点又はその直前においてずれると、ク
サビ形状の相対向する面に均一な温度」１昇をもたらさ
ず、やはり欠陥を生ずることがある。
本発明は、このような従来の問題点を解決することを目
的としたもので、 相向い合う溶接面が漸近し、溶接点
を頂点とするクサビ形状をなす被溶接物へ電気エネルギ
ーを供給し発生するジュール熱でクサビ形状の頂点を溶
接温度まで加熱し溶接する電気抵抗溶接法において該ク
サビ形状の開放側から溶接点へ該クサビ形状および電気
抵抗溶接法１；よる加熱温度分布に応じて、該クサビ形
状内に制御されたエネルギービームを投射して溶接する
、エネルギービーム併用電気抵抗溶接において； 加熱溶融領域が溶接点を中心としてたとえば第３ｂ図に
示すように左右対称に加熱するように、あるいは上下対
称に加熱するように、クサビ形状の頂点を中心としてエ
ネルギービームを一次元又は二次元で振動させる。
的としたもので、 相向い合う溶接面が漸近し、溶接点
を頂点とするクサビ形状をなす被溶接物へ電気エネルギ
ーを供給し発生するジュール熱でクサビ形状の頂点を溶
接温度まで加熱し溶接する電気抵抗溶接法において該ク
サビ形状の開放側から溶接点へ該クサビ形状および電気
抵抗溶接法１；よる加熱温度分布に応じて、該クサビ形
状内に制御されたエネルギービームを投射して溶接する
、エネルギービーム併用電気抵抗溶接において； 加熱溶融領域が溶接点を中心としてたとえば第３ｂ図に
示すように左右対称に加熱するように、あるいは上下対
称に加熱するように、クサビ形状の頂点を中心としてエ
ネルギービームを一次元又は二次元で振動させる。
これによれば、振動の中心と実際の溶接の中心とのずれ
、および、エネルギービーム内のエネルギー密度の不均
一等があっても、温度分布のかたよりが小さくなり、溶
接点における温度の均一性が高くなる。
、および、エネルギービーム内のエネルギー密度の不均
一等があっても、温度分布のかたよりが小さくなり、溶
接点における温度の均一性が高くなる。
本発明の好ましい実施例においては、振動の中心を溶接
点に合すために、エネルギービームを被溶接物の溶接点
の変動に追尾させる誘導ガイドを用いてエネルギービー
ムを被溶接物に誘導する。
点に合すために、エネルギービームを被溶接物の溶接点
の変動に追尾させる誘導ガイドを用いてエネルギービー
ムを被溶接物に誘導する。
これによれば、エネルギービームの分布が溶接点を中心
とし、かつ温度差が小さい広い範囲となるため、溶接点
におけるエネルギービームによる温度の均一性が一層高
くなる。
とし、かつ温度差が小さい広い範囲となるため、溶接点
におけるエネルギービームによる温度の均一性が一層高
くなる。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第４図は電縫管の溶接に本発明を一態様で実施する装置
構成の概要を示す斜視図である。
構成の概要を示す斜視図である。
同図において、管状体１のエツジ部２（クサビ形状をな
す溶接対向面）は接触子４ａ、４ｂから供給される高周
波電力によって発生ずるジュール熱およびレーザ照射装
置５から照射されるレーザービーム１０によって全肉厚
範囲に亘って溶接温度に均一的に加熱される。
す溶接対向面）は接触子４ａ、４ｂから供給される高周
波電力によって発生ずるジュール熱およびレーザ照射装
置５から照射されるレーザービーム１０によって全肉厚
範囲に亘って溶接温度に均一的に加熱される。
即ち接触子４．ａ、４ｂの１つから溶接点を通り他の接
触子に達する高周波電流によるジュール熱により溶接点
が加熱されるが、このとき肉厚中央部２ｃは溶接温度に
ば達つせず、低入熱状態であり、従来の電縫溶接管にお
いては冷接となる状態である。そこでレーザービーム１
０でエツジ部２ （クサビ形状をなす溶接対向面）の主
に中央２ ｃ、をｒ・め加熱する。
触子に達する高周波電流によるジュール熱により溶接点
が加熱されるが、このとき肉厚中央部２ｃは溶接温度に
ば達つせず、低入熱状態であり、従来の電縫溶接管にお
いては冷接となる状態である。そこでレーザービーム１
０でエツジ部２ （クサビ形状をなす溶接対向面）の主
に中央２ ｃ、をｒ・め加熱する。
レーザ照射装置５から照射されるレーザビー１１は既知
の手段であるミラー６．７、溶接点を頂点として該頂点
を中心として一定周期でレーザービームを振動させるス
キャナ８を通して、被溶接物に機械的に倣い、常に溶接
点となるべき頂点方向へエネルギービームをクサビ形状
の開放側から投射する誘導ガイド９により相向い合う溶
接面の高周波電流による加熱だけでは低入熱となる肉厚
中央部２ｃをビーム１ｏで加熱する。
の手段であるミラー６．７、溶接点を頂点として該頂点
を中心として一定周期でレーザービームを振動させるス
キャナ８を通して、被溶接物に機械的に倣い、常に溶接
点となるべき頂点方向へエネルギービームをクサビ形状
の開放側から投射する誘導ガイド９により相向い合う溶
接面の高周波電流による加熱だけでは低入熱となる肉厚
中央部２ｃをビーム１ｏで加熱する。
すなわちこの実施態様では、誘導ガイド９の中空台車９
ａに枢着しだローラをエツジ２に係合させて台車の中心
線を溶接点の中心に合せ、がっ、ビームガイド９ｂを伸
縮自在として台車９ｂが常に管状体１に当接して管状体
１と共に上下に動くようにしており、しかも、スキャナ
８で、管状体１の移動速度に比例した速度で、エツジ２
の相対向する面に交互にレーザービームを照射するよう
にしている。したがってレーザービーム１ｏは、第４図
にジグザグの実線および点線で示すように、エツジ２の
相対向する面のいずれに照射されても、相対向する面で
エネルギーの一部は吸収され一部は交互に反射されて溶
接点（クサビ形状の頂点）に至る。
ａに枢着しだローラをエツジ２に係合させて台車の中心
線を溶接点の中心に合せ、がっ、ビームガイド９ｂを伸
縮自在として台車９ｂが常に管状体１に当接して管状体
１と共に上下に動くようにしており、しかも、スキャナ
８で、管状体１の移動速度に比例した速度で、エツジ２
の相対向する面に交互にレーザービームを照射するよう
にしている。したがってレーザービーム１ｏは、第４図
にジグザグの実線および点線で示すように、エツジ２の
相対向する面のいずれに照射されても、相対向する面で
エネルギーの一部は吸収され一部は交互に反射されて溶
接点（クサビ形状の頂点）に至る。
この実施態様では、レーザービーム自身を管状体１の送
り速度に比例した所定速度で振動させることと、照射さ
れたレーザービームが相対向面で一部は吸収され一部は
交互に反射されて溶接点に至る交互反射により相対向面
の均一な加熱が行なわれ、溶接点においては第３ｂ図に
示すような、溶接点を中心にした温度分布となる。管状
体１の４Ｍ動やレーザービーム内のエネルギー分布の不
均一等による加熱位置ずれがなくなる。
り速度に比例した所定速度で振動させることと、照射さ
れたレーザービームが相対向面で一部は吸収され一部は
交互に反射されて溶接点に至る交互反射により相対向面
の均一な加熱が行なわれ、溶接点においては第３ｂ図に
示すような、溶接点を中心にした温度分布となる。管状
体１の４Ｍ動やレーザービーム内のエネルギー分布の不
均一等による加熱位置ずれがなくなる。
管状体１の肉厚方向にもエネルギーを分散さ吐るときに
は、更にレーザービーム１０を上下方向に振動させる。
は、更にレーザービーム１０を上下方向に振動させる。
なお、センサーで溶接点の左右および上下位置を検出し
て、検出値に基づいてレーザービームの振動中心を移動
させて該振動中心を溶接点に追尾させるときには、たと
えば誘導ガイド９に相当するビームガイドを、左右、上
下に自！Ｉ！ＪＪ駆動するキャリッジ又は台車に搭載し
て、センサーで溶接点のＸ軸、Ｙ軸位置を検出しビーム
ガイドの指向線を該Ｘ軸、Ｙ軸位置に合せる位置決め機
構を用いる。また、ミラー系の角度を自動調整するよう
にしてもよい。これらの場合の倣いは電気的なものとな
る。つまり、第４図には機械的な倣い機構を示すが、電
気的な倣い制御を用いてもよい。
て、検出値に基づいてレーザービームの振動中心を移動
させて該振動中心を溶接点に追尾させるときには、たと
えば誘導ガイド９に相当するビームガイドを、左右、上
下に自！Ｉ！ＪＪ駆動するキャリッジ又は台車に搭載し
て、センサーで溶接点のＸ軸、Ｙ軸位置を検出しビーム
ガイドの指向線を該Ｘ軸、Ｙ軸位置に合せる位置決め機
構を用いる。また、ミラー系の角度を自動調整するよう
にしてもよい。これらの場合の倣いは電気的なものとな
る。つまり、第４図には機械的な倣い機構を示すが、電
気的な倣い制御を用いてもよい。
次に本発明の作用、効果を説明する。
本発明しこおいて、電気抵抗溶接とエネルギービームを
併用するのであるが、電気抵抗溶接としての高周波電力
による加熱はその高周波特有の現象を利用することによ
り、特に溶接面のコーナ一部を溶接温度まで効率よく加
熱し、エネルギービームは溶接面の中央部をクサビ形状
で相対向する面を均一に溶接温度まで表面から加熱する
。従って溶接面からの熱浸透深さを浅く出来、又溶接面
は通入熱状態とせずに温度の均一化がはかれることによ
り、アノブセッ＋４及びメタルフロー立上りを低減し、
常に安定した高品質の溶接が得られる。
併用するのであるが、電気抵抗溶接としての高周波電力
による加熱はその高周波特有の現象を利用することによ
り、特に溶接面のコーナ一部を溶接温度まで効率よく加
熱し、エネルギービームは溶接面の中央部をクサビ形状
で相対向する面を均一に溶接温度まで表面から加熱する
。従って溶接面からの熱浸透深さを浅く出来、又溶接面
は通入熱状態とせずに温度の均一化がはかれることによ
り、アノブセッ＋４及びメタルフロー立上りを低減し、
常に安定した高品質の溶接が得られる。
本発明の効果を実施例により従来法と比較して説明する
。
。
実施内容は次の第１表の如くである。
第４表に示す本発明の実施例で、冷接欠陥、ベネ１〜レ
ータ欠陥およびメタルフロー立上り角の低減化がもたら
され、溶接品質の向」二が見らｈた。
ータ欠陥およびメタルフロー立上り角の低減化がもたら
され、溶接品質の向」二が見らｈた。
また、従来の電縫管において困難であった厚肉管の高品
質かつ高能率の造管が可能となった。
質かつ高能率の造管が可能となった。
第１図は従来の高周波接触式溶接による造管工程の概要
を示す斜視図、第２ａ図は高周波接触式溶接時の、エツ
ジ部の温度分布を示す断面図であり、第１図のＡ−Ａ線
断面図に相当する。第２ｂ図はレーザービーム加熱時の
、エツジ部の温度分布を示す断面図であり、第４図のＢ
−Ｂ線断面図に相当する。 第３ａ図は溶接点を頂点とするクサビ形状の開放側から
溶接点に向けてのレーザービームの固定投射による溶接
点付近の温度分布とレーザービームのエネルギー分布Ｌ
ｂとの関係を示す正面図、第３ｂ図はレーザービームＬ
ｂＳを振動させたときの関係を示す正面図である。 第４図は本発明を一態様で実施する装＠溝成の概要を示
す斜視図である。 ■＝管管状 ２：エツジ部（相向い合う溶接面）３
ニスクイズロール ４：高周波電源４ａ、４ｂ：接
触子 ５：レーザー照射装置６．７：ミラー
８：スキャナ９：誘導ガイド ９ａ
：台車 ９ｂ＝ビームガイド 特許出願人新口本製鐵株式會ｔ］−
を示す斜視図、第２ａ図は高周波接触式溶接時の、エツ
ジ部の温度分布を示す断面図であり、第１図のＡ−Ａ線
断面図に相当する。第２ｂ図はレーザービーム加熱時の
、エツジ部の温度分布を示す断面図であり、第４図のＢ
−Ｂ線断面図に相当する。 第３ａ図は溶接点を頂点とするクサビ形状の開放側から
溶接点に向けてのレーザービームの固定投射による溶接
点付近の温度分布とレーザービームのエネルギー分布Ｌ
ｂとの関係を示す正面図、第３ｂ図はレーザービームＬ
ｂＳを振動させたときの関係を示す正面図である。 第４図は本発明を一態様で実施する装＠溝成の概要を示
す斜視図である。 ■＝管管状 ２：エツジ部（相向い合う溶接面）３
ニスクイズロール ４：高周波電源４ａ、４ｂ：接
触子 ５：レーザー照射装置６．７：ミラー
８：スキャナ９：誘導ガイド ９ａ
：台車 ９ｂ＝ビームガイド 特許出願人新口本製鐵株式會ｔ］−
Claims (3)
- （１）相同い合う溶接面が漸近し溶接点を頂点とするク
サビ形状をなす被溶接物へ電気エネルギーを供給し発生
するジュール熱でクサビ形状の頂点の温度を溶接温度ま
で加熱し、しかも、該クサビ形状の開放側から溶接点へ
エネルギービームを投射して溶接点を加熱溶融して、該
クサビ形状部の電気抵抗加熱における加熱温度分布の負
温度部の温度を均一にする、エネルギービーム併用電気
抵抗溶接において、 該頂点を中心としてエネルギービームを振動させる事を
特徴とするエネルギービーム併用電気抵抗溶接法。 - （２）エネルギービームを被溶接物の溶接点の変動に追
尾させる誘導ガイドを用いてエネルギービームを被溶接
物に誘導する、前記特許請求の範囲第（１）項記載のエ
ネルギービーム併用電気抵抗溶接法。 - （３）エネルギービー１１を、クサビ形状で相同し’１
合う面に交互に投射する前記特許請求の範囲第（１）項
又は第（２）項記載のエネルギービーム併用電気抵抗溶
接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107120A JPS59232676A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107120A JPS59232676A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59232676A true JPS59232676A (ja) | 1984-12-27 |
Family
ID=14450988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107120A Pending JPS59232676A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59232676A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2575686A1 (fr) * | 1985-01-10 | 1986-07-11 | Nippon Steel Corp | Procede de soudage a haute frequence au moyen d'une resistance electrique et utilisant une exposition a un faisceau laser |
| JPS61162279A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-22 | Nippon Steel Corp | レ−ザビ−ムを併用した高周波電縫溶接方法 |
| JPS61162283A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-22 | Nippon Steel Corp | エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法 |
| JPS61253186A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-11-11 | Nippon Steel Corp | 電気エネルギ−併用エネルギ−ビ−ム溶接法 |
-
1983
- 1983-06-15 JP JP58107120A patent/JPS59232676A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2575686A1 (fr) * | 1985-01-10 | 1986-07-11 | Nippon Steel Corp | Procede de soudage a haute frequence au moyen d'une resistance electrique et utilisant une exposition a un faisceau laser |
| JPS61162279A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-22 | Nippon Steel Corp | レ−ザビ−ムを併用した高周波電縫溶接方法 |
| JPS61253186A (ja) * | 1985-01-10 | 1986-11-11 | Nippon Steel Corp | 電気エネルギ−併用エネルギ−ビ−ム溶接法 |
| JPH0371947B2 (ja) * | 1985-01-10 | 1991-11-15 | Nippon Steel Corp | |
| JPS61162283A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-22 | Nippon Steel Corp | エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法 |
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