JPH0148113B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0148113B2 JPH0148113B2 JP20603584A JP20603584A JPH0148113B2 JP H0148113 B2 JPH0148113 B2 JP H0148113B2 JP 20603584 A JP20603584 A JP 20603584A JP 20603584 A JP20603584 A JP 20603584A JP H0148113 B2 JPH0148113 B2 JP H0148113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- ultra
- stretch
- butt
- thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/025—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams
- B23K9/0253—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams for the longitudinal seam of tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
技術分野
本発明は、極薄肉板素材を丸めて端部同士を突
き合わせ、その突合せ部に沿つて溶融溶接を行う
ことにより極薄肉溶接管を製造する方法に係り、
特に加熱による突合せ部の変形を防止して、良好
な極薄肉溶接管を得るための方法に関するもので
ある。 従来の技術及びその問題点 従来から、板厚が0.4mm程度以下の極薄肉板素
材を丸めて端部同士を突き合わせ、そこに溶融溶
接を行うことにより溶接管を製造するに際して
は、その突合せ部近傍を機械的に、例えば適宜の
位置決め治具で拘束しつつ、溶接を行うようにし
ていたが、溶接線に沿つた突合せ部そのものは拘
束することができず、そのため溶接熱源、例えば
第２図に示されるような溶接アーク２の加熱によ
つて、高温加熱領域４が広がり、突合せ部６が変
形してしまう問題があつた。 これは、円周方向においては、第３図から明ら
かなように、加熱による板素材８の自由熱膨脹に
より突合せ端同士が主にラツプする変形として現
れ、また造管方向においては、第４図に示される
ように、丸められた板素材８の造管方向に沿つた
自由熱膨脹部Ａが非熱影響部Ｂに引張応力を生じ
させ、またその自由熱膨脹部Ａが非熱影響部Ｂか
ら圧縮応力を受けることにより、主にウエービン
グ変形として現れることとなる。 溶接熱源の加熱による、このような変形のため
に、突合せ部が安定に拘束され得ず、従つて溶接
不良を引き起こして、良好な溶接管を得難いので
ある。また、加熱により突合せ部が変形し易いた
めに、適切な溶接条件の設定が極めて難しく、従
来においては極薄肉板素材から溶接管を製造する
上において困難性がつきまとつていた。 解決手段 本発明は、このような従来の問題を解決するた
めに為されたものであり、その特徴とするところ
は、極薄肉板素材を丸めて、その端部同士を突合
せ溶接することにより、極薄肉溶接管を製造する
に際して、その突合せ部にストレツチを与え、溶
接線方向のストレツチ量：Ｑが、次式(1)： Ｑ≧αT／10 ……(1) （但し、 α：素材の線膨脹率（１／℃） Ｔ：溶接直前の加熱によつて素材の変形抵抗が殆
どなくなる温度（℃）） を満足する状態下において溶接を行うようにした
ことにある。 すなわち、第１図に示すように、極薄肉板素材
１０を適宜の湾曲手段（例えば成形ロール等）に
より円筒状に丸めて、その端部同士を突き合わせ
た後、それらの突合せ部１２に矢印で示すストレ
ツチ（引張応力）を与え、そして、そのストレツ
チ量（引張ひずみ）：Ｑが上記(1)式を満たす条件
下において、アーク溶接等の所定の溶接手段１４
にて突合せ部１２に沿つて溶接を行い、目的とす
る極薄肉溶接管を製造するのである。 ここで、極薄肉板素材１０としては、通常、板
厚が0.4mm程度以下の種々の金属製板素材が用い
られるのであり、突合せ部１２にストレツチを与
える手段としては、例えば、溶接管の上流側、す
なわち未だ溶接が行われていない部分に、突合せ
部１２とは反対側に曲げロールを配置して、該突
合せ部１２にストレツチが加わるように、溶接管
を全体的に湾曲させたり、或いは溶接後の溶接管
を矯正する矯正ロールの送り速度を上流側の成形
ロールのそれより速くしたりするなど、種々の方
法が採用され得る。 また、溶接手段１４としては、通常のアーク溶
接のみならず、プラズマ・アーク、ハイパルス・
アーク（直流アークに高周波電流を重畳させたも
の）、レーザなど各種の溶接方法を採用し得るが、
集束度の高いエネルギー密度の熱源を用いれば、
熱影響部の幅が狭くなり、加熱による変形を防止
する上で更に都合が良い。 そして、このようにして突合せ部１２の溶接を
行えば、加熱による極薄肉板素材１０の自由熱膨
脹による変形がストレツチ量：Ｑによつて効果的
に吸収されるため、その自由熱膨脹に起因する突
合せ部１２の変形が緩和され、適切な溶接を行い
得る溶接条件の幅が広くなるとともに、ラツプや
ウエービング等の溶接欠陥のない高品質の溶接部
が得られるのである。 なお、前記(1)式は、加熱による極薄肉板素材１
０の自由熱膨脹による変形とストレツチ量：Ｑと
の関係について、本発明者らが種々検討を行なつ
た結果得られた実験式であつて、そのような(1)式
において、ストレツチ量：Ｑが小さ過ぎると、加
熱による極薄肉板素材１０の自由熱膨脹による変
形を充分に吸収し得なくなり、突合せ部１２に変
形を生じてしまうため、溶け落ちが惹起された
り、重なりが生じ、また溶融不足による融合不良
や融合不足が惹起されるようになるところから、
ストレツチ量：Ｑは前記(1)式を満足するように設
定する必要がある。 次に、本発明の一実施例を示すが、これは飽く
までも例示であり、本発明が以下の記載によつて
何等限定的に解釈されるべきものでないことは言
うまでもないところである。 実施例 極薄肉板素材として板厚0.2mmのチタン板を用
い、第１表に示す溶接条件にて、各種ストレツチ
量の下で突合せ溶接を行うことにより、極薄肉溶
接管を製造した。なお、チタン板の線膨脹率
（α）は8.9×10-6（１／℃）であり、溶接直前の
加熱によつて素材が変形され易くなる加熱温度は
約1000℃である。溶接管に与えたストレツチ量を
ストレインゲージで測定し、各種ストレツチ量に
対する溶接結果を、下記第２表に示す。
き合わせ、その突合せ部に沿つて溶融溶接を行う
ことにより極薄肉溶接管を製造する方法に係り、
特に加熱による突合せ部の変形を防止して、良好
な極薄肉溶接管を得るための方法に関するもので
ある。 従来の技術及びその問題点 従来から、板厚が0.4mm程度以下の極薄肉板素
材を丸めて端部同士を突き合わせ、そこに溶融溶
接を行うことにより溶接管を製造するに際して
は、その突合せ部近傍を機械的に、例えば適宜の
位置決め治具で拘束しつつ、溶接を行うようにし
ていたが、溶接線に沿つた突合せ部そのものは拘
束することができず、そのため溶接熱源、例えば
第２図に示されるような溶接アーク２の加熱によ
つて、高温加熱領域４が広がり、突合せ部６が変
形してしまう問題があつた。 これは、円周方向においては、第３図から明ら
かなように、加熱による板素材８の自由熱膨脹に
より突合せ端同士が主にラツプする変形として現
れ、また造管方向においては、第４図に示される
ように、丸められた板素材８の造管方向に沿つた
自由熱膨脹部Ａが非熱影響部Ｂに引張応力を生じ
させ、またその自由熱膨脹部Ａが非熱影響部Ｂか
ら圧縮応力を受けることにより、主にウエービン
グ変形として現れることとなる。 溶接熱源の加熱による、このような変形のため
に、突合せ部が安定に拘束され得ず、従つて溶接
不良を引き起こして、良好な溶接管を得難いので
ある。また、加熱により突合せ部が変形し易いた
めに、適切な溶接条件の設定が極めて難しく、従
来においては極薄肉板素材から溶接管を製造する
上において困難性がつきまとつていた。 解決手段 本発明は、このような従来の問題を解決するた
めに為されたものであり、その特徴とするところ
は、極薄肉板素材を丸めて、その端部同士を突合
せ溶接することにより、極薄肉溶接管を製造する
に際して、その突合せ部にストレツチを与え、溶
接線方向のストレツチ量：Ｑが、次式(1)： Ｑ≧αT／10 ……(1) （但し、 α：素材の線膨脹率（１／℃） Ｔ：溶接直前の加熱によつて素材の変形抵抗が殆
どなくなる温度（℃）） を満足する状態下において溶接を行うようにした
ことにある。 すなわち、第１図に示すように、極薄肉板素材
１０を適宜の湾曲手段（例えば成形ロール等）に
より円筒状に丸めて、その端部同士を突き合わせ
た後、それらの突合せ部１２に矢印で示すストレ
ツチ（引張応力）を与え、そして、そのストレツ
チ量（引張ひずみ）：Ｑが上記(1)式を満たす条件
下において、アーク溶接等の所定の溶接手段１４
にて突合せ部１２に沿つて溶接を行い、目的とす
る極薄肉溶接管を製造するのである。 ここで、極薄肉板素材１０としては、通常、板
厚が0.4mm程度以下の種々の金属製板素材が用い
られるのであり、突合せ部１２にストレツチを与
える手段としては、例えば、溶接管の上流側、す
なわち未だ溶接が行われていない部分に、突合せ
部１２とは反対側に曲げロールを配置して、該突
合せ部１２にストレツチが加わるように、溶接管
を全体的に湾曲させたり、或いは溶接後の溶接管
を矯正する矯正ロールの送り速度を上流側の成形
ロールのそれより速くしたりするなど、種々の方
法が採用され得る。 また、溶接手段１４としては、通常のアーク溶
接のみならず、プラズマ・アーク、ハイパルス・
アーク（直流アークに高周波電流を重畳させたも
の）、レーザなど各種の溶接方法を採用し得るが、
集束度の高いエネルギー密度の熱源を用いれば、
熱影響部の幅が狭くなり、加熱による変形を防止
する上で更に都合が良い。 そして、このようにして突合せ部１２の溶接を
行えば、加熱による極薄肉板素材１０の自由熱膨
脹による変形がストレツチ量：Ｑによつて効果的
に吸収されるため、その自由熱膨脹に起因する突
合せ部１２の変形が緩和され、適切な溶接を行い
得る溶接条件の幅が広くなるとともに、ラツプや
ウエービング等の溶接欠陥のない高品質の溶接部
が得られるのである。 なお、前記(1)式は、加熱による極薄肉板素材１
０の自由熱膨脹による変形とストレツチ量：Ｑと
の関係について、本発明者らが種々検討を行なつ
た結果得られた実験式であつて、そのような(1)式
において、ストレツチ量：Ｑが小さ過ぎると、加
熱による極薄肉板素材１０の自由熱膨脹による変
形を充分に吸収し得なくなり、突合せ部１２に変
形を生じてしまうため、溶け落ちが惹起された
り、重なりが生じ、また溶融不足による融合不良
や融合不足が惹起されるようになるところから、
ストレツチ量：Ｑは前記(1)式を満足するように設
定する必要がある。 次に、本発明の一実施例を示すが、これは飽く
までも例示であり、本発明が以下の記載によつて
何等限定的に解釈されるべきものでないことは言
うまでもないところである。 実施例 極薄肉板素材として板厚0.2mmのチタン板を用
い、第１表に示す溶接条件にて、各種ストレツチ
量の下で突合せ溶接を行うことにより、極薄肉溶
接管を製造した。なお、チタン板の線膨脹率
（α）は8.9×10-6（１／℃）であり、溶接直前の
加熱によつて素材が変形され易くなる加熱温度は
約1000℃である。溶接管に与えたストレツチ量を
ストレインゲージで測定し、各種ストレツチ量に
対する溶接結果を、下記第２表に示す。
【表】
させたアーク溶接
【表】
上記の結果から明らかなように、上記のような
極薄肉チタン板から突合せ溶接により溶接管を得
ることは、従来では不可能に近かつたのである
が、本発明に従つて、αT／10＝8.9×10-4よりも
大なるストレツチ量：Ｑを溶接管に与えた結果
（No.１〜３）、歪の少ない良好な溶接部を有する溶
接管が得られた。 一方、αT／10＝8.9×10-4よりも小なるストレ
ツチ量：Ｑにおいて同様な突合せ溶接を行つた場
合（No.４〜６）にあつては、溶接部に溶け落ち、
重合、融合不良、融合不足などが間欠的に発生し
て、良好な溶接部が得られず、溶接が困難であつ
た。 発明の結果 以上詳記したように、本発明の造管方法に従え
ば、溶接時の加熱に起因する自由熱膨脹による変
形がストレツチ量によつて吸収されるため、突合
せ部の変形が緩和されて良好な突合せ溶接が為さ
れ、従来では困難視されていた極薄肉溶接管の製
造が可能となつて、高品質の溶接部を有する溶接
管が得られる効果を奏し得たのである。
極薄肉チタン板から突合せ溶接により溶接管を得
ることは、従来では不可能に近かつたのである
が、本発明に従つて、αT／10＝8.9×10-4よりも
大なるストレツチ量：Ｑを溶接管に与えた結果
（No.１〜３）、歪の少ない良好な溶接部を有する溶
接管が得られた。 一方、αT／10＝8.9×10-4よりも小なるストレ
ツチ量：Ｑにおいて同様な突合せ溶接を行つた場
合（No.４〜６）にあつては、溶接部に溶け落ち、
重合、融合不良、融合不足などが間欠的に発生し
て、良好な溶接部が得られず、溶接が困難であつ
た。 発明の結果 以上詳記したように、本発明の造管方法に従え
ば、溶接時の加熱に起因する自由熱膨脹による変
形がストレツチ量によつて吸収されるため、突合
せ部の変形が緩和されて良好な突合せ溶接が為さ
れ、従来では困難視されていた極薄肉溶接管の製
造が可能となつて、高品質の溶接部を有する溶接
管が得られる効果を奏し得たのである。
第１図は、本発明方法の具体的な実施形態を概
念的に示す説明図であり、第２図は、従来の造管
時の溶接手法を示す図である。第３図及び第４図
は、それぞれ従来において突合せ部に生じる変形
の発生メカニズムを説明するための図である。 １０：極薄肉板素材、１２：突合せ部、１４：
溶接手段。
念的に示す説明図であり、第２図は、従来の造管
時の溶接手法を示す図である。第３図及び第４図
は、それぞれ従来において突合せ部に生じる変形
の発生メカニズムを説明するための図である。 １０：極薄肉板素材、１２：突合せ部、１４：
溶接手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 極薄肉板素材を丸めて端部同士を突き合わ
せ、その突合せ部に沿つて溶接を行うことによ
り、極薄肉溶接管を製造する方法にして、 該突合せ部にストレツチを与え、溶接線方向の
ストレツチ量：Ｑが、次式： Ｑ≧αT／10 （但し、 α：素材の線膨脹率（１／℃） Ｔ：溶接直前の加熱によつて素材の変形抵抗が殆
どなくなる温度（℃）） を満足する状態下において溶接を行うことを特徴
とする極薄肉溶接管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20603584A JPS6186073A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 極薄肉溶接管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20603584A JPS6186073A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 極薄肉溶接管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186073A JPS6186073A (ja) | 1986-05-01 |
| JPH0148113B2 true JPH0148113B2 (ja) | 1989-10-18 |
Family
ID=16516816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20603584A Granted JPS6186073A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 極薄肉溶接管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186073A (ja) |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP20603584A patent/JPS6186073A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6186073A (ja) | 1986-05-01 |
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