JPH02299782A - 電縫管の製造方法 - 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〕 本発明は電縫管を製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来の電縫管の製造方法を示す模式図であり、
図に示す如く、この方法はオーブンバイブ１を高周波誘
導加熱コイル２ａ内に通し、その際にオーブンバイブ１
の両側エツジ部１ａ、　Ｉａを溶融状態になる温度まで
加熱溶融させ、次にスクイズロール３，３間で両側エツ
ジ部１ａ、　ｌａを衝合溶接させることによって電縫管
を製造する七いう方法である。このような高周波誘導加
熱コイル２ａに通電を行うと第７図に示す如く近接効果
及び表皮効果により両側エツジ部１ａ、　ｌａの電流密
度が高くなり、両側エツジ部１ａ、　ｌａの接合点４を
経由して両側エツジ部１ａ、　Ｉａに沿う経路を通って
流れる電流が誘起される。ここで接合点４では電流密度
が高く、その電磁力の影響を受けて溶鋼が流動するため
、酸化傾向が大きい金属の場合は多量の酸化物が生成さ
れ、次に、衝合溶接すると前記酸化物がそのまま両側エ
ツジ部１ａ、　Ｉａ間に噛み込まれてペネトレータ等の
溶接欠陥が発生ずるという問題があった。

また、前記溶鋼の流動によって溶鋼飛散（フラッシュ）
が発生するため、オープンパイプｌの表面に押し込み疵
が生じると共に操業上の障害を起こすという問題があっ
た。

前記ベネトレータの発生を防止する方法としては、衝合
溶接部分を不活性ガスで封止し、溶鋼の酸化を防止する
ものが用いられていた。また、前記フラッシュの発生を
防止する方法としては、加熱温度を従来より低温とし、
フラッシュの発生量を減少させるものが用いられている
。

しかしながら、前述の如きペネトレータを防止する方法
においては、不活性ガス封土用の装置を設置する必要が
あり、これによって作業効率が低下するという問題があ
る。また、フラッシュの発生を防止する方法においては
、“加熱温度を従来より低温とするが、この温度が溶接
欠陥が発生しやすい温度領域に接近するため、安定した
溶接を行うことが困難となるという問題がある。

これらの問題を解決すべく、例えば特開昭５６−１６８
９８１号公報にて開示される如き２つの高周波加熱装置
を用いた電縫管の製造装置が用いられている。これは、
その第１の加熱装置にて溶融温度近傍まで加熱して予熱
を付与し、その徒弟２の加熱装置において溶融温度以上
に加熱して衝合溶接を行うものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の如き２つの加熱装置を用いて電縫
管を製造する装置によれば、一応の改存は見られるもの
の溶接条件によってはベネトレータ等の溶接欠陥及びフ
ラッシュが発生する虞があった。

そこで本発明者等は、２つの加熱装置を備えた装置にお
いて電縫管を製造する場合の望ましい溶接条件を求める
ために種々の研究を繰り返し、該溶接条件の最適値を求
めた。即ら、本発明はオープンバイブの両側エツジ部に
対して第１の力ｌ熱装置によってキュリー点以上の予熱
を付与し、両側エツジ部を均一に加熱することによりベ
ネトレータ等の溶接欠陥及びフラッシュの発生を防ｊＩ
−・する電縫管の製造方法を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電縫管の製造方法は、オープンパイプの相
対向する両側エツジ部を、第１の加熱装置及び第２の加
熱装置にて順次加熱して溶融し、スクイズロールによっ
て衝合溶接することにより電縫管を製造する装置におい
て、前記第１の加熱装置によってオープンパイプの両側
エツジ部の温度をキュリー点以上に加熱することを特徴
とする。

〔作用〕

オープンパイプの両側エツジ部の温度がキュリー点以上
となった場合、両側エツジ部の比透磁率が減少するため
、第２の加熱装置によって通流される電流の浸透深さが
深くなる。これにより前記電流の両側エツジ部の角部へ
の集中が緩和され、前記両側エツジ部が均一に加熱され
る。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。

第１図は本発明方法を実施する場合に用いる電縫管製造
装置の構成を示す模式図である。図中３゜３はスクイズ
ロールであって、該スクイズロール３．３の作業経路上
流側には第１加熱装置５の高周波電［（又は中周波電源
）である第１加熱電源５１に接続されてなる加熱用ワー
クコイル５２が配設される。前記スクイズロール３，３
と加熱用ワークコイル５２との間には、第２加熱装置６
の高周波又は中周波の電源である第２加熱電源６１に接
続されてなる溶接用ワークコイル６２が配設される。そ
してオーブンバイブｌは、前記加熱用ワークコイル５２
及び溶接用ワークコイル６２内を通りスクイズロール３
，３にて突き合わされる。前記オープンパイプ１の内部
には加熱効果を大とし溶接効率を向上させるた′めのフ
ェライトコア又はけい素鋼板よりなるインビーダ７が挿
入される。

次に、前述の如き構成の電縫管製造装置によって電縫管
を製造する方法について説明する。第１加熱電源５１は
加熱用ワークコイル５２に所定周波数の電流を通流させ
ることにより加熱用ワークコイル５２に挿通されたオー
プンパイプｌに誘起電流を発生させる。この誘起電流に
よってオープンパイプ１の両側エツジ部１ａ、　ｌａ近
傍をキュリー点以上の温度まで予加熱させる。次に第２
加熱電源６１によって溶接用ワークコイル６２に電流を
通流させ、これにより前記両側エツジ部１ａ、　ｌａを
十分な・溶融温度以上の温度まで加熱を行った後、スク
イズロール３，３間で両側エツジ部１ａ、　ｌａの衝合
溶接を行うことにより電縫管を得る。

次に、前記第１加熱装置５によってオープンパイプ１の
両側エツジ部１ａ、　ｌａの温度をキュリー点以上に加
熱する理由について説明する。

第２図は、従来の一般的な衝合溶接が行われたオープン
パイプ１の両側エツジ部！ａ、　ｌａの模式的側面図で
ある。図中ｌＯは、両側エツジ部１ａ、　ｌａの高温変
形部を示している。従来の電縫管製造方法にてオープン
パイプ１を衝合溶接した場合、高周波の加熱用誘起電流
は表皮効果により両側エツジ部１ａ、　Ｉａの角部に集
中するため、第２図に示す如くオープンパイプ１の高温
変形部１０．１０の周方向への広がりは、厚み方向への
分布において均一ではなく、オープンパイプｌの外周面
での高温変形部１０．１０の幅である外周面熱影響幅Ａ
及び内周面での高温変形部１０．１０の幅である内周面
熱影響幅Ｃは、厚み方向中央部の高温変形部１０．１０
の幅である中央部熱影響幅Ｂよりも広くなる。

一般に電流の浸透深さδは下記（１）式の如く示される
。

イリし、　　ρ：比抵抗 μ：比透磁率 ｆ：周波数 前記（１）式における比透磁率μは物質の温度によって
変化することが知られている。第３図は比透磁率と温度
との関係を示すグラフであって、縦軸に比透磁率、横軸
に温度をとり、これらの関係を実線にて示しである。ま
た破線にて示されるＰはキュリー点を示している。この
図から明らかな如く比透磁率μは温度の増加に伴って減
少し、温度　゛がキュリー点２以上になると１にて飽和
する。これにより、前記第１加熱装置５によってオープ
ンパイプ１の両側エツジ部１ａ、１ａをキュリー点２以
上の温度に加熱すると、比透磁率が１となるため前記浸
透深さδが大きくなる。

前記外周面熱影響幅Ａ、中央部熱影響幅Ｂ、及び内周面
熱影響幅Ｃを用い、加熱状態の均一性を表す熱影響幅比
を下記（２）式の如く定めると、該熱影響幅比と、第１
加熱装置による予熱温度との関係は第４図の如く示され
る。

第４図は、肉厚４．０ｍｍ、外径５４Ｉ１１１１１のＣ
Ｏ，１５％、Ｍｎ０９６６％炭素鋼を予熱周波数５５ｋ
ｌｌｚで加熱した場合の熱影響幅比と予熱温度との関係
を示すグラフであって縦軸に熱影響幅比、横軸に予熱温
度をとり、これらの関係を示しである。第４図より熱影
響幅比は、予熱温度が第３図に示したキュリー点２以上
となると１に近づき最大値に飽和する。これは、前述し
た如く比透磁率が１となり、前記浸透深さδが大きくな
ってオープンパイプ１の両側エツジ部１ａ、　ｌａの厚
み方向が略均−に加熱されるためである。これにより予
熱温度をキュリー点２以上の温度とすると、オープンパ
イプ１の両側エツジ部ｌａ、　ｌａが均一に加熱される
ようになることが明らかである。

また、予熱温度をキュリー点２以上の温度にすると、溶
接品質が良好となる。

第５図はＣ＝Ｏ，１５％、　Ｍｎ＝０．６％の炭素鋼の
衝合溶接を行う場合の予熱温度及び溶接温度と、フラッ
シュ発生の有無との相関関係を示すグラフである。図に
おいて、横軸は第１加熱装置５による加熱温度である予
熱温度、縦軸には第２加熱装置６によって最終的に与え
られる溶接温度をとり、これらの温度条件によりフラッ
シュが発生ずる場合のデータは黒丸にて示し、またフラ
ッシュが発生せず接合状態が良好である場合のデータは
白丸にて示してあり、フラッシュが発生せず接合状態が
不良である場合のデータは白三角にて示す。図中Ｈはフ
ラッシュが発生せず、接合状態が良好である高品質領域
を示しである。図から明らかな如く前記商品ｆｆｊｌ域
へが得られる範囲の広さは、キュリー点Ｐ近傍から予熱
温度の増加に伴って広くなり、キュリー点２以上で略一
定となる。これにより予熱温度をキュリー点以上とする
と高品質の製品が得られ易くなることが明らかである。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明に係る電縫管の製造方法におい
ては、オープンパイプ１の両側エツジ部に対して第１の
加熱装置よってキュリー点以上の予熱を付与し、両側エ
ツジ部を均一に加熱することによりアップセットによっ
て排出されるビードの世を抑制できるため、ビードの切
削性が向上し、作業効率が良くなり、またペネトレータ
等の溶接欠陥及びフラッシュの発生が防止できる等本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電縫管の製造方法を実施する場合
に使用する電縫管製造装置の模式図、第２図は従来の衝
合溶接が行われたオープンパイプの両側エツジ部の模式
的側面図、第３図は比ｉ３磁率と温度との関係を示すグ
ラフ、第４図は熱影響幅比と予熱温度との関係を示すグ
ラフ、第５図は衝合溶接を行う場合の予熱温度及び溶接
温度とフラッシュ発生の有無との関係を示すグラフ、第
６図及び第７図は従来の電縫管の製造方法を示す模式図
である。 １・・・オープンパイプ　３・・・スクイズロール５・
・・第１加熱装置　６・・・第２加熱装置特　許　出願
人　住友金属工業株式会社代理人　弁理士　河　　腎　
　登　　夫第　４　閃 ｚ　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、オープンパイプの相対向する両側エッジ部を、第１
   の加熱装置及び第２の加熱装置にて順次加熱して溶融し
   、スクイズロールによって衝合溶接することにより電縫
   管を製造する方法において、 前記第１の加熱装置によってオープンパイ プの両側エッジ部の温度をキュリー点以上に加熱するこ
   とを特徴とする電縫管の製造方法。