JPH04105709A

JPH04105709A - 電縫鋼管の製造方法

Info

Publication number: JPH04105709A
Application number: JP22224390A
Authority: JP
Inventors: Hakobu Shiyukuhisa; 宿久　運; Yoshitomi Furusato; 古里　美富
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-04-07

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〕この発明は、溶接部の内面ビード形状を改善することに
よって加工性及び耐疲労性に優れた電縫鋼管か得られる
ようにした、電縫鋼管の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第１Ｏ図は電縫鋼管の一般的な製造装置の構成説明図で
ある。同図において、素材の帯ｊｌｌ＋は、アンコイラ
２から一定の速度で巻き戻され、−群のブレイクダウン
ロール３によって半円形状に成形サレタのち、後述する
一群のフィンパスロール４によって、第１２図に示すよ
うな、端面部（エツジ部）　５ＥかＩ型開光形状を有す
る管状のオープンパイプ５に成形される。成形後のオー
プンパイプ５は、その端面部５Ｅか高周波誘導溶接装置
のワークコイル６によって加熱溶融され、この状態でス
クイズロール７て横方向からアプセット（加圧）される
ことにより接合される。そして、溶接部の外面ビート（
余盛）か切削バイト８にて切削除去される。なお、内面
ビードは必要に応じて除去されることもあるか、一般に
細径管では、その除去か困難であって内面ビード付きの
まま使用されている。

ここで、上記した一群のフィンパスロール４によるオー
ブンパイプの成形について、従来の初段フィンパス上ロ
ールの要部の形状を示す第１）図（ａ）および従来の仕
上げフィンパス上ロールの要部の形状を示す第１）図（
ｂｌを参照しなから、以下に説明する。

第１）図ｆａｌに示すように、初段フィンパス上ロール
４１は、円弧状外周面を有する鼓状ロールの中央に、円
弧状外周面から突出する部分の両側面を先端に行くに従
って直線的に互いに接近する傾斜面ＴＣとしたフィンプ
レート４１ａが固着されたものである。したかって、ま
ず、この初段フィンパス上ロール４１とフィンプレート
を有しない初段フィンパス下ロール（図示省略）とによ
って端面部かＶ型開元形状を有する管状のオープンパイ
プ５ａか成形される。そして、−群のフィンパスロール
４においては、初段側から仕上げ側に向かって、仕上げ
側に行くに従ってフィンプレートの傾斜角度を小さくし
かつ厚みを薄くしたフィンパス上ロールが順次配設され
ている。さらに、第１）図（ｂ）に示すように、仕上げ
フィンパス上ロール４２のフィンプレート４２ａは、傾
斜のない互いに平行な面を育するものとなっている。そ
の結果、最終的に、第１２図に示すような、その端面部
５ＥかＩ型開光形状を有する管状のオープンパイプ５か
成形されることになる。

このようにしてオープンパイプ５を成形し、その端面部
５巳を溶接接合し、電縫鋼管を製造するようにしている
。第１３図は従来の製造方法による電縫鋼管の溶接部の
一例を示す断面説明図である。

同図に示すように、内面ビートの先端部は、三つの突起
か連なった三つ山型状となっていわゆる口開きか生じて
いる。また、溶接中心部の管肉厚方向（図における上下
方向）には、その周辺部分に比へて脱炭のために強度か
低下した白色層が生じている。この白色層の幅か広い電
縫鋼管を製品に使用した場合には、ねじり応力が負荷さ
れることによって白色層より折損し易くなる。そのため
、白色層の幅が狭くなるようにスクイズロール７てアッ
プセットを行うと、内面ビードの先端部の口開きがさら
に大きくなるという現象が発生している。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記紹介した従来の電縫鋼管製造方法においては、オー
プンパイプの端面部をフィンパスロールによってＩＷ開
先形状に成形するようにしたので、その端面部を溶接接
合すると、溶接部の内面ビードの先端部には、垂れ下か
ったビートが突起状となって内周方向に連なり口開きか
発生する。このため、このような内面ビートに口開きか
発生した電縫鋼管では、これを製品として使用する際に
偏平加工、拡管加工、曲げ加工などを施すと、その内面
ビードから割れか発生しやすいという問題点かある。ま
た、自動車部品、機械部品に使用する場合、最近では加
工後に焼入れ焼戻しの熱処理を施した状態で使用される
ことか多いか、内面ビードの口開きした部分が疲労破壊
の起点となり易いという問題点もある。

この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たものであって、溶接部の内面ビード形状を口開きのな
いなだらかな形状にすることにより、加工性及び耐疲労
性に優れた電縫鋼管が得られる、電縫鋼管の製造方法の
提供をその目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明による電縫鋼管
の製造方法は、ブレイクダウンロールによって半円形状
に成形された帯鋼を、フィンパスロールによって、端面
部か所定の開先形状を有する管状のオープンパイプに成
形し、その端面部を高周波溶接接合して連続的に電縫鋼
管を製造する方法において、前記オープンパイプの端面
部をフィンパスロールによって逆Ｙ型開先形状に成形す
ることを特徴としている。

〔作　用〕

この発明による電縫鋼管の製造方法においては、オープ
ンパイプの端面部をフィンパスロールによって逆Ｙｆｆ
ｉ開先形状に成形するようにしたので、その溶接接合に
際して、従来の■型開光形状に比較して溶融金属が少な
くなるとともに、アップセット時に溶融金属が逆Ｙ壓開
先に成形された端面部の下側の逆ｖ壓に開いた端面によ
って支えられるような状態となって突起状に垂れ下がる
ことかなくなるので、内面ビードの先端部が口開きのな
いなだらかな形状となる。

〔実施例〕

この発明の実施例を第１図〜第９図に基づき以下に説明
する。

第１図はこの発明を実施するための電縫鋼管製造装置の
構成説明図、第２図（ａｌ及びｆｂ）は、第１図に示す
電縫鋼管製造装置のフィンパス上ロールの要部の形状を
示す図であって、第２図ｆａｔは初段フィンパス上ロー
ルの要部の形状を示す図、第２図（ｂ）は仕上げフィン
パス上ロールの要部の形状を示す図である。なお、第１
図においては、第１０図と同一構成部分は同一符号で示
しており、異なる構成部分は一群のフィンパスロールの
フィンパス上ロールのみであるから、これ以外の構成説
明は省略する。

第１図において、１４は一群のフィンパスロールであっ
て、この実施例では上下一対からなるフィンパスロール
か３組配設されている。

これらフィンパスロール１４のうち、第２図（ａ）に示
すように、初段フィンパス上ロール１４１は、円弧状外
周面を有する鼓状ロールの中央にフィンプレート＋４１
ａが固着されたものであって、このフィンプレート１４
１ａの円弧状外周面から突出する両側面は、先端に向か
って互いに接近する第１傾斜面ＴＡと、この第１傾斜面
ＴＡに連なり同じく先端に向かって互いに接近する第２
傾斜面ＴＢとにより形成されている。そして、先端側の
第２傾斜面ＴＢの傾斜角度θ２は、第１傾斜面ＴＡの傾
斜角度θ１より小さくなっており、θ２＝θ＋　　Ｘ　
（１／２０〜１）５）程度の値が適当である。

また、図示省略しているか、初段フィンパス上ロール１
４１と仕上げフィンパス上ロール１４２との間には、第
１傾斜面の傾斜角度か初段フィンパス上ロール１４１の
フィンプレート１４１ａの第１傾斜面ＴＡの傾斜角度θ
、より小さく、第２傾斜面の傾斜角度か初段フィンパス
上ロール１４１のフィンプレーＨ４１ａのそれと同しで
あるフィンプレートが固着された中間フィンパス上ロー
ルか配設されている。さらに、第２図（ｂ）に示すよう
に、仕上げフィンパス上ロール１４２のフィンプレート
１４２ａは、傾斜のない互いに平行な面を育する厚みの
薄いものされている。なお、フィンパスロール１４の各
フィンパス下ロールとしては、図示省略しているか、従
来と同様にフィンプレートのない円弧状外周面を育する
鼓状ロールか用いられる。

次に、上記した一群のフィンパスロール１４によるオー
プンパイプの成形について、第２図ｆａ）と第２図（ｂ
ｌ及びこの発明に係るオープンパイプの端面部の開先形
状を示す図の第３図を参照しながら、以下に説明する。

ブレイクダウンロール３によって半円形状に成形された
帯鋼ｌは、まず、第２図（ａ）に示すように、初段フィ
ンパス上ロール１４１と図示しない初段フィンパス下ロ
ールとによって、端面部か２段傾斜面付きのほぼＹ型の
開先形状を存する管状のオープンパイプ１５ａに成形さ
れる。

次いで、上述した中間フィンパス上ロールと中間フィン
パス下ロールとによって、初段フィンパス上ロール１４
１のフィンプレート１４１ａの第１傾斜面ＴＡて成形さ
れた相対する端面を平行に近づけたオープンパイプ（図
示省略）か成形される。この場合、フィンプレーＨ４１
ａの第２傾斜面ＴＢて成形された相対する地面（ルート
側の端面）の傾斜角度はそのまま維持される。

そして、仕上げフィンパス上ロール１４２と図示しない
仕上げフィンパス下ロールとによって、第２図（ｂ）お
よび第３図に示すように、最終的に、その端面部１５Ｅ
か逆Ｙ型開先形状を有する管状のオープンパイプＩ５か
成形される。この場合、第３図に示すルート部の開先面
長さしは、管肉厚をｔとすると、Ｌ＝（０，１〜０．３
）Ｘｔの範囲か適当である。

次に、このようにして端面部かＹ型開先形状を育するオ
ープンパイプを成形してその端面部を溶接接合し、管肉
厚ｔが３．０ｍｍで外径りか２５．４ｍｍの１ｔ＆！鋼
管の製造試験を、第１表に示す製管条件にて行った。な
お、比較のために、第１２図に示すような、端面部が従
来のＹ型開先形状を有するオープンパイプを成形し、そ
の電縫鋼管の製造試験をも行った。

製造された電縫鋼管の溶接部を第４図に示す。

また、製造された電縫鋼管の加工試験の結果を第２表に
示す。この加工試験としては、第６図に示すように溶接
部を圧縮方向に位置させて平板間距離Ｈ＝２ｔで行う偏
平加工試験と、第７図に示すように溶接部を圧縮方向に
対し直角に位置させて平板間距離Ｈ＝２ｔて行う偏平加
工試験と、第８図に示すように、Ｄ、／Ｄ＝１．５　　
（Ｄ、は拡管ポンチの外径）で行う拡管加工試験と、第
９図に示すように、１８０度曲げＲ＝２Ｄ（Ｒは曲げ半
径）で行う曲げ加工試験とを実施し、割れ発生の有無を
調へた。

（以下、余白）第１表（注）ｔは管肉厚を表す。

（以下、余白）（注）第２表、表中の数字は、割れ本数／試験本数を示す。

（以下、余白）第４図に示すように、オープンパイプの端面部を■型開
元形状とした従来方法による電縫鋼管においては、試料
番号１ては内面ビードの口開きは浅いかアプセット量が
不足して溶接部の白色層の幅か広くなっている。試料番
号２ては白色層の幅は狭くなってはいるか、内面ビート
の先端部に口開きか発生している。

また、オープンパイプの端面部を逆Ｙ型の開先形状とし
、そのルート部の開先面長さしかＬ＝（０１〜０．３）
ｘｌの範囲からはずれた比較例による電縫鋼管において
は、開先面長さしか短い試料番号３ては内面ビートの先
端部に浅い口開きか発生している。開先面長さＬか長く
なり過ぎると白色層か管肉厚方向の途中で切れている。

これに対して、オープンパイプの端面部を逆Ｙ型開先形
状とし、そのルート部の開先面長さＬかＬ＝（０，１〜
０．３）Ｘｔの範囲としたこの発明例による電縫鋼管に
おいては、試料番号４，５に示すように、口開きのない
なだらかな形状の内面ビードが得られている。

また、第２表から、この発明によって得られる電縫鋼管
は加工性に優れていることかわかる。

第５図は、電縫鋼管のねじり疲労試験の結果を示す図で
ある。この疲労試験は管肉厚が２．６ｍｍで外径か２２
．２ｍｍの電縫鋼管について行ったものであり、同図に
おいて、試料への製管条件は第１表の試料番号２の製管
条件と同してあり、試料Ｂの製管条件は第１表の試料番
号４のそれと同してあり、また、試料Ｃの製管条件は第
１表の試料番号５の製管条件と同じである。

第５図に示すように、従来方法による電縫鋼管では内面
ビートから破断しやすく、またその疲労寿命か短い。こ
れに対して、この発明による方法によれば、内面ビード
からの破断かなく、従来方法によるものに比較してその
疲労寿命が長いＩＥＲ鋼管が得られることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明による電縫鋼管の製造方
法では、オーブンパイプの端面部をフィンパスロールに
よって逆Ｙｆｆｉ開先形状に成形し、その端面部を溶接
接合するようにしたので、内面ヒートの先端部かなたら
かな形状を有する電縫鋼管を得ることができる。このこ
とにより、この発明により得られた電縫鋼管は、偏平加
工、拡管加工、曲げ加工などを施しても内面ビードの形
状不良による割れか発生することかない。また、加工後
に自動車部品、機械部品などとして使用する場合におい
ても、内面ビードの形状不良に起因する破断の発生かな
くその疲労寿命を従来より延ばすことかできる。

すなわち、この発明によれば加工性及び耐疲労性に優れ
た電縫鋼管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施するための電縫鋼管製造装置の
構成説明図、第２図ｆａ）及び（ｂ）は、第１図に示す
電縫鋼管製造装置のフィンパス上ロールの要部の形状を
示す図であって、第２図（ａｌは初段フィンパス上ロー
ルの要部の形状を示す図、第２図（ｂｌは仕上げフィン
パス上ロールの要部の形状を示す図、第３図はこの発明
に係るオーブンパイプの端面部の開先形状を示す図、第
４図は製造試験における電縫鋼管の溶接部を示す図、第
５図は電縫鋼管のねじり疲労試験の結果を示す図、第６
図及び第７図は偏平加工試験を説明するための図、第８
図は拡管加工試験を説明するための図、第９図は曲げ加
工試験を説明するための図、第１０図は電縫鋼管の一般
的な製造装置の構成説明図、第１）図（ａｌは従来の初
段フィンパス上ロールの要部の形状を示す図、第１）図
（ｂ）は従来の仕上げフィンパス上ロールの要部の形状
を示す図、第１２図は従来方法に係るオーブンパイプの
端面部の開先形状を示す図、第１３図は従来方法による
２電縫鋼管の溶接部の一例を示す断面説明図である。 ■・・・帯鋼、２・−アンコイラ、３−ブレイクダウン
ロール群、４．１４−・フィンパスロール群、５、５ａ
、　　１５．　１５ａ−オーブンパイプ、６・・−高周
波誘導溶接装置のワークコイル、７−・−スクイズロー
ル、８−１．切削バイト、４１、　１４１−−・初段フ
ィンパス上ロール、４１ａ、　　１４１ａ初段フィンパ
ス上ロールのフィンプレート、４２、１４２−一仕上げ
フィンパス上ロール、４２ａ、　１４２ａ−・仕上げフ
ィンパス上ロールのフィンプレート、ＴＡ　　第１傾斜
面、ＴＢ・・−第２傾斜面。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ブレイクダウンロールによって半円形状に成形さ
れた帯鋼を、フィンパスロールによって、端面部が所定
の開先形状を有する管状のオープンパイプに成形し、そ
の端面部を高周波溶接接合して連続的に電縫鋼管を製造
する方法において、前記オープンパイプの端面部をフィ
ンパスロールによって逆Ｙ型開先形状に成形することを
特徴とする電縫鋼管の製造方法。