JPH0452098A - 粉粒体充填管の製造方法 - 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］ この発明は炭素鋼、ステンレス鋼、銅合金、アルミニュ
ウム合金その他の金属管に粉粒体を充填した粉粒体充填
管の製造方法に関する。ここで、粉粒体とは溶接用フラ
ックスや酸化物超電導材などの粉体、粒体または粉体と
粒体との混合物をいう。

この発明は溶接用フラックス入りワイヤ、酸化物超電導
材入りワイヤその他の粉粒体充填管の製造に利用される
。

［従来の技術］ 粉粒体充填管の一つとして、溶接用フラックス入りシー
ムレスワイヤがある。このシームレスワイヤの製造では
、帯鋼を所要の幅でスリッティングし、スリット後の帯
鋼を成形ロールによりＵ字形から０字形に漸次成形する
。この成形途中で、Ｕ字形帯鋼の長手方向に沿った開口
からフィーダによりフラックスを帯鋼谷部に供給する。

ついで、０字形に成形すると同時に、開口の相対するエ
ツジ面を溶接により接合し、引き続いて縮径する。さら
に、必要に応じて焼鈍したのちフラックスが充填された
管を所望の直径に伸線し、巻き取りて製品とする。

上記粉粒体充填管の製造における溶接法として、低周波
溶接、高周波誘導溶接法または高周波抵抗溶接法が広く
用いられている。これらの溶接法は、いずれもほぼ０字
形に成形したところて、低周波電流、高周波電流により
開口のエツジ面を溶融温度まで加熱し、相対するエツジ
面を一対のスクイズロールにより圧接する。

ところて、上記粉粒体充填管の製造において、溶接部の
内面側にビードが大きく垂れ下がることがある。溶接部
の外面側のビートは、切削により削り取ることかできる
か、粉粒体を充填した管ては内面ビートを削り取ること
はできない。内面ビートが大きいと、管を縮径する際に
溶接接合部近傍て割れか発生し、あるいは伸線の際に断
線するという問題があフた。

このような問題を解決するものとして、特開昭６２−２
４ｏ１９ｑ４公報で開示された「フラックス入り溶接用
ワイヤの製造方法」か知られている。この公報て開示さ
れた製造方法ては、管内面側ビート幅、管内面側ビート
高さおよび管内面ビート根元部と管内周とのなす角度を
所定の範囲内とする溶接接合管を予め用意し、この溶接
接合管に特公昭４５−３０９３７号公報て知られる振動
充填等によりフラックス粉末を充填したのち、所定の線
径に伸線する。ヒート幅なとか所定の範囲内にあれば、
伸線時の変形に際して、管内面側ビートが管内圧方向に
押し込まれようなことはなく、またビード根元部の切欠
効果もなく、溶接接合部近傍の割れ発生を防止すること
かできる。

［発明か解決しようとする課題］ 溶接接合部の開先か逆Ｖてあって、開先角度がある範囲
内であり、適切な入熱量であれば、良好な形状および大
きさの内面ビードが得られることを発明者らは知見して
いる。

上記開先角度は、管の成形スケジュールによって変る。

また、オープン管はエツジ面が突き合されて連続的に溶
接されて行くので、突合せ溶接位置ての開先角度の測定
は実際上不可能で、管の成形スケジ、ｌ−ルに基ついて
推定するしかない。特に、この発明か対象とする粉粒体
充填管ては、突合せ溶接時において溶接管が小径　（た
とえば、外径２１．７ｍｍ）かつ薄肉　（たとえば、肉
厚２．２ｍｍ）であるため、開先角度の変動は大きく、
開先角度の推定は一層困難となる。さらに、良好な内面
ビートが形成されるに適切な入熱量は、開先角度によっ
ても変化する。したがフて、推定した開先角度に基づい
て入熱条件を求めたとしても誤差が大きく、内面ビート
の形状および大きさに大きなばらつきを生していた。

前記特開昭６２−２４０１９９号公報には、逆Ｖ開先の
例（ただし、開先角度１５°の１点のみ）が示されてい
る。しかし、開先形状も含めてどのような溶接条件であ
れば、良好な内面ビートが得られるかについては、何も
開示あるいは示唆していない。

そこで、この発明は良好な内面ビートを形成し、伸線時
に割れあるいは断線が生じることのない粉粒体充填管の
製造方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明の粉粒体充填管の製造方法は、金属帯板をこれ
の長手方向に送りながら成形ロールによりオープン管に
成形し、この成形途中でオープン管の開口部から粉粒体
を供給し、開口部の相対するエツジ面を突合せ溶接し、
溶接により得られた管を縮径して粉粒体充填管を連続的
に製造する。

そして、上記エツジ面で管軸に対して傾斜角度θ（１０
゜＜θ＜９０°）で傾斜するほぼ直線状に延びる線（以
下、溶接終了線という）に沿って管外周側から管内周側
に向って溶融接合が終了するように、管の成形スケジュ
ールを決定し、その成形スケジュールに従フて管を成形
する。

第１図は溶接終了線！を示している。溶融接合開始点Ｐ
は必ずしも管外周面でなくてもよく、肉厚の中心線Ｃよ
り上方にあればよい。この場合には、逆Ｖ開先の上部形
状が小さなＶ形となる。溶接終了線１の傾斜角度θは、
逆Ｖ開先の開先角度か大きくなれば小さくなり、またア
ペックス角度が小さくなわば小さくなる。傾斜角度θが
９０′″を超えると、開先は■開先となる。

傾斜角度か１０゛以下てあれば、管内面側で冷接か生じ
るために伸線中に断線を生しる虞れかある。また、傾斜
角度か９０°以上てあれば、内面のビートか過大となり
、伸線中の断線を生じる虞れがある。このため傾斜角度
θをｌＯｏ〈θ＜９０゜好ましくは２０°≦θ≦８５°
とする。

溶接終了線の傾斜角度θが管軸に対して　ｌＯｏ〈θ＜
９０°となるような成形スケジュールおよび傾斜角度に
応じた入熱条件は、実験で求めておく。

溶接終了線の傾斜角度は、溶接管の一部について押広げ
試験を行って求める。押広げ試験方法について第４図（
ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）により説明すると、（ａ）は
製造工程中におけるスクイズロール１０の部分を示す図
であり、まず溶接を停止して、オープン管（未溶接管）
　Ｉａと溶接された管１ｂの両方にまたがる長さＬ　＝
　５０ｍｍ程度の試験片１６を切断して取り出す。（ｂ
）に示すとおりこの試験片１６は未溶接部を残して途中
まて、管外面に余盛ビードか延びている（管内面も同様
）。次に（ｃ）に示すように常温のまま試験片１６の未
溶接部側の管端を角度６０°円錐形の工具１７にプレス
（１０を程度）て押しつけて試験片１６をラッパ形に押
広げる。得られた試料の破面には溶接終了線が肉眼で観
察てき、その角度を測定する。

成形スケジュールに従って帯板か成形されていく過程を
模式的に示した第５図により、成形スケジュールについ
て説明すると、 成形スケジュールを決定する場合、 ■予成形ロールによる帯板の両エツジ部分ＡＣ）端曲げ
度合、 ＠成形ロール群による成形度合、 Ｏフィンバスロールのフィンによるオープン管１ａの開
先面の整形度合、 ■スクイズロールによるアップセット度合、等を調整し
、オープン管１ａの外周長を内周長より長くして逆Ｖ状
の開先を形成させ、かつアペックス角度β（溶接位置Ｂ
におけるオープン管の開き角度）を調節し、これにより
所望の溶接終了線の傾斜角度θを決める。なお逆■状の
開先角度αすなわちオープン管１ａの内外周長の差は主
として上記ａ）によりまたアペックス角度βは主として
＠を調整して決める。

［作用コ エツジ面は管外周側から管内周側に向）て溶融接合が進
むので、溶融金属が管内周面から大きく垂れ下がること
はない。溶接終了線の傾斜角度θが１０°〈θ＜９０°
であれば、良好な形状で適切な大きさの内面ビートが得
られる。

溶接終ＴＭの傾斜角度は実測可能であるので、傾斜角度
に基づいて成形スケジュールを決定することができ、さ
らに入熱条件を決定することかてきる。これにより、内
面ビートの形状および大きさのばらつきは小さくなり、
良好な内面ビートを得ることができる。

［実施例コ 以下、溶接用フラックス入りシームレスワイヤの製造を
実施例として説明する。

第２図は溶接用フラックス入りシームレスワイヤ製造装
置の主要部の構成図である。

第２図に示すように、帯鋼１の送り方向に沿って成形ロ
ール２、サイトロール３およびフラックス供給装置４が
配置されている。成形ロール２の上流側には、帯鋼１の
両エツジ部分を端曲げする予成形ロール　（図示しない
）か設けられている。

サイドロール３とサイトロール３との間５より成形途中
のオープン管１ａにフラックスＦが供給される。フラッ
クスＦを供給されたオープン管１ａは、フィンバスロー
ル６、シームガイトロール７を通過し、溶接ゾーンに入
る。高周波誘導溶接装置８はワークコイル９およびスク
イズロールｌＯを備えている。ワークコイル９には電源
１１から　５２０ｋＨｚの高周波溶接電流が供給される
。これら装置はいずれも既設のものである。溶接された
管１ｂは切削バイト１２により外面側の余盛りビード１
３が切削され、圧延ロール群１４で圧延され、さらに焼
鈍装置を含む伸線装置　（いずれも図示しない）により
製品サイズまで縮径される。

第３図は、溶接中のスターズロールｌＯとエツジ面の突
合せ形状の拡大図である。溶接終了線の傾斜角度θが】
０°くθ〈９０°になるように成形スケジュールを調整
すると、開先１５の形状は図面に示すように逆Ｖとなる
。開先角度αは適切な範囲内にならなければならないか
、前述のようにこの開先角度αを測定することは実際上
不可能あるいは困難である。

ここて、以上のように構成された装置により製造した溶
接用フラックス入りワイヤの製造結果について説明する
。

板厚の銅帯を、溶接終了線の傾斜角度が種々の値をとる
ように成形スケジュールを調整してして、外径２　］　
、　７ｍｍ、内径１７．３＋ｎｍの管に成形した。成形
途中てフラックスを充填率１２％±】ｔで充填した。入
熱１１４０ｋＶＡ、周波数５２０ｋＨｚ、溶接速度３０
ｍ／分で、オープン管を連続的に突合せ溶接した。

溶接した管を圧延ロール群により外径１２　、５ｍｍま
で縮径し、コイルに巻き取った。ついで、焼鈍後さらに
伸線し、成品サイズまで縮径した。

伸線結果を第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように、傾斜角度がｌＯ°以下のと
き、伸線中に断線を生じている。これは、管内面側で冷
接が生じるためである。また、傾斜角度が９０”、　１
００°のとき、伸線中の断線を生じている。これは、管
内面のビートが大きすぎることによる。これに対して、
傾斜角度が２０〜８５４の範囲内ては、内面ビー；−割
れおよび伸線中の断線は全く発生していない５゜ ［発明の効果］ この発明によれば、エツジ面は管外周側から管内周側に
向って溶融接合が進むので、溶融金属が管内周面から大
きく垂れ下がることはない。また、実測可能な溶接終了
線の傾斜角度、したかって成形スケジュールに基づいて
適切な入熱条件を決定することがてきる。これにより、
良好な内面ビードを得ることができる。この結果、粉粒
体を充填した管を伸線するときに管の断線はなく、粉粒
体充填管の製造における作業能率および歩留りの向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接終了線の説明図、第２図はこの発明の方法
を実施する装置例を示すもので、溶接用フラックス入り
シームレスワイヤの製造装置の主要部の構成図、第３図
はスクイズロールと逆Ｖ開先を示す正面図、第４図は押
広げ試験方法の説明図、および第５図は帯板の成形過程
を示す模式図である。 １・・・管、２・・・成形ロール、３・・・サイドロー
ル、４・・・フラックス供給装置、６・・・フィンバス
ロール、７・・・シームガイドロール、８・・・高周波
誘導溶接装置、９・・・ワークコイル、ｉ　ｏ−・・ス
クイズロール、１１・・・電源、１２・・・切削バイト
、１４・・・圧延ロール群、１５−・・逆Ｖ開先、Ｃ・
・・管肉厚中心線、Ｆ・・・フラックス、Ｐ・・・溶融
接合開始点、Ｉ・・・溶接終了線、α・・・開先角度、
θ・・・溶接終了線の傾斜角度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属帯板をこれの長手方向に送りながら成形ロール
   によりオープン管に成形し、この成形途中でオープン管
   の開口部から粉粒体を供給し、開口部の相対するエッジ
   面を突合せ溶接し、溶接により得られた管を縮径して粉
   粒体充填管を連続的に製造する方法において、前記エッ
   ジ面で管軸に対して傾斜角度θ（１０゜＜θ＜９０゜）
   で傾斜するほぼ直線状に延びる線に沿って管外周側から
   管内周側に向って溶融接合が終了するように、管の成形
   スケジュールを決定し、その成形スケジュールに従って
   管を成形することを特徴とする粉粒体充填管の製造方法
   。