JPH0580285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄肉電縫管の製造法に関する。

電縫管は、帯板を連続的にフオーミング・ロー
ルによつて略円弧状に成形し、得られたスケルプ
の両エツジをスクイズ・ロールで電気抵抗溶接に
より接合し、溶接後管体の外面および内面に突出
した溶接ビードを削除し、そして管体をサイジン
グ・ロールで真円状に成形することによつて製造
される。この場合、内面側溶接ビードは、削除さ
れないこともあるが、外面側溶接ビードは、管の
真円度を精度よく保つべく、必ず削除されてい
る。外面側溶接ビードの削除は、スクイズ・ロー
ルでの溶接後直ちに切削工具により行われる。

一般に、スケルプ・エツジの成形は不充分にな
りやすく、スクイズ・ロールに入る直前のスケル
プ・エツジ付近の曲率半径は、管半径の呼び寸法
よりも大きいのが普通であり、溶接部は管の仮想
外周円よりも外側にやや突出する傾向にある。そ
のため、第３図に示す如く、外面側溶接ビード１
に隣接する母材外表面２はかなり広い範囲に渡つ
て管の仮想外周円３よりも外側に突出しており、
また、内面側溶接ビード４に隣接する母材内表面
５もかなり広い範囲に渡つて管の仮想内周円６よ
りも外側に突出している。かような外面側溶接ビ
ードの削除は、管の仮想外周円よりもやや大きい
曲率半径を持つ切削工具を用いて、第４図に示す
如く、管の仮想外周円３よりも外側に突出した部
分７を切削除去するのが通例である。だが、従来
からのこの削除方法では、第４図に示す如く、外
面側溶接ビードとともに母材の一部をも削除して
しまうので、溶接部に隣接する母材の肉厚減少が
避けられなかつた（第５図）。また、そのように
して外面側溶接ビードを削除後サイジング・ロー
ルにより管の外周が真円になるように成形した電
縫管では、溶接部に隣接する母材の肉厚が最小と
なつた位置で、管の内面の曲率が最小となること
も避けられなかつた（第５図）。

溶接部付近で母材の肉厚が減少し、かつその位
置で管の内面の曲率が最小になることは、管の機
械的性質に対して大きなマイナスであることがわ
かつた。特に、管が曲げ成形された後、強度部材
として使用される場合には、使用中に管の円周方
向に大きな応力が作用すると、溶接部に隣接した
肉厚が最小でありかつ管の内周の曲率が最小であ
る母材部分が切欠として作用し、疲労寿命の低下
およびその他の不都合を招くことがわかつた。

また、母材表面が耐熱性および／または耐食性
の観点から酸化物皮膜や表面処理皮膜により被覆
されている場合には、外面側溶接ビードの削除幅
は狭い程好ましいが、従来からの削除方法によれ
ば外面側溶接ビード幅の少なくとも２倍の幅で被
覆のない母材裸面が生じてしまい、耐熱性や耐食
性の劣化を招く不都合があつた。

本発明の主たる一つの目的は、従来技術の前記
のような不都合を克服した、溶接部に隣接する母
材の肉厚減少の小さい薄肉電縫管の製造法を提供
することである。

本発明の他の一つの目的は、管の内面の曲率変
化を最小にした薄肉電縫管の製造法を提供するこ
とである。

本発明のさらに一つの目的は、外面側溶接ビー
ド削除による母材新生面の面積を最小に留めた薄
肉電縫管の製造法を提供することである。

本発明によれば、これらの目的は、帯板を連続
的にフオーミング・ロールにより略円弧状に成形
し、得られたスケルプの両エツジをスクイズ・ロ
ールで電気抵抗溶接により接合し、得られた管の
外面および内面に突出した溶接ビードを削除し、
そして管をサイジング・ロールにより整形するこ
とからなる薄肉電縫管の製造法において、外面側
の切削残存溶接ビード高さを0.05〜0.5mmとした
後、サイジング整形することを特徴とする薄肉電
縫管の製造法により達成される。

第１図は、スクイズ・ロールで溶接した管の外
面側溶接ビードを、本発明にしたがい、僅かだけ
残して削除した場合における、管の溶接部付近の
横断面形状を示す斜視図である。スクイズ・ロー
ルで溶接された電縫管の溶接部付近の横断面形状
は、第３図に示すように、外面側溶接ビード１と
それに隣接する母材２とがかなりな広い範囲に渡
つて管の仮想外円周３よりも外側に突出してい
る。本発明においては、第１図に示すように、外
面側溶接ビードが高さ0.05〜0.5mmの範囲で残存
するように外面側溶接ビードの削除を行う。第１
図において、９は本発明方法で削除する外面側溶
接ビードの部分を示し、１０はこのビード削除後
に生ずる新生面を示している。１１は切削残存溶
接ビード高さを表しており、この１１の高さを本
発明では0.05〜0.5mmとする。

このように外面側の切削残存溶接ビード高さを
0.05〜0.5mmとした後、サイジング整形して得た
本発明の電縫管の溶接部付近における肉厚および
内面の曲率半径の変動の様子を、第２図に模式的
に示す。第２図に示す如く、外面側溶接ビードを
僅かに残存せしめることにより、溶接部に隣接す
る母材の肉厚が減少する現像を防止することがで
きる。加えた、僅かに残存した外面側溶接ビード
１０は、サイジング・ロールによる整形の際、内
側へ押し戻されるので、第２図に示す如く、溶接
部に隣接する母材の内面の曲率は、管の仮想内円
周６の曲率と殆ど等しくなる。

管の外面の真円度や表面粗度を重視すれば、外
面側溶接ビードの残存高さを０（ゼロ）とするの
が理想であるが、実際には電縫管製造ラインを流
れる管は僅かではあるが常に揺動しているので、
母材表面に損傷を与えることなく安定して外面側
溶接ビードのみを削除することは殆ど不可能であ
る。加えて、僅かに残存する外面側溶接ビードは
溶接に隣接する母材の内面の曲率を管の仮想内円
周の曲率に近ずける作用がある。本発明の目的の
ためには、外面側溶接ビードの切削残存高さを少
なくとも0.05mmとすべきであることがわかつた。
また、外面側溶接ビードの残存の高さが0.5mmを
実質的に超えると、管の外面の真円度や表面粗度
が低下するのみならず、残存する外面側溶接ビー
ドの縁が切欠として作用する傾向がある。それ故
外面側溶接ビードの切削残存高さの上限値は0.5
mmとする。

以下、比較実験結果により、本発明の効果を説
明する。

対照試料として、従来からの方法により、溶接
後内面側溶接ビードおよび外面側溶接ビードを外
面側溶接ビードに隣接する母材の一部とともに削
除した管体をサイジグ整形して普通鋼電縫管試料
（STKM11A、外径：42.7mm、肉厚：1.0mm）を多
数作成した。本発明試料として、外面側溶接ビー
ドを約0.10mmの高さ残存させたものをサイジング
整形した以外は同様にして本発明による普通鋼電
縫管試料を多数作成した。これらの試料を様々な
拡管率（拡管後の管の外径Ｄと原管の外径D₀と
の比）で拡管加工に付した。拡管加工は８個の分
割爪を有するサイザーにより行い管の溶接部が隣
接分割爪の中間に来るように設定してサイザー拡
管を行つた。拡管長さは100mmとした。拡管部に
発生する割れおよびネツキングを有無を観察し
た。発生する場合、割れは、溶接部に隣接する母
材部に発生した。試験結果を第６図に示す。第６
図によれば、この拡管試験において、割れもネツ
キングも発生しない拡管率（限界拡管率）は、対
照試料の場合1.11〜1.12に過ぎないのに対し、本
発明試料では1.18〜1.20と拡管性能が格段に向上
していることが明らかである。

対照試料として、従来からの方法により、溶接
後内面側溶接ビードおよび外面側溶接ビードを外
面側溶接ビードに隣接する母材の一部とともに削
除した管体をサイジングを整形して45キロ級の高
張力鋼電縫管（外径：42.7mm、肉厚：1.6mm）を
多数作成した。本発明試料として、外面側溶接ビ
ードを約0.15mmの高さ残存させたものをザイジン
グ整形した以外は同様にして本発明による高張力
鋼電縫管試料を多数作成した。各試料を曲げ成形
した後、曲げ成形と同じ方向に両振りの繰り返し
曲げモーメントを負荷する疲労試験に付した。曲
げ部の曲げ半径は、管の中心線を基準として120
mmとし、曲げ角度は60度とした。繰り返し曲げモ
ーメントを負荷すると、曲げ部の各部分に管の軸
方向および円周方向の応力が作用するが、曲げモ
ーメントの負荷方向に対し直角方向の位置におけ
る円周方向の応力が最大応力となるので、管の溶
接部が最大応力発生位置となるように曲げ成形を
行つておいて、繰り返し曲げモーメントを負荷し
た。負荷した曲げモーメントを繰り返し数が限界
を超えると、疲労亀裂が溶接部に隣接する母材に
発生し、溶接部に沿つて管の軸方向に成長した。
第７図は、この疲労試験の結果を、曲げモーメン
トー繰り返し数線図で整理したものである。第７
図によれば、疲労寿命（疲労亀裂が発生するまで
に負荷した曲げモーメントの繰り返し数）は、曲
げモーメントの大きさが同一なら、本発明試料は
対照試料よりも略一桁優れていることが明らかで
ある。

対照試料として、従来からの方法により、溶接
後内面側溶接ビードおよび外面側溶接ビードを外
面側溶接ビードに隣接する母材の一部とともに削
除した管体をサイジング整形してアルミニウムめ
つき鋼電縫管（外径：42.7mm、肉厚：1.6mm）を
作成した。本発明試料として、外面側溶接ビード
を約0.15mmの高さ残存させたものをサイジング整
形した以外は同様にして本発明によるアルミニウ
ムめつき鋼電縫管を作成した。外面側溶接ビード
の削除幅は、対照試料の場合4.0mm、本発明試料
の場合1.0mmであつた。どちらの試料についても、
外面側溶接ビードの削除面には、何等補修を施さ
なかつた。両試料から50mm長さの試料片を切取
り、それらを電気マツフル炉により大気中800℃
で1000時間連続加熱した。溶接部の酸化による肉
厚減少を観察することにより耐熱性を評価した。
第８図は、連続加熱後の対照試料の溶接部の横断
面を示す写真（倍率：15倍）であるが、溶接部は
すべて酸化スケール化していることがわかる。第
９図は、連続加熱後の本発明試料の溶接部の横断
面を示す倍率15倍の写真である。本発明試料では
かなりの酸化損耗が認められるものの、溶接部の
肉厚を約20％は残存しており、かつ酸化損耗を受
けた領域も対照試料のそれ比べて著しく狭いこと
がわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法における電縫管の外面側溶
接ビード削除の様子を示す斜視図、第２図は本発
明による電縫管の溶接部付近における肉厚および
内面の曲率半径の変化を模式的に示す図、第３図
は円弧状に成形したスケルプをスクイズ・ロール
で溶接した直後における管の溶接部の横断面図、
第４図は従来法における電縫管の外面側溶接ビー
ド削除の様子を示す斜視図、第５図は従来法によ
る電縫管の溶接部付近における肉厚および内面の
曲率半径の変化を模式的に示す図、第６図は本発
明方法および従来法による普通鋼電縫管の拡管性
能を比較表示するグラフ、第７図は本発明方法お
よび従来法による45級高張力鋼電縫管についての
疲労試験結果を示すグラフ、第８図は従来法によ
るアルミニウムめつき鋼電縫管を大気中800℃で
1000時間連続加熱した後における溶接部付近の横
断面写真、そして第９図は本発明によるアルミニ
ウムめつき鋼電縫管を大気中800℃で1000時間連
続加熱した後における溶接部付近の横断面写真、
である。 １……外面側溶接ビード、２……母材外表面、
３……管の仮想外円周、４……内面側溶接ビー
ド、５……母材内表面、６……管の仮想内円周、
７……従来法において削除される部分、８……従
来法においてビード削除後生ずる母材新生面、９
……本発明方法において削除される部分、１０…
…本発明方法においてビード削除後生ずる母材新
生面、１１……本発明方法において削除されない
で残存する外面側溶接ビードの高さ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯板を連続的にフオーミング・ロールにより
   略円弧状に成形し、得られたスケルプの両エツジ
   をスクイズ・ロールで電気抵抗溶接により接合
   し、得られた管の外面および内面に突出した溶接
   ビードを削除し、そして管をサイジング・ロール
   により整形することからなる薄肉電縫管の製造法
   において、外面側の切削残在溶接ビード高さを
   0.05〜0.5mmとした後、サイジング整形すること
   を特徴とする薄肉電縫管の製造法。