JPH06218428A - 金属溶接管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入側から出側にいくに従って直径を小さくす
るテーパを付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴
が穿設されているダイスに金属帯を貫通させることによ
って平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き合わせた
状態の管状に成形した後にこの突き合わせ部を溶接トー
チで溶接して金属溶接管を製造するに際し、ダイスと金
属帯との摩擦を減少させ且つ溶接ビード内にブローホー
ルの存在しない良好な溶接部を得る。 【構成】 ダイス４の前方において塗布ロール３により
金属帯１の下面全面に潤滑剤２を塗布した後、該ダイス
４の前方に設けた潤滑剤除去装置５の回転体5aによって
金属帯１の両側縁1aの端面に付着している潤滑剤２を連
続的に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入側から出側にいくに
従って直径を小さくするテーパを付した部分を入側に有
する断面円形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯
を貫通させることによって平板状の金属帯を一挙にその
両側縁を突き合わせた状態の管状に成形した後にこの突
き合わせ部を溶接トーチで溶接して金属溶接管を製造す
るに際し、金属帯とダイスとの摩擦を減ずるために前記
ダイスの前方において塗布ロールにより金属帯の下面全
面に潤滑剤を塗布したことによってその潤滑剤に起因し
て溶接ビードの内部にブローホール等の溶接欠陥が生ず
ることが無いようにできる金属溶接管の製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属帯をその幅方向に製品曲率に
曲げて管状に形成し溶接して金属溶接管を製造するに
は、図７に示す斜視図のように多数のタンデムに配置さ
れたカリバーを有するフォーミングロール又はケージロ
ール９を備えたロール成形機を用いて金属帯１を幅方向
に順次曲げ加工し、管状に成形させた金属帯をシームガ
イドロール６又はスクイズロール７により保持した状態
で金属帯１の両側縁1aの突き合わせ部1bを溶接トーチ８
などの溶接手段によって突合せ溶接するロールフォーミ
ング法が一般に実施されていた。

【０００３】しかしながらこのロールフォーミング法に
おいて、製造すべき金属溶接管の外径を変更する場合に
は前記フォーミングロール又はケージロール９，更には
シームガイドロール６及びスクイズロール７等の各ロー
ル総てを製造すべき金属溶接管の外径に対応したものに
交換しなければならないため、１種類の外径に対して交
換すべきロール組は少なくとも２０個以上に存在するこ
とからロール交換に多大の労力と長時間とを必要とする
ため設備の生産効率が低下し、また製造すべき金属溶接
管の外径に対応した多数組のロールを準備しなければな
らないので経済的ではないという欠点があった。更にこ
のようなロールフォーミング法においては、外径が１０
mm以下のような細い金属溶接管を製造しようとすると、
前記各ロール組の設置位置等に高い精度が要求されるの
であり、各ロール組のうち何組かのロール位置に設定誤
差がある場合には成形中に金属溶接管の捻れや突き合わ
せ部1bに段差が生じ易いという欠点もあった。

【０００４】また、ダイドローフォーミング法と略称さ
れている成形ダイスにより金属帯を引き抜いて一挙に管
状に成形する方法が、例えば特公昭３９−１８６５７号
公報「長尺薄物金属パイプの一貫造管機」において金属
薄板フープを成形ダイスにて管形に成形した後、順次溶
接し次いで高周波誘導加熱による無酸化光輝焼鈍炉を用
いて焼鈍する工程を連続して行う技術として開示され、
特公平４−１８９２５号公報「金属波形管の製法」には
成形ダイスで管状に成形し管状体の接合点を溶接した
後、波形加工を行って非酸化性ガス雰囲気中で連続して
光輝熱処理を行う一連の製造ラインの技術が開示されて
いる。

【０００５】しかしながら、このダイドローフォーミン
グ法と略称されている特公昭３９−１８６５７号公報や
特公平４−１８９２５号公報に開示されている方法は、
平板状の金属帯を直接ダイスの入側のテーパを有する貫
通穴から引き抜いて管状に成形を行う方法であるので、
前述したロールフォーミング法に比べて設備費が格段に
低下すると共に製造すべき金属溶接管の外径を変更する
場合でもその金属溶接管の外径に対応するダイスを準備
するだけで済むため生産効率を低下させない利点がある
が、この方法では金属帯の両側縁部がダイスの貫通穴の
テーパ面に最初に接触し更にダイスの貫通穴内で成形が
進行する間において、成形中に受ける幅方向の曲げモー
メントが金属帯の両側縁部において最小となるので金属
帯の両側縁部はダイスの貫通穴の平行部（最小直径部）
の直前に至るまでは殆ど曲げ加工を受けない状態でダイ
スの貫通穴入側のテーパ部内に引き込まれて行くため、
金属帯の両側縁部はダイスの貫通穴入側のテーパ面に高
い面圧で接触しただけの状態でダイスの貫通穴入側のテ
ーパ面上を滑ることから長時間成形を行った場合に金属
帯の両側縁部に疵が生じると共にダイスの貫通穴入側の
テーパ面における金属帯の両側縁部が接触する部分が損
傷してダイスの寿命が短くなり、更には金属帯の両側縁
部に発生した疵から脱落した金属粉末がダイス内に蓄積
し金属帯に表面疵を発生させる原因となることから成形
を中断してダイスの手入れを頻繁に行う必要があるとい
う欠点があった。

【０００６】このような欠点を除去するために本出願人
は種々検討の結果、成形時におけるダイスと金属帯との
摩擦が小さくなるように成形ダイスと接触する金属帯の
下面（金属溶接管の外面となる側）全面に例えばポリ四
フッ化テロマーを主成分とする微細なフッ素樹脂粉末を
化学式ＣCl₂Ｆ−ＣClＦ₂で表わされるフロンソルブによ
り希釈した速乾性の潤滑剤を塗布する方法が有効である
ことを究明した。この潤滑剤はロールによって塗布され
るが、この塗布方法によると金属帯が薄い場合には塗布
するロール圧によって潤滑剤が金属帯両側縁の端部から
上面（金属溶接管の内面となる側）にまで塗布されてし
まい、そのままの状態で成形ダイスを貫通させた場合に
金属帯両側縁の端部に付着した潤滑剤が成形後の金属帯
の両側縁の突き合わせ部に残留する。この残留した潤滑
剤は溶接トーチを使用してのＴＩＧ溶接等による高温に
より殆ど昇華するが、溶接部が凝固するまでに完全に昇
華するとは限らず潤滑剤の一部がそのまま残留すると、
この残留した潤滑剤が溶接部位に溶け込んで溶接後のビ
ード内部にブローホールなどを発生し、溶接欠陥として
良好な溶接管を得ることができないという欠点も生ずる
ことが判明した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記したダイ
ドローフォーミング法による金属溶接管の製造方法にお
ける欠点を解消し、入側から出側にいくに従って直径を
小さくするテーパを付した部分を入側に有する断面円形
の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫通させる
ことによって平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き
合わせた状態の管状に成形するに際し、金属帯とダイス
との摩擦を減ずるために前記ダイスの前方において塗布
ロールにより金属帯の下面全面に潤滑剤を塗布したこと
によってその潤滑剤に起因して溶接ビードの内部にブロ
ーホール等の溶接欠陥が生ずることが無いようにできる
金属溶接管の製造方法を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題を
解決すべく種々検討の結果、入側から出側にいくに従っ
て直径を小さくするテーパを付した部分を入側に有する
断面円形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫
通させることによって平板状の金属帯を一挙にその両側
縁を突き合わせた状態の管状に成形した後にこの突き合
わせ部を溶接トーチで溶接する金属溶接管を製造するに
際し、前記ダイスの前方において塗布ロールにより金属
帯の下面全面に潤滑剤を塗布した後に該ダイスの前方に
設けた潤滑剤除去装置の砥石などから成る回転体によっ
て、金属帯の両側縁の端面に付着している潤滑剤を連続
的に除去すれば良く、潤滑剤除去装置の回転体が砥石か
ら成る場合に金属帯の両側縁の下面側の研削量が上面側
の研削量より大きくなる形状のものを使用すればより効
果的であることを究明して本発明を完成したのである。

【０００９】以下、図面により本発明に係る金属溶接管
の製造方法について詳細に説明する。図１は本発明方法
によって金属帯の両側縁に付着した潤滑剤を連続的に除
去しながらダイスに金属帯を貫通させて平板状の金属帯
を一挙にその両側縁を突き合わせた状態の管状に成形し
ている状態の１例を示す側面説明図、図２は図１に示し
た装置の平面説明図、図３は図２におけるＡ−Ａ線拡大
断面説明図、図４は潤滑剤除去装置の回転体の他の例を
示す側面図、図５は図３に示した潤滑剤除去装置の回転
体を使用した場合の溶接直前の成形管の断面説明図、図
６は図４に示した潤滑剤除去装置の回転体を使用した場
合の溶接直前の成形管の断面説明図である。

【００１０】本発明に係る金属溶接管の製造方法の概略
について図１により説明すると、アンコイラーより巻き
出された金属帯１は潤滑剤塗布装置の塗布ロール３によ
り金属帯１のダイス４と接触する面（金属溶接管の外面
となる面であって下面）全面にポリ四フッ化テロマーを
主成分とする微細なフッ素樹脂粉末を化学式ＣCl₂Ｆ−
ＣClＦ₂で表わされるフロンソルブにより希釈した速乾
性の潤滑剤の如き潤滑剤２が塗布され、次いで金属帯１
の両側縁1aの端面に付着した潤滑剤２を潤滑剤除去装置
５の回転体5aによって連続的に除去された後、入側から
出側にいくに従って直径を小さくするテーパ4aを付した
部分を入側に有する断面円形の貫通穴が穿設されている
ダイス４に貫通されて平板状からその両側縁1aを突き合
わせた状態の管状に成形され、しかる後にこの突き合わ
せ部1bを溶接トーチ８でＴＩＧ溶接されて金属溶接管に
製造されるのである。

【００１１】かかる本発明に係る金属溶接管の製造方法
においてその最も特徴とするところは、ダイス４の前方
において潤滑剤塗布装置の塗布ロール３により金属帯１
の下面全面に潤滑剤２を塗布した後に、やはりダイス４
の前方に設けた潤滑剤除去装置５の回転体5aによって金
属帯１の両側縁1aの端面に付着している潤滑剤２を連続
的に除去することにある。

【００１２】この潤滑剤除去装置５の潤滑剤２を除去す
る要素としては、ダイス４の入側前方において金属帯１
の両側縁1aに当接した状態で回転して金属帯１の両側縁
1aに付着している潤滑剤２を除去するための、例えば金
属ブラシ又はバフなどがライニングされたロールや砥石
のような回転体5aが使用されるのであるが、金属製ブラ
シがライニングされたロールの場合には金属帯１の板厚
が薄いときに金属帯１がブラシを構成している金属線間
（ブラシの目間）を通過して潤滑剤２が完全に除去され
ないことがあったり、ブラシを構成している金属線を金
属帯１の両側縁1aの板厚方向に常に同じ状態に当接させ
ることが困難であるため潤滑剤２の除去が常に均一にな
らないという問題点があり、またバフがライニングされ
たロールの場合にはバフの摩耗が早くてその保守管理が
面倒であるばかりでなくバフが毛羽立って金属帯１の両
側縁1aに付着してしまう現象が発生することがあるとい
う問題点があるので、金属帯１の板厚に関係無く金属帯
１の両側縁1aに常に当接し且つ耐摩耗性に優れている砥
石が好ましい。

【００１３】この砥石の形状としては、図４に示した如
き円筒形状のものも使用できるが、この場合には平板状
の金属帯１の両側縁1aを突き合わせた状態の管状に成形
した際に図６に示す如く金属帯１の両側縁1aがほぼ全面
で当接した突き合わせ部1bとなるので、もし金属帯１の
両側縁1aに潤滑剤２が落下してきて再び付着するとこの
突き合わせ部1bを溶接トーチ８で溶接する際にこの潤滑
剤２が溶接部位に溶け込んで溶接後のビード内部にブロ
ーホールなどの溶接欠陥を生ぜしめる可能性がある。

【００１４】そこでこの砥石の形状として、鼓をその軸
と直角に且つその横断面積が最も小さい部位で半分に切
断した図３に示す如き形状、すなわち金属帯１の両側縁
1aの下面側の研削量が上面側の研削量より大きくなる形
状のものを使用すると、金属帯１の両側縁1aの下面の角
を除去することになるので、金属帯１をダイス４のテー
パ4aを付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴に貫
通させて平板状の金属帯１を一挙にその両側縁1aを突き
合わせた状態の管状に成形する過程でダイス４の損耗が
少なくなってダイスの寿命が延長し、コストダウンが可
能となるので好ましく、更に平板状の金属帯１の両側縁
1aを突き合わせた状態の管状に成形した際に図５に示す
如く金属帯１の両側縁1aが外面側に開口部が形成された
状態で当接した突き合わせ部1bとなるので、この突き合
わせ部1bを溶接トーチ８で溶接する際に生じるビードが
外面側に大きく突出することが無く、ビード研削等の後
処理を容易に行うことができる。

【００１５】

【作用】上述したように本発明方法においては、入側か
ら出側にいくに従って直径を小さくするテーパ4aを付し
た部分を入側に有する断面円形の貫通穴が穿設されてい
るダイス４に金属帯１を貫通させることによって平板状
の金属帯１を一挙にその両側縁1aを突き合わせた状態の
管状に成形した後にこの突き合わせ部1bを溶接トーチ８
で溶接して金属溶接管を製造するに際し、ダイス４を貫
通される際の金属帯１のダイス４との接触面の摩擦を減
少させて金属帯１の表面に疵などが生じないように金属
帯１はダイス４の前方において塗布ロール３によりその
下面全面に潤滑剤２を塗布され、しかる後にこの塗布ロ
ール３とダイス４との間に設けられた潤滑剤除去装置５
の回転体5aによって両側縁1aの端面に付着している潤滑
剤２を連続的に除去されるので、ダイス４を貫通されて
一挙にその両側縁1aを突き合わせた状態の管状に成形さ
れた金属帯１の突き合わせ部1bを溶接トーチ８で溶接さ
れる際に溶接部に潤滑剤２が昇華したガスがブローホー
ルとして残存することがないのである。

【００１６】

【実施例】

実施例１ 板厚０.７mm，板幅３１.３mmのステンレス鋼鋼帯（ＳＵ
Ｓ３０４）の下面（金属溶接管の外面となる側）全面に
ポリ四フッ化テロマーを主成分とする微細なフッ素樹脂
粉末をその濃度が５０体積％となるように化学式ＣCl₂
Ｆ−ＣClＦ₂で表わされるフロンソルブにより希釈され
た速乾性の潤滑剤を塗布させた後、図４に示す如き円筒
状の砥石より成る回転体を有する潤滑剤除去装置によっ
てステンレス鋼鋼帯の両側縁をそれぞれ０.３mmづつ研
削して潤滑剤を除去し、入側（直径：約３５mm）から出
側（最小直径部の直径：約１０mm）にいくに従って直径
を小さくするテーパ（テーパ角度：22度）を付した部分
を入側に有する断面円形の貫通穴が穿設されておりその
貫通穴内面に炭化チタンと窒化チタンとの皮膜とを化学
蒸着法によりコーティングした炭化タングステン製のダ
イスに造管速度毎分４ｍで前記ステンレス鋼鋼帯を貫通
させて一挙にその両側縁を突き合わせた状態の管状に成
形し、直ちにこの突合せ部を溶接トーチを用いてＴＩＧ
溶接した結果、潤滑剤が溶接ビード内部に溶け込んだこ
とにより発生するブローホールのない直径１０mmの良好
な溶接部を有する金属溶接管を製造できた。

【００１７】実施例２ 潤滑剤除去装置の回転体として図３に示す如き外面に半
径１０mmの曲面を有する砥石より成る回転体を使用して
ステンレス鋼鋼帯の両側縁の下面側の角を取り去るよう
に研削した以外は実施例１と同様の条件で金属溶接管を
製造した結果、実施例１と同様に潤滑剤が溶接ビード内
部に溶け込んだことにより発生するブローホールのない
直径１０mmの良好な溶接部を有する金属溶接管を製造で
きた。そして、実施例１の場合には２０００ｍ程度の造
管でダイスが損耗したが、本実施例では潤滑剤と共に金
属帯両側縁の下面の角も除去することでダイスの損耗が
極めて少なくなったので、３０００〜４０００ｍの造管
でもダイスは充分に使用可能で、製品の歩留の向上に伴
うコストダウンが可能となった。

【００１８】

【比較例】ステンレス鋼鋼帯（ＳＵＳ３０４）の板幅が
３０.７mmであることと、潤滑剤を塗布した後、ステン
レス鋼鋼帯の両側縁を研削しないこと以外は実施例１と
全く同じ条件で金属溶接管を製造した結果、溶接ビード
内部には潤滑剤が溶け込んだことによりブローホールが
連続的に発生し、溶接部が不良な金属溶接管しか製造で
きなかった。

【００１９】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明に係る金属
溶接管の製造方法は、入側から出側にいくに従って直径
を小さくするテーパを付した部分を入側に有する断面円
形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫通させ
ることによって平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突
き合わせた状態の管状に成形した後にこの突き合わせ部
を溶接トーチで溶接して金属溶接管を製造するに際し、
ダイスの前方において塗布ロールにより金属帯の下面全
面に潤滑剤を塗布した後に該ダイスの前方に設けた潤滑
剤除去装置の回転体によって金属帯の両側縁の端面に付
着している潤滑剤を連続的に除去したことにより、溶接
ビード内への潤滑剤の溶け込みが防止できたので溶接ビ
ード内にブローホールの存在しない良好な溶接部を有す
る金属溶接管を製造することができるのである。そし
て、潤滑剤除去装置の回転体として砥石を使用する場合
には、金属帯の両側縁の端面に付着している潤滑剤の連
続的な除去機能が安定しており、更にこの砥石から成る
回転体として金属帯の両側縁の下面側の研削量が上面側
の研削量より大きくなる形状のものを使用すると、金属
帯の両側縁の下面の角を除去することになるので、金属
帯をダイスのテーパを付した部分を入側に有する断面円
形の貫通穴に貫通させて平板状の金属帯を一挙にその両
側縁を突き合わせた状態の管状に成形する過程でダイス
の損耗が少なくなってダイスの寿命が延長し、コストダ
ウンが可能となるので好ましく、更に平板状の金属帯の
両側縁を突き合わせた状態の管状に成形した際に金属帯
の両側縁が外面側に開口部が形成された状態で当接した
突き合わせ部となるので、この突き合わせ部を溶接トー
チで溶接する際に生じるビードが外面側に大きく突出す
ることが無く、ビード研削等の後処理を容易に行うこと
ができるのである。このように種々に利点を有する本発
明方法の工業的価値は非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法によって金属帯の両側縁に付着した
潤滑剤を連続的に除去しながらダイスに金属帯を貫通さ
せて平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き合わせた
状態の管状に成形している状態の１例を示す側面説明図
である。

【図２】図１に示した装置の平面説明図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線拡大断面説明図である。

【図４】潤滑剤除去装置の回転体の他の例を示す側面図
である。

【図５】図３に示した潤滑剤除去装置の回転体を使用し
た場合の溶接直前の成形管の断面説明図である。

【図６】図４に示した潤滑剤除去装置の回転体を使用し
た場合の溶接直前の成形管の断面説明図である。

【図７】従来のロールフォーミング法による金属溶接管
の製造方法の斜視図である。

【符号の説明】

１ 金属帯 1a 両側縁 1b 突き合わせ部 ２ 潤滑剤 ３ 塗布ロール ４ ダイス 4a テーパ ５ 潤滑剤除去装置 5a 回転体 ６ シームガイドロール ７ スクイズロール ８ 溶接トーチ ９ フォーミングロール又はケージロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入側から出側にいくに従って直径を小さ
   くするテーパ(4a)を付した部分を入側に有する断面円形
   の貫通穴が穿設されているダイス(４)に金属帯(１)を貫
   通させることによって平板状の金属帯(１)を一挙にその
   両側縁(1a)を突き合わせた状態の管状に成形した後にこ
   の突き合わせ部(1b)を溶接トーチ(８)で溶接して金属溶
   接管を製造するに際し、前記ダイス(４)の前方において
   塗布ロール(３)により金属帯(１)の下面全面に潤滑剤
   (２)を塗布した後、ダイス(４)の前方に設けた潤滑剤除
   去装置(５)の回転体(5a)によって金属帯(１)の両側縁(1
   a)の端面に付着している潤滑剤(２)を連続的に除去する
   ことを特徴とする金属溶接管の製造方法。
2. 【請求項２】 潤滑剤除去装置(５)の回転体(5a)として
   砥石を使用する請求項１に記載の金属溶接管の製造方
   法。
3. 【請求項３】 砥石から成る回転体(5a)として、金属帯
   (１)の両側縁(1a)の下面側の研削量が上面側の研削量よ
   り大きくなる形状のものを使用する請求項２に記載の金
   属溶接管の製造方法。