JPH0732036A - 金属溶接管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入側から出側に行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
が形成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、金属帯の下
面全面に塗布した潤滑剤を完全に乾燥させて焼付きやダ
イス寿命低下を防止する。 【構成】 ダイス４の前方に設置した加熱炉５により金
属帯１を加熱して塗布ロール３により金属帯１の下面全
面に塗布した潤滑剤２を連続的に乾燥しつつ金属帯１を
ダイス４に貫通させて断面円形の管状に成形した後に溶
接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入側から出側に行くに
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形成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際にその潤滑剤が完全に乾燥しな
いことによる焼付きやダイス寿命低下が起こらないよう
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４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
に順次曲げ加工して製品曲率に到達するまで曲げて管状
に成形した後、管状に成形された金属帯１をシームガイ
ドロール６やスクイズロール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き合わ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、このようなロールフォーミ
ング法においては、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個以上も
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１０ｍｍ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に捻
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状に成形した後、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、
入側から出側に行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形成され
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ので生産効
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
に引き込まれていくため、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期
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耗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べく本発明者らは
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
面全面（金属溶接管の外面となる側全面）に例えばポリ
テトラフルオロエチレンを主成分とする微細なフッ素樹
脂粉末を化学式ＣCl₂Ｆ−ＣClＦ₂で表されるフロンソル
ブにより希釈させ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。しかしながら、フロンソルブ
はオゾン層破壊物質であり、全廃が決まっていることか
ら、本発明者らは代替潤滑剤としてフッ素樹脂系粉末や
メラミン樹脂系粉末を水に分散させたものを選定した。
この潤滑剤は、完全に乾燥させた場合は引抜成形及び溶
接には特に問題はないが、乾燥が不充分だと潤滑被膜が
形成されず、そのため成形時にダイスと金属帯との間で
焼付きが生じたり、更にはダイス寿命が低下するという
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、入側から出側に行くに従って直径
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
形の貫通穴が形成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際
にその潤滑剤が完全に乾燥しないことによって焼付きや
ダイス寿命低下が起こらな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】本発明者らは前記課題を
解決すべく種々検討の結果、入側から出側に行くに従っ
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形成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
帯の下面全面に塗布した潤滑剤を加熱炉により金属帯を
加熱した熱により金属帯に付着している潤滑剤を連続的
に乾燥させればよい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
の製造方法の実施例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下面全面に潤滑剤を塗布し
た後に加熱炉により金属帯を連続的に加熱し、次いでダ
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つつ溶接を行
っている状態を示す側面説明図である。図２は、図１に
おける加熱炉の設置位置を塗布ロールの前方に変更し、
この加熱炉により金属帯を予熱した直後に金属帯の下面
全面に潤滑剤を塗布し、次いで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つつ溶接を行っている状態を示す側
面説明図である。図３は、２つの実施例において加熱炉
を貫通させたときの金属帯の表面に張り付けた熱電対の
温度変化を示す図である。

【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に示す実施例について説明すると、アンコ
イラ（図示なし）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
にフッ素樹脂系粉末やメラミン樹脂系粉末を水に分散さ
せた潤滑剤の如き潤滑剤２が塗布され、加熱炉５内を貫
通する間に塗布された潤滑剤２が乾燥され、次いで入側
から出側に行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形成されて
いるダイス４に金属帯１に貫通させ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り、この図１に示した
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、潤滑剤塗布装置とダイス４との中間
に設けた加熱炉５によって金属帯１に塗布した潤滑剤２
を連続的に乾燥することにある。

【００１１】また、本発明に係る金属溶接管の製造方法
の概略について図２に示す実施例について説明すると、
アンコイラ（図示なし）より巻き出された金属帯１は先
ず加熱炉５内を貫通する過程で充分に加熱されて予熱さ
れ、加熱炉５を出た直後に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）全面にフッ素樹脂系粉末
やメラミン樹脂系粉末を水に分散させた潤滑剤の如き潤
滑剤２が塗布され、ダイス４に到達するまでの間に塗布
された潤滑剤２が乾燥され、次いで入側から出側に行く
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形成されているダイス４に
金属帯１に貫通させ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
製造されるのであり、この図２に示した本発明に係る金
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を塗布する前
に設けた加熱炉５によって金属帯１に塗布した潤滑剤２
を連続的に乾燥できる温度に予熱しておくことにある。

【００１２】この加熱炉５としては、潤滑剤塗布装置の
塗布ロール３により金属帯１の下面全面に塗布された潤
滑剤２を乾燥させるのに充分な温度で且つテンパーカラ
ーが付かない温度に金属帯１を加熱できることが必須で
あり、更に操業上の不都合が生じた場合に早急且つ容易
に対応できるように半割型にすることが好ましい。

【００１３】

【作用】上述したように本発明方法においては、入側か
ら出側に行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形成されてい
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、この塗布された潤滑剤
２はダイス４よりも前方に設けられた加熱炉５（図１に
示す実施例の場合には塗布ロール３により後方に設置さ
れていて金属帯１に付着している潤滑剤２を直接加熱す
る加熱炉であり、図２に示す実施例の場合には塗布ロー
ル３により前方に設置されていて金属帯１に塗布される
潤滑剤２をダイス４に至るまでに乾燥させる温度に金属
帯１を予熱する加熱炉である）により付与された熱によ
って金属帯１に付着している潤滑剤２が連続的に乾燥さ
れ、更にダイス４に貫通されて金属帯１の両側縁部1aを
突き合わせた状態の管状に成形されるので、金属帯１が
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るときに焼付きが生じたり、更
にはダイス寿命が低下することがないのである。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 炭化タングステン製のダイス４に、貫通穴として入側直
径35mm，出側直径10mm，テーパ角度２２°の貫通穴を形
成して炭化チタンと窒化チタンの皮膜を化学蒸着法によ
り形成し、造管設備に設置した。そして、金属帯１とし
て肉厚0.7mm，板幅30.7mmのオーステナイト系ステンレ
ス鋼帯を準備し、この金属帯１にその下面全面に２０体
積％の濃度のフッソ樹脂系潤滑剤２を塗布ロール３によ
り塗布しつつ両側縁1aの突き合わせ部1bが上方に来るよ
うにダイス４に通板させて、肉厚0.7mm，外径10mmのス
テンレス溶接管の製造を４ｍ／min.の造管速度の下で試
みた。すると、ダイス４内で焼付きが生じ、溶接管の表
面に多数の疵が発生した。そこで、潤滑剤２とダイス４
との間に炉芯径40mm，炉長500mmの半割型の管状の電気
炉から成る加熱炉５を設置し、炉内温度を５７３Ｋに調
整して上述と同様の方法で溶接管を製造した。すると、
上記のような焼付きが生じることがなく且つ表面に疵の
ない良好な溶接管を製造することができた。これは、加
熱炉５の炉内温度を５７３Ｋに設定したので金属帯１の
表面温度は４ｍ／min.の造管速度のときには図３の実線
に示すように４００Ｋ程度まで加熱されるため、潤滑剤
２の溶媒である水が蒸発して潤滑被膜が完全に形成され
たためと思われる。

【００１５】実施例２ 金属帯１の下面全面に２０体積％の濃度のフッソ樹脂系
潤滑剤２を塗布する塗布ロール３の直前の位置に実施例
１における加熱炉５を設置したことと、この加熱炉５の
炉内温度を６２３Ｋに調整したこと以外は実施例１と同
一条件で溶接管を製造した。その結果、実施例１と同様
に焼付きが生じることがなく且つ表面に疵のない良好な
溶接管を製造することができた。これは、加熱炉５の炉
内温度を６２３Ｋに設定したので４ｍ／min.の造管速度
のときには金属帯１の表面温度は図３の破線に示すよう
に潤滑剤２を塗布してダイス４に至るまで３７０Ｋ以上
に加熱されるため、潤滑剤２の溶媒である水が蒸発して
潤滑被膜が完全に形成されたためと思われる。なお加熱
炉５の温度は、潤滑被膜が形成できさえすれば何度に設
定してもよいが、金属帯１がステンレス鋼の場合にその
表面温度が４７３Ｋ以上になるとテンパーカラーが付着
するので、注意が必要である。

【００１６】

【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、入側から出側に行くに従って直径
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
形の貫通穴が形成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、この塗布した潤滑剤を金属帯を加
熱炉で加熱した熱によって連続的に乾燥することにより
潤滑被膜を完全に形成させるので、金属帯がダイスを貫
通しても焼付きが生じることなく、且つ表面に疵のない
良好な金属溶接管を製造することができるのであり、そ
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下面全面に潤滑剤
を塗布した後に加熱炉により金属帯を連続的に加熱し、
次いで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つつ
溶接を行っている状態を示す側面説明図である。

【図２】図１における加熱炉の設置位置を塗布ロールの
前方に変更し、この加熱炉により金属帯を予熱した直後
に金属帯の下面全面に潤滑剤を塗布し、次いでダイスに
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つつ溶接を行ってい
る状態を示す側面説明図である。

【図３】２つの実施例において加熱炉を貫通させたとき
の金属帯の表面に張り付けた熱電対の温度変化を示す図
である。

【図４】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 加熱炉 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入側から出側に行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
   の貫通穴が形成されているダイス(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)を塗布した後に加熱炉(５)により金属帯(１)を加
   熱して金属帯(１)に付着している潤滑剤(２)を連続的に
   乾燥させることを特徴とする金属溶接管の製造方法。
2. 【請求項２】 ダイス(４)の前方において、加熱炉(５)
   の設置位置を塗布ロール(３)の前方に変更して金属帯
   (１)を予熱した直後に、塗布ロール(３)により金属帯
   (１)の下面全面に潤滑剤(２)を塗布して金属帯(１)に付
   着している潤滑剤(２)を連続的に乾燥させる請求項１に
   記載の金属溶接管の製造方法。