JPH078379B2 - 電縫管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は電縫管の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 周知の如く電縫管の製造においては、電気抵抗又は誘導
により溶接すべき鋼帯のエッジを加熱し、次いでスクイ
ズロールによりアップセットを付与しつつ連続的に衝合
溶接する。このようにして製造した電縫管の用途拡大
は、近年著しくそれにつれて高級化への傾向が一段と強
まり、使用される鋼帯の材質もより高張力化及び薄肉化
へと急激に推移してきている。このため溶接時に鋼帯の
変動が僅かでもあればシーム部でのラップとなって現
れ、加工性を劣化させる等の欠点があり電縫管の高級化
の道を大きく阻害している現状にある。

上述の如く電縫管においては、第２図、第５図に示す如
く鋼帯を成形ロール群に通して両側エッジ部E₁,E₂が相
対向する断面略Ｏ形状に曲成してなるオープンパイプOP
を、ワークコイルＷに通し、或いはオープンパイプOPの
両側エッジ部E₁,E₂を図示しないコンタクトチップに接
触させて、両側エッジ部に高周波電流を通電させ、両側
エッジ部を加熱溶融させつつスクイズロールSQ間に通
し、両側エッジ部E₁,E₂同士を所定のアップセットを付
与しつつ衝合溶接して管Ｐに形成し、この管Ｐに白抜矢
符方向に移送しつつスクイズロールSQ下流側に設けた図
示しない内外面ビード切削バイトによるビード除去等の
仕上処理を施して製造している。ところでこのような電
縫管の製造工程、特にその溶接工程における両側エッジ
部E₁,E₂相互の位置関係ついてみると、両側エッジ部E₁,
E₂は当初所要寸法を隔てて離隔対向せしめられた状態に
あって、下流に位置するスクイズロールSQ側に向かうに
従って相互に漸近せしめられ、スクイズロールSQからそ
の上流側に所要寸法離隔したO₁点（以下接合点という）
にて相互に接合され、次いでこの接合点O₁からスクイズ
ロールSQの軸心線と対応する点O₃に至る間の中間の点O₂
（以下溶接点という）にて相互に衝合溶接され、スクイ
ズロールSQ間にてアップセットを付与された後その下流
側に移送せしめられてゆくことになる。ワークコイルＷ
又はコンタクトチップは前記接合点O₁よりも上流側の所
定位置にて、未だ両側エッジ部E₁,E₂が接合していない
状態のオープンパイプOPの通過域に配設され、このワー
クコイルＷ又はコンタクトチップを通じて両側エッジ部
E₁,E₂に高周波電流を誘起又は通電せしめ、表皮効果、
近接効果にて接合点O₁を通じ両側エッジ部E₁,E₂に高周
波電流を通電させ、両側エッジ部E₁,E₂を接合点O₁に達
する迄に加熱溶融せしめるようにしてある。従ってもし
両側エッジ部E₁,E₂が接合点O₁及び溶接点O₂に達した時
点で段差が生じていれば、このまま接合溶接され管Ｐの
溶接部はラップとなってしまい、更にこの下流側にある
図示していない内外面ビード切削によりさらに顕著に溶
接部の肉厚減少部が生じてしまう。電縫管は用途によっ
ては、拡管、スェージ、フレアー等の加工を加えられる
か、内圧、外圧を加えられるために、この肉厚減少部が
あると、ここを起点として破壊に至ることとなる。

従ってこのラップを防止するために、従来はサイドロー
ルと同一断面上にロール軸心を有する左右一対のトップ
ロールを配設しその一方のロールの上下動調整を繰り返
し実施して両エッジの段差を修正せしめる方法、及びス
クイズロールがサイドロールのみの２ロールタイプであ
れば実開昭60-160926号の如く一方のサイドロールから
上下動可能とされたスクイズロールを用い段差修正をお
こなう方法にてラップ防止を実施している。更に、特開
昭52-23541号の如くワークコイルＷ及びコンタクトチッ
プの更に、上流側に鋼帯エッジE₁,E₂部を内外面からロ
ールにて固定する装置を設置し段差修正を行っている例
や、実開昭60-60167号の如くワークコイルＷ及びコンタ
クトチップと接合点の間に両エッジを下方に別々に押圧
出来るロールを設置し、このロールを調整し段差を修正
しラップを防止している所謂エッジ押さえロールの技術
も紹介されている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来技術はラップを防止しようとして種々
の方法を考案しているが、特開昭52-23541号及び実開昭
60-60167号のスクイズロールの上流側にエッジ押さえロ
ールを配置し両エッジの段差を修正しラップを防止しよ
うとする方式については、溶接点O₂更には接合点O₁より
上流側での調整であり、この位置でエッジ部E₁,E₂に段
差がなく調整出来たとしてもその後の鋼帯の変動及び加
熱のアンバランスにより接合点0₁及び溶接点O₂では、段
差が発生してしまう欠点がある。又、サイドロールと同
一断面上にロール軸心を有する左右一対のトップロール
にてその一方のロールの上下動調整を繰り返し実施して
両エッジの段差を修正する方法や、実開昭60-160926号
の左右一対のサイドロールの一方のロールの上下調整で
は、既に溶接点O₂を過ぎた凝固状態での調整であり、そ
の感度が悪い。つまり、両エッジにある段差が溶接点O₂
で発生していた場合に片側のトップロール（又はサイド
ロール）を上下に調整しこの段差を修正しようとするが
溶接部が既に凝固している位置での調整のため鋼帯の発
生している段差より大きな段差をトップロール（又はサ
イドロール）に加えてやる必要がある。しかしながらこ
の方法では一旦ラップが修正出来るもののいままでの段
差の逆方向の段差を一気に生じてしまう現象も合わせ持
っており、ラップ修正可能量に限界があるという欠点が
あった。

更に、上述の従来技術では溶接点O₂が充分に拘束されて
いないがために、鋼帯の変動（肉厚、強度によるスプリ
ングバックの変動）の影響を受け両エッジが上下方向に
揺れながら溶接されていることになる。従って、その突
き合わせ状態の変動をも発生し溶接欠陥が生じてしまう
欠点も合わせ持っている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上述の問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的とするところは管状に曲げ成形された金
属板の相対向する両側エッジ部を加熱溶融し、水平方向
一対のサイドロール及び水平方向一対のトップロールに
て形成されているスクイズロールにてアップセットをか
けつつ連続的に衝号溶接する電縫管の製造方法におい
て、前記スクイズロールのうちのトップロールの位置を
両側エッジ部の未凝固領域に配置し、アップセットをか
けつつ連続的に衝号溶接する電縫管の製造方法であり、
溶接時のラップ、及び突き合わせ形状の変動等を極力防
止せしめることにある。

即ち、本発明は前記スクイズロールのうちの水平方向一
対のトップロールを両側エッジ部E₁,E₂の未凝固領域に
位置させて、加熱溶融温度が最も高い位置で且つ凝固を
開始しようとしている点である例えば溶接点O₂で両エッ
ジを押圧せしめることにより両エッジの段差調整の感度
を向上させ段差量を極小さい量に抑えることが出来る。
又、材料の特性に見合ったある程度の剛性及びガタ吸収
を施したトップロールで押圧してやれば、段差量の長手
方向バラツキも抑えることが可能となることを特徴とし
ている。

更に、前記スクイズロールのうちの水平方向一対となっ
たトップロールにて未凝固領域を拘束出来るために鋼帯
の両エッジ間の肉厚変動、強度変動等によるスプリング
バック変動を抑えることが可能となり突き合わせ状態の
変動起因による溶接欠陥をも防止出来る。

尚、本発明の着目ポイントは鋼帯が隔離対向せしめられ
た状態から、相互に漸近せしめられていく鋼帯の両エッ
ジ軌跡はスクイズロールのうちの進行方向に対して直角
方向に対応する水平方向一対となったサイドロールにて
決定されトップロールのライン方向位置はほとんど関与
しないことにあり、従来トップロールはサイドロールの
軸心と同じ位置に軸心を有していたものを、トップロー
ルのみを上流側に配置し鋼帯の両エッジの未凝固領域を
拘束することができるものである。

本発明の両側エッジ部の未凝固領域とは両側エッジ部の
接合点O₁からスクイズロールSQの軸心線と対応する点O₃
の直前の位置までの領域をいうものであり、その領域の
なかでも溶接点O₂近傍が特に好ましいものである。トッ
プロールの位置を未凝固領域に配置する理由を、以下に
説明する。両エッジを加熱、溶融、アップセット・凝固
せしめてゆく電縫管の溶接過程において従来のラップ防
止方法は、一つには凝固終了後に配置されたトップロー
ルでのラップ調整があるが、すでに凝固されている状態
での調整であり、その感度は悪く、ある程度の量のラッ
プしか調整出来ないものであった。他の従来方法として
は、加熱前、或いは加熱途中での両エッジ段差調整を行
う方法があるが、この方法は接合点より上流側での調整
であり、この位置で両エッジ部に段差がなく調整出来た
としても、その後の鋼帯の変動、加熱のアンバランスに
より、アップセット・凝固過程でラップが発生してしま
う。いずれの方法においてもラップ修正に対して従来で
は安定性に欠けるという欠点を有していた。本発明で
は、溶融されている両エッジが凝固されてゆく途中の、
まだ鋼帯の外圧を加えられても移動可能で且つ最終的な
両エッジの位置が決定されるまさに直前の領域である所
謂未凝固領域で両エッジの段差を調整する方法が、その
調整感度を向上させ、段差を極小さい量に抑えることが
出来て、更に突き合わせ状態の変動を吸収できる利点が
あると考えたものである。

設備設計上は、鋼帯の外径、肉厚、強度によりスプリン
グバックが異なり接合点O₁の位置が変わり、これに連れ
て溶接点O₂も位置が変わるために、トップロールは従来
方式の位置のサイドロール軸心上の点から上流側にある
程度の量シフト可能なようにする必要がある。

［実施例］ 次に本発明の実施例を第１図に示す実施態様例を用いて
説明すると、鋼帯を成形ロール群に通して両側エッジ部
E₁,E₂が相対向する断面略Ｏ形状に曲成してなるオープ
ンパイプOPを、ワークコイルＷに通し、或いはオープン
パイプOPの両側エッジ部E₁,E₂を図示していないコンタ
クトチップに接触させ両側エッジ部に高周波電流を通電
し加熱溶融させ、さらに下流に位置するスクイズロール
SQ側に向かうに従って相互に漸近せしめられるときに、
スクイズロールのうちの水平方向一対となったトップロ
ールTRの軸心位置は、スクイズロールのうちの水平方向
一対となったサイドロールSRの軸心位置O₃と両エッジが
接合する接合点O₁との間にある未凝固領域、例えば溶接
点O₂に配設する。

次に本発明の実施例の結果を第３図、第４図を用いて説
明すると、第３図は従来方式と本発明方式とのラップの
制御性比較を実施したものである。従来方式は、スクイ
ズロールが水平方向一対のトップロールと水平方向一対
のサイドロールを有しており、トップロールとサイドロ
ールの軸心が同一断面に配置されている場合としてい
る。従来方式では、ある段差が両エッジに溶接点であっ
た場合、片側のトップロールを上下に調整しこの段差を
修正しようとするが溶接部が既に凝固されている位置で
の調整のために鋼帯の発生している段差より大きな段差
をトップロールに加えないと修正が出来ない。しかし、
一旦ラップが修正出来るもののすぐ逆方向のラップが発
生してしまい、ある程度の量のラップしか修正出来ない
ものであった。本発明方式の場合（トップロールを溶接
点に配置）は、トップロールの上下方向の位置の差がラ
ップ量とリニアーに対応しており、ラップ制御性の向上
が図れ、且つ微量のラップ修正も可能となる。

第４図は従来方式と本発明方式とのラップの修正安定性
を比較したもので、スクイズロールのうちの水平方向一
対のトップロールは水平方向に段差がない状態にセット
しておいて、ワークコイルの更に上流側での鋼帯に両エ
ッジが水平方向にある段差を生じさせて溶接を実施しラ
ップの発生量を計測した。従来方式ではトップロール位
置が既に凝固を終了したところを拘束しており鋼帯の段
差を修正出来ないのに対し、今回発明方式ではスクイズ
ロール前に鋼帯の段差が若干発生していてもトップロー
ルの水平方向位置が段差のない状態でセットさえしてい
ればラップ修正の安定性を有しているといえる。

［発明の効果］ 以上の実施例から明らかな通り、電気抵抗又は誘導によ
り溶接すべき鋼帯を加熱し、次いでスクイズロールによ
りアップセットを付与しつつ連続的に衝号溶接する鋼管
の製造方法において、本発明を用いれば従来方法ではし
ばしば発生するラップの修正が容易となり、極小さいラ
ップの量までリニアーに調整出来ること、且つそのラッ
プ修正は長手方向の鋼帯による変動を吸収出来るために
安定的に保証が可能となる。又、突き合わせ起因による
溶接欠陥の防止も合わせて防止出来て加工性を飛躍的に
向上させてその用途拡大が可能となる等の顕著な効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を模式的に示す側面図、
第２図はオープンパイプの両側エッジ部の相対関係を示
す説明図、第３図は本発明を用いた実施例のうちラップ
の修正制御性を示したデーターをグラフ化した図、第４
図はラップ修正したのちの安定性を示したデーターをグ
ラフ化した図、第５図は従来方法の実施態様を示す模式
図である。 OP……オープンパイプ、Ｐ……パイプ Ｗ……ワークコイル SR……スクイズロールのうちのサイドロール TR……スクイズロールのうちのトップロール E₁,E₂……鋼帯のエッジ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管状に曲げ成形された金属板の相対向する
   両側エッジ（E₁,E₂）を加熱溶融し、水平方向一対のサ
   イドロール（SR）及び水平方向一対のトップロール（T
   R）にて形成されているスクイズロール（SQ）にてアッ
   プセットをかけつつ連続的に衝合溶接する電縫管の製造
   方法において、前記スクイズロール（SQ）のうちトップ
   ロール（TR）の位置を両側エッジ部の未凝固領域に配置
   し、アップセットをかけつつ連続的に衝合溶接すること
   を特徴とする電縫管の製造方法。