JPH0910932A - 溶接管の製造方法 - Google Patents

溶接管の製造方法

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JPH0910932A
JPH0910932A JP15747495A JP15747495A JPH0910932A JP H0910932 A JPH0910932 A JP H0910932A JP 15747495 A JP15747495 A JP 15747495A JP 15747495 A JP15747495 A JP 15747495A JP H0910932 A JPH0910932 A JP H0910932A
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JP
Japan
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welding
pipe
edge portions
arc
consumable
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Application number
JP15747495A
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English (en)
Inventor
Hiromasa Fujimoto
宏昌 藤本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 飛散スパッタ量を増やすことなく、不十分で
あった溶接面における酸化物の排出を円滑にし、飛散ス
パッタに起因するくぼみ疵及び残留ペネトレータに起因
する溶接欠陥の極めて少ない溶接管を安定して製造す
る。 【構成】 オープンパイプOPの相対向する両側のエッジ
部E,Eを高周波電流にて加熱溶融させ、消耗電極式ガ
スシールドアーク溶接機4から供給される複数本の消耗
電極であるワイヤ4b,4cを、この加熱溶融した両側
のエッジ部E,Eと長手方向に所定の間隔を存して対向
させた位置から供給し、これら消耗電極4b,4cとエ
ッジ部E,Eとの間にアークを点弧させてエッジ部E,
Eを加熱しつつスクイズロール3にて両側のエッジ部
E,Eを衝合溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属製の帯状材をその
幅方向に湾曲して両側のエッジ部を加熱溶融しつつ衝合
溶接して製管する溶接管の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の製管溶接法には、サブ
マージドアーク溶接法,プラズマ溶接法,TIG 溶接法,
高周波電縫溶接法等があり、このうち高周波電縫溶接法
は製管溶接プロセスの中で最も高効率なプロセスとして
広く採用されている。
【0003】図6は高周波電縫溶接法による溶接管の製
造態様を模式的に示す平面図であり、金属製の帯状材を
その幅方向両側のエッジ部E,Eが相対向するように成
形ロール群(図6では最終段のシームガイドロール1の
みを示す)で成形してオープンパイプOPと成した後、こ
のオープンパイプOPを誘導加熱コイル2に通して両側の
エッジ部E,Eに高周波電流を通じ、この部分を加熱溶
融させつつスクイズロール3により両側のエッジ部E,
E同士をV形状に漸近させ、衝合溶接して管Pを製造す
る。
【0004】ところで、このような高周波電縫溶接法に
あっては、エッジ部の高温酸化により生成されたペネト
レータと呼ばれる酸化物が溶接面に残留することにより
発生する溶接欠陥が多いという問題がある。ペネトレー
タが残留すると、拡管,曲げ等の溶接部に対する加工性
能を劣化させることは勿論のこと、溶接部の靱性,耐食
性をも劣化させ、実用上問題となることは周知である。
【0005】ペネトレータは、適正な溶接条件を選択す
ることである程度まで低減することは可能であるが、従
来の高周波電縫溶接法ではこれを皆無とすることは極め
て難しい。このため、実操業において、ペネトレータの
発生し易い材料を用いる場合は、加熱部を不活性ガスで
シールドする方法が採用されているが、この方法でもペ
ネトレータに起因する溶接欠陥を完全に防止するには至
っていないのが実情である。
【0006】そこで、近年、このようなペネトレータの
発生を防止する技術として、オープンパイプの両側エッ
ジ部を高周波電流によって予熱し、逆極性の消耗電極式
ガスシールドアーク溶接法によって電極と両側エッジ部
との間にアークを点弧させて加熱しつつ衝合溶接を行う
方法が考えられた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は電極と両側エッジ部との間に発生させるアークは1
つだけにすぎないので、アークによって加熱される範囲
は非常に小さいものとなってしまう。この結果、溶鋼の
流動部分が狭くなり、エッジ部の高温酸化によって生成
された酸化物が溶融池内から十分に浮き上がれずに溶接
面にペネトレータとなって残留し、溶接欠陥を形成して
しまう。
【0008】ところで、上記した従来の方法において、
溶接面に生成した酸化物を十分に排出するには、アーク
電流を通常よりも大きくする必要があったが、大電流ア
ークを点弧するとこれにより溶融池より飛散するスパッ
タの量も多くなるので、スクイズロールやパイプ外面に
付着し凝固した大量のスパッタがスクイズロールとパイ
プの間に挟み込まれ、結果的にパイプ外面にくぼみ疵を
つけてしまう。また、大電流アークを使用すると溶接ト
ーチの損傷も激しくなり、膨大な回数のトーチ交換が必
要となるので、スクイズロールへのスパッタの溶着及び
トーチの溶損等の事態が発生する度に製管作業を中断し
てスパッタを除去したり、トーチを交換したりする必要
が生じ、稼働率,歩留り,溶接トーチ原単位を悪化させ
る要因となっていた。
【0009】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、飛散スパッタ量を増やすことな
く、不十分であった溶接面における酸化物の排出を円滑
に行い、残留ペネトレータに起因する溶接欠陥及び飛散
スパッタに起因するくぼみ疵の極めて少ない溶接管を安
定して製造できる方法を提供することを目的としてい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】一般に消耗電極式アーク
溶接法においては、形成された溶融池が大きいほど酸化
物の排出性が良く、また溶融池に飛び込むアークが小さ
いほど飛散するスパッタの量も少なくなる。従って、従
来のように1本の電極から大電流アークを点弧するので
はなく、適正な領域に配置した複数本の電極から従来よ
りも小さいが比較的大電流のアークを複数に分散して点
弧すれば、飛散スパッタ量を最小限に抑制できるととも
に、エッジ部に生成した高温酸化物の排出が円滑に行
え、残留ペネトレータが極めて少なく、しかもスパッタ
によるくぼみ疵も非常に少なくなることを本発明者は知
見した。
【0011】本発明は上記した知見に基づいて成された
ものであり、オープンパイプの相対向する両側のエッジ
部を高周波電流にて加熱溶融させ、消耗電極式ガスシー
ルドアーク溶接機から供給される複数本の消耗電極を、
この加熱溶融した両側のエッジ部と長手方向に所定の間
隔を存して対向させた位置から供給し、これら消耗電極
とエッジ部との間にアークを点弧させてエッジ部を加熱
しつつスクイズロールにて両側のエッジ部を衝合溶接す
ることを要旨とする溶接管の製造方法である。
【0012】
【作用】本発明の溶接管の製造方法は、消耗電極式ガス
シールドアーク溶接機から供給される消耗電極を複数本
としているので、従来に比べて形成される溶融池を拡大
でき、エッジ部の高温酸化物の排出が円滑に行える。ま
た、複数本の消耗電極とエッジ部との間に点弧させるア
ークによってエッジ部に広く熱を供給することができる
ので、従来よりもアーク電流を小さくでき、飛散スパッ
タ量の発生を抑制できる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の溶接管の製造方法を図1及び
図2に示す一実施例に基づいて説明する。図1は本発明
の溶接管の製造方法による具体的実施状態を示す模式的
正面図、図2は同じく模式的平面図である。
【0014】図1,2において、OPはオープンパイプ、
Pは管、1はシームガイドロール、2は誘導加熱コイ
ル、3はスクイズロール、4は消耗電極式ガスシールド
アーク溶接機、5は制御装置、6は高周波電源、7はカ
ウンタを示している。オープンパイプOPはスケルプを成
形ロール群(図1,2では最終段のシームガイドロール
1のみを示している)に適用して断面U形から両側のエ
ッジ部E,Eが相対向する断面略O形になるまで曲成さ
れたものである。
【0015】このオープンパイプOPはシームガイドロー
ル1を出た後、誘導加熱コイル2に通されて両側のエッ
ジ部E,Eを加熱されつつ、スクイズロール3側に向か
うにしたがって両側のエッジ部E,Eの端面が相互にV
形状に漸近せしめられ、スクイズロール3にてアップセ
ットをかけられて溶接点Oで相互に衝合溶接され、管P
の状態となって仕上げ工程に向けて白抜き矢印方向に移
送されてゆく。
【0016】ところで、前記消耗電極式ガスシールドア
ーク溶接機4は、所定のワイヤ送給装置を備えるととも
に、図示しない溶接電源に接続された溶接トーチ4aを
備えており、この溶接トーチ4aを通じて例えば2つの
リール4d,4eから消耗電極である2つのワイヤ4
b,4cを引き出し、オープンパイプOPの相対するエッ
ジ部E,Eがスクイズロール3によって衝合溶接される
地点、すなわち溶接点Oと誘導加熱コイル2との間にお
けるエッジ部E,Eとワイヤ4b,4cとの間にアーク
を点弧させてワイヤ4b,4cを溶融させつつ供給して
ゆくようになっている。
【0017】また、消耗電極式ガスシールドアーク溶接
機4には、エッジ部E,Eと対向させたワイヤ4b,4
cの位置をオープンパイプOPの管軸方向に一体的に移動
調節するための駆動部4fが設けられており、この駆動
部4fの操作により一対のスクイズロール3,3の両回
転軸心を含む平面から誘導加熱コイル2の側に向けて3
0〜80mmの範囲内でエッジ部E,Eに対するワイヤ
4b,4cの位置を前後方向に移動調節できるようにな
っている。なお、図示省略したが、さらに、ワイヤ4b
と4cの間隔を調節できるように構成してもよい。
【0018】前記カウンタ7は誘導加熱コイル2の高周
波電源6における真空管プレート側の高周波電圧周波数
を例えば0.5msec. 毎に測定し、この測定データを前
記制御装置5が読み込んで周波数変動量及びその標準偏
差を求める。そして、この標準偏差が例えば0.15%
となるよう、換言すれば両側のエッジ端面間距離が0.
3〜1.1mmの範囲内において点弧を行わせるべく駆
動部4fに制御信号を出力し、溶接トーチ4aの位置を
調節する。そして、この調節位置でアークを点弧して連
続供給されるワイヤ4b,4cを溶融し、その溶融金属
を被溶接面に添加しつつスクイズロール3にて衝合溶接
を行って溶接管Pを得るべく監視及び制御する。
【0019】〔試験例〕重量%で、C:0.07%、S
i:0.23%、Mn:1.30%、Nb:0.066%、T
i:0.046%を含有する帯鋼から外径50.8m
m、肉厚4.9mmの電縫鋼管を製造した。製造に際し
ては、誘導加熱コイル2と溶接点Oの間に配置された消
耗電極式ガスシールドアーク溶接機4にてC:0.19
%、Si:0.23%、Mn:2.09%、Nb:0.066
%、Ti:0.046%を含有する直径1.2mmのワイ
ヤを連続的に溶融させ、その溶融金属をオープンパイプ
OPの被溶接面へ添加した。アークの点弧位置は一対のス
クイズロール3,3の両回転軸心を含む平面から誘導加
熱コイル2の方向へ20〜80mm隔てたオープンパイ
プOPの上方とした。また、ワイヤの間隔は5mmに固定
して行った。なお、消耗電極式ガスシールドアーク溶接
機4における溶接電源の電流,電圧はそれぞれ300
A,30Vとし、シールドガスとして純度99.999
%のArを用いた。
【0020】以上の溶接条件にて製管を行ったときのア
ーク点弧位置(一対のスクイズロール3,3の両回転軸
心を含む平面からの距離)と、衝合溶接点上方から写真
撮影によって測定したエッジ端面間ギャップと、製管中
に測定した高周波電源6の発振周波数変動量及び溶接後
の偏平試験によって判定した管1m当たりの溶接欠陥長
さとの関係を図3に示す。
【0021】図3は横軸にスクイズロール3の中心と対
応する位置から誘導加熱コイル2側に測定した距離を、
また、縦軸にエッジ端面間ギャップ〔図3(a)〕、発
振周波数変動量の標準偏差〔図3(b)〕、溶接欠陥長
さ〔図3(c)〕をとって示している。また、図中には
消耗電極(ワイヤ)を1,2及び3本としたときの測定
値をそれぞれプロットしている。
【0022】消耗電極を1本とした時(図3中の□
印)、アーク点弧位置を一対のスクイズロール3,3の
両回転軸心を含む平面から40mm以上50mm以下、
エッジ端面間ギャップは0.3mm以上0.7mm以
下、発振周波数変動量の標準偏差は0.15%前後の各
範囲に保持することで溶接後の偏平試験によって認めら
れる溶接欠陥の長さを縮小し得ることはすでに開示され
ている。
【0023】しかし、消耗電極を2本にした時(図3中
の○印)には、先の1本のときの適正範囲、すなわち発
振周波数変動量の標準偏差が0.15%前後となる範囲
が拡大されており、それぞれアーク点弧位置を35mm
以上65mm以下、エッジ端面間ギャップは0.3mm
以上1.1mm以下の範囲で溶接欠陥の長さが縮小され
得ることが判る。消耗電極を3本とした時(図3中の●
印)にも、2本としたときと同様の結果が得られた。
【0024】図4は横軸に溶接後の偏平試験によって判
定した管250mm当たりの溶接欠陥の個数、縦軸はこ
の溶接欠陥の実欠陥長さを示している。図4中に破線で
示す曲線は消耗電極を1本とした時、同じく棒グラフは
消耗電極を2本とした時、また実線で示す折れ線は消耗
電極を3本とした時のそれぞれの測定値を表している。
消耗電極を2及び3本とした時には、1本の時よりもそ
れぞれの実溶接欠陥長さを短くすることができた。この
結果、図3(c)に示すように、溶接欠陥長さが縮小さ
れるのである。
【0025】また、上記した溶接条件にてアーク点弧位
置とスクイズロール3の中心と対応する位置との距離が
50mmとなるように調節したときの、消耗電極を2及
び3本としたときの各電極間の距離と、溶接後の偏平試
験によって判定した管1m当たりの溶接欠陥の長さの関
係を図5に示す。図5より消耗電極を2本(図5中の○
印)及び3本(図5中の●印)としたときのいずれもが
各電極間の距離が3.5mm以上6.0mm以下とした
ときに溶接後の偏平試験によって認められる溶接欠陥の
長さを縮小し得ることが判る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶接管の
製造方法にあっては、複数本の消耗電極を使用し、かつ
従来よりも小さい電流でアークを点弧することによっ
て、飛散スパッタに起因するくぼみ疵とペネトレータに
起因する溶接欠陥の発生を抑制でき、高靱性,高耐食性
を備えた溶接管の製造が可能となる等の優れた効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶接管の製造方法による具体的実施状
態を示す模式的正面図である。
【図2】同じく模式的平面図である。
【図3】本発明の溶接管の製造方法の試験結果を示すグ
ラフである。
【図4】本発明の溶接管の製造方法の試験結果を示すグ
ラフである。
【図5】本発明の溶接管の製造方法の試験結果を示すグ
ラフである。
【図6】従来方法の実施状態を示す模式的平面図であ
る。
【符号の説明】
OP オープンパイプ P 管 E エッジ部 3 スクイズロール 4 消耗電極式ガスシールドアーク溶接機 4b ワイヤ 4c ワイヤ 6 高周波電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オープンパイプの相対向する両側のエッ
    ジ部を高周波電流にて加熱溶融させ、消耗電極式ガスシ
    ールドアーク溶接機から供給される複数本の消耗電極
    を、この加熱溶融した両側のエッジ部と長手方向に所定
    の間隔を存して対向させた位置から供給し、これら消耗
    電極とエッジ部との間にアークを点弧させてエッジ部を
    加熱しつつスクイズロールにて両側のエッジ部を衝合溶
    接することを特徴とする溶接管の製造方法。
JP15747495A 1995-06-23 1995-06-23 溶接管の製造方法 Pending JPH0910932A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757447C1 (ru) * 2020-12-21 2021-10-15 Дмитрий Борисович Фрункин Способ сварки прямошовных труб большого диаметра
CN116600910A (zh) * 2020-12-01 2023-08-15 Sms集团有限公司 用于制造开缝管的方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116600910A (zh) * 2020-12-01 2023-08-15 Sms集团有限公司 用于制造开缝管的方法
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