JPS5929796Y2 - 電縫管の溶接部シ−ル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電縫管の製造工程において、加熱溶融されたエ
ツジ部同士を溶接する溶接点及びその前後における高温
に加熱されたエツジ部及びシーム部を大気から遮断する
ために用いる電縫管の溶接部シール装置に関するもので
ある。

通常電縫管は金属帯を成形ロール群に通して順次断面Ｕ
形からＯ形に迄曲成し、両側のエツジ部同士が相対向す
るオープンパイプとし、次いでこのオープンパイプをそ
の両側エツジ部を加熱溶融しつつスクイズロールに通し
、両側エツジ部同士を衝合溶接して製造されている。

ところでこの溶接工程において、加熱溶接されたエツジ
部同士を溶接する所謂溶接点の前後における両側エツジ
部及び両側エツジ部を溶接せしめたシーム部等の高温に
加熱された部分はそのままでは大気中の酸素と結合し、
酸化物が生成され これが溶接部に残存すると溶接欠陥
となる。

このような不都合を解消するため、一般に溶接点を含む
その前後の適長の領域におけるエツジ部及びシーム部に
シールガスを噴射Ｌ、高温領域を大気から遮断するため
の溶接部シール装置が用いられている。

ところが従来におけるこの種の装置は不活性ガスを流通
させたボックスを溶接点及びその前後にわたるよう配設
し、オープンパイプをボックス内に通し、オープンパイ
プの両側エツジ部に対する加熱及び両側エツジ部同士の
溶接をボックス内にて行うよう構成されて（・るため、
装置自体が極めて犬嵩になり、また不活性ガスの無駄が
多く、また溶接点付近に多量に発生するフラッシュの吹
き飛ばし機能が不十分なため、フラッシュが不活性ガス
の吹出口に付着して目すまりを生じさせ易く、頻繁に除
去作業を行なわねばならず、酸素濃度を低レベルに安定
させるのが極めて難かしい等の欠点があった。

本考案はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、溶接点の前後におけるエツジ部及
びシーム部等の高温領域の外周面にシールガスを噴射す
る外部シールガス吹山部、これらの内周面にシールガス
を噴射する内部シールガス吹出部、溶接点及びその付近
から発生するフラッシュを浮遊中に冷却凝固させ、且つ
これを吹き飛ばす水及び不活性ガス又は還元性ガスの噴
射部５並びにこれら各シールガス吹出部及び噴射部から
噴射されるシールガス、不活性ガス、還元性ガス、水等
の噴流による大気の巻込みを防止すべく、内、外部に非
酸化性ガス（不活性ガス又は還元性ガス）のカーテンを
形成するためのガス吹山部を備えることにより、溶接点
の前後におけるエツジ部、シーム部の高温部位を大気か
ら確実に遮断し、またプラッシュによる各シールガス等
の吹出部の目詰りを防止して長期に亘る継続的な使用を
可能とし、更にシールガス流等による大気の巻込みをも
防止して溶接点を含むその前後の高温領域の雰囲気を安
定した低酸素濃度に維持し、溶接欠陥の発生を確実に防
止し得るようにした電縫管の溶接部シール装置を提供す
るにある。

以下本考案をその実施例を示す図面に基いて具体的に説
明する。

第１図は本考案に係る電縫管の溶接部シール装置（以下
本案装置とり・う）の使用状態を示す斜視図、第２図は
同じく縦断面図、第３図は第２図のｍ−ＩＩＩ線による
縦断面図であり、図中ＯＰはオープンパイプであって金
属帯を成形ロール群（図示せず）に通して両側エツジ部
Ｅ。

Ｅが相対向する断面略Ｏ形に成形され、その両側エツジ
部Ｅ、ＥをコンタクトチップＣ２Ｃに摺接させつつスク
イズロールＳＲ，ＳＲ間に通される。

コンタクトチップＣ２Ｃを通過したオープンパイプＯＰ
の両側エツジ部Ｅ、ＥはスクイズロールＳＲ。

ＳＲ側、即ち下流側に移動する間に加熱され、略溶融状
態となってスクイズロールＳＲ，ＳＲ間に達しで溶接さ
れ、管Ｐに製造される。

Ｍはマンドレルであって、オープンパイプＯＰの両側エ
ツジ部Ｅ、Ｅ間を通してオープンパイプＯＰ内に挿入さ
れており、その先端部はオープンパイプＯＰ内、両側エ
ツジ部Ｅ、Ｅが溶接される点、即ち溶接点Ｏを経て管Ｐ
内に迄延在せしめられ、この先端部には管Ｐの内面ビー
ドＢを切削するためのバイト（図示せず）が取り付けら
れており、管Ｐはこのバイトにて内面ビードＢを切削さ
れた後、更にその他の仕上工程に向は白抜矢符方向に移
送されてゆくことになる。

そして前記溶接点Ｏを含むその前後におけるエツジ部Ｅ
、Ｅ、シーム部Ｓの高温領域に面して本案装置を構成す
る外部シールガス吹出部１、内部シールガス吹出部２、
フラッシュの冷却凝固用の水及びフラッシュ吹飛ばし用
の不活性ガスの噴射部３、並びにオープンパイプＯＰの
外、内部に非酸化性ガスカーテンを形成する非酸化性ガ
ス吹出部４，５が夫々図示しない取付枠及びマンドレル
Ｍを利用して固定されている。

外部シールガス吹出部１はノズルボックス１１゜ガス供
給管１２及びサンプリング管１３にて構成されている。

ノズルボックス１１は第１〜３図に示す如く溶接点Ｏの
前後におけるエツジ部Ｅ、Ｅ及びシーム部Ｓの外周に対
向すべく配設されており、オープンパイプＯＰ、管Ｐの
送り方向において、その前端側（管Ｐ等の送り方向側、
即ち下流側）の過半部にわたる部分は中空直方体形に形
成され（以下直方体形部分という）、また後端側は内部
が前記直方体形部分に連通された平面視及び前面視で夫
々後端部及び下端部に向うに従って幅が狭くなる中空台
形に形成され（以下台形部分という）でいる。

即ち、直方体形部分１１ａは前後幅、上下幅が大きく、
左右幅が小さく形成され、また台形部分１１ｂは平面視
では後端側から前端側に向うに従って左右幅が大きくな
る等脚台形状をなし、前面視では左右幅が上方で大きく
下方に向うに従って小さくなる等脚台形状に形成され、
底部は直方体形部分１１ａ、台形部分１１ｂの全体にわ
たって長方形状であって、ここに設けた底壁にはスリッ
ト状のシールガス吹出口１１ｃが開口されている。

ガス供給管１２は前記台形部分１１ｂの土壁を通してノ
ズルボックス１１内に導入され、ノズルボックス１１の
土壁と平行に前側壁近くに迄延在せしめられ、土壁と対
向する周面には多数の噴出口１２ａが開口されており、
前記ノズルボックス１１の直方体形部分１１ａ、台形部
分１１ｂの構成と相俟って噴出口１２ａからノズルボッ
クス１１内に噴出されたシールガスをノズルボックス１
１内で静圧状態に維持し、吹出口１１ｃから均等に吹き
出させるようにしである。

ガス供給管１２０基端側は途中に流量調整弁Ｖ、を介在
させてシールガスタンク（図示せず）に連結されており
、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガス等の不活性ガス又は還
元性ガスを成分とするシールガスがノズルボックス１１
の吹出口１１ｃかも適量に吹き出させるようにしである
。

なお吹出口１１ｃはスリット状とする代りに多数の小孔
にて形成してもよい。

サンプリング管１３は前記台形部分１１ｂの土壁を通し
てノズルボックス１１内に導入されており、ノズルボッ
クス１１の土壁に沿って前側壁に達し、ここから前側壁
に沿って下方に延び底壁を通して直接ノズルボックス１
１の前端部下面にシーム部Ｓと対向して開口している。

サンプリング管１３の基端側は途中に開閉弁ｖ２を介在
させて酸素濃度検出器Ｓｅに連結されており先端側から
周辺の雰囲気を吸引し、これを酸素濃度検出器Ｓｅに導
くようにしである。

内部シールガス吹出部２は第４図に示す如く４本のノズ
ル管２１ｕ、２１ａ、２２ｕ、２２ｄ、マンドレルＭの
半径と略等しい曲率半径をもつよう円弧状に曲成された
連結管２３及びガス供給管２４にて構成されている。

ノズル管２１ ｕ ｔ ２１ ｄ 。２２ｕ、２２ｄは
夫々上部周壁に軸長方向に沿って多数のシールガス吹出
口２１ａ、２２ａを備えており、前端部はいずれも閉鎖
され、またノズル管２１ ｕ 、２１ ｄの後端部は連
結管２３の一端側に、またノズル管２２ ｗ 、２２
ｄの後端部は連結管２３の他端側に夫々相互に平行であ
って、且つノズル管２１ｕと２２ｕとの間を適長離隔さ
せた状態で連結されており、マンドレルＭの上面におい
て、ノズル管２１ｕ等の前端部をノズルボックス１１の
前側壁と対応させ、また後端部をコンタクトチップＣと
対応させた状態で、両側エツジ部Ｅ、Ｅ及びシーム部Ｓ
と略平行であって、且つノズル管２１ｕと２２ｕとの間
の左右中央部位置がエツジ部Ｅ、Ｅ、シーム部Ｓと対向
する如くに配設されている。

ガス供給管２４はその先端部が連結管２３の他端側寄り
の位置に連結され、また基端部がマンドレルＭに沿って
上流側に導かれ、オープンパイプＯＰの両側エツジ部Ｅ
、Ｅ間を通してオープンパイプＯＰ外に導出され、途中
に流量調整弁Ｖ３を介在させてシールガスタンク（図示
せず）に接続されており、シールガスが各ノズル管２１
ｕ １２１ ｄ ｊ２２ ｕ 、２２ ｄからオープ
ンパイプＯＰの両側エツジ部Ｅ、Ｅ及びシーム部Ｓの両
側近傍に向けて吹き出されるようにしである。

噴射部３は非酸化性のガス供給管３１と、水供給管３２
とからなり水供給管３２を下方に、ガス供給管３１を上
方にして上下に重ねた状態でマンドレルＭの上面に沿い
、これと平行に配設され、先端部は若干扁平に押しひし
ゃげられており、その端末に開口する噴出口３１ａ、３
２ａは上流側から溶接点Ｏの直下に向けてあり、またガ
ス供給管３１．水供給管３２０基端側はマンドレルＭに
沿ってその上流側に導かれ、オープンパイプＯＰの両側
エツジ部Ｅ、Ｅ間を通してオープンパイプＯＰ外に導出
され、途中流量調整弁Ｖ３１．Ｖ３２を介在させて、ガ
ス供給管３１は非酸化性ガスタンク（図示せず）に、ま
た水供給管３２は水タンク（図示せず）に連結されてお
り、噴出口３２ａから噴出される水は噴出口３１ａから
噴出される非酸化性ガスによって溶接点Ｏ直下に向けて
霧状に噴射され、溶接点Ｏ及びその付近から発生するフ
ラッシュを冷却凝固せしめると共に非酸化性ガスにて溶
接点Ｏの下流側、即ち管Ｐ側に向けて吹飛ばすようにし
である。

なお噴射部３は水を非酸化性ガスと共に混合霧化状態で
噴出させ得るものであればよ（・から水供給管３２を内
側に、ガス供給管３１を外側とした２重管構造としても
よく、また水供給管３２とガス供給管３１とをマンドレ
ルＭ上に左右に並べて配設してもよい。

外部非酸化性ガスカーテン形成用のガス吹出部４は第５
図に示す如く、ノズルボックス４１とガス供給管４２に
て構成されている。

ノズルボックス４１は平面視で矩形をなす中空扁平状に
形成され、その−側にはスリット状の噴出口４１ａを備
えており、この吹出口４１ａを、第１〜３図に示す如く
前記外部シールガス吹出部１におけるノズルボックス１
１の後側壁近傍からコンタクトチップＣ２Ｃ配設位置よ
りも更に所要長上流側に至る迄の間においてオープンパ
イプＯＰのエツジ部Ｅ。

Ｅと平行であって両エツジ部Ｅ、Ｅを含む接線方向に向
けて配設されて（・る。

ガス供給管４２はその先端部がノズルボックス４１の後
側壁から前記吹出口４１ａと反対側の他側壁に沿って前
側壁に迄延在せしめられており、この先端部におけるノ
ズルボックス４１の他側壁と対向する周面には多数の噴
出口４２ａが開口されて（・る。

またガス供給管４２の基端部は途中に流量調整弁Ｖ４を
介在させて図示しない非酸化性ガスタンクに連結されて
おり、非酸化性ガスは噴出口４２ａからノズルボックス
４１内に噴出され、ノズルボックス４１内で所定の静圧
状態に維持されて、吹出口４１ａから均一に吹き出され
、エツジ部Ｅ、Ｅを覆う非酸化性ガスカーテンを形成す
るようになっている。

内部非酸化性ガスカーテン形成用のガス吹出部５は第６
図に示す如く連管５１にて相互に連通連結された２個の
平行な正面視で円弧状をなすノズル管５２，５３とガス
供給管５４にて構成されている。

各円弧状のノズル管５２．５３は第１〜３図に示す如く
マンドレルＭの周面と略同じ曲率に曲成され、コンタク
トチップＣ２Ｃ配設位置よりも更に上流側においてマン
ドレルＭにその下面の一部を除いてマンドレルＭの外周
に沿うべく軸長方向に所要の寸法を隔てて外嵌固定され
ており、各下流側局面には多数の吹出口５２ａ 、５３
ａを備えている。

ガス供給管５４はその先端部が上流側に位置するノズル
管５３の一端部寄りの位置に連結され、また基端部はマ
ンドレルＭに沿って上流側に延設され、オープンパイプ
ＯＰの両側エツジ部Ｅｔ Ｅ間を通してオープンパイプ
ＯＰ外に導出され、途中に流量調整弁ｖ５を介在させて
図示しない非酸化性ガスタンクに連結されており、非酸
化性ガスは各円弧状のノズル管５２，５３０吹出口５２
ａ、５３ａからマンドレルＭの軸心線に対し所要角度で
オープンパイプＯＰの下流側内周面に向けて吹き出され
、コンタクトチップＣ２Ｃの配設位置よりも上流側にお
いてオープンパイプＯＰ内を覆う傘状に非酸化性ガスカ
ーテンを形成するようにしである。

ＣＮは制御部であって、酸素濃度検出器Ｓｅからのデー
タを予め入力されている理想的酸素濃度と比較し、前者
を後者に一致せしめるべく、外部シールガス吹出部１に
おける流量調整弁ｖ１、内部シールガス吹出部２におけ
る流量調整弁ｖ３、噴射部３における流量調整弁ｖ３□
、ｖ３゜、外部非酸化性ガスカーテン形収用のガス吹出
部４における流量調整弁Ｖ４、内部非酸化性ガスカーテ
ン形成用のガス吹出部５における流量調整弁ｖ５に開度
指令信号を発してその開度を調節するようにしである。

かく構成された本案装置にあっては外部シールガス吹出
部１におけるノズルボックス１１の吹出口１１ａからは
溶接点Ｏを含むその前後における高温の両側エツジ部Ｅ
、Ｅ及びシーム部Ｓに向げてシールガスが均一に吹き掛
けられてこれらの外周部をシールガス雰囲気で覆い、ま
た内部シールガス吹出部２における各ノズル管２１ｕ、
２１ｃｉ。

２２ｕ 、２２ｄの吹出口２１ａ、２２ａからは溶接点
Ｏの下流におけるシーム部Ｓ内周面及び溶接点Ｏかもコ
ンタクトチップＣ２Ｃ配設位置よりも更に上流における
高温の両側エツジ部Ｅ、Ｅの内周面に向けてシールガス
が均一に吹き掛けられてこれらをシールガス雰囲気で覆
うこととなり、溶接点Ｏの前後における高温領域を大気
から確実に遮閉し、これら高温領域の酸化を抑制し、酸
化物の生成に伴うペネトレータ等の溶接欠陥の発生を防
止することとなる。

また本案装置にあっては噴射部３における吹出口３２ａ
から噴出される水が吹出口３１ａから噴出される非酸化
性ガス流により霧状となって非酸化性ガスと共に上流側
からエツジ部Ｅ、Ｅ下をこれに沿って溶接点Ｏ直下に向
は噴射されるから、溶接点Ｏの前後から多量に発生する
フラッシュがその浮遊中に冷却凝固されて、溶接点Ｏの
下流側、即ち管Ｐ側に向けて吹き飛ばされることとなり
、フラッシュがマンドレルＭに付着し、また内部シール
ガス吹出部２における吹出口２１ａ、２２ａに付着して
、これらに目詰りを生せしめる等のことがなく、長期に
わたる連続的な運転が可能となる。

更に外部非酸化性ガスカーテン用のガス吹出部４におけ
るノズルボックス４１の吹出口４１ａからは、外部シー
ルガス吹出部１におけるノズルボックス１１近傍からコ
ンタクトチップＣ，Ｃよりも更に上流側に至る高温のエ
ツジ部Ｅ、Ｅに向けて非酸化性ガスが吹き出されて両側
エツジ部Ｅ、Ｅ間の隙間を覆う非酸化性ガスカーテンを
形成するから、前記した外、内部シールガス吹出部１，
２及び噴射部３から吹き出される非酸化性ガス、水等の
流れに大気が巻き込まれてオープンパイプＯＰ内に侵入
するのを防止すると同時に、エツジ部Ｅ、Ｅにおける高
温部位全体を広範囲にわたり大気から遮断する。

一方向部非酸化性ガスカーテン用のガス吹出部５におけ
る各ノズル管５２．５３からは下流側に向は放射状に同
じく非酸化性ガスが吹き出されて内部シールガス吹出部
２におけるノズル管２１ｕ等の上流端よりも更に上流側
においてオープンパイプＯＰ内を遮閉する非酸化性ガス
カーテンを形成するから、内部シールガス吹出部２、噴
射部３から吹き出されるシールガス流等に巻き込まれて
オープンパイプＯＰ内にその上流側から侵入してくる大
気を遮断し、大気がエツジ部Ｅ、Ｅ、溶接点Ｏ、シーム
Ｓ内周面と接触するのを確実に防止し、酸化物Ｑ生成等
による溶接欠陥の発生防止機能を一層高めうろこととな
る。

以上の如く本案装置にあっては、溶接点の前後における
エツジ部及びシーム部の高温部位をシールガスの吹き掛
けによって直接的に、また非酸化性のガスカーテンの形
成による大気の侵入防止によって間接的に夫々大気から
遮断し、エツジ部、シーム部における酸化物の生成を確
実に拍聴（ルで溶接欠陥の発生を防止すると共に、溶接
点直下に向けて水を霧状に噴射せしめて溶接点及びその
近傍から発生するフラッシュを浮遊中に冷却凝固せシメ
、且つこれを下流側に吹き飛ばしてフラッシュがシール
ガス等の吹出口等に付着して目詰りを生じさせるのを確
実に防止することが出来るなど、本考案は優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案装置の使用状態を示す斜視図、第２図は同
じく拡大縦断面図、第３図は第２図の■−ｍ線による断
面図、第４図は本案装置において用いる内部シールガス
吹出部の斜視図、第５図は同じく外部非酸化性ガスカー
テン形収用のガス吹出部の斜視図、第６図は内部非酸化
性ガスカーテン形成用のガス吹出部の斜視図である。 １・・・・・・外部シールガス吹出部、２・・・・・・
内部シールガス吹出部、３・・・・・・噴射部、４，５
・・・・・・非酸化性ガス吹出部、１１・・・・・・ノ
ズルボックス、１１ｃ・・・・・・吹出口、１２・・・
・・・ガス供給管、２１ｕ、２１ｄ。 ２２ ｕ 、 ２２ ｄ−ノズル管、２１ａ、２２ａ＝
・・・吹出口、３１ａ、３２ａ・・・・・・吹出口、４
１・・・・・・ノズルボックス、４１ａ・・・・・・吹
出口、４２・・・・・・ガス供給管、５１・・・・・・
連管、５２，５３・・・・・・ノズル管、５４・・・・
・・ガス供給管、ＯＰ・・・・・・オープンパイプ、Ｐ
・・・・・・管、Ｍ・・・・・・マンドレル、ＣＮ・・
・・・・制御部、ｖｌｊ ＶＢ２ ｔ Ｖ３２ ｔ ｖ
４ｊ Ｖ５”””流量調整弁、Ｖ２・・・・・・開閉弁
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. オープンパイプの加熱溶融されたエツジ部同士を順次溶
   接しで製造される電縫管の溶接部シール装置において、
   溶接点の前後におけるエツジ部及びシーム部外周面にシ
   ールガスを噴射する外部シールガス吹山部と、溶接点の
   前後におけるエツジ部及びシーム部内周面にシールガス
   を噴射する内部シールガス吹出部と、オープンパイプの
   内側に配置され、溶接点の直下に向けてその上流側から
   フラッシュを冷却凝固させろ水及びフラッシュを吹き飛
   ばすガスを噴射する噴射部と、オープンパイプの外側に
   あって、溶接点近傍のエツジ部間を覆うべく非酸化性ガ
   スカーテンを形成するガス吹山部と、オープンパイプの
   内側にあって、前記噴射部における水及びガスの噴出口
   よりも上流側にて溶接点の前後におけるエツジ部及びシ
   ーム部の内周面を大気から遮断すべく非酸化性ガスカー
   テンを形成するガス吹出部とを具備することを特徴とす
   る電縫管の溶接部シール装置。