JPS622919B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS622919B2 JPS622919B2 JP14341081A JP14341081A JPS622919B2 JP S622919 B2 JPS622919 B2 JP S622919B2 JP 14341081 A JP14341081 A JP 14341081A JP 14341081 A JP14341081 A JP 14341081A JP S622919 B2 JPS622919 B2 JP S622919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- welding
- heating
- forge
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
- B23K13/02—Seam welding
- B23K13/025—Seam welding for tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
本発明は、接触抵抗加熱を主役とする鍛接管溶
接方法に係り、特に低い加熱炉温度で且つスケー
ルロス、ビード発生の少い溶接が可能な溶接方法
に関するものである。 鍛接管は、スケルプを加熱炉において両エツジ
部が鍛着温度にまで達するよう加熱され、成形鍛
接機にて１〜２段に徐々に丸められて成形され、
その後鍛着されて管が形成される。その際従来に
おける加熱温度は、スケルプの両エツジ部を鍛着
温度にまで達しさせる理由にて一気に1250℃位の
高い温度にまで上昇させていた。このため加熱炉
の高温に伴なつて炉の補修を頻繁に行なわなくて
はならないため保守に要する費用が非常に嵩んで
いる。更には加熱温度が高いことによつてスケー
ルロスが多い等の問題を有していた。 本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、加熱炉温度を大巾に低下さ
せて消費エネルギーや保守費を低下させ、スケー
ル発生の少ない鍛接管溶接方法を提供せんとする
もので、以下図に基いて本発明の一実施例を詳述
する。 第１図は本発明と対比するために考えられた工
程図で、１はスケルプ、２は加熱炉でスケルプ１
をこの加熱炉２にて略1100℃にて加熱する。３は
パラレルエツジヒータでスケルプ１のエツジ部を
鍛接可能温度にまで加熱するために設けられ、高
周波電源装置４より例えば5KHzの高周波電流が
供給される。５はフオーミングロールで帯状のス
ケルプはこのフオーミングロールにて徐々に丸め
込まれ鍛接ロール６にてエツジ相互が鍛接されて
管が成形される。 この第１図に示した工程図と従来の溶接方法と
の相違点は加熱炉の温度が従来1250℃位にて加熱
されているのに対して1100℃と低く、またパラレ
ルエツジヒータ３を追加した点が相違する。第２
図は本発明の一実施例でフオーミングロール５の
後段にＶシームヒータ７を設け、このヒータ７に
高周波電源装置８より10〜80KHzの高周波電流
を供給する。この場合における加熱炉２の温度は
850℃に加熱される。 第３図は更に第２図で示す本発明と対比するた
めの工程図を示したもので、第２図の本発明にチ
ユーブヒータ９を追加し、高周波電源１０にて
100〜10000Hzの電流をヒータ９に供給すると共
に加熱炉２の温度を700℃としたものである。な
お第２及び第３図において第１図と同一符号のも
のは同一名称を示す。
接方法に係り、特に低い加熱炉温度で且つスケー
ルロス、ビード発生の少い溶接が可能な溶接方法
に関するものである。 鍛接管は、スケルプを加熱炉において両エツジ
部が鍛着温度にまで達するよう加熱され、成形鍛
接機にて１〜２段に徐々に丸められて成形され、
その後鍛着されて管が形成される。その際従来に
おける加熱温度は、スケルプの両エツジ部を鍛着
温度にまで達しさせる理由にて一気に1250℃位の
高い温度にまで上昇させていた。このため加熱炉
の高温に伴なつて炉の補修を頻繁に行なわなくて
はならないため保守に要する費用が非常に嵩んで
いる。更には加熱温度が高いことによつてスケー
ルロスが多い等の問題を有していた。 本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、加熱炉温度を大巾に低下さ
せて消費エネルギーや保守費を低下させ、スケー
ル発生の少ない鍛接管溶接方法を提供せんとする
もので、以下図に基いて本発明の一実施例を詳述
する。 第１図は本発明と対比するために考えられた工
程図で、１はスケルプ、２は加熱炉でスケルプ１
をこの加熱炉２にて略1100℃にて加熱する。３は
パラレルエツジヒータでスケルプ１のエツジ部を
鍛接可能温度にまで加熱するために設けられ、高
周波電源装置４より例えば5KHzの高周波電流が
供給される。５はフオーミングロールで帯状のス
ケルプはこのフオーミングロールにて徐々に丸め
込まれ鍛接ロール６にてエツジ相互が鍛接されて
管が成形される。 この第１図に示した工程図と従来の溶接方法と
の相違点は加熱炉の温度が従来1250℃位にて加熱
されているのに対して1100℃と低く、またパラレ
ルエツジヒータ３を追加した点が相違する。第２
図は本発明の一実施例でフオーミングロール５の
後段にＶシームヒータ７を設け、このヒータ７に
高周波電源装置８より10〜80KHzの高周波電流
を供給する。この場合における加熱炉２の温度は
850℃に加熱される。 第３図は更に第２図で示す本発明と対比するた
めの工程図を示したもので、第２図の本発明にチ
ユーブヒータ９を追加し、高周波電源１０にて
100〜10000Hzの電流をヒータ９に供給すると共
に加熱炉２の温度を700℃としたものである。な
お第２及び第３図において第１図と同一符号のも
のは同一名称を示す。
【表】
表は実験結果による従来の方法と各図で示した
例との効果の差を比較したもので、従来方法のＡ
の場合、加熱炉温度が1250℃と高温になつている
ためスケールロスが５％も発生し、また炉の寿命
（炉の補修間隔）も12ケ月程度と短くなつてい
る。これに対し、本発明である第２図の場合のＣ
では、加熱炉温度が850℃と大巾に低下させたた
めスケールロスは１％に減少し、炉の寿命も20ケ
月と略倍に伸長された。 すなわち、第２図で示す本発明のように加熱炉
２の温度を熱間成形が可能な限りの低い温度と
し、Ｖヒータ７にて鍛接可能温度である1450℃
（高温となしてもＶシーム部の部分加熱であるた
めスケールロスには影響しない）近辺迄上昇させ
て鍛着させれば表で示すような効果が得られるも
のである。ここで可能な限り低い温度とは、実験
によると800〜900℃位であり、800℃以下となる
と成形時における抵抗が大きくなつて変形し難く
なる。またＶヒータ７を使用する場合、Ｖシーム
部の表皮効果を高めるために、成形された管内に
インピーダを挿入して管のインピーダンスを高く
するが、その際従来のインピーダを使用すると次
の如き不都合が生ずる。 第４図はインピーダの使用状態時における断面
図である。Ｐは成形された管で、その内部にイン
ピーダIpが挿入される。このインピーダは円柱状
に形成されたフエライトコアFcを耐熱性絶縁チ
ユーブFRPで覆い更にその表面に耐熱セメント
CMを被覆させて構成されている。したがつて従
来のインピーダではフエライトコア使用に基き磁
束密度が5000ガウス程度であるため加熱用の周波
数が下れば下る程インピーダの効果が下り、管Ｐ
の内面方向に多くの電流が流れてＶシーム以外の
余分な部分を赤熱するため電源装置や管Ｐの板
厚、直径の選定に支障をきたしている。しかもこ
の傾向は収納断面積が10〜15mmの厚さを要する耐
熱セメントCMを用いていることによりフエライ
トコアFCを利用できる面積が制限されて一層大
きく、特に723℃のキユーリーポイントを越えた
鋼材（非磁性領域）での加熱にはコアの効果が重
要である点を考慮すると、フエライトコア使用の
インピーダではより良い本発明の効果が発揮され
ない。そこで、第２図で示す本発明においては、
第４図におけるフエライトコアFCに代えてこの
部分に磁束密度が20000ガウス近辺となる硅素鋼
板を使用したインピーダを用い、電源装置８とし
て加熱周波数としては比較的低い周波数である
50KHzにて加熱したものである。その結果、表
で示すスケールロスと炉の寿命の点で所期の効果
が得られた他、更に溶接排出部（ビード）の少な
い溶接が可能となる効果が発生した。 以下周波数と温度分布に伴なうビードの発生状
態を説明する。 第５図ａは管Ｐの正面図である。同図において
Ｖ点が鍛接時Ｖ字状エツジ部に流れる電流の収束
点で鍛接ロール６にて締付けられた管素材はＷ点
にて溶接されて管Ｐとなり、矢印方向に移送され
る。 第５図ｂは管Ｐの側面の拡大図である。同図に
おけるt1は第１の測温点で管Ｐの表面部、t2は管
Ｐの板厚の1/4点に設けられた第２の測温点、t3
は管Ｐの板厚の2/4点に設けられた第３の測温点
である。 ｃ，ｄ図は、夫々収束点ＶよりＬ寸法だけ後方
点までの管素材の温度分布を示したもので、ｃ図
はエツジ部温度を1450℃まで加熱するためにＶヒ
ータ７に250KHz（100〜450KHzの範囲で略同様
のパターンを示す）の周波数電流を供給した場
合、ｄ図は50KHz（10〜80KHzの範囲で略同様
のパターンを示す）の周波数電流を供給した場合
を夫々示す。 先ず250KHzにて加熱した場合、ｃ図において
明らかなように測温点t3では収束点Ｖにて漸く鍛
着温度T0に達しているが、測温点t1（管表面）は
収束点Ｖよりかなり後方点において鍛着温度T0
に達している。このためエツジコーナー部が溶融
し、溶融した部位に電磁力が作用することにより
鍛着部にビードが多く発生した。 一方50KHzの周波数電流を供給することによ
り加熱したｄ図の場合には各測温点t1〜t3とも収
束点Ｖ近辺にて急激にT0に達することによりエ
ツジコーナー部の溶融が少ないためビードの発生
が非常に少くなつた。ビードが少なく鍛着が可能
な周波数範囲は実験によると10〜80KHz位で、
この範囲は100〜450KHzから単に周波数が低下
したための連続的な変化ではなく、10〜80KHz
では100〜450KHzでは効果の出ない接触抵抗に
よる突き合せ面の急速加熱が発揮され、加熱最終
時点（Ｖ点）での急速加熱が可能となりビードの
少ない溶接が可能となる。 すなわち、前記表におけるC′の実施例が第５
図Ｃの温度パターンとなり、スケールロス、炉の
寿命の点において表Ｃの本発明（第５図ｄの温度
パターン）と同じであるが、ビード発生の点で表
Ｃの実施例に劣る。また表Ｄの実施例において
は、スケールロス、炉寿命の点では表Ｃの実施例
に優つてはいるが、しかしビード発生の点や、実
施するためには機械を改造しなければならない等
の問題点が発生し総合的には表Ｃの本発明に劣
る。 以上のように本発明は、鍛接管溶接時に加熱炉
温度を800〜900℃としてコイルを加熱し、鍛接ロ
ールの直前にＶヒータを設置してこのヒータに10
〜80KHzの周波数を供給するようにすると共
に、鍛接時に硅素鋼板を用いたインピーダを使用
したものである。 したがつて、本発明によればスケールロスが大
巾に減少し、且つ加熱炉の加温エネルギーが減少
されることによつて大巾な省エネルギーが可能と
なるものである。また炉の寿命が伸びると共に、
ビード発生の少ない溶接が可能となるものであ
る。
例との効果の差を比較したもので、従来方法のＡ
の場合、加熱炉温度が1250℃と高温になつている
ためスケールロスが５％も発生し、また炉の寿命
（炉の補修間隔）も12ケ月程度と短くなつてい
る。これに対し、本発明である第２図の場合のＣ
では、加熱炉温度が850℃と大巾に低下させたた
めスケールロスは１％に減少し、炉の寿命も20ケ
月と略倍に伸長された。 すなわち、第２図で示す本発明のように加熱炉
２の温度を熱間成形が可能な限りの低い温度と
し、Ｖヒータ７にて鍛接可能温度である1450℃
（高温となしてもＶシーム部の部分加熱であるた
めスケールロスには影響しない）近辺迄上昇させ
て鍛着させれば表で示すような効果が得られるも
のである。ここで可能な限り低い温度とは、実験
によると800〜900℃位であり、800℃以下となる
と成形時における抵抗が大きくなつて変形し難く
なる。またＶヒータ７を使用する場合、Ｖシーム
部の表皮効果を高めるために、成形された管内に
インピーダを挿入して管のインピーダンスを高く
するが、その際従来のインピーダを使用すると次
の如き不都合が生ずる。 第４図はインピーダの使用状態時における断面
図である。Ｐは成形された管で、その内部にイン
ピーダIpが挿入される。このインピーダは円柱状
に形成されたフエライトコアFcを耐熱性絶縁チ
ユーブFRPで覆い更にその表面に耐熱セメント
CMを被覆させて構成されている。したがつて従
来のインピーダではフエライトコア使用に基き磁
束密度が5000ガウス程度であるため加熱用の周波
数が下れば下る程インピーダの効果が下り、管Ｐ
の内面方向に多くの電流が流れてＶシーム以外の
余分な部分を赤熱するため電源装置や管Ｐの板
厚、直径の選定に支障をきたしている。しかもこ
の傾向は収納断面積が10〜15mmの厚さを要する耐
熱セメントCMを用いていることによりフエライ
トコアFCを利用できる面積が制限されて一層大
きく、特に723℃のキユーリーポイントを越えた
鋼材（非磁性領域）での加熱にはコアの効果が重
要である点を考慮すると、フエライトコア使用の
インピーダではより良い本発明の効果が発揮され
ない。そこで、第２図で示す本発明においては、
第４図におけるフエライトコアFCに代えてこの
部分に磁束密度が20000ガウス近辺となる硅素鋼
板を使用したインピーダを用い、電源装置８とし
て加熱周波数としては比較的低い周波数である
50KHzにて加熱したものである。その結果、表
で示すスケールロスと炉の寿命の点で所期の効果
が得られた他、更に溶接排出部（ビード）の少な
い溶接が可能となる効果が発生した。 以下周波数と温度分布に伴なうビードの発生状
態を説明する。 第５図ａは管Ｐの正面図である。同図において
Ｖ点が鍛接時Ｖ字状エツジ部に流れる電流の収束
点で鍛接ロール６にて締付けられた管素材はＷ点
にて溶接されて管Ｐとなり、矢印方向に移送され
る。 第５図ｂは管Ｐの側面の拡大図である。同図に
おけるt1は第１の測温点で管Ｐの表面部、t2は管
Ｐの板厚の1/4点に設けられた第２の測温点、t3
は管Ｐの板厚の2/4点に設けられた第３の測温点
である。 ｃ，ｄ図は、夫々収束点ＶよりＬ寸法だけ後方
点までの管素材の温度分布を示したもので、ｃ図
はエツジ部温度を1450℃まで加熱するためにＶヒ
ータ７に250KHz（100〜450KHzの範囲で略同様
のパターンを示す）の周波数電流を供給した場
合、ｄ図は50KHz（10〜80KHzの範囲で略同様
のパターンを示す）の周波数電流を供給した場合
を夫々示す。 先ず250KHzにて加熱した場合、ｃ図において
明らかなように測温点t3では収束点Ｖにて漸く鍛
着温度T0に達しているが、測温点t1（管表面）は
収束点Ｖよりかなり後方点において鍛着温度T0
に達している。このためエツジコーナー部が溶融
し、溶融した部位に電磁力が作用することにより
鍛着部にビードが多く発生した。 一方50KHzの周波数電流を供給することによ
り加熱したｄ図の場合には各測温点t1〜t3とも収
束点Ｖ近辺にて急激にT0に達することによりエ
ツジコーナー部の溶融が少ないためビードの発生
が非常に少くなつた。ビードが少なく鍛着が可能
な周波数範囲は実験によると10〜80KHz位で、
この範囲は100〜450KHzから単に周波数が低下
したための連続的な変化ではなく、10〜80KHz
では100〜450KHzでは効果の出ない接触抵抗に
よる突き合せ面の急速加熱が発揮され、加熱最終
時点（Ｖ点）での急速加熱が可能となりビードの
少ない溶接が可能となる。 すなわち、前記表におけるC′の実施例が第５
図Ｃの温度パターンとなり、スケールロス、炉の
寿命の点において表Ｃの本発明（第５図ｄの温度
パターン）と同じであるが、ビード発生の点で表
Ｃの実施例に劣る。また表Ｄの実施例において
は、スケールロス、炉寿命の点では表Ｃの実施例
に優つてはいるが、しかしビード発生の点や、実
施するためには機械を改造しなければならない等
の問題点が発生し総合的には表Ｃの本発明に劣
る。 以上のように本発明は、鍛接管溶接時に加熱炉
温度を800〜900℃としてコイルを加熱し、鍛接ロ
ールの直前にＶヒータを設置してこのヒータに10
〜80KHzの周波数を供給するようにすると共
に、鍛接時に硅素鋼板を用いたインピーダを使用
したものである。 したがつて、本発明によればスケールロスが大
巾に減少し、且つ加熱炉の加温エネルギーが減少
されることによつて大巾な省エネルギーが可能と
なるものである。また炉の寿命が伸びると共に、
ビード発生の少ない溶接が可能となるものであ
る。
第１図は本発明と対比するための鍛接管溶接の
工程図、第２図は本発明の一実施例を示す工程
図、第３図は本発明と対比するための鍛接管溶接
の他の工程図、第４図はインピーダの縦断側面
図、第５図は説明図で、ａは管の一部正面図、ｂ
は管の側面図、ｃ，ｄは夫々温度分布図である。 １はスケルプ、２は加熱炉、５はフオーミング
ロール、６は鍛接ロール、７はＶヒータ、８は高
周波電源装置。
工程図、第２図は本発明の一実施例を示す工程
図、第３図は本発明と対比するための鍛接管溶接
の他の工程図、第４図はインピーダの縦断側面
図、第５図は説明図で、ａは管の一部正面図、ｂ
は管の側面図、ｃ，ｄは夫々温度分布図である。 １はスケルプ、２は加熱炉、５はフオーミング
ロール、６は鍛接ロール、７はＶヒータ、８は高
周波電源装置。
Claims (1)
- １ スケルプを加熱炉にて加熱し、鍛接ロールを
介してスケルプの両エツジ部を突き合せて鍛接
し、管を形成するようにしたものに於て、前記加
熱炉の温度を800〜900℃となし、且つ前記鍛接ロ
ールの前段にスケルプのエツジ部を加熱するため
のＶヒータを設け、このＶヒータに10〜80KHz
の周波数の電流を供給すると共に、前記鍛接時に
硅素鋼板よりなるインピーダを管内に挿入して溶
接するようにしたことを特徴とする鍛接管溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14341081A JPS5844985A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 鍛接管溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14341081A JPS5844985A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 鍛接管溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5844985A JPS5844985A (ja) | 1983-03-16 |
| JPS622919B2 true JPS622919B2 (ja) | 1987-01-22 |
Family
ID=15338118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14341081A Granted JPS5844985A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 鍛接管溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5844985A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015082A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱間電縫鋼管の製造方法 |
| JPS62292279A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-18 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 溶接管製造装置 |
-
1981
- 1981-09-11 JP JP14341081A patent/JPS5844985A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5844985A (ja) | 1983-03-16 |
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