JPS6230076B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、鋼および鋼にめつきなどを施した表
面処理鋼帯またはその他の金属帯を素材として成
形後、溶接により２種類以上の金属帯を重ねて同
時に造管または別工程で造管したものの２種類以
上を組合せて引抜き加工して造管する多層管の製
造方法に関するものである。 多層管は単層管に比較し、耐食性、耐熱性、保
温性、消音性などにすぐれているため、今まで単
層管で使用されてきた用途での問題点を解消し、
たとえば騒音防止や保温性が要求される自動車の
排気系管および化学プラント用配管などの部材と
して、需要が拡大されつつある。 しかして、従来の多層管の製造方法を大別する
と、２つに区分される。たとえば二層管の場合、
第１の方法は外管と内管とからなる金属帯を同一
造管ラインで同時に成形溶接する方法であり、第
２の方法は外管、内管をそれぞれ単独に成形し、
溶接して造管したのち、外管内に内管を挿入した
後、内外管を同時に引抜き加工することによつて
一体化する方法である。 しかしながら従来の造管方法で前者のように多
層管を同時に製造した場合、外管の内面に発生す
る内面ビードと、内管の外面に発生する外面ビー
ドとが同一部分に重なり合うため、これらビード
による外管、内管のいずれかの溶接部圧迫や溶接
部への圧入、さらに亀裂を発生する。外管、内管
の溶接部の位置を異ならせたり、または後者のよ
うに内管、外管を各々別工程で造管しても、外管
の内面ビードが凸形を呈するため、多層管とする
と、溶接部付近の内外管間に空洞が生じたり、真
円度不良を起す。このように外管と内管の接する
面に凸のビードが発生すると、結果的には管の強
度、形状などの特性を著しく低下させる。 即ち、たとえば第１図は、従来方法による造管
の溶接部のフオーミング時点とそれを溶接した後
の断面模式図を示すが、該図の如く、二層管はフ
オーミングにおける外管１、内管２のそれぞれの
接合面３における突き合せ形状の種類により、
のＩ―Ｉ型、のＶ―Ｖ型、の逆Ｖ―逆Ｖ型、
のＹ―Ｙ型、の逆Ｙ―逆Ｙ型に分類される。
該図で明らかなように、外管１と内管２の少なく
とも一方から発生した外管１の内面ビード５およ
び／または内管２の外面ビード６が、いずれか他
方の溶接部に圧入される。それと同時に一部に対
して、溶接によつて生じた金属酸化物あるいは溶
接前に予め素材板に被覆処理した物質、あるいは
その酸化物も溶接部に圧入される。そしてさらに
は、外管１と内管２とが接する間隙にビードが突
出形成され、両管を押し広げて溶接部付近に空洞
を形成するなどして、管の形状不良や機械的性質
を著しく悪化させるのである。なお第１図におけ
る符号４は外管１の外面ビード、７は内管２の内
面ビードである。 まためつき被覆金属材あるいはクラツド材など
においてはスリツト材のままではスリツト両端縁
面にめつき被覆金属またはクラツド被覆金属が巻
き込まれた状態で残留する。このようなスリツト
材のままを造管に使用すると、これら巻き込み残
留の金属が溶接部に封じ込まれるため、溶接部欠
陥として管の耐食性ならびに加工性を劣化し、管
の特性を著しく損なう。 さらに、以上のような欠陥発生の防止方法とし
て、ビードの発生量を少なくするように、アツプ
セツト量を少なくすることが行なわれるが、その
量が少しでも不足すると溶接出来ず、少しでも多
くなると内外面にビードが発生するのでその調整
が極めて難かしい。また溶接部に異種金属ならび
に酸化物の封入を防止するため、アツプセツト量
を大きくして溶接部から押し出す方法もあるが、
ビードが大きく発生する。 このような従来方法で多層管を製造しても、満
足な形状、溶接強度の管を得ることは困難であ
る。したがつて従来の方法にもとづき、多層管を
製造する場合は高度の技術と熟練を要し、しかも
得られた製品の品質に変動が大きい欠点があつ
た。 本発明者らは、多層管の製造方法について鋭意
研究をした結果、溶接部に異種金属、さらにはこ
れらの酸化物の巻き込みを皆無とし、あわせて外
管と内管とのそれぞれ接する面のビードの発生量
が極めて少ない突き合せ接合面の形状ならびに溶
接部の加工性がすぐれた多層管の製造方法を得る
ことを目的とし、その方法を見出だした。 即ち本発明の要旨は、多層管形成のための各金
属帯の両縁突き合せ部の他の金属帯に面する部分
の帯厚さ方向の少なくとも一部分を他の金属帯面
に向つて末広がり状に削り落したのち成形造管す
ることである。 以下本発明を図面に示す実施例にもとづいて説
明する。 第２図は、本発明による金属帯のフオーミング
時点と溶接後の断面模式図である。図に示す如く
本発明は、溶接時に外管の内面、内管の外面にそ
れぞれ過剰のビードが発生しないよう、外管１と
内管２ともに金属帯の両縁突き合せ部の少なくと
も一部を除去する方法によるものである。 即ち、第１実施例では、第２図に示される如
く、外管１と内管２との溶接部接触面に過剰の溶
接ビードを発生させないために、造管前工程で、
接合する各金属帯の両縁突き合せ部を、帯厚さ方
向に沿い他の金属帯面に向つて末広がり状（逆Ｖ
―Ｖ型）になるよう、カツタあるいはグラインダ
などを用いて削り落す。そしてこの削り落した部
分が互いに対向して突き合わせになるように成形
造管する。 これによつて第２図に示すように、高周波加
熱機によつて加熱溶融した部分がスクイズロール
の挟圧によりビードとなつて外管１と内管２から
はみ出す金属部分は、外管の外側面および内管の
内側面にのみそれぞれビード４，５となつてはみ
出すので、両管の接触面間へはみ出さない。 また、金属帯の両突き合せ部の形状として第２
図〜に示す各種の形状のものも適用される。
即ち第２図に示す第２実施例では外管、内管の
削り落し形状をそれぞれ逆Ｙ―Ｙ型、次に、の
第３実施例は逆Ｖ―Ｖ型、の第４実施例では逆
Ｙ―Ｖ型としたものであり、前記第１実施例をも
含めて、いずれも外管、内管とも厚板薄板の使用
によつて効果が発揮される。 に示される第５実施例のＸ―Ｘ型は板の接合
部の両隅角を削り取るので、薄板では困難だが厚
板では容易であり、その点有利である。また、内
外両面にビードが発生せず、引抜き加工が容易で
ある。そのほか、溶接後のビード除去が不要にな
り、溶接部近傍表面の被覆金属離がないため、防
錆効果などにすぐれる。したがつて表面処理鋼板
等に適用して有利である。さらにの第６実施例
の逆Ｙ―Ｘ型は内管については厚板が有利であ
り、外管については厚薄両板に適用可能であり、
特に内管内面へのビード発生がなく、引抜加工に
有利となる。の第７実施例のＸ―Ｙ型は内管が
厚薄両板、外管が厚板の場合に有利であり、外管
の外方へのビードが発生しない。ビードがあれば
４〜５mm幅で切除しなければならないが、ビード
がないことによりビードカツトが省略でき、前記
と同様防錆効果などがすぐれる。続いての第
８実施例のＸ―Ｖ型は外管が厚板、内管が厚薄両
板の場合に有利で、外面にビードができないので
前記と同様表面処理鋼管などに適する。また、
に示す第９実施例の逆Ｖ―Ｘ型は外管が厚薄両
板、内管が厚板の場合に適用して有利であり、内
管の内面ビードが生じないので引抜加工が容易で
ある。 このように、前記全実施例では、金属帯の両縁
突き合せ部を他の金属帯面に向つて末広がり状に
削り落したので、スクイズロールの挟圧によつて
溶融金属が該削り落し部に満たされて、外管の内
面および内管の外面からビードが殆ど突出するこ
とがない。 接合両端面の形状製作は刃物で削り取る方法、
グラインダで研削する方法、またその他の方法で
もよい。切削あるいは研削量については造管時の
適正なアツプセツト量にもとづき設定する必要が
ある。また、前記切削あるいは研削を行なう工程
は帯状金属を所定の幅にスリツトする工程、スリ
ツト後の別工程あるいは造管ライン工程のいずれ
に組みこんでもよい。 次に、本発明による二層管製作の代表的な試験
例を説明する。 試験例 第１表に示す如く、本発明の突き合せ形状が逆
Ｖ―Ｖ型（第２図１）、逆Ｙ―Ｙ型（第２図２）
および逆Ｍ―Ｙ型（第２図３）の３種について試
験を行なつた。そして、リムド鋼板厚1.2mmの溶
融アルミニウムめつき鋼帯（めつき付着量80g／
m²）を外管材とし、リムド鋼板厚1.2mmの冷延鋼
板を内管材とした。これら管材を管径に従つて所
定の幅にスリツトした金属帯コイルＡを第３図示
の造管ラインに従つて造管した。即ち、第３図に
示される如く金属帯Ａ１はコイルＡからガイドロ
ール１１，１１を経て引き出されるに際し、該前
後ガイドロール中間部において、その幅方向両端
が刃物１２によつて前記端面形状に削りとられ
る。続いて金属帯Ａ１は多数のフオーミングロー
ル１３を介して順次円管状に押圧されつつ屈曲成
形され、該円管状金属帯Ａ１は外周から高周波誘
導加熱機１４により加熱溶融され、スクイズロー
ル１５で水平直径方向両側から挟圧されて前記金
属帯Ａ１の両縁突き合せ部分が溶着して造管され
る。造管された粗管１０は外面ビードカツタ１６
を用いて外面ビードが削りとられ、続いて冷却器
１７により冷却される。そしてさらに多数配列さ
れたサイジングロール１８を通すことにより外形
形状を矯正され、最後に切断機１９にかけられ、
所定長さに切断されて単層管が完成する。 次に、これら単層管を用いて二層管を製造する
には、第４図のような引抜ラインにおいて、２種
類の単層管を用い、大径管内に小径管を挿入して
外管１、内管２とし、ダイス２１を通して引抜き
加工して所期の径に成形する。内管２のビードは
引抜きと同時につぶれて極めて薄くなる。このよ
うにして、外径が50.8mmφの溶融アルミニウムめ
つき鋼管と冷延鋼管からなる二層管を製造した。
なお第４図に示される参照符号２２は玉芯方式に
よるプラグである。 造管後に溶接部を切断した検査によると、本発
明によるものは、第１表に示すごとく、外管と内
管の接触面に溶接によつて生じた過剰のビードの
発生は認められず、その結果、外管あるいは内管
から発生したビードが他方管の溶接部に圧入した
形跡はなく、そのため過剰ビードの圧入によつて
生ずる亀裂の発生もなかつた。また溶接部付近の
接触面に空洞もなく密接し、形状もすぐれてい
る。したがつて外管、内管ともに溶接は良好であ
り、偏平試験や押し広げ試験においても良好な値
が得られた。 一方、従来の方法即ち突き合せ形状がたとえば
Ｉ―Ｉ型（第１図１）およびＶ―Ｖ型（第１図
２）の方法によつて製造した外管が溶融アルミニ
ウムめつき鋼管、内管が冷延鋼管（いずれも本発
明の実施例と同一材料）からなる二層管では、外
管の溶接部内側へ内管の外面ビードが圧入した。
そのため外管の溶接部の肉厚が減少するととも
に、外管と内管の溶接部付近の接触面に空洞も生
じた。

【表】 さらに本発明に含まれる製造方法のもう１つで
ある複数の金属帯（第３図Ａ，A′）を重ねた状
態で同時に前記と同様に屈曲成形し、加熱して造
管する製造方法においては、溶接部が同一部分に
重なるが、この場合でも外管１の内面ビード、内
管２の外面ビードとも殆んど発生することがない
ので、前記実施例と同様の成績が得られる。 本発明は上記実施例の二層管のみならず、三層
管以上の多層管にも適用される。 以上の如く本発明の多層管の製造方法は、金属
帯を多数数のフオーミングロールを介して順次円
管状に押圧しつつ屈曲成形し、金属帯の両突き合
せ部を高周波加熱器により加熱した後、スクイズ
ロールで挟圧して造管し、造管された複数の管の
大径管内に小径管を挿入して引抜き加工し、また
は、前記金属帯の複数を重ねた状態で同時に前記
と同様に造管する多層管の製造方法において、前
記各金属帯の両縁突き合せ部の他の金属帯に面す
る部分の帯厚さ方向の少なくとも一部分を他の金
属帯面に向つて末広がり状に削り落したのち成形
造管する。従つて、本発明による多層管は溶接に
ともない発生する過剰の外管の内面ビードおよび
内管の外面ビードの発生が極めて少ないため、過
剰ビードによつて内外管の溶接部ならびにその付
近に発生する欠陥が除去される。即ち、溶接部へ
のビードや酸化物などの圧入により生ずる強度や
真円度、押広げ性、耐食性などに関する特性低下
がなく、また溶接部付近の両管接触面に空洞の発
生もなく、形状性にすぐれ、従来法に比して強
度、加工性において極めて勝れ、良好な品質特性
が得られるなど、高度な工業的価値を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による造管の溶接部のフオーミ
ング時点と、それを溶接した後の断面模式図であ
り、第２図は本発明によるフオーミング時点と溶
接後の断面模式図、第３図は本発明を実施するた
めの造管ライン系統図、第４図は引抜ラインの要
部縦断面図である。 １…外管、２…内管、３…接合面、４…外管の
外面ビード、５…外管の内面ビード、６…内管の
外面ビード、７…内管の内面ビード、１２…刃
物、１３…フオーミングロール、１４…高周波誘
導加熱機、１５…スクイズロール、２１…ダイ
ス、Ａ……金属帯コイル、Ａ１…金属帯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属帯を多数のフオーミングロールを介して
   順次円管状に押圧しつつ屈曲成形し、金属帯の両
   突き合せ部を高周波加熱機により加熱した後、ス
   クイズロールで挟圧して造管し、造管された複数
   の管の大径管内に小径管を挿入して引抜き加工
   し、または、前記金属帯の複数を重ねた状態で同
   時に前記と同様に造管する多層管の製造方法にお
   いて、前記各金属帯の両縁突き合せ部の他の金属
   帯に面する部分の帯厚さ方向の少なくとも一部分
   を他の金属帯面に向つて末広がり状に削り落した
   のち成形造管することを特徴とする多層管の製造
   方法。