JPS63174785A - リブ付管の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般にストリップ材料を螺旋状に巻きストリッ
プの二つの縁をこれらが衝合関係に保持されるように溶
接して形成したリブ付管に関する。

（従来の技術とその問題点） 周知の工程において説明された工程の欠点は幾つかある
。第１に、管を形成する上で高速溶接を維持するのが困
難であるのみならず、１００％溶接溶は込みを達成する
のが困難であるということであり、第２に、ストリップ
の反りのため、二つの側縁を整合させ、これらの縁を同
じ平面上に維持するのが困難であるということである。

これらの理由のため、溶接接合部が弱くなる、或いは製
造速度が非常に遅くなる、のいずれか（通常は両方であ
る）を引き起こす多くの製造上の問題があった。

螺旋状に溶接された管は、二つの側縁を重ねることによ
って形成されてきた。しかしこの重ね溶接は、製造工程
中にスケールのような多くの粒子が入り込むため多くの
欠陥をもたらす。更に、所定の熱を衝合縁部に加え、融
合時に十分な圧力を加えた場合、突合わせ溶接連結部が
融合（又は鍛造）の最も良い形態を提供するということ
が知られている。

（問題点を解決するための手段） 本発明の一つの特徴によれば、端縁を持つ第１側フラン
ジを形成するようにストリップの一方の側部を形成する
工程と、端縁を持つ第２側フランジを有する溝を形成す
るようにストリップの反対側の側部を形成する工程と、
前記第１側フランジの端縁を前記第２側フランジの端縁
に実質的に衝合接触させながら前記ストリップ材料をコ
イル状にする工程と、前記第１側フランジ及び前記第２
側フランジの衝合する端縁間に、形成する管の軸線に対
してほぼ半径方向に圧力を加える工程と、前記ｍｌ側フ
ランジ及び前記第２側フランジを衝合する縁部に沿って
溶接する工程とを有することを特徴とする、ストリップ
から螺旋状に形成されたリブ付管の溶接方法が提供され
る。

本発明の他の特徴゛によれば、螺旋状のリブと、ストリ
ップの衝合する端縁を溶接することによってリブに形成
された螺旋状継ぎ目とを有し、前記継ぎ目が管の内周と
リブの外周との間のほぼ中間部分に配置されていること
を特徴とする、コイル状にしたストリップから形成され
た螺旋状リブ付管が提供される。

本発明は、衝合溶接（ａｂｕｔａ＋ｅｎｔ　ｗｅｌｄ）
によって融合された側部を持つストリップからリブ付管
螺旋状に形成する新規な方法を提供する。これらの方法
は、厚さが異なるストリップ材料に関して、又、最大６
，０９６ｍ／分Ｃ２０ｒｔ７２分）の範囲の溶接速度で
適用することができる。この工程は、ストリップ材料の
縁部が管の内周とリブの外周のほぼ中間に位置する螺旋
状継ぎ目上で溶接されたリブ付管を形成する上で特に有
用である。かくして、管の断面に作用するこれらの力（
これは溶接接合部を分離しがちである）が本質的に中立
であり圧縮でも引っ張りでもない点のかなり近くで溶接
が行われる。

本発明は、更に詳細には、第１側フランジを形成するよ
うにストリップの一方の側を形成する工程と、第２側フ
ランジを持つ溝を形成するようにストリップの他方の側
を形成する工程とを有する、ストリップから螺旋状に形
成されたリブ付管を溶接する方法を包含する。次いでこ
のストリップはコイル状にされ、この際、二つのフラン
ジの縁部は衝合接触するように移動される。その後圧力
が管の軸線の半径方向に加えられ、衝合する縁部を互い
に押圧し、衝合接触個所の近くで熱を加えて第１及び第
２フランジを互いに溶接する。

（実施例） 第１図を参照すると、本発明を使用して製造中の管１０
が図示されている。管１０は、ストリップ材料１１から
螺旋状に形成され、このストリップ材料は、コイル状に
する前に成形ロール（図示せず）を通って第１側フラン
ジ１２及び溝１３を形成するように加工される。溝１３
は第２側フランジ１４を有する。

フランジ１２及び溝１３はストリップ材料の平面から一
方の側に突出し、フランジ１２及びフランジ１４は、ス
トリップをコイル状にするとき、縁部係合できるように
補足的な角度をなして突出している。好ましい実施例で
は、図示のフランジ１２及び１４は、ストリップの平面
からほぼ９０″で、即ち直角に、突出している。かくし
て、管に形成されるリブは本質的に矩形形状である。

フランジ１２及び１４は、溶接接合が管の内周とリブの
外周との間のほぼ中間部で螺旋をなして行われるため、
好ましくはほぼ同長に形成されている。この構造は、溶
接接合部を分離しようとする力が本質的に中立である（
即ち圧縮でも引っ張りでもない）場所に溶接部を螺旋状
に配置する。

この用途の目的のため、この状態を、管断面の中立軸線
上に溶接部を配置すると呼ぶ。

フランジ１２、溝１３、及び第２側フランジ１４を形成
する工程の好ましい順序を第３図に示す。この線につい
て、ストリップ材料は剪断応力を生じさせたり屈曲部分
を薄くしたりすることなくストリップ材料を漸次的げる
一組の成形ロールを通過させる。本発明の技術分野にお
いて、過度に薄くすること及び過度に応力を加えること
は形成した管を一般に弱くすることが良く理解されてい
る。

管の直径を決定する一つの要素であるストリップ幅は、
製造工程で注意深く制御され、第３図の断面Ａ、ＢＳＣ
，及びＤに示すように、フランジ１２を形成する裏曲げ
部分１５及び溝１３の裏曲げ部分１６は、断面Ｅに示す
ように、ストリップを所定の幅に最終的に縁取りする前
に完全に形成される。その後フランジ１４は断面Ｆ、Ｂ
、及びＨに示す別の曲げ工程で成形される。

ストリップ幅を均一にすることが直径を制御するのに重
要であるけれども、管の成形工程は管の大きさを更に制
御するのに役立つ。この制御を溶接工程中に圧力を加え
ることと関連して説明する。

フランジ１２、溝１３、及びフランジ１４を形成するよ
うにストリップ材料を成形した後、変形されたストリッ
プ材料を第１図に示すようにコイル状にする。この工程
では、フランジ１２の側縁をフランジ１４の側縁に当た
るように接触させる。

従来の溶接装置の一部を構成する一対の電極即ち接点２
０及び２１がフランジ１２及び１４の側部と係合する。

熱電気工具（Ｔｈｅｒ＋ｇａｔｏｏｌ）として公知の係
る装置は溶接工程を行うのに時に有用である。

ストリップの縁は、頂点が溶接個所の僅かに前方にある
開放したＶ字形状を形成する接点のところで間隔を隔て
られている。高周波電流が一方の接点からＶ字形の縁に
沿って頂点まで流れ、７字形の他方の縁に沿って他方の
接点に戻る。電流密度はＶ字形の両縁に沿って非常に大
きい。これは、「皮層効果」及び「近接効果」として周
知の効果のためである。電流がこのように高度に集中す
るため、縁部が予熱され、その結果、縁部は頂部で一緒
になるとき溶接温度になる。熱電気工具装置の製造は、
溶接工程の本来の部分として移動速度を大きくする。こ
れは接点と溶接個所との間の経過時間を減少させるから
である。７字形の縁に沿って発生する熱は、縁部を互い
に押付は合って溶接する前に冷却部分に伝導されて放散
する時間がない。

第２図及び第４図を参照すると、接点の前で第１及び第
２のフランジの衝合する縁部間に圧力を直接加える一対
のローラ２５及び２６が図示されている。上側ローラ２
５は形成される管内を延びるマンドレル２７から支持さ
れ、ローラ２６は管の下方からアーム２８上に支持され
ている。好ましい実施例では、マンドレル２７及びアー
ム２８は、第１図に示す矢印によって示されるように上
下させることのできる移動自在の支柱から支持されてい
る。これによって、ローラの正確な位置を注意深く制御
することができる。

塑性状態の金属の衝合する縁部間に垂直圧力を加えると
、溶接部のところが成る程度変形する。

これは明らかに、形成した管の直径を維持する上での要
素である。しかしながら、上述のように、基本的な直径
は螺旋角度及びストリップの幅に応じて変化する。しか
しながら、成形ローラ２５及び２６の位置を垂直に僅か
に動かすことによって、「微調整」を行うことができる
。ローラ２５及び２６を一体として垂直に移動させると
、管の断面の中立軸線に対して溶接継ぎ目がずれる。溶
接継ぎ目を中立軸線から内方に又は外方にずらすと、管
の直径が大きくなったり小さくなったりする。

管の直径を制御するのに±０．１２５の垂直移動を用い
ることができる。

本発明の好ましい実施例を螺旋状リブ付管の形成に関し
て図示し且つ説明したけれども、本発明の精神及び添付
した特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の修正
及び変更を行うことができ、このような修正及び変更の
各々が企図されている。

例として、ストリップ材料を一つ以上のリブを備えるよ
うに、或いは種々の大きさまたは形状のリブを備えるよ
うに成形してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例に従って形成されて
いる、螺旋状にリブが付けられた管の斜視図であり、 第２図は、第１図の２−２腺のところで取り出した断面
図であり、 第３図は、コイル状にする準備のため、漸次形成及び変
形されているストリップ材料の横断面図であり、 第４図は、第１図の４−４線のところで取り出した断面
図である。 １０・・・管、１１・・・ストリップ材料、１２・・・
第１側フランジ、１３・・・溝、１４・・・第２側フラ
ンジ、２０．２１・・・電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端縁を持つ第１側フランジを形成するようにストリ
   ップの一方の側部を形成する工程と、端縁を持つ第２側
   フランジを有する溝を形成するようにストリップの反対
   側の側部を形成する工程と、前記第１側フランジの端縁
   を前記第２側フランジの端縁に実質的に衝合接触させな
   がら前記ストリップ材料をコイル状にする工程と、前記
   第１側フランジ及び前記第２側フランジの衝合する端縁
   間に、形成する管の軸線に対してほぼ半径方向に圧力を
   加える工程と、前記第１側フランジ及び前記第２側フラ
   ンジを衝合する縁部に沿って溶接する工程とを有するこ
   とを特徴とする、ストリップから螺旋状に形成されたリ
   ブ付管の溶接方法。 ２、管の直径を調整するため、前記衝合する端縁が形成
   中の管の中立軸線に対してずらされることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記第１及び第２フランジは、コイル状にする前の
   ストリップの平面に対してほぼ９０°の角度で前記スト
   リップから突出していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、前記第１フランジ及び溝が、コイル状にする前のス
   トリップの一方の側に突出するリブの一部として形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項、及び第３項のうちのいずれか１項に記載の方法。 ５、前記第１及び第２フランジが、ストリップの平面に
   対して余角をなして突出し、ストリップをコイル状にし
   たときに端縁が衝合するように前記フランジを位置決め
   するように形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ６、前記第１及び第２フランジが、ストリップの平面に
   対してほぼ直角に突出するように形成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、前記溝が、第２フランジ、前記第２フランジに平行
   な側壁、及び相互連結側壁によって構成されたＵ字形断
   面を備えて形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第６項のうちのいずれか１項に記載の方
   法。 ８、前記第１及び第２フランジがほぼ同じ幅のものであ
   り、そのため、前記衝合する端縁が、管の内周とリブの
   外周との間のほぼ中間部分で螺旋状に接合されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項のうちのい
   ずれか１項に記載の方法。 ９、螺旋状のリブと、ストリップの衝合する端縁を溶接
   することによってリブに形成された螺旋状継ぎ目とを有
   し、前記継ぎ目が管の内周とリブの外周との間のほぼ中
   間部分に配置されていることを特徴とする、コイル状に
   したストリップから形成された螺旋状リブ管。 １０、前記螺旋状リブが、端縁を持つ第１側フランジと
   、端縁を持つ第２側フランジを有する溝とを有し、前記
   第１フランジがストリップの一方の縁に沿って形成され
   、前記溝及び第２側フランジがストリップの他方の縁に
   沿って形成され、前記第１側フランジ及び第２フランジ
   が管の軸線に対してほぼ垂直に突出していることを特徴
   とする特許請求の範囲第９項記載の螺旋状リブ付管。 １１、前記第１フランジ及び第２フランジが、コイル状
   にする前のストリップの平面に対してほぼ９０°の角度
   で前記ストリップから突出するように形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の螺旋状リ
   ブ付管。 １２、前記第１フランジ及び第２フランジが、ストリッ
   プの平面に対して余角をなして突出し、ストリップをコ
   イル状にしたときに端縁が衝合するように前記フランジ
   を位置決めするように形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項記載の螺旋状リブ付管。