JP2000210792A - 金属溶接管製造用ガスシ―ルド装置 - Google Patents

金属溶接管製造用ガスシ―ルド装置

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JP2000210792A
JP2000210792A JP11015412A JP1541299A JP2000210792A JP 2000210792 A JP2000210792 A JP 2000210792A JP 11015412 A JP11015412 A JP 11015412A JP 1541299 A JP1541299 A JP 1541299A JP 2000210792 A JP2000210792 A JP 2000210792A
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JP
Japan
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metal
welding
main chamber
stand
roll
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Withdrawn
Application number
JP11015412A
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English (en)
Inventor
Takefumi Nakako
武文 仲子
Hiroshi Asada
博 朝田
Yasuhiro Sakurada
康弘 桜田
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接空間を段階的に外気から遮断し、酸化,
窒化等のない健全な溶接部をもつ金属溶接管を製造す
る。 【構成】 円筒状に曲げ加工した金属帯Sを、シール材
26aを備えた予備室20に送り込み、更にシール材1
6aを備えた主室10に送り込む。主室10には、成形
スタンド31,32,33,ガイドスタンド34,溶接
スタンド35,サイドロールスタンド36が配置されて
いる。溶接スタンド35のスクイズロール35a及びサ
イドロールスタンド36のサイドロール36aは更に局
部シールドボックス40で取り囲まれており、酸化領域
以下の温度に降温するまで溶接部をガスシールドする。 【効果】 溶接空間Wへの外気の侵入が大幅に抑制され
るため、酸化,窒化等のない健全な溶接部が形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属溶接管の製造に使
用されるガスシールド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】金属帯を連続的に幅方向に円筒状に曲げ
加工した後、幅方向両端部を溶接して金属溶接管を製造
する際、溶接部の内外面が酸化すると溶接部の特性が劣
化することがある。特性劣化は、特に耐食性,耐候性,
加工性,靭性,意匠性等の特性を付与した材質の金属帯
を使用する場合に問題となる。
【0003】TIG,レーザ溶接等の溶融溶接で金属溶
接管を製造する場合、溶接部の外側表面は、溶接トー
チ,ノズル等から供給される不活性ガスによりある程度
シールされる。溶接トーチ,ノズル等からの不活性ガス
に加えて溶接部をシールドする場合、溶接点近傍を取り
囲むアフターシールドカバー1(図1)や溶接位置周辺
を可能な限り密閉する箱状のシールドボックス2(図
2)が特開平9−76094号公報で紹介されている。
アフターシールドカバー1又はシールドボックス2の内
部に開口するガス供給管3からAr等の不活性ガスを送
り込むことにより、アフターシールドカバー1又はシー
ルドボックス2の内部が不活性雰囲気に維持される。不
活性雰囲気下、円筒状に成形した金属帯Sをスクイズロ
ール4で拘束し、金属帯Sの幅方向両端部を溶接装置5
で溶接する。溶接部の温度が酸化領域以下に低下するま
で不活性ガス雰囲気で溶接部をシールドするとき、酸化
が抑制された溶接部をもつ金属溶接管が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】溶接される金属帯S
は、数m〜数十m/分の走行速度でアフターシールドカ
バー1又はシールドボックス2を通過する。そのため、
金属帯Sに随伴してアフターシールドカバー1又はシー
ルドボックス2の内部に外気が流入することが避けられ
ない。また、成形ロール,溶接トーチ等を調整するため
に必要とされる隙間からの外気の侵入もある。その結
果、アフターシールドカバー1又はシールドボックス2
内の酸素分圧や窒素分圧が上昇し、溶接ビードに酸化,
窒化等が生じることがある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、保護雰囲気を多
段に設けることにより、溶接空間への外気の侵入を効果
的に防止し、健全な溶接部をもつ金属溶接管を製造する
ことを目的とする。本発明の金属溶接管製造用ガスシー
ルド装置は、その目的を達成するため、円筒状に曲げ加
工した金属帯の幅方向両端部を溶接して金属溶接管を製
造する金属帯及び金属溶接管の走行方向に沿って配置さ
れた主室と、主室の入側及び出側に形成された開口部に
金属帯及び金属溶接管との隙間を狭くするシール材と、
主室内部に設けられた複数の成形ロール及びシームガイ
ドロールと、主室内部に設けられ、スクイズロール及び
サイドロールを取り囲み、溶接装置が臨む局部シールド
ボックスとを備えており、局部シールドボックス及び主
室に不活性ガスが送り込まれることを特徴とする。
【0006】主室の入側に予備室を連接し、主室と予備
室との間の開口部にシール材を設けるとき、主室への外
気の侵入が効率よく抑制される。主室内に配置される局
部シールドボックスは、溶接部が酸化領域以下の温度に
低下するまで溶接部を取り囲む長さをもつことが好まし
い。成形ロールを支持する成形スタンド,スクイズロー
ルを支持する溶接スタンド及び溶接直後の金属溶接管を
保持するサイドロールスタンドを金属帯の幅方向に位置
調節可能に設けるとき、各種サイズの金属溶接管を製造
できる。
【0007】
【実施の形態】本発明に従ったガスシールド装置は、た
とえば図3〜6に示すように主室10及び予備室20を
備え、主室10の内部に更に局部シールドボックス40
が配置されている。主室10は、側壁11a〜11d,
底板12及び天板13a,13bで区画される。主室1
0の入側に設けられている予備室20は、側壁21a〜
21c,底板12及び天板23で区画される。主室10
は、金属帯Sの入口及び金属溶接管Pの出口を除き、ほ
ぼ密閉された空間Vを形成する。底板12は、成形スタ
ンド31〜33,36,ガイドスタンド34及び溶接ス
タンド35のコモンヘッドとして兼用するため各スタン
ド31〜36を位置決めするキー12aを備え、キー溝
14を介して溶接管製造装置のベースに取り付けられ、
ボルト17a〜17fで固定される。底板12の取付け
に際しては、不活性ガスの漏洩を防止するため、シール
材,メクラネジ孔等が使用される。
【0008】側壁11a,21aには金属帯Sを通過さ
せる開口部が形成され、それぞれ一対の押え板15a,
15a及び25a,25aが開口部に取り付けられ、押
え板15a,15a及び25a,25aの間にシール材
16a及び26aが狭持されている。出側の側壁11b
には金属溶接管Pを通過させる開口部が形成されてお
り、同様に一対の押え板15b,15bが開口部に取り
付けられ、押え板15b,15bでシール材16bを狭
持している。主室10の内部には、金属帯Sを順次幅方
向に曲げ加工する成形スタンド31〜33,筒状に成形
された金属帯のシームを一定位置関係に維持するガイド
スタンド34,幅方向両端部を溶接するスタンド35,
溶接直後の金属溶接管Pを保持するサイドロールスタン
ド36が順次配列されている。図示の例では、金属帯S
を筒状に曲げ加工する全ての成形スタンド31〜33を
主室10の内部に配置しているが、上段側スタンドの幾
つかを主室10及び予備室20の外部に配置しても良
い。
【0009】溶接スタンド35は、レーザ溶接ノズル,
TIG溶接トーチ等の溶接装置39が設けられており、
スクイズロール35a,35aで円筒形状に保持された
金属帯Sの幅方向両端部が溶接される。溶接スタンド3
5の側方には、図5に示すように調整用シャフト35b
が突出している。調整用シャフト35bは、側壁11d
に軸受35cを介して装着されたロール調整用回転軸3
5dに嵌め込まれている。回転軸35dを回転させるこ
とにより、側壁11dに関して溶接スタンド35が前後
進し、左右のスクイズロール35a,35a間のロール
ギャップが製造しようとする金属溶接管Pのサイズに合
った間隙に調整される。ロール調整用回転軸35dと軸
受35cとの間にOリング35e,35f、軸受35c
と側壁11dとの間にOリング35gが介装され、側壁
11dとロール調整用回転軸35d,軸受35cとの隙
間から主室10の内部に外気が侵入することが防止され
る。
【0010】成形スタンド31〜33も、側方から調整
用シャフト31b,32b,33bが突出している。調
整用シャフト31b,32b,33bは、シールリング
31e,32e,33eを介して側壁11dに装着され
た調整用アダプタ31d,32d,33dに嵌め込まれ
ている。成形スタンド31〜33は、調整用アダプタ3
1d,32d,33dの回転により側壁11dに関して
前後進し、左右の成形ロール31aと31a,32aと
32a,33aと33a間のロールギャップを調整す
る。ガイドスタンド34は、金属溶接管Pのサイズに拘
わらず幅方向両端部が一定の走行軌跡を採るため、固定
配置されている。ガイドスタンド34には、上下一対の
シームガイドロール34a,34aが回転可能に設けら
れている。シームガイドロール34aを圧下スクリュー
34bで昇降することにより、シームガイドロール34
a,34a間のロールギャップが調整される。上側のシ
ームガイドロール34aの周面にガイドフィン34cが
形成されており、ガイドフィン34cが金属帯Sの幅方
向両端部の間に嵌まり込んで金属帯Sを送ることによ
り、所定の位置関係で金属帯Sが溶接スタンド35に送
り込まれる。
【0011】サイドロールスタンド36は、成形スタン
ド31〜33と同様に調整用アダプタ36dの回転によ
り側壁11dに関して前後進し、左右のサイドロール3
6a,36a間のロールギャップを所定間隙に調整され
る。スクイズロール35a及びサイドロール36aは、
主室10の内部で更に局部シールドボックス40に収容
されている。局部シールドボックス40は、溶接直後の
溶接部が酸化領域の温度以下(具体的には、400℃以
下)に降温するまで金属溶接管Pをガスシールドする長
さをもち、内部が溶接空間Wとなる。溶接空間Wは、入
側シール41及び出側シール42で閉鎖空間Vから隔離
されている。溶接装置39は、溶接空間Wに臨み、Ar
等の不活性ガスを溶接空間Wに送り込むシールド機構を
備えている。
【0012】不活性ガスは、適宜の配管(図示せず)を
介して主室10及び必要に応じて予備室20にも送り込
まれる。これにより、主室10及び予備室20の酸素分
圧及び窒素分圧が低く抑えられ、主室10から局部シー
ルドボックス40に流入する酸素,窒素等の有害ガス成
分が大幅に少なくなる。雰囲気を予備室20,主室1
0,局部シールドボックス40と段階的に外気から遮断
することは、不活性ガスの使用量を節減する上でも有利
である。すなわち、主室10から流入する酸素,窒素等
が抑えられているため、不活性ガスの少ない供給量で溶
接空間Wが低酸素分圧,低窒素分圧の雰囲気に維持され
る。比重が大きいArを不活性ガスとして使用すると
き、ガスの散逸がないので主室10,予備室20の上部
を特に気密構造にする必要はない。この点、天板13
a,13b,23は、ガスの対流を抑制するだけで十分
である。
【0013】溶接される金属帯Sは、シール材26aで
側壁21aとの間隙が狭められた状態で予備室20に送
り込まれる。そのため、金属帯Sに随伴して予備室20
に流入する外気が少なくなる。予備室20を経て主室1
0に金属帯Sが送り込まれるため、主室10に流入する
外気が一層少なくなり、閉鎖空間Vの酸素分圧及び窒素
分圧が大幅に低下する。この閉鎖空間Vに更に局部シー
ルドボックス40が設けられているので、溶接空間Wは
良好なシールド雰囲気に維持される。酸素分圧,窒素分
圧の低い溶接空間Wで金属帯Sが溶接されるため、酸
化,窒化等の欠陥がない溶接部が形成される。溶接直後
の金属溶接管Pを保持するサイドロール36aも局部シ
ールドボックス40に収容されているので、酸化領域の
温度以下に降温するまで溶接部がガスシールドされる。
したがって、溶接後も酸化,窒化が確実に防止され、良
好な品質の溶接部をもつ金属溶接管が製造される。
【0014】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の金属溶
接管製造用ガスシールド装置は、主室,局部シールドボ
ックスで雰囲気の酸素分圧及び窒素分圧を段階的に下
げ、局部シールドボックス内を良好な保護雰囲気に維持
し、溶接部の酸化や窒化を効率よく防止している。その
ため、得られた金属溶接管は、健全な溶接部及び表面性
状をもち、高品質の製品溶接管として使用される。予備
室,主室,局部シールドボックスの多段配置は、少ない
供給量の不活性ガスで溶接部を酸化,窒化等から保護す
ることにも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本出願人が先に紹介したアフターシールドカ
バーを用いて金属溶接管を製造している状態
【図2】 本出願人が先に紹介したシールドボックスを
用いて金属溶接管を製造している状態
【図3】 本発明に従った金属溶接管製造用ガスシール
ド装置の概略側面図
【図4】 本発明に従った金属溶接管製造用ガスシール
ド装置の概略平面図
【図5】 金属帯又は金属溶接管の走行方向からみた溶
接スタンドの側断面図
【図6】 本発明に従った金属溶接管製造用ガスシール
ド装置の概略斜視図
【符号の説明】
10:主室 16a,16b:シール材 20:予備室 26a:シール材 31〜33:成形スタンド 34:ガイドスタンド
35:溶接スタンド 36:サイドロールスタンド 31a,32a,33
a:成形ロール 34a:シームガイドロール 3
5a:スクイズロール 36a:サイドロール 40:局部シールドボックス 41:入側シール
42:出側シール S:金属帯 P:金属溶接管 V:閉鎖空間
W:溶接空間
フロントページの続き (72)発明者 桜田 康弘 兵庫県尼崎市鶴町1番地 日新製鋼株式会 社技術研究所内 Fターム(参考) 4E001 BB06 DD01 4E028 CA02 CA13 4E068 CJ01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状に曲げ加工した金属帯の幅方向両
    端部を溶接して金属溶接管を製造する金属帯及び金属溶
    接管の走行方向に沿って配置された主室と、主室の入側
    及び出側に形成された開口部に金属帯及び金属溶接管と
    の隙間を狭くするシール材と、主室内部に設けられた複
    数の成形ロール及びシームガイドロールと、主室内部に
    設けられ、スクイズロール及びサイドロールを取り囲
    み、溶接装置が臨む局部シールドボックスとを備えてお
    り、局部シールドボックス及び主室に不活性ガスが送り
    込まれる金属溶接管製造用ガスシールド装置。
  2. 【請求項2】 主室の入側に予備室が連接され、主室と
    予備室との間の開口部にシール材が設けられている請求
    項1記載の金属溶接管製造用ガスシールド装置。
  3. 【請求項3】 溶接部が酸化領域以下の温度に低下する
    まで溶接部を取り囲む長さをもつ請求項1又は2記載の
    金属溶接管製造用ガスシールド装置。
  4. 【請求項4】 成形ロールを支持する成形スタンド,ス
    クイズロールを支持する溶接スタンド及び溶接直後の金
    属溶接管を保持するサイドロールスタンドが金属帯の幅
    方向に位置調節可能に設けられている請求項1〜3の何
    れかに記載の金属溶接管製造用ガスシールド装置。
JP11015412A 1999-01-25 1999-01-25 金属溶接管製造用ガスシ―ルド装置 Withdrawn JP2000210792A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111618351A (zh) * 2020-05-27 2020-09-04 河南工学院 一种用于空气中易氧化工件加工的铣床
KR20220169818A (ko) * 2021-06-21 2022-12-28 (주)뉴아세아 파이프 조관 장치

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CN111618351B (zh) * 2020-05-27 2021-06-18 河南工学院 一种用于空气中易氧化工件加工的铣床
KR20220169818A (ko) * 2021-06-21 2022-12-28 (주)뉴아세아 파이프 조관 장치
KR102573054B1 (ko) * 2021-06-21 2023-08-31 (주)뉴아세아 파이프 조관 장치

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Effective date: 20060404