JP2000263296A - 加工性に優れた高周波電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
加工性に優れた高周波電縫鋼管の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接部のビードを２段切削することにより、
溶接部の材質を母材部に近づけ、電縫鋼管の加工性を改
善する。 【構成】 筒状に成形した鋼帯Ｐ１の板幅方向両端部を
高周波加熱し、スクイズロールＲで押圧することによ
り、板幅方向両端部を相互に融合させて溶接部Ｗを形成
する。スクイズロールＲの下流側に配置された１段目の
バイトＢ1 で母材表面から突出する溶接部ＷのビードＢ
を切削した後、２段目のバイトＢ2 で溶接部Ｗの表層に
ある歪み層を切削除去する。
溶接部の材質を母材部に近づけ、電縫鋼管の加工性を改
善する。 【構成】 筒状に成形した鋼帯Ｐ１の板幅方向両端部を
高周波加熱し、スクイズロールＲで押圧することによ
り、板幅方向両端部を相互に融合させて溶接部Ｗを形成
する。スクイズロールＲの下流側に配置された１段目の
バイトＢ1 で母材表面から突出する溶接部ＷのビードＢ
を切削した後、２段目のバイトＢ2 で溶接部Ｗの表層に
ある歪み層を切削除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接部と母材部との間
で材質的な変化を少なくし、加工性を改善した高周波電
縫鋼管を製造する方法に関する。
で材質的な変化を少なくし、加工性を改善した高周波電
縫鋼管を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波電縫鋼管は、鋼帯を板幅方向に曲
げ加工して筒状に成形し、板幅方向両端部を溶融溶接す
ることにより製造されている。このとき、筒状に成形さ
れた鋼帯を取り囲むワークコイルに高周波電流を供給す
ると、板幅方向両端部が集中的に加熱され溶融する。ワ
ークコイルの下流側には、加熱溶融した板幅方向両端部
をスクイズロールで押圧するスクイズロールが設けられ
ている。押圧された板幅方向両端部は、相互に融合して
溶接部を形成する。製造された電縫鋼管を観察すると、
母材部表面から突出した外面ビードや内面ビードが溶接
部に形成されている。母材部表面から突出したビード
は、電縫鋼管の外観を劣化させるばかりでなく、後続す
る加工工程において支障となる。そこで、溶接後にビー
ドを切削し、溶接部を母材部表面に揃えている。
げ加工して筒状に成形し、板幅方向両端部を溶融溶接す
ることにより製造されている。このとき、筒状に成形さ
れた鋼帯を取り囲むワークコイルに高周波電流を供給す
ると、板幅方向両端部が集中的に加熱され溶融する。ワ
ークコイルの下流側には、加熱溶融した板幅方向両端部
をスクイズロールで押圧するスクイズロールが設けられ
ている。押圧された板幅方向両端部は、相互に融合して
溶接部を形成する。製造された電縫鋼管を観察すると、
母材部表面から突出した外面ビードや内面ビードが溶接
部に形成されている。母材部表面から突出したビード
は、電縫鋼管の外観を劣化させるばかりでなく、後続す
る加工工程において支障となる。そこで、溶接後にビー
ドを切削し、溶接部を母材部表面に揃えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のビード処理は、
電縫鋼管の表面を平滑にすることを主眼としており、通
常１段のバイトでビード切削している。しかし、排ガス
用途，配管継手等と電縫鋼管の適用分野が広くなるに応
じて、非常に過酷な曲げ加工や拡管加工にも耐える電縫
鋼管が要求されるようになってきた。この点、１段バイ
トでビード切削した電縫鋼管では、溶接部と母材部との
間で材質的な変動が大きすぎ、加工後の溶接部に亀裂，
破断等が発生し易い。亀裂や破断が発生しないまでも、
管壁が局部的に変形し、所定の断面形状をもった成形品
が得られないことがある。
電縫鋼管の表面を平滑にすることを主眼としており、通
常１段のバイトでビード切削している。しかし、排ガス
用途，配管継手等と電縫鋼管の適用分野が広くなるに応
じて、非常に過酷な曲げ加工や拡管加工にも耐える電縫
鋼管が要求されるようになってきた。この点、１段バイ
トでビード切削した電縫鋼管では、溶接部と母材部との
間で材質的な変動が大きすぎ、加工後の溶接部に亀裂，
破断等が発生し易い。亀裂や破断が発生しないまでも、
管壁が局部的に変形し、所定の断面形状をもった成形品
が得られないことがある。
【０００４】
【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、通常のビード切
削後に溶接部の歪み層を除去する２段目のビード切削を
組み込むことにより、溶接部の材質を母材部に近づけ、
電縫鋼管の加工性を向上させることを目的とする。本発
明の製造方法は、その目的を達成するため、筒状に成形
した鋼帯の板幅方向両端部を高周波加熱してスクイズロ
ールで押圧することにより溶接部を形成した後、スクイ
ズロールの下流側に配置された１段目のバイトで母材面
から突出する溶接部のビードを切削し、次いで２段目の
ビード切削工具で溶接部の表層にある歪み層を切削除去
することを特徴とする。
題を解消すべく案出されたものであり、通常のビード切
削後に溶接部の歪み層を除去する２段目のビード切削を
組み込むことにより、溶接部の材質を母材部に近づけ、
電縫鋼管の加工性を向上させることを目的とする。本発
明の製造方法は、その目的を達成するため、筒状に成形
した鋼帯の板幅方向両端部を高周波加熱してスクイズロ
ールで押圧することにより溶接部を形成した後、スクイ
ズロールの下流側に配置された１段目のバイトで母材面
から突出する溶接部のビードを切削し、次いで２段目の
ビード切削工具で溶接部の表層にある歪み層を切削除去
することを特徴とする。
【０００５】
【作用】高周波溶接では、図１に示すように、鋼帯を板
幅方向に曲げ加工した筒状体Ｐ 0 をワークコイルＣに通
し、ワークコイルＣに供給される高周波電流で筒状体Ｐ
0 を加熱する。高周波加熱により板幅方向両端部が溶融
状態になった筒状体Ｐ0をスクイズロールＲで加圧する
ことにより、板幅方向両端部が相互に融合し溶接部Ｗを
形成する。溶接部Ｗは、筒状体Ｐ0 を加圧して形成され
たものであるため、電縫鋼管Ｐ1の母材部から盛り上が
ったビードＢとなる。通常のビード処理では、造管方向
Ｄに関してスクイズロールＲの下流側に配置されたバイ
トＢ1 でビードＢを切削し、溶接部Ｗの表面を母材部表
面に揃えている。
幅方向に曲げ加工した筒状体Ｐ 0 をワークコイルＣに通
し、ワークコイルＣに供給される高周波電流で筒状体Ｐ
0 を加熱する。高周波加熱により板幅方向両端部が溶融
状態になった筒状体Ｐ0をスクイズロールＲで加圧する
ことにより、板幅方向両端部が相互に融合し溶接部Ｗを
形成する。溶接部Ｗは、筒状体Ｐ0 を加圧して形成され
たものであるため、電縫鋼管Ｐ1の母材部から盛り上が
ったビードＢとなる。通常のビード処理では、造管方向
Ｄに関してスクイズロールＲの下流側に配置されたバイ
トＢ1 でビードＢを切削し、溶接部Ｗの表面を母材部表
面に揃えている。
【０００６】しかし、バイトＢ1 で切削された後の溶接
部Ｗは、図２の金属組織にみられるように歪み層が表層
部にある。歪み層は、溶接時の急速加熱，急冷による熱
影響及びバイトＢ1 による切削加工で多量の歪みが導入
された個所であり、母材部に比較して著しく硬質化して
いる。溶接部Ｗ自体も、母材部に比較して溶接時の入熱
によって硬質化している。このような歪み層のある溶接
部Ｗをもつ電縫鋼管Ｐ 1 に過酷な曲げ加工や拡管加工を
施すと、母材部との材質的な相違から溶接部Ｗに亀裂，
破断，異常変形等の加工欠陥が持ち込まれ易い。そこ
で、本発明においては、１段目のバイトＢ1 で切削加工
されたビードＢの表層にある歪み層を除去するため、１
段目のバイトＢ1 に続いて２段目のバイトＢ2 を配置し
ている。バイトＢ2 によるビード切削量は、歪み層の除
去を狙っていることからごく少量で十分である。この切
削量は、材質，溶接条件等によっても変わるが、通常、
厚さで５０〜２００μｍの範囲に設定される。
部Ｗは、図２の金属組織にみられるように歪み層が表層
部にある。歪み層は、溶接時の急速加熱，急冷による熱
影響及びバイトＢ1 による切削加工で多量の歪みが導入
された個所であり、母材部に比較して著しく硬質化して
いる。溶接部Ｗ自体も、母材部に比較して溶接時の入熱
によって硬質化している。このような歪み層のある溶接
部Ｗをもつ電縫鋼管Ｐ 1 に過酷な曲げ加工や拡管加工を
施すと、母材部との材質的な相違から溶接部Ｗに亀裂，
破断，異常変形等の加工欠陥が持ち込まれ易い。そこ
で、本発明においては、１段目のバイトＢ1 で切削加工
されたビードＢの表層にある歪み層を除去するため、１
段目のバイトＢ1 に続いて２段目のバイトＢ2 を配置し
ている。バイトＢ2 によるビード切削量は、歪み層の除
去を狙っていることからごく少量で十分である。この切
削量は、材質，溶接条件等によっても変わるが、通常、
厚さで５０〜２００μｍの範囲に設定される。
【０００７】バイトＢ2 により切削加工された後では、
図３の金属組織にみられるように、溶接部Ｗは、表層に
歪み層がなく、母材部と同様な組織になっている。ま
た、溶接欠陥が残存しがちな歪み層がないため、応力疲
労の起点となる部分も除去されることになる。しかも、
少ない切削量で歪み層が除去されることから、バイトＢ
2 による切削加工では溶接部Ｗに歪みが実質的に導入さ
れない。これに対し、１段目のバイトＢ1 のみで歪み層
まで除去しようとすると、切削加工により導入される歪
み量が多くなり、また加工硬化により溶接部Ｗも硬質化
するので、溶接部Ｗの材質を母材部に近づけることがで
きない。
図３の金属組織にみられるように、溶接部Ｗは、表層に
歪み層がなく、母材部と同様な組織になっている。ま
た、溶接欠陥が残存しがちな歪み層がないため、応力疲
労の起点となる部分も除去されることになる。しかも、
少ない切削量で歪み層が除去されることから、バイトＢ
2 による切削加工では溶接部Ｗに歪みが実質的に導入さ
れない。これに対し、１段目のバイトＢ1 のみで歪み層
まで除去しようとすると、切削加工により導入される歪
み量が多くなり、また加工硬化により溶接部Ｗも硬質化
するので、溶接部Ｗの材質を母材部に近づけることがで
きない。
【０００８】このようにして、２段階でビードＢを切削
するとき、溶接部Ｗの表層から歪み層が効果的に除去さ
れ、溶接部Ｗの金属組織が母材部に近くなる。そのた
め、後述する実施例でみられるように、溶接部Ｗと母材
部との間で材質的な違いが少なくなり、曲げ加工，拡管
加工等の際に材質の相違に起因した加工欠陥の発生が抑
制される。なお、２段目のビード切削加工には、バイト
Ｂ2 に替えてグラインダ，研磨ベルト等のビード切削工
具を使用することもできる。ただし、ビード切削によっ
て導入される歪み量が少なくなることから、溶接直後の
ビードＢが高温状態に維持されているとき２段目のビー
ド切削加工も実施する方が好ましい。
するとき、溶接部Ｗの表層から歪み層が効果的に除去さ
れ、溶接部Ｗの金属組織が母材部に近くなる。そのた
め、後述する実施例でみられるように、溶接部Ｗと母材
部との間で材質的な違いが少なくなり、曲げ加工，拡管
加工等の際に材質の相違に起因した加工欠陥の発生が抑
制される。なお、２段目のビード切削加工には、バイト
Ｂ2 に替えてグラインダ，研磨ベルト等のビード切削工
具を使用することもできる。ただし、ビード切削によっ
て導入される歪み量が少なくなることから、溶接直後の
ビードＢが高温状態に維持されているとき２段目のビー
ド切削加工も実施する方が好ましい。
【０００９】外面ビードの切削に合せ、或いは外面ビー
ド切削前後で、必要に応じて電縫鋼管Ｐ1 の内面ビード
が切削加工される。内面ビードの切削加工にも、同様な
理由から２段に配置したバイトを使用できる。これによ
り、電縫鋼管Ｐ1 は、外面，内面共に平滑な表面をも
ち、加工性に優れた製品鋼管に仕上げられる。
ド切削前後で、必要に応じて電縫鋼管Ｐ1 の内面ビード
が切削加工される。内面ビードの切削加工にも、同様な
理由から２段に配置したバイトを使用できる。これによ
り、電縫鋼管Ｐ1 は、外面，内面共に平滑な表面をも
ち、加工性に優れた製品鋼管に仕上げられる。
【００１０】
【実施例】板厚１．５ｍｍのフェライト単相系ステンレ
ス鋼帯［Ｃｒ：１０．５〜１２．０重量％，Ｃ：０．０
３重量％以下，Ｓｉ：１．０重量％以下，Ｍｎ：１．０
０重量％以下，Ｔｉ：５×（Ｃ＋Ｎ）〜０．７５重量
％）］を板幅方向に曲げ加工し、高周波誘導加熱で外径
４８．６ｍｍの電縫鋼管を製造した。形成された溶接部
を観察すると、母材部表面から高さ１ｍｍだけ外面ビー
ドが突出していた。 （比較例：１段目のバイトのみで外面ビードを切削した
場合）１段目のバイトＢ1 による切削量を外面ビードの
突出高さに対応した値に設定し、スクイズロールＲから
送り出された電縫鋼管Ｐ1 の表面にある外面ビードＢを
切削加工した。
ス鋼帯［Ｃｒ：１０．５〜１２．０重量％，Ｃ：０．０
３重量％以下，Ｓｉ：１．０重量％以下，Ｍｎ：１．０
０重量％以下，Ｔｉ：５×（Ｃ＋Ｎ）〜０．７５重量
％）］を板幅方向に曲げ加工し、高周波誘導加熱で外径
４８．６ｍｍの電縫鋼管を製造した。形成された溶接部
を観察すると、母材部表面から高さ１ｍｍだけ外面ビー
ドが突出していた。 （比較例：１段目のバイトのみで外面ビードを切削した
場合）１段目のバイトＢ1 による切削量を外面ビードの
突出高さに対応した値に設定し、スクイズロールＲから
送り出された電縫鋼管Ｐ1 の表面にある外面ビードＢを
切削加工した。
【００１１】（本発明例：１段目及び２段目のバイトを
併用して外面ビードを切削した場合）比較例と同じ切削
量に設定した１段目のバイトＢ1 で外面ビードを切削加
工した後、歪み層の厚みに相当する０．２ｍｍ厚に切削
量を設定した２段目のバイトＢ2 で外面ビードを切削加
工した。比較例，本発明例共に、溶接後に水冷する急冷
方式，空冷する緩冷却方式の２様で電縫鋼管Ｐ1 を製造
した。得られた電縫鋼管Ｐ1 の表層部から５０μｍ深さ
にある位置の硬さを管円周方向に測定した。図４の測定
結果にみられるように、１段目のバイトＢ1 のみでビー
トを切削加工した比較例では、溶接部中心線での硬さが
２２０ＨＶを超えており、母材部の硬さとの間に大きな
硬度差を生じていた。これに対し、２段階でビードを切
削加工した本発明例では、溶接部中心線においても２０
０ＨＶ近傍まで硬さが低下しており、母材部との硬度差
が大幅に軽減された。
併用して外面ビードを切削した場合）比較例と同じ切削
量に設定した１段目のバイトＢ1 で外面ビードを切削加
工した後、歪み層の厚みに相当する０．２ｍｍ厚に切削
量を設定した２段目のバイトＢ2 で外面ビードを切削加
工した。比較例，本発明例共に、溶接後に水冷する急冷
方式，空冷する緩冷却方式の２様で電縫鋼管Ｐ1 を製造
した。得られた電縫鋼管Ｐ1 の表層部から５０μｍ深さ
にある位置の硬さを管円周方向に測定した。図４の測定
結果にみられるように、１段目のバイトＢ1 のみでビー
トを切削加工した比較例では、溶接部中心線での硬さが
２２０ＨＶを超えており、母材部の硬さとの間に大きな
硬度差を生じていた。これに対し、２段階でビードを切
削加工した本発明例では、溶接部中心線においても２０
０ＨＶ近傍まで硬さが低下しており、母材部との硬度差
が大幅に軽減された。
【００１２】板厚中心に沿って測定した電縫鋼管Ｐ1 の
硬度は、図５の調査結果にみられるように比較例，本発
明例共に同じような分布をもっていた。図５を図４に対
比すると、１段目のバイトＢ1 のみでビードを切削加工
すると、溶接部Ｗが依然として硬質の表層部をもってい
ることが判る。他方、２段階でビードを切削加工した本
発明例では、溶接部Ｗの表層部と母材部及び溶接部の板
厚方向中央部との間の硬度差が小さくなっている。この
ように溶接部Ｗの表層部が改質されたため、本発明例の
電縫鋼管を曲げ加工しても、溶接部に亀裂等の欠陥を発
生させることなく、精度良く目標形状に成形できた。他
方、１段目のバイトＢ1 のみで切削加工した比較例の電
縫鋼管を曲げ加工すると、ときとして溶接部に亀裂が発
生するものがあり、また亀裂を発生しないまでも硬質の
溶接部に起因して曲げ製品に異常変形が生じがちであっ
た。
硬度は、図５の調査結果にみられるように比較例，本発
明例共に同じような分布をもっていた。図５を図４に対
比すると、１段目のバイトＢ1 のみでビードを切削加工
すると、溶接部Ｗが依然として硬質の表層部をもってい
ることが判る。他方、２段階でビードを切削加工した本
発明例では、溶接部Ｗの表層部と母材部及び溶接部の板
厚方向中央部との間の硬度差が小さくなっている。この
ように溶接部Ｗの表層部が改質されたため、本発明例の
電縫鋼管を曲げ加工しても、溶接部に亀裂等の欠陥を発
生させることなく、精度良く目標形状に成形できた。他
方、１段目のバイトＢ1 のみで切削加工した比較例の電
縫鋼管を曲げ加工すると、ときとして溶接部に亀裂が発
生するものがあり、また亀裂を発生しないまでも硬質の
溶接部に起因して曲げ製品に異常変形が生じがちであっ
た。
【００１３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、高周波溶接で形成された溶接部のビードを切削して
溶接部を母材部と同じ表面に揃える１段目の切削加工を
施した後、２段目の切削工程で溶接部の表層にある歪み
層を切削除去している。２段目の切削工程では、僅かな
切削量でビードが切削加工されるため、切削加工による
歪みが導入されることはない。そのため、切削加工後の
溶接部は母材部の材質に近づけられ、電縫鋼管の加工性
が向上し、過酷な曲げ加工や拡管加工に耐える電縫管が
得られる。
は、高周波溶接で形成された溶接部のビードを切削して
溶接部を母材部と同じ表面に揃える１段目の切削加工を
施した後、２段目の切削工程で溶接部の表層にある歪み
層を切削除去している。２段目の切削工程では、僅かな
切削量でビードが切削加工されるため、切削加工による
歪みが導入されることはない。そのため、切削加工後の
溶接部は母材部の材質に近づけられ、電縫鋼管の加工性
が向上し、過酷な曲げ加工や拡管加工に耐える電縫管が
得られる。
【図１】 本発明に従ってバイトを２段配置した電縫鋼
管製造装置の要部
管製造装置の要部
【図２】 １段目のバイトで切削加工した後の溶接部を
含む電縫鋼管断面の金属組織を示す写真
含む電縫鋼管断面の金属組織を示す写真
【図３】 ２段目のバイトで切削加工した後の溶接部を
含む電縫鋼管断面の金属組織を示す写真
含む電縫鋼管断面の金属組織を示す写真
【図４】 ２段配置したバイトによるビードの切削加工
が溶接部の材質改善に有効なことを示すグラフ
が溶接部の材質改善に有効なことを示すグラフ
【図５】 電縫鋼管の板圧中心部の硬さ分布を溶接部を
中心として管円周方向に示したグラフ
中心として管円周方向に示したグラフ
Ｐ0 ：鋼帯 Ｐ1 ：電縫鋼管 Ｗ：溶接部 Ｂ：
ビード Ｃ：ワークコイル Ｒ：スクイズロール Ｄ：造管
方向 Ｂ1 ：１段目のバイト Ｂ2 ：２段目のバイト
ビード Ｃ：ワークコイル Ｒ：スクイズロール Ｄ：造管
方向 Ｂ1 ：１段目のバイト Ｂ2 ：２段目のバイト
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年３月２３日（１９９９．３．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
Claims (1)
- 【請求項１】 筒状に成形した鋼帯の板幅方向両端部を
高周波加熱してスクイズロールで押圧することにより溶
接部を形成した後、スクイズロールの下流側に配置され
た１段目のバイトで母材面から突出する溶接部のビード
を切削し、次いで２段目のビード切削工具で溶接部の表
層にある歪み層を切削除去することを特徴とする加工性
に優れた高周波電縫鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06949799A JP4361985B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 加工性に優れた高周波電縫鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06949799A JP4361985B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 加工性に優れた高周波電縫鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000263296A true JP2000263296A (ja) | 2000-09-26 |
| JP4361985B2 JP4361985B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=13404427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06949799A Expired - Lifetime JP4361985B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 加工性に優れた高周波電縫鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4361985B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101220716B1 (ko) | 2010-12-27 | 2013-01-09 | 주식회사 포스코 | 플래쉬 버트 용접기의 용접부 트리밍장치 |
| KR101741660B1 (ko) | 2015-07-23 | 2017-05-31 | 주식회사 케이티엠테크 | 금속관용 용접설비파트의 롤러 배열장치 |
| JP2020105550A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 株式会社クボタ | 鋼管継手用の鋼管製造方法 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP06949799A patent/JP4361985B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101220716B1 (ko) | 2010-12-27 | 2013-01-09 | 주식회사 포스코 | 플래쉬 버트 용접기의 용접부 트리밍장치 |
| KR101741660B1 (ko) | 2015-07-23 | 2017-05-31 | 주식회사 케이티엠테크 | 금속관용 용접설비파트의 롤러 배열장치 |
| JP2020105550A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 株式会社クボタ | 鋼管継手用の鋼管製造方法 |
| JP7213681B2 (ja) | 2018-12-26 | 2023-01-27 | 株式会社クボタ | 鋼管継手用の鋼管製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4361985B2 (ja) | 2009-11-11 |
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