JP2000288626A - 電縫管の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外径に比べて肉厚が小さい電縫管を製造する
場合にも、溶接欠陥を防いで歩留まりを向上する。 【解決手段】 板条材Ｔを走行させつつ、板条材Ｔの両
側縁に中央部の肉厚よりも大きい端面肉厚Ｗ２を有する
厚肉部ＴＡを形成するための厚肉部形成ロール４および
平滑ロール６と、厚肉部ＴＡが形成された板条材を、複
数のフォーミングロール１０を通して断面Ｃ字状に成形
するための管成形機構と、断面Ｃ字状に成形された板条
材Ｔの両側縁を加熱したうえ厚肉部ＴＡ同士を突き合わ
せて溶接するための溶接機構１２，１４，１６とを具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電縫管の製造装置
および製造方法に関し、特に、比較的大径かつ薄肉の電
縫管を製造する場合に好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属管の製造方法の一種として、電縫加
工が従来より使用されている。電縫加工は、帯状をなす
金属製の板条材を走行させつつ、この板条材を複数のフ
ォーミングロールを通して断面Ｃ字状に成形し、この板
条材を誘導加熱コイルに通して誘導加熱し、さらに誘導
加熱された板条材の両側縁を一対のスクイズロールで突
き合わせて溶接することにより、金属管を連続的に製造
する手法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電縫
管製造技術においては、電縫管の肉厚に比べて直径が大
きい場合には、板条材を断面Ｃ字状に丸めて端面同士を
突き合わせる際に、端面にずれが生じて溶接が不完全に
なるおそれがあり、その不完全部分を除去するために歩
留まりが悪化するという問題があった。このため、外径
に比べて肉厚が小さい電縫管の製造は困難であり、例え
ば、本発明者らが行った既存施設での実験によれば、管
の外径が肉厚の３５倍を越えると、溶接が急に難しくな
るという現象が見いだされた。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、外径に比べて肉厚が小さい電縫管を製造する場合
にも、溶接欠陥を防ぐことができる電縫管の製造装置お
よび製造方法を提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る電縫管の製造装置は、金属製の板条材
を走行させつつ、板条材の両側縁に、この板条材の中央
部の肉厚よりも大きい端面肉厚を有する厚肉部を形成す
るための厚肉部形成機構と、前記厚肉部が形成された板
条材を、複数のフォーミングロールを通して断面Ｃ字状
に成形するための管成形機構と、断面Ｃ字状に成形され
た前記板条材の両側縁を加熱したうえ前記厚肉部同士を
突き合わせて溶接するための溶接機構とを具備してい
る。

【０００６】一方、本発明に係る電縫管の製造方法は、
金属製の板条材を走行させつつ、板条材の両側縁に、こ
の板条材の中央部の肉厚よりも大きい端面肉厚を有する
厚肉部を形成する工程と、前記厚肉部が形成された板条
材を、複数のフォーミングロールを通して断面Ｃ字状に
成形する工程と、断面Ｃ字状に成形された前記板条材の
両側縁を加熱したうえ前記厚肉部同士を突き合わせて溶
接する工程とを具備している。

【０００７】本発明によれば、板条材に形成した厚肉部
同士を突き合わせて溶接することにより、突き合わせた
端面位置に多少のずれが生じた場合にも、欠陥のない溶
接が可能で歩留まりを高めることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る電縫管の製造
装置の一実施形態を示している。図中符号１は、一定幅
の金属製板条材Ｔを連続的に繰り出すアンコイラであ
る。板条材Ｔの材質は限定されないが、銅、鉄、アルミ
ニウム、ステンレスなどを例示できる。アンコイラ１か
ら繰り出された板条材Ｔは、一対の押さえロール２を経
て、対向する厚肉部形成ロール４（厚肉部形成機構の一
部）および平滑ロール６の間を通される。

【０００９】厚肉部形成ロール４は、図２に示すよう
に、外周面の幅が板条材Ｔの横幅よりも若干小さいロー
ルであり、その中央部は外径が一定の単純円筒面とされ
る一方、両端部４Ａは曲面状に面取りされ、その外径が
軸線方向外方へ向けて漸次縮小するようになっている。
一方、平滑ロール６の外周面の幅は板条材Ｔの横幅より
も大きく、単純円筒面とされている。これにより、図３
に示すように、板条材Ｔがロール４，６間を通される
と、板条材Ｔの両側縁を除く部分が高い圧延率で圧延さ
れて薄肉部ＴＢが形成されるとともに、板条材Ｔの両側
縁には、薄肉部ＴＢの肉厚Ｗ１よりも大きい端面肉厚Ｗ
２を有する厚肉部ＴＡが形成されるようになっている。

【００１０】なお、この実施形態では、厚肉部形成ロー
ル４を上側、平滑ロール６を下側に配置し、板条材Ｔの
上面側に突出する厚肉部ＴＡを形成しているが、厚肉部
形成ロール４と平滑ロール６の配置を上下逆にし、板条
材Ｔの下面側に突出する厚肉部ＴＡを形成してもよい。
この場合、後述するロールフォーミング工程において厚
肉部ＴＡが管の外側を向くことになる。さらには、上下
のロール４，６をいずれも厚肉部形成ロール４とし、板
条材Ｔの上下両側に突出する断面Ｔ字状の厚肉部ＴＡを
形成してもよい。また、可能であれば、図１０に示すよ
うに厚肉部ＴＡを断面Ｌ字状に形成してもよい。

【００１１】厚肉部ＴＡの肉厚Ｗ２は限定されないが、
工業的には、薄肉部ＴＢの肉厚Ｗ１の１．１〜１０倍で
あることが好ましく、より好ましくは１．２〜５倍とさ
れる。厚肉部ＴＡの肉厚Ｗ２が薄肉部ＴＢの肉厚Ｗ１の
１０倍より大きいと、厚肉部ＴＡの形成が困難になる
上、ロールフォーミングも難しくなる。一方、厚肉部Ｔ
Ａの肉厚Ｗ２が薄肉部ＴＢの肉厚Ｗ１の１．１倍より小
さいと、本発明の効果に乏しくなる。

【００１２】板条材幅方向における厚肉部ＴＡの横幅Ｗ
３は限定されないが、板条材Ｔの横幅の０．５〜１０％
であることが好ましく、より好ましくは１〜３％とされ
る。図３に示す例では、厚肉部ＴＡと薄肉部ＴＢとの間
が曲面でつながれているが、Ｖ字状に交差する平面でつ
ながれてもよい。厚肉部ＴＡと薄肉部ＴＢとの間の肉厚
が漸次変化する部分の板条材幅方向における横幅は限定
されないが、この部分に対するロールフォーミングを阻
害しないようになるべく小さい方が好ましく、具体的に
は板条材Ｔの横幅の５％程度以下であることが好まし
い。

【００１３】厚肉部ＴＡが形成された板条材Ｔは、一対
の押さえロール８を経て、複数対配列されたフォーミン
グロール１０（管成形機構）を通して徐々に断面Ｃ字状
に丸められる。この実施形態では、板条材Ｔの片面側に
のみ突出する厚肉部ＴＡを形成した上、これら厚肉部Ｔ
Ａが管の内面側を向くように板条材Ｔを丸めているが、
本発明はこれに限定されず、厚肉部ＴＡが管の外周側を
向くように板条材Ｔを成形してもよい。

【００１４】断面Ｃ字状に丸められた板条材Ｔは、ロー
リングセパレータ１２により突き合わせるべき厚肉部Ｔ
Ａの間隙量が一定に保たれたうえ、誘導加熱コイル１４
に通されて両厚肉部ＴＡが加熱される。ローリングセパ
レータ１２はセラミックス等の絶縁材料で形成され、そ
の外周面には一定幅の凸部が全周にわたって形成され、
この外周凸部が板条材Ｔの側縁部間に挟まれることによ
り、側縁部間の間隙量が規定される。

【００１５】なお、厚肉部形成ロール４により厚肉部Ｔ
Ａを形成した後、もしくは形成する前に、板条材Ｔの薄
肉部ＴＢとなるべき表面に、電縫管に所望の性能を付与
するために溝やフィンや凹凸パターンなどを転造し、そ
のうえで、フォーミングロール１０を通してもよい。
溝、フィン、凹凸パターンはいかなる形状であってもよ
く、例えば電縫管を伝熱管などとして使用する場合に
は、板条材Ｔの長手方向に対して一定角度傾斜した平行
線パターンで転造されていてもよいし、周方向に向けて
ジグザグに延びるパターンであってもよい。また、電縫
管を様々な曲線形状に曲げて使用する場合などには、板
条材Ｔの長手方向断面が波形になるように板条材Ｔの薄
肉部ＴＢに凹凸パターンを転造してもよい。

【００１６】誘導加熱コイル１４は、丸められた板条材
Ｔを中心として板条材Ｔから一定距離離して螺旋状に巻
かれた導線を有し、この導線に高周波電流を流すことに
より板条材Ｔ中に誘導電流を発生させ、板条材Ｔの特に
厚肉部ＴＡをジュール熱で加熱する。

【００１７】断面Ｃ字状に成形され両側縁が加熱された
板条材Ｔは、一対のスクイズロール１６（スクイズ機
構）により両側方から挟まれ、図４に示すように、加熱
された厚肉部ＴＡの端面同士が突き合わされて連続的に
溶接される。こうして製造された伝熱管１の外周面に
は、はみ出した溶融材料によりビードが形成されている
ので、ビードカッタ１８によりビードが切削される。

【００１８】この実施形態では、厚肉部ＴＡが管の内面
側にくるように板条材Ｔをロールフォーミングしている
ので、電縫管Ｐの外周面に発生するビードが小さいとい
う利点を有する。ビードが生じても問題がない用途に電
縫管Ｐが使用されるのであれば、ビードを削除しなくて
もよい。また、内周面のビードも必要に応じて切削して
よい。

【００１９】ビードが切削された電縫管Ｐは冷却槽２０
を通されて強制冷却され、複数対配列されたサイジング
ロール２２を通されて所定の外径まで縮径され、ラフコ
イラ２４で粗く巻き取られる。サイジングロール２２は
必ずしも必須ではなく、電縫管Ｐの外周面が単純な円筒
面でない場合などには、省いてもよい。

【００２０】以上説明したように、本実施形態の電縫管
の製造装置および製造方法においては、厚肉部形成ロー
ル４および平滑ロール６で構成される厚肉部形成機構に
より、板条材Ｔの両側縁に端面肉厚Ｗ２の大きい厚肉部
ＴＡを形成し、ロールフォーミング後には厚肉部ＴＡの
端面同士を当接させることにより、突き合わせられる厚
肉部ＴＡ同士が若干ずれた状態で当接しても、溶接は支
障なく行うことが可能となる。これにより、従来は困難
だった大径かつ薄肉の電縫管の製造も高い歩留まりを以
て行うことが可能となる。

【００２１】［第２実施形態］図５〜図７は、本発明に
係る電縫管の製造装置および製造方法の第２実施形態を
示している。この実施形態では、厚肉部形成機構とし
て、板条材の両側縁を除く領域を圧延しつつ回転する圧
延ロール３０，３２と、圧延ロール３０，３２の両側か
らはみ出た板条材Ｔの両側縁を圧延ロール３０，３２に
向けて押し潰しながら回転する一対の側縁加工ロール３
４とを具備している。これにより、アンコイラ１から繰
り出された板条材Ｔは、これらロール群３０，３２，３
４の間を通る間に、図６に示すように断面Ｔ字状の厚肉
部ＴＡがその両側縁に形成されるようになっている。厚
肉部ＴＡの肉厚Ｗ２や横幅Ｗ３は、前述した第１実施形
態と同様でよい。また、装置の他の部分も第１実施形態
と同様でよい。

【００２２】このような実施形態によれば、側縁加工ロ
ール３４により厚肉部ＴＡを潰して、その横溝Ｗ３を小
さくすることが容易であるから、厚肉部ＴＡにより板条
材Ｔのロールフォーミングが阻害されることが少ない利
点を有する。また、側縁加工ロール３４によって厚肉部
ＴＡの側端面が平坦化されるので、図７に示すように厚
肉部ＴＡの側端面同士を突き合わせたときに、厚肉部Ｔ
Ａ間に隙間がいっそう生じにくいという利点を有する。
電縫管Ｐの外周面および内周面に形成されるビードは削
除してもしなくてもよい。

【００２３】［第３実施形態］図８〜図１０は本発明に
係る電縫管の製造装置および製造方法の第３実施形態を
示し、この実施形態では、厚肉部形成機構として、板条
材Ｔの両側縁をＬ字型に折り曲げる加工ロール群４０，
４２，４６，４８を具備することを特徴とする。

【００２４】この実施形態では、アンコイラ１から繰り
出された板条材Ｔは、押さえロール２を経て、まず平滑
ロール４０と溝転造ロール４２との間を通される。溝転
造ロール４２の外周面には、板条材Ｔの両側縁からそれ
ぞれ一定距離離れた位置に対向して円環状の突条４４が
形成されており、これら突条４４によって板条材Ｔの下
面には、板条材Ｔの両側縁からそれぞれ一定距離離れた
位置に、連続した溝ＴＭが形成されるようになってい
る。

【００２５】これら溝ＴＭは板条材Ｔの両側縁部を折り
曲げることを容易にするためのものであり、その深さは
限定されないが、板条材Ｔの肉厚の５〜２０％程度であ
ることが好ましい。突条４４は、この実施形態では断面
半円状にされているが、これに限定されず、断面Ｖ字状
等であってもよい。

【００２６】溝ＴＭが下面に形成された板条材Ｔは、次
に、折り曲げロール４６，４８の間を通される。折り曲
げロール４６の外周面には、断面コ字状をなす浅い凹部
５０が形成され、凹部５０の幅は、板条材Ｔの横幅より
も小さく設定されている。一方、折り曲げロール４８の
外周面の幅は、板条材Ｔの下面に形成された溝ＴＭ同士
の間隔程度に設定されている。これにより、板条材Ｔ
は、溝ＴＭを境として両側縁部がそれぞれＬ字状に折り
曲げられたうえ、折り曲げロール４６の凹部５０に押し
込まれるようになっている。

【００２７】これにより、図１０に示すように、板条材
Ｔの両側縁には、厚肉部ＴＡがそれぞれ形成される。こ
の厚肉部ＴＡの肉厚Ｗ２や横幅Ｗ３は、前述した第１実
施形態と同様でよい。また、装置の他の部分も第１実施
形態と同様でよい。

【００２８】このような実施形態によれば、板条材Ｔの
両側縁部を垂直に折り曲げて厚肉部ＴＡを形成するか
ら、厚肉部ＴＡの横溝Ｗ３を小さくすることが容易で、
厚肉部ＴＡにより板条材Ｔのロールフォーミングが阻害
されることが少ない。また、折り曲げロール４６によっ
て厚肉部ＴＡの側端面が平坦化されるので、図１１に示
すように厚肉部ＴＡの側端面同士を突き合わせたとき
に、厚肉部ＴＡ間に隙間が生じにくい利点も有する。溶
接後の電縫管Ｐの外周面には、図１２に示すようにビー
ドＢが生じるが、このビードＢは削除してもしなくても
よい。

【００２９】なお、上記各実施形態では、いずれも板条
材Ｔの両側縁部に対称に厚肉部ＴＡを形成していたが、
場合によってはいずれか一方の厚肉部ＴＡの幅を変える
など、左右非対称にしてもよい。また、上記各実施形態
では、いずれも溶接機構として誘導加熱法を使用してい
たが、その代わりに、ＴＩＧ溶接法など他の溶接法を適
用してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電縫
管の製造装置および製造方法によれば、板条材の両側縁
にそれぞれ厚肉部を形成した上、これら厚肉部の端面同
士を突き合わせて溶接することにより、突き合わせた端
面の位置に多少のずれが生じた場合にも、欠陥のない溶
接が可能で、電縫管製造の歩留まりを高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電縫管の製造装置の第１実施形
態を示す側面図である。

【図２】 同装置の厚肉部形成機構を示す断面図であ
る。

【図３】 同厚肉部形成機構によって厚肉部が形成され
た板条材を示す断面図である。

【図４】 第１実施形態により製造された電縫管の断面
図である。

【図５】 本発明に係る電縫管の製造装置の第２実施形
態の厚肉部形成機構を示す断面図である。

【図６】 同厚肉部形成機構によって厚肉部が形成され
た板条材を示す断面図である。

【図７】 第２実施形態により製造された電縫管の断面
図である。

【図８】 本発明に係る電縫管の製造装置の第３実施形
態の厚肉部形成機構の前段部を示す断面図である。

【図９】 同厚肉部形成機構の後段部を示す断面図であ
る。

【図１０】 同厚肉部形成機構によって厚肉部が形成さ
れた板条材を示す断面図である。

【図１１】 第３実施形態による溶接前の管体の断面図
である。

【図１２】 第３実施形態により製造された電縫管の断
面図である。

【符号の説明】

１ アンコイラ ４ 厚肉部形成ロール（厚肉部形成機構の一部） ６ 平滑ロール（厚肉部形成機構の一部） ＴＡ 厚肉部 １０ フォーミングロール（管成形機構） ３０，３２ 圧延ロール（厚肉部形成機構の一部） ３４ 側縁加工ロール（厚肉部形成機構の一部） ４０ 平滑ロール（厚肉部形成機構の一部） ４２ 溝転造ロール（厚肉部形成機構の一部） ＴＭ 溝 ４６，４８ 折り曲げロール（厚肉部形成機構の一部）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の板条材を走行させつつ、板条材
   の両側縁に、この板条材の中央部の肉厚よりも大きい端
   面肉厚を有する厚肉部を形成するための厚肉部形成機構
   と、 前記厚肉部が形成された板条材を、複数のフォーミング
   ロールを通して断面Ｃ字状に成形するための管成形機構
   と、 断面Ｃ字状に成形された前記板条材の両側縁を加熱した
   うえ前記厚肉部同士を突き合わせて溶接するための溶接
   機構とを具備することを特徴とする電縫管の製造装置。
2. 【請求項２】 前記厚肉部形成機構は、板条材の中央部
   における圧延率が板条材の両側縁における圧延率よりも
   大きい圧延ロール群を具備することを特徴とする請求項
   １記載の電縫管の製造装置。
3. 【請求項３】 前記厚肉部形成機構は、板条材の両側縁
   を除く領域を圧延する圧延ロール群と、板条材の両側縁
   を板条材の幅方向中央に向けて押し潰すことにより前記
   厚肉部を形成する側縁加工ロール群とを具備することを
   特徴とする請求項１記載の電縫管の製造装置。
4. 【請求項４】 前記厚肉部形成機構は、板条材の両側縁
   をＬ字型に折り曲げる加工ロール群を具備することを特
   徴とする請求項１記載の電縫管の製造装置。
5. 【請求項５】 金属製の板条材を走行させつつ、板条材
   の両側縁に、この板条材の中央部の肉厚よりも大きい端
   面肉厚を有する厚肉部を形成する工程と、 前記厚肉部が形成された板条材を、複数のフォーミング
   ロールを通して断面Ｃ字状に成形する工程と、 断面Ｃ字状に成形された前記板条材の両側縁を加熱した
   うえ前記厚肉部同士を突き合わせて溶接する工程とを具
   備することを特徴とする電縫管の製造方法。