JP2003117615A - カーリング加工用溶接鋼管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カーリング加工する際、陥没（凹部）の発生
がないカーリング加工用溶接鋼管を提供する。 【構成】 内面ビード研削面を素管の内面以上とすると
ともに外面ビード研削面を素管の外面以上とし、溶接部
板厚を素管板厚以上とした溶接鋼管Ｐをカーリング金型
３で押し込み、溶接部に陥没のないカーリング製品を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接鋼管の管端をカー
リング加工した際、溶接部の陥没（凹み）が発生するこ
とがないカーリング加工用の溶接鋼管に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の排ガス管のテールパイプ等に、
鋼管端部をカーリング加工（折返し加工）し、加工部を
鏡面研磨したものが使用されている。カーリング加工
は、図１にその概要を示すように、チャック２により固
定された溶接鋼管Ｐの端部からストッパー１の方向にカ
ーリング金型３を押し込み、溶接鋼管の端部を折返す加
工法である。そして折返し加工部を鏡面研磨されて上記
テールパイプやその他の装飾部材として使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、溶接鋼管を
カーリング加工すると、加工後の溶接部に陥没（凹部）
が生じ、外観上の不具合となっている。この外観上の不
具合を目立たないようにするために研削等の手直しを必
要とし、全体としてのコストを引き上げる要因にもなっ
ている。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、カーリング加工する際、陥没（凹部）
の発生がないカーリング加工用溶接鋼管を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のカーリング加工
用溶接鋼管は、その目的を達成するため、溶接鋼管の溶
接部の内面ビード研削面を素管の内面以上とするととも
に外面ビード研削面を素管の外面以上とし、溶接部板厚
を素管板厚以上としたことを特徴とするカーリング加工
用溶接鋼管。溶接鋼管の溶接部板厚を素管板厚に対し、
０〜２０％の範囲で厚くすることが好ましい。

【０００５】

【作用】本発明者等は、まずカーリング加工するとき加
工部の溶接個所に陥没（凹部）が発生するメカニズムに
ついて検討した。カーリング加工では、外径増加による
円周方向の引張応力と管を反転させるための軸方向の圧
縮応力が作用している。そして溶接部の陥没は、主に円
周方向の引張応力に起因していると思われる。通常、カ
ーリング加工用の溶接管は内外面のビードがカットさ
れ、均一な板厚にされているが、溶接部の板厚がわずか
に薄くなり易い傾向にある。母材部に板厚に対し溶接部
の板厚が薄くなると、カーリング加工時に薄肉部である
溶接部に引張応力が集中して溶接部のみが局部的に減肉
し、外観上陥没となる。

【０００６】このような溶接部への応力集中を抑制する
には、母材部と同等以上の板厚の確保が必要である。特
に溶接後の急冷でも焼き入れ効果が生じにくい材料では
板厚確保が必要である。溶接部の板厚を確保する手段と
して、一般に内面ビードをプラスカットすることが行わ
れているが、カーリング加工する場合、内面ビードがカ
ーリング金型に接触し、金型に溶接金属が凝着する上、
製品にも疵が生じ外観が低下するという弊害が伴ってく
る。したがって、カーリング加工に供する溶接管の内面
ビードに関しては面一カット（ゼロカット）狙いが理想
であるが、生産上アンダーカット狙いになる。

【０００７】ところで、溶接鋼管は一般的に溶接部近傍
の外観、真円度を良好にするために、できるだけ外面ビ
ードを残さないようにビードカットを深めに行ったり、
ビードカット後にベルトグラインダーによる研削を行っ
たりしている。このような従来の手法によりカーリング
加工用の溶接鋼管を準備すると、上記のように溶接部の
板厚が素管母材部よりも薄肉化する傾向になって、カー
リング加工後に溶接部の陥没を引き起こしていた。

【０００８】そこで、本発明は、溶接鋼管の溶接部の内
面はゼロカットないしマイナスカットして内面ビード研
削面を素管の内面以上とするとともに外面はゼロカット
ないしプラスカットして外面ビード研削面を素管の外面
以上とし、しかも溶接部板厚を素管板厚以上としたこと
により、カーリング加工の際、製品に疵を付けず、溶接
部への円周方向の引張応力の集中を防いで陥没の発生を
抑制することができたものである。しかし、溶接部の板
厚が厚くなりすぎると、カーリング加工時に溶接部は円
周方向の変形がしにくくなり、その近傍の母材部に円周
方向の引張応力が集中しやすくなって、カーリング加工
後に溶接近傍の方が減肉し、陥没し易くなる。本発明者
は、次に示すような各種事例を積み重ねることにより、
溶接部の板厚を素管板厚に対し、２０％までの範囲で厚
くすることが好ましいことを実験的に見出した。

【０００９】

【実施例】供試材として、自動車の排ガス管テールパイ
プに良く使用されているフェライト系ステンレス鋼を使
用した。その組成を表１に示す。このステンレス鋼を高
周波溶接で造管し、内外面のビード高さを種々に調整し
た外径６０．５ｍｍ×板厚１．２ｍｍ×長さ３５０ｍｍ
の溶接管を準備した。カーリング金型３として工具Ｒ４
を３．３×（板厚）の４ｍｍとしたものを使用し、潤滑
油として粘度６０ｍｍ²／ｓのものを使用し、溶接管内
面およびカーリング加工金型に塗布した。溶接鋼管の管
端からカーリング金型を押し込み、外径７４．５ｍｍ、
２重管長さ８０ｍｍのものを製造した。

【００１０】

【００１１】陥没の判定は、表面粗さ測定器を使用し、
形状測定にて判定した。後工程の研磨性の観点から、２
０μｍ以下の凹みは問題なしとした。その評価結果を表
２に示す。内面ビードを残したものにあっては、カーリ
ング加工の際、内面ビードが金型に凝着し製品に疵が残
っていた。外面ビードを削りすぎて溶接部の板厚が薄く
なったもの、あるいは外面ビードの削り量が不足し溶接
部の板厚が厚すぎるものにあっては、溶接部あるいは母
材部に陥没が生じていた。一方、内面ビードをきれいに
なくし外面ビードも溶接部の板厚が素材の板厚よりも０
〜２０％の増加範囲で厚くなるように削り量を調節する
ことにより、確実に陥没を抑えることができた。

【００１２】

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したように、カーリング加工
に供する溶接鋼管として、溶接鋼管の溶接部の内面はゼ
ロカットないしマイナスカットして内面ビード研削面を
素管の内面以上とするとともに外面はプラスカットして
外面ビード研削面を素管の外面以上とし、溶接部板厚を
素管板厚以上としたものを使用することにより、カーリ
ング加工の際、溶接部への円周方向の引張応力の集中を
防ぎ、陥没の発生を抑えることができた。陥没のないカ
ーリング製品を研磨することにより、少ない研磨で外観
の優れたきれいな鋼管を得ることができ、自動車の排ガ
ス管テールパイプやその他装飾部材として最適な材料の
供給が低コストでできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 カーリング加工を模式的に説明する図

【符号の説明】

１：ストッパー ２：チャック ３：カーリン
グ金型 ４：工具Ｒ Ｐ：溶接管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H111 AA01 BA03 CA02 CA07 CB02 CB14 DA20 DA26 DB11 DB20 DB27 EA09 4E028 EA04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接鋼管の溶接部の内面ビード研削面を
   素管の内面以上とするとともに外面ビード研削面を素管
   の外面以上とし、溶接部板厚を素管板厚以上としたこと
   を特徴とするカーリング加工用溶接鋼管。
2. 【請求項２】 溶接鋼管の溶接部板厚を素管板厚に対
   し、０〜２０％の範囲で厚くした請求項１に記載のカー
   リング加工用溶接鋼管。