JP3328110B2 - ERW pipe welding method and impeder - Google Patents

ERW pipe welding method and impeder

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JP3328110B2
JP3328110B2 JP20940995A JP20940995A JP3328110B2 JP 3328110 B2 JP3328110 B2 JP 3328110B2 JP 20940995 A JP20940995 A JP 20940995A JP 20940995 A JP20940995 A JP 20940995A JP 3328110 B2 JP3328110 B2 JP 3328110B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電縫管の溶接方法
とインピーダに係わり、特に、外径が50.8mm以下
で、肉厚tと外径Dとの比(t/D)が10%以上とい
うよな小径厚肉の電縫管を製造するのに適用して有効な
電縫管の溶接方法とインピーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for welding an electric resistance welded pipe and an impeder, and more particularly, to an outer diameter of 50.8 mm or less and a ratio (t / D) of a thickness t to an outer diameter D of 10 or less. % And more particularly to a welding method and an impeder for an ERW pipe which is effective to be applied to manufacture a small-diameter thick ERW pipe having a diameter of not less than%.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属帯をその幅方向両エッジ部が相対向
するオープンパイプ状に曲成した後、両エッジ部を高周
波電流によるジュール熱で集中的に加熱溶融して衝合溶
接する電縫管の溶接方法においては、前記高周波電流の
両エッジ部への集中度を高めて溶接効率の向上を図るべ
く、通常、オープンパイプ状に曲成された金属帯内にイ
ンピーダを内挿配置している。
2. Description of the Related Art An electric seam in which a metal strip is bent into an open pipe shape in which both edges in the width direction are opposed to each other, and both edges are intensively heated and melted by Joule heat generated by a high-frequency current to perform abutment welding. In the pipe welding method, in order to increase the degree of concentration of the high-frequency current to both edges and improve welding efficiency, usually, an impedance is inserted and arranged in a metal strip bent into an open pipe shape. I have.

【0003】図4は、従来の電縫管溶接装置の一例を示
す模式図であり、図中、符号1は高周波電流を発生させ
る高周波電源であり、この高周波電源1には金属帯3に
高周波誘導電流を誘起通流させるワークコイル2が接続
されている。このワークコイル2は、被溶接材であるオ
ープンパイプ状に曲成された金属帯3を取り巻くように
配設されている。また、このワークコイル2が配置され
た金属帯3の内側にはインピーダ4が配置されている。
このインピーダ4は、磁性材料よりなる中空または中実
円柱状のインピーダコア5と、インピーダコア5を保護
および冷却するインピーダ冷却水通流路を構成するイン
ピーダケース6とからなっており、インピーダ冷却水の
供給管路を兼ねるマンドレル7を用いてオープンパイプ
状に曲成された金属帯3の内部空間に金属帯3と接触し
ないように内挿配設されている。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a conventional electric resistance welded pipe welding apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes a high-frequency power supply for generating a high-frequency current. A work coil 2 for inducing an induced current to flow is connected. The work coil 2 is disposed so as to surround a metal band 3 bent into an open pipe shape as a material to be welded. An impeder 4 is arranged inside the metal strip 3 on which the work coil 2 is arranged.
The impedance 4 includes a hollow or solid cylindrical impedance core 5 made of a magnetic material, and an impedance case 6 forming an impedance cooling water passage for protecting and cooling the impedance core 5. The inside of the metal band 3 bent into an open pipe shape by using a mandrel 7 also serving as a supply pipe of the above is inserted and arranged so as not to contact the metal band 3.

【0004】図4中、符号8はスクイズロールであり、
ワークコイル2およびインピーダ4によって集中的に局
部溶融加熱された両エッジ部3a、3aを加圧衝合溶接
するとともに、金属帯3を白抜き矢符方向に搬送する。
In FIG. 4, reference numeral 8 denotes a squeeze roll.
The two edge portions 3a, 3a, which are locally melt-heated intensively by the work coil 2 and the impeder 4, are pressure-welded and welded, and the metal strip 3 is conveyed in the outline arrow direction.

【0005】上記の如く構成された溶接装置によって電
縫管を製造する場合、高周波電源1よりワークコイル2
へ高周波電流を流し、オープンパイプ状に曲成された金
属帯3に誘導電流を誘起発生させる。この誘導電流によ
ってオープンパイプ状に曲成された金属帯3の両エッジ
部3a、3aが溶融加熱され、次いでスクイズロール8
によって加圧衝合溶接される。この場合、前記誘導電流
はオープンパイプ状に曲成された金属帯3の外周面に集
中的に発生し、その一部は内周面を環流して無効電流と
なる。しかし、インピーダ4の存在により、金属帯3内
周面のインピーダンスが高められるので、上記無効電流
が低減し、両エッジ部3a、3aへの誘導電流集中が顕
著になる。
When an electric resistance welded pipe is manufactured by the welding apparatus having the above-described configuration, the work coil 2 is supplied from the high frequency power supply 1.
A high-frequency current flows through the metal band 3 to induce and generate an induced current in the metal strip 3 bent into an open pipe shape. This induced current melts and heats both edges 3a, 3a of the metal strip 3 bent into an open pipe shape, and then the squeeze roll 8
By pressure butting. In this case, the induced current is concentrated on the outer peripheral surface of the metal strip 3 bent into an open pipe shape, and a part of the induced current circulates on the inner peripheral surface to become a reactive current. However, since the impedance of the inner peripheral surface of the metal band 3 is increased by the presence of the impedance 4, the reactive current is reduced, and the induced current concentrates on both edges 3a, 3a.

【0006】上記インピーダ4として必要な性能は次の
3つであり、これらの性能はインピーダコア5の特性に
よってほぼ決定される。透磁率が高く、かつ飽和磁束
密度が高いこと。発熱を防ぐため比抵抗率が大きくて
鉄損が少なく、かつ冷却し易い形状であること。発熱
により温度が上昇しても磁気特性の変化が小さく、キュ
リー温度が高いこと。
The following three performances are required as the impedance 4, and these performances are almost determined by the characteristics of the impedance core 5. High permeability and high saturation magnetic flux density. In order to prevent heat generation, it must have a large specific resistivity, low iron loss, and easy to cool. The change in magnetic properties is small and the Curie temperature is high even if the temperature rises due to heat generation.

【0007】上記の諸特性を満たすインピーダコア5と
しては、一般に酸化物磁性材料であるフェライトを用い
る場合が多い。また、フェライトよりも性能の優れる珪
素鋼や非晶質金属合金(アモルファス合金)等の磁性材
料の箔や線材を積層または集束して所定の横断面形状に
成形したインピーダも提案されている(例えば、特開平
2−104479号公報)。
As the impedance core 5 that satisfies the above-mentioned various characteristics, ferrite, which is an oxide magnetic material, is generally used in many cases. Further, there has been proposed an impeder in which a foil or a wire of a magnetic material such as silicon steel or an amorphous metal alloy (amorphous alloy) having higher performance than ferrite is laminated or bundled and formed into a predetermined cross-sectional shape (for example, And JP-A-2-104479).

【0008】さらに、インピーダの性能を構造面から高
める工夫は従来から多く提案されている。例えば、非金
属繊維強化樹脂製マンドレルを用いることでインピーダ
コアの充填率を高めたインピーダ(実開昭59−135
884号公報)や、冷却を強化するためにインピーダコ
ア本体の外周に螺旋状フィンを設けたインピーダ(実開
昭62−96984号公報)などである。
[0008] Further, many devices have been proposed to improve the performance of the impedance in terms of structure. For example, using a non-metallic fiber reinforced resin mandrel to increase the filling rate of the impeder core (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 59-135)
No. 884), and an impeder in which spiral fins are provided on the outer periphery of an impedance core body to enhance cooling (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-96984).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、外
径が50.8mm以下で、肉厚tと外径Dとの比(t/
D)が10%以上というよな小径厚肉管では、その管内
空間部の横断面積が極端に小さくなる。この場合、管内
空間部の横断面積の減少に伴ってインピーダコア5の充
填率が低下し、インピーダコア5に対する単位体積当た
りの磁気負荷が大きくなって発熱量が増え、インピーダ
コア5自体の温度が上昇し易くなる。
By the way, for example, when the outer diameter is 50.8 mm or less, the ratio of the thickness t to the outer diameter D (t /
In a small-diameter thick-walled pipe having D) of 10% or more, the cross-sectional area of the space inside the pipe becomes extremely small. In this case, the filling rate of the impedance core 5 decreases with a decrease in the cross-sectional area of the inner space of the pipe, the magnetic load per unit volume on the impedance core 5 increases, the calorific value increases, and the temperature of the impedance core 5 itself decreases. It is easy to rise.

【0010】図5は、インピダコアに用いられるMn−
Zn系のフェライトにおける飽和磁束密度の温度依存性
の一例を示す図であるが、その成分比率の異なるフェラ
イトA、BおよびCにより程度の差はあるものの、いず
れのフェライトも温度上昇に伴って磁気特性が低下し、
溶接効率の低下を招く。
FIG. 5 shows Mn- used for the impida core.
FIG. 3 is a diagram showing an example of temperature dependence of saturation magnetic flux density in Zn-based ferrites. Although there is a difference between ferrites A, B, and C having different component ratios, all ferrites have a magnetic property with a rise in temperature. Characteristics deteriorate,
This leads to a decrease in welding efficiency.

【0011】この発熱による温度上昇に伴う磁気特性低
下の防止対策としては、上記した従来技術以外に、例え
ばインピーダコア5を冷却するインピーダ冷却水の温度
を低くしたり、インピーダ冷却水の供給圧力を高くした
りしてインピーダコア5の冷却能力を高めることである
程度の効果を上げることができる。しかし、これらの対
策で得られる効果は今だ不十分で高効率な溶接ができな
いのに加え、インピーダコア5の冷却能を高めるべくイ
ンピーダ冷却水の温度低下あるいは加圧供給するのに特
別なエネルギが必要であり、また充填率の低下が避けれ
れないという欠点を有している。
As measures to prevent the magnetic characteristics from being lowered due to the temperature rise due to the heat generation, other than the above-mentioned conventional techniques, for example, the temperature of the impeder cooling water for cooling the impeder core 5 is lowered, or the supply pressure of the impeder cooling water is reduced. A certain effect can be obtained by increasing the cooling capacity of the impedance core 5 by increasing the height. However, the effects obtained by these countermeasures are still insufficient and high-efficiency welding cannot be performed. In addition, a special energy is required to lower the temperature of the impeder cooling water or to supply the pressurized water in order to increase the cooling capacity of the impeder core 5. However, there is a drawback that a decrease in the filling rate cannot be avoided.

【0012】従って、より高効率な溶接方法の開発と、
充填率の低下を可及的に抑制でき、かつ温度上昇防止に
省エネルギ化が図れるインピーダの開発が望まれてい
た。
Therefore, the development of a more efficient welding method,
There has been a demand for the development of an impeder that can suppress the decrease in the filling rate as much as possible and can save energy to prevent a rise in temperature.

【0013】本発明の目的は、上記の実情に鑑みなされ
たもので、より高効率な溶接が可能な溶接方法と、充填
率の低下を可及的に抑制でき、かつ省エネルギ化が図れ
るインピーダを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention has been made in view of the above circumstances, and a welding method capable of more efficient welding, and an impeder capable of suppressing a decrease in the filling rate as much as possible and achieving energy saving. Is to provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】発明者らは、インピーダ
コアの発熱特性について詳細に調査を行い、次のことを
知見した。
Means for Solving the Problems The inventors have conducted a detailed investigation on the heat generation characteristics of the impedance core and found the following.

【0015】図6は、ワークコイル2を含む横断面を示
す模式図であり、従来技術にあっては溶接中、インピー
ダコア5を非回転としている。この場合、ワークコイル
2でオープンパイプ状に曲成された金属帯3を誘導加熱
した際の磁束は、被溶接材であるオープンパイプに曲成
された金属帯3の円周方向に一様でなく、金属帯3の両
エッジ部3a、3aに近い側を優先して多く流れ、その
幅方向中央部であるボトム部3bに流れる磁束は少な
い。
FIG. 6 is a schematic view showing a cross section including the work coil 2. In the prior art, the impedance core 5 is not rotated during welding. In this case, the magnetic flux when the metal strip 3 bent into an open pipe shape is induction-heated by the work coil 2 is uniform in the circumferential direction of the metal strip 3 bent into the open pipe which is the material to be welded. Instead, the magnetic band 3 preferentially flows on the sides near both edges 3a, 3a, and the magnetic flux flowing through the bottom 3b, which is the center in the width direction, is small.

【0016】このため、磁束が多く流れる両エッジ部3
a、3aに対向するインピーダコア5部分の発熱量が局
部的に多くなり、インピーダコア5の円周方向の温度分
布状態は、図6中のインピーダコア5内に太線で模式的
に示した等温線のようになる。この結果、オープンパイ
プに曲成された金属帯3の両エッジ部3a、3aに高周
波電流を集中させるのに最も重要なインピーダコア5部
分の昇温温度が最も高くなってその部分の磁気特性(透
磁率)が低下し、溶接効率の向上が律束されるようにな
る。
For this reason, both edge portions 3 through which a large amount of magnetic flux flows
6A and 6B, the amount of heat generated in the portion of the impedance core 5 opposite to the impedance 3a is locally increased, and the temperature distribution in the circumferential direction of the impedance core 5 is represented by the isothermal temperature schematically indicated by a bold line in the impedance core 5 in FIG. It looks like a line. As a result, the temperature rise of the portion of the impedance core 5 which is most important for concentrating the high-frequency current on both edges 3a, 3a of the metal band 3 bent into the open pipe becomes the highest, and the magnetic characteristics ( (Permeability) is reduced, and the improvement in welding efficiency is restricted.

【0017】ところが、インピーダコア5をその軸心を
中心に回転させてオープンパイプ状に曲成された金属帯
3の両エッジ部3a、3aに対向するインピーダコア5
部分を常時変化させると、インピーダコア5の円周方向
の発熱量が均一になって円周方向の温度分布が均一にな
るとともに、昇温温度が低下し、温度上昇に伴うインピ
ーダコア5の磁気特性低下を軽減させ得ることを知見し
た。
However, the impeder core 5 is rotated around its axis so as to oppose both edges 3a, 3a of the metal strip 3 bent into an open pipe shape.
When the portion is constantly changed, the amount of heat generated in the circumferential direction of the impedance core 5 becomes uniform, the temperature distribution in the circumferential direction becomes uniform, the temperature rise temperature decreases, and the magnetism of the impedance core 5 accompanying the temperature rise increases. It has been found that deterioration in characteristics can be reduced.

【0018】この場合、冷却能を増すためにインピーダ
コア5自体の外表面に溝加工を施すなどすると、インピ
ーダコア5の体積が減少して充填率が低下し、その効果
が相殺される。しかし、インピーダコア5の軸方向の前
後の何れか一方または両方にインピーダ冷却水によって
回転される回転翼を装着してインピーダコア5を回転さ
せると、インピーダコア5の体積を十分に大きくできて
充填率を高めることができ、かつ省エネルギ化が図れる
ことも知見した。
In this case, if a groove is formed on the outer surface of the impedance core 5 itself to increase the cooling capacity, the volume of the impedance core 5 decreases, the filling rate decreases, and the effect is offset. However, when the impeller core 5 is rotated by attaching a rotor impeller rotated by the impeder cooling water to one or both of the front and rear in the axial direction of the impedance core 5, the volume of the impedance core 5 can be sufficiently increased, It was also found that the rate can be increased and energy saving can be achieved.

【0019】本発明は、上記の知見に基づいてなされた
もので、次の(1)および(2)の電縫管の溶接方法と
インピーダを要旨とする。
The present invention has been made based on the above findings, and has the following (1) and (2) methods for welding an ERW pipe and an impeder.

【0020】(1)金属帯を複数スタンドからなる成形
ロール群に通してその幅方向両エッジ部が相対向するオ
ープンパイプ状に順次曲成した後、両エッジ部を高周波
誘導加熱手段を用いて溶融加熱し、次いでスクイズロー
ルによって衝合溶接する電縫管の溶接方法において、前
記曲成されたオープンパイプ状の金属帯内に配置された
インピーダコアを回転させながら溶接することを特徴と
する電縫管の溶接方法。
(1) The metal strip is passed through a forming roll group composed of a plurality of stands, and both edges in the width direction are sequentially bent into an open pipe shape facing each other, and then both edges are subjected to high-frequency induction heating means. In a method for welding an electric resistance welded pipe, which is melt-heated and then subjected to abutment welding with a squeeze roll, welding is performed while rotating an impedance core disposed in the bent open pipe-shaped metal strip. How to weld a sewing pipe.

【0021】(2)インピーダケース内にインピーダコ
ア本体を回転自在に設ける一方、インピーダコア本体の
軸方向の前後の何れか一方端面または両方端面に、前記
インピーダケース内に供給されるインピーダ冷却水を動
力として回転する回転翼を固定装着したことを特徴とす
るインピーダ。
(2) While the impedance core body is rotatably provided in the impedance case, the impedance cooling water supplied into the impedance case is supplied to one or both of the front and rear end faces in the axial direction of the impedance core body. Impeder characterized by fixedly mounted rotating wings that rotate as power.

【0022】なお、上記(1)の方法において、インピ
ーダコアの回転は、この回転に要するエネルギの省エネ
化を無視する場合、インピーダコアをインピーダケース
内に非回転に内装し、このインピーダケースをオープン
パイプ状に曲成された金属帯内に挿入支持するインピー
ダ冷却水の供給管路を兼ねるマンドレルを回転駆動させ
るようにしてよいことは言うまでもない。
In the above method (1), when the rotation of the impedance core is neglected, if the energy saving required for the rotation is neglected, the impedance core is mounted inside the impedance case in a non-rotating manner, and the impedance case is opened. It goes without saying that a mandrel serving also as a supply pipe for the impeder cooling water inserted and supported in the pipe-shaped metal strip may be driven to rotate.

【0023】また、上記(2)のインピーダは、インピ
ーダケースの反マンドレル装着側に非磁性材料からなる
スラストベアリングを介して片持ち軸支するのが好まし
く、この場合、インピーダコアの外径を可及的に大きく
でき、その充填率を高めることができる。また、インピ
ダーダコアは、高周波磁気により膨張収縮して体積変化
する。従って、その膨張収縮を完全に拘束するように保
持すると破損する恐れがあり、特にその材質が強度の小
さいフェライトでは破損する恐れが極めて大きいが、上
記のように片持ち軸支すると、非軸支方向に膨張収縮す
るので破損することがない。
It is preferable that the impedance of the above (2) is supported by a cantilever through a thrust bearing made of a non-magnetic material on the anti-mandrel mounting side of the impedance case. In this case, the outer diameter of the impedance core can be adjusted. The filling rate can be increased as much as possible. In addition, the impider core expands and contracts due to high frequency magnetism and changes in volume. Therefore, there is a danger of breakage if the expansion and contraction are held so as to be completely restrained. In particular, ferrite whose material is low in strength is very likely to be broken. It does not break because it expands and contracts in the direction.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を詳細に説明する。なお、従来と同一部分は同一符号を
付して示し、詳しい説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same parts as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.

【0025】図1は、本発明のインピーダ40の一例を
示す部分縦断面図で、図中、符号5はインピーダコアで
ある。インピーダコア5は、フェライト、珪素鋼あるい
はアモルファス金属製の円柱体であり、その軸長方向の
一方端をガラスエポキシなどの非磁性材料製の円筒状の
インピーダケース6内に片持ち軸支10させて内装され
ている。また、その他方端面には、中空のマンドレル7
を通してインピーダケース6内に供給されるインピーダ
冷却水9によって回転する回転翼11が同軸に固定装着
されている。なお、図中の6aは、インピーダ冷却水の
排出孔である。
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing an example of an impedance 40 according to the present invention. In the figure, reference numeral 5 denotes an impedance core. The impeder core 5 is a cylindrical body made of ferrite, silicon steel or amorphous metal, and one end in the axial direction is cantilevered in a cylindrical impeder case 6 made of a nonmagnetic material such as glass epoxy. It is decorated. On the other end, a hollow mandrel 7
A rotating blade 11 that is rotated by the impeder cooling water 9 supplied into the impeder case 6 through the shaft is fixedly mounted coaxially. In addition, 6a in the figure is a discharge hole of the impeder cooling water.

【0026】ここで、上記回転翼11としては、軸流ポ
ンプに用いられているような翼形状を有するものを用い
るのが好ましいが、何らこれに限定されない。また、イ
ンピーダコア5のインピーダケース6に対する片持ち軸
支10に際しては、回転を円滑にさせるべく、スラスト
ベアリング12を介設するのが好ましい。さらに、回転
翼11およびスラストベアリング12は、これらの部分
にも高周波磁束が多く流れるため、上記インピーダケー
ス6と同様、ガラスエポキシ、セラミックスなどの非磁
性材料製とするのが望ましく、特にその耐久性を考慮す
ると窒化珪素などの高強度なセラミックス製とするのが
最も好ましい。
Here, it is preferable that the rotary blade 11 has a blade shape as used in an axial flow pump, but is not limited to this. In addition, when the cantilever support 10 of the impedance core 5 with respect to the impedance case 6 is preferably provided with a thrust bearing 12 for smooth rotation. Further, the rotor blade 11 and the thrust bearing 12 are preferably made of a non-magnetic material such as glass epoxy, ceramics or the like, similarly to the above-described impedance case 6, since a large amount of high-frequency magnetic flux also flows into these portions. In consideration of the above, it is most preferable to use a high-strength ceramic such as silicon nitride.

【0027】上記のように構成されたインピーダ40を
図4に示す従来の電縫管溶接装置を構成するインピーダ
4に変えて用いる場合には、その溶接中、マンドレル7
を通して供給されるインピーダ冷却水9によって回転翼
11が回転し、この回転翼11の回転に伴ってインピー
ダコア5が常時回転するので、インピーダコア5の円周
方向温度分布が均一になるとともに、昇温温度が低く抑
制され、温度上昇に伴うインピーダコア5の透磁率低下
が小さくなり、溶接効率が向上する。また、そのインピ
ーダコア5の外径をインピーダケース6の内径に可級的
に近づけて大きくすることができるので、その充填率を
高めることができる。さらに、インピーダコア5の回転
をインピーダ冷却水9の供給のみによって行うので、省
エネルギ化が図れる。
When the impeller 40 constructed as described above is used in place of the impeder 4 constituting the conventional electric resistance welded pipe welding apparatus shown in FIG.
The impeller cooling water 9 supplied through the rotor rotates the impeller 11, and the impeller core 5 constantly rotates with the rotation of the impeller 11, so that the circumferential temperature distribution of the impeller core 5 becomes uniform and The temperature is suppressed to be low, and the decrease in the magnetic permeability of the impedance core 5 due to the temperature rise is small, and the welding efficiency is improved. In addition, since the outer diameter of the impeder core 5 can be increased by making the outer diameter of the impeder case 6 closer to the inner diameter of the impeder case 6, the filling rate can be increased. Furthermore, since the rotation of the impedance core 5 is performed only by the supply of the impedance cooling water 9, energy saving can be achieved.

【0028】なお、インピーダコア5の回転方向は特に
制限されず、左右どちらの方向に回転させてもよい。ま
た、回転翼11は片持ち軸支10側にも設けてもよい
が、この場合にはその回転方向が同一方向となるように
する必要のあることは言うまでもない。またさらに、図
1に示すインピーダ40は、180°回転させて金属体
3内に挿入配置し、インピーダ冷却水9を溶接進行方向
の下流側(図4の右方)に排出するようにしてもよい。
The direction of rotation of the impeder core 5 is not particularly limited, and the impeder core 5 may be rotated in either the left or right direction. Further, the rotating blade 11 may be provided on the cantilever support 10 side, but in this case, it is needless to say that the rotating direction must be the same. Further, the impeder 40 shown in FIG. 1 may be rotated by 180 ° and inserted and arranged in the metal body 3 to discharge the impeder cooling water 9 downstream (to the right in FIG. 4) in the welding progress direction. Good.

【0029】インピーダコア5の回転による円周方向の
温度均一化と温度上昇抑制効果、その回転速度が速けれ
ば速いほどより確実に得られるが、30rpm以上であ
れば十分である。ただし、あまり速くすると回転翼11
や軸支10部分やスラストベアリング12の寿命が短く
なる一方、インピーダ冷却水9の供給圧力を上げる必要
が生じ、省エネルギ化が図れなくなるので、1200r
pm以下に留めるのが好ましい。この場合、インピーダ
冷却水9の供給圧力は、通常の工業用水の圧力(0.4
Mpa)で十分である。
The effect of uniformizing the temperature in the circumferential direction and the effect of suppressing the temperature rise due to the rotation of the impeder core 5 can be obtained more reliably as the rotation speed is higher, but it is sufficient if the rotation speed is 30 rpm or more. However, if the speed is too high, the rotor 11
While the life of the shaft support 10 and the thrust bearing 12 is shortened, the supply pressure of the impeller cooling water 9 needs to be increased, and energy saving cannot be achieved.
pm or less. In this case, the supply pressure of the impeder cooling water 9 is equal to the normal industrial water pressure (0.4
Mpa) is sufficient.

【0030】なお、図1に示すインピーダ40は、管内
横断面積の小さい小径厚肉管に適用してインピーダコア
の外径、換言すればその充填率を大きくできる最も好ま
しい例であるが、管内横断面積の大きい大径薄肉管用で
は図2に示すようなインピーダ41にしてもよい。すな
わち、インピーダケース6内面との間にインピーダ冷却
水通路9aを形成する凹状切り欠き部13aを周方向に
複数箇所成形した環状ベアリング13をインピーダコア
5両端部配置して両持ち軸支する構成としてもよい。こ
の場合、インピーダコア5をフェライト製にすると、前
述したように膨張収縮によって破損する恐れがあるの
で、環状ベアリング13を適宜な非磁性の弾性材料を介
して外嵌装着するのが望ましい。
The impeder 40 shown in FIG. 1 is the most preferable example which can be applied to a small-diameter and thick-walled pipe having a small cross-sectional area in the pipe to increase the outer diameter of the impeder core, in other words, the filling rate thereof. For a large-diameter thin-walled pipe having a large area, an impedance 41 as shown in FIG. 2 may be used. That is, the annular bearing 13 formed with a plurality of concave notches 13a forming a plurality of concave cutouts 13a in the circumferential direction between the inner surface of the impeder case 6 and the inner surface of the impeder case 6 is arranged at both ends of the impeder core 5 to be supported at both ends. Is also good. In this case, if the impeder core 5 is made of ferrite, it may be damaged by expansion and contraction as described above. Therefore, it is desirable that the annular bearing 13 is externally fitted via a suitable non-magnetic elastic material.

【0031】なおまた、珪素鋼やアモルファスの薄板を
絶縁箔板を介して積層して所定形状のインピーダコア5
とする場合、その積層方向は横断面扇状の薄板を回転軸
心を中心に放射状に積層するか、もしくは円盤状の薄板
を回転軸心の軸長方向に積層する必要がある。これは、
その積層方向を回転軸心方向と直交する径方向に積層す
るとその磁気特性に異方性があり、これを回転させた場
合にその積層方向が高周波誘導磁束に対して変化し、そ
の磁気特性が変動するが、上記のように積層した場合に
はコアの回転に伴う磁気特性変動がなくなるからであ
る。
It is to be noted that silicon steel or amorphous thin plates are laminated via an insulating foil plate to form an impeder core 5 having a predetermined shape.
In this case, it is necessary to stack thin plates having a fan-shaped cross section radially around the rotation axis or to stack disk-shaped thin plates in the axial direction of the rotation axis. this is,
When the lamination direction is laminated in the radial direction perpendicular to the rotation axis direction, there is anisotropy in the magnetic characteristics. When this is rotated, the lamination direction changes with respect to the high-frequency induction magnetic flux, and the magnetic characteristics are changed. The reason for this is that the magnetic characteristics do not fluctuate with the rotation of the core when the layers are stacked as described above.

【0032】ただし、円盤状の薄板を回転軸心の軸長方
向に積層した場合、インピーダコア5自体が発熱し、磁
気特性が低下するので好ましくない。すなわち、インピ
ーダコア5を配置する位置における高周波誘導磁束は周
方向磁束に比べて軸長方向磁束の方が大きく、この軸長
方向磁束により発生する渦電流に対する抵抗が小さいの
で渦電流が積層した円盤状の各薄板内を流れ、薄板が発
熱して磁気特性が低下する。これに対し、横断面扇状の
薄板を回転軸心を中心に放射状に積層する場合には、こ
のようなことがないので、放射状に積層するのが最も好
ましい。
However, when disk-shaped thin plates are laminated in the axial direction of the rotation axis, the impedance core 5 itself generates heat and magnetic properties are deteriorated, which is not preferable. That is, the high-frequency induction magnetic flux at the position where the impedance core 5 is disposed has a larger axial magnetic flux than the circumferential magnetic flux, and the resistance to the eddy current generated by the axial magnetic flux is small. Flows in each of the thin plates, and the thin plates generate heat, thereby deteriorating the magnetic characteristics. On the other hand, when the thin plates having a fan-shaped cross section are laminated radially around the rotation axis, such a situation does not occur. Therefore, it is most preferable to laminate radially.

【0033】[0033]

【実施例】インピーダコアが非回転のインピーダを用い
た従来法と、インピーダコアが回転可能なインピーダを
用いる本発明法とにより、表1に示す条件で電縫溶接管
を製造するに際し、同一溶接速度における正常溶接に必
要な入熱量(kV・A)を調べた。その結果を、図3に
示した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The conventional welding method using an impeder in which the impeder core is non-rotating and the method of the present invention using an impeder in which the impeding core is rotatable are used to manufacture the same ERW pipe under the conditions shown in Table 1. The heat input (kV · A) required for normal welding at the speed was examined. The result is shown in FIG.

【0034】なお、ワークコイルはその下流端(図4中
の右方)がスクイズロール中心から110mm離間した
位置に、インピーダコアはその下流端(上記と同じ)が
スクイズロール中心から30mm離間した位置にそれぞ
れ配置した。また、本発明の方法では、インピーダコア
を30rpmで回転させた。また更に、この時の金属帯
両エッジ端面相互の接合点は、スクイズロール中心から
上流側へ30±3mm離間した位置であった。
The work coil has a downstream end (right side in FIG. 4) at a position 110 mm away from the center of the squeeze roll, and the impeder core has a downstream end (same as above) at a position 30 mm away from the center of the squeeze roll. Respectively. In the method of the present invention, the impeder core was rotated at 30 rpm. Further, the joining point between the two end faces of the metal band at this time was a position separated by 30 ± 3 mm from the center of the squeeze roll to the upstream side.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】図3に示す結果から明らかなように、本発
明の方法による場合には、従来法に比べて同一溶接速度
での必要な入熱量が約25%節減できている。換言すれ
ば、同一入熱量で溶接する場合の溶接速度は約25%速
くなっていおり、高効率な溶接を行うことができてい
る。
As is apparent from the results shown in FIG. 3, in the case of the method of the present invention, the required heat input at the same welding speed can be reduced by about 25% as compared with the conventional method. In other words, the welding speed when welding with the same heat input is about 25% faster, and highly efficient welding can be performed.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、高周波溶接時のインピ
ーダコアの発熱による磁気特性低下を軽減し、電縫鋼管
の溶接効率の向上が図れる。
According to the present invention, it is possible to reduce the decrease in magnetic properties due to the heat generated by the impedance core during high-frequency welding, and to improve the welding efficiency of the ERW steel pipe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のインピーダの一例を示す部分縦断面図
である。
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing an example of an impeder of the present invention.

【図2】本発明のインピーダの他の例を示す部分縦断面
図である。
FIG. 2 is a partial vertical sectional view showing another example of the impeder of the present invention.

【図3】実施例の結果を示す図である。FIG. 3 is a view showing a result of an example.

【図4】従来の電縫管溶接装置の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a conventional ERW pipe welding apparatus.

【図5】インピーダコアに用いられるMn−Zn系のフ
ェライトにおける飽和磁束密度(透磁率)の温度依存性
の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of temperature dependence of saturation magnetic flux density (magnetic permeability) of Mn—Zn-based ferrite used for an impedance core.

【図6】従来のインピーダにおけるインピーダコアの温
度分布を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a temperature distribution of an impedance core in a conventional impedance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:高周波電源、 2:ワークコイ
ル、3:金属帯、 3a:エッジ
部、3b:ボトム部、 4:従来
のインピーダ、5:インピーダコア、
6:インピーダケース、6a:排出孔、
7:マンドレル、8:スクイズロール、
9:インピーダ冷却水、9a:インピーダ
冷却水通路、 10:片持ち軸支持、11:回転
翼、 12:スラストベアリン
グ、13:環状ベアリング、 13a:凹状
切り欠き部、40:本発明のインピーダ、 4
1:本発明のインピーダ。
1: High frequency power supply, 2: Work coil, 3: Metal band, 3a: Edge part, 3b: Bottom part, 4: Conventional impedance, 5: Impeder core,
6: impedance case, 6a: discharge hole,
7: Mandrel, 8: Squeeze roll,
9: Impeder cooling water, 9a: Impeder cooling water passage, 10: Cantilever shaft support, 11: Rotor blade, 12: Thrust bearing, 13: Annular bearing, 13a: Concave cutout, 40: Impeder of the present invention, 4
1: Impeder of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−237668(JP,A) 特開 平8−187580(JP,A) 実開 平2−114184(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 13/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-237668 (JP, A) JP-A-8-187580 (JP, A) JP-A-2-114184 (JP, U) (58) Survey Field (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 13/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属帯を複数スタンドからなる成形ロール
群に通してその幅方向両エッジ部が相対向するオープン
パイプ状に順次曲成した後、両エッジ部を高周波誘導加
熱手段を用いて溶融加熱し、次いでスクイズロールによ
って衝合溶接する電縫管の溶接方法において、前記曲成
されたオープンパイプ状の金属帯内に配置されたインピ
ーダコアを回転させながら溶接することを特徴とする電
縫管の溶接方法。
1. A metal strip is passed through a forming roll group composed of a plurality of stands, and both edges in the width direction are sequentially bent into an open pipe shape facing each other, and then both edges are melted by using a high-frequency induction heating means. A method for welding an electric resistance welded pipe, which is heated and then subjected to an abutment welding by a squeeze roll, wherein the welding is performed while rotating an impedance core disposed in the bent open pipe-shaped metal strip. Pipe welding method.
【請求項2】インピーダケース内にインピーダコア本体
を回転自在に設ける一方、インピーダコア本体の軸方向
前後の何れか一方端面または両方端面に、前記インピー
ダケース内に供給されるインピーダ冷却水を動力として
回転する回転翼を固定装着したことを特徴とするインピ
ーダ。
2. An impeller core body is rotatably provided in an impedance case, and an impeller cooling water supplied into the impedance case is provided on one or both end faces of the impedance body in the front and rear directions in the axial direction. An impeder characterized by fixedly mounted rotating rotors.
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