JPH02179317A - 電縫管その製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶接部の性能を向上した電縫管ならびにその
製造方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

油井管など、従来継目無管が使用されていた分野、棒材
等から削り出しにより製造していた管状またはリング状
機械部品の製造分野等において、これらの素材を電縫管
で置き換えようとする動きが盛んである。このとき、問
題となるのは溶接部の強度と信頼性（以下強度等と記す
）である、従来、この溶接部の強度等を決定する要因と
して、溶接接合前の被成形材の両縁部の形状、減肉、縁
部の相互関係角度等が論じられ改良されてきたが、未だ
不十分である。

本発明は、電縫管の溶接部を観察した結果なされたもの
である。電縫管製造用帯板素材は、金属溶湯を矩形状断
面の鋳型に注入し、一部または完全に凝固させた後、多
数回の熱間圧延によりホットストリップとし、これを適
宜幅にスリットしたコイルとして供給される。上記凝固
に際し、不純物等は最後に凝固する部分、つまり鋳型の
短辺方向の中央部に濃縮され、したがってこれを圧延し
てなる帯板素材は、その厚みの中央部に程度の大小を問
わず、非健全層（以下非健全部と記す）を有することと
なる。

第４図に電縫管の曲げ成形のフラワーの一例を示す、被
成形材は両縁部を優先的に曲げ成形された後、最終的に
全体を同一曲率に曲げ成形され、その両縁面間をアプセ
ット溶接接合される（ＮＯ０１２）。

第５図は第４図のＮＯ６１成形段での成形状況を示した
ものである。被成形材１は、上下のブレークダウンパス
ロール２，３間の湾曲したロールギャップに導入される
ことにより、曲げ成形される。

しかし、縁部近傍では曲げモーメントの要素である距離
が十分でないため、十分な曲げモーメントが得られず、
最縁部の製品で外周となる側のコーナー部１ａ’の圧潰
にもかかわらず、内周となる側は縁端部に空隙ｇが生じ
たままで十分な曲げ成形が行なわれない。つまり最縁部
は、減肉（薄肉化）が起り、また縁面ば外周となる面に
対し正しく直角の平面とはならない１以上は、Ｎｏ、１
段で被成形材がＷ字形となるいわゆるＷベツド法で述べ
たが、縁部の減肉は、他の方式でも同様に生ずるもので
ある。また減肉は後工程で縁面を圧縮することにより補
償することとし、ｇ部に空隙を設けないで核部を積極的
に抑圧し、外周側形状をより正確に成形する場合もある
が、この場合の減肉はさらに強度なものとなる。

被成形材の両縁部は、その後フィンパス工程でこの減肉
および縁面形状を多少修正された後産いに溶接接合され
る。この溶接において、被溶接縁面形状は理想的Ｉ型開
光とならないため、十分な溶接結果は期待できない。な
お、溶接局部のみは。

スクイズ量を適当に選定することにより増肉しつつ溶接
し、その後内外径を規定厚みとなるよう切削することに
より減肉を補償することができる。

しかし、その両側部には減肉部が残存しやすい。

第６図は、この溶接後の断面形状をやや誇張して描いた
ものである。

第５図および第６図における破線すは、素材の厚み方向
中央部に存在した非健全部を示す、すなわち、該非健全
部は、被成形材が平板状のときは厚みのほぼ中央部に存
在するが、幅方向の曲げ成形により、曲げの外側となる
部分は幅方向に伸び変形して厚さは薄くなり、曲げの内
側部分は逆に幅方向の圧縮変形により、厚肉化するので
非健全部は、曲げの外側へ被成形材の肉厚と曲げ半径と
の比に応じて移動したごとくとなる。そして１両縁部で
は前述の圧潰（ｌａ’）のため、非健全部はさらに外周
側に移動した如くとなり、溶接局部では製品管の極く外
径側表面近傍（深さｄ）に達することとなり、この傾向
は厚内管になるほど顕著となる。

溶接管には、すべて扁平試験が課せられている。

これは、第７図に示すように、溶接部にそれと直角の方
向から、高さＨがＨ＝２／３Ｄ（Ｄ；管外径）となるま
で圧縮し、溶接部に疵、割れが生じたか否かを調べるも
のであり、前記の非健全部の溶接部外周表面部への接近
により、試験は大きく不利となるものである。もちろん
、管状またはリング状等の機械部品とされる場合も、製
品外周面に非健全部が露出し、または接近するとその性
能に悪影響を与える可能性が多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記のごとく金属帯材に存在する板厚の中央
部の非健全部が溶接部外周表面部に接近することを抑制
した電縫管およびその製造方法、装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、溶湯を鋳型に鋳造し、その鋳片を圧延および
適宜幅にスリットしてなる帯板をその長平方向に走行さ
せつつ幅方向に曲げ成形しその両縁部間を溶接接合して
なる電縫管において、前記溶接接合の以前に被成形材の
縁部コーナー部を削除すること、および前記溶接接合の
後に外周側よりも多量に膨出させた内周側溶接バリを削
除することの少なくともいずれかににより、前記金属奇
抜の厚み方向中央部に存在した材料部分すが前記製品管
の溶接接合部外周表面部に接近することを抑制したこと
を特徴とする電縫管、 同様素材を同様に曲げ成形及び溶接接合する電縫管の製
造方法において、溶接工程に至るまでの工程中で被成形
材の製品管で内周となる側または外周となる側の縁部コ
ーナー部を削除して前記素材金属帯板の厚み方向中央部
に存在した材料部分すが前記製品管の溶接部外周表面部
に接近することを抑制することを特徴とする電縫管の製
造方法、同様素材を同様に曲げ成形および溶接接合する
電縫管の製造装置において、前記素材金属帯板を幅方向
に曲げ成形する以前の段階に、該帯板の縁部コーナー部
を削除する手段を設けたことを特徴とする電縫管の製造
装置である。

〔作用〕

本発明の電縫管は、被成形材を溶接接合に先立って予め
内周となる側の縁部コーナーを切削その他により削除し
た後溶接接合する方法ならびに溶接バリを内周側に特に
多く膨出させる溶接方法を採用し、この溶接接合後内周
側溶接バリを削除することの少なくとも一方を採用する
ことにより、非健全部を内周側へ移動させ、または外周
となる側のコーナーを同様に削除することにより、第３
図に示すように、非健全部を溶接線の両側部で外径面に
達せしめて製造した管である。したがって、扁平試験や
管、リング状機械部品の性能面で有利となる。

前述のようにｔ／Ｄが大きい肉厚管では、溶接部での非
健全部が外周面に接近する度合が強く、また、前述の扁
平試験は肉厚管には苛酷に作用するから、本発明は肉厚
管に特に有効である。ｔ／Ｄが１５％以上の肉厚管に対
して非健全部の深さｄを肉厚ｔの２５％以上とすること
が有効で望ましい。

本発明の製造方法は、溶接接合後内周側でかつ大断面の
溶接バリを削除することの困難性から。

溶接接合前に削除することを骨子とするものである。こ
れにより、バイトより格段に使用性がよいフライス工具
の使用、容易な切粉等の排除、工具交換が容易となる等
の効果が得られる。この場合、曲げ成形前の平板状態で
行なうのが、作業性、後述の増肉加工、成形ライン構成
等で有利となり望ましい、そして削除は、外周となる側
のコーナーおよび内周となる側のコーナーのいずれかを
選定する。

本発明の製造方法において、この削除後の縁面ば、エツ
ジヤ、フィンバスロール等による塑性加工により、可能
の限りＩ型開光形状に近づけた状態で溶接接合すること
が望ましい。

また、削除の方法は、フライス工具等による切削が最も
有効であるが、切削以外の公知の方法を採用し得る。

また、削除部の断面形状は、第２図に内周となる側のコ
ーナーを削除する例を示すが、このうちＡに示す斜に削
除するものが、最も望ましい、Ｂは削除幅が小さいので
、バイトによる切削の場合好都合であり、またＣは外周
側となる側のエツジ傷が生じ易い場合に対するものであ
る。これらＢ。

Ｃにおいて、縁面形状は、エツジヤ、フィンパス、フィ
ンパス型ブレークダウン等のロールで可能の限りＩ型開
光形状となるよう形状修正することが溶接面から有利で
ある。また外周となる側の削除例は第３図に示す。

肉厚電縫管においては、本発明により前記非健全部の溶
接接合部での深さｄを増加するとともに、溶接部および
その近傍の減肉等の形状的欠陥を回避することが重要で
ある。したがって、上記ロールでは、縁面の形状修正の
みならず、減肉に備え予め、または減肉後増肉する等の
役割を有せしめることが望ましい、このうち予め増肉す
る方法は。

既設の成形装置の入口部にエツジヤ−ロール装置を設け
るのみでよい等の利点がある。

〔実施例〕

次に実施例により本発明の製造方法を説明する。

第１および第３図は、第１実施例および第２実施例を説
明する図であり、それぞれ被成形材１を、曲げ成形前の
平板状態で内周となる側および外周となる側のコーナー
を削除し、続いてエツジヤ−ロールで縁面を圧縮するこ
とにより、第１図においては、予め増肉する予備成形を
、ライン工程順に表わしたものである。ここでｂは素材
の非健全部を示す、第１図において、（イ）は素材１を
示し、（ロ）はフライスにより、内周となる側のコーナ
ーを切削削除した状態を示す、（ハ）、（ニ）は、両縁
部り削除後、それぞれ上下のガイドロール±、且。

４’、５’および縁部圧延用エツジヤロール６．６．６
’、　６’でなる第１および第２の成形パスを通過させ
ることにより、管外周側縁部を増肉した形状に圧延する
状態を示している。被成形材１は、これらの工程を経た
後、従来と同様の造管工程により造管される。そしてこ
の際、縁部の増肉部は、第４図に示したブレークダウン
パスでの減肉を補償し、溶接接合部の形状的欠陥を防止
する。

本実施例は、（ａ）平板状態で削除、成形を行なうので
曲げ成形ライン以後は、従来の成形ラインをそのまま使
用し、また製品管サイズ変更に際しても、カッタヘッド
、エツジヤ−ロールヘッドを幅方向に位置調整するのみ
でよい（上下のガイドロール４（４は左右のそれぞれ、
４Ｌ、４Ｒからなる。他も同様）、５．４’、５’は被
成形材１の座屈防止用のガイドロールである〕、（ｂ）
成形パス（ハ）、（ニ）は同−断面内で圧縮するので、
強圧縮可能である、（ｃ）成形パスを２バスとすること
により理想的断面形状が得られ易い等の特徴を有する。

第３図において、（イ）は素材、（ロ）は外周となる側
のコーナー部を削除した状態、（ハ）は上下のガイドロ
ール４’、５’およびエツジヤ−ロール６′により押圧
した状態をそれぞれ示す、（ニ）は、溶接後の管の断面
図であり、非健全部すは、溶接線Ｗの両側で外表面に達
している。

本実施例による管は、非健全部すが溶接部と隔絶されて
おり、溶接部と非健全部の問題を独立に処理することが
可能となることを示しており、前記実施例の（ａ）、（
ｂ）の特徴を有するほか、（ハ）の状態は既に縁部の曲
げ成形を行なったがごとき。

形状となっており、したがって、強加工による減肉、縁
面の形状部れが低減できる等の特徴を有する。もちろん
、削除部形状、エツジヤ−ロールによる押圧形状、エツ
ジヤ−ロール段数等の設定により、さらに異なる実施態
様とすることも可能で。

当然増肉することも可能である。

近年、フィンパス型ブレークダウンパスロールまたはフ
ィンパスロール段での縁面圧縮を積極的に利用してブレ
ークダウンパスの初期段で生じた縁部の減肉等の形状的
欠陥を補償せんとする造管法へ移りつつある。このこと
から、前記第１図の実施例の（ハ）、（ニ）工程および
第３図の（ハ）工程は、縮小または廃止し得る。しかし
この場合、フィンパスロール型ブレークダウンパスロー
ルまたはフィンパスロール段での負荷が増加し、十分剛
性の高いロールスタンドを要する。またはフィンパスロ
ールの寿命低下等の付随的問題が生ずる。

上記第１の実施例により、外径Ｄ＝４００ｎｗ＊φ、肉
厚ｔ＝９圃（ｔ　／　Ｄ　＝　０．２２５）の電縫管を
製造した。

第１図（ロ）のθ＝１０〜３０°とし、非健全部の溶接
接合部での外径面からの深さｄが、ｄ＝Ｑ、３〜０．５
５ｔとなることがほぼ確認された。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明による電縫管は、素材帯板の
厚み方向中央部に存在する非健全部が製品の溶接部外周
面直下部に達するのを抑制したものであるから、扁平試
験においても、また機械部品等となった場合でもそれに
よる影響を受けることが少なく、強度等において有利と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法の一実施例を説明する図、
第２図はその削除部の形態を説明する図、説明する図、
第３図は他の実施例を示す図、第４図は電縫管成形フラ
ワー図の例、第５図は縁部の成形状況を説明する図、第
６図は溶接部の断面状態を説明する図および第７図は扁
平試験を説明する図である。 １：素材、２，３ニブレークダウンパスロール、１８′
　：外側コーナー部、４．４’　、４’　：上ガイドロ
ール、呈＋　５’　＋　５’　　：下ガイドロール、４
Ｌ、４“Ｌ、４Ｒ，５Ｌ、５’　Ｌ：ロール片、６．６
’　、６’　：エッジャーロール、ｂ＝非健全部、ｄ：
深さ、ｇ：空隙、ｔ：肉厚、Ｄ：管直径、θ：縁面角度 第１図 第２図 第３図 ム゛′ エブシ４ｏ→ノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶湯を鋳型に鋳造し、その鋳片を圧延および適宜幅
   にスリットしてなる帯板をその長手方向に走行させつつ
   幅方向に曲げ成形しその両縁部間を溶接接合してなる電
   縫管において、前記溶接接合の以前に被成形材の縁部コ
   ーナー部を削除すること、および前記溶接接合の後に外
   周側よりも多量に膨出させた内周側溶接バリを削除する
   ことの少なくともいずれかににより、前記金属帯板の厚
   み方向中央部に存在した材料部分ｂが前記製品管の溶接
   接合部外周表面部に接近することを抑制したことを特徴
   とする電縫管。 ２　肉厚ｔの製品管外径Ｄに対する割合ｔ／Ｄが１５％
   以上、かつ溶接部における金属板の厚み方向中央部に存
   在した材料部分ｂの外径面からの深さｄが前記肉厚ｔに
   対し、２５％以上とし、または材料部分ｂを溶接部から
   隔離したことを特徴とする請求項１記載の電縫管。 ３　溶湯を鋳型に鋳造し、その鋳片を圧延および適宜幅
   にスリットしてなる帯板をその長手方向に走行させつつ
   幅方向に曲げ成形しその両縁部間を溶接接合してなる電
   縫管の製造方法において、溶接工程に至るまでの工程中
   で被成形材の製品管で内周となる側の縁部コーナー部を
   削除して前記金属帯板の厚み方向中央部に存在した材料
   部分ｂが前記製品管の溶接部外周表面部に接近すること
   を抑制することを特徴とする電縫管の製造方法。 ４　溶湯を鋳型に鋳造し、その鋳片を圧延および適宜幅
   にスリットしてなる帯板をその長手方向に走行させつつ
   幅方向に曲げ成形しその両縁部間を溶接接合してなる電
   縫管の製造方法において、溶接工程に至るまでの工程中
   で被成形材の製品管で外周となる側の縁部コーナー部を
   削除して前記金属帯板の厚み方向中央部に存在した材料
   部分ｂが前記製品管の溶接部外周表面部に接近すること
   を抑制することを特徴とする電縫管の製造方法。 ５　溶湯を鋳型に鋳造し、その鋳片を圧延および適宜幅
   にスリットしてなる帯板をその長手方向に走行させつつ
   幅方向に曲げ成形しその両縁部間を溶接接合してなる電
   縫管の製造装置において、前記金属帯板を幅方向に曲げ
   成形する以前の段階に、該帯板の縁部コーナー部を削除
   する手段を設けたことを特徴とする電縫管の製造装置。 ６　縁部コーナー部を削除する削除装置、金属帯板の縁
   面を押圧し、縁部を増肉させるエッジャーロール装置を
   この順にブレークダウンパスの前方に設けたことを特徴
   とする請求項５記載の電縫管の製造装置。