JPH02197318A - 薄肉金属管の製造方法 - 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、金属薄板を管状に成形しつつ、あるいはあら
かじめ管状に成形された金属薄板の両エツジを接合（溶
接あるいは接着を総称して本明細書では接合という）し
て、薄肉金属管を製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ステンレス鋼、耐食合金、チタン等の金属で製造された
管は、耐食性が良いので薄肉管でも使用される用途が多
い。また、鋼、アルミニウム等の非鉄およびそれらの合
金においては、表面に防食処理を施して使用するか、腐
食性の小さい環境で使用されるケースがある。

従来、薄肉管は薄板を管状に成形し、エツジを接合して
製造されていた。しかし、管の肉厚がＱ、２ｍ以下とな
るような薄肉管は成形が非常に困難であり、通常の連続
ロール成形法では製造できず、特殊なダイスを用いて成
形しつつ、突合わされたエツジをＴＩＧ溶接して製造さ
れていた。

従来の薄肉管の製造法として知られている先行技術のう
ち主なものを挙げると、■エツジを折り曲げた後に管状
に成形して溶接する方法（特開昭５７−４７５２９）、
■薄板の長手方向に所定間隔に溝を切って成形しつつレ
ーザービーム溶接によって接合する方法（特開昭６２−
２５９６１７）　、■型孔を有する板状の型を数枚立設
し型孔にコンベアベルトと共に薄板を通して成形しつつ
ＴＩＧ溶接によって接合する方法（特開昭５０−７９４
６８）、■薄板を多角錐状の貫通孔に導入し貫通孔の内
面を拘束面として薄板を巻き上げて成形する方法（特開
昭５３１２２６６４）　、がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記先行技術の■は、薄板のエツジが折り曲げられたま
ま溶接されるので、得られた薄肉管は用途が限定される
か、二次加工が必要となる。■は短尺管しか製造できな
い。また■、■のような特殊な成形法や、バッチ式のプ
レス成形法によっても成形されるが、成形過程において
座屈し易いので、工業的に成形できるのは肉厚が０．１
　ｖｍ程度までであり、それよりも肉厚の薄い薄肉管は
従来法では工業的に大量生産できなかった。

さらに、金属薄板を突合せ接合して薄肉管を製造する際
の溶接方法として考えられるのは、マイクロＴＩＧ溶接
、マイクロプラズマ溶接、ＣＯ□レーザー溶接、ＹＡＧ
レーザー溶接、抵抗溶接が挙げられ、これらはシビアー
な突合せ精度を要求されるが、前記先行技術にはシビア
ーな精度で突合せることは考慮されていない。

すなわち、前記溶接方法のうちＹＡＧレーザー溶接等は
、第３図に示すように、成形された金属薄板１の円周方
向の突合せギャップＳおよび半径方向の突合せギャップ
Ｓ′が、金属薄板１の板厚の１０％以下であることが必
要であり、また抵抗溶接の場合は、円周方向の突合せギ
ャップＳを零にすることが必要である。

本発明は、肉厚が０．１　ｘｍよりも薄いいわゆる箔の
領域の薄肉金属管を工業的に製造可能にするとともに、
肉厚が０．１〜０．２　ｍｍの薄肉金属管についても従
来法より簡易に、しかも高精度で製造することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段２作用〕 本発明は、肉厚０．２鶴以下の金属薄板の両エツジを対
向させて円錐台状のマンドレルに巻き付け、該マンドレ
ルの表面に沿わせて該マンドレルの太径端から細径端に
向けて移送しつつ、前記両エツジを突合せ接合すること
を特徴とする薄肉金属管の製造方法である。

本発明の対象とする金属としては、炭素鋼、ステンレス
鋼、高合金鋼、チタン、各種純金属および合金の何れで
もよい。

金属薄板の板厚が０．２　ｔｍを越えると、円錐台状の
マンドレルに巻き付け、該マンドレルの太径端から細径
端に向けて移送することが困難となるので、板厚を０．
２　ｎ以下に限定した。

また、金属薄板としては、帯板（ストリップ）でも切板
（シート）でもよい。さらに、あらかじめ任意の手段に
より管状に成形したものを用いてもよい。管状に成形す
る手段としては、本発明者等が先に出願した特願昭６３
−１８１７６０における成形法、すなわち金属薄板の片
面に研摩加工あるいはピーニング加工を施して管状に成
形する方法等がある。

以下、第１図および第２図により本発明法を具体的に説
明する。金属薄板１は、帯板状または切板状のもの、あ
るいはあらかじめ管状に成形されたものの何れを用いて
もよいが、幅寸法は製造する薄肉金属管の周長と同じ寸
法とする。

第１に示すように、金属薄板１の両エツジ２゜２を対向
させて円錐台状のマンドレル３に巻き付け、マンドレル
３の表面に沿わせてマンドレル３の太径端ａから細径端
すに向けて移送しつつ、両エツジ２．２を接触点Ｃにて
突合せ接合し、薄肉金属管８とする。

マンドレル３は、第１図に示すような円錐台状とし、軸
方向に垂直な断面は円形のほか楕円形でもよい。マンド
レルの３の太径端ａの外周は製造する薄肉金属管の外周
長さより長くし、細径端すの外周は製造する薄肉金属管
の外周長さより短くする。

金属薄板１をマンドレル３に巻き付けるには、例えば第
２図に示すように、カリバーロール４とスクイズロール
５または／および型押え板７との組み合わせを用いる。

金属薄板１があらかじめ管状に成形されていない場合あ
るいは成形し難くしかも座屈し易い場合は、カリバーロ
ール４．スクイズロール５．型押え板７を２段ないし３
段以上設けるのがよい。

なお、第２図において、６は両エツジ２．２の接合部を
押さえるための押えロールである。

マンドレル３に巻き付けた金属板１をマンドレル３の表
面に沿わせて移送するには、カリバーロール４．スクイ
ズロール５あるいは押えロール６を駆動させてもよく、
また接合された薄肉金属管８の先端部を掴み、あるいは
ピンチロールで挟んで引張ってもよい。

金属薄板ｌの両エツジ２．２の突合せ接合は、マイクロ
ＴＴＧ溶接、マイクロプラズマ溶接、Ｃ０２レーザー溶
接、ＹＡＧレーザー溶接、抵抗溶接等による溶接、およ
び熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂等による接着があり
、金属の種類、成分、板厚、管径、用途等に応じて、最
適な手段を採用する。

本発明法においては、金属薄板１が円錐台状のマンドレ
ル３に巻き付けられて移送されつつ突合せ接合されるの
で、成形時あるいは接合時の座屈や折れを防止すること
ができる。また、マンドレル３の表面に沿って太径端ａ
から細径端すに向けて移送されるため、金属薄板１の両
エツジ２，２はマンドレル３の太径端ａと細径端すの間
の点Ｃ（接触点）にて、マンドレル３に密着した状態で
突合わされるので、第３図に示すような円周方向の突合
せギャップＳおよび半径方向の突合せギャップＳ′が何
れもＯになり、高精度の接合を行うことができる。

突合せ接合は、この接触点Ｃで行うが、接合位置を精度
よく設定するためには、マンドレル３の傾斜を緩やかに
、すなわちマンドレル３の長さに対して太径端ａと細径
端すの差を小さくすればよい。

マンドレル３としては、鋼、アルミニウム等の金属ある
いはテフロン等の合成樹脂を用いることができる。金属
薄板１とのすべり摩擦を軽減するためにはテフロン等が
好ましい。また両エツジ２２を溶接によって接合する場
合は、接合位置およびその周辺を耐熱性材料にする必要
がある。

また、金属薄板１をマンドレル３に巻き付けるためのカ
リバーロール４．スクイズロール５．型押え板７および
接合部を押さえるための押えロール６としては、金属９
合成ゴム、合成樹脂等を用いることができるが、ロール
については、駆動させて金属薄板１を移送させる場合、
あるいは薄肉金属管の疵付きを防止する場合は、合成ゴ
ム等を用いるのが好ましい。

〔実施例〕

第１表に示す板厚の５ＩＩＳ３０４ステンレス鋼薄板か
ら、本発明法により薄肉金属管を製造した。

第１表において、事前成形無のものは、第２図のカリバ
ーロール４．スクイズロール５．型押工板７を各２段配
置して、長さ４ｍの光輝焼鈍帯板を成形するとともに巻
き付け、カリバーロール４をモーターで回転駆動して移
送した。事前成形有のものは、第２図のカリバーロール
４．スクイズロール５．型押え板７を各１段配置し、長
さ４ｍの光輝焼鈍帯板の片面を研摩加工して管状に成形
したものを、マンドレル３に巻き付け、前記事前成形無
のものと同様にして移送した。

マンドレル３は純銅製とした。カリバーロール４および
スクイズロール５は、金属薄板１との接触面がゴムコー
ティングされたもの、型押え板７はテフロン製のものを
用いた。カリバーロール４のカリバー形状および型押え
板７の下面形状は、金属薄板１がマンドレル３と密着し
たときの曲率に合わせた形とし、スクイズロール５は直
径１０１ａＮ、幅５ｍｌとした。

接合は、何れも５０〜２００ＷのＹＡＧレーザーを用い
た溶接により行い、表面を合成ゴムでコーティングした
押えロール６で接合部を押さえた。

溶接に際しては、レーザーを接触点Ｃで両エツジ２．２
近傍に照射し、アルゴンガスを流して接合部の酸化を防
止した。接触点Ｃにおける両エツジ２．２の円周方向お
よび半径方向のギャップはなく、何れも良好な溶接部が
確保された。

製造した薄肉金属管の断面形状は、隘３および阻５の接
合部近傍にやや角型成形が認められた以外は何れも良好
な円形であり、外面形状は、何れも座屈等の不良部のな
い良好なものであった。

〔発明の効果〕

本発明法により、従来は製造することが非常に困難であ
った肉厚が０．１　ｔｍよりも薄いいわゆる箔の領域の
薄肉金属管が、高精度で工業的に製造でき、また、肉厚
が０．１〜０．２　ｉｎの薄肉金属管についても従来法
よりも簡易に、しかも高精度で製造できるので、広く各
種用途への供給が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の説明図、第２図は本発明を実施する
ための装置例を示す図、第３図は従来法による管成形後
の断面を示す図である。 １金属薄板 ２エツジ ３マンドレル ａ太径端 す細径端 Ｃ接触点 ８薄肉金属管 第１図 １金属薄板 ２エノノ ３マンドレル ４カリバーロール ５スクイズロール ６押えロール Ｃ接触点 第 ２図 １金属薄板 ・突合せギャップ Ｓ°半径方向の突合せギャップ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板厚０．２ｍｍ以下の金属薄板の両エッジを対向させて
   円錐台状のマンドレルに巻き付け、該マンドレルの表面
   に沿わせて該マンドレルの太径端から細径端に向けて移
   送しつつ、前記両エッジを突合せ接合することを特徴と
   する薄肉金属管の製造方法。