JPH02205276A - 薄肉電縫管の製造方法 - 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、溶接管、特１ご電縫管、詳しくは薄肉電縫管
の製造方法に関する。

薄肉電縫管は、たとえば肉厚０．１３ｍｍ以下の金属管
で、熱交換器等の用途に用いられる。

〔従来の技術〕

一般的な薄肉電縫管の製造工程を第４図に示す。

アンコイラｌに巻かれた平板金属条帯２をブレークタウ
ンロール群３およびフィンパスロール群４から成る一連
の成形ロール群によって成形し、溶接用電源５に接続さ
れた加熱コイル６で条帯端面を加熱溶融し、スクイズロ
ール７によって加圧して端面突合せ溶接を行う。その後
バイト８によって外面ビードを切除し、サイジングロー
ル群９によって矯正し、所定断面形状の電縫管を製造す
る。

第５図の成形断面図（いわゆるフォーミングフラワー）
に示すように、ブレークダウンロール１７゜１８および
フィンパスロール１９で平板条帯２を（ａ）、　　（ｂ
）、または（Ｃ）のように順次丸形状に曲げ加工する。

ブレークダウンロールは、条帯を厚さ方向から保持して
曲げ成形を行なう。フィンバスロールは、ロール中央部
に円周状に突起したフィンで条帯を幅方向から保持して
曲げ成形を行なう。

平板金属条帯を管状に形成するロール成形では、板厚が
薄くなればなるほど金属条帯のスプリングバックが大き
くなり、金属条帯端面部の溶接が不安定になる。スプリ
ングバックを抑える方法としてはフィンパスロールの加
圧力を強＜シ、外径絞りを与える方法と、ブレークダウ
ンロールロール成形で金属条帯端部をあらかじめ連成形
する方法が知られている。しかし、後者ではスプリング
バック抑制が弱いため、板厚が０．４　＋ｎｍ以下の場
合前者の方法が採用されている。ところが、さらに板厚
が薄い０．１５ｍｍ以下の場合には、フィンバスロール
の加圧力を更に大きくしないとスプリングバックを抑制
することができない。そのためフィンパスロールの加圧
力によって、金属条帯の端部に第９図に示す座屈２０が
発生し易くなる。座屈が発生すると、その後の溶接が不
安定となる。これまでに本発明者らは、座屈の防止方法
として、フィンパスロールのフィンを回転自在にする方
法（特願昭６２−２６６５５６）と、フィンパスロール
を全（使用せずにブレークダウンロールのみで局部的に
曲げ加工する方法（特願昭６２＝２５６３７６）とを開
示した。後者の方法では座屈は生じないため、溶接は可
能であるがフィンパスロールで加圧力を加えるような絞
り力が金属条帯に働かないため、フィンパスロールを使
用した場合に比べてスプリングバックの抑制が不十分に
なる。又、金属条帯の剛性力も劣る。そのため、溶接は
不安定となる。−船釣に電縫管製造におけるロール成形
は第５図（ａ）〜（Ｃ）に示すような成形方法が採用さ
れている。

同図の（ａ）は材料端部から曲げるエツジフォーミング
。（ｂ）は材料中央部から曲げるセンターフォーミング
。（Ｃ）は材料の全体を単一曲率で曲げるサーキュラフ
ォーミングである。ロールとしては第６図のブレークダ
ウンロール（ａ）（ｂ）とフィンパスロール（Ｃ）が使
われる。このことからも分るように、−船釣に電縫管製
造では、先ず、丸管状体にしてから、偏平管にするなり
、楕円管にするなり、角管にするなり所定の断面形状を
得ている。すなわち、溶接を行う時は、丸管状体で行う
のが一般的である。ここで、薄肉になればなるほど先に
述べた問題点とは別にもう一つの問題点が発生する。例
えば、所定断面形状で大きな外径のものが得たい場合に
ふいても、溶接する時は丸管状体であるため丸管状体の
溶接突合せ部分の曲率半径も大きい。そのため溶接突合
せ部分の剛性力が低下しく剛性力は曲率半径の三乗に反
比例する）、溶接時の加圧力によって、第８図に示す如
く、溶接突合せ部分が変形する。変形した溶接突合せ部
分１０ｂは突合せの段差を生じて溶接強度を低下させ、
溶接品質を悪化させる。又、薄肉材になればなるほど、
丸管状体の剛性力も低下するので（−船釣には板厚の二
乗に反比例する）、丸管状体がひねられ易く溶接部１０
ａは進行方向に対し左右にローリングを起す。そのため
、突合せ部の金属条帯の両端部の相対的高さが変化し、
突合せ段差を生じて、やはり溶接強度を低下させ溶接品
質を悪化させるという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、フィンバス成形時の金属条帯端部の座屈と、
溶接時の溶接加圧力による金属条帯端部の変形と、管状
体に成形された金属条帯のひねりによる溶接部のローリ
ングとを防止した薄肉電縫管の製造方法を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、本発明によれば、金属条帯を、一連のロ
ール群によって成形した後電気抵抗溶接する薄肉電縫管
の製造方法において、上記ロール群がブレークダウンロ
ールとその下流のフィンパスロールドカラ成す、このフ
ィンパスロールによって、金属条帯の端部が他の部分よ
りも小さい曲率半径になるように成形し、その状態で両
端部を溶接することを特徴とする薄肉電縫管の製造方法
によって達成される。

本発明では、フィンパスロールの成形時に、スプリング
バックを防止するために金属条帯に加圧力を与えて絞り
加工をする。その際に金属条帯の剛性力が小さいと、条
帯端部で座屈を生じる。そこで、金属条帯端部の剛性力
を高めるために端部の曲率半径を他の部分に比べて小さ
くする。

前記特願昭６２−２５６３７６の方法では、ブレークダ
ウンロールのみで成形を行なうため、スプリングバック
の抑制が不十分であり金属条帯端部の剛性力が比較的低
かった。

本発明は、ブレークダウンロールとフィンパスロールと
を用いて成形を行ない、フィンパスロール成形において
金属条帯端部を他部よりも小さい曲率半径で成形し、そ
の状態で両端部を溶接することによって、上記の欠点を
解消する。

〔実施例〕

以下に、添付図面を参照し、実施例によって本発明を更
に詳しく説明する。

本発明の方法を実施するための装置の配置例を第４図に
沿って説明する。

同図中、１は、薄肉（板厚０．１３　ｍｍ以下）平板金
属条帯の巻いであるアンコイラ、２は薄肉平板金属条帯
、３は薄肉平板金属条帯を管状体に成形するための従来
のブレークダウンロール群であり、金属条帯の裏表面を
ロールによって直接面接触させながら曲げ加工をする。

４は、ブレークダウンロール群で成形された金属条帯を
本発明にしたがって成形するためのフィンパスロール群
であり、金属条帯の外表面のみをロールによって、直接
面接触させながら曲げ加工をする。５は溶接用電源（高
周波発振器）、６は高周波誘導加熱コイルで′ある。７
はスクイズロールであり、管状体に成形された金属帯の
エツジ端面が加熱コイル６によって加熱溶融されて生じ
た溶融金属を押し出す。８は溶接ビードを切削するバイ
トであり、９は管状に溶接された管を所定断面形状に成
形するサイジングロール群である。

第３図において、１１は溶接突合せ部分の曲率半径を小
さくした、本発明にしたがったスクイズロールである。

同図中、１２は突合せ部分の曲率半径を小さ（した楕円
管、１２ａは溶接部、１２ｂは溶接突合せ部分である。

（従来の方法では第７図に示したような丸管状体のスク
イズロールを用いていた。） 本発明にしたがったフィンパスロール成形による成形断
面形状の例を第１図の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。

同図（ａ）〜（Ｃ）において、それぞれ１６ａは溶接突
合せ部の曲率半径ｒを小さくした楕円形状に成形するフ
ィンパスロール、１６ｂは溶接突合せ部の曲率半径ｒを
小さくしたシェル形に成形するフィンパスロール、１６
Ｃは溶接突合せ部の曲率半径ｒを小さくした角形に成形
するフィンパスロールである。

金属平板条帯２は、ブレークダウンロール群によって必
要な管状体に成形された後、その下流側に配置されたフ
ィンパスロールによって本発明にしたがって成形される
。すなわち、たとえば第１図（ａ）、　　（ｂ）　マタ
は（Ｃ）のフィンパスロールによって、それぞれ第２図
（ａ）、　（ｂ）または（Ｃ）の形状に成形され、その
ままの形状で、最小曲率半径（ｒ）の突合せ部で溶接さ
れる。

典型的な場合として第３図に楕円形状で溶接する時の配
置状態を示す。スクイズロール１１によって、加圧力Ｆ
が加えられ、楕円管１２に力Ｆが伝えられ、圧接ビード
１２ａが形成される。溶接時に楕円管にするには、ロー
ル成形時にほぼ楕円形に近い形に成形しなければスクイ
ズロール１１に成形材がなじまずに、逆に、突合せ精度
を悪くするので、第１図（ａ）に示すように、エツジ部
分の曲率ｒを小さくした楕円形状に近い形に成形する。

楕円形状に近い形でのフィンパスロール成形は薄肉ロー
ル成形においてスプリングバックを抑制する為、成形材
に絞り力を与え、エツジの座屈を押さえる。次に、溶接
時をこの楕円形状のままで行う。楕円形状の最小曲率半
径部を溶接部とするため溶接部の剛性が高（なる。その
為、圧接力によるエツジ部の変形も発生せず、溶接熱に
よる歪の発生も防止され、最小曲率半径部が上下の２点
に存在し、その点が、管のねじれを防ぐ位置決めの役目
をするなどの効果を発揮し、突合せ不良のない高品質な
薄肉電縫管を得ることができる。

本発明者が行なったテスト結果によれば、最終的に１０
Ｉｎ１１］程度の直径の丸管とする場合、板厚が０．０
７５〜０．１００　ｍｍの黄銅材では、金属条帯端部の
曲率半径が４本以上で座屈が発生し、３　ｍｍ以下では
座屈の発生がなかった。又、第１図の（ａ）。

（ｂ）、　　（Ｃ）の形状のものを第２図の（ａ）、　
　（ｂ）。

（Ｃ）の形状で溶接を行った結果、最小曲率半径部がひ
ねり防止の位置決めの役割を果たすため、溶接部のロー
リングも全く起らなかった。そして、第８図に示した金
属条帯端部の変形１０ｂも全く発生しなかった。

本発明は、肉厚０．１３　ｍｍ以下の電縫管の製造に適
用すると特に有利であり、肉厚０．０７５　ｍｍ以上の
場合に特に好適である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によって、金属条帯端部の
座屈・変形と、金属条帯のひねりとを防止して高品質の
薄肉電縫管を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）　、および（Ｃ）は、本発明に
したがってフィンバスロール成形を行なう例を示す部分
断面図、 第２図（ａ）、　　（ｂ）　、および（Ｃ）は、それぞ
れ第１図（ａ）、　　（ｂ）　、および（Ｃ）のフィン
パスロール成形による成形形状を示す断面図、第３図は
、本発明にしたがってフィンパスロール成形した条帯を
スクイズロールで圧接する例を示す正面図、 第４図は、−船釣な電縫管の製造工程を示す工程図、 第５図（ａ）、　（ｂ）　、および（Ｃ）は、従来の電
縫管の製造方法における成形断面図、第６図（ａ）、　
（ｂ）　、および（Ｃ）は、従来の電縫管の製造方法で
ブレークダウンロール成形（（ａ）および（ｂ））とフ
ィンパスロール成形（（Ｃ））を行なう例を示す正面図
、 第７図は、従来の丸形に成形した条帯をスクイズロール
で圧接する例を示す正面図、 第８図は、第６図の圧接中に発生する金属条帯端部の変
形を示す部分断面図、および 第９図は、従来のフィンバスロール成形中に発生する金
属条帯端部の座屈を示す部分断面図である。 １・・・アンコイラ、　　　２・・・金属条帯、３・・
・ブレークダウンロール（群）、４・・・フィンバスロ
ール（群）、 ５・・・溶接用高周波電源、 ６・・・高周波誘導加熱コイノペ ７・・・スクイズロール、８・・・バイト、９・・・矯
正ロール（群）、 １０・・・丸形成形された金属条帯、 １０ａ・・・スクイズロール圧接される突合せ部、１０
ｂ・・・突合せ部で発生した金属条帯端部の変形、１１
・・・楕円形スクイズロール、 １２・・・楕円形に成形された金属条帯、１２ａ・・・
突合せ部、　　１２ｂ・・・金属条帯端部、１３・・・
丸形スクイズロールへ １４・・・シェル形に成形された金属条帯、１５・・・
四角形に成形された金属条帯、１６ａ・・・楕円形フィ
ンバスロール、１６ｂ・・・シェル形フィンパスロール
、１６Ｃ・・・四角形フィンバスロール、１７．１８・
・・ブレークダウンロール、１９・・・丸形フィンバス
ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属条帯を、一連のロール群によって成形した後電
   気抵抗溶接する薄肉電縫管の製造方法において、 上記ロール群がブレークダウンロールとその下流のフィ
   ンパスロールとから成り、このフィンパスロールによっ
   て、金属条帯の端部が他の部分よりも小さい曲率半径に
   なるように成形し、その状態で両端部を溶接することを
   特徴とする薄肉電縫管の製造方法。