JPH02299718A - 製管方法 - 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、薄肉管の製造に好適な溶接による製管方法お
よびこれに使用する製管用ダイスに関する。

〔従来の技術］ この種の製管方法として代表的な電縫製管法では、第４
図に示すように、帯鋼をＣ状に成形した管状成形材１０
がフィンロールと呼ばれる水平ロール１１でガイドされ
ながら進行する。フィンロール１１はキャリバーロール
で、そのキャリバー中央部周方向にフィン１２を有し、
該フィン１２で管状成形材１Ｇの端面突合せ部１４．１
４をガイドする。そして、フィンロールｔｉの出側に設
けたスクイズロールと呼ばれるｉｍの垂直ロール１３．
１３で端面突合せ部が密着され、密着部が溶接される。

溶接には一般に高周波加熱が用いられているが、薄肉管
ではレーザ光等の高エネルギービームも用いられている
。

製管に高エネルギービームを用いた方法としては、上記
以外にも例えは管状成形材をダイス内に挿通させてその
端面突合セ部を密若さセた後、密着部を高エネルギービ
ーム照射にて溶接する方法が特公昭４９−３３７６号公
報に開示されている。

（発明が解決しようとする課題〕 従来の電縫製管法では１．薄肉管を製管する場合に次の
ような問題点がある。管状成形材ｌＯはフィンロール１
１にて水平方向および周方向の位置決めが行われている
が、薄肉管ではフィンロール１１とスクイズロール１３
．１３との間で材料にねしれが生じやすく、端面突合せ
部１４．１４がＩｉ１方向に移動するローリング現象を
生しる危険性が高い。また、スクイズロール１３．１３
で管状成形材ｌＯにアブセン］・を加える際にはアプセ
ント力の変動にともなって端面の突合（Ｊ、′開始点（
Ｖ点）が管軸方向で容易に移動する。アブセｙ　Ｉ・力
付加持には更に端面突合せ部１４．１４のオーバーラツ
プも生じやすい。

同ＩＹに、ダイスで管状成形材（、こアプセットを加え
る製管方法でも、ダイスとその外部のガイドとの間が離
れているために５．薄肉管ではローリング等の問題とな
る材料移動が生しやすい。

本発明は、薄肉管の場合にも−ｈ記問題を生しることが
ない成形安定性に優れた製管方法およびこれに使用する
製管用ダイスを従供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の製管方法は、管状成形材をダイス内に挿通さゼ
”でその端面突合せ部を密着させるに際し、ダイス内周
面に設けた軸方向のガイドフィンにて上記端面突合上部
４Ｉ案内し、端面突合せ部がダイス内で密着後にダイス
内夕（面ｍ通の貫通部を通して密着部をダイス内で高エ
ネルギービーム照射により溶接することを特徴としＣな
る。

本発明の製管用ダイスは、入側から出側に向かって内径
が漸減するテーパ内周面と、その出側に延在するストレ
ート 面に出側に向かって幅が漸減する軸方向のガイドフィン
が設けられると共に、ストレート内周面のガイドフィン
延長線」−に内外面ｎ通の貫通部が設けられていること
を特徴としてなる。

本発明の製管用ダイスにおいて、そのガイドフィンを管
状成形材の端面突合」を部間に位置させ、この状態でダ
イス内に管状成形材を挿通させると、管状成形材がガイ
ドフィンで案内されながらダイス内に挿入されて行き、
それに従ってダイスのテーパ内周面で管状成形材が縮径
される。この時、ガイドフィンはその出側に向かって幅
が漸減しているので、管状成形材の縮径イ１こともなっ
て端面突合せ部が相１に接近し、最終的にはこれを密着
させることができる。管状成形材の密着部をダイス外か
ら貫通部を通じて高エネルギービームを照射すれば、管
状成形材がダイス内で保持されたままで、その密着部が
溶接される。

第１図（ａ）〜（０）は本発明方法を実施するのに適１
−。

た製管用ダイスであって、本発明ダイスの代表例を示し
ている．（ａ）は平面図、（ｂ）は入側よりみた正面図
、（Ｃ）は（ｂ）の）ＩＸ線断面矢視図、（ｄ）および
（ｅ）は材料挿入状態での入側より見た正面図および出
側より見た正面図である。

該ダイスは円筒状で、その内周面は入側端面から突合土
部開始点（Ｖ部）までの領域（Ｂ−Ａ）がテーパ内周面
１、突合せ開始点（７点）から出側端面までの領域（Ａ
−Ｄ）がテーパ内周面１に続くストレート内周面２にな
っている。テーパ内周面１が出側で集束する位置はＣで
表わされている。テーパ内周面１の周方向一部分にはガ
イドフィン３が軸方向に延設されている。ガイドフィン
３は入ｆｆ！’Ｈｌａ面から突合開始点（Ｖ点）の手前
までの領域（Ｂ−ＩＥ）　に設けられていて、出側に向
かって幅を中心軸に対して対称的に漸減させている。

ガイドフィン３の断面形状は、その両側面に管状成形管
１０の端面突合せ部１４．１４が密着するように台形状
である。突合ゼ開始点（７点）はガイドフィン３の両側
面の延長線交点に位置している。ダイスのガイドフィン
３が設けられた側には、内外面間を連通さぜる貫通部４
が設りられている。

貫通部４は突合せ開始点（７点）を含むようにその入側
から出（ＰＩ端面までの領域にＩＪ状に形成されている
。

このような製管用ダイスにおいて、その寸法は次のよう
にして決定される。ただし、 ａ：突合せ開始点からテーパ内周面集束点ままの距離（
Ａ−Ｃ間距離） ｂ；入側端面（テーパ内周面入側端）からテーパ内周面
集束点までの距離（Ｂ−Ｃ間距離） ｐ；テーパ内周面の中心軸に対する傾斜角度９ニガイド
フィン側面の中心軸に対する１頃斜角度 Ｄ；ストレート内周面の直径（テーパ内周面の出側端直
径−溶接管１５の直径） Ｃ：入側端面でのガイドフィン幅 θ；ガイドフィン側面の立上角度 Ｅ：素材幅 α；アブセント代 突合せ開始点Ａにおいては（１）〜（３）式が成立する
。

Ｅ−πＤ＋α　　　　　　　−（１） ｔ　ａ　ｎ　ｐ　＝　Ｄ　／　２　ａ　　　　−＝−−
（２１ｐ　＝　ｔ　ａ　ｎ−’　（Ｄ／　２　ａ　）　
　−−−（３）入側端面位置Ｂにおいては（４）〜（６
）式が成立する。

２πｂＬａｎｐ　・θ／３６０　　＝２πｂｔａｎｐ−
２πａｔａｎｐ θ−３６０（ｂ−ａ　）　／　ｂ　　　−−（４）ｃ　
＝　２　（ｂ　−ａ　）　ｔ　ａ　ｎ　ｑ　　−一−−
〜−（５）ｓｉｎ（θ／　２　）　−ｃ　／　２　ｂ　
ｔ　ａ　ｎ　ｐ−（６）（２）〜（６）式からは（７）
式が導かれる。

そして、管外径り、ａ、ｂを決定すれば（３）式、（７
）式よりｐ、ｑが求まり、ダイス形状が決定される。

また、素材幅Ｅはアプセット化αより（１）式にて決定
される。

〔作　　用〕

本発明方法および本発明ダイスによる製管では、次のよ
うにして問題となる材料移動および材料変形が防止され
る。

ダイス内周面に延設されたガイドフィンにより、管状成
形管がその軸方向の広い領域で、しかも突合せ部の密着
直前まで、周方向に位置決めされる。

したがって剛性の乏しい薄肉管においても周方向の安定
性が増し、ローリングが防止される。

アブセント化はダイス内径と素材幅とで画一的に決定さ
れ、変動要因を実質的に含まない。したがって、アブセ
ット力の変動が少なく、これにともなう突合せ開始点（
７点）の軸方向移動も防止される。

貫通部を通してダイス内で突合せ開始点（７点）を溶接
することが可能になる。突合せ開始点（７点）を溶接す
れば、溶接金属にアブセット力が作用し、アプセット化
が溶接金属の排出により吸収されるので、薄肉管にアプ
セットを与えても突合せ開始点近傍でオーバラップは生
じない。

〔実施例） 以下に本発明の詳細な説明する。

第１図に示すダイスを使用して外径５０．８Ｍ、肉厚０
．３〜３．　Ｏｗａの５ＵＳ３０４鋼管を製造した。

ダイス形状はａ＝５００Ｍ、ｂ＝５５０ｍｍ、ｐ−２，
９”　、ｑ＝９．０”　、ｃ＝１５．７ａｕｍ、θ＝　
３２．７　＠に設計されている。溶接は、ダイスの貫通
部を通してレーザビーム（出力１０００Ｗ）を管状成形
管の突合せ開始点（ｖ点）に直角に照射することにより
行った。アプセット化は調帯幅の変化により種々調整し
た。また、比較のために同様の銅管を同一溶接条件で第
４図に示すロールによる電縫溶接法で製造した。

アプセット化０．１ａ（一定）で製管を行った時の溶接
管の肉厚とＶ点ローリグ量との関係を第２図に示す。従
来のロールによる製管では０．６Ｍ厚以下の薄肉管の場
合に０．６　ｍ程度のローリングが生じるのに対し、本
発明のダイスによる製管では薄肉管の場合にもローリン
グ量は０．１ｗ以下に抑えられる。また、アブセント化
０．１ｍｍ（一定）での肉厚と７点の軸方向変動量との
関係を第３図に示すが、肉厚０．６鴫以下の薄肉管の場
合に従来製管では０．３Ｍ程度の変動が生しるが、本発
明製管ではこの変動が０．１ｍ以下（、こ抑制されてい
る。

アプセット時のオーバラップについては、肉厚０．６ｍ
ｍ（−定）でアブセント化を種々変更した時のオーバラ
ップの発生状況を第１表に示している。

同表から明らかなように１、従来のロール製管ではアブ
セント代が０．３ｍｍ以上でオーバラップが生しるが、
本発明のダイス製管ではアプセット・代が０゜９１１１
Ｉｍを超えるまでオーバラップが生じない。

第　　　１　　　表 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明の製管方法およ
びダイスは管状成形管を）容接し゛て薄肉管を製造する
場合に問題となる材料移動および材料変形を抑え、溶接
管の品質向上および製管歩留りの向上を図ると共に、製
管能率の向上にも貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ダイスの説明図、第２図および第３図は
本発明の有効性を示すグラフ、第４図は従来のロール製
管の説明図である。 図中、ｌ：テーパ内周面、２ニストレ一ド内周面、３ニ
ガイドフイン、５：貫通部。 第２図 肉厚（ｍｍ） 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、帯材をＣ状に成形した管状成形材をダイス内に挿通
   させてその端面突合せ部を密着させるに際し、ダイス内
   周面に設けた軸方向のガイドフィンにて上記端面突合せ
   部を案内し、端面突合せ部がダイス内で密着後にダイス
   内外面貫通の貫通部を通して密着部をダイス内で高エネ
   ルギービーム照射により溶接することを特徴とする製管
   方法。 ２、入側から出側に向かって内径が漸減するテーパ内周
   面と、その出側に延在するストレート内周面とを有し、
   テーパ内周面に出側に向かって幅が漸減する軸方向のガ
   イドフィンが設けられると共に、ストレート内周面のガ
   イドフィン延長線上に内外面貫通の貫通部が設けられて
   いることを、特徴とする製管用ダイス。