JPH0248350B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は内径面に凹凸から成る溝模様を設けた
金属管の製造方法に係り、特に造管前の素板面に
溝模様を設けて電縫管溶接を行う金属管の製造方
法に関する。

Ｂ 発明の概要 本発明は内径面に凹凸から成る溝模様を設けた
金属管の製造方法として電縫管溶接を用いる製造
方法の提供を図つたものであり、模様成形工程で
成形された模様付の素板を、潤滑用の水や液剤を
用いない無潤滑で管状にフオーミングした後、酸
化防止雰囲気中で溶接し、しかる後に酸化防止雰
囲気中でアニール処理することにより、従来のシ
ームレス造管後の内面模様付けと比べて生産性が
著しく向上し、且つ小さい内径の金属管への適用
を容易としたものである。

Ｃ 従来の技術 一般に熱交換器に使用されている伝熱部分には
熱効率の高い部材が用いられ、伝熱管も銅やアル
ミニユウム等の熱伝導率が高く且つ耐食性が良
く、加工し易い非鉄金属を素材としたものが多
い。この銅やアルミを引抜き、あるいは押出し等
によつてシームレスチユーブとして造管したもの
が伝熱管として広く用いられている。

伝熱管に用いられるシームレスチユーブには熱
交換の効率を向上させるために、管の内面に凹凸
の溝模様を成形して管内を流れる流体との接触表
面積を大きくする手法が用いられている。このシ
ームレスチユーブの内面に成形する溝模様は、シ
ームレスチユーブを製管した後に内径をダイス等
によつて加工して成形するもので、シームレスチ
ユーブの内径をダイスを引抜き方式あるいはスク
リユウ引抜き方式を用いて溝模様を成形してい
た。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 上記のように、伝熱管にシームレスチユーブを
用いた場合には溝模様の成形は必然的に単独の別
工程において実施することとなり、工数増加と共
に生産性の向上にとつて大きな障害となつてい
た。そしてチユーブが小径の場合には特にこのよ
うな問題が顕著であつた。この問題の解決手段と
して、伝熱管にシームレスチユーブを用いるので
はなく、近年広く用いられている溶接管としての
電縫管を用いることが提案されている。

上記の電熱管を伝熱管として用いる場合には、
チユーブに造管する前の素板としての帯板に凹凸
から成る溝模様を成形して、その後造管溶接する
方法が用いられているが、電縫管方式で内面に模
様が成形された良好な伝熱管を得るには解決すべ
き多くの問題点があつた。

上記のように電縫管内径に溝模様を成形するに
は素板の帯板の状態で行うが、第５図ａ，ｂに示
す溝模様に成形した場合、チユーブに造管したと
きに造管チユーブ断面が真円とはならずに同図ｆ
に示すように多角形になつたり、溝模様が同図
ｃ，ｄ，ｅの場合には突合わせ溶接部分が正常な
突合わせとならずに同図ｈに示すような段差が生
じる段差突合わせが交互に発生したり、同図ｇの
ように長さ方向に段差が生じて溶接信頼性を損な
う原因となつていた。これらは溝模様の形状によ
つて影響されるもので、また造管時の変形応力や
スプリングバツクが変化して発生するものであ
る。

また、伝熱管を電縫管溶接によつて造管する場
合には一般に溶接造管後のチユーブを巻取り機に
巻取つて成品とされるが、一般的に巻取りを円滑
にするために溶接部と巻取り機の間にアニーラ部
を設けて造管チユーブを加熱軟化するアニール処
理を施す。この場合、造管チユーブの内径の溝模
様部分にフオーミング時や溶接時の潤滑用とし
て、また冷却用として用いた水や液剤等が付着し
た場合には、これらが離脱しにくく模様内に残留
する。この残留した水量等が多いとアニーラ部で
加熱パワーが水分等の蒸発のために奪われて、チ
ユーブが所定の温度に上昇しないでアニール処理
不良を生じたり、加熱温度の不均等を生じて、巻
き取るチユーブの硬度にムラを生じさせていた。

本発明は上記問題点に鑑み成されたもので、チ
ユーブの内面に凹凸から成る溝模様を成形して、
且つチユーブ溶接部分の信頼性を向上する電縫管
溶接をドライ状態で行うことを可能とした金属管
製造方法の提供を目的とする。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明はフープ状コイルの造管用素板に凹凸か
らなる溝模様を長さ方向に凹凸が生じる端面の凸
部または凹部のピツチを同一となるように成形す
る模様成形工程と、この模様成形工程で溝模様が
付された素板を、潤滑用の水や液剤を使用しない
無潤滑でフオーミングロールにより徐々に長さ方
向にスリツト状の合わせ目を有する管状に成形す
るフオーミング工程と、このフオーミング工程に
より成形された管状のスリツト状の合わせ目を圧
接させながら高周波電流により酸化防止雰囲気中
で溶接するウエルダ工程と、このウエルダ工程に
より溶接された管を酸化防止雰囲気中でアニール
処理する工程とからなるものである。

Ｆ 作用 上記手段を用いることにより、フオーミングや
電縫管溶接におけるチユーブの変形や溶接信頼性
の低下は発生せず、またアニール処理に搬送され
たチユーブ内径に水や液剤の付着はなく、成品チ
ユーブは真円を保持して健全な溶接が行われると
共に均等に軟化して円滑に巻取りが実施される。

Ｇ 実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明の実施例の概略を示した構成図
であり、第２図は第１図の各加工処理機構におけ
る処理内容を図に示したものである。第１図と第
２図を参照して本実施例の構成について説明す
る。

本実施例に用いられる金属管溶接造管装置（以
下造管装置と記す）は、第１図に示すように所定
幅寸法のフープコイル状の造管用素板１ａに、凹
凸から成る溝模様を成形する模様成形部２と、造
管用素板１ａの供給を調節して円滑にするフープ
ケージ部３と、素板１を長さ方向にスリツト状の
合わせ目を有する管状に徐々に成形するフオーミ
ングロールを備えたフオーミング部４と、管状に
成形された合わせ目の両縁部をスクイズロール６
によつて圧接しながら電気抵抗溶接するウエルダ
部５と、溶接されたチユーブ１ｂを加熱軟化する
アニーラ部７と、アニール処理して搬送されるチ
ユーブ１ｂを必要に応じて切断するカツタ部８
と、該チユーブ１ｂを巻取る巻取りドラムを備え
た巻取り部９とから概略構成されている。

上記の構成から成る本実施例において、本発明
の要部である模様成形部２とウエルダ部５につい
て詳細に説明する。模様成形部２は第２図のａ図
に示すようにフープコイル状素板１ａに対して、
フオーミング部４による管状成形前に凹凸から成
る溝模様の成形を実施するもので、本実施例では
フープケージ部３の前工程に設けられている。第
２図ａとｂは溝模様の成形を示し、素板１ａに対
してローラーダイス２ａを用いて成形を行う。素
板１ａに成形した溝模様を示したものが、第３図
である。図に示すようにａ〜ｇに至る７種類の溝
模様が用いられており、ａ〜ｆの６種類はいずれ
も次の条件を満足させる溝模様である。第１には
連続した模様であり、途中に中断や変更のないこ
と。第２には素板１の中心線から左右対称である
こと。第３には素板面全面及び長さ方向に一様な
模様であること。以上の３つの条件を満足させる
溝模様が素板１に成形される。なお素板に成形す
る溝模様を第３図ｇに示すように素板側端部（突
合わせ部分）より内側までとして、側端部には溝
模様を成形しない場合には、上記の本発明の溝模
様の成形条件は溝模様の側部境界に適用されるも
のである。

また上記溝模様を成形した素板１ａの両側端面
の突き合わせ部形状は、第４図の管状に成形を行
つた形状で示した次の条件をも満足させることが
要求される。第１には、第４図ａ，ｂに示すよう
に溝模様によつて長さ方向に凹凸が生じる端面の
凸部または凹部のピツチＰは同一のこと。従つて
第４図ｃに示す端面の凸部ピツチＰは不同であ
り、溝模様の成形としては不可である。第２に
は、第４図ｄに示すように模様によつて凹凸が生
じる端面の突き合わせ部の凸部ピツチＰが同一で
あり、且つ凹部のピツチＤも同一であること。従
つて第４図ｅに示す凸部端面のピツチＰは不同で
あり、溝模様の成形としては不可である。上記の
一定の条件を満足する溝模様が素板１の片面に成
形される。素板１ａの溝模様が成形された面はフ
オーミング部４で管状成形の際に内径面となる。

一方、本実施例の造管装置は、アニーラ部７に
おいて溶接造管チユーブ１ｂのアニール処理（加
熱焼鈍し）による軟化を実施して巻取り部９の巻
取りドラムへ巻取りする構成であり、アニール処
理におけるチユーブの均一な加熱軟化を図るため
に、アニーラ部７迄の加工処理機構で素板１ａの
溝模様成形の面、即ちチユーブ内面には水等の付
着を防止することが重要である。このためフオー
ミング部４におけるフオーミング工程ではフオー
ミングロールの構成、配列等により潤滑用の水や
液剤等を使用しないドライ造管とし、またウエル
ダ部５において、成形された素板１ａの端面を圧
接するスクイズロール６等の冷却を要する場合お
よび部位については、冷却用気体の吹付けによる
空冷方式としたり、または内部循環水冷構造（図
示せず）とするなどの方法によつて過熱を防止し
造管するチユーブ内部の溝模様を成形した面に水
等の付着が生じない構成としている。

また水や液剤等を使用しないドライ造管とする
とともに、ウエルダー部５やアニーラ部７におい
て例えば窒素（N₂）ガスや一酸化炭素（CO）ガ
スなどを溶接、加熱される素板１ａに吹き付ける
等の構成とすることによつて冷却効果と合わせて
酸化防止雰囲気中での造管溶接を実施することも
できる。

以上のように構成した本実施例における金属管
の製造方法について第１図と第２図を用いて説明
する。

所定幅の帯状フープコイルの造管用素板１ａ
は、一定の供給余裕度を与えるフープケージ部３
の直前に設けられた模様成形部２によつて素板１
の片面即ち、チユーブに造管したときに内側とな
る面にローラーダイス２ａによつて凹凸から成る
溝模様が成形される。成形される溝模様は、上記
３つの条件を満足させる模様を成形するようにロ
ーラーダイス２ａに刻設してあり、第２図ａに示
すように素板１ａの幅全面に成形される。溝模様
が成形された素板１はフープケージ部３を経由し
てフオーミング部４に至り、複数段階に設けられ
たフオーミングロールによつて、第２図ｃに示す
ように徐々に円形の断面形状に成形されて長さ方
向にスリツト状の合わせ目を有する管状となり、
ウエルダ部５のスクイズロール６によつて合わせ
目の両縁部を圧接されながら高周波電流により溶
接されて第２図ｄに断面をしめすような溶接管と
なる。

溶接されたチユーブはアニーラ部７に搬送さ
れ、加熱軟化するアニール処理が施される。アニ
ール処理において、造管溶接されたチユーブ内面
には水等の付着がないためチユーブの軟化ムラは
なく、巻取り部９の巻取りドラムに円滑に巻取ら
れる。

また酸化防止雰囲気中で造管溶接を行うように
することにより、高品質の健全な溶接部を有する
清浄なチユーブ１ｂを得ることも容易である。

本発明の実施にあたつては上記実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、模様成形部の配設位
置はフープケージ部の前段に固定されるものでは
なく、フオーミング部の前段でも良いし、素板に
予め模様成形したものを搬入して用いる場合には
模様成形部を省略しても良い。

Ｈ 発明の効果 以上、説明したように本発明はフープ状コイル
の造管用素板に凹凸からなる溝模様を長さ方向に
凹凸が生じる端面の凸部または凹部のピツチを同
一となるように成形する模様成形工程と、この模
様成形工程で溝模様が付された素板を、潤滑用の
水や液剤を使用しない無潤滑でフオーミングロー
ルにより徐々に長さ方向にスリツト状の合わせ目
を有する管状に成形するフオーミング工程と、こ
のフオーミング工程により成形された管状のスリ
ツト状の合わせ目を圧接させながら高周波電流に
より酸化防止雰囲気中で溶接するウエルダ工程
と、このウエルダ工程により溶接された管を酸化
防止雰囲気中でアニール処理する工程とからなる
金属管製造方法を用いたので、管内面に溝模様付
きの伝熱管を電縫管溶接により溶接部の高い信頼
性を維持して造管することが可能となると共に、
従来のシームレスチユーブによる伝熱管に比較し
て生産性を著しく向上させることができた。素材
の帯板状において溝模様成形を行うので、非常に
容易に実施できると共に、造管する管径に左右さ
れず、また各種の模様を選択可能となり、熱伝達
効率の高い溝模様成形を実施することができた。
その他溝模様成形は開放状態で実施するので、傷
や異常の発見が容易であり、後工程では管内面に
は一切触れないので、管理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図で、第２図は
各工程での処理内容を示したもので、第３図は本
実施例による溝模様を示し、第４図は本実施例の
管状成形時における素板の両側端部が突合わされ
た部分の状態を示したもので、第５図は従来技術
による実施例を示す。 １ａ…素板、１ｂ…チユーブ、２…模様成形
部、２ａ…ローラーダイス、３…フープケージ
部、４…フオーミング部、５…ウエルダ部、６…
スクイズロール、７…アニーラ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フープ状コイルの造管用素板に凹凸からなる
   溝模様を長さ方向に凹凸が生じる端面の凸部また
   は凹部のピツチを同一となるように成形する模様
   成形工程と、この模様成形工程で溝模様が付され
   た素板を、無潤滑でフオーミングロールにより
   徐々に長さ方向にスリツト状の合わせ目を有する
   管状に成形するフオーミング工程と、このフオー
   ミング工程により成形された管状のスリツト状の
   合わせ目を圧接させながら高周波電流により酸化
   防止雰囲気中で溶接するウエルダ工程と、このウ
   エルダ工程により溶接された管を酸化防止雰囲気
   中でアニール処理する工程とからなる金属管製造
   方法。