JPH0289581A

JPH0289581A - 製管溶接用ガスシールド装置

Info

Publication number: JPH0289581A
Application number: JP23782088A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshikawa; 博之吉川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPH0651236B2

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］この発明はストレートシーム製管溶接方法におけるガス
シール技術に係り、より詳しくは高周波溶接により金属
管を接合して電縫鋼管を製造するに際し、接合面を非酸
化性気体で包囲するシール装置に関するものである。

（従来の技術］ストレートシーム製管溶接方法には、サブマージアーク
溶接法、プラズマ溶接法、ＴＩＧ溶接法、高周波電縫溶
接法があり、このうち高周波電縫溶接法は製管溶接プロ
セスの中で最も高能率なプロセスであることから広く一
般に使用されている。

高周波電縫溶接による金属管の接合は、金属管の接合面
が溶接衝合点を頂点とするＶ字型を形成するようにロー
ル等で成形してオーブンパイプとなした後、被接合端面
に高周波電流を通じて加熱し、溶接温度に到達した衝合
部を圧延ロールにて圧延して達成されるものである。

しかるに、この溶接プロセスの問題点は、ベネトレータ
ーで代表される酸化物欠陥であり、この欠陥は大気によ
る高温酸化が主たる原因である。

このため、従来から溶接部を非酸化性ガス（Ａｒ。

Ｎ２等）でシールドする方法が採用されている。

このシールド方法としては、大別してボックスによる仝
体被包式（特開昭５２−２１２３７等）と局所式（実開
昭５６−２３２８９．実公昭５９−２７９８３等）があ
り、いずれもスクイズロールや被溶接管とシールド装置
との摺動部を弾性体（スポンジ、ゴム等）でシールする
方式がとられている。

第５図は一般に使用されているボックス型のシールド装
置の一例を示すもので、（１）はシールドボックス、（
２）はシールド材、（３）はガス供給口、（４）は高周
波ワークコイル、（５）はスクイズロール、（６）はイ
ンピーダ、（７）は被溶接管をそれぞれ示す。

すなわち、このシールド装置はシールドボックス（１）
内のガス雰囲気中に大気が侵入するのを防止するため、
シールドボックス（１）と被溶接管（７）との間、イン
ピーダ（６）と被）容接管（力との間をそれぞれシール
ド材（２）にてシールする構造となっている。

しかし、このような手段によるシールド方法では、被溶
接管との摺動によりシールド材が摩耗し易く、特に被溶
接管入側のシールド材が消耗するとその隙間から大気が
侵入しシールド雰囲気が極端に悪化する。このため、１
目動部のシールド材は定期的に交換する必要があり、そ
れによる停機、補修により稼働率の大幅低下を予信なく
されるという問題がある。

また、電縫溶接のように高速で被溶接管が移動する場合
には、管表面に付着している吸着大気が問題となる。す
なわち、吸着大気はシールド材等の機械的手段では完全
に除去することができないため、シールドボックス内へ
侵入して僅かではあるがシールド雰囲気を劣化させると
いう問題がある。

ざらに、被溶接管表面に付着した油分が溶接熱によって
白煙化し、溶接温度計の視野を阻害し、測温不能となる
場合がある。この場合、被溶接管を適正温度で溶接する
ことが困難となる。

発明が解決しようとする課題この発明は前に述べたような実情よりみて、シールドボ
ックス内への大気の侵入防止、シールド雰囲気の劣化防
止をはかる製管溶接用ガスシールド装置を提供しようと
するものである。

課題を解決するための手段この発明はシールドボックス内への大気の浸入とシール
ド雰囲気の劣化防止をはかるため、シールド装置を次の
ように構成した。

すなわち、シールドボックスを二重管とし、内筒に多数
のガス噴出口を設け、外筒に設けたガス供給口よりシー
ルドガスを内管と外管との間ｒ供給し、内筒のガス噴出
口より噴射するシールドカスにてオープンパイプを被包
する方式とし、かつシールドボックスの内筒を高周波ワ
ークコイルに内接するごとくワークコイルの成形ロール
側に配し、さらに該シールドボックスのスクイズロール
側にＶ接合点を覆うよう’−ａ９けたフードに、■接合
点にシールドガスを噴射するガス噴出ノズルを管軸に対
して傾斜設置したことを特徴とするものでおる。

作　　　用二重管シールドボックスは、内筒が高周波ワークコイル
に内接するごとくワークコイルの成形ロール側のオープ
ンパイプに外嵌する。

オープンパイプと内筒との間にシールドガスを噴射させ
ると、ガスはオープンパイプの外表面に添って前方、後
方およびオープンパイプの内面側の三方向に流出し、成
形ロール側に流出するガス流によりオープンパイプの内
外面に付着している大気層を除去し、■接合点近傍への
大気層の侵入を防ぐ。

また、スクイズロール側へ流出するガスは、■接合点を
覆うように設けたフードにより放散することなくシール
ドボックスの端面およびＶ接合点をシールドするととも
に、該フードに傾斜させて設けたガス噴出ノズルより噴
出するガスにより■接合点のシールドがより確実なもの
となる。

上記フード部に設けたガス噴出ノズルの傾斜角度（ガス
噴射角度）およびガス噴射圧力はそれぞれ３０〜６０度
、０．１〜２．０Ｋｇ々が好ましく、また酸素濃度は０
．２％以下が好ましい。

第３図は酸素濃度とペネトレーター数の関係を示す図、
第４図はノズル角度とシールドガス供給圧力および酸素
濃度の関係を示す図である。

第３図より、酸素濃度を０．２％以下とすることにより
ペネトレーターを皆無にすることができ、また第４図よ
り、ペネトレーターを皆無にするためのノズル角度は３
０〜６０度、ガス圧力は０．１〜２．０に３４が好まし
いことがわかる。

実　　施　　例第１図はこの発明に係る製管溶接用ガスシールド装置の
好適な装置構成を示す縦断側面図、第２図（Ａ＞は第１
図ａ−ａ線上の縦断正面図、同図（Ｂ）は第１図ｂ−ｂ
線上の縦断正面図である。

第１図および第２図において、（９）はＶ接合点、（１
０）はワークコイル、（１１）はシールドボックス、（
１１−１）は内筒、（１１−２＞は外筒、（１１−３）
は内筒に突設したフード、（１２）はガス噴出口、（１
３）はカス供給口、（１４）はガス噴出ノズルをそれぞ
れ示す。

ガス噴出ノズル（１４）は管軸に対する傾斜角θが３０
〜６０度に設置される。

すなわら、二重管構造のシールドボックス（１１）は、
ワークコイルに内接しかつワークコイル（１０の成形ロ
ール側の全周に多数のガス噴出口（１２）を有し、さら
にワークコイル（ｌＣ１）のスクイズロール（１５）側
にＶ接合点側を覆うフード（１１−３＞を突設した内筒
（１１−１）と、外周に複数個のガス供給口（１３）を
有する外筒（１１−２＞とからシールドボックスを構成
し、内筒（１１−１）と外筒（１１−２＞との間に形成
した空間（１６）に供給されたシールドガスが内筒（１
１−１＞にΔ２（〕だガス噴出口（１２）より被溶接管
（７）との間に噴出する構造となっている。

また、フード（１１−３＞に設けたガス噴出ノズル（１
４）より接合点（９）へ向けでガスが噴射されるように
なっている。

したがって、外局（１１−２）のガス供給口（１３）よ
り供給されたシールドガスは、内筒（１１−１）と被溶
接管（７）との間、およびＶ接合点（１５）より被溶接
管（７）の内面とインピーダ（６）との間を通り、管軸
方向に流れてスクイズロール（５）および成形ロール（
図示せず）側に流出する。

このうち、成形ロール側（Ｖ接合点と反対側）に流れる
ガス流は、被溶接管（７）の内外面に付着している大気
層を除去し、■接合部近傍への大気の侵入を防止する。

一方、■接合点側はスクイズロール側へ流出するガスと
、ガス噴出ノズル（１４）より噴出覆るガスにより、こ
の側のシールドボックスの端面およびＶ接合点（１６）
がシールドされる。

発明の効果この発明は上記のごとく構成してなるから、次に記載す
る効果を奏する。

■　シールドボックスを二重管構造とし、かつ内筒に設
けた多数のガス噴出口より噴出するシールドガスを管軸
方向に流出させるごとく構成したことにより、シールド
ボックス内への大気の侵入を防止できるので、シールド
材が不要となり停機、袖りが皆無となる結果、稼動率の
大幅向上がはかられる。

■　シールドボックスから成形ロール側に流出するガス
流により、被溶接管の内外面に付着している大気層を除
去できるので、シールド雰囲気を劣化さぜることなくＶ
接合部近傍への大気層の浸入を防止できる。

■　Ｖ接合部をフードで覆い、かつ該フード部に傾斜さ
せて取付けたカス噴出ノズルから噴射でるシールドカス
とシールドボックス側から流出するガス流により、■接
合部かより確実にかつ安定してシールされる。

■　シールボックスの二重管部をワークコイルの成形ロ
ール側のみとしたことにより、ワークコイルと被溶接管
の位置関係をシール装置を用いない場合と同様にするこ
とが可能となり、溶接効率および生産能率を低下させる
ことかない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る製管溶接用カスシールド装置の
好適な装置構成を示す縦断側面図、第２図（Ａ＞は第１
図ａ−ａ線上の縦断正面図、同図（Ｂ）は第１図ｂ−ｂ
線上の縦断正面図、第３図は酸素濃度とペネトレーター
の関係を示す図、第４図はノズル角度とシールドガス供
給圧力および酸素濃度の関係を示す図、第５図は従来の
一般的なシールドボックスの一例を示す縦断側面図であ
る。７・・・被溶接管　　　　　　９・・・Ｖ接合点１０・
・・ワークコイル１１・・・シールドボックス１１−２・・・外筒１２・・・ガス噴出口１４・・・ガス噴出ノズル１１−１・・・内筒１１−３・・・フード１３・・・ガス供給口出願人　　住友金属工業株式会社第３図酸素濃度（％）第４図シールドガス供給圧力（に鴨２）第１図第２図（Ｂ）（Ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

帯鋼を連続成形してオープンパイプとなし、被接合端面
に高周波電流を通じて加熱・溶融・接合する製管溶接に
おけるガスシールド装置であつて、溶接用ワークコイル
の成形ロール側に、多数のガス噴出口を有しかつワーク
コイルに内接する内筒と、複数個のガス供給口を有する
外筒とからなり、前記内筒と外筒との間にシールドガス
を通流する構造となした二重管で構成したシールドボッ
クスを設け、該シールドボックスのスクイズロール側に
Ｖ接合点を覆うように設けたフードに、Ｖ接合点にシー
ルドガスを噴射するガス噴出ノズルを管軸に対して傾斜
設置したことを特徴とする製管溶接用ガスシールド装置
。