JPH0323084A - 電縫管製造用の溶接温度変動防止方法 - 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、電縫管を製造するに際し、溶接装置のインピ
ーダを冷却する冷却水等が電縫管の残留溶接熱によって
加熱され沸騰状態になり、これが管状素管開口部から吹
き出す現象を防止して、溶接温度を安定させる電縫管製
造用の溶接温度変動防止方法に関するものである． （従来の技術） 電縫管は、通常金属帯を直列に配置された多数のフォミ
ングロール群で連続的に管状に或形された後、管状の両
端部を高周波によって加熱され、スクイズロールで加圧
圧接されて製造される。以下に、従来法の概要について
説明する．第２図に従来法の概略図を示す。

同図中１は管状素管を、２は溶接管を示す。管状素管１
は、管状素管ｌの端部９、９′を高周波コイル５によっ
て加熱され、その後スクイズロール７によって加圧、圧
接され溶接管２になる．高周波コイル５の位置に相当す
る部分の管状素管１の内部には、管状素管１の内面の無
効電流を減らし溶接効率を高めるために、マンドレル３
の先端に取りつけたインピーダ４が設置してある．イン
ピーダ４は磁性酸化物から出来ているため、その温度が
キュリー点を越えないように冷却水で冷却している。な
お、マンドレル３とインピーダ４は冷却水を通すために
中心部が中空になっている。インピーダ４を冷却するた
めの冷却水はマンドレル３を経由してインピーダ４を冷
却し、その後、インピーダ４の先端から溶接管２の内部
に排出され６は温度検出センサーを、８は溶接点をそれ
ぞれ示す．温度検出センサー６は溶接点８の温度を検出
し、溶接点８の温度制１Ｂのために高周波発振８！（図
示せず）に温度情報を与えている．溶接点８は管状素管
の端部９、９゜がスクイズロール７によって加圧圧接さ
れ始める点である．つぎに、冷却水の流れについて説明
する．第３図は冷却水の流れを示す図で、１゜は管状素
管部分を、２゛は溶接管部分を、３はマンドレルを、４
はインピーダを、５は高周波コイルを、６はｌ凰度検出
センサーを、７はスクイズロールを、８は溶接点を、９
は冷却水を、→は冷却水の流れをそれぞれ示す． 同図でマンドレル３から流れてくる冷却水はインピーダ
４を冷却して、インピーダ４の先端から管状素管部分１
“へ排出される。しかし、排出された冷却水はインピー
ダ４によって遮られるため溶接管部分２′の方向に、す
なわち、熔接管の進行方向に向かって多く流れる。

溶接管部分２′に流れ込んだ冷却水は、あとの切断工程
で管の切断端部から流出する．しかしながら，，この冷
却水は、管が進行するため冷却水の流れと管との相対速
度が小さくなることと、溶接から切断工程までの距離が
長いことのために管内に充満することになる。

このため、管内の冷却水は残留溶接熱によって加熱され
沸騰し、高圧となりスクイズロール７の直後の溶接点８
近傍から管状素管部分１′の開口部へ逆流または噴出す
る。

この現象は通常作業において常時認められるものである
。

（発明が解決しようとするＬｌ題） 上述した高温の冷却水の逆流または水芸気の噴出現象は
、インピーダの効果を低下させ、溶接効率を著しく低下
させることになり、また、溶接点の温度を測定する温度
検出センサーを冷却水あるいは水蒸気で覆うことになり
、正しい溶接点温度の測定を困難にする． 特に、溶接温度を一定にした自動温度制御による溶接の
場合には、溶接点近傍の温度を測定し、その値に基づい
て高周波発振機の電圧を制御し、溶接点の温度を適性温
度範囲に保持しているため、上記の現象は多くの問題点
を含んでいる。

すなわち、溶接温度の変動が大きくなるとへん平試験お
よび押し広げ試験等で割れが発生し、良好な？８接部品
質を有する電縫管を得ることはできず、これらの電縫管
は重要部材には使用することができないという問題点が
ある． （課題を解決するための手段） 本発明は、上記で説明した熔接温度の変動の問題点に鑑
み、発明者らが鋭意研究を行い、検討を重ねた結果完威
されたもので、その要旨は、金属帯を連続的に管状に成
形し、その両端部を溶接して、電縫管を製造する溶接装
置において、インピーダの後方に、弾性体を介して円筒
状の耐熱樹脂体を設け、その断面積が熔接管内断面積に
対し０．５〜０．８である電縫管製造用の溶接温度変動
防止方法である． （作用） 以下に、本発明に係わる電縫管製造用の溶接温度変動防
止方法の作用について詳細に説明する．まずは、円筒状
の耐熱樹脂体について説明する円筒状の耐熱樹脂体は、
溶接管内からの冷却水の逆流および水葎気の噴出を防止
する堰の働きをするためのものであり、インピーダの後
方に設けられている。このため、インピーダから排出さ
れた冷却水は熔接管側からの冷却水の逆流の影響を受け
ることなく管状素管側に流れ、また、溶接管側からの水
蒸気の噴出が防止される。このため、溶接温度は安定す
る。

また、樹脂体の特性は残留溶接熱および水蒸気にさらさ
れるため耐熱性とし、かつ、管の移動に伴う管内面との
接触により管内面に疵が生じないように潤滑性のある比
重の小さいものとする．つぎに、樹脂体の断面積の限定
理由について説明する。

第４図は発明者らが行った試験結果で、樹脂体断面積と
管内断面積との比と溶接温度変動値との関係を示したも
のである。

同図から明らかなように、樹脂体の断面積が管内断面積
の０．５未満では上述の堰効果は十分得られず、溶接温
度変動を防止することはできない。

一方、これらの比が０．８を超えると溶接管側への冷却
水の流れが減少し、逆に管状素管側への冷却水の流れが
増加し管状素管開口部から流出し、溶接温度変動の原因
になる．また、樹脂体の断面積を大きくすると、溶接に
おいて形成された管内面と一ドに接触するため、この点
からも樹脂体断面積の上限は限定される．したがって、
樹脂体断面積と管内断面積との比は０．５から０．８と
する．また、インピーダと円筒状の樹脂体を連結する弾
性体は円筒状の樹脂体に加わる冷却水の逆流と水蒸気に
よる衝撃を吸収し、インピーダへの振動伝達を防止する
ものである． なお、円筒状の樹脂体の設置位置は、冷却水が残留溶接
熱によって沸騰しはじめる位置よりも管状素管側である
． （実施例〉 本発明の構戒は上記の通りであるが、以下に実施例につ
いて説明する． 第１図は本発明に係わる電縫管製造用の溶接温度変動防
止方法の実施例のｌ例を示すもので、因中１は管状素管
を、２は溶接管を、３はマンドレルを、４はインピーダ
を、５は高周波コイルを、１１は弾性体を、ｌ２は円筒
状の樹脂体をそれぞれ示す。なお、この図ではスクイズ
ロール、温度検出センサー、溶接点は省略してある。

インピーダ４はマンドレル３の先端に取りつけられ、円
筒状の樹脂体１２は弾性体１ｌを介してインピーダ４の
後方に設置してある。これらマンドレル３、インピーダ
４、弾性体１１，円筒状の樹脂体ｌ２は一体物として管
状素管から挿入され溶接管内まで達している。

マンドレル３からの冷却水はインピーダ４を冷却しイン
ピーダ４の先端から排出される。排出された冷却水は円
筒状の樹脂体ｌ２の堰の働きにより管状素管側に流れる
．また、溶接管内の冷却水の逆流あるいは水蒸気の噴出
は円筒状の樹脂体１２の働きによって防止される． 弾性体ｌ１は円筒状の樹脂体１２に加わる冷却水の逆流
と水渾気による衝撃を吸収し、インピーダ４への振動伝
達を防止している． この溶接温度変動防止方法を用いて、管寸法：外径２５
．４ｍｍ、厚さ３．０ｍ−の電縫管を製造した．製造に
際しては管内断面積に対する円筒状の樹脂体断面積の比
を第１表に示す値に変化させた。

第１表 第１表から明らかなように本発明法Ｎｏ．４、５、６は
管内断面積に対する樹脂体の断面積の比が０．５２〜０
．７７の範囲にあり、樹脂体の溶接温度変動防止効果に
よって温度変動範囲は±２，５゜Ｃ以内である． 従来法Ｎｏ．１は樹脂体が無いため溶接温度の変動は大
きく±ｌ５゜Ｃである。

比較法Ｎｏ．２、３は管内断面積に対する樹脂体の断面
積の比が０．２７〜０．３８と本発明の規定値よりも小
さいため、溶接温度の変動は大きく±６〜±１１゛Ｃの
範囲である． 比較法Ｎｏ．７は管内断面積に対する樹脂体の断面積の
比が０．８６と本発明の規定値よりも大きいため、溶接
温度の変動は大きく±１０゜Ｃである．これらの電縫管
から試験片を採取し第６同に示すへん平試験および第７
図に示す押し広げ試験を行った．へん平試験は試験片の
長さを５０間とし、平板間距ＡＩＨ＝２ｔ　（ｔ　：管
の厚さ）で行った．押し広げ試験はＤ／Ｄ．　＝１．５
（Ｄａ：元の管外径、Ｄ：押し広げ後の管外径）で行っ
た．なお、円錐台の角度は６０″である．これらの結果
を第２表に示す． さらに、従来法Ｎｏ．１と本発明法Ｎｏ．５について電
縫管の溶接部についてマクロ組織を観察した，この結果
を第２表および第５図に示す． 第２表 表中○：割れなし、×：割れあり 第５図は溶接部のマクロｍｉｓを示す図で、（ａ）は従
来法で溶接温度が高めに変動した場合を、（ｂ）は従来
法で溶接温度が低めに変動した場合を、（ｃ）は本発明
法Ｎｏ．５の場合をそれぞれ示す。

第２表に示すように本発明法では健全な溶接部が得られ
るためへん平試験、押し広げ試験とも割れのない良好な
結果を示している．一方、従来法および比較法は溶接温
度の変動が大きいため健全な溶接部が得られずへん平試
験、押し広げ試験において割れの発生が認められる。

また、溶接部のマクロ組織は第５因に示すように、従来
法Ｎｏ．　Ｉは溶接温度の変動が大きいため溶接部の脱
炭層（第５図の白色層）の幅も大きく変化している。

以上の実施例の結果からも明らかなように本発明に係わ
る電縫管製造用の熔接温度変動防止方法は溶接温度の変
動を防止し、健全な溶接部を有する電縫管の製造に相応
しいものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係わる電縫管製造用の熔
接温度変動防止方法は、上記の横威であるから溶接温度
の変動が無くなハ、、その結果、溶接部の品質が安定し
た加工性の艮い電縫管を容易に製造できるという優れた
効果を有するものである．

【図面の簡単な説明】

第Ｉ図は本発明による電縫管製造用の溶接温度変動防止
方法の実８ｌｊ例の概略図を示す．第２同は従来法の概
略図を、第３図は従来法の冷却水の流れを示す概略図を
それぞれ示す。 第４図は樹脂体断面積と管内断ｔｈｉ積との比と溶接温
度変動値との関係を示すグラフである。 第５図は溶接部のマクロ組織を示す図である．第６図は
へん平試験方法を、第７図は押し広げ試験方法を示す図
である。 １一管状素管　　　　　ビ−管状素管部２一溶接管　　
　　　　２゛一溶接管部３−マンドレル　　　　４・・
・インピー・タ５一高周波コイル　　　６一温度検出セ
ンサー７−スクイズロール　　８−ｉ８接点 ９、９゜　一管状素管の端部 １１−弾性体　　　　　　１２一円筒状の樹脂体２１− ２３ 平板 電縫管 ２２−・−溶接部 ２４　　円錐台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属帯を連続的に管状に成形し、その両端部を溶接して
   、電縫管を製造する溶接装置において、インピーダの後
   方に、弾性体を介して円筒状の耐熱樹脂体を設け、その
   断面積が溶接管内断面積に対し０．５〜０．８であるこ
   とを特徴とする電縫管製造用の溶接温度変動防止方法。