JPH03264170A - 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〕 本発明は高周波溶接により電縫管を製造する方法に関す
る。

〔従来の技術〕

第４図は高周波溶接による電縫管の製造方法の説明図で
ある。電縫管の素材となる金属帯１は、図中に白抜矢符
にて示す如くその長手方向に送給されつつ、この送給経
路に沿って並設した図示しない複数対の成形ロール間に
順次挟持されて、図示の如く管状をなして曲げ成形され
る。金属帯１の両縁部１１，１１は、前記成形の進行に
伴って相互に対向せしめられ、更なる進行により平面視
にてＶ字形をなして近接せしめられて衝合する。この衝
合位置（Ｖ字形の頂点位置）の後側には、管状をなす金
属帯１を幅方向両側から挟持し、衝合された両縁部１１
．１１に所定の圧下を加える一対のスクイズロール（溶
接部圧接ロール）２．２が配設しである。また前記衝合
位置の前側には、高周波電源４に接続された給電装Ｗ３
，３が、衝合前の相互に対向する両縁部１１．１１の夫
々に面して配設してあり、金属帯１の両縁部１１，１１
には、これらの給電装置３，３による高周波電圧の印加
に伴って局所的な高周波電流が流れる。即ち、前記両縁
部１１，１１は、前記衝合の前に加熱溶融しており、こ
の衝合の後にスクイズロール２，２にて加えられる圧下
により加圧溶接される。そしてこの溶接により得られる
管５は、スクイズロール２，２の後方に送給経路に沿っ
て並設された図示しない成形ロールによる仕上げ成形を
経て電縫管が製造される。

さてこのようにして行われる電縫管の製造においては、
縁部１１，１１を加熱する際の大熱量が不足している場
合、加圧溶接時における溶接不良を招来し、逆に大熱量
が過剰である場合、縁部１１，１１の融は落ちを招来す
る難点があり、溶接部の品質向上のためには前記大熱量
の管理が重要な課題となっている。大熱量の大きさは給
電装置３，３による縁部１１，１１への供給電力量に支
配されるから、例えば特開昭５９−１３０６９２号公報
に開示されている如く、給電装置３，３とスクイズロー
ル２，２との間の所定位置にて縁部１１，１１の温度を
検出し、この検出温度を所定の基準温度に一致せしめる
べく前記供給電力量を制御することにより前述の課題は
解消される。

また、溶接部の品質向上のためには、第４図中にθとし
て示す如く、縁部１１，１１がＶ字形をなして衝合され
る際の開き角度（衝合角度〉を適正に保つことが重要で
ある。衝合角度の適正値は、得るべき電縫管の外径、肉
厚及び材質によって異なると共に、スクイズロール２，
２並びにこれの前後の成形ロールの配設位置及び形状に
よっても異なるが、操業実績に基づいて決定することが
可能である。このような衝合角度の適正化を目的とする
発明としては、例えば特開昭６２−１５６０８２号公報
に開示されているものがある。これは縁部１１，１１の
衝合位置を光学カメラにて撮像して、この撮像結果に基
づいて現状の衝合角度を検出する一方、管状をなす金属
帯１に機械的押付は力を加えて衝合角度を調節するよう
になした専用の調整機構をスクイズロール２．２の前方
に設け、この調整機構を衝合角度の検出結果に従って制
御することにより衝合角度の適正化を図っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが金属帯１の両縁部１１，１１は通常、給電装置
Ｆ３．３の配設位置での加熱により溶融状態にある一方
、衝合位置に向けての進行に伴い相互に近付くに従って
、これら両縁部１１．１１間には斥力が作用するため、
噛融部分が金属帯１の表、裏面に向けて排斥されて、両
縁部１１．１１にて形成されるＶ字の形状が変化し、見
かけ上の衝合角度が本来の衝合角度と異なる現象を招来
する。前記特開昭６２−１５６０８２号においては、こ
のように変化している見かけ上の衝合角度を検出してお
り、この検出結果に基づいて前記調整機構を制御してい
るため、適正な衝合角度の実現は不可能であり、溶接状
態の不安定化を招来する難点がある。また前述した如く
、衝合角度を調整するための専用の調整手段が必要であ
り、この調整手段の設置のため多大の設備費の負担が要
求される上、既設の設備への適用が実質上不可能である
という難点がある。

本願出願人は、前者の難点、即ち現状の衝合角度ψ正し
い検出が不可能であるという難点を解消する方法を特願
平１−８５５６１号において既に提案している。これは
、金属帯ｌの両縁部１１．１１に沿って複数の点又は直
線よりなるマークを付しておき、衝合角度の検出に際し
、前述した如き溶融部分の排斥により形状が変化する両
縁部１１，１１がなす角度を検出するのではなく、夫々
に付されたマークの交叉角度を検出するものであり、こ
れらのマークを前記溶融が生じ得る範囲を避けて前記両
縁部１１．１１に可及的に接近させて付すことにより、
本来の衝合角度を精度良く検出することができる。

ところがこの提案においては、検出された衝合角度に基
づいて両縁部１１．１１の開き角度を自動調節するため
の手段が開示されておらず、前記特開昭６２−１５６０
８２号に開示されたものと同様の専用の調節手段を設け
る場合、後者の難点、即ち多大の設備費が必要となるこ
と、及び既設の設備への適用が不可能であるという難点
を解消し得ない。従って前述の検出結果は、操業開始前
に品質確認のために行われる実用試験の結果に基づき設
備の初期設定を行う際に利用することは可能であるが、
連続操業中においては、現状の衝合角度を作業者に認識
せしめるためのモニタとして活用するにとどまっている
のが実状である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、衝合
角度の自動調節を特殊な専用の装置を用いることなく可
能として、設備操業中における衝合角度を確実に適正値
に維持することができ、溶接品質の安定向上に寄与し得
る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〕

本発明に係る電縫管の製造方法は、所定の送給経路に沿
ってその長手方向に送給される金属帯を管状に曲げ成形
し、該金属帯の相互に対向する両縁部を、高周波電流の
通電により加熱溶融せしめて衝合させ、この衝合位置の
後側に配したスクイズロールの圧下により衝合溶接する
電縫管の製造方法において、前記衝合位置の前側にて前
記両縁部が形成する衝合角度を検出し、この検出結果を
所定値以上に保つべく前記スクイズロールの圧下位置を
自動調節することを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、管状に曲げ成形された金属帯の両縁
部が、これらの衝合前に形成する衝合角度を検出し、こ
の結果に基づき衝合後の前記両縁部に圧下を加えるスク
イズロールの圧下位置を変更して、前記衝合角度を適正
値に自動調節する。

〔実施例） 以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る電縫管の製造方法（以下本発明
方法という）の実施状態を示す模式的ブロック図である
。

図中１は電縫管の素材となる金属帯であり、この金属体
１は、図中に白抜矢符にて示す如くその長手方向に送給
されて、この送給経路に沿って並設された図示しない複
数対の成形ロール間に順次挾持されて管状をなして曲げ
成形され、該金属帯１の両縁部ＩＬＩＩは、前記成形の
進行に伴って相互に対向せしめられ、更なる進行により
、図示の如く７字形をなして近接して衝合する。この衝
合位置の後側には、管状をなす前記金属帯１を幅方向両
側がら挾持し、衝合された両縁部１１．１１に所定の圧
下を加える一対のスクイズロール（溶接部圧接ロール）
２．２が配設してあり、また前側には、相互に対向する
両縁部１１．１１の夫々に面して給電装置３，３が配設
しである。而して金属帯１の縁部１１．１１は、前記給
電装置３．３による高周波電圧の印加に伴って流れる高
周波電流により前記衝合前に加熱されており、金属帯１
の進行に伴う若干の温度降下の後、所定の温度下にて衝
合され、前記スクイズロール２，２にて加えられる圧下
により加圧溶接される。なおこれにより得られる管５は
、スクイズロール２，２の後方に送給経路に沿って並設
された図示しない成形ロールによる仕上げ成形を経て電
縫管が製造される。

前記金属帯１には、成形後に外面となる側に縁部１１．
１１の夫々に平行をなして沿うマーク線Ｍ。

Ｍが形成されており、縁部、１１．１１の衝合角度θは
、これらのマーク線Ｍ、Ｍがなす角度として検出される
。前記マーク線Ｍ、Ｍの形成は、例えば、縁部１１．１
１から所定長離隔した位置に該縁部１１，１１と平行を
なす直線状のけかき疵を刻設し、この紙中に速乾性を有
する光輝度色の塗料を流し込むことによりなされ、この
際における縁部１１，１１とマーク線Ｍ、　Ｍとの離隔
距離は、前記加熱により溶融する虞がある部分を避ける
こと、及び加圧溶接後に行われるビード切削に際しビー
ド部と共に消去し得ることを考慮して決定される。

マーク線Ｍ、Ｍの交叉角度として衝合角度θを検出する
ため、前記縁部１１，１１の衝合位置に面して、該衝合
位置近傍を撮像するテレビカメラ６が配設されており、
また該テレビカメラ６のやや前方には、縁部１１．１１
の温度を所定長さに亘って検出し、長手方向の温度分布
を出力する温度パターン計７が配設されている。前記テ
レビカメラ６が出力する画像情報は、画像処理装置７１
を経て演算装置７２に与えられており、温度パターン計
７の出力は演算装Ｗ７２に直接的に与えられている。画
像処理装置７１は、前記画像情報を輝度の高低に基づい
て数値化し、輝度の高い前記マークＩＭ、Ｍを抽出して
、この抽出結果を演算装置７２へ出力する動作をなし、
演算装２７２は、画像処理装置７１からの入力を用いて
前記マーク線Ｍ、Ｍの交叉角度、即ち衝合角度θを演算
し、また温度パターン計７からの入力により衝合位置を
演算する。演算装置７２の演算結果は、記録計７３及び
モニタ７４に与えられ、前者に記録されると共に後者に
表示される一方、衝合角度θの演算結果は、これが適正
であるか否かの判定を行う判定器７５に与えられている
。

さて本発明方法においては、衝合角度θの検出結果が適
正でない場合、スクイズロール２，２の圧下位置の変更
により適正化を図ることに特徴があり、衝合角度θの適
否判定を行う前記判定器７５の判定結果は、スクイズロ
ール２，２のロール間隔変更手段、例えば図示のモータ
７６に与えられている。而して、判定器７５にて後述の
如く不適の判定がなされた場合、該判定器７５の出力信
号に従ってモータ７６が駆動され、スクイズロール２，
２のロール間隔、即ち圧下位置が自動１１節される。

第２図は、外径が５０．８ｍｍであり肉厚が５．０ｍｓ
＋である０、４％Ｃ鋼製の電縫管の製造に際し、縁部１
１゜１１の衝合角度θと加熱時における適正入熱量の許
容範囲との関係を調べた結果を示すグラフである。

この図から、適正入熱量の許容範囲は、衝合角度θが大
となるに従って大きくなることが明らかである。即ち、
衝合角度θが大きい場合、加熱時の入熱量の変動に対し
ても安定した溶接が可能であり、溶接品質の安定向上に
寄与し得ることがわかる。

さて本願発明者は、電縫管の製造設備における多くの操
業結果から、スクイズロール２，２の圧下位置と衝合角
度θとの間に明確な相関関係が成立し、この相関関係は
、得るべき電縫管のサイズ、材質等に応じて異なるが、
全てにおいて同様の傾向を示すことを知見した。第３図
は、スクイズロール２，２の所定の基準位置からの圧下
量に対し、衝合角度θに生じる変化の一例を示すグラフ
である。なおこの図は、第２図と同一の管において得ら
れたものである。

本図から明らかな如く衝合角度θは、スクイズロール２
．２の圧下量が小さい範囲（０〜１．５ｔａｍ）におい
ては、該圧下量の如何に拘わらず略一定であり、この範
囲を超え２．５１１ＩＩ１１程度に至るまでにおいては
、圧下量の増大に対し直線的に急増する傾向を示し、更
に大きい範囲（２，５ｍｍ以上）においては圧下量の増
大に対し漸増する傾向を示す。−足載から急増域への遷
移点及び急増域から漸増域への遷移点は、電縫管のサイ
ズ、材質等に応して異なるが、これらの−足載、急増域
及び漸増域がこの順に現出する傾向は、いかなるサイズ
、材質等の如何に拘わらず共通である。本発明方法の実
施に際しては、前記急増域又は漸増域内にてスクイズロ
ール２，２の圧下位置を変更することにより衝合角度θ
を変化せしめ、該衝合角度θを適正化する。この適正化
の際の応答性を考慮した場合、前記漸増域内にて圧下位
置を変更するよりも、前記急増域内にて圧下位置を変更
する方が望ましいが、一方溶接品質の向上のためには、
前述の如く衝合角度θを可及的に大きくすることが望ま
しく、これらを考慮して実際の本発明方法においては、
急増域と漸増域との遷移点近傍に図示の如く下限角度θ
。を設定して、前述の如く得られる衝合角度θの検出値
をこの下限角度θ。以上に保つべく圧下位置の変更を行
う。但し、スクイズロール２゜２の圧下量を過度に増大
せしめた場合、溶接部の近傍に、金属組織に沿った介在
物を起点とする割れ（フッククラック）が生じる虞があ
り、第３図の場合、３．０ｍｍ以上の圧下量を与えた場
合フッククランクの発生が確認された。スクイズロール
２゜２の圧下位置の変更範囲には、このことを考慮した
上限が設定されるべきであり、第３図に示す例において
は、図中にハツチングを施して示す範囲を適正範囲とし
、この範囲内にてスクイズロール２．２の圧下位置の変
更を行うのが望ましい。

前記判定器７５は、演算装置７２から与えられる現状の
衝合角度θの適否を前述の如き基準に従って判定してお
り、該衝合角度θが前記下限値θ。を下回った場合、判
定器７５からの駆動指令に応じて前記モータ７６が駆動
されて、スクイズロール２゜２の圧下位置が圧下量を増
す向きに変更され、これによって生じる衝合角度θの増
大により適正化が実現される。また、前述の如き上限値
の設定がなされている場合には、衝合角度θの検出結果
がこの上限値を上回ると共に、判定器７５からの駆動指
令に応じてモータ７６が駆動され、スクイズロール２，
２の圧下位置が、前述の場合とは逆に圧下量を減じる向
きに変更されて適正化が実現される。

最後に、以上の如き本発明方法と従来法とにより、第１
表に示す条件下にて各１０７ＯＮの電縫管を製造し、夫
々の溶接欠陥の発生率を調べた結果について説明する。

溶接欠陥の検出は、夫々の溶接線に沿う超音波探傷試験
によって行った。この結果、従来法の適用により得られ
た電縫管においては、全体長さの０．０５％に相当する
欠陥が検出されたのに対し、本発明方法の適用により得
られた電縫管においては、欠陥の検出が全くなされず、
本発明方法の適用により溶接品質の安定向上を図り得る
ことが明らかとなった。なお、本発明方法の実施中、ス
クイズロール２，２における実際の圧下量の変更範囲は
２．５　　２．７ｍｍであった。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明方法においては、管状に曲げ底
形された金属帯の両縁部が形成する衝合角度を検出し、
この結果に基づいてスクイズロールの圧下位置を変更す
ることにより、前記衝合角度を自動調節するから、設備
操業中における衝合角度を確実に適正値に維持すること
ができ、溶接品質の安定向上に寄与し得ると共、に、衝
合角度のｇｌｍのための専用の装置が不要であり、既設
の設備への適用が容易である等、本発明は優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式的ブロック図
、第２図は衝合角度と適正入熱範囲との関係を示すグラ
フ、第３図はスクイズロールの圧下量に対する衝合角度
の変化状態を示すグラフ、第４図は電縫管の製造方法の
説明図である。 １・・・金属帯　　２・・・スクイズロール　　６・・
・テレビカメラ　　１１・・・縁部　　７１・・・画像
処理装置７２・・・演算装置　　７５・・・判定器　　
７６・・・モータＭ・・・マーク線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の送給経路に沿ってその長手方向に送給される
   金属帯を管状に曲げ成形し、該金属帯の相互に対向する
   両縁部を、高周波電流の通電により加熱溶融せしめて衝
   合させ、この衝合位置の後側に配したスクイズロールの
   圧下により衝合溶接する電縫管の製造方法において、 前記衝合位置の前側にて前記再縁部が形成する衝合角度
   を検出し、この検出結果を所定値以上に保つべく前記ス
   クイズロールの圧下位置を自動調節することを特徴とす
   る電縫管の製造方法。