JPH0372390B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は帯状鋼を室温、または加熱状態で連続
的に成形、溶接を行う電縫鋼管、または、温間電
縫鋼管製造プロセスにおける突合せ形状不整合に
より惹起される溶接法品質低下を防止するための
検出、制御法に関する。 （従来の技術と問題点） 室温、温間を問わず、電縫溶接鋼管の溶接品質
に影響を及ぼす最大の原因は、帯状鋼を管状に成
形し、両縁円加熱衝合する時の(a)加熱温度不適お
よび(b)衝合突合せ形状不適である。前者(a)の衝合
縁加熱温度不適を惹起する原因として、先ず挙げ
られるのが、帯状鋼の厚さ変動、溶接速度変動で
ある。しかるに近年の厚さ、速度計測器の精度ア
ツプとこれ等の計測情報を利用し、溶接電力を適
正化する制御技術の発達により、厚さ変動、速度
変動は、製鉄研究第297号「ボイラ用電縫鋼管の
製造技術」（杉村他）に示す如く最早、衝合縁加
熱温度不適の原因とはならなくなり、これに代つ
て重要視される原因は、両縁の比対称加熱となつ
た。 電縫鋼管製造プロセスにおいて、成形・高周波
加熱された管状体両縁の温度を等温線で模式的に
描くと、第５図Ａの如く、相対する縁の表面およ
び隅部が集中的に加熱され、かつ等温線は左右縁
で対称形をなす。これは高周波加熱特有の現像で
電流が表皮効果、近接効果により相対する面、隅
の表皮部分に集中する為である。しかるに、第５
図Ｂの如く、左右の縁が非対称形すなわち突合せ
不整合状態をなす時は、両縁の近接条件が変わ
り、加熱パターンも非対称となり、甚だしい場合
は局部的な加熱温度不適を惹起する。 次に、後者(b)の衝合部突合せ形状不適は、成形
時帯状鋼両縁近傍の成形不適により第６図Ａの如
きピーキング、または、同図のＢのケービングを
なすものと、左右衝合縁が非対称形状に成形さ
れ、両縁の突合せ形状に段差（第５図のＢ）いわ
ゆる突合せ形状不整合が生ずるものとがある。し
かるに、ピーキング、ケービングは、成形孔型の
適正化を得た後は、作業の機会毎に、或いは作業
中に発生することは少く、作業現場で問題視され
るのは非対称成形に起因する突合せ形状不整合で
ある。 この様な非対称成形の生ずる原因は、成形ロー
ルスタンドの調整不良、ロールの偏摩耗、帯状鋼
の形状不良（キヤンバー、偏肉など）が挙げら
れ、これ等の原因が単独、或いは重複し、連続成
形時に左右縁の成形量に差異を生じ、非対称成形
形状となる。 今や、非対称成形すなわち、突合せ形状不整合
は、前述の如く溶接品質不良の最大原因であるこ
とから、直ちに検出し、修正処置を講ずること
が、重要な問題となつている。もちろん、非対称
成形の中でも程度の甚だしいものは目視、あるい
は機械的、光学的検出装置により、検出可能であ
るが使用環境の高熱、粉塵、水蒸気などに妨げら
れ、精度の点で満足し得るものとなつていない。
この為、微小の成形非対称までを精度良く検出す
る為には、溶接・切断工程完了後、試料採取を行
い、顕微鏡調査により判定することが日常行われ
ている。しかし、この方法は、極めて時間がかか
ることから、製造現場における迅速行動の障害と
なつている。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、非対称成形を精度良く、瞬時か
つ連続的に検出、修正（制御）する方法について
研究を進めた結果、次の結論を得た。 第２図は本発明法の説明図であるが帯状鋼が管
状体３に成形され、高周波電縫溶接成形４によつ
て両縁が加熱（１２，１２′が加熱された部分）
され、スクイズスタンド５によつて衝合される様
子を示す。また９は、１２および１２′部の温度
分布を管軸と直角方向に測定（i₁―i₁′，i₂―i₂′，
i₃―i₃′の位置）すべく設置された放射温度計であ
る。第７図は非対称形状発生時の両縁段差と両縁
高加熱温度差との関係を示す図である。成形が正
しく行われ両縁の段差がない場合は、いずれの測
定位置においても管状体に温度差は、極めて小さ
く、逆に段差が存在すると、段差量に応じて温度
差は大きくなる。また、測定位置が下流の溶接点
に近い程温度差は大きくこれは、第８図の管状体
縁加熱パターンに示す如く、溶接点に近づく程両
縁の加熱が進み温度が高くなるため、段差の影響
も大きくなることによる。 従つて両縁の加熱温度が飽和点に到達しない限
り、溶接点（第２図の１１）に近い位置を測定点
に選ぶことが好ましい。 （実施例） 第１図に本発明を電縫鋼管製造プロセスに適用
した例について実施する装置構成を示す。帯状鋼
鋼板１は、成形スタンド２により連続的に管状体
３に成形される。次いで、高周波電縫溶接成形４
およびスクイズスタンド５により管状体の両縁を
溶接する溶接ビード切削６の後、管７は定型機８
により、所定の寸法に仕上げられる。また高周波
電縫溶接成形４とスクイズスタンド５の間には、
管状体両縁のの温度を測定する放射温度計９が設
置されている。これは第４図の如く、管状体３の
両縁間とその外側各20mmを測定視野にもち、視野
内温度を0.1mm以下で測定できる。この温度計か
ら送られる情報に基いて両縁の最高温度差を求
め、更に第７図の関係から両縁の段差を演算しこ
の段差を修正すべくスクイズスタンド５にロール
設定位置の変更を指示する小型電算機１０が設置
されている。スクイズスタンド５は第３図の如く
２つの縦ロール１３，１３′、２つのトツプロー
ル１４，１４′から成る（小径管の場合は、縦ロ
ール１３，１３′のみの場合もある）。トツプロー
ル１４，１４′には、それぞれ高さ調整用油圧シ
リンダー１５，１５′が設置されており、小型電
算機１０から送られるトツプロール高さ修正指示
に基いて、左右ロール高さを独立に制御し、両縁
の段差を修正する。スクイズスタンド５が縦ロー
ル１３，１３′のみで構成されている時は縦ロー
ル１３，１３′の支持台１６，１６′の高さを独立
に制御する方式がとられる。 （発明の効果） 本発明は以上に述べた非対称成形検出、制御方
式を電縫鋼管製造プロセスに導入した結果、次の
様な顕著な効果が得られる。従来法では、製造開
始時点成形形状が左右対称である、すなわち突合
せ形状不整合がないことが確認されるまで製造、
サンプリング、判定、成形ロール調整が繰返さ
れ、この間の不良製品発生を避けるためにサンプ
リング、判定の間は製造を中断していた。また製
造の途中で非対称成形が発見された場合も製造開
始時点と同様な手順で成形ロール調整が行われ
た。この為作業能率の低下は無視できない水準に
あり、かつ製造途中での非対称成形発生は発見ま
でに時間を要し、大量の不良発生に結びつく事が
多かつた。 これに対し本発明においては、製造開始点から
常時非対称成形の検出制御が行われるため製造の
中断による作業能率低下、不良発生は第１表に例
示する如く、大幅に改善され製品品質の安定、製
造コストの低減に大きく寄与するものである。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を適用した電縫管製造プロセ
スを示す図、第２図は第１図の管状体縁加熱・ス
クイズ部を取出した詳細図、第３図は第１図のス
クイズスタンドを取出した詳細図、第４図は放射
温度計の測定視野を示す図、第５図は高周波誘導
加熱された管状体両縁の温度分布を示す図、第６
図は成形形状不適（ピーキング、ケービング）を
示す図、第７図は管状体両縁段差と縁加熱温度差
の関係を示す図、第８図は管状体縁の加熱パター
ンを示す図である。 １：帯状鋼板、２：成形スタンド、３：管状
体、４：高周波電縫溶接装置、５：スクイズスタ
ンド、６：ビード切削装置、７：管、８：定型
機、９：放射温度計、１０：小型電算機、１１：
溶接点、１２，１２′：管状体縁の加熱された部
分、１３，１３′：縦ロール、１４，１４′：トツ
プロール、１５，１５′：油圧シリンダー、１６，
１６′：支持台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯状鋼を室温、または加熱状態で長手方向に
   送りつつ管状に成形して、両縁を加熱・衝合さ
   せ、該衝合部を電縫溶接する、いわゆる電縫溶接
   法、または温間電縫溶接法において、衝合点上
   流、かつ近傍で管状体の両縁加熱温度差から、突
   合せ形状不整合を検出し、これに応じて下流のス
   クイズロールに高さ方向の段差を付加することに
   より、突合せ形状不整合を修正することを特徴と
   する溶接管突合せ形状不整合制御法。