JPH04178294A - Inside sealing tool for manufacturing pipe - Google Patents
Inside sealing tool for manufacturing pipeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、曲げ及び曲げ戻しによる残留応力が付与され
た金属ストリップを幅方向にカールさせることにより得
られた円筒体の幅方向両端部を突合せ溶接して管体な製
造するときに使用される内面シール工具に関する。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention provides a method for forming both ends of a cylindrical body in the width direction, which is obtained by curling in the width direction a metal strip to which residual stress is applied due to bending and unbending. This invention relates to an inner sealing tool used when manufacturing tubular bodies by butt welding.
［従来の技術］
金属ストリップから管体な製造する従来の方法では、多
数のタンデムミルに配置されたカリバーを有するフォー
ミングロール、ケージロール等からなるロール成形機が
使用されている。この成形機により、金属ストリップは
、幅方向に順次曲げ加工され、管状に成形される。そし
て、成形された金属ストリップの幅方向両端部を突き合
わせて溶接することにより、管体な連続的に製造してい
る。[Prior Art] A conventional method for manufacturing tubular bodies from metal strip uses a roll forming machine consisting of forming rolls, cage rolls, etc. with calibers arranged in a number of tandem mills. This forming machine sequentially bends the metal strip in the width direction and forms it into a tubular shape. Then, by butting and welding both ends of the formed metal strip in the width direction, a continuous tubular body is manufactured.
しかし、この方法では、多段の成形スタンドが配置され
た成形機を必要とするため、設備的な負担が大きくなる
。また、設備の複雑化に伴って保守・点検等の作業も面
倒なものとなる。そして、径の異なる管体を製造しよう
とするとき、成形ロールの組替えが長時間を要する作業
となる。However, this method requires a molding machine with multiple molding stands, which increases the burden on equipment. Furthermore, as equipment becomes more complex, maintenance, inspection, and other tasks become more troublesome. When trying to manufacture tube bodies with different diameters, changing the forming rolls becomes a time-consuming task.
しかも、板幅に比較して板厚が小さな金属ストリップな
製管用素材とすると、曲げ過程における弾性変形による
影響が大きく現れる。たとえば、前段の成形ロールから
後段の成形ロールに至る過程で大きなスプリングバック
が生じ、特に幅方向両端部が十分な曲げ加工を受けるこ
となく、後段の成形ロールに送り込まれる。そのため、
製造された管体の真円度が劣化する。また、エツジスト
レッチが大きいことから、緑液が発生し易く、溶接が困
難になる。Furthermore, if the material for pipe manufacturing is a metal strip whose plate thickness is small compared to the plate width, the influence of elastic deformation during the bending process will be significant. For example, a large springback occurs in the process from the former forming roll to the latter forming roll, and in particular, both ends in the width direction are sent to the latter forming roll without being sufficiently bent. Therefore,
The roundness of the manufactured tube deteriorates. Furthermore, since the edge stretch is large, green liquid is likely to be generated, making welding difficult.
本発明者等は、このような問題を解消した製管方法とし
て、従来の成形ロールを使用することな・ （、金属ス
トリップが有する弾性力を利用して管状に成形する方法
を開発し、特開昭６２〜１７６６１１号公報、特開平１
−４８６２４号公報等として紹介している。The present inventors have developed a method for forming tubes that eliminates these problems by using the elastic force of metal strips, without using conventional forming rolls, and have developed a special Publication No. 62-176611, Japanese Patent Application Publication No. 1998
It is introduced as Publication No.-48624, etc.
たとえば、特開昭６２−１７６６１１号公報では、第５
図に概要を示した設備構成を使用している。アンコイラ
１から送り出された金属ストリップＳは、ガイドロール
２を経て予変形部３に送り込まれる。予変形部３は、小
径の曲げロール３ａ及び大径のサポートロール３ｂを備
えており、サポートロール３ｂの表面にポリウレタン等
の伸性ライニング３ｃが施されている。For example, in JP-A-62-176611, the fifth
The equipment configuration outlined in the figure is used. The metal strip S sent out from the uncoiler 1 is sent into the pre-deformation section 3 via the guide rolls 2. The pre-deformation section 3 includes a small-diameter bending roll 3a and a large-diameter support roll 3b, and an elastic lining 3c made of polyurethane or the like is provided on the surface of the support roll 3b.
そして、得られる管体の内面側が曲げロール３ａ側に接
触するように、金属ストリップＳを曲げロール３ａとサ
ポートロール３ｂとの間に送り込む。金属ストリップＳ
が曲げロール３ｂで塑性的げを受けるため、幅方向に一
様な曲げ応力が予変形部３を通過した後の金属ストリッ
プＳに残留する。Then, the metal strip S is fed between the bending roll 3a and the support roll 3b so that the inner surface of the resulting tubular body contacts the bending roll 3a side. metal strip S
Since the metal strip S is subjected to plastic flexure by the bending rolls 3b, a uniform bending stress in the width direction remains in the metal strip S after passing through the pre-deformation section 3.
曲げ及び曲げ戻しにより残留応力が与えられた金属スト
リップＳは、保形ロール４．サイドロール５及び送りロ
ール６を経て下流側に送られる。The metal strip S to which residual stress has been applied by bending and unbending is passed through shape-retaining rolls 4. It is sent to the downstream side via side rolls 5 and feed rolls 6.
この送り過程で、金属ストリップＳは、長手方向の変形
が拘束されているので、残留応力によって管状に弾性変
形する。そして、管状に成形された金属ストリップＳは
、保形ロール４及びサイドロール５により形状が拘束さ
れた状態で、幅方向両端部が突き合わされる。この突合
せ部を溶接トーチ７で溶接することにより、管体ｐが得
られる。During this feeding process, the metal strip S is restrained from being deformed in the longitudinal direction, so it is elastically deformed into a tubular shape due to residual stress. Then, the metal strip S formed into a tubular shape is abutted against each other at both ends in the width direction, with the shape being restrained by the shape retaining rolls 4 and the side rolls 5. By welding this abutted portion with a welding torch 7, a tube body p is obtained.
この方法においては、弾性変形を利用して金属ストリッ
プＳを管状に成形するため、得られた管体ｐの真円度は
優れたものとなる。また、金属ストリップＳを管状に曲
げ加工する成形ロールを必要としないため、設備構成が
簡単になり、特に薄肉管の製造に適した方法である。In this method, since the metal strip S is formed into a tubular shape using elastic deformation, the resulting tubular body p has excellent roundness. Furthermore, since no forming rolls are required for bending the metal strip S into a tubular shape, the equipment configuration is simplified, and this method is particularly suitable for manufacturing thin-walled tubes.
また、特開平２−７５４１８号公報では、第６図に示し
た概略構成をもつ予変形部を提案した。Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-75418, a pre-deformation section having a schematic configuration shown in FIG. 6 was proposed.
この予変形部３では、一対の大径ロール３ｄ及び３ｅの
間に曲げロール３ｆを配置している。金属ストリップＳ
は、大径ロール３ｄと曲げロール３ｆの間を通過した後
、曲げロール３ｆを周回し、大径ロール３ｅと曲げロー
ル３ｆとの間から送り出される。この走行過程で、金属
ストリップＳに曲げ及び曲げ戻しにより残留応力が付与
される。In this pre-deformation section 3, a bending roll 3f is arranged between a pair of large diameter rolls 3d and 3e. metal strip S
After passing between the large diameter roll 3d and the bending roll 3f, the material goes around the bending roll 3f and is sent out from between the large diameter roll 3e and the bending roll 3f. During this running process, residual stress is applied to the metal strip S by bending and unbending.
この予変形部３は、小径の曲げロール３ｆをバックアッ
プする機構を省略することができ、所定の残留応力を金
属ストリップＳに付与することが容易となる。This predeformation section 3 can omit a mechanism for backing up the small diameter bending roll 3f, and it becomes easy to apply a predetermined residual stress to the metal strip S.
［発明が解決しようとする課題］
ストリップを筒状に成形して溶接管を製造するとき、裏
ビードに酸化スケールの発生があると、得られた溶接管
を配管として使用した場合、酸化スケール発生箇所に孔
食が発生し易（なる。そのため、酸化スケールを除去す
る酸洗工程等が必要と去れる。そこで、従来の造管法で
は、溶接される円筒体を内面からシールし、溶接個所の
内部を不活性雰囲気に維持している。また、雰囲気圧を
一定に維持することにより、アークの安定化を図ってい
る。このとき、シールガスの圧力によってビードの断面
形状が変化する。たとえば、シールガスの圧力が低過ぎ
るとビードが窪み、高過ぎると外側に膨らむ。極端な場
合には、溶接部からシールガスが吹き抜けることもある
。[Problems to be Solved by the Invention] When manufacturing a welded pipe by forming a strip into a cylindrical shape, if oxide scale is generated on the back bead, oxide scale will be generated when the obtained welded pipe is used as piping. Pitting corrosion is likely to occur at the welding points. Therefore, a pickling process to remove oxide scale is required. Therefore, in the conventional pipe making method, the cylindrical body to be welded is sealed from the inside, and the welding points are sealed. The interior of the bead is maintained in an inert atmosphere.Also, by keeping the atmospheric pressure constant, the arc is stabilized.At this time, the cross-sectional shape of the bead changes depending on the pressure of the sealing gas.For example: If the sealing gas pressure is too low, the bead will cave in, and if it is too high, it will bulge outward.In extreme cases, the sealing gas may blow through the weld.
！小ｒｂ’；Ｇ；：）＋＋ハーキｍ し＋ イ −叫
ハ咋二％ノレス鋼製プラグを円筒体の内面に挿入し、ス
テンレス鋼製プラグ及び円筒体内面で囲まれた内部空間
にアルゴン等の不活性ガスを吹き込むことが知られてい
る。! A stainless steel plug is inserted into the inner surface of the cylinder, and the internal space surrounded by the stainless steel plug and the inner surface of the cylinder is filled with argon, etc. It is known to blow inert gas.
しかし、この方法を第５図或いは第６図で説明したより
な造管法に適用しても、吹き込まれた不活性ガスの大部
分が系外に流出して、所期のシール作用を得ることがで
きない。その結果、製造された溶接管の裏ビードの酸化
等の欠陥発生が検出される。However, even if this method is applied to the more advanced pipe-making method explained in Figure 5 or Figure 6, most of the inert gas blown will flow out of the system and the desired sealing effect will not be achieved. I can't. As a result, defects such as oxidation of the back bead of the manufactured welded pipe are detected.
本発明は、このような問題を解消するために案出された
ものであり、フェルト状の耐熱性繊維で形成された円柱
状シール材をプラグとして使用することにより、プラグ
と円筒体内面との接触状態を向上させ、内部空間に吹き
込まれた不活性ガスの有効利用を図り、優れた品質をも
つ溶接管を製造することを目的とする。The present invention was devised to solve such problems, and by using a cylindrical sealing material made of felt-like heat-resistant fiber as a plug, the plug and the inner surface of the cylindrical body are connected. The purpose is to improve the contact state, effectively utilize the inert gas blown into the internal space, and manufacture welded pipes with excellent quality.
［課題を解決するための手段］
本発明の造管用内面シール工具は、その目的を達成する
ため、幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しにより残留応力
が付与された金属ストリップを幅方向にカールさせて成
形した円筒体の幅方向両端部を突き合わせて溶接すると
きに使用される内面シール工具であって、前記円筒体に
送入される中空管と、該中空間に穿設された不活性ガス
噴出孔と、該不活性ガス噴出孔を挟む前後の位置で前記
中空間に装着され、フェルト状の耐熱性繊維で形成した
一対の円柱状シール材とを備え、該円柱状シール材が溶
接前及び溶接後の前記円筒体の内面に接触し、前記円柱
状シール材及び前記円筒体の内面で囲まれた内部空間に
、前記不活性ガス噴出孔から不活性ガスが吹き出される
ことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the object, the inner sealing tool for pipe making of the present invention curls a metal strip in the width direction to which residual stress is applied by uniformly bending and unbending in the width direction. This inner sealing tool is used to butt and weld both widthwise ends of a cylindrical body formed by molding, and includes a hollow tube fed into the cylindrical body and a hole drilled in the hollow space. An active gas ejection hole, and a pair of cylindrical sealing materials formed of felt-like heat-resistant fibers and installed in the hollow space at positions before and after the inert gas ejection hole, the cylindrical sealing materials being The inert gas is blown out from the inert gas outlet into an internal space that contacts the inner surface of the cylindrical body before and after welding and is surrounded by the cylindrical sealing material and the inner surface of the cylindrical body. Features.
ここで、円柱状シール材としては、フェルト状の耐熱性
繊維で形成した複数のディスクを中空管の管軸方向に重
ね合わせたものを使用することができる。また、耐熱性
繊維には、ステンレス鋼繊維、セラミックス繊維、ガラ
ス繊維、スラグウール等の各種のものが掲げられるが、
なかでも靭性に優れたステンレス鋼繊維、炭化珪素繊維
等が好適な材料である。Here, as the cylindrical sealing material, a plurality of disks made of felt-like heat-resistant fibers stacked one on top of the other in the tube axis direction of the hollow tube can be used. In addition, heat-resistant fibers include various types such as stainless steel fibers, ceramic fibers, glass fibers, and slag wool.
Among them, stainless steel fibers, silicon carbide fibers, etc., which have excellent toughness, are suitable materials.
［作 用］
幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しによって残留応力が付
与された金属ストリップは、拘束を受けない自由状態で
は、長手方向にカールする傾向をもっている。この金属
ストリップに、長手方向の変形を阻止する拘束を加える
と、幅方向に変形する。この特性を利用して金属ストリ
ップを円筒状に成形すると、幅方向両端部に食い違いが
生じ、相互にラッピングした状態になり、突合せ溶接が
できなくなることがある。[Function] A metal strip to which residual stress is applied by uniform bending and unbending in the width direction has a tendency to curl in the longitudinal direction in a free state without being constrained. When restraints are applied to this metal strip to prevent it from deforming in the longitudinal direction, it deforms in the width direction. If this characteristic is used to form a metal strip into a cylindrical shape, there will be discrepancies between the ends in the width direction, resulting in a mutually lapped state, making it impossible to butt weld.
本発明においては、このようなラッピングを防止しなが
ら、円筒体を溶接する際の内面シール工具として、管内
面に接触して内部空間を形成するプラグとしてフェルト
状の耐熱性繊維で作られた円柱状シール材を使用してい
る。この円柱状シール材は、若干の圧縮性をもっており
、溶接位置に向かうに従って径が小さくなる円筒体の内
面に対する適合性が高い。In the present invention, while preventing such lapping, a circle made of felt-like heat-resistant fiber is used as an inner sealing tool when welding a cylindrical body, and serves as a plug that contacts the inner surface of the tube to form an internal space. Uses columnar sealing material. This cylindrical sealing material has some compressibility and is highly compatible with the inner surface of the cylindrical body whose diameter decreases toward the welding position.
また、円柱状シール材の圧縮で生じた反力が円筒体に伝
わる。しかも、円筒体の内部空間に吹き込まれた不活性
ガスは、円柱状シール材を管軸方向に通過すると共に、
円周方向にも流出する。この円周方向に流出した不活性
ガスは、円柱状シール材と円筒体内面との間に介在し、
円柱状シール材の滑りを向上させる。すなわち、円柱状
シール材は、円筒体を保形すると共に、内部空間に不活
性ガスを充満させる作用を呈する。In addition, the reaction force generated by the compression of the cylindrical sealing material is transmitted to the cylindrical body. Moreover, the inert gas blown into the internal space of the cylinder passes through the cylindrical sealing material in the tube axis direction, and
It also flows out in the circumferential direction. This inert gas flowing out in the circumferential direction is interposed between the cylindrical sealing material and the inner surface of the cylindrical body,
Improves the slippage of cylindrical sealing materials. That is, the cylindrical sealing material functions to maintain the shape of the cylindrical body and to fill the internal space with inert gas.
このような作用を効果的にするため、円柱状シール材の
嵩密度は、真密度に対して９０〜９８％の範囲にするこ
とが好ましい。嵩密度が９０％未満であると、シール材
を透過する不活性ガスの流量が多くなって、溶接位置の
内部空間を効率よく不活性ガス雰囲気に維持することが
できない。逆に、９８％を超える嵩密度であると、シー
ル材の可圧縮性が小さくなり、円筒体に対する保形作用
が低下する。In order to make this effect effective, the bulk density of the cylindrical sealing material is preferably in the range of 90 to 98% of the true density. If the bulk density is less than 90%, the flow rate of the inert gas passing through the sealing material increases, making it impossible to efficiently maintain an inert gas atmosphere in the internal space at the welding position. On the other hand, if the bulk density exceeds 98%, the compressibility of the sealing material decreases, and the shape-retaining effect on the cylindrical body decreases.
このようにして、円柱状シール材で内面から支持された
円筒体は、一定した条件の下で溶接される。そのため、
安定した品質のビードをもつ溶接管が得られ、後続する
工程におけるビード整形等の作業が緩和される。In this way, the cylindrical body supported from the inside by the cylindrical sealing material is welded under constant conditions. Therefore,
A welded pipe with beads of stable quality can be obtained, and work such as bead shaping in subsequent processes can be eased.
また、耐熱繊維で作られたシール材をフェルト状にして
使用するため、吹き込まれた不活性ガスがシール材を透
過する過程で、不活性ガスにより耐熱性繊維が冷却され
る。この冷却効果と相俟って、耐熱性繊維を使用するこ
とから、シール材から溶接点までの距離を小さく取るこ
とができ、不活性ガスを吹込むための内部空間が減容さ
れ、不活性ガス消費量も節減される。Furthermore, since the sealing material made of heat-resistant fibers is used in the form of a felt, the heat-resistant fibers are cooled by the inert gas as it passes through the sealing material. Combined with this cooling effect, the use of heat-resistant fibers makes it possible to shorten the distance from the sealing material to the welding point, reducing the internal space for injecting inert gas and reducing inert gas consumption. Volume is also saved.
［実施例］
以下、図面を参照しながら、実施例によって本発明を具
体的に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples with reference to the drawings.
本実施例の内面シール工具は、第１図に示すように、溶
接する円筒体１０の管軸方向に挿入される。As shown in FIG. 1, the inner sealing tool of this embodiment is inserted in the axial direction of the cylindrical body 10 to be welded.
′ 溶接される円筒体１０は、板厚０．１ｍｍで板幅８
９．６ｍｍのステンレス鋼板を第６図に示した装置を使
用した曲げ及び曲げ戻しで残留応力を与え、幅方向にカ
ールさせることにより、直径２８．５ｍｍの円筒状に成
形したものである。そして、幅方向両端部を密着状態で
突き合わせ、間隙Ｏｍｍの突合せ部を形成した。' The cylindrical body 10 to be welded has a plate thickness of 0.1 mm and a plate width of 8.
A 9.6 mm stainless steel plate was bent and unbended using the apparatus shown in FIG. 6 to apply residual stress and curled in the width direction to form a cylindrical shape with a diameter of 28.5 mm. Then, both end portions in the width direction were abutted against each other in a close contact state to form an abutment portion with a gap of Omm.
円筒体１０に挿入される内面シール工具は、中空管２０
を備えている。中空管２０は、先端部２１が閉塞されて
おり、先端部２１から内側の１０〜３０ｍｍの範囲に多
数のガス噴出孔２２が周面に穿設されている。中空管２
０は、アルゴン等の不活性ガス供給源に接続されている
。供給された不活性ガスは、ガス噴出孔２２から円筒体
１０の内部空間１１に噴出される。The inner sealing tool inserted into the cylindrical body 10 is a hollow tube 20.
It is equipped with The hollow tube 20 has a closed tip 21, and a large number of gas ejection holes 22 are bored in the circumferential surface within a range of 10 to 30 mm from the tip 21 inside. hollow tube 2
0 is connected to a source of inert gas such as argon. The supplied inert gas is ejected from the gas ejection hole 22 into the internal space 11 of the cylindrical body 10 .
中空管２０には、第２図に示すように、ガス噴出孔２２
が穿設されている部分を挟んで、前後に円柱状シール材
３０．４０が装置されている。円柱状シール材３０．４
０の内面間距離は、５０ｍｍに設定した。これにより、
管軸方向長さが５０ｍｍで直径が２８ｍｍの円柱状をし
た内部空間１１が溶接位置にある円筒体１０の内部に形
成された。The hollow tube 20 has a gas ejection hole 22 as shown in FIG.
Cylindrical sealing materials 30 and 40 are installed at the front and rear sides of the perforated portion. Cylindrical sealing material 30.4
The distance between the inner surfaces of 0 was set to 50 mm. This results in
A cylindrical internal space 11 having a length in the tube axis direction of 50 mm and a diameter of 28 mm was formed inside the cylindrical body 10 at the welding position.
円柱状シール材３０ 、４０ ＆ｆ、 ａＦｖ１ノ１ｔ
ｉ４執ｍｍ製のフェルト状ディスク３１〜３３及び４１
〜４５を中空管２０に挿通し、管軸方向に重ね合わせた
ものである。個々のフェルト状ディスク３１〜３３．４
１〜４５は、線径０．０５ｍｍのステンレス鋼繊維をニ
ードリングし、嵩密度０．３ｇ／ｃｍ”程度で直径２９
ｍｍで厚み５ｍｍのディスク状に成形したものを使用し
た。Cylindrical sealing material 30, 40 &f, aFv1-1t
Felt-like discs 31 to 33 and 41 made by i4mm
45 are inserted into the hollow tube 20 and overlapped in the tube axis direction. Individual felt discs 31-33.4
1 to 45 are made by needling stainless steel fibers with a wire diameter of 0.05 mm, and have a bulk density of about 0.3 g/cm" and a diameter of 29.
A disk-shaped product having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm was used.
これらフェルト状ディスクを中空管２０に挿通し、先端
側で３枚、手前側で５枚重ね合わせて、円柱状シール材
３０．４０とした。このように、複数のフェルト状ディ
スクを重ね合わせて円柱状シール材３０．４０とするた
め、円柱状シール材３０．４０が損傷した場合、損傷部
分のフェルト状ディスクを取り替えるだけで再使用が可
能となる。These felt disks were inserted into the hollow tube 20, and three disks were stacked on the tip side and five disks on the front side to form a cylindrical sealing material 30.40. In this way, since the cylindrical sealing material 30.40 is made by overlapping multiple felt-like disks, if the cylindrical sealing material 30.40 is damaged, it can be reused by simply replacing the damaged felt disk. becomes.
中空管１０に嵌挿された円柱状シール材３０の両側に側
板３４及び３５を当てがって、ボルト３６．３７で締め
付けた。同様に円柱状シール材４０についても両側に側
板４６，４７を当てがい、側板３４，３５，４６．４７
として、板厚１゜０ｍｍで直径２０ｍｍのステンレス鋼
製ディスクを使用した。これら側板はガス不透過性であ
るため、側板から円柱状シール材３０．４０が露出した
部分がガス透過表面部３６．４８となる。そのため、円
柱状シール材３０．４０に対する側板３４．３５，４６
．４７の直径比率によって、円柱状シール材３０．４０
の実効ガス透過能を調節することができる。Side plates 34 and 35 were applied to both sides of the cylindrical sealing material 30 fitted into the hollow tube 10, and tightened with bolts 36 and 37. Similarly, side plates 46, 47 are applied to both sides of the cylindrical sealing material 40, and the side plates 34, 35, 46, 47
A stainless steel disk with a plate thickness of 1°0 mm and a diameter of 20 mm was used. Since these side plates are gas impermeable, the exposed portions of the cylindrical sealing material 30.40 from the side plates become gas permeable surface portions 36.48. Therefore, the side plates 34, 35, 46 for the cylindrical sealing material 30, 40 are
．． Due to the diameter ratio of 47, the cylindrical sealing material is 30.40
It is possible to adjust the effective gas permeability of.
また、円柱状シール材３０．４０の側面に側板３４．３
５，４６．４７を当てがっているので、円柱状シール材
３０．４０の周辺部のみに環状のガス透過表面３６．４
８が形成される。したがって、中空管２０のガス噴出孔
２２から円筒体１０の内部空間１１に噴出された不活性
ガスは、円柱状シール材３０．４０の周辺部を優先して
透過する。そして、円柱状シール材３０．４０に侵入し
た不活性ガスは、流動抵抗が比較的小さな円周方向に優
先的に流出する。その結果、円柱状シール性ガスによる
気相カーテンが形成される。Also, a side plate 34.3 is attached to the side surface of the cylindrical sealing material 30.40.
5, 46.47, the annular gas permeable surface 36.4 is applied only to the periphery of the cylindrical sealing material 30.40.
8 is formed. Therefore, the inert gas ejected from the gas ejection hole 22 of the hollow tube 20 into the internal space 11 of the cylindrical body 10 preferentially passes through the periphery of the cylindrical sealing material 30, 40. Then, the inert gas that has entered the cylindrical sealing material 30, 40 preferentially flows out in the circumferential direction where flow resistance is relatively small. As a result, a vapor phase curtain of cylindrical sealing gas is formed.
溶接される円筒体１０に上流側から前述した内面シール
工具を挿入し、平均流量５ＮＩ２／秒でアルゴンガスを
中空管１０を介し内部空間１１に吹き込んだ。そして、
第１図で矢印りで示す方向に円筒体１ｏを搬送しながら
、溶接トーチ１２からアーク１３を点弧して、突合せ部
を溶接した。なお、内部空間１１の雰囲気圧は、アルゴ
ン吹込み量を調整することにより大気圧＋１０〜２５ｍ
ｍＨｇに維持した。The above-described internal sealing tool was inserted into the cylindrical body 10 to be welded from the upstream side, and argon gas was blown into the internal space 11 through the hollow tube 10 at an average flow rate of 5 NI2/sec. and,
While the cylindrical body 1o was being transported in the direction indicated by the arrow in FIG. 1, an arc 13 was ignited from the welding torch 12 to weld the abutting portions. Note that the atmospheric pressure in the internal space 11 can be adjusted to atmospheric pressure +10 to 25 m by adjusting the amount of argon injected.
Maintained at mHg.
また、溶接条件は、シールドガスとしてＡｒ＋１０％Ｈ
２を流量１（１／分で供給しながら溶接電流１０Ａのマ
イクロプラズマ溶接を行う方法を採用した。また、この
ときの溶接速度を３ｍ／分に設定した。In addition, the welding conditions are Ar + 10% H as shielding gas.
A method was adopted in which microplasma welding was performed at a welding current of 10 A while supplying 2 at a flow rate of 1 (1/min). Also, the welding speed at this time was set at 3 m/min.
得られたビード１４を観察し、その管軸方向に沿った幅
変動を第３図に示す。The resulting bead 14 was observed and its width variation along the tube axis direction is shown in FIG.
第３図から明らかなように、円柱状シール材３０．４０
で内部空間１１を封鎖しなから溶接した実施例では、形
成されたビードの幅変動は、１゜２ｍｍを中心とし±０
．１ｍｍの範囲であった。As is clear from Fig. 3, the cylindrical sealing material 30.40
In the example in which the internal space 11 is welded without being sealed, the width variation of the formed bead is ±0 with a center of 1°2 mm.
．． The range was 1 mm.
すなわち、実質上一定の幅をもったビードが形成されて
いることが判かる。これは、円柱状シール材３０．４０
の封鎖作用により内部空間１１が一定した雰囲気圧に維
持され、溶接条件が安定した結果である。このように、
一定したビードが形成されるため、後続するビード整形
工程における作業が軽減化され、また自動化も容易に行
われる。That is, it can be seen that a bead with a substantially constant width is formed. This is a cylindrical sealing material 30.40
This is because the internal space 11 is maintained at a constant atmospheric pressure due to the sealing action of , and the welding conditions are stabilized. in this way,
Since a consistent bead is formed, the subsequent bead shaping process is less labor intensive and can be easily automated.
なお、第３図には、比較例として、直径２７゜５ｍｍ及
び厚み８ｍｍの円柱状ステンレス鋼ブロックをシール材
として中空管に装着した内面シール工具を使用した場合
を併せ示している。In addition, FIG. 3 also shows, as a comparative example, a case in which an inner sealing tool is used in which a cylindrical stainless steel block with a diameter of 27.degree. 5 mm and a thickness of 8 mm is attached to a hollow tube as a sealing material.
この比較例では、ビード幅が０．７〜１．７ｍｍの範囲
で大きく変動していた。これは、内部空間１１の雰囲気
圧が変動し、その影響でアーク１３が不安定になったこ
とが原因であると考えられる。In this comparative example, the bead width varied greatly within the range of 0.7 to 1.7 mm. This is considered to be because the atmospheric pressure in the internal space 11 fluctuated, which made the arc 13 unstable.
また、シール材としてステンレス鋼ブロックを使用した
場合、アーク１３からの輻射熱及びビード１４からの熱
伝導により、シール材が高温に加熱される。その結果、
シール材が円筒体内面に焼き付く虞れがある。この焼付
きを防止する上で、シール材の相互間隔を８０ｍｍと太
き（設定し、またシール材の外周面と円筒体１０の内周
面との間に４ｍｍの隙間を設けた。そのため、内部空間
１１の容量が太き（なると共に、吹き込まれた不活性ガ
スが漏洩する割合も大きくなる。したがって、内部空間
１１を所定の雰囲気圧に維持するために必要な不活性ガ
ス消費量が増加する。Further, when a stainless steel block is used as the sealing material, the sealing material is heated to a high temperature due to radiant heat from the arc 13 and heat conduction from the bead 14. the result,
There is a risk that the sealing material may seize on the inner surface of the cylinder. In order to prevent this seizure, the mutual spacing between the sealing materials was set to 80 mm, and a gap of 4 mm was provided between the outer circumferential surface of the sealing material and the inner circumferential surface of the cylindrical body 10. As the capacity of the internal space 11 increases (as the volume increases, the leakage rate of the blown inert gas also increases. Therefore, the amount of inert gas consumed to maintain the internal space 11 at a predetermined atmospheric pressure increases). do.
第４図は、このシール材の相違が不活性ガス消費量に与
える影響を表したグラフである。第４図から明らかなよ
うに、本実施例で使用したフェルト状のシール材は、ブ
ロック状シール材に比較してほぼ半分の不活性ガス消費
量で所定の雰囲気圧を維持することができた。シール材
がガス透過性であるにも拘らず、不活性ガス消費量が少
ないことは、シール材を透過して系外に流出する不活性
ガスの流量がそれほど大きくなく、フェルト状シール材
がこの流出損失を補って余りある作用を発揮するためで
あると考えられる。FIG. 4 is a graph showing the influence of the difference in sealing materials on the amount of inert gas consumed. As is clear from Fig. 4, the felt-shaped sealing material used in this example was able to maintain a predetermined atmospheric pressure with approximately half the inert gas consumption compared to the block-shaped sealing material. . Even though the sealing material is gas permeable, the amount of inert gas consumed is low.The fact that the flow rate of the inert gas that passes through the sealing material and flowing out of the system is not that large, and the felt-like sealing material is This is thought to be because it exerts an effect that more than compensates for the outflow loss.
［発明の効果］
以上に説明したように、本発明においては、金属ストリ
ップを幅方向にカールさせることにより成形した円筒体
の内部にフェルト状の円柱状シール材を挿入して、溶接
位置にある円筒体の内部に不活性ガスが充満された内部
空間を形成する。このフェルト状の円柱状シール材は、
円筒体の形状を維持すると共に、内部空間の雰囲気圧を
目標レベルに維持する上で有効である。そして、溶接ア
ークに悪影響を与える吹抜はガスが減少し、溶接条件が
安定化する。その結果、一定したビードをもつ溶接部が
形成される。そのため、後続工程におけるビードの整形
、溶接管の矯正等の作業負担も軽減され、優れた品質の
溶接管が製造される。[Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, a felt-like cylindrical sealing material is inserted inside a cylindrical body formed by curling a metal strip in the width direction, An internal space filled with inert gas is formed inside the cylinder. This felt-like cylindrical sealing material is
This is effective in maintaining the shape of the cylindrical body and in maintaining the atmospheric pressure in the internal space at a target level. Gas in the atrium, which adversely affects the welding arc, is reduced, and welding conditions are stabilized. The result is a weld with a constant bead. Therefore, the workload of bead shaping, welded tube straightening, etc. in subsequent steps is reduced, and welded tubes of excellent quality are manufactured.
第１図は本発明実施例において内面シール工具を挿入し
て円筒体を溶接している状態を示し、第２図はその内面
シール工具の斜視図、第３図及び第４図は本発明の効果
を具体的に表したグラフで七、Ｌ ’ｊＪｈ−ｔ−ｗ
筺 Ｅｌ ｎ ｙＫ笛 Ｑ ｒｏ １→ うヒ
！冶Ｒ日夫傷α６５先に提案した設備構成を示す。
１０：円筒体 １１：内部空間
１２：溶接トーチ １４：ビード
２０：中空管 ２２：ガス噴出孔３０．４０：円
柱状シール材
３１〜３３．４１〜４５：フェルト状ディスク３４．３
５，４６，４７：側板
３６．４８：ガス透過表面部
第５図
弔１図
第２図
第３図
例 例
不活性ガス流量（Ｎａ３秒）Fig. 1 shows a state in which an inner sealing tool is inserted and welding a cylindrical body in an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the inner sealing tool, and Figs. 3 and 4 are an embodiment of the present invention. 7, L'jJh-t-w with a graph specifically expressing the effect
筺 El n yK whistle Q ro 1→ Uhi! The equipment configuration proposed earlier is shown below. 10: Cylindrical body 11: Internal space 12: Welding torch 14: Bead 20: Hollow tube 22: Gas injection hole 30.40: Cylindrical sealing material 31-33.41-45: Felt-like disk 34.3
5, 46, 47: Side plate 36.48: Gas permeable surface part Fig. 5 Funeral part Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Example Inert gas flow rate (Na 3 seconds)
Claims (2)
が付与された金属ストリップを幅方向にカールさせて成
形した円筒体の幅方向両端部を突き合わせて溶接すると
きに使用される内面シール工具であって、前記円筒体に
送入される中空管と、該中空間に穿設された不活性ガス
噴出孔と、該不活性ガス噴出孔を挟む前後の位置で前記
中空間に装着され、フェルト状の耐熱性繊維で形成した
一対の円柱状シール材とを備え、該円柱状シール材が溶
接前及び溶接後の前記円筒体の内面に接触し、前記円柱
状シール材及び前記円筒体の内面で囲まれた内部空間に
、前記不活性ガス噴出孔から不活性ガスが吹き出される
ことを特徴とする造管用内面シール工具。(1) An inner seal used when welding both widthwise ends of a cylindrical body formed by curling a metal strip to which residual stress is applied by uniformly bending and unbending it widthwise. A tool, comprising: a hollow tube fed into the cylindrical body; an inert gas outlet drilled in the hollow space; and a tool installed in the hollow space at positions before and behind the inert gas outlet. and a pair of cylindrical sealing materials formed of felt-like heat-resistant fibers, the cylindrical sealing materials contacting the inner surface of the cylindrical body before and after welding, and the cylindrical sealing materials and the cylindrical An inner sealing tool for pipe making, characterized in that an inert gas is blown out from the inert gas blowing hole into an internal space surrounded by the inner surface of the body.
耐熱性繊維で形成した複数のディスクを中空管の管軸方
向に重ね合わせたものであることを特徴とする造管用内
面シール工具。(2) The cylindrical sealing material according to claim 1 is an inner seal for pipe making, characterized in that the cylindrical sealing material is a plurality of discs formed of felt-like heat-resistant fibers stacked on top of each other in the axial direction of the hollow pipe. tool.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30333290A JPH04178294A (en) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | Inside sealing tool for manufacturing pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30333290A JPH04178294A (en) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | Inside sealing tool for manufacturing pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04178294A true JPH04178294A (en) | 1992-06-25 |
Family
ID=17919705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30333290A Pending JPH04178294A (en) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | Inside sealing tool for manufacturing pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04178294A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1990
- 1990-11-08 JP JP30333290A patent/JPH04178294A/en active Pending
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