JPH0460758B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動又は半自動アーク溶接に用いるに
適したフラツクス入りワイヤ、特に被覆外皮の長
さ方向接合部が溶接されているフラツクス入りワ
イヤの製造方法に関するものである。 （従来の技術） 一般に、電縫溶接によりフラツクス入りワイヤ
を製造する技術としては、金属帯板をＵ断面およ
びＯ断面に連続的に成形して管状体（オープンシ
ーム管）とし、この成形過程において金属粉や脱
酸剤等の所望の成分を有するフラツクスをオープ
ンシーム管内部へ供給充填した後、オープンシー
ム管の対向する長手方向両縁部を突合せ溶接し、
フラツクス入り溶接管を製作し、次に伸線工程へ
送つて伸線しフラツクス入りワイヤを製造するこ
とが知られている。そしてフラツクスを充填する
場合、オープンシーム管をフラツクスの安息角以
上に傾斜させて充填する技術も公知である。 上記オープンシーム管の突合せ溶接としては、
高周波誘導抵抗溶接、高周波接触抵抗溶接あるい
は低周波バツト溶接などが用いられている。この
ため溶接部の電流によつて発生する誘導磁界によ
りフラツクス中に含まれる磁性体が溶接しようと
する管の両縁部に吸引され、溶接部に巻込まれ正
常な溶接部が得られない問題がある。また、フラ
ツクスが溶接熱を受けて変質し、溶接材料として
の特性を損なうという問題もある。 そこで、このような問題を解決するため、従来
は、溶接部を傾斜させた状態において、フラツク
スを管内に供給するための供給管の先端を、オー
プンシーム管の溶接点より下流側に位置させてフ
ラツクスを供給するようにし、フラツクスが直接
溶接されている管の縁部へ吸着されることを防止
している。（例えば、特開昭58−44993、61−
56794、60−68193号公報参照） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の従来方法には次のような
問題点がある。 フラツクス供給管のサイズがフラツクスの供給
量を決定することになり、供給量を増加させよう
とすると供給管サイズは必然的に大きくなる。し
かし、供給管サイズは成形管のサイズに制限さ
れ、フラツクス供給量には限界があり、この限界
値が生産性を阻害することになる。いつぽう、供
給管サイズの大きさに対応して成形管サイズを大
きくすと、所望のフラツクス充填率を維持するた
めには成形管の肉厚を増大しなけらばならず、後
段の圧延工程の負荷が大きくなり、圧延機段数の
増加が必要になり経済的には得策ではない。 本発明は、このような従来方法における問題点
を解消して、溶接前の管径を可及的に大きくでき
て、フラツクス供給量の調整範囲が広くとれると
共に、溶接部におけるフラツクスの吸着を防止
し、併せてフラツクス充填率の制御が可能なフラ
ツクス入りワイヤの製造方法を提供することを目
的とする。 （問題点を解決するための手段・作用） 上記の目的を達成するための本発明の構成は、
次の通りである。すなわち、 金属帯板を連続的に管状体に成形し、この成形
工程にて所望のフラツクスを、先端が溶接点より
も下流側に位置したフラツクス供給管を通して傾
斜状態の管状体内に供給し、管状体の対向する両
縁部を突き合せて溶接し溶接管とすることよりな
るフラツクス入りワイヤの連続的製造方法におい
て、 少なくとも溶接点とフラツクス堆積点の間は導
入するフラツクスの安息角よりも大きい角度に傾
斜させ、かつ前記溶接管を引き続き所要の径に圧
延するための多段圧延機を設置し、フラツクス堆
積点よりも上流側に位置する該圧延機の各ロール
段間の張力を調整して圧延管の肉厚と外径比を変
化させた後、該圧延管内にフラツクスを堆積させ
てフラツクス充填率を制御することを特徴とする
フラツクス入りワイヤの連続的製造方法 これにより本発明においては、傾斜方式のため
フラツクスの充填が容易であり、しかも溶接点に
おいてフラツクスは供給管の中を通過するので、
フラツクスが誘導磁界により被溶接管の両縁部へ
吸着されず、また管径の縮小能力の大きい圧延を
直結しているため、成形段階で管径を大きくで
き、これに伴ないフラツクス供給管の径も大きく
することができる。さらに、ロール段間の張力を
調整できる多段圧延により圧延管の肉厚と外径の
比をフラツクスの嵩密度に合せて調整することが
可能であるため、所望のフラツクス充填率に容易
に制御することができる。 以下図面にしたがつて本発明を詳細に説明す
る。 第１図は本発明方法を説明するための簡略化し
た設備配置例を示すもので、図において、１は巻
戻機に巻かれた所定幅の金属（鋼）帯板コイル、
２は巻戻されて送られる帯板、３は該帯板２を断
面Ｕ及びＯ形状に成形するための成形装置、４は
該成形装置３の途中にて成形された管状体２Ａ
（断面はほぼＯ形状であるが、まず対向縁部が溶
接されていないので、以下オープンシーム管とい
う）内に供給シユート９を介して所望成分のフラ
ツクスを供給するためのフラツクス供給装置、５
はフラツクスを供給されたオープンシーム管の対
向する長手方向縁部を突き合せ溶接する溶接機、
６は溶接後の管２Ｂを所望の管径まで縮小するた
めの圧延機、７はフラツクスが充填された圧延管
２Ｃに軽い圧延と矯正をするための矯正機、８は
圧延後巻取られたコイルを示す。これらの各装置
は、直結して配置され、各工程は中断することな
く連続的に実施される。 しかして、図示の例においては、成形装置３か
ら絞り圧延機６に至るまでの各装置は傾斜して配
置されている。すなわち、例えばこの範囲にある
各装置はこれらを保持する架台が下流側の支点を
中心にして上下方向に昇降可能に構成され、任意
の角度に傾動し得るようにしている。この傾斜角
度は導入されるフラツクスの安息角よりも大きい
角度であればよい。 成形装置３は、通常の電縫鋼管を製造する場合
に、帯板を断面円形に成形するために用いる公知
の成形ロール群を備えた方式のものである。ま
た、フラツクス供給装置４は、所望の成分に調整
されたフラツクスを収容するホツパー及び供給管
９へ所要量送給するための供給量調整機構を備え
たものとする。さらに、溶接機５は、例えば第３
図に示す如く、高周波コイル１０、スクイズロー
ル１１を有し、連続して送られてくるオープンシ
ーム管２Ａの対向両縁部を突合せ溶接する公知の
タイプのものである。なお、溶接機の後部には、
外面ビードカツタ１２等の必要な装置が設けられ
る。 また、溶接機５に引き続き設置される圧延機６
は、溶接管２Ｂを所望の管径・肉厚に精度良く縮
小するため、複数段の圧延ロールを備えたもの
で、これも公知の２ロール或いは３ロールタイプ
のものを採用している。圧延機と巻取機との間に
配置される矯正装置７は、圧延管２Ｃの矯正と軽
度の圧延を行う機能を有する。 なお、フラツクス供給管９は、第２図に示すよ
うに成形段階の適宜の位置でオープンシーム管２
Ａ内に挿入されて下流側へ延び、その先端のフラ
ツクス出口が第３図の如く溶接機５よりも下流側
に位置することが必要である。該供給管９の径は
予測されるフラツクスの最大供給量を供給し得る
に充分な径であればよい。 供給管の材質は溶接電流の誘導電流の発生を避
けるために、少くとも溶接点近傍はセラミツクス
やプラスチツクスなどの非磁性材料とすることが
必要である。また供給管の上流側、特に屈曲部は
プラスチツクス系のフレキシブルな材料を用いた
方が、成形機のロールを所定の位置に調整した後
に供給管に取付けることが可能になり、装置の取
扱いが容易になる。 供給管の一部をフレキシブルにしない場合に
は、供給管挿入位置より上流側の全ての成形機ロ
ールを開放状態にして供給管を挿入し、その後に
成形機ロールを調整することになり、供給管の交
換の度にロール調整が必要になるため装置の取扱
いが頻雑になる。 以下上記の設備を用いた実際のフラツクス入り
ワイヤの製造工程を本発明にしたがつて説明す
る。 コイル１から巻戻されてくる帯板２は、図示し
ないがリーピング装置を経て傾斜配置されている
成形装置３に送給され、断面ＵおよびＯ形状に曲
げ成形され、オープンシーム管２Ａとなる。この
成形装置３の適宜位置にてオープンシーム管２Ａ
内に、該管の開口部を通してフラツクス供給管９
が挿入される。このフラツクス供給に際し、本発
明ではフラツクス供給管９の先端が溶接機５を越
えて下流側に位置するようにしており、供給管９
先端からのフラツクスＦは該フラツクスの安息角
以上に傾斜している溶接管２Ｂ内を下方へ滑落し
て唯積する。 成形ロールにより断面円形状に曲げられたオー
プンシーム管は溶接機５の位置に達し、例えば高
周波コイル１０により加熱されかつスクイズロー
ル１１により対向する両縁部が突き合わされ圧接
される。なお、溶接法としては、高周波誘導抵抗
溶接、高周波接触抵抗溶接あるいは低周波バツト
シーム溶接のいずれかを採用すればよく、また溶
接に際しては、管内にフラツクス供給管が存在す
ることから、通常の電縫溶接で用いているインピ
ーダは使用しないことが好ましい。溶接後は外面
ビードをカツタ１２にて削り取り、さらに次の圧
延工程へと送られる。 圧延機６において溶接管２Ｂは、複数スタンド
の２ロールあるいは３ロールによつて形成される
孔型を通して設定した管径に圧延される。本発明
においては、この圧延工程で所要のフラツクス充
填率が得られる圧延管２Ｃの位置にフラツクスを
堆積させるものである。 フラツクスの充填率はフラツクスが唯積する位
置の圧延管の肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄと堆積
したフラツクスの嵩密度によつて一義的に定ま
る。しかしながら、フラツクスの嵩密度はフラツ
クスの種類が変れば変化し、また一種類のフラツ
クスでも大量に生産する場合には変動するため、
所望のフラツクス充填率を得るためには、ｔ／Ｄ
の制御が必須である。本発明においてはフラツク
スの嵩密度に応じて多段圧延機のロール回転数の
調整によつてロール段間の圧延張力を調整し、管
の肉厚ｔを制御して所要のｔ／Ｄを得ることを特
徴としている。なお、管の外径は圧延機のロール
孔型によつて定まり、運転中に変化させることは
できない。 ところで、フラツクスの崇密度と管のｔ／Ｄ及
びフラツクス充填率ｆの関係は第６図の通りであ
る。即ち、実験によればフラツクス充填率を15％
で設計したフラツクスの崇密度が2.00ｇ／cm³であ
れば、第６図に於てフラツクス崇密度2.00ｇ／cm³
の所を右に進み、フラツクス充填率15％の線との
交点を下に下がつて必要なパイプ肉厚比ｔ／Ｄを
求めると0.177である。同様に、充填するフラツ
クス崇密度が1.80ｇ／cm³であるばパイプ肉厚比
ｔ／Ｄは0.168である。充填率20％で設計したフ
ラツクスについても崇密度が2.00ｇ／cm³であれば
ｔ／Ｄが0.147となるパイプ肉厚比を選定すれば
充填率20％のワイヤが製造できることになる。 また、本発明者らの研究によると溶接管の材質
を0.05％、Ｃ−0.4％Mn−0.1％Si−0.015％Ｐ−
0.013％Ｓの熱延コイルとし、肉厚2.0mm、外径20
mmの溶接管を２ロール方式10段の圧延機を用いて
各スタンド毎に張力を発生させて圧延した時の仕
上がりサイズは、第７図に示す通り、外径は12.7
mmと同一であるが、肉厚は張力を増すに従つて減
少している。従つて、充填フラツクスの密度が小
さい時はロール間に大きい張力をかけてｔ／Ｄを
小さくし、逆にフラツクスの密度が大きい時は張
力を全くかけずに圧延することによりｔ／Ｄを大
きくすることができるので、本発明によれば常時
フラツクス充填率の均一なフラツクス入りワイヤ
を製造することができる。 このｔ／Ｄの変化の傾向はパイプ材質、ロール
径、ロール形状とロール数、圧延スピード等によ
つても影響されるが各々を予め設定しておくこと
によりフラツクスを充填すべきｔ／Ｄは上記の通
り求められる。即ち、任意のフラツクスに対し
て、フラツクス崇密度を測定することにより、フ
ラツクスを充填すべきパイプのｔ／Ｄは第６図よ
り求めることができ、このｔ／Ｄとなるパイプの
外径は第７図より簡単に求められる。本発明では
この様にして所望のフラツクス充填率が得られる
管のｔ／Ｄを得、この位置に常時フラツクスの堆
積面がくる様に制御する。 しかして、フラツクス堆積面を所定の位置に制
御するためには、管の外部から管内のフラツクス
堆積面の位置を検出する必要がある。フラツクス
堆積面Ｌを検出する方法の一例としては、第４図
に示す様に磁化コイルと検出コイルを備えたフラ
ツクスレベル計13を用いることができる。これを
第１図の様に所望のフラツクス充填率が得られる
ｔ／Ｄの管の位置に設置し（実際の生産ラインで
は検出器の位置で所望のｔ／Ｄとなる様管に張力
をかけて圧延する）、常時フラツクス堆積面Ｌが、
レベル検出器１３の近傍にある様に調整する。即
ちレベル検出器より上方にフラツクス堆積面があ
る時はフラツクスの供給量を少なくし、レベル検
出器より下方にフラツクス堆積面がある時は供給
量を多くする（フラツクス供給量を一定にして、
造管速度を制御する方法も可能）ことにより、フ
ラツクス堆積面を常に管のｔ／Ｄが同一の範囲に
制御することが可能である。本発明のフラツクス
供給制御方式の特長は造管速度とフラツクス供給
速度を完全に一致させなくても、フラツクス堆積
面をｔ／Ｄが同一の範囲内に制御しておけば、フ
ラツクス充填率は常に一定であるので良好な品質
のフラツクス入りワイヤを容易に製造できるとい
う利点がある。即ち第１図の圧延機の最終ロール
で所望の充填率となるｔ／Ｄの管に圧延している
場合、フラツクス堆積面は最終圧延ロールの下方
Ａ〜Ｂのいずれの位置にあつても良く、圧延ロー
ルを超えて上方に来た時初めてｔ／Ｄが小さくな
るので充填率が高くなり、Ｂより下方では管内を
充満しなくなるので充填率は低くなるが、Ａ〜Ｂ
の範囲にあれば全く充填率は均一であるので、フ
ラツクス堆積面位置の範囲が広くなり、制御は極
めて容易に行うことができる。 圧延工程を経てフラツクスが充填された圧延管
２Ｃは、矯正機７を通つた後巻取機にて巻き取ら
れコイル８となる。尚、矯正機７にて必要に応じ
軽い圧延（３〜10％程度）を施すことが望まし
く、これにより自然の状態で充填堆積されたフラ
ツクスが後行程で移動するおそれがなくなる。な
お、フラツクス堆積面を圧延の途中に持つて来る
設備に於てはこの矯正機は省略することもでき
る。 巻取つたコイルは、別途焼鈍行程及び／又はダ
イス線引き加工工程へと送られて所望の最終径に
されて製品とされるか、あるいは線引き加工後洗
浄工程およびメツキ工程を経て製品とされる。本
発明においては、これら後続の工程を圧延工程の
後部に連続的に接続し、一貫したラインとして構
成することもできる。 （発明の効果） 以上説明した如く、本発明方法によれば、次の
ような効果が期待できる。 傾斜方式を採用すると共に、ライン内に管径
縮小能力の大なる圧延工程を組み込んだため、
オープンシーム管の径を大きくすることが可能
となり、フラツクス供給に必要な管径を確保で
き、フラツクス供給が円滑かつ供給量調整範囲
も広くとれる利点がある。 圧延ロール間張力の調整により圧延管のｔ／
Ｄを所望のフラツクス充填率が得られる様に調
整できるので、あらゆるフラツクスに対応して
充填率の均一なフラツクスが容易に得られる。 またフラツクスが管内を充満しているので、
後工程、例えば焼鈍、酸洗、メツキ、伸線工程
などにおいてフラツクスが管内にて移動しな
い。その結果溶接部の不良、フラツクスの変
質、およびフラツクスの粒度や成分偏析などが
防止され、品質の優れた溶接ワイヤを得ること
ができる。 （実施例） 第１図の如く成形機、溶接機、圧延機を70°に
傾斜させ、安息角が32〜48°のフラツクスをフラ
ツクス供給装置４より、テフロン（商品名）チユ
ーブの先に石英ガラスを継いだ供給管９を通して
供給した。金属帯板はサイズが2.0^t×60^w成分が
0.06％Ｃ−0.1％Si−0.5％Mn−0.010％Ｐ−0.06％
Ｓの極軟鋼熱延材を用い、溶接はワークコイルを
用いる高周波抵抗溶接方式でグリツド電流２Ａ、
プレート電流１４Ａ、プレート電圧１２KVの条
件で30ｍ／分の溶接を行なつた。この時、圧延は
３ロール方式の６スタンドで21mmより12.0mmま
で、圧延を行なつた。圧延の条件設定と圧延後の
管のｔ／Ｄ（Ｄ：12.0mm）及び実際のフラツクス
充填率の結果を第１表に示す。尚、フラツクス供
給量はフラツクスレベル計を最終圧延ロールの下
方に設置して行なつた。 試験No.１〜７までフラツクス崇密度に対応した
パイプのｔ／Ｄまで圧延管のスタンド間張力を調
整することにより、所望のフラツクス充填率が得
られた。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するための製造設備
例を示す全体概略図、第２図、第３図、第４図、
および第５図は第１図の位置における拡
大詳細図、第６図はフラツクス崇密度と管のｔ／
Ｄおよびフラツクス充填率の関係を示すグラフ、
第７図は管肉厚とロール間張力の関係を示すグラ
フである。 １……金属帯板コイル、２……金属帯板、２Ａ
……オープンシーム管、２Ｂ……溶接管、２Ｃ…
…圧延管、３……成形装置、４……フラツクス供
給装置、５……溶接機、６……圧延機、７……矯
正機、８……コイル、９……シユート、１０……
高周波コイル、１１……スクイズロール、１２…
…ビードカツタ、１３……レベル検出器、１４…
…造管速度検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属帯板を連続的に管状体に成形し、この成
   形工程にて管状体の内部に挿入し、かつ、その先
   端が溶接点よりも下流側に位置したフラツクス供
   給管を通して所望のフラツクスを管状体内に供給
   し、管状体の対向する両縁部を突き合わせて溶接
   し溶接管とすることよりなるフラツクス入りワイ
   ヤの連続的製造方法において、少なくとも溶接点
   とフラツクス堆積点の間は導入するフラツクスの
   安息角よりも大きい角度に傾斜させ、かつ前記溶
   接管を引き続き所要の径に圧延するための多段圧
   延機を設置し、フラツクス堆積点よりも上流側に
   位置する該圧延機の各ロール段間の張力を調整し
   て圧延管の肉厚と外径比を変化させた後、該圧延
   管内にフラツクスを堆積させてフラツクス充填率
   を制御することを特徴とするフラツクス入りワイ
   ヤの連続的製造方法。