JPH04753B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明装置は、大径厚肉金属管の成形・製造工
程に設備された高周波溶接装置に関する。

〔従来の技術〕

帯状厚肉金属板を長手軸方向に沿つて折曲げ
て、その断面外形を管状に成形し、その相対する
両側縁を突合せ仮溶接した後、同溶接部分を順
次、本溶接する工程を経て、折曲げい個所以外の
周面に溶接継手を一筋だけ備えた大径厚肉金属管
を製造する方法が知られている。

上記製造法における鋼材の突合せ溶接加工に対
し、ガス層を用いるときには、その突合せ溶接縁
に開先加工を施すとか、表・裏、すなわち、監壁
の内、外側から格別に本溶接を施すことによつて
確実な継手を構成するなど、工数が多くかかる上
に溶接速さが遅くて加工能率の向上が期待できな
いばかりでなく、溶接歪も多く生じるといつた不
都合がある。

また、こような溶接加工は、単位長さの管毎に
施されるから、流れ作業には向かない。

そこで、従来の鋼管成形において、前述のガス
溶接工程に換えて電気溶接手段を導入し、管壁片
面からだけ電気溶接するような改良が試みられた
が、その際は突合せ溶接部の裏側に当て板を施す
とか、フラツクスが必要になるとか、溶接資材の
消耗が多いとか、溶接継手の始まり部と終わりの
部分に溶接不良が生じるために、加工後に管の
前、後端を切落すことを要するなどの問題点が解
決されず、結局、電気溶接手段のうちの、高周波
抵抗溶接または誘導溶接技術を採用することによ
り、従来工程の間に生じた諸々の不都合を解消す
ることができた。

この技術によれば、単位長の帯状厚肉金属板を
長手軸方向に沿つて折曲げ、その断面を一部に開
口を有する閉曲線状に形成して、これを半成形管
とし、前記単位長の半成形管の前後端を相互に仮
溶接して同成形管の複数本を長手軸方向に連続・
延長させた上、これを成形ロールに通し、さらに
高周波（抵抗・誘導）溶接装置、スクイズ・ロー
ルに掛けて、前記前記半成形管の一部開口を閉
鎖・突合せ溶接して製品とし、さらに歪切り、検
査工程を経た後、前記仮溶接個所を切断して、単
位長さの最終製品を得るようにしたもので、かく
して、鋼管成形、溶接の能率も向上し、材料の歩
止まりも良好にすることができた。

しかしながら、上記のような製造方法では、高
周波溶接装置に取付けたコンタクト・チツプが半
成形管の外周側に配置されているため、次のよう
な不都合が生じる。

(1) 管壁の外側に高周波電流通電のためのコンタ
クト・チツプが圧接されているので、最終製品
の外周壁にチツプによる摺動傷が残る。

(2) コンタクト・チツプ、固定ホルダーなど溶接
装置と半成形管の整形機構、すなわち、スクイ
ズ・ロール、ロール・スタンドなどが成形管外
周に対して同じ側面に位置するから、両者が互
いに接触しないように鋼管搬送方向に沿つて離
して設置してあり、そのため、半成形管周壁の
開口縁の突合せ位置、すなわち、Ｖ（溶接）点
と管周壁へのコンタクト・チツプの接触（通
電）位置との距離が150mm〜300mmと長くなるた
め、 (a) 高周波溶接継手のトツプ、エンドの溶接不
良個所が500mm〜600mmの長さで生じ、歩止ま
りが良くない。

(b) Ｖ点とコンタクト・チツプとの間の距離が
あるため、高周波電流の供給〜アプセツトの
時間が長くなり、溶接個所に酸化皮膜の発
生、空気中の不純物の介在、冷接の発生の機
会が多くなり易い。

(c) Ｖ点とのコンタクト・チツプ（給電）との
間の距離があるため熱分散が多くなり勝ちで
あり、それに伴なつて鋼材に溶接歪の発生も
多くなる。

(d) 消費電力も多くかかる傾向がある。

(3) コンタクト・チツプ冷却のため、冷却水を掛
けると、それが窒素ガス、アルゴンガスなどの
溶着部をシールドするガスを破断したりして、
溶接継手の品質を損なうおそれがある。

等々の加工上の不都合が生じていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

本発明装置は、上述、従来の製造方法に内在す
る欠点を解消することを目的としたものであつ
て、加工対象である鋼管が大径管である点に着目
し、高周波溶接装置に取付けたコンタクト・チツ
プを保持する固定ホルダー部を半成形管の周壁の
一部開口を通して管の内側に延長・配置し、その
コンタクト・チツプを開口縁内壁にそれぞれ圧接
するように配置した電気溶接装置を介して、それ
らを鋼管成形ラインに設備するようにし、前述(1)
ないし(3)に述べた諸々の府烏合を全面的に解消し
ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、以下
に述べるとおりの各構成要件を具備している。

(1) ガイドロール、半成形金属管の長手軸方向側
縁の突合せ溶接装置およびスクイズ・ロールを
備えた大径金属管の製造装置において、前記半
成形管周の一部開口から管内側長手軸方向に挿
入し、スクイズ・ロール側に延長する固定ホル
ダー、前記ホルダーの端部に、直交して設けた
回転軸により軸支され、かつ、相互に絶縁され
て配置した一対の可動シユーズ、前記各可動シ
ユーズ上部に取付けた高周波溶接手段のコンタ
クト・チツプ、前記コンタクト・チツプを常
時、半成形管周開口突合せ両側縁の内面に圧接
させるように付勢する前記可動シユーズと固定
ホルダーとの間に装着した圧縮バネ、よりな
り、前記各コンタクト・チツプ半成形管搬送方
向の位置が、前記管の外形を整形し、その突合
せ縁開口を最終的に閉鎖するスクイズ・ロール
の設定位置よりも管搬送方向に対し、僅かに手
前または略、同一であることを特徴とする高周
波溶接装置。

〔作用〕

本発明溶接装置が有する作用は、次に述べると
おりである。

プレス型などによつて素材長手軸方向に沿つて
複数回折曲げ、その断面を所定の形に成形した半
成形管は、その周壁一部を開放（開口）したま
ま、その長手軸、第２図において矢印方向に搬送
される間に、半成形管の左右側および上下に設備
した複数段のシーム・ガイドロールによつて徐々
に断面が正規の形に近付くよう周りから押厚・整
形されるが、最終段のガイドロールから離れると
きにも前記開口部は閉鎖されず、その幅は、溶接
装置の固定ホルダーなどを受入れるのに充分でな
ければならない。

鋼材の搬送方向に沿つて、高周波溶接装置は最
終段の前記ガイドロールとスクイズ・ロールとの
中間に設置され、その溶接装置の固定ホルダーが
半成形管の開口部を介して、管内側でスクイズ・
ロールに対応する位置近くまで延長し、そこで固
定シユーズ、その他の部材を支持し、可動シユー
ズの端部に配置したコンタクト・チツプを半成形
管開口両側縁内壁に圧接させて、同チツプを介
し、また、Ｖ（溶接）点を通して当該鋼材に高周
波電流を通電し、その最短通路を加熱する。

一方、スクイズ・ロールは管を左右（第２図参
照）外側から管壁を押圧して、周壁開口部を閉鎖
し、その開口縁を相互に突合せ圧接してＶ点を形
成すると共に同部分に高周波電流が流れて前記個
所を一度に加熱し、全面的に抵抗溶接する。

その際、スクイズ・トツプロールは両突合せ縁
が互いに段差（目違い）を生ぜず、その側縁が正
確に対向・接合するように管の開口部を備えた辺
を上外側から押圧・成形するのに役立つが、これ
に対して溶接装置のコンタクト・チツプは管壁内
側に配置されているため、同部材の位置がスクイ
ズ・トツプロールの設置の妨げとならないから、
半成形管の搬送方向に沿つて、コンタクト・チツ
プの位置とスクイズ・トツプロールの回転軸の位
置の間の距離を０から300mm程度に自由に調節す
ることができる。

要するに、コンタクト・チツの接触位置プとＶ
点との間の距離を、従来実施されている高周波溶
接手段に比べて、大幅に短くすることができるの
で、溶接継手のトツプ、エンドの不良部を、従来
の500mm〜600mmから50mm〜150mmまでに短縮する
ことができ、材料の歩止まりを良好にすることが
できる。

〔実施例〕

以下に、本発明装置の一実施例を図面に沿つて
詳細説明するが、本発明装置を構成する各部材の
具体的構造は、本出願当時の当業界における技術
レベルの範囲内で各種の変形が可能であるから、
格別の理由を示すことなく、本実施例の構成のみ
に基づいて本発明の要旨を限定的に解釈すべきで
はない。

第１図は、本発明装置を装備した角形鋼管の製
造ラインにおける、高周波溶接加工工程部分の側
面図、第２図は、その平面図を示すものであつ
て、図中、 ａは帯状の厚肉鋼板を長手軸方向に沿つて隅角
部相当部分を四個所折り曲げ成形され、周壁の一
部に開口を有する断面が臼字型の半成形角形鋼
管、 ｂは、その開口部で、鋼管の長手軸方向に連続
して形成されている。

ｃは、ワンシームの断面角形鋼管の最終製品を
示す。

１は、コンタクト・チツプで、可動シユーズの
先端に固着され鋼材に対する高周波電流給電のた
めの摺接部材、同コンタクト・チツプ１は、第３
図を参照して、半成形管ａの開口部ｂの対向する
突合せ側縁の内壁面にそれぞれ接触し、絶縁板６
に対して面対称位置に配置されている。

前記コンタクト・チツプ１の、管ａの長手方向
に対する周壁内側への圧接位置は、前記管ａ周壁
を押圧するスクイズ・（トツプ）ロール１０，１
１の圧接位置よりも鋼管搬送方向に対して若干上
流側で、勿論、Ｖ点から幾らかの、たとえば、０
〜300mm程度隔たつた上流位置にある。

また、同チツプ１は、固定ホルダーを介して管
ａの外部に設備された溶接装置に連結・固定して
おり、第１図に示すように溶接装置の設置位置を
上下、左右方向に調節することによつて、固定ホ
ルダー７などを介してコンタクト・チツプ１の保
持位置を動かし、たとえば、コンタクト・チツプ
とＶ点との間の距離を前記数値のように調整し、
または、管径に応じて、その高さを調整するよう
に構成する。

２は、可動シユーズで、その内部にはシユーズ
の冷却水流通孔が穿設されており、先端部にはコ
ンタクト・チツプ１を固着し、中央部で回転軸４
を介して固定ホルダー７の端部に軸支されて、コ
ンタクト・チツプと共に前記軸４の回りに揺動可
能に支持される。

３は、固定シユーズで、固定ホルダー７の先端
部に配置され可動シユーズ２端に対向して突設
し、同シユーズ３と回転軸４を介して揺動可能に
支承されている可動シユーズ２端に連結している
レバーとの間に圧縮バネ５を装着して、可動シユ
ーズ２を常時、軸４の対し（第１図で）反時計回
り方向に付勢するようにして、その端部に固着し
たコンタクト・チツプ１が管ａの開口側縁内壁に
所定の圧力で接触できるよう調整すると共に、被
溶接材への摺接位置が幾分か移動した場合にも、
コンタクト・チツプ１が柔軟に追随できるように
構成されている。

４は、固定ホルダー７の端部において、同延長
面に直交して設けた支持軸で、可動シユーズ２を
前記ホルダー７に揺動可能に軸支する。

第３図に戻つて、６は、高周波電流の給電両極
（コンタクト・チツプ）を中央で区画・絶縁する
絶縁板、 ８は、コンタクト・チツプ１など冷却のための
通水パイプである。

なお、絶縁板６と固定ホルダー７との隙間を密
閉する目張りを施して、溶接加工に伴なつて飛散
する細かい鉄粉や冷却水の、隙間への侵入を防
ぎ、絶縁板６の焼損事故がないようにする。

前記半成形管ａは、長手軸（矢印）方向に搬送
され、複数対のシーム・ガイドロール９の間を通
過して順次、その断面を所定の角形に近似して成
形され、ささらに進んで、スクイズ・（トツプ）
ロール対１０，１１により管壁四辺を押圧して、
前記開口部ｂを閉鎖（Ｖ点形成）し、搬送方向に
沿つて相対向する開口縁を突合せる直前の開口両
側縁側内側面位置に高周波溶接装置のコンタク
ト・チツプ対を圧接し、両コンタクト・チツプ１
間に高周波電流を給電し、Ｖ点（突合せ溶接点）
を通して鋼材中を通電し、抵抗熱により同部分を
加熱溶融して溶接継手を形成し、最終製品として
の鋼管ｃを製造する。

本実施例装置は、その際、コンタクト・チツプ
１、可動シユーズ２、回転軸４、圧縮バネ５等を
保持する固定ホルダー７および絶縁板６を、半成
形管ａの一部開口ｂを通じて管内側に挿入し、管
搬送方向に延長させる点に特徴がある。

なお、上述、シーム・ガイドロール９のうち、
管ａの開口部ｂを有する辺の最終段のガイドロー
ルは、その中央部分の径が太くなつていて、当該
部分の軸方向長さは半成形管ａの周面開口幅に、
略、等しいか、幾分短めになつており、前記太径
部分が半成形管周壁の開口部に嵌り込むようにガ
イドするようになつていて、開口部の幅は、そこ
からＶ点（接触点）に向かうに従い、順次、狭め
られ、Ｖ接点における突合せ面接触角を特定して
いる。

また、スイクズ・トツプロール１１は、突合せ
面に対し対称的に一対設けられていて、それぞれ
が半成形管壁の突合せ辺縁を押圧し、突合せ面相
互に目違いが生じないように整形する。

図示していないが、それぞれの案内ロールの対
向位置にも、管ａの逃げを支える送りロールが一
つ、一つ設けれらていることは当然である。

管ａの側辺を整形する左右一対のスクイズ・ロ
ール１０は、その上、下端の径を太めにし中央部
を細目にして、その境目にＲを施し、管ａが左右
のスクイズ・ロールの間を通過するときには、管
断面の整形は勿論、管四隅のＲが、それぞれ均一
に整形されるように管壁を整形する。

したがつて、スクイズ・ロール１０，１１を通
過した鋼管ｃは、正確に所望の断面形状となる。

以上、説明した構成よりなる本実施例溶接装置
の作用は、さきの〔作用〕の項に述べたとおりで
あるから、参照されたい。

〔考案の効果〕

上述のとおりであるから、本発明溶接装置を施
すことにより、大径圧肉管の成形工程に当つて、 (1) 溶接継手のトツプ、エンドの不良個所の長さ
を短くし、材料の歩止まりを向上させる。

(2) 溶接加工の際のシールドガスである窒素、ア
ルゴンガス等が、溶接個所などを冷却する水、
蒸気に遮られることが少なく、質の高い溶接継
手が得られる。

また、鋼管内側壁から給電・溶接されるか
ら、前記ガスの逃げ場が制限され、その消費料
が少ない。

(3) 鋼材の加熱距離が短くて済むので熱放散、溶
接歪の発生量が少なく、また、鋼材に酸化皮膜
の発生、冷接が生じることがなく、消費電力も
少なくて済む。

(4) コンタクト・チツプが管内壁に圧接・給電す
るので、製品の外側に傷が付かない。

等々、従来公知の工法に比べて格別の効果を奏
するが、上記手段は、角形断面の大径厚肉鋼管の
製造にのみ有効であるのではなく、他の形の断面
形の鋼管、たとえば、丸形鋼管の溶接加工に施し
ても、上述と同一の作用、効果を奏することは明
らかである。

また、鋼材のみならず、ステンレス材による管
の製造の場合にも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明溶接装置を施した角形鋼管の
製造ラインの一部側面図、第２図は、その平面略
図、第３図は、第２図中、−線に沿う断面図
である。 符号の説明、１……コンタクト・チツプ、２…
…可動シユーズ、３……固定シユーズ、４……支
持軸、５……圧縮バネ、６……絶縁板、７……固
定ホルダー、９……シーム・ガイドロール、１
０，１１……スクイズ・（トツプ）ロール、ａ…
…半成形管、ｂ……開口部、ｃ……製品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガイドロール、半成形金属管の長手軸方向側
   縁の突合せ溶接装置およびスクイズ・ロールを備
   えた大径金属管の製造装置において、前記半成形
   管周の一部開口から管内側長手軸方向に挿入し、
   スクイズ・ロール側に延長する固定ホルダー、前
   記ホルダーの端部に、直交して設けた回転軸によ
   り軸支され、かつ、相互に絶縁されて配置した一
   対の可動シユーズ、前記各可動シユーズ上部に取
   付けた高周波溶接手段のコンタクト・チツプ、前
   記各コンタクト・チツプを常時、半成形管周開口
   突合せ両側縁の内面に圧接させるよう付勢する前
   記可動シユーズと固定ホルダーとの間に装着した
   圧縮バネ、よりなり、前記各コンタクト・チツプ
   半成形管搬送方向の位置が、前記管の外形を整形
   し、その突合せ縁開口を最終的に閉鎖するスクイ
   ズ・ロールの設定位置よりも管搬送方向に対し、
   僅かに手前または略、同一であることを特徴とす
   る高周波溶接装置。