JPH05228650A - 電縫管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製管速度変更に伴う肉厚方向不均一加熱、或
いは加熱領域の変化を抑制し、管品質及び歩留りの向上
を図る。 【構成】 移送されるオープンパイプＯＰの相対向する
両側エッジ部Ｅ，Ｅをキュリー温度以上に加熱する第１
の加熱装置１、溶融温度以上の温度に加熱する第２の加
熱装置２をオープンパイプＯＰの移送方向に沿ってこの
順序で配設し、前記第１の加熱装置１におけるコイル４
の位置を、オープンパイプＯＰの移送速度、即ち製管速
度に対応させてオープンパイプＯＰの移動方向の前，後
に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オープンパイプの相対
向する両側エッジ部に対する加熱溶融手段として、２基
の加熱装置を用いる電縫管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来における電縫管の製造方法の
実施状態を示す模式的平面図であり、図中ＯＰはオープ
ンパイプを示している。オープンパイプＯＰは帯鋼をそ
の長手方向に移送しつつ、その幅方向の両側エッジ部
Ｅ．Ｅが相対向するよう湾曲して形成されており、この
ようなオープンパイプＯＰは高周波電源15に接続された
コイル14に通されてその両側エッジ部Ｅ，Ｅを加熱溶融
された後、スクイズロール13間に通され、両側エッジ部
Ｅ，Ｅを衝合溶接せしめられて電縫管Ｐに製造される。

【０００３】ところでこのような従来方法にあっては高
周波電流特有の表皮効果によって電流が両側エッジ部
Ｅ，Ｅにおける特にコーナ部分に集中するため、各エッ
ジ部の肉厚方向における加熱が不均一となり、コーナ部
分は過剰溶融して不安定な溶接状態を招き、また酸化物
が溶接部に噛込まれて、所謂ペネトレータ等の溶接欠陥
が発生する外、不安定な溶接状況に伴って発生するスパ
ッタが作業性を悪化させると共に、電縫管表面にスパッ
タの押え込み疵を発生させて管品質の低下を招くという
問題があった。

【０００４】この対策として従来の高周波加熱コイルの
上流側に、別に第２の高周波加熱コイルを配設し、この
第２の高周波加熱コイルにてオープンパイプＯＰの両側
エッジ部を予熱して、肉厚方向の不均一加熱を緩和し、
溶接欠陥，スパッタの発生を抑制する方法及び装置が提
案されている（特開昭62−176085号, 特開昭63−71986
号, 特開平２−299782号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな第１及び第２の高周波加熱コイルを用いる従来方法
にあっては、第１及び第２の高周波加熱コイルの設定間
隔が一定であることが前提となっているが、このような
溶接方法にあっては溶接速度が変化すると単位長さあた
りのエッジ部に対する加熱時間が異なるためエッジ部の
加熱状態が不安定になり、安定した溶接品質を確保する
ことが困難となる。

【０００６】例えば、溶接速度が遅い場合は第１の高周
波誘導コイルで加熱された後、第２の高周波加熱コイル
で加熱されるまでの時間が長くなるため溶接速度が速い
場合に比べて熱伝導によって各エッジ部に供給された熱
量がオープンパイプＯＰの円周方向へ拡散する。そのた
め第１の高周波誘導コイルによる加熱軟化領域が拡大し
て、スクイズロールによる衝合溶接の際のアップセット
力が低下し、酸化物の排出が不十分となって安定した溶
接品質が得られなくなる。またオープンパイプＯＰの周
方向への熱伝導のために第１の高周波誘導加熱コイルに
よってエッジ部を所定の温度に加熱するために余分な電
力を必要とすることとなり、非効率でもある。

【０００７】また逆に溶接速度が速い場合には第１の高
周波加熱コイルから第２の高周波加熱コイルに至る時間
が短すぎ、コーナ部へ集中した第１の高周波加熱コイル
による熱量が肉厚方向へ拡散して同様に均一化が難し
く、各エッジ部の肉厚方向に対する均一加熱効果が不十
分となって溶接欠陥の発生，スパッタの発生を招くこと
となる。

【０００８】更に従来方法にあって自動入熱制御を行う
場合、上述の理由からエッジ部の加熱に寄与する入熱量
が製管速度によって変化するため速度変更時は制御定数
の不適合を招き、製管スタート時の加速時段階における
制御が困難となり、スタートロスの増加で歩留が悪化す
る等の問題があった。

【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところはオープンパイプの相
対向する両側エッジ部に対する肉厚方向温度分布を均一
化すると共に、スパッタの発生を抑制し、管品質の大幅
な向上を図れるようにした電縫管の製造方法を提供する
にある。

【００１０】

【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、移送されるオープンパイプの相対向する両側
エッジ部を、第１の加熱装置及び第２の加熱装置により
順次加熱溶融状態にした後、スクイズロールにより両側
エッジ部を衝合溶接して電縫管を製造する方法におい
て、製管速度に応じて第１の加熱装置の管長手方向位置
を変化させることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明にあっては、製管速度に対応させて第１
の加熱装置をオープンパイプの移送方向の前，後に変化
させることとしたから、オープンパイプにおける両側エ
ッジ部の肉厚方向，周方向夫々における熱伝導領域が一
定し、均一加熱が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係る電縫管の製造方
法の実施状態示す模式図である。ＯＰはオープンパイプ
であり、帯鋼を多数の成形ロール群に通してその長手方
向に移送しつつ、幅方向の両側エッジ部Ｅ，Ｅが相対向
するよう湾曲成形して構成されている。オープンパイプ
ＯＰは先ず第１の加熱装置１に通されて両側エッジ部
Ｅ，Ｅをキュリー温度以上に加熱され、次いで第２の加
熱装置２に通されて両側エッジ部Ｅ，Ｅを溶融温度以上
に加熱され、その後スクイズロール３間に通されて両側
エッジ部Ｅ，Ｅを衝合溶接され、電縫管Ｐに製造され
る。

【００１３】第１の加熱装置１はオープンパイプＯＰの
外周を略２周する態様に構成されたコイル４と50kHz 程
度の中周波の加熱電源５とを備え、オープンパイプＯＰ
の両側エッジ部Ｅ，Ｅをキュリー温度以上の温度に加熱
すべく構成されている。一方第２の加熱装置はオープン
パイプＯＰの外周を２周するコイル６と高周波の加熱電
源７を備え、両側エッジ部Ｅ，Ｅを溶融温度以上の温度
に加熱すべく構成されている。従ってオープンパイプＯ
Ｐは、先ず第１の加熱装置１によって両側エッジ部Ｅ，
Ｅをキュリー温度以上に加熱されて非磁性化され、続い
て第２の加熱装置２によって加熱溶融されるが、両エッ
ジ部Ｅ，Ｅは既に非磁性化されているためここに誘導さ
れる電流の表皮効果が緩和されて肉厚方向の加熱が均一
化し、適正加熱領域が一定し、溶接時のスパッタ，溶接
欠陥の抑制が可能となる。

【００１４】そして本発明発明方法にあっては前述した
製管過程において第１の加熱装置１と第２の加熱装置２
との間の距離Ｌを製管速度に応じて変化させる。即ち製
管速度が速いときはその速度に対応させて第１の加熱装
置１のコイル４の位置をオープンパイプＯＰの移送方向
の上流に変えて距離Ｌを大きくし、逆に製管速度が遅い
ときは同様にその速度に対応させて第１の加熱装置２の
コイル６の位置を下流側に変えて距離Ｌを小さくする。

【００１５】これによって第１の加熱装置１によりコー
ナ部に集中した熱が、第２の加熱装置２によりエッジ部
Ｅ，Ｅに電流が誘導されるに先立って、肉厚方向、オー
プンパイプＯＰの周方向へ拡散する時間を一定化するこ
とで、溶接品質のばらつきを抑制し、良好な溶接品質を
確保し、しかも消費電力を最小限にすることが可能とな
る。８はインピーダであり、フェライトコア又はけい鋼
板にて構成されておりオープンパイプＯＰの内部に挿入
され、加熱効果を高め、溶接効率を向上させるようにな
っている。

【００１６】（試験例）Ｃ：0.23％、Si：0.13％、Mn：
0.72％、Ｐ：0.020 ％、Ｓ：0.005 ％を含有する帯鋼よ
り外径50.8mm、肉厚5.0mm の電縫鋼管を本発明方法によ
り製造した。製造に際しては製管速度を20m/分から60m/
分まで10m/分づつ変化させ、第１の加熱装置１によりエ
ッジ部の肉厚中央部の温度を800 ℃を維持すべく入熱量
を調整しつつ、第１の加熱装置１におけるコイル４の位
置を適宜変化させた。なお、第２の加熱装置２における
コイル６の位置はスクイズロール３中心からの距離が12
0mm となる位置に固定した。また第１の加熱装置１にお
けるコイル４のターン間の距離は60mm、電源周波数は50
kHz の中周波とした。また第２の加熱装置は２ターン
で、電源周波数は300kHzの高周波とした。

【００１７】製造した電縫鋼管についてその単位長（１
ｍ）当たりの溶接欠陥個数を調査した。結果は図２に示
す通りである。図２は横軸に製管速度m/分を、また縦軸
に第１，第２加熱装置１，２におけるコイル４，６間の
距離Ｌ（mm）をとって示してある。図２から明らかなよ
うに第１の加熱装置のコイル４の設定位置には製管速度
によって破線で囲って示す如き適正範囲が存在すること
が認められる。製管速度が遅く、しかも距離Ｌが長い条
件で溶接欠陥個数が増大するのは、オープンパイプＯＰ
の周方向への熱伝導量が多くなって軟化領域が広がり、
衝合溶接時にアップセット力が低下して溶鋼排出量が不
十分となるためである。

【００１８】また逆に製管速度が速く、Ｌが短い条件で
は肉厚方向への熱伝導時間が短くなると溶接欠陥個数が
増大するのは、肉厚方向の温度分布が不均一となるため
である。このことは第１の加熱装置１の加熱電源とし
て、単に高周波に比べて表皮効果の小さい中周波を用い
るだけでは肉厚方向の加熱を均一することは困難であ
り、良好な溶接品質を得るためには肉厚方向への熱伝導
によって温度が均一になるための所定の時間的余裕が必
要であることを意味している。従って従来方法の如く第
１の加熱装置，第２の加熱装置の間隔を一定にしたまま
では製管速度が変化すると溶接品質が悪化することも明
らかである。

【００１９】なお、第１の加熱装置１の適正位置は、加
熱電源４の周波数，第１及び第２の加熱装置１，２のコ
イル４，６の形状によって多少異なるため予め実験によ
ってその最適範囲を求めておけばよい。また、製管速度
別の適正な距離Ｌの範囲をテーブル化し、或いは数式化
して計算機により制御することで溶接作業の負担が軽減
し、スタートロスの減少による歩留向上も可能となる。
更に実施例は第１及び第２の加熱装置１，２共に誘導加
熱方式の場合を示したが、いずれか一方又は両方の加熱
を直接通電方式としてもよいことは言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く本発明にあっては製管速度変
更に伴う肉厚方向不均一加熱、加熱幅の極端な変動に起
因するアップセット力低下が防止出来、消費電力の節減
が図れて生産性が向上し、また自動入熱制御が安定した
状態で実施可能となり、作業者の作業負担が軽減される
と共に、スタートロスが減少し、歩留が向上する等、本
発明はすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施状態を示す模式的平面図であ
る。

【図２】本発明方法の試験結果を示す説明図である。

【図３】従来方法の実施状態を示す模式的平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 第１の加熱装置 ２ 第２の加熱装置 ３ スクイズロール ４ コイル ５ 加熱電源 ６ コイル ７ 加熱電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移送されるオープンパイプの相対向する
   両側エッジ部を、第１の加熱装置及び第２の加熱装置に
   より順次加熱溶融状態にした後、スクイズロールにより
   両側エッジ部を衝合溶接して電縫管を製造する方法にお
   いて、 製管速度に応じて第１の加熱装置の管長手方向位置を変
   化させることを特徴とする電縫管の製造方法。