JPH05277559A - 金属溶接管の矯正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属帯を両側端縁が突き合わされた状態の管
状に形成しこの突き合わされた両側端縁を溶接して連続
的に成形した金属溶接管を、その溶接直後において簡単
な設備で安価且つ迅速に所望の製品外径を有していてし
かも高い真円度を有する断面形状に矯正し、金属溶接管
の外径寸法の変更にも容易に対応できるようにする。 【構成】 金属帯10を両側端縁が突き合わされた状態の
管状に形成し該金属帯10の両側端縁を溶接手段４によっ
て溶接して連続的に成形した金属溶接管１を必要に応じ
て冷却装置５により冷却したり、ビード研削機６により
溶接ビード1aを除去したり、潤滑剤供給装置７で潤滑剤
を塗布したりしてから直ちに、出側に行くに従って直径
が小さくなるテーパを有する断面円形の貫通穴３を穿設
された矯正用ダイス２の該貫通穴３に貫通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯を両側端縁が突
き合わされた状態の管状に形成しこの突き合わされた両
側端縁を溶接して連続的に成形した金属溶接管を、その
溶接直後において簡単な設備で安価且つ迅速に所望の製
品外径を有していてしかも高い真円度を有する断面形状
に矯正する金属溶接管の矯正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属帯の両側端縁を突き合わされた状態
の管状に形成しこの突き合わされた両側端縁を溶接して
連続的に成形された金属溶接管は、一般に金属帯のスプ
リングバックの影響を受けて断面が図４に示す如き楕円
形状や溶接部分側が細くなるような水滴状を成している
ので、高い真円度を有する断面形状となるように矯正す
る必要がある。従来、金属溶接管を矯正するには、複数
組のサイジングロール群に金属溶接管を通過させて行う
ロールフォーミング法や、図５に示す如く貫通穴を穿設
されている矯正用ダイス11に金属溶接管１を貫通させて
行う連続ドロー法が実施されていた。

【０００３】しかしながら、前記した前者のロールフォ
ーミング法を実施するためには、多数のサイジングロー
ルを配設しなければならないと共に、サイジングロール
群は矯正すべき金属溶接管それぞれの製品外径寸法に対
応させた寸法の異なる多数組のサイジングロール群を準
備しておかなければならないのでコストが高くなり、更
に矯正すべき金属溶接管の外径寸法や矯正後の金属溶接
管の外径寸法を変更する際にはサイジングロール群を構
成する多数のサイジングロールを交換しなければならな
いのでこの交換作業に長時間を要し、効率が非常に悪い
という欠点があった。また前記した後者の連続ドロー法
を実施する場合には、通常金属溶接管を口付け，熱処
理，スケール除去等の前処理を施した後に矯正用ダイス
に穿設されている貫通穴に貫通させるので、例えば比較
的外径の小さな金属溶接管１の場合は図５に示す如く前
記した前処理を施されペイオフリール12に巻き取られて
いる金属溶接管１を矯正用ダイス11の貫通穴を貫通させ
て後に巻取ドラム13に巻き取っていたのである。これら
の作業は、金属帯の両側端縁を突き合わせて管状に形成
し溶接して金属溶接管を成形する管成形ラインとは別の
矯正ラインで行われるので、管成形ラインで成形された
金属溶接管を矯正ラインが設備されている別の場所へ運
搬しなければならないので手間と時間とを要し、更には
矯正ラインを設備する敷地を確保しなければならないと
いう欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の欠点を解消し、金属帯の両側端縁を突き合わせ
て連続的に溶接して成形した断面が楕円形状や水滴状を
成している金属溶接管を安価且つ迅速に高い真円度を有
する断面形状に矯正することができ、しかも金属溶接管
の外径寸法の変更にも容易に対応でき、更に矯正ライン
を別個に設備することなく矯正することのできる金属溶
接管の矯正方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる課題
を解決するために種々検討した結果、金属帯を両側端縁
が突き合わされた状態の管状に形成し、この突き合わさ
れた両側端縁を溶接手段によって溶接して連続的に成形
した金属溶接管を直ちに、出側に行くに従って直径が小
さくなるテーパを有する断面円形の貫通穴が穿設されて
いる矯正用ダイスの管通穴に貫通させれば、簡単且つ迅
速に金属溶接管を高い真円度を有する断面形状に矯正す
ることができ、金属溶接管の外径寸法の変更にはこの矯
正用ダイスの交換のみで容易に対応することができるこ
とを究明して本発明を完成したのである。

【０００６】以下、図面により本発明に係る金属溶接管
の矯正方法について詳細に説明する。図１は本発明方法
を実施して金属溶接管を矯正している状態を示す説明
図、図２は金属溶接管を成形している状態の１例を示す
説明図、図３は金属溶接管を貫通させる貫通穴が穿設さ
れている矯正用ダイスの１実施例を示す縦断面図、図４
は図１におけるＡ−Ａ線端面図である。本発明方法を実
施するには、先ず金属帯10をその両側端縁が突き合わさ
れた状態の管状に形成し、この両側端縁を溶接トーチを
用いた溶接装置や、高周波抵抗溶接や高周波誘導溶接な
どの溶接装置から成る溶接手段４によって溶接して金属
溶接管１に成形する。

【０００７】この金属溶接管１を成形する管成形ライン
としては、特に図示しないが従来から実施されているよ
うに多数のタンデムに配置されたカリバーを有するフォ
ーミングロール又はケージロールを備えたロール成形機
を用いて金属帯を幅方向に順次曲げ加工して管状に形成
し、管状に形成された金属帯をシームガイドロール及び
スクイズロールにより保持し、突き合わされた状態の金
属帯の両側端縁を溶接手段により連続的に突き合わせ溶
接して接合するすることにより成形するロールフォーミ
ング法や、図２に示す如く入側から出側に行くに従って
直径を小さくするテーパを付した部分を有する断面円形
の貫通穴９が穿設されている管成形用ダイス８に金属帯
10を連続的に貫通させることによって金属帯10を一挙に
その両側端縁を突き合わせた状態の管状に形成し、突き
合わされた状態の金属帯10の両側端縁を溶接手段４によ
り連続的に突き合わせ溶接して接合するすることにより
成形する方法によって成形する。前記した後者の管成形
用ダイス８によって金属帯10を管状に形成し金属溶接管
１を成形する場合には、管成形用ダイス８として入側か
ら出側に行くに従って直径を小さくするテーパを付され
ていると共に出側と入側との間に所定長さの最小直径区
間9aが設けられている断面円形の貫通穴９が穿設されて
いる管成形用ダイスを使用することが好ましい。

【０００８】そして、金属溶接管１を成形する管成形ラ
インにおいて突き合わされた状態にある両側端縁を、溶
接トーチや高周波抵抗溶接や高周波誘導溶接などの溶接
装置から成る溶接手段４によって溶接されて連続的に成
形された金属溶接管１を直ちに、出側に行くに従って直
径が小さくなるテーパを有する断面円形の貫通穴３を形
成された矯正用ダイス２の貫通穴３に貫通させるのであ
る。この矯正用ダイス２の貫通穴３は、管成形ラインに
より成形された金属溶接管１が通常図４に示す如く楕円
形状や水滴状の断面形状を成しているので、入側直径が
金属溶接管１の最大直径より大きくなければならず、ま
た最小直径部3aの内径が矯正用ダイス２の貫通穴３を貫
通して矯正された後の金属溶接管１の外形すなわち製品
外径と同一であって溶接時に金属溶接管１を管状に保持
している１組のスクイズロール間に形成される直径又は
管成形用ダイス８の貫通穴９の最小直径区間9aの内径
（以下、目標外径と言うことがある）に対して0.74〜1.
00倍であることが好ましい。これは、矯正用ダイス２の
貫通穴３の最小直径部3aの内径が金属溶接管１の目標外
径に対して1.00倍より大きい場合には貫通する金属溶接
管１を矯正することができないからであり、また0.74倍
より小さい場合には金属溶接管１を矯正用ダイス２の貫
通穴３に貫通させることが困難であったり又は貫通させ
ることができたとしても多数の表面疵が生じるので金属
溶接管１の品質が低下し更に矯正用ダイス２の寿命が短
くなるからである。

【０００９】この矯正用ダイス２の貫通穴３は、その内
周面に硬質皮膜が形成されていることが矯正用ダイス２
の摩耗及び損傷を低減させて寿命を長くできるので好ま
しく、この硬質皮膜としては例えば炭化チタン皮膜が化
学蒸着され更にこの炭化チタン皮膜の上面に窒化チタン
皮膜が化学蒸着されているものを挙げることができ、こ
の場合炭化チタン皮膜及び窒化チタン皮膜はそれぞれ３
〜５μmの厚さに蒸着形成されていることが好ましい。
これは炭化チタン皮膜及び窒化チタン皮膜がそれぞれ３
μm未満の厚さであると貫通穴３の摩耗及び損傷が早期
に発生し、５μmを超える厚さに蒸着形成しても造管効
率が特別に向上せずにコスト面で不利になるからであ
る。

【００１０】また、管成形ラインで成形された金属溶接
管１には通常溶接ビード1aが形成されているので、この
溶接ビード1aを除去してから矯正用ダイス２の貫通穴３
に貫通させることが好ましい。溶接ビード1aを除去する
には、従来から実施されていたようにバイト等により切
削除去しても良いが、金属溶接管１の肉厚が薄い場合に
は多数の研磨紙又は研磨布を周縁に取り付けられたプー
リ（図示した実施例では研磨紙又は研磨布を周縁に取り
付けられた円盤状体が固定されたプーリ）から成るビー
ド研削機６を溶接手段４と矯正用ダイス２との途中を通
管する金属溶接管１の溶接ビード1aに対応する位置に設
置して溶接ビード1aを研削することが好ましい。このと
き図１に示す如くビード研削機６をタンデムに配設し、
先ず粗さの粗い研磨紙又は研磨布を有するビード研削機
６で、次に粗さの細かい研磨紙又は研磨布を有するビー
ド研削機６で溶接ビード1aを研削することが好ましい。

【００１１】また、溶接手段４と矯正用ダイス２との途
中に通管する金属溶接管１を冷却する冷却装置５を設置
して溶接されて高温状態にある金属溶接管１を冷却し、
更に冷却された金属溶接管１に例えば微細フッ素樹脂粉
末の濃度が５〜50％であるような潤滑剤を塗布する潤滑
剤供給装置７を設置して金属溶接管１に潤滑剤を塗布し
てから矯正用ダイス２の貫通穴３に貫通させることが好
ましい。特に図１に示す如くビード研削機６として多数
の研磨紙又は研磨布を周縁に取り付けられたプーリから
成るビード研削機を使用する場合には、研磨紙又は研磨
布の熱による損傷を防止するために冷却装置５はビード
研削機６と溶接手段４との間に設置されていることが好
ましい。

【００１２】

【作用】このような本発明方法を実施すると、管状に形
成された金属帯10の両側端縁を溶接手段４によって溶接
して連続的に成形された金属溶接管１を、必要に応じて
冷却装置５により金属溶接管１を冷却したり、ビード研
削機６により溶接ビード1aを除去したり、金属溶接管１
に潤滑剤を塗布したりしてから、直ちに矯正用ダイス２
の貫通穴３に貫通せしめることによって、高い真円度を
有する断面形状に矯正することができるのである。すな
わち、スクイズロール及び／又は管成形用ダイス８によ
って管状に保持された金属帯10の両側端縁を溶接手段４
により突き合わせ溶接された金属溶接管１は、スクイズ
ロール及び／又は管成形用ダイス８による保持状態を解
除されるとスプリングバックの影響を受けて断面が楕円
形状や水滴状を成すのであるが、溶接手段４より後方に
設置されている矯正用ダイス２の断面円形の貫通穴３を
貫通するときにこの貫通穴３の最小直径部3aによって金
属溶接管１の周縁が拘束されて高い真円度を有する断面
形状に矯正されるのであり、且つこの金属溶接管１を矯
正用ダイス２の貫通穴３に貫通させる作業は金属溶接管
１を成形した後に直ちに連続的に行われるので効率良く
矯正が行われるのである。

【００１３】この矯正において、矯正用ダイス２の貫通
穴３の最小直径部3aの内径が、溶接時に金属溶接管１を
管状に保持している１組のスクイズロール間に形成され
る直径又は管成形用ダイス８の貫通穴９の最小直径区間
9aの内径に対して、すなわち貫通させるべき金属溶接管
１の目標外径に対して、0.74〜1.00倍に形成されている
と、金属溶接管１がその長手方向への伸びの影響を受け
ることによって発生する可能性がある蛇行やねじれが防
止されると共に、座屈によるシワの発生も防止されるの
である。そして、溶接により形成される溶接ビード1aを
除去した金属溶接管１を、更にこの金属溶接管１に潤滑
剤を塗布してから矯正用ダイス２の貫通穴３に貫通させ
ると矯正用ダイス２の損傷と矯正した金属溶接管１の表
面疵の発生とが抑制されると共に周面が美麗な面を有し
た状態に矯正することができる。ここで、金属溶接管１
に塗布する潤滑剤として前記した微細フッ素樹脂粉末の
濃度が５〜50％である潤滑剤を使用する場合には、潤滑
剤の変質等を生ぜしめないように潤滑剤を塗布する前に
冷却装置５により金属溶接管１を冷却しておけば、潤滑
剤の持つ特性を有効に作用させることができる。

【００１４】更に、矯正用ダイス２の貫通穴３の内周面
に例えば炭化チタン皮膜とその上面に窒化チタン皮膜と
がそれぞれ化学蒸着されている硬質皮膜を形成しておけ
ば、この貫通穴３の損傷をより効果的に抑制することが
できる。また、矯正用ダイス２に出側と入側との間に所
定長さの最小直径部3aを形成された貫通穴３が穿設され
ていてこの貫通穴３に金属溶接管１を貫通させると、こ
の所定長さの最小直径部3aにおいて目標とする外径寸法
に金属溶接管１が保持されるのでより高い真円度を有す
る断面形状に矯正することができるのである。

【００１５】

【実施例】板厚0.7mm，板幅34mmのオーステナイト系ス
テンレス鋼帯の両側端縁を突き合わせた状態の管状に形
成してこの突き合わせた両側端縁を溶接手段により溶接
して肉厚0.7mm，目標外径10.5mmの金属溶接管を連続的
に成形した後、直ちにこの金属溶接管を冷却装置で噴射
される冷却水により水冷し、溶接ビード部を研削し、粗
さの異なる研磨紙が取り付けられていてタンデムに配設
されているビード研削機で溶接ビード部を研削し、次い
で微細フッ素樹脂粉末の濃度が25％の固形潤滑剤を潤滑
剤供給装置より供給して塗布した後、入側直径が35mm，
最小直径部の直径が10mm，入側から最小直径部に至るテ
ーパ角度が22度で内周面に炭化チタンと更にその上に窒
化チタンの皮膜をそれぞれ化学蒸着法により形成せしめ
た貫通穴が穿設されている炭化タングステンより成る矯
正用ダイスの貫通穴に前記金属溶接管を貫通させて金属
溶接管の矯正を行った。その結果、溶接直後の金属溶接
管は目標外径10.5mmに対して±３％程度の変形量を有す
る楕円形の断面形状であったものが、矯正用ダイスの貫
通穴に貫通させて矯正を行った金属溶接管は製品外径10
mmに対して±0.3％以内であるほぼ真円に近い断面形状
に矯正されていた。

【００１６】更に、本発明者らは目標外径寸法の異なる
種々の金属溶接管を成形して本発明方法を実施した結
果、矯正用ダイスの最小直径部の内径がこの矯正用ダイ
スの貫通穴に貫通させるべき金属溶接管の目標外径に対
して0.74〜1.00倍の範囲内であれば、上記した実施例と
同様に断面形状がほぼ真円に近い金属溶接管に矯正する
ことができることが確認できた。

【００１７】

【発明の効果】以上に詳述した如く本発明に係る金属溶
接管の矯正方法は、管成形用ラインで成形した金属溶接
管を必要に応じて冷却装置により冷却したり、ビード研
削機により溶接ビードを除去したり、潤滑剤を塗布した
りしてから、直ちに矯正用ダイスの貫通穴に貫通させる
という簡単な方法によって、断面が楕円形状や水滴状を
成している金属溶接管を高い真円度を有する断面形状に
矯正すると同時に外径を所望の製品外径にすることがで
きるのであり、製造すべき金属溶接管の製品外径を変更
する際にはその金属溶接管の製品外径に合致する内径の
最小直径部を有する貫通穴が穿設されている矯正用ダイ
スに交換するだけでよく、矯正用ダイスの交換は短時間
で容易に行うことができるから金属溶接管の外径寸法の
変更にも容易に対応することができ、しかも経済的であ
る。

【００１８】また、矯正用ダイスは金属溶接管の管成形
ラインに続いて設置するので矯正ラインを別個に設備す
る必要が無いため、この矯正ラインの敷地が不要で且つ
管成形ラインと矯正ラインとの間の製品の運搬の必要も
ないため、工程面でも非常に有利である。このような種
々の利点を有している本発明に係る金属溶接管の矯正方
法は、金属溶接管を安価且つ容易にしかも非常に小径の
金属溶接管の矯正までも可能にするものであり、その工
業的価値は非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施して金属溶接管を矯正してい
る状態を示す説明図である。

【図２】金属溶接管を成形している状態の１例を示す説
明図である。

【図３】金属溶接管を貫通させる貫通穴が穿設されてい
る矯正用ダイスの１実施例を示す縦断面図である。

【図４】図１におけるＡ−Ａ線端面図である。

【図５】従来の金属溶接管の矯正方法を説明する説明図
である。

【符号の説明】

１ 金属溶接管 1a 溶接ビード ２ 矯正用ダイス ３ 貫通穴 3a 最小直径部 ４ 溶接手段 ５ 冷却装置 ６ ビード研削機 ７ 潤滑剤供給装置 ８ 管成形用ダイス ９ 貫通穴 9a 最小直径区間 10 金属帯 11 従来の矯正用ダイス 12 ペイオフリール 13 巻取ドラム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯(10)を両側端縁が突き合わされた
   状態の管状に形成し該金属帯(10)の両側端縁を溶接手段
   (４)によって溶接して連続的に成形した金属溶接管(１)
   を直ちに、出側に行くに従って直径が小さくなるテーパ
   を有する断面円形の貫通穴(３)を穿設された矯正用ダイ
   ス(２)の該貫通穴(３)に貫通させることを特徴とする金
   属溶接管の矯正方法。
2. 【請求項２】 矯正用ダイス(２)として、貫通させるべ
   き金属溶接管(１)の目標外径に対して0.74〜1.00倍の内
   径の最小直径部(3a)を有する貫通穴(３)が穿設されてい
   る矯正用ダイスを使用する請求項１に記載の金属溶接管
   の矯正方法。
3. 【請求項３】 溶接手段(４)と矯正用ダイス(２)との途
   中に金属溶接管(１)の溶接ビード(1a)を研削するビード
   研削機(６)を設置して、該ビード研削機(６)により溶接
   ビード(1a)を研削された金属溶接管(１)を矯正用ダイス
   (２)の貫通穴(３)に貫通させる請求項１又は２に記載の
   金属溶接管の矯正方法。
4. 【請求項４】 矯正用ダイス(２)として、貫通穴(３)の
   表面に硬質皮膜が形成されている矯正用ダイスを使用す
   る請求項１から３までのいずれか１項に記載の金属溶接
   管の矯正方法。
5. 【請求項５】 金属帯(10)を両側端縁が突き合わされた
   状態の管状に形成するのに、入側から出側に行くに従っ
   て直径を小さくするテーパを付されていると共に出側と
   入側との間に所定長さの最小直径区間(9a)が設けられて
   いる断面円形の貫通穴(９)が穿設されている管成形用ダ
   イス(８)に金属帯(10)を貫通させて一挙にその両側端縁
   を突き合わせた状態の管状に形成する請求項１から４ま
   でのいずれか１項に記載の金属溶接管の矯正方法。
6. 【請求項６】 溶接手段(４)と矯正用ダイス(２)との途
   中に金属溶接管(１)を冷却する冷却装置(５)を設置する
   と共に冷却された金属溶接管(１)に潤滑剤を塗布する潤
   滑剤供給装置(７)を設置して、溶接されて高温状態にあ
   る金属溶接管(１)を冷却装置(５)により冷却した後に潤
   滑剤供給装置(７)により潤滑剤を塗布してから矯正用ダ
   イス(２)の貫通穴(３)に貫通させる請求項１から５まで
   のいずれか１項に記載の金属溶接管の矯正方法。