JPH0570775U

JPH0570775U - 製管溶接用ガスシールド装置

Info

Publication number: JPH0570775U
Application number: JP1895592U
Authority: JP
Inventors: 敏博疋田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】製管溶接用ガスシールド装置におけるシールド
ボックス内への大気の侵入とシールド雰囲気の劣化を防
止する手段を提供する。【構成】二重管構造のシールドボックス１１の長さＬを
被溶接管７の直径の２倍以上とする。外筒１１−２のガ
ス供給口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃよりシールドガスを供
給する。供給されたガスは内筒に設けた多数のガス噴出
口よりオープンパイプと内筒との間に流出する。このシ
ールドガスによりＶ接合点への大気層の侵入を防ぎ、Ｖ
接合点をシールドする。【効果】シールドボックス内の酸素濃度を低下させるこ
とができるので、ペネトレーターで代表される溶接欠陥
を大幅に少なくできる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ストレートシーム製管溶接方法におけるガスシール技術に係り、より詳しくは高周波溶接により金属管を接合して電縫鋼管を製造するに際し、接合面を非酸化性気体で包囲するシールド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ストレートシーム製管溶接方法には、サブマージアーク溶接法、プラズマ溶接法、ＴＩＧ溶接法、高周波電縫溶接法があり、このうち高周波電縫溶接法は製管溶接プロセスの中で最も高能率なプロセスであることから広く一般に使用されている。高周波電縫溶接法による金属管の接合は、金属管の接合面が溶接衝合点を頂点とするＶ字形を形成するようにロール等で成形してオープンパイプとなした後、被接合端面に高周波電流を通じて加熱し、溶接温度に到達した衝合部をスクイズロールにて圧接して達成されるものである。しかるに、この溶接プロセスの問題点は、ペネトレーターで代表される酸化物欠陥であり、この欠陥は大気による高温酸化が主たる原因である。このため、従来から溶接部を非酸化性ガス（Ａｒ、Ｎ_２等）でシールドする方法が採用されている。このシールド方法としては、大別してボックスによる全体被包式（特開昭52-21237等）と局部式（実開昭56 -23289、実公昭59-27983等）があり、いずれもスクイズロールや被溶接管とシールド装置との摺動部を弾性体（スポンジ、ゴム等）でシールする方式がとられている。

【０００３】第６図は一般に使用されているボックス型のシールド装置の一例を示すもので、１はシールドボックス、２はシールド材、３はガス供給口、４は高周波ワークコイル、５はスクイズロール、６はインピーダ、７は被溶接管をそれぞれ示す。すなわち、このシールド装置はシールドボックス１内のガス雰囲気中に大気が侵入するのを防止するため、シールドボックス１と被溶接管７との間をそれぞれシールド材２にてシールする構造となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このような手段によるシールド方法では、被溶接管との摺動によりシールド材が摩耗し易く、特に被溶接管入側のシールド材が消耗するとその隙間から大気が侵入しシールド雰囲気が極端に悪化する。このため、摺動部のシールド材は定期的に交換する必要があり、それによる停機、補修により稼働率の大幅低下を余儀なくされるという問題がある。また、電縫溶接のように高速で被溶接管が移動する場合には、管表面に付着している吸着大気が問題となる。すなわち、吸着大気はシールド材等の機械的手段では完全に除去することができないため、シールドボックス内へ侵入して僅かではあるがシールド雰囲気を劣化させるという問題がある。

【０００５】この考案は前記した従来の問題を解決するため、シールドボックス内への大気の侵入とシールド雰囲気の劣化防止をはかるガスシールド装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案の要旨は、シールドボックスを二重管とし、内筒に多数のガス噴出口を設け、外筒に設けたガス供給口よりシールドガスを内筒と外筒との間に供給し内筒のガス噴出口より噴射するシールドガスにてオープンパイプを被包する方式とし、かつシールドボックスの内筒を高周波ワークコイルに内接するごとくワークコイルの成形ロール側に配し、さらに該シールドボックスの内筒に接続しスクイズロール側にＶ接合点を覆うように設けたフードに、Ｖ接合点にシールドガスを噴射する不活性ガス噴出ノズルを有するガスシールド装置において、前記シールドボックスの長さを２Ｄ以上（Ｄ：被溶接管の外径）とすることを特徴とするガスシールド装置である。

【０００７】

【作用】

二重管シールドボックスは、内筒が高周波ワークコイルの内側に接するごとくワークコイルの成形ロール側のオープンパイプに外嵌する。オープンパイプと内筒との間にシールドガスを噴射させると、ガスはオープンパイプの外表面に沿って前方、後方およびオープンパイプの内面側の三方向に流出し、成形ロール側に流出するガス流によりオープンパイプの内外面に付着している大気層を除去し、Ｖ接合点近傍への大気層の侵入を防ぐ。また、スクイズロール側へ流出するガスは、Ｖ接合点を覆うように設けたフードにより放散することなくシールドボックスの端面およびＶ接合点をシールドするとともに、該フードに設けたガス噴出ノズルより噴出するガスによりＶ接合点のシールドがより確実なものとなる。

【０００８】この考案において、二重管シールドボックスの長さを２Ｄ以上（Ｄ：被溶接管の外径）としたのは、シールド範囲が被溶接管の直径の２倍未満では十分なシールができず、Ｏ_２濃度が高くなりペネトレーター数が増加するためである。

【０００９】

【実施例】

図１はこの考案に係る製管溶接用ガスシールド装置の好適な装置構成を示す縦断側面図、図２は図１のａーａ線上の縦断正面図、図３は図１のｂーｂ線上の縦断正面図であり、９はＶ接合点、１０はワークコイル、１１は二重管構造のシールドボックス、１１−１は内筒、１１−２は外筒、１５は内筒に突設したフード、１２はガス噴出口、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはガス供給口、１４はガス噴出ノズルをそれぞれ示す。

【００１０】二重管構造のシールドボックス１１は、ワークコイル１０に接しかつワークコイル１０の成形ロール側の全周に多数のガス噴出口１２を有し、さらにワークコイル１０のスクイズロール５側にＶ接合点を覆うフード１５を突設した内筒１１ −１と、外周に複数個のガス供給口１３を有する外筒１１−２とから構成され、外筒１１−２のガス供給口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃより内筒１１−１と外筒１１ −２との間に形成した空間１６に供給されたシールドガスが内筒１１−１に設けたガス噴出口１２より被溶接管７との間に噴出する構造となっている。また、フード１１−３に設けたガス噴出ノズル１４よりＶ接合点９へ向けてガスが噴射されるようになっている。この考案では上記シールドボックスの長さＬが被溶接管７の直径の２倍以上となっているのである。

【００１１】すなわち、外筒１１−２のガス供給口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃより供給されたシールドガスは、内筒１１−１と被溶接管７との間、および被溶接管のエッジ間より被溶接管７の内面とインピーダ６との間を通り、管軸方向に流れてスクイズロール５および成形ロール（図示せず）側に流出する。このうち、成形ロール側（Ｖ接合点と反対側）に流れるガス流は、被溶接管７の内外面に付着している大気層を除去し、Ｖ接合部近傍への大気の侵入を防止する。一方、Ｖ接合点側はスクイズロール側へ流出するガスと、ガス噴出ノズル１４より噴出するガスにより、この側のシールドボックスの端面およびＶ接合点９がシールドされる。

【００１２】図１に示す製管溶接用ガスシールド装置を用いて実際に製管した時の実施結果について以下に説明する。図４は酸素濃度とペネトレーター数の関係を示す図、図５は二重管シールドボックス長さＬと酸素濃度の一例を図に表したものである。なお、シールドガスにはＮ_２ガスを用いた。図４より、ペネトレーター数は酸素濃度が０．２％以下の範囲が最も少なく良好であることがわかる。また、図５より、酸素濃度を０．２％以下に保持するためには二重管シールドボックス長さＬを被溶接管の外径の２倍以上とする必要があることがわかる。

【００１３】

【考案の効果】

この考案は上記のごとく、内筒に設けた多数のガス噴出口より噴出するシールドガスを管軸方向に流出させるごとく構成した二重管構造のシールドボックスを用いて溶接部をシールドすることにより、シールドボックス内への大気の侵入を防止でき、シールド材が不要となる結果、停機、補修が皆無となり稼働率を向上できること、シールドボックスから成形ロール側に流出するガス流により被溶接管の内外面に付着している大気層を除去でき、シールド雰囲気を劣化させることなくＶ接合点近傍への大気の侵入を防止できること、Ｖ接合点を覆うように取付けたガス噴出ノズルから噴射するシールドガスとシールドボックスから流出するガス流により、Ｖ接合点がより確実に安定してシールされること等の効果に加えて、二重管構造のシールドボックスの長さすなわちシールド範囲を被溶接管の直径の２倍以上としたことにより、シールドボックス内の酸素濃度を低下させることができ、ペネトレーターで代表される溶接欠陥を大幅に少なくできるという、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る製管溶接用ガスシールド装置の
一例を示す縦断側面図である。

【図２】図１のａーａ線上の縦断正面図である。

【図３】図１のｂーｂ線上の縦断正面図である。

【図４】この考案の実施例における酸素濃度とペネトレ
ーター数の関係を示す図である。

【図５】同上実施例におけるガス供給口圧力と酸素濃度
の関係を示す図である。

【図６】従来の製管溶接用ガスシールド装置の一例を示
す縦断側面図である。

【符号の説明】

７被溶接管９Ｖ接合点１０ワークコイル１１シールドボックス１１−１内筒１１−２外筒１２ガス噴出口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃガス供給口１４ガス噴出ノズル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】帯鋼を連続成形してオープンパイプとな
し、被接合端面に高周波電流を通じて加熱・溶融・接合
する製管溶接におけるガスシールド装置であって、オー
プンパイプ外径より大きい内径を有し、かつ多数のガス
噴出口を有する内筒と、複数個のガス供給口を有し高周
波ワークコイルに隣接する外筒からなり、前記内筒と外
筒との間にシールドガスを通流する構造となした二重管
で構成したシールドボックスと、該シールドボックスの
内筒に接続しスクイズロール側にＶ接合点を覆うように
設けたフードと、該フードにＶ接合点に対向する不活性
ガス噴出ノズルを備えた製管溶接用ガスシールド装置に
おいて、前記シールドボックスの長さを２Ｄ以上（Ｄ：
被溶接管の外径）とすることを特徴とする製管溶接用ガ
スシールド装置。