JPH0592279A - 製管溶接用ガスシールド方法 - Google Patents
製管溶接用ガスシールド方法Info
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- JPH0592279A JPH0592279A JP27860891A JP27860891A JPH0592279A JP H0592279 A JPH0592279 A JP H0592279A JP 27860891 A JP27860891 A JP 27860891A JP 27860891 A JP27860891 A JP 27860891A JP H0592279 A JPH0592279 A JP H0592279A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製管溶接用ガスシールド方法におけるシールド
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を用い、外
筒１１−２のガス供給口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃよりシ
ールドガスを２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２の均等圧で供給す
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】シールド材が不要となり、停機、補修が皆無と
なる。シールド雰囲気が劣化しない。酸素濃度の低下に
より溶接欠陥が少なくなる。
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を用い、外
筒１１−２のガス供給口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃよりシ
ールドガスを２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２の均等圧で供給す
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】シールド材が不要となり、停機、補修が皆無と
なる。シールド雰囲気が劣化しない。酸素濃度の低下に
より溶接欠陥が少なくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、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。
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圧延ロー
ルにて圧延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、Ｎ２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。
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圧延ロー
ルにて圧延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、Ｎ２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。
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】
【発明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。
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】この発明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方法を提供しよう
とするものである。
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方法を提供しよう
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、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
射するガス噴出ノズルを設置したガスシールド装置によ
り溶接部を不活性ガスでシールドする方法であって、前
記外筒のガス供給口より供給するシールドガス圧力を均
等でかつ２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以上とすることを特徴と
するガスシールド方法である。
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
射するガス噴出ノズルを設置したガスシールド装置によ
り溶接部を不活性ガスでシールドする方法であって、前
記外筒のガス供給口より供給するシールドガス圧力を均
等でかつ２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以上とすることを特徴と
するガスシールド方法である。
【０００７】
【作用】二重管シールドボックスは、内筒が高周波ワー
クコイルに内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。
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
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】この発明において、二重管シールドボック
スへ外筒の複数個のガス供給口より供給するシールドガ
ス圧力をそれぞれ均等としかつ２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以
上としたのは、シールドガス圧力が２．５Ｋｇｆ／ｃｍ
２未満では、酸素濃度が高くなりペネトレーター数が増
加するため好ましくなく、また各供給口より供給するガ
ス圧力を均等とした方がシールド雰囲気の劣化防止効果
が大きいためである。
スへ外筒の複数個のガス供給口より供給するシールドガ
ス圧力をそれぞれ均等としかつ２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以
上としたのは、シールドガス圧力が２．５Ｋｇｆ／ｃｍ
２未満では、酸素濃度が高くなりペネトレーター数が増
加するため好ましくなく、また各供給口より供給するガ
ス圧力を均等とした方がシールド雰囲気の劣化防止効果
が大きいためである。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明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、１１−３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。
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、１１−３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１１−３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。
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１１−３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。
【００１１】すなわち、外筒１１−２のガス供給口１３
Ａ、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。なお、外筒１１−２
のガス供給口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃより供給されるシ
ールドガスはすべて２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以上でかつ均
等圧であることはいうまでもない。
Ａ、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。なお、外筒１１−２
のガス供給口１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃより供給されるシ
ールドガスはすべて２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以上でかつ均
等圧であることはいうまでもない。
【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。表１は本実施例におけるガス供給圧力と酸素濃度
の一例であり、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は表１の結果を図に表したものであ
る。なお、シールドガスにはＮ２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
が最も少なく良好域であることがわかる。また、表１お
よび図５より、酸素濃度を０．２％以下に保持するため
には外筒のガス供給口より供給するシールドガスの圧力
を２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以上にする必要があり、かつ各
供給口のシールドガス圧力が同一であっても２．５Ｋｇ
ｆ／ｃｍ２未満では酸素濃度が高くなることがわかる。
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。表１は本実施例におけるガス供給圧力と酸素濃度
の一例であり、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は表１の結果を図に表したものであ
る。なお、シールドガスにはＮ２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
が最も少なく良好域であることがわかる。また、表１お
よび図５より、酸素濃度を０．２％以下に保持するため
には外筒のガス供給口より供給するシールドガスの圧力
を２．５Ｋｇｆ／ｃｍ２以上にする必要があり、かつ各
供給口のシールドガス圧力が同一であっても２．５Ｋｇ
ｆ／ｃｍ２未満では酸素濃度が高くなることがわかる。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、以下に記載する効果を奏する。すなわち、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を奏する。さらに、外筒のガス供給
口より供給するシールドガス圧力を２．５Ｋｇｆ／ｃｍ
２以上の均等圧としたことにより、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。
れば、以下に記載する効果を奏する。すなわち、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を奏する。さらに、外筒のガス供給
口より供給するシールドガス圧力を２．５Ｋｇｆ／ｃｍ
２以上の均等圧としたことにより、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１】この発明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。
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】この発明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。
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。
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。
す縦断側面図である。
７ 被溶接管 ９ Ｖ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 (1)
- 【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方法であって、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を設け、該シールドボック
スの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接合点に対向するガス噴出ノズルを設置した
製管溶接用ガスシールド装置により溶接部を不活性ガス
でシールドする方法であって、前記外筒のガス供給口よ
り供給するシールドガス圧力を均等でかつ２．５Ｋｇｆ
／ｃｍ２以上とすることを特徴とする製管溶接用ガスシ
ールド方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27860891A JPH0592279A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 製管溶接用ガスシールド方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27860891A JPH0592279A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 製管溶接用ガスシールド方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0592279A true JPH0592279A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17599649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27860891A Pending JPH0592279A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 製管溶接用ガスシールド方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0592279A (ja) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27860891A patent/JPH0592279A/ja active Pending
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