JPH06126327A - 金属溶接管の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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入側に有する断面円形の貫通穴
が穿設されているダイスに金属帯を貫通させることによ
って平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き合わせた
状態の管状に成形した後にこの突き合わせ部を溶接トー
チで溶接して金属溶接管を製造するに際し、ダイスから
出てくる金属帯の両側縁の突き合わせ部を常にトーチと
対向させた状態とし且つシームガイドロールを排し製造
ラインの短縮化を図る。 【構成】 金属帯１の両側縁部分に曲げ加工を行った後
に、ダイス４の入側直前に設けたガイド機構11によって
少なくとも金属帯１の両側縁1a位置を規制してダイス４
を貫通させ、直ちに金属帯１の両側縁1aの突き合わせ部
1bを溶接トーチ７で溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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入側に有
する断面円形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯
を貫通させることによって平板状の金属帯を一挙にその
両側縁を突き合わせた状態の管状に成形した後にこの突
き合わせ部を溶接トーチで溶接して金属溶接管を製造す
るに際し、ダイスから出てくる金属帯の両側縁の突き合
わせ部を常にトーチと対向させた状態として良好に金属
溶接管を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属帯を幅方向に所定の製品曲率に曲げ
て管状に成形し溶接して金属溶接管を製造するには、従
来は図５に示す斜視図の如く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10を備えたロール成形機を用いて金属帯１を幅方向に
順次曲げ加工し、管状に成形された金属帯１をシームガ
イドロール５及びスクイズロール６により保持した状態
で金属帯１の両側縁1aの突き合わせ部1bを溶接トーチ７
などの溶接手段によって突き合わせ溶接するロールフォ
ーミング法が一般に実施されていた。

【０００３】しかしながらこのロールフォーミング法に
おいて、製造すべき金属溶接管の外径を変更する場合に
は前記フォーミングロール又はケージロール10，更には
シームガイドロール５及びスクイズロール６等の各ロー
ル総てを製造すべき金属溶接管の外径に対応したものに
交換しなければならないため、１種類の外径に対し交換
すべきロール組は少なくとも２０個以上存在することか
らロール交換に多大の労力と長時間とを要するため設備
の生産効率が低下し、また製造すべき金属溶接管の外径
に対応した多数組のロールを準備しなければならないの
で経済的でないという欠点があった。更にこのようなロ
ールフォーミング法においては、外径が１０mm以下のよ
うな細い金属溶接管を製造しようとすると、前記各ロー
ル組の設定位置等に高い精度が要求されるのであり、各
ロール組のうち何組かのロール位置に設定誤差がある場
合には成形中に金属溶接管の捩れや突き合わせ部1bに段
差が生じ易いという欠点もあった。

【０００４】また、ダイドローフォーミング法と略称さ
れている成形ダイスにより金属帯を引き抜いて一挙に管
状に成形する方法が、例えば特公昭３９−１８６５７号
公報「長尺薄物金属バイプの一貫造管機」において金属
薄板フープを成形ダイスにて管型に成形した後、順次溶
接し次いで高周波誘導加熱による無酸化光輝焼鈍炉を用
いて焼鈍する工程を連続して行う技術として開示され、
特公平４−１８９２５号公報「金属波型管の製法」には
成形ダイスで管状に成形し管状体の接合点を溶接した
後、波型加工を行って非酸化性ガス雰囲気中で連続して
光輝熱処理を行う一連の製造ラインの技術が開示されて
いる。

【０００５】しかしながら、このダイドローフォーミン
グ法と略称されている特公昭３９−１８６５７号公報や
特公平４−１８９２５号公報に開示されている方法は、
平板状の金属帯を直接ダイスの入側のテーパを有する貫
通穴から引き抜いて管状に成形を行う方法であるので、
前述したロールフォーミング法に比べて設備費が格段に
低下すると共に製造すべき金属溶接管の外径を変更する
場合でもその金属溶接管の外径に対応するダイスを準備
するだけで済むので生産効率を低下させない利点がある
が、この方法では金属帯の両側縁部がダイスの貫通穴の
テーパ面に最初に接触し更にダイスの貫通穴内で成形が
進行する間において、成形中に受ける幅方向の曲げモー
メントが金属帯の両側縁部において最小となるので金属
帯の両側縁部はダイスの貫通穴の平行部（最小直径部）
の直前に至るまでは殆ど曲げ加工を受けない状態でダイ
スの貫通穴入側のテーパ部内に引き込まれて行くため、
金属帯の両側縁部はダイスの貫通穴入側のテーパ面に高
い面圧で接触しただけの状態でダイスの貫通穴入側のテ
ーパ面上を滑ることから長時間成形を行った場合に金属
帯の両側縁部に疵が生じると共にダイスの貫通穴入側の
テーパ面における金属帯の両側縁部が接触する部分が損
傷してダイスの寿命が短くなり、更には金属帯の両側縁
部に発生した疵から脱落した金属粉末がダイス内に蓄積
し金属帯に表面疵を発生させる原因となることから成形
を中断してダイスの手入れを頻繁に行う必要があるとい
う欠点があった。

【０００６】このような欠点を解決して良好に金属溶接
管を製造するダイドローフォーミング法として、本出願
人は先に特願平４−１０４００７号において、金属帯の
両側縁からそれぞれ板幅の１／10〜１／３の範囲の両部
分に挟まれた中央部分をフラットな状態にするか又は金
属溶接管の内面となる側に突出させるように円弧状に曲
げると同時に、前記中央部分をフラットな状態にした場
合には前記両部分における曲げ角度が、また前記中央部
分を金属溶接管の内面となる側に突出させるように円弧
状に曲げる場合にはその中央部分の曲げ角度の半分を差
し引いた前記両部分における曲げ角度が、それぞれ金属
溶接管の内面となる側に３０度以上８５度以下の角度に
なるように曲げ加工を行った後、ダイスを貫通させ、更
に好ましくは金属帯の両側縁からそれぞれ板幅の１／10
〜１／３の範囲の両部分の曲げ角度が所定の曲げ角度に
なるように曲げ加工を行う前に、金属溶接管の外面とな
る側に潤滑剤を塗布する金属溶接管の製造方法を提案し
た。

【０００７】この本出願人が提案した金属溶接管の製造
方法により、従来のダイドローフォーミング法の致命的
な欠点である金属溶接管に生ずる表面疵の発生及びダイ
スの損傷を共に防止することができて良好に金属溶接管
を製造することが可能となったのであるが、この金属溶
接管の製造方法は平板状の金属帯を直接ダイスの入側の
テーパを有する貫通穴から引き抜いて管状に成形を行う
方法であるので、金属帯の両側縁部の位置が金属帯の進
行方向に対して常に一定の位置に位置していないと、ダ
イスの出口において溶接部となる突き合わせ部が捻れた
まま、即ち金属帯の両側縁の突き合わせ部が常に溶接ト
ーチの真下に位置しない状態で進行することになって溶
接不良による歩留の低下を伴いコストアップに繋がって
しまう。よってこのような現象の発生を防止すると共
に、ダイス貫通直後にスプリングバック現象による金属
帯の突き合わせ部の拡張等の矯正及び金属帯の突き合わ
せ部の位置決め手段として折角管状に成形した金属帯の
突き合わせ部間にシームガイドロールのフィンを挿入し
て溶接部を位置決めして後、更にスクイズロールによっ
て溶接部位を固定して溶接トーチを用いて金属帯の突き
合わせ部を溶接しているのが現状であり、このシームガ
イドロールは不可欠であると共にこのシームガイドロー
ルを設置することにより金属帯の両側縁の突き合わせ部
は一度開いてから再度閉じなければならないので製造ラ
インが長くなるという欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記したダイ
ドローフォーミング法による金属溶接管の製造方法の欠
点を解消し、ダイスを貫通した金属帯の両側縁の突き合
わせ部と溶接トーチとの位置が常に一致し、シームガイ
ドロールが不要で、しかも製造ラインが短縮できるばか
りか製品歩留の向上を図ることもできる金属溶接管の製
造法を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく種々検討の結果、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入側に有する
断面円形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫
通させることによって平板状の金属帯を一挙にその両側
縁を突き合わせた状態の管状に成形した後にこの突き合
わせ部を溶接トーチで溶接する金属溶接管の製造法にお
いて、金属帯の両側縁部分に曲げ加工を行った後に、ダ
イスの入側直前に設けたガイド機構によって少なくとも
金属帯の両側縁位置を規制してダイスを貫通させ、直ち
に金属帯の両側縁の突き合わせ部を溶接トーチで溶接す
れば良好に溶接を行う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。

【００１０】以下、図面により本発明に係る金属溶接管
の製造法について詳細に説明する。図１は本発明法によ
って金属溶接管を製造している状態の１例を示す側面説
明図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面説明図、図３は
図２に相当する他の実施例の断面説明図、図４は図２に
相当する更に他の実施例の断面説明図である。

【００１１】本発明に係る金属溶接管の製造法の概略に
ついて図１により説明すると、アンコイラーより巻き出
された金属帯１はパスライン調整ロール９を通ってから
潤滑剤塗布装置２によりダイス４と接触する面（金属溶
接管の外面となる側）に潤滑剤を塗布され、エッジベン
ドロール３によって両側縁1aから所定幅の部分までに曲
げ加工を受けた後に、本発明の特徴とする部分であるガ
イド機構11によってその両側縁1aをそれぞれ位置規制さ
れ直ち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4aを付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴
が穿設されているダイス４によって一挙にその両側縁1a
を突き合わせた状態の管状に成形され、直ちにスクイズ
ロール６及び溶接トーチ７によって突き合わせ部1bを突
合わせ溶接されて金属溶接管８が製造されるのである。

【００１２】この本発明の最も特徴とする部分であるガ
イド機構11は、ダイス４の入側直前において少なくとも
金属帯１の両側縁1aをそれぞれ位置規制するものであれ
ば良いので、図２に示す如く金属帯１の幅方向に水平に
金属製等の硬質で耐摩耗性を有するガイド棒を設け、こ
のガイド棒に金属帯１の両側縁1aが当接するようにすれ
ば良いが、この場合金属帯１全体が傾いた状態即ち金属
帯１の他方の側縁1aが上方のガイド棒から離れた状態に
ならないようにガイド棒を金属帯１の両側縁1aをそれぞ
れ位置規制する上方のガイド棒と金属帯１の中央部を位
置規制する下方のガイド棒との上下２本を設けて位置規
制することが好ましい。また図３に示す如く、ダイス４
の入側直前において金属帯１の両側縁1aをそれぞれ確実
に位置規制できるようにダイス４の入側位置に金属帯１
の両側縁1aが挿通される凹状部を形成したプレート状や
ブロック状のガイド部材を固定するガイド機構11も使用
することもでき、この場合に使用するガイド部材として
は金属帯１の表裏両面と接触するので金属帯１を疵付け
ないように金属帯１よりも軟質であるが耐摩耗性を有す
るモノマー注型ナイロン等を使用することが好ましい。
更に図４に示す如く、ダイス４の入側直前において金属
帯１の両側縁1aのみならず金属帯１のほぼ全面をそれぞ
れ確実に位置規制できるようにダイス４の入側位置に金
属帯１全体が挿通されるようにプレート等で凹状部を形
成したガイド部材を固定するガイド機構11も使用するこ
ともでき、この場合に使用するガイド部材も金属帯１よ
りも軟質であるが耐摩耗性を有するモノマー注型ナイロ
ン等を使用することが好ましい。

【００１３】このような工程において、前記ガイド機構
11によって金属帯１は少なくともその両側縁1aをそれぞ
れ位置規制された後に直ちにダイス４内に通板され、ダ
イス４内を貫通直後に溶接トーチ７によって突き合わせ
部1bを突合わせ溶接させるのである。ここで、ガイド機
構11によって少なくともその両側縁1aをそれぞれ位置規
制した金属帯１を直ちにダイス４内に通板しなければな
らない理由は、ガイド機構11によって金属帯１の両側縁
1aを位置規制してもその位置規制した位置からダイス４
までの距離が長いと金属帯１がダイス４内に入る前に捻
れが発生してそのままの状態でダイス４内を貫通して金
属帯１の両側縁1aの突き合わせ部1bが溶接トーチ７の真
下に常に位置せずガイド機構11を設置した効果が殆ど得
られないからである。また、ダイス４内を貫通直後に溶
接トーチ７によって突き合わせ部1bを突合わせ溶接しな
ければならない理由は、ガイド機構11によって少なくと
も金属帯１の両側縁1aをそれぞれ位置規制してダイス４
内を貫通させた直後の金属帯１の両側縁1aの突き合わせ
部1bが所定の位置に位置して進行する金属管はダイス４
から離れるに従ってスプリングバック現象によって突き
合わせ部1bが拡張し且つ捻れが発生し易くなって、溶接
トーチ７によって突き合わせ部1bを突合わせ溶接できな
くなると共に突き合わせ部1bが溶接トーチ７の直下に位
置しなくなるため、従来必要であったシームガイドロー
ルを省略して製造ラインを短縮する効果が得られないか
らである。

【００１４】

【作用】上述したように、入側から出側に行くに従って
直径を小さくするテーパ4aを付した部分を入側に有する
断面円形の貫通穴が穿設されているダイス４に金属帯１
を貫通させることによって平板状の金属帯１を一挙にそ
の両側縁1aを突き合わせた状態の管状に成形した後にこ
の突き合わせ部1bを溶接トーチ７で溶接する金属溶接管
８の製造法において、エッジベンドロール３により曲げ
加工を行って後、少なくとも金属帯１の両側縁1aをそれ
ぞれガイド機構11によって位置規制した後に直ちにダイ
ス４の貫通穴を貫通させることにより、ダイス４の貫通
穴を貫通した直後の金属帯１の両側縁1aの突き合わせ部
1bの捻れ現象の発生が生じなくなり、ダイス４の貫通穴
を貫通した直後で金属帯１の両側縁1aの突き合わせ部1b
を溶接トーチ７で突合わせ溶接することによりシームガ
イドロールを省略して良好な金属溶接管８を製造するこ
とができるのである。

【００１５】

【実施例】フッ素樹脂微粉末から成る潤滑剤を塗布した
板厚0.7mm，板幅30.7mmのステンレス鋼鋼帯（ＳＵＳ３
０４）の両側縁からそれぞれ約４mmの範囲（板幅の約１
／7.7）の両部分に挟まれた中央部分をフラットな状態
にし且つ前記両部分を４mmの半径でそれぞれ金属溶接管
の内面となる側に約５７.３度の角度になるように無駆
動のエッジベンドロールによって曲げ加工を行って後、
図２に示した構造のガイド機構によって金属帯の両側縁
を位置規制した後に直ちに、入側（直径：約30mm）から
出側（最小直径部の直径：10mm）に行くに従って直径を
小さくするテーパ（テーパ角度：２２度）を付した部分
を入側に有する断面円形の貫通穴が穿設されておりその
貫通穴内面に炭化チタン皮膜と窒化チタン皮膜とを化学
蒸着法によりコーティングした炭化タングステン製のダ
イスに前記ステンレス鋼鋼帯を貫通させることによって
そのステンレス鋼鋼帯を一挙にその両側縁を突き合わせ
た状態の管状に成形し、直ちにこの突き合わせ部を溶接
トーチを用いてＴＩＧ溶接したところ、ガイド機構によ
ってステンレス鋼鋼帯の両側縁の突き合わせ部は常に溶
接トーチの真下に位置して正確な溶接が可能となり、従
来法に比べて溶接不良が減少し製品歩留が著しく向上し
た。

【００１６】

【発明の効果】以上に詳述した如く本発明に係る金属溶
接管の製造法は、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入側に有する断面円形の
貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫通させるこ
とによって平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き合
わせた状態の管状に成形した後にこの突き合わせ部を溶
接する金属溶接管の製造法において、金属帯の両側縁の
両部分に所定の曲げ加工を行って後、ダイス入側直前に
設けたガイド機構によって少なくとも金属帯の両縁位置
を規制してダイスを貫通させ、直ちに金属帯の両側縁の
突き合わせ部を溶接トーチで溶接させることにより、常
に金属帯の両側縁の突き合わせ溶接部が溶接トーチの真
下に位置するので、金属帯がダイスの貫通穴の貫通過程
で発生する金属管溶接部の捻れの発生に起因する溶接不
良が解消し、従来必須であったシームガイドロールが不
要になると共に製造ラインが短縮され、製品歩留が向上
するのであり、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】本発明法によって金属溶接管を製造している状
態の１例を示す側面説明図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面説明図である。

【図３】図２に相当する他の実施例の断面説明図であ
る。

【図４】図２に相当する更に他の実施例の断面説明図で
ある。

【図５】従来の金属溶接管の製造ラインを示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 金属帯 1a 側縁 1b 突き合わせ部 ２ 潤滑剤塗布装置 ３ エッジベンドロール ４ ダイス 4a テーパ ５ シームガイドロール ６ スクイズロール ７ 溶接トーチ ８ 金属溶接管 ９ パスライン調整ロール 10 フォーミングロール又はケージロール 11 ガイド機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入側から出側に行くに従って直径を小さ
   くするテーパ(4a)を付した部分を入側に有する断面円形
   の貫通穴が穿設されているダイス(４)に金属帯(１)を貫
   通させることによって平板状の金属帯(１)を一挙にその
   両側縁(1a)を突き合わせた状態の管状に成形した後にこ
   の突き合わせ部を溶接トーチ(７)で溶接する金属溶接管
   の製造法において、金属帯(１)の両側縁部分に曲げ加工
   を行った後に、ダイス(４)の入側直前に設けたガイド機
   構(11)によって少なくとも金属帯(１)の両側縁(1a)位置
   を規制してダイス(４)を貫通させ、直ちに金属帯(１)の
   両側縁(1a)の突き合わせ部(1b)を溶接トーチ(７)で溶接
   することを特徴とする金属溶接管の製造法。
2. 【請求項２】 ガイド機構(11)として金属帯(１)の幅方
   向に水平に設けた上下２本のガイド棒を使用する請求項
   １に記載の金属溶接管の製造法。
3. 【請求項３】 ガイド機構(11)としてダイス(４)の入側
   位置に固定され金属帯(１)の両側縁(1a)が挿通される凹
   状部を形成したガイド部材を使用する請求項１に記載の
   金属溶接管の製造法。
4. 【請求項４】 ガイド機構(11)としてダイス(４)の入側
   位置に固定され金属帯(１)のほぼ全面が挿通される凹状
   部を形成したガイド部材を使用する請求項１に記載の金
   属溶接管の製造法。