JPH07204863A - 電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
電縫鋼管の製造方法Info
- Publication number
- JPH07204863A JPH07204863A JP135594A JP135594A JPH07204863A JP H07204863 A JPH07204863 A JP H07204863A JP 135594 A JP135594 A JP 135594A JP 135594 A JP135594 A JP 135594A JP H07204863 A JPH07204863 A JP H07204863A
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- Japan
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- welding
- coil distance
- distance
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- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接部での融け落ち及び溶接欠陥を直接防止
し溶接操業の安定と高品位の電縫鋼管を製造すること提
供すること。 【構成】 帯鋼を管状に曲げ成形し、該帯鋼の相互に対
向する両端部を、高周波電流の通電により加熱溶融して
衝合させ、引続きスクイズロールの圧下により衝合溶接
する電縫鋼管の製造において、ワークコイル距離を溶接
速度、肉厚及び入熱量に応じて１２０〜１５０ｍｍに自
動制御する電縫鋼管の製造方法。
し溶接操業の安定と高品位の電縫鋼管を製造すること提
供すること。 【構成】 帯鋼を管状に曲げ成形し、該帯鋼の相互に対
向する両端部を、高周波電流の通電により加熱溶融して
衝合させ、引続きスクイズロールの圧下により衝合溶接
する電縫鋼管の製造において、ワークコイル距離を溶接
速度、肉厚及び入熱量に応じて１２０〜１５０ｍｍに自
動制御する電縫鋼管の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波溶接により電縫鋼
管を製造する方法に関するものである。
管を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、電縫鋼管は図５に示す従来の高周
波溶接による電縫鋼管の製造方法の説明図のように、電
縫鋼管の素材となる帯鋼１を矢印にて示す如く、その長
手方向に送給されつつ、この送給経過に沿って並設した
図示しない複数対の成形ロール間に順次挟持されて、図
示の如く管状を成して曲げ成形される。帯鋼１の両端部
８、８´は成形の進行に伴って相互に対向せしめられ、
更に進行によりＶ字形をなして近接せしめられて衝合す
る。この衝合位置（Ｖ点）の後側には管状を成す帯鋼１
を幅方向両側から挟持し衝合された両端部８、８´に所
定の圧下を加える一対のスクイズロール２が配設してあ
る。
波溶接による電縫鋼管の製造方法の説明図のように、電
縫鋼管の素材となる帯鋼１を矢印にて示す如く、その長
手方向に送給されつつ、この送給経過に沿って並設した
図示しない複数対の成形ロール間に順次挟持されて、図
示の如く管状を成して曲げ成形される。帯鋼１の両端部
８、８´は成形の進行に伴って相互に対向せしめられ、
更に進行によりＶ字形をなして近接せしめられて衝合す
る。この衝合位置（Ｖ点）の後側には管状を成す帯鋼１
を幅方向両側から挟持し衝合された両端部８、８´に所
定の圧下を加える一対のスクイズロール２が配設してあ
る。
【０００３】また、前記衝合位置の前側には高周波電源
９に接続されたワークコイル３が衝合前の相互に対向す
る両端部８、８´の夫々に面して配設してあり、帯鋼１
の両端部８、８´には、これらのワークコイル３による
高周波電圧の加印に伴って局所的な高周波電流が流れ
る。すなわち、前記両端部８、８´は前記衝合の前に加
熱溶融しており、この衝合の後にスクイズロール２にて
加えられる圧下により加圧溶接される。そしてこの溶接
により得られる管１１はスクイズロール２の後方に送給
経路に沿って並設された図示しない成形ロールにより仕
上げ成形を経て電縫鋼管が製造される。符号１０は電流
経路を示す。
９に接続されたワークコイル３が衝合前の相互に対向す
る両端部８、８´の夫々に面して配設してあり、帯鋼１
の両端部８、８´には、これらのワークコイル３による
高周波電圧の加印に伴って局所的な高周波電流が流れ
る。すなわち、前記両端部８、８´は前記衝合の前に加
熱溶融しており、この衝合の後にスクイズロール２にて
加えられる圧下により加圧溶接される。そしてこの溶接
により得られる管１１はスクイズロール２の後方に送給
経路に沿って並設された図示しない成形ロールにより仕
上げ成形を経て電縫鋼管が製造される。符号１０は電流
経路を示す。
【０００４】このようにして行われた電縫鋼管の製造に
おいては、両端部８、８´を加熱する際の入熱量が不足
している場合、加圧溶接時における溶接不足を招来し、
逆に入熱量が過剰である場合、両端部８、８´の融け落
ちを招来する難点があり、溶接部の品質向上のためには
前記入熱量の管理が重要な課題となっている。すなわ
ち、溶接継目部１２のＣ方向断面を図６に示す。図６に
示すように、熱影響幅は溶融層１３とメタルフロー１４
の状態によって大きく影響し、入熱量が過剰な場合は溶
融層１３の幅が広くなり、メタルフロー１４なる熱影響
幅が大きくなり、溶融層の融け落ちが起こる現象を生ず
る。一方、入熱量が不足すると逆に溶融層は狭く、熱影
響幅は狭いが両端部の圧着代が小さく溶接不良となる。
また、溶接速度が大きくなると端部断面でのヒートパタ
ーンは表面のみ溶融層が大きく肉厚中心部には、溶融層
が極めて狭いこととなり、溶接の不安定が生じ、溶接部
の品質上問題を生ずる。
おいては、両端部８、８´を加熱する際の入熱量が不足
している場合、加圧溶接時における溶接不足を招来し、
逆に入熱量が過剰である場合、両端部８、８´の融け落
ちを招来する難点があり、溶接部の品質向上のためには
前記入熱量の管理が重要な課題となっている。すなわ
ち、溶接継目部１２のＣ方向断面を図６に示す。図６に
示すように、熱影響幅は溶融層１３とメタルフロー１４
の状態によって大きく影響し、入熱量が過剰な場合は溶
融層１３の幅が広くなり、メタルフロー１４なる熱影響
幅が大きくなり、溶融層の融け落ちが起こる現象を生ず
る。一方、入熱量が不足すると逆に溶融層は狭く、熱影
響幅は狭いが両端部の圧着代が小さく溶接不良となる。
また、溶接速度が大きくなると端部断面でのヒートパタ
ーンは表面のみ溶融層が大きく肉厚中心部には、溶融層
が極めて狭いこととなり、溶接の不安定が生じ、溶接部
の品質上問題を生ずる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のような問題を解
消すべき発明者らは鋭意研究開発を進めた結果、電縫溶
接において発生する融け落ち及び溶接欠陥はワークコイ
ル距離と密接な関係がある事実を知見し、このためには
溶接速度、肉厚及び入熱量に応じて最適ワークコイル距
離を制御することによって融け落ち及び溶接欠陥を直接
防止し、溶接品質の向上を図ることを目的とするもので
ある。
消すべき発明者らは鋭意研究開発を進めた結果、電縫溶
接において発生する融け落ち及び溶接欠陥はワークコイ
ル距離と密接な関係がある事実を知見し、このためには
溶接速度、肉厚及び入熱量に応じて最適ワークコイル距
離を制御することによって融け落ち及び溶接欠陥を直接
防止し、溶接品質の向上を図ることを目的とするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】その発明の要旨とすると
ころは、帯鋼を管状に曲げ成形し、該帯鋼の相互に対向
する両端部を、高周波電流の通電により加熱溶融して衝
合させ、引続きスクイズロールの圧下により衝合溶接す
る電縫鋼管の製造において、ワークコイル距離を溶接速
度、肉厚及び入熱量に応じて１２０〜１５０ｍｍに自動
制御することを特徴とする電縫鋼管の製造方法にある。
ころは、帯鋼を管状に曲げ成形し、該帯鋼の相互に対向
する両端部を、高周波電流の通電により加熱溶融して衝
合させ、引続きスクイズロールの圧下により衝合溶接す
る電縫鋼管の製造において、ワークコイル距離を溶接速
度、肉厚及び入熱量に応じて１２０〜１５０ｍｍに自動
制御することを特徴とする電縫鋼管の製造方法にある。
【０００７】
【作用】以下本発明について図面に従って詳細に説明す
る。図１は本発明に係る電縫鋼管の製造のためのワーク
コイル移動自動制御方法を示す説明図である。図１に示
すように、電縫鋼管の素材となる帯鋼１を矢印にて示す
如く、その長手方向に送給されつつ、図示の如く管状を
成して曲げ成形され、帯鋼１の両端部は成形の進行に伴
って相互に対向せしめられ衝合する。この衝合位置の前
側には高周波電源に接続されたワークコイル３がワーク
コイル取付台４に保持され、衝合前の相互に対向する両
端部の夫々に面して配設してあり、帯鋼１の両端部には
これらのワークコイル３による高周波電圧の印加に伴っ
て局所的な高周波電流が流れるように構成されている。
る。図１は本発明に係る電縫鋼管の製造のためのワーク
コイル移動自動制御方法を示す説明図である。図１に示
すように、電縫鋼管の素材となる帯鋼１を矢印にて示す
如く、その長手方向に送給されつつ、図示の如く管状を
成して曲げ成形され、帯鋼１の両端部は成形の進行に伴
って相互に対向せしめられ衝合する。この衝合位置の前
側には高周波電源に接続されたワークコイル３がワーク
コイル取付台４に保持され、衝合前の相互に対向する両
端部の夫々に面して配設してあり、帯鋼１の両端部には
これらのワークコイル３による高周波電圧の印加に伴っ
て局所的な高周波電流が流れるように構成されている。
【０００８】また、ワークコイル取付台４はスクイズロ
ール２との距離であるワークコイル距離をワークコイル
移動装置５によって移動可能にし、このワークコイル距
離は常に溶接速度、肉厚及び入熱量が演算制御装置６に
入力され、その最適ワークコイル距離を演算し、演算制
御装置６の演算結果がワークコイル移動装置５に与えら
れ、ワークコイル距離が自動的に制御される。
ール２との距離であるワークコイル距離をワークコイル
移動装置５によって移動可能にし、このワークコイル距
離は常に溶接速度、肉厚及び入熱量が演算制御装置６に
入力され、その最適ワークコイル距離を演算し、演算制
御装置６の演算結果がワークコイル移動装置５に与えら
れ、ワークコイル距離が自動的に制御される。
【０００９】図２は本発明に係る溶接速度と最適ワーク
コイル距離との関係を示す図である。図２に示すよう
に、溶接速度が速くなれば比例的に最適ワークコイル距
離も短くする必要があることがわかる。その最適距離は
１２０〜１５０ｍｍの範囲で制御する必要がある。な
お、１２０ｍｍ以上としたのは設備寸法制約から来る最
小距離から決めたものである。また、１５０ｍｍを超え
ると溶接速度と溶接部品質から望ましくない。
コイル距離との関係を示す図である。図２に示すよう
に、溶接速度が速くなれば比例的に最適ワークコイル距
離も短くする必要があることがわかる。その最適距離は
１２０〜１５０ｍｍの範囲で制御する必要がある。な
お、１２０ｍｍ以上としたのは設備寸法制約から来る最
小距離から決めたものである。また、１５０ｍｍを超え
ると溶接速度と溶接部品質から望ましくない。
【００１０】図３は本発明に係る入熱当量式によるワー
クコイル距離操業条件を決定するための説明図である。
帯鋼１を高周波誘導加熱されたときの加熱部分７は帯鋼
の端部から長さ方向に加熱された加熱浸透深さａ及びス
クイズロールの中心部から加熱された表層部との距離、
すなわち表皮効果距離ＬH （ｍｍ）またスクイズロール
の中心部から加熱された肉厚内部との距離、すなわち近
接効果距離ＬK とすると、熱の入った部分の体積（加熱
体積ｍｍ3 ）Ｖｏｌは Ｖｏｌ＝１／２ａｔ（ＬH ＋ＬK ） …… （１） また実行入熱当量Ｑ（ＫＷＨ／ｍｍ3 ）は Ｑ＝ＷＬ／Ｖ・Ｖｏｌ＝２／ａ［Ｗ／｛Ｖｔ（ＬK ／Ｌ＋１）｝］ …（２） ただし、ｔ：肉厚（ｍｍ） Ｗ：入熱量（ＫＷ） Ｖ：溶接速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｌ：ワークコイル距離（ｍｍ）
クコイル距離操業条件を決定するための説明図である。
帯鋼１を高周波誘導加熱されたときの加熱部分７は帯鋼
の端部から長さ方向に加熱された加熱浸透深さａ及びス
クイズロールの中心部から加熱された表層部との距離、
すなわち表皮効果距離ＬH （ｍｍ）またスクイズロール
の中心部から加熱された肉厚内部との距離、すなわち近
接効果距離ＬK とすると、熱の入った部分の体積（加熱
体積ｍｍ3 ）Ｖｏｌは Ｖｏｌ＝１／２ａｔ（ＬH ＋ＬK ） …… （１） また実行入熱当量Ｑ（ＫＷＨ／ｍｍ3 ）は Ｑ＝ＷＬ／Ｖ・Ｖｏｌ＝２／ａ［Ｗ／｛Ｖｔ（ＬK ／Ｌ＋１）｝］ …（２） ただし、ｔ：肉厚（ｍｍ） Ｗ：入熱量（ＫＷ） Ｖ：溶接速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｌ：ワークコイル距離（ｍｍ）
【００１１】一般に近接効果、表皮効果の相対的関係は
溶接速度及び肉厚が増加すると表皮効果距離が増加する
傾向にある。また、入熱量が増加すると近接効果が増加
する傾向にある。そこでヒートパターン形状を推定する
に当たり、表皮効果距離ＬH＝ワークコイル距離Ｌとし
て実験データより、 Ｌ＝１／２Ｈ｛１−（０．１０６×Ｗ0.527 ）／Ｖ0.159 ×ｔ0.248 ）｝ … …（３） ただし、Ｈ＝Ｌ−ＬK 以上のようなヒードパターン形状を考慮した入熱当量の
式によって、ワークコイル距離短縮時の操業条件（入熱
量、溶接速度）を決定することが出来る。
溶接速度及び肉厚が増加すると表皮効果距離が増加する
傾向にある。また、入熱量が増加すると近接効果が増加
する傾向にある。そこでヒートパターン形状を推定する
に当たり、表皮効果距離ＬH＝ワークコイル距離Ｌとし
て実験データより、 Ｌ＝１／２Ｈ｛１−（０．１０６×Ｗ0.527 ）／Ｖ0.159 ×ｔ0.248 ）｝ … …（３） ただし、Ｈ＝Ｌ−ＬK 以上のようなヒードパターン形状を考慮した入熱当量の
式によって、ワークコイル距離短縮時の操業条件（入熱
量、溶接速度）を決定することが出来る。
【００１２】
【実施例】肉厚６．０ｍｍと肉厚８．８ｍｍの電縫管を
製造する過程において、図４は溶接速度とワークコイル
距離との関係についての実績と計算との比較を示してい
る。図４に示すように、肉厚６．０ｍｍ及び肉厚８．８
ｍｍの場合のいずれも実績と計算とはほぼ同一結果が得
られていることがわかる。従って前記した計算式に基づ
いてワークコイル距離を溶接速度、肉厚及び入熱量に応
じて、１２０〜１５０ｍｍの範囲内でワークコイル距離
を短縮制御した。
製造する過程において、図４は溶接速度とワークコイル
距離との関係についての実績と計算との比較を示してい
る。図４に示すように、肉厚６．０ｍｍ及び肉厚８．８
ｍｍの場合のいずれも実績と計算とはほぼ同一結果が得
られていることがわかる。従って前記した計算式に基づ
いてワークコイル距離を溶接速度、肉厚及び入熱量に応
じて、１２０〜１５０ｍｍの範囲内でワークコイル距離
を短縮制御した。
【００１３】ワークコイル距離の短縮によって加熱距離
の短縮が図られ、表皮効果と近接効果のバランスが良
く、肉厚方向への加熱均一化が図られ、適性入熱範囲を
確保出来、しかも安定した溶接が得られ、かつ溶接品質
が極めて良好であった。これに対してワークコイル距離
が６００ｍｍと１００ｍｍの比較例においては、前者は
溶接部での溶融層の溶け落ちを生じて溶接不安定とな
り、また、後者ではワークコイル距離を近接させること
による冷接を生じ、溶接不良となる欠陥が発生した。
の短縮が図られ、表皮効果と近接効果のバランスが良
く、肉厚方向への加熱均一化が図られ、適性入熱範囲を
確保出来、しかも安定した溶接が得られ、かつ溶接品質
が極めて良好であった。これに対してワークコイル距離
が６００ｍｍと１００ｍｍの比較例においては、前者は
溶接部での溶融層の溶け落ちを生じて溶接不安定とな
り、また、後者ではワークコイル距離を近接させること
による冷接を生じ、溶接不良となる欠陥が発生した。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明にあっては溶
接速度、肉厚及び入熱量に応じて最適ワークコイル距離
を短縮制御することにより、溶接部での溶け落ち及び溶
接欠陥を直接防止し溶接操業の安定と高品質の電縫管が
得られるなど、優れた効果を奏するものである。
接速度、肉厚及び入熱量に応じて最適ワークコイル距離
を短縮制御することにより、溶接部での溶け落ち及び溶
接欠陥を直接防止し溶接操業の安定と高品質の電縫管が
得られるなど、優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明に係る電縫鋼管の製造のためのワークコ
イル移動自動制御方法を示す説明図、
イル移動自動制御方法を示す説明図、
【図２】本発明に係る溶接速度と最適ワークコイル距離
との関係を示す図、
との関係を示す図、
【図３】本発明に係る入熱当量式によるワークコイル距
離操業条件を決定するための説明図、
離操業条件を決定するための説明図、
【図４】溶接速度とワークコイル距離との関係について
の実績と計算との比較を示す図
の実績と計算との比較を示す図
【図５】従来の高周波溶接による電縫鋼管の製造方法の
説明図、
説明図、
【図６】溶接継目部のＣ方向断面図である。
１ 帯鋼 ２ スクイズロール ３ ワークコイル ４ ワークコイル取付台 ５ ワークコイル移動装置 ６ 演算制御装置 ７ 加熱部分 ８ 両端部 ９ 高周波電源 １０ 電流経路 １１ 管 １２ 溶接継目部 １３ 溶融層 １４ メタルフロー
Claims (1)
- 【請求項１】 帯鋼を管状に曲げ成形し、該帯鋼の相互
に対向する両端部を、高周波電流の通電により加熱溶融
して衝合させ、引続きスクイズロールの圧下により衝合
溶接する電縫鋼管の製造において、ワークコイル距離を
溶接速度、肉厚及び入熱量に応じて１２０〜１５０ｍｍ
に自動制御することを特徴とする電縫鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP135594A JPH07204863A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 電縫鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP135594A JPH07204863A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 電縫鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07204863A true JPH07204863A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11499193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP135594A Withdrawn JPH07204863A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 電縫鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07204863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016030274A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫鋼管のシーム接合方法 |
| JP2017131953A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫鋼管の製造方法 |
-
1994
- 1994-01-11 JP JP135594A patent/JPH07204863A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016030274A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫鋼管のシーム接合方法 |
| JP2017131953A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫鋼管の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |