JPH0765101B2 - チューブのアニール処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は誘導加熱装置により造管チューブに施すアニー
ル処理方法に係り、特に巻取りを開始する時のアニール
温度の切替えを行う、チューブのアニール処理方法に関
する。

B.発明の概要 本発明は非鉄金属管溶接造管設備における造管チューブ
に軟化焼鈍しを行うアニール処理方法の改善を図ったも
のであり、造管開始時の不完全チューブは切断して排除
した後に巻取りドラムへの巻取りに移行するにあたっ
て、誘導加熱装置によりチューブの巻取り及び切断の双
方の処理が可能な，定常アニール温度より低いアニール
温度に加熱してアニール処理を施しながらチューブの切
断，排出を停止するとともに巻取りドラムに巻取りを開
始して、以後チューブに加えるアニール処理の温度を定
常アニール温度に切替える２段階熱処理方法とすること
により、造管チューブ成品の巻取りは造管工程を乱すこ
となく切断〜排出〜巻取りへと円滑に実施され、巻取ら
れたチューブに変形は発生しない。

C.従来の技術 電縫管溶接技術は、帯状コイル板を連続的に冷間ロール
ホーミングして長さ方向にスリット状の合わせ目を有す
る管状に成型した合わせ目の両縁部を通電加熱して電気
抵抗溶接する方法として近年広く用いられており、その
用途もラジエータ等の極薄板の溶接から、厚さ数十ミリ
の厚板の溶接や、また材質について鉄やステンレス合金
以外に銅，アルミ等非鉄金属に対しても適用されてい
る。

第４図に示したものは、管の巻取り部を備えた非鉄金属
電縫管溶接造管設備の一般的な構成図である。図を参照
してその概略を説明する。

溶接造管設備（以下造管設備と記す）は造管用素材1aの
供給を円滑にするフープケージ部２と、管状に除々に成
型するフオーミング部３と、スクイズロール５によって
圧接しながら電気抵抗溶接するウエルダ部４と、溶接部
分の組織や機械的性質改善と後工程での巻取り処理を可
能にするアニール（焼鈍）処理を行うアニーラ部６と、
造管されたチューブの寸法成形を行うサイジング部７
と、必要に応じてチューブを切断するカッタを備えた切
断部８と、該チューブを巻取る巻取りドラムを備えた巻
取り機９と、巻取り機９の仕分けをする切替機構101と
から概略構成されている。

以上のような構成から成る造管設備での造管は、次のよ
うに行われる。一般的に帯状コイルで供給される造管用
素材1aはフープケージ部２によって素材供給の余裕度を
与えられてフオーミング部３へ供給され、該フオーミン
グ部３のフオーミングロール等によって平板状から管状
へと除々にフオーミングされて、ウエルダ部４に供給さ
れる。ウエルダ部４では長さ方向にスリット状の合わせ
目を有する管状に成形された素材1aの合わせ目の縁部同
志をスクイズロール５により圧接すると共に電気抵抗加
熱してチューブ状1bに溶接してアニーラ部６に送出され
る。アニーラ部６に入る前のチューブ1bは巻取り部にて
巻取りドラムに巻取られる程軟らかくないので、一般に
そのままでは巻取ることができない。従ってドラムに巻
取るためにはアニーラ部６で焼鈍しを施して充分に軟化
せしめることが必要である。アニール処理されたチュー
ブは切断部８の走行カッタによって切断されるか、チュ
ーブをそのまま切断しないで巻取り機９に巻取る。上記
の切断部８で切断された成品として不完全なチューブは
図示しない排出装置によって分別される。また切断しな
いでそのまま巻取り機９に巻取られるチューブは設備の
円滑な稼働を行うため切替機構101によって巻取り機９
の複数のドラムへと切替えが行われる。

上記のように電縫管溶接方法を用いて溶接造管を行う造
管設備は、その製造ラインの簡素な構成と、高生産性に
よって品質の安定した成品の提供を図るものであった。

D.発明が解決しようとする問題点 上記のように電縫管溶接方法を用いた造管設備におい
て、成品のチューブを巻取り機９に巻取る場合には、一
般的なサイジング後に設定長に切断される場合と異な
り、巻取り機９に安定した成品として巻取るために改善
すべき点が生じていた。

造管設備が稼働を開始し、造管用素材1aが各加工機構に
よって加工され、ウエルダ部４で電縫管溶接された後に
アニール処理された成品のチューブ1bを巻取り機９に巻
取る時、造管設備の稼働が定常溶接状態になる迄、即ち
立上がりの非安定状態を経過して安定状態になる迄に、
該造管設備の最終工程である巻取り機９に到達したチュ
ーブにはその先端部分に一定長の不良品が含まれてい
る。

上記の不良品のチューブが発生する原因は、溶接パワー
の立上がり過程その他造管設備の各部の過度状態に起因
して生じるもので、不完全溶接や、アニールのためのパ
ワーの立上げ過程でパワー不足による軟化不足のために
生じるチューブ1bの巻取り不能である。このため設備の
稼働開始直後の先端部のこのような不良品のチューブ1b
は切断部８のカッタにより切断され排出装置によって排
出される。そして安定状態の健全なチューブ1bとなって
から巻取り機９に巻取られる。しかし一方で巻取り機９
に巻取るまでアニール処理されたチューブは完全に軟化
した状態となり剛性が低下するため、切断する場合切断
面が変形して円滑に切断することが困難であった。この
ため切断・排出から巻取りに移行する際に切断失敗やそ
れに伴うライン停止等が発生し易いという問題点があっ
た。

本発明は上記問題点に鑑み成されたものであり、造管稼
働開始時における造管不良チューブを切断，排出した後
のアニール・巻取りへの移行を円滑に実施可能とするチ
ューブのアニール処理方法の提供を目的とする。

E.問題点を解決するための手段 本発明は誘導加熱方法を用いる非鉄金属管の造管設備に
おけるアニール処理に一段階の温度制御を施すことによ
り成品のチューブの切断と巻取り機への巻取りを容易と
する熱処理方法であり、具体的に用いる手段は、造管開
始時の不完全チューブを切断して排除した後、チューブ
の巻取りに移行する過程で、まずチューブのアニール温
度を巻取りおよび切断の双方の処理が可能な，定常状態
よりは低い温度として加熱して巻取りドラムに巻取りを
開始して、以後チューブに加えるアニール温度を定常ア
ニール温度に切替えることを特徴としたことである。

F.作用 上記手段を用いることにより、造管開始時の不良成品の
チューブは切断排除され、続いて造管される良品のチュ
ーブには定常アニール温度より低いアニール温度で加熱
するアニール処理が行われて切断、巻取り双方の加工処
理が可能となり、切断・排出から巻取りドラムへの巻き
取りを支障なく円滑に移行することができる。

G.実施例 以下に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の実施例における非鉄金属造管設備の概
略を示す構成図である。最初に本実施例の構成について
説明する。第１図の造管設備の構成において、造管され
る板素材1aが溶接されてチューブ1bに造管される迄の溶
接造管機構であるフープケージ部とフォーミング部とウ
エルダ部については、本実施例の構成に直接関係しない
ので省略して溶接造管機構Ｃとしている。また、本実施
例における上記造管設備の構成の説明にあたって、前記
従来の技術の説明に参照した第４図と同一の構成部材は
同一の番号で示し、詳細な説明は省略する。

第１図に示すように、本実施例の構成は造管用素材1aを
高周波電気抵抗溶接して造管する溶接造管機構Ｃと、造
管されたチューブをアニール処理するアニーラ部６と、
成品として供せない不良品チューブを切断する切断部８
と、切断された不良品チューブを造管ラインから排出す
る排出部11と、造管されたチューブが良品の場合のチュ
ーブを巻取る、巻取りドラム9A,9Bを備えた巻取り機９
と、巻取り機９に巻取られるチューブを巻取りドラム9
A,9Bへの切替えを行う切替部10から概ね構成されてい
る。

本発明の構成の要部である切断部８並びに切替部10につ
いて詳細に説明する。

第２図（ａ）は造管したチューブ1bの切断並びに巻取り
を行う切断部8,切替部10,および巻取り機９の構成を示
したものである。図に示すように造管ラインに配設され
た切断部８の出口側には排出部11が設けられる。排出部
11は切断部８によって設定長に切断されたチューブを排
出するように構成されるが、本実施例では巻取り機９へ
の巻取り開始後の良品のチューブは切断部８で切断され
ることなく、切断部８および排出部11を素通りして巻取
り機へ移送されて巻取りドラムに巻取られる。良品のチ
ューブを巻取る巻取り機９は本実施例において２つの巻
取りドラム9A,9Bから構成しており、この巻取りドラム9
A,9Bのどちらで実施するかの巻取り切替を切替部10で行
う。切替部10は切替ロール10aと支点ロール10bによって
構成され、切替部10の支点ロール10bは造管ライン上に
設けられ、切替ロール10aは可動の切替機構を構成して
いる。

切替ロール10aは支点ロール10bを中心とした円弧線上に
旋回可能に配設する。切替ロール10aおよび支点ロール1
0bは第２図（ｂ）に示すように立設した２本のロールを
密接して成っている。該２本のロールは夫々のロール面
に半円状の凹状のカリバーを刻設しており、その凹状の
カリバーの寸法は通過する成品チューブの外径の半径Ｒ
と同一に形成している。従って切替ロール10aおよび支
点ロール10bは通過するチューブと同一寸法2Rから成る
凹状のカリバーの円形通路を構成している。一方巻取り
機９の巻取りドラム9A,9Bは、巻取りドラム9Aが造管ラ
インの直線上に配設され、一方巻取りドラム9Bが造管ラ
インと離れて巻取りドラム9Aに隣接して設けられる。

以上のように構成された本実施例におけるアニール処理
方法について第３図を用いて詳細に説明する。

今、本実施例における造管設備の稼働を開始すると、各
加工機構に電力パワーが供給されて造管が開始される。
第３図は造管開始の立上がり状態における各加工機構の
制御の状態を示したもので、横軸に時間をとり、縦軸に
各加工機構の処理内容を示している。第３図に示すよう
に成型溶接を開始するミルスタート時を設備稼働開始と
して時間軸の０時間とすると、電縫管溶接装置を備えた
溶接造管機構Ｃの定常溶接パワーは、時間t₂に至って確
立され、以後安定した定常処理での溶接電力パワー制御
が行われる。即ち、溶接造管機構Ｃのウエルダ部が管状
に成形した造管用素材に施す電縫管溶接の出力はミルス
タート後増加し、時間t₂において定常の出力迄上昇し、
以後安定した出力となる。〔第３図（イ）〕 溶接されたチューブ1bは造管ライン上のアニーラ部６に
移送され誘導加熱によるアニール処理を受ける。チュー
ブ1bは加熱温度と硬度の関係が加熱温度（加熱パワー）
を高温にすると硬度が下がって完全に軟化し、加熱温度
を低温にすると充分に硬度が下がりきらないで途中の軟
化状態になるという反比例の相関関係にあり、その相関
からチューブ1bの切断および巻取りドラムへの巻取りの
双方の処理とも可能な軟化状態の硬度範囲とその硬度範
囲とするためのアニール処理における加熱温度領域が存
在し、この温度領域にアニール処理の加熱温度を保持す
ることによりチューブ1bを切断および巻取りとも可能な
状態とすることができる。従ってアニーラ部６は溶接造
管機構Ｃと一定距離を有して配設しているので、溶接造
管機構Ｃのウエルダー部における定常溶接パワー確立の
直前、〔第３図（ロ）〕または定常パワー確立を検出
し、それと同時にあるいは僅少の遅れに溶接造管機構Ｃ
からチューブ1bがアニーラ部６へ移送される時間だけ加
算した時間t₃において、アニールパワー（１）が出力さ
れる。アニーラ部６のこの立上がり時のパワー出力
（１）は定常パワー（２）より低く、上記の切断および
巻取りとも可能な状態を得るアニールの温度領域に入る
もので、本実施例ではパワー出力（１）による加熱温度
は約400℃で、パワー出力（２）による加熱温度は約600
℃である。上記アニールパワーの設定は、チューブ1bの
材質等によって適宜に設定される。アニーラ部６は時間
t₅において定常パワー出力（２）が確立し、以後安定し
た出力のアニールパワーとなる。

一方、切断部８は溶接造管機構Ｃと同時に稼働を開始し
てチューブ1bが一定時間の遅れをもって移送されて時間
t₁に切断部８に到達すると切断を開始し、チューブ1b
（不良品チューブ）を設定長に切断し排出部11により排
出する。しかし、前記のようにウエルダー部における溶
接パワーが定常溶接パワーに到達するとともにアニーラ
部６のアニールパワー出力（１）が時間t₃において立上
がって、アニール処理されたチューブ1bが移送され切断
部８に至った時間t₄以降の時間t₆において切断を停止し
〔第３図（ハ）〕、移送されてくるチューブ1bを以後は
切断することなく巻取り機９へと送出する。切断部８を
素通りして移送されたチューブ1bは時間t₈に巻取り機９
に到達し巻取りドラムへの巻取りが開始される〔第３図
（ニ）〕。

一方アニーラ部における６においては、切断部８におい
てチューブ1bの切断が停止し、巻取り機９への移送に切
替えられた時間t₆からアニーラ部６と切断38間の移送時
間を差し引いた時間より後の時間であるt₅においてアニ
ールパワーを定常パワー出力（２）に引き上げて定常状
態の造管操業とする。

即ち、溶接造管されたチューブ1bを切断，排出からドラ
ムへの巻き取りに移行する過程で、まずアニーラ部６に
て定常パワーより低いパワー出力（１）でアニール処理
を施し、パワー出力（１）でアニール処理を施されたチ
ューブ1bが移送されて切断部８を通過している時間t₄か
らt₇までの時間内に切断を停止して巻取りへの移行を完
了するとともに定常パワー出力（２）でのアニール処理
に移行するものである。なおパワー出力（１）でアニー
ル処理を施された部分には塗料によるマーキング等を付
けておいて巻取られた部分は巻取り後に排除するように
すればよい。

パワー出力（１）によってアニール処理を施されたチュ
ーブ1bは切断および巻取りともに可能であるので、上記
の移行処理を行うことにより、切断の失敗や、巻取り不
能等の障害が発生することなく、円滑にチューブの切断
・排出から巻取りドラムへの巻取りに移行することがで
きる。

造管ライン上に巻取り機９と上記切断部８の間に配設さ
れている切替部10は、切断部８によって先端部を切断し
たチューブ1bが造管ライン上を移送して支点ロール10b
に至ると、第２図（ｂ）に示す形状に構成した支点ロー
ル10bと切替ロール10aによって巻取り機９の巻取りドラ
ムに導かれる。この時上記の支点ロール10bと切替ロー
ル10aはいずれもチューブ1bの外径と同一径の円形通路
を形成しているので、通過するチューブ1bの外径を捕捉
して密接して回転するので、従来のガイド板等による巻
取りドラム9A,9Bへの切替に際しての切替角度に従って
チューブ1bが曲げられることによって生じていた該チュ
ーブ1bの真円度の変形は発生しない。チューブ1bは支点
ロール10bを通過して、切替ロール10aに導入され、第２
図（ａ）に示すように巻取り機９が巻取りドラム9Aの場
合には、切替ロール10aはＡ側位置そのままで直線状に
進行して時間t₈において巻取りドラム9Aにチューブ断面
に変形を生じることなく巻取られる。また巻取りドラム
9Bの場合にはＡ側位置にある切替ロール10aを旋回させ
てＢ側位置へ移動を行い、ドラム9Bへチューブ1bを導
く。この場合切替ロール10aの旋回開視時期は、チュー
ブ先端が切替ロール10a内を通過してからとすることが
必要なので、そのための旋回開始時期の制御は（切断部
８から切替部10までの距離）×速度による時限設定制
御、もしくは切替部10でのチューブ先端通過検出制御に
よって行われる。

上記の制御により巻取り機９におけるチューブ1bの巻取
りは造管ラインの工程を乱すことなく円滑に実施され、
巻取られた造管チューブの変形は発生しない。

本発明の実施にあたっては上記の実施例に限定されるも
のではなく、例えば切替部10の構成を支点ロールと切替
ロールを夫々１組づつで実施しているが、切替ロール等
は複数のロールで行っても良いし、その他種々の実施態
様をとり得るものである。

H.発明の効果 以上説明したように本発明は溶接造管の開始時における
チューブ先端の不完全溶接部分の切断排出から定常溶接
状態となった良品チューブの巻取りに移行する際のアニ
ールの温度を定常アニール温度より低く巻取り及び切断
の両者共に可能な温度に設定してチューブのアニール
（焼鈍）処理を行いながら切断排出から巻取りドラムへ
の巻取りに移行し、その後アニール温度を定常アニール
温度に切替える二段階に分け、且つ溶接造管の定常状態
の確立に同期せしめて上記のアニールおよび巻取りへの
移行は行うようにしたので、不良チューブの切断，排
出，および巻取りへの移行ともに円滑に実施することが
できる。

また巻取りドラムの切替はチューブ外径と同一半径の切
替ロールでガイドして行うのでアニール処理で軟化した
チューブでも変形が生じない。

本発明は簡易な構成から成っており、造管ライン立上が
りの際に生じ易い不良造管発生を極力小さくすると共
に、また切断失敗等によるラインの停止等を防止して造
管設備の稼働率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略構成図であり、第２図は
第１図のより詳細な構成図で、第３図は各加工機構にお
ける処理のタイムチャートであり、第４図は従来技術に
よる実施例である。 1a……造管用素材、1b……チューブ、６……アニーラ
部、８……切断部、９……巻取り機、9A,9B……巻取り
ドラム、10……切替部、10a……切替ロール、10b……支
点ロール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 裕保 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 増田 修 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続供給される板素材から電気溶接により
   チューブを作る溶接造管機構と、造管されたチューブを
   誘導加熱装置により加熱しアニール処理を行うアニーラ
   部と、このアニール処理されたチューブの造管開始時の
   不完全チューブ部分を切断する切断部と、切断したチュ
   ーブを排出する排出部と、チューブの切断，排出の停止
   後に切断部を通過するチューブの方向を切り替える切替
   部と、この切り替えられたチューブを巻取る巻取機とを
   備えた非鉄金属管溶接造管設備のアニーラ部におけるア
   ニール処理方法であって、 前記電気溶接の定常パワー確立時又はその直前を検出す
   ると共に、検出時と同時又は僅かに遅れて造管されたチ
   ューブ部分がアニーラ部に移送された時から前記誘導加
   熱装置に定常出力より低い出力を出力させてチューブの
   巻取り及び切断の双方の処理が可能な低い温度でチュー
   ブのアニール処理を行い、 この低い温度でアニール処理されたチューブ部分が移送
   されて切断部を通過している間に切断を停止すると共
   に、前記誘導加熱装置の出力を定常出力に切り替えて、
   以後チューブを定常アニール温度でアニール処理する、 ことを特徴としたチューブのアニール処理方法。