JPH0825036B2 - 温間電縫溶接法 - Google Patents
温間電縫溶接法Info
- Publication number
- JPH0825036B2 JPH0825036B2 JP62057704A JP5770487A JPH0825036B2 JP H0825036 B2 JPH0825036 B2 JP H0825036B2 JP 62057704 A JP62057704 A JP 62057704A JP 5770487 A JP5770487 A JP 5770487A JP H0825036 B2 JPH0825036 B2 JP H0825036B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- electric resistance
- heat input
- sectional area
- resistance welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加熱状態にある帯状鋼を連続的に成形、溶
接、定型または絞りを行う温間電縫鋼管製造プロセスに
おける溶接法に関する。
接、定型または絞りを行う温間電縫鋼管製造プロセスに
おける溶接法に関する。
［従来の技術と問題点］ 鋼管を高能率で生産するため、その製造工程の中に管
の熱間絞り又は熱間定型工程を取り入れることは周知の
ことである。溶接管製造法に限定しても、熱間絞り又は
熱間定型工程を採用しているプロセスとしては、鍛接鋼
管製造法及び電縫ミルに絞り圧延機を併設した方法が存
在する。
の熱間絞り又は熱間定型工程を取り入れることは周知の
ことである。溶接管製造法に限定しても、熱間絞り又は
熱間定型工程を採用しているプロセスとしては、鍛接鋼
管製造法及び電縫ミルに絞り圧延機を併設した方法が存
在する。
既存のこれら２プロセスは、古くから生産性の高い鋼
管製造法として汎用されてきたが、他方弱点を有し続け
ていることも事実である。すなわち鍛接鋼管製造法にお
いては、溶接部品質の不安定さがつきまとい、高級管の
製造からは遠ざけられたままでいる。電縫ミル絞り圧延
法は、品質的には優れているものの、絞り圧延前の母管
加熱に要するエネルギー消費量が大きい。
管製造法として汎用されてきたが、他方弱点を有し続け
ていることも事実である。すなわち鍛接鋼管製造法にお
いては、溶接部品質の不安定さがつきまとい、高級管の
製造からは遠ざけられたままでいる。電縫ミル絞り圧延
法は、品質的には優れているものの、絞り圧延前の母管
加熱に要するエネルギー消費量が大きい。
このため、これ等２プロセスの弱点を克服し、高生産
性、高品質、省エネルギープロセスを開発する努力がな
されている。これは温間または熱間電縫鋼管製造法（例
えば特開昭60−15082号公報）（以下温間ERWと言う）と
呼ばれている。温間ERWの溶接に関しては、上記特開昭6
0−15082号公報中にて加熱帯状鋼の温度がキューリー点
以上900℃以下において溶接効率が最大になると述べら
れているが、溶接制御については、全く触れられていな
い。他方電縫鋼管製造法（以下ERW）については、長い
歴史の中で数多くの溶接制御法が発表されている。例え
ば、溶接ビードの高さ、幅、先端の曲率、形状（凹み、
オーバーハング量）をパラメーターとして溶接入熱制御
を行うもの（特公昭60−8143号公報）があるが、これ等
のパラメーターは第２図の（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示
す如く、溶接入熱と極めて複雑な関係にあるため制御は
困難かつ、制約を受ける。また溶接点近傍での加熱帯状
鋼両側縁の溶接幅（特開昭58−25882号公報）や同温度
分布（特公昭60−28591号公報）をパラメーターとして
溶接入熱制御を行うものもあるが、これ等は溶接点にお
けるスクイズ量の影響を全く無視した制御しかできな
い。加えて、ERWの溶接制御は帯状鋼の温度変化は無視
している。
性、高品質、省エネルギープロセスを開発する努力がな
されている。これは温間または熱間電縫鋼管製造法（例
えば特開昭60−15082号公報）（以下温間ERWと言う）と
呼ばれている。温間ERWの溶接に関しては、上記特開昭6
0−15082号公報中にて加熱帯状鋼の温度がキューリー点
以上900℃以下において溶接効率が最大になると述べら
れているが、溶接制御については、全く触れられていな
い。他方電縫鋼管製造法（以下ERW）については、長い
歴史の中で数多くの溶接制御法が発表されている。例え
ば、溶接ビードの高さ、幅、先端の曲率、形状（凹み、
オーバーハング量）をパラメーターとして溶接入熱制御
を行うもの（特公昭60−8143号公報）があるが、これ等
のパラメーターは第２図の（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示
す如く、溶接入熱と極めて複雑な関係にあるため制御は
困難かつ、制約を受ける。また溶接点近傍での加熱帯状
鋼両側縁の溶接幅（特開昭58−25882号公報）や同温度
分布（特公昭60−28591号公報）をパラメーターとして
溶接入熱制御を行うものもあるが、これ等は溶接点にお
けるスクイズ量の影響を全く無視した制御しかできな
い。加えて、ERWの溶接制御は帯状鋼の温度変化は無視
している。
温間ERWでは加熱帯状鋼の温度は必ずしも一定とは限
らないので、溶接制御は、加熱帯状鋼の温度、溶接入
熱、スクイズ量の変化に敏感なパラメーターを用いて、
このパラメーターが予め求められた溶接品質最良範囲内
に収まるよう、溶接入熱、あるいは溶接入熱とスクイズ
量を制御するのが最も適当な方法と考えられる。この様
な視点で先述のパラメーターを検討すると、温間ERW溶
接制御のパラメーターとしての条件を満たすものはな
い。
らないので、溶接制御は、加熱帯状鋼の温度、溶接入
熱、スクイズ量の変化に敏感なパラメーターを用いて、
このパラメーターが予め求められた溶接品質最良範囲内
に収まるよう、溶接入熱、あるいは溶接入熱とスクイズ
量を制御するのが最も適当な方法と考えられる。この様
な視点で先述のパラメーターを検討すると、温間ERW溶
接制御のパラメーターとしての条件を満たすものはな
い。
［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は、加熱帯状鋼の温度変化を加味した溶接
制御について研究を進めた結果次の結論を得た、すなわ
ち、加熱帯状鋼それぞれの温度について溶接品質が最良
となる領域は溶接入熱、スクイズ量との関係で表わし得
る。１例を示すと、第１図（加熱帯状鋼温度700℃）の
斜線を施した部分がそれである。
制御について研究を進めた結果次の結論を得た、すなわ
ち、加熱帯状鋼それぞれの温度について溶接品質が最良
となる領域は溶接入熱、スクイズ量との関係で表わし得
る。１例を示すと、第１図（加熱帯状鋼温度700℃）の
斜線を施した部分がそれである。
同図が示すことは、溶接入熱とスクイズ量とは或る程
度相互に補充し合うことが可能でスクイズ量が不足の時
は入熱を増し、逆にスクイズ量が過多の時は入熱を減ら
すことで、常に最良品質を得ることができる。この逆も
可能で入熱の過不足をスクイズ量で調整することもでき
る。
度相互に補充し合うことが可能でスクイズ量が不足の時
は入熱を増し、逆にスクイズ量が過多の時は入熱を減ら
すことで、常に最良品質を得ることができる。この逆も
可能で入熱の過不足をスクイズ量で調整することもでき
る。
次に、溶接入熱、スクイズ量の変化と単純な相関を持
つ物理量として溶接ビード断面積（管溶接方向に直角な
断面での面積）が優れていることが第２図（ａ），
（ｂ）からわかる。ビードは溶接品質を端的に示すもの
として溶接現場では古くから経験的に溶接品質管理指標
として利用されているが、断面積以外のビードに関わる
情報、すなわちビード高さ、同幅、同先端曲率は、第２
図（ｃ），（ｄ），（ｅ）が示す如く溶接入熱と複雑な
関係にあり、数式化して利用するのが困難であり、かつ
制約も大きい。第３図はビード断面積と溶接入熱、スク
イズ量との関係を示したグラフを第１図に重ねたもので
ある。この図からわかる様に溶接品質最良範囲では、ビ
ード断面積はほぼ一定の値となる。但し、先述の如くこ
の溶接品質最良範囲は、加熱帯状鋼の温度毎に異る。従
って加熱帯状鋼の各温度毎に溶接品質最良範囲における
ビード断面積を予め求めておき、加熱帯状鋼が成形され
溶接装置に入る直前で加熱帯状鋼の温度を計測し、その
温度に対応したビード断面積が得られる様に、溶接入
熱、或は溶接入熱とスクイズ量を制御できるシステムに
よって常に最良の溶接品質が維持される。
つ物理量として溶接ビード断面積（管溶接方向に直角な
断面での面積）が優れていることが第２図（ａ），
（ｂ）からわかる。ビードは溶接品質を端的に示すもの
として溶接現場では古くから経験的に溶接品質管理指標
として利用されているが、断面積以外のビードに関わる
情報、すなわちビード高さ、同幅、同先端曲率は、第２
図（ｃ），（ｄ），（ｅ）が示す如く溶接入熱と複雑な
関係にあり、数式化して利用するのが困難であり、かつ
制約も大きい。第３図はビード断面積と溶接入熱、スク
イズ量との関係を示したグラフを第１図に重ねたもので
ある。この図からわかる様に溶接品質最良範囲では、ビ
ード断面積はほぼ一定の値となる。但し、先述の如くこ
の溶接品質最良範囲は、加熱帯状鋼の温度毎に異る。従
って加熱帯状鋼の各温度毎に溶接品質最良範囲における
ビード断面積を予め求めておき、加熱帯状鋼が成形され
溶接装置に入る直前で加熱帯状鋼の温度を計測し、その
温度に対応したビード断面積が得られる様に、溶接入
熱、或は溶接入熱とスクイズ量を制御できるシステムに
よって常に最良の溶接品質が維持される。
［実施例］ 第４図に、本発明を一態様で実施する装置構成を示
す。帯状鋼板１は、加熱炉２により、500℃〜900℃に加
熱された後、成形スタンド３にて連続的に管状に成形さ
れる、この段階での管状体の温度は通常450℃〜850℃で
あるが、作業開始時点、或は作業条件変更を余儀なくさ
れる時は、しばしば、これ以下の温度になることもあ
る。この後、高周波電縫溶接装置４及びスクイズスタン
ド５により管状体が電縫溶接される。この時成形スタン
ド３の下流、高周波縫溶接装置４の上流に設置された温
度計６が管状体の温度を計測しその値を高周波電縫溶接
装置４の演算部８に送る。演算部には、予め操作盤７を
通じて加熱帯状鋼温度と適正ビード断面積との関係、ビ
ード断面積と溶接入熱との関係がインプットされている
ので、管状体温度情報を受けると所要溶接入熱を演算
し、電圧制御部９をり介して入熱制御を行う。スクイズ
スタンド５の下流では、レーザ光線を用いたビード断面
積測定装置10により、ビード断面積計測計値が、演算部
８に送られ、必要に応じて入熱制御が繰返され、ビード
断面積は常に所定の値に制御される。続いて管内外の溶
接ビードがビード切削装置11により切削された後、管は
再加熱炉12により900℃〜1000℃に再加熱され絞り圧延
機13にて所定の寸法の製品に仕上げられる。なお、温度
計６、ビード断面積測定装置10の情報を受けて演算部８
がスクイズスタンド５にスクイズロール間隔（すなわち
スクイズ量）変更を指示することもあるが、通常は制御
の簡単な溶接入熱のみを制御する。
す。帯状鋼板１は、加熱炉２により、500℃〜900℃に加
熱された後、成形スタンド３にて連続的に管状に成形さ
れる、この段階での管状体の温度は通常450℃〜850℃で
あるが、作業開始時点、或は作業条件変更を余儀なくさ
れる時は、しばしば、これ以下の温度になることもあ
る。この後、高周波電縫溶接装置４及びスクイズスタン
ド５により管状体が電縫溶接される。この時成形スタン
ド３の下流、高周波縫溶接装置４の上流に設置された温
度計６が管状体の温度を計測しその値を高周波電縫溶接
装置４の演算部８に送る。演算部には、予め操作盤７を
通じて加熱帯状鋼温度と適正ビード断面積との関係、ビ
ード断面積と溶接入熱との関係がインプットされている
ので、管状体温度情報を受けると所要溶接入熱を演算
し、電圧制御部９をり介して入熱制御を行う。スクイズ
スタンド５の下流では、レーザ光線を用いたビード断面
積測定装置10により、ビード断面積計測計値が、演算部
８に送られ、必要に応じて入熱制御が繰返され、ビード
断面積は常に所定の値に制御される。続いて管内外の溶
接ビードがビード切削装置11により切削された後、管は
再加熱炉12により900℃〜1000℃に再加熱され絞り圧延
機13にて所定の寸法の製品に仕上げられる。なお、温度
計６、ビード断面積測定装置10の情報を受けて演算部８
がスクイズスタンド５にスクイズロール間隔（すなわち
スクイズ量）変更を指示することもあるが、通常は制御
の簡単な溶接入熱のみを制御する。
［発明の効果］ 第１表に示すように本発明によれば、不良発生率の低
減特に加熱帯状鋼温度が所定の温度より大きく変動した
時の不良発生防止に大きな効果を発揮する。
減特に加熱帯状鋼温度が所定の温度より大きく変動した
時の不良発生防止に大きな効果を発揮する。
以上本知見の方法により高品質な温間電縫鋼管の製造
が可能となる。
が可能となる。
第１図は最良溶接品質が得られる溶接入熱、スクイズ量
の関係を示す図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ），（ｅ）は溶接入熱、スクイズ量と溶接ビード情
報の関係を示す図、第３図は溶接入熱、スクイズ量、溶
接ビード断面積の相関図、第４図は本発明を一態様で実
施する装置構成を示すブロック図である。 １…帯状鋼板、２…加熱炉 ３…成形スタント ４…高周波電縫溶接装置 ５…スクイズスタンド、６…温度計 ７…操作盤、８…演算部 ９…電圧制御部 10…ビード断面積測定装置 11…ビード切削装置、12…再加熱炉 13…絞り圧延機。
の関係を示す図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ），（ｅ）は溶接入熱、スクイズ量と溶接ビード情
報の関係を示す図、第３図は溶接入熱、スクイズ量、溶
接ビード断面積の相関図、第４図は本発明を一態様で実
施する装置構成を示すブロック図である。 １…帯状鋼板、２…加熱炉 ３…成形スタント ４…高周波電縫溶接装置 ５…スクイズスタンド、６…温度計 ７…操作盤、８…演算部 ９…電圧制御部 10…ビード断面積測定装置 11…ビード切削装置、12…再加熱炉 13…絞り圧延機。
Claims (1)
- 【請求項１】帯状鋼を加熱状態で長手方向に送りつつ管
状に成形して、両側縁を衝合させ、該衝合部を電縫溶接
する、いわゆる温間電縫溶接法において、加熱帯状鋼温
度と電縫溶接によって生ずる管外面及び管内面溶接ビー
ドの管軸に直角な断面積、あるいはいずれか一方の溶接
ビードの管軸に直角な断面積をパラメータとして、溶接
入熱の制御を行うことを特徴とする温間電縫溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62057704A JPH0825036B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 温間電縫溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62057704A JPH0825036B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 温間電縫溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224883A JPS63224883A (ja) | 1988-09-19 |
| JPH0825036B2 true JPH0825036B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=13063324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62057704A Expired - Lifetime JPH0825036B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 温間電縫溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825036B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03155479A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-03 | Nkk Corp | 電縫管の溶接制御方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607584A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | Shimadzu Corp | 映像輪郭抽出装置 |
| JPS6188981A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 電縫管溶接工程におけるスクイズ量算出方法およびその装置 |
-
1987
- 1987-03-12 JP JP62057704A patent/JPH0825036B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63224883A (ja) | 1988-09-19 |
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