JPH08332518A - Ｕｏ鋼管製造におけるタブ板溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タブ板の不都合な開きを解消する。 【構成】 ＵＯ鋼管製造のために母材２６にタブ板２０
Ａを取付けるに際し、タブ板２０Ａ側に開先を形成し、
この開先を埋める溶着金属２５を母材２６の外表面２６
ａから突出させないようにしたことを特徴とする。 【効果】 溶着金属２５が突出していないので、Ｃプレ
スの際にタブ板２０Ａ，２０Ａ同士が開く心配がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＵＯ鋼管製造におけるタ
ブ板溶接技術の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】先ず、タブ板の役割及びＵＯ鋼管製造方
法を説明する。図５（ａ）〜（ｆ）は従来のタブ板溶接
を伴うＵＯ鋼管製造工程図である。（ａ）において、母
材１０１の前端及び後端の両サイドにタブ板１０２・・・
（・・・は複数個を示す。以下同様。）をアーク溶接法に
て取付ける。タブ板１０２の役割は後述する。以下、母
材１０１に施す開先形成や溶接はタブ板１０２にも適用
するが、便宜上、母材１０１についてのみ説明する。
（ｂ）は前記（ａ）のｂ−ｂ線断面拡大図であり、図示
せぬエッジプレーナにて母材１０１の両エッジを切削し
て開先１０３・・・を形成する。

【０００３】（ｃ）において、プレス機１０４にて母材
１０１の両エッジ近傍を塑性変形させ、全体としてＣ形
状にする。このためのプレス機１０４の作用をＣプレ
ス、工程をＣプレス工程と呼ぶ。（ｄ）において、母材
１０１を更に深く塑性変形させ、全体としてＵ形状にす
る。（ｅ）において、母材１０１を更に塑性変形させ、
全体としてＯ形状にする。

【０００４】（ｆ）において、母材１０１の両エッジを
突き合せる。前記（ｂ）の開先１０３，１０３同士を合
せ、Ｖ型開先（正しくはＸ型開先）を形成する。この外
側のＶ型開先を仮付け溶接をする。図示しないが、その
後に内面及び外面から本溶接（サブマージドアーク溶接
法が望ましい。）を施し、次に前記タブ板１０２・・・を
切断し、非破壊検査、拡管、水圧試験、非破壊試験、面
取りを経て鋼管製品にする。

【０００５】即ち、タブ板１０２は前記本溶接を確実に
実施するための部材であり、このタブ板１０２を付けず
に本溶接を実施すると、溶接開始部及び終了部で溶接欠
陥が発生しやすくなるからである。また、ＵＯ鋼管は母
材１０１をＵ→Ｏの順に塑性変形させる工程を経るので
その名が付いている。

【０００６】前記タブ板の取付け方法には、例えば特
開昭５９−２２５８９９号公報「ＵＯ鋼管製造における
タブ板溶接方法」や特開昭５９−２２５８９８号公報
「ＵＯ鋼管製造におけるタブ板取付方法」が提案されて
いる。上記は同公報の第３図（ａ）に示された通り、
タブ板２に固形材４，４を当て、溶融金属の流れ落ちを
防止する技術である。開先形状は第５図（ａ），（ｂ）
に示された通り、レ型開先である。上記はタブ板を予
め下方へ傾斜して取付け、本溶接後に母材と同一面とな
るように配慮したものである。開先形状はレ型開先であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のタブ
板付きＵＯ鋼管製造工程では、次の様な不都合が時々発
生する。それは（１）タブ板の脱落、（２）タブ開き現
象である。（１）のタブ板の脱落は、溶接接着強度の不
足であるから、開先角を拡大して溶着金属の量を増すこ
とで対処できる。図６は従来発生しているタブ開き状態
を示す平面図であり、母材１０１のエッジ同士を突き合
せると、タブ板１０２，１０２同士が角度αで開くこと
がある。これでは、所定の本溶接が実施できないので修
正する必要があること、角度αが許容範囲にあるか否か
を検査する必要があることで、生産性が低下するという
不都合がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は工
程を遡って調査した。その結果、前記Ｃプレス工程でタ
ブ板が傾斜することが分かった。更に、溶接ビードの余
盛りがその原因であることを見出した。即ち、母材から
突出した余盛りは、Ｃブレス機で最初に押圧され、この
押圧によりビードが押圧直角方向へも塑性変形される。
そこで、タブ板が僅かではあるが水平に回転することを
突き止めた。前記（１）を防止するために、溶込み量を
増やそうとすると今度は上記（２）が発生しやすくなる
わけである。そこで、本発明者等は、次の手段を講じて
満足できる結果を得ることに成功した。

【０００９】その手段は、ＵＯ鋼管製造のために母材に
タブ板を取付けるに際し、タブ板側に開先を形成し、こ
の開先を埋める溶着金属を母材の外表面から突出させな
いように溶接するというものである。

【００１０】前記開先は、そのルート面が１ｍｍ以上で
タブ板厚の４０％以下となるように機械加工法で形成す
ることを特徴とする。

【００１１】

【作用】溶着金属を開先内に納めることにより、Ｃプレ
ス機で母材及びタブ板を直接押圧するようにした。

【００１２】そのためには、開先を機械加工法により正
確に仕上げる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を添付図に基づいて以下に説
明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。図
１は本発明に係るタブ板製造設備の平面図であり、タブ
板製造設備１は素材ラック２と、素材移載機３と、テー
ブル４と、コールドソー５と、クランプ６と、ミーリン
グ装置７と、タブ板移載機８と、ラックテーブル９と、
ストックラック１１と、ストッカ移動手段１２とからな
る。

【００１４】このタブ板製造設備１の作用を先に述べる
と、素材ラック２から素材移載機３にて１枚の素材１４
をテーブル４に移し、テーブル４の搬送作用にて所定の
場所へ送る。所定の場所とは、素材１４のトップがミー
リング装置７に若干オーバラップする位置である。その
位置で、素材１４をクランプ６でクランプし、ミーリン
グ装置７で開先を加工し、同時にコールドソー５で素材
１４からタブ板を分離する（詳しくは図２で説明す
る）。分離されたタブ板２０をタブ板移載機８でストッ
クラック１１に移す。ストックラック１１をストッカ移
動手段１２で水平移動することにより、タブ板２０を桝
目を埋める如くに効率よくストックさせる。この間また
はその後に素材１４を１ピッチ送り、次の開先加工を実
施する。従って、このタブ板製造設備１によれば機械加
工されたタブ板２０・・・を効率良く製造することができ
る。

【００１５】図２は本発明に係るミーリングカッタとコ
ールドソーの加工原理図であり、素材１４のトップをミ
ーリングカッタ１５で切削することにより所定の形状の
開先を形成し、また、コールドソー５で一定の長さのタ
ブ板（２０）を素材１４から切出す。図３（ａ）〜
（ｃ）は本発明に係る機械加工されたタブ板の斜視図で
ある。（ａ）は厚板（例えば１３．０ｍｍ以上）のタブ
板２０Ａであり、開先は、ルート面２１、第１斜面２
２、第２斜面２３とからなる略Ｊ型開先である。（ｂ）
は厚板（例えば１３．０ｍｍ以上）のタブ板２０Ｂであ
り、開先は、ルート面２１と円弧状の面２４とからなる
Ｊ型開先である。（ｃ）は薄板（例えば１３．０ｍｍ未
満）のタブ板２０Ｃであり、開先は、ルート面２１と第
１斜面２２とからなるレ型開先である。

【００１６】以上に説明したタブ板の取付け方法に係る
実施例と比較例とを次に説明する。図４（ａ）〜（ｃ）
は実施例及び比較例に係る開先及び余盛りの説明図であ
り、次の表１に使用する記号の説明をする。（ａ）は厚
板タブ板２０Ａの開先寸法説明図であり、ルート面２１
の高さをＹ、第１斜面２２の幅をＸ、傾斜角をθ１、第
２斜面２３の傾斜角をθ２とする。（ｂ）は薄板タブ板
２０Ｃの開先寸法説明図であり、ルート面２１の高さを
Ｙ、第１斜面２２の傾斜角をθ１とする。（ｃ）は余盛
りの説明図であり、例えば２パス溶接で開先に２層の溶
着金属２５を充満させたとき、この溶着金属２５すなわ
ちビードのトップが母材２６の外表面２６ａより突起し
た場合は（＋）、窪んでいる場合には（−）と表現す
る。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１は実施例１〜６及び比較例１〜６をま
とめたものであり、開先形状の欄でＪは図４（ａ）、レ
は図４（ｃ）を示す。開先加工方法はＭはミーリングカ
ッタによる機械加工、Ｇはガス切断を示す。開先寸法の
欄のＹ，Ｘ，θ１，θ２は図４（ａ），（ｂ）により、
余盛りの欄は図４（ｃ）による。タブ板開き不良率はＣ
プレス後の開きが許容外であって調整を要したものの出
現率である。タブ板落下率は仮付け溶接並びに本溶接前
に落下したものの割合である。

【００１９】実施例１：余盛りは＋０．５ｍｍであり薄
肉のために完全には窪まなかった。そして、タブ板開き
不良率が９％であったので、評価は△である。なお、評
価はタブ板が落下したものは×、タブ板が落下せず、且
つタブ板開きが修正を要しないものを○、その他を△と
した。 比較例１：余盛＋３．０ｍｍ、タブ板開き不良率が９２
％と悪く、タブ板落下率が２．５％であったので評価は
×である。タブ板落下は溶着金属量の不足が原因であ
る。

【００２０】実施例２：余盛りは±０ｍｍと良好であっ
たが、タブ板開き不良率が２％であったので、評価は△
である。 比較例２：余盛は＋２．５ｍｍ、タブ板開き不良率が８
０％と悪く、タブ板落下率が１．５％であったので評価
は×である。

【００２１】実施例３：タブ板が落下せず、余盛も−
０．４ｍｍと良好であり、且つタブ板開きが修正を要し
ないかったので、評価は○である。 比較例３：余盛＋２．０ｍｍ、タブ板開きが４５％で、
タブ板落下率が１．０％であったので評価は×である。

【００２２】実施例４：タブ板が落下せず、且つタブ板
開きが修正を要しないかったので、評価は○である。 比較例４：余盛１．５ｍｍ、タブ板開きが５％で、タブ
板落下率が１．０％であったので評価は×である。

【００２３】実施例５：タブ板が落下せず、且つタブ板
開きが修正を要しないかったので、評価は○である。 比較例５：タブ板は落下しなかったが、タブ板開きが４
％認められたので評価は△である。

【００２４】実施例６：タブ板が落下せず、且つタブ板
開きが修正を要しないかったので、評価は○である。 比較例６：余盛＋１．６ｍｍ、タブ板開きが２％で、タ
ブ板落下率が０．５％であったので評価は×である。

【００２５】表１から、実施例では開先を機械加工した
ことによりルート面が正しく確保でき、溶融金属の抜け
落ちを有効に防止できたので、接合強度が高まりタブ板
の落下を防ぐことができたことが分かる。また、実施例
は余盛りがマイナスであるためタブ板の開きが抑えられ
た。

【００２６】なお、ルート面の高さは、一番薄い実施例
１で２ｍｍとしたが、実験の結果、１ｍｍまでは減少で
きることが分かった。しかし、それ以下では溶融金属の
溶け落ちが顕著になるため、ルート面の最小値を１ｍｍ
とする。また、強度的にはタブ板の厚さの５０％だけ有
効に接着していればタブ板が落下する心配はない。しか
し、本発明では余盛りをマイナスにするので、５０％を
確保するには、残りを、余盛りマイナス分１０％とルー
ト面４０％に配分するしかない。そこで、ルート面の最
大値をタブ板の厚さの４０％とする。

【００２７】尚、開先加工法はミーリングカッタの他、
バイト切削、フライスカッタなどの周知の機械加工法で
差支えなく、又は粗仕上後に砥石研削を施すものでもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記方法により次の効果を発揮
する。請求項１は、ＵＯ鋼管製造のために母材にタブ板
を取付けるに際し、タブ板側に開先を形成し、この開先
を埋める溶着金属を母材の外表面から突出させないよう
に溶接したので、Ｃプレスのときにタブ板が水平回転す
る不都合が無くなり、タブ板を好ましい姿勢に保つこと
ができ、溶接欠陥の発生を抑えることができる。

【００２９】請求項２は、開先を、機械加工法で形成し
たので溶着金属の過不足が無くなり、またルート面が１
ｍｍ以上でタブ板厚の４０％以下の範囲で確保されるの
で、溶融金属の溶け落ちが防げ、溶着金属の量の管理が
厳密に実施でき、タブ板の落下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタブ板製造設備の平面図

【図２】本発明に係るミーリングカッタとコールドソー
の加工原理図

【図３】本発明に係る機械加工されたタブ板の斜視図

【図４】実施例及び比較例に係る開先及び余盛りの説明
図

【図５】従来のタブ板溶接を伴うＵＯ鋼管製造工程図

【図６】従来発生しているタブ開き状態を示す平面図

【符号の説明】

１…タブ板製造設備、５…コールドソー、７…ミーリン
グ装置、１５…ミーリングカッタ、２０，２０Ａ，２０
Ｂ…タブ板、２１…ルート面、２５…溶着金属、２６…
母材、２６ａ…母材の外表面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＵＯ鋼管製造のために母材にタブ板を取
   付けるに際し、タブ板側に開先を形成し、この開先を埋
   める溶着金属を母材の外表面から突出させないように溶
   接したことを特徴とするＵＯ鋼管製造におけるタブ板溶
   接方法。
2. 【請求項２】 前記開先は、そのルート面が１ｍｍ以上
   でタブ板厚の４０％以下となるように機械加工法で形成
   したことを特徴とする請求項１記載のＵＯ鋼管製造にお
   けるタブ板溶接方法。