JPH10175014A - 溶接管製造用シ−ムガイドロ−ル装置およびそれを使用 した溶接管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｔ／Ｄ＝５％程度以下の薄肉溶接管を安定し
て製造できる技術を確率する。 【解決手段】 溶接管製造時にシ−ム部をガイドする溶
接管製造用シ−ムガイドロール装置１１において、溶接
前のオ−プンパイプ２３の両側エッジ部２３ａ，２３ｂ
を下方から個別に押し上げる２組の押上げロ−ル付押上
手段４ａ，４ｂと、この２組の押上手段４ａ，４ｂを下
方から支持する支持基盤５と、この支持基盤５を前記オ
−プンパイプ２３の内周面に接触して下方から支持する
少なくとも１対のボトムロ−ル６，６とから構成される
押上げロ−ル装置１ａ，１ｂを設けた溶接管製造用シ−
ムガイドロ−ル装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロ−ル成形法に
より略丸形パイプ状に成形されたオ−プンパイプの両エ
ッジ間を、レーザ等の高エネルギ−ビ−ム溶接法、高周
波電縫溶接法及びそれら両方式を複合した溶接法で溶接
して、丸形溶接管を製造する際に使用する溶接管のシ−
ムガイドロ−ル装置およびこのシ−ムガイドロ−ル装置
を使用した溶接管の製造方法に関し、特にｔ／Ｄ＝５％
（ｔ：肉厚、Ｄ：外径）程度以下の薄肉溶接管の製造に
好適な製造装置および製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大径電縫鋼管の製造装置としては、ブレ
−クダウンロ−ル、ケ−ジロ−ル、フィンパスロ−ルお
よびスクイズロ−ルを上流側からこの順に配置した製造
装置が知られている。

【０００３】通常、このような電縫鋼管の製造装置にお
いては、図５の側面図および図６の正面図に示すよう
に、最終のフィンパスロ−ル２１とスクイズロ−ル２２
との間に、オ−プンパイプ２３の外側からオ−プンパイ
プ２３の両エッジ部２３ａおよび２３ｂが接近して一定
距離を維持するように拘束するシ−ムガイドロ−ル２４
が配置され、オ−プンパイプ２３のエッジ部２３ａおよ
び２３ｂを拘束しつつ、スクイズロ−ル２２に案内して
いる。

【０００４】ところで、電縫鋼管の成形においては、図
７に示すように、素材となる鋼帯２５の両エッジ部２５
ａおよび２５ｂの長手方向の１点が、素材である鋼帯２
５の状態からオ−プンパイプ２３の状態になるまでにた
どる軌跡Ｌ_1Eが、同じ長手方向同位置にある中央部２５
ｃの１点の軌跡Ｌ_1Cに比較して長くなるため、鋼帯２５
の両エッジ部２５ａおよび２５ｂが一時的に引き延ばさ
れ、エッジストレッチが生じる。

【０００５】このようなエッジストレッチにより、オ−
プンパイプ２３の両エッジ部２３ａおよび２３ｂは、成
形中に鋼帯２５の中央部２５ｃに比較して引き伸ばされ
たことになる。したがって、外部からの拘束力が作用し
ない場合には、オ−プンパイプ２３は両エッジ部２３ａ
および２３ｂを外側にして円環状に曲がってしまうこと
になるが、実際にはこのような状態にならないように、
フィンパスロ−ル２１により、両エッジ部２３ａおよび
２３ｂに周方向の圧下をかけている状態となっているた
め、引き伸ばされた両エッジ部２３ａおよび２３ｂに圧
縮応力が作用することになる。この周方向の圧下によ
り、オ−プンパイプ２３全体が長手方向に伸長されなけ
れば、エッジ部に発生する圧縮応力によりオ−プンパイ
プ２３の両エッジ部２３ａおよび２３ｂが座屈するた
め、エッジ部が波打ついわゆる縁波が発生する。

【０００６】オ−プンパイプ２３の両エッジ部２３ａお
よび２３ｂが突き合わされる前の段階、すなわち溶接前
にエッジ部２３ａまたは２３ｂで縁波が発生すると、安
定した溶接が行われないばかりか、エッジ部２３ａおよ
び２３ｂの縁波の位相が同期しない場合が一般的である
ので、図８の横断面図に示すように、オ−プンパイプ２
３の一方のエッジ部２３ａの高さ方向の位置と他方のエ
ッジ部２３ｂの高さ方向の位置とが離れてしまい、ギャ
ップＧが生じるため、溶接が困難になる場合もある。

【０００７】上述した電縫鋼管製造装置においては、成
形開始から終了に至る迄、ケ−ジロ−ルおよびフィンパ
スロ−ルを配置することによって、エッジストレッチの
発生を最小限に抑え、かつフィンパスロ−ルで周方向の
リダクションを与えることによりエッジストレッチを吸
収し、製造される溶接管の肉厚比（肉厚／外径）が小さ
い薄肉成形の場合でも、溶接管の製造が安定して行える
ようにしている。

【０００８】また、特開昭６１−１６５２２５号公報や
特開昭６１−１６５２２６号公報に開示されているよう
に、オ−プンパイプ２３のエッジ部の長手方向の伸びを
抑え、逆にボトム部（エッジ部と対向する位置）に伸び
を付与するために、成形ライン全体にダウンヒルを与え
る方法も知られており、実作業にも適用されている。

【０００９】しかし、このような処置を講じても、安定
して成形ができる範囲は、管肉厚をｔ、管外径をＤとし
たときに、次の（１）式に示す範囲に限定され、全ての
ケ−スに適用するには無理がある。 （ｔ／Ｄ）×１００≧１．６（％）…………（１）

【００１０】このような問題に対処すべく、薄肉管の成
形中における縁波の発生をある程度許容し、一度発生し
た縁波を消去するために、フィンパスロ−ル２１とスク
イズロ−ル２２間で、オ−プンパイプ２３のエッジ部２
３ａおよび２３ｂを、下側から押し上げつつガイドする
下シ−ムガイドロ−ル（以下、押上げロ−ルという）を
設置する技術が提案されている。これは、オ−プンパイ
プ２３のエッジ部２３ａおよび２３ｂの長手方向に、エ
ッジストレッチに対応する伸びが生じているために余っ
た材料を、図９に示すように、押上げロ−ル２６により
連続的に上方にＨの量だけ押し上げ、エッジ部２３ａお
よび２３ｂにテンションをを与えることにより、溶接直
前のオ−プンパイプ２３のエッジ部２３ａおよび２３ｂ
の縁波を見かけ上消去しようとするものである。

【００１１】このような技術としては、特公昭６１−３
４９０８号公報に開示された技術がある。この技術にお
いては、図１０に示すように、オ−プンパイプ２３のエ
ッジ部２３ａおよび２３ｂの押し付け量（押上げ量を）
を調整するために、押上げロ−ル２６の回転軸２７を支
持する支持部材２８の上下方向の位置が、タ−ンバック
ル２９を備えた左右一対のアジャストロッド３０により
調整されるような構造となっている。したがって、この
技術においては、成形安定限界を超えエッジに縁波が発
生するような薄肉成形においても、突き合わせ溶接時の
成形を安定化させることができるとしている。

【００１２】また、特開平５−２０８２１３号公報に開
示された技術に基づく電縫管製造用シ−ムガイド装置
は、図１１に示すように、オ−プンパイプ２３の両方の
エッジ２３ａおよび２３ｂを押し上げる１対の押上げロ
−ル（内張りロ−ル）３６と、１対の押上げロ−ル３６
の回転支軸３７、回転支軸３７の支持部材３８、これら
を上下方向に移動させる昇降装置３９、昇降装置３９を
支持する装置本体４０、および装置本体４０をオ−プン
パイプ２３の内周面に接触して支持する１対のボトムロ
−ル４１とから構成されている。そして、昇降装置３９
は外部からの遠隔操作が可能であり、随時押上げロ−ル
３６の押上げ量を調整することができるものである。

【００１３】また、特開平５−２７７７５７号公報に開
示された技術においては、具体的な押し上げ条件を全く
規定せず、その実施例においては、押上げロ−ルの上端
の位置を、スクイズロ−ルスタンドのトップロ−ルの回
転軸の軸芯からトップロ−ルの下端の位置の間に設定す
ることにより、通電点からスクイズロ−ルの回転軸の軸
芯までの間の材料のＶ収束部を、加熱、加圧および溶接
される直前までを通して押し上げながら、電縫管を製造
する方法が提案されている。

【００１４】また、特開平７−１６７６０号公報に開示
された技術においても、押上げロ−ルを使用した電縫管
の製造方法が提示されているが、この製造方法において
も、押し上げの具体的な条件は示されていない。また、
その実施例においては、押上げロ−ルの設定位置を通電
点（コンタクトチップの配置位置）の上流側とし、スク
イズロ−ルに近いほどよいとのべているのみで、具体的
な位置は明示せず、押上げ量として５ｍｍ以内が適正な
条件であると述べている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の押上げロ−ルを使用した溶接管の製造方法に
は、次のような問題点があった。

【００１６】（１）特公昭６１−３４９０８号公報に開
示された方法 押上げロ−ルの押上げ量をアジャストロッドのタ−ンバ
ックルで調整する機構であるため、フィンパスロ−ルと
スクイズロ−ル間におけるオ−プンパイプのエッジの高
さ方向位置を、一定の位置に保持することが困難である
とともに、遠隔操作ができない。

【００１７】（２）特開平５−２０８２１３号公報に開
示されたシ−ムガイド装置 押上げロ−ルの構造が、同時に両エッジを押し上げる構
造となっているので、押上げ量の調整に限界がある。

【００１８】（３）特開平５−２７７７５７号公報に開
示された方法 押上げ量を具体的に示しておらず、単にＶ収束角を拡大
することによる溶接効率の改善のみを示唆しているだけ
である。

【００１９】また、押上げロ−ルの設置位置が、オ−プ
ンパイプのエッジが高周波電流で通電加熱される位置に
相当するため、スパ−クやフラッシュによる異物の噛み
込みによる溶接不良の発生の可能性も考えられるため、
長時間の実操業では大きな問題が残る。

【００２０】（４）特開平７−１６７６０号公報に開示
された方法 押上げロ−ルの押上げ量は、オ−プンパイプのエッジ部
のエッジストレッチに起因する伸びの状態や、縁波を消
去しようとする際の押上げロ−ルからスクイズロ−ル迄
の距離等押上げ条件に応じて決定されるものであり、そ
の適正値はオ−プンパイプのエッジ部の長手方向各位置
において異なり、押上げ量を一律に５ｍｍ以内とするこ
の方法では、適正な電縫管の製造は不可能である。

【００２１】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、押上げ量が、
オ−プンパイプのエッジ部の長手方向各位置における伸
びの状態に応じて設定することのできる押上げロ−ルを
備えた溶接管製造用シ−ムガイドロール装置およびこの
溶接管製造用シ−ムガイドロール装置を使用した溶接管
の製造方法を提供することを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る溶接管製
造用シ−ムガイドロール装置は、溶接管製造時にシ−ム
部をガイドする溶接管製造用シ−ムガイドロール装置に
おいて、溶接前のオ−プンパイプの両側エッジ部を下方
から個別に押し上げる押上げロ−ル付押上手段と、この
押上手段を下方から支持する支持基盤と、この支持基盤
を前記オ−プンパイプの内周面に接触して下方から支持
する少なくとも１対のボトムロ−ルとから構成されるも
のである。

【００２３】この溶接管製造用シ−ムガイドロール装置
においては、溶接管成形ラインの最終フィンパスロ−ル
とスクイズロ−ルの間に、オ−プンパイプの両側のエッ
ジ部を個別に押し上げる押上げロ−ル付押上手段を配置
している。そして、オ−プンパイプ成形中に、オ−プン
パイプの両側または片側のエッジ部に発生した縁波の発
生状況、または片側のエッジが成形不足となり、溶接部
の突き合わせ形状が不良となる場合等の発生状況に応じ
て、溶接前のオ−プンパイプの両側または片側のエッジ
部を最適な押上げ量だけ押し上げ、エッジ部を伸長させ
て溶接部の突き合わせ形状を良好なものにして、溶接品
質を向上させるようにしている。

【００２４】また、前記押上げロ−ルの高さ方向位置を
検出する押上げロ−ル位置検出器と、押上げロ−ルで前
記オ−プンパイプのエッジ部を押し上げたときに、押上
げロ−ルに作用する荷重を検出する押上げロ−ル荷重検
出器とを備えているものである。

【００２５】上記押上げ量は、押上げロ−ル位置検出器
により把握できるようになっており、常時最適な押上げ
量となっているか確認することができる。

【００２６】また、押上げロ−ルに作用する荷重は、押
上げロ−ル荷重検出器によって検出されるので、過大な
荷重が押上げロ−ルに作用し、押上げロ−ルが破損する
可能性のあるときは、押上げ量を調整して押上げロ−ル
の破損を防止することができる。

【００２７】また、本発明に係る上記溶接管製造用シ−
ムガイドロール装置を使用した溶接管の製造方法は、上
記溶接管製造用シ−ムガイドロ−ル装置を使用した溶接
管の製造方法において、成形工程の最終フィンパスロ−
ルからスクイズロ−ル間の距離を１００％とするとき、
スクイズロ−ルの上流側１３〜５２％の間で前記オ−プ
ンパイプの両側のエッジを、それぞれのエッジに発生し
た縁波高さの大きさに応じて前記押上げ手段により個別
に押し上げるものである。

【００２８】この溶接管の製造方法においては、最終フ
ィンパスロ−ルとスクイズロ−ルとの間で、成形材のエ
ッジ部を押上げ手段（以下、押上げロ−ルという）で押
し上げ、エッジ部を伸長させて、溶接部の突き合わせ形
状を良好なものにしようとするものである。しかしなが
ら、その押上げ位置はどこでもよいというものではな
く、押上げロ−ルでの押上げ位置がスクイズロ−ルから
遠すぎると、一度伸ばされた縁波がスクイズロ−ルに入
る前に再び元の縁波の状態に戻り、押上げ位置がスクイ
ズロ−ルに近すぎると、エッジ部がスクイズロ−ルに押
さえ込まれ、十分な押し上げ量が確保できない。

【００２９】本発明者等は、適切な押上げロ−ルでの押
上げ位置を把握すべく種々調査した結果、最終フィンパ
スロ−ルからスクイズロ−ル間の距離を１００％とした
ときに、スクイズロ−ルの中心から上流側５２％以下で
押し上げれば、一度伸ばされた縁波がスクイズロ−ルに
入る前に再び元の縁波の状態に戻どることはないことを
見いだした。

【００３０】また、最終フィンパスロ−ルからスクイズ
ロ−ル間の距離を１００％としたときに、スクイズロ−
ルの中心から上流側１３％以上で押し上げれば、エッジ
部がスクイズロ−ルに押さえ込まれることなく、十分な
押し上げ量が確保できることを見いだした。

【００３１】上記理由により、この溶接管の製造方法に
おいては、押上げロ−ルの押上げ位置は、最終フィンパ
スロ−ルからスクイズロ−ル間の距離を１００％とする
とき、スクイズロ−ルの上流側１３〜５２％の範囲内と
した。

【００３２】なお、この範囲内においては、造管ライン
の他の装置、例えば高周波電気抵抗溶接用のコンタクト
チップ等と干渉するこがほとんど皆無となり、設備に支
障を来すことがない上に、品質の優れた溶接管を製造す
ることができる。

【００３３】また、オ−プンパイプの両側のエッジを、
それぞれのエッジに発生した縁波高さの大きさに応じて
個別に押し上げるようにしているので、両方のエッジを
同時に押し上げる場合に比較して、溶接部の突き合わせ
形状を良好にすることができる。

【００３４】また、前記オ−プンパイプの両側のエッジ
に発生した縁波のそれぞれの高さがいずれも一定量を超
えたときには、前記押上げ手段により押し上げる押上げ
量を、発生した縁波高さの１．８〜６．５倍とし、いず
れか一方の縁波の高さが前記一定量未満であるときに
は、縁波の高さが一定量を超える側のエッジの押上げ量
Ｙ_a は、発生した縁波高さの１．８〜６．５倍とし、縁
波の高さが一定量未満の側のエッジの押上げ量Ｙ_b は、
次式により設定するものである。

【００３５】

【数２】

【００３６】本発明者等は、適切な押上げロ−ルでの押
上げ位置に加えて、適正押上げ量についても調査した。
上述したようにして縁波を消去する場合、原理的には図
１２に示すように、波の高さＨ分だけエッジ２３ａ（２
３ｂ）を押上げロ−ル２６で押し上げれば十分なはずで
あるが、実際には一か所押し上げることにより、周辺の
エッジも平行に上方に押し上げられるわけではなく、押
し上げ後の縁波高さｈは押し上げる位置から遠ざかるに
つれて大きくなり、周辺部での押上げによる効果は漸減
していく。このような傾向を踏まえて、エッジの長手方
向全般にわたって縁波消去効果の発揮できる押上げ量を
調査した結果、押上げ量を縁波高さＨの１．８倍以上と
すれば、縁波が５０％以上抑制できることが分かった。

【００３７】また、押上げ量が過大であると、素材であ
る鋼帯からオ−プンパイプになるまでの幅方向中心部と
エッジ部の軌跡の長さの差によるエッジストレッチに加
えて、エッジを押し上げることによるエッジストレッチ
が発生することになり、縁波高さが増大することにな
る。このようなことから、押上げ量の上限について調査
したところ、縁波高さＨの６．５倍以下とすれば、溶接
管の品質に問題はないことを見いだした。

【００３８】したがって、この溶接管の製造方法におい
ては、押上げロ−ルの押上げ量を縁波高さの１．８〜
６．５倍とした。

【００３９】しかしながら、オ−プンパイプのエッジに
発生する縁波は、両側のエッジに同時に発生するとはか
ぎらず、片側のエッジだけに発生する場合もある。この
ような場合を片波と称するが、この場合縁波の発生した
エッジ側の押上げロ−ルの押上げ量は、上記したような
規定を適用すれば、縁波高さの１．８〜６．５倍となる
が、縁波の発生しないエッジ側の押上げロ−ルの押上げ
量は０となる。

【００４０】すなわち、一方のエッジのみ押し上げ、他
方のエッジは全然押し上げないことになる。そして、こ
のようにすると、両方のエッジを押し上げているときと
違って、一方のエッジが押し上げられ拘束されるのに対
し、他方のエッジは拘束がないため上下に動きやすく、
逆に押し下げられるという現象が発生し、溶接時の突き
合わせ部にラップ（両エッジの段違い）が生じるという
問題がある。

【００４１】このような現象を防止するためには、縁波
の発生しない側のエッジもある程度押し上げる必要があ
る。

【００４２】本発明者等は、上記の点につき種々調査し
た結果、縁波の発生しない側のエッジの押上げ量Ｙ
_b を、縁波の発生した側のエッジの押上げ量Ｙ_a の０．
３倍以上とすれば、前記ラップの発生が防止できること
を見いだした。

【００４３】また、縁波の発生しない側のエッジの押上
げ量Ｙ_b を、縁波の発生した側のエッジの押上げ量Ｙ_a
よりも大きくすると、逆のラップが発生することを考慮
して、縁波の発生しない側のエッジの押上げ量Ｙ_b を、
縁波の発生した側のエッジの押上げ量Ｙ_a の０．３〜
１．０倍とした。

【００４４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である溶接管
製造用シ−ムガイドロ−ル装置を、図１を用いて説明す
る。

【００４５】図１は、このシ−ムガイドロ−ル装置１１
の横断面図である。この押上げロ−ル１は、図９で示し
た従来の押上げロ−ルと同じように、最終フィンパスロ
−ル２１とスクイズロ−ル２２との間に配置され、オ−
プンパイプ２３の両エッジ部２３ａ（２３ｂ）を、オ−
プンパイプ２３の内面において、下方から押し上げるこ
とができるようになっている。

【００４６】このシ−ムガイドロ−ル装置１１は、溶接
前のオ−プンパイプ２３の両側エッジ部２３ａおよび２
３ｂを、下方から個別に押し上げる押上げロ−ル１ａお
よび１ｂと、押上げロ−ル１ａおよび１ｂをそれぞれ回
転可能に軸支し、軸芯が水平に配置された回転支軸２ａ
および２ｂと、回転支軸２ａおよび２ｂをそれぞれ支持
する支持部材３ａおよび３ｂと、支持部材３ａおよび３
ｂごと押上げロ−ル１ａおよび１ｂを押し上げる昇降装
置４ａおよび４ｂと、昇降装置４ａおよび４ｂを下方か
ら支持する支持基盤５と、支持基盤５をオ−プンパイプ
２３の内周面に接して下方から支持する２個のボトムロ
−ル６とから構成されている。

【００４７】また、このシ−ムガイドロ−ル装置１１に
は、押上げロ−ル１ａまたは１ｂの上下方向位置を検出
するための押上げロ−ル位置検出器（図示せず）と、押
上げロ−ル１ａまたは１ｂで前記オ−プンパイプ２３の
エッジ部２３ａまたは２３ｂを押し上げたときに、押上
げロ−ル１ａまたは１ｂに作用する荷重を検出する押上
げロ−ル荷重検出器（図示せず）をも取り付け可能にな
っている。

【００４８】そして、この溶接管製造用シ−ムガイド装
置は、溶接管成形ラインの最終フィンパスロ−ル２１と
スクイズロ−ル２２の間にに配置されるが、前記支持基
盤５が図示されていない内面ビ−ドカッタ−装置用のロ
ッドに接続されている。

【００４９】次に、この発明の実施の形態の溶接管製造
用シ−ムガイドロール装置を使用した溶接管の製造方法
を説明する。オ−プンパイプ２３成形中に、オ−プンパ
イプ２３の両側または片側のエッジ部に発生した縁波の
発生状況、または片側のエッジが成形不足となり、溶接
部の突き合わせ形状が不良となる場合等の発生状況に応
じて、溶接前のオ−プンパイプ２３の両側のエッジ部を
最適な押上げ量だけ押し上げ、エッジ部を伸長させて溶
接部の突き合わせ形状を良好なものにして、溶接品質を
向上させる。

【００５０】上記押上げ量は、前記押上げロ−ル位置検
出器により把握できるようになっており、常時最適な押
上げ量となっているか確認することができる。

【００５１】また、押上げロ−ル１ａまたは１ｂに作用
する荷重は、前記押上げロ−ル荷重検出器によって検出
されるので、過大な荷重が絶縁性のある材料または絶縁
構造で製作された押上げロ−ル１ａまたは１ｂに作用
し、押上げロ−ル１ａまたは１ｂが破損する可能性のあ
るときは、押上げ量を調整して押上げロ−ル１ａまたは
１ｂの破損を防止することができる。

【００５２】

【実施例】ブレ−クダウンスタンド３段、ケ−ジセクシ
ョン、フィンパススタンド３段、スクイズスタンド１段
の電縫鋼管成形ラインにおいて、外径Ｄが６０９．６ｍ
ｍ、肉厚ｔが６．５ｍｍ（ｔ／Ｄ＝１．０７％）、材質
ＳＴＫ４００の電縫溶接管を、周波数４００ｋＨｚの直
接通電方式で製造する場合について、押上げロ−ルの押
し上げ位置および押上げ量の影響を調査した。

【００５３】このときの造管速度は２０ｍ／ｍｉｎであ
り、コンタクトチップの配置位置は、スクイズロ−ルの
軸芯より上流側１５０ｍｍの位置であり、最終フィンパ
スロ−ルとスクイズロ−ルとの間の距離は２２００ｍｍ
である。

【００５４】また、押上げロ−ルの配置位置は、スクイ
ズロ−ルの軸芯より上流側に４００ｍｍ（最終フィンパ
スロ−ルとスクイズロ−ル間の距離を１００％としたと
き、スクイズロ−ルの上流側に１８％離れた位置）、１
０００ｍｍ（同じく４５％離れた位置）および１４００
ｍｍ（同じく６３％離れた位置）と３水準を選ぶととも
に、押上げ量も０（従来法）、５．０ｍｍ、１０．０ｍ
ｍ、１５．０ｍｍ、２０．０ｍｍの５水準を選んで行っ
た。これら押上げ量を正確に実施するために、ロ−ルの
高さ方向の変位を計測する変位計を設置し、ロ−ルの変
位量を正確に計測した。なお、押上げ量が２０．０ｍｍ
を超えると、押上げロ−ル（材質窒化珪素）に作用する
押上げ荷重が上限の１３トンを超える可能性があるた
め、押上げ荷重をロ−ドセルにより逐次計測するととも
に、２０．０ｍｍを超える押上げ量は実施しないように
した。

【００５５】上述のような製造条件により、エッジ部の
押し上げによる縁波消去効果を実証するため、縁波条件
を選定してエッジ部を押し上げる試験を実施した。この
場合の縁波の振幅の計測方法は、絶縁処理を施した接触
型変位計を、押上げロ−ルとコンタクトヘッドの中間に
設置し、その信号処理回路には専用のハイパスフィルタ
−を設けて、Ｖスロ−ト部に通電される高周波電流によ
って生じるノイズを防止するようにした。

【００５６】（実施例１）上述のような条件により、オ
−プンパイプの両エッジにほぼ均等に縁波が発生する場
合について調査した。なお、この場合大きなうねりに類
する変動を除けば、押し上げる前の縁波の高さは平均
２．５ｍｍ程度で、周期は０．８〜１．５ｍであり、両
エッジに発生した縁波の周期が一致することはない。

【００５７】その結果を、図２および図３のグラフに示
す。図２は、適正押上げ位置を把握するために、横軸に
押上げロ−ルの押し上げ位置｛最終フィンパスロ−ルと
スクイズロ−ル間の距離を１００％とするときの、スク
イズロ−ルから上流側への位置（％）｝を、縦軸に縁波
高さの変化率｛（押し上げたときの縁波高さ）／（押し
上げる前の縁波高さ）｝をとり、押上げ率｛（押上げ
量）／（発生した縁波高さ）｝をパラメタ−としてまと
めたグラフである。

【００５８】このグラフから、押上げロ−ルの位置が１
３％（２８６ｍｍ）より小さい位置、すなわちスクイズ
ロ−ルに近い位置では、縁波高さの変化率は０．５程度
以上であり、縁波の消去効果はあまり期待できないが、
押上げロ−ルの位置が１３％（２８６ｍｍ）の位置にな
ると、縁波高さの変化率は０．５未満となり、縁波の消
去効果はかなり期待できることが分かる。

【００５９】また、押上げロ−ルの位置が１３％（２８
６ｍｍ）を過ぎて５２％（１１４４ｍｍ）になるまでの
間は、縁波高さの変化率は０．５未満を維持するが、５
２％をすぎてからフィンパスロ−ルに近づくとともに大
きくなり、溶接直前での縁波消去効果が減少していく。
すなわち、押上げ率の大小にかかわらず、縁波高さの変
化率が０．５未満となる、換言すれば縁波の消去効果が
期待できる押上げロ−ルの位置は、スクイズロ−ルの上
流側１３〜５２％の範囲であることが分かる。

【００６０】図３は、適正押上げ量を把握するために、
横軸に押上げ率｛（押上げ量）／（発生した縁波高
さ）｝を、縦軸に縁波高さの変化率｛（押し上げたとき
の縁波高さ）／（押し上げる前の縁波高さ）｝をとり、
押上げ位置をパラメタ−としてまとめたグラフである。

【００６１】このグラフから、押上げ率が１．８より小
さい範囲においては、縁波高さの変化率は０．５程度以
上であり、縁波の消去効果はあまり期待できないが、押
上げ率が１．８になると、縁波高さの変化率は０．５未
満となり、縁波の消去効果はかなり期待できることが分
かる。

【００６２】また、押上げ率が１．８を過ぎて６．５に
なるまでの間は、縁波高さの変化率は０．５未満｛押上
げ率４（押上げ量１０ｍｍ程度）で最小値０．２〜０．
３｝を維持するが、６．５をすぎてからは０．５よりも
大きくなり、溶接直前での縁波消去効果が減少してい
く。すなわち、押上げ位置の如何にかかわらず、縁波高
さの変化率が０．５未満となる、換言すれば縁波の消去
効果が期待できる押上げ率は、発生した縁波高さの１．
８〜６．５倍の範囲であることが分かる。

【００６３】なお、押上げ量を２０ｍｍ（押上げ率８）
とすると、押上げ量が過大となり、図４に示すように、
押上げロ−ル１ａまたは１ｂで押し上げられたオ−プン
パイプ２３のエッジ部２３ａと２３ｂの突き合わせ部
が、上に凸の瓜状（またはピ−キング気味）に変形し、
真円度が低下する。

【００６４】この調査においては、縁波高さ１．１ｍｍ
（縁波高さの変化率０．４５）以下で溶接欠陥のない安
定した品質の溶接管が得られることを確認しており、上
述したような条件の範囲であれば、問題なく良質の溶接
管が得られる。

【００６５】（実施例２）実施例１と同じ条件により、
オ−プンパイプの片側エッジに縁波が発生する場合につ
いて調査した。この場合、押上げロ−ルで押し上げる前
の縁波の振幅（高さ）は、ドライブ側が３ｍｍ程度、オ
ペレ−タ側が０．７ｍｍ程度であり、周期は０．８〜
１．５ｍであり、両エッジに発生した縁波の周期が一致
することはない。

【００６６】この調査においては、片波の発生している
ドライブ側の前記押上げ率を０、２、４、６、８と変化
させるとともに、それぞれの押上げ率におけるドライブ
側の押上げ量を１として、縁波の発生が問題とならない
オペレ−タ側の押上げ量を、それぞれ０．８、０．６、
０．４、０．２、０と変化させた。

【００６７】その結果を、表１に示す。

【００６８】

【表１】

【００６９】表１において、○印は溶接部にラップの発
生がないもの、△印は溶接部に軽微なラップが発生した
もの、×印は溶接部に大きなラップが発生したものであ
る。

【００７０】表１から、片波の場合には、縁波の発生し
ない側の押上げ量を、片波の発生した側の押上げ量の
０．３〜１．０とすれば、良好な溶接品質が得られるこ
とが分かる。

【００７１】（実施例３）実施例１の場合と同じ条件に
おいて、溶接法のみ高周波電縫予熱とレ−ザ−溶接法を
併用した溶接法に変更した試験を行った。溶接条件とし
ては、高周波電流の直接通電により、Ｖスロ−ト部を約
８００度に予熱し、２５ｋＷレ−ザ−により、スポット
径約１ｍｍのレ−ザ−ビ−ムを管外面のスクイズロ−ル
センタ−付近直上部から照射した。そして、酸化防止の
ため溶接部近傍では、不活性ガスによるガスシ−ルを実
施した。

【００７２】実施した条件下においては、両側エッジに
ほぼ均等に縁波が発生しており、エッジ部を押し上げな
い通常の造管条件では、大きなうねりに類する変動を除
けば、振幅が平均２．５ｍｍ程度で、周期が約０．８〜
１．５ｍの縁波が発生している。両エッジの縁波の周期
が一致しないことは、実施例１の場合と同じである。

【００７３】このような縁波発生状況において、エッジ
部を押し上げると、実施例と同様に、押上げ率が１．８
〜６．５％の範囲（押上げ量が４．５〜１６．３ｍｍ程
度までは縁波の振幅が減少し、押上げ率が２．４〜５．
５の範囲（押上げ量６〜１３．８ｍｍ）で溶接欠陥の全
くないレ−ザ−溶接管が得られた。

【００７４】

【発明の効果】この発明により、高周波電縫溶接法のみ
ならず、高周波電縫予熱を併用したレ−ザ−溶接法にお
いても、ｔ／Ｄが１％程度の薄肉溶接管を安定して製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の溶接管製造用シ−ムガイ
ドロ−ル装置の横断面図である。

【図２】横軸に押上げロ−ルの押し上げ位置と縁波高さ
の変化率との関係を、押上げ率をパラメタ−としてまと
めたグラフである。

【図３】押上げ率と縁波高さの変化率との関係を、押上
げ位置をパラメタ−としてまとめたグラフである。

【図４】押上げ量が過大となる場合、突き合わせ部が上
に凸の瓜状変形することを示すオ−プンパイプの横断面
図である。

【図５】電縫鋼管の製造装置の側面図である。

【図６】電縫鋼管の製造装置の正面図である。

【図７】電縫鋼管成形におけるエッジストレッチの発生
を示す説明図である。

【図８】成形材エッジ部の食い違い状態を示す説明図で
ある。

【図９】押上げロ−ルにより連続的に上方に押し上げ、
エッジ部の縁波を見かけ上消去する方法の説明図であ
る。

【図１０】従来の押上げロ−ルの横断面図である。

【図１１】従来の他の押上げロ−ルの横断面図である。

【図１２】成形材エッジ部の押し上げによる変化を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 押上げロ−ル ２ａ、２ｂ 回転支軸 ３ａ、３ｂ 支持部材 ４ａ、４ｂ 昇降装置 ５ 支持基盤 ６ ボトムロ−ル １１ シ−ムガイドロ−ル装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長浜 裕 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 佐藤 昭夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岩崎 謙一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 関根 幸夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 雅伸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接管製造時にシ−ム部をガイドする溶
   接管製造用シ−ムガイドロール装置において、溶接前の
   オ−プンパイプの両側エッジ部を下方から個別に押し上
   げる押上げロ−ル付押上手段と、この押上手段を下方か
   ら支持する支持基盤と、この支持基盤を前記オ−プンパ
   イプの内周面に接触して下方から支持する少なくとも１
   対のボトムロ−ルとから構成される押上げロ−ル装置を
   設けたことを特徴とする溶接管製造用シ−ムガイドロ−
   ル装置。
2. 【請求項２】 前記押上げロ−ルの高さ方向位置を検出
   する押上げロ−ル位置検出器と、押上げロ−ルで前記オ
   −プンパイプのエッジ部を押し上げたときに、押上げロ
   −ルに作用する荷重を検出する押上げロ−ル荷重検出器
   とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の溶接管製
   造用シ−ムガイドロ−ル装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の溶接管製造用
   シ−ムガイドロ−ル装置を使用した溶接管の製造方法に
   おいて、成形工程の最終フィンパスロ−ルからスクイズ
   ロ−ル間の距離を１００％とするとき、スクイズロ−ル
   の上流側１３〜５２％の間で前記オ−プンパイプの両側
   のエッジを、それぞれのエッジに発生した縁波高さの大
   きさに応じて前記押上げ手段により個別に押し上げるこ
   とを特徴とする溶接管の製造方法。
4. 【請求項４】 前記オ−プンパイプの両側のエッジに発
   生した縁波のそれぞれの高さがいずれも一定量を超えた
   ときには、前記押上げ手段により押し上げる押上げ量
   を、発生した縁波高さの１．８〜６．５倍とし、いずれ
   か一方の縁波の高さが前記一定量未満であるときには、
   縁波の高さが一定量を超える側のエッジの押上げ量Ｙ_a
   は、発生した縁波高さの１．８〜６．５倍とし、縁波の
   高さが一定量未満の側のエッジの押上げ量Ｙ_b は、次式
   により設定することを特徴とする請求項３に記載の溶接
   管の製造方法。 【数１】