JPS5927981Y2 - 電縫管の溶接部シ−ル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電縫管の製造工程において、互いに衝合された
シーム縁同士を溶接する際に用いられる電縫管の溶接部
シール装置に関するものである。

電縫管は通常帯鋼を多数組の底形ロールを配した造管ラ
インに送り込み、帯鋼を順次断面Ｃ形からＯ形に迄曲或
し、両側のエツジ部たるシーム縁同士を互いに衝合させ
つつ溶接して製管されるが、この製管工程中、特に溶接
工程の前後においてシーム縁に母材中に含有される酸素
との親和力の強いクロムＣｒ、ケイ素Ｓｉ、マンガンＭ
ｎなどの元素が大気中の酸素と結合して酸化物を生成し
、この酸化物の一部がそのまま溶接ビード中に挾雑物と
して残存する、謂るペネトレータと称する溶接欠陥が生
じる外、このような酸化物以外に外部がら飛込んできた
外来異物がシーム連間に噛込まれることもあって、電縫
管自体の溶接部品質を著しく低下させる不都合が生ずる
。

このような不都合を解消するためシーム縁に対する溶接
点の前後において、シーム縁に不活性ガスを吹き掛けて
シーム縁を大気から遮断すると共に外部からの異物の侵
入を防止することがペネトレータの発生防止又は抑制化
に有効であることが従来知られており、そのための装置
も種々提案されている。

しかし、従来のこの種のシール装置はいずれも造管ライ
ン中に不活性ガスを流通させたボックスを配設し、この
ボックス内に断面Ｏ形に曲成されたオープンパイプを通
し、ボックス内で溶接を行うよう構成されているため、
装置自体が大旗でそれだけ不活性ガスの必要量も多くな
って無駄が大きく、シかも造管時に発生するフラッシュ
の飛散とその付着のため安定して使用できないなどの欠
点があった。

本考案はかかる事情に鑑みなされたものであってその目
的とするところは、オープンパイプの外側及び内側に夫
々個別に不活性ガス吹き付は用のノズルボックスを配設
し、酸化物の発生が予測される溶接点の制得のみを大気
がら効率よくシールし、同時に溶接点において発生する
フラッシュを不活性ガスを用いて吹き飛ばし、フラッシ
ュによるノズルボックスの目詰り等を的確に防止し得る
ようにしたコンパクトな電縫管の溶接部シール装置を提
供するにある。

以下本考案をその実施例を示す図面に基いて具体的に説
明する。

第１図は本考案に係る電縫管の溶接部シール装置（以下
本考案装置という）の使用状態を示す斜視図、第２図は
同じく縦断面図、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩ線によ
る縦断面図であり、図中Ｐは帯鋼を図示しない成形ロー
ルに通して幅方向に曲成され、断面路Ｏ形に成形されて
白抜矢符方向に移送されているオープンパイプであって
、各シーム縁Ｅ、Ｅに接するコンタクトチップに、に間
に流れる電流により夫々シーム縁Ｅ、Ｅが融点に迄加熱
されると同時に図示しないスクイズロールによって側圧
が加えられ、スクイズロールの軸心線間を結ぶ線上の点
Ｏ（以下接続点という）において両シーム縁ＥＪＥが相
互に強く衝合され、シーム縁Ｅ、Ｅが融着、すなわち電
気抵抗溶接されて連続的に製管されてゆくようになって
いる。

そして、前記溶接点Ｏの近傍にはオープンパイプＰの外
側に位置して外部ノズルボックス１が配設され、またオ
ープンパイプＰの内側に位置して内部ノズルボックス２
がオープンパイプ内に挿入された内面ビード切削具（図
示せず）を支持するマンドレル３上に配設されている。

外部ノズルボックス１はオープンパイプＰの衝合された
シーム縁Ｅ、Ｅと対向して溶接点Ｏの前後にわたるよう
配設されていて、第１図に示す如くオープンパイプＰの
移送方向において、その前端側の過半分にわたる部分は
中空の直方体形に形成され、また後端側は同じく中空の
略台形状に形成されている。

直方体形部分１１は前後幅及び上下幅が大きく、左右幅
はこれらよりも小さく形成されており、また台形状部分
１２は第１図に明らかなように平面視で後端側から前端
側にゆくに従って左右幅が大きくなる等脚台形状をなし
、また前面視では第３図に明らかな如く左右幅が上方で
大きく下方にゆくに従って小さくなる同じく逆算脚台形
状に形成されている。

なお、外部ノズルボックス１自体の構成は上記のものに
のみ限定するものではなく、例えば台形状部分１２は前
面視で等脚逆台形状であって、平面視で矩形状になるよ
う形成してもよい。

外部ノズルボックス１の下面は長方形であって、その下
底壁には多数の噴出口１ａが開口されている。

また、外部ノズルボックス１内には台形状部分１２の上
部壁を通してサンプリング管１３及び不活性ガスの供給
管１４が導入されている。

サンプリング管１３は外部ノズルボックス１の上部壁に
沿って水平に延設され、続いて前部壁に沿って下向きに
延設されていて、その先端部は下底壁の前部においてオ
ープンパイプＰの移動域側に向けて開口され、後端部は
後述する酸素濃度検出器４に連結されていて、先端部か
ら周辺の雰囲気を吸引し、これを酸素濃度検出器４に導
くようになっている。

また、供給管１４は後部壁に沿って外部ノズルボックス
１内に導入され、後部壁近傍から前部壁近傍までサンプ
リング管１３に沿って略水平に延設されていて、この水
平に延設されている部分の上部外周面には多数の噴出口
１４ ａが開口されており、サンプリング管１３の先端
部は閉鎖され、後端部は後述する圧力調整弁５を経て窒
素等の不活性ガスタンクＴ（図示せず）に連結されてい
て、噴出口１４ａから所定の圧力で不活性ガスを噴出す
るようになっている。

外部ノズルボックス１内に噴出された不活性ガスは、そ
の台形状部分１２が備える調圧機能によって外部ノズル
ボーツクス１内全体に均等に配分されて下方に流れ、下
底壁に開口する噴出口１ａからオープンパイプＰにおけ
る溶接点Ｏを含むその前後におけるシーム縁Ｅ、Ｅ同士
が衝合された状態の未溶接部分及び既溶接部にわたり略
均−に噴射され、これらの部分を大気からシールする。

一方、内部ノズルボックス２はオープンパイプＰの未溶
接側からオープンパイプＰ内に挿入されたマンドレル３
上部の緩やかな円弧面部３１上に溶接点Ｏよりも若干後
方寄りに位置して中央部をオープンパイプＰの未溶接エ
ツジ部に対向させた状態で配設されている。

内部ノズルボックス２は第３図に明らかな如く、その上
部壁はその左右中央部が最も高くその両側は夫々下向き
に緩く傾斜していて、断面が中空の略五角形状をなして
おリミ前記上部壁にはその全面にわたり多数の噴出口２
ａが形成されている。

噴出口２ａの形成密度は上部壁の後端側から前端側にゆ
くに従って漸次密度を小さくシ、全体として不活性ガス
が噴出口２ａから均一にオープンパイプＰのシーム縁Ｅ
、Ｅに向けて吹き出されるように設計されている。

内部ノズルボックス２内にはその後部壁の左右中央部を
通して、上下に２本の不活性ガスの供給管２３゜２４が
導入されている。

供給管２３の先端部は後部壁を貫通した位置で内部ノズ
ルボックス２内に開口しており、また供給管２４の先端
部は内部ノズルボックス２を前後に貫通して前部壁の前
方に若干突出して開口されている。

供給管２４の先端部は斜め上方に向け、溶接点Ｏ及びそ
の近傍と対向するよう開口されている。

各供給管２３．２４の後端部はいずれも後述する圧力調
整弁５を経て不活性ガスタンクＴに連結されており、供
給管２３を通して不活性ガスを内部ノズルボックス２内
に供給し、また供給管２４を通して不活性ガスを内部ノ
ズルボックス２の前方に供給する。

内部ノズルボックス２内に供給された不活性ガスは大断
面積の内部ノズルボックス２内でその運動エネルギを吸
収され、不活性ガスは静圧力によって噴出口２ａから相
互に衝合された状態の溶接前のシーム縁Ｅ、Ｅの内面部
に向けて噴射され、後述するシール材２５，２６．２７
に案内されて前方側に流れてゆく。

また内部ノズルボックス２の前方に導かれた不活性ガス
は溶接点Ｏ及び溶接直前、直後のシーム縁Ｅ、Ｅに向け
て噴射され、溶接点Ｏ下に生ずるフラッシュをその前方
向向けて吹き飛ばす。

内部ノズルボックス２の左右側部壁及び後部壁には左右
側部壁の前後方向の全幅にわたって、また後部壁の左右
方向全幅にわたって夫々マンドレル３の外周面からオー
プンパイプＰの内周面に至るシール材２５，２６．２７
が固定されており、各シール材２５゜２６．２７は夫々
内部ノズルボックス２の上部壁とオープンパイプＰの内
周面との間の間隙を閉鎖し、上部壁の噴出口２ａから噴
出された不活性ガスが左右及び後方に流出するのを阻止
し、不活性ガスを前方の溶接点Ｏ側に誘導するようにな
っている。

シール材２５，２６．２７はいずれも例えばベークライ
ト板を用いて形成されており、その上端部にはオープン
パイプＰの内面との密着性を高めるためにスポンジその
他の弾性を有する耐熱性部材２５ａ 、２６ ａ 、２
７ ａが取り付けられている。

なお、シール材２５，２６．２７の材質及び構造につい
ては何ら上記したものにのみ限定するものではなく、各
シール材２５，２６．２７をオープンパイプＰの内周面
に向けて付勢保持する構造とし、マンドレル３外周面と
オープンパイプＰの内周面との間の離隔寸法の変動に追
従して上下動し得るようにしてもよい。

酸素濃度検出器４はサンプリング管１３を通じて採取さ
れた雰囲気から酸素濃度を検出し、その検出情報を不活
性ガスの圧力設定器６に入力するようになっており、そ
れ自体の構成は従来公知のものである。

圧力設定器６は入力された酸素濃度情報に基いて、これ
を一定レベル以下に設定するに必要な不活性ガス圧力を
算出すると共にこの算出値に基いて必要な圧力調整弁５
の開度を設定するようになっており、この設定値を圧力
調整弁５に出力する。

圧力調整弁５は電磁制御式の従来公知のものであり、入
力された設定値に応じて弁の開度を調節し、不活性ガス
タンクＴから外部ノズルボックス１、内部ノズルボック
ス２への不活性ガス供給量を適正に調整する。

すなわち、溶接点Ｏ付近の酸素濃度が高い場合はそれに
応じて不活性ガスの噴出量が増大され、酸素濃度をペネ
トレータ等の溶接欠陥の発生に影響を与えない一定レベ
ル以下に保持するようになっている。

かく構成した本考案装置を用いて行った実験結果を表１
に示す。

実験は外径３５５．６ｍｍ、肉厚７．９ｍｍの中径電縫
管（使用鋼材中の炭素：Ｏ，ＯＳ重量％、マンガン：１
．３８重量％）を製管する過程においてペネトレータの
発生し易い製管速度９ｍ／ｍｉｎで行い、比較のためシ
ール装置を使用しないで上記と同条件および同仕様の中
径電縫管を製管し、夫々についてペネトレータを大きさ
別にその個数を調べた。

表１から明らかなように本考案装置を適用した場合には
１ｍｍ以上の大きなペネトレータは零であり、１ｍｍ以
下の小さいペネトレータは若干発生しているがその発生
個数は極めて少なく、電縫管における溶接品質を大幅に
向上し得ることが確認された。

以上の如く本考案にあってはオープンパイプの内、外に
夫々溶接点及びその近傍に臨むよう外部ノズルボックス
、内部ノズルボックスを配して不活性ガスシールを必要
とする個所にのみ限定的に不活性ガスを噴射することと
したから構成自体が大幅に簡略化されて無駄がなく、各
種異径の電縫管に簡単に適用することができ、しかも不
活性ガスの使用量も少なくて済む外、オープンパイプ内
の溶接点に向けて不活性ガスを噴射する噴出口を別設し
たことにより溶接点において発生するフラッシュを吹き
飛ばすことができ、フラッシュがノズルボックスに付着
して目詰りを生じさせ、あるいはオープンパイプのシー
ム縁間に噛み込まれる等の不都合が全く生じないなど本
考案は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の使用状態を示す斜視図、第２図は
同じく縦断面図、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に
よる断面図である。 １・・・・・・外部ノズルボックス、１ａ・・・・・・
噴出口、２・・・・・・内部ノズルボックス、２ａ・・
・・・・内部ノズルボックス、３・・・・・・マンドレ
ル、１４，２３．２４・・・・・・供給管、２５．２６
．２７・・・・・・シール材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. オープンパイプの互いに衝合されたシーム縁同士を順次
   溶接して製管される電縫管の溶接部シール装置であって
   、オープンパイプの外側に溶接点を含む前後方向にシー
   ム縁と対向すべく配設され、シーム縁と対向する側に不
   活性ガス噴出口を備えた外側ノズルボックスと、オープ
   ンパイプの内側に溶接点よりも後方に位置してシーム縁
   と対向すべく配設され、シーム縁と対向する側に不活性
   ガス噴出口を備えると共に前側中央部に溶接点近傍に対
   向する不活性ガス噴出口を備えた内側ノズルボックスと
   を有し、該内側ノズルボックスはその左右及び後部にオ
   ープンパイプの内周面とこれに対向する内側ノズルボッ
   クスの上面との間の間隙を閉鎖すべく夫々シール材を具
   備することを特徴とする電縫管の溶接部シール装置。