JPS5950429B2 - 電縫管の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電縫管の製造装置に関し、溶接品質の向上更に
は節電を可能とする電縫管の製造装置を提案したもので
ある。

まず本発明の技術的背景について説明する。

第１図は電縫鋼管製造ラインにおける溶接装置を略示し
ている。連続送給される帯鋼は図示しない成形ロールに
て両側の端縁１１、１１を対向させるように曲成してオ
ープンパイプ１０とし、これを５０〜５００母上の高周
波電流を通じたワークコイル（誘導コイル） ３０に導
き、図中に破線で示す如く、対向端縁を通る誘導電流に
てこの端縁を加熱し、通過域の側方に対設したスクイズ
ロール３１、３１にて側圧を加え、加熱溶融された端縁
を衝合せ溶接して電縫鋼管２０を得る。而して溶接のた
めの加熱に寄与する誘導電流は高周波電流であるから表
皮効果のためにオープンパイプ端縁１１、１１の内外周
表面がより強く加熱され、その結果第２図にハッチシダ
を付して示すように鋼管２０の溶接部２１は内外周表面
側において広幅であり、中間部において狭幅となる形状
を呈し、この中間部の強度が不足しがちであるという問
題点があつた。本願発明者等は斯かる問題点を解決すべ
く種々の工夫を試みたが、第１図に２点鎖線で示す如＜
Ｖ点（シーム収束点又は突合せ溶接点） ２２とワーク
コイル３０との間において、一般に数ＩＯＶの電位差を
示す、対向端縁部の２点間を適宜のインピーダンスを介
して短絡することにより、第３図にハッチシダを付して
示す如く、厚さ方向の全体に亘つて略々等幅の溶接部２
３が形成されることが明らかになつた。

これは上記短絡により対向する端縁１１、１１に流れる
べき電流の一部が端縁の対向面から離れた部分へ分散通
流する処となり、この分散電流は溶接に直接的に寄与す
るというよりはむしろ端縁部の予熱に寄与することによ
フつて得られる効果であると推察される。なお本発明装
置を用いる場合は短絡により負荷インピーダンスが低下
する結果節電が可能になるがこれについては後述する。
さて、次に本発明装置をその実施例を示す図面に基いて
詳述する。・５ 第４図は本発明装置の要部を示す斜視
図である。

オープンパイプ１０は従来同様にワークコイル３０内に
導かれ、ここを出たあとスクイズロール３１，３１間を
通過して電縫鋼管２０となつていくようにしてあるのは
従来装置同様であるが、ワークコイル３０とスクイズロ
ール３１，３１との間には短絡導体４０を配している。

第５図は短絡導体４０の拡大斜視図であつてオープンパ
イプ１０通過域の上方に配設した適宜の支持部材にはエ
アシリンダ（いずれも図示せず）がそのピストンロツド
を下向きにして取付けてあり、このロツドの下端に螺杆
４１が支持されている。

この螺杆４１の下部には絶縁板４２が上下動可能に、且
つ抜け止めを図つて摺嵌されており、該絶縁板４２は螺
杆４１に巻装したコイルバネ４４にて下方に付勢されて
いる。この絶縁板４２の下側には短絡導体４０が取付け
られている。この短絡導体４０は銅合金等、耐摩耗性に
優れた導体からなり、上部は筐状の支持部４０ａ、下部
は中実棒状の摺動子４０ｂ，４０ｂとなつており、摺動
子４０ｂ，４０ｂは支持部４０ａに対し着脱可能として
あり、両摺動子４０ｂ，４０ｂは相互にその離隔寸法を
変更し得るようにしてなる。摺動子４０ｂ，４０ｂはそ
の長手方向がオープンパイプ１０又は鋼管２０の移動方
向と一致するように平行に取付けてあり、これらをオー
プンパイプ１０の対向させた端縁部１１，１１の外周面
に夫々７摺接させ得て支持部４０ａを介して短絡させ得
るようにしてある。そして支持部４０ａには対向側面に
開設した通水孔にフレキシブルパイプ４３，４３を接続
して、これらのパイプを通して支持部４０ａ内に冷却水
を通じて短絡電流による過熱を３防止している。斯かる
構成としたことにより段取替時或は点検時等においては
エアシリンダのロツドを退入させて短絡導体４０を上昇
退避させ、また電縫管製造時にはロツドを進出させて摺
動子４０ｂ，４０ｂｊをオープンパイプ１０の両側端縁
１１，１１に摺接させる。

摺動子４０ｂ，４０ｂはエアシリンダ及びコイルバネ４
４によりオープンパイプに適当な圧力で接触し、その揺
動に影響されることなくオープンパイプ１０との電気的
接触を保ち、両端４縁を略々一定の接触圧で確実に短絡
させることができる。而して短絡導体４０につき重要な
ことはそのインピーダンスであり、オープンパイプ１０
との一方の接触部から短絡導体４０を経て他方の接触部
に至る間のインピーダンスが上記一方の接触部からＶ点
２２を経て上記他方の接触部に至る間のインピーダンス
に比して低すぎてはならず、前者のインピーダンスが後
者のそれよりも少し高目とするのが望ましい。

これは両接触部からＶ点に至る端縁を加熱する電流が過
度に減少すると溶接そのものが良好に行えなくなるため
である。また摺動子４０ｂ，４０ｂを接触させるべき管
・周方向位置は本来オープンパイプ１０の対向端縁に沿
つて流れる誘導電流の分散に影響を及ぼすので、支持部
４０ａに対する摺動子４０ｂ，４０ｂの固定位置調節に
より最適位置を選択するのがよい。

これは管の肉厚、Ｖ角（Ｖ点におけるオープンパイプ１
０開口部の開き角度）、並び゛にワークコイル３０摺動
子４０ｂ，４０ｂ及びＶ点２２の相対的位置関係等によ
り定まるが、製造する鋼管の仕様に応じて予め実験にて
求めておいた最適位置を適用すればよい。叙上の如く構
成された本発明装置による場合は短絡導体４０を配した
ことにより端縁の対向面から離れた部分へ分散通流する
結果、溶接に対する予熱効果が奏され溶接部の形態が第
３図に示す如く改善され溶接部強度が高まる。

さて本発明装置のいま一つの効果として節電があげられ
る。

第６図は短絡導体を配した本発明装置の溶接時における
等価回路図、第７図は従来装置の同じく等価回路図であ
る。両図においてＰはオープンパイプ１０のワークコイ
ル３０によつて囲繞された部分における仮想電源、Ｚ″
は誘導電流の通流経路において、溶接に関与しない部分
、即ちオープンパイプ１０の円周方向に流れる部分等の
インピーダンス、Ｚな溶接部（ワークコイル配置部から
Ｖ点に至るオープンパイプ端縁）のインピーダンス、Ｉ
はこの溶接部に流れる電流、即ち溶接電流であり、第６
図に示すｚは短絡導体を含む電流通路のインピーダンス
、ｉはこの電流通路部分を流れる電流である。両図の対
比において注目すべきは第６図に示す本発明装置におい
てはインピーダンスＺ及びｚが並列に接続された状態と
なつているので加熱負荷のインピーダンスは低くなつて
おり、管全体を流れる電流はＩ＋ｉに増加することにな
る。従つてワークコイルへ与える電気エネルギーを一定
として考えれば本発明装置による場合の発生熱量Ｉ″Ｒ
ｆｉ″ｒ（但しＲ，ｒは夫々Ｚ，ｚの抵抗分）は従来装
置の発生熱量Ｉ″Ｒより大となるのは勿論であり、逆に
従来装置と同程度の熱量を発生させようとする場合は仮
想電源の出力を落してもよいことになり、いずれにして
も電力利用効率を高めることができて節電が図れる。以
上のように本発明に係る電縫管の製造装置は、連続送給
される金属管の両側端縁を対向させるように曲成してな
るオープンパイプの対向端縁に電流を通じて加熱し、側
圧を加えて端縁同士を溶接する電縫管の製造装置におい
て、、前記電流の通流手段と端縁同士の溶接点との間に
、両側の対向端縁部を電気的に短絡する手段を設けたも
のであるから、管内誘導電流の分布を変化させて溶接部
を予熱し、これによつて溶接品質を向上させ、併せて加
熱負荷のインピーダンス低下による節電を可能とする等
、本発明は優れた効果を奏するものである。なお本発明
装置は上述の如くワークコイルを備えた電縫管製造ライ
ンに限らず、スクイズロールの上流側において、オープ
ンパイプにコンタクトチツプを摺接させて、オープンパ
イプに高周波電流を直接通流せしめる構成とした製造ラ
インにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電縫鋼管製造ラインにおける溶接装置の斜視図
、第２図は従来の電縫鋼管の溶接部断面図、第３図は本
発明装置を用いた場合における同断面図、第４図は本発
明装置要部の斜視図、第５図は短絡導体の拡大斜視図、
第６図は本発明装置の等価回路図、第７図は従来装置の
等価回路図である。 １０・・・・・・オープンパイプ、１１・・・・・・オ
ープンパイプ端縁、２０・・・・・・電縫鋼管、２３・
・・・・・溶接部、２２・・・・・・Ｖ点、３０・・・
・・・ワークコイル、３１・・・・・・スクイズロール
、４０・・・・・・短絡導体、４０ｂ・・・・・・摺動
子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続送給される金属管の両側端縁を対向させるよう
   に曲成してなるオープンパイプの対向端縁に電流を通じ
   て加熱し、側圧を加えて端縁同士を溶接する電縫管の製
   造装置において、前記電流の通流手段と端縁同士の溶接
   点との間に、両側の対向端縁部を電気的に短絡する手段
   を設けたことを特徴とする電縫管の製造装置。