JPS6015082A - 熱間電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

熱間電縫鋼管の製造方法

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JPS6015082A
JPS6015082A JP12385383A JP12385383A JPS6015082A JP S6015082 A JPS6015082 A JP S6015082A JP 12385383 A JP12385383 A JP 12385383A JP 12385383 A JP12385383 A JP 12385383A JP S6015082 A JPS6015082 A JP S6015082A
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JP
Japan
Prior art keywords
pipe
strip
temperature
welding
steel strip
Prior art date
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Pending
Application number
JP12385383A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroji Nishimoto
西本 廣二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6015082A publication Critical patent/JPS6015082A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K13/00Welding by high-frequency current heating
    • B23K13/01Welding by high-frequency current heating by induction heating
    • B23K13/02Seam welding
    • B23K13/025Seam welding for tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発1−11は、高周波′電流の特有の性質を利用し、
溶接時の加熱効率を同上せしめる熱間電縫銅管の製造方
法に関する。
素材たる’i′i<ri k所要湿度に予加熱した後オ
ーブンバイブ状に成形し、次いで該オープンノ(イブの
両エツジ部を高周波電流によって溶接し、溶接ビード都
を切削して素管を得、該素管を必要に応じる電縫管の製
造方法(以下H−BRW法という)は、従来の鍛接鋼管
の製造方法(以下、BW法という]に比べて溶接部の品
質が高いという利点があり、また他方、従来の冷開にお
ける電縫鋼管の製造方法(以下、ERW法という)に比
べてオープンパイプの成形が容易であるほか、高速製管
が可能であり、溶接部近傍の硬度が低く均一した品質の
組織が得られるという利点があるため、近来注目される
に至っている。不出枳人は、先の出願(特願昭56−1
08364号)により、H・−BRW法を有効に実施し
得る銅管製造設備列についての提案を行なったところで
ある。
該先願の発明を概略図示すれば第1商の如くである。、
即ち、上下2室の予熱室を備えたトンネル−〇予熱炉4
の側域に平行して、帯鋼加熱炉5と鋼管加熱炉6とを同
列状に設置し、帯鋼加熱炉5疎び鋼管加熱炉6と予艶炉
4とを連絡煙道5c 、 !’id及び6c、6dで連
絡することにより帯鋼加熱炉5及び鋼管加熱炉6の燃焼
排ガスを予熱炉4へ力開城には高周波溶接製管装置7を
設置し、鋼管加熱炉6の出側には管絞圧延装置18を設
置したものである。このよりな先願発明に係る鋼管製造
設備夕1日で対して供給される帯鋼1は上部予熱室の入
口4aから矢印Aに従って予熱炉4へ導入され、上ハ1
り予熱室の出口4bf出たところでリターンドラム4d
VC案内さね、て下部予熱室の入口4cよシ再び予熱炉
4に入り、やがて下部予熱室より矢印Bの方向へ)1き
出される。このとき帯鋼1は500℃程度に昇温されて
いる。予熱炉4から引き出された帯鋼lは案内ローラ群
4eによって移送方向が矢印C方向に変換され入口5a
から帯鋼加熱炉5へ送り込まれ、その出口5bかち引き
出されるOCのとき帯鋼1は700℃程度に昇温されて
いる。
次いで帯鋼lは高周波溶接製管装@7へ送り込まれ、ブ
レークダウンロール7a、サイドロール7t+。
フィンバスロール7c’1li4でオープンパイフ状ニ
1祝形され、誘導コイル(コンタクトチップを用い比抵
抗方式であってもよい)7dt−通過する際に両エツジ
都が集中発熱し、鍛着温度に昇温したオープンバイブの
両エツジ部はスクイズロール7θによって加圧接合され
、よって帯鋼lは素管2となる。次に素管2はヒート切
削機7fで内外の溶接と一ドが除去された後、入口6a
から鋼管加熱炉6へ送り込まれ、その出口6bに至るま
でVC80(1〜950℃に昇温され、溶接部の硬化組
織は解消されて均一組織となる。素管2は続いて管絞圧
延装置8へ送り込まれ、lO数段乃至20数段の縮径加
工を経て所望寸法の成品管3となる。
上記の如きH、ll1RW法においては、高周波溶接前
の帯鋼lの温度をどの相反にするかが重要な問題である
が、それは帯鋼1が誘導コイル7dの位置にさしかかっ
た時点でキューリ一点以上の温度にならないように丁べ
きであるとされてきた。
その理由について検討すると次の如くである。
鋼は、キューリ一点を越えると磁性が消失する。
ところで、鋼の高周波電流による加熱は、周波数と透磁
率できまる電流の浸透深さ、即ち加熱深さが浅い几め局
部加熱となりかつ高能率であると考えられている。従っ
て、磁性が消失すると浸透深さが急に深(なシ加熱効率
が低下するものと考えられてきた。これが、キューリ一
点以上の温度で電縫製管が行なわれなかった理由である
ところが本発明者は、多くの実験を重ねた結果、高周波
電流の給電点直前の帯鋼lの温度をキューリ一点以上9
00℃以下の範囲に加熱し次場合、従来の通念に反して
却って加熱効率が同上するものであることを見出した0
不発’!!Aはこの知見に基づいてなされたものである
。以下、実験によって得られた知見の故例について説明
する。
溶接時の加熱効率に関する実験について、材質、製管寸
法、溶接条件がそれぞれ異なるものを設定し、提供され
る帯鋼の温度を種々変更し、誘導コイルを通過した位置
での温度上昇特性を調査し、その結果t−第2図に示し
た。各実施例の諸条件は次の913 <である。
第1例 材質二記号SGP相当材、c : 0.(77
%、 81:0.2%。
Mn : 0.3% 管寸法ニスクイズローラ位置で80φ■x342%溶接
条佇:周波数350幻り、溶接温度1430℃。
製管速度50m/min 第2例 材質:記JijSTFG柑当材、C:0.15
%、 Si:0.2%Mn:0.50%、Aj?:0.
004%管寸法ニスクイズローラ位置で45φ■X5.
0”m溶接条件二周波数350KH2、溶接温度143
0°C9製管速度45m/min 第3例 材質:記号AP工J−55相当材、 O:0.
42%。
81:0.2%、 Mn:0.71% 管寸法ニスクイズローラ位置で80’mmX3.2tw
+溶接条佇:周波flc 350 KHz m溶接温度
1400℃。
製管速度45m7m1n 第2図に見られる如く、溶接部の温度に帯鋼の温度がキ
ーユーリ一点−直前の温度のものから急倣な温度上昇を
示し、800℃附近のもので最高と、なり、850℃附
近のものから次第に緩慢に下降する傾向を示している。
即ち、この図から、高周波電流の給電点直前の鋼管の温
度がキ二−リ一点以上900℃以下の温度になるように
帯鋼加熱炉?制御することによって、高周波による加熱
効率を飛曜的に同上せしめ得ることがわかる。
高周波溶接の消費電力に関する実験では、消費電力の口
や丁を得るため、011配の第1例につき、帯鋼の温度
変化に伴なワヒート係数の変化を調査した。その結果は
第3図に示す如くである。ここでと−ト係故には次式に
よって表わされる。
−Bp×工p  X v Ep:Wj誘導コイル二次側電圧(V 工p:誘導コイルの高周波電流(A) t:管の肉厚(1mン V:浴接速度(m/m1n) 同図に見られる如く、帯鋼の温度が700℃から800
℃の間ではヒート係数が急に低下する傾向を示している
が、800℃以上の温度では変化が殆んど見られないこ
とを示している。このことから、省エネルギーの立場か
らしても帯鋼の混夏を800℃附近に制御することによ
って好ましい結果が得られ、900℃以上に予加熱する
と無駄が多い仁とがわかる。
帯鋼の温度をキューリー意思上900℃以下の温度範囲
圧制御する場合、最も昇温効果があり、かつキューリ一
点以上になるとヒート係数に殆んど差が見られなくなる
理由については、必ずしも定かではないが、一応次のC
とが考えられる0即ち、キューリ一点以下では、高周波
電流の浸透深さが極端に浅く、エツジ面の極く表層のみ
が溶融され、従ってエツジ部近傍の温度勾配も大きい0
ところが高温溶融部の温度はいたずらに外部に放散され
て、エツジ全体を溶接に必要な県展へ均一化するために
は寄与せず、熱損失のみが増大することとなる0又、こ
の浸透深さが浅い念め背面電流が流れ易く熱間域でのイ
ンピーダー効果が大きく取りにくい事にともなって7点
への電流が減少し、エツジ部の力■熱効率が低下するこ
とが推定される。しかしキュー意思点以上になると、尚
周波電流の浸透深さが急に深くなり、昇温後の温度勾配
もまた緩やかとなる。この場合、エツジ部が浴融状態に
なると、電磁力によって溶融金属が7点より押し出され
ると共に表面張力等によって円形化し、従ってコーナ効
果による昇温が少なくなり、溶接に必要な入熱が殆んど
変化しなくなるものと思われる。
帯鋼の温度をキューリー意思上900℃以下の温度に制
御することは、管の内外に生じた溶接ビードを除去する
点からも重要な意味がある。この点については、01ノ
記第1例乃至第3例について、ビード除去に用いた切削
刃物の連続耐用時間について調査した。その結果は第1
表の如くである0第 1 表 (注)ビード切削に使用し次刃物は、 イゲタロイ (超硬)である。
素管はスクイズ目−ラを通過したところで管の内外にで
きた溶接ビードを切削除去する必要があるが、と−ド切
削の観点からすれば、帯鋼の温度は低くする方が望まし
い。しかし第1表の結果から見ても900℃以下であれ
ば実用の範囲を逸するに至らないことがわかる。なお加
熱効率との関連からすれば800 ”C附近に制御する
のが最も好ましい。
帯鋼の温度をキューリー意思上900℃以下の温度範囲
に制御することは、溶接部の硬化組織に及は丁影響から
も重要である。この実験では、11j記第1例乃至第3
例による素管について、各帯鋼の温度を変えて溶接製管
し、鋼管加熱炉及び管絞圧延装置を稼動しないで得られ
た素管から試験片を採取し、溶接部及びその近傍の硬[
−測定した〇その結果、第1例のものを第4図(A)に
、第2例のものを同図(日に、第3例のものを同図(C
)に示した。
これらの図からもわ〃為るよりに、帯鋼の湿度を高くし
た方が溶接直後における溶接部の温度降下速度を緩和し
、溶接部及びその影響部における硬度偏差を小さくする
ことができる。しかしながら、帯鋼の温度をキューり意
思上にすれば、硬度分布は均一化され、充分実用に供し
得るものであることが確認でき念。なおまた、側根かの
硬化組織が認められ、鋼管加熱炉で軟化処理する必要が
ある場合にも、炉内湿度は8oo〜900℃に制御する
ことによって充分その目的を達し得られるから、従来9
00℃以」二に制御していたことと比較すると、省エネ
ルギーの面がらしても極めて有利である。
因に、931例乃至第3例のもののうち、本発明の実施
によって得られ′fc鋼管につき、偏平試験と拡管試験
を行なった結果を示せば、第2表の如くである。
第2表 この表からも、本発明法が溶接部に好ましい結果をもた
らすものであることを確認することがて′きる。
本発明は以上の如<、H−ERW法において高周波電流
の給電点直曲の帯鋼の温度をキューリー意思上900℃
以下の範囲に制御することによって、高周波による加熱
効率を飛躍的に同上せしめ、かつ消費電力の低減に寄与
するほか、溶接部組織の改善にも役立つものである。そ
して帯鋼の温度を従来より高くしても、ビード切削上側
等支障を来たすものでは、ない。従って本発明は、電縫
銅管の製造上極めて大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施に使用される鋼管製造設備列を示
す概略斜視崗、第2因は帯鋼の温度と高周波溶接時の昇
温度との関係を示すグラフ、第3図は帯鋼の温度と高周
波溶接時のヒート係故との関係を示すグラフ、第4図(
A) 、 (B) 、 ((りF′i溶接部点傍の硬既
分布を示すグラフであるO l・・・帯鋼 2・・・素管 3・・・我品管 4・・
・予熱炉5・・・帯鋼加熱炉 6・・・鋼管加熱炉7・
・・高周波溶接製管装置 8・・・管絞圧延装置特計出
願人 住友金属工業株式会社 代理人弁理士内田敏彦 帯@シ1度 。 第3図 (°C) 第4図(A) 第4図(B)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、’iff鋼を予加熱した後オープンノ(イブ状に成
    形し、次いで高周波電流によりtitJ記オーブンノく
    イブの両エツジ部を溶接する電縫鋼管の製造法において
    、高周波電流の給電黒血ti11の帯鋼の湿度をキュー
    リ一点以上900℃以下の範囲に制御して製へ;するこ
    とを特徴とする熱同電縫鋼管の製造方法。
JP12385383A 1983-07-06 1983-07-06 熱間電縫鋼管の製造方法 Pending JPS6015082A (ja)

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