JPS60257923A - 造管のシミユレ−ト方法およびその装置 - Google Patents

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】 本発明は溶接管の造管工程における溶接現象を溶接管の
管径や肉厚に関係なく容易に解明可能なシミュレート方
法およびその装置に関する。

従来溶接鋼管の造管は第１図および第２図に示す如くア
ンコイラ−１にコイル状に巻かれた帯鋼２を巻きほどい
て、その巻きぐせを矯正した抜上側力１゛凸形で下側が
凹形である１対のロールより構成された成形ロール３ａ
、　３ｂ１３ｃ、・・・で帯鋼２の両端面４ａ、４ｂが
上方で突合さるよう順次管状に成形し、その後帯鋼２の
進行方向に進退できるように支承されかつ帯鋼２の両端
面突合せ隙間内に位置するように配置されたフィンバス
ロール５で帯鋼２の両端面突合せ隙間を調整しながらそ
の隙間が溶接トーチ６の直下に移送されるよう案内し、
帯鋼２の両端面４ａ。

４ｂを溶接するようにしている。溶接は溶接電源に接続
された溶接トーチ６を帯鋼２の移送面に対して垂直にな
るよう配置１〜て、この溶接トーチ６でまず帯鋼２の両
端面４ａ、　４ｂを溶融させ、次に溶接トーチ６の後方
に配置された１対のスクイズロール７ａ、　７ｂで管状
の帯鋼２の両側を溶接トーチ６の方向に対して直角に押
圧して、その溶融した両端面４ａ、４ｂを圧着すること
により行っている。溶接後の溶接鋼管８は溶接したまま
であると使用上種々問題があるので、溶接＠９０表裏ビ
ード研摩やサイジングなどを溶接と平行して行い、切断
後には熱処理や酸洗などを行って製品としている。

ところで上記造管工程における溶接は帯鋼２の両端面４
ａ、　４ｂを溶接トーチ６のアークやプラズマなどによ
り溶融させた後その溶融端面を圧着して行う方法である
ため、均一に溶接するのがむずかしく、従来その溶接条
件の設定は作業者の勘に負うところが大きいものであっ
た。

このため、帯鋼２の鋼種や板厚が同じでも作業者により
溶接条件は異なり、溶接速度を遅くする者の場合製造コ
ストが高くなるという問題があった。また溶接条件が一
定していないと溶接鋼管８の溶接部９にもその影響があ
られれて、その形状が作業者により変り、アンダーカッ
ト、裏ビード幅などが一定しないほか、著しい場合には
製品にならない場合があった。とくにこの溶接部９の形
状はＪＩＳ等に規定されている機械的性質に影１ｉｌｌ
ｉを与え、まだ後工程の表裏ビード研摩能率などに影響
を与えるので、常に一定になるようにすることが望まれ
ていた。

このように作業者により溶接条件の設定が異なり、造管
上および品質上程々の問題が生じるのは造管工程におけ
る溶接現象がまだ解明されていないことに由来するもの
であり、それを解明しない限り作業者に関係な〈実施で
きる溶接条件の確立は困難であった。

従来この造管工程における溶接現象の解明には第１図、
第２図に示したような実際の造管ラインによる以外適当
な設備がないため、実際の造管ラインによらなければな
らないものであった。しかし実際の造管ラインで溶接現
象を解明する場合溶接鋼管８の鋼種、肉厚、外径等が異
　）　□なる都度複数段の成形ロール３ａ、　３ｂ、　
３ｃ、・・・を駆動装置より取外して交換し、再び駆動
装置に連結して複雑な微調整をしなければならなかった
ため、従来その交換には多大の労力と時間を要していた
。

本発明は造管工程における溶接現象を解明するに当り実
際の造管ラインを使用したのでは従来上述のような問題
を有していた点に鑑み、実際の造管ラインを使用しなく
て容易に溶接現象を解明できるシばユレート方法および
その装置を提供するものである。

本発明のシミュレート方法は溶接管の素材金属帯が１条
であると両端面を溶接するのに成形ロールを必要とする
点に着目して素材の金属帯として２条を用い、これらを
平面的に隣接させて移送しながら各金属帯の対向側端面
を溶融かつ圧着して溶接することにより成形ロールを不
要にしたものであり、かつそのシミュレートを行う際に
は２台のアンコイラ−とこれらのアンコイラ−に対応す
る１台のりコイラーとの間にリコイラー側に平面的に隣
接して移送される２条の金属帯の対向側端面の移送方向
およびその隙間を調整するシームガイドロールと、前記
対向側端面を溶融させる溶接機の溶接部材と、２条の金
属帯の離反側端面を対向側端面方向に押圧する１対のス
クイズロールとがアンコイラ−側より順次配置されたシ
ミュレート装置を使用するのである。

以下実施例により本発明を説明する。

第３図および第４図は本発明の第１実施例を示すもので
、入側には２台のアンコイラ−１ａ。

１ｂを、また出側には１台のりコイラー１０を配置し、
アンコイラ−１ａ、ｌｂよし供給した２条の金属帯２ａ
、　２ｂが溶接後１条の金属帯２ｃになってリコイラー
１０に巻きとられるようにする。アンコイラ−１ａｖ１
ｂの出側には補助ロール１１オよび各々ロードセルを内
蔵した張力検出ロール１２ａ、１２ｂを設ける。この補
助ロール１１は金属帯２ａ、　２ｂがアンコイラ−１ａ
、ｌｂによって巻きほどかれてもそれらの張力の垂直方
向の分布を一定に保つだめのものであり、アンコイラ−
１ａ、　ｌｂと張力検出ロール１２ａ、１２ｂとの中間
に設ける。ここでロードセルにより金属帯２ａ、２ｂの
張力が異ることが判明すれば、張力の小さい方の金属帯
を供給するアンコイラ−１ａまたは１ｂに制動をかけ、
張力が等しく々るよう制御する。

またリコイラー１０の入側には回転計を堰付け、金属帯
２Ｃの移送速度を検出するだめのデフレクタ−ロール１
５を設ける。

張力検出ロール１２ａ１］２ｂの出側には２条の金属帯
２ａ、　２ｂを平面的に支承する受けロール１２ｄと、
この受けロール１２ｄの軸方向に対向して配置された１
対のサイドガイドロール１３ａ、　１３ｂと、長さ方向
中央部にテーパ状突条が周設されたシームガイドロール
１４とを順次配置して、受はロール１２ｄは金属帯２ａ
、　２ｂを下側から支承し、シームガイドロール１４は
突条が上側から金属帯２ａと２ｂの隙間に入るようにす
る。そしてシームガイドロール１４は金属帯２ａ１２ｂ
の面方向および面と直角方向並びにその移送方向および
その逆方向に移動できるようにして、金属帯２ａ１２ｂ
の対向側端面４ｃ、　４ｄが次に配置された溶接トーチ
６の直下に案内されるようにするとともに、溶接トーチ
６の直下での対向側端面４Ｃと４ｄの隙間を金属帯２ａ
、　２ｂの厚さや移送速度に応じて調整できるようにす
る。

シームガイドロール１４とその出側に配置された受けロ
ール１２ｃとの間には溶接電源に直結されだ溶接トーチ
６を配置するとともに、受はロール１２ｅの両側に相対
向した１対のスクイズロール７ｃ、　７ｄを配置して、
金属帯２ａ、　２ｂの対向側端面を溶接トーチ６で溶融
させた後直ちに受けロール１２ｃで支承しながらスクイ
ズロール７ｃ。

７ｄで金属帯２ａ１２ｂの離反側端面を押圧して、溶融
した対向側端面４ｃ、　４ｄを圧着させ、溶接できるよ
うにする。なおスクイズロール７ｃ、７ｄは押圧力およ
び受けロール１２ｃとの相対位置ｆ：副調整きるようそ
の対向方向および金属帯２ａ１２ｂの移送方向に移動で
きるように支承し、かつ押圧力を把握できるようロード
セルを内蔵させる。　１．　’不実施例においては以上
のように部材を構成かつ配置して造管工程における溶接
のシミュレートを行う。シミュレートに際してはアンコ
イラ−１ａ、ｌｂより２条の金属帯２ａ、　２ｂを同時
に巻きほどいて供給して、隣接させながら等張力で移送
する。移送させる金属帯２ａ、　２ｂは溶接トーチ６直
下での対向側端面間隔をシームガイドロール１４で調整
して、溶接トーチ６により対向側端面４ｃ、　４ｄを溶
融させ、直ちに受けロール１２ｃで支承しながらスクイ
ズロール７ｃ１７ｄで離反側端面を押圧して溶接する。

溶接後は１条になった金属帯２ｃをデフレクタ−ロール
１５を介してリコイラー１０に巻きとり、溶接現象の解
明を行う。

第５図および第６図は本発明の第２実施例を示したもの
で、前記第１実施例におけるデフレクタ−ロール１５と
金属帯２ｃとの滑りによる速度変動を減少させたり、溶
接部９の裏面の観察を容易にするためにデフレクタ−ロ
ール１５ヲプライドルロール１６ａ、　１６ｂに置換し
、かつ金属帯２ｃをリコイラー１０の下側から巻取るよ
うにしたものである。なお他の部材の構成および配置は
第１実施例と同じになっている。

以上の第１実施例および第２実施例において溶接トーチ
６としてはＴＩＧ溶接トーチ、プラズマ溶接トーチまた
はＭＩＧ溶接トーチであってもよく、また溶接熱源とし
てアークやプラズマを用いるものでなく、電子ビームや
レーザビームを用いる溶接トーチでもよい。

第７図は本発明の第３実施例を示すもので、第１笑施例
における溶接法を溶接トーチ６を用いる方法でなく、高
周波による方法にしたものである。す彦わち第１実施例
の溶接トーチ６の代りにコンタクトチップ１７ａおよび
１７ｂｉそれぞれ金属帯２ａおよび２ｂに接触配置して
、それらを高周波電源１８に導線１９ａ、１９ｂで接続
して、スクイズロール７ｃ、　７ｄの押圧による金属帯
２ａ。

２ｂの対向側端面４ｃ、４ｄの接触開始部分を通して金
属帯２ａ１２ｂの一方から他方に高周波電流を流して、
対向側端面４ｃ、　４ｄを溶融かつ圧着して溶接する。

以上説明した如く、本発明のシミュレート方法およびそ
の装置は２条の金拠帯をそのまま移送して溶接するもの
であるから成形ロールは不要であり、溶接管の９＄４釉
、肉厚、外径等が異なるたびに成形ロールを変えたり、
調整したりする時間および労力から解放される。また溶
接現象を解明するに当り、対象金属帯に対する溶接速度
、突合せ端面隙間、押圧力など溶接効果に及ぼす要因を
明確に把握できるようになっているので、容易にその解
明を行うことができる。

したがって本発明によれば実際の造管ラインにおける溶
接条件の個人差を解消でき、最高の品質および生産能率
となるような溶接条件を設定できる。

なお本発明は造管工程における溶接のシミュレートばか
りでなく、表面仕上げや物理的性質（例えば硬さ、熱膨
張係数、磁性など）の互に異なる２条の金属端面を連続
的に溶接して供液合金板を製造する場合のシミュレート
および製造に使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の造管工程を示すもので、第
１図は溶接工程までの斜視図、第２図は第１図における
溶接工程の拡大斜視図である。 第３〜７図は本発明の実施例を示すもので、第３図およ
、び第４図は第１実施例のそれぞれ平面図および側面図
であり、第５図および第６図は第２実施例のそれぞれ平
面図および側面図である。さらに第７図は第３実施例の
斜視図である。 １、ｌａ、　ｌｂ・・・アンコイラ−１２・・・帯鋼、
２ａ１２ｂ１２　Ｃ−金属帯、３ａ、３ｂ、３ｃ・・・
成形ロール、４ａ、　４ｂ・・・両端面、４ｃ、　４ｄ
・・・対向側端面、５・・・フィンパスロール、６・・
・溶接トーチ、７ａ１７ｂ、　７ｃ、　７ｄ・・・スク
イズロール、８・・・溶接鋼管、９・・・溶接部、１０
・・・リコイラー、１１・・・補助ロール、１２ａ、１
２ｂ・・・張力検出ロール、１２ａ％１２ｄ・・・受は
ロール、１３ａ、　１３ｂ・・・サイドガイドロール、
１４・・・シームガイドロール、１５・・・デフレクタ
−ロール、１６ａ１１６ｂ−・・プライドルロール、１
７ａ、　１７ｂ　・・：Ｉ　ンタクトチップ、１８・・
・高周波電源、　１９ａ、　１９ｂ・・・導線。 特許出願人　日新製鋼株式会社 代理人　弁理士　進　藤　満

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２条の金属帯を平面的に隣接させて移送しながら
   各金属帯の対向側端面を溶融かつ圧着して溶接すること
   を特徴とする溶接管造管工程における溶接のシミュレー
   ト方法。 １２１２台のアンコイラ−とこれらのアンコイラ−に対
   応する１台のりコイラーとの間にリコイラー側に平面的
   に隣接して移送される２条の金属帯の対向側端面の移送
   方向およびその隙間を調整するシームガイドロールと、
   前記対向側端面を溶融させる溶接機の溶接部材と、２条
   の金属帯の離反側端面を対向側端面方向に押圧する１対
   のスクイズロールとがアンコイラ−側より順次配置され
   ていることを特徴とする溶接管造管工程における溶接の
   シミュレート装置。