JPS6044126A - 溶接管の製造方法 - 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】 本発明は所定の連続した帯状素材を走行せしめつつ、そ
の幅方向の両端部を突き合わせるように漸次円筒状に湾
曲せしめ、その突き合わせ部を溶接することによって所
定の溶接管を連続的に製造する方法に係り、特に肉厚の
薄い溶接管、言い換えれば肉厚／外径比の小さい溶接管
を製造するのに好適な方法に関するものである。

従来、上記のようにして溶接管を製造するに際しては、
帯状素材の幅方ｉ１　Ｌこ互いに対向する複数組の成形
ロールを所定の間隔で配置し、それらの間に帯状素材を
走行させることにより、複数の成形ロールを通過する毎
にその帯状素材の両（’？！ｊ部を突き合せるように漸
次円筒状に湾曲−ｕしめ、そしてかかる成形ロールより
更に下流側に配置された圧接ロールによって、突き合ね
−１部が離れないように拘束した状態で溶接を行い、所
定の溶接管を連続的に製造することが行われていた。

しかしながら、かかる従来の方法では、成形に与かるロ
ールの接触面積が小さく、また１組の成形ロールを通過
してから次の成形ロールに至るまでの間は殆ど成形力が
加わらず、成形ロールを通過する時にいわば急激に成形
力を受けるところから、帯状素（Ａの突き合わされるべ
き両端部にシワ。

座屈、波打ち等（いわゆるエツジ　ハックリング）が発
生しやすく、特に薄肉の帯状素材の場合にはその傾向が
強く、その両端部を適正に突き合わセることか困難とな
る場合もあった。

また、各段のロール間でスプリングハックが生ずるため
、均一な円筒状に湾曲させることがＭＩＥ　しく、さら
に成形工程を終了して丸められた管状体（スケルプ）を
、溶接工程での圧接ロールに沿わせることが容易でなく
、溶接時の拘束が不充分となりがちであった。しかも、
溶接時において、圧接ロールによるスケルプの拘束は実
質的に線接触による拘束となるため、突き合ね・ｌ状態
が不安定となりがちで、重なりやスレ、隙間等が生じ易
く、そのことが溶接不良を招来して、歩留りを著しく悪
くしたり、得られる製品の３円度等の管形４ノ、：　：
ｌ青変を悪くする原因となっていた。

上記のような問題は、多数の成形ロールおよび圧接ロー
ルを可及的に狭い間隔て配置することによりある程度は
改善されるが、そのように多くのロールを用いることは
不経済であるばかりなく、各段のロールの対向間１：１
■や位置等の調整が非常に難しく、多大な労力、工数か
必要となるのである。

なお、上記のようなロール成形（ロールフォーミング）
以外に、帯状素材の流れ対向に沿って複数の成形盤を配
し、その各々に下流側のものばと曲率か大きくなる円弧
状の切欠を設＋）、それら切欠に帯状素＋Ａを導入セし
めて円筒状に乙曲させる手法（テンプレート手法）も知
られているが、それらプレート間において成形力を加え
得ない点については、上記ロールフォーミンクによる成
形と実質的に。同様であり、従って既に述へたような問
題はかかるテンプレート方式による場合においても内在
しているのである。

ここにおいて、本発明は、以上のような事情に鑑めで為
されたものであり、その目的とするところは、帯状素材
を幅方向に湾曲セしめつつその突き合わせ部を溶接して
、所定の／８ＩＸ：管を連続的に製造するについて、上
記ロールフォーミングによるごとなく、またテンブレー
１一方式によることもなく、複雑な成形設備を要しない
で、良好な溶接管を効果的に製造する方法を提供するこ
とにある。

かかる目的を達成するために、本発明にあっては、次の
ような造管型を用いるようにしたのである。それば、内
径力Ｓ漸次小さくなる円錐台状の内面を有する成形部と
、その成形部の小径側出口に連続する円筒状の内面を有
し、かつその円筒状面の中心線に平行な方向に延びるス
リットが形成された溶接部とを備えた造管型である。そ
して、かかる造管型の上記成形部内に、それの大径側入
口部から所定の帯状素）Ａを導入することにより、その
帯状素材を連続的に湾曲せしめる一方、その湾曲せしめ
た部分を更に上記／８接部内に導くと共に、その溶接部
内のスリットを通してその帯状素材の互いに突き合わさ
れた端部を溶接し、さらにその溶接された部分をスリッ
トに沿っ−（移ｔｉ−ｅ　Ｌめるようにしたのである。

このようにすれば、造危型成形部の円１１ｔ、台状の内
面によって、帯状素材を広い接触面積で且つ連続的に漸
次円筒状に湾曲−μしめることができ、そのためエツジ
・ハックリングやスプリングバックの少ない円滑な成形
ができ、均工な円筒状のスケルプとすることが可能とな
る。しかも、そのようなスケルプが、造管型溶接部の円
筒状面によって面接触状態で安定に拘束され、その状態
で溶接を施すため、良好な溶接が可能となり、息円度の
高い高精度の管製品を得ることができるのである。

また、複雑な造管設備を必要としないから、製造コスト
も安くて済み、さらに造管型の調整も殆ど不要であるた
め、］二数が著しく低減されるのである。

ところで、本発明の実施に際し、具体的にシ、１１、例
えば第１図に示されるような造管型２か、好適に用いら
れることとなる。かかる造管型２は、成形部４と溶接部
６とを備えた一体的構造を有している。成形＋ａ４は内
径が漸次小さくなる円錐台状の内面８を有しており、そ
れの大径側開口端を入口部として、その入口部から成形
部４内に所定の帯状素材、例えばチタン板、アルミニウ
ム合金板などく以下、フープ■］と言う）か導き入れら
れることとなる。そして、その円錐台状内面８は、導き
入れられるフープＨを幅方向に湾曲ゼしめて、円筒状の
管体（スケルプ）とするのに合致した形状、長さとされ
、そればフープ厚や目的とする溶接管の径等に応じて定
められる。また、成形部４の大径側入口部の内径；Ｄは
、フープ幅よりも大きくされ、それより少なくとも０．
２＋ｉｍ以上大きいことが、フープの導入を容易にする
上で望ましく、一方、小径側出口部の内径；ｄは、（目
的とする溶接管の外径に対してＯ〜＋４’ｍｍ程度の範
囲に設定しておくことが好適であり、それは溶接熱の影
響による熱膨張等を考慮し゛ζ最適に定められるべきで
ある。

そして、成形部４の中心線に対する円錐台状内面８の勾
配、言い換えれば、入口径；Ｄ−出ＬＪ経；ｄ／成形部
長さ；りは、フープ■１のｊＵ！−さや成形容易性等に
応して定められるため一部にａＪ言えないが、楯ね１／
３０〜ｌ／２位の範囲とずろのか妥当である。また成形
ｒ＋ｒ＋　４　（７）材ＺＴ　ｌ（Ｅ、フープＩＩ　Ｏ
）　４，１質等により選ばれるか、例えば、従来の成形
ロールに通常用いられていた銅合金が適し、また場合に
よっては鉄鋼（Ａ、アルミニウム合金、チタン。

木材、セラミックスあるいはＭＣナイロン等とすること
も可能であ、る。

なお、成形部内面８に、必要に応してクロムメッキ、表
面焼入れ等を施すようにずれは、フープの摺動疵の発生
を防止する上で有ジノとなる。また、成形部４をかなり
長くしたい場合には、複数の円錐台形状の筒部材を、そ
れぞれ人ｊ条例り：：５部と小ｉイＩＪＩＩＪ端部とで
順次嵌め合わゼるようにして、一体重な長尺の成形部４
を形成することもできる。

一方、前記溶接部６は、成形部４の小径側出口εこ連続
する円筒状の内面１０を有しくいる。この例では、／８
接部６が成形部４とは別体の部４Ａで構成され、第２図
に拡大して示されるＪ−うに、−０１１，１部に末広が
りのテーパ部１２を有す・る円筒状部材が、成形部４を
構成する円εｆ（台状筒部材の小径側端部の内側に、か
かるテーパ部１２において装着され、テーバ面同士の嵌
合により、フープ流れ方向Ａには抜けが防止された状態
で同心的に連結されている。また、テーパ部１２の内面
１４は円錐台状筒部材の内面（８）と実質的に同一の勾
配となるように形成され、その内面１４も成形部４の円
ε（ｎ台状内面８の一部を構成していて、円筒状内面１
０との境界部が成形部内面８の小径側出口となっている
。

このように、溶接部６と成形部４とを刷部イオにて構成
することは、各々の装作を容易にし、また必要に応して
双方の材質を変える上で有効である。

ただし、成形部と溶接部とを一体な構成とすることもで
きるし、あるいは分割構造とする場合にも溶接等によっ
て接合するごともできる。

溶接部６の内径は、成形部４によって円筒状に湾曲−已
しめられた後のフープ（スケルプ）の突き合わセ゛部を
離れないように拘束し得る径に定められ、それは、溶接
に伴うスケルプのｆｊ、＜膨張と溶接部６の熱膨張との
差等を考慮して定められる。

そして、溶接部６には、成形部４の出口側に近接して、
スケルプの突き合わせ部に／８接を施すための溶接穴１
６が、周壁を貫通して設ｉＪられている。さらに、その
溶接穴１６にわ“Ｌいて溶接部６には、それの中心線に
平行な方向、占い換えればフープ流れ方向；Ａに沿って
スリット１８か形成されている。このスリット１８の幅
ｑ法番」、／８接ヒート幅より幾分大きく設定され、ｌ
合接ヒートかぞのスリット１８に沿って移行し得るよう
にされている。また、゛溶接部Ｇの長さく拘束長さ）は
、溶接穴１６より下流方向において溶接金属が凝固して
、突き合わせ部が離間不能となる拘束１１５間か（、Ｈ
４られるように定められ、溶接穴１６から、例えば１０
吐以上の長さを有するようにされるが、かがる拘束長さ
は、フープの拐質、肉厚、・走行速度さらにスプリング
バンクの大小等に応して、適宜に定められることとなる
。

なお、溶接部６の材質は、フープの材質に応１−て選ば
れるが、溶接にアーク溶接を採用する場合、溶接部６が
磁性材料であると、溶接時にその磁性材料に起因して生
ずる磁界により、？８接アークがその磁気の影響を受け
て不安定となる現象（いわゆる磁気吹き）が生ずること
があるため、そのような場合には、銅合金等の非磁性材
料が適する。

また、溶接部内面１０に成形部内面８と同様、必要に応
じてクロムメッキや表面焼入れ等を施し、摩擦抵抗の軽
減や摺動疵の発生防止等を図ることが望ましい。

そして、本発明の実施に際しては、上記のような造管型
２を位置固定に設置することとなる。そのためには、例
えば固定盤を設６ノ、その固定盤に成形部４の外周面に
対応するテーパ穴を設番シて、そのテーパ穴に成形部４
を嵌め込んで固定するようにすることも可能であるし、
あるいは従来の成形ロールを有する造管設備を利用して
、成形部４をその外側から互いに対向する成形ロールで
挟み（＝Ｊりてクランプする手法も採用し得る。

いずれにしても、そのように造管型２を位置固定に設置
し、そして成形部４の大径側入口から、第３図に示され
るように、成形部４内に所定のフープＩ−１を導き入れ
ることとなるが、段取り工程では、フープ４の先端部を
クランプ具等で把持して、ワイヤー等でフープ祠を成形
部４内に引き入れると共に、溶接ａ１１６からさらに前
方に頭出しを行い、その後所定の引張装置によってフー
プ］（を矢印で示す方向に走行せしめることとなる。

なお、成形部４の中心線がフープ４の導入方向（一般に
は水平方向）に対し”ζ、フープＨの両６ｊ：ｊ部か突
き合わされるべき側に、所定の勾配（０，２〜４０°く
らい）を存するように造管型２を設置することが望まし
い。そのように゛ち゛れば、フープＨに加えられる引張
力が、突き合わされるべき両端部よりも湾曲さ−けられ
る幅方向中央部により大きく作用するごとにより、突き
合ゎ・１部に過度の引張力が作用することを回避ずろこ
とができる。

そして、上記引張装置により、平ＪＪ１な状態のフープ
Ｈを成形部４内にそれの大径側人し１がら１０人せしめ
ることにより、成形部４０円Ｓｆｒ台状内面８内を進行
せしめられるに従って、フープ■■が第４図に示される
ように円筒状に漸次湾曲せしめられていく。その際、フ
ープＨはそれの進行に従い、成形部内面８から連続的に
成形力を受け続け、しかも面接触に近い状態で成形力が
加えられるから、エツジハックリングやスプリングハッ
クが極めて少ない状態で円ｌｊｈに成形が進行し、成形
部４の小径側出口に至るまでの間に、ツー１１−１が幅
方向に丸められて、その両端部が突き合わされ、均一な
円筒状のスケルプとなる。

さらに、そのスケルプが溶接部６の円筒状内面１０に導
かれることにより、外側から拘束されて突き合わせ状態
が保たれる。その際、溶接部６の円筒状内面１０か、実
質的に面接触状態でスケルプを拘束するため、突き合わ
せ部がずれたり、重なったり、隙間が生じたりすること
なく、安定な突き合わせ状態が維持される。

その状態において、溶接部６の前記溶接穴１６を通して
、かかる突き合わせ部にｌ８接トーチ２０等による所定
の溶接操作、例えばＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、サブマー
ジアーク溶接あるいは被覆アーク溶接や、その化ガス溶
接、レーザー溶接、プラズマ溶接等、公知の適宜の溶接
手法により、突き合わせ部に沿って溶接が行われる。」
二連のように突き合わせ部が溶接部６によって安定に拘
束されているため、良好な溶接壕作か可能である。

その溶接によって生じた溶接ビードは、溶接穴］６に続
くスリット１８に沿って下流側にＩＩＩ次移行せしめら
れる。そのため、溶接ビードが乱されたり溶接ビードに
よって溶接部内面１０が損傷されたりすることが防止さ
れる。そして、溶接金属が凝固して、十分な接合強度が
得られるに至るまでの間は、溶接部内面１０によって拘
束され続り、十分な接合強度が確保された状態で溶接部
６を通過して、円筒状の管体となって前方に進行してい
く。なお、場合によっては、溶接部６を外側から冷却水
等によって冷却し、溶接熱に伴う溶接部６の熱膨張を抑
えるようにすることか望ましい。

以上のように、所定のフープ１１を造管型２の成形部４
を通過さ−け、さらに溶接部６に導いて１８接を施して
連続的な溶接管とすることにより、管厚のかなり薄いも
の、例えば０．　、Ｉ　ＩＩｍ　−０，’　２　ｍ＋ｕ
位のものでも真円度高く効果的に造管することが可能と
なったのである。しかも、多数の成形ロール等を配置す
るのと異なり、調整も殆ど不要で、また設備費も極めて
安価で済むのである。

以上、本発明の具体例を示す図面を参照しつつ詳細に説
明してきたが、本発明の実施に用いる造管型は前述のよ
うな筒形態を成すものに限られるわｃノで、はなく、例
えばブロック状の成形型に円錐台状の成形穴が形成され
、さらにそれに続いて円筒状の拘束穴が設けられると共
に、スリットに相当する隙間を有しているものをも用い
ることができる。また溶接部に設けるべきスリットは、
それの上側部分に形成する以外に側部に形成することも
でき、そこを通して側方から溶接操作を施すことも可能
である。

その他にも本発明の趣旨を逸脱することなく、当業者の
知識に基づいて種々なる変更、改良等を施した態様で、
本発明を実施し得ることは改めて言うまでもないところ
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる造管型の一例を示すｌＵｉ面図
であり、第２図はそれの溶接部を構成する筒状部祠の一
例を示す平面図である。また、第３１ｆｆｌ及び第４図
は本発明に従う管製造方法の具体例をそれぞれ別の角度
から簡略Ｑこ示ず説明図である。 、２；造管型　４：成形ＨＨ ６：／８接部　８：円３ｆ（１台状の内面１０：円筒状
の内面　１（ｉ：／ｇ接大穴１８ニスリソ１〜　２０：
ｌ合接１・−チ出願人　住友軽金属工業株式会社 代理人　弁理」　中　い　二［μ［■ （ほか２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の連続した帯状素材を走行せしめつつ、その幅方向
   の両端部を突き合わせるように漸次円筒状に湾曲せしめ
   、そしてその突き合わせ部を溶接することによって所定
   の溶接管を連続的に製造する方法において、 内径が漸次小さくなる円！ｆｆ１台状の内面を有する成
   形部と、該成形部の小ｉ蚤側出口に連続する円筒状の内
   面を有し、かつ該円筒形状面の中心線に平行な方向に延
   びるスリットが形成された溶接部とを備えた造管型を用
   い、該造管型の前記成形部内にそれの大径側入口部から
   前記帯状素材を導入することにより該化法素材を連続的
   に湾曲せしめる一方、その湾曲せしめた部分をさらに前
   記溶接部内に導（と共に、該溶接部の前記スリットを通
   して該帯状素材の互いに突き合わされた端部を溶接し、
   さらにその溶接された部分を該スリットに沿って移行せ
   しめるようにしたことを特徴とする溶接管の製造方法。