JPS6144519A - 溶接管のビ−ド切削装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、熱管電縫管等の溶接鋼管のビード切削装置に
関する。

［従来の技術］ 所定の温度まで全体的に加熱された帯鋼を電縫溶接する
、いわゆる熱管電気抵抗溶接法自体は知られている。し
かし、最大の問題である内面ビードの処理法が確立され
ていないため、実稼動していないのが現状である。

一方、電縫管の製造ラインで、冷間で内面ビードを固定
したバイトにより切削することは行なわれているが、こ
の冷間の場合でさえもバイトの寿命はせいぜい約１時間
程度である。これが熱間で内面ビードの切削を行うと、
バイトの寿命は著しく短い。

また冷間での内面ビード切削では、冷間ライン上である
ためバイト替えのための停機による損失は比較的少ない
、これに対して、熱間電縫管製造法を採る場合、バイト
の交換が頻繁であると、停機による損失が冷間による場
合に比較して著しく大きい、すなわち、熱間Ｔｉ！縫管
製管製造法っては、帯鋼をその全体加熱のためのガス、
油等を燃料とする雰囲気加熱炉を通し、帯鋼を所定温度
にかつ均一に加熱するが、かかる温度制御のためには少
なくとも加熱炉内での帯鋼速度等が一定でなければなら
ない、もし、バイト替えのために製造ラインを停機する
とすれば、停機後の再スタート時において帯鋼が所定温
度にかつ均一に加熱されるまで相当な時間を要し燃料使
用量等の点から経済的でないばかりでなく、炉内雰囲気
温度の再制御の困難性に伴って再スタート時から炉内雰
囲気温度が安定するまで不良品の発生率が高まる。この
意味で、熱間電縫管製造法を確立する際には、バイトの
長寿命化が必須の要件となっている。

そこで、本出願人は、鋭意研究の結果、切削バイトの寿
命を延長することができ、それによって停機による損失
を著しく低減し、熱間電縫管の製造にあたって十分使用
可能な内面ビードの切削装置をすでに開発しており、そ
の詳細はたとえば特開昭５８−１４３９０８号公報およ
び特願昭５８−１７９８８および１７９８９号明細書等
に開示されている。

その切削装置の基本的思想は、第１に、バイトの長寿命
化には、バイトの摩耗を低減することが必要であり、そ
のためには一つのバイトに負担をかけたり、バイトの一
部に負担をかけることは絶対避けるべきであるとの観点
から、バイトを円盤状とした点である。すなわち、円盤
状バイトであると、周方向の負担が均一となるので、バ
イトの寿命が長くなる。

第２に、前述のように従来電縫管製造の際、冷間で丸コ
マバイトを固定しながら切削する方法は知られているが
、その種のものではバイトの温度上昇が激しく、結局寿
命が短かくなる点に鑑み、同装置では前述のようにバイ
トを円盤状とするとともに、その円盤状バイトを常時回
転することによって、ビードとの特定局部的接触を極〈
短時間となし、再び接触するまでの時間内においてバイ
トを冷却するようにしたちにである。

第３に、バイトに回転力を与える場合、外部からマンド
レル、インピーダを通してホルダーへ回転力を伝達する
ことは、対象鋼管が特別小径サイズである場合にはきわ
めて難しいので、同装置においては、鋼管の長手方向の
移送力に着目し、ヒートの移動にバイトを従動回転させ
るようにしたのである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記のビード切削装置では、たとえば、切削
バイトを支承する水平支持杆に取り付けられたローラの
反力で切削バイトをビードに押し付ける構成となってい
るため、２〜３＋ｕ＋程度の内径変化には追従できるが
、それ以上の内径変化がある場合には十分な切削バイト
押付力を得ることができない問題がある。また、上記の
ビード切削装置においては、切削途中で切削バイトとビ
ードの位置ズレが発生すると、ビード切削が不可能とな
り、ライン停止せざるを得なかった。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、本発明によれば、回転自
在に保持された円盤状切削バイトを、ビードに対向して
、その軸線がビード流れ方向に対してその切削抵抗によ
り従回転するようなスキュー角度を以って、配設した内
面ビード切削装置と、この内面ビード切削装置を先端に
おいて支承する水平の支持杆とを備えた溶接管のビード
切削装置において、オープン鋼管のエツジ対向部間隙を
通って外部から鋼管内に延在し、水平支持杆を把持して
水平支持杆先端の切削バイトをビード線に押し付ける切
削バイト押付は装置と、ビード線の周方向偏位位置に対
応して水平支持杆をその軸心周りに回転させる支持杆回
動装置とが設けられる。

切削バイト押付は装置は、たとえば、水平支持杆に嵌装
固着されるスリーブと、スリーブに固着されオープン鋼
管のエツジ対向部間隙を通って外部に延在する固定ロフ
トと、固定ロッドの長さを調節することにより水平支持
杆の引張り程度を調整する手段とから構成される。

支持杆回動装置は、支持杆の周面に固着されるウオーム
ホイールに噛合するウオームと、ウオームを回転させる
手段とから構成される。

［作用］ 切削バイト押付は装置は、たとえば固定ロッドを引張る
ことにより、支持杆を、ビード線を通る垂直面内におい
て、ビード方向に付勢し、支持杆先端の切削バイトをビ
ードに押し付ける。バイト押付は力すなわちバイト切削
力の調整は、上記エツジ対向部間隙を通って延在する固
定ロッドの長さを調節することにより行なわれる。この
ように、支持杆したがって切削バイトをビード側に引張
る構成となっているので、鋼管の内径変化にかかわらず
常に所定のバイト押付は力を得ることができる。また、
鋼管の肉厚に変化がある場合には、上記のように、固定
ロッド長さを調節することにより、所定の押付は力を得
るようにすることができる。

支持杆回動装置は、ビーム線の周方向偏位位置に対応さ
せて、すなわちビーム線の偏位方向と偏位量に応じてウ
オームを回転することにより、ウオームに噛合するウオ
ームホイールを対応する方向および量だけ回転させ、し
たがってホイールに対して一体的に固定されている支持
杆を回転させて切削バイトをビームに追従させることが
できる。

［実施例］ つぎに１本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるビード切削装置を組み
込んだ熱間電縫管の製造設備の一部を示す概略図である
。

雰囲気加熱炉（図示せず）内において所定温度、通常８
５０℃以上の温度に均一に加熱された帯鋼ＩＡは、加熱
炉から連続的に抽出されてフォーミングロール２に通さ
れ、左右の成形ロール（フォ−ミングロール）２により
下部にエツジ対向部を有するオープン鋼管ＩＨに成形さ
れる。

、その後この鋼管ＩＢは、フィンパスロール３を通り、
その際エツジ面の角度コントロール、仕上成形およびセ
ンタリングがなされる。ついで鋼管ｌＢに対して溶接が
行なわれる。溶接は、たとえば誘導方式の高周波溶接法
が採用され、溶接点の直前に配置したワークコイル４に
高周波電流を通し、鋼管ＩＢに加熱電流を誘起させ両エ
ツジを溶融温度近くにまで昇温加熱させる。５はスクイ
ズ（圧接）ロールで、これにより対向両エツジが圧溶接
されると共に、アプセット量およびエツジの突合せ形状
がコントロールされる。その後溶接が完了した鋼管ＩＣ
に対して、その外面ビードが外面ビードカッターにより
除去され、内面ビードＢ１がビード切削装置により切削
除去される。

この種の熱間電縫管製造法では、内面ビードＢ１の存在
が問題となり、溶接直後の段階でオンラインで長時間安
定した連続切削が可能な内面ビート切削装置が望まれて
いた。この要望に対応するのが、第１図に示すビード切
削装置である。

このビード切削装置は、従来の丸コマバイトに代って採
用された円盤状、詳細には截頭円錐形の切削バイト６を
備え、これを保持しかつ管ＩＢ内において管ＩＢの移動
を許しながら切削バイト６の位置決めを行う中空角形の
ホルダ一部７の先端に取付けられている。

ホルダー７は、これから基部側に続く、中空の連結杆、
インピーダ８および中空マンドレル９と共に、水平支持
杆ｌＯを構成している。

切削バイト６は次のような構造をもって、ホルダー７の
先端に取付けられている。すなわち、切削バイト６は支
持軸１１にキー（図示せず）を介して周方向に関し固定
され、軸方向には支持軸１１の段部および外方からのナ
ツトにより固定されている。また支持軸１１は、その軸
心が、管ＩＢの軸心りに対して、平面的にはスキュー角
度αをもって、立体的には傾斜角βをもって、第１図矢
印で示す回転方向の場合において、斜め手前下方に向い
て傾斜配置されている。

上記のような切削バイト６の配設態様によると、鋼管の
連続的な移送に伴って、切削バイト６が従回転し内面ビ
ードＢｉを連続的に切削する。

すなわち、いま第３図および第４図のように、切削バイ
ト６が鋼管ｌＣの内面にＦなる押付力をもって半径方向
に押付けられており、またビード切削時の抵抗（ビード
進行方向について）がＰである場合を考えてみると、バ
イトのスラスト力はＰ　ｃａｓα、バイトの回転力はＰ
ｓｉｎαである。そしてバイトが回転する時（動く摩擦
抵抗は、Ｆである。したがって、 Ｐｓｉｎ　α〉終Ｆ なる条件とすると、切削バイト６が内面ビードＢｉの移
動に伴って自転し逆に内面ビードＢｉ　を切削除去する
。

前述のように、一般に小径の鋼管を対象とする場合には
、外部の回転駆動力を切削バイトへ伝えることはスペー
ス上などの点で著しく困難であるが、上記例のように外
部から回転駆動力を与えることなく、内面ビードＢｉの
流れに切削バイトを従回転するようにすれば、小径の鋼
管であってもその内面ビードをシンプルな構造の切削装
置で容易に切削除去できる。

また切削バイトを従来の丸コマバイトに代えて円盤状切
削バイトとしたので、切削後ビードから離れるから、再
びビードに当るまでの間、当該部位が冷却され、熱間で
連続的に内面ビードを切削する場合であっても、熱によ
るバイト寿命の低下がない、また円盤状切削バイトであ
ると、切削抵抗は均一にかかり、丸コマバイトにおいて
みられるトップ面のみが摩耗したり、一部のバイトのみ
の摩耗量が大きくなり、結局寿命低下を招くことがなく
、寿命が著しく向上する。

ところで、通常上記傾斜度βは５〜１５度特に約７度が
望ましい、またスキュー角αは、１０〜４５度特に２５
〜３５度が望ましい、スキュー角αが小さい場合には、
回転数が低下しベアリングの寿命上好ましいのであるが
、あまり小さいと切削バイトが自転しないこともある。

スキュー角αが大きいと、バイトの回転数が高くなり、
バイトの冷却時間が十分とれず、バイトの寿命上望まし
くないばかりでなく、切削力が狭くなり、ビード部への
セツティングが難しくなる問題点を招く。

さらにバイトは、截頭円錐形として逃げ角を取ることが
望ましく、通常逃げ角は１〜６度、好適には約３度とさ
れる。バイトの大径側半径ｒは、管内半径Ｒの０．６〜
０．８倍、特に０．６〜０゜７倍が好ましい。

上記したような構成のビード切削装置において、水平支
持杆１０のワークコイル４直上流位置のマンドレル９上
に、スリーブ１２が嵌装固着され、このスリーブ１２に
対しては、オーブン鋼管ＩＢのエツジ対向部間隙を通っ
て外部に延在する固定ロッド１３が固定されており、こ
の固定ロッド１３は固定ロッド上下調整機構１４により
上下動可能に支持されている。これらのスリーブ１２、
固定ロッド１３および固定ロッド上下調整機構１４によ
り、切削バイト押付は装置が構成される。上下調整機構
１４の具体例としては、たとえば固定ロッド１３の下端
部分にネジ山を形成し、このネジ山に螺合する雌ネジを
有する座を上下調整機構１４内に設ける構成とすること
ができる。

この場合には、ネジを回転させることにより、固定ロッ
ド１３を上下動すなわち、ネジの回転方向により固定ロ
ッド１３を取り込みまたは送り出して固定ロッド１３の
長さが変えられる。この結果、固定ロッド１３に固着さ
れているスリーブ１２を介してマンドレル９を上下動さ
せ、マンドレル９の延長上に固定されている切削バイト
６をビードＢｉ　に対して適切な押付は力で押圧するこ
とができる。このようにして、切削／くイト６のビード
Ｂｉへの押付力すなわちバイト切削力が調節される。

本発明のビード切削装置では、さらに、支持杆回動装置
が設けられる。これは、支持杆１０をその軸心まわりに
回動させて、ビード線の同方向偏位に対して切削バイト
６を追従させるためのものである。この支持杆回動装置
は、第２図に詳細に示すように、マンドレル９の周面に
固着されるウオームホイール１５と、ウオームホイール
１５に噛合するウオーム１６と、ウオーム１６を回転さ
せる電動機１７とから構成される。このような構成によ
り、いま切削途中でビードＢｉが周方向に偏位して切削
バイト６とビードＢｉの位置ずれが発生すると、電動機
１７によりウオーム１６が回転され、ウオーム１６に噛
合しているウオームホイール１５およびマンドレル９が
マンドレル９の軸心まわりに回動される。したがって、
マンドレル９の延長上に支持される切削／＜イト６が回
動され、ビードＢｉの周方向ずれに対して切削バイト６
が追従することができる。

なお、第１図において、１８は切削オーバ防止のために
設けられたローラであり、１９はプルアウトロールであ
る。

〔発明の効果］ 上記したように、本発明によれば、支持杆を外部から直
接引張る構成としたので、鋼管の内径の変化にかかわら
ず常に所定の押圧力で切削バイトをビードに押し付ける
ことができ、また肉厚の変化に対しては支持杆の引張り
程度を調節することにより容易に対応することができる
。さらに、支持杆回動装置を設けたので、切削位置を遠
隔で調節することができ、切削途中で切削バイトとビー
ドの位置ずれが生じても、切削位置の調整により切削続
行が可能となり、ライン停止を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のビード切削装置を組み込んだ熱間電縫
製管設備の一部を示す概略図、第２図は本発明の支持杆
回動装置を示す、第１図におけるＩＩ　−ＩＩ線矢視説
明断面図、第３図はビード切削時の抵抗力およびその分
力を示す説明図、第４図はバイトの鋼管内面への押付力
の説明図である。 ＩＡ、、、、　　帯鋼　　ＩＢ、、、、オープン鋼管Ｉ
Ｃ，、、、溶接鋼管　２　、、、、フォーミングロール
３　、、、、フィンパスロール ５　、、、、スクイズロール ７　、、、、ホルダ　　　８　、、、、インピーダ９　
、、、、マンドレル　１０．、、、水平支持杆１２　、
、、、スリーブ　１３．、、、固定ロッド１４、、、、
上下調！！！機構 工５・・・・ウオームホイール １６、、、、ウオーム　１７．、、、電動機特許出願人
　　住友金属工業株式会社 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転自在に保持された円盤状切削バイトを、ビー
   ドに対向して、その軸線がビード流れ方向に対してその
   切削抵抗により従回転するようなスキュー角度を以って
   、配設した内面ビード切削装置と、この内面ビード切削
   装置を先端において支承する水平の支持杆と、オープン
   鋼管のエッジ対向部間隙を介して水平支持杆を把持し、
   水平支持杆先端の切削バイトをビード線を通る垂直面内
   でビードに押し付ける切削バイト押付け装置と、溶接管
   におけるビード線の周方向偏位位置に対応して水平支持
   杆をその軸心周りに回転させる支持杆回動装置とを備え
   たことを特徴とする溶接管のビード切削装置。