JPS6161915B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は薄肉のシーム溶接管の製造時にシー
ム部に座屈変形を生じさせないようにした熱処理
の技術分野に属する。

＜要旨の概要＞ 而して、この発明はコイル巻状の板材を繰り出
し、ロール成形手段により板材を曲げ加工し、湾
曲させて会合させ、円形断面にした後接合し、シ
ーム溶接するようにした溶接管製造方法に関する
発明であり、特に、両縁の寄せ曲げ加工工程、或
は、該寄せ曲げ工程に続く両縁の会合工程、もし
くは、両者で両縁を除く一般部の全て、或は、一
部を加熱して加熱部に圧縮の熱応力を与え、それ
により、これとつり合うように両縁に引張り応力
が生じた状態で溶接して両縁部のロール間での座
屈を防止し、管全体の残留応力を小さくするよう
にした溶接管製造方法に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、管材は輸送管、配索管体等におい
て各方面に広く用いられており、その種類も多く
あるが、素材の板材からの成形加工が比較的容易
でコスト的にも見合う等の利点からシーム溶接管
が広範囲に採用されている。

該シーム溶接管の在来一般の製造工程は第１図
に略示する様にコイル状の素材の板材の鋼板１を
繰り出し、図示しない成形ロールにより縁２，２
を内側に寄せて曲げ加工し、漸時湾曲させ、会合
させて接合部３で円形状にし、溶接４を行つて管
５を形成するようにしている。

而して、両縁２，２の寄せ曲げ加工工程では縁
２部には長さ方向（軸方向）に伸び歪が発生し、
引張り応力が強く作用し、弾性範囲を越えて塑性
歪が生じる。

さりながら、寄せ曲げ加工工程が終了して両縁
２，２が会合する時点では縁２部に生じる伸び歪
が小さくなり、縁２部には寄せ曲げ工程で生じた
塑性歪により圧縮残留応力が作用するようにな
る。

＜発明が解決しようとする問題点＞ したがつて、会合後の工程では両縁部がロール
間で座屈を起こし、所謂わかめ状の変形が生ずる
ことになる欠点があつた。

このことは肉厚管では比較的に起り難いが、薄
肉管では生じ易く、そのため、薄肉管のロール成
形による製造は困難を伴うという難点があつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づくシーム
溶接管の製造の問題点を解決すべき技術的課題と
し、両縁を寄せ曲げ加工する工程から溶接工程の
間で該両縁部以外の一般部で加熱を与えて圧縮応
力を付与し、両縁部で引張り応力を与え座屈しな
いようにして各種産業における配管技術利用分野
に益する優れた溶接管製造方法を提供せんとする
ものである。

＜問題点を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は前述問題点を解決するため
に、コイル巻にした板材を繰り出し、ロールによ
り円形断面に曲げ成形する過程で両縁部以外の一
般部に加熱を与えて圧縮応力を付与し、それによ
つて両縁部に引張り応力を付与し成形ロール間で
座屈変形を生じないようにし、又、溶接に際し予
熱効果によつて残留応力が少くなるようにし、薄
肉溶接管の製造が確実に出来るようにした技術的
手段を講じたものである。

＜実施例＞ 次に、この発明の実施例を第２図以下の図面に
従つて説明すれば以下の通りである。尚、第１図
と同一態様部分は同一符号を用いて説明するもの
とする。

素材の鋼板の板材１はコイル状にされて繰り出
され、物理的、機械的成形そのものは従来態様と
全く同一であり、両縁２，２を寄せ曲げ加工する
ように図示しない成形ロールを通して漸近させ、
湾曲させて円形断面形状にさせていく。

而して、第２図に示す実施例においては縁２，
２の寄せ曲げ加工工程部から溶接４の工程までの
間の会合工程に所定段数の（実施例では２段の）
高周波加熱装置７，７を縁部２，２を除く周方向
領域にてロール間に設け加熱する。

したがつて、加熱装置より前段の寄せ曲げ工程
では成形による伸び歪により縁部２，２には引張
り応力が発生するが、加熱装置７以降の会合部３
では温度分布８，８により一般部には熱歪が生
じ、これにより一般部には圧縮応力が作用し、そ
れにより縁部２，２にはこれとつり合うべく引張
り応力が作用する。

よつて、本来的にはこの会合部３では縁部２，
２に寄せ曲げ工程で生じた塑性歪により圧縮残留
応力が生じ、ロール間で座屈が発生し、所謂わか
め状変形が生ずるのがこの発明では第３ａ図に示
す様に一般部では圧縮応力（−）が加わり、これ
につり合うように縁２部では引張り応力（＋）が
作用するため、圧縮残留応力が減少し、場合によ
つては図に示す様に縁２部が引張り応力状態とな
ることもあるので該縁２部では座屈は生じない。

そして、この成形後、例えば、アーク溶接によ
る溶接４をシーム部、即ち、成形工程の両縁２部
で行うと、溶接部が冷却後は縁２部には該溶接に
よる引張り残留応力（＋）が生じる。

本来なら降伏応力に達する程の引張り残留応力
となるが、この発明の如く一般部を加熱した場合
室温までの冷却により溶接部の収縮による残留応
力と一般部の収縮による熱応力がつり合い、第３
ｂ図に示す様に極めて僅かな引張り残留応力
（＋）となり、応力腐蝕割れ等に対して極めて効
果的である。

このようにして出来た管５はシーム部に座屈変
形が形成されておらず、又、溶接部の引張り残留
応力も軽減されたものとなり、管表面も滑らかで
ある。

次に、第４図に示す実施例においては高周波加
熱装置７′，７′を両縁２，２以外の一般部の周方
向の部分的な位置に設けた態様であり、実質的に
上述実施例と作用効果に変わりはないものであ
る。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものでないことは勿論であり、例えば、両縁の寄
せ曲げ加工工程と接合工程の一方で一般部に加熱
装置を設けたり、又、加熱装置はストリツプヒー
タを用いたりする等種々の態様が採用可能であ
る。

又、溶接用加熱装置として実施例ではアーク溶
接法としたが、アーク溶接に限らず、例えば、高
周波、若しくは、中周波の抵抗溶接を用いる等
種々の溶接法を採用可能であることは当然であ
る。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、コイル巻の板材を繰
り出し、成形ロールで円形断面に成形する寄せ曲
げ工程と会合工程の少くとも一方に両縁部を除く
周方向の一般部に加熱作用を与えて圧縮応力を印
加し、反射条件的に縁部に積極的に引張り応力を
付与するために、会合工程から溶接工程までの工
程で縁部に発生する圧縮残留応力を低減させて、
会合工程での縁部に座屈が生ぜず、所謂わかめ状
等の変形が生ぜず、その結果、薄肉管でも可及的
に設計通りに製造出来るという優れた効果が奏さ
れる。

又、一般部に与えられた圧縮熱応力が溶接終了
後の室温と等しい温度に降下した時点で減少し、
これに伴い縁部に印加された引張り応力も減少す
る。

このため、従来法では、溶接による溶接部の引
張り残留応力が降伏応力に等しい程大きいにもか
かわらず、この発明によれば溶接前の温度分布に
より冷却した時点で溶接部の引張り残留応力は僅
かに低減され、応力腐蝕割れ等を防止することが
出来るという優れた効果が奏される。

このようにして、本来的にシーム溶接管のメリ
ツトが生かされるため、溶接管のニーズに応える
ことが出来る利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接管の成形平面図、第２図はこの発
明の１実施例の概略模式側面図、第３ａ，３ｂ図
は同応力分布グラフ図、及び、残留応力分布グラ
フ図、第４図は別の実施例の模式側面図であり、
第５ａ，５ｂ図は第３ａ，３ｂ対応グラフ図であ
る。 １…コイル巻板材、２…両縁、３…会合
（部）、４…溶接、７，７…加熱（装置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コイル板材を繰り出しロール成形により該板
   材の両縁を漸近会合させて接合溶接する溶接管製
   造方法において、該板材の曲げ加工工程と溶接前
   の会合工程との少くとも一方にて板材の縁部を除
   く一般部を加熱して当該部位に圧縮応力を付与し
   て両縁部に引張り応力を与えておき、その状態で
   両縁を溶接するようにしたことを特徴とする溶接
   管製造方法。