JPS62107897A - 複合管の製造方法 - 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】 （技術分野） 本発明は、複合管の製造方法に係り、特に金属帯の幅方
向の両端部を突き合わせて一体的に接合せしめ、所定太
さのパイプと為す一方、かかるパイプ内に所定の粉粒体
を充填せしめて成る複合管を製造することに関するもの
である。

（従来技術とその問題点） 従来から、連続したパイプの一つの製造手法として、走
行する金属帯をロール成形して、その幅方向の両端部を
突き合わせ、連続した管状体と為した後、適当な溶接手
段を用いて、かかる管状体の突合せ部を連続的に溶着す
るようにした方法が知られている。

ところで、上記した製管手法にて、溶接用フラックス入
りワイヤの如き、内部に所定の粉粒体を充填せしめた複
合管を製造するに際しては、先ず、金属帯を開口した溝
形状に成形し、そしてその内部に上記粉粒体を落とし込
み、充填せしめた後、更に成形操作を行なって、該金属
帯の幅方向の両端部を突き合わせて管状体となし、これ
に所定の）８接操作が施されることとなるが、かかる充
填される粉粒体は、一般に複数種の粉粒状原料にて構成
されているところから、得られる複合管の長手方向にお
ける充填物、即ち粉粒体の組成を均一となすことが極め
て困難であったのである。

例えば、溶接用フラックス入りワイヤの製造に際して用
いられるフラックスの原料としては、主として、脱酸或
いは合金添加用として用いられる金属、合金粉末や、ス
ラグ生成剤として用いられる酸化物粉末や、アーク安定
剤として用いられるフッ化物等があり、それら原料が粉
粒状態で混合されて、フラックスが調製され、それが上
記金属帯の成形体内に充填せしめられることとなるが、
このような各種の粉末を混合せしめてなる粉粒体として
のフラックス原料混合物にあっては、それら原料粉末が
何れも密度、粒子形状において異なり、その添加量も種
々異なるものであるところから、均一な組成のフラック
スを充填せしめることは極めて難しかったのである。

このため、特開昭５２−１２５４３６号公報には、上記
の如きフラックス原料混合物を造粒して所定の粉粒体と
した後、それを充填せしめることにより、充填フラック
ス組成の均一化を図る対策が明らかにされている。また
、特開昭５．８−８１５９４号公報には、フラックスを
ペレ・ノド状となし、そして該ベレット状フラックスを
電縫管内に供給して充填する方策も明らかにされている
。

しかしながら、そのような造粒によって得られた溶接用
フラックス等の造粒物を用いて、それを所定の溝形状に
成形された金属帯内に落とし込み、その長手方向に連続
的に充填せしめて、溶接を行なうことにより、目的とす
る複合管を形成する場合において、更にはそれを伸線加
工した場合において、各種の問題を惹起することが、本
発明者等の検討によって明らかとなったのである。即ち
、造粒したままの粒子は形状が不均一であり、これをそ
のまま金属帯の所定の成形体内に充填すると、その長手
方向において粉粒体の充填が不均一となるのであり、ま
た該金属帯の成形体を更に管状体となし、それを溶接し
て複合管とするに際して、かかる複合管内に隙間が発生
する問題を惹起するのである。このため、例えば上側の
如き溶接用フラックス入りワイヤにあっては、溶接作業
に必要な量のフラックスが充填出来ない等の問題が発生
する他、ワイヤの長手方向のある位置においてフラック
スが密に充填される場所が生し、そのようなフラックス
が密に充填された位置において伸線過程で断線が惹起せ
しめられる等の問題も生じ、また溶接作業性にも影古を
もたらすことが明らかとなったのである。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その特徴とするところは、金属帯を
開口した溝形状に形成し、その内部に所定の粉粒体を充
填した後、該金属帯の幅方向の両端部を突き合わせて管
状体と為し、その突合せ部を一体的に接合せしめること
により、該粉粒体が内部に充填された複合管を製造する
に際して、前記粉粒体を構成する複数種の粉粒状原料の
うちの少なくとも１種若しくは全部を造粒ぜしめた後、
得られた造粒物に整粒操作を施すことにより、下式： ％式％ Ｄ；管状体の内径）を満足する粒子形状のものを得て、
これを、必要な残余の粉粒状原料と共に、前記成形され
た溝形状の金属帯内に供給、充填せしめるようにしたこ
とにあり、これによって、かかる複合管の長手方向にお
ける粉粒体充填率や粉粒体組成を安定化せしめ、またか
かる複合管の伸線性の向上を図り、更には溶接用フラッ
クス入すワイヤにあっては、その溶接作業性を効果的に
改善せしめ得たのである。

ところで、かか・る本発明手法に用いられる金属帯とし
ては、従来から溶接管、更には複合管の管材料として用
いられているストリップの全てが対象とされるものであ
るが、本発明に従って溶接用フランクス入すワイヤを製
造する場合にあっては、特に炭素鋼や低合金鋼等の材料
が好適に用いられることとなる。また、この金属帯の板
幅や板厚は、目的とする複合管に従って適宜に決定され
ることとなる。

そして、この所定厚さの連続した金属帯は、よく知られ
ているように、ロール成形手法等によって、走行せしめ
られつつＵ字形状の如き溝形状に成形された後、その内
部に、本発明に従う所定の粉粒体が連続的に落とし込ま
れ、供給されて、充填せしめられることとなるのである
。

すなわち、本発明は、このように所定の溝形状に成形さ
れた金属帯に供給される粉粒体に関して、それを構成す
る複数種の粉粒状原料の内の少なくとも１種若しくは全
部を造粒せしめた後、得られた造粒物に更に整粒操作を
施して得られる特定粒子形状のものを用い、これを、必
要な残余の粉粒状原料と共に供給、充填せしめるように
するものである。

なお、かかる造粒・整粒操作は、粉粒体を構成する粉粒
状原料の全体、換言すれば、それら粉粒状原料の全ての
混合物に対して施すことが最も好ましいが、それら複数
種の粉粒状原料の一部、換言すればその内の１種若しく
はその２種以上のものに対して造粒・整粒操作を施し、
その得られた整粒物を、残余の粉粒状原料に配合してな
る部分的造粒・整粒化粉粒体を用いても、本発明の目的
は、ある程度達成することが可能である。特に、そのよ
うな部分的な造粒・整粒操作を施す場合においては、粉
粒体の主構成成分である粉粒状原料や、成分偏析を惹起
し易い粉粒状原料が造粒・整粒操作の対象とされること
となる。

また、かかる粉粒体を構成する複数種の粉粒状原料に対
する造粒操作は、一般に、有機質若しくは無機質の粘結
剤の存在下において行なわれて、均一な粉粒体組成から
なる所定粒径の粉粒体とされることとなるが、本発明で
は、特にかかる粘結剤を先ず水溶液とし、そして得られ
た粘結剤水溶液を、粉粒状原料組成物に湿式混練せしめ
る手法が好適に採用されるのである。

なお、ここで用いられる粘結剤としては、公知のものが
適宜に選択され、例えばアルギン酸ソーダ、ＣＭＣ等の
有機質のものや、珪酸カリウム、硅酸ナトリウム等の無
機質のものが用いられることとなる。また、そのような
粘結剤の使用層としては、目的とする造粒物の結合強度
に応じて適宜に決定されることとなるが、一般に、造粒
すべき粉粒状原料に対して、重量で０．５〜５．０％程
度の割合で用いられることとなる。更に、そのような粘
結剤水溶液と粉粒状原料とを混練ゼしめて成る混練物中
における水分率にあっても、得られる造粒物の品質を損
なわない範囲において、粒子の強度が増大せしめられる
ように適宜に決定されることとなるが、一般に強度を高
めたい場合には、水分は少なくされる。

次いで、このようにして得られた粉粒状原料と粘結剤水
溶液との混練物は、適当な押出式造粒機、例えばピスト
ンや回転体等の加圧力（押出力）により細孔から押し出
して、造粒せしめる装置を用いて、押出造粒せしめられ
るが、その際の加圧力（押出力）としては、０．２〜Ｉ
　ＯＯｋｇ　ｆ　／ｃｒｎｚの範囲に設定することが好
ましい。けだし、混練物に対する加圧力が余りにも低い
と良好な形状の造粒物を得ることが困難となるからであ
る。また、圧力をかけ過ぎると、装置の、細孔を設けた
部材（バンチプレート）の変形を惹起する等の、装置上
の問題を生じる他、混練物中の水分のみが押し出される
等の問題を惹起することとなるからである。

そして、かかる造粒装置を用いた粉粒状原料混練物の押
出造粒において、かかる造粒装置のパンチプレート等の
細孔（ノズル）から線状乃至は棒状に押し出される押出
物は、適宜の長さにおいて折れ、粒状化することとなる
。尤も、そのような押出物に対して適当な粗砕操作を施
して、適当な大きさのものに調整せしめられる場合もあ
る。

また、このようにして得られた粉粒状原料の造粒物は、
そのままの状態で用いられると、前述した問題を惹起せ
しめるものであるところから、本発明にあっては、上記
の如く、一般に湿式造粒法に従って得られた粉粒状原料
造粒物に対して、更に整粒操作が施され、これによって
大略球形状乃至は楕円形状に粉粒体粒子形状を調えて、
その長径／短径比（６／ｄ）が弐：１≦ｅ／ｄ≦４を満
足するように、且つ粒子の最大長径（ｇ、、Ｘ）が式：
ｅｍ＊ｘ≦Ｄ／４（但しＤ：管状体の内径）を満足する
ように為した整粒化粉粒体を用い、これを、必要な残余
の粉粒状原料と共に、所定の溝形状に成形された金属帯
内に供給、充填するようにしたのである。

なお、ここで、Ａ／ｄの値が余りにも大きくなると、粉
粒体充填率の均一性が損なわれて、本発明の目的を充分
に達成し得なくなるところから、かかるｎ／ｄの値が４
以下の、造粒整粒化した粉粒体（整粒物）を用いる必要
がある。また、同様に、βｍａｘがＤ／４よりも大きく
なると、充填物間の空隙が多くなり、このために管長手
方向における充填率が変化するようになる他、得られた
複合管が伸線せしめられた場合において、管軸方向にお
ける充填物の不均一、換言すれば充填率の変化を惹起し
て、その安定性が悪くなる等の問題を発生する。

特に、本発明に従って、上記のような整粒化粉粒体を用
いて、金属帯の所定形状の成形体内に充填せしめること
により、得られる複合管の長手方向における粉粒体の充
填品質が効果的に安定化せしめられることとなることは
勿論、従来の如き、粉粒体の造粒物の角が欠けて粉末化
し、そしてそのような粉末の存在によって、複合管の途
中で粉粒体がトラップされて節となり、その部分が伸線
工程において断線する等の問題が有利に解消せしめられ
得るのである。また、上記の如き１／ｄや１、％１Ｘの
範囲内の球状乃至は楕円形状の整粒化粉粒体を用いるこ
とによって、金属帯の成形体内への充填速度を高めるこ
とが可能となり、生産能率を向上せしめることが出来る
等の利点も、享受することが出来るのである。

なお、かかる粉粒状原料の造粒物の整粒操作は、一般に
食品や薬品の分野において良く知られている整粒装置を
用いて造粒することが可能であり、具体的には表面がヤ
スリ状の凹凸面とされたディスクを高速回転せしめ、そ
の上に前記押し出して得られた造粒物を落下せしめて回
転処理し、かかる造粒物の角を丸めることによって実施
される。

また、その際、粉粒状原料の造粒物は、前記の如き湿式
造粒法に従って得られたままの湿潤状態にある間のもの
が好適に用いられ、そのようなウェットな状態の造粒物
を用いて整粒することにより効果的に、球状化乃至は楕
円形状化した粉粒体整粒物を得ることが出来る。

さらに前記した如き本発明に従う特定粒子形状の整粒化
粉粒体は、前記の如くして得られた整粒物を篩分は等の
手段によって、選別することによって容易に取得するこ
とが可能である。

また、かかる粒径の整粒化粉粒体には、その造粒工程に
よって用いられる粘結剤水溶液から必然的に水分が持ち
込まれることとなるところから、本発明にあっては、か
かる粉粒体に対して適当な加熱乾燥操作が好適に施され
ることとなり、それによってその残留水分量が１重量％
以下となるように調整せしめられる。このような残留水
分量の低減によって、得られた複合管が溶接用フラック
ス入りワイヤとして用いられる場合において、その溶接
作業性、なかでもアークの安定性を効果的に高め得て、
アーク電圧の変動、更にはアーク切れ等の問題を有利に
解消せしめることが出来、また溶接金属中の拡散性水素
量が効果的に低減され得て、溶接部品質の向上も効果的
に達成せしめられるのである。

そして、このようにして得られた粉粒状原料の整粒物は
、必要な残余の粉粒状原料と共に、所定の溝形状に成形
された金属帯内に供給、充填せしめられた後、かかる金
属帯に対して、ロール成形等の所定の成形操作が施され
て、かかる金属帯の幅方向の両端部が突き合わされ、以
て所定外径を有する管状体くオープンパイプ）が形成さ
れた後、適当な溶接手法、例えば低周波溶接、高周波溶
接、ハツトシーム溶接、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接等によ
って、かかる管状体の突合せ部が一体的に接合せしめら
れて、目的とする粉粒体が内部に充填された複合管が形
成される。

なお、このようにして得られた複合管には、その後、適
宜の加工が施されることとなるが、本発明が有利に適用
さる溶接用フラックス入りワイヤの製造工程においては
、その一部乃至は全部が造粒・整粒されてなる粉粒体が
充填された複合管（溶接管）には、更に伸線加工が施さ
れて、目的とする外径の製品（溶接ワイヤ）とされるこ
ととなる。特に、このような伸線加工が施される場合に
おいて、複合管内に充填された粉粒体の充填率の均一性
は優れた特徴を発揮するのであり、また得られる溶接用
フラックス入りワイヤ等の製品の品質を著しく向上せし
めるのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は粉粒体が内部
に充填された複合管を製造するに際して、かかる粉粒体
を構成する複数種の粉粒状原料のうちの少なくとも１種
若しくは全部を造粒・整粒して、所望の粉粒体粒子形状
に調えることより、かかる粉粒状原料の造粒物（整粒物
）からなる、或いはそれを含む粉粒体の複合管長手方向
における充填率を均一化せしめ、またかかる複合管を伸
線加工するに際して、その断線等の問題を効果的に抑制
せしめ、更には溶接用フラックス入りワイヤへの適用に
おいて、それを用いた溶接作業性の向上をも図ったもの
であって、そこに、本発明の大きな工業的意義が存する
ものである。

（実施例） 以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の実施例を示すが、本発明が、そのような実施例の
記載のもののみに限定して解釈されることを意図するも
のではないことは、言うまでもないところである。

先ず、溶接用フラックス入りワイヤを得るべく、下記組
成のフラックス原料（粉粒状）を用いて、下記第１表及
び第２表に示される如く、その全混合物に対して造粒・
整粒操作を施し、或いはその一部の成分のみに対して造
粒・整粒操作を施し、また造粒操作のみを施した ヱ之ヱ蛮久里底 ルチール（Ｔ　ｉ　Ｏ□）・・・５０重量％ジルコン　
・・・・・・・・１０重ｆｉｔ％Ｆ　ｅ−Ｍ　ｎ　　・
・・・・・・２５重量％Ｆｅ−３ｉ　　・・・・・・・
１０重量％長石　・・・・・・・・・・・５重量％なお
、造粒に際しては、第１表及び第２表に示される如きバ
インダ（粘結剤）の水溶液を粉粒状原料乃至はその混合
物に混練せしめ、フラックス原料混練物を調製した。次
いで、この得られたフラックス原料混練物を、シリンダ
型押出造粒機を用いて１０〜２０　ｋｇ　ｆ　／ｃｍ２
の範囲内の押出圧力の下に、押出造粒を行なった。そし
て、その押出造粒物に対して、それが湿潤状態にある間
に、高速回転せしめられるディスク上にて回転処理する
ことにより整粒を行なう整粒装置を用いて、所定の整粒
操作を加え、更に必要な篩分は操作を加えることによっ
て、下記第１表及び第２表に示される如き各種の粒子形
状（Ｎ／ｄ、ｌ、、Ｘ）を有するフラックス粉粒体を得
た。

かくして得られた各種のフラックス粉粒体を用いて、そ
れぞれに所定の乾燥操作を施して、その水分率を１重量
％以下とした後、それぞれ必要な残余の粉粒状フラック
ス原料と共に、走行せしめつつ常法に従って連続的にＵ
字形形状にロール成形せしめられた所定の金属帯（鋼ス
トリップ：５ＰＨＣ，板厚＝２．０龍）内に充填し、次
いでロール成形手法によって、第１表及び第２表に示さ
れるＤ　／　Ｉ！−ＩＸ値を与える管状体と為した後、
それらの表に示される各種の溶接手法によって、かかる
管状体の幅方向の両端部の突合部を溶着せしめ、内部に
所定のフラックス粉粒体がそれぞれ充填せしめられた複
合管を、それぞれ製造した。そして、その後、溶接用フ
ラックス入りワイヤを得るために、かかる複合管をそれ
ぞれ伸線して、外径が１゜２Ｉ■の製品ワイヤとした。

そして、この得られた各種のフランクス入りワイヤを用
いて、″Ｆ紀溶接条件の下に、それぞれアーク溶接を行
ない、そのときの溶接作業性を調べ、その結果を、溶接
された溶接金属の組成評価結果と共に、下記第１表及び
第２表に併わせ示した。

なお、溶接作業性については、アークの安定性、スパッ
タ、ヒユーム、スラグの被包性、スラグのｆｆ１ｌｌ離
性、及びビード外観等の各評価項目において検討し、ま
た溶接母１イとしては軟鋼板が用いられ、）８接姿勢と
しては下向きビードオン溶接が採用された。

４接条件 溶接ワイヤ径・・・　・　・・　・１．２　ｎφン容接
＠流　・　　・　　・　　・　　・　　・　　・　　・
　　・　　３００　Ａアーク電圧・・・・・・・・３２
Ｖ 溶接速度・・・・・・・・・３０ｃｍ／、；。

シールドガス流■・・・・・２０ξへ、７（ＣＯ２）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属帯を開口した溝形状に形成し、その内部に所
   定の粉粒体を充填した後、該金属帯の幅方向の両端部を
   突き合わせて管状体と為し、その突合せ部を一体的に接
   合せしめることにより、該粉粒体が内部に充填された複
   合管を製造するに際して、 前記粉粒体を構成する複数種の粉粒状原料のうちの少な
   くとも１種若しくは全部を造粒せしめた後、得られた造
   粒物に整粒操作を施すことにより、下式： １≦ｌ／ｄ≦４、ｌ＿ｍ＿ａ＿ｘ≦Ｄ／４ （但し、ｌ：長径、ｄ：短径、ｌ＿ｍ＿ａ＿＿ｘ：最大
   長径、Ｄ：管状体の内径）を満足する粒子形状のものを
   得て、これを、必要な残余の粉粒状原料と共に、前記成
   形された溝形状の金属帯内に供給、充填せしめるように
   したことを特徴とする複合管の製造方法。
2. （２）前記粉粒体を構成する粉粒状原料の造粒が湿式造
   粒法に従って行なわれ、得られた造粒物が湿潤状態にあ
   る間に、前記整粒操作が実施される特許請求の範囲第１
   項記載の製造方法。
3. （３）前記粉粒体が、溶接用フラックスである特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の製造方法。