KR19990014151A - 금속관을 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

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크리스티앙 보네
데니 아스티에
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미션가이
라 수뒤르 오토젠 프랑세즈
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Abstract

본 발명은 두 개의 거의 직선부와 평행한 종방향 가장자리를 갖는 금속판으로 금속관을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법에 있어서, 적어도 하나의 접지 클램프(PMi)와 접촉하는 금속판과 적어도 하나의 전극(Ei) 사이에 적어도 하나의 전기 아크를 사용하는 용접법을 이용하여 금속판의 두 종방향 가장자리를 용접하며, 각각의 접지 클램프(PMi)의 평면은 각각의 대응하는 전극(Ei)의 평면에 대하여 -5mm 내지 +25mm의 거리(ei)에 위치하며, 여기서 플러스 방향은 적어도 하나의 전극(Ei)에 대한 금속판의 상대적 이동 방향이다.

Description

금속관을 제조하는 방법 및 장치
본 발명은 분말, 과립체 또는 그 혼합물과 같은 하나 이상의 충전물을 함유할 수 있는 용접 금속관을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 금속관은 목적하는 용도에 적합한 형상을 갖도록 용접 이후에 롤링 가공, 인발 가공되거나 중간 소결 처리된다. 특히, 본 발명의 방법 및 장치는 전기 아크 용접용 충전 와이어를 제조하는데 이용될 수 있다.
통상적으로, 금속관을 연속으로 그리고 공업 표준에 적합하게 제조하기 위하여, 제조되는 금속관, 즉 금속관의 최종 용도에 적합한 폭과 두께를 갖는 금속판 또는 금속 스트립이 사용된다.
상기 목적을 위하여, 금속판 또는 금속 스트립은 그것을 종축을 따라 비영위율(non-zero rate)로 이동시킬 수 있는 장치 상에 배치된다. 금속판 또는 금속 스프립은 이동하면서, 우선 연속한 롤러에 의하여 상기 스트립의 두 종방향 가장자리가 서로 근접되면서 U형으로 성형되며, 두 종방향 가장자리는 거의 직선적으로 서로 평행하다.
금속관에 분말, 과립체 또는 그 혼합물과 같은 충전물이 채워질 때, 이러한 충전물은 U형 금속관에 주입된다.
이러한 충전물은 충전물이 놓여지며 금속 스트립의 전진 이동과 동기적으로 이동하는 벨트에 의하여 주입됨으로써, 충전물은 벨트로부터 U형 관을 형성하는 채널로 연속적으로 떨어지게 된다. 벨트에 의하여 떨어지는 충전물의 양은 벨트상의 충전물의 높이를 조절함으로써 변경될 수 있다.
그 후, 전술한 바와 같이, 금속관은 새로운 연속한 롤러에 의하여 O형, 즉 원통형으로 성형된다.
서로 마주보고 있는 금속 스트립의 두 종방향 가장자리는 용접에 의하여 연결되는 것이 일반적이다.
현재, 업계에서는 적어도 두가지 용접법, 즉 고주파 용접법과 다중-음극 TIG 용접법이 사용된다.
그러나, 상기 용접법 각각은 여러 가지 결점을 갖고 있다.
따라서, 완전한 비자성체가 아닌 분말을 함유하는 금속관의 종방향 가장자리를 용접하기 위하여 고주파 용접법이 사용되는 경우에, 이러한 분만은 고주파 용접 전류에 의하여 발생된 고강도의 자장의 영향에 의하여 흡인되어 용접을 방해함으로써, 용접 접합부가 매우 약하게 되어, 후속 인발 및/또는 롤링 단계와 같은 후처리를 견딜 수 없다.
유럽 특허 제0158691호, 유럽 특허 제0158693호, 유럽 특허 제0589470호, 미국 특허 제4,584,169호, 미국 특허 제4,632,882호 및 미국 특허 제5,192,016호 공보에는 이미 전술한 문제점을 강조하였을 뿐만 아니라 그 해결책을 제안하였다. 그러나, 그러한 해결책중 어느 것도 업계의 관점에서 완전히 만족스럽지 않았다. 그 이유는 그러한 해결책이 사용되는 충전 분말에 대하여 엄격한 제한을 부과하거나 큰 비용을 필요로 하고 매우 적절한 투자가 아니기 때문이다.
별법으로서, 오스테나이트계 스테인레스 강철 또는 구리 함유 합금과 같은 비강자성체로 이루어진 관을 제조하기 위하여 다중-음극 TIG 용접법이 사용된다.
통상, 상기 방법은 금속관의 이동 방향으로 정렬되어 있으며 일정한 거리로 서로 떨어져 있는 3개의 전극을 사용하며, 상기 일정한 거리는 이상적으로 최소치로 감소될 수 있지만, 여러 가지 구성 부재의 크기, 전극의 전기적 절연에 대한 필요 조건 및 전체 조립체를 냉각시키기 위한 필요 조건에 달려있다.
다중-음극 TIG 용접법에 대한 용접율은 용접 접합부의 두께 및 재료의 특성, 따라서 열 확산율(熱擴散率)에 달려있다. 그러나, 기하학적 형상이 유사한 경우에, 두 방법을 사용하면, 고주파 용접법은 다중-음극 TIG 용접법보다 고속으로 수행될 수 있다.
그 이유는, 고주파 용접법의 경우에 서로 용접되는 가장자리의 총 두께 양단에 에너지가 발생되는 반면, 다중-음극 TIG 용접법의 경우에 아크 에너지가 가장자리의 표면에만 전달되어 두께를 통해 확산하여야 함으로써, 하부면이 처리되는 재료의 융점보다 높은 온도까지 가열될 수 있기 때문이다.
또 다른 점을 고려하면, 다중-음극 TIG 용접법은 고주파 용접법보다 생산성이 상당히 낮기 때문에 산업적 이득을 불리하게 한다.
게다가, 다중-음극 TIG 용접법은 자기 흡인(magnetic blow) 현상이라는 주요 결점을 가지는바, 상기 자기 흡인은 전기 아크간의 통제되지 않은 상호 작용에 의하여 발생되며, 이러한 상호 작용은 각각의 전극에 사용된 전류의 세기를 제한하고, 따라서 용접율을 상당히 저하시킨다.
용접 용입율(weld penetration), 즉 두 가장자리를 용접하기 위하여 용융될 수 있는 스트립의 두께는 특히 다중-음극 TIG 용접법에서 사용된 전류의 세기와 용접율에 의존한다.
모든 것이 동일하다면, 용접 용입율은 용접 에너지(E)의 함수로서 하기의 수식으로 나타낼 수 있다.
여기서, Ui는 음극(i)의 용접 전압(볼트), Ii는 음극(i)을 흐르는 전류의 세기(암페어), Vs는 용접율(cm·s-1), 그리고 n은 사용된 음극(i)의 개수(n≥1)이다.
용접 에너지 E는 J·cm-1로 표시된다.
전술한 바로 부터, 용접율이 동일한 용입율을 유지하면서 증가되어야 하는 경우에, 하나 또는 그 이상의 음극에 대한 전류 및/또는 전압을 증가시킴으로써 용접 에너지, 즉 발전기에 의하여 전달되는 전원을 증가시키는 것이 필요하다.
그러나, 실제로는 다중-음극 TIG 용접법에 있어서 전압이 아크 높이가 높을수록 증가하기 때문에, 전압을 증가시키는 것에 의하여 얻을 수 있는 상당한 장점을 얻는 것이 불가능하다.
긴 아크는 고속 용접에 적합하지 않다. 그 이유는 긴 아크가 공작물의 표면에서의 아크의 전력 밀도를 감소시키기 때문이며, 그리고 이것은 용접 비이드(weld bead)를 확장시켜 용입율을 감소시키는 효과를 가지며, 어느 정도는 소정의 목적에 불합리하다.
게다가, 긴 아크는 한편으로는 아크의 편향을 발생시키는 자력에 의한 인력에 민감하고 다른 한편으로는 고온 스폿, 즉 용융 금속에 보다 용이하게 그리고 장기간 부착하는 경향이 있으며, 이것은 무엇보다도 먼저 양극 스폿, 즉 아크의 루트(root)가 음극과 직선을 이루며 직각으로 재위치할 때 아크의 돌발적인 분리를 야기한다. 따라서, 이것은 매우 높은 용접율의 불연속한 용접 특성을 발생시킨다.
그 결과는 용입율을 유지하는 데 필요한 전기 아크의 전력을 증가시키면 전류를 증가시킬 뿐이다.
사용된 음극중 하나 또는 그 이상에 대하여 전류가 상당히 증가하면, 전기 아크의 안정성이 증가되었고 용접 비이드의 표면상에 일련의 구멍 및 덩어리를 포함하는 매우 굴곡진 용접 비이드의 형성이 증가하게 되었다.
상기 현상은 자기 흡인(magnetic blow)으로 알려져 있다.
이러한 굴곡진 용접 비이드(wavy weld bead)는 파손의 문제가 없는 후속 롤링 및/또는 인발 가공을 불가능하게 한다.
게다가, 용접되는 금속관이 예를 들면 금속 분말과 같은 충전물로 채워질 때 다른 문제가 발생한다.
상기 경우에 있어서, 다중-음극 TIG 용접법을 사용하여 전체 용입 용접을 수행하면, 금속관 내부에 채원진 충전물이 다소 무작위적으로 그리고 부분적으로 융합되거나 용융 금속이 혼합되어, 스트립이 용융될 뿐이다.
금속관을 파괴를 야기하는 상기 작업을 수행하지 않고 롤 및/또는 인발 가공될 수 없는 이유는 다음과 같다.
- 용융 금속과 충전물이 혼합하면, 결함을 발생시키거나 약하여 균열을 발생시키지 않고 변형될 수 없는 경금속을 형성함으로써, 상기 균열은 금속관의 파열에 대한 기폭제로서 작용한다.
- 금속관 내부의 충전물이 부분적으로 용융하면, 응고 이후에, 변형 불가능한 대형 입자가 발생되어, 금속관을 손상시키며 이후의 롤링 또는 인발 공정 동안 금속관의 내경이 용융에 의하여 발생된 입자의 크기 정도로 확대되는 경우에 금속관을 파손시킨다.
- 금속관 내부에 있는 충전물이 휘발하면, 용융 금속의 일부가 금속관 내부에서의 내압 증가로 인하여 외부로 배출된다.
미국 특허 제4,396,820호 공보에는 이러한 현상을 제거하기 위한 한가지 방법을 제안한바, 즉 용융 금속이 금속관 내부에 채워진 충전물과 접촉하는 것을 불가능하게 하고 금속관을 그 두께 전체에 걸쳐 용접시킬 수 있도록 가장자리를 조립하는 것이다.
그러나, 상기 방법은 성형 작업을 복작하게 하고, 금속관 내부의 자유 체적을 감소시키며 그리고 금속관의 축대칭에 악영향을 미치는 결점을 갖는다.
또 다른 해결책으로서, 부분 용입로 용접을 수행하는 것으로, 즉 스트립의 두께중 단지 일부만을 상호 용접되는 두 종방향 가장자리에서 용접시키는 것이다. 그러나, 부분 용입에 의한 용접은, 접합부의 평면의 일부가 용접 비이드의 루트 하방의 노치를 구성하기 때문에 후속하는 인발 또는 롤링 단계에 의하여 부과되는 금속관의 단면이 감소하는 동안 파손되기 때문에 당업자 전체에 의하여 부정되고 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 종래 문제점을 해결하는 금속관 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1 내지 도 6은 금속관이 종축 방향으로 이동하는 것을 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 용접된 이후에 12.7mm의 직경까지 롤링 가공된 충전 와이어를 나타내는 사진.
도 8은 1.2mm의 직경까지 인발 가공된 충전 와이어를 나타내는 사진.
도 9a 및 도 9b는 2000℃에서의 등온선, 1535℃(Tfus)의 융점에서 그리고 1200℃에서의 등온선을 도시하는 그래프.
도 10a 및 도 10b는 전극이 서로 등간격으로 분리되어 있지 않은 것을 제외하고 도 9a 및 도 9b와 유사한 그래프.
도 11 및 도 12는 용입율과 용접 속도의 상관 관계를 나타내는 그래프.
도 13은 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 금속관의 횡단면에서 부분적으로 나타낸 사진.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
T : 금속관
BL,BL' : 금속관의 종방향 가장자리
E1,E2,E3 : 전극(음극)
PM1,PM2,PM2',PM3 : 접지 클램프
GN1, GN2, GN3 : 발전기
그러므로, 본 발명은 두 개의 거의 직선부와 평행한 종방향 가장자리를 갖는 금속판으로 금속관을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법에 있어서, 적어도 하나의 접지 클램프(PMi)와 접촉하는 금속판과 적어도 하나의 전극(Ei) 사이에 적어도 하나의 전기 아크를 사용하는 용접법을 이용하여 금속판의 두 종방향 가장자리를 용접하며, 각각의 접지 클램프(PMi)의 평면은 각각의 대응하는 전극(Ei)의 평면에 대하여 -5mm 내지 +25mm의 거리(ei)에 위치하며, 여기서 플러스 방향은 적어도 하나의 전극(Ei)에 대한 금속판의 상대적 이동 방향이다.
본원 명세서에 있어서, 전극의 평면과 접지 클램프의 평면간의 ei라 불리는 거리는 각각의 전극(Ei)의 단부를 통과하며 금속관에 대하여 직각인 평면과, 대응하는 저지 클램프(PMi) 각각의 단부를 통과하며 금속관과 직각인 평면간의 거리이다. 즉 평면 PEi 및 PPMi는 상호 평행하다.
이 경우에, 본 발명의 방법은 다음과 같은 특징을 하나 이상 포함한다:
- 상기 전극 평면과 접지 클램프간의 거리는 0mm 내지 +20mm , 바람직하게는 +7mm 내지 +15 사이이다.
- 상기 전극(Ei)은 두 개 이상이며, 대응하는 접지 클램프(PMi)도 두 개 이상, 바람직하게는 전극(Ei)은 3 개 이상이며, 대응하는 접지 클램프(PMi)도 3 개 이상이다.
- 상기 전극간의 분리는 전기 아크 각각의 기저부가 응고 금속에 부착되도록 조정된다.
- 연속 전극(E1및 E2)간의 거리는 연속 전극(E2및 E3)간의 거리보다 작거나 같다.
- 전극을 통하는 전류의 세기는 50A 또는 그 이상, 바람직하게는 100A 또는 그 이상이다.
- 상기 금속판의 상대 이동 속도는 2m·s-1또는 그 이상, 바람직하게는 5m·s-1이다.
- 용접 이전에, V 각도(α)가 약 30° 내지 약 120°사이, 바람직하게는 약 60° 내지 약 90°인 V형 모떼기를 구비하도록 상기 금속판의 두 종방향 가장자리의 적어도 일부를 모떼기 가공하는 단계를 부가적으로 포함한다.
- 상기 모떼기는 금속판의 두께의 약 1/3 내지 약 2/3 사이의 높이를 갖는 다.
- 상기 금속판은 용접 이전에 하나 이상의 충전물로 채워진다.
- 상기 금속판의 두 종방향 가장자리는 상기 가장자리에서 금속판의 두께의 약 205 내지 약 80%, 바람직하게는 40% 내지 60%의 부분 융합에 의하여 상호 불완전하게 용접된다.
- 상기 가장자리는 두께 전체에 걸쳐 완전한 용접이 이루어지도록 금속판의 외측벽의 적어도 일부에 측방향 기계 압력을 인가함으로써 상호 단조 용접된다.
- 용접 이후에, 상기 금속관을 인발, 롤링 및 재결정 어닐링 단계중 하나 이상을 실시한다.
또한, 본 발명은 두 개의 거의 직선부와 평행한 종방향 가장자리를 갖는 금속판으로 금속관을 제조하기 위하여, 하나 이상의 전극(Ei)과 대응하는 하나 이상의 접지 클램프(PMi)를 사용하여, 금속판의 두 종방향 가장자리를 상호 용접하는 전기 아크 용접 수단을 포함하는 금속관 제조 장치에 있어서, 상기 접지 클램프(PMi)는 각각의 대응하는 전극(Ei)의 평면에 대하여 -5mm 내지 +25mm의 거리(ei)에 위치하며, 여기서 플러스 방향은 하나 이상의 전극(Ei)에 대한 금속판의 상대적 이동 방향인 금속관 제조 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 방법에 의하여 얻어진 금속관 및/또는 충전 와이어에 관한 것이다.
또 다른 태양에 따르면, 본 발명은 TIG, MIG, MAG 및 서브머지 아크 용접법(submerged-arc welding)으로부터 선택된 용접법에 전술한 충전 와이어를 이용하는 것에 관한 것이다.
이하, 비제한적인 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하 설명하기로 한다.
실시예 1
실시예 1은 용접 속도(V)와 얻어진 용접 접합부의 형상에 관하여 전극(Ei)에 대한 접지 클램프(PMi)의 위치의 영향을 연구하고자 하는 것이다.
본 실시예는 차폐된 가스 스트림으로 다중-음극 TIG 용접 토치(torch)를 사용하여 수행되었으며, 상기 가스로는 에어 리퀴드사의 제품명 Noxal 3의 아르곤/수소가 사용되었고 상기 토치는 25mm의 거리로 떨어져 있는 3개의 전극(E1,E2,E3)을 사용하였다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 1 내지 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이, 금속관(T)은 그 종축 방향(도면에서 화살표 V)으로 비영위율 V로 이동하는 금속판의 두 종방향 가장자리(BL,BL')를 서로 밀접하게 위치시켜 U형(비도시)에서 O형으로 연속적으로 형성된다.
음극으로서 작용하는 3개의 전극(E1,E2,E3)은 용접 발전기(비도시)의 음극에 접속되며, 접지 클램프(PM1,PM2,PM2',PM3)는 경우에 따라서 3개의 발전기(GN1, GN2, GN3)의 양극에 접속되어 있으므로, 전극(E1,E2,E3)과 용접되는 금속관 사이에 전기 아크가 일어나며, 금속관은 접지 클램프(PM1,PM2,PM2',PM3) 각각을 통해 발전기(GN1,GN2,GN3)의 양극에 접속되어 있다.
접지 클램프의 개수 및 위치는 형상에 따라 변경된다.
예를 들면 구동 및 가압 롤러(G1,G2,G3,G1',G2',G3')의 용접되는 금속관(T)의 표면에서의 기계적 작용에 의한 바와 같이, 금속판의 2 종방향 가장자리(BL,BL')를 상호 밀접히 위치시켜 발생된 용접 접합부의 평면(PJ)은 전극(E1 내지 E3)과 금속관(T) 사이에 발생된 3개의 전기 아크(비도시)의 동시 작용에 의하여 용접 작업이 수행된다.
발생된 용접부(S)는 일정한 형상으로 이루어지고 채용된 작업 조건에 따라 변화하는 용입율을 가지며, 상기 조건은 하기의 표 1 및 2에 요약되어 있는바, 표에서 Ⅰ1, Ⅰ2 및 Ⅰ3은 각각 전극(E1,E2,E3)을 통하는 전류의 세기이며, U는 전극 (E1 내지 E3)에서의 용접 전압이다.
실험No. 해당하는 구성 I1(A) I2(A) I3(A) V(m·min-1) U(V) 용접 투과율(%) 용접부 전기 아크
1 도 1 100 140 200 2 13 - 15 50 정확한 형상 안정, 이동 방향으로 기울어짐
2 도 1 100 140 250 2 13 - 15 50 파동 모양 형상(구멍과 덩어리 연속) 불안정
3 도 2 100 140 250 2 13 - 15 50 매끄럽고 균일한 형상 안정
4 도 3 100 140 250 3 13 - 15 50 형상이 평탄하지만, 한 측면을 따라 채널이 연속 측방향으로 편향
5 도 4 100 140 250 3 13 - 15 50 평탄하고 균일한 형상 안정
6 도 5 150 180 280 4 13 - 15 40 평탄한 형상 아크중 하나를 스트라이킹하는 것과 관련하여 문제 있음
7 도 6 200 400 220 6.4 14 - 16 35 평탄한 형상-결합 없음 최상으로 안정
그러므로, 상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 제조중에 금속관으로 통하는 전류가 통과하는 통로는 용접 비이드의 형상뿐만 아니라 전기 아크의 안정성에 직접적으로 영향을 받는다. 즉, 이러한 영향은 보다 많이 표명 될수록 사용되는 전류가 세다.
따라서, 실험 1 및 2에서 전류(I3)의 값이 상이하지만, 실험 2는 평범한 외형의 용접 비이드와 안정도가 큰 전기 아크를 야기한다.
그러나, 실험 3은 도 2에 도시된 구성을 채용함으로써 이러한 문제를 해소할 수 있음을 입증하는바, 즉 단 하나의 접지 클램프(PM3)를 전극(E1 내지 E3)의 하류측에 배치 유지하면, 용접 비이드가 균일하고 매끄러운 형상으로 복원한다.
실험 4는, 용접 속도를 증가시키고, 도 3의 구성을 채용하며, 다른 파라미터가 불변 상태로 유지되면, 용접부의 형상을 조잡하게 하는 전기 아크의 측방향 편향이 다수 관찰되었음을 입증한다.
그럼에도 불구하고, 금속관에 대하여 접지 클램프(PM2)와 대칭인 부가적인 접지 클램프(PM2')가 존재하는 도 3과 다른 도 4의 구성을 채용함으로써 전술한 문제를 해결하는 것이 가능하다.
여러 가지 실험으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전극이 위치하는 평면에 대하여 기하학적 형상으로부터 그리고 전기적 관점으로부터 모두 대칭을 이루는 구성을 채용하면, 셋팅에 있어서 큰 자유도를 얻을 수 있고 음극을 통하는 전류의 세기, 즉 용접 속도를 증가시키는 것이 가능하며, 이것은 전기 아크의 자기 흡인, 즉 그 측방향으로의 편향 문제가 없이 그리고 소정의 용입율을 조정할 수 있다.
정확한 형상을 갖는 용접부를 얻고 안정한 전기 아크를 이루기 위하여 접지 클램프를 용접 평면에 대향하는 금속관의 모점(母点) 상에 위치시킬 필요가 있는 것이 상기 실험으로부터 알 수 있다.
그러나, 상기 조건은 그 자체로서 불충분하다.
그 이유는, 우연한 결과에 따르면, 접지 클램프가 제1 전극과 마지막 전극을 분리하는 공간 내부에 위치하는 경우에, 도 5에 도시된 바와 같이 그리고 실험 6의 파라미터를 채용하면, 접지 클램프가 마지막 전극과 일직선으로 위치하거나 심지어 그 넘어 위치하는 경우와 같이, 셋팅에서의 자유도, 전기 아크의 안정성 및 용접 비이드의 편평도가 양호하지 않기 때문이다.
그러나, 실험 6에 의하면 만족스런 형상을 갖는 용접 비이드가 얻어졌지만, 또한 중앙 전극을 스트라이킹하는 곤란성이 관찰되었다.
게다가, 단 하나의 접지 클램프가 존재하면 여러 가지 전극에 사용된 전류의 합계가 상당하게 되며 이동하는 금속관과 고정되어 있는 접지 클램프 사이에서 접촉하는 가동 면적을 마지막으로 가열한다.
전술한 문제점은 금속관을 통하는 전류의 통로를 제어함으로써 그리고 아크 사이의 상호 작용을 최소화함으로써 극복될 수 있다.
이것은 다중 접지 시스템, 즉 도 6에 도시된 바와 같이 그리고 실험 7에서 실험된 바와 같이 상호 절연되어 있고 대응하는 전극에 대향하여 각각 위치하는 다수의 접지 클램프를 채용함으로써 달성될 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 실험 7은 각각 3개의 접지 클램프(PM1 내지 PM3)중 하나와 연결되어 있는 3개의 전극(E1 내지 E3)을 사용한다.
전극(Ei)의 수직선과 접지 클램프(PMi)(i=1, 2 또는 3)의 위치의 거리가 도 6에 도시된 바와 같이 ei라 하면, 상기 거리 ei가 -5 내지 +25mm 사이일 때, 전기 아크를 스트라이킹하는 것과 관련한 문제점은 완전히 사라지게 되며, 플러스 방향은 화살표 V로 지시된 바와 같이 부재에 대한 금속관의 상대적 이동 방향이다.
선택적으로, 전기 셋팅에서의 자유도는 ei가 +7 내지 +15mm 사이일 때 양호한 용접부 형상을 야기한다. 또한, 이것은 매우 양호한 전기 아크 안정성 및 결점이 없는 용접 비이드 형상을 유지하면서 사용된 전류, 즉 용접 속도를 상당히 증가시키는 것이 가능하다.
도 6에 도시된 바에 의하면, 전극(E1)과 접지 클램프(PM1)간의 거리는 9mm이고, 거리 e2는 10mm 정도이며, 그리고 거리 e3은 11mm 정도이다.
실험 7을 입증하기 위하여, 실험 8은 8개의 토치, 즉 8개의 전극과 8개의 접지 클램프를 사용하는 토치로 수행되었으며, 각각의 전극은 하나의 접지 클램프와 연결되어 있기 때문에, 각각의 전극(E1)과 각각의 접지 클램프(PMi)를 분리하는 거리 ei는 15 내지 +25mm 사이이거나 +7 내지 +15mm 사이이다.
상기 실험 8에서, 채용된 구성은 도 6의 구성과 동일하며 채용된 용접 파라미터는 하기의 표 2에 기재되어 있다.
실험No. I1(A) I2(A) I3(A) I4(A) I5(A) I6(A) I7(A) I8(A) U(V) Vm.min-1 용접부 전기 아크
8 350 350 240 230 220 210 200 180 14-16 7 평탄 및 결점 없는 형상 최상 안정
실험 8은 실험 7의 결과를 확증한다. 즉, 문제가 없이 스트라이킹하는 매우 양호한 안정성으로 전기 아크와 결점이 없는 형상 및 균일한 용접부는 거리 ei가 -5 내지 +25 사이가 되도록 전극과 관련 접지 클램프가 위지할 때 획득되었다.
실시예 2
본 발명에 의하여 제조된 금속관이 O형으로 성형되고나서 용접되기전에 분말과 같은 충전물로 채워지고, 사용 직경까지 롤링 가공 및/또는 인발 가공될 때, 금속관을 형성하는 금속판의 두 종방향 가장자리의 전체 용입율로 용접부를 제조하면, 그것이 함유하는 충전물이 적어도으로 부분적 융합하거나 용융 금속이 혼합될 위험이 있다.
충전 와이어와 같은 금속관 내부에 제공된 충전물의 부분 융합 문제를 해결하기 위하여, 부분 용입율로 용접부를 제조하는 것, 즉 금속관의 벽 두께의 일부만을 통해 용접부를 제조하는 것이 필요할 수도 있다.
본 실시예2에서, 직경이 16.4mm인 충전 와이어와 같은 충분 분말을 함유하고 금속관은 실시예1에서 기술된 것과 유사한 다중-음극 TIG 용접법을 채용하는 용접법에 의하여 그 두께의 작은 비율(약 40 내지 50% 정도의 용입율)에 걸쳐 용접된다.
용접 이후에, 금속관은 롤링, 인발, 재결정 어닐링 및 1.2mm 직경까지 최종적인 인발 단계를 거치게 된다.
도 7은 용접된 이후에 12.7mm의 직경까지 롤링 가공된 충전 와이어를 도시하며, 도 8은 1.2mm의 직경까지 인발 가공된 충전 와이어를 도시한다.
와이어의 변형에서 여러가지 단계는(롤링, 인발등) 용접되지 않은 접합부의 평면 일부에 의하여 형성된 균열(1)의 발생을 야기하지 않는 것을 알 수 있다.
실제로, 용접부(2)와 비용접부(1)간의 초기 비율은 도시된 직경, 즉 변형 이후의 충전 와이어의 직경과 무관하게 유지된다.
본 실시예로부터 명백한 바와같이, 두께의 일부에 걸쳐서만 용접된 금속관의 일부를 롤링 및/또는 인발하여 감소시키는 것이 가능하며 이것은 균열 발생을 통해 충전 와이어가 파손될 위험이 없이 실시될 수 있다.
게다가, 상기 방법은 금속관에 함유된 분말에 의한 용접부의 어떠한 용융 및/또는 금속관 내부에 함유된 분말의 적어도 부분 융합을 방지하는 것을 가능하게 한다.
또한, 상기 방법은 모든 경우에 동일한 용접 속도가 소정 용입율의 감소 함수로 주어진 생산율에서 상당한 증가를 가능하게 하기 때문에 빈 금속관의 용접에 적용될 수도 있다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 설명된 바와같이, 도6의 구성에 의하면 3 전극 토치는 매끄럽고 균일한 외관을 갖는 용접 접합부를 얻을 수 있으며, 편향 또는 자기 흡인과 같은 어떠한 문제도 해결될 수 있다. 6-음극 토치[전극(E1 내지 E6)]의 경우에 있어서, 말단 전극[전극(E4,E5 및/또는 E6)]에 관한 전류가 증가하면, 용접 속도를 증가시키는 것이 가능하지만, 소정의 전류 세기가 상승하면 이러한 전극의 상류측에 액상 풀(liquid pool)의 차단이 발생하며, 상기 액상 풀의 차단은 전극(E6)의 상류측에 금속 런부를 형성시킨다.
이러한 금속 런부는 용융 금속의 액상 풀과 전극의 분리 거리를 단축시키는 경향이 있고 성장할수록 전극을 단락시켜 파손시킬 수 있다.
때때로, 금속의 런부는 전극을 파손시키지 않고 전극 하방에서 주기적으로 유동할 수도 있지만, 이 경우에 용접부의 외관은 용접 비이드의 전체 길이를 따라 분포된 불균일한 덩어리의 존재에 의하여 상당한 악영향을 받게 된다.
이러한 금속 런부의 형성을 야기하는 상기 방법을 주의하여 관찰하면, 전기 아크중 하나가 용융 금속, 즉 아크의 상류측에 위치하는 전극에 의하여 용융되고 아직 응고되지 않은 금속을 스트라이킹할 때 발생하는 것을 볼 수 있다.
하기의 표3에 상세하게 나타나 있는 실험 9 내지 12는 여러가지 전극 사이에서 약 25mm의 간격을 갖는 6-음극 TIG 로치를 사용하여 실시되었다.
본 실시예 3에서 채용된 구성은 도 6과 유사한 것으로, 다시 말해 와이어의 상대 이동 방향(도6에서 화살표 V방향을 고려할 때, 전극(E1)은 최상류측 전극이며 전극(E6)은 최하류측에 위치하는 전극이다.
실험No. I1(A) I2(A) I3(A) I4(A) I5(A) I6(A) U(V) Vm.min-1 금속 런부
9 220 220 170 170 170 170 14-16 6 있음, 전극E6의 상류측
10 220 220 170 150 150 170 14-16 6 없음
11 220 220 170 150 150 170 14-16 5.4 있음, 전극E6의 상류측
12 240 240 240 230 0 200 14-16 6 없음
I1, I2, I3, I4, I5 및 I6은 전극(E1 내지 E6)을 각각 통하는 전류의 세기이다.
실험 9의 조건에서, 전극(E6)의 상류측에서 금속 런부가 형성되는 것이 관찰되었다.
그러나, 실험 10으로부터 명백한 바와같이, 전극(E6)에서의 전류 세기가 변경되지 않고, 전극(E4,E5)을 흐르는 전류의 세기가 감소하면 금속 런부가 사라지게 된다.
이것은 전극(E4,E5)이 금속관에 전달하고 에너지 양이 실험 9에서 보다 실험 10에서 작으므로, 용융 금속이 실험 10에서 전극(E6)에 도달하기 전에 응고할 수 있는 오랜 시간 동안 유지되는 즉, 전극(E6)에 의하여 발생된 전기 아크가 용융 금속(실험 9)에서보다 오히려 응고 금속(실험 10)으로부터 시작하는 것을 의미하는 사실에 의해 설명될 수 있다.
실험 11로부터 명백한 바와같이, 다른 전기적 파라미터를 변경시키지 않고 용접 속도를 감소시키면, 용접 에너지가 증가하고, 따라서 용접부의 냉각율이 감소하며, 금속 런부가 전극(E6)의 전방에 나타난다.
실험 10에서와 달리 실험 11에서 다른 방법을 취하면, 용접부는 전극(E6)하방을 통과할 때 액체 상태로 있으며, 따라서 전극(E6)에 의하여 발생된 전기 아크는 용융 금속에서 시작함으로써, 금속 런부가 형성된다. 이러한 결과는 실험 12에 의하여 입증되었다.
실험 12에서 나타난 것은, 비록 처음의 5개의 전극(E1 내지 E5)에 의하여 사용된 전체 에너지가 실험 9에서와 같이 동일하고, 즉 전체 전류가 950A이고, 그리고 제6 전극(E6)에서의 전류가 실험 9(170A)에서 보다 실험 12(200A)에서 높지만, 실험 9에서와 달리 실험 12에서는 런부가 형성되지 않았다. 이것은 실험 12에서 용융금속이 전극(E4 및 E6)사이를 통과할때 전극(E5)이 그것에 전류를 인가하지 않기 때문에 응고할 수 있는 시간을 갖는 다른 사실로 설명될 수 있다.
실험 9 내지 12로부터 명백한 바와같이, 여러가지 전극간의 분리는 일반적인 관행과 달리 냉각을 위한 전기적 절연에 대한 필요 조건 또는 순수한 역학의 필요 조건으로 판단되지 않고, 용접법을 최적화하여 금속관을 제조하는 방법을 최적화하는 몇몇 파라미터를 고려하여야 한다.
TIG 용접에 있어서, 전기 아크의 에너지중 일부는 공작물의 표면에 전달된다. 액상 풀의 이동(그 원인은 다양하지만, 그중 주요한 원인은 마란고니(Marangoni) 효과와, 즉 용융 면적의 중앙과 가장자리간의 온도 구배의 함수로써 표면 장력 성분과 관련한 이동이다)을 무시하면, 공작물, 이 경우에 금속관의 두께를 통한 열 전달은 전도에 의한다.
따라서, 소정의 용입율을 얻고, 용접을 고속으로 수행하는 것이 바람직한 경우에, 용접 비이드의 표면을 최소의 온도에서 그리고 융합 등온선(fusion isotherm)이 소정의 용입율에 도달할 수 있는 시간을 갖기에 충분히 오랫 동안 유지할 필요가 있다.
용융 물질이 도달할 수 있는 최고 온도는 상기 물질의 휘발성 성분의 비등점이다. 예를들면, 강철의 경우에 휘발성 성분은 일반적으로 망간이며, 그 비등점은 2060℃이다.
따라서, 용접을 수행하는 속도와 동일한 시간으로 전도가 진행하는 용접법의 에너지 효율을 최대화하기 위하여, 융합 온도 등온선이 소정의 깊이, 즉 두께에 도달하기에 충분한 시간 동안 표면을 비등점에 근접하게 유지시킬 수 있도록, 연속 에너지 공급부를 구비하는 것이 필요하다.
다른 방법으로서, 전도 및 복사에 기인한 손실에 대하여 필요한 모든 것이 보상된다고 가정하면, 금속을 휘발성 성분의 최고 비등점까지 신속히 가열되도록, 그 원점에서 높은 동력의 선형 에너지원과 낮은 동력의 에너지원을 채용하는 것이 필요하다.
그 결과는 상기 에너지원의 길이가 단지 용접 속도, 소정의 용입율 그리고 확산율과 같은 물질의 열 특성에 종속한다는 것이다.
특정한 경우, 즉 다중-음극 용접에 있어서, 하기의 점이 명백하다.
- 용접 지점의 표면이 고온에 도달하기에 충분한 에너지를 공급하기 위하여 최상류측 전극에 최고치의 전류 세기가 집중되어야 한다.
- 용접을 수행하는데 필요한 시간을 단축하기 위하여 전극의 개수를 증가시킬 수 있다.
- 용접 접합부의 표면에서 최소의 온도 편차를 보장함과 동시에, 전술한 런부의 형성을 방지하기 위하여 전기 아크의 양극 루트(anode root)가 막 응고된 금속에 부착되도록 여러 가지 전극간의 거리를 설정하여야 한다.
- 용접될 물질의 표면 온도를 용접 접합부의 휘발성 성분의 최고 비등점까지 상승시키기에 충분한 에너지를 공급하기 위하여 말단 전극, 즉 최하류측에 위치하는 전극을 통하는 전류의 세기를 조정하여야 한다.
도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는 각각의 전기 아크의 기저부가 응고 금속에 부착되는 것을 보장하기 위하여 음극간의 분리를 증가시킬 필요가 있음을 입증한다.
보다 구체적으로 설명하며, 도 9a 및 도 9b는 2000℃에서의 등온선, 1535℃(Tfus)의 융점에서 그리고 1200℃에서의 등온선을 도시하는 것으로, 등온선은 열전도 방정식에 기초하여 계산되었으며, 용접 비이드의 표면, 즉 Z=0에서 X축 및 Y축상의 단면에서(도 9a) 또는 용접 비이드의 축선을 통과하는 직각면, 즉 Y=0에서 X축 및 Z축을 따라 대응하는 평면에 위치한다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 용접 접합부를 얻는데 사용된 토치는 6-음극 토치로서, 그 전극(E1 내지 E6)은 약 25mm와 동일한 거리로 서로 분리되어 있으며, 다음과 같은 전류가 상기 전극을 통한다: I1=350A, I2=225A, I3=200A, 그리고 I4=I5=I6=250A.
게다가, 용접 속도는 8m·s-1이며 용접되는 금속관의 두께는 약 2.2mm이다.
도 9a 및 도 9b로부터 명백한 바와 같이, 전극(E5,E6)은 선행하는 전극(E1 내지 E4)에 의하여 용접되는 금속관의 가장자리의 적어도 부분적 융합에 의하여 형성된 액상 금속의 풀 상방에 위치하는 것으로, 이것은 전술한 바와 같이 용접 비이드의 표면에 금속 런부가 형성됨으로 의미한다.
도 10a 및 도 10b는 전극이 서로 등간격으로 분리되어 있지 않은 것을 제외하고 도 9a 및 도 9b와 유사하다.
보다 상세하 설명하면, 전극(E1,E2)간의 거리와 전극(E2,E3)간의 거리는, 앞에서 살펴본 바와 같이 이러한 전극이 액상 금속의 풀 상방에 위치하지 않는 것으로 가정하면, 25mm이다.
그러나, 전극(E3,E4)간의 거리는 30mm까지 연장되었고, 전극(E4,E5)간의 거리는 40mm까지, 전극(E5,E6)간의 거리는 45mm까지 연장되었다.
도 10a 및 도 10b로부터 명백한 바와 같이, 전류 세기와 용접 속도를 동일하게 유지하면서, 마지막 전극(E4 내지 E6)간의 거리를 증가시키면, 각각의 전극에 대하여 명확한 융점 등온선을 얻을 수 있다. 즉, 용융 금속(도 9a 및 도 9b)상의 전극 보다는 오히려 응고 금속(도 10a 및 도 10b)상의 전극 각각에 대하여 여러 가지 전기 아크를 스트라이킹할 수 있다.
실시예 4
실시예 3에서 알 수 있는 바와 같이, 다중-음극 용접법이 사용되면, 용융 영역에서의 용입율은 금속관의 표면으로부터 내측, 즉 두께를 따라 발생하는 열 전도에 종속한다.
따라서, 금속관의 두께가 증가하면, 용입율은 상대적인 수치, 즉 두께의 백분율 항목에서 뿐만 아니라 절대적인 수치의 항목에서 감소하는, 즉 용접 속도와 용접 전류가 동일한 경우에 용입율이 보다 효과적이며 두께를 감소시킬 수 있다.
이것은 7-음극 TIG 용접법의 용접 속도의 함수로서 그리고 두께가 다른 두 개의 금속관의 경우에 있어서 용입율 효율(각각 %와 mm)을 나타내는 도 11 및 도12로 확인할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 곡선 C1과 C3은 두께가 2.5mm인 금속관에서 얻어진 것이고, 곡선 C2와 C4는 두께가 2.2mm인 금속관에서 얻은 것이다. 모든 경우에 있어서, 여러 가지 전극(E1 내지 E7)을 통하는 전류의 세기는 각각 I1=320A, I2=300A, I3=I4=I5=I6=I7=220A이다.
그 세부적인 결과가 표 4에 제시된 실험 13 내지 16은 용접되는 금속관의 종방향 가장자리를 모떼기한 영향을 조사하는 것을 목적으로 하였다.
실험 13 및 실험 16은 7-음극 TIG 용접법을 사용하여 실시되었으며, 그 각각의 전극(E1 내지 E6)은 다음과 같은 전류 통과 세기를 갖는다: I1=360A, I2=320A, I3=250A, I4=220A, I5=190A, I6=180A.
게다가, 용접 전압은 14 내지 16V이고, 용접 속도는 6m·min-1이며, 용접되는 금속관의 두께는 약 2.5mm이다.
실험 No. 용입율(%) 모떼기 각도 α 힐의 높이(mm)
13 40 - -
14 50 30° 1.3
15 60 60° 1.3
16 80 90° 1.3
상기 표 4로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 금속관의 가장자리를 모떼기하면 용접 용입율을 증가시킬 수 있다.
다른 방법을 채택하면, 다른 모든 경우에도 동일하지만, 제1 음극에 의하여 공급된 에너지가 금속관의 표면에 더 이상 전달되지 않게 하고 적어도 부분적으로 그 두께에 전달되도록 함으로써, 용입율은 증가되거나, 동일한 용입율에 대하여 용접 속도가 증가될 수 있으며, 어느 정도는 용접 이전에 금속관의 가장자리를 모떼기하여 얻을 수 있는 것이다.
또한, 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 동일한 힐 높이(1.3mm), 즉 모떼기 되지 않은 가장자리의 높이와 동일한 경우에, 용입율의 효율은 거의 V형을 갖는 모떼기의 V 각도(α)에 비례하여 증가한다.
높이 h 또는 힐이 금속관으로 제조되는 금속판의 두께의 약 1/3 내지 약 2/3인 모떼기 가공하는 것이 바람직하다.
실시예 5
전술한 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 그리고 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 용접부를 부분 용입율을 갖도록 제조하면, 용접 접합부(도 7의 참조 부호 1)의 하방에 균열이 남아있게 된다.
몇몇 경우에 있어서, 전체 두께를 통해 용접된 금속관, 즉 실질적으로 균열이 없는 금속관을 얻는 것이 바람직하다.
상기 목적으로 위하여, 필요한 모든 것은 접합부의 하부의 단조 용접에 의하여 수행되는 접합부 상부의 융합에 의하여 발생된 용접부에 대한 것으로, 단조 용접은 매우 높은 온도까지 상승된 두 부분 사이를 긴밀하게 접착하는 것이다.
예를 들면, 강철의 경우에, 두 부분의 온도가 약 1200℃ 내지 강철의 융점 사이일 때 단조 용접될 수 있다.
상기 특정 경우에, 접합부 상부의 융합 용접 이외에 단조 용접을 수행하기 위하여, 금속관에 압축력이 인가되는 것으로, 즉 단조되는 두 가장자리를 상호 밀접히 이동시키는 경향이 있는 힘이 금속관의 외부면의 적어도 일부에 인가되며, 상기 금속관의 가장자리는 융합에 의하여 공급된 에너지를 사용하여 단조 용접을 수행하는 데 필요한 최소 온도 이상의 온도로 가열되어, 금속관의 두께로 특히 용접 접합부의 하부로 전달되어 단조 용접될 수 있다.
이러한 단조는 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 금속관의 횡단면에서 부분적으로 나타낸 도 13에 도시되어 있다.
도 13에는 용접 접합부는 어두운 부분, 즉 융합 용접된 제1 상부와 단조 용접된 하부로 구성된다. 단조 용접 영역은 선 3의 대칭축을 이룬다.
실제로, 이러한 단조 용접을 수행할 수 있는 금속관의 두께 영역은 금속관의 내부면상의 적어도 1200℃의 온도인 영역에 거의 대응한다. 즉,
- 상기 영역은 도 9b에서 X=-110mm 내지 X=-245mm에 대응한다.
- 상기 영역은 도 10b에서 X=-135mm 내지 X=-260mm에 대응한다.
본 발명에 따르면, 종래에 비하여 다중-음극 TIG 용접법에 의해서도 금속관의 생산성이 상당히 높게 된다.

Claims (16)

  1. 두 개의 거의 직선부와 평행한 종방향 가장자리를 갖는 금속판으로 금속관을 제조하기 위하여, 하나 이상의 접지 클램프(PMi)와 접촉하는 금속판과 하나 이상의 전극(Ei) 사이에 하나 이상의 전기 아크를 사용하는 용접법을 이용하여 금속판의 두 종방향 가장자리를 용접하는 금속관 제조 방법에 있어서,
    각각의 접지 클램프(PMi)의 평면은 각각의 대응하는 전극(Ei)의 평면에 대하여 -5mm 내지 +25mm의 거리(ei)에 위치하며, 여기서 플러스 방향은 하나 이상의 전극(Ei)에 대한 금속판의 상대적 이동 방향인 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극 평면과 접지 클램프간의 거리는 0mm 내지 +20mm 사이인 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극(Ei)은 두 개 이상이며, 대응하는 접지 클램프(PMi)도 두 개 이상인 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극간의 분리는 전기 아크 각각의 기저부가 응고 금속에 부착되도록 조정되는 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연속 전극(E1및 E2)간의 거리는 연속 전극(E2및 E3)간의 거리보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전극을 통하는 전류의 세기는 50A 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속판의 상대 이동 속도는 2m·s-1또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 용접 이전에, V 각도(α)가 약 30° 내지 약 120°사이인 V형 모떼기를 구비하도록 상기 금속판의 두 종방향 가장자리의 적어도 일부를 모떼기 가공하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 모떼기는 금속판의 두께의 약 1/3 내지 약 2/3 사이의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속판은 용접 이전에 하나 이상의 충전물로 채워지는 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속판의 두 종방향 가장자리는 상기 가장자리에서 금속판의 두께의 약 205 내지 약 80%의 부분 융합에 의하여 상호 불완전하게 용접되는 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가장자리는 두께 전체에 걸쳐 완전한 용접이 이루어지도록 금속판의 외측벽의 적어도 일부에 측방향 기계 압력을 인가함으로써 상호 단조 용접되는 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 용접 이후에, 상기 금속관을 인발, 롤링 및 재결정 어닐링 단계중 하나 이상을 실시하는 것을 특징으로 하는 금속관 제조 방법.
  14. 두 개의 거의 직선부와 평행한 종방향 가장자리를 갖는 금속판으로 금속관을 제조하기 위하여, 하나 이상의 전극(Ei)과 대응하는 하나 이상의 접지 클램프(PMi)를 사용하여, 금속판의 두 종방향 가장자리를 상호 용접하는 전기 아크 용접 수단을 포함하는 금속관 제조 장치에 있어서,
    상기 접지 클램프(PMi)는 각각의 대응하는 전극(Ei)의 평면에 대하여 -5mm 내지 +25mm의 거리(ei)에 위치하며, 여기서 플러스 방향은 하나 이상의 전극(Ei)에 대한 금속판의 상대적 이동 방향인 것을 특징으로 하는 금속관 제조 장치.
  15. 제1항 내지 제13항중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 또는 제14항에 따른 장치에 의하여 제조된 금속관.
  16. 제1항 내지 제13항중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 또는 제14항에 따른 장치에 의하여 제조된 충전관.
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