JP2009208120A

JP2009208120A - 電縫管の製造方法

Info

Publication number: JP2009208120A
Application number: JP2008053867A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Nakamura; 勝昭中村
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2009-09-17

Abstract

【課題】ワーク部材の端部の溶断を防止できる電縫管の製造方法の提供。
【解決手段】平板状の鋼板１を管状に曲げて加工したワーク部材２を形成すると共に、その両縁部4,5同士を軸方向に亘って外側から溶接して接合するようにした電縫管１１の製造方法において、ワーク部材２の端部2a,2bの両縁部4,5に耐溶着性を有するシールド部材6,7を面一状態で接続し、該シールド部材6,7と両縁部4,5に跨って溶接を行うこととした。
【選択図】図５

Description

本発明は、電縫管の製造方法に関する。

従来、平板状の鋼板を管状に曲げて加工したワーク部材を形成すると共に、その両縁部同士を溶接して接合するようにした電縫管の製造方法の技術が公知となっている（特許文献１、２参照）。
特開２０００−３０１２３２号公報特開平０９−２１６０９４２号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、ワーク部材における溶接の開始位置または終了位置を端部に設定すると、溶接による大きな熱応力が端部に集中して変形等が発生し易いという問題点があった。
さらに、溶接の接合強度が低いため、溶接後の電縫管を縮径または拡径して塑性変形させた際に溶接ビードに変形等が生じる虞がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ワーク部材の端部の溶断を防止できる電縫管の製造方法を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、平板状の鋼板を管状に曲げて加工したワーク部材を形成すると共に、その両縁部同士を軸方向に亘って外側から溶接して接合するようにした電縫管の製造方法において、上記ワーク部材の端部の両縁部に耐溶着性を有するシールド部材を接続し、該シールド部材と両縁部に跨って上記溶接を行うことを特徴とする。

請求項１記載の発明では、ワーク部材の端部の両縁部に耐溶着性を有するシールド部材を接続し、該シールド部材と両縁部に跨って溶接を行うため、溶接による大きな熱応力が端部に集中する虞がなく、これにより、変形等を防止できる。
また、シールド部材は耐溶接性を有するため、シールド部材とワーク部材とが溶着する虞もない。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１、２は実施例１のワーク部材の形成を説明する図、図３は実施例１の溶接装置を説明する平面図、図４は図３のＳ４−Ｓ４線における断面図（一部断面を省略）である。
図５は実施例１の溶接装置とワーク部材の配置を説明する平面図、図６〜８は実施例１のワーク部材の両縁部同士の溶接を説明する図、図９は実施例１の電縫管を示す平面図である。

先ず、実施例１の電縫管の製造装置を説明する。
実施例１の電縫管の製造方法では、前工程Ｓ１と後工程Ｓ２がこの順序で行われる。

<前工程>
先ず、前工程Ｓ１では、図１に示すような平板状の鋼板１を図示しない公知のロール成形装置を用いて管状に曲げて加工し、図２に示すようなワーク部材２を形成する。

<後工程>
次に、後工程Ｓ２では、図３、４に示す溶接装置３を用いてワーク部材２の両縁部4,5同士（図２参照）を接合する。
具体的には、実施例１の溶接装置３は、所定間隔を置いて対向配置される一対のシールド部材6,7と、シュリンク型８と、溶接トーチ９等が備えられている。

シールド部材６は、異径の先端部６ａと基端部６ｂとの間に段部６ｃを有する略円柱状に形成される他、その基端部６ｂは図示しない駆動装置（油圧式シリンダ等）のロッド６ｄに接続され、このロッド６ｄの伸縮により軸方向（図中矢印方向）に移動可能に設けられている。
また、シールド部材６は、銅系または銀系の合金製で、耐溶着性及び耐アーク性（請求項の耐溶接性）、耐消耗性、高導電性、低接触抵抗等に優れる特性を備えている。

シールド部材７は、シールド部材６と同素材で、異径の先端部７ａと基端部７ｂとの間に段部７ｃを有する略円柱状に形成される他、その基端部７ｂは図示しない駆動装置（油圧式シリンダ等）のロッド７ｄに接続され、このロッド７ｄの伸縮により軸方向（図中矢印方向）に移動可能に設けられている。

シュリンク型８は、シールド部材７の周囲を囲むように配置される他、それぞれシールド部材７の外周との間にワーク部材２の板厚分の隙間を有する押圧面を備え、且つ、軸周り方向に回転可能な略円柱状の押圧ローラ８ａが該シールド部材７の両側と下方にそれぞれ設けられている。
また、シュリンク型８の上方には、開口部８ｂがシールド部材６側に切欠された状態で延設されると共に、この開口部８ｂの基端側に臨んだ状態で上方には溶接トーチ９が配置されている。
また、溶接トーチ９と隣接して開口部８ｂに臨んだ状態で刃状の規制部材１０が配置されている。
さらに、シュリンク型８の貫通孔８ｃの内径寸法Ｌ１は、後述の製造すべき電縫管１１の外径よりも大きく、シールド部材６側に行くにつれて狭くなるように僅かに傾斜状に形成される一方、シールド部材６の両側に配置された回転ローラ８ａ同士の中心部間寸法Ｌ２は後述の製造すべき電縫管１１の外径と一致するように設定されている。

溶接トーチ９は、公知のプラズマ溶接機の溶接トーチであり、プラズマアークによる高温エネルギーで被溶接材料を溶融して再凝固させて溶接を行うものである。

このような溶接装置３を用いてワーク部材２の両縁部4,5同士を接合するには、先ず、図５に示すように、ワーク部材２の両縁部4,5を溶接トーチ９側に向けて配置し、その両端部2a,2bの内側にそれぞれ対応するシールド部材6,7の先端部6a,7aを挿入して面一状態で接続する。

この際、ワーク部材２の端部２ｂの内側にシールド部材７の先端部７ａを嵌合して、シールド部材７のロッド７ｄを伸長してワーク部材２をシュリンク型８の中心孔８ｃに押し込むことにより、ワーク部材２の端部２ａをシールド部材６の先端部６ａを嵌合させる。
この際、ワーク部材２の両端部2a,2bをそれぞれ対応する段部6c,7cに当接させて位置決めできる。

また、ワーク部材２の一端部２ａ側は、シュリンク型８の傾斜状の中心孔８ｃに当接して両縁部4,5同士間が近接した状態となる一方、他端部２ｂ側の両縁部4,5同士間には極僅かな隙間Ｌ３が形成され、ここに規制部材１０の刀状の先端が図示しない駆動装置により挿入配置される。
さらに、溶接トーチ９の直下には、シールド部材６の基端部６ｂが配置され、これにより、ワーク部材２の一端部２ａと溶接トーチ９の溶接開始位置との間には所定の距離Ｌ４が設けられることとなる。

次に、両シールド部材6,7のロッド6d,7dを同期駆動させて、ワーク部材２を図５の矢印方向に移動させると共に、溶接トーチ９によりプラズマアーク９ａ（図６の一点鎖線で図示）を放射させることにより、ワーク部材２の両縁部4,5を軸方向に亘って溶接して接合する。

この際、図６に示すように、ワーク部材２は、下方の押圧ローラ８ａに支承されつつ、両側の押圧ローラ８ａで押圧されて挟まれることにより、両縁部4,5を完全に密着させて溶接を行うことができる。
また、規制部材１０が隙間Ｌ３に挿入して溶接中のワーク部材２の周方向の位置ずれを防止できるようになっている。

また、図７に示すように、溶接の開始時において、溶接トーチ９はプラズマアーク９ａをシールド部材６の基端部６ｂからワーク部材２の一端部２ａの両縁部4,5に跨って放射する。
これにより、溶接による熱応力が大きい溶接開始位置はシールド部材６の基端部６ｂとなるため、ワーク部材２の一端部２ａの両縁部4,5が変形するのを防止できる。
また、シールド部材６は耐溶接性を有するため、ワーク部材２の両縁部4,5にのみ溶接ビードＸ１（図９参照）が形成されると同時に、シールド部材６とワーク部材２が溶着されることもない。

また、図８に示すように、溶接の終了時において、溶接トーチ９はプラズマアーク９ａをワーク部材２の他端部２ｂの両縁部4,5からシールド部材７の基端部７ｂに跨って放射する。
これにより、溶接による熱応力が大きい溶接終了位置はシールド部材７の基端部７ｂとなるため、ワーク部材２の他端部２ｂの両縁部4,5が変形するのを防止できる。
また、シールド部材７は耐溶接性を有するため、ワーク部材２の両縁部4,5にのみ溶接ビードＸ１が形成されると同時に、シールド部材７とワーク部材２が溶着されることもない。

また、シールド部材6,7の先端部6a,7aがワーク部材２の両端部2a,2bの内側に重ねられるため、両端部2a,2bの内側に裏ビードが形成されにくくなり、好適となる。

最後に、溶接装置３からワーク部材２を取り外すことにより、図９に示すような所望の電縫管１１を得る。
なお、電縫管１１の用途は適宜設定でき、排気管等の密封性を有する管体に用いて好適となる。
また、電縫管１１は良好な溶接により両縁部4,5の接合強度に優れ、特に電縫管１１を縮径または拡径して塑性変形しても溶接ビードＸ１に亀裂が生じることがなく、好適となる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の電縫管１１の製造方法にあっては、平板状の鋼板１を管状に曲げて加工したワーク部材２を形成すると共に、その両縁部4,5同士を軸方向に亘って外側から溶接して接合するようにした電縫管１１の製造方法において、ワーク部材２の端部2a,2bの両縁部4,5に耐溶着性を有するシールド部材6,7を接続し、該シールド部材6,7と両縁部4,5に跨って溶接を行うため、ワーク部材２の端部2a,2bの溶断を防止できる。
また、シールド部材6,7は耐溶接性を有するため、シールド部材6,7とワーク部材２とが溶着する虞もない。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、溶接装置３の詳細な構成は適宜設定でき、例えば、実施例１では溶接トーチ９、シュリンク型８、及び規制部材１０を固定側とし、ワーク部材２を移動側としたが、これら両者は相対移動すれば良い。

また、実施例１では、前工程と後工程を別々にしたが、連続的に行っても良く、この場合、帯状の鋼板をアンコイラから引き出しながら連続的に電縫管を形成して所定長さに切断し、アンコイラの引き出し開始または終了時にワーク部材にシールド部材を設ける。
さらに、実施例１では各シールド部材6,7を一体的に形成したが、プラズマアーク９ａが当たる部位のみを非溶接性を有する素材で形成しても良い。

実施例１のワーク部材の形成を説明する図である。実施例１のワーク部材の形成を説明する図である。実施例１の溶接装置を説明する平面図である。図３のＳ４−Ｓ４線における断面図（一部断面を省略）である。実施例１の溶接装置とワーク部材の配置を説明する平面図である。実施例１のワーク部材の両縁部同士の溶接を説明する図である。実施例１のワーク部材の両縁部同士の溶接を説明する図である。実施例１のワーク部材の両縁部同士の溶接を説明する図である。実施例１の電縫管を示す平面図である。

符号の説明

Ｘ１溶接ビード
１鋼板
２ワーク部材
３溶接装置
４、５両縁部
６、７シールド部材
６ａ、７ａ先端部
６ｂ、７ｂ基端部
６ｃ、７ｃ段部
６ｄ、７ｄロッド
８シュリンク型
８ａ押圧ローラ
８ｂ開口部
８ｃ中心孔
９溶接トーチ
９ａプラズマアーク
１０規制部材
１１電縫管

Claims

平板状の鋼板を管状に曲げて加工したワーク部材を形成すると共に、その両縁部同士を軸方向に亘って外側から溶接して接合するようにした電縫管の製造方法において、
前記ワーク部材の端部の両縁部に耐溶接性を有するシールド部材を接続し、該シールド部材と両縁部に跨って前記溶接を行うことを特徴とする電縫管の製造方法。