JP2005349474A - 縦継目溶接された金属管を連続的に形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属バンドから長い溶接管を溶接プロセスの中断無く形成する方法を提供する。
【解決手段】金属バンドを成形装置２内で徐々にスリット管に成形し、スリット管の溶接装置４内でそのバンド端縁を溶接し、溶接した管６を引出し装置５により引き出す。溶接装置は、個別の溶接電源４ｃ、４ｄから給電される複数の電極を有する保護ガス−アーク溶接装置である。電極は製造方向に相前後して配置された２つの溶接装置４ａ、４ｂを有し、それら溶接装置の電極尖端を共通の溶接点へ向ける。溶接装置の１つのみが駆動され、それに対して他の溶接装置は待機位置にある。電極交換が必要な場合には、まず、待機位置にある溶接装置のアークを補助アークで点火する。その後、駆動中の溶接装置の溶接電流の強さを減少し、同時に待機位置にある溶接装置の溶接電流の強さを増大する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、縦継目溶接された金属管を連続的に形成する方法に関する。

縦継目溶接された管を連続的に形成するために、種々の溶接方法が知られている。高周波溶接、誘導溶接方法の他に、さらにアーク溶接方法（ＷＩＧ溶接方法、ＭＩＧ溶接法に同じ）とレーザー溶接方法が挙げられる。特にレーザー溶接方法は、最近重要性を増して来ている。

レーザー溶接方法における欠点は、投資および運転のコストが高いことと、光沢がある表面を有する金属、たとえば銅の溶接は、レーザーエネルギの大部分が光沢がある金属表面で反射され、従って溶接プロセスのために提供できないことにより、困難をもたらすという事実である。誤って反射されるレーザービームに対して作業者を保護するために特別な措置も講じなければならない。

高周波溶接方法は、高い製造速度を特徴としているが、溶接継目が一般に余り好ましくないので、高周波溶接された金属管はプラスチック管または電線用ケーブルの被覆には適していない。

特許文献１からは、固定された溶接ヘッドの下を通過する薄い金属薄板を溶接する、特に管として成形される金属バンドの長手（管の方向）方向に延びる端縁を溶接するための配置が知られている。この配置の溶接ヘッドは、溶接継目の方向に相前後して配置された、３つの溶解しない電極を有しており、それらの電極は別々の電流源から給電される。３つの電極の使用は、溶接速度を上昇させるために用いられる。すなわち、３つの電極すべてが溶接プロセスに関与する。電極の１つが損耗した場合には、溶接プロセスを中断しなければならず、その結果、製造を中断して再び開始しなければならず、あるいは連続的な作業方法においては、縦継目が所定の長さにわたって溶接されない。

保護ガス下でアークを用いて溶接する場合の電極の耐久時間は、使用されるバンド材料の汚れ度合いに依存する。アルミニウムバンドを溶接する場合には、実際において、１０００ｍまでの長さが形成可能である。
ドイツ公開公報ＤＥ−Ａ−２２５６８５１

本発明の課題は、溶接プロセスの中断なしで長い溶接管を形成することのできる、アーク溶接装置により縦継目溶接された金属管を形成する方法を提供することである。

発明の第１の態様は、縦継目溶接された金属管を連続的に形成する方法であって、
金属バンドをバンド在庫から引き出し、成形装置内で徐々にスリット管に成形し、該スリット管を溶接装置内でその端縁を溶接し、溶接した管を引出し装置によって引き出す方法であって、
前記溶接装置は、別々の溶接電源から給電される複数の電極を有する保護ガス−アーク溶接装置であって、前記電極を製造方向に相前後して配置し、
前記溶接装置は２つの溶接装置を有しており、それら溶接装置の電極尖端を共通の溶接点へ向け、
前記溶接装置のそれぞれ一方のみを作動し、他方の溶接装置は待機位置に配置し、
前記電極の交換が必要な場合には、まず、待機位置にある溶接装置のアークを補助アークによって点火し、かつ
前記駆動位置にある溶接装置の溶接電流の強さを減少し、同時に前記待機位置にある溶接装置の溶接電流の強さを増大することを特徴とする、
縦継目溶接された金属管を連続的に形成する方法。

発明の第２の態様は、前記電極を交換するために、前記電極を溶接装置から上方へ引き出し、新しい電極を上方から溶接装置内へ挿入することを特徴とする金属管を連続的に形成する方法である。

発明の第３の態様は、前記補助アークは、前記待機位置にある溶接装置のアークの安定した燃焼を保証することを特徴とする金属管を連続的に形成する方法である。

発明の第４の態様は、前記成形装置の最後の段階を、スリット管を案内する成形リングとし、前記成形リングに隣接する溶接装置を垂直に配置し、管の通過方向に見てその後方に配置されている溶接装置は、金属管の長手軸に対して３０°から８５°の角度で配置されていることを特徴とする金属管を連続的に形成する方法である。

課題設定から直接得られる利点の他に、本発明によってさらに、製造を中断する必要がなく、それによって生産性を向上させることができる、という利点が得られる。

図１と図２に概略的に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
詳しく図示されていないバンド在庫から引き出された金属バンド１が、成形装置２へ供給され、その成形装置内で特に図示されていない成形コーンないし成形ローラによって徐々に縦スリットを有する管に成形される。成形装置２から出てくる、縦スリットを有する管は、最後に成形リング３を通り抜け、その成形リングは、金属バンド１の縦端縁を突き合わせる、という作用を有している。

成形リング３の直後に、溶接装置４aと４bが配置されており、その溶接装置は製造方向に見て相前後して配置された溶接装置ないし溶接バーナー４ａと４ｂからなる。各溶接装置は、詳しく図示されていない、溶解しない電極を有している。

溶接装置４ａと４ｂは、たとえば冒頭で引用したＤＥ−Ａ−２２５６８５１に記載されているように、詳しく示されていないホルダ内でユニットにまとめられている。
溶接装置４ａは、好ましくは垂直に方位決めされており、それに対して溶接装置４ｂは、金属管の長手軸に対して好ましくは３０°から８５°の鋭角で方位決めされている。この形態が、溶接装置４ａないしその電極が成形リング３の極めて近傍に達し、それによって金属管の縦継目が互いに離れることを防止する。

各溶接装置４ａと４ｂは、専用の制御可能な溶接電源４ｃないし４ｄを有している。 溶接装置の後方において、引出し装置５が溶接された管６に作用して、この管を後続する処理へ供給し、その以降の処理はたとえば図示されていない押出し装置とすることができ、その押出し装置は溶接された管６上にプラスチック層を設けることが出来る。

本発明に基づく方法は、たとえば次のように進行する。
溶接プロセスのために、まず溶接装置４ａと４ｂの１つだけ、たとえば溶接装置４ａが使用される。溶接装置４ａの電極が損耗していることが検出された場合に、通過する管と溶接装置４ｂの電極との間にそれ自体公知の方法で、補助アークが点火される。補助アークは、例えば電流の少ない高周波電力で発生されるアークであり、作動中の溶接装置のアークには影響を及ぼさないが、待機位置にある溶接装置のアークの安定した燃焼を保証する。その後溶接装置４ａの溶接電流が徐々に減少され、同時に溶接装置４ｂの溶接電流が増大される。

その場合に重要なことは、溶接装置４ａと４ｂの溶接電流の合計が、管の縦継目を溶接するために必要な溶接電流強さにほぼ相当することである。溶接装置４ｂの溶接電流の強さが必要とされる大きさに達した後に、溶接装置４ａはオフにされて、電極を交換することができる。

電極を交換するために、この電極は、ＥＰ−Ｂ−６７６２５６に記載されているように、上方へ引き出される。

溶接装置４ｂの電極が損耗した場合には、上述したプロセスが同様に繰り返される。

本発明に基づく方法は、いわゆる複合管を形成する場合に、特に効果的に使用することができる。この方法は、プラスチック管の上にまず接着剤層が塗布されることにある。その後金属バンド１がプラスチック管の回りに金属管となるように成形されて、次にその縦継目が溶接される。

金属管の内径は、接着剤層を有するプラスチック管の外径よりも少し大きい。溶接継目が冷えた後に、溶接された金属管がプラスチック管上に収縮する。次に金属管上に接着剤層とプラスチック層が押出しによって設けられる。

このようにして形成された複合管は、曲げることができ、軽く、かつ拡散密である。この複合管は、床暖房において効果的に使用される。

図２には、２つの溶接装置４ａと４ｂの溶接電流の強さＩの推移が、時間ｔに対して示されている。溶接装置４ａ（符号４ａで示す）の溶接電流の強さは、まず一定の大きさで推移する。溶接装置４ａの電極が損耗していることが検出された場合に、通過する管と溶接装置４ｂの電極との間に補助アーク（４ｂ．１を参照）が点火される。次に、溶接装置４ｂの溶接電流の強さが徐々に増大され、同時に溶接装置４ａの溶接電流の強さが減少される。

本発明の方法を実施する設備の概要図である。 本発明のおける２つの溶接装置４ａと４ｂの溶接電流の強さＩの推移を示す図である。

符号の説明

１ 金属バンド
２ 成形装置
３ 成形リング
４a 溶接バーナ
４b 溶接バーナ
４c 溶接電源
４d 溶接電源
５ 引き出し装置
６ 管

Claims (4)

1. 縦継目溶接された金属管を連続的に形成する方法であって、
   金属バンドをバンド在庫から引き出し、成形装置内で徐々にスリット管に成形し、該スリット管を溶接装置内でその端縁を溶接し、溶接した管を引出し装置によって引き出す方法であって、
   前記溶接装置は、別々の溶接電源から給電される複数の電極を有する保護ガス−アーク溶接装置であって、前記電極を製造方向に相前後して配置し、
   前記溶接装置は２つの溶接装置を有しており、それら溶接装置の電極尖端が共通の溶接点へ向け、
   前記溶接装置のそれぞれ一方のみを作動し、他方の溶接装置は待機位置に配置し、
   前記電極の交換が必要な場合には、まず、待機位置にある溶接装置のアークを補助アークによって点火し、かつ
   前記駆動位置にある溶接装置の溶接電流の強さを減少し、同時に前記待機位置にある溶接装置の溶接電流の強さを増大することを特徴とする、
   縦継目溶接された金属管を連続的に形成する方法。
2. 前記電極を交換するために、前記電極を溶接装置から上方へ引き出し、新しい電極を上方から溶接装置内へ挿入することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記補助アークは、前記待機位置にある溶接装置のアークの安定した燃焼を保証することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記成形装置の最後の段階を、スリット管を案内する成形リングとし、
   前記成形リングに隣接する溶接装置を垂直に配置し、管の通過方向に見てその後方に配置されている溶接装置は、金属管の長手軸に対して３０°から８５°の角度で配置されていることを特徴とする請求項１から３に記載の方法。

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