(57)【要約】【課題】本発明は、シールボックス内で溶接点もしくはその近傍の酸素濃度が３００ｐｐｍ以下としてガスシールド溶接することにより、ペネトレータ割れを零とし、さらに、疲労寿命の低下を抑制することである。【解決手段】本発明による電縫鋼管のシールボックス溶接装置は、シールボックス(5)内にシールボックス入口ガス供給管(30)、高周波加熱コイル(22)、予熱部ガス供給管(70)、第１酸素濃度計(51)、スクイズロール(23)、溶接点ガス供給管(31)、シールボックス雰囲気調整用ガス供給管(32)を有し、電縫鋼管(6)内にインピーダ(8)を有し、このシールボックス(5)内の溶接点もしくはその近傍の酸素濃度が３００ｐｐｍ以下となるように不活性雰囲気ガス供給の制御を行うようにした構成である。【選択図】図１
2013169579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールボックス(5)の内部に、シールボックス入口ガスを噴出するための第１噴出口(30a)と、高周波加熱コイル(22)と、スクイズロール(23)と、溶接点(11)にガスを供給するための第３噴出口(31a)と、前記高周波加熱コイル(22)と前記溶接点(11)の間に設けられた１本以上の予熱部ガスを噴出するための第２噴出口(70a)と、前記溶接点(11)の近傍に設けられた第１酸素濃度計(51)と、シールボックス雰囲気調整用ガスを噴出するための第４噴出口(32a)とを備え、前記第１〜第４噴出口(30a,70a,31a,32a)から前記シールボックス(5)内への不活性雰囲気ガスの供給を制御するためのガス供給量制御部(60)を有し、前記シールボックス(5)内を貫通する電縫鋼管(6)内面に内面ビード切削装置(7)が挿入され、前記内面ビード切削装置(7)にマンドレル(36)を介してインピーダ(8)が接続され、前記電縫鋼管(6)内には、前記インピーダ(8)と内面ビード切削装置(7)を連続して冷却するための冷却水供給管(34)とその冷却水を前記内面ビード切削装置(7)の手前の位置で噴出する第５噴出口(34a)が配設され、第１酸素濃度計(51)による酸素濃度が３００ｐｐｍ以下となるように前記第１〜第４噴出口(30a,70a,31a,32a)からの不活性雰囲気ガス供給量を前記ガス供給量制御部(60)を介して制御するように構成したことを特徴とする電縫鋼管のシールボックス溶接装置。
【請求項２】
前記スクイズロール(23)は、内部冷却部を有する内部冷却式スクイズロールからなることを特徴とする請求項１記載の電縫鋼管のシールボックス溶接装置。
【請求項３】
前記内面ビード切削装置(7)は、前記溶接点(11)から４００ｍｍ〜９００ｍｍ離間していることを特徴とする請求項１又は２記載の電縫鋼管のシールボックス溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電縫鋼管のシールボックス溶接装置に関し、特に、シールボックス内の溶接点もしくはその近傍の酸素濃度を制御することにより、鋼管のペネレータ割れを零とし、鋼管の品質向上を計るようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電縫鋼管は、一般に、帯鋼をフォーミングスタンドのフォーミングロールによって円筒状に連続成形したのち、そのエッジ部を高周波電流にて加熱し、スクイズロールで横方向から加圧・接合して製造される。この加圧・接合された電縫鋼管の内面には、溶接後の電縫鋼管内面に形成されるビードを切削するための内面ビード切削装置や、溶接時の加熱効率向上の機能を有する磁性酸化物（フェライトコア）からなるインピーダを内蔵するインピーダケースや、切削装置の支持体であるマンドレルが挿入されている。
通常、マンドレルには、インピーダの性能が悪化しないよう、インピーダを冷却するための冷却配管が配設されており、インピーダを連続的に冷却することができる。このインピーダの冷却水は、溶接点付近に位置するインピーダケース先端部から噴出され、内面ビード切削装置の切削バイトを冷却する役目も果たしている。
しかし、例えば、Ｓｉを含有する高Ｍｎ鋼等の酸化しやすい素材を用いて電縫鋼管を製造する場合は、このインピーダの冷却水が溶接点付近で噴出する構造のマンドレルを使用すると、電縫鋼管の溶接部内部に酸化物による溶接欠陥が数多く発生することがある。以下では、この溶接部の内部に認められる酸化物による溶接欠陥をペネトレータと称することがある。
そのため、このペネトレータの発生を極力抑えるために、溶接部を周知の非酸化性ガスでシールドするガスシールド溶接法が採用されている。
【０００３】
前述のガスシールド溶接方法及び装置としては、多くの提案が行われ、例えば、代表的な例として、特許文献１の構成を挙げることができ、その概略的な構成は、図４に示される通りである。
すなわち、オープンパイプ１の外径より大径の内径を有する内筒２と、高周波ワークコイル３に内接する外筒４とから主としてなるシールボックス５が用いられ、電縫鋼管６内に挿入する内面ビード切削装置７、インピーダ８を内蔵するインピーダケース９、切削装置７に接続されたマンドレル１０、マンドレル１０に設けられ溶接点１１付近に位置するシールドガスを噴出するためのシールドガス配管１２等が配設されている。
【０００４】
前記インピーダ８を冷却する冷却水の噴出口位置１３を前記溶接点１１から４００ｍｍ以上離間させ、かつ、内面ビード切削装置７の手前側としている。
また、他の従来例としては、本出願人が先に出願した特許文献２の電縫鋼管のシールボックス溶接装置の構成があり、シールボックス内の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下となるように制御する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３４８９８９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０６８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のガスシールド溶接方法及び装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、まず、特許文献１の電縫鋼管のガスシールド溶接装置の場合、溶接部近傍への大気の流入を防止することは可能であるが、シールボックス内の酸素濃度を十分に下げることができず、ペネトレータすなわち、酸化物欠陥を零にすることはできなかった。
また、フォーミングロール冷却水の流入の防止やインピーダ冷却水の逆流防止が困難であり、溶接点付近で冷却水の蒸発によりシール性が極端に悪化する可能性があった。
さらに、インピーダの構造が複雑で特別なインピーダ製作には多大な費用が掛かることになっていた。
また、特許文献２の電縫鋼管のガスシールド溶接装置の場合、シールボックスは酸素濃度１００ｐｐｍ以下となり、製造した電縫鋼管を図２に示されるへん平試験により試験した場合は、ペネトレータ欠陥割れを皆無にすることができた。  しかし、へん平試験に合格した電縫鋼管であっても、発明者らがその鋼管を熱処理して疲労寿命試験を行うと鋼管疲労寿命が低下する場合が認められた。そこで、へん平試験に合格した多数の電縫鋼管を調査したところ、図２のへん平試験では図３に示すようなペネトレータ割れが起こらなくても、疲労寿命試験により鋼管疲労寿命が低下した電縫鋼管には、電縫鋼管の外面または内面の表層から５００μｍ程度までの深さの範囲にペネトレータが残存しており、それが疲労破壊の起点になっていた。一方、疲労寿命の低下が認められなかった電縫鋼管は、表層から５００μｍ程度までの範囲には残存ペネトレータがないだけでなく、残存ペネトレータが認められたとしても、その残存位置は深さ５００μｍ程度以上の深さの部位であることが明らかになった。すなわち、電縫鋼管に熱処理を施した後、その電縫鋼管が疲労寿命に優れたものであるためには、へん平試験によるペネトレータ欠陥割れを皆無にするだけでなく、電縫鋼管の溶接部の外面または内面のいずれにも、溶接部の表層から５００μｍ程度までの深さに残存したペネトレータも皆無にする必要がある。
Ｓｉを含有する高Ｍｎ鋼等の酸化しやすい素材による帯鋼から電縫鋼管を製造する場合、特許文献１または２のいずれのガスシールド溶接装置を用いたとしても、へん平試験によるペネトレータ欠陥割れを皆無にすることはできても、溶接部の内部に残存しているペネトレータの位置（深さ）や残存量を制御することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による電縫鋼管のシールボックス溶接装置は、シールボックスの内部に、シールボックス入口ガスを噴出するための第１噴出口と、高周波加熱コイルと、スクイズロールと、溶接点にガスを供給するための第３噴出口と、前記高周波加熱コイルとの溶接点の間に設けられた１本以上の予熱部ガスを噴出するための第２噴出口と、前記溶接点の近傍に設けられた第１酸素濃度計と、シールボックス雰囲気調整用ガスを噴出するための第４噴出口とを備え、前記第１〜第４噴出口から前記シールボックス内への不活性雰囲気ガスの供給を制御するためのガス供給量制御部を有し、前記シールボックス内を貫通する電縫鋼管内面に内面ビード切削装置が挿入され、前記内面ビード切削装置にマンドレルを介してインピーダが接続され、前記電縫鋼管内には、前記インピーダと内面ビード切削装置を連続して冷却するための冷却水供給管とその冷却水を前記内面ビード切削装置の手前の位置で噴出する第５噴出口が配設され、前記第１酸素濃度計による酸素濃度が３００ｐｐｍ以下となるように前記第１〜第４噴出口からの不活性雰囲気ガス供給量を前記ガス供給量制御部を介して制御するようにした構成であり、また、前記スクイズロールは、内部冷却部を有する内部冷却式スクイズロールからなる構成であり、また、前記内面ビード切削装置は、前記溶接点から４００ｍｍ〜９００ｍｍ離間している構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による電縫鋼管のシールボックス溶接装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、シールボックスの内部に、シールボックス入口ガス供給管及び第１噴出口と、高周波加熱コイルと、スクイズロールと、溶接点ガス供給管及びその第３噴出口と、前記高周波加熱コイルと前記スクイズロールの溶接点の間に設けられた１本以上の予熱部ガス供給管及びその第２噴出口と、前記予熱部ガス供給管と前記溶接点ガス供給管との間に設けられた第１酸素濃度計と、シールボックス雰囲気調整用ガス供給管及びその第４噴出口とを備え、前記第１〜第４噴出口から前記シールボックス内への不活性雰囲気ガスの供給を制御するためのガス供給量制御部を有し、前記シールボックス内を貫通する電縫鋼管内面に内面ビード切削装置が挿入され、前記内面ビード切削装置にマンドレルを介してインピーダが接続され、前記インピーダと内面ビード切削装置を連続して冷却するための冷却水供給管とその冷却水を前記内面ビード切削装置の手前の位置で噴出する第５噴出口が配設され、前記溶接点もしくはその近傍の酸素濃度が３００ｐｐｍ以下となるように前記第１〜第４噴出口からの不活性雰囲気ガス供給量を前記ガス供給量制御部を介して制御するように構成したことにより、板厚方向の残存ペネトレータ量を減少させると共に、実ラインでの抜き取り検査でのＢへん平試験において、鋼管の表面に発生するペネトレータ起因の割れを零（％）とし、さらに、板厚方向の残存位置と生成量を制御しているため、この鋼管を用いた熱処理後の鋼管においても疲労寿命の低下を抑制することができる。
また、前記スクイズロールは、内部冷却部を有する内部冷却式スクイズロールからなることにより、スクイズロールの冷却効率を大幅に向上させると共に、水蒸気の発生を抑え、ペネトレータの発生を抑制できる。
前記内面ビード切削装置は、前記溶接点から４００ｍｍ〜９００ｍｍ離間していることにより、溶接時の輻射熱で発生する水蒸気による酸化を防止し、ペネトレータの発生を抑えることができる。また、溶接点より離れるほど水蒸気の逆流量は少なく、ペネトレータの生成は減少方向であるが、９００ｍｍ未満とすることにより、内面ビードの切削精度を保ち、疲労寿命に及ぼす欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による電縫鋼管のシールボックス溶接装置を示す構成図である。
【図２】ペネトレータ割れ検査を行うへん平試験の試験装置の構成図である。
【図３】図２の試験装置によりテストされた後の電縫鋼管の表面を示す外見図である。
【図４】従来の電縫鋼管のシールボックス溶接装置の稼動状態を示す断面を含む構成図である。
【図５】実施例にて製造した電縫鋼管の溶接部の写真による構成図である。
【図６】残留ペネトレータの例の写真による構成図である。
【図７】残留ペネトレータのＥＤＸ分析結果の例を示す説明図である。
【図８】へん平試験によるペネトレータ起因の割れの例を示す写真による構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、シールボックス内の溶接点もしくはその近傍の酸素濃度を制御することにより、鋼管のペネトレータ割れを零とし、鋼管の品質向上を計るようにした電縫鋼管のシールボックス溶接装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明による電縫鋼管のシールボックス溶接装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号５で示されるものは全体形状が箱型のシールボックスである。このシールボックス５内には、その入側である管入側可変部２１から下流側にかけて、高周波加熱コイル２２、スクイズロール２３及び出側である管出側可変部２４が設けられている。
このシールボックス５には、シールボックス５の外にあるため図示しないフォーミングスタンド出側２０からのオープンパイプ１を挿入し、このシールボックス５内で電縫溶接して電縫鋼管６が製造される。オープンパイプ１は、鋼帯をフォーミングスタンドに通して略パイプ形状に成形したものであり、その素材は例えばＳｉ：１．０％、Ｍｎ：１．０％を含むため溶接時に酸化しやすい高Ｍｎの普通鋼の鋼帯である。そして、製造される電縫鋼管６は、例えば外径３０ｍｍ、肉厚５．５ｍｍである。
【００１２】
前記管入側可変部２１及び管出側可変部２４は、ゴム、樹脂、耐熱フェルト等の柔軟材料で形成され、円状の内径が自在に変形できるように構成され、異なる外径寸法の管を通過させることができるように構成されている。
【００１３】
前記シールボックス５の天板部５ａには、その管入側可変部２１から管出側可変部２４へ向けて、フォーミングロール冷却水及び大気の流入を防止するための不活性雰囲気ガスを供給するためのシールボックス入口ガス供給管３０及びその第１噴出口３０ａと、溶接点１１付近に不活性雰囲気ガスを１００ｌ／ｍｉｎ以上で吹付けるための溶接点ガス供給管３１及びその第３噴出口３１ａが設けられている。また、天板部５ａには、シールボックス雰囲気調整用ガス供給管３２及びその第４噴出口３２ａが配設されている。不活性雰囲気ガスとしては、例えばＮ2ガス、アルゴンガス等を用いることができる。
また、シールボックス５の内部には、溶接点１１近傍の表面温度を測定するための温度測定装置を設けてもよい。例えば、放射温度計や二色高温計などを用いることができる。
【００１４】
また、本発明の特徴的な構成として、前記高周波加熱コイル２２と溶接点１１の間には、１本以上の予熱部ガス供給管７０及びその第２噴出口７０ａが設けられ、前記予熱部ガス供給管７０と前記溶接点ガス供給管３１との間には第１酸素濃度計５１が設けられている。尚、前記予熱部ガス供給管７０は、予熱によりオープンパイプ１の突合せ端面が水蒸気により酸化されることを防止するために設けられている。
さらに、シールボックス５内には、ボックス内の雰囲気を排出するための排気口(図示せず)を設けても良い。
【００１５】
前記シールボックス５内に位置して矢印Ａの方向に連続走行しているオープンパイプ１と電縫鋼管６内には、その入側から出側へかけて、溶接時の加熱効率向上の機能を有しインピーダケース９内に設けられたインピーダ８、電縫鋼管６内の内面に生成するビードを切削するための内面ビード切削装置７が配置され、前記インピーダケース９と内面ビード切削装置７を接続するためのマンドレル３６、前記マンドレル３６の外側に配設され冷却水によりインピーダ８と内面ビード切削装置７を連続的に冷却するための冷却水供給管３４及びその第５噴出口３４ａも設置され、前記第５噴出口３４ａの配置位置は、内面ビード切削装置７の手前に位置している。
従って、前述の構成によれば、フォーミングロール及び内面ビード切削装置７の冷却水、大気、水蒸気等の侵入を防止できるため、ペネトレータ割れ５０の発生を零とすることができる。
また、前記インピーダ８の冷却水の戻り配管がないため、その分、インピーダ８の充填率を向上させ、溶接効率の向上を図ることができる。
【００１６】
前記予熱部ガス供給管７０からの不活性雰囲気ガスを前記溶接点１１もしくはその近傍に供給すると共に、さらに、ペネトレータ排出性向上を得るため、溶接条件（温度１３００℃以上、板厚表層部のホワイトバンド幅１００μｍ）を設定し、板厚方向の残存ペネトレータ量を減少（すなわち、内外層部５００μｍ以内にペネトレータがないこと）させるように構成されている。
従って、実ラインでの抜き取り検査でのへん平試験において、電縫鋼管の表面に発生するペネトレータ起因の割れを零（％）とし、さらに、実際には、板厚方向の残存位置と生成量（板厚に対するペネトレータ長さ率：０．３％以下）を制御しているため、この電縫鋼管６を用いた熱処理後の電縫鋼管６においても疲労寿命の低下を抑制することができるように構成されている。
【００１７】
次に、前記予熱部ガス供給管７０と第２噴出口７０ａは、本発明において特に付加された構成で、この管入側可変部と溶接点１１の中間部では、高周波加熱コイル１２によりオープンパイプ１の突合せ端面が加熱されており、その結果、雰囲気中の僅かな水蒸気により突合せ端面が酸化されて、溶接点１１を通過したあとに溶接部内部にペネトレータを形成することを防止するために極めて重要で、溶接点１１もしくはその近傍の酸素濃度を３００ｐｐｍ以下となるように不活性雰囲気のガス供給量をガス供給量制御部６０を介して制御するように構成されている。
【００１８】
実際には、このガス流量は１００Ｌ〜２００Ｌ／ｍｉｎの範囲で吹付けられるが、１００Ｌ／ｍｉｎ未満では酸化抑制が不足し、２００Ｌ／ｍｉｎ以上では不活性雰囲気ガスの巻き込みが顕著となるだけでなく前述の突合せ部の溶接温度を低下させ、その結果、ペネトレータの排出性を阻害し、表層部におけるペネトレータの残留が発生しやすくなるため、前述の最適なガス供給量の範囲に抑えられている。
【００１９】
尚、前記予熱部ガス供給管７０からのガス供給量のみでは、前記溶接点１１もしくはその近傍の酸素濃度を３００ｐｐｍ以下とすることはできず、前記各噴出口３０ａ，７０ａ，３１ａ，３２ａを有する前記各ガス供給管３０,７０,３１,３２が弁１００を介して接続され不活性雰囲気ガス供給管１０１からのガス供給を受けるガス供給量制御部６０によって、各噴出口３０ａ，７０ａ，３１ａ，３２ａからのガス供給量を制御することにより前記溶接点１１もしくはその近傍の酸素濃度を第１酸素濃度計５１、第２酸素濃度計３３で計測しつつ前述の値に制御することができるように構成されている。
【００２０】
前記溶接点ガス供給管３１からのガスは、最終的に溶接点１１部において突合せ端面の酸化防止に有効であり、また、電縫鋼管６内部のインピーダ８と内面ビード切削装置７の冷却水が逆流することによる水蒸気発生の抑制と酸化を防止することができる。
【００２１】
前記シールボックス雰囲気調整用ガス供給管３２からのガスは、シールボックス５内の雰囲気を不活性状態に保ち、溶接点１１近傍への巻き込み雰囲気ガスによる酸化の抑制を行うことができる。
【００２２】
前記スクイズロール２３は、一般的な構成では、成形寸法精度を確保するため、外部から水を用いて冷却するが、本発明では、内部冷却部（例えば、スクイズロール２３内に冷却ジャット等の冷却手段を内蔵させる）を有する内部水冷式とすることにより、ロール冷却水による水蒸気発生を防止することができる。
【００２３】
前記溶接点１１近傍の酸素濃度を検知するための第１酸素濃度計５１は、前記溶接点１１もしくはその近傍における酸素濃度を３００ｐｐｍ以下として管理するために必要であり、実際には溶接点１１における溶接点ガス供給管３１から１００Ｌ／ｍｉｎの範囲で不活性雰囲気ガスが吹付けられるように制御し、最終的な突合せ端面の水蒸気酸化を防止することができる。
【００２４】
前記内面ビード切削装置７は、溶接点１１の直後に配置すると、第５噴出口３４ａから逆流してきた冷却水が溶接時の輻射熱で水蒸気を発生させ突合せ端面の酸化が著しくなり、溶接部内部にペネトレータが残存してへん平試験でのペネトレータ割れが発生する場合がある。
このため、内面ビード切削装置の溶接点１１からの位置を４００ｍｍ以上とした。また、前記内面ビード切削装置７は、溶接点１１より離れるほど水蒸気の逆流量は少なく、ペネトレータの生成は減少方向であるが、内面ビードの切削精度が悪化し、次工程の引抜きで疲労寿命に及ぼす欠陥を形成しやすくなるため、その限界値として９００ｍｍ未満とした。
【００２５】
前述の溶接点１１もしくはその近傍において酸素濃度を３００ｐｐｍ以下とすることについて、一般に酸素濃度は低ければ低いほど、ペネトレータ生成の抑制には効果的であるが、量産製造する場合は、水蒸気の発生量のバラツキから溶接点１１もしくはその近傍の酸素濃度の制御範囲を最も適切な３００ｐｐｍ以下としたものである。発明者らの検討によれば、本溶接装置を用い溶接点１１近傍の酸素濃度を３００ｐｐｍ以下に制御することによって、電縫鋼管の素材である帯鋼が酸化しやすい、例えばＳｉを含有する高Ｍｎ鋼の場合であっても疲労寿命に優れた電縫鋼管を製造することが可能であった。
実施例
【００２６】
尚、前述の酸素濃度が３００ｐｐｍ以下を裏付ける実験として、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.１６の実験を行った。帯鋼は、質量％で０．２％Ｃ−１％Ｓｉ−１％Ｍｎの成分組成を有する普通鋼であり、板厚は５．５ｍｍである。この帯鋼から外径３０．０ｍｍの電縫鋼管を製造した。不活性ガスとしてＮ2ガスを用いた。また、予備実験により各種条件は次のとおりに設定した。フォーミング条件として、クラッシング量：１．９ｍｍ、フィン幅：４ｍｍ、アプセット量：１．１ｍｍ、溶接条件として溶接点の表面温度：１３００℃、ホワイトバンド幅：１２０μｍである。
実験結果を表１に示す。第１〜第４の各噴出口の不活性ガス噴出量を変化させることにより、第１酸素濃度計５１の指示値を制御しつつ造管と電縫溶接を行った。そして、得られた電縫鋼管についてへん平試験によるペネトレータ割れ率と、溶接部断面を観察して鋼管内外面から表層５００μｍ以内のペネトレータの有無を評価した。表１には、ペネトレータが認められたものは×を、認められなかったものは○を付した。さらに、熱処理後の電縫鋼管について曲げによる疲労試験を行った。曲げ部の最大応力が５５０ＭＰａとなる繰返し荷重を掛け、繰返し回数１×１０６回までに破断に至ったものは×、破断しなかったものは○と付した。
Ｎｏ.１、２、６、１０、１４は、第１〜第４の各噴出口のうち、どれか１つの噴出口でも不活性ガスを流さない場合は、溶接点近傍の酸素濃度を３００ｐｐｍ以下にできないか、３００ｐｐｍ未満であってもペネトレータ割れ率がゼロ、かつ鋼管の外面と内面の表層から５００μｍ以内にペネトレータ無しにはできなかった。
第１〜第４の各噴出口の全てから不活性ガスを流し、かつ溶接点近傍の酸素濃度を３００ｐｐｍ未満とした場合（Ｎｏ．３〜５、Ｎｏ．７〜９、Ｎｏ．１１〜１３、Ｎｏ．１５〜１７）は、ペネトレータ割れ率がゼロ、かつ鋼管の外面と内面の表層から５００μｍ以内にはペネトレータ無しとなり、疲労試験の結果も良好であった。また、各試験Ｎｏ．１〜１７の第１〜第４噴出口３０ａ、７０ａ、３１ａ及び３２ａのガスの噴出状況は次の通りである。
Ｎｏ．１    第１と第２噴出口が流れていない  ３００ｐｐｍ越え
Ｎｏ．２    第２噴出口が流れていない  かつ、先願（特許文献２）の実施例
Ｎｏ．３    第２噴出口流量  可変
Ｎｏ．４      〃
Ｎｏ．５      〃
Ｎｏ．６    第３噴出口が流れていない
Ｎｏ．７    第３噴出口流量  可変
Ｎｏ．８      〃
Ｎｏ．９      〃
Ｎｏ．１０  第４噴出口が流れていない
Ｎｏ．１１  第４噴出口流量  可変
Ｎｏ．１２    〃
Ｎｏ．１３    〃
Ｎｏ．１４  第１噴出口が流れていない
Ｎｏ．１５  第1噴出口流量  可変
Ｎｏ．１６    〃
Ｎｏ．１７    〃
【００２７】
【表１】
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【００２８】
尚、前述の表１に示したペネトレータの割れ率を求めるためのへん平試験を図２に示す。電縫鋼管６の溶接部分Ｙを圧縮方向Ｘに対して垂直方向に置いて、へん平試験を行った。この試験方法は、ＪＩＳ  Ｇ３４４４「一般構造用炭素鋼鋼管」の９．２．４へん平試験  に準拠したものである。
この試験片は、各製造条件において２０本を採取し、各々１ｍの試験片を採取してペネトレータ割れ率を測定した。
前述のペネトレータ割れ率は、１ｍの試験片に占めるペネトレータ割れ長さを示し、図３にへん平試験により観察された代表的なペネトレータ割れ５０の例を示している。
【００２９】
図５は、本実施例で製造した電縫鋼管の溶接部の断面を示す。左は試験Ｎｏ．１の比較例、右は試験Ｎｏ．３の本発明例である。試験Ｎｏ．１では、電縫鋼管の外側と内側のどちらにも、それぞれ表層から５００μｍ以内にペネトレータが残留していた。それに対し、本発明例である試験Ｎｏ．３は、溶接部断面のどこにもペネトレータの残留は認められなかった。
図６は、電縫鋼管の溶接部に観察された残留ペネトレータの例であり、図７は残留ペネトレータのＥＤＸによる分析結果である。ＳｉやＭｎとＯ（酸素）が観察されることから、ペネトレータはＳｉやＭｎを含有する酸化物であると考えられる。
図７は、図３のペネトレータ割れ５０の割れ部（断面）を拡大したものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明による電縫鋼管のシールボックス溶接装置は、種々の異なる径のオープンパイプをペネトレータ割れが皆無、かつ、疲労破壊寿命が従来よりも大幅に長い電縫溶接鋼管の製造に適用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１    オープンパイプ
５    シールボックス
６    電縫鋼管
７    内面ビード切削装置
８    インピーダ
９    インピーダケース
１１    溶接点
２０    フォーミングスタンド出側
２１    管入側可変部
２２    高周波加熱コイル
２３    スクイズロール
２４    管出側可変部
３０    シールボックス入口ガス供給管
３０ａ    第１噴出口
３１    溶接点ガス供給管
３１ａ    第３噴出口
３２    シールボックス雰囲気調整用ガス供給管
３２ａ    第４噴出口
３３    第２酸素濃度計
３４    冷却水供給管
３４ａ    第５噴出口
３６    マンドレル
４０    シールボックス溶接装置
５０    ペネトレータ割れ
５１    第１酸素濃度計
６０    ガス供給量制御部
７０    予熱部ガス供給管
７０ａ    第２噴出口
１００    弁
１０１    不活性雰囲気ガス供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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