电阻焊管焊接装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电阻焊管的制造装置，在使金属带板移动的同时弯曲为圆筒状而 进行感应加热，通过在金属带板中感应的电流将金属带板的两端部间进行焊接。
【背景技术】
[0002] 一般，作为制造金属管的方法，除了在将金属带板弯曲的同时通过焊接成为管形 状的电阻焊管、螺旋管等之外，还存在对金属坯直接开孔而制造的无缝管、基于挤出的管的 制造方法。
[0003] 电阻焊管由于生产率特别高，并且能够低价地制造，因此被大量生产。这种电阻焊 管为，在使金属带板移动的同时成型为圆筒型而形成开管，接着，在对开管的、夹着开口部 而对置的端部（以下还简称为"开管的端部"。）流动高频电流而提高到熔融温度的状态下， 通过辊对开管的两端部的端面彼此进行压接焊接而成为管状。此时，作为对开管的端部供 给电流的方法，其一为如下方法：例如，以包围开管的外周的方式卷绕感应线圈（螺线管线 圈），并对该感应线圈流动一次电流，由此使开管直接此时感应电流的方法（例如参照专利 文献1以及非专利文献1)，另一个为如下方法：将金属制的电极按压在开管的端部，从电源 直接通电电流的方法。此时，在感应线圈或者电极中流通的电流，一般使用100?400kHz 程度的高频电流，并且在管的内面侧配置被称为阻抗器的强磁性体的情况较多。阻抗器用 于阻止要在开管的内周流动的对焊接无帮助的感应电流。
[0004] 并且，使开管产生感应电流的方法，如下述专利文献2所记载那样，还存在如下的 所谓的TF方式（横断加热方式）：使带铁心的感应加热线圈配置在开管的端部的上方，向 该感应加热线圈流通电流，由此通过在铁心内产生的交变磁场的作用来对该端部进行加 热。但是，在TF方式中，当要使所供给的电流的频率提高而上升到熔融温度时，成为仅被焊 接材的外表面熔融并熔化的不良，因此TF方式在电阻焊管的制造中，如专利文献2那样，仅 作用基于1?3kHz程度的低频电流的预备性加热机构来使用。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开昭53-44449号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开平10-323769号公报 [0009] 非专利文献
[0010] 非专利文献1 :《高频的基础和应用》（東京电机大学出版局，P79,80)
【发明内容】
[0011] 发明要解决的课题
[0012] 图1?3是对电阻焊管的焊接工序进行说明的示意图。图1是说明如下工序的 概略平面图：将感应线圈卷绕在开管的外周，通过向该感应线圈流动的一次电流，由此利用 在开管中产生的感应电流来制造电阻焊管；图2是图1的概略侧视图。此外，图3是图1、2 所示的工序的概略侧视截面图。在此，在开管的端部流动的电流的大部分在相面对的端面 中流动，但为了使说明简单，在图1中，为了方便而描画表示为电流在开管的端部的上面侧 (外面侧）流动。以下，在其他附图的说明中，在开管的两端部流动的电流，也表示为电流在 该两端部的上面侧流动。
[0013] 如图1所示那样，作为被焊接材的金属带板1，从平板状态在移动中通过省略图示 的辊进行弯曲加工，而成型为两端部2a、2b相面对的筒状的开管1的形状，接着通过挤压辊 7对两端部2a、2b进行按压而在接合部（焊接部）6接触。在该挤压辊7的上游，为了使相 面对的两端部2a、2b熔融而接合，设置有如图1所示那样的感应线圈（螺线管线圈）300,通 过在该感应线圈300中流动高频电流，由此在感应线圈正下方的圆筒状的开管1中产生感 应电流。该感应电流沿着围绕于开管1的感应线圈300而围绕开管1的外周，但是由于在 中途开管1的端部2a、2b通过开口部而开放，因此在该部分感应电流不能够在感应线圈正 下方流动，而要大体向2个方向流动。即，如图1所示那样，向第一个方向流动的电流是沿 着开管1的端部2a、2b而通过接合部6的电流40a、40b，此外，向第二个方向流动的电流是 从开管1的开口部沿周面围绕的电流。在图1中，符号40c、40d表示在开管1的外周围绕 的电流。
[0014] 此外，在图1中，对于要围绕开管1的内周的电流，省略其图示。其原因为，通过将 被称为阻抗器8的由铁素体等构成的强磁性体的芯等配置在开管1的内部，使开管1的内 面的阻抗提高，由此能够防止电流在内周流动。或者，其原因为，在与向接合部6的往复长 度相比，所制造的电阻焊管的直径较大而开管1的内周足够长的情况下，即使不配置阻抗 器8,内周的阻抗也变得足够大，有时也能够抑制在内周围绕的电流。
[0015] 通常，向感应线圈300投入的电力，大部分由感应线圈围绕开管1的外周的部分、 以及到接合部6为止的往复量消耗。因此，要制造的电阻焊管的直径越大，则与从感应线圈 300到接合部6为止的往复距离相比，开管1的外周长度变大，与对开管1的端部进行加热 的电力相比，对开管1的外周部进行加热的电力之比例较大，而加热效率降低。因此，以往， 在制造直径较大的电阻焊管的情况下，有时还进行能够对电流围绕开管的外周的情况进行 抑制的、基于电极的接触通电。该接触通电具有焊接效率较高这种优点，但存在容易产生电 极与开管接触的部分的缺陷、产生与由于电极与开管的接触不良等而产生的火花相伴随的 缺陷这种问题。为了消除这种缺陷的产生，需要采用使用了非接触的感应线圈的方法，但如 上述那样，在将该方法用于直径较大的电阻焊管的制造的情况下，与对开管的端部进行加 热的电流相比，围绕开管的外周部而进行加热的电流之比例变大。因此，焊接效率变低，因 此需要增大电源容量，产生设备费的增大、阻抗器不耐受由强磁场引起的大电力而烧损等 问题。由于这些情况，以往，为了不使阻抗器烧损而必须在抑制电力量的同时进行生产，除 了导致生产率降低之外，在不使用阻抗器的情况下，也不得不以低加热效率进行生产。
[0016] 此外，本发明者等为了提高电缝焊接时的加热效率，而对在开管中产生的感应电 流的分布进行锐意研宄。以往，如在非专利文献1中也公开的那样，对仅在从感应线圈正下 方朝向接合部的方向上流动电流的情况进行了说明。然而，本发明者等通过电阻焊管的电 磁场解析对电流分布进行了调查而得知，实际上，如图4所示那样，来自感应线圈300正下 方的电流不仅是接合部6方向的电流，相当量的电流5a、5b分流而向感应线圈300的上游 流动。即，判明了通过感应线圈300供给的电力未有效地向接合部6流动，而成为无效电力 (电力损失）的原因。
[0017] 本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种电阻焊管焊接装置，特别 是能够提高在通过感应线圈方式制造直径比较大的电阻焊管时的加热效率，能够通过简单 的装置高效地进行电缝焊接。
[0018] 用于解决课题的手段
[0019] 本发明者等为了解决上述课题而进行了锐意研宄，发现：通过将感应线圈的形状、 配置位置、进而将强磁性体等的形状、配置位置等进行合理化，由此即使在制造直径较大的 电阻焊管的情况下，也能够得到较高的加热效率，并完成了本发明。
[0020] 即，本发明的电阻焊管焊接装置为，用于制造电阻焊管，通过由感应加热机构产生 的感应电流使具有沿移动方向延伸的开口部的开管的、面向该开口部的两端部熔融，并且 使上述开口部的间隔逐渐变窄并使上述两端部彼此在接合部接触而进行焊接，该电阻焊管 焊接装置的特征在于，上述感应加热机构具有至少一个感应线圈，该至少一个感应线圈中、 位于与上述接合部最近的位置的第一感应线圈，以跨越上述开口部地形成一次电流回路的 方式，不围绕上述开管的外周而配置在上述开口部的上方。
[0021] 此外，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，在通过对上述第一感应线圈流动 高频电流来形成一次电流回路时，上述一次电流回路形成为，在上述开管的、上述第一感应 线圈的下方且在上述开口部的两个外侧的部分，在上述两端部的附近分别形成一个以上具 有通过上述开管的至少上述端部的感应电流的二次电流的闭合回路。
[0022] 此外，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，上述高频电流的频率为IOOkHz以 上。
[0023] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，具备第一强磁性体，该第一强磁性 体配置于在上述开管的移动方向上比上述第一感应线圈更靠上游侧、且配置于对置的两端 部之间。
[0024] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，上述第一强磁性体的截面形状为， 在与上述开管的移动方向垂直的截面中为T字状、倒T字状、I字状或者横向H字状。
[0025] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，具备第二强磁性体，该第二强磁性 体配置于上述开管的两端部之间且在上述第一感应线圈的内侧。
[0026] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，具备第三强磁性体，该第三强磁性 体在上述第一感应线圈的上方至少部分地覆盖该第一感应线圈。
[0027] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，上述第三强磁性体具有被分割为 第一半部和第二半部的构成，该第一半部在与上述开管的开口部对应的位置覆盖上述第一 感应线圈的宽度方向的大致一半部分，该第二半部覆盖该第一感应线圈的剩余的大致一半 部分。
[0028] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，在上述开管的、移动方向的上游侧 的上述开口部内，配置有具有被设置为从上述端部分离而对置的一对导体部的导体，以使 在由上述第一感应线圈的上述一次电流回路形成的、在上述二次电流的闭合回路的通过上 述开管的各端部的感应电流的上游侧，在上述开管的各端部产生与该感应电流反向的感应 电流。
[0029] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，上述导体与上述第一感应线圈电 连接。
[0030] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，具备第四强磁性体，该第四强磁性 体配置在上述导体的上述一对导体部之间，沿着该一对导体部延伸。
[0031] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，上述第四强磁性体与上述一对导 体部电绝缘。
[0032] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，具备第五强磁性体，该第五强磁性 体具有：在上述开管的内侧沿上述移动方向延伸的内侧部；在上述开管的外侧沿上述移动 方向延伸的外侧部；以及在由上述第一感应线圈划分的空间内，在上述内侧部以及上述外 侧部间延伸的中间部；使由上述内侧部以及上述外侧部的、比上述中间部靠下游侧的部分 和上述中间部划分的开放空间侧，朝向上述移动方向的下游侧配置，形成通过上述内侧部、 中间部以及外侧部的磁通的闭合回路。
[0033] 并且，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，上述第五强磁性体的外侧部以及 内侧部中的至少一方的下游侧的端部，成为被分支的形状。
[0034] 此外，在本发明的电阻焊管焊接装置中优选为，上述第一感应线圈形成为，随着从 上述开口部朝向侧方而与上述开管之间的间隙扩大。
[0035] 发明的效果
[0036] 根据本发明的电阻焊管焊接装置，采用的构成为，在从开口部向管外方向分离的 位置上，不围绕开管的外周、即不围绕该外周1周地配置以跨越开口部的方式形成闭合回 路的感应线圈，以便在开管的两端部附近的开口部的两个外侧，形成由在开管的表面上流 动的感应电流形成的至少2个以上的闭合回路。由此，与以往的工作线圈方式相比，即使在 制造的电阻焊管的直径较大的情况下，也能够通过简单的装置使在将移动的金属带板弯曲