JP2003251406A - 溶接管の製造方法および設備列 - Google Patents

溶接管の製造方法および設備列

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JP2003251406A
JP2003251406A JP2002051633A JP2002051633A JP2003251406A JP 2003251406 A JP2003251406 A JP 2003251406A JP 2002051633 A JP2002051633 A JP 2002051633A JP 2002051633 A JP2002051633 A JP 2002051633A JP 2003251406 A JP2003251406 A JP 2003251406A
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pipe
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welded
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Yoshitomo Okabe
能知 岡部
Takaaki Toyooka
高明 豊岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 他の管内装入装置との干渉がなく安定してオ
ープン管エッジ接合前の縁波を防止しうる溶接管の製造
方法および設備列を提供する。 【解決手段】 帯鋼25を成形ロール群8により漸次幅曲
げ成形してオープン管23となし、該オープン管の両エッ
ジ部23a,23b をスクイズロール22で衝合しつつ溶接する
溶接管の製造方法において、スクイズロールの上流側、
好ましくは成形ロール群の入側で、帯幅中央部25c のみ
を央押ロール1で押圧して被成形材に腹伸びを付与す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接管の製造方法
および設備列に関し、とくに、ロール成形法により略丸
型に成形されたオープン管の両エッジ部を溶接して丸形
溶接管となす方法および該方法を実施するための設備列
に関する。
【0002】
【従来の技術】大径の溶接管例えば電縫鋼管の製造工程
では、造管ラインに沿ってブレークダウンロール、ケー
ジロール、フィンパスロール等からなる成形ロール群お
よびスクイズロールを上流側からこの順に配置した製造
設備が用いられる。この種の設備では、図3に示すよう
に、最終のフィンパスロール21とスクイズロール22との
間に、オープン管23の外側からオープン管23の両エッジ
部23a,23b が接近して一定距離を維持するように拘束す
るシームガイドロール24が配置され、両エッジ部23a,23
b を拘束しつつ、スクイズロール22へ案内している。
【0003】しかしながら、電縫鋼管の成形において
は、図4に示すように、素材となる帯鋼25の両エッジ部
25a,25b の長手方向の1点が、帯鋼25の状態からオープ
ン管23の状態になるまでにたどる軌跡L1Eが、素材長
手方向同位置の帯幅中央部25cの1点の軌跡L1Cより
も長くなるため、帯鋼25の両エッジ部25a,25b ないしオ
ープン管23の両エッジ部23a,23b が一時的に引き延ばさ
れたエッジストレッチの状態となる。
【0004】このため、外部からの拘束力が作用しない
場合には、オープン管23は両エッジ部23a,23b を外側に
して円環状に曲がってしまうことになるが、実際はそう
ならないように、フィンパスロール21により、両エッジ
部23a,23b に周方向の圧下の圧下をかけるようにしてい
るため、引き延ばされた両エッジ部23a,23b には圧縮応
力が発生する。この周方向の圧下により、オープン管23
全体が長手方向に伸長されなければ、エッジ部に発生す
る圧縮応力によりオープン管23の両エッジ部23a,23b が
座屈するため、エッジ部が波打つ所謂エッジウェーブ
(縁波)が発生する。
【0005】オープン管23の両エッジ部23a,23b が突き
合わされる前の段階、すなわち溶接前にエッジ部23a,23
b のいずれか一方で縁波が発生すると、安定した溶接が
行われないばかりか、両エッジ部23a,23b の縁波の位相
が同期しない場合が一般的なので、図5に示すように、
オープン管23の両エッジ部23a,23b 相互間に高さ方向の
位置ずれ(ギャップG)が生じ、溶接が困難になるとい
う問題がある。
【0006】この問題の解決策として、次のような技術
が知られている。 [1] 造管ライン全体にダウンヒルを与えることにより、
オープン管エッジ部の長手方向伸びを抑制すると共に、
ボトム部(エッジ部と対向する部位)に伸びを付与する
(特開昭61−165225、特開昭61−165226号公報)。 [2] 例えば図6に示すように、スクイズロールの入側の
オープン管23内面側に内面シームガイドロール装置11を
配置し、同装置11内の押上げロール12a,12b により両エ
ッジ部23a,23b を押し上げることにより、溶接直前の縁
波を見かけ上消去する(特公昭61−34908 、特開平5−
208213、特開5平−277757、特開平7−16760 、特開平
10−175014号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、[1] の技術で
は、充分な縁波防止効果が得られない。また、造管ライ
ン全体の変更が必要となってコストが嵩む。これに対
し、[2] の技術では、充分な縁波防止効果が得られる。
また、造管ラインの局部変更で足りるからコストもさほ
どかからない。しかしながら、[2] の技術では、スクイ
ズロール入側のオープン管内面側に内面シームガイド装
置を配置するため、他の管内装入装置(:内面ビード切
削装置やインピーダ等)とのスペースの取り合いが生じ
るという問題や、管の振動等で他装置と干渉して位置ず
れしやすくて安定した縁波防止効果を得難いという問題
がある。
【0008】上記従来技術[2] の問題点に鑑み、本発明
は、他の管内装入装置との干渉がなく安定してオープン
管エッジ接合前の縁波を防止しうる溶接管の製造方法お
よび設備列を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、成形ラインの
上流側で被成形材の帯幅中央部(オープン管ボトム相当
部)をロールで押圧して積極的に腹伸びを起こさせるこ
とにより、上記目的を達成したものである。すなわち、
本発明は、帯鋼を成形ロール群により漸次幅曲げ成形し
てオープン管となし、該オープン管の両エッジ部をスク
イズロールで衝合しつつ溶接する溶接管の製造方法にお
いて、スクイズロールの上流側、好ましくは成形ロール
群の入側で、帯幅中央部のみをロールで押圧して被成形
材に腹伸びを付与することを特徴とする溶接管の製造方
法である。
【0010】また、本発明は、帯鋼を払出すアンコイラ
と、帯鋼の先行材尾端に後続材先端を溶接する帯継溶接
機と、帯鋼を貯留送出するルーパと、帯鋼を漸次幅曲げ
成形してオープン管となす成形ロール群と、オープン管
の両エッジ部を加熱するエッジ加熱装置と、オープン管
の両エッジ部端面を衝合するスクイズロールとの順次直
列配置を有する溶接管の製造設備列において、前記帯継
溶接機と前記スクイズロールとの間、好ましくは前記ル
ーパと前記成形ロール群との間に、帯幅中央部のみを押
圧する央押ロールを配置したことを特徴とする溶接管の
製造設備列である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明において、「溶接」とは、
通常の溶融による接合のみならず、融点未満の固相拡散
による接合も包含する概念である。溶接法としては、レ
ーザ等の高エネルギービーム溶接法、高周波電縫溶接
法、TIG溶接法、MIG溶接法、MAG溶接法等、お
よびそれら方式を組み合わせた溶接法、ならびに固相圧
接法のいずれも好ましく用いうる。
【0012】本発明方法によれば、スクイズロールの上
流側で、帯幅中央部(オープン管ボトム相当部)のみを
上下いずれか一方の向きにロールで押圧して被成形材に
腹伸びを付与するから、前掲図4においてL1CをL1
Eに可及的に近づけてエッジストレッチを軽減すること
ができ、したがって縁波が防止される。なお、帯幅中央
部(オープン管ボトム相当部)またはオープン管ボトム
部のみを押圧するロールを本発明では「央押ロール」と
いう。この央押ロールはオープン管の外側に配置するこ
とができるので、従来技術[2] で生じていた、他の管内
装入装置とのスペース取り合いの問題や、それらとの干
渉による位置ずれといった不安定性の問題は生じない。
【0013】腹伸びを付与する被成形材の形状段階は、
帯鋼段階、オープン管段階のいずれであってもよいが、
オープン管を央押ロールで押圧するのは、周方向の形状
が乱れ易く、その乱れにより、溶接が不安定になること
があるのに対し、帯鋼ではそれが生じないので、例えば
図1に示すように、帯鋼25を央押ロール1で押圧する方
が好ましい。なお、この例では、矢印2の向きに通材さ
れている帯鋼25を央押ロール1で矢印3の向き(上向
き)に押圧しているが、下向きに押圧してもよい。いず
れにしても、央押ロール1の入側から出側にかけての通
材区間では、帯幅中央部25c の1点の通材軌跡は帯長手
方向同位置の両エッジ部25a,25b の各1点の通材軌跡よ
りも長くなり、被成形材が腹伸び状態となるので、この
腹伸びが、次工程の成形ロール群による漸次幅曲げ成形
で生じようとする両エッジ部の偏伸びと相殺する(図4
においてL1C≒L1Eとなる)から、エッジストレッ
チが軽減される。
【0014】なお、図1において、10は央押ロール1の
入側と出側で帯鋼25の余計な動きを拘束する機能をもつ
ピンチロール相当手段であり、このピンチロール相当手
段10は、かかる機能をもつものであればその形態は特に
限定されず、造管ラインに既存のもの(例えば下流側で
は成形ロール群の第1段目のブレークダウンロール等)
を兼用することもできる。また、被成形材に腹伸びを付
与させやすくするためには、央押ロールで押圧される被
成形材にライン方向(長手方向)の張力を付与させるこ
と、ライン方向に対して直角の方向に張力を付与させる
こと、さらには、被成形材のエッジ部25a,25b を拘束す
ることが有効である。
【0015】また、央押ロール1による押圧量η(図1
(b) )は、予め実験により求めた最適値にプリセットし
てもよいが、下流のスクイズロール入側で縁波発生程度
をセンシングしてそのセンシングデータが所定の許容範
囲内に収まるようにフィードバック制御すると、より効
果的に縁波を防止できて好ましい。次に本発明設備列に
ついて述べると、これは、本発明方法の実施に好適な溶
接管の製造設備列であり、例えば図2に電縫鋼管30製造
ラインへの適用例を示すように、帯鋼25を払出すアンコ
イラ5と、帯鋼25の先行材尾端に後続材先端を溶接する
帯継溶接機6と、帯鋼25を貯留送出するルーパ7と、帯
鋼25を漸次幅曲げ成形してオープン管23となす成形ロー
ル群8と、オープン管23の両エッジ部23a,23b を加熱す
るエッジ加熱装置(誘導加熱コイル)9と、オープン管
23の両エッジ部端面を衝合するスクイズロール22との順
次直列配置を有するものにおいて、帯継溶接機6とスク
イズロール22との間、好ましくは図示の如くルーパ7と
成形ロール群8との間に、本発明方法に係る央押ロール
1を配置してなる。ここでは、成形ロール群8のうち、
第1段目のブレークダウンロール18と最終段目のフィン
パスロール21のみ図示し、これらの間に複数段直列配置
されたケージロールあるいはCBR(Chance Free Bulg
e Roll Forming Process)等は図示を省略した。
【0016】図2の例では、図1のピンチロール相当手
段10として、ルーパ出口ピンチロール17およびブレーク
ダウンロール18が兼用される。また、央押ロール1の押
圧量(図1(b) のη)は、センサ(レーザ距離計)4に
よるフィンパスロール21出側のオープン管エッジ部計測
距離から算出した縁波高さ(:縁波の波形の振幅)が許
容範囲内に収まるように押圧アクチュエータ(エアシリ
ンダ)1Aを自動運転するフィードバック方式にて制御さ
れる。
【0017】このような設備列とすることにより、帯鋼
を連続的にロール成形してオープン管となし、該オープ
ン管エッジ部の縁波発生を効果的かつ安定的に防止しな
がら該エッジ部端面を加熱・衝合・圧接することがで
き、製品シーム部に目違い(段差)のない良好形状の溶
接管を製造することができる。
【0018】
【実施例】JIS G3445相当組成の帯鋼素材から肉厚
1.0mm ×外径100mm の電縫鋼管を製造するにあたり、図
2の設備列を用い、前記フィードバック制御での縁波高
さの許容範囲を0.2mm に設定して操業した本発明例と、
図2から央押ロール1を除去した設備列を用いて操業し
ていた従来例とで、製品シーム部の目違い不良発生本数
率を比較すると、従来例の35%に対し、本発明例では2
%となり、大幅な改善効果が得られた。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、オープン管エッジ部溶
接前での縁波発生を安定的かつ効果的に防止しながら溶
接管を製造できるようになるという優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一実施形態を示す説明図((a):側
面図、(b):(a) のC-C 矢視図)である。
【図2】本発明設備列の一実施形態を示す側面模式図で
ある。
【図3】溶接管製造ラインの一例を示す模式図((a):ラ
インの部分側面図、(b):(a) のA-A 矢視図)である。
【図4】帯鋼からオープン管への成形によるエッジスト
レッチ発生を示す説明図である。
【図5】縁波により生じるギャップGを示す説明図であ
る。
【図6】従来の内面シームガイドロール装置の一例を示
す模式図((a):側面図、(b):(a) のB-B 矢視図)であ
る。
【符号の説明】
1 央押ロール 1A 押圧アクチュエータ(エアシリンダ) 2 通材の向き相当矢印 3 押圧の向き相当矢印 4 センサ(レーザ距離計) 5 アンコイラ 6 帯継溶接機 7 ルーパ 8 成形ロール群 9 エッジ加熱装置(誘導加熱コイル) 10 ピンチロール相当手段 11 内面シームガイドロール装置 12a,12b 押上げロール 14a,14b 昇降手段 15 支持基盤 16 ボトムロール 17 ルーパ出口ピンチロール 18 ブレークダウンロール 21 フィンパスロール 22 スクイズロール 23 オープン管 23a,23b, オープン管のエッジ部 24 シームガイドロール 25 帯鋼 25a,25b 帯鋼のエッジ部 25c 帯幅中央部 30 溶接管(電縫鋼管)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯鋼を成形ロール群により漸次幅曲げ成
    形してオープン管となし、該オープン管の両エッジ部を
    スクイズロールで衝合しつつ溶接する溶接管の製造方法
    において、スクイズロールの上流側で、帯幅中央部のみ
    をロールで押圧して被成形材に腹伸びを付与することを
    特徴とする溶接管の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記腹伸びを前記成形ロール群の入側で
    付与することを特徴とする請求項1記載の溶接管の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 帯鋼を払出すアンコイラと、帯鋼の先行
    材尾端に後続材先端を溶接する帯継溶接機と、帯鋼を貯
    留送出するルーパと、帯鋼を漸次幅曲げ成形してオープ
    ン管となす成形ロール群と、オープン管の両エッジ部を
    加熱するエッジ加熱装置と、オープン管の両エッジ部端
    面を衝合するスクイズロールとの順次直列配置を有する
    溶接管の製造設備列において、前記帯継溶接機と前記ス
    クイズロールとの間に、帯幅中央部のみを押圧する央押
    ロールを配置したことを特徴とする溶接管の製造設備
    列。
  4. 【請求項4】 前記央押ロールを前記ルーパと前記成形
    ロール群との間に配置したことを特徴とする請求項3記
    載の溶接管の製造設備列。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6070967B2 (ja) * 2013-05-29 2017-02-01 Jfeスチール株式会社 溶接鋼管の製造方法
CN116116952A (zh) * 2023-04-13 2023-05-16 山西八建集团有限公司 一种便于多角度折弯的无损弧形管道加工机床

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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