JPH05309422A - 溶接管の成形方法および成形スタンド - Google Patents

溶接管の成形方法および成形スタンド

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JPH05309422A
JPH05309422A JP1428293A JP1428293A JPH05309422A JP H05309422 A JPH05309422 A JP H05309422A JP 1428293 A JP1428293 A JP 1428293A JP 1428293 A JP1428293 A JP 1428293A JP H05309422 A JPH05309422 A JP H05309422A
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roll
metal strip
forming
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axis
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JP1428293A
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Kenji Haneda
憲治 羽田
Yasuo Kimiya
康雄 木宮
Daigo Sumimoto
大吾 住本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の幅の金属帯を連続的にロール成形、溶
接する、溶接管の製造ラインにおける寸法精度の良好な
溶接管を成形するための、特に、金属帯端部を精度良く
曲げるための成形方法、および成形スタンドを提供す
る。 【構成】 金属帯板幅方向に二分割された、それぞれ上
下一対の成形水平ロールを、鉛直方向を旋回軸として上
下交差させ、かつ、板幅方向の位置調整を可能な構成と
する。さらに、本発明の効果を最大限に発揮するため
に、旋回方向、旋回角度を限定する。 【効果】 被成形材の肉厚精度を阻害することなく、エ
ッジ曲げを実施することができ、さらに、管径の異なっ
た金属帯の成形に対して、ロール共用性を有するといっ
た効果を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気抵抗溶接法、ある
いは、その他の溶接法にて、所定の幅の金属帯を連続的
にロール成形、溶接する、溶接管の製造ラインにおける
寸法精度の良好な溶接管を成形するための成形方法、お
よび成形スタンドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電気抵抗溶接鋼管などの溶接管
を製造する製造工程においては、所定の幅の金属帯が、
複数のブレークダウンロール、サイドロール、フィンパ
スロールなどからなる成形ロール群に連続的に供給さ
れ、然かる後に、スクイズロールで高周波溶接他の溶接
を施されることによって製造される。
【0003】この方法は、連続で製造可能なため、高能
率で、低コストであることが大きな利点である。このた
め、機械構造用管、ボイラー管、油井管、各種配管など
幅広く用いられており、最近では、薄肉管、厚肉管、高
張力管などの要求も増加している。さらに、高級管指向
として高寸法精度の確保が強く望まれている。
【0004】しかし、これらの薄肉管、厚肉管や高張力
管を従来法によって成形した場合、形状不良が生じるよ
うになる。つまり、図10に示すような、エッジフォー
ミングをする初期成形過程の上下一対のブレークダウン
ロール1,2における成形において、被成形材のエッジ
部の曲げ不足などの問題が生じるようになる。
【0005】これに対して、図11に示すような、エッ
ジフォーミングの際に、被成形材の中央部付近を製品と
逆の曲率に曲げ、両端部を製品と同じ側に曲げる、いわ
ゆるWベンド法が実用化されている。この方法の効果に
ついては、例えば、塑性加工学会発行の昭和60年度塑
性加工春期講演会論文集,p519に紹介されている。
【0006】また、特開平01−044217号公報に
は、エッジフォーミングのための成形スタンドの水平ロ
ールの下孔型ロールを二つのロールから構成し、かつ、
金属帯進行方向への傾斜角を調整可能とすることによ
り、厚肉材でも薄肉材でもエッジ部の成形を十分に行う
ことを可能とする方法が記載されている。
【0007】一方、このような金属管をロール成形、溶
接によって製造する過程においては、手持ちロールの削
減によるロールコストの削減、ロール組み替え頻度の低
減によるライン稼働率の向上などを目的として、管径の
異なった金属帯に対して、ロール共用性の可能な成形ロ
ールが望まれている。これに対して、特開昭62−16
6027号公報に示すようなロールが考案されており、
実用化されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記に示したように、
従来の成形方法におけるエッジフォーミングを行なうブ
レークダウンロールにおいては、特に、薄肉管、厚肉管
や高張力管を成形しようとする場合において、形状不良
の問題が生じる。なお、この形状不良を解消するため
に、後段のフィンパスロールでエッジフォーミングを強
化しようとした場合には、図12に示すようなエッジ部
の増肉15が大きくなり、寸法精度を阻害する要因とな
る。
【0009】また、図11に示した、Wベンド方式のブ
レークダウンロールにおいては、エッジ部の曲げ力の確
保が十分に得られるため、従来法に比べエッジ部の曲げ
を行なうことができるが、被成形材と上ロールとの接触
開始点からロール直下に至るまでの成形過程において、
上ロールと被成形材が局部的に接触するために、図13
に示すような圧痕16が生じ易く、肉厚精度を阻害する
要因となっている。さらに、この方法においても、上ロ
ール1の設計肉厚よりもある程度以上大あるいは小の厚
肉管、薄肉管を成形する場合の形状不良を根本的に解決
し得るものではなく、成形肉厚共用性の範囲を拡大する
には至っていない。
【0010】これに対して、前記特開平01−0442
17号公報では、通常のエッジフォーミング法に比べ、
被成形材とロールの接触が連続的に変化するため、圧痕
などの軽減が期待できるが、下ロールのみを交差、か
つ、傾斜する構造上、共用性の範囲が限定される。
【0011】一方、特開昭62−166027号公報に
示すロールは、幅広い管外径範囲のロール共用性を有す
るもの、ロール曲率が連続的に変化しているため、金属
帯とロールの接触が局部的となり易く、形状不良などの
問題を有するため、特に、厚肉管の成形には適していな
い。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は、所
定の幅の金属帯をロール成形、溶接する溶接管の製造ラ
インにおいて、金属帯幅方向に二分割された金属帯端部
曲げ用の、それぞれの上下一対の成形水平ロールを、鉛
直方向を旋回軸として上下交差させた状態で、上記金属
帯を成形することを特徴とする溶接鋼管の成形方法であ
り、本発明の請求項4は、所定の幅の金属帯をロール成
形、溶接する溶接管の製造ライン・初期成形ロール群に
おいて、金属帯端部曲げ用の上下一対の成形水平ロール
を、金属帯幅方向に二分割してライン両側に配置し、各
々の上下ロールが、鉛直方向を旋回軸として、ロール位
置設定調整をすることが可能であり、かつ、上記の、各
々の上下一対のロールが、板幅方向に位置を調整するこ
とが可能であることを特徴とする溶接鋼管の成形スタン
ドである。
【0013】また、本発明の請求項2は、本発明の効果
を最大限に発揮するためのものであり、金属帯幅方向に
二分割したそれぞれ上下一対の成形水平ロールの、上ロ
ールの旋回角αu 、および、下ロールの旋回角αd を、
上下ロールの旋回方向を上下それぞれ逆向きとし、か
つ、αu ≦45°、αd ≦30°(但し、αu :金属帯
幅方向軸と水平上ロールのロール軸のなす角度、αd
金属帯幅方向軸と水平下ロールのロール軸のなす角度)
の範囲に設定することを特徴とする請求項1記載の溶接
管の成形方法である。
【0014】さらに、本発明の請求項3は、成形スタン
ドの設定精度にかかわらず、本発明を有効にするための
手段であり、金属帯幅方向に二分割したそれぞれ上下一
対の成形水平ロールにおいて、上ロールが、ロールスタ
ンドの入側が金属帯のエッジ側、ロールスタンドの出側
が金属帯の中心側に向くように旋回角を設定することを
特徴とする請求項2記載の溶接管の成形方法である。
【0015】
【作用】本発明においては、エッジフォーミングを目的
とするブレークダウンスタンドにおいて、被成形材であ
る金属帯の板幅方向に二分割されて両側に配置された、
エッジフォーミングを目的とするそれぞれ上下一対の成
形水平ロールを、鉛直方向を旋回軸として上下交差させ
た状態で、金属帯を成形することによって、薄肉管から
厚肉管まで、寸法精度良く成形することが可能である。
これは、図3に示すように、上下一対の成形水平ロール
1,2を交差することにより、ロール直下近傍におい
て、上下ロール1,2はそれぞれ、成形をうける金属帯
10の曲げ部の両側より連続的に接触して成形されるた
め、成形過程において、従来法のように局部的な接触が
発生しないためである。また、図2(a)〜(c)に示
すように、上ロール1の旋回角を変化することにより、
ロール直下近傍の上ロール履歴によって形成される曲率
が変化するため、被成形材である金属帯の肉厚に応じた
ギャップ履歴を構成することができ、薄肉材から厚肉材
までの肉厚範囲に対し、精度良く成形することが可能で
ある。
【0016】さらに、図2(d)に示すように、下ロー
ルの旋回角を変化させることにより、成形をうける金属
帯の外面に接触する下ロールによって形成される曲率を
変化させ、かつ、両側に設置された各々の上下一対のロ
ールの板幅方向位置を、被成形材である金属帯の幅に応
じて調整することにより、管径の異なった金属帯に対し
てロール共用性を持たせることを可能としている。
【0017】なお、一般的に、上ロールの旋回角は、上
ロールの孔型形状、金属帯の成形外径、金属帯の板厚、
上ロール径などによって決定され、下ロールの旋回角
は、下ロールの孔型形状、金属帯の成形外径、下ロール
径などによって決定されるが、本発明の請求項2では、
本発明の効果を最大限に発揮するために、上下ロールの
旋回角方向を以下のように限定した。
【0018】金属帯の成形肉厚が薄くなるほど、上ロー
ルの旋回角度を大きくする必要があるが、過度の旋回角
度では上ロールと金属帯の間のすべりが過大となり、成
形傷、ロール焼付、ロール寿命の低下などの原因となる
ため、金属帯の共用範囲を考慮して旋回角の上限を45
°とした。
【0019】さらに、下ロールの旋回角を大きくするこ
とにより、金属帯の成形外径共用範囲が広くなるが、過
大な旋回角度では上述と同様の問題の原因となる上、上
下左右ロールの干渉によりその範囲が限定されるため、
金属帯の成形外径共用範囲を考慮してその旋回角の上限
を30°とした。これにより、約1.5〜2倍程度の外
径共用性を得ることができる。
【0020】一方、上下ロールを旋回させる場合、ロー
ルと金属帯のすべりの関係から、ロールに金属帯幅方向
の力が作用し、振れが発生する場合がある。例えば、図
8(a)に示すような、上ロールはロールスタンドの入
側が金属帯のエッジ側、出側が金属帯の中心側に向くよ
うに設定し、下ロールはその旋回方向を逆方向に設定す
ることによって上下ロールを交差させた場合(この場
合、上ロールは金属帯のエッジ部から内側へと接触点が
移行することから、以下、内向成形型と称することにす
る。)、上ロールには幅方向外向きの振れ、下ロールに
は幅方向内向きの振れが発生する。一方、図8(b)に
示すような、上ロールはロールスタンドの入側が金属帯
の中心側、出側が金属帯のエッジ側に向くように設定
し、下ロールはその旋回方向を逆方向に設定することに
よって上下ロールを交差させた場合(この場合、上ロー
ルは金属帯の内側からエッジ部へと接触点が移行するこ
とから、以下、外向成形型と称することにする。)、上
ロールには幅方向内向きの振れ、下ロールには幅方向外
向きの振れが発生する。ここで、外向成形型の場合に
は、上ロールが最エッジまで接触しないことによるエッ
ジ部曲げ不足、また、図9に示すように、本発明をWベ
ンド法に適用する場合、振れに伴うギャップ狭化による
局部減肉などが発生する場合がある。
【0021】一方、内向成形型では上記問題点の懸念が
ない上、上下ロールの振れ発生力はエッジ成形に有利な
向きに作用しており、上下ロールの圧下力の軽減などの
利点が期待できる。従って、特にスタンドの剛性などの
関係により振れが発生し易いスタンドの場合には、請求
項3に示した内向成形型とすることが望ましい。
【0022】
【実施例】以下に、図1〜図7に示す実施例に基づい
て、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明を適用し
たロール例の正面図、および平面図を示すものである。
ここで、下ロール2は、成形される金属帯10のエッジ
部17の成形曲率に応じて、旋回角αd が決定される。
また、金属帯の板幅、曲げ長さに応じて、両側の上下ロ
ール幅方向位置が決定される。さらに、金属帯10の肉
厚に応じて、上ロール1の旋回角αu が決定される。
【0023】図2は、金属帯の肉厚、曲げ曲率に応じて
旋回角を設定した場合のロール直下近傍のロールギャッ
プの履歴の例を示したものである。また、図3は、ロー
ルギャップの履歴に応じた金属帯の変形状況の例を示し
たもので、1は上ロール、2は下ロール、10は金属
帯、18は金属帯中央部である。
【0024】図4は、本発明を適用したエッジベンドス
タンドの例の正面図を示すものである。ロール支持梁部
材7,8は、上下ロール軸受材3,4をそれぞれ垂直保
持しており、上ロール支持梁部材7は、圧下スクリュー
軸9により、垂直方向に移動、固定が可能な構造となっ
ている。また、上下ロール支持台5,6は、梁部材7,
8内に設置された、図に無いねじ軸回転、あるいは、図
に無いレール上のスライドブラケットの摺動により、幅
方向に移動、固定できる構造となっている。さらに、上
下ロール支持台5,6は、図に無いギヤ駆動などの方法
により、鉛直軸を軸心として、旋回、固定が可能な構造
となっている。
【0025】なお、必要に応じて、図5に示すように、
板幅方向中央部に、中央部上下ロール11,12、ある
いは、その上下いずれかを支持する軸受材13,14を
ロール支持梁部材7,8に固定する構造とすることも可
能である。図6は、降伏応力294N/mm2 、φ50.8
×t2,10mm相当の帯鋼のエッジフォーミングに対し
て、それぞれ本発明を適用した場合と、適用しない場合
の単スタンド成形後の曲率分布、および肉厚分布を示し
たものである。なお、この例は、内向成形型を適用した
場合の例を示した。従来法では、薄肉材で曲げ不足、厚
肉材で曲げ部圧痕が発生しているが、本発明を適用した
ものでは、非常に良好な形状が得られている。
【0026】さらに、図7は、上記と同一ロールを用い
て、旋回角を調整することにより、同材料、φ34.0
×t5mm相当の帯鋼の、エッジフォーミングを実施した
後の曲率、肉厚分布を示す。ほぼ設定曲率通り成形され
ており、形状も良好である。本発明を適用することによ
り、ロール外径共用性を有することが分かる。
【0027】表1は、同一ロールを用いて、各種の成形
外径、肉厚に対して上下ロールの旋回角を変化させて成
形を実施した場合の曲率、減肉代の実績を示したもので
ある。本発明を適用することによってエッジ成形性の向
上、減肉代低減、ロール外径共用性を得ることが分か
る。さらに、旋回角設定条件を本発明の請求項2、請求
項3を適用することによって、本発明の効果を最大限に
発揮し得ることが分かる。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、金属帯
を連続的にロール成形、溶接して溶接管を製造する際
に、エッジフォーミングのための初期成形過程のブレー
クダウンロール装置において、被成形材の肉厚精度を阻
害することなく、エッジ曲げを実施することができ、さ
らに、管径の異なった金属帯の成形に対して、ロール共
用性を有するといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したロール例の正面図および平面
図。
【図2】本発明を適用した場合の各成形曲率、肉厚に応
じて設定された上下ロールギャップ例を示す図。
【図3】ロール直下近傍の金属帯成形進行状況を示す
図。
【図4】本発明を適用した成形装置例を示す図。
【図5】成形装置の他の例を示す図。
【図6】本発明を適用した場合と、しない場合の単スタ
ンド成形後の曲率および肉厚分布例。
【図7】本発明を適用した場合のロール共用性を示す曲
率、肉厚分布の例。
【図8】(a)は本発明における内向成形型の例、
(b)は本発明における外向成形型の例。
【図9】本発明における外向成形型をWベンド法に適用
した場合の、上ロールに内向の振れが発生した場合の
例。
【図10】従来法のエッジベンドロールの断面例。
【図11】Wベンド方式ブレークダウンロールの例。
【図12】寸法精度を悪化させているエッジ増肉の例を
示す金属帯の断面図。
【図13】寸法精度を悪化させる曲げ圧痕の例を示す断
面図。
【符号の説明】
1 上ロール 2 下ロール 3 上ロール軸受材 4 下ロール軸受材 5 上ロール支持台 6 下ロール支持台 7 上ロール支持梁部材 8 下ロール支持梁部材 9 圧下スクリュー軸 10 金属帯 11 中央部上ロール 12 中央部下ロール 13 中央部上ロール軸受材 14 中央部下ロール軸受材 15 エッジ部増肉 16 曲げ部圧痕 17 金属帯エッジ部 18 金属帯中央部 19 フィン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の幅の金属帯をロール成形、溶接す
    る溶接管の製造ラインにおいて、金属帯幅方向に二分割
    された金属帯端部曲げ用の、それぞれ上下一対の成形水
    平ロールを、鉛直方向を旋回軸として上下交差させた状
    態で、上記金属帯を成形することを特徴とする溶接鋼管
    の成形方法。
  2. 【請求項2】 金属帯幅方向に二分割したそれぞれ上下
    一対の成形水平ロールの、上ロールの旋回角αu 、およ
    び、下ロールの旋回角αd を、上下ロールの旋回方向を
    上下それぞれ逆向きとし、かつ、 αu ≦45° αd ≦30° 但し、αu :金属帯幅方向軸と水平上ロールのロール軸
    のなす角度 αd :金属帯幅方向軸と水平下ロールのロール軸のなす
    角度 の範囲に設定することを特徴とする請求項1記載の溶接
    管の成形方法。
  3. 【請求項3】 金属帯幅方向に二分割したそれぞれ上下
    一対の成形水平ロールにおいて、上ロールが、ロールス
    タンドの入側が金属帯のエッジ側、ロールスタンドの出
    側が金属帯の中心側に向くように旋回角を設定すること
    を特徴とする請求項2記載の溶接管の成形方法。
  4. 【請求項4】 所定の幅の金属帯をロール成形、溶接す
    る溶接管の製造ライン・初期成形ロール群において、金
    属帯端部曲げ用の上下一対の成形水平ロールを、金属帯
    幅方向に二分割してライン両側に配置し、各々の上下ロ
    ールが、鉛直方向を旋回軸として、ロール位置設定調整
    をすることが可能であり、かつ、上記の、各々の上下一
    対のロールが、板幅方向に位置を調整することが可能で
    あることを特徴とする溶接鋼管の成形スタンド。
JP1428293A 1992-03-13 1993-01-29 溶接管の成形方法および成形スタンド Pending JPH05309422A (ja)

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EP93919622A EP0623403B1 (en) 1992-09-25 1993-09-07 Method of forming welded pipe and forming stand therefor
PCT/JP1993/001265 WO1994007621A1 (fr) 1992-09-25 1993-09-07 Procede de formage de tubes soudes et support de formage prevu a cet effet
DE69327045T DE69327045T2 (de) 1992-09-25 1993-09-07 Verfahren zum herstellen geschweisster röhren und formvorrichtung dazu
US08/718,289 US5704243A (en) 1992-09-25 1996-09-20 Forming method and forming stand for welded pipes

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0441021A (ja) * 1990-06-06 1992-02-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶接管の製造装置

Patent Citations (1)

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