JPS6049812A - 大径角形鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明方法は、大径角形鋼管の製造方法、特（＝成形溶
接工程における加工能率の改善技術（二関する。

従来技術 小径の軽量角形鋼管の製造の場合は、帯状板を長手方向
に四個所折曲げ、単一の溶接線で溶着成形することも行
われているが、建築用、土木施工用等の肉厚２０ｒＭｌ
、断面３５Ｘ３５ｃｍ、長さ１８７ｎ程度の大径角形鋼
管の製造の際は、曲（中加工その（ｌｈの設備投資が膨
大になる上に、厚板加工上、種々０〕むずかしい問題が
多く、このため軽景鋼管負しくニ一枚板から大径角形鋼
管を製造することは事実」二できないものと考えられて
いた。

そこで、それぞれ断面を口字形に折曲（→゛た二枚の厚
鋼板の各長手側縁を相互に突合せ溶接することにより、
大径角形鋼管を成形する製造方法力；行われているが、
このような製法では、一本の鋼管に溶接線が二本できる
こと（二Ｔ、ｒ”）て溶接資材、加工原価が多くかかる
上（＝、溶接歪が多く生じて、これを矯正するのに手間
がかかる等、不都合な而が少７（＜ない。

最近になって、帯状の肉厚鋼板を単位長さに切断して、
長手方向に沿ってそれぞれ隅角部相当個所をプレス加工
により四回折曲げ、その長手方向１ｕ角断面を半開きの
四角形に近い外形口字状の半成形品に成形した後、成形
ローラを通して所要の四角形に整形すると共に、開口側
縁を閉じ両側縁を突合せ仮溶接してから、その突合せ面
をガス溶接することによって鋼管を製造する技術が開発
された。

しかし、この製法によれば、それぞれ突合せ端面し開先
加工を施すとか、内側に当金をあてるとか、厚肉部を内
外両側から溶接加工を施すとが、溶接工程が複雑である
ばかりでなく、作業工程上、加工長さに限界があって、
単位長さ毎に加工を施すことを要し、これだと成形ロー
ラへの進入角の保持ができず、終端の１ｍ位が溶接不良
にＩＩるので切落す等の不都合が生じ、流れ作業にのせ
ることができｆＩいので、加工能率の上で改善を要する
点かぁ−）だ。

このネックポイントを解決するために、単位の帯状厚鋼
板を長手方向端面が四角形に近い半開き状半成形品に折
曲げ成形した後、成形ローラ、スクイズ・ローラ等の手
段を用いて断面を所望の四角形に整形すると共に、開口
・突合せ部を連続的（二電気溶接、たとえば高周波抵抗
溶接手段によって電気溶接し、連続的に突合せ溶接する
手段を採用した。

上述の製造方法によれば、鋼管の連続的溶接加工が可能
に７（るので、単位の角型鋼管素材を半成形品（二成形
した後、長手方向両端を互に仮付けして連続的半成形品
を形成して、これを上記電気溶接設備に送り込むことに
より、成形ローラへの進入角を一定に保持することがで
き大径角形鋼管の流れ作業的成形加工が可能となった。

同成形品は、その後に、それぞれ仮伺は溶接端部を切離
ずことによって、一本一本の最終製品とする。このよう
な製法を採用することにより、その作業容量に比べ比較
的に小規模な設備投資によって成形・加工能率を大巾に
向上させることができ、製品のコスト・ダウンを実現さ
せることができた。

ところが、上述の電気溶接設備において、成形ローラお
よびスクイズ・ローラは、鋼管半成形品を絞り込んで正
四角形断面に整形する際に、その開口部を閉じる位置に
高周波電流を通して加熱しながら同側縁相互を突合せ溶
着する工程を含むがら、鋼管素祠壁がその移送方向（＝
向けて各ローラから順次内側に折曲げられるカを受ける
ことになる。換言すると、鋼管半成形品は、その長手方
向軸に１α角な断面における移送方向前後で、その面に
相当に大きな剪断力が加わることにＴ（る。たとえば、
スクイズ・ローラにより半成形品が整形されているとき
には、その個所がら仮付は端部を介して離れた半成形品
の辺にも折曲げ力が加わる結果、仮付は端面に、そのた
めの剪断力が生じるので、仮イ」けといっても簡単ｒｘ
溶着では整形中途で同個所が破断して、流れ作業が中断
して了うことになる。

ずｒ、（わち、半成形品端面相互の仮（１け溶接は、当
該個所が長い鋼管素材をその長手方向に移送するのに必
要な程度の強度を有するのであれば足りるのではす＜、
鋼管素材の四辺を折曲げ加］ニするとき（二生じる剪断
力に充分耐える程度の強度を備えるものでなければｒｚ
らない。

このため、素材端面は、高周波突合せ溶着部分を有する
辺だけではすく、それに隣る側辺部分まで、確実にかつ
丁寧に溶着することを要し、この溶接作業に少なからぬ
作業時間と資料とを必要とした。そして、これが、電気
溶接による鋼管の成形加工の能率向上を制約していた。

ところで、この種の鋼管の製造方法において、その四角
形半成形品にかかる整形ロール等の外力は、その断面形
中、前記鋼管を形成する下辺の両隅角部を中心に側辺を
内側に折曲げる作用、上辺の開口縁を相互に近接・突合
せる作用および上辺を形成する両側片が一平面内にはい
るように成形する作用を加えるものとして分析すること
ができる。

そして、もし、」二辺開口縁を相互に近接・突合せする
外力に対抗する確実な連結が隣合った上辺間に形成され
るならば、それが他の外力に対しても有効であることが
解っている。この場合、先行する半成形品の後端面が、
後続する半成形品の前端部を絞り込むように作用する。

そこで仮伺けする端面のうち高周波突合せ溶接部を備え
た仮付は側辺が半成形品の移送方向に対し凸形のイン・
ロー形状を形成するようにずれば、先行する半成形品の
後端部が成形ロール等によって内側に絞り込まれるとき
にイン・ロー係合を介して、その外力を後続の半成形品
の前端部を挾むように作用して、上述リグ断力をイン・
ロー形状に負荷し、これによって仮付は溶接を簡略化す
ることができるものとなる。

！ｈ−、−−ｐ勺 そこで本発明製造方法は、上記の構成を利用することに
よって半成形品相互の仮イ」け溶接を簡略化、能率的に
することにより、大径四角形鋼管の成形・溶接加工の能
率を向上させ、また、多少仮付は溶接に不同があっても
確実に作用して、それによる規格外製品の発生率を低下
させるようにし、もって製造コストの低減を図ることを
目的とするものである。

構　成 本発明にかかる大径角形鋼管の製造方法は、単位の帯状
厚板鋼板を長手方向に沿い、隅角部相当位置を四個所折
曲げて、その断面を角形鋼管に近い形状に成形し、つい
で前肥半成形素祠を長手方向に移送して各単位半成形素
材の移送方向後☆Ｔ：面を次の単位半成形素材の移送方
向前端部とを仮付は溶接をして一体的に連結した後、順
次、その断面形状を所定の角形鋼管に近刊けて成形する
と共に、その長手方向対向側縁を突合せ電気溶接をする
ようにして成る大径角形鋼管の製造方法において、単位
半成形素材の長手方向端面のうち突合せ溶接縁を備えた
面の仮イ」け線部分が鋼管の移送方向に対して凸状を形
成するよう、予め帯状厚板鋼板の長手方向両端面を切断
して置くことを特徴とする成形方法。

であって、今、その一実施例を図面に従−）て説明する
と、下記のとおりである。

ｆｃお、本発明製造方法は、本件特許出願人が本出願前
に出願した昭和５５年特許出願公開第１１２１．２８号
公報（昭和５４年特許願第１９９８５号公報）、大径角
形鋼管の製造方法をベースとしているので、その他の詳
細は同公報の説明を参照するとして、その大略を述べる
こととする。

第１図は、上記基本方法を実施する装置の概略図で、そ
の工程は図面で左側−ヒから右へ向って、熱間圧延コイ
ル（板厚、９〜２５ｍｍ）１１から鋼板１を巻出し、レ
ベラ１５を通すことによって曲りを矯正した後、スリッ
タ６にかけて単位長（−約１８１ｎ）に切断し、移送ロ
ーラ１０によって長手方向に移送しｆ「がら耳取り機２
を通して鋼板の巾を規制し、次に、プレス機械の所定位
置に単位鋼板を送り込んで型３１を」−下させることに
より、それぞれ角形鋼管の四隅に相当する位置を四個所
折曲げ加工して、その断面を第２図に示すような外形が
口字状になるよう成形し、鋼管の半成形品１３を形成す
る。

この際、半成形品１３の各隅部はできるだけ９０°に近
く折曲げておく事が、その後の製造工程上有利であるが
、型３１を開口部から挿脱する折…Ｉｉｆ加工を施すた
めに、成る程度以上大きな折曲げ角は。

望めない。第２図の半成形品断面図において、隅角部１
６と１９の角度Ａは約９２°、隅角部１７．１８の角度
Ｃは、はぼ１１５°とすることが好ましい。

再び第１図に戻って、この半成形品１３をプレス機械３
から取出し、複数個、長手方卯に並べてその端面相互を
突合せ、移送ローラ１０の両側に設置した走行仮付は模
７によって先行する半成形品１３の後端面に後続する半
成形品１３の前端面を仮付けする。

仮伺は榛７は移送ローラ１０の両側に配置されたレール
８上を往復動し、半成形品１３と共に成形ロール４の近
くまで移動する間に端面相互の仮伺は溶接を完了するも
のでなければｒｚらｒｆい。仮付は完了後の半成形品１
３は成形ロール４等により」−２下から押え付けられな
がら溶接機側に送り込まれ、順次両側のローラによって
段階的に折曲げられ、隅角１７，１Ｂの角度Ｃが９０°
に７：Ｃつて開口端側か突合わされた状態で高周波溶接
機５に送られて一度に厚板全体に亘って溶接され、一工
程で終了する。

高周波溶着手段を採用したことじより溶接棒等の消耗資
材も必要とせず、また溶接に基く歪の発生も少ない。７
ｃれに、突合せ溶接面の開先加工も要しないため工程の
簡略化が容易にｒｚされる。

ｆＣお、この溶接は、高周波誘導溶接でも、高周波抵抗
溶接であってもよい。かくして、溶接手段を連続加工に
向くよう改良することができたこと、単位の半成形品の
前後端面な仮付は溶接して連続的に溶接機（二送り込む
工程と相俟って、加工能率を大巾に向上させることがで
きた。さらに所定形状に成形された角形鋼管は５、移送
ローラ１ｏにより送り出され、その側部に配設した走行
切断機２６によって、仮伺は部を切離して単位成形品缶
口溶着部の余肉を削り、歪取りローラ９に送って主とし
て長さ方向の歪を矯正し、ついで超音波探傷機等の検査
装＠２０を通って完成品３ｏとｒｘる。

以上述べた工程よりなる角形鋼管の製造方法中、走行仮
（＝ｌけ機７の加工工程にはさきの従来技術の項で説明
した不都合が存在する。本発明製法は、この仮付は溶接
手段に関連するもので、この方法に従えば従来のように
確実、念入り（′−仮（＝ｊけ溶接しなくても仮付は部
が破断することがなく、また若干溶接に良否が生じても
確実に機能するので、仮利は溶接の作業量を大きく節減
することができ、その分だけ高周波溶接機の加工能率を
向上させることが可能となる。

第３図は、高周波溶接機５に送り込まれる直前の成形加
工中の半成形品１３を開口部を有する辺の側、通常上方
からみた概略図であ−〕て、図中、２２は端面仮イ」け
部、２５−１は、先行１−る半成形品１３の後端面で高
周波突合せ溶着部を含む辺の中央部を凹形に切欠した切
欠部、２５−２は後続する半成形品１３の先端面で高周
波突合せ溶着部を含む辺の中央部を凸形に突出させた部
分で、切欠部２５−１にぴったり嵌合する凸部であり、
実施例では５〜１０咽突出または切欠いである。

成形ローラ４およびスクイズ・ローラ３１によって先行
する半成形品１３の両側が締イ環すられｌの開口巾が狭
まると、その加圧力は後端面から仮付は部２２を介して
後続する半成形品の前端面に締付は力として伝達され、
この際、仮付は溶接部２２に大きｆｃりり断力が働くこ
とになるが、さきの突出・切欠部２５−１．２５−２の
嵌合によるイン・ロー構造が上述加圧力の相当部分を負
担するので仮伺は溶着部２２の応力は大１１］に軽減さ
れ、この個所の仮付は溶接のために従来技術のような念
入り、確実な加工を施す必要が無くなる。

３１は、高周波突合せ溶着のための前述スクイズ・ロー
ラで、高周波溶接機の接触子３２よりも鋼管素伺の移送
方向下流側に位置し、半成形品１３の上辺開口部を閉じ
て突合せ、この個所を通じて両辺の接触子から高周波電
流を流して加熱・溶融し、加圧して一度に突合せ溶着す
る。矢印は、半成形品の移送方向を示す。

第４図は、半成形品の長手方向端面部分の斜視図であっ
て、その（ａ）は先行半成形品１３の後端面で、２５−
１は開口部を有する辺の一部を切欠いた切欠部、その（
ｂ）は後続する半成形品１３の移送方向前端面で、２５
−２はその開口部を有する辺の一部に突出する凸部で、
その形状は、そのまま前記切欠部２５−１に嵌着する大
きさである。成形ローラ４等による半成形品側辺の内側
への折曲げ応力は締イ」け力となって仮付は連結部２２
の個所で、上記凹凸部２５−＋　。

２５＝２の嵌着構造によって大部分伝達されるようにな
る。そのための両者間の突出または切欠長さは、長手方
向で５〜１０Ｉ＋ＩＩ＋＋程度で足りる。

効　果 以上のとおりであるから、本発明製造方法によれば従来
の単位半成形品相互の仮付は作業を犬ｄ］に省略するこ
とができて、極端に云えば高周波電流を流すに必要な程
度であればよ（、その作業時間が高周波溶接加工の能率
を制約することが無く′ｆ、【るばかりですく、仮付は
部分の破断事故の発生を防止するので確実な成形加工が
安定して、かつ能率よく施すことができるものとｆ「る
。兼ねて単位製品の端部に溶接不良が生じるとい−）た
心配もなくなる。

また、単位素材の長手方向端部の凹凸形状は、ロール素
材１１から鋼板を引出してスリッタ６によつて単位長さ
の鋼板１に切断するとき、スリッタ６の刃の形を凸状に
成形して置くことにより、切欠きのために材料に無駄が
できることを防ぐことができる。

このようにすることによって、加工量および作業能率に
比較して設備投資額を少なくすることができ、安定した
品質で競争力の強い大径角形鋼管を製造することが可能
である、

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明大径角型鋼管の製造方法を実施するた
めの基本となる装置の概略図、第２図は、プレス機械に
より各隅角部を折曲げ成形した角形鋼管の半成形品の断
面図、第３図は、本発明製造方法を実施した半成形品を
成形工程と高周波溶接機に送り込むところを示す平面略
図、第４図は、本発明製造方法を実施するだめの半成形
品の端面部の斜視図で、その（ａｌは先行する半成形品
の後端面、その（ｂ）は後続する半成形品の前端面部分
である。 ４・・・成形ローラ　１３・・・大径角形鋼管の半成形
品１４・・・成形品　２２・・・仮付は部分２５−＋　
、　２５−２・・・切欠き、突出部分３１・・・スクイ
ズ・ローラ３２・・・高周波溶接機の接触子代理人　弁
理士　永　１）浩　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単位の帯状厚板鋼板を長手方向に沿い、隅角部相当位置
   を四個所折曲げて、その断面を角形鋼管に近い形状に成
   形し、ついで前記半成形累月を長手方向に移送して各単
   位半成形素材の移送方向後端面を次の単位半成形素材の
   移送方向前端面とを仮伺は溶接をして一体的に連結した
   後、順次、その断面形状を所定の角形鋼管に近刊けて成
   形すると共；二、その長手方向対向側縁を突合せ電気溶
   接ぜ溶接縁を備えた面の仮イ」け線部分が鋼管の移送方
   向に対して凸状を形成するよう、予め帯状厚板鋼板の長
   手方向両端面を切断して置くことを特徴とする成形方法
   。