JP2002248519A - 金属管の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接時の成形において、突合せ部にロール拘
束を行うことにより、極薄肉材の目違い、溶接部の段差
による局部肉厚減少をほとんどない溶接管製造装置を提
供すること。 【解決手段】 平板１を円筒状にロール成形し、溶接に
より金属管を製造する装置において、左右に配置された
孔型ロール（２、２、５、５）を造管方向に２段配置
し、前記前後の孔型ロール（２、２、５、５）の間に溶
接手段６を設け、溶接点前の円筒状の両板端部に接する
ように、前記円筒状の両板端部の内面側に凸孔型ロール
４を、外面側に凹み孔型ロール３を配置することによ
り、板端が衝合する近傍にて板の内側と外側から溶接部
を拘束して、良好な突合せ溶接を遂行し得るようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー溶接等の
薄肉材の溶接時に目違い等の溶接形状を防止し、溶接部
加工性を向上させ、かつ、高速度安定溶接を可能にする
金属管の製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の金属管の製造装置は多段の孔型ロ
ールを用いて、板状のコイルから円周方向に曲げモーメ
ントを与え成形する装置を用いている。成形後の溶接時
には、スクイズ（ＳＱ）ロールと呼ばれる溶接を安定し
て成形溶接させるための成形スタンドがある。

【０００３】従来はこのＳＱロールには２つの左右に対
向した孔型ロールを多段、小径化して用いて溶接が行わ
れているが、板拘束がないため、図５に示すように板１
の両端を突き合わせ溶接する際の板端の段差がついた状
態で目違いａになる溶接部の寸法や加工性に問題があ
り、造管速度にも限界があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−２２５７
１７号公報に開示されている薄肉管の製造方法および製
造装置によれば、金属管の外側に左右配置された対のＳ
Ｑロールと、金属管の両エッジ部内面を支持するバック
アップ手段を配置するものがある。この装置はバックア
ップロールが溶接手段の後方およびＳＱロールと同位置
にあるため（板材を突合せし板端が衝合した後方にある
ため）、溶接部が溶融して凝固し、溶接部の変形抵抗が
高い状態で矯正を行うことになるので、溶接により目違
いが生じた場合には実質上矯正が困難である。

【０００５】本発明は、このようなレーザー溶接等の薄
肉材の溶接時に目違い等の溶接形状を防止し、溶接部加
工性を向上させ、かつ、高速度安定溶接を可能にする金
属管の製造装置を供給することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、平板を円筒状にロール成形し、溶接に
より金属管を製造する装置において、左右に配置された
孔型ロールを造管方向に２段配置し、前記前後の孔型ロ
ールの間に溶接手段を設け、溶接点前の円筒状の両板端
部に接するように前記円筒状の両板端部の内面側に配置
した凸孔型ロールと外面側に配置した凹み孔型ロールを
有することを特徴とする金属管の製造装置にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。図１に
本発明の実施例を示す。図１に示す金属管の製造装置に
おいては、溶接前の金属管素板１を溶接部を対称とし
て、左右に配置された孔型ロール（ＳＱロール）２で拘
束後、板端が衝合し突合せ溶接される溶接手段の前に、
円筒状板端部の内面側に配置した凸孔型ロール（押さえ
下ロール）４と外面側に配置した凹み孔型ロール（押さ
え上ロール）３で押さえて、その後溶接部を対称とし
て、左右に配置された孔型ロール５で拘束し、これら孔
型ロール２、２と孔型ロール５、５間でレーザー等の溶
接を溶接手段６により行う。なお、薄肉材では、左右に
配置された孔型ロール２への進入の際、押し込み力が必
要で、開放端の板エッジ部に圧縮応力が働くため、孔型
ロール５は駆動ロールとすることが好ましい。

【０００８】また、凸孔型ロール４と凹み孔型ロール３
のロール支持は、例えば図２及び図３に示すように、孔
型ロール２の前に設置した挿入ロール９を支持する入り
側スタンドに取りつけた押さえ下ロール位置決め冶具７
と押さえ上ロール位置決め冶具８により固定し、溶接手
段前に凸孔型ロール４と凹み孔型ロール３を保持する。
肉厚・外径に応じて、高さ方向に位置を変えることが可
能な機構を持つことが好ましい。図３においては、ガイ
ド１１、１２により高さを調整できる機構になってい
る。さらに、凸孔型ロール４は、図３及び図４に示すよ
うに、金属管内の軸方向に設置されるアーム１３の一端
側により支持されている。また、孔型ロール５を駆動す
るモーター１０は孔型ロール５の下方に配置される。

【０００９】凸孔型ロール４および凹み孔型ロール３と
溶接手段６の距離は小さいほどよく、成形する鋼管の径
をＤとすると、０．１Ｄmmから１．５Ｄmmとすることが
好ましい。これは前記の距離が０．１Ｄmm未満であると
溶接により、ロールが損傷しやすく、一方１．５Ｄmmよ
り大きいとロール拘束効果が小さくなるという理由によ
る。

【００１０】本発明者は、種々の検討を行ない板端が衝
合する前の近傍にて板の内側と外側から溶接部を拘束す
ることにより、板端の突合せ部の極薄肉材の目違い、溶
接部の段差による局部肉厚減少をほとんどなくすことを
可能にした。本発明は、溶接の後に押さえロールを有す
る従来法ではロールの加熱による劣化があることや、ロ
ールに溶接ビードとの接触を避けるための溝をつける必
要があったが、本発明ではその必要がなく、全面接触が
可能であり、安定した成形通板が行える。また、本発明
は、プレス成形や３ロールベンダー等で成形した後の薄
肉材の溶接に対しても適用できる。

【００１１】

【実施例】表１に比較例と本発明を用いて溶接した場合
の溶接部の肉厚と段差発生の関係を示す。金属管の素材
として引張強さ５００MPa の鋼板を用い、外径６０．５
mm、板厚（ｔ）０．６から１．６mmの範囲で成形溶接を
行った。比較例では、左右に配置された孔型ロール２段
の間にレーザー溶接加工ヘッドを設けたものと、直下に
金属管の押さえロールのみを配置したものの２種類で試
験を行った。

【００１２】本発明例では孔型ロール５と押さえ上ロー
ル（凹み孔型ロール）３及び押さえ下ロール（凸孔型ロ
ール）４との距離（Ｌ）を４０mmとした（即ち、レーザ
ー溶接用加工ヘッドの前方３０mmに押さえ上ロールと押
さえ下ロールを設置した）。比較例では１００μｍより
大きい段差が発生したが、本発明例では５０μｍ以下の
減肉の溶接が可能となった。また、押さえ上ロールおよ
び押さえ下ロールによる外観疵もほとんど発生しなかっ
た。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明はレーザー
溶接等の溶接法を用いた場合の板端の目違いによる金属
管の溶接部減肉を防止し、溶接部加工性を向上させた薄
肉管を提供するものとして、工業上有益な効果をもたら
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明例の装置の外観図。

【図２】本発明の実施例を示す製造装置の平面図。

【図３】本発明の実施例を示す製造装置の立面図。

【図４】本発明の実施例を示す製造装置の側面図。

【図５】従来の溶接金属管に見られる目違いを示す断面
図。

【符号の説明】 １ 金属管 ２ 孔型ロール ３ 凹み孔型ロール（溶接押さえ上ロール） ４ 凸孔型ロール（溶接押さえ下ロール） ５ 孔型ロール（駆動） ６ 溶接手段 ７ 押さえ下ロール位置決め冶具 ８ 押さえ上ロール位置決め冶具 ９ 挿入ロール １０ 駆動用モータ １１ ガイド １２ ガイド １３ アーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板を円筒状にロール成形し、溶接によ
   り金属管を製造する装置において、左右に配置された孔
   型ロールを造管方向に２段配置し、前記前後の孔型ロー
   ルの間に溶接手段を設け、溶接点前の円筒状の両板端部
   に接するように前記円筒状の両板端部の内面側に配置し
   た凸孔型ロールと外面側に配置した凹み孔型ロールを有
   することを特徴とする金属管の製造装置。