JP2004268049A - Method and apparatus for producing thin tube blank - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄肉金属部品をハイドロフォーム加工するための薄肉素管の製造方法及び製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2002−120024号公報
【0003】
ハイドロフォーム加工法は、金属製の素管を金型内にセットしてシールパンチにより管端から軸押しと高内圧とを加え、素管を金型の内面形状に沿って塑性変形させる加工法であり、複雑な形状を溶接によらずに成形できるため、軽量性を求められる自動車部品などの成形法として注目されている。従来ハイドロフォームは比較的厚肉の部品の製造に用いられていたので、素管としては特許文献1に示すような電縫鋼管を用いるのが一般的である。
【0004】
ところが最近、薄肉金属部品をハイドロフォームすることが検討されており、その場合には素管も薄肉とすることが求められる。しかし、板厚tを素管の直径Dに対して小さくし、t/D≦0.02としようとすると、電縫鋼管の成形が不安定になり、溶接品質が安定しない。このために薄肉で大径の部品をハイドロフォームするために薄肉素管を用いようとした場合、電縫鋼管を用いることはできない。そこで本発明者は、金属板を管状に板巻き成形し、その端面どうしをレーザー溶接やTIG溶接により突合せ溶接したものをハイドロフォーム用薄肉素管として用いてみた。
【0005】
しかし、レーザー溶接やTIG溶接により突合せ溶接した薄肉素管は溶接部に周方向と垂直に板厚と同程度の溶融凝固組織が存在するため、ハイドロフォーム時に高い内圧を受けると、溶接部から素管が破断する危険があることが判明し、ハイドロフォーム用薄肉素管としては不適当であることが判明した。
【0006】
このため本発明者は、板巻き成形された金属板の端部間をマッシュシーム溶接することにより薄肉素管を試作し、薄肉金属部品のハイドロフォームに成功した。ところがマッシュシーム溶接は図5に示すように対をなす電極ロール1,2間で溶接部を加圧しながら通電溶接する方法であるから、管内にも電極ロール2を配置しなければならない。またこの管内側の電極ロール2は薄肉素管の管端から伸びる片持ちアーム3によって支持しなければならないが、管長が長くなると片持ちアーム3も長くなり、溶接荷重を支えることができなくなる。このため管長が短い薄肉素管しか製造できないという問題に直面した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、管長が長い薄肉素管を十分な溶接荷重を加えながらマッシュシーム溶接法により製造することができる薄肉素管の製造方法及び製造装置を提供するためになされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の薄肉素管の製造方法は、管状に成形された金属板の端部を重ねて管内外の対をなす電極ロール間でマッシュシーム溶接するに際し、これらの電極ロールの反対側にも管内外の対をなす補助ロールを配置し、管内側の電極ロールと補助ロールとを接触させることにより、管内側の電極ロールに作用する溶接荷重を補助ロールで受けながらマッシュシーム溶接することを特徴とするものである。
【0009】
また本発明の薄肉素管の製造装置は、管状に成形された金属板の端部をマッシュシーム溶接する薄肉素管の製造装置であって、対をなす電極ロールと対をなす補助ロールとを備え、これらの電極ロールと補助ロールとの管内側のロールどうしを接触させて配置したことを特徴とするものである。なお、電極ロールに対する補助ロールの位置を管軸方向に移動可能とし、管径の変化に対応させることができる。
【0010】
以下に示すように、本発明によれば電極ロールの反対側に配置した補助ロールによって電極ロールに作用する溶接荷重を受けながらマッシュシーム溶接することができる。このため従来のような片持ちアームの先端で管外から溶接荷重を受ける必要がなくなり、管長が短い薄肉素管を自由に製造することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1と図2は本発明の第1の実施形態を示す断面図であり、10は板巻き成形された薄肉鋼板などの金属板であり、11はその重ね合わせ部である。12,13はこの重ね合わせ部11をマッシュシーム溶接するための対をなす電極ロールであり、その周面には電極板14が設けられている。これらの電極ロール12,13はアーム15、16によって管外から支持されている。
【0012】
本発明では管軸を中心としてこれらの電極ロール12,13の反対側に、対をなす補助ロール17、18が配置されている。補助ロール17、18は板巻き成形された金属板10を挟んで配置されている。管内側の電極ロール13と管内側の補助ロール17とは図示のように接しており、電極ロール13を補助ロール17で支え、更に補助ロール17を補助ロール18が支えている。これらの補助ロール17、18もアーム19,20によって管外から支持されている。
【0013】
マッシュシーム溶接のためには例えば1トン前後の溶接荷重が電極ロール12によって図1における下向き方向に加えられ、管内側の電極ロール13にはそれとほぼ等しい荷重が作用する。図5に示す従来法ではこの荷重を片持ちアーム3の先端で支えていたのに対して、本発明の装置においては電極ロール13に作用する下向き方向の荷重を補助ロール17を介して管外側の補助ロール18に伝える。この管外側の補助ロール18は十分な強度を持たせることができるので、溶接荷重を大きくしても問題はない。
【0014】
このようにして本発明によれば、板巻き成形された金属板10を管軸方向に移動させながら、重ね合わせ部12をマッシュシーム溶接し、長い薄肉素管を容易に製造することができる。なお、本発明においてもアーム16とアーム19は薄肉素管の管長以上とする必要があるが、従来のように溶接荷重を支える必要はないので、強度を持たせる必要はない。
【0015】
なお、図3に示すように電極ロール12,13に対する補助ロール17,18の位置を管軸方向に移動可能としておけば、電極ロール13と補助ロール17との接点位置が変わるので、管径の変化に対応させることが可能となる。
【0016】
また図4に示すように、管外側の補助ロール18はベース21に強固に固定することもできる。
【0017】
このようにして製造された薄肉素管は従来と同様にハイドロフォームすることができ、従来は素管の製造が困難であったために成形できなかった薄肉金属部品のハイドロフォームが可能となる。
【0018】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の薄肉素管の製造方法及び製造装置によれば、管長が長い薄肉素管を十分な溶接荷重を加えながらマッシュシーム溶接法により製造することができる。このため溶接欠陥が生ずることがない。また請求項3の発明によれば、管径の異なる薄肉素管にも簡便に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す管軸方向の断面図である。
【図2】図1の管軸に垂直方向の断面図である。
【図3】補助ロールを管軸方向に移動させた状態を示す管軸方向の断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示す管軸方向の断面図である。
【図5】従来法を示す管軸方向の断面図である。
【符号の説明】
1 従来の電極ロール
2 電極ロール
3 片持ちアーム
10 板巻き成形された金属板
11 重ね合わせ部
12 電極ロール
13 電極ロール
15 アーム
16 アーム
17 補助ロール
18 補助ロール
19 アーム
20 アーム
21 ベース[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a thin-walled tube for hydroforming a thin-walled metal part.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-120024
The hydroforming method is a processing method in which a metal tube is set in a mold, and a shaft punch and high internal pressure are applied from the tube end by a seal punch to plastically deform the tube along the inner surface shape of the mold. In addition, since a complicated shape can be formed without welding, it is attracting attention as a forming method for automobile parts and the like that require lightness. Conventionally, hydroforms have been used for the production of relatively thick parts, so that an electric resistance welded steel pipe as shown in Patent Document 1 is generally used as a raw pipe.
[0004]
However, recently, hydroforming thin metal parts has been studied, and in that case, it is required to make the raw pipe thin. However, if the plate thickness t is reduced with respect to the diameter D of the raw tube and t / D ≦ 0.02, the forming of the ERW steel pipe becomes unstable, and the welding quality is not stable. For this reason, when attempting to use a thin-walled tube for hydroforming a thin-walled, large-diameter part, an ERW steel tube cannot be used. Therefore, the present inventor tried to use a thin-walled tube for hydroforming that was formed by winding a metal plate into a tubular shape and butt-welding the end faces thereof by laser welding or TIG welding.
[0005]
However, thin-walled pipes that have been butt-welded by laser welding or TIG welding have a molten solidified structure similar to the plate thickness perpendicular to the circumferential direction in the welded part. It was found that there was a risk of the tube breaking, which proved to be unsuitable as a thin-walled tube for hydroforming.
[0006]
For this reason, the inventor prototyped a thin-walled tube by mash seam welding between the ends of a metal plate formed by sheet winding, and succeeded in hydroforming a thin-walled metal part. However, since mash seam welding is a method of conducting welding while pressurizing a welding portion between a pair of
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a method and an apparatus for manufacturing a thin-walled tube capable of manufacturing a long-walled thin-walled tube by a mash seam welding method while applying a sufficient welding load. It was done in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing a thin-walled tube of the present invention made in order to solve the above-mentioned problem, when mash seam welding between a pair of electrode rolls inside and outside the tube by overlapping the ends of a tubular shaped metal plate, A pair of auxiliary rolls inside and outside the tube are arranged on the opposite side of these electrode rolls, and the electrode roll inside the tube and the auxiliary roll are brought into contact with each other, so that the welding load acting on the electrode roll inside the tube is controlled by the auxiliary roll. It is characterized by mash seam welding while receiving.
[0009]
Further, the thin-walled tube manufacturing apparatus of the present invention is a thin-walled tube manufacturing apparatus for mash seam welding an end of a metal plate formed into a tubular shape, comprising a pair of electrode rolls and a pair of auxiliary rolls. The electrode roll and the auxiliary roll are arranged in such a manner that the rolls inside the tube of the auxiliary roll are brought into contact with each other. In addition, the position of the auxiliary roll with respect to the electrode roll can be moved in the pipe axis direction, and can be adapted to a change in the pipe diameter.
[0010]
As described below, according to the present invention, mash seam welding can be performed while receiving a welding load acting on an electrode roll by an auxiliary roll disposed on the opposite side of the electrode roll. Therefore, there is no need to receive a welding load from outside the tube at the tip of the cantilever arm as in the related art, and a thin-walled tube having a short tube length can be manufactured freely.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
1 and 2 are cross-sectional views showing a first embodiment of the present invention.
[0012]
In the present invention, a pair of
[0013]
For mash seam welding, for example, a welding load of about 1 ton is applied in the downward direction in FIG. 1 by the
[0014]
According to the present invention, the overlapped
[0015]
If the positions of the
[0016]
Further, as shown in FIG. 4, the
[0017]
The thin tube thus manufactured can be hydroformed in the same manner as in the past, and it is possible to hydroform a thin metal component that could not be formed because the production of the tube was conventionally difficult.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the method and apparatus for manufacturing a thin-walled tube of the present invention, a thin-walled tube having a long pipe length can be manufactured by a mash seam welding method while applying a sufficient welding load. Therefore, no welding defects occur. Further, according to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view in the tube axis direction showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view in a direction perpendicular to the tube axis of FIG.
FIG. 3 is a sectional view in the tube axis direction showing a state where the auxiliary roll is moved in the tube axis direction.
FIG. 4 is a sectional view in the tube axis direction showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view in a tube axis direction showing a conventional method.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003058144A JP2004268049A (en) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | Method and apparatus for producing thin tube blank |
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JP2003058144A JP2004268049A (en) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | Method and apparatus for producing thin tube blank |
Publications (1)
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JP2003058144A Pending JP2004268049A (en) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | Method and apparatus for producing thin tube blank |
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Cited By (1)
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CN111590180A (en) * | 2020-06-23 | 2020-08-28 | 爱美达(深圳)热能系统有限公司 | Resistance welding equipment and welding method of heat pipe |
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2003
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CN111590180A (en) * | 2020-06-23 | 2020-08-28 | 爱美达(深圳)热能系统有限公司 | Resistance welding equipment and welding method of heat pipe |
CN111590180B (en) * | 2020-06-23 | 2022-02-18 | 爱美达(深圳)热能系统有限公司 | Resistance welding equipment and welding method of heat pipe |
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