JP2016185560A - Welded pipe manufacturing method and welded pipe manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オープンパイプの突合せ部を溶接して溶接管を形成する溶接管製造方法及び溶接管製造設備に関する。 The present invention relates to a welded pipe manufacturing method and welded pipe manufacturing equipment for welding a butted portion of an open pipe to form a welded pipe.
従来用いられていたこの種の溶接管製造方法及び溶接管製造設備としては、例えば下記の特許文献1等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来方法では、複数のロール体により金属帯を湾曲させてオープンパイプを形成し、オープンパイプの突合せ部を溶接機により溶接することで溶接管が形成されている。ライン方向に沿う金属帯の搬送は、溶接機の上流側に配置された駆動源付のロール体(ブレークダウンロール等)及び溶接機の下流側に配置された引取装置によって金属帯及び溶接管に搬送力が付与されることで行われる。 Examples of this type of welded pipe manufacturing method and welded pipe manufacturing equipment that have been used in the past include, for example, the configuration shown in Patent Document 1 below. That is, in the conventional method, a metal strip is curved by a plurality of roll bodies to form an open pipe, and a welded pipe is formed by welding the butted portion of the open pipe with a welding machine. The metal strip along the line direction is conveyed to the metal strip and the welded pipe by a roll body with a drive source (breakdown roll, etc.) arranged on the upstream side of the welding machine and a take-up device arranged on the downstream side of the welding machine. This is done by applying a conveying force.
上記のような従来の溶接管製造方法及び溶接管製造設備では、溶接機の上流側に配置されたロール体と溶接機の下流側に配置された引取装置とによって金属帯に搬送力が付与されるので、以下のような問題が生じる。 In the conventional welded pipe manufacturing method and welded pipe manufacturing equipment as described above, a conveying force is applied to the metal strip by the roll body arranged upstream of the welder and the take-up device arranged downstream of the welder. Therefore, the following problems arise.
すなわち、溶接機の上流側に配置されたロール体は、ロール体の外周面が金属帯の表面に密接するように、金属帯の湾曲に応じた断面プロフィールを有するよう構成されている。しかしながら、ロール体の断面プロフィールと金属帯の湾曲とを完全に一致させることは難しく、それらロール体の断面プロフィールと金属帯の湾曲との間にはわずかながらずれが生じる。このようにずれが生じたロール体により金属帯に搬送力を付与すると、金属帯等に回転力が生じ、オープンパイプの突合せ部と溶接機の溶接位置との間にずれが生じる。突合せ部と溶接位置との間にずれは溶接不良の要因となる。 That is, the roll body arranged on the upstream side of the welder is configured to have a cross-sectional profile corresponding to the curvature of the metal strip so that the outer peripheral surface of the roll body is in close contact with the surface of the metal strip. However, it is difficult to perfectly match the cross-sectional profile of the roll body and the curvature of the metal strip, and there is a slight shift between the cross-sectional profile of the roll body and the curvature of the metal strip. When a conveyance force is applied to the metal strip by the roll body in which such a shift has occurred, a rotational force is generated in the metal strip or the like, and a shift occurs between the butted portion of the open pipe and the welding position of the welding machine. A deviation between the butt portion and the welding position causes poor welding.
また、溶接機の直前にシームガイドと呼ばれる部材を配置して、シームガイドにより突合せ部の位置を矯正することも考えられる。しかしながら、金属帯の厚みが薄い場合、シームガイドにより突合せ部に座屈が生じるおそれがある。 It is also conceivable to arrange a member called a seam guide immediately before the welder and correct the position of the butt portion with the seam guide. However, when the thickness of the metal band is thin, the seam guide may cause buckling at the butt portion.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、シームガイドの使用を回避しつつ、オープンパイプの突合せ部と溶接機の溶接位置との間のずれを少なくすることができる溶接管製造方法及び溶接管製造設備を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to avoid the use of a seam guide while avoiding a deviation between the butt portion of the open pipe and the welding position of the welding machine. To provide a welded pipe manufacturing method and a welded pipe manufacturing facility that can be reduced.
本発明に係る溶接管製造方法は、ライン方向に沿って金属帯を搬送しつつ複数のロール体により金属帯を湾曲させることでオープンパイプを形成すること、及びオープンパイプの突合せ部を溶接機により溶接して溶接管を形成することを含む溶接管製造方法であって、溶接管を挟持して溶接管に搬送力を付与する引取装置が溶接機の下流側に配置され、引取装置の上流側で金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている。 The welded pipe manufacturing method according to the present invention forms an open pipe by bending a metal strip with a plurality of roll bodies while conveying the metal strip along the line direction, and a butt portion of the open pipe is formed by a welding machine. A welded pipe manufacturing method including welding to form a welded pipe, wherein a take-up device that sandwiches the welded pipe and applies a conveying force to the welded pipe is disposed on the downstream side of the welder, and is upstream of the take-up apparatus. In this case, all the roll bodies that come into contact with the metal strip, the open pipe or the welded pipe are not driven.
また、本発明に係る溶接管製造設備は、金属帯がライン方向に沿って搬送されつつ複数のロール体により湾曲されることで形成されたオープンパイプの突合せ部を溶接して溶接管を形成する溶接機と、溶接機の下流側に配置され、溶接管を挟持して溶接管に搬送力を付与する引取装置とを備え、引取装置の上流側で金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている。 Moreover, the welded pipe manufacturing facility according to the present invention forms a welded pipe by welding a butt portion of an open pipe formed by bending a metal strip along a plurality of roll bodies while being conveyed along the line direction. A welding machine and a take-up device that is disposed on the downstream side of the welder and sandwiches the weld pipe and applies a conveying force to the weld pipe, and contacts the metal strip, the open pipe, or the weld pipe on the upstream side of the take-up apparatus. All roll bodies are non-driven.
本発明の溶接管製造方法及び溶接管製造設備によれば、溶接機の下流に配置された引取装置により溶接管に搬送力を付与するとともに、引取装置の上流側で金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するすべてのロール体を無駆動とするので、金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するロール体に起因して金属帯等に生じる回転力を少なくできる。これにより、シームガイドの使用を回避しつつ、オープンパイプの突合せ部と溶接機の溶接位置との間のずれを少なくすることができる。 According to the welded pipe manufacturing method and the welded pipe manufacturing facility of the present invention, a conveying force is applied to the welded pipe by a take-up device arranged downstream of the welder, and a metal strip, an open pipe or a weld is provided upstream of the take-up device. Since all the roll bodies in contact with the pipe are not driven, the rotational force generated in the metal band or the like due to the roll body in contact with the metal band, the open pipe or the welded pipe can be reduced. Thereby, the shift | offset | difference between the butt | matching part of an open pipe and the welding position of a welding machine can be decreased, avoiding use of a seam guide.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による溶接管製造方法が実施される溶接管製造設備を示す説明図である。図において、溶接管製造設備1は、金属帯2から溶接管3を製造するための設備である。金属帯2は、例えばステンレス鋼又は普通鋼等の金属の帯であり、ペイオフリール4にコイル状に巻き取られている。この金属帯2は、後述する引取装置14によって付与される搬送力により、ペイオフリール4から引き出されてライン方向1aに沿って搬送される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a welded pipe manufacturing facility in which a welded pipe manufacturing method according to Embodiment 1 of the present invention is performed. In the figure, a welded tube manufacturing facility 1 is a facility for manufacturing a
溶接管製造設備1には、ライン方向1aに沿って順に、成形ロール群10と、フィンパスロール11と、スクイズロール12及び溶接機13と、引取装置14と、サイジングロール群15と、矯正ロール群16とが設けられている。
The welded pipe manufacturing facility 1 includes a forming
成形ロール群10は、ペイオフリール4の下流側に配置された複数の上下ロール10aと複数の左右ロール10bとを含むものであり、ライン方向1aに沿って搬送される金属帯2を湾曲させてオープンパイプ2aを形成するためのものである。各上下ロール10a及び各左右ロール10bは、それぞれ一対のロール体により構成されるペアロールであり、上下方向(板厚方向)及び左右方向(板幅方向)に沿って金属帯2を挟持して金属帯2を湾曲させる。オープンパイプ2aは、金属帯2の板幅方向両端が互いに突き合わされるように、金属帯2が断面C字状に湾曲されたものである。
The forming
フィンパスロール11は、成形ロール群10の下流側に配置されており、左右方向に沿ってオープンパイプ2aを挟持するペアロール(一対のロール体)により構成されている。フィンパスロール11を通されることでオープンパイプ2aの形状が整えられる。
The
スクイズロール12は、フィンパスロール11の下流側においてオープンパイプ2aの開口を閉じるように、すなわち金属帯2の板幅方向両端を突き合わせるように左右方向に沿ってオープンパイプ2aを挟持するペアロール(一対のロール体)により構成されている。金属帯2の板幅方向両端が突き合わされた部分は突合せ部と呼ばれる。
The
溶接機13は、スクイズロール12の上方に配置されており、オープンパイプ2aの突合せ部を溶接することで溶接管3を形成する。溶接機13としては、レーザ光により突合せ部を溶接するレーザ溶接機を用いることが好ましい。これは、溶接時の熱により溶接管3の素材金属が硬化する領域が狭いためである。但し、溶接機13としてTIG溶接機等の他の溶接機を用いることもできる。
The
引取装置14は、溶接機13の下流側に配置されており、溶接管3を挟持して溶接管3に搬送力を付与する。図1の引取装置14は、ライン方向1aに沿って延在されるとともに溶接管3を挟持するように離間して配置された一対の無端ベルト14aにより構成されており、溶接管3を挟持した状態で無端ベルト14aが循環駆動されることで溶接管3に搬送力が付与される。
The take-
サイジングロール群15は、引取装置14の下流側に配置されている。このサイジングロール群15は、溶接管3を挟持する複数のペアロール(複数対のロール体)を含んでおり、溶接管3に絞り加工を加えることで溶接管3の形状及び大きさを整える。
The
矯正ロール群16は、サイジングロール群15の下流側に配置されている。この矯正ロール群16により、溶接管3の長手方向の曲がり等が矯正される。
The
ここで、本実施の形態の溶接管製造設備では、引取装置14の上流側で金属帯2、オープンパイプ2a又は溶接管3に接触するすべてのロール体が無駆動とされている。すなわち、成形ロール群10、フィンパスロール11、スクイズロール12を構成するすべてのロール体は、回転自在に設けられているのみで、モータ等の駆動手段により駆動されない。このため、成形ロール群10、フィンパスロール11、スクイズロール12を構成するロール体に起因して金属帯2等に生じる回転力を少なくでき、オープンパイプ2aの突合せ部と溶接機13の溶接位置との間のずれを少なくすることができる。この構成は、溶接位置のずれの許容量が極めて狭いレーザ溶接機を溶接機13として用いる場合に特に有用である。
Here, in the welded pipe manufacturing facility of the present embodiment, all the roll bodies contacting the metal strip 2, the
引取装置14の下流側に配置されたサイジングロール群15や矯正ロール群16を構成するロール体は、無駆動とされることが好ましいが、駆動されてもよい。これは、サイジングロール群15を構成するロール体が駆動されることにより溶接管3に多少の回転力が生じたとしても、そのサイジングロール群15の上流に配置された引取装置14が溶接管3を挟持していることで、溶接機13の位置まで回転力が伝わることが阻害されるためである。仮にサイジングロール群15や矯正ロール群16が引取装置14の上流側に配置される場合には、サイジングロール群15や矯正ロール群16を構成するロール体は無駆動とされる。
The roll bodies constituting the
次に、図2は図1の引取装置14の別態様を示す側面図であり、図3は図2の引取装置14の平面図である。図1では無端ベルト14aにより溶接管3を直接挟持する引取装置14を示したが、引取装置14は図2及び図3に示すような構成を採ることもできる。図2及び図3に示す引取装置14には、無端ベルト14a、複数の駆動軸14b及び複数のチャック体14cが設けられている。
2 is a side view showing another embodiment of the take-up
無端ベルト14aは、ライン方向1aに沿って延在されており、図示しない駆動手段により循環駆動される。チャック体14cは、駆動軸14bを介して無端ベルト14aに固定されている。
The
チャック体14cは、無端ベルト14aの循環方向に沿って互いに離間して配置されている(図2参照)。また、チャック体14cは、溶接管3の径方向に沿って互いに離間して配置されている(図3参照)。駆動軸14bは、チャック体14cを溶接管3に近づける方向、及びチャック体14cを溶接管3から遠ざける方向にチャック体14cを駆動することができるように構成されている。
The
無端ベルト14aの循環により無端ベルト14aの上方に位置したチャック体14cは、駆動軸14bの動作により溶接管3に近づけられて溶接管3を挟持する。そして、溶接管3を挟持したチャック体14cが無端ベルト14aの循環によりライン方向1aに変位されることで、溶接管3に搬送力が付与される。無端ベルト14aの端部に近づいたチャック体14cは、駆動軸14bの動作により溶接管3から遠ざけられて溶接管3を開放する。
The
次に、図4は、図1の成形ロール群10に含まれる上下ロール10aを示す正面図である。図において、上下ロール10aには、鉛直方向に沿って互いに間隔を置いて配置された上側ロール体20U及び下側ロール体20D(ペアロール)が設けられている。これら上側ロール体20U及び下側ロール体20Dは、それぞれ上側軸体30U及び下側軸体30Dを介してスタンド40に支持されている。
Next, FIG. 4 is a front view showing the upper and
上側ロール体20U及び下側ロール体20Dは、ベアリング50を介して上側軸体30U及び下側軸体30Dに回転自在に取付けられている。上側ロール体20U及び下側ロール体20Dを回転自在にする方法としては、上側ロール体20U及び下側ロール体20Dの軸孔に上側軸体30U及び下側軸体30Dを挿通するとともに、ベアリングにより上側軸体30U及び下側軸体30Dを軸支するという方法も考えられる。しかしながら、このような方法を採ると、図4に示す態様に比べて、上側ロール体20U及び下側ロール体20Dのがたつきが大きくなり、金属帯2の搬送に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、本実施の形態では、ベアリング50を介して上側ロール体20U及び下側ロール体20Dを上側軸体30U及び下側軸体30Dに回転自在に取付けることで、上述のようながたつきによる搬送への悪影響を小さくしている。
The upper roll body 20U and the lower roll body 20D are rotatably attached to the
上側軸体30U及び下側軸体30Dには、膨径部30bが設けられている。上側ロール体20U及び下側ロール体20Dと膨径部30bとの間には、軸方向30aに沿って所定の長さを有するカラー60が取付けられている。カラー60が他の長さのカラー60に変更されることで、軸方向30aに沿う上側ロール体20U及び下側ロール体20Dの位置が調整可能とされている。軸方向30aは、上側軸体30U及び下側軸体30Dが金属帯2を挟持する方向(鉛直方向)に直交する方向である。
The
上側軸体30Uはスタンド40の上側軸支持部41Uに設けられた軸孔410Uに挿通されており、下側軸体30Dはスタンド40の下側軸支持部41Dに設けられた軸孔410Dに挿通されている。上側軸体30Uの外周面及び軸孔410Uの内周面にはネジが設けられており、下側軸体30Dの外周面及び軸孔410Dの内周面にはネジが設けられている。上側軸体30U及び下側軸体30Dが回転されることで、軸方向30aに沿って上側軸体30U及び下側軸体30Dが進退される。これら上側軸体30U及び下側軸体30Dの進退によっても、軸方向30aに沿う上側ロール体20U及び下側ロール体20Dの位置が調整可能とされている。
The
上側軸支持部41Uには、ボールネジ70が接続されている。図示しないアクチュエータによりボールネジ70が回転駆動されることで、上側軸支持部41Uが昇降されて、鉛直方向に沿う上側ロール体20Uと下側ロール体20Dとの間隔が調節される。 A ball screw 70 is connected to the upper shaft support portion 41U. When the ball screw 70 is rotationally driven by an actuator (not shown), the upper shaft support portion 41U is moved up and down, and the distance between the upper roll body 20U and the lower roll body 20D along the vertical direction is adjusted.
図4では図1の成形ロール群10に含まれる上下ロール10aについて説明したが、図1の成形ロール群10の左右ロール10b、フィンパスロール11及びスクイズロール12を構成するロール体も軸体にベアリングを介して取り付けられている。また、これらのロール体についても、シムやボールネジ等により、各ロール体が金属帯2、オープンパイプ2a又は溶接管3を挟持する方向に直交する方向に沿って位置調節可能に設けられている。
In FIG. 4, the upper and
このような溶接管製造方法及び溶接管製造設備では、引取装置14の上流側で金属帯2、オープンパイプ2a又は溶接管3に接触するすべてのロール体を無駆動とし、引取装置14により溶接管3に搬送力を付与するので、金属帯2、オープンパイプ2a又は溶接管3に接触するロール体に起因して金属帯2等に生じる回転力を少なくできる。これにより、シームガイドの使用を回避しつつ、オープンパイプ2aの突合せ部と溶接機13の溶接位置との間のずれを少なくすることができる。この構成は、突合せ部と溶接位置との間のずれの許容量が狭いレーザ溶接機を用いる態様に特に有用である。
In such a welded pipe manufacturing method and welded pipe manufacturing equipment, all the roll bodies that come into contact with the metal strip 2, the
また、ロール体はベアリングを介して軸体に回転可能に取り付けられているので、軸体に対するロール体のがたつきを小さくすることができる。これにより、ロール体のがたつきにより金属帯2等の搬送に悪影響が生じることを回避でき、オープンパイプ2aの突合せ部と溶接機13の溶接位置との間のずれをより確実に少なくすることができる。
Moreover, since the roll body is rotatably attached to the shaft body via the bearing, the rattling of the roll body with respect to the shaft body can be reduced. Thereby, it can avoid that a bad influence arises in conveyance of the metal strip 2 etc. by the shakiness of a roll body, and more reliably reduces the shift | offset | difference between the butting part of the
さらに、上下ロール10a等のペアロールのロール体の位置がオープンパイプ2a又は溶接管3を挟持する方向に直交する方向に沿って調節可能とされているので、ロール体の位置により金属帯2等の搬送に悪影響が生じることを回避でき、オープンパイプ2aの突合せ部と溶接機13の溶接位置との間のずれをより確実に少なくすることができる。
Furthermore, since the position of the roll body of the pair rolls such as the upper and
1 溶接管製造設備
1a ライン方向
2 金属帯
2a オープンパイプ
3 溶接管
10 成形ロール群
10a 上下ロール(ペアロール)
10b 左右ロール(ペアロール)
11 フィンパスロール(ペアロール)
12 スクイズロール(ペアロール)
13 溶接機
14 引取装置
15 サイジングロール群
16 矯正ロール群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Welded
10b Left and right roll (pair roll)
11 Fin pass roll (pair roll)
12 Squeeze roll (pair roll)
13
Claims (5)
前記オープンパイプの突合せ部を溶接機により溶接して溶接管を形成すること
を含む溶接管製造方法であって、
前記溶接管を挟持して前記溶接管に搬送力を付与する引取装置が前記溶接機の下流側に配置され、
前記引取装置の上流側で前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている
を含むことを特徴とする溶接管製造方法。 Forming an open pipe by curving the metal band with a plurality of roll bodies while conveying the metal band along the line direction, and welding a butt portion of the open pipe with a welding machine to form a welded pipe A welded pipe manufacturing method comprising:
A take-off device that sandwiches the welded pipe and applies a conveying force to the welded pipe is disposed on the downstream side of the welder,
All the roll bodies which contact the said metal strip, the said open pipe, or the said weld pipe in the upstream of the said take-off apparatus are made into non-drive | operation.
ことを特徴とする請求項1記載の溶接管製造方法。 The welded pipe manufacturing method according to claim 1, wherein the roll body is rotatably attached to the shaft body via a bearing.
前記ペアロールの前記ロール体の位置は、前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管を挟持する方向に直交する方向に沿って調節可能に設けられている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の溶接管製造方法。 The roll body comprises a plurality of pair rolls that sandwich the metal strip, the open pipe or the welded pipe,
The position of the said roll body of the said pair roll is provided so that adjustment is possible along the direction orthogonal to the direction which clamps the said metal strip, the said open pipe, or the said welding pipe. The welded pipe manufacturing method according to 2.
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の溶接管製造方法。 The said welder is a laser welder which welds the said butt | matching part with a laser beam. The welding pipe manufacturing method as described in any one of Claim 1- Claim 3 characterized by the above-mentioned.
前記溶接機の下流側に配置され、前記溶接管を挟持して前記溶接管に搬送力を付与する引取装置と
を備え、
前記引取装置の上流側で前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている
ことを特徴とする溶接管製造設備。 A welding machine that welds the butt portion of an open pipe formed by being bent by a plurality of roll bodies while being conveyed along the line direction to form a welded pipe;
A take-off device that is disposed on the downstream side of the welder and sandwiches the weld pipe and applies a conveying force to the weld pipe;
All the roll bodies which contact the said metal strip, the said open pipe, or the said welded pipe in the upstream of the said take-up apparatus are made non-driven. The welded pipe manufacturing equipment characterized by the above-mentioned.
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