JP4107974B2

JP4107974B2 - Manufacturing method of round steel pipe column with column

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Publication number: JP4107974B2
Application number: JP2003021234A
Authority: JP
Inventors: 伸中島; 教雄中島; 拓中島; 功雄中島
Original assignee: ナカジマ鋼管株式会社
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004232308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば建築用の柱材に使用される大径で厚肉のコラム付き丸形鋼管柱の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の鋼管柱としては、円形鋼管からなる径の大きい下部柱の上端にレデューサー（コラム）の下端を、裏当て金やダイヤフラムを介して溶接結合し、そしてレデューサーの上端に円形鋼管からなる径の小さい上部柱の下端を、裏当て金やダイヤフラムを介して溶接結合している。ここでレデューサーは、鋼板により円錐台形筒状に形成されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、円形の下部柱や上部柱は、次のような方法で製造していた。すなわち、所定の幅でかつ所定の長さのパイプ用原板を準備しておき、このパイプ用原板における幅方向の端部に対して、プレス加工により所定幅の端曲げを行う。次に、端曲げされたパイプ用原板のほぼ中央部をさらにプレス加工することにより、断面形状がほぼＵ字状になるように曲げ成形する。そして、半円状の成形面を有する一対の成形型からなるプレス加工手段によって、断面形状がほぼ円形になるように成形する。このとき、凹部と凸部が係合される。なお、断面形状がほぼ円形になるように成形したのち、端部間（継目部）を溶接接合する方法もある（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００４】
さらにレデューサーも同様であって、円弧の帯状に切断された１枚の鋼板に対してプレス曲げを行ったのち、１箇所を溶接することで円錐台形状に形成している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３１９１１号公報（第２頁、図７）
【０００６】
【特許文献２】
特開平９−２３４５１１号公報（第３−５頁、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来構成によると、円形の柱、円錐台形筒状のレデューサーともに、プレスによる曲げ精度が低いことから、柱とレデューサーとを溶接結合した鋼管柱は形状精度が悪くなる恐れがある。これを解決するために、柱やレデューサーを手作業によって精整して曲げ精度の補正を行っており、この手作業には多大な労力と時間を要することになる。
【０００８】
そこで本発明の請求項１記載の発明は、形状精度が良く、しかも溶接部の品質も改善し得、さらに残留応力がなく、かつ十分な靱性を有するコラム付き丸形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造し得るコラム付き丸形鋼管柱の製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載のコラム付き丸形鋼管柱の製造方法は、所定の外径よりも大きい外径の半成形丸形鋼管と、所定の外径よりも大きい外径で台形筒状の半成形丸形コラムとを用意し、前記半成形丸形鋼管の端と半成形丸形コラムのいずれかの端とを、溶接により結合してコラム付き半成形丸形鋼管とし、このコラム付き半成形丸形鋼管を加熱したのち、搬送経路上で搬送しながら成形手段による熱間成形を行うに、この成形手段は、半成形丸形鋼管を所定の外径に熱間成形する鋼管成形装置と、半成形丸形コラムを、その一端を所定の外径に、他端を所定の小さな外径に、また一端から他端の間を所定の外径内として熱間成形するコラム成形装置とからなり、コラム付き半成形丸形鋼管を、一方の成形装置に通して熱間成形したのち他方の成形装置に通して熱間成形することで、所定の外径のコラム付き丸形鋼管柱としたことを特徴としたものである。
【００１１】
したがって請求項１の発明によると、外径が大きなコラム付き半成形丸形鋼管を加熱したのち、成形手段における鋼管成形装置とコラム成形装置とによって熱間成形することで、所定の外径のコラム付き丸形鋼管柱を製造し得る。このコラム付き丸形鋼管柱は、曲げ精度が低いコラム付き半成形丸形鋼管を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部の品質を改善し得る。さらにコラム付き丸形鋼管柱は、熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【００１２】
また本発明の請求項２記載のコラム付き丸形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項１記載の構成において、成形手段は、搬送経路の上手部分に設けられた鋼管成形装置と、下手部分に設けられたコラム成形装置とからなり、鋼管成形装置の上手位置に設けた形状検出装置が半成形丸形鋼管の部分を検出することで、鋼管成形装置を作動して半成形丸形鋼管を所定の外径に熱間成形し、そしてコラム成形装置の上手位置に設けた形状検出装置が半成形丸形コラムを検出することで、コラム成形装置を作動して半成形丸形コラムの部分を所定の外径に熱間成形することを特徴としたものである。
【００１３】
したがって請求項２の発明によると、外径が大きなコラム付き半成形丸形鋼管を加熱したのち、形状検出装置の検出により鋼管成形装置を作動して半成形丸形鋼管を所定の外径に熱間成形したのち、形状検出装置の検出によりコラム成形装置を作動して半成形丸形コラムの部分を所定の外径に熱間成形することで、所定の外径のコラム付き丸形鋼管柱を製造し得る。
【００１６】
また本発明の請求項３記載のコラム付き丸形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項１または２記載の構成において、成形手段はロール成形形式であって、成形ロールの位置を移動制御しながら熱間成形を行うことを特徴としたものである。
【００１７】
したがって請求項３の発明によると、成形ロールの位置を移動制御することで、コラム付き半成形丸形鋼管に対する熱間成形を実現し得る。
そして本発明の請求項４記載のコラム付き丸形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成において、半成形丸形鋼管の端と、半成形丸形コラムの外径が大きい一端とを、溶接により結合してコラム付き半成形丸形鋼管とし、このコラム付き半成形丸形鋼管を加熱したのち、半成形丸形鋼管側から成形手段に通して熱間成形することを特徴としたものである。
【００１８】
したがって請求項４の発明によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き丸形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく製造し得る。
さらに本発明の請求項５記載のコラム付き丸形鋼管柱の製造方法は、上記した請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成において、半成形丸形鋼管の端と、半成形丸形コラムの外径が小さい他端とを、溶接により結合してコラム付き半成形丸形鋼管とし、このコラム付き半成形丸形鋼管を加熱したのち、半成形丸形鋼管側から成形手段に通して熱間成形することを特徴としたものである。
【００１９】
したがって請求項５の発明によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き丸形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく製造し得る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１の実施の形態を、真芯台形筒状のコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き丸形鋼管柱を対象として、図１〜図１１に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、半成形丸形鋼管１は、所定の板厚ｔで帯状の鋼板１Ａをプレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、最終形状（最終製品のコラム付き丸形鋼管柱の形状）の外径に対して、外径Ｄαが大きく形成されている。ここで半成形丸形鋼管１としては、突き合わせ溶接部２が１箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が２箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【００２２】
図２に示すように、半成形丸形コラム３は、前記半成形丸形鋼管１の板厚ｔよりも厚い板厚Тでかつ所定の形状に切断形成された鋼板３Ａを、プレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、一端３ａの外径と他端３ｂの外径が異なる真芯台形筒状に形成されている。
【００２３】
その際に、最終形状に対して、一端３ａは外径Ｄαが大きく形成され、また他端３ｂも外径ｄαが大きく、すなわちＤα＞ｄαに形成されている。そして一端３ａの外径Ｄαは、前記半成形丸形鋼管１の外径Ｄαと同等状に形成されている。ここで半成形丸形コラム３としては、突き合わせ溶接部４が１箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が２箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【００２４】
上記のように形成された半成形丸形鋼管１と半成形丸形コラム３とは、図３に示すように、半成形丸形鋼管１の端と半成形丸形コラム３の一端３ａとを相当接させた状態で、溶接５により結合することによってコラム付き半成形丸形鋼管６とされる。なお、半成形丸形鋼管１と半成形丸形コラム３との相当接部分（溶接５を行う部分）には開先が形成されている。
【００２５】
次いで図４に示すように、コラム付き半成形丸形鋼管６を加熱炉（加熱手段の一例）１０に入れて加熱する。この加熱炉１０は、高周波、ガス、油などによる加熱形式であり、以て全体を６００〜１０００℃（Ａ_３変態点を含む。）に加熱する。
【００２６】
そしてコラム付き半成形丸形鋼管６を加熱炉１０から出し、図５に示すように、成形部搬送手段１１により搬送する。この成形部搬送手段１１は、搬送コンベヤ装置（ローラコンベヤ装置）１２と、その搬送経路１３中の複数箇所（または単数箇所）に配設された挟持式の搬送力付与装置１４とからなる。ここで搬送力付与装置１４は、上下一対で鼓形の搬送ロール１５，１５を有し、これら搬送ロール１５は駆動装置（図示せず。）によって、それぞれ駆動回転可能に構成されている。
【００２７】
前記搬送経路１３中の所定箇所には、加熱されたコラム付き半成形丸形鋼管６を熱間成形する成形手段２１が配設されている。この成形手段２１は、機枠２２の上手部分に設けられた鋼管成形装置２３と、機枠２２の下手部分に設けられたコラム成形装置３１とからなる。
【００２８】
図５、図６に示すように、前記鋼管成形装置２３は絞り成形が可能なロール成形形式であって、機枠２２側に上下一対の成形ロール２４，２４と左右一対の成形ロール２７，２７などを設けることにより構成されている。ここで成形ロール２４，２７は鼓形であって、その円弧状の成形面２４ａ，２７ａは、最終半径Ｒに対応するように形成されている。
【００２９】
各成形ロール２４，２７は、それぞれロール支持体２５，２８に回転可能に支持されており、そして駆動装置（図示せず。）によって、それぞれ駆動回転可能に構成されている。前記ロール支持体２５，２８は、それぞれ機枠２２側に設けられたシリンダー装置２６，２９における内向きのピストンロッドに着脱自在に連結されており、以てシリンダー装置２６，２９の伸縮動によって、ロール支持体２５，２８を介して成形ロール２４，２７が各別に移動可能に構成される。
【００３０】
図５、図７、図８に示すように、前記コラム成形装置３１は絞り成形が可能なロール成形形式であり、そのリング状の本体３２は、機枠２２側に対して適宜の支持手段により支持されることにより、搬送経路１３に沿った軸心の回りに回転自在に構成されるとともに、駆動装置（図示せず。）によって強制回転可能に構成されている。
【００３１】
前記本体３２の内面側で１２０°置きの３箇所（または１箇所や複数箇所）にはガイド体３３が設けられ、このガイド体３３には回転軸心に対して接近離間動自在な移動体３４が設けられている。そして移動体３４にはブラケット３５などを介して成形ロール３６が、最終形状のテーパ面（傾斜外面）に沿った軸心の回りに遊転自在に設けられている。前記移動体３４は、加圧用のシリンダー装置（加圧装置の一例。）３７を介して移動自在に構成されており、以てコンピュータなどの制御部４１を介してシリンダー装置３７を伸縮制御することで、成形ロール３６の位置を移動制御可能に構成している。
【００３２】
前記制御部４１は共有化され、前記シリンダー装置２６，２９の伸縮動も制御されるように構成されている。そして、鋼管成形装置２３の上手位置には半成形丸形鋼管１の形状検出装置４２が設けられるとともに、コラム成形装置３１の上手位置には半成形丸形コラム３の形状検出装置４３が設けられている。これら形状検出装置４２，４３は非接触形式（センサーなど）や接触形式などからなり、その検出信号を前記制御部４１に入力するように構成されている。
【００３３】
以上の２２〜４３などにより、成形ロール２４，２７、３６の位置を移動制御しながら熱間成形を行う成形手段２１の一例が構成される。
前述したように、加熱炉１０において加熱されたコラム付き半成形丸形鋼管６は、半成形丸形鋼管１側が先行される（半成形丸形コラム３側が後行される）状態で、搬送コンベヤ装置１２上で長さ方向に搬送される。そして、まず搬送力付与装置１４の搬送ロール１５，１５により上下から挟持されることで搬送力が付与されることになり、以てコラム付き半成形丸形鋼管６は搬送経路１３上において設定速度で送り搬送される。
【００３４】
これにより、コラム付き半成形丸形鋼管６は半成形丸形鋼管１側から成形手段２１に搬入される。その際に成形手段２１におけるコラム成形装置３１は非作用状態にある。そして鋼管成形装置２３では、形状検出装置４２が半成形丸形鋼管１の部分を検出することで、制御部４１を介してシリンダー装置２６，２９が伸縮動され、以て成形ロール２４，２７群が所定位置とされている。したがって半成形丸形鋼管１の部分は、図６に示すように、所定位置とされた成形ロール２４，２７群の成形面２４ａ，２７ａによって、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形丸形鋼管１の部分は、最終形状に対応した所定の外径Ｄに形成される。
【００３５】
このようにして半成形丸形鋼管１の部分の熱間成形を行えるのであり、そして形状検出装置４２が、半成形丸形鋼管１と半成形丸形コラム３との境界部、たとえば溶接５の部分を検出することで、或る設定した時間後に制御部４１を介してシリンダー装置２６，２９が収縮動され、以て鋼管成形装置２３は非作用状態になる。
【００３６】
この状態でコラム付き半成形丸形鋼管６は搬送され、そして成形手段２１におけるコラム成形装置３１では、形状検出装置４３が半成形丸形鋼管１と半成形丸形コラム３との境界部、たとえば溶接５の部分を検出することで、制御部４１を介して、回転駆動部により本体３２を回転させるとともに、シリンダー装置３７を伸展制御して移動体３４を接近動させる。これにより、半成形丸形コラム３の一端３ａ側に成形ロール３６群を加圧当接させた状態で、成形ロール３６群を本体３２とともに回転させることになり、以て成形ロール３６の遊転を伴いながら、図７、図８に示すように、一端３ａ側に対して熱間絞り成形を行う。
【００３７】
そして、コラム付き半成形丸形鋼管６の搬送に伴って移動体３４を接近動させるように制御することで、すなわち成形ロール３６群の位置を接近移動制御することで、図９、図１０に示すように他端３ｂ側までの熱間絞り成形を行う。その際に成形ロール３６の接近動の制御は、半成形丸形コラム３の部分におけるテーパ面（傾斜外面）を形状検出装置４３により随時検出することで、あるいは溶接５の部分の検出をスタートとして、あらかじめ設定されたパターンに基づいて行われる。
【００３８】
このような成形ロール３６の接近動によって半成形丸形コラム３の部分は、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形丸形コラム３の部分は、一端３ａが最終形状に対応した所定の外径Ｄに形成され、そして他端３ｂが最終形状に対応した所定の小さな外径ｄに形成され、また一端３ａから他端３ｂの間では、最終形状に対応した所定の外径Ｄ〜ｄ内に形成される。
【００３９】
なお半成形丸形コラム３の部分などの熱間成形は、成形手段２１の下手に配設された搬送力付与装置１４によって、搬送経路１３上において設定速度で送り搬送させながら行われる。
【００４０】
上述したような熱間成形を行ったのち放冷（冷却）することで、図１１の実線に示すように、真芯台形筒状のコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き丸形鋼管柱（最終製品）７を得ることができる。このようにして製造したコラム付き丸形鋼管柱７は、曲げ精度が低いコラム付き半成形丸形鋼管６を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部２，４，５の品質を改善し得る。さらに熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【００４１】
そして図１１の実線に示すように、コラム付き丸形鋼管柱７は立設され、図１１の仮想線に示すように、コラムの他端（上端）に上部丸形鋼管柱８の端が当接されて溶接されることで、建築用の中央箇所使用の柱材とされる。なおコラムの部分には梁材９が連結される。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施の形態を、真芯台形筒状のコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き丸形鋼管柱を対象として、図１２〜図２１に基づいて説明する。
【００４３】
図１２に示すように、半成形丸形コラム５１は、前記半成形丸形鋼管１の板厚ｔよりも厚い板厚Тでかつ所定の形状に切断形成された鋼板５１Ａを、プレスなどにより曲げ成形したのち、溶接により結合することで、一端５１ａの外径と他端５１ｂの外径が異なる断面台形筒状に形成されている。
【００４４】
その際に、最終形状に対して、一端５１ａは外径Ｄαが大きく形成され、また他端５１ｂも外径ＤＤαが大きく、すなわちＤα＜ＤＤαに形成されている。そして一端５１ａの外径Ｄαは、前記半成形丸形鋼管１の外径Ｄαと同等状に形成されている。ここで半成形丸形コラム５１としては、突き合わせ溶接部５２が１箇所のワンシーム形状が示されているが、これは突き合わせ溶接部が２箇所のツーシーム形状などであってもよい。
【００４５】
上記のように形成された半成形丸形鋼管１と半成形丸形コラム５１とは、図１３に示すように、半成形丸形鋼管１の端と半成形丸形コラム５１の一端５１ａとを相当接させた状態で、溶接５３により結合することによってコラム付き半成形丸形鋼管５４とされる。次いで図１４に示すように、コラム付き半成形丸形鋼管５４を加熱炉１０に入れて加熱する。
【００４６】
このコラム付き半成形丸形鋼管５４を加熱炉１０から出し、図１５に示すように、成形部搬送手段６１により搬送する。この成形部搬送手段６１は、成形手段２１の上手に配設される搬送用台車６２と、成形手段２１の下手に配設される搬送コンベヤ装置（ローラコンベヤ装置）６３と、これらにより形成される搬送経路６４中の複数箇所に配設された挟持式の搬送力付与装置６５などからなる。
【００４７】
ここで搬送力付与装置６５は、上下一対で鼓形の搬送ロール６６，６６を有し、これら搬送ロール６６は駆動装置（図示せず。）によって、それぞれ駆動回転可能に構成されている。その際に、成形手段２１の上手に配設される搬送力付与装置６５は、両搬送ロール６６が互いに離間動することで半成形丸形コラム５１の通過を許す構成とされ、また成形手段２１の下手に配設される搬送力付与装置６５は、熱間成形後のコラム付き丸形鋼管柱を上方や横側方へ取り出し可能に構成されている。
【００４８】
なお成形手段２１は、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の構成であって、異なるところは、成形ロール３６の遊転が行われる軸心が、図１８に示すように、最終形状のテーパ面（傾斜外面）に沿うように逆方向に傾斜している点である。
【００４９】
前述したように、加熱炉１０において加熱されたコラム付き半成形丸形鋼管５４は、図１５の実線に示すように、半成形丸形鋼管１側が先行され、半成形丸形コラム５１側が搬送用台車６２に支持されて後行される状態で、搬送経路６４上で長さ方向に搬送され、そして成形手段２１に搬入される。
【００５０】
これにより半成形丸形鋼管１の部分は、図１６に示すように、所定位置とされた成形ロール２４，２７群によって、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形丸形鋼管１の部分は、最終形状に対応した所定の外径Ｄに形成される。
【００５１】
そして形状検出装置４３が、半成形丸形鋼管１と半成形丸形コラム５１との境界部、たとえば溶接５３の部分を検出することで、制御部４１を介して、回転駆動部により本体３２を回転させるとともに、シリンダー装置３７を伸展制御して移動体３４を接近動させる。これにより、半成形丸形コラム５１の一端５１ａ側に成形ロール３６群を加圧当接させた状態で、成形ロール３６群を本体３２とともに回転させることになり、以て成形ロール３６の遊転を伴いながら、図１７、図１８に示すように、一端３ａ側に対して熱間絞り成形を行う。
【００５２】
そして、コラム付き半成形丸形鋼管６の搬送に伴ってシリンダー装置３７を収縮動させ、移動体３４を離間動させるように制御することで、すなわち成形ロール３６群の位置を離間移動制御することで、図１９、図２０に示すように他端３ｂ側までの熱間絞り成形を行う。その際に成形ロール３６の離間動の制御は、半成形丸形コラム５１の部分におけるテーパ面（傾斜外面）を形状検出装置４３により随時検出することで、あるいは溶接５３の部分の検出をスタートとして、あらかじめ設定されたパターンに基づいて行われる。さらに成形ロール３６群の離間動は、半成形丸形コラム５１に対する加圧成形状態を維持しながら行われる。
【００５３】
このような成形ロール３６の離間動によって半成形丸形コラム５１の部分は、上下ならびに左右から加圧されながら熱間成形される。この熱間成形によって半成形丸形コラム５１の部分は、一端５１ａが最終形状に対応した所定の外径Ｄに形成され、そして他端５１ｂが最終形状に対応した所定の大きな外径ＤＤに形成され、また一端５１ａから他端５１ｂの間では、最終形状に対応した所定の外形寸法Ｄ〜ＤＤ内に形成される。
【００５４】
上述したような熱間成形を行うことで、図１５の仮想線に示すように、成形手段２１から搬出され、その後に搬送経路１３から別の箇所に取り出したのち放冷（冷却）することで、図２１の実線に示すように、真芯台形筒状のコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き丸形鋼管柱（最終製品）５７を得ることができる。
【００５５】
このようにして製造したコラム付き丸形鋼管柱５７は、曲げ精度が低いコラム付き半成形丸形鋼管５４を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度は良いものになり、しかも溶接部２，５２，５３の品質を改善し得る。さらに熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度が得られるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものとなる。
【００５６】
そして図２１の実線に示すように、コラム付き丸形鋼管柱５７は立設され、図２１の仮想線に示すように、コラムの他端（下端）に下部丸形鋼管柱５８の端が当接されて溶接されることで、建築用の中央箇所使用の柱材とされる。なおコラムの部分には梁材５９が連結される。
【００５７】
上記した実施の形態のように、成形手段２１におけるロール支持体２５，２８が、シリンダー装置２６，２９のピストンロッドに着脱自在に連結される構成と、各別に移動可能な構成とによって、その円弧状の成形面の円弧半径が異なる成形ロール群を、上下方向や左右方向で取り換えて配置し得、以て最終形状の直径が異なる種々な半成形丸形鋼管１に対処し得る。
【００５８】
上記した実施の形態では、真芯台形筒状のコラムを有する中央箇所使用形式のコラム付き丸形鋼管柱７，５７を得ているが、これは偏芯台形筒状の半成形丸形コラムを使用し、そして成形ロール３６群の移動を制御などすることで、同様にして、偏芯台形筒状のコラムを有する隅箇所使用形式のコラム付き丸形鋼管柱などを得ることができる。
【００５９】
上記した実施の形態では、鋼管成形装置２３によって半成形丸形鋼管１の部分の熱間成形を行い、そしてコラム成形装置３３によって半成形丸形コラム３，５１の熱間成形を行っているが、これは制御部４１において適宜に制御することで、鋼管成形装置２３によって、半成形丸形鋼管１の部分の熱間成形に連続して半成形丸形コラム３，５１の上手部分（前端部分）の熱間成形を行い、引き続いてコラム成形装置３３によって半成形丸形コラム３，５１の残りの部分の熱間成形を行ってもよい。
【００６１】
上記した実施の形態では、成形手段２１としてロール成形形式が採用されているが、これはプレス成形形式などであってもよい。
上記した実施の形態において、シリンダー装置２６，２９，３７としては油圧形式や空圧形式などが採用される。またシリンダー装置の形式に代えて、螺子形式なども採用できる。
【００６２】
上記した実施の形態では、半成形丸形コラム３，５１を、半成形丸形鋼管１の板厚ｔよりも厚い板厚Тとしているが、これは半成形丸形鋼管１の板厚ｔと同じものであってもよい。
【００６３】
上記した実施の形態では、コラム付き半成形丸形鋼管６，５４を加熱したのち、半成形丸形鋼管１側から成形手段２１に通して熱間成形を行っているが、これは半成形丸形コラム３，５１側から成形手段２１に通して熱間成形を行ってもよい。
【００６４】
上記した実施の形態では、成形手段２１におけるコラム成形装置３１として、回転自在な本体３２を介して成形ロール３６群を半成形丸形コラム３，５１の周りで回転させる形式が示されているが、これは本体３２を固定として、コラム付き半成形丸形鋼管６，５４、すなわち半成形丸形コラム３，５１を自転させる形式などであってもよい。
【００６５】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項１によると、外径が大きなコラム付き半成形丸形鋼管を加熱したのち、成形手段における鋼管成形装置とコラム成形装置とによって熱間成形することで、所定の外径のコラム付き丸形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。このコラム付き丸形鋼管柱は、曲げ精度が低いコラム付き半成形丸形鋼管を熱間成形することで、例え厚肉、大径であったとしても、多大な労力と時間を要する手作業による精整作業を行うことなく、その形状精度を良いものにでき、しかも溶接部の品質を改善できる。さらにコラム付き丸形鋼管柱は、熱間成形によって、残留応力が殆どなくて高い座屈強度を得ることができるとともに、二次溶接性に優れ、かつ十分な靱性を有するものにできる。これにより、たとえば建築用の柱材に使用される大径で厚肉のコラム付き丸形鋼管柱を好適に提供できる。
【００６６】
また上記した本発明の請求項２によると、外径が大きなコラム付き半成形丸形鋼管を加熱したのち、形状検出装置の検出により鋼管成形装置を作動して半成形丸形鋼管を所定の外径に熱間成形したのち、形状検出装置の検出によりコラム成形装置を作動して半成形丸形コラムの部分を所定の外径に熱間成形することで、所定の外径のコラム付き丸形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【００６８】
しかも上記した本発明の請求項３によると、成形ロールの位置を移動制御することで、コラム付き半成形丸形鋼管に対する熱間成形を容易に確実に実現できる。
【００６９】
また上記した本発明の請求項４によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き丸形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【００７０】
そして上記した本発明の請求項５によると、コラム部分を下位として使用するコラム付き丸形鋼管柱を、手作業による精整作業を殆ど行うことなく、容易に確実に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、コラム付き丸形鋼管柱の製造方法に使用される半成形丸形鋼管で、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法に使用される半成形丸形コラムで、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法におけるコラム付き半成形丸形鋼管の一部切り欠き側面図である。
【図４】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法における加熱の説明図である。
【図５】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法における成形ラインの概略側面図である。
【図６】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段による丸形鋼管部の成形時の正面図である。
【図７】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の正面図である。
【図８】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の一部切り欠き側面図である。
【図９】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の正面図である。
【図１０】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の一部切り欠き側面図である。
【図１１】同コラム付き丸形鋼管柱の側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態を示し、コラム付き丸形鋼管柱の製造方法に使用される半成形丸形コラムで、（ａ）は一部切り欠き側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１３】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法におけるコラム付き半成形丸形鋼管の一部切り欠き側面図である。
【図１４】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法における加熱の説明図である。
【図１５】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法における成形ラインの概略側面図である。
【図１６】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段による丸形鋼管部の成形時の正面図である。
【図１７】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の正面図である。
【図１８】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の一端成形時の一部切り欠き側面図である。
【図１９】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の正面図である。
【図２０】同コラム付き丸形鋼管柱の製造方法において、成形手段によるコラム部の他端成形時の一部切り欠き側面図である。
【図２１】同コラム付き丸形鋼管柱の側面図である。
【符号の説明】
１半成形丸形鋼管
３半成形丸形コラム
３ａ一端
３ｂ他端
５溶接
６コラム付き半成形丸形鋼管
７コラム付き丸形鋼管柱（最終製品）
８上部丸形鋼管柱
９梁材
１０加熱炉（加熱手段）
１１成形部搬送手段
１３搬送経路
１４搬送力付与装置
２１成形手段
２３鋼管成形装置
２４成形ロール
２４ａ成形面
２６シリンダー装置
２７成形ロール
２７ａ成形面
２９シリンダー装置
３１コラム成形装置
３２本体
３４移動体
３６成形ロール
３７シリンダー装置（加圧装置）
４１制御部
４２形状検出装置
４３形状検出装置
５１半成形丸形コラム
５１ａ一端
５１ｂ他端
５３溶接
５４コラム付き半成形丸形鋼管
５７コラム付き丸形鋼管柱（最終製品）
５８下部丸形鋼管柱
５９梁材
６１成形部搬送手段
６２搬送用台車
６４搬送経路
６５搬送力付与装置
Ｄα 大きな外径
ＤＤα 大きな外径
Ｄ所定の外径
ＤＤ所定の外径
ｄα 大きな外径
ｄ所定の外径
Ｒ最終半径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is a large diameter and thick wall used for, for example, an architectural pillar.NoThe present invention relates to a method of manufacturing a round steel pipe column with a ram.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of steel pipe column, the lower end of a reducer (column) made of a circular steel pipe is welded to the upper end of a lower column with a backing metal or a diaphragm, and the upper end of the reducer is made of a circular steel pipe. The lower end of the upper column with a small diameter is joined by welding via a backing metal or a diaphragm. Here, the reducer is formed in the shape of a truncated cone from a steel plate (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
And the circular lower pillar and upper pillar were manufactured with the following method. That is, a pipe original plate having a predetermined width and a predetermined length is prepared, and end bending of a predetermined width is performed by pressing on an end portion in the width direction of the pipe original plate. Next, the end portion of the pipe original plate that has been bent is further pressed so as to be bent so that the cross-sectional shape is substantially U-shaped. And it shape | molds so that a cross-sectional shape may become a substantially circular shape by the press work means which consists of a pair of shaping | molding die which has a semicircular shaping | molding surface. At this time, the concave portion and the convex portion are engaged. There is also a method in which the cross-sectional shape is formed so as to be substantially circular, and then the end portions (joint portions) are welded and joined (for example, see Patent Document 2).
[0004]
Further, the reducer is the same, and is formed into a truncated cone shape by performing press bending on a single steel sheet cut into a strip of arc and welding one place.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-331911 (second page, FIG. 7)
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-9-234511 (page 3-5, FIGS. 1 and 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional configuration, both the circular column and the truncated cone-shaped reducer have low bending accuracy by pressing, and therefore, the steel tube column in which the column and the reducer are welded may be deteriorated in shape accuracy. In order to solve this, a column and a reducer are adjusted manually to correct the bending accuracy, and this manual operation requires a great deal of labor and time.
[0008]
  Therefore, the invention according to claim 1 of the present invention provides a round steel pipe column with a column that has good shape accuracy, can improve the quality of the welded portion, has no residual stress, and has sufficient toughness.A method of manufacturing a round steel pipe column with a column that can be easily and reliably manufactured with little manual refining work.It is intended to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above-mentioned object, a round steel pipe column with a column according to claim 1 of the present invention.Manufacturing methodIs a semi-formed round steel with an outer diameter larger than the predetermined outer diameterTube andA semi-molded round column with a trapezoidal cylindrical shape with an outer diameter larger than the predetermined outer diameterAnd the end of the semi-formed round steel pipe and the semi-formed round columnAfter joining these ends, the semi-formed round steel pipe with a column is joined by welding. After heating this semi-formed round steel pipe with a column,While transporting on the transport pathHot forming by forming meansThe forming means includes a steel pipe forming apparatus for hot forming a semi-formed round steel pipe to a predetermined outer diameter, and a semi-formed round column having one end at a predetermined outer diameter and the other end at a predetermined outer diameter. It consists of a column forming device that hot-forms with a small outer diameter and between one end and the other end within a predetermined outer diameter. A semi-formed round steel pipe with a column is hot-formed through one forming device. After that, it was hot-formed through the other forming device to make a round steel pipe column with a column with a predetermined outer diameter.It is characterized by that.
[0011]
  Therefore, according to the invention of claim 1,After heating a semi-formed round steel pipe with a column having a large outer diameter and hot forming with a steel pipe forming apparatus and a column forming apparatus in the forming means, a round steel pipe column with a column with a predetermined outer diameter can be manufactured. . thisA round steel pipe column with a column is formed by hot forming a semi-formed round steel pipe with a column with low bending accuracy, so that even if it is thick and large in diameter, it requires precision and labor. The shape accuracy can be improved and the quality of the welded portion can be improved without performing the adjustment work. Further, the round steel pipe column with a column has high residual buckling strength with almost no residual stress by hot forming, and has excellent secondary weldability and sufficient toughness.
[0012]
  Moreover, the round steel pipe pillar with a column of Claim 2 of this inventionManufacturing methodIn the configuration of claim 1 described above,The forming means comprises a steel pipe forming device provided in the upper part of the conveyance path and a column forming device provided in the lower part, and the shape detecting device provided in the upper position of the steel pipe forming device is a semi-formed round steel pipe. By detecting the part, the steel pipe forming device is operated to hot-form the semi-formed round steel pipe to a predetermined outer diameter, and the shape detecting device provided at the upper position of the column forming device detects the semi-formed round column. By detecting, the column forming device is operated to hot-mold the semi-formed round column part to a predetermined outer diameter.It is characterized by that.
[0013]
  Therefore, according to the invention of claim 2,After heating the semi-formed round steel pipe with a column with a large outer diameter, the steel pipe forming device is activated by the detection of the shape detection device, and the semi-formed round steel pipe is hot-formed to a predetermined outer diameter. By operating the column forming apparatus by detection and hot forming a part of the semi-formed round column to a predetermined outer diameter, a round steel pipe column with a column having a predetermined outer diameter can be manufactured.
[0016]
  The present inventionClaim 3The manufacturing method of the round steel pipe column with the column described above is as described above.Claim 1 or 2In the described configuration, the forming means is a roll forming type and is characterized by performing hot forming while moving and controlling the position of the forming roll.
[0017]
  Therefore, according to the invention of claim 3, by controlling the movement of the forming roll, hot forming for the semi-formed round steel pipe with a column can be realized.
  And of the present inventionClaim 4The manufacturing method of the round steel pipe column with the column described above is as described above.In any one of Claims 1-3In the described configuration, the end of the semi-formed round steel pipe and the one end having a large outer diameter of the semi-formed round column are joined by welding to form a semi-formed round steel pipe with a column. After being heated, it is hot-formed by passing through a forming means from the semi-formed round steel pipe side.
[0018]
  ThereforeClaim 4According to the invention, a round steel pipe column with a column that uses the column portion as a lower part can be manufactured with little manual refining work.
  Furthermore, according to the present inventionClaim 5The manufacturing method of the round steel pipe column with the column described above is as described above.In any one of Claims 1-3In the configuration described above, the end of the semi-formed round steel pipe and the other end having a small outer diameter of the semi-formed round column are joined by welding to form a semi-formed round steel pipe with a column. The steel pipe is heated and then hot-formed from the semi-formed round steel pipe side through a forming means.
[0019]
  ThereforeClaim 5According to the invention, a round steel pipe column with a column that uses the column portion as a lower part can be manufactured with little manual refining work.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the 1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. 1-11 for the round steel pipe column with a column of the center location use type which has a true-core trapezoid cylindrical column.
[0021]
As shown in FIG. 1, a semi-formed round steel pipe 1 is formed by bending a strip-shaped steel plate 1A with a predetermined thickness t by a press or the like and then joining it by welding to obtain a final shape (round column with a final product). The outer diameter Dα is formed larger than the outer diameter of the shape steel pipe column. Here, the semi-formed round steel pipe 1 has a one-seam shape with one butt weld 2 but may have a two-seam shape with two butt welds.
[0022]
As shown in FIG. 2, the semi-formed round column 3 is formed by bending a steel plate 3A cut and formed into a predetermined shape with a thickness Т that is thicker than the thickness t of the semi-formed round steel pipe 1. After forming, by joining by welding, it is formed into a true-core trapezoidal cylindrical shape in which the outer diameter of one end 3a and the outer diameter of the other end 3b are different.
[0023]
At that time, one end 3a is formed with a large outer diameter Dα, and the other end 3b is formed with a large outer diameter dα, that is, Dα> dα with respect to the final shape. The outer diameter Dα of the one end 3a is formed to be equivalent to the outer diameter Dα of the semi-formed round steel pipe 1. Here, as the semi-formed round column 3, a one-seam shape with one butt weld portion 4 is shown, but this may be a two-seam shape with two butt weld portions.
[0024]
As shown in FIG. 3, the semi-formed round steel pipe 1 and the semi-formed round column 3 formed as described above include an end of the semi-formed round steel pipe 1 and an end 3 a of the semi-formed round column 3. A semi-formed round steel pipe 6 with a column is formed by joining together by welding 5 in a state of being in substantial contact. In addition, a groove is formed in a corresponding contact portion (portion where welding 5 is performed) between the semi-formed round steel pipe 1 and the semi-formed round column 3.
[0025]
Next, as shown in FIG. 4, the semi-formed round steel pipe 6 with a column is placed in a heating furnace (an example of heating means) 10 and heated. This heating furnace 10 is a heating type using high frequency, gas, oil, etc., and the whole is 600 to 1000 ° C. (A₃Includes transformation points. ).
[0026]
  And with columnSemi-formed round steel pipe6 is taken out of the heating furnace 10 and conveyed by the molding unit conveying means 11 as shown in FIG. The forming unit conveying means 11 includes a conveying conveyor device (roller conveyor device) 12 and a nipping-type conveying force applying device 14 disposed at a plurality of locations (or a single location) in the conveying path 13. Here, the conveying force imparting device 14 has a pair of upper and lower drum-shaped conveying rolls 15 and 15, and these conveying rolls 15 are configured to be driven and rotated by a driving device (not shown).
[0027]
Forming means 21 for hot forming the heated semi-formed round steel pipe 6 with a column is disposed at a predetermined location in the transport path 13. The forming means 21 includes a steel pipe forming device 23 provided at the upper portion of the machine frame 22 and a column forming device 31 provided at the lower portion of the machine frame 22.
[0028]
As shown in FIGS. 5 and 6, the steel pipe forming apparatus 23 is a roll forming type capable of drawing, and a pair of upper and lower forming rolls 24, 24 and a pair of left and right forming rolls 27, 27 on the machine frame 22 side. Etc. are provided. Here, the forming rolls 24 and 27 have a drum shape, and the arc-shaped forming surfaces 24 a and 27 a are formed so as to correspond to the final radius R.
[0029]
The forming rolls 24 and 27 are rotatably supported by roll supports 25 and 28, respectively, and are configured to be driven and rotated by a driving device (not shown). The roll supports 25 and 28 are detachably connected to inward piston rods in cylinder devices 26 and 29 provided on the machine frame 22 side, respectively. The forming rolls 24 and 27 are configured to be movable separately via the roll supports 25 and 28.
[0030]
As shown in FIGS. 5, 7, and 8, the column forming apparatus 31 is a roll forming type capable of drawing, and the ring-shaped main body 32 is supported by appropriate support means on the machine frame 22 side. By being supported, it is configured to be rotatable about an axis along the conveyance path 13 and to be forcibly rotated by a driving device (not shown).
[0031]
Guide bodies 33 are provided at three places (or one place or a plurality of places) at 120 ° intervals on the inner surface side of the main body 32, and the guide bodies 33 are movable bodies 34 that are movable toward and away from the rotation axis. Is provided. A forming roll 36 is provided on the movable body 34 via a bracket 35 or the like so as to be free to rotate about an axis along the final tapered surface (inclined outer surface). The moving body 34 is configured to be movable via a pressurizing cylinder device (an example of a pressurizing device) 37, and thus controls the expansion and contraction of the cylinder device 37 via a control unit 41 such as a computer. Thus, the position of the forming roll 36 is configured to be controllable.
[0032]
The control unit 41 is shared, and is configured to control the expansion and contraction of the cylinder devices 26 and 29. A shape detecting device 42 for the semi-formed round steel pipe 1 is provided at the upper position of the steel pipe forming device 23, and a shape detecting device 43 for the semi-formed round column 3 is provided at the upper position of the column forming device 31. ing. These shape detection devices 42 and 43 are of a non-contact type (such as a sensor) or a contact type, and are configured to input detection signals to the control unit 41.
[0033]
An example of the forming means 21 that performs hot forming while controlling the positions of the forming rolls 24, 27, and 36 is configured by the above 22-43 and the like.
As described above, the semi-formed round steel pipe 6 with a column heated in the heating furnace 10 is preceded by the semi-formed round steel pipe 1 side (the semi-formed round column 3 side is followed), and is conveyed by the conveyor. It is conveyed in the length direction on the device 12. First, the conveying force is applied by being sandwiched from above and below by the conveying rolls 15, 15 of the conveying force applying device 14, so that the column-formed semi-formed round steel pipe 6 is set on the conveying path 13 at a set speed. It is fed and conveyed by.
[0034]
Thereby, the semi-formed round steel pipe 6 with a column is carried into the forming means 21 from the half-formed round steel pipe 1 side. At that time, the column forming device 31 in the forming means 21 is in a non-operating state. In the steel pipe forming apparatus 23, when the shape detecting device 42 detects the portion of the semi-formed round steel pipe 1, the cylinder devices 26 and 29 are expanded and contracted via the control unit 41, and thus the forming rolls 24 and 27 groups are detected. Is a predetermined position. Accordingly, as shown in FIG. 6, the part of the semi-formed round steel pipe 1 is hot-formed while being pressed from above and below and from the left and right by the forming surfaces 24a and 27a of the group of forming rolls 24 and 27 at predetermined positions. . By this hot forming, the part of the semi-formed round steel pipe 1 is formed with a predetermined outer diameter D corresponding to the final shape.
[0035]
In this way, the part of the semi-formed round steel pipe 1 can be hot-formed, and the shape detection device 42 is connected to the boundary between the semi-formed round steel pipe 1 and the semi-formed round column 3, for example, the weld 5. By detecting the portion, the cylinder devices 26 and 29 are contracted and moved through the control unit 41 after a set time, and the steel pipe forming device 23 becomes inactive.
[0036]
In this state, the column-formed semi-formed round steel pipe 6 is conveyed, and in the column forming device 31 in the forming means 21, the shape detecting device 43 is connected to the boundary between the semi-formed round steel tube 1 and the semi-formed round column 3, for example, By detecting the portion of the weld 5, the main body 32 is rotated by the rotation drive unit via the control unit 41, and the cylinder body 37 is extended and controlled to move the moving body 34 closer. As a result, the forming roll 36 group is rotated together with the main body 32 in a state where the forming roll 36 group is in pressure contact with the one end 3 a side of the semi-formed round column 3. As shown in FIGS. 7 and 8, hot drawing is performed on the one end 3a side.
[0037]
Then, by controlling the moving body 34 to move closer along with the transport of the semi-formed round steel pipe 6 with a column, that is, by controlling the movement of the forming roll 36 group, As shown, hot drawing to the other end 3b side is performed. At that time, the approaching movement of the forming roll 36 is controlled by detecting the tapered surface (inclined outer surface) in the semi-formed round column 3 portion by the shape detecting device 43 as needed, or starting the detection of the weld 5 portion. , Based on a preset pattern.
[0038]
Due to the approaching movement of the forming roll 36, the part of the semi-formed round column 3 is hot-formed while being pressurized from above and below and from the left and right. As a result of this hot forming, the part of the semi-formed round column 3 is formed so that one end 3a has a predetermined outer diameter D corresponding to the final shape and the other end 3b has a predetermined small outer diameter d corresponding to the final shape. In addition, between the one end 3a and the other end 3b, it is formed within a predetermined outer diameter D to d corresponding to the final shape.
[0039]
The hot forming of the part of the semi-formed round column 3 and the like is performed while being fed and transported at a set speed on the transport path 13 by the transport force applying device 14 disposed below the forming means 21.
[0040]
By performing the hot forming as described above and then allowing to cool (cool), as shown by the solid line in FIG. 11, a round steel pipe column with a column of a central part use type having a true-core trapezoidal cylindrical column ( Final product) 7 can be obtained. The column-formed round steel pipe column 7 manufactured in this way is hot-worked with the column-formed semi-formed round steel pipe 6 with low bending accuracy, so that even if it is thick and large in diameter, a great deal of labor is required. Therefore, the accuracy of the shape can be improved and the quality of the welded portions 2, 4 and 5 can be improved. Furthermore, by hot forming, there is almost no residual stress and high buckling strength is obtained, and secondary weldability is excellent and sufficient toughness is obtained.
[0041]
As shown by the solid line in FIG. 11, the round steel pipe column 7 with a column is erected, and as shown by the phantom line in FIG. 11, the end of the upper round steel pipe column 8 is in contact with the other end (upper end) of the column. By being in contact and welding, it is a pillar material used for the central part of the building. A beam member 9 is connected to the column portion.
[0042]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 to 21 with respect to a round steel pipe column with a column of a central location use type having a true-core trapezoidal cylindrical column.
[0043]
As shown in FIG. 12, the semi-formed round column 51 is formed by bending a steel plate 51A cut and formed into a predetermined shape with a thickness Т that is thicker than the thickness t of the semi-formed round steel pipe 1 by a press or the like. After forming, by joining by welding, the outer diameter of the one end 51a and the outer diameter of the other end 51b are formed into a trapezoidal cross section.
[0044]
At that time, the one end 51a is formed with a large outer diameter Dα, and the other end 51b is also formed with a large outer diameter DDα, that is, Dα <DDα with respect to the final shape. The outer diameter Dα of the one end 51a is formed to be equivalent to the outer diameter Dα of the semi-formed round steel pipe 1. Here, as the semi-formed round column 51, a one-seam shape with one butt weld 52 is shown, but this may be a two-seam shape with two butt welds.
[0045]
As shown in FIG. 13, the semi-formed round steel pipe 1 and the semi-formed round column 51 formed as described above include an end of the semi-formed round steel pipe 1 and an end 51 a of the semi-formed round column 51. A semi-formed round steel pipe 54 with a column is formed by joining with a weld 53 in the state of being in substantial contact. Next, as shown in FIG. 14, the semi-formed round steel pipe 54 with a column is put into the heating furnace 10 and heated.
[0046]
This column-formed semi-formed round steel pipe 54 is taken out of the heating furnace 10 and is conveyed by the forming part conveying means 61 as shown in FIG. The forming unit conveying means 61 is formed by a conveying carriage 62 disposed above the forming means 21, a conveying conveyor device (roller conveyor device) 63 disposed below the forming means 21, and the like. It comprises a nipping-type conveyance force applying device 65 disposed at a plurality of locations in the conveyance path 64.
[0047]
Here, the conveying force applying device 65 has a pair of upper and lower drum-shaped conveying rolls 66, 66, and these conveying rolls 66 are configured to be driven to rotate by a driving device (not shown). At that time, the conveying force applying device 65 arranged on the upper side of the forming means 21 is configured to allow passage of the semi-formed round column 51 by moving both the conveying rolls 66 apart from each other. The conveying force applying device 65 disposed at the lower side is configured to be able to take out a round steel pipe column with a column after hot forming upward or laterally.
[0048]
The molding means 21 has substantially the same configuration as that of the first embodiment described above. The difference is that the axis of rotation of the molding roll 36 has a final shape as shown in FIG. It is a point inclined in the reverse direction along the tapered surface (inclined outer surface).
[0049]
As described above, the column-formed semi-formed round steel pipe 54 heated in the heating furnace 10 is preceded by the half-formed round steel pipe 1 side and the half-formed round column 51 side is for conveyance as shown by the solid line in FIG. In a state where it is supported by the carriage 62 and moved backward, it is transported in the length direction on the transport path 64 and is carried into the molding means 21.
[0050]
Accordingly, as shown in FIG. 16, the part of the semi-formed round steel pipe 1 is hot-formed while being pressed from above and below and from the left and right by the groups of forming rolls 24 and 27 placed at predetermined positions. By this hot forming, the part of the semi-formed round steel pipe 1 is formed with a predetermined outer diameter D corresponding to the final shape.
[0051]
Then, the shape detection device 43 detects the boundary between the semi-formed round steel pipe 1 and the semi-formed round column 51, for example, the weld 53, so that the main body 32 is moved by the rotary drive unit via the control unit 41. While rotating, the cylinder body 37 is extended and the moving body 34 is moved closer. As a result, the forming roll 36 group is rotated together with the main body 32 in a state where the forming roll 36 group is in pressure contact with the one end 51 a side of the semi-formed round column 51. As shown in FIGS. 17 and 18, hot drawing is performed on the one end 3a side.
[0052]
Then, the cylinder device 37 is contracted as the column-formed semi-formed round steel pipe 6 is conveyed, and the moving body 34 is controlled to move away, that is, the position of the forming roll 36 group is controlled to move away. Thus, as shown in FIGS. 19 and 20, hot drawing to the other end 3b side is performed. At that time, the separation movement of the forming roll 36 is controlled by detecting the tapered surface (inclined outer surface) of the semi-formed round column 51 by the shape detecting device 43 at any time, or starting detection of the weld 53 portion. , Based on a preset pattern. Further, the separating movement of the forming rolls 36 group is performed while maintaining the pressure forming state with respect to the semi-formed round column 51.
[0053]
The part of the semi-formed round column 51 is hot-formed while being pressed from above and below and from the left and right by such a separation movement of the forming roll 36. By this hot forming, the part of the semi-formed round column 51 is formed such that one end 51a has a predetermined outer diameter D corresponding to the final shape and the other end 51b has a predetermined large outer diameter DD corresponding to the final shape. In addition, between the one end 51a and the other end 51b, it is formed within predetermined outer dimensions D to DD corresponding to the final shape.
[0054]
By performing the hot forming as described above, as shown by the phantom line in FIG. 15, it is unloaded from the forming means 21, and then taken out from the transport path 13 to another place and then allowed to cool (cool). As shown by the solid line in FIG. 21, a round steel pipe column with column (final product) 57 using a central part having a true-core trapezoidal cylindrical column can be obtained.
[0055]
The column-formed round steel pipe column 57 manufactured in this manner is hot-worked with the column-formed semi-formed round steel pipe 54 with low bending accuracy, so that even if it is thick and large in diameter, a great deal of labor is required. Therefore, the shape accuracy can be improved without performing manual refining work that requires time, and the quality of the welds 2, 52, 53 can be improved. Furthermore, by hot forming, there is almost no residual stress and high buckling strength is obtained, and secondary weldability is excellent and sufficient toughness is obtained.
[0056]
As shown by the solid line in FIG. 21, the round steel pipe column 57 with a column is erected, and as shown by the phantom line in FIG. 21, the end of the lower round steel pipe column 58 is in contact with the other end (lower end) of the column. By being in contact and welding, it is a pillar material used for the central part of the building. A beam member 59 is connected to the column portion.
[0057]
As in the above-described embodiment, the roll supports 25 and 28 in the forming means 21 are detachably connected to the piston rods of the cylinder devices 26 and 29, and the configuration is movable separately. Forming roll groups having different arc radii on the arc-shaped forming surface can be arranged by being exchanged in the up-down direction and the left-right direction, so that various semi-formed round steel pipes 1 having different final shapes can be dealt with.
[0058]
In the embodiment described above, the round steel pipe columns 7 and 57 with a column of the central location use type having the true-core trapezoidal cylindrical column are obtained. This is because the eccentric trapezoidal cylindrical semi-formed round column is obtained. By using and controlling the movement of the forming roll 36 group, it is possible to obtain a round steel pipe column with a column of a corner use type having an eccentric trapezoidal cylindrical column in the same manner.
[0059]
In the above-described embodiment, the steel tube forming device 23 performs hot forming of the portion of the semi-formed round steel pipe 1 and the column forming device 33 performs hot forming of the semi-formed round columns 3 and 51. This is controlled appropriately by the control unit 41, and the upper part (front end part) of the semi-formed round columns 3, 51 is continuously formed by the steel pipe forming device 23 after the hot forming of the part of the semi-formed round steel pipe 1. ), And then the remaining portions of the semi-formed round columns 3 and 51 may be hot-formed by the column forming device 33.
[0061]
In the above-described embodiment, the roll forming format is adopted as the forming means 21, but this may be a press forming format.
In the above-described embodiment, as the cylinder devices 26, 29, and 37, a hydraulic type or a pneumatic type is adopted. Further, a screw type or the like can be employed instead of the cylinder device type.
[0062]
In the above-described embodiment, the semi-formed round columns 3 and 51 have a plate thickness Т that is thicker than the plate thickness t of the semi-formed round steel pipe 1. It may be the same.
[0063]
In the above-described embodiment, the semi-formed round steel pipes 6 and 54 with columns are heated and then hot-formed through the forming means 21 from the semi-formed round steel pipe 1 side. Hot forming may be performed through the forming means 21 from the side of the shape columns 3 and 51.
[0064]
In the above-described embodiment, the column forming device 31 in the forming means 21 has a form in which the forming roll 36 group is rotated around the semi-formed round columns 3 and 51 via the rotatable main body 32. This may be a type in which the main body 32 is fixed and the half-formed round steel pipes 6 and 54 with columns, that is, the half-formed round columns 3 and 51 are rotated.
[0065]
【The invention's effect】
  According to claim 1 of the present invention described above,After heating a semi-formed round steel pipe with a column with a large outer diameter and hot forming with a steel pipe forming device and a column forming device in the forming means, a round steel pipe column with a column with a predetermined outer diameter is manually operated It can be manufactured easily and reliably with little adjustment work. thisA round steel pipe column with a column is formed by hot forming a semi-formed round steel pipe with a column with low bending accuracy, so that even if it is thick and large in diameter, it requires precision and labor. The shape accuracy can be improved and the quality of the welded portion can be improved without performing the adjustment work. Further, the round steel pipe column with columns can be obtained by hot forming with almost no residual stress and high buckling strength, and excellent secondary weldability and sufficient toughness. Thereby, for example, a large-diameter and thick-walled round steel pipe column with a column used for a building column can be suitably provided.
[0066]
  According to claim 2 of the present invention described above,After heating the semi-formed round steel pipe with a column with a large outer diameter, the steel pipe forming device is activated by the detection of the shape detection device, and the semi-formed round steel pipe is hot-formed to a predetermined outer diameter. By operating the column forming device by detection and hot forming the part of the semi-formed round column to the specified outer diameter, the round steel pipe column with the column of the specified outer diameter is almost manually refined. Easily and reliably manufactured without having toit can.
[0068]
  Moreover, the above-described present inventionClaim 3According to the above, by controlling the movement of the forming roll, hot forming of the semi-formed round steel pipe with a column can be easily and reliably realized.
[0069]
  In addition, the above-described present inventionClaim 4According to the present invention, it is possible to easily and reliably manufacture a round steel pipe column with a column that uses the column portion as a lower part, with little manual adjustment work.
[0070]
  And the above-described present inventionClaim 5According to the present invention, it is possible to easily and reliably manufacture a round steel pipe column with a column that uses the column portion as a lower part, with little manual adjustment work.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a semi-formed round steel pipe used in a method for producing a round steel pipe column with a column, wherein (a) is a partially cutaway side view, (b) Is a front view.
FIG. 2 is a semi-formed round column used in the method of manufacturing the round steel pipe column with the column, in which (a) is a partially cutaway side view and (b) is a front view.
FIG. 3 is a partially cutaway side view of a semi-formed round steel pipe with a column in the method for producing a round steel pipe column with a column.
FIG. 4 is an explanatory view of heating in the manufacturing method of the round steel pipe column with the column.
FIG. 5 is a schematic side view of a forming line in the method of manufacturing the round steel pipe column with the column.
FIG. 6 is a front view of the round steel pipe column with the column when forming the round steel pipe portion by the forming means in the manufacturing method of the round steel pipe column with the column.
FIG. 7 is a front view at the time of forming one end of a column portion by a forming means in the method of manufacturing a round steel pipe column with a column.
FIG. 8 is a partially cutaway side view of the column portion at the time of one end forming by the forming means in the method of manufacturing the round steel pipe column with column.
FIG. 9 is a front view when the other end of the column part is formed by the forming means in the manufacturing method of the round steel pipe column with the column.
FIG. 10 is a partially cutaway side view of the column-shaped round steel pipe column manufacturing method when forming the other end of the column portion by the forming means.
FIG. 11 is a side view of the round steel pipe column with the column.
FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention, and is a semi-formed round column used in the method of manufacturing a round steel pipe column with a column, (a) is a partially cutaway side view, (b) Is a front view.
FIG. 13 is a partially cutaway side view of a semi-formed round steel pipe with a column in the method for producing a round steel pipe column with a column.
FIG. 14 is an explanatory diagram of heating in the manufacturing method of the round steel pipe column with the column.
FIG. 15 is a schematic side view of a forming line in the method of manufacturing a round steel pipe column with a column.
FIG. 16 is a front view at the time of forming a round steel pipe portion by a forming means in the method for manufacturing a round steel pipe column with a column.
FIG. 17 is a front view of the column portion with the column in the method for producing the column-shaped round steel pipe column at the time of forming one end of the column portion by the forming means.
FIG. 18 is a partially cutaway side view of the column portion with the column when the column part is formed at one end by the forming means in the method of manufacturing the round steel pipe column with column.
FIG. 19 is a front view when the other end of the column portion is formed by the forming means in the method of manufacturing the round steel pipe column with column.
FIG. 20 is a partially cutaway side view of the column steel round column with the column when the other end of the column part is formed by the forming means.
FIG. 21 is a side view of the round steel pipe column with the column.
[Explanation of symbols]
1 Semi-formed round steel pipe
3 Semi-molded round column
3a one end
3b The other end
5 Welding
6 Semi-formed round steel pipe with column
7 Round steel pipe column with column (final product)
8 Upper round steel pipe column
9 Beam material
10 Heating furnace (heating means)
11 Molding part conveying means
13 Transport route
14 Conveying force applying device
21 Forming means
23 Steel pipe forming equipment
24 Forming roll
24a Molded surface
26 Cylinder device
27 Forming roll
27a Molded surface
29 Cylinder device
31 Column forming equipment
32 body
34 Mobile
36 Forming roll
37 Cylinder device (pressurizing device)
41 Control unit
42 Shape detection device
43 Shape detection device
51 Semi-molded round column
51a one end
51b The other end
53 Welding
54 Semi-formed round steel pipe with column
57 Round steel pipe column with column (final product)
58 Lower round steel pipe column
59 Beam material
61 Molding part conveying means
62 Carriage for transportation
64 Transport route
65 Conveying force applying device
Dα Large outer diameter
DDα Large outer diameter
D Predetermined outer diameter
DD Specified outer diameter
dα Large outer diameter
d Predetermined outer diameter
R Final radius

Claims

Given were prepared and semi-molded round section steel tube outer diameter larger than the outer diameter, and a trapezoidal tubular semi-molded round the column at a greater outer diameter than the predetermined outer diameter, an end of the semi-molded round steel pipe And one end of a semi-formed round column are joined by welding to form a semi-formed round steel pipe with a column. After heating this semi-formed round steel pipe with a column, forming means while transporting it on the transport path In order to perform hot forming , the forming means includes a steel pipe forming apparatus for hot forming a semi-formed round steel pipe to a predetermined outer diameter, a semi-formed round column, one end of which has a predetermined outer diameter, and the other. It consists of a column forming device that hot-forms the end with a predetermined small outer diameter and between one end and the other end within a predetermined outer diameter, and passes a semi-formed round steel pipe with a column through one forming device. A column with a predetermined outer diameter is formed by hot forming and hot forming through the other forming device. Method of manufacturing a column with a round steel pipe columns, characterized in that it was a tree round steel columns.

The forming means comprises a steel pipe forming device provided in the upper part of the conveyance path and a column forming device provided in the lower part, and the shape detecting device provided in the upper position of the steel pipe forming device is a semi-formed round steel pipe. By detecting the part, the steel pipe forming device is operated to hot-form the semi-formed round steel pipe to a predetermined outer diameter, and the shape detecting device provided at the upper position of the column forming device detects the semi-formed round column. 2. The method of manufacturing a round steel pipe column with a column according to claim 1 , wherein the column forming apparatus is operated to hot-form a part of the semi-formed round column to a predetermined outer diameter .

The method of manufacturing a round steel pipe column with columns according to claim 1 or 2, wherein the forming means is a roll forming type and performs hot forming while controlling the movement of the position of the forming roll .

The end of the semi-molded round steel pipe, after and one end having a larger outer diameter of the semi-molded round column, attached by welding to the semi-molded round steel pipe with column was heated semi-molded round steel pipe with this column The method of manufacturing a round steel pipe column with a column according to any one of claims 1 to 3, wherein hot forming is performed by passing the forming means from a semi-formed round steel pipe side .

The end of the semi-formed round steel pipe and the other end with the small outer diameter of the semi-formed round column are joined by welding to form a semi-formed round steel pipe with a column. After heating this semi-formed round steel pipe with a column, The method of manufacturing a round steel pipe column with a column according to any one of claims 1 to 3, wherein hot forming is performed by passing the forming means from a semi-formed round steel pipe side .