JP4135036B1 - Apparatus and method for forming end of web of welded H-section steel - Google Patents
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Abstract
【課題】ウエブ材端部の左右均等なドッグボーン状の成形を、製造ラインの稼働率を落とすことなく行えるようにする。
【解決手段】溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材１ｗとフランジ材１ｆの溶接前に、ウエブ材１ｗの端部を、カリバー１２ａａ，１２ｂａを設けた対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂで圧下して左右均等のドッグボーン状に成形する装置１１である。プリアップロール１２ａ，１２ｂに、ウエブ材１ｗの厚みに応じた複数のカリバー１２ａａ，１２ｂａを設ける。これらのプリアップロール１２ａ，１２ｂの軸方向移動機構１３を設ける。ウエブ材１ｗの厚み応じ、軸方向移動機構１３を駆動してプリアップロール１２ａ，１２ｂを軸方向に移動し、ウエブ材１ｗの厚みに応じた最適のカリバー１２ａａ，１２ｂａを選択してウエブ材端部の成形を行う。
【効果】製造ラインの稼働率を落とすことなく、ウエブ材の端部に左右均等のドッグボーン状の成形が可能になる。
【選択図】図１An object of the present invention is to enable uniform dogbone-shaped forming of the end of a web material without reducing the operating rate of a production line.
When manufacturing a welded H-section steel, before welding the web material 1w and the flange material 1f, the end portion of the web material 1w is reduced by a pair of pre-up rolls 12a and 12b provided with calibers 12aa and 12ba. Thus, the device 11 is formed into a uniform dogbone shape on the left and right. A plurality of calibers 12aa and 12ba corresponding to the thickness of the web material 1w are provided on the pre-up rolls 12a and 12b. An axial movement mechanism 13 for these pre-up rolls 12a and 12b is provided. Depending on the thickness of the web material 1w, the axial movement mechanism 13 is driven to move the pre-up rolls 12a, 12b in the axial direction, and the optimum caliber 12aa, 12ba corresponding to the thickness of the web material 1w is selected to select the end of the web material. Mold the part.
[Effect] It is possible to form a dog-bone shape that is equal to the left and right at the end of the web material without reducing the operating rate of the production line.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、溶接Ｈ形鋼を製造する際にウエブ材の端部を左右均等のドッグボーン状に成形する装置、及びこの成形装置を用いた成形方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for forming an end portion of a web material into a dogbone shape that is equal to the left and right when manufacturing a welded H-section steel, and a forming method using the forming apparatus.
溶接Ｈ形鋼は、一般的に高周波抵抗溶接によって製造される。この製造において、フランジ材１ｆは、図６に示すように、ウエブ材１ｗに対してＶ字状に接近させ、ウエブ材１ｗの両端部及びフランジ材１ｆの中央部に電流を集中させて加熱することにより溶接する。 The welded H-section steel is generally manufactured by high frequency resistance welding. In this manufacturing, as shown in FIG. 6, the flange material 1f is made to approach the web material 1w in a V shape, and heat is applied by concentrating current at both ends of the web material 1w and the central portion of the flange material 1f. Weld by.
このような高周波抵抗溶接において、一般的にウエブ材１ｗの端部とフランジ材１ｆとの溶着幅を確保するために、予めウエブ材１ｗの両端部を、対をなすプリアップロール２ａ，２ｂで圧下し、ドッグボーン状に成形する方法が採られている。 In such high-frequency resistance welding, in general, in order to ensure the welding width between the end portion of the web material 1w and the flange material 1f, both end portions of the web material 1w are preliminarily paired with pre-up rolls 2a and 2b. A method of reducing and forming into a dogbone shape is employed.
この圧下に使用するプリアップロールは、ウエブ材の複数の厚さに対応するために、フラットなロールが一般的に採用されている。 As the pre-up roll used for this reduction, a flat roll is generally employed in order to cope with a plurality of thicknesses of the web material.
その結果、ウエブ材の両端部は、均等なドッグボーン状に成形されず、左右不均等な形状に成形される場合が多い。このような左右不均等なドッグボーン状態で溶接すると、溶接時に排出される溶鋼（ビードと称す）も均等にならないので、冷却過程における熱応力に差が発生してフランジが傾くなど、形状悪化要因の一つとなっている。 As a result, both end portions of the web material are often not formed into a uniform dogbone shape, but are formed into a left-right uneven shape. When welding in such an uneven dog-bone state, the molten steel (beads) discharged during welding is not even, so there is a difference in thermal stress during the cooling process and the flange is tilted. It has become one of the.
また溶接Ｈ形鋼の製造に使用する前記ウエブ材やフランジ材は、図７（ａ）のように熱延コイル母材３をスリッターナイフ４ａ，４ｂで例えば３条にスリットしたものを使用するが、スリットエッジが斜めに切断されるので、スリット材３ａの断面形状は、図７（ｂ）のように台形状となる。 Further, as the web material and the flange material used for manufacturing the welded H-shaped steel, a material obtained by slitting the hot-rolled coil base material 3 into, for example, three strips with slitter knives 4a and 4b as shown in FIG. Since the slit edge is cut obliquely, the cross-sectional shape of the slit material 3a is trapezoidal as shown in FIG.
スリットエッジが斜めに切断されることを抑制するには、対をなすスリッターナイフ４ａ，４ｂ間の隙間を狭くすることが必要であるが、前記隙間を狭くしすぎると、コイルエッジにチップ状のむしられた痕が残る。 In order to prevent the slit edge from being cut obliquely, it is necessary to narrow the gap between the pair of slitter knives 4a and 4b. If the gap is too narrow, a chip-like shape is formed on the coil edge. The scars remain.
特にウエブ材に前記痕が発生した場合、フランジ材との突合せ溶接時に溶接不良となる場合がある。従って、現状では、前記スリット材３ａの断面形状が台形状となるような条件で切断しており、ウエブ材として使用する場合は、図８にように１条毎にスリットエッジ形状が逆向きとなるようにして製造ラインに挿入している。 In particular, when the mark is generated on the web material, a welding failure may occur during butt welding with the flange material. Therefore, at present, the slit material 3a is cut under the condition that the cross-sectional shape of the slit material 3a becomes a trapezoidal shape, and when used as a web material, the slit edge shape is reverse for each line as shown in FIG. In this way, it is inserted into the production line.
このような斜め切断部分（図９（ａ）参照）をプリアップロールで成形すると、図９（ｂ）に示すように片側の膨らみが大きくなり、溶接後は、両側の熱収縮差により図９（ｃ）のようにフランジ傾きが発生する。 When such a diagonally cut portion (see FIG. 9A) is formed with a pre-up roll, the swelling on one side increases as shown in FIG. 9B. Flange inclination occurs as shown in (c).
図１０及び下記表１に、Ｈ２５０mm×Ｂ１００mm×ｔ1４．５mm×ｔ2６mmの溶接Ｈ形鋼を製造した場合の、操業中の製品１本毎（連続）の直角度寸法実績を調査した結果を示すが、コイルのスリット方向（形状）により、直角度寸法は大きく変化していることが分かる。 10 and Table 1, in the case of producing a H250mm × B100mm × t 1 4.5mm × t 2 6mm weld H-steel were investigated perpendicularity dimensions actual products one each in operation (continuous) Although a result is shown, it turns out that the squareness dimension is changing greatly with the slit direction (shape) of a coil.
このようなことから、溶接Ｈ形鋼の製造において、ウエブ材を均等なドッグボーン状に成形することを目的とした技術が提案されている。 For this reason, a technique aimed at forming a web material into a uniform dogbone shape in the production of welded H-section steel has been proposed.
例えば特許文献１では、カリバーを設けたプリアップロールと側部拘束ロールを製品のサイズに対応したロール組みでセットしたロールカセットとすることで、ロールの組み替え作業を、稼働率を落とすことなく行えるようにする技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１で開示された技術も、ウエブ材の厚さ（サイズ）が替わるたびにロールカセットを交換しなければならないので、ウエブ材の厚さ毎にロールを保有しなければならない。またロールカセットの交換作業が必要で、製造ラインの稼動率が悪くなる。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 also requires a roll for each thickness of the web material because the roll cassette must be replaced each time the thickness (size) of the web material is changed. Also, the roll cassette needs to be replaced, and the operating rate of the production line becomes worse.
本発明が解決しようとする問題点は、溶接Ｈ形鋼の製造に際して行われるウエブ材端部の左右均等なドッグボーン状の成形を、従来は、製造ラインの稼働率を落とすことなく行うことができないという点である。 The problem to be solved by the present invention is that the formation of a dog-bone shape at the end of the web material, which is performed at the time of manufacturing the welded H-section steel, is performed without reducing the operating rate of the production line. It is a point that cannot be done.
本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形装置は、
ウエブ材端部に施す左右均等なドッグボーン状の成形を、製造ラインの稼働率を落とすことなく行えるようにするために、
溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を、カリバーを設けた対をなすプリアップロールで圧下して左右均等のドッグボーン状に成形する装置において、
前記プリアップロールに、ウエブ材の厚みに応じた複数のカリバーを設けると共に、
これらのプリアップロールの軸方向移動機構を設けたことを最も主要な特徴としている。
The web material end forming apparatus of the welded H-section steel of the present invention,
In order to be able to perform uniform dogbone-shaped molding on the edge of the web material without reducing the operating rate of the production line,
At the time of manufacturing welded H-section steel, before welding the web material and flange material, the web material end is squeezed by a pair of pre-up rolls with calibers and formed into a uniform left and right dogbone shape. ,
While providing a plurality of calibers according to the thickness of the web material on the pre-up roll,
The main feature is the provision of an axial movement mechanism for these pre-up rolls.
本発明のウエブ材端部成形装置を用いて、溶接Ｈ形鋼の製造時、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を左右均等のドッグボーン状に成形するには、
ウエブ材の厚み応じ、軸方向移動機構を駆動してプリアップロールを軸方向に移動し、ウエブ材の厚みに応じた最適のカリバーを選択してウエブ材端部の成形を行えばよい。これが本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形方法である。
Using the web material end forming apparatus of the present invention, when manufacturing the welded H-shaped steel, before the web material and the flange material are welded, to form the end of the web material into a right and left dogbone shape,
Depending on the thickness of the web material, the axial movement mechanism may be driven to move the pre-up roll in the axial direction, and an optimum caliber corresponding to the thickness of the web material may be selected to form the end of the web material. This is the web material end forming method of the welded H-section steel of the present invention.
本発明によれば、ウエブ材の厚みが変った場合でも、プリアップロールを組み替えることなく、軸方向に移動してウエブ材の厚みに応じた最適のカリバーを選択するだけで良いので、製造ラインの稼働率を落とすことなく、ウエブ材の端部に左右均等のドッグボーン状の成形が可能になる。 According to the present invention, even when the thickness of the web material changes, it is only necessary to select the optimum caliber according to the thickness of the web material by moving in the axial direction without changing the pre-up roll. It is possible to form a dogbone shape that is equal to the left and right at the end of the web material without reducing the operating rate.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形装置の概略図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic view of a welded H-section web material end forming apparatus of the present invention.
図１において、１１はウエブ材とフランジ材を溶接する溶接装置の上流に配置され、ウエブ材の両端部を、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂで圧下して、左右均等なドッグボーン状に成形するウエブ材端部成形装置である。 In FIG. 1, 11 is arranged upstream of a welding apparatus for welding a web material and a flange material, and both ends of the web material are crushed by a pair of pre-up rolls 12a and 12b to form a uniform dogbone shape on the left and right. This is a web material end forming apparatus for forming.
本発明では、ウエブ材端部成形装置１１の構成要素である前記対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂに、端部を成形するウエブ材の厚みに応じた、例えば４つのカリバー１２ａａ，１２ｂａを、軸方向に設けている。 In the present invention, for example, four calibers 12aa and 12ba according to the thickness of the web material forming the end portion are formed on the pair of pre-up rolls 12a and 12b which are the constituent elements of the web material end forming device 11. It is provided in the axial direction.
そして、一定のパスラインを送られてくるウエブ材の端部を成形する際に、ウエブ材の厚さに応じた最適のカリバー１２ａａ，１２ｂａを選択できるよう、本発明では、プリアップロール１２ａ，１２ｂの軸方向移動機構１３を設けている。 In the present invention, the pre-up rolls 12a, 12ba, and so on can be selected so as to select the optimum caliber 12aa, 12ba according to the thickness of the web material when the end portion of the web material fed with a certain pass line is formed. An axial movement mechanism 13 of 12b is provided.
この軸方向移動機構１３として、図１の例ではシリンダ装置を使用しているが、軸方向に移動可能で、所定の位置で固定できるものであれば、ジャッキ装置やラックとピニオンを用いたものなど、どのような構成でも良い。 As the axial movement mechanism 13, a cylinder device is used in the example of FIG. 1, but a jack device or a rack and pinion is used as long as it can move in the axial direction and can be fixed at a predetermined position. Any configuration may be used.
また、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂは、接離移動機構１４によってウエブ材の板幅に応じて最適な間隔に調整できるようになっている。この接離移動機構１４も、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂが接近移動、離反移動ができるものであれば、その構成は問わないが、図１のように、モータＭで逆ねじを設けたねじ軸１４ａを正逆回転させることで、パスラインを中心として同調して接離移動できるものが望ましい。 Further, the pair of pre-up rolls 12a and 12b can be adjusted to an optimum interval by the contact / separation moving mechanism 14 according to the width of the web material. The contact / separation moving mechanism 14 is not limited as long as the pair of pre-up rolls 12a and 12b can move toward and away from each other, but a motor M is provided with a reverse screw as shown in FIG. It is desirable that the screw shaft 14a be rotated in the forward and reverse directions so that the screw shaft 14a can move in a synchronized manner around the pass line.
このような構成の本発明のウエブ材端部成形装置１１を用いて、ウエブ材とフランジ材の溶接前に、ウエブ材の端部を左右均等のドッグボーン状に成形するには以下のように行う。 Using the web material end forming apparatus 11 of the present invention having such a configuration, before the web material and the flange material are welded, the end of the web material is formed into a uniform dogbone shape on the left and right sides as follows. Do.
先ずウエブ材の厚み応じて、軸方向移動機構１３を駆動し、プリアップロール１２ａ，１２ｂを軸方向に移動してウエブ材の厚みに応じた最適のカリバー１２ａａ，１２ｂａを選択する。このカリバー１２ａａ，１２ｂａの選択と共に、ウエブ材の板幅に応じて、接離移動機構１４を駆動し、対をなすプリアップロール１２ａ，１２ｂ間の距離を調整する。 First, the axial movement mechanism 13 is driven according to the thickness of the web material, and the pre-up rolls 12a and 12b are moved in the axial direction to select the optimum calibers 12aa and 12ba according to the thickness of the web material. Along with the selection of the calibers 12aa and 12ba, the contact / separation moving mechanism 14 is driven according to the width of the web material to adjust the distance between the pair of pre-up rolls 12a and 12b.
以上の調整が完了した状態で、一定のパスラインを搬送されてくるウエブ材に対して、プリアップロール１２ａ，１２ｂでウエブ材の両端部を成形する。これが本発明の溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形方法である。 In the state where the above adjustment is completed, both end portions of the web material are formed by the pre-up rolls 12a and 12b with respect to the web material conveyed along a certain pass line. This is the web material end forming method of the welded H-section steel of the present invention.
このような本発明では、ウエブ材の厚さ毎にプリアップロール１２ａ，１２ｂを交換していた作業を省略できるので、板厚が複数種類ある溶接軽量Ｈ形鋼の製造に際し、プリアップロール１２ａ，１２ｂの組み替えに要する時間を削減でき、製造ラインの稼働率を落とすことがない。 In the present invention, since the work of exchanging the pre-up rolls 12a and 12b for each thickness of the web material can be omitted, the pre-up roll 12a is produced in the production of the welded lightweight H-shaped steel having a plurality of types of plate thicknesses. , 12b can be reduced in time, and the operating rate of the production line is not reduced.
また、プリアップロール１２ａ，１２ｂにカリバーロールを採用するので、ウエブ材の端部を左右均等なドッグボーン状に成形でき、溶接時に排出されるビードの形状を左右均一にし、溶接後冷却過程における熱応力差を低減して、フランジの傾きを防止できる。 In addition, since caliber rolls are used for the pre-up rolls 12a and 12b, the end of the web material can be formed into a uniform dog-bone shape on the left and right sides, and the shape of the beads discharged during welding can be made uniform on the left and right sides. The difference in thermal stress can be reduced and the inclination of the flange can be prevented.
次に、本発明の効果を確認するために行った実施結果について説明する。 Next, a description will be given of results obtained for confirming the effects of the present invention.
Ｈ２００mm×Ｂ１００mm×ｔ1３．２mm×ｔ2４．５mmの溶接Ｈ形鋼製造に際し、図２（ａ）のように既設のプリアップロール１２ａ，１２ｂを搬送ライン方向に４基並べたうちのＮｏ．１とＮｏ．４のプリアップロール１２ａ，１２ｂに、図２（ｂ）（ｃ）に示すカリバーを形成したものを使用して端部を成形した（板幅方向の圧下量は２mm）。 H200mm × B100mm × t 1 3.2mm × t 2 When manufacturing a welded H-section steel of 4.5mm, as shown in Fig. 2 (a), four existing pre-up rolls 12a, 12b are arranged in the transport line direction. No. 1 and No. The end portions were formed on the pre-up rolls 12a and 12b of No. 4 using the caliber shown in FIGS. 2B and 2C (the reduction in the plate width direction was 2 mm).
その際のウエブ材のエッジ形状の観察結果の一例を図３に示すが、プリアップロールとしてフラットロールを使用した場合は、端部を成形した後の形状は、カリバーロールを使用した場合と比較して、左右の膨らみに差が発生した。 An example of the observation result of the edge shape of the web material at that time is shown in FIG. 3, but when a flat roll is used as the pre-up roll, the shape after forming the end is compared with the case where the caliber roll is used. As a result, a difference occurred between the left and right bulges.
一方、スリット材を使用した場合の直角度寸法については、フラットロールを使用した場合は、図１０及び表１に示したように、スリット方向によって大きく変化するのに対し、カリバーロールを使用した場合は、図４及び表２に示すように、スリット方向による変化は低減される。なお、図１０と図４は同じ寸法の溶接Ｈ形鋼を製造した場合の結果を示したものである。 On the other hand, as for the squareness dimension when using a slit material, when using a flat roll, as shown in FIG. 10 and Table 1, it largely changes depending on the slit direction, whereas when using a caliber roll As shown in FIG. 4 and Table 2, changes due to the slit direction are reduced. 10 and 4 show the results when a welded H-section steel having the same dimensions is manufactured.
このようなことから、溶接後のフランジ直角度の結果も、図５に示すように、フラットロールを使用した場合は、溶接後、膨らみ部の熱収縮差によりフランジ傾きが発生し、フランジ直角度寸法が大きくなった。またコイル条変わりによるバラツキも１mmと大きかった。 For this reason, as shown in FIG. 5, the result of the perpendicularity of the flange after welding, when a flat roll is used, the flange inclination occurs due to the thermal contraction difference of the bulging portion after welding, and the perpendicularity of the flange Increased dimensions. Also, the variation due to coil changes was as large as 1 mm.
これに対して、カリバーロールを使用した場合は、フランジ直角度寸法が小さく、またコイル条変わりによるバラツキも０．３mmと小さくなって、ウエブ端部の形状不均等による形状不良率は従来の１／５程度に改善されることが確認できた。 On the other hand, when the caliber roll is used, the perpendicularity dimension of the flange is small, and the variation due to the change of the coil strip is as small as 0.3 mm. The shape defect rate due to the uneven shape of the web end is 1 / 5 was confirmed to be improved.
さらに、本発明では上記の効果に加えて、ウエブ材の厚みが変った場合でも、プリアップロールを組み替える必要がないので、ウエブ材の厚みが変った場合のライン停止時間は従来の１５分から３分に減少する。 Furthermore, in the present invention, in addition to the above effects, even if the thickness of the web material is changed, it is not necessary to rearrange the pre-up roll. Therefore, the line stop time when the thickness of the web material is changed is 15 minutes from the conventional 15 minutes. Decrease in minutes.
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above example, and it goes without saying that the embodiments may be changed as appropriate within the scope of the technical idea described in each claim.
１ｗ ウエブ材
１ｆ フランジ材
１１ ウエブ材端部成形装置
１２ａ，１２ｂ プリアップロール
１２ａａ，１２ｂａ カリバー
１３ 軸方向移動機構
１４ 接離移動機構
1w Web material 1f Flange material 11 Web material end forming device 12a, 12b Pre-up roll 12aa, 12ba Caliber 13 Axial moving mechanism 14 Contacting / separating moving mechanism
Claims (3)
前記プリアップロールに、ウエブ材の厚みに応じた複数のカリバーを設けると共に、
これらのプリアップロールの軸方向移動機構を設けたことを特徴とする溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形装置。 At the time of manufacturing welded H-section steel, before welding the web material and flange material, the web material end is squeezed by a pair of pre-up rolls with calibers and formed into a uniform left and right dogbone shape. ,
While providing a plurality of calibers according to the thickness of the web material on the pre-up roll,
A web material end forming apparatus for welded H-section steel, characterized in that an axial movement mechanism for these pre-up rolls is provided.
ウエブ材の厚み応じ、軸方向移動機構を駆動してプリアップロールを軸方向に移動し、ウエブ材の厚みに応じた最適のカリバーを選択してウエブ材端部の成形を行うことを特徴とする溶接Ｈ形鋼のウエブ材端部成形方法。 Using the web material end forming device according to claim 1 or 2, when manufacturing a welded H-shaped steel, before welding the web material and the flange material, the end of the web material is formed into a right and left dogbone shape. In the way to
According to the thickness of the web material, the axial movement mechanism is driven to move the pre-up roll in the axial direction, the optimum caliber is selected according to the thickness of the web material, and the end of the web material is formed. Web material end forming method of welded H-section steel.
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