JP6070967B2 - 溶接鋼管の製造方法 - Google Patents
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Description
β b ・W<α b ・L b +L n ・・・(1)
ここで、L b :後半プレス成形の最終パスにおける成形範囲(mm)
L n :最終プレス成形における成形範囲(mm)
W:ダイ間隔(mm)
α b :後半プレス成形の最終パスにおける鋼板位置のずらし率(−)
β b :後半プレス成形の最終パスにおけるダイ位置のずらし率(−)
を満たすことを特徴とする溶接鋼管の製造方法である。
図1は、鋼板送り方向に所定の間隔をおいて配置され、鋼板を2箇所で支持する1対のダイと、上記鋼板をダイ間で押圧するパンチを有する3点曲げプレス成形機を用いるプレスベンド法により、溶接鋼管の溶接前のオープン管を成形する工程を模式的に示したものである。なお、図1においては、端曲げを付与した鋼板を用いているが、端曲げが付与されていない場合も同様である。
図6に、後半プレス成形の最終パス(b回目)前の状態に鋼板を配置した時の鋼板、ダイおよびパンチの位置関係を示す。ここで、図中に示した、Lb,Ln,W,αbおよびβbはそれぞれ以下のように定義する。
Lb:後半プレス成形の最終パスにおける成形範囲(mm)
Ln:最終プレス成形における成形範囲(mm)
W:ダイ間隔(mm)
αb:後半プレス成形の最終パスにおける鋼板位置のずらし率(−)
βb:後半プレス成形の最終パスにおけるダイ位置のずらし率(−)
ただし、0≦α≦1、0≦β≦1であり、αが0.5のとき、Lbの中心とパンチの中心が一致し、αが0.5より小さい場合には、Lbの中心がパンチの中心より左側にずれることになり、また、βが0.5のとき、ダイ間の中心とパンチの中心が一致し、βが0.5より小さい場合には、ダイの中心がパンチの中心より左側にずれることになる。またこの場合、後半プレス成形の最終パス(b回目)後、最終成形(n回目)への鋼板送り量は、αb×Lb+Ln/2となる。
βb・W<αb・Lb+Ln ・・・(1)
の条件を満たすときである。
ここで、パンチの中心と、ダイ間の中心が一致し、かつ、最終パスにおける鋼板成形範囲の中心が一致する場合、すなわち、α=0.5、β=0.5の場合には、
W<Lb+2Ln ・・・(2)
となり、さらに、Lb=Lnの場合には、すわなち、α=0.5、β=0.5でかつ鋼板送り量が一定の場合には、
W<3Lb ・・・(3)
となり、鋼板送り量は、ダイ間隔Wの1/3以上に設定する必要があることがわかる。
3点曲げ成形においては、成形範囲の端部が降伏することで被成形材(鋼板)は変形するので、成形範囲の端部には、被成形材が塑性変形するのに必要な曲げモーメントが作用しなければならない。ここで、塑性変形に必要な曲げモーメントは、被成形材の厚さや変形抵抗で定まる値Mfであり、一方、被成形材にダイから作用する力は、ダイから受ける反力P1およびP4であり、これに変形点(成形範囲の端部)までの距離(それぞれL1、L4)を乗じたモーメントが作用することになる。そして、P1×L1およびP4×L4のいずれか1以上がMfを上回ったときに、変形を開始する。
しかし、ダイ間隔が狭くなると、距離L1およびL4も小さくなるので、変形に要する反力P1およびP4が大きくなり、プレス機の力量を超えることになり、この場合には成形不可能となる。したがって、3点曲げプレス成形におけるダイ間隔には、プレス機の力量や被成形材の寸法、強度から定まる下限値が存在する。
次いで、上記端曲げを施した厚鋼板を、力量100MNの3点曲げプレス機で、鋼板送り量とダイ間隔を種々に変えて3点曲げプレス成形し、外径914.4mm、長さ12192mm、管厚31.8mmのオープン管に成形し、図8に定義した突合せ部の目違い量を測定した。なお、上記3点曲げプレス成形のパンチ外周面はR315mm、ダイ外周面はR100mmのものを用いた。
また、表1中の備考欄に記載された「力量不足」は、ダイ間隔が狭く、プレス機の力量不足でプレス成形できなかったことを示している。一方、プレス力量が能力範囲内であった条件については、5本ずつオープン管を成形したときの目違い量の最小値と最大値を示した。
また、表1中に示した突合せ部の目違い量の評価は、本実施例に用いた溶接鋼管の製造ラインに設置された仮付溶接時の拘束機の修正能力から、目違い量が5mm以下を合格(○)、5mm超えを不合格(×)と判定した。
斯くして得られた各オーブン管の溶接部の目違い量を、実施例1と同様にして測定して評価し、その結果を表2に示した。
斯くして得られた各オーブン管の溶接部の目違い量を、実施例1と同様にして測定して評価し、その結果を表3に併記した。
斯くして得られた各オーブン管の溶接部の目違い量を、実施例1と同様にして測定して評価し、その結果を表4に併記した。
Claims (1)
- 素材鋼板を、鋼板送り方向に所定の間隔をおいて配設された1対のダイと、前記1対のダイ間で鋼板を押圧するパンチとで3点曲げプレス成形してオープン管とした後、当該オープン管を溶接して鋼管を製造する方法において、
前記鋼板の一方の幅端部から幅中央に向かって(ただし、幅中央を残して)複数回の前半プレス成形した後、反対側の幅端部から幅中央に向かって(ただし、幅中央を残して)複数回の後半プレス成形し、最後に幅中央を最終プレス成形してオープン管とする際、
前記後半プレス成形の最終パスで鋼板幅中央側のダイに支持される鋼板を未成形部分とし、かつ、前記後半プレス成形の最終パスが、下記(1)式を満たすことを特徴とする溶接鋼管の製造方法。
記
β b ・W<α b ・L b +L n ・・・(1)
ここで、L b :後半プレス成形の最終パスにおける成形範囲(mm)
L n :最終プレス成形における成形範囲(mm)
W:ダイ間隔(mm)
α b :後半プレス成形の最終パスにおける鋼板位置のずらし率(−)
β b :後半プレス成形の最終パスにおけるダイ位置のずらし率(−)
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