JPH02251314A - 断面形状の優れた薄肉金属管の製造方法 - Google Patents

断面形状の優れた薄肉金属管の製造方法

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JPH02251314A
JPH02251314A JP7167289A JP7167289A JPH02251314A JP H02251314 A JPH02251314 A JP H02251314A JP 7167289 A JP7167289 A JP 7167289A JP 7167289 A JP7167289 A JP 7167289A JP H02251314 A JPH02251314 A JP H02251314A
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thin
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bending
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Takefumi Nakako
武文 仲子
Norimasa Miura
教昌 三浦
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板厚しと管外径りとの比(t/D)が主とし
て2%以下であるように小さな薄肉金属管を金属薄板よ
り連続的に良好な真円度を有する形状に製造することの
出来る断面形状の優れた薄肉金属管の製造方法に関する
ものである。
〔従来の技術〕
金属管を製造するには、従来より一般に多数のタンデム
に配置されたカリバーを有するフォーミングロール又は
ケージロールを備えたロール成形機を用いて金属板を幅
方向に順次曲げ加工して管状に成形し、成形された金属
板をシームガイドロール及びスクイズロールにより保持
した状態で両側縁の突き合わせ部を突き合わせ溶接によ
り接合する連続ラインによる製造方法が実施されていた
しかしながら、このような従来方法によって薄肉金属管
の製造を行おうとすると、金R薄板の板厚tが管外径り
に比べて非常に小さいために製品の曲率半径(I<=D
/2)に曲げられるまで金属薄板は充分な塑性変形を受
けることが出来ないので、一つのロールを出て次のロー
ルに噛み込まれる間に大きなスプリングバックを生じ、
そのために板側縁が充分に曲がらなかったり、エツジス
トレッチが大きく縁波が発生し易い問題点があり、特に
金属薄板の両側縁を突き合わせ溶接する際に突き合わせ
部近傍に成る程度の隙間を設けたスクイズロール内で金
属薄板は第9図に示すように突き合わせ部が角度を持っ
た状態で保持されて真円に近い状態で保持出来ないとい
う欠点かあった。このような状態で金属薄板の両側縁の
突き合わせ溶接を行うと溶接管の断面形状が悪化し、ま
たこの断面不良は局部的であるために後工程で矯正を行
ったとしても完全に修正することが困難であるという問
題点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、管状に成形される金属薄板はその両側縁部の
突き合わせ部を溶接されていない状態ではスプリングバ
ックによる断面形状の変化が太きいためにスクイズロー
ル内でその突き合わせ部が角度を持った状態で保持され
て真円に近い状態で保持出来ず、その結果このような状
態で金属薄板の両側縁が突き合わせ溶接された断面形状
が悪い溶接管が製造されるという欠点を除去した断面形
状の優れた薄肉金属管の製造方法を提供することを課題
とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、このような課題を解決すべく種々検討を
行った結果、薄肉金属管を構成する素材である金属薄板
はその板厚力轡遠いことに起因して加工工程の前後の断
面形状の影響を受は易いという特性があることに着目し
て、連続的に管状に成形された金ノ1(薄板の両側縁を
突き合わせるスクイズロールの出側直後にその金属薄板
の断面形状を設計値に近い状態で保持するカリバーロー
ル又はブロックを設置して突き合わせ溶接された薄肉金
属管の断面形状を真円に保持すれば良いことを究明して
本発明を完成したのである。
以下1図面により本発明に係る断面形状の優れた薄肉金
属管の製造方法について詳細に説明する。
第1図は本発明方法によって薄肉金属管を製造している
1実施例を示す側面図、第2図は第1図におけるA−A
線拡大断面図、第3図は第1図におけるB−B線拡大断
面図、第4図は第1図におけるC−C線拡大断面図、第
5図は本発明方法によって薄肉金属管を製造している他
の実施例を示す側面図、第6図は第5図におけるD−D
線拡大断面図、第7図は更に本発明方法によって薄肉金
属管を製造している他の実施例を示す側面図、第8図は
本発明方法を実施した場合と実施しない場合とで製造さ
れた薄肉金属管の最大外径と最小外径の差を平均外径で
除した割合を示すグラフである。
図面中、1は連続的に管状に成形される金属薄板であり
、この金属薄板1としては通常の冷間圧延された金属薄
板のみならず、少なくとも片面を鏡面研摩やヘヤーライ
ン研摩の如き研摩処理された金属薄板や、少なくとも片
面をエツチング加工や化学発色加工やセラミックコーテ
ィング加工やメツキ処理や塗装等の表面処理された金属
薄板を使用することが出来る。この金属薄板1を連続的
に管状に成形する方法としては、第1図に示す如く多数
のタンデムに配置されたカリバーを有するフォーミング
ロール又はケージロール2を備えたロール成形機を用い
て幅方向に順次曲げ加工して管状に成形される場合と、
管の内側となる面を内側として長手方向に直交する小径
の曲げロール3で塑性曲げ加工を行われた後にその長手
方向の曲率を零とすることによってその塑性曲げ・曲げ
戻しにより生じる幅方向の残留曲率を利用して幅方向に
製品曲率に曲げて管状に成形される場合とがあり、後者
の場合としては第5図に示す如くウレタンゴムライニン
グロール4と小径の曲げロール3との間に金属薄板1を
通板してこの金属薄板1をウレタンゴムライニングロー
ル4側に押し込む小径の曲げロール3の曲げ剛性が小さ
いことを補って小径の曲げロール3に軸方向のたわみが
発生することを防止するためにその先端に小径の曲げロ
ール3の半径とほぼ同一の半径を有する1715aを有
していて且つ小径の曲げロール3との間の摩擦を軽減し
擦れ疵の発生を防止して小径の曲げロール3を円滑に回
転させることができるように少なくとも前記溝5aがフ
ッ素樹脂加工を施されたたわみ防止ブロック5で支持す
る構成でも良いが、第7図に示す如く入側の円筒形ロー
ル6とその軸が入側の円筒形ロール6と互いに平行で且
つ入側の円筒形ロール6との間にギャップGを設けて配
設され入側の円筒形ロール6と同方向に回転する出側の
円筒形ロール7とに近接してこの円筒形ロール6.7の
軸と平行に配置され前記ギャップGがら曲げられる金属
薄板1の板厚の2倍を引いた長さより大きい直径を有す
るフローティングロールから成る小径の曲げロール3と
を備えたロール群から成り、金属薄板1を先ず入側の円
筒形ロール6に沿わせてからギャップGを通した後に小
径の曲げロール3に沿わせて曲げてから再びギャップG
を通るように通板する構成とした方が好ましい。
8はこのような塑性曲げ加工装置によって管の内側とな
る面を内側として長手方向に直交する塑性曲げ加工を行
われる金属薄板1の長手方向の曲率を零とするロールで
あり、第5図に示す如くウレタンゴムライニングロール
4と小径の曲げロール3とたわみ防止ブロック5とから
成る塑性曲げ加工装置の場合は小径の曲げロール3がこ
のロールの役目も果たすので必要ないが、第7図に示す
如く入側と出側の円筒形ロール6.7とフローティング
ロールから成る小径の曲げロール3とから成る塑性曲げ
加工装置の場合は小径の曲げロール3で長手方向に直交
する塑性曲げ加工を施されてギャップGを通って引き出
された金属薄板1の進行方向を変更すると共にその金属
薄板1を長手方向の曲率を零とする曲げ戻しを行うため
に必要となる。9は第1図に示す如き多数のタンデムに
配置されたカリバーを有するフォーミングロール又はケ
ージロール2を備えたロール成形機か、第5図又は第7
図に示す如き塑性曲げ加工装置と小径の曲げロール3又
ロール8とによる塑性曲げ・曲げ戻しにより生じる金属
薄板1の幅方向の残留曲率を利用して幅方向に製品曲率
に曲げられて管状となった金属薄板1の端縁同士を次の
溶接トーチの直下の位置に位置するように位置規制する
シームガイドロール、 10はシームガイドロール9を
経た管状に成形された金属薄板1の端縁同士を突き合わ
せるスクイズロール、11はスクイズロールlOの位置
で管状に成形された金属薄板1の端縁同士を接合する溶
接トーチ、12はスクイズロールlOの出側直後で突き
合わせ溶接された薄肉金属管の断面形状を真円に保持す
るカリバーロール又はブロックであり、 13は溶接ト
ーチ11により金属薄板1の端縁同士を接合された薄肉
金属管を移送するウレタンゴムライニングピンチロール
である。
〔作 用〕
上述した如き摺造の装置に金属薄板lを通板すると、第
1図に示した装置の場合には、多数のタンデムに配置さ
れたカリバーを有するフォーミングロール又はケージロ
ール2によって金属薄板1は幅方向に順次曲げ加工され
て管状に成形される。
また第5図に示した装置の場合には、たわみ防止ブロッ
ク5のフッ素樹脂加工を施された溝5aに回転自在に支
持された小径の曲げロール3がたわみ防止ブロック5に
加えられた力で金属薄板1をウレタンゴムライニングロ
ール4側に押し込んで金属薄板1に塑性曲げ・曲げ戻し
が行われる。また第7図に示した装置の場合には、金属
薄板1は入側の円筒形ロール6に沿って曲げられて入側
の円筒形ロール6と出側の円筒形ロール7との間のギャ
ップGを経て管の内側となる面を内側として長平方向に
直交するフローティングロールから成る小径の曲げロー
ル3で塑性曲げ加工され、金属薄板1が出側の円筒形ロ
ール7を離れる時に曲げ加工された方向と逆方向に曲げ
られて残留応力が減少するのを防止するために入側の円
筒形ロール6の軸中心と出側の円筒形ロール7の軸中心
とを結んだ線がこの塑性曲げ加工装置の出側に向かって
Ooよりも大きな成る角度だけ前傾した状態で引き出さ
れて金属薄板1の進行方向が変更されると共にその金属
薄板1を長平方向の曲率を零とする曲げ戻しを行うロー
ル8を経て金属薄板1に塑性曲げ・曲げ戻しが行われる
。かくして塑性曲げ・曲げ戻しされた金属薄板1は、塑
性曲げ・曲げ戻し加工により生じる幅方向の残留曲率を
利用して幅方向に製品曲率に曲げられて管状に成形され
る。
このように管状に成形された金属薄板1は、シームガイ
ドロール9でその端縁を位置規制され、スクイズロール
10を通過した後に管状に成形された金属薄板1の両側
縁同士を溶接トーチ11で溶接されて接合された後、ス
クイズロール10の出側直後でカリバーロール又はブロ
ック12により突き合わせ溶接された薄肉金属管の断面
形状を真円に保持されてから、ウレタンゴムライニング
ピンチロール13で移送排出されるのである。
〔実施例〕
第1図に示す装置で、スクイズロール10に最も近いシ
ームガイドロール9の回転軸中心とスクイズロールlO
の回転軸中心との距離をQ□、カリバーロール12の回
転軸中心とスクイズロール10の回転軸中心との距離を
Q2、スクイズロール10に最も近いシームガイドロー
ル9の回転軸中心とその次のシームガイドロール9の回
転軸中心との距離をQ3、各シームガイドロール9.ス
クイズロール10及びカリバーロール12のロール径を
Dとし、カリバーロール12を使用した場合と使用しな
い場合とについて通板速度5m/履inで、TIG溶接
トーチ11がら100%濃度のアルゴンガスを噴射させ
なから8゜Aの電流でTIG溶接を行って薄肉金属管を
製造した。そのときの材料、材料の抗張力(TS)、ビ
ッカース硬度(Hv)、パイプ寸法(肉厚X直径)等を
下表に示した。その結果、製造された薄肉金属管の薄肉
金属管の最大外径と最小外径の差を平均外径で除した割
合は第8図に示す通りであり、カリバーロール12を使
用した場合には製品の断面の真円度が著しく改善されて
おり、また金属薄板の両側縁の突き合わせ状態が改善さ
れたことにより強度の高い材料でも溶は落ちやビードの
フラッキの無い安定した溶接を行うことが可能となった
以下余白 表  実験条件 〔発明の効果〕 以上詳述した本発明の係る断面形状の優iた薄肉金属管
の製造方法は、金属薄板を連続的に管状に成形した後に
スクイズロールにより該金属薄板の両側縁を突き合わせ
てその突き合わせ部を溶接して薄肉金属管を製造する際
に、スクイズロールの出側直後でカリバーロール又はブ
ーツクで突き合わせ溶接された薄肉金属管の断面形状を
真円に保持するという非常に簡単な手段によって連続的
に管状に成形されてくる金属薄板の両側縁を突き合わせ
溶接する際に突き合わせ部が角度を持った状態で保持さ
れて真円に近い状態で保持出来ないために溶接管の断面
形状が悪化するという欠点を解消して断面形状の優れた
薄肉金属管を製造できるのであり、この方法は金属薄板
を従来と同様に多数のタンデムに配置されたカリバーを
有するフォーミングロール又はケージロールによって幅
方向に順次曲げ加工して管状に成形する場合のみならず
、′水出願人が先に特開昭62−176611号におい
て開示したようなフッ素樹脂加工を施された溝に回転自
在に支持された小径の曲げロールがたわみ防止ブロック
に加えられた力で金属薄板をウレタンゴムライニングロ
ール側に押し込んで金属薄板1に塑性曲げ・曲げ戻しを
行ったり、特願昭63−224685号において開示し
たような金属薄板を入側の円筒形ロールに沿って曲げて
入側の円筒形ロールと出側の円筒形ロールとの間のギャ
ップを経て管の内側となる面を内側として長手方向に直
交するフローティングロールから成る小径の曲げロール
で塑性曲げ加工した後に長手方向の曲率を零とする曲げ
戻しをロールで行って金属薄板に塑性曲げ・曲げ戻しが
行い、かくして塑性曲げ・曲げ戻しされた金属薄板をそ
の塑性曲げ・曲げ戻し加工により生じる幅方向の残留曲
率を利用して幅方向に製品曲率に曲げられて管状に成形
する場合にも有効に実施し得る画期的な方法であり、真
円度の高い薄肉金属管を製造できる本発明の工業的価値
は非常に大きなものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法によって薄肉金属管を製造している
l実施例を示す側面図、第2図は第1図におけるA−A
線拡大断面図、第3図は第1図におけるB−B線拡大断
面図、第4図は第1図におけるC−C線拡大断面図、第
5図は本発明方法によって薄肉金属管を製造している他
の実施例を示す側面図、第6図は第5図におけるD−D
線拡大断面図、第7図は更に本発明方法によって薄肉金
属管を製造している他の実施例を示す側面図、第8図は
本発明方法を実施した場合と実施しない場合とで製造さ
れた薄肉金属管の最大外径と最小外径の差を平均外径で
除した割合を示すグラフ、第9図は従来の製造方法にお
けるスクイズロール内の材料の断面形状を示す拡大断面
図である。 図面中 1・・・・金属薄板 2・・・・フォーミングロール又はケージロール3・・
・・小径の曲げロール 4・・・・ウレタンゴムライニングロール5・・・・た
わみ防止ブロック 5a・・・・溝 6・・・・入側の円筒形ロール 7・・・・出側の円筒形ロール G・・・・ギャップ 8 ・・ ・・ ロール 9・・・・シームガイドロール lO・・・・スクイズロール 11・・・・溶接トーチ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属薄板を連続的に管状に成形した後にスクイズロ
    ールにより該金属薄板の両側縁を突き合わせてその突き
    合わせ部を溶接して薄肉金属管を製造するに際し、スク
    イズロールの出側直後でカリバーロール又はブロックで
    突き合わせ溶接された薄肉金属管の断面形状を真円に保
    持することを特徴とする断面形状の優れた薄肉金属管の
    製造方法。 2 金属薄板を連続的に管状に成形する方法として、多
    数のタンデムに配置されたカリバーを有するフォーミン
    グロール又はケージロールを備えたロール成形機を用い
    て金属薄板を幅方向に順次曲げ加工して管状に成形する
    方法を使用する請求項1に記載の断面形状の優れた薄肉
    金属管の製造方法。 3 金属薄板を連続的に管状に成形する方法として、管
    の内側となる面を内側として長手方向に直交する小径の
    曲げロールで塑性曲げ加工を行つた金属薄板を長手方向
    の曲率を零とすることによつて、前記塑性曲げ・曲げ戻
    しにより生じる幅方向の残留曲率を利用して該金属薄板
    を幅方向に製品曲率に曲げて管状に成形する方法を使用
    する請求項1に記載の断面形状の優れた薄肉金属管の製
    造方法。 4 それぞれの軸が互いに平行で且つ双方の間にギャッ
    プを設けた同方向に回転する入側及び出側の円筒形ロー
    ルと、この2本の円筒形ロールに近接して該円筒形ロー
    ルの軸と平行に配置され前記ギャップから曲げられる金
    属薄板の板厚の2倍を引いた長さより大きい直径を有す
    るフローティングロールから成る小径の曲げロールとを
    備えたロール群に、金属薄板を先ず入側の円筒形ロール
    に沿わせてから該ギャップを通した後に小径の曲げロー
    ルに沿わせて曲げてから該ギャップを通るように通板さ
    せる塑性曲げを行う請求項3に記載の断面形状の優れた
    薄肉金属管の製造方法。
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