JPH0242566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフインパスロールにより角形金属素管
とした後製品金属管をうる角形金属管の製造方法
に関するものである。

従来角形金属管は、予め通常の円断面に一旦成
形、溶接された管を引続き四角形のプロフイール
を有するロール等により上下、左右から加圧して
角形断面に再加工して製品としたり、あるいは角
形管のコーナーとなるべき四個所をプレスによつ
て一個所ずつ折り曲げたのち板の左右両端部を突
き合わせて、角形管の一辺に継目がくるようにし
て継目を溶接して角管とするなどの方法により製
造されている。

しかしながら近年建築、土木の分野で角形金属
管の需要が増し、寸法、形状、材質に関する様々
な要求に容易に応じられる高能率な角形金属管製
造方法の開発が望まれている。

かかる実情に鑑み本出願人は先に特願昭第55−
32537号（特公昭63−17527号公報）「角形鋼管の
製造方法」において、帯鋼板をロール成形して、
一辺に溶接継目がある角形鋼管の製造方法を提起
し、更に特願昭第55−84451号（特公昭64−3568
号公報）「凹ロールによる角形金属管の製造方法」
により、コーナー曲げの施された角管材素材を所
望の円弧に成形するロールから構成される溶接用
ロールに導入して、溶接エツジのラツプの発生を
有効に防止する方法を提示した。

本発明は上記提案におけるプロセスに基づいて
これを更に改良し、溶接用ロールに導入する金属
角形素管を予め、フインパスロールのリダクシヨ
ンを利用して、各辺が外側に凸形の所望の円弧を
有する形状に粗成形することにより、信頼性の高
い溶接品質を得ようとするものであり、プレスま
たはロール成形により、コーナー曲げの施された
角管材素材を、上辺を所望の円弧断面に成形する
フインパスロールに導入し、更に左右辺および下
辺を所望の円弧断面に成形するフインパスロール
に導入して絞り成形して、各辺が外側に凸形の所
望の円弧を有する形状に粗成形し、円弧のカリバ
ーを有する溶接用ロールに導入するものである。

電縫管法において、フインパスロールとは管の
上辺開口部にフインロールが入つたロールセツト
を言い、一般に次のような役目を有することが知
られている。

(1) フインに材料エツジを当てることにより材料
の捩れを防ぐ。

(2) 溶接するエツジ部分（ウエルデイングスロー
ト）の形状および位置を正しく出して良好なる
溶接品質を得る。

(3) リダクシヨンを加えることにより、エツジに
張力を与えて、エツジバツクリングを防止す
る。

(4) 管全周に圧縮力を加えて、スプリングバツク
を防止する。

(5) 溶接用ロールへのＶスロートアングルを調整
する。

このような重要な役目を有するフインパスロー
ルは溶接用ロール（スクイズロールともいう）お
よび定形ロール（サイジングロールともいう）と
同様、管外周からロールによつて圧縮力を加える
ため、素管にリダクシヨン（絞りまたは管周方向
の縮み）が発生する。

本発明はフインパスロールにおけるこのリダク
シヨンを積極的に利用したものである。

本発明によるときは角管材素材の各辺が外側に
凸形の円弧を有する形状に粗成形されているの
で、溶接用ロールによつて円周方向にリダクシヨ
ンを働かせ、これが素材を上下、左右各ロールに
なじませて、各ロールへの面圧となり、溶接エツ
ジがラツプを生じたり、あるいは管内に折れ込む
ことが有利に防止できる。

以下本明細書において、ラツプとは溶接面での
エツジ部の不整合を意味し、溶接用ロールとは電
縫管製造において、エツジ部が加熱された角管材
素材を加圧、接合するためのロールを言い、スク
イズロールとも呼ばれる。

また本発明にいう金属管とは、普通鋼・ステン
レス鋼などの鋼管、銅・銅合金或いはアルミニウ
ム・アルミニウム合金類などの非鉄金属管で、電
縫溶接により製造可能なものを総称する。

更に角管材素材は連続金属帯板または金属切板
をロール成形したもの、金属切板をプレス成形し
たものを意味する。

以下本発明を図面によつて詳述する。

本発明にいう角管材素材はロール成形法または
プレス成形法により製造される。プレス成形法に
ついては例えば特開昭52−95563号公報によつて
大径角形鋼管の製造方法が提案されていいるが、
本発明においてはかゝるプレス成形による角管材
素材をも含み、格別限定されない。

使用材料は、ロール成形の場合ストリツプコイ
ル、切板のいずれでもよく、プレス成形の場合予
めプレスの仕様内に納まる範囲内に切断された切
板を使用する。いずれの場合も、材料の幅は成形
途中でのリダクシヨン・溶接代等を考慮して所定
の幅に切断されたものを使用する。

材素板は数パスの工程を経て、第１図に示すよ
うに、コーナー部曲げ角度α−１、β−１を約
70゜±10゜に曲げて、五角形の頂点が開いた形状に
粗成形し、角管材素材１をうる。

上辺コーナー及び下辺コーナーが中間角（α−
１，β−１）まで曲げられた角管材素材１は次い
で第２図に示すフインパスロール２Ｆに送られ
る。フインパスロール２Ｆは駆動または無駆動の
上下一対の成形ロール１２Ａ，１２Ｂと無駆動の
左右一対の成形ロール１２Ｃ，１２Ｄから成り、
上ロール１２Ａは、更に上辺を所望の円弧R₁に
成形するようにロール面にカリバーを付けたロー
ル１２ａ，１２ｂとフインロール１２ｃとから成
る。

かくてコーナー部の曲げ角度α−２，β−２を
角管材素材１のα−１，β−１に対して、それぞ
れ10゜±5゜だけ進行させ、同時に角管材素材１の
両エツジ端面をフインロール１２ｃの側面に当
て、管外周からロールによつて圧縮力を加えて角
管材素材１に0.5〜1.5％のリダクシヨンを与え
る。

なお、一般に冷間ロール成形において管にリダ
クシヨンを与えるとは、ロールにより管の外周面
全体に圧力を加えて、管の断面が小さくなる（管
径が小さくなる）ように絞り成形することであ
り、この場合、管外周面全体に加わつた圧力が管
の周方向に沿つての圧縮力として作用して、管の
断面を縮小させる。そして、本発明のごとき角管
材素材１に対するフインパスロールによる絞り成
形では、角管材素材１の左右のエツジがフインパ
スロールのフインロールに突き当たつた状態で、
角管材素材１の周方向に沿つての圧縮力を受け、
角管材素材１の断面が縮小する。この場合におけ
る断面の縮小率すなわちリダクシヨンｒは次のよ
うにして計算される。

ｒ＝（L₁−L₂）／L₁×100％ ただし、 L₁：角管材素材のフインパスロール入側での
周方向長さ L₂：角管材素材のフインパスロール出側での
周方向長さ 上記リダクシヨンによつて角管材素材１の各上
辺を上ロール１２ａ及び１２ｂのカリバーに沿わ
せることができ、所望の円弧R₁を成形しうる。

上辺が外側に凸状の円弧R₁を与えられた角管
材素材１は、次に第３図ａに示すフインパスロー
ル３Ｆに導入される。

フインパスロール３Ｆは駆動または無駆動の上
下一対の成形ロール１３Ａ，１３Ｂ及び無駆動の
左右一対の成形ロール１３Ｃ，１３Ｄからなり、
上ロール１３Ａは更に上辺の円弧R₁を維持する
ロール１３ａ，１３ｂ、フインロール１３ｃとか
ら成る。

又下ロール１３Ｂ、左右ロール１３Ｃ，１３Ｄ
は、それぞれ所望の円弧R₂，R₃をうるようロー
ル面にカリバーが設けられている。なお、前記円
弧R₂と円弧R₃とを同じ曲率としてもよい。また、
前記円弧R₁を前記円弧R₂または円弧R₃の一方を
同じ曲率（R₂＝R₃の場合は当然両者と同じ）と
しても差し支えない。

かくてコーナー部の曲げ角度α−３，β−３を
角管材素材１の曲げ角度α−２，β−２に対し
て、それぞれ5゜±5゜だけ進行させ、同時に角管材
素材１の両エツジ端面をフインロール１３ｃの側
面に当て、管外周からロールによつて圧縮力を加
えて、角管材素材１に0.5〜1.5％のリダクシヨン
を与える。

第３図ｂは第３図ａに示すフインパスロール３
Ｆにおいて粗成形されたロール直下の角管材素材
詳細図である。

図においてO₁，O₂，O₃は各々上辺、下辺、左
右辺の円弧中心、R₁，R₂，R₃は曲率半径である。
曲げ角度α−３は角管材素材１の下辺円弧R₂の
中央接線と左右円弧R₃の中央接線とのなす角度
を意味し、β−３は上辺の円弧R₁のエツジの接
線と左右辺円弧R₃の中央接線とのなす角度を意
味する。

上記リダクシヨンによつて角管材素材１の上
辺、左右辺、及び下辺をそれぞれ上ロール１３
ａ，１３ｂ、下ロール１３Ｂ、左右ロール１３
Ｃ，１３Ｄのカリバーに沿わせ、両エツジ端面を
フインロール１３ｃの側面に当てることにより、
所望の円弧曲率半径R₁，R₂，R₃を得るものであ
る。

このようにして角管材素材１の各辺に粗成形を
施こした後、引続き第４図に示す円弧のカリバー
を有する溶接用ロール４Ｆに導入し、電縫溶接法
により、溶接継目２０が溶接され造管される。

溶接用ロール４Ｆの円弧曲率半径Ｒはフインパ
スロール３Ｆの円弧R₁，R₂，R₃のいずれかに一
致させることが望ましい。

以上本発明をフインパスロール２Ｆ及び３Ｆを
用いた粗成形について説明したが、実験に徴する
にフインパスロール２Ｆを省略してフインパスロ
ール３Ｆにより角管材素材１の上辺、左右辺及び
下辺を同時に粗成形することも可能である。

この場合、好ましくはリダクシヨンは0.5〜2.0
％とするとよい。

溶接ロールで電縫溶接された素管は常法により
引続き定形ロールで製品角管にされる。

実施例 板厚12mmの鋼板をロール成形によつて五角形の
頂点が開いた角管材素材に成形した。コーナー部
曲げ角度α−１，β−１を70゜とした。

フインパスロール２Ｆにおいてリダクシヨン
0.5％、R₁＝700mmで絞り成形し、コーナー部曲げ
角度α−２，β−２を73゜に成形した。

引続いてフインパスロール３Ｆにおいて、リダ
クシヨン1.0％、R₁＝R₂＝R₃＝700mmで絞り成形
し、コーナー曲げ角度α−３，β−３を80゜に粗
成形した。

その後溶接用ロール４Ｆにおいてリダクシヨン
0.5％、Ｒ＝700mmで絞り成形すると同時に電縫溶
接し、定形ロールで成形して辺寸法300mmの角形
鋼管を得た。

本実施例によると溶接継目は優れた溶接性状を
呈した。

本発明者らの実験によると、溶接用ロールによ
り十分アプセツト量をエツジに与えて、エツジの
ラツプあるいは折れ込みのない良質の溶接品質を
得るに当たり、フインパスロールから溶接用ロー
ルに至る角管材素材のエツジの軌跡を適正なもの
とすること、すなわち、左右のエツジを適正なＶ
スロートアングル（左右のエツジが溶接用ロール
に導かれる際に左右のエツジで形成するＶ形また
はその角度）でもつて溶接用ロールに導くことが
きわめて重要であるが、本発明のように各辺を円
弧状に粗成形する方法によれば、特に上辺に関し
て、粗成形していない平坦な上辺を溶接用ロール
に導いて、そのエツジを突き合わせる従来の方法
と比較して、いわば両エツジを突き合わせる準備
がある程度できている状態となつており、両エツ
ジの突き合わせに際して十分なアプセツト量を与
えることのできる所望の適切なＶスロートアング
ルを安定して得ることができる。

このように、溶接品質を低下させるエツジ部の
不整合を発生させないという大きな効果を奏す
る。

また、各辺が円弧状に粗成形されていること
で、溶接用ロールにおいてエツジに十分なアプセ
ツト量を与えるための適切なリダクシヨンを加え
ることが可能となつており、この面でも良好な溶
接品質を得ることができる。

なお以上の説明はほゞ正方形断面を有する角形
管の製造法を示す図面に基いてなされたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、矩形断面の
角形管の製造にも適用可能であることはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は角管材素材の説明図、第２図及び第３
図ａはフインパスロールの説明図、第３図ｂは本
発明の角管材素材の詳細説明図、第４図は溶接用
ロールの説明図である。 １：角管材素材、２Ｆ，３Ｆ：フインパスロー
ル、４Ｆ：溶接用ロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コーナー曲げの施された角管材素材をフイン
   パスロール２Ｆ，３Ｆに導入して絞り成形して、
   上辺、左右辺及び下辺、各辺が外側に凸形の円弧
   を有する形状に粗成形し、引続き円弧のカリバー
   を有する溶接用ロール４Ｆに導入して電縫溶接を
   行い、定形ロールで製品角管をうることを特徴と
   する角形金属管の製造方法。