JPH04178215A

JPH04178215A - 溶接管のインライン切断装置

Info

Publication number: JPH04178215A
Application number: JP30333590A
Authority: JP
Inventors: Takefumi Nakako; 武文仲子; Yoshiaki Shimada; 島田　嘉晃
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-25

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、曲げ及び曲げ戻しによって付与した残留応力
を利用して金属ストリップを幅方向にカールさせ、幅方
向両端部を突合せ溶接して製造した溶接管を、定長切断
して製品管とするインライン切断装置に関する。

［従来の技術］金属ストリップから管体を製造する従来の方法では、多
数のタンデムミルに配置されたカリバーを有するフォー
ミングロール、ケージロール等からなるロール成形機が
使用されている。この成形機により、金属ストリップは
、幅方向に順次曲げ加工され、管状に成形される。そし
て、成形された金属ストリップの幅方向両端部を突き合
わせて溶接することにより、管体を連続的に製造してい
る。

しかし、この方法ではζ多段の成形スタンドが配置され
た成形機を必要とするため、設備的な負担が太き（なる
、また、設備の複雑化に伴って保守・点検等の作業も面
倒なものとなる。そして、径の異なる管体を製造しよう
とするとき、成形ロールの組替えが長時間を要する作業
となる。

しかも、板幅に比較して板厚が小さな金属ストリップを
製管用素材とすると、曲げ過程における弾性変形による
影響が大きく現れる。たとえば、前段の成形ロールから
後段の成形ロールに至る過程で大きなスプリングバック
が生じ、特に幅方向両端部が十分な曲げ加工を受けるこ
となく、後段の成形ロールに送り込まれる。そのため、
製造された管体の真円度が劣化する。また、エツジスト
レッチが大きいことから、縁波が発生し易く、溶接が困
難になる。

本発明者等は、このような問題を解消した製管方法とし
て、従来の成形ロールを使用することなく、金属ストリ
ップが有する弾性力を利用して管状に成形する方法を開
発し、特開昭６２−１７６６１１号公報、特開平１−４
８６２４号公報等として紹介している。

たとえば、特開昭６２−１７６６１１号公報では、第５
図に概要を示した設備構成を使用している。アンコイラ
１から送り出された金属ストリップＳは、ガイドロール
２を経て予変形部３に送り込まれる。予変形部３は、小
径の曲げロール３ａ及び大径のサポートロール３ｂを備
えており、サポートロール３ｂの表面にポリウレタン等
の弾性ライニング３ｃが施されている。

そして、得られる管体の内面側が曲げロール３ａ側に接
触するように、金属ストリップＳを曲げロール３ａとサ
ポートロール３ｂとの間に送り込む。金属ストリップＳ
が曲げロール３ｂで塑性的げを受けるため、輻方向に−
様な曲げ応力が予変形部３を通過した後の金属ストリッ
プＳに残留する。

曲げ及び曲げ戻しにより残留応力が与えられた金属スト
リップＳは、保形ロール４．サイドロール５及び送りロ
ール６を経て下流側に送られる。

この送り過程で、金属ストリップＳは、長手方向の変形
が拘束されているので、残留応力によって管状に弾性変
形する。そして、管状に成形された金属ストリップＳは
、保形ロール４及びサイドロール５により形状が拘束さ
れた状態で、幅方向両端部が突き合わされる。この突合
せ部を溶接トーチ７で溶接することにより、管体ｐが得
られる。

この方法においては、弾性変形を利用して金属ストリッ
プＳを管状に成形するため、得られた管体ｐの真円度は
優れたものとなる。また、金属ストリップＳを管状に曲
げ加工する成形ロールを必要としないため、設備構成が
簡単になり、特に薄肉管の製造に適した方法である。

また、特開平２−７５４１８号公報では、第６図に示し
た概略構成をもつ予変形部を提案した。

この予変形部３では、一対の大径ロール３ｄ及び３ｅの
間に曲げロール３ｆを配置している。金属ストリップＳ
は、大径ロール３ｄと曲げロール３ｆの間を通過した後
、曲げロール３ｆを周回し、大径ロール３ｅと曲げロー
ル３ｆとの間から送り出される。この走行過程で、金属
ストリップＳに曲げ及び曲げ戻しによる残留応力が付与
される。

この予変形部３は、小径の曲げロール３ｆをバックアッ
プする機構を省略することができ、所定の残留応力を金
属ストリップＳに付与することが容易となる。

［発明が解決しようとする課題］前述した弾性変形を利用した造管法は、特に薄肉小径管
の製造に適した方法であるが、得られた溶接管を所定長
さに切断して製品管とする際、切断後の管端に切断工具
が接触すると、管端が太き（変形する。たとえば、切断
終了後に回転砥石を上昇する過程で、慣性で回転してい
る切断砥石が管端に接触すると、薄肉のために変形抵抗
が小さい管端にバ言ハダレ等の欠陥が発生する。また、
切断時に加えられた力で管端が曲っていると、このよう
な切断工具との接触が起こり易い。

この点、厚肉の溶接管にあっては、管体の剛性が大きい
ため、切断工具が多少接触しても管端の形状劣化は大き
なものではない、しかし、薄肉であるため、欠陥は、管
端のみに留まらず、漬れ。

真円度低下等となって広範囲に悪影響を与える。

本発明は、このような薄肉管のインライン切断における
問題を解消すべく案出されたものであって、溶接管の全
周に接触するクランパで切断部の両側を挟持して切断を
行うことにより、切断時に溶接管に加えられる力をクラ
ンパで受は止めると共に、管端部の拘束により剛性を高
め、管端に欠陥が発生することを防止し、形状特性の優
れた製品を得ることを目的とする。

「課題を解決するための手段］本発明のインライン切断装置は、その目的を達成するた
め、アンコイラから巻き出された金属ストリップを塑性
曲げし、長手方向の変形を拘束しながら前記金属ストリ
ップを幅方向にカールさせて幅方向両端部が突合せられ
た円筒状に成形し、前記幅方向両端部を突合せ溶接して
製造した溶接管を定長切断する装置であって、造管ライ
ンに沿って搬送されてきた溶接管の管軸方向二か所を挟
持する一対のクランパと、該クランパの間に移動可能に
設けられた切断工具とを備えており、前記クランパは上
型及び下型に二分割され、該上型及び下型の合せ面に前
記溶接管の外周面に接触して全周を包み込む曲面が形成
されていることを特徴とする。

ここで、上型及び下型の合せ面に、弾性ライニングが固
定或いは取り外し可能に設けることもできる０弾性ライ
ニングの内径は、切断される溶接管の外径より若干小さ
くすることが好ましい。

［作　用〕以下、図面を参照しながら、本発明をその作用と共に具
体的に説明する。

本発明は、第１図に示したような製管ラインにおいて採
用される。

この製管ラインでは、アンコイラｌＯから送り出された
金属ストリップＳ０は、残留応力付与装置１１で塑性曲
げされる。残留応力付与装置１１としでは、第５図或い
は第６図に示した設備構成をもつものが使用される０曲
げ及び曲げ戻しによる残留応力が付与された金属ストリ
ップＳ０は、溶接装置１２に送られるに従って幅方向に
カールし、円筒体Ｓ、となる。円筒体Ｓ１の形状は、溶
接装置１２の入側に設けられているサイドロール１２ａ
、押えロール１２ｂ及びスクイズロール１２ｄで拘束さ
れる。

円筒体Ｓ１は、金属ストリップＳ。の輻方向両端部を突
合せたものである。そして、突合せ端部が溶接トーチ１
２ｃで突合せ溶接されて、溶接管Ｓ鵞となる。このとき
、円筒体Ｓ１に対するスクイズロール１２ｄの押圧力を
調整することによって、突合せ端部のギャップが一定に
保たれる。溶接管Ｓｔは、送りロール１２ｅに案内され
ながら下流側に搬送される。

溶接装置１２の下流側には、搬出装置１３が設けられて
いる。この搬出装置１２は、連続搬送される溶接管Ｓ、
に駆動力を伝達し、溶接速度に見合った速度で溶接管Ｓ
、を溶接装置１２から引き抜く。

引き抜かれた溶接管Ｓ、は、必要に応じてビード整形機
１４で処理された後、下流側の矯正装置１５に送られる
。

矯正装置１５では、溶接時の入熱等によって変形した溶
接管Ｓ、を真円度及び真直度の高い形状に矯正する。或
いは、矯正装置に代えて、溶接管Ｓ２を四角形や長円形
等の異型管に成形する成形装置を使用することもできる
。

形状修正が完了した溶接管Ｓ、は、インライン切断装置
１６で所定の長さに切断されて、製品管Ｓ、となる。

インライン切断装置１６は、第２図に示すように、切断
工具２０の両側に一対のクランパ３０゜４０を配置して
いる。これら切断工具２ｏ及びクランパ３０．４０は、
送られてくる溶接管Ｓ、に同期して下流側に移動するよ
うになっている。

切断工具２０としては、駆動モータ２１の出力軸２２に
固定された回転砥石２３を図示しているが、シャッター
式の切断刃を使用することも可能である。切断工具２０
は、適宜の駆動機構によって、上下方向或いは水平方向
に移動することができる。

クランパ３０は、上型３１及び下型３２に二分割されて
いる。上型３１及び下型３２は、実践で示した挟持位置
と点線で示した待機位置の間を移動可能に配置されてい
る。上型３１及び下型３２には、それぞれ第３図で示す
ように、挟持する溶接管Ｓｓの外径に対応した半円状の
凹部３３，３４がそれぞれの合せ面に形成されている。

上型３１及び下型３２を合わせたとき、凹部３３，３４
の内周面が溶接管Ｓ、の全周に接触する。

凹部３３，３４には、ポリウレタン、ゴム等の弾性ライ
ニング３５．３６を設けることが好ましい。弾性ライニ
ング３５．３６の内径は、挟持される溶接管Ｓ、の外径
より若干小さくする。そして、上型３１及び下型３２を
それぞれ下降及び上昇させて溶接管Ｓ２の外周面に押し
付けると、弾性ライニング３５．３６が圧縮されて溶接
管Ｓ３の外周面に密着する。これにより、溶接管Ｓ２が
クランパ３０で強固に挟持される。なお、上型３１及び
下型３２の一方を固定式とし、他方を昇降式にすること
によっても、同様に溶接管Ｓ、を挟持することができる
。

また、種々の外径をもつ溶接管Ｓ、を同じクランパ３０
．４０で挟持できるように、弾性ライニング３５．３６
を取り外し自在に凹部３３，３４に取り付けても良い。

たとえば、需要に応じて種々の外径をもつ溶接管Ｓ、が
製造されるが、その外径に対応した各種弾性ライニング
３５．３６を用意してお（。そして、生産計画に従って
凹部３３．３４に装着される弾性ライニング３５．３６
を取り替える。

他方のクランパ４０も、同様な凹部を形成した上型４１
及び下型４２に二分割されている。

クランパ３０及び４０の隣接間距離は、切断砥石２３の
厚みを下限として、可能な限り小さくすることが好まし
い。

切断される溶接管Ｓ２は、搬送路に沿って下流側に送ら
れる。そして、切断部ｆｆ１ｌ１２０を超えた長さが製
品長さに達したとき、上型３１，４１及び下型３２，４
２がそれぞれ下降及び上昇し管軸方向の三箇所で溶接管
Ｓ、を挟持する。溶接管Ｓ２を挟持したクランパ３０．
４０は、切断工具２０と共に溶接管Ｓ１の搬送速度と同
一の速度で下流側に移動する。この移動中に駆動モータ
２１を始動させ、回転砥石２３で溶接管Ｓ２を切断する
。

このとき、回転砥石２３が押し付けられる溶接管Ｓ！の
上流側及び下流側部分が、それぞれクランパ４０．３０
で支持されている。したがって、切断中に受ける力によ
って溶接管Ｓ２が変形することが避けられる。また、切
断された溶接管Ｓ７の管端も、クランパ３０．４０によ
って保形されているので、断面剛性が向上している。し
かも、切断砥石２３が移動するときのガイドとしてクラ
ンパ３０．４０の端面が働くため、切断された溶接管Ｓ
諺の管端に切断砥石２３が直接接触することも少なくな
る。

更に、弾性ライニング３５．３６を介して溶接管Ｓ、が
挟持されているために、切断時に溶接管Ｓ、に与えられ
た振動、衝撃等が溶接管Ｓ２中を伝わって上流側に伝播
される割合も少なくなる。

その結果、ビード整形、矯正、溶接等に悪影響を及ぼす
ことがなくなり、形状特性の優れた製品管Ｓ、が得られ
る。

［実施例］板厚０．１５ｍｍ及び板幅８９．３８ｍｍのステンレス
鋼ストリップを幅方向にカールさせて、突合せ溶接し、
外径２８．６ｍｍの溶接管を製造した。この溶接管を、
第２図に示した回転砥石２３で長さ３ｍに定長切断した
。得られた製品管の管端を観察し、管端に生じた凹みの
大きさを調査した。その結果、第４図に示すように、１
ｍｍの凹みが生じているに過ぎなかった。

また、板厚０．１ｍｍのステンレス鋼ストリップから同
様に製造した溶接管を定長切断した場合には、２ｍｍの
凹みが発生していた。

これに対し、クランパ３０．４０で切断部の両端を挟持
せずに、同じ切断砥石で溶接管を足長切断した。このと
き、肉厚０．１５ｍｍの製品管では１４ｍｍの凹みが生
じ、肉厚０．１０ｍｍの製品管では凹みが２２ｍｍに達
するものもあった。

この対比から明らかなように、クランパ３，０１４０の
使用によって、切断された溶接管の管端に生じる変形が
極めて少なくなり、製品歩留りが大幅に向上しているこ
とが判かる。

［発明の効果］以上に説明したように、本発明においては、金属ストリ
ップを幅方向にカールさせることにより成形した円筒体
を突合せ溶接して得た溶接管を定長切断するとき、切断
部の両端をクランパで支持し、切断工具により加えられ
る力を受は止め変形を抑制している。また、クランパの
端面がガイドとして切断工具が移動するので、切断後に
切断工具が管端の切断面に直接接触することも防止され
る。そのため、切断された溶接管の管端に発生する潰れ
、ダレ等の欠陥が減少し、形状特性の良好な製品管が高
い歩留りで製造される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で採用した製管ラインを示し、第２図は
切断装置を示し、第３図は分割型のクランパを示し、第
４図は本発明の効果を具体的に表したグラフである。他
方、第５図及び第６図は本発明者等が先に提案した造管
設備の概略を示す。１６：切断装置　　　　２０：切断工具２１：駆動モー
タ　　　２３：回転砥石３０．４０：クランパ　３１．
４１：上型３２．４２：下型　　　３３，３４：凹部３
５．３６：弾性ライニング

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アンコイラから巻き出された金属ストリップを塑
性曲げし、長手方向の変形を拘束しながら前記金属スト
リップを幅方向にカールさせて幅方向両端部が突合せら
れた円筒状に成形し、前記幅方向両端部を突合せ溶接し
て製造した溶接管を定長切断する装置であって、造管ラ
インに沿って搬送されてきた溶接管の管軸方向二か所を
挟持する一対のクランパと、該クランパの間に移動可能
に設けられた切断工具とを備え、前記クランパは上型及
び下型に二分割され、該上型及び下型の合せ面に前記溶
接管の外周面に接触して全周を包み込む凹部が形成され
ていることを特徴とする溶接管のインライン切断装置。
（２）請求項１記載の凹部に、弾性ライニングが設けら
れていることを特徴とする溶接管のインライン切断装置
。
（３）請求項２記載の弾性ライニングが、切断される溶
接管の外径よりも小さい内径をもつことを特徴とする溶
接管のインライン切断装置。
（４）請求項２又は３記載の弾性ライニングは、上型及
び下型の凹部に取り外し可能に設けられていることを特
徴とする溶接管のインライン切断装置。