JPS5858992A - 金属管の製造方法および製造装置 - Google Patents
金属管の製造方法および製造装置Info
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- JPS5858992A JPS5858992A JP15624281A JP15624281A JPS5858992A JP S5858992 A JPS5858992 A JP S5858992A JP 15624281 A JP15624281 A JP 15624281A JP 15624281 A JP15624281 A JP 15624281A JP S5858992 A JPS5858992 A JP S5858992A
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- Japan
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- welding
- metal tube
- materials
- metallic pipe
- metal
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
- B23K31/027—Making tubes with soldering or welding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、金属管、特に小径でかつ肉厚比の大゛なる金
属管の製造に適した金属管め製造方法および製造装置に
関するものである。
属管の製造に適した金属管め製造方法および製造装置に
関するものである。
金属管には種々の材質ならびに形状、肉厚比（肉厚／外
径の百分比）のものがあるが、例えば、日本工業規格（
Ｊ Ｉ −８）においては機械構造用炭素鋼鋼管や構造
用合金鋼鋼管などの規定があり、非常に広い範囲にわた
って使用されている。しかしながら、これらの鋼管は肉
厚比が約１Ｏｑ６以下の薄肉・のものを対象としており
（例えば、ＪＩＳＧ ３４４４付表１°一般構造用炭素
鋼鋼管の゛寸法及び重量”の表参照）、電縫管やシーム
レス鋼管などと称されて各方面で使用されているもａで
ある。ぞして、このような肉厚比が約１０−以下の薄肉
の鋼管は、鍛接、電気溶接、熱間押出、継目無圧延な゛
どによって、従来から量産□的に製造されている。
− 一方、近年、特に棒（軸゛）状をなす機械槽−造用部品
り軽量化を目的としてこれらの部品を中゛実−状のもの
から中空状のものくする機運が出始めてきており、小径
（例えば外径５０５ｇｇ以下）でかつ肉厚比が１５チ程
度以上である厚肉金属管の開発が望まれるようになって
きている。
径の百分比）のものがあるが、例えば、日本工業規格（
Ｊ Ｉ −８）においては機械構造用炭素鋼鋼管や構造
用合金鋼鋼管などの規定があり、非常に広い範囲にわた
って使用されている。しかしながら、これらの鋼管は肉
厚比が約１Ｏｑ６以下の薄肉・のものを対象としており
（例えば、ＪＩＳＧ ３４４４付表１°一般構造用炭素
鋼鋼管の゛寸法及び重量”の表参照）、電縫管やシーム
レス鋼管などと称されて各方面で使用されているもａで
ある。ぞして、このような肉厚比が約１０−以下の薄肉
の鋼管は、鍛接、電気溶接、熱間押出、継目無圧延な゛
どによって、従来から量産□的に製造されている。
− 一方、近年、特に棒（軸゛）状をなす機械槽−造用部品
り軽量化を目的としてこれらの部品を中゛実−状のもの
から中空状のものくする機運が出始めてきており、小径
（例えば外径５０５ｇｇ以下）でかつ肉厚比が１５チ程
度以上である厚肉金属管の開発が望まれるようになって
きている。
しかしながら、上述し次ような小径でかつ肉厚比の大な
る金属管の製造はなかなか容易でないという問題点を有
してい次。すなわち、例えば冷間で円形の管にロール成
形する場合、ロール負荷応力を大きくとる必要があるこ
と、成形ロールの段数を増す必要があること、駆動モー
タの容量をかなり大きくする（例えば薄肉管の場合の１
０倍種度にする）必要があること、ロールの強度を著し
く上げる（例えば２００！Ｉｆ／■１以上）必要がある
ことなどのため、成形設備が大がか９になると共に成形
設備の耐用寿命も短かく、金属管の精度も低下しやすい
などの問題点を有していた。他方、上記小径でかつ肉厚
比の大なる金属管を熱間押出、継目無圧延などによって
製造できないことはないが、小径であるため後工程で冷
間引抜きを数回繰返えす必要があり、製造コストが上昇
する頁 という問題点を有していた。
る金属管の製造はなかなか容易でないという問題点を有
してい次。すなわち、例えば冷間で円形の管にロール成
形する場合、ロール負荷応力を大きくとる必要があるこ
と、成形ロールの段数を増す必要があること、駆動モー
タの容量をかなり大きくする（例えば薄肉管の場合の１
０倍種度にする）必要があること、ロールの強度を著し
く上げる（例えば２００！Ｉｆ／■１以上）必要がある
ことなどのため、成形設備が大がか９になると共に成形
設備の耐用寿命も短かく、金属管の精度も低下しやすい
などの問題点を有していた。他方、上記小径でかつ肉厚
比の大なる金属管を熱間押出、継目無圧延などによって
製造できないことはないが、小径であるため後工程で冷
間引抜きを数回繰返えす必要があり、製造コストが上昇
する頁 という問題点を有していた。
本発明は上述し光従来技術の問題点く着目してなされ念
もので、特に小径でかつ肉厚比の大なる金属管を容易に
かつ精度良く製造することができる方法および装＃を提
供することを目的としている。
もので、特に小径でかつ肉厚比の大なる金属管を容易に
かつ精度良く製造することができる方法および装＃を提
供することを目的としている。
本発明による金属管の製造方法は、製造しようとする金
属管を半割りし念形状に相当する形状の金属管素材を成
形したのち、前記金属管素材を一中空状に対向接触させ
、当該対向接触部を溶接するようにしたことｔ−特徴と
するものであり、これによって小径でかつ肉厚比の大な
る鋼管の製造を可゛能にし、特に構造用合金鋼管のよう
に炭素鋼に比較してＣｒ 、 Ｍｏ等の元素を含むため
に変形抵友が大きいような素材を使用するものにおいて
も容易かつ精度良く製造しうるようにしたことを特徴と
している。また、この方法を実施する装置においては、
二枚の金属帯を各々個別に半円形状の金属管素材に成形
する成形装置たとえばフォーミングプレス、フォーミン
グロールと、前記半円形状の、頁 両金属管素材を中空状で対向させた状態で押圧する押圧
装置比とえばスクイーズロールと、前記半円形状の両金
属管素材を中空状で対向接触させて形成される接触部を
溶・接する溶接装置を具備したこと全特徴としている。
属管を半割りし念形状に相当する形状の金属管素材を成
形したのち、前記金属管素材を一中空状に対向接触させ
、当該対向接触部を溶接するようにしたことｔ−特徴と
するものであり、これによって小径でかつ肉厚比の大な
る鋼管の製造を可゛能にし、特に構造用合金鋼管のよう
に炭素鋼に比較してＣｒ 、 Ｍｏ等の元素を含むため
に変形抵友が大きいような素材を使用するものにおいて
も容易かつ精度良く製造しうるようにしたことを特徴と
している。また、この方法を実施する装置においては、
二枚の金属帯を各々個別に半円形状の金属管素材に成形
する成形装置たとえばフォーミングプレス、フォーミン
グロールと、前記半円形状の、頁 両金属管素材を中空状で対向させた状態で押圧する押圧
装置比とえばスクイーズロールと、前記半円形状の両金
属管素材を中空状で対向接触させて形成される接触部を
溶・接する溶接装置を具備したこと全特徴としている。
次に本発明の実施例を図面に基いて説−明する。
第１図は本発明による金属管の製造装置の一例を示す概
略説明図であって、１．２は金属帯３゜４ｔ−各々巻付
けたコイル、５，６はフィル１，２を各々設置したアン
コイラ、７，８は金Ｓ＊Ｓ 。
略説明図であって、１．２は金属帯３゜４ｔ−各々巻付
けたコイル、５，６はフィル１，２を各々設置したアン
コイラ、７，８は金Ｓ＊Ｓ 。
４を各々矯正するレベラー、９．１０は金属帯６゜４の
端部會整えるサイドトリマー、１１．１２は金属帯６，
４を各々個別に順次半円形状に成形して金属管素材１６
．１４とする成形装置すなわち複数段のロールの組合わ
せから成る７オーミングロール、１５．１６は前記半円
形状の両金属管素材１６．１４を中空状で対向接触させ
た状態で押圧する抑圧装置すなわちスクイーズロール、
１７は前記半円形状の両金属管素材１３．１４を中空頁 する溶接装置、１９は溶接ビードである。
端部會整えるサイドトリマー、１１．１２は金属帯６，
４を各々個別に順次半円形状に成形して金属管素材１６
．１４とする成形装置すなわち複数段のロールの組合わ
せから成る７オーミングロール、１５．１６は前記半円
形状の両金属管素材１６．１４を中空状で対向接触させ
た状態で押圧する抑圧装置すなわちスクイーズロール、
１７は前記半円形状の両金属管素材１３．１４を中空頁 する溶接装置、１９は溶接ビードである。
次に上記した製造装置を用いて金属管を製造する方法に
ついて説明すると、第２図にも示すように、エントリ一
工程２１において、アンコイラ５Ｆ６に設置されたコイ
ル１，２からの金属帯６，４を各々レベラー７．８に通
過させて矯正したのち、サイドトリマー９．１０に各々
通してそれぞれの端Ｓを整える。次いで成形工程２２に
おいて、前記サイドトリマー ６．４を数段ないし十数段連続して配置された７オーミ
ングロール１１．１２に通過させ、第３図囚、但）に示
すように順次曲率半径を小さくして各金属帯３，４を半
円形状の金属管素材１３．１４に成形する。ここで、両
金属帯３，４に対し、半円形状までの成形であれば従来
の製管設備とほぼ、同等のロール材質、ロール強度、駆
動用シャツ）径、駆動モータ容量のものを使用す、るこ
とか可能であり、金属帯３，４の変形能の点からも何ん
ら障害はない。続いて両金属管素材１５．１４を溶７ 頁 状の両金属管累材１３．１４を中空状で対向させ次状態
でスクィーズロール１５ 、１６によっテ端面同士を押
圧すると共に１端面同士の接触部１８を溶接装置１７に
よって溶接し、両金属管素材１３．１４を溶接ビード１
９を介して強固に接合することにより金属管２ｏｔ−製
造する。この場合、上記接触部１８の溶接装置１７には
、高周波誘導加熱、高周波直接通電加熱、イナートガス
アーク加熱等の加熱装置を具え友ものを使用し、加熱に
よる溶融部をスクィーズロール１５ 、１６テ圧着する
工程をとることができるほか、その他の溶接装置１７た
とえばレーザビーム溶接装置やエレクトロンビーム溶接
装置などを使用することができる。溶接後の金属管２ｏ
は、例えばサイジング。
ついて説明すると、第２図にも示すように、エントリ一
工程２１において、アンコイラ５Ｆ６に設置されたコイ
ル１，２からの金属帯６，４を各々レベラー７．８に通
過させて矯正したのち、サイドトリマー９．１０に各々
通してそれぞれの端Ｓを整える。次いで成形工程２２に
おいて、前記サイドトリマー ６．４を数段ないし十数段連続して配置された７オーミ
ングロール１１．１２に通過させ、第３図囚、但）に示
すように順次曲率半径を小さくして各金属帯３，４を半
円形状の金属管素材１３．１４に成形する。ここで、両
金属帯３，４に対し、半円形状までの成形であれば従来
の製管設備とほぼ、同等のロール材質、ロール強度、駆
動用シャツ）径、駆動モータ容量のものを使用す、るこ
とか可能であり、金属帯３，４の変形能の点からも何ん
ら障害はない。続いて両金属管素材１５．１４を溶７ 頁 状の両金属管累材１３．１４を中空状で対向させ次状態
でスクィーズロール１５ 、１６によっテ端面同士を押
圧すると共に１端面同士の接触部１８を溶接装置１７に
よって溶接し、両金属管素材１３．１４を溶接ビード１
９を介して強固に接合することにより金属管２ｏｔ−製
造する。この場合、上記接触部１８の溶接装置１７には
、高周波誘導加熱、高周波直接通電加熱、イナートガス
アーク加熱等の加熱装置を具え友ものを使用し、加熱に
よる溶融部をスクィーズロール１５ 、１６テ圧着する
工程をとることができるほか、その他の溶接装置１７た
とえばレーザビーム溶接装置やエレクトロンビーム溶接
装置などを使用することができる。溶接後の金属管２ｏ
は、例えばサイジング。
走行切断、矯正、端面成形、検査等の工程を経て製品と
なる。
なる。
溶接装置１７としてエレクトロンビーム溶接装置を使用
する場合についてさらに説明すると、この場合には、例
えば第５図に示すように、半円形状の金属管素材ｊ３．
１４を真空容器２５内で連８頁 続的に移動させる。この真空容器２５は実際には例えば
複数の部墳から成り、最終的Ｋ １０−’〜１０−’■
珈程度まで減圧し、この減圧室内でエレクトロンビーム
溶接を行なう。このように、接触部１８の溶接をエレク
トロンビーム溶接によって行なうと、通常の電気抵抗溶
接等の溶接法に比較して、■溶接部が２個所であっても
一方からの電子ビームの照射によって容易に２個所共溶
接できること、■溶接ビード１９が他の溶接法に比較し
て小さいため、溶接ビードの除去が極めて容易であるこ
と、■高真空中で溶接するためガス成分（０，Ｎ等）が
低下し、さらにスラグの巻込みが殆んどないなめ、溶接
部の機械的性質が他の溶接法に比較してすぐれているこ
と、などの利点を有しているので、このような観点から
はエレクトロンビーム溶接法によることが望ましい。
する場合についてさらに説明すると、この場合には、例
えば第５図に示すように、半円形状の金属管素材ｊ３．
１４を真空容器２５内で連８頁 続的に移動させる。この真空容器２５は実際には例えば
複数の部墳から成り、最終的Ｋ １０−’〜１０−’■
珈程度まで減圧し、この減圧室内でエレクトロンビーム
溶接を行なう。このように、接触部１８の溶接をエレク
トロンビーム溶接によって行なうと、通常の電気抵抗溶
接等の溶接法に比較して、■溶接部が２個所であっても
一方からの電子ビームの照射によって容易に２個所共溶
接できること、■溶接ビード１９が他の溶接法に比較し
て小さいため、溶接ビードの除去が極めて容易であるこ
と、■高真空中で溶接するためガス成分（０，Ｎ等）が
低下し、さらにスラグの巻込みが殆んどないなめ、溶接
部の機械的性質が他の溶接法に比較してすぐれているこ
と、などの利点を有しているので、このような観点から
はエレクトロンビーム溶接法によることが望ましい。
実験例 １
金属帯６，４の材質として、ＪＩＳ ＳＣＭ ４２０鋼
帯を使用し、第１図および第２図に示すように、レペラ
ー７．８、サイドトリマー９，１０、フォ９頁 一ミングロール１１．１２ｔ−通過させて半円形状の金
属管素材１３．１４を成形し念のち、スクィーズロール
１５．１６で両金属管素材１３．１４を押圧すると共に
、第１実験として電気抵抗溶接により接触部１８の溶接
を行ない、第２実験としてエレクトロンビーム溶接によ
り接触部１８の溶接を行なって、外径２５■、肉厚５■
（肉厚比２０チ）の鋼管ｔ−製造した。次いで、各鋼管
に対して、焼ならし後９００℃Ｘ３０分加熱後油冷によ
る焼入れ、１５０℃×１時間加熱後空冷による焼もどし
を施し、硬度ＨＲＣ４２前後にし九のち、曲げたわみ試
験を行なつ之。
帯を使用し、第１図および第２図に示すように、レペラ
ー７．８、サイドトリマー９，１０、フォ９頁 一ミングロール１１．１２ｔ−通過させて半円形状の金
属管素材１３．１４を成形し念のち、スクィーズロール
１５．１６で両金属管素材１３．１４を押圧すると共に
、第１実験として電気抵抗溶接により接触部１８の溶接
を行ない、第２実験としてエレクトロンビーム溶接によ
り接触部１８の溶接を行なって、外径２５■、肉厚５■
（肉厚比２０チ）の鋼管ｔ−製造した。次いで、各鋼管
に対して、焼ならし後９００℃Ｘ３０分加熱後油冷によ
る焼入れ、１５０℃×１時間加熱後空冷による焼もどし
を施し、硬度ＨＲＣ４２前後にし九のち、曲げたわみ試
験を行なつ之。
この曲げたわみ試験は、第６図に示すようＫ。
外径Ｄ ＝ ２５ ｍ 、長さＬ＝２００ｍ＋＋の鋼管
！ｔＯＫ対して支点間距離Ｐ＝１５０ｓｍの三点曲げを
行表い、破断までの曲げたわみ量を調べた。なお、この
際、鋼管６０に対する負荷方向を第７図に示すようにＸ
方向とＹ方向の二種類とした。この結果′Ｉｋ表１に示
す。
！ｔＯＫ対して支点間距離Ｐ＝１５０ｓｍの三点曲げを
行表い、破断までの曲げたわみ量を調べた。なお、この
際、鋼管６０に対する負荷方向を第７図に示すようにＸ
方向とＹ方向の二種類とした。この結果′Ｉｋ表１に示
す。
頁
表 １
表１に示すように、本発明による鋼管はいずれも良好な
る曲げたわみ量を有しており、エレクトロンビーム溶接
によるものの方がより優れ比値を示していると共に、負
荷方向の影響も殆んど認められなかったつ 実験例 ２ 実験例１と同じ工程および熱処理によって製造し友鋼管
６０を供試材とし、こ仁で紘繰返し曲げ疲労試験を行な
った。このときの負荷荷重は１０００−であり、破断ま
での瞬返し回数を求め念。この結果を表２に示す。
る曲げたわみ量を有しており、エレクトロンビーム溶接
によるものの方がより優れ比値を示していると共に、負
荷方向の影響も殆んど認められなかったつ 実験例 ２ 実験例１と同じ工程および熱処理によって製造し友鋼管
６０を供試材とし、こ仁で紘繰返し曲げ疲労試験を行な
った。このときの負荷荷重は１０００−であり、破断ま
での瞬返し回数を求め念。この結果を表２に示す。
１１ 。
表 ２
表２に示すように、本発明による鋼管はいずれも良好な
る疲労強度を有しており、とくにエレクトロンビーム溶
接によるものの方がよりすぐれ念値を示していると共に
、負荷方向の影響も殆んど認められないことが明らかと
なった。
る疲労強度を有しており、とくにエレクトロンビーム溶
接によるものの方がよりすぐれ念値を示していると共に
、負荷方向の影響も殆んど認められないことが明らかと
なった。
以上説明してき友ように、本発明によれば、特に小径で
かつ厚肉比の大なる金属管を容易Ｋかつ高精度、高強度
で製造することができ、構造部品の軽量化に著しく寄与
することが可能であるという非常に優れた効果を有する
。
かつ厚肉比の大なる金属管を容易Ｋかつ高精度、高強度
で製造することができ、構造部品の軽量化に著しく寄与
することが可能であるという非常に優れた効果を有する
。
第１図は本発明による金属管の製造！！蓋の一構造例を
示す概略説明図、第２図は本発明による金属管の製造工
程の一例を示す工程説明図、第３図−（Ａ）［Ｆ］）は
第１図の各々Ａ−ＡＭ、Ｂ−Ｂａ断面説明図、ｗＩＪ４
図は半円形状金属管素材の溶接１穫の一例を“示す断面
説明図、＠５図は半円形状金属管素材の溶接工種の他の
例を示す断面説明図、ｔＸＧ図および第７図は実験に供
した鋼管の各々斜面説明図および端面説明図である。
３．４・・・金属帯、１１ 、１２−、、成形装置（７
オーミングロール）、１３°、 １４−・・金属管素材
、１５．１６・・・抑圧装置（スクィーズロー”ル）、
１７・・・溶接装置、１８・・・接触部、１９・・・溶
接ビード、２０・・・金属管。 特許出願人 大同特殊＠株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊（Ａ）
（Ｂ） ３（４） −Ｊ ／”〜科４）
示す概略説明図、第２図は本発明による金属管の製造工
程の一例を示す工程説明図、第３図−（Ａ）［Ｆ］）は
第１図の各々Ａ−ＡＭ、Ｂ−Ｂａ断面説明図、ｗＩＪ４
図は半円形状金属管素材の溶接１穫の一例を“示す断面
説明図、＠５図は半円形状金属管素材の溶接工種の他の
例を示す断面説明図、ｔＸＧ図および第７図は実験に供
した鋼管の各々斜面説明図および端面説明図である。
３．４・・・金属帯、１１ 、１２−、、成形装置（７
オーミングロール）、１３°、 １４−・・金属管素材
、１５．１６・・・抑圧装置（スクィーズロー”ル）、
１７・・・溶接装置、１８・・・接触部、１９・・・溶
接ビード、２０・・・金属管。 特許出願人 大同特殊＠株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊（Ａ）
（Ｂ） ３（４） −Ｊ ／”〜科４）
Claims (3)
- （１） 金属管を製造するに当り、製造しようとする
金属管を半割りした形状に相当する形状の金属管素材を
成形したのち、前記金属管素材を中空状に対向接触させ
、当該対向接触部を溶接することを特徴とする金属管の
製造方法。 - （２）二枚の金属帯を各々個別に半円形状の一金属管素
材に成形する成形装置と、前記半円形状の両金属管素材
を中空状で対向させた状態で押圧する押圧装置と、前記
半円形状の両金属管素材を中空状で対向接触させて形成
される接触部を溶接する溶接装置を具備したことを特徴
とする金属管の製造装置。 ′□ - （３）溶接装置がエレクト”ロン′ビーム溶接゛装置で
あ′る特許請求の範囲第（２）項記載の金属管の製造部
２頁
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15624281A JPS5858992A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 金属管の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15624281A JPS5858992A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 金属管の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858992A true JPS5858992A (ja) | 1983-04-07 |
Family
ID=15623476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15624281A Pending JPS5858992A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 金属管の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858992A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0210411A2 (de) * | 1985-08-02 | 1987-02-04 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer metallischen Umhüllung für ein elektrisches Kabel mit einer aussen eckigen und innen runden Kontur |
| JPH04167917A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-16 | Nisshin Steel Co Ltd | 複合管の製造方法 |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP15624281A patent/JPS5858992A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0210411A2 (de) * | 1985-08-02 | 1987-02-04 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer metallischen Umhüllung für ein elektrisches Kabel mit einer aussen eckigen und innen runden Kontur |
| JPH04167917A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-16 | Nisshin Steel Co Ltd | 複合管の製造方法 |
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