JPS60111718A - エンボス模様を有する角形鋼管の成形方法 - Google Patents

エンボス模様を有する角形鋼管の成形方法

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JPS60111718A
JPS60111718A JP58218686A JP21868683A JPS60111718A JP S60111718 A JPS60111718 A JP S60111718A JP 58218686 A JP58218686 A JP 58218686A JP 21868683 A JP21868683 A JP 21868683A JP S60111718 A JPS60111718 A JP S60111718A
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roll
embossing
forming
steel strip
embossed pattern
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小野 栄治
Hideo Suzuki
英男 鈴木
Tadayuki Sato
忠之 佐藤
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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】 本発明はエンボス模様を有する角形金属素管の成形方法
に関する。
角形金属鋼管の側面にエンボス加工を施すことによって
、エンボス而と同方向の垂「げ荷重、に対して、単位面
積あたりの圧壊荷重強)岐か通常の同一サイズの角形金
属鋼管に比べ、3倍程度の荷亘強度を示ずことか実験的
に確認されている。
以下本発明においてエンボス加工とば、成形角形金属素
管の溶接面に隣接する両側面に、凹溝を間隔をおいて刻
設することを指す。第1図はエンボス+4様30を有す
る角形金属素管31を示す。
上記特性を利用した用途としては、例えば貴j(製剤の
スキット材等への利用が出来、軽量で且つ高彊醍御材を
提供することが出来る。また、種々のエンボス4IE 
4’tJiを施すことによって、装飾用部材等への利用
も考えられ、この付性ヲ活かした利用用途は広範囲に亘
る。
角形金属鋼管にエンボス加工を施す方法として、角管に
形成された後に、管内に中子等を用いてプレスによりエ
ンボス加工を行なう方法、あるいは板材の状態でエンボ
ス加工を行い、これをプレスにより所定のコーナより折
り曲げ、板端部の突き合せを行い溶接を行うことが考え
られるが、これらの方法によれば、大別して作業工程が
2工程となるため、柱済的、能率的とはいえない。
ロール成形にてエンボス加工を行ない、連続してロール
フォーミングにて素材を成形し、コイルエツジの端部を
突合せ溶接を行ない、角形金属素管を製造する際、問題
点として次の3点が上げられる・まず第1点は、帯鋼板
にエン請スを施した際、溶接エツジにエンボスピッチ毎
に波が発生する。この波の発生によって、帯鋼板の左右
両端縁部を突合せて溶接する際、ラップ状態となり、溶
接が不能となる。この波の発生機構は次の様に考えられ
る。エンボスが形成されるとき、エンボス周辺の平板部
より材料の引寄せか起こり、材料伸びが生じ、これがエ
ツジ部にまで波及し1、周期性をもった波を生じる。
第2点はエンボス卯工を施¥際、エンボスを深くすると
成形荷東か大きくなり、エンボスロールが無駆動状態に
あると、ブレーキ力として作用1.、その結果送り力が
不足し、連続して流れる帯鋼板の継目前後において、ス
リップが発生し、連続して成形することを困難にする。
このスリップ発生の原因は、ロールフォーミングがいわ
ゆる低リダクション成形であり、フィンパス及びサイジ
ング工程での送り力が期待できず粗成形工程での送り力
に頼らざるを得ないためである。送り力を増す目的で、
粗成形工程でロールを強圧下すると、送り力は多少助長
されるが、スリップを完全に解消するまでには至らない
。また、必要以上に強圧下することは、コーナ部が圧延
状態となり、板厚の薄肉化が起こり、品質面で好ましく
ない。
第3点は、エンボスが形成された辺は剛性を持った辺と
なる。このため一様な断@(材料巾方向の板厚か一定)
を成形する際に用いる曲げ方法をi[ff′H’1ft
pr用することが実繞しく、安定して溶接を行なわせる
ための突合せ乗件な整えるには、曲げ方法の最適化が安
来される。
この様な実状に鑑み、鋼製用スキット材として、エンボ
スを月形金属鋼管の両側面に持つ角形鋼管を、ロール成
形にて連続的にエンボス成形を行ない、さらにフォーミ
ングを行ない、定形し、定尺長さに切断する一連の工程
において、その製造方法に関する実績を行ない、スキッ
ト材としての性能を満足する製造方法を確立した。
即ち本発明の要旨は、帯鋼にエンボス模株をロール加工
し、引続きロールフォーミングして、−辺に溶接継目を
有する角形素管をうる方法において、前記エンボス加工
時に、前記帯鋼のエツジ部に、エンボス加工による引張
りを打ち消すロール荷重を与えることである。
更に本発明の他の要旨は、葡鋼にエンボス模様゛をロー
ル〃目工し、引続きロールフォーミンクして、−辺に溶
接継目を有する角形素管をうる方法において、前記エン
ボス加工時に、前記@鋼のエツジ部に、エンボス加工に
よる引張りを打ち消すロール荷重を与える工程と、材料
の搬送方向からみて、下流1則か上流側よりも小さな一
定の比率をもつ潮滅形にした囲率半径Rを有する上辺コ
ーナ曲げロールヲ備工た複数段のフィンパスロールの成
形工程とを含むことにある。
以下本発明を添付図面について説明する。
第2図は本発明の製造ラインの全体説明図である。図に
おいて、アンコイラ−10、帯材11゜ルーパー12、
ピンチロール13、エンボスロール14 、粗W、形ロ
ール15、フィンパスロール16、高周波抵抗溶接装w
17、ヌクイズロール18、冷却ゾーン]9、ザイジン
クロール20、タークスへラドロール2]、せん断装置
22を示す。
使用する帯材はストリップ、スリットコイル或いは板材
等のいずれでもよく、本方法のロール成形の連続加工の
利点を充分発揮さすためには、ストリップ或いはスリッ
トコイルが好適であるが、勿論定尺材でも加工上は側管
差支えない。製造すべき角形金属管のサイズに合わせて
、所定の幅のストリップ等のコイル状のものは′アンコ
イラー10を通し、また、定尺利の場合には適当な送り
出し装置によって、一枚ずつピンチロールへ送り込ムこ
とは通例のとおりである。帯材は1ないし2パスのピン
チロールによって蛇行しないようにしながら送りをかけ
られる。このためピンチロールルにはっは付きのフラン
ジロールを使用するか、或いは縦ロールと組合せろとよ
い。
螢材ハヒ0ンチロールからエンボスロールへ導入される
。エンボス模株は角形金属管の両側面に形波1されるが
、本製品の性能上の特性を効果的なものにするには、つ
まり、圧壊荷康強匿を増ずには、エンボス長さを長くし
かも深くつけるとよい。従ってエンボス長さを左右両辺
に、上辺コ−す及び下辺コーナの近傍までいっばいにと
ると良い。
さて、先述したように、従来法ではエンボスを施すこと
によって、溶接エツジ部に波が発生し、蛍銅板の両端縁
部の溶接を不能にするが、本発明ではこれを解消する目
的で、エンボス加工と同時に上辺となる辺を、−iの曲
軍半径(Ri)ンもった上下一対のロールを、エンボス
ロールに付〃口し、材料幅の全領域に亘って押え込むよ
うにし、付加したロールによって、両エツジ6Dが曲げ
加工され、エンボスを形成する周辺部からの材料の引寄
せを殺し、エラ:)部への材料伸びの波及を押えろこと
を特長としている。また、つば付きフランジロールを付
加することによって、材料の蛇行を防止出来る。
第3図は本発明におけるエンボスロールの一例を示す。
図において、上ロール14−1、下ロール −14−2
とでエンボスロール14は構成されるが、上ロールに雌
型25、下ロールに雄型26が前述した所望の形状で設
けられて℃・る。本発明においては角形金属紫管に形+
ytされたとき上辺となる鋼帯のエツジ部を、曲率半径
R8を有する上下ロールによって曲げ加工するか、この
ため上下ロールによりカリバー27−1を形成する。2
9はつば付きフランジロールである。
一叡に薄板の深絞り加工時に、しわ押えとしてブランク
ホルダーが用いられているが、本発明省のチ1」見によ
ると、銅帯にエンボス加工すると同時に、上記のエツジ
部に曲げ加工を併用することによって、エンボス加工に
よる引張りで脈波が生じても、ロールによる曲げ加工に
よりそのしわは打ち消されて、イダ述の突き合せ;番接
時に浴接欠陥のない開先なうろことが明らかとなった。
又本発明によると、エンボス加工時に上述の曲げ加工の
ほか、平ロールによって銅帯のエツジ部に軽圧下をかけ
ることによって、エンボス加工による引張りを打消し、
上述のしわ形成の問題を解消しうるものである。従って
エンボス加工とエツジ部のロール圧下とを同時に行うこ
とが重要である。
又実験によれば、エンボスを駆動せず無駆動にし、アイ
ドル化して使用したが、エンボスを成形するのに要する
成形トルクは、全体のトータルトルクの約3割を占めて
いるととか確認出来ている。
従って、エンボスロールを駆動化すれば、送り力の低下
はおのずと解消出来ろか、エンボスロールの等周速径を
フォーミングでの送り速度よりややマイナスにして駆動
するとよい。これはエンボスロールスタンドと、次工程
以降とで張力を与え、引張り状態で成形しないとスタン
ド間でたるみを生じ、このたるみの量は、連続する成形
長さが長くなるほど大きくなり、ついには成形が不可能
となるためである。
エンボスが成形されると、次工程である上辺曲げロール
に送り込まれる。なお、次工程以降のロールはエンボス
が形成された辺を避ける様にしてロールが組込まれであ
る。上辺コーナ曲げロール15−Aは、第4図に示すよ
うに上ロール15−1と下ロール15−2とからなり、
上ロールのエツジは曲率半径R2をもったカリバー27
−2が形成されて、下ロールのエツジの凹形のカリバー
と相対して、素材に所望の曲率な与えると同時に、角管
にしたとき、左右の上辺コーナとなるべき位置で、素材
を60°±10°にまで曲げるプロフィルを有している
。曲率中b R2は、エンボス加工時に付加したH率生
仲R1より小さくとり、辺長の1〜3倍程度が望牙しい
。又帯材は継目を溶接したとき角形管の上辺の長さにな
るように、両端部の幅L1、L2を残した位置28で曲
けられる。曲げ位置28はロール中心Cに対して、左右
対称の位置が好ましい。
絖いて素材11は、第5図に示す粗成形ロール15−B
に導入されて、上ロールと下ロールによりコーナ曲げ角
度βを、約70°±10°まで曲げられ、E角形の頂点
が開いた断面形状に粗成形される。
上辺コーナ及び下辺コーナが中(8)角度まで曲げられ
た素材は、第6図に示すフィンパスロール16に送られ
る。フィンパス工程ではフィンパスロールによるりダク
ションを積極的に利用し、溶接工程へ導入する様にした
。しかしながら、素材の左右両辺はエンボス加工30が
施こされており、剛性をもった辺であるため、ロールへ
の充満が完全には行なわれない。つまり、リダクション
を加えることによって、エンボス面が凸形にはり出す様
に、エンボス面と接触するロールを凹形のツ、 IJガ
バー形成し、充分な充満を行なうことは難しく、もし仮
に、エンボス面が凸形に張り出した形状に成形されたと
しても、これは初期に形成したエンボス形状かくずれる
ことになり望ましくない。
以上のことから本発明では第6図に示す橡なフィンパス
形状とした。特に、エンボス面と接触するロールは曲率
をもたないフラット而Fとした。
また、特に本発明では、溶接工程での突合せを安定して
行なわす目的で、上辺の曲げを浴接ロールでの上辺曲げ
曲率半径を起点にして、フィン・ξスでの曲げ曲率半径
を漸減形にして溶接ロールに導入する様にした。符に、
フィンパス最終ロールから溶接ロールへの上辺コーナ曲
げアールの変化率の設定は、突合せを安定して行ない、
溶接するための重要な因子である。
これは以下の説明により理解される。第7図において直
線1は上辺コーナ曲げRを、各ロールスタンドにおいて
同一にした例で、初段より小さな曲げRで成形されるた
め、コーナ部が塑性域に達し、材料の戻りか全く借られ
ず、左右両エツジ面か不揃を生じ、これをスクイズロー
ルで調整しても、桐科に戻りがないため、管内折れ込み
の原因となり、溶接か不能となった例を示す。
一方向縁2は、溶接工程でのコーナ曲げ生仲を(8〜9
)x(板厚)とし、フインノξスでの曲げアールを漸減
形としてθ1くθ2くθ3を与えて、変化率を少な(し
て、スプリングバックを適切にコントロールし、溶接工
程へ送り込んだ様子を示しているか、この例によると突
合せか安定し、溶接に対する信頼性の高いものが得られ
た。さらに、曲線3は最適化された例を示す。
かくて、コーナ部の曲げ角度αを80°±5°と進行さ
せて、同時に角形鋼管素材の両エツジ端面をフィンロー
ルの側面にあて、管外周からロールによって圧縮力を加
えて、角管素材に0.5〜1%のりダクションを与える
。上記リダクションによって、上辺及び左右両辺さらに
下辺を、それぞれのロールカリバーに沿わせ、フィン・
ξスの機能を充分に発揮しようとするものである。この
様にじて、角管素材の各辺に予成形を施した後、引続ぎ
所定のロールプロフィルを有する溶接用ロールに導入し
、電縫溶接され、造管される。
このようにして造管された角管素材は、数段の定形ロー
ルにて最終の断面形状に定形され、辿例の適当なせん断
機によって欣璧の長さに切断され、製品となる。実験で
は、成形速度か]0Orn/minを超える高速状態に
おいても、連続して成形か行えることが確認されている
す、上説明したように、本発明の方法によれば、一連の
造管ラインにて、エンボスロールパスヲ組み込むことで
、連続してロール成形によるエンボス成形及びロールフ
ォーミンクが行なわれ、能率的且つ経済的にエンボス付
の角形鋼管の製造ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による角形金属管の模式図、第2図は本
発明の詳細な説明図、第3図は本発明のエンボスロール
の部分断面図、第4図は本発明の粗成形ロールの部分断
面図、第5図は本発明の他の粗成形ロールの部分断面図
、第6図は本発明のフィンパスロール、第7図はR(ロ
ール半径)/T(板厚)の図表である。 14、エンボスロール ]5;粗成形ロール16、フィ
ンパスロール 17:高周波m抜機18ニスクイズロー
ル 25:雌型 26:雄型

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 J 螢鎗1にエンボス模様をロール加工し、引続きロー
    ルフォーミングして、−辺に溶接継目を有する角形素管
    をうる方法において、前記エンボス加工時に、前記帝満
    −のエツジ部にエンボス加工による引張りを打ち消すロ
    ール荷重を与えることを特徴とするエンボス模様を有ず
    ろ角形金属木管の成形方法。 2 エンボス加工時に帯鋼のエツジ部を所望の曲率半径
    Rをもつ上下一対ロールで曲げ刀日工する特許請求の範
    囲第1填記載のエンボス模様を有ずろ角形金属素管の成
    形方法。 ;う エンボス加工時に帯鋼のエツジ部に上下一対の千
    ロールによる軽圧下をカえる特許請求の範囲第1項記載
    のエンボス模様を有する角形金属鋼管の成形方法。 4、 帯鋼にエンボス模様をロール加工し、引続きロー
    ルフォーミンクして、−辺に溶接継目を有する角形素管
    をうる方法において、前記エンボス加工時に、前記帯鋼
    のエツジ部に、エンボス加工による引張りを打ち消すロ
    ール荷重を与える工程と、材料の搬送方向からみて下流
    側か上流側よりも小さな一定の比率をもつ漸減形にした
    曲率半径Rを有する上辺コーナ曲はロールを備えた複数
    段のフィンパスロールの成形工程とを含むことを特徴と
    するエンボス模様を有する角形金属素管の成形方法。
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