小徑金屬管的制造方法以及制造裝置制造方法
【專利摘要】通過(guò)使用配置有與所制造的金屬管的外徑相比直徑明顯大的輥的大徑輥，以良好的精度和高生產(chǎn)效率制造小徑金屬管。使用成形輥的外徑φ2與所制造的金屬管的外徑φ1間的外徑比φ2／φ1設(shè)計(jì)為10以上、優(yōu)選為25以上的一對(duì)大徑側(cè)輥，在利用單個(gè)架臺(tái)將金屬帶成形為圓筒狀之后，使金屬帶的邊緣部對(duì)接并進(jìn)行焊接接合。大徑側(cè)輥也可以使用三輥式或四輥式。
【專利說(shuō)明】小徑金屬管的制造方法以及制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以高效率制造金屬管、尤其是外徑低于20_的小徑的焊接管的方法以及用于該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在焊接金屬管的制造中通常采用基于輥軋成形法的制造方法。所謂輥軋成形法是向串行配置的例如達(dá)到10級(jí)以上的多個(gè)輥軋成形架臺(tái)供給金屬帶，連續(xù)地將金屬帶成形為圓筒狀的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。之后，通過(guò)使該成形為圓筒狀的金屬帶的兩側(cè)緣部(即邊緣部)對(duì)接并進(jìn)行焊接接合而制造金屬管。
[0003]然而，在輥軋成形法中，由于生產(chǎn)線由上述的多個(gè)輥軋成形架臺(tái)即多級(jí)架臺(tái)構(gòu)成，因此在改變金屬管的直徑的情況下，存在伴隨作業(yè)者所進(jìn)行的輥更換作業(yè)、尺寸調(diào)整而出現(xiàn)的作業(yè)負(fù)荷增大的問(wèn)題。另外，由于伴隨著輥更換作業(yè)，生產(chǎn)線的停止時(shí)間增長(zhǎng)，因此也存在焊接金屬管的生產(chǎn)效率降低的問(wèn)題。
[0004]并且，在制造外徑為20mm以下的小徑金屬管的情況下，在上述輥軋成形法中，若不對(duì)各架臺(tái)分別進(jìn)行精確的調(diào)整，則會(huì)出現(xiàn)在金屬帶中產(chǎn)生曲折、扭轉(zhuǎn)或者其他成形不良情況而導(dǎo)致焊接金屬管的生產(chǎn)效率顯著降低的問(wèn)題。
[0005]因此，在制造外徑為20mm以下的小徑金屬管的情況下，為了改善作業(yè)效率以及生產(chǎn)率，優(yōu)選盡可能減少成形架臺(tái)數(shù)量地進(jìn)行制造，更優(yōu)選的是利用單個(gè)架臺(tái)進(jìn)行制造。
[0006]然而，作為焊接金屬管的制造方法，除了上述的輥軋成形法之外還采用模具拉拔成型法(Die Draw Forming)。所謂模具拉拔成型法是將金屬帶供給至成形模具，之后從成形模具拉拔而將金屬帶連續(xù)成形為圓筒狀的制造方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在該制造方法中，用于將金屬帶成形為圓筒狀的成形模具是一級(jí)較好。即，成形架臺(tái)只需一級(jí)即可。
[0007]然而，在模具拉拔成型法中，在向成形模具供給金屬帶以及從成形模具拉拔金屬帶時(shí)，在成形模具與金屬帶之間明顯產(chǎn)生摩擦。因此，為了抑制這樣的摩擦，提出了在金屬帶表面涂覆潤(rùn)滑油(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0008]但是，即使在金屬帶表面涂覆潤(rùn)滑油，也存在如下的問(wèn)題:在制造金屬帶的過(guò)程中會(huì)在金屬帶產(chǎn)生缺陷，從該缺陷脫落的金屬粉末以附著于金屬帶的狀態(tài)被帶入到成形模具內(nèi)，金屬粉末在成形模具內(nèi)積蓄。在金屬粉末積蓄于成形模具內(nèi)的情況下，若不頻繁地對(duì)成形模具內(nèi)進(jìn)行修整，則會(huì)導(dǎo)致金屬管的表面缺陷。若如此，則必須在制造金屬管之后作為表面缺陷的處理而進(jìn)行表面研磨處理。換句話說(shuō)，即便使用模具拉拔成型法，也存在生產(chǎn)率降低以及生產(chǎn)成本上升的問(wèn)題。
[0009]然而，無(wú)論是上述的輥軋成形法或者模具拉拔成型法，作為使成形為圓筒狀的金屬帶的邊緣部對(duì)接來(lái)進(jìn)行焊接的方法，均采用激光焊接法。從焊接金屬管的生產(chǎn)率以及加工性的觀點(diǎn)來(lái)看，激光焊接法是適合的。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平6 - 134525號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平8 - 267150號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0015]如上所述，在輥軋成形法中，不僅存在伴隨輥更換作業(yè)、尺寸調(diào)整而出現(xiàn)的作業(yè)負(fù)荷增大的問(wèn)題，尤其在制造小徑金屬管的情況下，還存在因輥軋成形架臺(tái)中的微小的調(diào)整失誤而容易在使金屬帶的邊緣部對(duì)接時(shí)產(chǎn)生曲折、扭轉(zhuǎn)等不良情況的問(wèn)題。
[0016]另外，在模具拉拔成型法中，為了抑制在金屬帶與成形模具之間產(chǎn)生的摩擦而大量使用潤(rùn)滑油。因此，存在若將金屬管成形為圓筒狀之后不進(jìn)行脫脂則無(wú)法進(jìn)行激光焊接的問(wèn)題。
[0017]本發(fā)明是為了消除這樣的問(wèn)題而提出的。其目的在于提供一種制造小徑金屬管的方法以及用于該方法的裝置，換句話說(shuō)，僅使用一級(jí)具有比所要制造的金屬管的外徑明顯大的直徑的輥、即單個(gè)架臺(tái)的大徑輥，并且在不使用潤(rùn)滑油的前提下以高精度將金屬帶成形為圓筒狀，之后使金屬帶的邊緣部對(duì)接并進(jìn)行焊接接合。
[0018]用于解決問(wèn)題的方案
[0019]本發(fā)明的小徑金屬管的制造方法為了實(shí)現(xiàn)其目的，其特征在于，使用輥的外徑Φ2與所制造的金屬管的外徑Φ1間的外徑比Φ2 / Φ1為至少10以上的大徑側(cè)輥，大徑側(cè)輥至少包括第一大徑側(cè)輥與第二大徑側(cè)輥，向大徑側(cè)輥供給金屬帶，在該金屬帶形成為圓筒狀之后，對(duì)該金屬帶的邊緣部進(jìn)行焊接接合。
`[0020]優(yōu)選上述外徑比Φ2 / (^1為25以上。并且，如后所述，為了在焊接時(shí)使邊緣部的對(duì)接形狀更好，優(yōu)選的是，在金屬帶被供給至大徑側(cè)輥之前將金屬帶供給至邊緣彎曲輥，預(yù)先使金屬帶的邊緣部彎曲。
[0021]優(yōu)選的是，在本發(fā)明的執(zhí)行中使用的大徑輥架臺(tái)由兩個(gè)大徑側(cè)輥與一個(gè)底部輥構(gòu)成，配置為三輥式(參照?qǐng)D8的(Α))。圖8的(A)是如后所述示出配置有底部輥的三輥式大徑側(cè)輥的構(gòu)造的剖視圖。對(duì)于輥的配置，具體而言，將一對(duì)大徑側(cè)輥以旋轉(zhuǎn)軸線彼此平行且外周面彼此相對(duì)的方式并列設(shè)置。并且，將該底部輥配置為，底部輥的外周面位于這兩個(gè)大徑側(cè)輥的外周面彼此相互相對(duì)的相對(duì)部的附近。在上述相對(duì)部，在使金屬管成形時(shí)，邊緣部彼此對(duì)接。另外，底部輥的旋轉(zhuǎn)軸線與上述兩個(gè)大徑側(cè)輥的旋轉(zhuǎn)軸線大致正交。并且，優(yōu)選的是，該底部輥以連結(jié)一對(duì)大徑側(cè)輥各自的旋轉(zhuǎn)軸線的線為基準(zhǔn)偏移配置于金屬帶的行進(jìn)方向的上游側(cè)(即，生產(chǎn)線的進(jìn)入側(cè))(參照?qǐng)D10)。圖10是示出如后所述在本發(fā)明的三輥式大徑側(cè)輥中使用的底部輥的更優(yōu)選的設(shè)置位置的俯視圖。這樣，通過(guò)將底部輥偏移配置在金屬帶的行進(jìn)方向的上游側(cè)，能夠進(jìn)一步減少在金屬管的成形時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變。
[0022]此外，也可以采用在上述的三輥式的基礎(chǔ)上還配置有翅片狀輥的四輥式(參照?qǐng)D11)。該翅片狀輥以外周面與底部輥的外周面相對(duì)且旋轉(zhuǎn)軸與底部輥的旋轉(zhuǎn)軸平行的方式配置于上述相對(duì)部。通過(guò)這樣配置翅片狀輥，能夠高精度地維持使金屬帶的邊緣部對(duì)接的位置。
[0023]并且，也可以在金屬帶的邊緣部在擠壓輥的位置被焊接接合之前，在擠壓輥的上部配置翅片狀輥。能夠利用該翅片狀輥抑制該翅片狀輥的位置處的金屬帶的邊緣部的對(duì)接位置的扭轉(zhuǎn)(參照?qǐng)D13)。優(yōu)選的是，此時(shí)使用的翅片狀輥具備翅片和凹面，該凹面具有比所制造的金屬管的半徑大的曲率半徑。這是因?yàn)?，通過(guò)使用上述的翅片狀輥，翅片使對(duì)接部的位置準(zhǔn)確地定位在優(yōu)選的位置，以便進(jìn)行下一次焊接，并且能夠利用凹面按壓金屬帶的邊緣部，矯正使該邊緣部對(duì)接時(shí)的形狀。由此，能夠得到具有優(yōu)異的成形精度的小徑金屬管。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]在本發(fā)明中，通過(guò)使用與所制造的金屬管的外徑相比外徑明顯大的側(cè)輥，能夠利用單個(gè)架臺(tái)將金屬帶成形為圓筒狀，還能夠以高效率制造表面性狀優(yōu)異的小徑金屬管。另夕卜，通過(guò)利用單個(gè)架臺(tái)將金屬帶成形為圓筒狀，從而金屬管的制造所需要的總架臺(tái)數(shù)量大幅度減少，能夠減少由作業(yè)者進(jìn)行的輥更換作業(yè)、尺寸調(diào)整的作業(yè)負(fù)荷。并且，通過(guò)酌情使用翅片狀輥，能夠穩(wěn)定地制造小徑金屬管。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1的(A)是示出在本發(fā)明中使用的大徑側(cè)輥的概略構(gòu)造和對(duì)邊緣的對(duì)接部進(jìn)行焊接接合的焊接機(jī)之間的位置關(guān)系的立體圖。圖1的(B)是示出大徑側(cè)輥的槽部的放大圖。
[0027]圖2是示出外徑比Φ2 / Ct1與在金屬帶的邊緣部產(chǎn)生的等效塑性應(yīng)變之間的關(guān)系的圖。
[0028]圖3是在本發(fā)明的小徑金屬管的制造中使用的生產(chǎn)線的概略圖。
[0029]圖4是示出邊緣彎曲輥的概略構(gòu)造的剖視圖。
[0030]圖5是示出大徑側(cè)輥的概略構(gòu)造的剖視圖。
[0031]圖6是示出使用兩個(gè)大徑側(cè)輥使金屬帶的邊緣部彎曲的情況的圖。
[0032]圖7是示出變形中的金屬帶的一部分在兩個(gè)大徑側(cè)輥之間產(chǎn)生不良情況時(shí)的狀況的圖。
[0033]圖8的(A)是示出配置有底部輥的三輥式大徑側(cè)輥的構(gòu)造的剖視圖，圖8的(B)是示出兩個(gè)大徑側(cè)輥與底部輥之間的位置關(guān)系的放大圖。
[0034]圖9是示出在本發(fā)明的三輥式大徑側(cè)輥中使用的底部輥的設(shè)置位置的俯視圖。
[0035]圖10是示出在本發(fā)明的三輥式大徑側(cè)輥中使用的底部輥的更優(yōu)選的設(shè)置位置的俯視圖。
[0036]圖11是示出在本發(fā)明的三輥式大徑側(cè)輥配置有第一翅片狀輥的四輥式大徑側(cè)輥的構(gòu)造的剖視圖。
[0037]圖12是對(duì)配置有一級(jí)翅片狀輥的情況的金屬帶的狀況進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0038]圖13是對(duì)配置有兩級(jí)翅片狀輥的情況的金屬帶的狀況進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0039]圖14是對(duì)大徑金屬管的對(duì)接部處的邊緣部的形狀進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0040]圖15是對(duì)小徑金屬管的對(duì)接部處的邊緣部的形狀進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0041]圖16是示出配置于擠壓輥跟前的第二翅片狀輥的優(yōu)選形狀的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]對(duì)于使用輥軋成形法進(jìn)行的金屬管的成形而言，通常利用由串行配置的10級(jí)以上的輥軋成形架臺(tái)進(jìn)行的多級(jí)成形而逐漸地進(jìn)行成形。因此，在改變所要制造的金屬管的直徑的情況下，需要將配置于成形架臺(tái)的全部輥更換為與所要制造的金屬管的外徑相對(duì)應(yīng)的輥。另外，由于在輥更換中耗費(fèi)大量勞力與時(shí)間，因此會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低。
[0043]因此，本發(fā)明發(fā)明了利用單個(gè)架臺(tái)逐漸將金屬帶成形為圓筒狀并且縮小在進(jìn)行輥軋成形時(shí)產(chǎn)生的金屬帶的應(yīng)變的手段。以下對(duì)其詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
[0044]使用圖1對(duì)在本發(fā)明中使用的大徑側(cè)輥進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明中的大徑側(cè)輥42、44(參照?qǐng)D1的(A))設(shè)計(jì)為，成形輥的外徑Φ2與想制造的金屬管的外徑(^1之比Φ2 / (^1相當(dāng)大。外徑比Φ2 / Φ1為10以上，優(yōu)選為25以上。
[0045]這樣設(shè)計(jì)為外徑比Φ2 / Φ:較大的大徑側(cè)輥42、44能夠被視作在模具拉拔成型法中使用的成形模具。換句話說(shuō)，本發(fā)明在將金屬帶100成形為圓筒狀時(shí)，并非利用多級(jí)架臺(tái)進(jìn)行成形，而是利用單個(gè)架臺(tái)進(jìn)行成形。但是，本發(fā)明不需要在模具拉拔成型法中使用的潤(rùn)滑油。
[0046]此外，本發(fā)明的金屬管的制造方法適合于制造外徑小于20mm的小徑的金屬管。這是因?yàn)樵诒景l(fā)明的金屬管的制造方法中，與所制造的金屬管的外徑相對(duì)應(yīng)地需要外徑比相當(dāng)大的大徑側(cè)輥。即，在制造外徑小于20mm的小徑的金屬管的情況下，能夠使用現(xiàn)實(shí)的直徑的大徑側(cè)輥，但在制造外徑超過(guò)20mm的金屬管的情況下，需要準(zhǔn)備相當(dāng)大的直徑的大徑側(cè)輥而不現(xiàn)實(shí)，在成本增加這點(diǎn)上也不利。
[0047]這里，對(duì)所制造的金屬管的外徑Φ1與成形輥的外徑Φ2間的外徑比Φ2 / Φ1的優(yōu)選關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)使用成形輥的外徑Φ2與所制造的金屬管的外徑Φ1之比、亦即外徑比Φ2 / Φ1較大的側(cè)輥，能夠逐漸地對(duì)金屬帶進(jìn)行輥軋成形。換句話說(shuō)，能夠一邊減小在成形中產(chǎn)生的應(yīng)變一邊進(jìn)行成形。
[0048]圖2示出外 徑比Φ2 / Ct1與在金屬帶的邊緣部產(chǎn)生的等效塑性應(yīng)變之間的關(guān)系(參照?qǐng)D2的(Α))。通過(guò)將外徑比Φ2 / Ct1設(shè)為10以上，尤其能夠在金屬帶的與邊緣部相距0.25mm的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)變進(jìn)一步減小的狀態(tài)下將金屬帶成形為圓筒狀(參照?qǐng)D2的(B))。此外，通過(guò)將外徑比Φ2 / Φ1設(shè)為10以上，金屬帶的邊緣部彎曲時(shí)的截面形狀良好，并且能夠成形為不存在翹曲的狀態(tài)。另外，金屬帶的側(cè)表面的等效塑性應(yīng)變(參照?qǐng)D2的(B))在外徑比Φ2 / Ct1約為25時(shí)較低且恒定。
[0049]因此，更優(yōu)選的是外徑比Φ2 / Ct1為25以上。雖不需要特別限定外徑比的上限，但設(shè)為約80是比較實(shí)用的。這是基于在金屬帶的邊緣部產(chǎn)生的應(yīng)變的減少效果在外徑比Φ2 / 約為80時(shí)飽和并且考慮到輥費(fèi)用而得到的上限。
[0050]優(yōu)選在使用單個(gè)架臺(tái)的大徑側(cè)輥42、44將金屬帶100成形為圓筒狀之前，金屬帶100被供給至邊緣彎曲輥。由此，預(yù)先使金屬帶100的邊緣部彎折，從而能夠用大徑輥使邊緣部圓滑地彎曲。
[0051]使用圖3對(duì)本發(fā)明的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖3示出在本發(fā)明的小徑金屬管的制造中使用的現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)線的概要。
[0052]金屬帶100被板按壓件10按壓并且以利用引導(dǎo)件20對(duì)齊金屬帶100的兩邊緣的狀態(tài)被供給至邊緣彎曲輥架臺(tái)30。金屬帶100借助邊緣彎曲輥34、32使兩邊緣與邊緣彎曲輥的側(cè)端R相對(duì)應(yīng)地彎曲，接著在大徑輥架臺(tái)40的大徑側(cè)輥42、44處成形為圓筒狀。之后，金屬帶100利用翅片狀輥80提高金屬帶100的邊緣部的對(duì)接位置的位置精度并供給至擠壓輥架臺(tái)50，利用焊接機(jī)120對(duì)對(duì)接部進(jìn)行焊接接合。經(jīng)由這些工序從金屬帶100制造金屬管70。此外，附圖標(biāo)記60是拉拔裝置。[0053]如圖4所示，邊緣彎曲輥架臺(tái)30由一對(duì)上下輥、即第一邊緣彎曲輥32和第二邊緣彎曲輥34構(gòu)成，上述第一邊緣彎曲輥32具有設(shè)有側(cè)端R的凹槽，上述第二邊緣彎曲輥34具有設(shè)有側(cè)端R的凸條。
[0054]金屬帶100被供給至該邊緣彎曲輥架臺(tái)30，從而金屬帶100的兩邊緣部與邊緣彎曲輥的側(cè)端R相對(duì)應(yīng)地彎曲。并且，金屬帶100被供給至大徑側(cè)輥架臺(tái)40 (參照?qǐng)D1以及圖5),成形為圓筒狀。
[0055]以如下方式在大徑側(cè)輥42、44處將金屬帶100成形為圓筒狀:從左右利用一對(duì)大徑側(cè)輥42、44按壓被供給至邊緣彎曲輥后的金屬帶100 (參照?qǐng)D6)。這里，在一個(gè)大徑側(cè)輥(第一大徑側(cè)輥42)與另一個(gè)大徑側(cè)輥(第二大徑側(cè)輥44)之間形成有間隙(參照?qǐng)D7的P)。當(dāng)金屬帶100承受來(lái)自這些大徑側(cè)輥42、44的按壓時(shí)，金屬帶100的一部分有時(shí)會(huì)退避到上述間隙P，在所成形的圓筒形狀中產(chǎn)生不良情況(參照?qǐng)D7)。
[0056]為了防止該金屬帶100的一部分退避，優(yōu)選在產(chǎn)生于第一大徑側(cè)輥42與第二大徑側(cè)輥44之間的間隙P的位置處配置所謂的“支承部”。
[0057]使用圖8對(duì)上述“支承部”進(jìn)行說(shuō)明。第一大徑側(cè)輥42以及第二大徑側(cè)輥44在軸向的兩端部中的任意一側(cè)的端部以隨著從徑向的最外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)而形成約30度的斜度的方式被切斷。更詳細(xì)地說(shuō)，如圖8所示，第一大徑側(cè)輥42的金屬帶背面?zhèn)?即圖8的紙面下側(cè))以隨著從徑向的最外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)而形成約30度的斜度的方式被切斷，并且第二大徑側(cè)輥44的金屬帶背面?zhèn)?即圖8的紙面下側(cè))以隨著從徑向的最外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)而形成約30度的斜度的方式被切斷。在這樣形成有斜度的兩個(gè)大徑側(cè)輥42、44之間配置有底部輥90(參照?qǐng)D8的(A))。該底部輥90成為“支承部”。優(yōu)選的是通過(guò)將底部輥90配置于大徑側(cè)輥架臺(tái)40而形成三輥式。
[0058]使用圖9以及圖10對(duì)底部輥90的配置進(jìn)行說(shuō)明。在將底部輥90的中心線O’配置為與和第I大徑側(cè)輥42、第2大徑側(cè)輥44的旋轉(zhuǎn)軸線分別大致正交的線0(以下稱作“正交線O”)一致的情況下(參照?qǐng)D9)，有時(shí)在金屬帶100被成形為圓筒狀時(shí)產(chǎn)生不良情況。這被推測(cè)是因?yàn)槿羯鲜稣痪€O與底部輥90的中心線O’ 一致，則金屬帶100的整周在周向上被限制，其結(jié)果是過(guò)度地產(chǎn)生應(yīng)變。
[0059]另外，在大徑側(cè)輥42、44的正交線O與底部輥的中心線O’ 一致的狀態(tài)下，如前所述，在金屬帶100被供給至兩個(gè)大徑側(cè)輥42、44后到被底部輥90支承之前，存在金屬帶100的底部向下方滑入而折彎的可能性。并且，該折彎后的金屬帶100的底部接著又被底部輥90支承并抬起，導(dǎo)致再次彎曲或者折回。由此，推測(cè)會(huì)發(fā)生金屬帶100過(guò)度地產(chǎn)生應(yīng)變的不良情況。
[0060]因此，在本發(fā)明中，以大徑側(cè)輥42、44的正交線O作為基準(zhǔn)，將底部輥偏移配置于金屬帶100的行進(jìn)方向(生產(chǎn)線的行進(jìn)方向X)的相反側(cè)(即，生產(chǎn)線的上游側(cè))(參照?qǐng)D10的Q)。由此，不會(huì)使金屬帶100的整周都受到限制，產(chǎn)生退避路線，彎曲或者折回所導(dǎo)致的多余的變形減少，能夠大幅減少應(yīng)變的產(chǎn)生量。由此，成形的金屬帶100的形狀以及品質(zhì)大巾畐提聞。
[0061]使成形為圓筒狀的金屬帶100的邊緣部對(duì)接并進(jìn)行焊接而制造金屬管。如圖3所示，在成形為圓筒狀的金屬帶100被擠壓輥架臺(tái)50保持的狀態(tài)下，使邊緣部對(duì)接，利用焊接機(jī)120進(jìn)行焊接接合。從生產(chǎn)率、制造出的焊接金屬管的加工性的觀點(diǎn)來(lái)看，焊接法優(yōu)選采用激光焊接法。
[0062]此外，焊接法不限定于激光焊接法，既可以使用鎢極惰性氣體保護(hù)焊接、等離子體焊接等電弧焊接法，也可以使用其他高頻焊接法等。
[0063]不限于激光焊接法，優(yōu)選的是，在使金屬帶100的邊緣部對(duì)接而進(jìn)行焊接接合時(shí)，對(duì)接位置的定位精度較高，對(duì)接部沿著生產(chǎn)線的行進(jìn)方向X延伸成一條直線。為了提高對(duì)接位置的定位精度，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是在大徑側(cè)輥架臺(tái)40中，利用在底部輥90的基礎(chǔ)上在對(duì)接部側(cè)追加有第一翅片狀輥80的四輥式進(jìn)行輥軋成形(參照?qǐng)D11)。
[0064]然而，即便在大徑側(cè)輥42、44的金屬帶表面?zhèn)?即，圖11的紙面中的大徑側(cè)輥的正上方)設(shè)置翅片狀輥80來(lái)對(duì)金屬管進(jìn)行輥軋成形(參照?qǐng)D11)，有時(shí)在大徑側(cè)輥42、44處的成形之后到被輸送至擠壓輥架臺(tái)50期間的金屬帶100中產(chǎn)生周向上的扭轉(zhuǎn)，在焊接中產(chǎn)生不良情況(例如，參照?qǐng)D12)。認(rèn)為這是將作為材料的金屬帶100送入生產(chǎn)線時(shí)的鋼帶的定心位置的偏離、大徑側(cè)輥、擠壓輥等的輥中心的偏離在發(fā)揮影響。然而，由于難以利用手動(dòng)作業(yè)調(diào)整這樣的偏離且會(huì)導(dǎo)致成本上升，因此并不現(xiàn)實(shí)。
[0065]因此，在本發(fā)明中，進(jìn)一步如圖11所示，不僅在大徑側(cè)輥42、44的金屬帶表面?zhèn)仍O(shè)置第一翅片狀輥80，如圖3所示，還在金屬帶100被供給至擠壓輥架臺(tái)50的位置跟前、在與以擠壓輥?zhàn)鳛榛鶞?zhǔn)的金屬帶側(cè)相反的一側(cè)(即，擠壓輥的上側(cè))設(shè)置有第二翅片狀輥82。
[0066]S卩，通過(guò)同時(shí)使用兩個(gè)翅片狀輥80、82，由于在沿著生產(chǎn)線的行進(jìn)方向X上的兩個(gè)部位以高精度確定邊緣部的對(duì)接位置，因此確保了對(duì)接部延伸成一條直線的狀態(tài)。由此，能夠進(jìn)行更加穩(wěn)定的連續(xù)焊接。
[0067]并且，在連續(xù)對(duì)金屬帶100進(jìn)行輥軋成形的情況下，施加于鋼帶的各部位的應(yīng)變不一樣，因各種因素而有所偏差地施加。因此，金屬帶100的邊緣部的形狀不穩(wěn)定，容易在邊緣部的對(duì)接位置產(chǎn)生高度不同。即使沒(méi)有產(chǎn)生階梯差，例如，如在圖15所觀察到那樣，有時(shí)容易產(chǎn)生邊緣部的對(duì)接不合格而難以進(jìn)行焊接。
[0068]所制造的金屬管的直徑越小，越顯著地產(chǎn)生該現(xiàn)象。S卩，如在圖14所觀察到那樣，在所制造的金屬管的直徑比較大的情況(參照?qǐng)D14的(A))下，邊緣部IlOa與邊緣部IlOb間的對(duì)接形狀為I型(參照?qǐng)D14的(B))，能夠沒(méi)問(wèn)題地對(duì)接并焊接。但是，若所制造的金屬管的直徑較小(參照?qǐng)D15的(A))，如在圖15的(B)所觀察到那樣，邊緣部IlOc與邊緣部IlOd間的對(duì)接位置的形狀為V型，成為產(chǎn)生焊接不合格的原因。
[0069]因此，在本發(fā)明中，還在鋼帶被供給至擠壓輥架臺(tái)50的位置跟前、在與以擠壓輥?zhàn)鳛榛鶞?zhǔn)的金屬帶100側(cè)相反的一側(cè)(B卩，擠壓輥的上側(cè))配置有第二翅片狀輥82 (參照?qǐng)D16)。該第二翅片狀輥82具體而言具備翅片82a和具有比所制造的金屬管的半徑大的曲率半徑的形狀的按壓面88。通過(guò)使用該第二翅片狀輥82，翅片能夠使對(duì)接部的位置準(zhǔn)確地定位于優(yōu)選的位置，以便進(jìn)行下一次焊接，并且能夠利用凹面按壓金屬帶100的邊緣部，能夠矯正該邊緣部的對(duì)接位置的形狀。
[0070]實(shí)施例
[0071]實(shí)施例1 ;
[0072]對(duì)以具有18Cr — IMo — Ti —低碳低氮的組成的板厚0.5mm的鐵素體類不銹鋼鋼帶作為原材料來(lái)制造外徑Φ6.5mm ( 的金屬管的事例進(jìn)行說(shuō)明。
[0073]生產(chǎn)線使用圖3所記載的生產(chǎn)線。邊緣彎曲輥使用圖4所示的形狀的輥。大徑側(cè)輥42、44使用圖5、圖7所示的形狀(Φ2 = 300mm，外徑比Φ2 / (6: = 46)的輥。底部輥使用外徑62mm的棍,大徑側(cè)棍的偏移Q設(shè)為以中心線為基準(zhǔn)向生產(chǎn)線的上游方向偏移0mm、12mm、14mm、15mm、16mm、18mm以及20_的情況。此外,對(duì)于翅片狀棍而言,將第一翅片狀棍80配置于大徑側(cè)輥42、44的金屬帶表面?zhèn)?即，大徑側(cè)輥42、44的上側(cè))，第二翅片狀輥82沒(méi)有配置于擠壓輥架臺(tái)50的跟前的位置。
[0074]以線速度為4m / min的條件使上述原材料通過(guò)，在擠壓輥上以輸出功率約900W、光束直徑0.6mm的條件進(jìn)行光纖激光焊接來(lái)制造金屬管。不使用潤(rùn)滑劑。其結(jié)果，在偏移Q為Omm的情況下，在得到的金屬管的外表面確認(rèn)到缺陷，圓度也不合格。相對(duì)于此，在設(shè)定了偏移的情況下，無(wú)論是哪個(gè)偏移量，在外表面都不存在缺陷，能夠制造圓度良好的金屬管。
[0075]實(shí)施例2 ；
[0076]接下來(lái)，對(duì)以具有16.5Cr 一 Ti 一低碳低氮的組成的板厚0.3mm的鐵素體類不銹鋼鋼帶作為原材料來(lái)制造外徑Φ3.7mm ( 的金屬管的事例進(jìn)行說(shuō)明。
[0077]生產(chǎn)線使用圖3所記載的生產(chǎn)線。邊緣彎曲輥使用Φ IOOmm的輥。以大徑側(cè)輥42、44使用Φ2為IOOmm的棍的情況和300mm的棍的情況進(jìn)行。外徑比Φ2 / Φ ι分別為27、81。使用外徑62mm的底部輥，將偏移Q設(shè)為以大徑側(cè)輥42、44的正交線O作為基準(zhǔn)向金屬帶100的行進(jìn)方向的上游側(cè)分別偏移O謹(jǐn)、ICtam、12謹(jǐn)、14謹(jǐn)、15mm、16謹(jǐn)、18謹(jǐn)以及2Ctam這8種情況。以線速度4m / min、光纖激光輸出功率約500W、光束直徑0.6mm的條件制造了金屬管。不使用潤(rùn)滑劑。
[0078]此外，對(duì)于翅片狀輥而言，將第一翅片狀輥80配置于大徑側(cè)輥42、44的上側(cè)，第二翅片狀輥82沒(méi)有配置于擠壓輥架臺(tái)50的跟前的位置。其結(jié)果是，在外徑比Φ2 / (^為27和81的情況下，當(dāng)偏移Q為0_時(shí)，在得到的金屬管的外表面都確認(rèn)到缺陷，圓度也都不合格。在設(shè)定了偏移Q的情況下，無(wú)論哪個(gè)偏移量，在外表面都沒(méi)有確認(rèn)到缺陷，能夠制造圓度良好的金屬管。
[0079]實(shí)施例3 ；
[0080]另外，對(duì)以同樣具有16.5Cr — Ti —低碳低氮的組成的板厚0.3mm的鐵素體類不銹鋼鋼帶作為原材料來(lái)制造外徑Φ6.5mm (Φ^的金屬管的事例進(jìn)行說(shuō)明。
[0081]生產(chǎn)線、邊緣彎曲輥、大徑側(cè)輥42、44以及底部輥與上述實(shí)施例1相同。即，外徑比Φ2 / Φ丄為46。
[0082]此外，在該實(shí)施例3中，將底部輥的偏移Q設(shè)為以大徑側(cè)輥42、44的正交線O為基準(zhǔn)向金屬帶100的行進(jìn)方向的上游側(cè)偏移0mm、5mm, 7mm、10mm、12mm、15_、18_以及20mm這8種。另外，在任一情況下，都在大徑側(cè)輥42、44的上側(cè)配置翅片狀輥80，并且在該實(shí)施例3中，在擠壓輥架臺(tái)50的跟前、在與以擠壓輥?zhàn)鳛榛鶞?zhǔn)的金屬帶100側(cè)相反的一側(cè)(即，擠壓輥的上側(cè))也設(shè)置有翅片狀輥82。該擠壓輥架臺(tái)50的跟前上側(cè)的翅片狀輥82的按壓面的曲率半徑為5mm以及IOmm這兩種。由此，制造合計(jì)16種金屬管。不使用潤(rùn)滑劑。
[0083]并且，在線速度為IOm / min的條件下使上述原材料鋼帶通過(guò)，在擠壓輥上以輸出功率約1500W、光束直徑0.6mm的條件進(jìn)行光纖激光焊接。
[0084]在上述的各制造條件下，在偏移Q為Omm的情況下，在得到的金屬管的外表面確認(rèn)到缺陷，圓度也不合格。在設(shè)定了偏移Q的情況下，無(wú)論是哪個(gè)偏移量，在外表面都不存在缺陷，能夠制造圓度良好的金屬管。
[0085]實(shí)施例4 ；
[0086]另外，以在同樣具有16.5Cr — Ti —低碳低氮的組成的板厚0.5mm的鐵素體類不銹鋼鋼帶的兩表面實(shí)施鍍鋁后的材料作為原材料來(lái)制造外徑Φ 6.5mm ( 的金屬管。
[0087]生產(chǎn)線、邊緣彎曲輥、大徑側(cè)輥以及底部輥與上述實(shí)施例1相同。S卩，外徑比Φ2 /Φ i 為 46。
[0088]此外，在該實(shí)施例4中，將底部輥的偏移Q設(shè)為以大徑側(cè)輥42、44的正交線O為基準(zhǔn)向金屬帶100的行進(jìn)方向的上游側(cè)偏移3mm、5mm、7mm、10mm、15mm。翅片狀棍僅設(shè)置于大徑側(cè)輥42、44的上側(cè)，沒(méi)有設(shè)置在擠壓輥架臺(tái)50的跟前上側(cè)。
[0089]并且，以線速度2m / min、在擠壓輥上輸出功率約580W、光束直徑0.6mm的條件進(jìn)
行光纖激光焊接。
[0090]其結(jié)果，以上述的實(shí)施鍍鋁后的不銹鋼鋼帶作為原材料鋼帶，在上述的各制造條件下，無(wú)論是哪個(gè)偏移量，在外表面都不存在缺陷，能夠制造圓度良好的金屬管。
[0091]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0092]10板按壓件；20弓丨導(dǎo)件；30邊緣彎曲輥架臺(tái)；32第一邊緣彎曲輥；34第二邊緣彎曲輥；40 大徑側(cè)輥架臺(tái)；42 第一大徑側(cè)輥；42a 第一大徑側(cè)輥的槽部；44第二大徑側(cè)輥；44a第二大徑側(cè)輥的槽部；50擠壓輥架臺(tái)；60拉拔裝置；70金屬管；70a大徑金屬管；70b小徑金屬管；80第一翅片狀棍；82第二翅片狀棍；82a翅片；88按壓面；90底部輥；100金屬帶；IIOa邊緣部；IIOb邊緣部；IIOc邊緣部；IIOd邊緣部；120 焊接裝置；O正交線；O’底部輥的中心線；P在兩個(gè)大徑側(cè)輥之間產(chǎn)生的間隙；Q偏移；X生產(chǎn)線的行進(jìn)方向。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬管的制造方法，其特征在于， 使用輥的外徑φ2與所制造的金屬管的外徑間的外徑比Φ2 / Φ1為至少10以上的大徑側(cè)輥， 上述大徑側(cè)輥至少包括第一大徑側(cè)輥與第二大徑側(cè)輥， 向上述大徑側(cè)輥供給金屬帶，在該金屬帶形成為圓筒狀之后，對(duì)該金屬帶的邊緣部進(jìn)行焊接接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 使用上述外徑比Φ2 / Φ1為25以上的大徑側(cè)輥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 在向上述大徑側(cè)輥供給金屬帶之前，利用邊緣彎曲輥預(yù)先使該金屬帶的邊緣部彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 上述第一大徑側(cè)輥、上述第二大徑側(cè)輥、底部輥配置為三輥式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 上述底部輥偏移配置于上述第一大徑側(cè)輥以及上述第二大徑側(cè)輥的金屬帶背面?zhèn)?，并且偏移配置于以連結(jié)上述第一大徑側(cè)輥以及上述第二大徑側(cè)輥的旋轉(zhuǎn)軸的直線為基準(zhǔn)與上述金屬帶的供給方向相反的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5中任一項(xiàng)所述的金屬管的制造方法，其特征在于，` 在上述第一大徑側(cè)輥以及上述第二大徑側(cè)輥的金屬帶表面?zhèn)戎辽倥渲糜幸粋€(gè)翅片狀輥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5中任一項(xiàng)所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 在以上述金屬帶形成為圓筒狀之后對(duì)該金屬帶的邊緣部進(jìn)行焊接接合的擠壓輥為基準(zhǔn)的與金屬帶側(cè)相反的一側(cè)至少配置有一個(gè)翅片狀輥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 配置于以上述擠壓輥為基準(zhǔn)的與金屬帶側(cè)相反的一側(cè)的翅片狀輥具備翅片和按壓面，該按壓面具有比所制造的管的半徑大的曲率半徑，該按壓面按壓金屬帶的邊緣部并且矯正該邊緣部的形狀。
9.一種金屬管的制造裝置，其特征在于， 該金屬管的制造裝置具備輥的外徑Φ2與所制造的金屬管的外徑間的外徑比Φ2 / 為至少10以上的大徑側(cè)輥， 上述大徑側(cè)輥至少包括第一大徑側(cè)輥與第二大徑側(cè)輥， 在上述大徑側(cè)輥的下游側(cè)還具備擠壓輥以及焊接設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 使用上述外徑比Φ2 / Φ1為25以上的大徑側(cè)輥。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的金屬管的制造方法，其特征在于， 配置有在向上述大徑側(cè)輥供給金屬帶之前使金屬帶的邊緣彎曲的邊緣彎曲輥。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬管的制造裝置，其特征在于， 上述第一大徑側(cè)輥、上述第二大徑側(cè)輥、底部輥配置為三輥式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬管的制造裝置，其特征在于， 上述底部輥偏移配置于以連結(jié)上述上述第一大徑側(cè)輥以及上述第二大徑側(cè)輥的旋轉(zhuǎn)軸線的直線為基準(zhǔn)與上述金屬帶的供給方向相反的一側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9、12、13中任一項(xiàng)所述的金屬管的制造裝置，其特征在于， 在上述第一大徑側(cè)輥與上述第二大徑側(cè)輥的金屬帶表面?zhèn)戎辽倥渲糜幸粋€(gè)翅片狀輥。
15.根據(jù)權(quán)利要求9、12、13中任一項(xiàng)所述的金屬管的制造裝置，其特征在于， 在以上述金屬帶形成為圓筒狀之后對(duì)該金屬帶的邊緣部進(jìn)行焊接接合的擠壓輥為基準(zhǔn)的與金屬帶側(cè)相反的一側(cè)至少配置有一個(gè)翅片狀輥。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的金屬管的制造裝置，其特征在于， 配置在以上述擠壓輥為基準(zhǔn)的與金屬帶側(cè)相反的一側(cè)的翅片狀輥具備翅片和按壓面，該按壓 面具有比所制造的管的半徑大的曲率半徑，該按壓面按壓金屬帶的邊緣部并且矯正該邊緣部的形狀。
【文檔編號(hào)】B21D5/12GK103764308SQ201280042663
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月31日
【發(fā)明者】中村大輔, 仲子武文, 朝田博 申請(qǐng)人:日新制鋼株式會(huì)社