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JP4442758B2 - ERW pipe manufacturing method - Google Patents

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JP4442758B2
JP4442758B2 JP2004175446A JP2004175446A JP4442758B2 JP 4442758 B2 JP4442758 B2 JP 4442758B2 JP 2004175446 A JP2004175446 A JP 2004175446A JP 2004175446 A JP2004175446 A JP 2004175446A JP 4442758 B2 JP4442758 B2 JP 4442758B2
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この発明は、外径寸法に対して板厚が薄い薄肉電縫管、いわゆる低t/D電縫管の製造に適用して好適な電縫管の製造方法に関し、特に両エッジの突き合わせ溶接のための周方向圧縮力を与えるスクイズロールに関する。 The present invention, the plate thickness is thin walled electric-resistance-welded pipe with respect to the outer diameter, relates to a process for the production of so-called low t / D ERW pipe suitable electric-resistance-welded pipe is applied to the production of, in particular of both edges butt welding The present invention relates to a squeeze roll that provides a circumferential compressive force.

電縫管製造装置は一般に、本発明及び従来例に共通の図6に模式的に示すような構成であり、帯状の金属板1を、入口ガイドロール13を経て、複数段のブレークダウンロール2からなるブレークダウンロール領域3において概ね半円形状に湾曲成形し、次いで、複数段のフィンパスロール4からなるフィンパスロール領域5において、両エッジが接近した略円形状に成形すると同時に外径絞り加工を施し、次いで、両エッジの突き合わせ溶接のための周方向圧縮力を与えるスクイズロール6(6’)とエッジ部の通電加熱を行う溶接機7とを備えた溶接部8において、概ね円形状の材料(成形材)の両エッジを溶接機7で通電加熱しつつスクイズロール6(6’)で材料の両エッジを互いに突き合わせ圧接して管にする。図示例では、ブレークダウンロール領域3とフィンパスロール領域5との間に、材料を側方から押さえ付ける複数段のサイドロール10からなるクラスターロール11を設置している。   The electric sewing tube manufacturing apparatus is generally configured as shown in FIG. 6 which is common to the present invention and the conventional example, and a strip-shaped metal plate 1 is passed through an inlet guide roll 13 and a plurality of breakdown rolls 2. Is formed into a substantially semicircular shape in a breakdown roll region 3 and then formed into a substantially circular shape in which both edges are close in a fin pass roll region 5 composed of a plurality of stages of fin pass rolls 4 and at the same time an outer diameter drawing In a welded portion 8 that includes a squeeze roll 6 (6 ′) that applies a processing and then applies a circumferential compressive force for butt welding of both edges and a welding machine 7 that electrically heats the edge portion. Both edges of the material (molded material) are heated while being energized by the welding machine 7, and both edges of the material are brought into contact with each other by the squeeze roll 6 (6 ') to form a tube. In the illustrated example, a cluster roll 11 including a plurality of side rolls 10 that press the material from the side is installed between the breakdown roll area 3 and the fin pass roll area 5.

前記スクイズロール6(6’)には、左右両側のサイドロールのみからなる2ロールタイプ、左右両側のサイドロールと下側の1つの下ロールとからなる3ロールタイプがあり、さらに、左右両側のサイドロールと上側の左右一対のヘッドロールとからなる4ロールタイプ、左右両側のサイドロールと上側の左右一対のヘッドロールと下側の1つの下ロールとからなる5ロールタイプがある。
図10(イ)、(ロ)は左右両側のサイドロール21と上側の左右一対のヘッドロール22’と下側の1つの下ロール23とからなる5ロールタイプの従来例を示すが、ヘッドロール22’を持つタイプの従来のスクイズロールでは、図10(ロ)に示すように、サイドロール21の軸心21aとヘッドロール22’の軸心22’aとが同一鉛直面上に、すなわち材料送り方向の同一位置にあった。ヘッドロール22’の軸心22’aの材料送り方向位置を鉛直線M’で示す。図10で符号1はスクイズロールで突き合わせ溶接される管状の材料を示し、Aは材料の両エッジの突き合わせ点(エッジ衝合点)を示す。
The squeeze roll 6 (6 ′) includes a two-roll type consisting only of left and right side rolls, a three-roll type consisting of both left and right side rolls and one lower lower roll, There are four roll types consisting of side rolls and a pair of upper left and right head rolls, and five roll types consisting of left and right side rolls, a pair of upper left and right head rolls and one lower roll.
FIGS. 10 (a) and 10 (b) show a conventional example of a five-roll type comprising a side roll 21 on both left and right sides, a pair of left and right head rolls 22 ', and a lower roll 23 on the lower side. In the conventional squeeze roll of the type having 22 ′, as shown in FIG. 10B, the axis 21a of the side roll 21 and the axis 22′a of the head roll 22 ′ are on the same vertical plane, that is, the material. It was at the same position in the feed direction. The material feed direction position of the axis 22′a of the head roll 22 ′ is indicated by a vertical line M ′. In FIG. 10, reference numeral 1 indicates a tubular material that is butt-welded with a squeeze roll, and A indicates a butt point (edge contact point) at both edges of the material.

ところで、外径Dに対して板厚tが薄い低t/D電縫管の場合、溶接部のスクイズロールにおけるエッジ部の突き合わせ溶接に際して溶接不良が発生し易いことから、低t/D電縫管の製造は困難であり、従来は低t/Dが1%が限界とされていた。   By the way, in the case of a low t / D ERW pipe having a thin plate thickness t with respect to the outer diameter D, a welding failure tends to occur during butt welding of the edge portion of the squeeze roll of the welded portion. Manufacture of the tube is difficult, and conventionally, the low t / D was limited to 1%.

前記溶接不良の原因として、突き合わせ溶接の際のエッジ部の突き合わせ形状不良(エッジ部の形状不良)に起因するものがあるが、これはスクイズロールに導入される迄の広義の成形過程で生じるいわば機械的原因による溶接不良である。エッジ部の形状不良には、両エッジ部の形状が非対称で段差が生じている場合と、対称的であってもエッジ部の形状自体が突き合わせ溶接に不適当な形状である場合とがあるが、そのようなエッジ部の形状不良が発生する原因として次のような原因がある。
(1)ブレークダウン成形(ブレークダウンロール領域での成形)において、図8のように、エッジ部に縁波16が発生する場合がある。低t/Dの場合に特にこのエッジ部の縁波が生じ易い。縁波が発生すると、溶接部における両エッジの突き合わせの際に両エッジ間に図9(イ)のように段差17が生じ、溶接不良となる。
(2)フィンパス成形(フィンパスロール領域での成形)において、外径絞り加工(フープコンプレッション)が行われるが、その外径絞り加工の加圧力で材料のエッジ部が座屈する場合がある。この座屈も、低t/Dの場合に特に発生し易い。
また、フィンパスロールではエッジ部も所定の曲率に曲げ加工されるが、フィンパスロールを通過後の材料のスプリングバック(曲げが戻る現象)のためにエッジ部の曲率半径が大きくなり、両エッジが本来のI開先でなく、図9(ロ)のようなV開先18となることもある。この場合にも当然溶接不良となる。
As a cause of the welding failure, there is a cause due to a butt shape defect (edge shape defect) at the time of butt welding, which is caused in a broad forming process until it is introduced into a squeeze roll. It is a welding failure due to a mechanical cause. There are cases where the shape of the edge part is asymmetric and the steps are asymmetric, and there are cases where the edge part itself is unsuitable for butt welding even though it is symmetrical. As a cause of the occurrence of such a defective shape of the edge portion, there are the following causes.
(1) In breakdown molding (molding in the breakdown roll region), an edge wave 16 may occur at the edge portion as shown in FIG. In the case of low t / D, the edge wave of the edge portion is particularly likely to occur. When the edge wave is generated, a step 17 is generated between the two edges at the time of abutting of both edges in the welded portion as shown in FIG.
(2) In the fin pass molding (molding in the fin pass roll region), an outer diameter drawing process (hoop compression) is performed, but the edge portion of the material may be buckled by the applied pressure of the outer diameter drawing process. This buckling is also particularly likely to occur at low t / D.
In addition, the edge part of the fin pass roll is bent to a predetermined curvature, but the curvature radius of the edge part becomes large due to the springback of the material after passing through the fin pass roll (the phenomenon that the bending returns), and both edges May be a V groove 18 as shown in FIG. 9B instead of the original I groove. In this case, of course, welding failure occurs.

前記の両エッジ間の段差に起因する溶接不良は、高周波電流の表皮効果と近接効果を利用して対向したエッジを均等に加熱するという高周波溶接の本質から、僅かな段差でも対向エッジが不均等に加熱され、板厚中央に向って上側の部位が加熱されず下側になった部位が入熱過大になり、突き合わせ部が入熱オーバーと冷接が混在した溶接となり、溶接強度が低下する現象である。また、両エッジがV開先となった場合は、正しく円周方向の圧縮力が発生しないので、良好な溶接が行われない。   The welding failure caused by the step between the two edges is due to the essence of high-frequency welding that uses the skin effect and proximity effect of the high-frequency current to heat the opposing edges evenly. The part where the upper part is not heated toward the center of the plate thickness and the lower part is heated is excessive heat input, and the butt part is welded with heat input over and cold welding mixed together, resulting in a decrease in welding strength. It is a phenomenon. Further, when both edges become V grooves, the circumferential compressive force is not generated correctly, so that good welding is not performed.

前記のエッジ部の形状不良に起因する溶接不良に対して、エッジ部の突き合わせ形状に問題がないにも拘わらず、突き合わせ溶接過程で、すなわち鍛接過程で発生する鍛接起因溶接不良もある。すなわち、材料が何らの不都合もなしにスクイズロールに導入されたにも拘わらず、溶接時のスクイズロールにおけるアプセット圧力(周方向圧縮力)で材料のエッジ部に塑性座屈が生じる場合がある。この座屈も、低t/Dの場合に特に生じ易い。   In contrast to the welding failure caused by the shape defect of the edge portion, there is also a welding failure caused by forge welding that occurs in the butt welding process, that is, in the forge welding process, although there is no problem in the butt shape of the edge part. That is, although the material is introduced into the squeeze roll without any inconvenience, there is a case where plastic buckling occurs at the edge portion of the material due to the upset pressure (circumferential compression force) in the squeeze roll during welding. This buckling is also particularly likely to occur at low t / D.

前記鍛接起因溶接不良は、それまで正常に溶接されていたものが、入熱を一寸上げたり、アプセット量(周方向圧縮量)を増大させる調整をした時等の場合に、突然エッジ部が座屈してしまうもので、加熱軟化した溶接部近傍が、圧接の為の周方向圧縮力に耐えられず塑性座屈してしまう現象である。一旦座屈が生じると、機械的原因による溶接不良の場合も同じであるが、元の正常な突き合わせ状態に戻ることは無く、一度ロールを解放して座屈部分を除去してから再度ロールを圧下する必要がある。   The weld failure due to forge welding is the case where the edge that has been welded normally is suddenly seated when the heat input is increased by one degree or when the upset amount (circumferential compression amount) is adjusted. This is a phenomenon in which the vicinity of the heat-softened welded part cannot withstand the circumferential compressive force for pressure welding and is plastically buckled. Once buckling occurs, the same is true for poor welds due to mechanical causes, but it does not return to the original normal butting condition. It is necessary to reduce.

前記鍛接起因溶接不良を防止するための対策としては、従来、主としてVシーム角を大きくする対策が取られている。Vシーム角とは、突き合わせ溶接部を上から見た時の、エッジ衝合点(両エッジの突き合わせ点)に向かって両エッジがなす角度(図2の角度θ)を指す。
例えば、特開平5−42376号(特許文献1)のように、サイドロールの回転軸を管の進行方向に傾斜させると共に、スクイズロール孔形を、管の進行方向の投影孔形が、楕円の短径を直径とする真円の内側に入り込まない範囲で、できるだけ真円に近い長短径比を有する縦楕円形状とする、という方法が提案されている。
また、特願平5−277757号(特許文献2)のように、管内部にインナーロールを設けて、両エッジ部を持ち上げつつヘッドロールに噛み込まれるようにすることも提案されている。
また、特開昭62−156082号(特許文献3)のように、スクイズロールの上流側に、材料の断面方向に機械的押し付け力を加えてVシーム角を広げる専用のVシーム角調整装置を設置するものもある。
また、特許第2788911号(特許文献4)のように、フィンパス成形で材料を縦長楕円形状に成形して材料の両エッジ近傍の曲率半径を小さくすることで、溶接部のスクイズロールにおいて材料のエッジが突き合わされる際の周方向圧縮力に対する剛性を高くし、これにより、周方向圧縮力でエッジ部が座屈することを防止するという方法もある。
特開平5−42376号の要約、段落番号0004〜0008等。 特開平5−277757号 特開昭62−156082号 特許第2788911号
Conventionally, as a measure for preventing the weld failure caused by the forge welding, a measure for mainly increasing the V seam angle has been taken. The V seam angle refers to an angle (angle θ in FIG. 2) formed by both edges toward an edge abutting point (a butt point of both edges) when the butt weld is viewed from above.
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-42376 (Patent Document 1), the rotation axis of the side roll is inclined in the traveling direction of the tube, and the squeeze roll hole shape is an elliptical projection hole shape in the traveling direction of the tube. There has been proposed a method of forming a vertical ellipse shape having a major-minor-diameter ratio as close as possible to a perfect circle as long as it does not enter the inside of a perfect circle whose diameter is the minor axis.
In addition, as disclosed in Japanese Patent Application No. 5-277757 (Patent Document 2), it is also proposed to provide an inner roll inside the pipe so as to be bitten by the head roll while lifting both edge portions.
Further, as disclosed in JP-A-62-156082 (Patent Document 3), a dedicated V seam angle adjusting device is provided on the upstream side of the squeeze roll to increase the V seam angle by applying a mechanical pressing force in the cross-sectional direction of the material. Some are installed.
Further, as in Japanese Patent No. 2788911 (Patent Document 4), the edge of the material is formed in the squeeze roll of the weld by reducing the radius of curvature in the vicinity of both edges of the material by forming the material into an elliptical shape by fin pass molding. There is also a method of increasing the rigidity with respect to the circumferential compressive force at the time of abutment, thereby preventing the edge portion from buckling by the circumferential compressive force.
Summary of JP-A-5-42376, paragraph numbers 0004 to 0008, etc. JP-A-5-277757 JP-A-62-156082 Japanese Patent No. 2788911

上記の特許文献1の方法は、サイドロールの軸心の傾斜角度を適切に設定すること、及び、適切なスクイズロール孔形の設計が必ずしも容易でないと思われる。また、特許文献2や特許文献3の方法は、機構が複雑なものとなる。また、特許文献4のようにフィンパス成形で縦長楕円形に成形する方法を採用するにしても、高い座屈防止効果をさらに高くすることが望まれる。
本発明は上記背景のもとになされたもので、フィンパス成形で縦長楕円形状に成形する方法を採用した場合に、主として、エッジ部の突き合わせ形状不良がないにも拘わらず突き合わせ溶接時に発生する鍛接起因溶接不良を、簡単な構成でもって有効に防止できる電縫管の製造方法を提供することを目的とする。
In the method of the above-mentioned Patent Document 1, it seems that it is not always easy to appropriately set the inclination angle of the axis of the side roll and to design an appropriate squeeze roll hole shape. Moreover, the methods of Patent Document 2 and Patent Document 3 have complicated mechanisms. Further, even if a method of forming a vertically long ellipse by fin pass molding as in Patent Document 4 is adopted, it is desired to further increase the high buckling prevention effect.
The present invention has been made based on the above background, and when adopting a method of forming a vertically long ellipse by fin pass molding, mainly forged welding that occurs at the time of butt welding although there is no edge butt shape defect. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electric resistance welded tube that can effectively prevent a defective welding due to a simple configuration.

上記課題を解決する本発明は、帯状の金属板をブレークダウンロール領域にて概ね円弧状に湾曲成形し、フィンパスロール領域にて両エッジが接近した縦長楕円形状に成形すると同時に外径絞り加工を施し、次いで、少なくとも左右両側のサイドロール及び上側の左右一対のヘッドロールとを持つスクイズロールとエッジ部の通電加熱を行う溶接機とを備えた溶接部にて両エッジを突き合わせ溶接して電縫管を製造する電縫管の製造方法において、
前記スクイズロールにおけるヘッドロールの軸心を、サイドロールの軸心に対して上流側に偏心させ、かつ、ヘッドロールと材料との接触開始点Bを両エッジの突き合せ位置Aより上流側に位置させて、両エッジの突き合わせ溶接を行うことを特徴とする。
The present invention that solves the above problems is to form a strip-shaped metal plate in a substantially arc shape in the breakdown roll region, and in the fin pass roll region to form an oblong shape with both edges approaching, and at the same time, outer diameter drawing Then, both edges are butt-welded and welded at a welded portion having a squeeze roll having at least left and right side rolls and an upper pair of left and right head rolls, and a welding machine for energizing and heating the edge portions. In the method of manufacturing an electric sewing tube for manufacturing a sewing tube,
The axis of the head roll in the squeeze roll is eccentric to the upstream side with respect to the axis of the side roll, and the contact start point B between the head roll and the material is located upstream from the butt position A of both edges. Thus, butt welding of both edges is performed.

スクイズロールでの突き合わせ溶接に際して、従来例を示している図3(ロ)のように両エッジの突き合せ位置Aがヘッドロール22’と材料1との接触開始点B’より上流側(同図で右側)にあると、エッジ部に対する拘束が及ばない空中での突き合せとなり、スクイズロールの主たる部分であるサイドロールによる周方向圧縮力が作用した時に、サイドロールの材料送り方向センタ(側方から見てサイドロール軸心21aの位置)より上流側でエッジ部に塑性座屈が発生し易い。
しかし、本発明では、図3(イ)のようにヘッドロール22の軸心(その材料送り方向位置をMで示す)をサイドロールの軸心21aより上流側に位置させたことで、ヘッドロール22と材料1との接触開始点Bを両エッジの突き合せ位置Aより上流側に位置させることが可能となり、したがって、材料エッジ部のヘッドロールへの張付き力を増大させることができる。このためエッジ部に対する拘束が確保され、スクイズロールの主たる部分であるサイドロールによる周方向圧縮力が作用した時に、サイドロールの材料送り方向センタ位置(側方から見てサイドロール軸心21aの位置)より上流側でエッジ部に塑性座屈が発生することは、抑制される。
また、サイドロールより上流側に位置するヘッドロール22は、ヘッドロール22に接触するまでに生じていた突き合わせ形状不良を矯正する作用も果たす。
At the time of butt welding with a squeeze roll, the butt position A of both edges is upstream from the contact start point B ′ between the head roll 22 ′ and the material 1 as shown in FIG. At the right side), the abutment in the air is not constrained to the edge part, and when the circumferential compression force by the side roll, which is the main part of the squeeze roll, is applied, the side roll material feed direction center (side As a result, plastic buckling is likely to occur at the edge portion on the upstream side of the side roll axis 21a.
However, in the present invention, as shown in FIG. 3A, the axis of the head roll 22 (the position in the material feed direction is indicated by M) is positioned upstream of the axis 21a of the side roll. The contact start point B between the material 22 and the material 1 can be positioned upstream from the abutting position A of both edges, and therefore, the tension force of the material edge portion on the head roll can be increased. For this reason, when the restraint with respect to an edge part is ensured and the circumferential direction compressive force by the side roll which is the main part of a squeeze roll acts, the material feed direction center position (position of the side roll axis 21a seeing from the side) of a side roll ) The occurrence of plastic buckling at the edge portion on the upstream side is suppressed.
In addition, the head roll 22 positioned on the upstream side of the side roll also serves to correct a butt shape defect that has occurred until the head roll 22 contacts the head roll 22.

以下、本発明の電縫管の製造装置の実施例を、図1〜図9参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of an electric sewing tube manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の実施例の電縫管の製造装置の全体構成は、先に説明した本発明及び従来例に共通の図6に模式的に示した通りであり、帯状の金属板1を、複数段のブレークダウンロール2からなるブレークダウンロール領域3において概ね半円形状に湾曲成形し、次いで、複数段のフィンパスロール4からなるフィンパスロール領域5において、両エッジが接近した略円形状に成形すると同時に外径絞り加工を施し、次いで、両エッジの突き合わせ溶接のための周方向圧縮力を与えるスクイズロール6とエッジ部の通電加熱を行う溶接機7とを備えた溶接部8において、円形状の材料1の両エッジを溶接機7で通電加熱しつつスクイズロール6で材料1の両エッジを互いに突き合わせ圧接して管にする。そして、続く複数段のサイジングロール9で最終的な製品形状に定形化する。図示例では、ブレークダウンロール領域3とフィンパスロール領域5との間に、材料を側方から押さえ付ける複数段のサイドロール10からなるクラスターロール11を設置している。なお、各ロール2、4、10を支持するフレームも含めたものをロールスタンド(あるいは単にスタンド)と称する。
同図において、12はアンコイラ、13は入口ガイドロールである。なお、通常、アンコイラ12と入口ガイドロール13との間に、ピンチロール、レベラー、材料剪断機及び中継ぎ溶接機、ルーパなどが設置されるが、それらは省略(なお14はルーパの入口部分を示す)している。溶接機7は高周波誘導溶接機や高周波抵抗溶接機等が一般に使用される。
The overall configuration of the electric sewing tube manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention is as schematically shown in FIG. 6 which is common to the above-described present invention and the conventional example. In the breakdown roll region 3 composed of the breakdown roll 2, a curve is formed in a substantially semicircular shape, and then in the fin pass roll region 5 composed of a plurality of stages of fin pass rolls 4, the both edges are formed in a substantially circular shape. At the same time, the outer diameter drawing process is performed, and then, in a welded portion 8 including a squeeze roll 6 that gives a circumferential compressive force for butt welding of both edges and a welding machine 7 that electrically heats the edge portion. Both edges of the material 1 are heated while being energized by the welding machine 7, and both edges of the material 1 are butted against each other with a squeeze roll 6 to form a pipe. Then, the product is shaped into a final product shape by a plurality of subsequent sizing rolls 9. In the illustrated example, a cluster roll 11 composed of a plurality of side rolls 10 for pressing the material from the side is installed between the breakdown roll area 3 and the fin pass roll area 5. In addition, the thing including the flame | frame which supports each roll 2, 4, 10 is called a roll stand (or only a stand).
In the figure, 12 is an uncoiler, and 13 is an inlet guide roll. Normally, a pinch roll, a leveler, a material shearing machine and a relay welding machine, a looper, etc. are installed between the uncoiler 12 and the inlet guide roll 13, but these are omitted (14 indicates the inlet portion of the looper. )is doing. As the welding machine 7, a high frequency induction welding machine, a high frequency resistance welding machine or the like is generally used.

図6における各ロールの孔形の一例を図7に示す。図示例では平板状の金属板1が、少なくとも材料1の下面を拘束する入口ガイドロール13を経て、3段のブレークダウンロール2(BDR#1、BDR#2、BDR#3)で概ね円弧状に粗成形され、2段のサイドロール10で材料を両側から押し付けながらフィンパスロール4に導かれ、2段のフィンパスロール4(FPR#1、FPR#2)により、両エッジが接近した縦長楕円形状に仕上げ成形される。フィンパスロール4は、上ロール4aの中央に、材料のエッジが突き当たるフィンロール4fを持つ。 An example of the hole shape of each roll in FIG. 6 is shown in FIG. In the illustrated example, the flat metal plate 1 passes through an inlet guide roll 13 that constrains at least the lower surface of the material 1, and is roughly arc-shaped with three breakdown rolls 2 (BDR # 1, BDR # 2, BDR # 3). in the rough-molded, while pressing the material in the side roll 10 in two stages from both sides is guided in the fin pass roll 4, by the two-stage fin pass roll 4 (FPR # 1, FPR # 2), elongated both edges are close Finished into an elliptical shape . The fin pass roll 4 has a fin roll 4f with which the edge of the material hits in the center of the upper roll 4a.

図1は本発明の電縫管の製造装置における溶接部のスクイズロール6を示すもので、(イ)は模式的な正面図、(ロ)は(イ)の模式的な側面図、図2は図1(イ)の平面図である。本発明におけるスクイズロール6は、図示の通り、少なくとも左右両側のサイドロール21及び上側の左右一対のヘッドロール22とを持つが、図示例ではさらに下側の1つの下ロール23を持つ5ロールタイプである。なお、図1は模式的な図なので、スクイズロール6の孔形を円形とし通過する材料1の断面形状を円形としているが、本発明では図7(ト)に示したように材料1がフィンパスロールで縦長楕円形状に成形されるので、スクイズロール6の孔形が縦長楕円形状であり通過する材料1の断面形状は実際には縦長楕円形状である。また、後述する図4の模式図においても同様に縦長楕円形状である。また、従来例の図10(イ)の模式図においても同様であり、縦長楕円形状を想定している。
図示のように、本発明ではサイドロール21の軸心21aに対してヘッドロール22の軸心22aを上流側に偏心させる。ヘッドロール22の軸心22aの材料送り方向位置を鉛直線Mで示す。その場合、ヘッドロール22はサイドロール21とともに突き合わせ溶接に必要とされる周方向圧縮力を材料に与える機能を持つので、ヘッドロール軸心22aのサイドロール軸心21aに対する偏心量Lは、必要とされる周方向圧縮力を確保できる範囲内にとどめる。適切な偏心量Lは、管径、板厚、サイドロール21の径、ヘッドロール22の径等の種々の条件によって異なるので、実験的に定めるとよい。
1A and 1B show a squeeze roll 6 of a welded portion in an apparatus for manufacturing an ERW pipe according to the present invention. FIG. 1A is a schematic front view, FIG. 1B is a schematic side view of FIG. FIG. 2 is a plan view of FIG. The squeeze roll 6 according to the present invention has at least side rolls 21 on both the left and right sides and a pair of upper left and right head rolls 22 as shown in the figure, but in the example shown in the figure, a five roll type having one lower roll 23 on the lower side. It is. Since FIG. 1 is a schematic diagram, the hole shape of the squeeze roll 6 is circular, and the cross-sectional shape of the material 1 passing through is circular. In the present invention, the material 1 is a fin as shown in FIG. Since it is formed into a vertically long elliptical shape by a pass roll, the hole shape of the squeeze roll 6 is a vertically long elliptical shape, and the cross-sectional shape of the material 1 passing through is actually a vertically long elliptical shape. Similarly, the schematic diagram of FIG. 4 described later has a vertically long elliptical shape. The same applies to the schematic diagram of FIG. 10A of the conventional example, and assumes a vertically long elliptical shape.
As shown in the drawing, in the present invention, the axis 22a of the head roll 22 is eccentric to the upstream side with respect to the axis 21a of the side roll 21. The material feed direction position of the axis 22a of the head roll 22 is indicated by a vertical line M. In that case, since the head roll 22 has a function of giving the material a circumferential compressive force required for butt welding together with the side roll 21, the eccentric amount L of the head roll axis 22a with respect to the side roll axis 21a is required. The circumferential compression force is kept within a range that can be secured. The appropriate amount of eccentricity L varies depending on various conditions such as the tube diameter, the plate thickness, the diameter of the side roll 21 and the diameter of the head roll 22, and may be determined experimentally.

スクイズロールでの突き合わせ溶接に際して、従来例を示している図3(ロ)のように両エッジの突き合せ位置Aがヘッドロール22’と材料1との接触開始点B’より上流側(同図で右側)にあると、エッジ部に対する拘束が及ばない空中での突き合せとなり、スクイズロール6’の主たる部分であるサイドロール21による周方向圧縮力が作用した時に、サイドロールの材料送り方向センタ(側方から見てサイドロール軸心21aの位置)より上流側でエッジ部に塑性座屈が発生し易い。矢印aは材料進行方向を示す。
しかし、本発明では、図3(イ)のようにヘッドロール22の軸心22aをサイドロール21の軸心21aより上流側に位置させたことで、ヘッドロール22と材料1との接触開始点Bを両エッジの突き合せ位置Aより上流側に位置させることが可能となり、したがって、エッジ部のヘッドロール22への張付き力を増大させることができる。このためエッジ部に対する拘束が確保され、スクイズロール6の主たる部分であるサイドロール21による周方向圧縮力が作用した時に、サイドロール21の材料送り方向センタ位置(側方から見てサイドロール軸心21aの位置)より上流側でエッジ部に塑性座屈が発生することは、抑制される。
また、サイドロール21より上流側に位置するヘッドロール22は、ヘッドロール22に接触するまでに生じていた突き合わせ形状不良を矯正する作用も果たす。
なお、図1(ロ)は、単に、ヘッドロール22の軸心を上流側に偏心させたことを表したものであって、ヘッドロール22の軸心位置Mと材料の突き合わせ位置Aと接触開始点(B)との関係については正確でなく模式的な図であり、正確には図3(イ)のような位置関係となる。
At the time of butt welding with a squeeze roll, the butt position A of both edges is upstream from the contact start point B ′ between the head roll 22 ′ and the material 1 as shown in FIG. At the right side), the abutment is performed in the air without restriction on the edge portion, and when the circumferential compression force by the side roll 21 which is the main part of the squeeze roll 6 'is applied, the material feed direction center of the side roll is applied. Plastic buckling is likely to occur at the edge portion on the upstream side (position of the side roll axis 21a when viewed from the side). Arrow a indicates the material traveling direction.
However, in the present invention, as shown in FIG. 3A, the axis 22a of the head roll 22 is positioned upstream of the axis 21a of the side roll 21, so that the contact start point between the head roll 22 and the material 1 is reached. B can be positioned upstream of the abutting position A of both edges, and therefore, the force of the edge portion to the head roll 22 can be increased. For this reason, restraint with respect to the edge portion is ensured, and when a circumferential compressive force is exerted by the side roll 21 which is the main part of the squeeze roll 6, the center position of the side roll 21 in the material feeding direction (side roll axis as viewed from the side). The occurrence of plastic buckling at the edge portion upstream from the position 21a) is suppressed.
In addition, the head roll 22 positioned on the upstream side of the side roll 21 also serves to correct a butted shape defect that has occurred until the head roll 22 comes into contact.
FIG. 1 (b) simply shows that the axial center of the head roll 22 is eccentric to the upstream side, and the axial center position M of the head roll 22 and the material butting position A start to contact each other. The relationship with the point (B) is not accurate but is a schematic diagram, and more precisely, the positional relationship is as shown in FIG.

上記実施例におけるスクイズロール6は、下ロール23も備えた5ロールタイプであるが、図4に示すように、下ロールがなく、左右両側のサイドロール21と上側の左右一対のヘッドロール22とからなる4ロールタイプのスクイズロール6Aであってもよい。   The squeeze roll 6 in the above embodiment is a 5-roll type that also includes a lower roll 23, but as shown in FIG. 4, there are no lower rolls, and the left and right side rolls 21 and the upper left and right pair of head rolls 22 A 4-roll type squeeze roll 6A may be used.

図5は、本発明におけるスクイズロールのロール孔形が実際には縦長楕円形状であり通過する材料1の断面形状が実際には縦長楕円形状なので、その形状を正しく示したものである。すなわち、図7に示したロール孔形のように、フィンパスロール4で材料を縦長楕円形に成形するので、スクイズロールの孔形を、図5に示したスクイズロール6Bのように縦長楕円形状にする。材料を縦長楕円形に成形することにより、材料の両エッジ近傍の曲率半径が小さくなり、このため、溶接部のスクイズロール6Bにおいて材料のエッジが突き合わされる際の周方向圧縮力に対する剛性が高くなる。したがって、ヘッドロールを上流側に偏心させたことによる効果と相まって、周方向圧縮力でエッジ部が座屈することを防止する効果がさらに高くなる。 FIG. 5 correctly shows the shape of the roll hole of the squeeze roll according to the present invention because it is actually a vertically long elliptical shape, and the cross-sectional shape of the material 1 passing through is actually a vertically long elliptical shape. That is, as the roll groove shape shown in FIG. 7, elongated elliptic shape as so to shape the material into elongated oval fin pass roll 4, a squeeze roll 6B of the hole-shaped squeeze rolls, shown in FIG. 5 To. By forming the material into an oblong shape, the radius of curvature in the vicinity of both edges of the material is reduced. Therefore, the rigidity against the circumferential compressive force when the edge of the material is abutted in the squeeze roll 6B of the welded portion is high. Become. Therefore, coupled with the effect of decentering the head roll upstream, the effect of preventing the edge portion from buckling due to the circumferential compressive force is further enhanced.

本発明の一実施例の電縫管の製造装置におけるスクイズロールを示すもので、(イ)は模式的な正面図、(ロ)は(イ)の模式的な側面図である。The squeeze roll in the manufacturing apparatus of the ERW pipe of one Example of this invention is shown, (A) is a typical front view, (B) is a typical side view of (A). 図1(イ)の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG. スクイズロールにおける材料の突き合わせ状況を説明するもので、(イ)は本発明の図2に対応するもの、(ロ)は従来例の図10に対応するもの、(ハ)は両者の比較のために(イ)と(ロ)の両者を合わせて描いた図である。It explains the butt-matching situation of the material in the squeeze roll, (A) corresponds to FIG. 2 of the present invention, (B) corresponds to FIG. 10 of the conventional example, (C) is for comparison of both. (I) and (b) are both drawn together. 本発明におけるスクイズロールの他のタイプを示すもので、図1(イ)に対応する模式図である。The other type of squeeze roll in this invention is shown, and it is a schematic diagram corresponding to FIG . 本発明におけるスクイズロールの孔形が縦長楕円形状であり通過する材料1の断面形状が実際には縦長楕円形状であることを正しく示したもので、図1(イ)に対応する図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1A, which correctly shows that the hole shape of the squeeze roll in the present invention is a vertically long elliptical shape and the cross-sectional shape of the passing material 1 is actually a vertically long elliptical shape . 本発明を適用する電縫管の製造装置の全体構成を説明するためのもので主要部構成図である。It is a principal part block diagram for demonstrating the whole structure of the manufacturing apparatus of the ERW pipe to which this invention is applied. 図6におけるフィンパスロールまでの各段のロール孔形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the roll hole shape of each step | level to the fin pass roll in FIG. 管成形に際して材料に縁波が発生するメカニズムを説明する図である。It is a figure explaining the mechanism in which an edge wave generate | occur | produces in material at the time of pipe forming. 溶接部での材料の突き合わせ形状不良の態様を説明するもので、(イ)は突き合わせ段差の場合、(ロ)はエッジ部成形不足の場合の図である。The aspect of the butt shape defect of the material in the welded portion will be described, where (A) is a case of a butt step and (B) is a case of insufficient edge portion molding. 従来の電縫管の製造装置におけるスクイズロールを示すもので、(イ)は模式的な正面図、(ロ)は(イ)の模式的な側面図である。The squeeze roll in the manufacturing apparatus of the conventional electric sewing pipe is shown, (A) is a schematic front view, (B) is a schematic side view of (A).

符号の説明Explanation of symbols

1 材料(金属板ないし成形材)
6、6A、6B スクイズロール
21 サイドロール
21a サイドロールの軸心
22 ヘッドロール
22a ヘッドロールの軸心
23 下ロール
L ヘッドロール軸心のサイドロール軸心に対する偏心量
M ヘッドロール軸心の材料送り方向の位置
A エッジ衝合点(両エッジの突き合わせ点)
B ヘッドロールと材料との接触開始点
θ Vシーム角
1 Material (metal plate or molding material)
6, 6A, 6B Squeeze roll 21 Side roll 21a Side roll axis 22 Head roll 22a Head roll axis 23 Lower roll L Eccentricity of head roll axis with respect to side roll axis M Head roll axis material feed direction Position A Edge collision point (matching point of both edges)
B Contact start point between head roll and material θ V seam angle

Claims (1)

帯状の金属板をブレークダウンロール領域にて概ね円弧状に湾曲成形し、フィンパスロール領域にて両エッジが接近した縦長楕円形状に成形すると同時に外径絞り加工を施し、次いで、少なくとも左右両側のサイドロール及び上側の左右一対のヘッドロールとを持つスクイズロールとエッジ部の通電加熱を行う溶接機とを備えた溶接部にて両エッジを突き合わせ溶接して電縫管を製造する電縫管の製造方法において、
前記スクイズロールにおけるヘッドロールの軸心を、サイドロールの軸心に対して上流側に偏心させ、かつ、ヘッドロールと材料との接触開始点Bを両エッジの突き合せ位置Aより上流側に位置させて、両エッジの突き合わせ溶接を行うことを特徴とする電縫管の製造方法。
A strip-shaped metal plate is formed into a generally arcuate shape in the breakdown roll region, and is formed into an oblong shape with both edges approaching in the fin pass roll region, and at the same time subjected to outer diameter drawing, and then at least on both the left and right sides. An electric resistance welded tube for manufacturing an electric resistance welded tube by butt-welding both edges at a welded portion having a squeeze roll having a side roll and a pair of left and right head rolls and a welding machine for energizing and heating the edge portion . In the manufacturing method,
The axis of the head roll in the squeeze roll is eccentric to the upstream side with respect to the axis of the side roll, and the contact start point B between the head roll and the material is located upstream from the butt position A of both edges. A method of manufacturing an electric resistance welded tube characterized by performing butt welding of both edges.
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