焊接鋼管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及管線管等所使用的大徑且厚壁的焊接鋼管的制造方法，具體而言，涉 及通過進(jìn)行多次三點彎曲沖壓成型的壓彎法制造真圓度較高的開口管的方法。此外，在本 發(fā)明中，上述開口管（open seam pipe)是指在將作為原料的板材成型為圓筒狀后，相互相 對的板端部（開縫邊（open seam edges))未被焊接的狀態(tài)的成型品。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為管線管等所使用的大徑且厚壁的鋼管，所謂的"U0E鋼管"廣泛地普及，該U0E 鋼管在將具有規(guī)定的寬度、長度、厚度的鋼板沖壓成型為U字狀后，沖壓成型為0字狀而形 成開口管，然后，對該開口管進(jìn)行對焊而形成鋼管，進(jìn)一步對其直徑進(jìn)行擴(kuò)大（擴(kuò)管）來提 高真圓度。但是，為了制造該U0E鋼管，在將鋼板沖壓成型為U字狀、0字狀時，需要極大的 壓力，因此需要使用大規(guī)模的沖壓機(jī)。
[0003] 因此，作為減少制造大徑且厚壁的鋼管時的沖壓壓力的技術(shù)，例如，實際應(yīng)用基于 壓彎法的鋼管的制造方法，在該壓彎法中，在對鋼板的寬度方向端部施加彎曲（所謂的端 部彎曲（edge crimping))后，將鋼板沿寬度方向規(guī)定量規(guī)定量地輸送并且進(jìn)行多次三點彎 曲沖壓，而將鋼板成型為大致圓形的開口管，之后，對上述開口管的開口部進(jìn)行對焊，之后， 矯正形狀而形成鋼管。
[0004] 但是，在上述的壓彎法中，鋼板寬度方向的沖壓成型分別進(jìn)行，因此容易因鋼板的 板厚、強(qiáng)度的微小變動而使彎曲形狀產(chǎn)生差異。其結(jié)果，在使開口管對接時，在對接部產(chǎn)生 階梯差，而成為焊接部的錯口的原因。該焊接部的錯口引起由內(nèi)壓產(chǎn)生的周向的拉伸應(yīng)力 的局部集中，因此較大地?fù)p壞制品的可靠性。
[0005] 為了防止該焊接部的錯口，需要在鋼板寬度方向微妙地調(diào)整沖壓條件（例如，壓 下量），因此成為自動化、大量生產(chǎn)時的障礙。另外，當(dāng)焊接部產(chǎn)生了錯口的情況下，雖約束 左右的對接部進(jìn)行焊接，但此時，在鋼板為高強(qiáng)度材料、厚壁材料的情況下，需要較大的約 束力，因此也存在可制造范圍被限定的問題。
[0006] 作為應(yīng)對上述的問題點的技術(shù)，例如，在專利文獻(xiàn)1公開了如下沖壓成型模具：設(shè) 置有：構(gòu)成上模的沖頭；與該沖頭對置且設(shè)置位置被固定成為該沖頭的下死點的承載臺； 以及隔著該承載臺對置地配置在左右兩側(cè)并能夠沿對置方向往復(fù)移動的第一沖模、第二沖 模，由上述承載臺、第一沖模以及第二沖模構(gòu)成下模。另外，在專利文獻(xiàn)2公開了如下技術(shù)： 使將與外徑對應(yīng)的半徑的凹狀成型面形成為規(guī)定長度的外模、和將與內(nèi)徑對應(yīng)的半徑的凸 狀成型面形成為規(guī)定長度的內(nèi)模接近，在兩模具之間彎曲形成沖壓對應(yīng)部分，并且通過設(shè) 置于外模的兩側(cè)外側(cè)的輥體以在相比外模的延長面更向內(nèi)側(cè)突出的位置承受鋼板的狀態(tài) 使內(nèi)模接近外模，而形成將沖壓對應(yīng)部分的附近彎曲的狀態(tài)，由此正確地進(jìn)行彎曲形成。另 外，在專利文獻(xiàn)3公開了如下圓形鋼管的制造方法：對鋼板進(jìn)行沖壓成型、彎曲形成，在使 坡口的部分相互抵接的狀態(tài)下進(jìn)行焊接接合而形成半成型圓形鋼管，在對該半成型圓形鋼 管的整體進(jìn)行加熱后，使其成型面通過形成為與最終半徑對應(yīng)的半圓狀的多個成型輥之間 進(jìn)行熱成型，從而調(diào)整形狀。
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平11-129031號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2007-090406號公報
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2005-324255號公報
[0010] 然而，在上述的專利文獻(xiàn)1所記載的方法中，鋼板在下死點被沖頭與承載臺夾壓， 因此板厚減少。因此，在被夾壓的范圍為局部的情況下，管厚變得不均勻，從而存在無法滿 足規(guī)定的尺寸的擔(dān)憂。另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的方法中，通過外模與內(nèi)模夾壓彎曲形成 的范圍的整個區(qū)域，由此雖解決專利文獻(xiàn)1的問題點，但合理的內(nèi)模、外模尺寸因鋼管的直 徑、管厚而不同，因此需要準(zhǔn)備多種尺寸的模具，并且模具更換頻率增加，因此存在生產(chǎn)率 降低的問題。另外，在專利文獻(xiàn)3所記載的方法中，需要熱地進(jìn)行形狀矯正的加熱工序，因 此導(dǎo)致制造成本顯著地增大。另外，在將在加工熱處理工序中被制造的鋼板用作坯料的情 況下，也存在因加熱而損壞強(qiáng)度、韌性、焊接性的擔(dān)憂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題點而完成的，其目的在于提供一種能夠通 過壓彎法簡便地制造焊接部的錯口量較小的開口管的焊接鋼管的制造方法。
[0012] 本發(fā)明的發(fā)明人們?yōu)榱吮M量減少焊接部的錯口的產(chǎn)生，而著眼于三點彎曲沖壓成 型的鋼板形狀的變化進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在開口管的制造方法中，在從鋼板的 一側(cè)的寬度端部朝向?qū)挾戎醒脒M(jìn)行多次沖壓成型（前半段沖壓成型）之后，從相反側(cè)的端 部朝向?qū)挾戎醒脒M(jìn)行多次沖壓成型（后半段沖壓成型），最后對寬度中央部進(jìn)行沖壓成型 的，其中，在前半段沖壓成型的最終道次（pass)，在將鋼板安裝到?jīng)_模時，一側(cè)的沖模與未 成型的鋼板接觸，另一側(cè)的沖模與已成型的鋼板接觸，與此相對，在后半段沖壓成型的最終 道次，因設(shè)定的鋼板的輸送量，存在雙方的沖模均與已經(jīng)成型的鋼板接觸的情況，在上述的 情況下，前半段沖壓成型與后半段沖壓成型的加工形狀產(chǎn)生差異，開口管的對接部產(chǎn)生較 大的錯口，因此，為了防止上述錯口，需要在后半段沖壓成型的最終道次，使未成型的鋼板 位于板寬度中央側(cè)的沖模，鑒于此產(chǎn)生了本發(fā)明。
[0013] 即，本發(fā)明涉及一種焊接鋼管的制造方法，在利用沿鋼板輸送方向隔開規(guī)定的間 隔地配設(shè)的一對沖模、與在上述一對沖模之間按壓鋼板的沖頭對坯料鋼板進(jìn)行三點彎曲沖 壓成型而形成開口管之后，對該開口管進(jìn)行焊接而制造鋼管，上述焊接鋼管的制造方法的 特征在于，在從上述鋼板的一側(cè)的寬度端部朝向?qū)挾戎醒耄ǖ?，留下寬度中央）進(jìn)行多次 前半段沖壓成型之后，從相反側(cè)的寬度端部朝向?qū)挾戎醒耄ǖ?，留下寬度中央）進(jìn)行多次 后半段沖壓成型，最后對寬度中央進(jìn)行最終沖壓成型而形成開口管，此時，使在上述后半段 沖壓成型的最終道次被鋼板寬度中央側(cè)的沖模支承的鋼板為未成型部分。
[0014] 本發(fā)明的焊接鋼管的制造方法的特征在于，上述后半段沖壓成型的最終道次滿足 下述⑴式：
[0015] β b · W < a b · Lb+Ln · · · (1)
[0016] 其中，
[0017] Lb:后半段沖壓成型的最終道次的成型范圍（mm)
[0018] Ln:最終沖壓成型的成型范圍（mm)
[0019] W:沖模間隔（mm)
[0020] a b:后半段沖壓成型的最終道次的鋼板位置的偏移率（-)
[0021] β b:后半段沖壓成型的最終道次的沖模位置的偏移率（_)。。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，不會對因下模與上模的夾壓而造成的鋼板板厚的減少之類的品質(zhì)帶 來負(fù)面影響，不會因更換下模而使作業(yè)效率降低，并且不需要改變前半段與后半段的沖壓 成型的成型條件，從而能夠獲得對接部無階梯差（錯口）的開口管。另外，根據(jù)本發(fā)明，不 需要熱形狀矯正，因此能夠提供保持在坯料鋼板的制造階段維持制造特性的狀態(tài)的鋼管。
【附圖說明】
[0023] 圖1是對本發(fā)明的開口管的制造方法進(jìn)行說明的示意圖。
[0024] 圖2是對前半段沖壓成型的最終道次進(jìn)行說明的示意圖。
[0025] 圖3是對鋼板的輸送量相對于沖模間隔相對較大的情況下的后半段沖壓成型的 最終道次進(jìn)行說明的示意圖。
[0026] 圖4是對鋼板的輸送量相對于沖模間隔相對較小的情況下的后半段沖壓成型的 最終道次進(jìn)行說明的示意圖。
[0027] 圖5是對鋼板的輸送量相對于沖模間隔相對較小的情況下的后半段沖壓成型的 最終道次的鋼板輸送進(jìn)行說明的示意圖。
[0028] 圖6是表示在后半段沖壓成型的最終道次前的狀態(tài)下配置鋼板時的鋼板、沖模以 及沖頭的位置關(guān)系的圖。
[0029] 圖7是對沖模間隔W對三點彎曲沖壓成型所需的力量產(chǎn)生的影響進(jìn)行說明的圖。
[0030] 圖8是對開口管的對接部的錯口量進(jìn)行說明的圖。
【具體實施方式】
[0031 ] 以下，對本發(fā)明的實施方式具體地進(jìn)行說明。
[0032] 圖1示意性地示出了通過使用三點彎曲沖壓成型機(jī)的壓彎法來成型焊接鋼管的 焊接前的開口管的工序，該三點彎曲沖壓成型機(jī)具有沿鋼板輸送方向隔開規(guī)定的間隔地配 置并在兩處支承鋼板的一對沖模、與在沖模之間按壓上述鋼板的沖頭。此外，在圖1中，雖 使用施加了端部彎曲的鋼板，但未施加端部彎曲的情況也相同。
[0033]