卷板中空滚筒的制造方法、卷板中空滚筒及钢板制造工艺装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卷板中空滚筒的制造方法、卷板中空滚筒及钢板制造工艺装置，能够在钢板制造工艺的钢板搬送工序中以更高地维持钢板表面品质的状态进行搬送，并且能够削减该中空滚筒的制造成本。
【背景技术】
[0002]在钢板制造工艺中，为了搬送钢板而使用了大量的搬送滚筒。
[0003]其中对于直径相对较大的滚筒，以成本削减为目的，较多地适用了中空滚筒而非实心滚筒，其中，中空滚筒将板弯曲并焊接而形成圆筒形状。
[0004]伴随着对钢板表面品质的高度化需求，在制造工序中必须以更高地维持钢板表面品质的状态进行搬送。
[0005]以前，由于来自搬送的钢板的持续压力或摩擦等载荷而导致滚筒表面形状发生变化，存在表面处理层产生龟裂或剥落的情况，从而该形状被转印到钢板上而导致搬送的钢板的表面品质降低。因此，需要提高中空滚筒的表面硬度来减轻表面形状的变化。
[0006]因此，采取了以下等对策:使用例如碳当量为0.45 %以上等的较硬的高碳钢，而且还通过施加淬火等热处理来提高表面硬度。
[0007]但是，在对这样的高碳钢的滚筒母材在卷板加工的基础上使用焊接材料对端面进行焊接而形成中空滚筒的情况下，由于存在因该焊接而导致受到热影响的部分产生裂纹等缺陷的可能性，所以需要进行预热处理或后热处理等。
[0008]由此，一般地，出于防止焊接裂纹的目的，并为了抑制淬火硬化性，焊接材料为加入有低合金成分和脱氧成分的成分。因此，使用了焊接材料的焊接部的硬度存在比滚筒母材低的倾向，在制造搬送用滚筒所需要的粗糙度赋予工艺中，难以均匀地赋予滚筒表面粗糙度。
[0009]例如，若使用焊接材料，则在基于喷丸机进行的表面粗糙度赋予工序中，喷丸较深地陷入到焊接线部中，产生了较大的粗糙度。该焊接线部的较为粗糙的滚筒表面粗糙度可能转印到钢板上。尤其是，在实施了镀锌等的高级表面处理钢板中，该转印明显地表现出来，也成为了产品不合格的原因。
[0010]而且，为了避免该焊接线的转印，存在将钢板的张力设定得较低的倾向，因此还成为了钢板蛇形或滑移的原因。也就是说，无法充分发挥设备的生产能力，产生了成品率降低的问题。
[0011]因此，以往，提供一种用于谋求卷板中空滚筒的表面硬度均匀化的制造方法，例如，专利文献I至3公开了该方法。
[0012]在专利文献I所记载的方法中，不使用焊接材料，而是通过电子束等对滚筒母材自身进行熔融接合来制作滚筒。
[0013]另外，在专利文献2所记载的方法中，通过液相扩散接合法使滚筒母材端面接合来制作滚筒。
[0014]另外，在专利文献3所记载的方法中，使用焊接材料，在滚筒母材端面的接合后，将滚筒母材与焊接材料的边界线部分全部切削为槽状，然后，对该切削出的槽再次填埋。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1:日本特开平3-169412号公报
[0018]专利文献2:日本特开平9-300084号公报
[0019]专利文献3:日本特开2003-145207号公报
【发明内容】
[0020]在上述专利文献I所记载的方法中，需要在焊接后将扁平形状部重新矫正成正圆，需要额外的时间和成本。
[0021]另外，为了进行电子束焊接，需要在大规模的超高真空设备中进行作业，存在高成本且作业性也较差的问题。
[0022]而且，虽然想在形成使板的两端部附近不弯曲而残留有平坦部分的扁平形状的状态下使接合端面平行地对接，但是，存在以下问题:即使基于激光束进行焊接，在这样得到的端面位置的形成状态下难以针对垂直度、直线度和端面彼此的平行度来确保焊接面的高精度的对接状态。另外，需要解决上述的重新矫正成正圆的问题。
[0023]而且，假设在金属板的卷板加工前进行金属端面的机械加工的情况下，也会由于卷板加工时产生的应变而导致金属板的对接部的对接精度降低，激光焊接所需要的对接精度的确保变得非常困难，基于激光焊接而进行的焊接变得困难。
[0024]另外，专利文献2所记载的方法通过在对接端面之间夹设嵌入材料来进行液相扩散接合。但是，该接合方法难以控制缺陷，且为了防止氧化物等夹杂物的形成而需要高难度地应对接合气氛的控制和被接合面的清洁化等。而且，嵌入材料与滚筒母材的组织的均匀化不容易实现，在接合后的材料组织中残留有不连续性。
[0025]而且，专利文献3所记载的方法使用焊接材料来进行接合，将在滚筒母材与焊接材料的边界线上产生的初析铁素体等析出物削入成槽状，并通过低热输入焊接以焊接金属进行回填。但是，在该方法中，在接合作业后还需要磨削作业及重埋作业等工序，存在制造中需要时间、高成本的缺点。
[0026]本发明用于解决上述技术课题，其目的在于提供一种卷板中空滚筒的制造方法、卷板中空滚筒及钢板制造工艺装置，该制造方法用于高效且低成本地制造卷板中空滚筒，该卷板中空滚筒在充分发挥了设备的生产能力的状态下，消除了滚筒表面形状向搬送的钢板的转印，能够进行高表面品质的钢板的搬送。
[0027]为了实现上述目的，第I发明为一种卷板中空滚筒的制造方法，其特征在于，在实施了将矩形的金属板弯曲成圆筒状的卷板加工之后，使弯曲成上述圆筒状的金属板的两端部的端面成为对接状态；在该状态下，对上述对接的两端部的端面实施机械加工而使上述端面变得平滑；然后，从外周侧对弯曲成上述圆筒状的金属板施加推压力，成为使上述两端部的端面间的间隙缩窄的状态；在该状态下，不在上述两端部的端面间夹设焊接材料地通过激光束对上述金属板的上述两端部进行焊接，从而使弯曲成上述圆筒状的金属板形成圆筒形状。
[0028]另外，第2发明的特征在于，在对上述对接的两端部的端面实施机械加工的工序中，上述两端部的端面之间形成有端面整面平行的间隔。
[0029]另外，第3发明的特征在于，在对上述对接的两端部的端面实施机械加工的工序中，以在成为使形成于上述两端部的端面间的间隙缩窄的状态时，上述两端部的端面整面平行的方式，使上述对接的两端部的端面形成为外周侧开放的锥形。
[0030]另外，第4发明为，在第I?第3发明中的任一发明中，使用臂型机器人来进行基于上述激光束的焊接。
[0031]另外，第5发明为，在从外周侧对弯曲成圆筒状的金属板施加推压力而成为使上述两端部的端面间的间隙缩窄的状态的工序中，使用具有推压机构的固定夹具从外周侧对弯曲成上述圆筒状的金属板进行推压，从而成为使上述两端部的端面间的间隙缩窄的状
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[0032]此外，第6发明是利用第I?第5的发明中的任一项而制成的卷板中空滚筒。
[0033]此外，第7发明是使用了利用第I?第5发明中的任一项而制成的卷板中空滚筒的钢板制造工艺装置。
[0034]发明效果
[0035]根据本发明的第I发明，通过在卷板加工后对其两端面进行机械加工，避免了现有方法那样的正圆矫正工序，并能够在焊接端面的对接时以极高精度进行对接。由此，能够通过高精度的激光焊接来实现在以往困难的、不需要作为硬度差的原因的焊接材料的、滚筒母材之间的直接焊接。
[0036]因此，不需要上述现有技术那样的、由于表面硬度差的影响而需要的对焊接部分的切削工序和对该部分的重埋工序等，而且能够不夹设焊接材料地通过作为低热输入焊接(高能密度焊接)的激光焊接来实现高精度的接合，由此，能够高效且低成本地制造卷板中空滚筒，该卷板中空滚筒不会产生由于夹设有焊接材料的焊接线的存在而导致的粗糙度不均匀部分，消除了滚筒表面形状向钢板的转印，能够在充分发挥了设备的生产能力的状态下，以较高地维持钢板的表面品质的状态进行搬送。
[0037]另外，根据本发明的第2发明，得到与上述第I发明相同的效果。
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