焊接钢管的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及管线管等所使用的大径且厚壁的焊接钢管的制造方法，具体而言，涉 及通过进行多次三点弯曲冲压成型的压弯法制造真圆度较高的开口管的方法。此外，在本 发明中，上述开口管（open seam pipe)是指在将作为原料的板材成型为圆筒状后，相互相 对的板端部（开缝边（open seam edges))未被焊接的状态的成型品。
【背景技术】
[0002] 作为管线管等所使用的大径且厚壁的钢管，所谓的"U0E钢管"广泛地普及，该U0E 钢管在将具有规定的宽度、长度、厚度的钢板冲压成型为U字状后，冲压成型为0字状而形 成开口管，然后，对该开口管进行对焊而形成钢管，进一步对其直径进行扩大（扩管）来提 高真圆度。但是，为了制造该U0E钢管，在将钢板冲压成型为U字状、0字状时，需要极大的 压力，因此需要使用大规模的冲压机。
[0003] 因此，作为减少制造大径且厚壁的钢管时的冲压压力的技术，例如，实际应用基于 压弯法的钢管的制造方法，在该压弯法中，在对钢板的宽度方向端部施加弯曲（所谓的端 部弯曲（edge crimping))后，将钢板沿宽度方向规定量规定量地输送并且进行多次三点弯 曲冲压，而将钢板成型为大致圆形的开口管，之后，对上述开口管的开口部进行对焊，之后， 矫正形状而形成钢管。
[0004] 但是，在上述的压弯法中，钢板宽度方向的冲压成型分别进行，因此容易因钢板的 板厚、强度的微小变动而使弯曲形状产生差异。其结果，在使开口管对接时，在对接部产生 阶梯差，而成为焊接部的错口的原因。该焊接部的错口引起由内压产生的周向的拉伸应力 的局部集中，因此较大地损坏制品的可靠性。
[0005] 为了防止该焊接部的错口，需要在钢板宽度方向微妙地调整冲压条件（例如，压 下量），因此成为自动化、大量生产时的障碍。另外，当焊接部产生了错口的情况下，虽约束 左右的对接部进行焊接，但此时，在钢板为高强度材料、厚壁材料的情况下，需要较大的约 束力，因此也存在可制造范围被限定的问题。
[0006] 作为应对上述的问题点的技术，例如，在专利文献1公开了如下冲压成型模具：设 置有：构成上模的冲头；与该冲头对置且设置位置被固定成为该冲头的下死点的承载台； 以及隔着该承载台对置地配置在左右两侧并能够沿对置方向往复移动的第一冲模、第二冲 模，由上述承载台、第一冲模以及第二冲模构成下模。另外，在专利文献2公开了如下技术： 使将与外径对应的半径的凹状成型面形成为规定长度的外模、和将与内径对应的半径的凸 状成型面形成为规定长度的内模接近，在两模具之间弯曲形成冲压对应部分，并且通过设 置于外模的两侧外侧的辊体以在相比外模的延长面更向内侧突出的位置承受钢板的状态 使内模接近外模，而形成将冲压对应部分的附近弯曲的状态，由此正确地进行弯曲形成。另 外，在专利文献3公开了如下圆形钢管的制造方法：对钢板进行冲压成型、弯曲形成，在使 坡口的部分相互抵接的状态下进行焊接接合而形成半成型圆形钢管，在对该半成型圆形钢 管的整体进行加热后，使其成型面通过形成为与最终半径对应的半圆状的多个成型辊之间 进行热成型，从而调整形状。
[0007] 专利文献1 :日本特开平11-129031号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2007-090406号公报
[0009] 专利文献3 :日本特开2005-324255号公报
[0010] 然而，在上述的专利文献1所记载的方法中，钢板在下死点被冲头与承载台夹压， 因此板厚减少。因此，在被夹压的范围为局部的情况下，管厚变得不均匀，从而存在无法满 足规定的尺寸的担忧。另外，在专利文献2所记载的方法中，通过外模与内模夹压弯曲形成 的范围的整个区域，由此虽解决专利文献1的问题点，但合理的内模、外模尺寸因钢管的直 径、管厚而不同，因此需要准备多种尺寸的模具，并且模具更换频率增加，因此存在生产率 降低的问题。另外，在专利文献3所记载的方法中，需要热地进行形状矫正的加热工序，因 此导致制造成本显著地增大。另外，在将在加工热处理工序中被制造的钢板用作坯料的情 况下，也存在因加热而损坏强度、韧性、焊接性的担忧。
【发明内容】
[0011] 本发明是鉴于现有技术存在的上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够通 过压弯法简便地制造焊接部的错口量较小的开口管的焊接钢管的制造方法。
[0012] 本发明的发明人们为了尽量减少焊接部的错口的产生，而着眼于三点弯曲冲压成 型的钢板形状的变化进行了详细的调查。其结果发现：在开口管的制造方法中，在从钢板的 一侧的宽度端部朝向宽度中央进行多次冲压成型（前半段冲压成型）之后，从相反侧的端 部朝向宽度中央进行多次冲压成型（后半段冲压成型），最后对宽度中央部进行冲压成型 的，其中，在前半段冲压成型的最终道次（pass)，在将钢板安装到冲模时，一侧的冲模与未 成型的钢板接触，另一侧的冲模与已成型的钢板接触，与此相对，在后半段冲压成型的最终 道次，因设定的钢板的输送量，存在双方的冲模均与已经成型的钢板接触的情况，在上述的 情况下，前半段冲压成型与后半段冲压成型的加工形状产生差异，开口管的对接部产生较 大的错口，因此，为了防止上述错口，需要在后半段冲压成型的最终道次，使未成型的钢板 位于板宽度中央侧的冲模，鉴于此产生了本发明。
[0013] 即，本发明涉及一种焊接钢管的制造方法，在利用沿钢板输送方向隔开规定的间 隔地配设的一对冲模、与在上述一对冲模之间按压钢板的冲头对坯料钢板进行三点弯曲冲 压成型而形成开口管之后，对该开口管进行焊接而制造钢管，上述焊接钢管的制造方法的 特征在于，在从上述钢板的一侧的宽度端部朝向宽度中央（但是，留下宽度中央）进行多次 前半段冲压成型之后，从相反侧的宽度端部朝向宽度中央（但是，留下宽度中央）进行多次 后半段冲压成型，最后对宽度中央进行最终冲压成型而形成开口管，此时，使在上述后半段 冲压成型的最终道次被钢板宽度中央侧的冲模支承的钢板为未成型部分。
[0014] 本发明的焊接钢管的制造方法的特征在于，上述后半段冲压成型的最终道次满足 下述⑴式：
[0015] β b · W < a b · Lb+Ln · · · (1)
[0016] 其中，
[0017] Lb:后半段冲压成型的最终道次的成型范围（mm)
[0018] Ln:最终冲压成型的成型范围（mm)
[0019] W:冲模间隔（mm)
[0020] a b:后半段冲压成型的最终道次的钢板位置的偏移率（-)
[0021] β b:后半段冲压成型的最终道次的冲模位置的偏移率（_)。。
[0022] 根据本发明，不会对因下模与上模的夹压而造成的钢板板厚的减少之类的品质带 来负面影响，不会因更换下模而使作业效率降低，并且不需要改变前半段与后半段的冲压 成型的成型条件，从而能够获得对接部无阶梯差（错口）的开口管。另外，根据本发明，不 需要热形状矫正，因此能够提供保持在坯料钢板的制造阶段维持制造特性的状态的钢管。
【附图说明】
[0023] 图1是对本发明的开口管的制造方法进行说明的示意图。
[0024] 图2是对前半段冲压成型的最终道次进行说明的示意图。
[0025] 图3是对钢板的输送量相对于冲模间隔相对较大的情况下的后半段冲压成型的 最终道次进行说明的示意图。
[0026] 图4是对钢板的输送量相对于冲模间隔相对较小的情况下的后半段冲压成型的 最终道次进行说明的示意图。
[0027] 图5是对钢板的输送量相对于冲模间隔相对较小的情况下的后半段冲压成型的 最终道次的钢板输送进行说明的示意图。
[0028] 图6是表示在后半段冲压成型的最终道次前的状态下配置钢板时的钢板、冲模以 及冲头的位置关系的图。
[0029] 图7是对冲模间隔W对三点弯曲冲压成型所需的力量产生的影响进行说明的图。
[0030] 图8是对开口管的对接部的错口量进行说明的图。
【具体实施方式】
[0031 ] 以下，对本发明的实施方式具体地进行说明。
[0032] 图1示意性地示出了通过使用三点弯曲冲压成型机的压弯法来成型焊接钢管的 焊接前的开口管的工序，该三点弯曲冲压成型机具有沿钢板输送方向隔开规定的间隔地配 置并在两处支承钢板的一对冲模、与在冲模之间按压上述钢板的冲头。此外，在图1中，虽 使用施加了端部弯曲的钢板，但未施加端部弯曲的情况也相同。
[0033]