KR20170078454A - Production Method of Variable-Thickness Tube - Google Patents
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Abstract
가변 두께 튜브의 제작 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변 두께 튜브의 제작 방법은 정두께의 판재를 상부 압연롤과 하부 압연롤 사이로 공급하여 설계 데이터에 따라 설정 구간별로 두께가 다른 판재로 압연 성형하는 프로파일 압연단계: 상기 프로파일 압연단계로부터 압연 성형된 구간별 두께가 다른 판재를 다단의 조관 롤 포밍유닛을 통하여 조관 성형하는 조관 롤 포밍단계; 상기 조관 롤 포밍단계로부터 조관 성형된 조관재의 상호 연결되는 폭방향 양단의 에지부를 길이방향을 따라 용접하여 상호 접합하는 에지부 용접단계; 상기 에지부 용접단계로부터 에지부 용접이 완료된 관재의 길이방향 양 단부의 일정구간을 스웨이징 머신을 통하여 축관 단조 성형하여 길이방향 양 단부의 일정구간의 외경을 축소하는 축관 단조단계를 포함하여 부분적으로 두께가 다른 튜브를 제작한다.A method of making a variable-thickness tube is disclosed. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a variable-thickness tube, comprising the steps of: supplying a plate material having a predetermined thickness between an upper rolling roll and a lower rolling roll and rolling- A gauge roll forming step of forming a plate material having a different thickness for each section rolled from the profile rolling step through a multi-stage gauge roll forming unit; An edge welding step of welding the edge portions at both ends in the transverse direction of the rough pipe formed from the tubular roll forming step to each other along the longitudinal direction; And an axial tube forging step of forming a certain section of both ends in the longitudinal direction of the pipe having been welded at the edge part from the edge welding step through a swaging machine for axially forging to reduce an outer diameter of a predetermined section of both longitudinal ends, Produce tubes with different thicknesses.
Description
본 발명은 가변 두께 튜브의 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정두께의 판재를 이용하여 부분적으로 두께가 다른 하나의 튜브를 원주방향 용접부 없이 연속적인 성형공정을 통하여 제작하는 가변 두께 튜브의 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a variable-thickness tube, and more particularly, to a method of manufacturing a variable-thickness tube in which a tube having a predetermined thickness is partially formed by a continuous molding process without circumferential welding ≪ / RTI >
일반적으로 건축 혹은 산업분야에서 주로 사용되는 튜브는 강판을 다양한 조관방법을 통하여 조관 성형한 후, 양단의 에지부를 서로 맞대어 전기저항용접 혹은 레이저 용접함으로써 제작된다.Generally, tubes used mainly in construction or industry are produced by subjecting a steel sheet to a tube forming process through various tube forming methods, and then, the edges of the both ends are brought into contact with each other to perform electric resistance welding or laser welding.
이와 같이, 튜브의 제작을 위하여 강판을 조관하는 방법에는 상하로 2개의 롤러형 금형에 튜브모양의 홈을 형성하고, 먼저 하부 롤러형 금형에서 강판을 "U"자 형상으로 성형 한 후, 상부 롤러형 금형을 이용하여 원형튜브로 성형하는 U-O 포밍법, 여러 개의 다단롤을 통하여 강판을 점차적으로 성형하여 원하는 튜브를 제작하는 다단 롤 포밍법, 좌,우측 하부롤 상에 강판을 로딩하여 그 중간에 최대 굽힘 모멘트까지 상부롤을 통하여 집중하중을 가한 상태로 상기 강판을 일정반경으로 라운드 변형시키는 3단 롤 벤딩법 등으로 나눌 수 있다.As described above, in the method of manufacturing the steel sheet for manufacturing the tube, a tube-shaped groove is formed in the upper and lower roller-like molds, and the steel sheet is first formed into a U- A UO forming method of forming a circular tube using a die, a multi-step roll forming method of gradually forming a steel sheet through a plurality of multi-step rolls to produce a desired tube, a method of loading a steel sheet on the left and right lower rolls, And a three-step roll bending method in which the steel plate is round-deformed to a certain radius while a concentrated load is applied through the upper roll to a maximum bending moment.
그런데, 이러한 강판의 조관방법으로는 부분적으로 두께가 다른 하나의 튜브를 제작할 수 없다.However, it is not possible to manufacture one tube partly different in thickness by such a method of making a steel sheet.
도 1은 종래 기술에 따른 제작 방법에 의해 제작된 가변 두께 튜브의 단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a cross-sectional view of a variable-thickness tube fabricated by a fabrication method according to the prior art.
즉, 도 1을 참조하면, 중앙부에 비하여 양 단부의 두께가 두꺼운 가변 두께 튜브(100)의 제작을 위해서는 각 구간별로 중공관(101) 또는 중실관(103)을 필요한 길이만큼 두께별로 절단하여 상호 마찰 용접 등에 의해 접합하여 제작하여 왔다.That is, referring to FIG. 1, in order to manufacture the variable-
그러나 이와 같은 종래의 제작방법으로 가변 두께 튜브(100)를 제작하게 되면, 두께가 다른 부분에서 상호 접합하기 위해 원주방향으로 마찰용접에 의한 용접부(W)를 형성하여야 하며, 이러한 마찰용접에 의한 용접부(W)는 마찰열에 의한 열영향부에서 접합강도(bond strength)가 떨어지고, 무엇보다 휨 방향에 대한 피로강도(fatigue strength)가 저하되어 파단이 쉬운 문제점이 있다. However, when the variable-
또한, 길이방향 양 단부에 중실관(103)을 적용함에 따라 경량화 측면에서 불리한 단점이 있다. Further, since the
본 발명의 실시 예는 일정두께의 판재를 프로파일 압연을 통하여 구간별로 두께가 다른 판재로 성형하여 다단의 조관 롤 포밍을 통하여 조관 성형한 후, 길이방향 용접 및 구간별 축관 성형을 통하여 부분적으로 두께가 다른 하나의 튜브를 원주방향 용접부 없이 연속적인 성형공정을 통하여 제작하는 가변 두께 튜브의 제작 방법을 제공하고자 한다.In the embodiment of the present invention, the plate material of a certain thickness is formed by plate rolling with different thicknesses in each section through profile rolling, followed by tube forming through multi-step tube forming, followed by longitudinal welding and part- And a method of manufacturing a variable-thickness tube in which another tube is manufactured through a continuous molding process without circumferential welds.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 일정두께의 판재를 상부 압연롤과 하부 압연롤 사이로 공급하여 설계 데이터에 따라 설정 구간별로 두께가 다른 판재로 압연 성형하는 프로파일 압연단계: 상기 프로파일 압연단계로부터 압연 성형된 구간별 두께가 다른 판재를 다단의 조관 롤 포밍유닛을 통하여 조관 성형하는 조관 롤 포밍단계; 상기 조관 롤 포밍단계로부터 조관 성형된 조관재의 상호 연결되는 폭방향 양단의 에지부를 길이방향을 따라 용접하여 상호 접합하는 에지부 용접단계; 상기 에지부 용접단계로부터 에지부 용접이 완료된 관재의 길이방향 양 단부의 일정구간을 스웨이징 머신을 통하여 축관 단조 성형하여 길이방향 양 단부의 일정구간의 외경을 축소하는 축관 단조단계를 포함하여 부분적으로 두께가 다른 튜브를 제작하는 가변 두께 튜브의 제작 방법이 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a profile rolling process is performed in which a plate having a predetermined thickness is supplied between an upper rolling roll and a lower rolling roll, and rolling-formed into plates having different thicknesses according to design data, A gauge roll forming step of forming a plate material having a different thickness for each formed section through a multi-stage gouache roll forming unit; An edge welding step of welding the edge portions at both ends in the transverse direction of the rough pipe formed from the tubular roll forming step to each other along the longitudinal direction; And an axial tube forging step of forming a certain section of both ends in the longitudinal direction of the pipe having been welded at the edge part from the edge welding step through a swaging machine for axially forging to reduce an outer diameter of a predetermined section of both longitudinal ends, A method of manufacturing a variable-thickness tube for manufacturing a tube having a different thickness can be provided.
또한, 상기 프로파일 압연단계에서, 상기 구간별로 두께가 다른 판재는 두께가 가변되는 구간이 경사면으로 연결될 수 있다. In addition, in the profile rolling step, the sections of varying thickness may be connected to the sections of varying thickness by slopes.
또한, 상기 조관 롤 포밍 단계에서, 조관 성형된 조관재는 전구간의 외경이 동일하게 성형될 수 있다.Further, in the tubular roll forming step, the tubular tubular material formed by tubular forming can be formed so that the outer diameters of the entire tubular sections are the same.
또한, 상기 에지부 용접단계에서, 용접은 연속 레이저 용접 또는 연속 아크 용접으로 이루어질 수 있다.Further, in the edge welding step, the welding may be performed by continuous laser welding or continuous arc welding.
또한, 상기 축관 단조단계에서, 축관 단조 성형은 상기 프로파일 압연단계에서 상대적으로 두께가 두꺼운 구간에 진행될 수 있다.Also, in the axial forging step, the axial forging may proceed in a relatively thick section in the profile rolling step.
본 발명의 실시 예는 일정두께의 판재를 프로파일 압연을 통하여 구간별로 두께가 다른 판재로 성형하여 다단의 조관 롤 포밍을 통하여 조관 성형한 후, 길이방향 용접 및 구간별 축관 성형을 통하여 부분적으로 두께가 다른 하나의 튜브를 원주방향 용접부 없이 연속적인 성형공정을 통하여 제작할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the plate material of a certain thickness is formed by plate rolling with different thicknesses in each section through profile rolling, followed by tube forming through multi-step tube forming, followed by longitudinal welding and part- The other tube can be manufactured through a continuous molding process without circumferential welds.
또한, 가변 두께 튜브에 원주방향 용접부가 형성되지 않으며. 휨 방향에 대한 피로강도가 향상되는 이점이 있다. Also, circumferential welds are not formed in the variable thickness tube. There is an advantage that the fatigue strength with respect to the bending direction is improved.
또한, 기본적으로 하나의 판재를 압연하여 가변 두께를 형성함으로 종래와 같이 중공관과 중실관을 사용하여 마찰용접에 의한 제작되는 가변 두께 튜브에 비하여 경량화가 가능한 이점이 있다. In addition, since one plate is basically rolled to form a variable thickness, there is an advantage that it can be made lighter than a variable-thickness tube manufactured by friction welding using a hollow tube and a solid tube as in the conventional art.
도 1은 종래 기술에 따른 제작 방법에 의해 제작된 가변 두께 튜브의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가변 두께 튜브의 제작 방법에 따른 공정 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가변 두께 튜브의 제작 방법에 따른 단계별 공정도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제작 방법에 의해 제작된 가변 두께 튜브의 단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a cross-sectional view of a variable-thickness tube fabricated by a fabrication method according to the prior art.
2 is a process block diagram of a method of manufacturing a variable-thickness tube according to an embodiment of the present invention.
3 is a step-by-step process diagram of a method for manufacturing a variable-thickness tube according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a variable-thickness tube fabricated by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. .
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Further, in order to clearly illustrate the embodiments of the present invention, portions not related to the description are omitted.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가변 두께 튜브의 제작 방법에 따른 공정 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가변 두께 튜브의 제작 방법에 따른 단계별 공정도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제작 방법에 의해 제작된 가변 두께 튜브의 단면도이다. FIG. 2 is a process block diagram of a method of manufacturing a variable-thickness tube according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a step-by-step process chart according to a method of manufacturing a variable-thickness tube according to an embodiment of the present invention, Sectional view of a variable-thickness tube manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가변 두께 튜브의 제작 방법은 프로파일 압연단계(S1), 조관 롤 포밍단계(S2), 에지부 용접단계(S3), 및 축관 단조단계(S4)를 포함하여 부분적으로 두께가 다른 가변 두께 튜브를 제작한다. 2 and 3, a method of manufacturing a variable-thickness tube according to an exemplary embodiment of the present invention includes a profile rolling step S1, a tube making roll forming step S2, an edge welding step S3, (S4) and a variable thickness tube having a partially different thickness is manufactured.
먼저, 상기 프로파일 압연단계(S1)는 일정두께의 판재(1)를 상부 압연롤(R1)과 하부 압연롤(R2) 사이로 공급하여 설계 데이터에 따라 설정 구간별로 두께가 다른 판재(3)로 압연 성형하는 과정으로 이루어진다. The profile rolling step S1 is a step of supplying the
즉, 상기 상부 압연롤(R1)과 하부 압연롤(R2)은 회전 구동 외에, 상부 압연롤(R1)이 하부 압연롤(R2)에 구름 지지되는 일정두께의 판재(1)에 대하여 가압력을 작용하여 두께가 상대적으로 얇은 구간을 압연 성형하게 된다.That is, the upper rolling roll R1 and the lower rolling roll R2 are driven by a pressing force against the
이러한 프로파일 압연단계(S1)에서, 상기 구간별로 두께가 다르게 압연된 판재(3)는 두께가 가변되는 구간(W1)이 경사면(F)으로 연결되도록 압연된다. In this profile rolling step S1, the
그리고 상기 조관 롤 포밍단계(S2)는 상기 프로파일 압연단계(S1)로부터 압연 성형된 구간별 두께가 다른 판재(3)를 다단의 조관 롤 포밍유닛(RFU)을 통하여 조관 성형하여 조관재(5)를 형성한다.The gauging roll forming step S2 is a step of forming a
이러한 조관 롤 포밍 단계(S2)에서, 조관 성형된 조관재(5)는 전구간의 외경이 동일하게 조관 성형되며, 내경은 구간별로 다르게 형성되어 구간별 두께가 다르게 조관 성형된다. In the tubular roll forming step S2, the tubular
즉, 본 발명의 실시 예에서는 조관재(5)의 길이방향 양 단부의 일정 구간의 내경(d1)이 작고, 이외의 중앙부의 내경(d2)은 비교적 크게 형성되어 구간별로 두께가 다른 조관재(5)를 성형한다. That is, in the embodiment of the present invention, the inner diameter d1 of a certain section of both ends in the longitudinal direction of the
그리고 상기 에지부 용접단계(S3)는 상기 조관 롤 포밍단계(S2)로부터 조관 성형된 조관재(5)의 상호 연결되는 폭방향 양단의 에지부(EP)를 길이방향을 따라 용접기(10)를 통하여 연속 용접에 의해 상호 접합하여 용접부(W)를 갖는 관재(7)를 형성한다. In the edge welding step S3, the edge portions EP at both ends in the width direction of the
이때, 상기 용접부(W)는 연속 레이저 용접 또는 연속 아크 용접에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 에지부(EP)를 길이방향을 따라 연속적으로 신뢰성 있게 용접할 수 있는 용접법이면 적용이 가능하다. The welding portion W may be formed by continuous laser welding or continuous arc welding. However, the present invention is not limited thereto, and it is applicable to a welding method in which the edge portion EP can be continuously and reliably welded along the longitudinal direction This is possible.
그리고 축관 단조단계(S4)는 상기 에지부 용접단계(S3)로부터 에지부(EP)의 용접이 완료된 관재(7)의 길이방향 양 단부의 일정구간을 스웨이징 머신(20)을 통하여 축관 단조 성형하여 길이방향 양 단부의 일정구간의 외경(D1)을 축소하여 제작하고자 하는 가변 두께 튜브(9)를 생산한다. In the axial forging step S4, a certain section of both ends in the longitudinal direction of the
도 4를 참조하면, 이러한 축관 단조단계(S4)에서, 축관 단조 성형은 상기 프로파일 압연단계(S1)에서 상대적으로 두께가 두꺼운 구간에만 진행되어 길이방향 양 단부의 일정 구간의 외경(D1)이 작고, 이외의 중앙부의 외경(D2)은 비교적 크게 형성되어 최종 성형이 완료된 가변 두께 튜브(9)를 생산한다. Referring to FIG. 4, in this axial tube forging step S4, the axial tube forging is performed only in a relatively thick section in the profile rolling step S1 so that the outer diameter D1 of a certain section of both longitudinal ends is small And the outer diameter D2 of the central portion other than the central portion are formed relatively large to produce the
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 가변 두께 튜브의 제작 방법에 의하면, 일정두께의 판재(1)를 프로파일 압연을 통하여 구간별로 두께가 다른 판재(3)로 성형하여 다단의 조관 롤 포밍을 통하여 조관 성형하여 조관재(5)를 형성한 후, 길이방향을 따라 에지부(EP)의 용접을 통해 관재(7)를 형성하고, 다시 구간별로 축관 성형을 통하여 부분적으로 두께가 다른 하나의 가변 두께 튜브(9)를 생산하게 된다. Therefore, according to the manufacturing method of the variable-thickness tube according to the embodiment of the present invention, the
이때, 본 발명의 실시에에 따른 제작방법에 의해 생산된 상기 가변 두께 튜브(9)는 에지부(EP)의 용접으로 길이방향을 따라서는 용접부(W)가 형성되나, 중공관과 중실관을 이용하는 종래의 가변 두께 튜브와 같이 원주방향으로는 용접부가 형성되지 않으며, 연속적인 성형공정을 통하여 제작할 수 있다. At this time, the
또한, 가변 두께 튜브(9)에 원주방향의 용접부가 형성되지 않음에 따라 휨 방향에 대한 피로강도가 향상된다. Further, since the circumferential welds are not formed in the variable-
또한, 기본적으로 하나의 판재(1)를 압연하여 가변 두께를 형성함으로 종래와 같이 중공관과 중실관을 사용하여 마찰용접에 의한 제작되는 가변 두께 튜브에 비하여 경량화가 가능하다. In addition, since one
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
1: 일정두께의 판재
3: 두께가 다르게 압연된 판재
5: 조관재
7: 관재
9: 가변 두께 튜브
10: 용접기
20: 스웨이징 머신
R1: 상부 압연롤
R2: 하부 압연롤
RFU: 조관 롤 포밍 유닛
EP: 에지부
W: 용접부1: plate of constant thickness
3: Plates rolled differently in thickness
5: Preparation
7:
9: Variable thickness tube
10: Welding machine
20: Swaging machine
R1: Upper rolling roll
R2: Lower rolling roll
RFU: Tube Roll Forming Unit
EP: Edge section
W: Weld
Claims (5)
상기 프로파일 압연단계로부터 압연 성형된 구간별 두께가 다른 판재를 다단의 조관 롤 포밍유닛을 통하여 조관 성형하는 조관 롤 포밍단계;
상기 조관 롤 포밍단계로부터 조관 성형된 조관재의 상호 연결되는 폭방향 양단의 에지부를 길이방향을 따라 용접하여 상호 접합하는 에지부 용접단계;
상기 에지부 용접단계로부터 에지부 용접이 완료된 관재의 길이방향 양 단부의 일정구간을 스웨이징 머신을 통하여 축관 단조 성형하여 길이방향 양 단부의 일정구간의 외경을 축소하는 축관 단조단계;
를 포함하여 부분적으로 두께가 다른 튜브를 제작하는 가변 두께 튜브의 제작 방법.A step of supplying a plate material of a predetermined thickness between the upper rolling roll and the lower rolling roll and rolling the same into a plate having different thicknesses according to design data,
A gauge roll forming step of forming a plate material having a different thickness for each section rolled and formed from the profile rolling step through a multi-stage gauge roll forming unit;
An edge welding step of welding the edge portions at both ends in the transverse direction of the rough pipe formed from the tubular roll forming step to each other along the longitudinal direction;
An axial tube forging step for forming a certain section of both ends in the longitudinal direction of the pipe material welded to the edge part from the edge welding step through an axial tapering machine through a swaging machine to reduce the outer diameter of a certain section of both ends in the longitudinal direction;
Wherein the tube is partially made of a different thickness.
상기 프로파일 압연단계에서, 상기 구간별로 두께가 다른 판재는 두께가 가변되는 구간이 경사면으로 연결되는 가변 두께 튜브의 제작 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of varying the thickness of the plate material having a different thickness for each section is connected to the inclined plane at the profile rolling step.
상기 조관 롤 포밍 단계에서, 조관 성형된 조관재는 전구간의 외경이 동일하게 성형되는 가변 두께 튜브의 제작 방법.The method according to claim 1,
Wherein in the tubular roll forming step, the tubular tubular material is formed so that the outer diameters of all the tubular tubular members are uniform.
상기 에지부 용접단계에서, 용접은 연속 레이저 용접 또는 연속 아크 용접으로 이루어지는 가변 두께 튜브의 제작 방법.The method according to claim 1,
Wherein in the edge welding step, the welding is performed by continuous laser welding or continuous arc welding.
상기 축관 단조단계에서, 축관 단조 성형은 상기 프로파일 압연단계에서 상대적으로 두께가 두꺼운 구간에 진행되는 가변 두께 튜브의 제작 방법.The method according to claim 1,
Wherein in the axial forging step, the axial tube forging progresses in a relatively thick section in the profile rolling step.
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| KR1020150188982A KR20170078454A (en) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Production Method of Variable-Thickness Tube |
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