[发明专利]方形钢管的制造方法及圆形钢管的制造方法

说明书

本发明是关于在制造例如用作建筑柱材的正方体或长方体等大口径方钢管时所采用的方形钢管制造方法，及在制造同样用途的大口径圆钢管时所采用的圆形钢管制造方法。

在以往，用作建筑柱材等的大口径方钢管是用例如日本特公昭58-13245号公报中所见的制造方法制得的。即，在这种以往的方法中，是把一张厚壁钢板沿长度方向进行输送并在其两侧加工出坡口，用压力机弯曲相当于方形钢管四角的部分而使之成为近似的方形钢管，再使其通过多个系列的成形轧辊逐渐成为方形钢管的形状，将坡口对接面依次进行定位焊，通过自动焊接将其坡口部分的里外面焊好后，进行整直而得到大口径方钢管的。

用上述冷轧成形制造的大口径方形钢管，从例如图5的里面侧硬度分布曲线图与图6的外面侧硬度分布曲线图可知，其角部及焊缝的硬度远大于平板部(母材)的硬度值，因此，就会导致角部及焊缝部的屈服强度变大，延展性变低，而且在进行二次焊接等时有发生裂纹的危险，故需特殊的管理，又由于机械性质的不均匀而产生残余应力，故也不易进行切削加工等。

此外，作为以往的大口径方形钢管，从图7所示的拉伸应力-拉伸应变的曲线比较图中可见，其中角部、焊缝部及平板部虽未全部显露屈服点，但在经常发生局部应力分布的结构物中，最大屈服比超过80％时，就有使结构物的局部拉伸能力下降的危险。

进而在以往的大口径方钢管中，特别在其角部与焊缝部产生了接近屈服点的拉、压残余应力，使其压曲强度降低。从而，在进行焊接、切断加工或熔融镀锌处理等时，就会有产生随着这些残余应力的释放而发生裂纹或不能控制变形的危险。

于是，在采用以往的大口径方钢管时，例如从图8的转化曲线图可见，特别在角部，由于因弯曲加工而残留有较大的局部塑性变形，该部位显著地脆化，转化温度远远超过常温，在低温领域中会导致脆性破坏。

本发明的目的是提供一种使整个截面均质地软化，有良好拉伸性能，几乎不存在残余应力而且有足够韧性的方形钢管的制造方法及圆形钢管的制造方法。

本发明的目的还在于提供一种方形钢管制造方法，它以热成形方式成形，能减少加压成形次数，不需要端部弯曲加工机，且有良好的成品率，其角部曲率半径(R)不会被硬挤成规定值。

进而，本发明的目的还在于提供一种把坯管热成形，以获得良好成品率的方形钢管的制造方法。

为了达到上述目的，本发明的方形钢管制造方法的特征是，使用与最终产品尺寸相称的规定直径、板厚、长度的圆形坯管，在加热炉中将其加热，再用圆形钢管成形轧机对加热后的坯管进行拉深状热成形，形成精制坯管，然后在方形钢管成形轧机中将精制坯管热成形为方形钢管，再使此方形钢管在冷却台上冷却。

采用上述的本发明的结构，在圆形钢管成形轧机上热成形，就能做出完成最后的方形钢管规定尺寸所要的直径的精制坯管，再把精制坯管在方形钢管成形轧机上热成形为方形钢管，这样地进行热成形就能得到在整个断面上均质地软化，有很好的拉伸性，几乎不存在残余应力从而得到高压曲强度，就能制造出二次焊接性优异、且有足够韧性的方形钢管，从而可提供特别适于用作建筑用柱材的方形钢管。

在本发明的第1最佳实施例中，其特征是，把平板坯料加压成形后进行焊接而形成多角形中空钢管，放在加热炉中加热，用方形钢管成形轧机热成形为方形钢管。

在此第1实施例中，用压力成形机成形的次数(压轧次数)为至少能得到多角中空管，这种成形能迅速(短时间)而经济地实现，还可以不使用端部弯曲加工机，使设备费用降低，同时由于不需要端部弯曲工序能使生产线结构简单、省事。

本发明的第2最佳实施例中，形成其宽度尺寸比最终产品尺寸更宽的多角中空钢管，并把在加热炉中加热后的多角中空钢管用方形钢管成形轧机一边进行拉深一边进行热成形。

在此第2实施例中，通过在方形钢管成形轧机中同时进行拉深与热成形，能制造出从前端到后端充分成形为规定尺寸的方形钢管，并能在后面工序中无需切去前端部与后端部，或只要切去较短的尺寸就可以了，而且有很好的成品率。

在本发明的第3个最佳实施例中，形成比最终产品尺寸的宽度更宽、角部曲率半径更大的多角中空钢管，并将在加热炉中加热后的多角中空钢管，用方形钢管成形轧机对其宽度尺寸及角部曲率半径同时进行拉深与热成形而成。