卷板中空滾筒的制造方法、卷板中空滾筒及鋼板制造工藝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及卷板中空滾筒的制造方法、卷板中空滾筒及鋼板制造工藝裝置，能夠在鋼板制造工藝的鋼板搬送工序中以更高地維持鋼板表面品質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行搬送，并且能夠削減該中空滾筒的制造成本。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼板制造工藝中，為了搬送鋼板而使用了大量的搬送滾筒。
[0003]其中對(duì)于直徑相對(duì)較大的滾筒，以成本削減為目的，較多地適用了中空滾筒而非實(shí)心滾筒，其中，中空滾筒將板彎曲并焊接而形成圓筒形狀。
[0004]伴隨著對(duì)鋼板表面品質(zhì)的高度化需求，在制造工序中必須以更高地維持鋼板表面品質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行搬送。
[0005]以前，由于來自搬送的鋼板的持續(xù)壓力或摩擦等載荷而導(dǎo)致滾筒表面形狀發(fā)生變化，存在表面處理層產(chǎn)生龜裂或剝落的情況，從而該形狀被轉(zhuǎn)印到鋼板上而導(dǎo)致搬送的鋼板的表面品質(zhì)降低。因此，需要提高中空滾筒的表面硬度來減輕表面形狀的變化。
[0006]因此，采取了以下等對(duì)策:使用例如碳當(dāng)量為0.45 %以上等的較硬的高碳鋼，而且還通過施加淬火等熱處理來提高表面硬度。
[0007]但是，在對(duì)這樣的高碳鋼的滾筒母材在卷板加工的基礎(chǔ)上使用焊接材料對(duì)端面進(jìn)行焊接而形成中空滾筒的情況下，由于存在因該焊接而導(dǎo)致受到熱影響的部分產(chǎn)生裂紋等缺陷的可能性，所以需要進(jìn)行預(yù)熱處理或后熱處理等。
[0008]由此，一般地，出于防止焊接裂紋的目的，并為了抑制淬火硬化性，焊接材料為加入有低合金成分和脫氧成分的成分。因此，使用了焊接材料的焊接部的硬度存在比滾筒母材低的傾向，在制造搬送用滾筒所需要的粗糙度賦予工藝中，難以均勻地賦予滾筒表面粗糙度。
[0009]例如，若使用焊接材料，則在基于噴丸機(jī)進(jìn)行的表面粗糙度賦予工序中，噴丸較深地陷入到焊接線部中，產(chǎn)生了較大的粗糙度。該焊接線部的較為粗糙的滾筒表面粗糙度可能轉(zhuǎn)印到鋼板上。尤其是，在實(shí)施了鍍鋅等的高級(jí)表面處理鋼板中，該轉(zhuǎn)印明顯地表現(xiàn)出來，也成為了產(chǎn)品不合格的原因。
[0010]而且，為了避免該焊接線的轉(zhuǎn)印，存在將鋼板的張力設(shè)定得較低的傾向，因此還成為了鋼板蛇形或滑移的原因。也就是說，無法充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力，產(chǎn)生了成品率降低的問題。
[0011]因此，以往，提供一種用于謀求卷板中空滾筒的表面硬度均勻化的制造方法，例如，專利文獻(xiàn)I至3公開了該方法。
[0012]在專利文獻(xiàn)I所記載的方法中，不使用焊接材料，而是通過電子束等對(duì)滾筒母材自身進(jìn)行熔融接合來制作滾筒。
[0013]另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的方法中，通過液相擴(kuò)散接合法使?jié)L筒母材端面接合來制作滾筒。
[0014]另外，在專利文獻(xiàn)3所記載的方法中，使用焊接材料，在滾筒母材端面的接合后，將滾筒母材與焊接材料的邊界線部分全部切削為槽狀，然后，對(duì)該切削出的槽再次填埋。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0016]專利文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)1:日本特開平3-169412號(hào)公報(bào)
[0018]專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-300084號(hào)公報(bào)
[0019]專利文獻(xiàn)3:日本特開2003-145207號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]在上述專利文獻(xiàn)I所記載的方法中，需要在焊接后將扁平形狀部重新矯正成正圓，需要額外的時(shí)間和成本。
[0021]另外，為了進(jìn)行電子束焊接，需要在大規(guī)模的超高真空設(shè)備中進(jìn)行作業(yè)，存在高成本且作業(yè)性也較差的問題。
[0022]而且，雖然想在形成使板的兩端部附近不彎曲而殘留有平坦部分的扁平形狀的狀態(tài)下使接合端面平行地對(duì)接，但是，存在以下問題:即使基于激光束進(jìn)行焊接，在這樣得到的端面位置的形成狀態(tài)下難以針對(duì)垂直度、直線度和端面彼此的平行度來確保焊接面的高精度的對(duì)接狀態(tài)。另外，需要解決上述的重新矯正成正圓的問題。
[0023]而且，假設(shè)在金屬板的卷板加工前進(jìn)行金屬端面的機(jī)械加工的情況下，也會(huì)由于卷板加工時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變而導(dǎo)致金屬板的對(duì)接部的對(duì)接精度降低，激光焊接所需要的對(duì)接精度的確保變得非常困難，基于激光焊接而進(jìn)行的焊接變得困難。
[0024]另外，專利文獻(xiàn)2所記載的方法通過在對(duì)接端面之間夾設(shè)嵌入材料來進(jìn)行液相擴(kuò)散接合。但是，該接合方法難以控制缺陷，且為了防止氧化物等夾雜物的形成而需要高難度地應(yīng)對(duì)接合氣氛的控制和被接合面的清潔化等。而且，嵌入材料與滾筒母材的組織的均勻化不容易實(shí)現(xiàn)，在接合后的材料組織中殘留有不連續(xù)性。
[0025]而且，專利文獻(xiàn)3所記載的方法使用焊接材料來進(jìn)行接合，將在滾筒母材與焊接材料的邊界線上產(chǎn)生的初析鐵素體等析出物削入成槽狀，并通過低熱輸入焊接以焊接金屬進(jìn)行回填。但是，在該方法中，在接合作業(yè)后還需要磨削作業(yè)及重埋作業(yè)等工序，存在制造中需要時(shí)間、高成本的缺點(diǎn)。
[0026]本發(fā)明用于解決上述技術(shù)課題，其目的在于提供一種卷板中空滾筒的制造方法、卷板中空滾筒及鋼板制造工藝裝置，該制造方法用于高效且低成本地制造卷板中空滾筒，該卷板中空滾筒在充分發(fā)揮了設(shè)備的生產(chǎn)能力的狀態(tài)下，消除了滾筒表面形狀向搬送的鋼板的轉(zhuǎn)印，能夠進(jìn)行高表面品質(zhì)的鋼板的搬送。
[0027]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第I發(fā)明為一種卷板中空滾筒的制造方法，其特征在于，在實(shí)施了將矩形的金屬板彎曲成圓筒狀的卷板加工之后，使彎曲成上述圓筒狀的金屬板的兩端部的端面成為對(duì)接狀態(tài)；在該狀態(tài)下，對(duì)上述對(duì)接的兩端部的端面實(shí)施機(jī)械加工而使上述端面變得平滑；然后，從外周側(cè)對(duì)彎曲成上述圓筒狀的金屬板施加推壓力，成為使上述兩端部的端面間的間隙縮窄的狀態(tài)；在該狀態(tài)下，不在上述兩端部的端面間夾設(shè)焊接材料地通過激光束對(duì)上述金屬板的上述兩端部進(jìn)行焊接，從而使彎曲成上述圓筒狀的金屬板形成圓筒形狀。
[0028]另外，第2發(fā)明的特征在于，在對(duì)上述對(duì)接的兩端部的端面實(shí)施機(jī)械加工的工序中，上述兩端部的端面之間形成有端面整面平行的間隔。
[0029]另外，第3發(fā)明的特征在于，在對(duì)上述對(duì)接的兩端部的端面實(shí)施機(jī)械加工的工序中，以在成為使形成于上述兩端部的端面間的間隙縮窄的狀態(tài)時(shí)，上述兩端部的端面整面平行的方式，使上述對(duì)接的兩端部的端面形成為外周側(cè)開放的錐形。
[0030]另外，第4發(fā)明為，在第I?第3發(fā)明中的任一發(fā)明中，使用臂型機(jī)器人來進(jìn)行基于上述激光束的焊接。
[0031]另外，第5發(fā)明為，在從外周側(cè)對(duì)彎曲成圓筒狀的金屬板施加推壓力而成為使上述兩端部的端面間的間隙縮窄的狀態(tài)的工序中，使用具有推壓機(jī)構(gòu)的固定夾具從外周側(cè)對(duì)彎曲成上述圓筒狀的金屬板進(jìn)行推壓，從而成為使上述兩端部的端面間的間隙縮窄的狀
??τ O
[0032]此外，第6發(fā)明是利用第I?第5的發(fā)明中的任一項(xiàng)而制成的卷板中空滾筒。
[0033]此外，第7發(fā)明是使用了利用第I?第5發(fā)明中的任一項(xiàng)而制成的卷板中空滾筒的鋼板制造工藝裝置。
[0034]發(fā)明效果
[0035]根據(jù)本發(fā)明的第I發(fā)明，通過在卷板加工后對(duì)其兩端面進(jìn)行機(jī)械加工，避免了現(xiàn)有方法那樣的正圓矯正工序，并能夠在焊接端面的對(duì)接時(shí)以極高精度進(jìn)行對(duì)接。由此，能夠通過高精度的激光焊接來實(shí)現(xiàn)在以往困難的、不需要作為硬度差的原因的焊接材料的、滾筒母材之間的直接焊接。
[0036]因此，不需要上述現(xiàn)有技術(shù)那樣的、由于表面硬度差的影響而需要的對(duì)焊接部分的切削工序和對(duì)該部分的重埋工序等，而且能夠不夾設(shè)焊接材料地通過作為低熱輸入焊接(高能密度焊接)的激光焊接來實(shí)現(xiàn)高精度的接合，由此，能夠高效且低成本地制造卷板中空滾筒，該卷板中空滾筒不會(huì)產(chǎn)生由于夾設(shè)有焊接材料的焊接線的存在而導(dǎo)致的粗糙度不均勻部分，消除了滾筒表面形狀向鋼板的轉(zhuǎn)印，能夠在充分發(fā)揮了設(shè)備的生產(chǎn)能力的狀態(tài)下，以較高地維持鋼板的表面品質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行搬送。
[0037]另外，根據(jù)本發(fā)明的第2發(fā)明，得到與上述第I發(fā)明相同的效果。
[0