KR101150588B1 - High pressure hydroformed multi-layer tube and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부강관에 상대적으로 직경이 작은 내부강관을 삽입한 상태에서, 내부강관에 유체를 공급하여 내부강관을 확관시켜, 내부강관과 외부강관이 결합된 다중복합강관을 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 외부강관에 배출공을 형성하여, 상기 내부강관의 확관시에 상기 내부강관과 상기 외부강관 사이의 공기와 이물질이 상기 배출공으로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 다중복합강관 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a multi-composite steel pipe combined with the inner steel pipe and the outer steel pipe by supplying a fluid to the inner steel pipe in the state of inserting the inner steel pipe having a relatively small diameter to the outer steel pipe to expand the inner steel pipe. And, by forming a discharge hole in the outer steel pipe, when the expansion of the inner steel pipe provides a multi-composite steel pipe manufacturing method characterized in that the air and foreign matter between the inner steel pipe and the outer steel pipe to be discharged to the discharge hole. do.

본 발명은 외부강관에 배출공을 형성하여 내부강관과 외부강관 사이의 공기와 불순물이 원활화게 배출될 수 있도록 함으로써 불량률을 감소시키고 품질을 향상시키는 효과를 가져온다.The present invention forms an outlet hole in the outer steel pipe to smoothly discharge the air and impurities between the inner steel pipe and the outer steel pipe, thereby reducing the defective rate and improving the quality.

내부강관, 외부강관, 다중복합강관, 표면거칠기 Inner steel pipe, outer steel pipe, multiple composite steel pipe, surface roughness

Description

하이드로포밍을 이용한 다중복합강관 및 그 제조방법{HIGH PRESSURE HYDROFORMED MULTI-LAYER TUBE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Multi-composite steel pipe using hydroforming and its manufacturing method {HIGH PRESSURE HYDROFORMED MULTI-LAYER TUBE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 하이드로포밍을 이용한 다중복합강관 및 그 제조방법에 의해 제조된 다중복합강관에 관한 것으로, 내부강관을 외부강관의 내부에서 유압을 가하여 소성변형이 되도록 팽창시켜 확관하고, 내부강관의 소성 확관에 의하여 외부강관은 탄성 확관 되었다가 압력이 제거되면 외부강관이 탄성 수축 되도록 함으로써, 별도의 접착제 등의 사용 없이 내부강관과 외부강관을 견고하게 결합시키는 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a multi-composite steel pipe using a hydroforming and a multi-composite steel pipe manufactured by a method for manufacturing the same, and expands the inner steel pipe to expand the plastic deformation by applying hydraulic pressure in the inside of the outer steel pipe to expand the plastic deformation, The outer steel pipe is elastically expanded by the elastic steel shrinkage when the pressure is removed, thereby providing a manufacturing method for firmly coupling the inner steel pipe and the outer steel pipe without the use of a separate adhesive.

하이드로포밍(hydro forming)이란 복잡한 부품을 만들 때 여러 형태의 프레스 금형으로 별도로 가공해 용접하지 않고 관의 형태로 만들어진 소재를 원하는 형상을 가진 성형홈(VOID)을 가진 금형 내에 넣고, 관 안으로 물과 같은 유체를 강한 압력으로 밀어 넣어 가공하는 복합성형을 뜻한다. 이러한 공법은 소재 회수율 및 생산성이 높은 강관 가공 기술이다.Hydroforming is the process of making complex parts by pressing different types of press molds and welding them into a mold with a desired groove (VOID). It refers to a complex molding in which the same fluid is pushed into a strong pressure and processed. This process is a steel pipe processing technology with high material recovery and high productivity.

일반적으로 흔히 사용되는 이중/다중 구조의 강관은 접착제 또는 합성 수지를 내부강관과 외부강관 사이에 충전하여 결합을 시키거나 내부 또는 외부 강관에 가열 또는 냉각의 방법을 사용하여 열박음으로 제조한다.Commonly used double / multi-structured steel pipes are manufactured by shrinking adhesive or synthetic resin by filling between inner and outer steel pipes to bond or by heating or cooling the inner or outer steel pipes.

그러나 접착제를 이용하는 복합강관의 경우 주위의 온도 또는 환경에 따라 화학적 변화로 결합 성능을 상실하여 결합력을 떨어 지는 문제점이 있으며,However, in the case of a composite steel pipe using an adhesive, there is a problem in that the bonding strength is decreased by chemical change depending on the ambient temperature or the environment.

열처리에 의하여 결합시키기 위해서는 고가의 열처리 장비가 필요하고, 강관의 길이가 긴 경우 열처리에 의하여 모든 면이 균일하게 접합시킬 수 없는 문제점이 있다.In order to combine by heat treatment, expensive heat treatment equipment is required, and if the length of the steel pipe is long, there is a problem in that all surfaces cannot be uniformly bonded by heat treatment.

본 발명은 외부강관에 상대적으로 직경이 작은 내부강관을 삽입하고, 내부강관을 유압으로 확관시킴으로써 내부강관과 외부강관이 결합된 다중복합강관 제조방법에 있어서, 외부강관에 배출공을 형성하여 내부강관의 확관시에 내부강관과 외부강관 사이의 공기 및 이물질이 상기 배출공으로 원활하게 배출되도록 함으로써 안정적인 품질을 확보할 수 있도록 하는 다중복합강관 제조방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is a method of manufacturing a multi-composite steel pipe combined with an inner steel pipe and an outer steel pipe by inserting an inner steel pipe having a relatively small diameter to the outer steel pipe, and by hydraulically expanding the inner steel pipe, forming an exhaust hole in the outer steel pipe to form an inner steel pipe In order to provide a multi-composite steel pipe manufacturing method to ensure a stable quality by ensuring that the air and foreign matter between the inner steel pipe and the outer steel pipe is smoothly discharged to the discharge hole at the time of expansion.

본 발명은 외부강관에 상대적으로 직경이 작은 내부강관을 삽입한 상태에서, 내부강관에 유체를 공급하여 내부강관을 확관시켜, 내부강관과 외부강관이 결합된 다중복합강관을 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 외부강관에 배출공을 형성하여, 상기 내부강관의 확관시에 상기 내부강관과 상기 외부강관 사이의 공기와 이물질이 상기 배출공으로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 다중복합강관 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a multi-composite steel pipe combined with the inner steel pipe and the outer steel pipe by supplying a fluid to the inner steel pipe in the state of inserting the inner steel pipe having a relatively small diameter to the outer steel pipe to expand the inner steel pipe. And, by forming a discharge hole in the outer steel pipe, when the expansion of the inner steel pipe provides a multi-composite steel pipe manufacturing method characterized in that the air and foreign matter between the inner steel pipe and the outer steel pipe to be discharged to the discharge hole. do.

또한, 본 발명은 상기의 방법으로 제조된 다중 복합 강관을 제공한다.The present invention also provides a multiple composite steel pipe manufactured by the above method.

본 발명은 외부강관에 배출공을 형성하여 내부강관과 외부강관 사이의 공기 와 불순물이 원활화게 배출될 수 있도록 함으로써 불량률을 감소시키고 품질을 향상시키는 효과를 가져온다.The present invention forms an outlet hole in the outer steel pipe to smoothly discharge the air and impurities between the inner steel pipe and the outer steel pipe, thereby reducing the defective rate and improving the quality.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 관재 고압 액압성형을 이용한 다중복합강관 및 그 제조 방법의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a multi-composite steel pipe and a method of manufacturing the same using a pipe high pressure hydraulic molding according to the present invention.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or custom.

그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명에 따른 이중강관의 완제품을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a finished product of a double steel pipe according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이중강관은 내부강관(10)과 외부강관(20)이 별도의 접착제를 이용하거나 용접을 하지 않고 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.As shown, the double steel pipe according to the present invention is characterized in that the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 is mechanically connected without using a separate adhesive or welding.

본 발명은 외부강관(20)에 상대적으로 직경이 작은 내부강관(10)을 삽입한 상태에서, 내부강관에 유체를 공급하여 내부강관을 확관시켜, 내부강관과 외부강관이 결합된 다중복합강관을 제조하기 위한 방법에서, 외부강관(20)에 배출공(도 2의 22)를 형성하여, 내부강관(10)의 팽창시에 상기 내부강관(10)과 상기 외부강관(20) 사이에 존재하는 공기와 이물질 등이 상기 배출공으로 원활하게 배출될 수 있도록 함으로써, 내부강관(10)과 외부강관(20)이 안정적으로 결합될 수 있도록 하는 다중복합강관 제조 방법을 제공한다.The present invention is to supply a fluid to the inner steel pipe in the state in which the inner steel pipe 10 having a relatively small diameter is inserted into the outer steel pipe 20 to expand the inner steel pipe, the multi-composite steel pipe combined with the inner steel pipe and the outer steel pipe In the method for manufacturing, the discharge hole (22 of FIG. 2) is formed in the outer steel pipe 20, which exists between the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 at the time of expansion of the inner steel pipe 10. By allowing air and foreign substances to be smoothly discharged into the discharge hole, there is provided a multi-composite steel pipe manufacturing method that allows the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 to be stably coupled.

상기 배출공은 내부강관(10)의 확관 성형이 완료된 후 용접으로 밀봉하는 것이 바람직하다.The discharge hole is preferably sealed by welding after the expansion pipe forming of the inner steel pipe 10 is completed.

이 때 외부강관(20)의 팽창률을 제어하기 위하여, 외부강관(20)을 소정의 성형홈이 형성된 금형에 안착한 상태에서 내부강관(10)에 유체를 주입하는 것이 바람직하다.At this time, in order to control the expansion rate of the outer steel pipe 20, it is preferable to inject fluid into the inner steel pipe 10 in a state in which the outer steel pipe 20 is seated in a mold having a predetermined molding groove.

본 발명에 따른 이중강관은 내부강관의 외면과 외부강관의 내면이 마찰력으로 결합되는 것으로, 결합력은 외부강관의 수축하는 탄성력으로 인해서 발생하는 내부강관의 외면과 외부강관의 내면 사이의 마찰력이다.Double steel pipe according to the present invention is that the outer surface of the inner steel pipe and the inner surface of the outer steel pipe is coupled to the frictional force, the coupling force is a friction force between the outer surface of the inner steel pipe and the inner surface of the outer steel pipe generated due to the contracting elastic force of the outer steel pipe.

따라서, 결합력을 향상시키기 위하여 내부강관의 외면 또는 외부강관의 내면에 소정의 표면거칠기를 부여하여 결합강도를 향상시킬 수 있다.Therefore, in order to improve the bonding force, a predetermined surface roughness may be given to the outer surface of the inner steel pipe or the inner surface of the outer steel pipe to improve the bonding strength.

후술하는 실험 결과에 의하면, 내부강관의 외면 또는 외부강관의 내면의 표면거칠기는 25~75㎛ 범위인 것이 바람직하다.According to the experimental results described later, the surface roughness of the outer surface of the inner steel pipe or the inner surface of the outer steel pipe is preferably in the range of 25 ~ 75㎛.

도 2는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 이중강관 제조방법을 나타낸 공정순서도이다. 도 3은 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 이중강관 제조방법의 주요 공정에서의 단면을 나타낸 공정도이다.2 is a process flow chart showing a method for manufacturing a double steel pipe using hydroforming according to the present invention. Figure 3 is a process diagram showing a cross section in the main process of the double steel pipe manufacturing method using hydroforming according to the present invention.

본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 다중강관 제조방법은, 외부강관(20)과, 상기 외부강관(20)의 내경의 95~98% 범위의 외경을 가지는 내부강관(10)과, 상기 외부강관(20) 외경의 100.20~100.30% 범위의 직경을 가지는 성형홈을 구비하는 금형(30)을 마련하는 소재 마련 단계(S-11)와, 상기 외부강관(20)에 하나 또는 둘 이상의 배출공(22)을 천공하는 배출공 형성 단계(S-12)와, 상기 내부강관(10)과 외부강관(20)을 축심을 정렬하여 상기 성형홈에 안착시키는 금형 안착 단계(S-13)와, 상기 내부강관(10)에 유체를 주입하여 상기 내부강관(10)과 상기 외부강관(20)을 팽창시켜 상기 내부강관(10)과 상기 외부강관(20)과 상기 금형(30)의 성형홈이 서로 밀착하도록 팽창시키는 유압 성형 단계(S-14)와, 상기 내부강관(10)에 주입된 유체를 제거하여 상기 외부강관(20)이 탄성회복하도록 함으로써 상기 외부강관(20)과 상기 내부강관(10)이 결합되도록 하는 탄성 회복 단계(S-15)를 포함한다.Multi-steel pipe manufacturing method using the hydroforming according to the present invention, the outer steel pipe 20, the inner steel pipe 10 having an outer diameter in the range of 95 ~ 98% of the inner diameter of the outer steel pipe 20, and the outer steel pipe ( 20) Material preparation step (S-11) for providing a mold 30 having a molding groove having a diameter in the range of 100.20 ~ 100.30% of the outer diameter and one or more discharge holes 22 in the outer steel pipe (20) Outlet hole forming step (S-12) to puncture), and the mold seating step (S-13) for aligning the inner core pipe (10) and the outer steel pipe (20) to the forming groove to align the shaft center, and the inside Injecting a fluid into the steel pipe 10 to expand the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 so that the forming grooves of the inner steel pipe 10, the outer steel pipe 20 and the mold 30 is in close contact with each other. Hydraulic forming step (S-14) to expand so as to remove the fluid injected into the inner steel pipe 10 to the elastic recovery of the outer steel pipe 20 By including an elastic recovery phase (S-15) to the outer steel tube 20 and the inner steel tube 10 is to be coupled.

상기 탄성 회복 단계(S-15)의 이후에 외부강관에 형성된 배출공(22)을 용접으로 다시 막아 밀봉하는 것이 바람직하다.After the elastic recovery step (S-15) it is preferable to seal the discharge hole 22 formed in the outer steel pipe again by welding.

이하, 각각의 공정과정에 관하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, each process will be described in detail.

소재 마련 단계(S-11)는 이중강관의 내부강관(10)과 외부강관(20) 그리고, 외부강관(20)의 팽창을 제한하는 금형(30)을 마련하는 단계이다. 내부강관(10)과 외부강관(20)은 동일한 재질로 제조될 수도 있으며, 서로 상이한 재질로 제조될 수도 있다.Material preparation step (S-11) is a step of preparing a mold 30 to limit the expansion of the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20, and the outer steel pipe 20 of the double steel pipe. The inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 may be made of the same material, it may be made of different materials.

본원발명은 내부강관(10)을 외부강관(20)에 삽입한 상태에서, 내부강관(10) 에 유체를 주입하여 내부강관(10)을 팽창시키고, 내부강관(10)은 소성변형된다.The present invention in the state in which the inner steel pipe 10 is inserted into the outer steel pipe 20, the fluid is injected into the inner steel pipe 10 to expand the inner steel pipe 10, the inner steel pipe 10 is plastically deformed.

또한, 내부강관(10)의 팽창압력으로 외부강관(20)도 팽창하게 되고, 압력이 제거되었을 때 외부강관(20)의 수축압력으로 외부강관(20)을 내부강관(10)에 밀착시켜서 별도의 접착제나 용접없이 이종의 강관을 결합시키는 것이다.In addition, the outer steel pipe 20 also expands due to the expansion pressure of the inner steel pipe 10, and when the pressure is removed, the outer steel pipe 20 is in close contact with the inner steel pipe 10 by the contraction pressure of the outer steel pipe 20. Joining different types of steel pipe without adhesive or welding.

따라서, 내부강관(10)의 직경과 외부강관(20)의 직경의 비율과, 외부강관(20)의 직경과 외부강관(20)의 팽창을 제한하는 금형(30)의 성형홈의 크기의 비율이 매우 중요한 요소로 작용하게 된다.Therefore, the ratio of the diameter of the inner steel pipe 10 and the diameter of the outer steel pipe 20, the ratio of the diameter of the outer steel pipe 20 and the size of the molding groove of the mold 30 to limit the expansion of the outer steel pipe 20. This is a very important factor.

외부강관(20)을 기준으로, 내부강관(10)의 외경과, 성형홈의 직경에 관한 비율을 후술하는 실시예를 통하여 최적의 결합강도를 가질 수 있는 범위를 도출하였으며, 그 범위는 내부강관이 외부강관의 내경의 95~98% 범위이고, 성형홈의 직경이 외부강관 외경의 100.20~100.30% 이다.Based on the outer steel pipe 20, the ratio of the inner diameter of the inner steel pipe 10, and the ratio of the diameter of the forming grooves through the following examples to derive a range that can have the optimum bonding strength, the range of the inner steel pipe 95 ~ 98% of the inner diameter of the outer steel pipe, the diameter of the forming groove is 100.20 ~ 100.30% of the outer diameter of the outer steel pipe.

내부강관(10)의 외경이 외부강관(20)의 내경의 95% 작은 경우 내부강관(10)이 과도하게 팽창되어 터짐이나 파손 등의 불량이 발생할 우려가 있고, 내부강관(10)의 외경이 외부강관(20)의 내경의 98%보다 큰 경우 압력을 제거하였을 때 내부강관(10)의 수축량이 많아 적절한 결합강도가 확보되지 않는다.When the outer diameter of the inner steel pipe 10 is less than 95% of the inner diameter of the outer steel pipe 20, the inner steel pipe 10 may be excessively inflated, causing a defect such as bursting or breakage, and the outer diameter of the inner steel pipe 10 may be increased. When greater than 98% of the inner diameter of the outer steel pipe 20, when the pressure is removed, the amount of shrinkage of the inner steel pipe 10 is not large enough to ensure adequate bonding strength.

성형홈의 직경을 살펴보면, 성형홈의 직경이 100.20% 보다 작은 경우 외부강관의 팽창이 작아 수축량도 작게되고, 따라서 충분한 결합강도를 확보하기 곤란하며, 성형홈의 직경이 100.30% 보다 큰 경우 외부강관이 소성변형을 하게 되어 수축력이 저하된다.Looking at the diameter of the forming groove, when the diameter of the forming groove is less than 100.20%, the expansion of the outer steel pipe is small, so that the shrinkage is also small, so it is difficult to secure sufficient bonding strength, when the diameter of the forming groove is larger than 100.30% This plastic deformation causes shrinkage.

따라서, 상술한 바와 같은 크기의 비율을 가지도록 외부강관, 내부강관, 금 형을 마련하는 것이다.Therefore, the outer steel pipe, the inner steel pipe, the mold to provide a ratio of the size as described above.

또한, 더욱 높은 결합강도를 유지하기 위해서는 직접 마찰하게 되는 외부강관의 내면과, 내부강관의 외면에 표면거칠기를 부여하는 것이 바람직하며, 결합강도의 향상을 위한 최적의 표면거칠기 범위에 관해서는 실시예에서 후술한다.In addition, in order to maintain a higher bond strength, it is preferable to give surface roughness to the inner surface of the outer steel pipe and the outer surface of the inner steel pipe to be directly rubbed, and the embodiment of the optimum surface roughness range for improving the bonding strength Will be described later.

내부강관(10)과 외부강관(20)을 결합시키기 이전에, 내부강관(10)과 외부강관(20)의 깨끗이 표면처리 해야 한다. 내부강관(10)의 경우 산세(pickling)으로 표면처리하고, 외부강관(20)의 경우 숏블라스팅(shot blasting)으로 표면처리하는 것이 바람직하다.Before the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 are combined, the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 should be cleanly surface treated. In the case of the inner steel pipe 10, the surface treatment by pickling, and in the case of the outer steel pipe 20 it is preferable to surface treatment by shot blasting (shot blasting).

배출공 형성 단계(S-12)에서는 마련된 외부강관(20)에 하나 또는 그 이상의 배출공(22)을 천공한다. 배출공(22)은 내부강관(10)과 외부강관(20) 사이 공간에 존재하는 공기와 이물질 등을 배출시키기 위한 것이다. 후술하는 유압 성형 단계(S-16)에서 내부강관(10)이 팽창하여 외부강관(20)에 밀착하게 되는데, 이 때, 내부강관(10)과 외부강관(20) 사이에 존재하는 공기와 이물질이 적절하게 배출되지 않으면 마찰력이 저하되어 결합강도가 약화 될 수 있고, 국부적인 형상 불량이 발생할 수도 있다.In the discharge hole forming step (S-12), one or more discharge holes 22 are punctured in the provided external steel pipe 20. Discharge hole 22 is for discharging the air and foreign matter present in the space between the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe (20). In the hydraulic forming step (S-16) to be described later, the inner steel pipe 10 is in close contact with the outer steel pipe 20, at this time, the air and foreign matter present between the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20. If this is not properly discharged, the frictional force may be lowered and the bonding strength may be weakened, and local shape defects may occur.

상기 배출공은 직경이 5~10mm 범위인 것이 바람직하다. 배출공이 5mm 보다 작으면 이물질이 배출이 원활하게 이루어지지 않으며, 10mm 보다 크면 배출공을 용접으로 밀봉하기가 어려워 진다.The discharge hole is preferably in the range of 5 ~ 10mm in diameter. If the discharge hole is smaller than 5mm, foreign substances are not discharged smoothly, and if the discharge hole is larger than 10mm, it is difficult to seal the discharge hole by welding.

금형 안착 단계(S-13)는 마련된 금형(30)에 내부강관(10)과 외부강관(20)을 배치하는 단계로, 내부강관(10)의 축의 중심과, 외부강관(20)의 축의 중심과, 성형홈의 축의 중심이 일치하도록 내부강관(10)과 외부강관(20)을 안착시킨다.Mold seating step (S-13) is a step of placing the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 in the provided mold 30, the center of the axis of the inner steel pipe 10, the center of the axis of the outer steel pipe 20 And, the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 is seated so that the center of the axis of the forming groove coincides.

중심이 정렬되지 않으면, 내부강관(10)과 외부강관(20)의 팽창이 균일하게 이루어지지 않기 때문에, 내부강관(10), 외부강관(20), 금형(30)의 중심이 모두 일치하도록 안착시켜야 한다.If the center is not aligned, since the expansion of the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 is not made uniform, the center of the inner steel pipe 10, the outer steel pipe 20, the mold 30 are all seated so as to coincide. You have to.

유압 성형 단계(S-14)는 내부강관(10)으로 유체를 주입하여 내부강관(10)과 외부강관(20)과 금형(30)이 모두 밀착되도록 성형하는 공정이다. 내부강관(10)에 유체가 주입되면 내부강관(10)이 팽창하여, 외부강관(20)에 밀착하게 된다. 압력이 지속적으로 가해지면, 외부강관(20)도 내부강관(10)과 함께 팽창하여, 내부강관(10)과 외부강관(20)과 성형홈(30)이 모두 밀착하게 된다.Hydraulic molding step (S-14) is a process of injecting a fluid into the inner steel pipe 10, the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 and the mold 30 so as to be in close contact with both. When the fluid is injected into the inner steel pipe 10, the inner steel pipe 10 expands, and is in close contact with the outer steel pipe 20. When pressure is continuously applied, the outer steel pipe 20 also expands with the inner steel pipe 10, so that the inner steel pipe 10, the outer steel pipe 20, and the forming groove 30 are in close contact with each other.

이 때, 가해지는 유체의 압력은 내부강관의 항복강도와 외부강관의 항복강도의 합의 10~20% 범위인 것이 바람직하다. 유체의 압력이 상기의 범위보다 작으면 확관이 제대로 이루어지지 않으며, 유체의 압력이 상기의 범위보다 크면, 급속한 팽창으로 인하여 불균일한 성형이 이루어져 좋지 못하다.At this time, the pressure of the fluid to be applied is preferably in the range of 10 to 20% of the sum of the yield strength of the inner steel pipe and the yield strength of the outer steel pipe. If the pressure of the fluid is less than the above range, expansion is not made properly, if the pressure of the fluid is greater than the above range, it is not good to make a non-uniform molding due to rapid expansion.

탄성 회복 단계(S-15)는 내부강관(10)에 주입된 유체를 제거하여 외부강관(20)이 수축하도록 함으로써 내부강관(10)과 외부강관(20)을 결합시키는 공정이다. 내부강관(10)은 소성변형을 하고, 외부강관(20)은 탄성변형을 하기 때문에, 유 체가 제거되면, 외부강관(20)이 수축하며 내부강관(10)과 결합된다.The elastic recovery step (S-15) is a process of coupling the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 by removing the fluid injected into the inner steel pipe 10 to allow the outer steel pipe 20 to contract. Since the inner steel pipe 10 undergoes plastic deformation, and the outer steel pipe 20 elastically deforms, when the fluid is removed, the outer steel pipe 20 contracts and is coupled to the inner steel pipe 10.

탄성 회복 단계(S-15) 이후에, 금형(30)으로부터 내부강관(10)과 외부강관(20)이 결합된 이중강관을 분리한 후, 외부강관(20)에 형성된 배출공(22)을 용접으로 밀봉하여 완성된다.After the elastic recovery step (S-15), after separating the double steel pipe combined with the inner steel pipe 10 and the outer steel pipe 20 from the mold 30, the discharge hole 22 formed in the outer steel pipe 20 It is completed by sealing by welding.

실시예Example

1) 내부강관의 확관률에 따른 결합강도의 변화를 살펴보기 위하여, 다른 조건은 동일하게 한 상태에서 내부강관의 확관률에만 변화를 주고 결합강도를 측정하였다.1) In order to examine the change in the bond strength according to the expansion rate of the inner steel pipe, the bond strength was measured only by changing the expansion ratio of the inner steel pipe under the same condition.

실험조건 ( 내부강관 두께 : 2.0mm, 외부강관 외경 : 55.0mm, Test condition (inner steel pipe thickness: 2.0mm, outer steel pipe outer diameter: 55.0mm,

외부강관 두께 : 2.5mm, 외부강관 내경 : 50.0mm 제 1 성형압력 : 250bar,External steel pipe thickness: 2.5mm, external steel pipe inner diameter: 50.0mm 1st forming pressure: 250bar,

제 2 성형압력 : 500bar)2nd molding pressure: 500bar)

표 1은 내부강관의 확관률에 따른 결합강도의 변화를 나타낸 것이다.Table 1 shows the change in bond strength according to the expansion rate of the internal steel pipe.

Figure 112009027554028-pat00001
Figure 112009027554028-pat00001

실험결과 표1에서와 같이 확관률이 3.0~5% 범위인 경우가 결합강도가 우수한 것으로 나타났다.As shown in Table 1, the bond strength was excellent in the case of the expansion rate in the range of 3.0 ~ 5%.

2) 외부강관의 외경에 대한 성혐홈의 크기에 따른 결합강도의 변화를 살펴보기 위하여, 다른 조건은 동일하게 한 상태에서 성혐홈의 직경에만 변화를 주고 결합강도를 측정하였다.2) In order to examine the change in the bond strength according to the size of the eccentric groove with respect to the outer diameter of the external steel pipe, the bond strength was measured only by changing the diameter of the strict groove in the same condition.

실험조건 ( 내부강관 외경 : 48.6mm, 내부강관 두께 : 2.0mm,Test condition (inner steel pipe outer diameter: 48.6mm, inner steel pipe thickness: 2.0mm,

외부강관 외경 : 55.0mm, 외부강관 두께 : 2.5mm, 외부강관 내경 : 50.0mmOuter steel pipe outer diameter: 55.0mm, outer steel pipe thickness: 2.5mm, outer steel pipe inner diameter: 50.0mm

제 1 성형압력 : 250bar,제 2 성형압력 : 500bar)1st molding pressure: 250bar, 2nd molding pressure: 500bar)

표 2는 성형홈의 크기에 따른 결합강도의 변화를 나타낸 것이다.Table 2 shows the change in bonding strength according to the size of the forming groove.

Figure 112009027554028-pat00002
Figure 112009027554028-pat00002

3) 내부강관과 외부강관의 표면 거칠기에 따른 결합강도의 변화를 살펴보기 위하여, 다른 조건은 동일하게 한 상태에서 표면거칠기에만 변화를 주고 결합강도를 측정하였다.3) In order to examine the change in bond strength according to the surface roughness of inner and outer steel pipes, the bond strength was measured only by changing the surface roughness under the same condition.

실험조건 ( 내부강관 외경 : 48.6mm, 내부강관 두께 : 2.0mm,Test condition (inner steel pipe outer diameter: 48.6mm, inner steel pipe thickness: 2.0mm,

외부강관 외경 : 55.0mm, 외부강관 두께 : 2.5mm, 외부강관 내경 : 50.0mmOuter steel pipe outer diameter: 55.0mm, outer steel pipe thickness: 2.5mm, outer steel pipe inner diameter: 50.0mm

제 1 성형압력 : 350bar,제 2 성형압력 : 500bar)1st molding pressure: 350bar, 2nd molding pressure: 500bar)

표 3은 표면 거칠기에 따른 결합강도의 변화를 나타낸 것이다.Table 3 shows the change in bonding strength according to the surface roughness.

Figure 112009027554028-pat00003
Figure 112009027554028-pat00003

실험결과 내부강관의 외면 표면거칠기와 외부강관 내면 표면거칠기가 각각 25~75㎛ 범위인 경우 결합강도가 가장 우수한 것으로 나타났다.The results showed that the bond strength was the best when the outer surface roughness of the inner steel pipe and the inner surface roughness of the outer steel pipe were in the range of 25 ~ 75㎛, respectively.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다중복합강관 제조방법은 내부강관과 외부강관 사이의 공기와 이물질을 배출할 수 있는 배출공을 형성함으로써 이물질과 공기의 잔류에 의한 품질 문제를 해결하는 효과를 가져온다.As described above, the multi-composite steel pipe manufacturing method according to the present invention forms an discharge hole for discharging air and foreign matter between the inner steel pipe and the outer steel pipe, thereby bringing an effect of solving the quality problems caused by the foreign matter and the residual air. .

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

도 1은 본 발명에 따른 이중강관의 완제품을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a finished product of a double steel pipe according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 이중강관 제조방법을 나타낸 공정순서도,2 is a process flow chart showing a method for manufacturing a double steel pipe using hydroforming according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 이중강관 제조방법의 주요 공정에서의 단면을 나타낸 공정도임.Figure 3 is a process diagram showing a cross section in the main process of the double steel pipe manufacturing method using hydroforming according to the present invention.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 외부강관과, 상기 외부강관의 내경의 95~98% 범위의 외경을 가지는 내부강관과, 상기 외부강관 외경의 100.20~100.30% 범위의 직경을 가지는 성형홈을 구비하는 금형을 마련하는 소재 마련 단계(S-11);Material preparation step of preparing a mold having an outer steel pipe, an inner steel pipe having an outer diameter in the range of 95 to 98% of the inner diameter of the outer steel pipe, and a molding groove having a diameter in the range of 100.20 to 100.30% of the outer diameter of the outer steel pipe ( S-11); 상기 외부강관에 직경이 5~10mm 범위인 하나 또는 둘 이상의 배출공을 천공하는 배출공 형성 단계(S-12);A discharge hole forming step of drilling one or two or more discharge holes having a diameter of 5 to 10 mm in the outer steel pipe (S-12); 상기 내부강관과 상기 외부강관을 중심축을 정렬하여 상기 성형홈에 안착시키는 금형 안착 단계(S-13);A mold seating step (S-13) for arranging the inner steel pipe and the outer steel pipe in the molding groove by aligning a central axis thereof; 상기 내부강관에, 상기 내부강관의 항복강도와 상기 외부강관의 항복강도의 합의 10~20% 범위의 압력으로 유체를 주입하여 상기 내부강관이 상기 외부강관에 밀착한상태에서, 상기 외부강관이 상기 성형홈에 밀착되도록 팽창시키는 유압 성형 단계 (S-14); 및Injecting fluid into the inner steel pipe at a pressure in the range of 10-20% of the sum of the yield strength of the inner steel pipe and the yield strength of the outer steel pipe, the inner steel pipe is in close contact with the outer steel pipe, and the outer steel pipe is molded. Hydraulic molding step (S-14) to expand in close contact with the groove; And 상기 내부강관에 주입된 유체를 제거하여 상기 외부강관이 탄성회복하며 상기 내부강관에 결합되도록 하는 탄성 회복 단계 (S-15);를 포함하며,And an elastic recovery step (S-15) for removing the fluid injected into the inner steel pipe to allow the outer steel pipe to recover elastically and to be coupled to the inner steel pipe. 상기 탄성 회복 단계 이후에,After the elastic recovery step, 상기 배출공을 용접하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 다중복합강관 제조 방법.Method for producing a multi-composite steel pipe, characterized in that for sealing the discharge hole. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 소재 마련 단계에서,In the material preparation step, 상기 외부강관은 숏블라스팅(shot blasting)으로 내면을 표면처리하고, 상기 내부강관은 피클링으로 표면처리하여,The outer steel pipe surface treatment of the inner surface by shot blasting (shot blasting), the inner steel pipe surface treatment by pickling, 상기 외부강관 내면의 표면거칠기 및 상기 내부강관 외면의 표면거칠기는 Ra 25~75㎛ 범위가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 다중복합강관 제조방법.The surface roughness of the inner surface of the outer steel pipe and the surface roughness of the outer surface of the inner steel pipe is Ra 25 ~ 75㎛ range characterized in that the manufacturing method. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58107225A (en) 1981-12-21 1983-06-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Manufacture of double pipe
JPS594925A (en) 1982-06-29 1984-01-11 Masanobu Nakamura Manufacture of cam shaft
KR850001847B1 (en) * 1980-06-05 1985-12-28 더 뱁콕 앤드 윌콕스 캄패니 Method for controlling expansion of a tube within a tube sheet
JPH05285558A (en) * 1992-04-06 1993-11-02 Mazda Motor Corp Composite cam shaft and manufacture thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR850001847B1 (en) * 1980-06-05 1985-12-28 더 뱁콕 앤드 윌콕스 캄패니 Method for controlling expansion of a tube within a tube sheet
JPS58107225A (en) 1981-12-21 1983-06-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Manufacture of double pipe
JPS594925A (en) 1982-06-29 1984-01-11 Masanobu Nakamura Manufacture of cam shaft
JPH05285558A (en) * 1992-04-06 1993-11-02 Mazda Motor Corp Composite cam shaft and manufacture thereof

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