CN113631319B - 焊接管的制造方法及焊接管的制造装置 - Google Patents

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Abstract

一种焊接管的制造方法，一边将厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的不锈钢带向一个方向输送一边对其进行弯曲加工而成型管，对成型后的上述管的对接部一边利用一组挤压辊施加压缩应力一边照射激光束而进行焊接，其中，上述激光束的照射位置与上述挤压辊的旋转轴的位置相比位于管的输送方向的上游侧，上述激光束的照射位置处的上述激光束的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，从气体喷嘴向照射了上述激光束的上述对接部喷吹不活泼气体。

Description

焊接管的制造方法及焊接管的制造装置
技术领域
本发明涉及焊接管的制造方法及焊接管的制造装置。
背景技术
已知有将金属带成型为管状并对成型体的对接部进行焊接的焊接管的制造方法。例如，在专利文献1中记载了一种焊接管的制造方法的发明，其中，一边输送金属带一边利用多个辊体使金属带弯曲，并对其对接部连续地进行焊接。
焊接管的制造中使用的焊接方法有高频电阻焊、电弧焊接和激光焊接等。在焊接管的管壁的厚度为1.0mm以上的情况下，多使用高频电阻焊或激光焊接。另一方面，在管壁的厚度小于1.0mm的情况下，多使用能够连续地进行稳定的焊接的TIG焊接等电弧焊接。
在使用激光焊接来制造焊接管的情况下，如果激光束的照射位置处的光束点直径小，则在成型体的对接部从照射位置偏离时，有可能发生焊接不足。针对该课题，例如，在专利文献2中记载了如下的焊接管的制造方法的发明：在使用高频加热单元和激光焊接单元的复合热源来制造焊接管时，以激光的光束点直径成为1mm以上的方式进行散焦照射。
在焊接管的制造中，出于释放因成型时的塑性变形、焊接时的热历程而导入的应力来提高焊接管的加工性等目的，有时进行退火。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-185560号公报
专利文献2：日本特开平8-52512号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在焊接管制造时的焊接中使用TIG焊接的情况下，无法避免钨电极的消耗随着焊接时间的经过而进展的情况。因此，每当经过一定时间时，必须中断焊接并更换钨电极，焊接管的生产率降低。
另外，在使用TIG焊接进行焊接的情况下，有时在焊接金属中生成被称为线状组织的霜柱状的微细的柱状晶。线状组织是指在焊接后生长的细小的柱状晶的晶界中包含气孔、非金属夹杂物等的组织。线状组织一旦形成，则即使进行退火也难以消失。在由于线状组织的生成而在焊接管的一部分形成具有与母相不同的金属组织的焊接金属的情况下，担心对焊接管的机械强度造成的影响。
另一方面，在通过激光焊接对厚度小于1.0mm的金属带的对接部进行焊接的情况下，与厚度为1.0mm以上的情况相比，焊接金属的金属组织等容易受到焊接条件的微小变动的影响。因此，在现有技术中难以通过激光焊接而以高速度长时间稳定地制造管壁的厚度小于1.0mm的焊接管。
本发明是鉴于以往的焊接管的制造方法所具有的这些课题而完成的，其目的在于提供一种焊接管的制造方法，其通过激光焊接对厚度小于1.0mm的金属带、特别是厚度小于1.0mm的不锈钢带进行焊接，以高速度长时间稳定地制造焊接金属的金属组织与母材的金属组织几乎没有变化的均质的焊接管。以下，有时将焊接部中的焊接金属的宽度窄、焊接金属与母材的金属组织均质的焊接管简称为“金属组织均质的焊接管”或“具有均质的金属组织的焊接管”。
用于解决课题的技术方案
本发明的方式1为一种焊接管的制造方法，其一边将厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的不锈钢带向一个方向输送一边对其进行弯曲加工而成型管，对成型后的上述管的对接部一边利用一组挤压辊施加压缩应力一边照射激光束而进行焊接，其中，
上述激光束的照射位置与上述挤压辊的旋转轴的位置相比位于管的输送方向的上游侧，
上述激光束的照射位置处的上述激光束的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，
从气体喷嘴向照射了上述激光束的上述对接部喷吹不活泼气体。
本发明的方式2为根据方式1所述的焊接管的制造方法，其中，
上述气体喷嘴包含第一气体喷嘴和口径比上述第一气体喷嘴的口径大的第二气体喷嘴，
上述不活泼气体包含从上述第一气体喷嘴喷吹的不活泼气体和从上述第二气体喷嘴喷吹的不活泼气体。
本发明的方式3为根据方式2所述的焊接管的制造方法，其中，
在上述对接部，从管的输送方向的上游侧观察时，依次排列有上述激光束的照射位置、从上述第一气体喷嘴喷吹不活泼气体的位置、以及从上述第二气体喷嘴喷吹不活泼气体的位置。
本发明的方式4为根据方式1～3中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，
从上述气体喷嘴或上述第一气体喷嘴喷吹不活泼气体的位置位于从上述激光束的照射位置到上述挤压辊的旋转轴的位置的范围内。
本发明的方式5为根据方式1～4中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，
从上述气体喷嘴或上述第一气体喷嘴喷吹不活泼气体的方向和与上述管的输送方向相反的方向所成的角度θ1为25度以上且65度以下。
本发明的方式6为根据方式1～5中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，
从上述气体喷嘴或上述第一气体喷嘴喷吹的不活泼气体的流量为1.0升/分钟以上且20升/分钟以下。
本发明的方式7为根据方式1～6中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，
从上述激光束的照射位置到上述挤压辊的旋转轴的位置为止的与上述管的输送方向平行的距离d为0.5mm以上且5.0mm以下的范围。
本发明的方式8为根据方式1～7中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，
照射上述激光束的激光头的位置与上述激光束的照射位置相比位于管的输送方向的上游侧，上述激光束的焦点位于上述激光头的位置与上述激光束的照射位置之间。
本发明的方式9为根据方式1～8中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，
通过激光束接收器来吸收上述激光束的反射光。
本发明的方式10为根据方式1～9中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，
使用辊进行上述不锈钢带的弯曲加工。
根据本发明的制造方法，能够在与挤压辊的旋转轴的位置相比位于上游侧的位置向对接部照射激光束，然后一边利用一组挤压辊对对接部最大限地施加压缩应力，一边通过不活泼气体的喷吹来冷却熔池，从而促进焊接金属的凝固。另外，能够抑制来自于熔池的表面的烟气的产生。
本发明的方式11为一种焊接管的制造装置，其具有一边输送厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的不锈钢带一边对其进行弯曲加工而成型管的单元、以及对成型后的上述管的对接部一边利用一组挤压辊施加压缩应力一边照射激光束而进行焊接的单元，其中，
上述激光束的照射位置与上述挤压辊的旋转轴的位置相比位于管的输送方向的上游侧，
上述激光束的照射位置处的上述激光束的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，
上述焊接管的制造装置还具有气体喷嘴，上述气体喷嘴向照射了上述激光束的上述对接部喷吹不活泼气体。
发明效果
根据本发明，能够通过激光焊接以高速度稳定地制造管壁的厚度薄至小于1.0mm、焊接金属的宽度窄且具有均质的金属组织的焊接管。另外，由于不需要在以往的TIG焊接中不可或缺的钨电极的更换，因此能够长时间连续地进行制造，能够削减焊接管的制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的焊接管的制造装置的例子的示意侧视图。
图2是表示本发明的实施方式的焊接管的制造装置的例子的示意俯视图。
图3是在本发明的实施方式中制造的焊接管的焊接部的截面组织照片的一个例子。
图4是通过现有技术制造的焊接管的焊接部的截面组织照片。
具体实施方式
以下对用于实施本发明的方式进行详细说明。此外，在此记载的实施方式只不过是例示，本发明的实施方式并不限定于在此记载的方式。另外，在以下的第一实施方式～第六实施方式中，标注与示意性地例示第七实施方式的图1一部分相同的附图标记来进行各结构的说明，但这是为了容易理解而标注的，用于实施本发明的方式并不限定于图1所示的方式。
＜第一实施方式＞
本发明的一个实施方式(以下，有时称为“第一实施方式”。)是一种焊接管(1)的制造方法，其将厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的金属带，特别是不锈钢带一边向一个方向输送一边对其进行弯曲加工而成型管(1a)，对成型后的管(1a)的对接部(1c)一边利用一组挤压辊(2)施加压缩应力一边照射激光束(3)而进行焊接，其中，激光束的照射位置(3c)与挤压辊(2)的旋转轴(2a)的位置相比位于管的输送方向(1b)的上游侧，照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，从气体喷嘴(4)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体。
在第一实施方式中，使用厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的不锈钢带。不锈钢即使壁厚薄也具有充分的强度，耐腐蚀性也优异，因此适合于制造例如配管用的焊接管等。由于不锈钢带的厚度为0.15mm以上，所以能够确保焊接管(1)的强度，并且能够防止激光焊接时的烧穿、开孔等的发生。另外，由于不锈钢带的厚度为0.45mm以下，所以能够容易地将不锈钢带成型为管(1a)，并且能够防止激光焊接时的熔融不足等的发生。
构成不锈钢带的不锈钢的种类只要是容易形成为管、且能够通过激光焊接来制造壁厚(管壁)为0.15mm以上且0.45mm以下的焊接管的种类，则可以是任何种类。具体而言，可以使用国际标准ISO15510：2014中列举的各种不锈钢带。作为与这些相关的JIS标准的不锈钢带，可以使用日本工业标准JIS G 4304(“热轧不锈钢板及钢带”，一般财团法人日本标准协会，2015年9月4日修订)中规定的奥氏体系、铁素体系、马氏体系和沉淀硬化系的各种不锈钢带，但不限于这些。
在第一实施方式中，一边将厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的作为金属带的不锈钢带向一个方向输送一边对其进行弯曲加工而成型管(1a)。弯曲加工可以采用使用多个辊的辊成型、使用单独或多个靴(shoe)的靴成型(shoe forming)等公知的方法。或者，也可以适当组合这些方法。在弯曲加工中使用辊的情况下，与使用靴的情况相比，在工具的磨损少的方面、对接部的位置更稳定的方面是优选的。通过弯曲加工而得到的管(1a)成为截面的形状为大致圆形、具有不锈钢带的两端部对接而成的对接部(1c)的形状。
在第一实施方式中，利用一组挤压辊(2)对成型后的管(1a)的对接部(1c)施加压缩应力。挤压辊(2)是指绕旋转轴(2a)旋转的圆筒状的辊，在外周面设置有具有与管(1a)的外径相同直径的半圆形的槽。以旋转轴(2a)平行的方式设置一组挤压辊(2)，并使管(1a)通过形成于两者之间的圆形的槽，由此能够对管(1a)的对接部(1c)施加压缩应力。
更详细而言，在与中心轴垂直地切断管(1a)时的截面中，在对接部位于钟表的12点的方向时，利用一组挤压辊(2)从钟表的9点和3点的方向同时夹入管(1a)，由此使对接部(1c)充分地对合，对对接部(1c)中的不锈钢带的接触面施加压缩应力。该压缩应力在包含两根旋转轴(2a)的平面的位置处变得最大。
在第一实施方式中，一边通过上述方法对成型后的管(1a)的对接部(1c)施加压缩应力一边照射激光束(3)来进行焊接。激光束(3)的照射通过朝向对接部(1c)照射由具有YAG激光器等公知的光源的激光头(3a)产生的激光束(3)来进行。激光焊接中使用的光源的种类、输出功率、光束直径和照射激光束(3)的方向等各条件能够根据焊接的结果适当选择。将通过弯曲加工成型的供于激光焊接的管(1a)向管的输送方向(1b)输送的最大速度取决于激光头(3a)的输出功率。例如，在激光头(3a)的输出功率为2千瓦的情况下，则可以在以最大每分钟20米的速度输送管(1a)的同时进行激光焊接。
在第一实施方式中，激光束的照射位置(3c)与挤压辊的旋转轴(2a)的位置相比位于管的输送方向(1b)的上游侧。激光束的照射位置(3c)是指激光束(3)碰到管(1a)的对接部(1c)的表面的位置。由于照射激光束(3)的方向是固定的，所以只要被输送的管(1a)的位置不大幅变化，则照射位置(3c)就不变。另外，挤压辊的旋转轴(2a)的位置是指包含两根旋转轴(2a)的平面所存在的位置。
在第一实施方式中，由于激光束的照射位置(3c)与挤压辊(2)的旋转轴(2a)的位置相比位于管的输送方向(1b)的上游侧，所以管(1a)的对接部(1c)在照射位置(3c)处吸收激光束(3)的能量而形成熔池，所形成的熔池之后在沿管的输送方向(1b)移动的过程中凝固而成为焊接金属。在该熔池的形成和凝固的过程中，在对接部通过一组挤压辊(2)的旋转轴(2a)的位置时，施加于对接部的压缩应力成为最大。通过该最大的压缩应力，在对接部处的不锈钢带的两端部牢固地结合的状态下形成焊接金属，因此能够抑制开孔等焊接不良的产生。
将沿与管的输送方向(1b)平行的方向测量从激光束的照射位置(3c)到挤压辊的旋转轴(2a)的位置得到的距离设为d时，d的范围优选为0.5mm以上且5.0mm以下。如果d为0.5mm以上，则能够在由挤压辊(2)受到的压缩应力变得最大之前使对接部熔融而形成熔池。如果d为5.0mm以下，则能够使得在熔池完全凝固之前由挤压辊(2)受到的压缩应力最大。更优选的d的范围为1.0mm以上且4.0mm以下。
在第一实施方式中，照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下。激光束(3)的光斑直径是指与激光束(3)的行进方向垂直的截面的直径。激光束(3)的形状通常为圆筒形或圆锥形，因此截面的形状为圆。根据照射激光束(3)的方向，激光束(3)实际照射的面为椭圆形状。另外，照射激光束(3)的面是管(1a)的外周面，因此准确地说是圆筒的侧面的一部分。但是，在本发明的实施方式中，“光斑直径”始终是指在照射位置(3c)处与激光束(3)的行进方向垂直的截面的直径。
激光束(3)的光斑直径越小，激光束(3)的能量越集中于光斑，能量密度越高。另一方面，激光束(3)的光斑直径越大，激光束(3)的能量越分散，能量密度越低。在第一实施方式中，由于照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小为0.60mm以上，因此不会发生激光束(3)的能量密度过高而引起熔池烧穿或熔融金属一下子蒸发而消失的情况。另外，由于为1.2mm以下，所以不会发生激光束(3)的能量密度过低而使对接部的熔融不充分的情况。照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的优选大小为0.80mm以上且1.0mm以下。
为了将照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小设为上述范围，可以采用调整激光头(3a)与照射位置(3c)的距离、或者调整激光头(3a)的聚光透镜或抛物面镜的焦距等方法。在激光头(3a)采用基于透镜的聚光方式的情况下，由光源产生的激光通过光纤被引导至准直透镜，进一步通过聚光透镜而作为激光束(3)向外部照射。激光束(3)在聚光透镜的焦点(3b)的位置处暂时收敛至光纤的直径的尺寸，然后再次扩大。因此，通过将被照射物的位置从焦点(3b)的位置相对于光的行进方向在前后的方向上调整，能够将照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小调整至上述范围。
在第一实施方式中，从气体喷嘴(4)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体。照射了激光束(3)的对接部吸收激光束的能量而熔融、形成熔池。熔池之后被冷却而凝固成为焊接金属。如果冷却速度慢，则熔池在凝固之前会通过挤压辊(2)的旋转轴(2a)的位置，因此无法在熔池完全凝固之前使从挤压辊(2)受到的压缩应力达到最大。另外，如果出于确保用于凝固的时间的目的而减慢管(1a)的输送速度，则焊接管的生产效率降低。因此，在第一实施方式中，通过从气体喷嘴(4)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体，能够使熔池的冷却和凝固的时机(“时机”的日文原文：タイミング)与挤压辊(2)的赋予压缩应力的时机同步，以高速度制造焊接管(1)。另外，在第一实施方式中，由于在不活泼气氛中熔池的生成和凝固在短时间内完成，因此在焊接金属中不生成上述线状组织，能够制造具有均质的金属组织的焊接管(1)。
为了容易地使上述熔池的冷却和凝固的时机与挤压辊(2)的压缩应力赋予的时机同步，优选从上述气体喷嘴(4)喷吹不活泼气体的位置处于从上述激光束的照射位置到上述挤压辊的旋转轴的位置的范围内。
向对接部(1c)喷吹不活泼气体对于防止烟气的产生也是有效的。烟气是指从熔池的表面蒸发的金属蒸气。在第一实施方式中，将激光束(3)的光斑直径的大小设为0.60mm以上，因此，与光斑直径的大小比其小的情况相比，熔池的面积变大，烟气的产生也相应变多。烟气附着于焊接金属的表面而导致品质降低，或者附着、沉积于挤压辊(2)的表面而妨碍连续作业。此外，烟气被激光束(3)激发而产生等离子体，这也导致激光束(3)的能量效率降低。在第一实施方式中，通过向熔池的表面喷吹不活泼气体，从而熔池表面的温度急速降低，因此能够防止烟气的产生。
不活泼气体只要是能够防止熔池、焊接金属的氧化的气体，就可以使用任何气体。例如，可以使用氩、氦等不活泼气体。作为上述不活泼气体，可以使用氮。喷吹不活泼气体的位置只要是照射了激光束(3)的对接部即可，该位置例如可以是激光束的照射位置(3c)。喷吹不活泼气体的位置是指不活泼气体的气流最先碰到对接部(1c)的位置。
从气体喷嘴(4)喷吹不活泼气体的区域的大小例如可以与照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小同等或比其大。在该情况下，不活泼气体与熔池的整个表面接触，因此冷却效率变好。需要说明的是，在不活泼气体的气流与焊接管(1)的宽范围接触的情况下，喷吹不活泼气体的位置是指从气体喷嘴(4)的前端喷出的不活泼气体的气流的中心的位置，具体而言，是指将气体喷嘴的内径的中心轴延长而成的线(曲线的情况下是将前端的切线延长而成的线)与管的表面交叉的位置。
不活泼气体的喷吹以熔池的表面温度的冷却为主要目的，因此需要喷吹足够量的不活泼气体，以便使熔池的表面的热被不活泼气体的气流夺走。然而，当不活泼气体的气流太剧烈时，熔池的表面产生凹凸，或者在最坏的情况下，有可能熔池被吹飞而开孔，因此优选将不活泼气体的流量调整为适度的范围。从气体喷嘴(4)喷吹的不活泼气体的优选流量为1.0升/分钟(L/分钟)以上且20升/分钟以下。
从气体喷嘴(4)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体的方向和与管的输送方向(1b)相反的方向所成的角度θ1优选为25度以上且65度以下的角度。在此，所谓从气体喷嘴(4)喷吹不活泼气体的方向，即为从气体喷嘴(4)的前端吹出不活泼气体的方向，更具体而言，为将气体喷嘴(4)的内径的中心轴延长的方向(曲线的情况下为将前端的切线延长的方向)。如果角度θ1为25度以上，则向熔池的表面喷吹不活泼气体，因此容易得到冷却效果。在仅出于除去所产生的烟气而喷吹不活泼气体的情况下，喷吹不活泼气体的角度可以是与熔池的表面平行的方向，但在第一实施方式中，为了冷却熔池，优选设置角度θ1为25度以上的倾斜来进行喷吹。如果角度θ1为65度以下，则由于是与管的输送方向(1b)相反的方向，所以容易发生熔池与不活泼气体之间的热的交换。更优选的角度θ1为30度以上且50度以下。
如上所说明，在第一实施方式中，一边将厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的作为金属带的不锈钢带向一个方向输送一边对其进行弯曲加工而成型管(1a)，对成型后的管(1a)的对接部(1c)一边利用一组挤压辊(2)施加压缩应力一边照射激光束(3)而进行焊接时，限定激光束的照射位置(3c)和光斑直径的大小，并且从气体喷嘴(4)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体，由此，能够防止烟气的产生，以高速度长时间稳定地制造金属组织均质的焊接管(1)。
＜第二实施方式＞
本发明的另一实施方式(以下，有时称为“第二实施方式”。)是第一实施方式中的不活泼气体包含从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体和从口径比上述第一气体喷嘴(4a)的口径大的第二气体喷嘴(4b)喷吹的不活泼气体的焊接管的制造方法。即，在第二实施方式中，向照射了激光束(3)的对接部喷吹的不活泼气体是至少从第一气体喷嘴(4a)和与之相比口径大的第二气体喷嘴(4b)这2个部位吹送的。需要说明的是，本发明的实施方式中的气体喷嘴的“口径”是指构成气体喷嘴的管的内径。
在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，不活泼气体可以使用能够防止熔池、焊接金属的氧化的任何气体。例如，可以使用氩、氦等不活泼气体。作为上述不活泼气体，可以使用氮。从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体和从第二气体喷嘴(4b)喷吹的不活泼气体可以是相同种类的不活泼气体，也可以是不同种类的不活泼气体。
从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体与第一实施方式中的不活泼气体同样地，以促进和控制熔池的冷却和凝固，充分发挥由挤压辊(2)带来的压缩应力赋予的效果，提高金属组织均质的焊接管(1)的生产效率，进一步防止烟气的产生为目的而喷吹。因此，用于从第一气体喷嘴(4a)喷吹不活泼气体的优选条件与第一实施方式中的用于从气体喷嘴(4)喷吹不活泼气体的优选条件相同。
另一方面，从第二气体喷嘴(4b)喷吹的不活泼气体是出于防止空气被卷入到从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体的气流中的目的而喷吹的。出于该目的，第二气体喷嘴(4b)构成为使其口径大于第一气体喷嘴(4a)的口径，不活泼气体的流速比从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体的流速慢。由此，能够在第一气体喷嘴(4a)的周围形成被从第二气体喷嘴(4b)喷吹的不活泼气体充满的非氧化性气氛。这样，空气不会被卷入到从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体中，能够更可靠地防止熔池和焊接金属的氧化。第一气体喷嘴(4a)和第二气体喷嘴(4b)各自的口径只要满足上述关系就没有特别限定。第一气体喷嘴(4a)的口径例如可以设为2.0～4.0mm，第二气体喷嘴(4b)的口径例如可以设为6.0～12mm。
从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的位置优选设定为能够使第一气体喷嘴(4a)的周围的气氛成为不活泼气体气氛。因此，从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的位置只要是喷吹来自于第一气体喷嘴(4a)的不活泼气体的位置的附近即可，也可以不是照射了激光束(3)的对接部。另外，从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的方向可以设为任意的方向。
＜第三实施方式＞
此外，本发明的另一实施方式(以下，有时称为“第三实施方式”。)是在第二实施方式的对接部(1c)处，从管的输送方向的上游侧观察时，依次排列有照射位置(3c)、从第一气体喷嘴(4a)喷吹不活泼气体的位置、以及从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的位置的焊接管的制造方法。在这样的配置的情况下，第一气体喷嘴(4a)在照射位置(3c)的附近位于管的输送方向(1b)的下游侧，第二气体喷嘴(4b)进一步位于其下游侧。
在上述配置中，从第一气体喷嘴(4a)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体，从第二气体喷嘴(4b)向隔着第一气体喷嘴(4a)与照射位置(3c)相反的一侧喷吹不活泼气体。因此，在从第一气体喷嘴(4a)喷吹不活泼气体的方向的后方侧，从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体。这样，从第一气体喷嘴喷吹的不活泼气体中卷入的周围的气体全部成为从第二气体喷嘴(4b)喷吹的不活泼气体，因此没有空气的卷入，能够更可靠地防止熔池和焊接金属的氧化。
在第三实施方式中，从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的方向和与管的输送方向(1b)相反的方向所成的角度θ2优选为10度以上且50度以下的角度。在此，从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的方向与上述的从气体喷嘴(4)喷吹不活泼气体的方向同样地定义。如果角度θ2为10度以上，则不活泼气体与照射了激光束(3)的对接部接触，因此具有对利用从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体而冷却后的对接部进一步进行冷却的效果。如果角度θ2为50度以下，则从第二气体喷嘴(4b)喷吹的不活泼气体的大部分朝向第一气体喷嘴(4a)的前端流动，因此能够容易地在第一气体喷嘴(4a)的周围形成非氧化性气氛。角度θ2的更优选的范围为15度以上且35度以下。
如果角度θ2小于上述的角度θ1，则从第二气体喷嘴喷吹的气体被吹向从第一气体喷嘴喷吹不活泼气体的位置，因此优选。另外，为了避免与焊接管(1)的接触，第二气体喷嘴(4b)的前端优选被倾斜地加工，即，第二气体喷嘴(4b)的包含上述前端的面的倾斜不与不活泼气体的喷吹方向垂直，而接近管的输送方向(1b)。
＜第四实施方式＞
此外，本发明的另一实施方式(以下，有时称为“第四实施方式”。)是在第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式的基础上，激光头(3a)的位置与照射位置(3c)相比位于管的输送方向(1b)的上游侧，激光束的焦点(3b)位于激光头(3a)的位置与照射位置(3c)之间的焊接管的制造方法。如果将照射激光束(3)的方向设为与管(1a)的对接部(1c)垂直的方向X，则在对接部反射的反射光(3d)有可能再次入射到激光头(3a)而损伤激光头(3a)。因此，照射激光束(3)的方向优选从垂直于管(1a)的对接部的方向X稍微偏离的方向，例如将从与上述对接部(1c)垂直的方向X朝向与管的输送方向(1b)相反的方向的角度θ3为10度以上，从而防止反射光(3d)向激光头(3a)的再次入射。上述角度θ3也可以说是照射激光束(3)的方向与垂直于对接部(1c)或管的输送方向(1b)的方向X所成的角度。上述角度θ3例如可以设为45度以下。
此时，存在使激光头(3a)的位置比照射位置(3c)靠管的输送方向(1b)的上游侧的方法、以及相反地使激光头(3a)的位置比照射位置(3c)靠管的输送方向(1b)的下游侧的方法这两种方法。在采用后一方法的情况下，从激光头(3a)照射的具有高能量的激光束(3)例如通过第一气体喷嘴(4a)的附近，因此第一气体喷嘴(4a)有可能损伤。因此，在第四实施方式中，将激光头(3a)配置于比照射位置(3c)靠管的输送方向(1b)的上游侧，防止具有高能量的激光束(3)通过气体喷嘴(4)的附近。
另外，为了将照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小调整为0.60mm以上且1.2mm以下，如上所述，需要使照射位置(3c)从激光束的焦点(3b)的位置偏移。此时，作为调整方法，有使照射位置(3c)比激光束的焦点(3b)靠近激光头(3a)的方向的方法、以及相反地如图1所例示的那样使照射位置(3c)比激光束的焦点(3b)远离激光头(3a)的方法这两种方法。
在采用前一方法的情况下，焦点(3b)的位置成为在照射位置(3c)反射的反射光(3d)的位置，该位置比照射位置(3c)靠管的输送方向(1b)的下游侧。在焦点(3b)的位置，反射光(3d)的尺寸缩小至与光纤同等的尺寸，光的能量密度变高。这样，在焦点(3b)的周围，有时由于空气、灰尘引起的激光束(3)的散射而引起温度上升，这样第一气体喷嘴等可能会受损。因此，在第四实施方式中，如上述后一方法那样，激光束的焦点(3b)存在于激光头(3a)的位置与照射位置(3c)之间，具有高能量密度的激光束的焦点(3b)不位于第一气体喷嘴的附近。
＜第五实施方式＞
此外，本发明的另一实施方式(以下，有时称为“第五实施方式”。)是在第一实施方式～第四实施方式中的任一实施方式的基础上，通过激光束接收器(5)来吸收激光束的反射光(3d)的焊接管的制造方法。如上所述，优选将照射激光束(3)的角度设为从与管(1a)的对接部(1c)垂直的方向X稍微错开的角度θ3，防止朝向激光头(3a)的反射光(3d)向激光头(3a)再次入射。在向由不锈钢带形成的管(1a)的对接部(1c)照射激光束(3)的情况下，被不锈钢带吸收的光只不过是激光束(3)的一部分，光的大部分在不锈钢带的表面被反射。在该不锈钢带的情况下，认为入射光中的约65％被反射。
反射光(3d)与从激光头(3a)照射的激光束(3)相比能量稍微降低，但依然保持较高的能量。因此，位于反射光(3d)的光路的结构物有可能损伤。因此，在第五实施方式中，通过利用激光束接收器(5)吸收激光束的反射光(3d)来防止结构物的损伤。激光束接收器(5)例如可以由铁等熔点高的金属构成。激光束接收器(5)吸收反射光(3d)的能量而温度上升，因此优选在其内部使冷却水循环来进行冷却。优选激光束接收器(5)的表面实施黑色的表面处理，以便容易吸收反射光(3d)。由于激光束接收器(5)的表面容易吸收反射光(3d)，所以能够防止反射光(3d)在激光束接收器(5)的表面再次反射。
根据以上说明的本发明的焊接管的制造方法，能够以高速度长时间稳定地制造通过激光焊接而焊接的、焊接不良的发生得到充分抑制的焊接管。另外，由于不需要在以往的TIG焊接中不可或缺的钨电极的更换，所以能够长时间连续地进行制造，能够削减焊接管的制造成本。
另外，根据上述的第一实施方式～第五实施方式，即使不进行上述光亮退火，也能够得到不锈钢带所特有的氧化所致的变色得到抑制的焊接管。特别是，根据如第二实施方式～第五实施方式那样使用了第一气体喷嘴和第二气体喷嘴的制造方法，即使不进行上述光亮退火，也能够得到由氧化引起的变色得到充分抑制的焊接管。
＜第六实施方式＞
在观察与焊接管的轴垂直的截面中的焊接部时，例如由后述的图3和图4的对比可知，通过本发明的制造方法得到的焊接管，焊接金属的宽度窄且具有均质的金属组织。特别是，在制造焊接管后，在非氧化性气氛中进行光亮退火的情况下，金属组织均匀得几乎无法区分焊接管的母材部分与焊接金属部分。因此，作为本发明的又一实施方式(以下，有时称为“第六实施方式”。)，可列举一种焊接管，其由厚度为0.15mm以上且0.25mm以下的作为金属带的不锈钢带形成，轴向的长度无接缝地为60m以上，与轴垂直的截面中的焊接金属的宽度为0.40mm以上且0.70mm以下，截面中的焊接金属不具有线状组织，具有与母材的结晶粒径同等的结晶粒径。需要说明的是，作为第六实施方式，也可以包含即使不进行上述光亮退火也能抑制由氧化导致的变色的焊接管。
在第六实施方式中，焊接管(1)由厚度为0.15mm以上且0.25mm以下的作为金属带的不锈钢带形成。关于限定不锈钢带的厚度的理由、优选的金属材料的种类，在第一实施方式中已经进行了说明，因此在此省略说明。然而，第一实施方式中的厚度的上限值为0.45mm，与此相对，第六实施方式中的厚度的上限值为0.25mm。该上限值为适合不锈钢制的气体配管用的焊接管的规格的上限值。
在第六实施方式中，焊接管(1)的轴向长度无接缝地为60m以上。无接缝是指没有焊接管(1)在与轴向垂直的截面处被焊接的痕迹。这意味着至少60m的长度的不锈钢带被连续地焊接而没有在中途停止。在第六实施方式中，本发明的焊接管(1)的轴向的长度为60m以上即可，只要不锈钢带的长度允许，也可以为其以上的长度。然而，为了便于焊接管的操作、检查等，焊接管(1)有时被切断成适当的长度。
在第六实施方式中，与焊接管(1)的轴垂直的截面中的焊接金属的宽度为0.40mm以上且0.70mm以下。焊接金属的宽度是指在焊接管(1)的周向上测定与焊接管(1)的轴垂直的截面中的焊接金属部分的大小而得到的长度。焊接金属的宽度一般在与焊接的热源接触的外周面侧较宽，在内周面侧较窄。在厚度为0.15mm以上且0.25mm以下的焊接管中，将焊接金属的宽度设为上述的范围，这在TIG焊接等电弧焊接中是困难的，但在基于激光焊接的本发明的制造方法中是容易的。即，通过使用激光焊接的本发明的制造方法，首次能够实现具有这样窄的宽度的焊接金属的焊接管。
在第六实施方式中，焊接管(1)的截面中的焊接金属不具有线状组织，具有与母材的结晶粒径同等的结晶粒径。线状组织是TIG焊接等电弧焊接中的焊接金属所特有的组织。在使用激光焊接的本发明的制造方法中，基于熔池的形成和凝固的焊接金属的形成在非氧化性气氛中以短时间完成，因此认为不具有伴随着氧化物的析出的线状组织。另外，焊接金属几乎不含杂质，具有与母材大致相同的成分，因此退火后的焊接金属的结晶粒径与母材的结晶粒径同等。焊接管的焊接金属中的具有这样高的均匀性的金属组织的实现也是通过使用了激光焊接的本发明的制造方法首次能够实现的。
作为上述焊接管，例如可举出外径为10mm以上且40mm以下的焊接管。
以上，对焊接管的发明的实施方式进行了说明，但本发明的焊接管的特征的组合仅能够通过本发明的焊接管的制造方法来实现。即，如果观察焊接管的截面中的金属组织的特征，则能够一眼就识别该焊接管是否是使用本发明的焊接管的制造方法制造的。
＜第七实施方式＞
本发明的另一个实施方式构成为焊接管的制造装置的发明。即，本发明的另一实施方式(以下，有时称为“第七实施方式”。)为一种焊接管的制造装置，所述焊接管的制造装置具有一边输送厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的作为金属带的不锈钢带(1)一边对其进行弯曲加工而成型管(1a)的单元、以及对成型后的管(1a)的对接部一边利用一组挤压辊(2)施加压缩应力一边照射激光束(3)而进行焊接的单元，其中，激光束的照射位置(3c)与挤压辊的旋转轴(2a)的位置相比位于管的输送方向(1b)的上游侧，照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，所述焊接管的制造装置还具有气体喷嘴(4)，所述气体喷嘴(4)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体。
图1是表示本发明的实施方式的焊接管的制造装置的例子的示意侧视图，图2是表示本发明的实施方式的焊接管的制造装置的例子的示意俯视图。图1和图2例示了第七实施方式的焊接管的制造装置中除了一边输送不锈钢带一边对其进行弯曲加工而成型管(1a)的单元以外的部分。在图1和图2中，进行弯曲加工而成型后的管(1a)从图1的左侧朝向右侧沿着管的输送方向(1b)被输送。成型后的管(1a)的对接部(1c)位于图1所示的管(1a)的上侧。利用一组挤压辊(2)对该对接部(1c)施加压缩应力。挤压辊的旋转轴(2a)与图1的上下方向平行。在图1中，省略了一组挤压辊(2)中的位于图1的纸面的近前侧的挤压辊。
激光束(3)从位于图1的上方的激光头(3a)的前端朝向位于成型后的管(1a)的对接部(1c)的照射位置(3c)照射。激光束的照射位置(3c)与挤压辊的旋转轴(2a)的位置相比位于管的输送方向(1b)的上游侧，两者的距离为d。激光束的焦点(3b)位于激光头(3a)的位置与照射位置(3c)之间，离开后述的第一气体喷嘴的位置。照射位置(3c)处的激光束(3)的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下。在照射位置(3c)反射的激光束的反射光(3d)被位于图1的上方的激光束接收器(5)吸收。需要说明的是，在图2中，为了容易识别第一气体喷嘴(4a)和第二气体喷嘴(4b)，用虚线表示上述激光束的反射光(3d)和激光束接收器(5)。
在第七实施方式中，焊接管的制造装置还具有气体喷嘴(4)，该气体喷嘴(4)向照射了激光束(3)的对接部喷吹不活泼气体。在图1和图2中，作为气体喷嘴(4)，图示了第一气体喷嘴(4a)和与之相比口径大的第二气体喷嘴(4b)。在图1和图2中，从管的输送方向的上游侧观察时，依次排列有激光束照射位置(3c)、从第一气体喷嘴(4a)喷吹不活泼气体的位置、以及从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的位置。第一气体喷嘴(4a)和第二气体喷嘴(4b)安装在用于供给不活泼气体的共用集管上。在第七实施方式中，关于限定焊接管的制造装置的各个结构的理由、由此可带来的作用、效果等，与第一实施方式的情况相同，因此在此省略说明。
在图2的示意俯视图中，例示了激光头(3a)的配置、激光束(3)的方向、来自第一气体喷嘴(4a)和第二气体喷嘴(4b)的不活泼气体的喷吹方向均与管的输送方向(1b)大致平行的实施方式。但是，本发明并不限定于该实施方式。在从上表面观察焊接管的制造装置时，例如可以使激光束(3)的方向、来自第一气体喷嘴(4a)和第二气体喷嘴(4b)的不活泼气体的喷吹方向中的至少任一个相对于管的输送方向(1b)在超过0度～±45度的范围内倾斜。
在第七实施方式中，从气体喷嘴(4)喷吹的不活泼气体滞留于激光束的照射位置(3c)的周边，形成非氧化性的气氛。为了更稳定地维持该非氧化性的气氛，优选用未图示的壁包围激光束的照射位置(3c)和气体喷嘴(4)的周围。另外，如果将激光束(3)和激光束接收器(5)设置于该壁的内部，则能够使激光束(3)不向壁外泄漏，因此从使制造装置运转时的安全性的观点出发也是优选的。此外，出于将从熔池产生的若干的烟气排出到外部的目的，也可以经由设置于壁的一部分的未图示的排气口对内部的气体进行强制排气。在该情况下，为了避免壁的内部成为负压，也可以在壁的一部分设置吸气口。吸气口优选设置在不妨碍利用不活泼气体防止熔池和焊接金属的氧化的位置。
【实施例】
一边对比实施例和比较例，一边参照附图对用于实施本发明的方式进一步详细地进行说明。
＜实施例1＞
一边输送厚度0.20mm的不锈钢带一边对其用多个辊进行弯曲加工，成型外径约24mm的管(1a)。对成型后的管(1a)的对接部(1c)一边利用一组挤压辊(2)施加压缩应力，一边使用图1所示的制造装置向对接部(1c)照射激光束(3)。激光束(3)的光源为YAG激光器，输出功率为2kW。输送成型后的管(1a)的速度为每分钟8.5米。激光束(3)的光斑直径约0.9mm，激光束的照射位置(3c)从管(1a)的对接部中的包含挤压辊的旋转轴(2a)的面的位置向与输送不锈钢带的方向(1b)相反的方向、即、向上游侧离开2.0mm以上且3.0mm以下。照射激光束(3)的方向相对于与管的输送方向(1b)垂直的方向X向上游侧倾斜角度θ3＝约12度，激光束的焦点(3b)位于激光头(3a)的位置与照射位置(3c)之间。在管(1a)的对接部的表面反射的反射光(3d)被由冷却水而冷却的激光束接收器(5)吸收。需要说明的是，在实施例1中，从第一气体喷嘴(4a)喷吹不活泼气体的方向和与管的输送方向(1b)相反的方向所成的角度θ1设为约40度。另外，从第二气体喷嘴(4b)喷吹不活泼气体的方向和与管的输送方向(1b)相反的方向所成的角度θ2设为约20度。
利用由口径(内径)为3.0mm的第一气体喷嘴(4a)喷吹的氩气对通过激光束(3)的照射而形成的焊接池进行冷却而使其凝固，并且利用一组挤压辊(2)施加压缩应力而得到焊接管(1)。从第一气体喷嘴(4a)喷吹的氩气的流量约为2升/分钟。喷吹来自第一气体喷嘴(4a)的气体的位置设为激光束的照射位置(3c)。从设置于第一气体喷嘴(4a)的后方的口径(内径)为8.0mm的第二气体喷嘴(4b)也供给氩气，以空气不被卷入从第一气体喷嘴(4a)喷吹的气体中的方式控制气氛。从第二气体喷嘴(4b)喷吹的氩气的流量约为12升/分钟。在激光焊接中几乎没有来自熔池的烟气的产生，在所得到的焊接管(1)的焊接金属部分几乎没有看到由氧化引起的变色。对于所得到的焊接管(1)，利用未图示的旋转的模头进行波纹加工后，进行在氢气氛中加热保持在1080℃后冷却的光亮退火，得到全长为60m的没有接缝的不锈钢柔性管。将所得到的柔性管的一部分切断，将包含焊接金属的与长度方向垂直的截面进行树脂填埋，镜面研磨后，用硝酸乙醇进行蚀刻，使用光学显微镜观察截面的金属组织。将拍摄到的焊接管的焊接部的截面组织照片示于图3。
图3的上侧是焊接管(1)的外周面，下侧是内周面。图3的中央的厚度稍厚的部分是通过激光焊接而形成的焊接金属部分。焊接金属的左右方向的宽度在外周面侧为0.67mm，在内周面侧为0.51mm。焊接管(1)的母材的厚度为0.20mm，与此相对，焊接金属的厚度最大为0.25mm，为母材的厚度的125％。截面中的焊接金属不具有线状组织，具有与母材的结晶粒径同等的结晶粒径。即，在母材部分和焊接金属部分均观察到通过退火而形成的较大地生长的奥氏体相的再结晶，两者的金属组织为几乎无法区分程度的均质。母材部的维氏硬度为152，焊接金属部的维氏硬度为156，两者之差为4。在所得到的焊接管(1)的焊接金属部分的表面几乎看不到由氧化引起的变色。
＜比较例1＞
一边输送厚度0.20mm的不锈钢带一边用多个辊和靴进行弯曲加工，成型外径约24mm的管(1a)。将成型后的管(1a)的对接部在氩气氛中通过TIG焊接进行焊接，得到焊接管(1)。输送成型后的管(1a)的速度为每分钟7.0米。利用旋转的模头对所得到的焊接管(1)进行波纹加工后，在氢气氛中加热保持在1080℃后冷却，进行光亮退火，得到全长为60m的无接缝的不锈钢柔性管。将所得到的柔性管的一部分切断，将包含焊接金属的与长度方向垂直的截面进行树脂填埋，镜面研磨后，用硝酸乙醇进行蚀刻，使用光学显微镜观察截面的金属组织。将拍摄到的焊接管的焊接部的截面组织照片示于图4。
图4的上侧是焊接管(1)的外周面，下侧是内周面。图4的中央的厚度变厚的部分是通过TIG焊接形成的焊接金属部分。焊接金属的左右方向的宽度在外周面侧为0.79mm，在内周面侧为0.62mm。焊接管2的母材的厚度为0.20mm，与此相对，焊接金属的厚度最大为0.25mm，为母材的厚度的125％。截面中的焊接金属中接近母材的区域和接近外周面、内周面的区域呈包含细小的树枝状晶体的线状组织，具有与母材部分完全不同的结晶组织。在焊接金属的中央部分可观察到奥氏体相的再结晶组织，但其结晶粒径与母材部分的再结晶组织的结晶粒径相比明显小。即，在母材部分和焊接金属部分，在金属组织中可观察到明确的差异。母材部的维氏硬度为162，焊接金属部的维氏硬度为169，两者之差为7。
根据实施例1可知，通过本发明的制造方法，能够使用厚度0.20mm的不锈钢带，以高速度长时间稳定地制造线状组织的产生得到抑制的焊接管(1)。对实施例1和比较例1的结果进行比较可知，本发明的激光焊接所制造的焊接管与通过以往的TIG焊接所制造的焊接管不同，焊接金属与母材的金属组织同等，是无法区分焊接金属与母材的金属组织程度的均质。另外，在TIG焊接中，伴随着焊接电极的消耗，必须停止生产线而更换焊接电极，但在激光焊接中不需要这样，在生产效率的方面也是有利的。
＜实施例2＞
在与实施例1相同的条件下，不进行来自第二气体喷嘴(4b)的氩气的喷吹，一边仅从第一气体喷嘴(4a)喷吹氩气一边制造焊接管(1)。在激光焊接中，来自熔池的烟气的产生少，但在所得到的焊接管(1)的焊接金属部分的表面可观察到由氧化引起的变色。
＜比较例2＞
在与实施例1相同的条件下，不进行来自第一气体喷嘴(4a)的氩气的喷吹，一边仅从第二气体喷嘴(4b)供给氩气，一边制造焊接管(1)。在激光焊接中，来自熔池的烟气的产生多，所产生的烟气附着、沉积于挤压辊(2)等，难以进行连续的制造。在所得到的焊接管(1)的焊接金属部分的表面几乎看不到由氧化引起的变色。
＜比较例3＞
在与实施例1相同的条件下，不从第一气体喷嘴和第二气体喷嘴喷吹氩气地制造焊接管(1)。在激光焊接中，来自熔池的烟气的产生多，所产生的烟气附着、沉积于挤压辊(2)等，难以进行连续的制造。在所得到的焊接管(1)的焊接金属部分的表面可观察到由氧化引起的变色。需要说明的是，观察了实施例2、比较例2和比较例3的焊接管(1)的截面的金属组织，结果与实施例1的金属组织相比几乎没有变化。
对实施例1、实施例2、比较例2和比较例3的结果进行比较可知，为了抑制激光焊接中的来自熔池的烟气的产生，并且使熔池的冷却和凝固的时机与挤压辊(2)的压缩应力赋予的时机同步，以高速度制造金属组织均质的焊接管，来自第一气体喷嘴的不活泼气体的喷吹是有效的。另外可知，对于防止焊接管(1)的焊接金属部分的表面的氧化所致的变色，来自第二气体喷嘴的不活泼气体的喷吹是有效的。如实施例2那样，如果仅从第一气体喷嘴的喷吹不活泼气体，则能够抑制烟气的产生而连续地进行激光焊接，但通过进一步从第二气体喷嘴也喷吹不活泼气体，能够防止焊接金属部分的表面的氧化所致的变色，能够得到外观优异的焊接管(1)。
本申请以日本国专利申请、日本特愿2019-060259号(以下称为“基础申请”)为基础主张优先权。基础申请通过参照而并入到本说明书中。
本说明书的公开内容包括与基础申请的权利要求书对应的以下的方式。
方式1：
一种焊接管(1)的制造方法，其一边将厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的金属带向一个方向输送一边对其进行弯曲加工而成型管(1a)，对成型后的上述管(1a)的对接部一边利用一组挤压辊(2)施加压缩应力，一边照射激光束(3)而进行焊接，所述焊接管(1)的制造方法的特征在于，
上述激光束的照射位置(3c)与上述挤压辊的旋转轴(2a)的位置相比位于管的输送方向(1b)的上游侧，
照射位置(3c)处的上述激光束(3)的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，
从气体喷嘴(4)向照射了上述激光束(3)的上述对接部喷吹不活泼气体。
方式2：
根据不活泼气体方式1所述的焊接管的制造方法，其中，上述不活泼气体是从第一气体喷嘴(4a)喷吹的不活泼气体和从与上述第一气体喷嘴相比口径大的第二气体喷嘴(4b)喷吹的不活泼气体。
方式3：
根据方式2所述的焊接管的制造方法，其中，在上述对接部，依次排列有上述照射位置(3c)、喷吹来自上述第一气体喷嘴(4a)的不活泼气体的位置和喷吹来自上述第二气体喷嘴(4b)的不活泼气体的位置。
方式4：
根据方式1～方式3中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，激光头(3a)的位置与上述照射位置(3c)相比位于上述管的输送方向(1b)的上游侧，激光束的焦点(3b)位于上述激光头(3a)的位置与上述照射位置(3c)之间。
方式5：
根据方式1～方式4中任一项所述的焊接管的制造方法，其中，通过激光束接收器(5)来吸收上述激光束的反射光(3d)。
方式6：
一种焊接管，其由厚度为0.15mm以上且0.25mm以下的金属带形成，
轴向的长度无接缝地为60m以上，
与轴垂直的截面中的焊接金属的宽度为0.40mm以上且0.70mm以下，
上述截面中的焊接金属不具有线状组织，具有与母材的结晶粒径同等的结晶粒径。
方式7：
一种焊接管的制造装置，其具有一边输送厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的金属带(1)一边对其进行弯曲加工而成型管(1a)的单元、以及对成型后的上述管(1a)的对接部一边利用一组挤压辊(2)施加压缩应力一边照射激光束(3)而进行焊接的单元，其中，
上述激光束的照射位置(3c)位于比上述挤压辊的旋转轴(2a)的位置靠管的输送方向(1b)的上游侧，
照射位置(3c)处的上述激光束(3)的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，
所述焊接管的制造装置还具有气体喷嘴(4)，该气体喷嘴(4)向照射了上述激光束(3)的上述对接部喷吹不活泼气体。
附图标记说明
1：焊接管
1a：管
1b：管的输送方向
1c：管的对接部
2：挤压辊
2a：挤压辊的旋转轴
3：激光束
3a：激光头
3b：焦点
3c：照射位置
3d：反射光
4：气体喷嘴
4a：第一气体喷嘴
4b：第二气体喷嘴
5：激光束接收器
d：从照射位置到挤压辊的旋转轴的位置为止的距离
X：与管的对接部垂直的方向

Claims (11)

1.一种焊接管的制造方法，其一边将厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的不锈钢带向一个方向输送一边对其进行弯曲加工而成型管，对成型后的所述管的对接部一边利用一组挤压辊施加压缩应力一边照射激光束而进行焊接，其中，
所述激光束的照射位置与所述挤压辊的旋转轴的位置相比位于管的输送方向的上游侧，
所述激光束的照射位置处的所述激光束的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，
从气体喷嘴向照射了所述激光束的所述对接部喷吹不活泼气体，
所述气体喷嘴包含第一气体喷嘴和第二气体喷嘴，
在所述第一气体喷嘴的周围形成被从所述第二气体喷嘴喷吹的不活泼气体充满的非氧化性气氛，
从所述第一气体喷嘴喷吹不活泼气体的方向和与所述管的输送方向相反的方向所成的第一角度为25度以上且65度以下，
从所述第二气体喷嘴喷吹不活泼气体的方向和与所述管的输送方向相反的方向所成的第二角度为10度以上且35度以下，
所述第二角度小于所述第一角度。
2.根据权利要求1所述的焊接管的制造方法，其中，
所述第二气体喷嘴的口径比所述第一气体喷嘴的口径大，
所述不活泼气体包含从所述第一气体喷嘴喷吹的不活泼气体和从所述第二气体喷嘴喷吹的不活泼气体。
3.根据权利要求2所述的焊接管的制造方法，其中，
在所述对接部，从管的输送方向的上游侧观察时，依次排列有所述激光束的照射位置、从所述第一气体喷嘴喷吹不活泼气体的位置、以及从所述第二气体喷嘴喷吹不活泼气体的位置。
4.根据权利要求1或2所述的焊接管的制造方法，其中，
从所述第一气体喷嘴向所述对接部喷吹不活泼气体的位置位于从所述激光束的照射位置到所述挤压辊的旋转轴的位置为止的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的焊接管的制造方法，其中，
从所述气体喷嘴或所述第一气体喷嘴喷吹的不活泼气体的流量为1.0升/分钟以上且20升/分钟以下。
6.根据权利要求1或2所述的焊接管的制造方法，其中，
从所述激光束的照射位置到所述挤压辊的旋转轴的位置为止的与所述管的输送方向平行的距离d为0.5mm以上且5.0mm以下的范围。
7.根据权利要求1或2所述的焊接管的制造方法，其中，
照射所述激光束的激光头的位置与所述激光束的照射位置相比位于管的输送方向的上游侧，所述激光束的焦点位于所述激光头的位置与所述激光束的照射位置之间。
8.根据权利要求1或2所述的焊接管的制造方法，其中，
通过激光束接收器来吸收所述激光束的反射光。
9.根据权利要求1或2所述的焊接管的制造方法，其中，
使用辊进行所述不锈钢带的弯曲加工。
10.一种焊接管的制造装置，其具有一边输送厚度为0.15mm以上且0.45mm以下的不锈钢带一边对其进行弯曲加工而成型管的单元、以及对成型后的所述管的对接部一边利用一组挤压辊施加压缩应力一边照射激光束而进行焊接的单元，其中，
所述激光束的照射位置与所述挤压辊的旋转轴的位置相比位于管的输送方向的上游侧，
所述激光束的照射位置处的所述激光束的光斑直径的大小为0.60mm以上且1.2mm以下，
所述焊接管的制造装置还具有气体喷嘴，所述气体喷嘴向照射了所述激光束的所述对接部喷吹不活泼气体，
所述气体喷嘴包含第一气体喷嘴和第二气体喷嘴，
从所述第一气体喷嘴向所述对接部喷吹不活泼气体的位置位于从所述激光束的照射位置到所述挤压辊的旋转轴的位置为止的范围内，
在所述第一气体喷嘴的周围形成被从所述第二气体喷嘴喷吹的不活泼气体充满的非氧化性气氛，
从所述第一气体喷嘴喷吹不活泼气体的方向和与所述管的输送方向相反的方向所成的第一角度为25度以上且65度以下，
从所述第二气体喷嘴喷吹不活泼气体的方向和与所述管的输送方向相反的方向所成的第二角度为10度以上且35度以下，
所述第二角度小于所述第一角度。
11.根据权利要求10所述的焊接管的制造装置，其中，
所述第二气体喷嘴的口径比所述第一气体喷嘴的口径大。
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