JP2010029938A - Method for manufacturing laser-welded steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザビームを用いてオープンパイプ長手方向のエッジ部を溶接する鋼管(以下、レーザ溶接鋼管という)の製造方法に関し、特に油井管あるいはラインパイプ等の石油,天然ガスの採掘や輸送に好適なレーザ溶接鋼管の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a steel pipe (hereinafter referred to as a laser welded steel pipe) in which an edge portion of an open pipe in the longitudinal direction is welded using a laser beam, and particularly to oil and natural gas extraction and transportation such as oil well pipes or line pipes. The present invention relates to a method for producing a suitable laser welded steel pipe.
油井管あるいはラインパイプとして用いられる鋼管は、溶接鋼管(たとえば電縫鋼管,UOE鋼管等)とシームレス鋼管に大別される。これらの鋼管のうち、電縫鋼管は、熱間圧延した帯状の鋼板(いわゆるホットコイル)を素材として使用し、安価に製造できるので経済的に有利である。
しかし一般に電縫鋼管は、成形ロールを用いて鋼板を円筒状に成形してオープンパイプ(ここでオープンパイプとは、多段の成形ロールにより成形された端部が接合されていないパイプ状の鋼帯を指す。以下、オープンパイプと記す。)とし、そのオープンパイプのエッジ部(すなわち円筒状に成形した鋼帯の両側端部)をスクイズロールで加圧しながら電気抵抗溶接(高周波抵抗溶接とも呼ぶ)して製造するので、溶接による継ぎ目(いわゆるシーム)が必然的に存在し、そのシームの低温靭性が劣化するという問題がある。そのため電縫鋼管の油井管やラインパイプは、寒冷地での使用には課題がある。シームの低温靭性が劣化する理由は、エッジ部を溶接する際に高温の溶融メタルが大気中の酸素と反応して酸化物を生成し、その酸化物がシームに残留し易いからである。
Steel pipes used as oil well pipes or line pipes are roughly classified into welded steel pipes (for example, ERW steel pipes, UOE steel pipes, etc.) and seamless steel pipes. Among these steel pipes, ERW steel pipes are economically advantageous because they can be manufactured at low cost by using hot-rolled strip-shaped steel plates (so-called hot coils) as raw materials.
However, in general, ERW steel pipes are formed by forming steel plates into a cylindrical shape using forming rolls, and open pipes (here, open pipes are pipe-shaped steel strips that are formed by multi-stage forming rolls and not joined at the ends. Hereinafter, it is referred to as an open pipe), and electric resistance welding (also referred to as high-frequency resistance welding) is performed while pressing the edges of the open pipe (that is, both ends of the steel strip formed into a cylindrical shape) with a squeeze roll. Therefore, there is a problem that a seam by welding (so-called seam) inevitably exists, and the low temperature toughness of the seam deteriorates. Therefore, oil well pipes and line pipes of electric resistance steel pipes have problems in use in cold regions. The reason why the low temperature toughness of the seam deteriorates is that when the edge portion is welded, the high temperature molten metal reacts with oxygen in the atmosphere to generate an oxide, and the oxide tends to remain in the seam.
また電縫鋼管は、エッジ部を溶接する際に溶融メタル中で合金元素が偏析し易いので、シームの耐食性が劣化し易いという問題がある。そのため電縫鋼管の油井管やラインパイプは、厳しい腐食環境(たとえばサワー環境)での使用には課題がある。
一方でシームの低温靭性や耐食性を劣化させない溶接法として、レーザビームによる溶接(以下、レーザ溶接という)が注目されている。レーザ溶接は、熱源の寸法を小さくし、かつ熱エネルギーを高密度で集中できるので、溶融メタルにおける酸化物の生成や合金元素の偏析を防止できる。そのため、溶接鋼管の製造にレーザ溶接を適用すると、シームの低温靭性や耐食性の劣化を防止することが可能である。
In addition, the ERW steel pipe has a problem that the corrosion resistance of the seam tends to deteriorate because the alloy elements are easily segregated in the molten metal when the edge portion is welded. For this reason, oil-well pipes and line pipes of ERW steel pipes have problems in use in severe corrosive environments (for example, sour environments).
On the other hand, laser beam welding (hereinafter referred to as laser welding) has been attracting attention as a welding method that does not deteriorate the low temperature toughness and corrosion resistance of the seam. Laser welding makes it possible to reduce the size of the heat source and concentrate the heat energy at a high density, thereby preventing the formation of oxides and segregation of alloy elements in the molten metal. Therefore, when laser welding is applied to the production of a welded steel pipe, it is possible to prevent the low temperature toughness and corrosion resistance of the seam from being deteriorated.
そこで溶接鋼管の製造過程にて、オープンパイプのエッジ部にレーザビームを照射して溶接することによって鋼管(すなわちレーザ溶接鋼管)を製造する技術が実用化されている。
ところがレーザ溶接では、溶融メタルは極めて狭い領域で形成される。そのため、スクイズロールで加圧されるオープンパイプのエッジ部が接合する位置(以下、接合点という)とレーザビームを照射する周方向の位置とにずれが生じると、レーザ溶接鋼管のシームが開口した状態となり、その部分は溶接不良として取り除く必要があり、レーザ溶接鋼管の歩留り低下を招く。なお、接合点はスクイズ点とも呼ばれるが、ここでは接合点と記す。
Therefore, in the process of manufacturing a welded steel pipe, a technique for manufacturing a steel pipe (that is, a laser welded steel pipe) by irradiating the edge portion of the open pipe with a laser beam for welding has been put into practical use.
However, in laser welding, molten metal is formed in a very narrow region. Therefore, when a gap occurs between the position where the edge of the open pipe pressed by the squeeze roll joins (hereinafter referred to as the joining point) and the circumferential position where the laser beam is irradiated, the seam of the laser welded steel pipe opens. It becomes a state, and it is necessary to remove the portion as defective welding, which leads to a decrease in the yield of the laser welded steel pipe. In addition, although a junction point is also called a squeeze point, it describes as a junction point here.
そのため、レーザ溶接鋼管を製造する際に、レーザビームの照射状況を監視する技術が種々検討されている。
たとえば特許文献1には、鋼板の片面からレーザビームを照射し、他方の面に発生するプラズマ光を監視することによって、レーザ溶接の状況を判定する技術が開示されている。しかしプラズマ光は広く散乱するので、この技術ではレーザ溶接の状況を精度良く把握することが困難であるばかりでなく、レーザビームを照射する位置がエッジ部から外れても精度よく認識できない。
Therefore, various techniques for monitoring the irradiation state of a laser beam when manufacturing a laser welded steel pipe have been studied.
For example,
また特許文献2には、レーザ溶接による発光強度を測定することによって、裏波ビードの形成状況を判定する技術が開示されている。しかし発光強度は様々な要因で著しく変動するので、この技術では裏波ビードの形成状況を精度良く把握することは困難である。
特許文献3は、アーク溶接によって生じる溶融メタルを撮影し、その画像に基づいて裏波ビードの形状を解析して溶接条件を制御する技術が開示されている。このアーク溶接の技術をレーザ溶接にそのまま適用すると、溶融メタルの鮮明な画像は得られない。その理由は、レーザ溶接では熱エネルギーが高密度で集中するので、過剰な光量が発生するからである。そのため、レーザ溶接における裏波ビードの形状を精度良く把握することは困難である。
なお特許文献3には、レーザビームを溶融メタルに干渉フィルターを介して照射する技術が開示されているが、このレーザビームは溶融メタルの撮影に用いるものであり、溶接に寄与するものではない。
本発明は、レーザ溶接鋼管を製造するにあたってレーザ溶接の状況を精度良く判定し、その判定結果に基づいて溶接条件を変更することによって、レーザ溶接鋼管を歩留り良く安定して製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a method for stably producing a laser welded steel pipe with a high yield by accurately judging the status of laser welding in manufacturing a laser welded steel pipe and changing the welding conditions based on the judgment result. For the purpose.
発明者らは、オープンパイプのエッジ部にレーザ溶接を施してレーザ溶接鋼管を製造するにあたって、レーザ溶接の状況を監視する技術について調査検討した。
図1(a)は、レーザ溶接鋼管を製造する際に、本発明を適用してオープンパイプ1のエッジ部2の接合点を溶接する例を模式的に示す斜視図である。図1(a)中の矢印Aは、オープンパイプの進行方向を示す。なお、レーザビーム3の照射によって発生する深い空洞(以下、キーホールという)4と、その周辺に形成される溶融メタル5は透視図として示す。そしてレーザビーム3を照射すると、図1(a)に示すように、高密度で集中する熱エネルギーによってエッジ部2が溶融するとともに、その溶融メタル4が蒸発して発生する蒸発圧と蒸発反力によって、溶融メタル5にキーホール4が発生する。キーホール4の内部には、レーザビーム3が侵入し、金属蒸気がレーザビーム3のエネルギーによって電離されて生じた高温のプラズマが充満していると考えられる。
The inventors investigated and examined a technique for monitoring the state of laser welding in manufacturing a laser welded steel pipe by performing laser welding on an edge portion of an open pipe.
Fig.1 (a) is a perspective view which shows typically the example which welds the junction of the
また図1(b)および図1(c)は、図1(a)において、パイプの周方向(溶接線に対して垂直方向)の断面図である。
このキーホール4は、レーザビーム3の熱エネルギーが最も収斂する位置を示すものである。したがってキーホール4を監視し、図1(b)に示すように、エッジ部の接合点Cがキーホール4内に配置されるようにレーザ溶接を行なうことによって、レーザ溶接鋼管を安定して製造できる。ただし、エッジ部2の接合点Cとキーホール4とを一致させるためには、高精度の位置制御技術が必要である。そこでエッジ部2の接合点Cを、キーホール4の周囲に形成される溶融メタル5内に配置するようにレーザ溶接を行なっても良い。溶融メタル5のオープンパイプの周方向(溶接線に対して垂直方向)の長さLmは、キーホール4の大きさ(直径)Lkに比べて大きいので、溶接ヘッド、およびその溶接ヘッド内に収納された集光レンズや集光ミラーの位置を制御することによって、比較的簡便な技術でレーザビーム3の照射位置を周方向に容易に制御できる。したがって本発明によれば、レーザ溶接鋼管を安定して製造できる。
Moreover, FIG.1 (b) and FIG.1 (c) are sectional drawings of the circumferential direction (perpendicular | vertical direction with respect to a welding line) of a pipe in FIG. 1 (a).
The
しかも健全なレーザ溶接が進行しているときには、キーホール4は溶融メタル5の外面側から内面側まで貫通しており、キーホール4と接合点Cとの位置関係を精度よく監視することが可能である。
なお、オープンパイプ1の進行方向Aにおけるエッジ部2の接合点Cは、エッジ部2の板厚方向の平均間隔Gが、スクイズロールによって狭まり、0.5mm以下になった箇所であれば、何処でも良い。
Moreover, when sound laser welding is in progress, the
The joining point C of the
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、オープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながらオープンパイプの外面側からレーザビームを照射してエッジ部を溶接するレーザ溶接鋼管の製造方法において、エッジ部に照射するレーザビームの照射部位をオープンパイプの内面側から監視し、オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められる場合はレーザビームによる溶接条件を継続して維持する一方、オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められない場合はレーザビームによる溶接条件を変更することによって、オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールをレーザビームの照射部位に設けつつ溶接を行なうレーザ溶接鋼管の製造方法である。
The present invention has been made based on these findings.
That is, the present invention is a laser welding in which a steel plate is formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and the edge portion of the open pipe is irradiated with a laser beam from the outer surface side of the open pipe while being pressed with a squeeze roll. In the steel pipe manufacturing method, the irradiation part of the laser beam irradiated to the edge part is monitored from the inner surface side of the open pipe, and if a keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is observed, the welding condition by the laser beam is continued. On the other hand, if a keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is not recognized, the keyhole penetrating from the outer surface side of the open pipe to the inner surface side is changed by changing the laser beam welding conditions. It is a manufacturing method of the laser welded steel pipe which welds while providing.
本発明のレーザ溶接鋼管の製造方法においては、キーホールの大きさを、オープンパイプの内面側で直径0.2mm以上とすることが好ましい。また、スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、レーザビームの照射によって生じる内面溶融メタル内に配置することが好ましい。あるいは、スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、キーホール内に配置することが好ましい。 In the laser welded steel pipe manufacturing method of the present invention, it is preferable that the size of the keyhole is 0.2 mm or more on the inner surface side of the open pipe. Moreover, it is preferable to arrange | position the junction of the edge part pressurized with a squeeze roll in the inner surface molten metal produced by laser beam irradiation. Or it is preferable to arrange | position the junction of the edge part pressurized with a squeeze roll in a keyhole.
本発明によれば、レーザ溶接鋼管を製造するにあたってレーザ溶接の状況を精度良く判定し、その判定結果に基づいて溶接条件を変更することによって、レーザビームの照射で生じるキーホールあるいは溶融メタル内に、エッジ部の接合点を常に配置することが可能となる。その結果、レーザ溶接鋼管を歩留り良く安定して製造できる。得られたレーザ溶接鋼管は、シームの低温靭性や耐食性が優れており、寒冷地や腐食環境で使用する油井管やラインパイプに好適である。 According to the present invention, in manufacturing a laser-welded steel pipe, the state of laser welding is accurately determined, and the welding conditions are changed based on the determination result, whereby a keyhole or molten metal generated by laser beam irradiation is included. It becomes possible to always arrange the junctions of the edge portions. As a result, the laser welded steel pipe can be manufactured stably with a high yield. The obtained laser welded steel pipe has excellent seam low-temperature toughness and corrosion resistance, and is suitable for oil well pipes and line pipes used in cold regions and corrosive environments.
図1(a)に示すオープンパイプ1は、帯状の鋼板を成形ロールで円筒状に成形したものである。そのオープンパイプ1のエッジ部2をスクイズロール(図示せず)で加圧しながら、外面側からレーザビーム3を照射する。一方でオープンパイプ1の内面側からレーザビーム3の照射部位を監視し、キーホール4を識別する。キーホール4はオープンパイプ1の外面側から内面側まで貫通すれば、通常の画像処理技術で容易に識別できる。そして、内面側でキーホール4を識別できれば、健全なレーザ溶接が進行していることを示しており、溶接条件をそのまま継続して維持する。なお図1(a)ではキーホール4の監視装置は図示を省略するが、図2に本発明で使用するキーホール監視装置の例を示す。オープンパイプ1内に挿入されたキーホール監視装置は、オープンパイプ1の外側から見えないが、透視図として図2に示す。
An
キーホール4を識別できない時は、キーホール4が閉塞していることを示しているので、溶接条件を変更して、健全なレーザ溶接を進行させるように調整する必要がある。そして、溶接条件を変更してキーホール4が識別できるようになれば、その溶接条件をそのまま継続して維持しながらレーザ溶接を行なう。なお、キーホール4が閉塞するのは、エッジ部2の接合点Cがキーホール4内、あるいはキーホール4の周囲に形成される溶融メタル5を外れた場合が最も多い。これは、接合点Cにレーザビーム3を照射した場合には、レーザビーム3が接合点Cの隙間を効率良く板厚方向に伝播し易くなるので、キーホール4が形成され易くなるからである。しかし、接合点C以外の箇所にレーザビーム3が照射されると、オープンパイプ1の表面から溶融メタル5が蒸発するので、蒸発圧と蒸発反力により溶融メタル5に深い空洞(すなわちキーホール)4を形成させるためにより高出力のレーザパワーが必要となるので、キーホール4が閉塞する傾向が強い。
When the
キーホール4が閉塞した場合に調整する具体的な溶接条件は、オープンパイプ1の周方向へレーザビーム3の照射位置を移動させて、エッジ部2の接合点Cがレーザビーム3の照射位置(すなわちキーホール4)あるいは溶融メタル5内に配置されるように調整するのが最も好ましい。たとえば、キーホール監視装置によってエッジ部2の接合点Cや、キーホール4および溶融メタル5の位置を画像処理して認識し、オープンパイプ1の周方向の移動距離を算出し、エッジ部2の接合点Cが、キーホール4の内部あるいは溶融メタル5内に入るように、溶接ヘッド、およびその溶接ヘッド内に収納された集光レンズや集光ミラーの位置を制御することによって、レーザビーム3の照射位置を移動させるのが好ましい。
A specific welding condition to be adjusted when the
その他の溶接条件として、たとえばレーザビーム3の焦点位置,オープンパイプ1の長手方向のビーム照射位置,レーザパワーの増減,溶接の進行速度等を調整あるいは制御することも好ましい。
このようなエッジ部2の接合点Cとキーホール4あるいは溶融メタル5との位置関係の調整は、オープンパイプ1の内面側から監視してキーホール4を識別することによって容易に行なうことが可能である。
As other welding conditions, for example, it is also preferable to adjust or control the focal position of the
Adjustment of the positional relationship between the joint C of the
キーホール4の大きさが内面側で直径0.2mm未満では、キーホール4が閉塞する惧れがある。したがって、キーホール4は内面側の直径を0.2mm以上とすることが好ましい。ただし、内面側の直径が1.0mmを超えると、溶落ち等の溶接欠陥が生じるばかりでなく、溶融メタルが凝固した継ぎ目(すなわちシーム6)の幅が著しく拡大されて、レーザ溶接鋼管の外観が損なわれる。そのため、オープンパイプ1の内面側におけるキーホール4の直径は0.2〜1.0mmの範囲内が一層好ましい。
If the size of the
キーホール4の形状が楕円形になっている場合は、短径を0.2mm以上とすることが好ましい。
なおキーホール4の大きさは、図2に示すように、スタンド間から吊下げたマンドレルバー7に固定された監視カメラ8によって、オープンパイプ1の内側から監視した。撮影条件は、オープンパイプ1の内面からレーザビームおよびプラズマ光と異なる波長成分の光を照明装置9から照射し、たとえば337nm(ナノメートル)の波長の紫外線を照射して、その波長の光のみ透過するフィルターを使って撮影することで、キーホール4および溶融メタル5からの赤外線やプラズマ光等による外乱を排除した。ここで、透過させる波長はプラズマ発光のスペクトルに応じ、それを避けた波長帯域であって且つ利用可能な光源およびフィルターとの兼ね合いで選択すればよい。撮影速度は、30コマ/秒で行ない、ランダムで5枚をサンプリングした静止画像の平均値を求めた。なお、内面側のキーホールの形状は、ほぼ円形もしくは楕円形である。キーホール4の形状が楕円形になっている場合は、短径を測定した。また、キーホール4の閉塞の判定やレーザビーム3の照射位置の制御のために、監視カメラ8で撮影した映像よりエッジ部2の接合点Cやキーホール4および溶融メタル5を画像処理してそれらの寸法や位置を数値化する画像処理装置11、判定処理装置12およびレーザビームの位置制御装置10を用いた。なお、キーホール4の監視装置は、上述した構成に限定するものではなく、任意の構成のものが使用できる。
When the shape of the
The size of the
本発明では、厚肉材(たとえば厚さ4mm以上)のオープンパイプ1であっても、エッジ部2を高周波加熱等で予熱することなく、レーザ溶接を行なうことが可能である。ただしエッジ部2を予熱すれば、レーザ溶接鋼管の生産性が向上する等の効果が得られる。
本発明で使用するレーザビーム3の発振器は、様々な形態の発振器が使用でき、気体(たとえばCO2,ヘリウム−ネオン,アルゴン,窒素,ヨウ素(I)等)を媒質として用いる気体レーザ、固体(たとえば希土類元素をドープしたYAG等)を媒質として用いる固体レーザ、あるいはバルクの代わりにファイバーを媒質として利用するファイバーレーザ等が好適である。また、半導体レーザを使用することも可能である。
In the present invention, even with an
Oscillator of the
以上に説明した通り、本発明によれば、レーザ溶接鋼管を製造するにあたってレーザ溶接の状況を精度良く判定し、その判定結果に基づいて溶接条件を変更することによって、レーザビームの照射で生じるキーホールあるいは溶融メタル内に、エッジ部の接合点を常に配置することが可能となる。その結果、レーザ溶接鋼管を歩留り良く安定して製造できる。得られたレーザ溶接鋼管は、レーザ溶接の利点を活かしてシームの低温靭性や耐食性が優れており、寒冷地や腐食環境で使用する油井管やラインパイプに好適である。 As described above, according to the present invention, in manufacturing a laser welded steel pipe, the state of laser welding is accurately determined, and the welding condition is changed based on the determination result. It becomes possible to always arrange the junction of the edge portion in the hole or the molten metal. As a result, the laser welded steel pipe can be manufactured stably with a high yield. The obtained laser welded steel pipe is excellent in low temperature toughness and corrosion resistance of the seam by taking advantage of laser welding, and is suitable for oil well pipes and line pipes used in cold regions and corrosive environments.
帯状の鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、そのオープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながら、レーザビームを外面側から照射してレーザ溶接鋼管を製造した。鋼板の成分は表1に示す通りである。 A strip-shaped steel plate was formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and a laser welded steel pipe was manufactured by irradiating the edge of the open pipe with a squeeze roll and irradiating a laser beam from the outer surface side. The components of the steel sheet are as shown in Table 1.
レーザ溶接では、25kWCO2レーザ発振器を使用し、その出力と溶接速度は表2に示す通りである。
キーホール4の監視装置は、図2に示す装置を用いて内面ビード切削装置のマンドレルバー7に監視カメラ8を取り付けて、オープンパイプ1内に挿入した。監視カメラ8は、レーザービーム3の照射によって発生するプラズマ光等の外乱を抑止するために、特定の波長(すなわち337nm)のみを可視化できるカメラを使用した。
In laser welding, a 25 kW CO 2 laser oscillator is used, and its output and welding speed are as shown in Table 2.
The monitoring device for the
表2に示す発明例(溶接鋼管No.1〜4)は、オープンパイプ1の内面側からキーホール4を監視して、キーホール4の大きさを表2に示すように調整し、かつエッジ部の接合点とキーホール4あるいは溶融メタル5との位置関係を表2に示すように調整した例である。キーホール4の径が、0.2mm未満になった場合に、オープンパイプ1の周方向へレーザビーム3の照射位置を移動させて、エッジ部2の接合点Cがレーザビーム3の照射位置(すなわちキーホール4)あるいは溶融メタル5内に配置されるように、調整した。
The invention examples shown in Table 2 (welded steel pipe Nos. 1 to 4) monitor the
比較例の溶接鋼管No.5,6は、キーホール4の監視を行なわない例である。また、比較例の溶接鋼管No.7,8は、単にキーホール4の監視を行なうのみで、キーホール4の大きさや位置関係を調整しなかった例である。
得られたレーザ溶接鋼管を、超音波探傷試験に供し、JIS規格G0582に準拠してシームを20mにわたって探傷した。その探傷結果を表2に示す。なお表2においては、基準となるN5内外面ノッチの人工欠陥に対して、ピーク指示高さが、10%以下のものを優(◎),10%超え25%以下のものを良(○),25%超え50%以下のものを可(△),50%超えのものを不可(×)として評価した。
The welded steel pipe Nos. 5 and 6 of the comparative example are examples in which the
The obtained laser welded steel pipe was subjected to an ultrasonic flaw detection test, and a seam was flawed over 20 m in accordance with JIS standard G0582. The flaw detection results are shown in Table 2. In Table 2, with respect to the artificial defect of the N5 inner and outer notch used as a reference, the peak indication height is 10% or less excellent (◎), 10% to 25% or less is good (○) , 25% and 50% or less were evaluated as acceptable (△), and those exceeding 50% were evaluated as unacceptable (×).
また、鋼種A(すなわち低合金鋼)のレーザ溶接鋼管には焼入れ(焼入れ温度880℃),焼戻し(焼戻し温度650℃)を施し、鋼種B(すなわちステンレス鋼)のレーザ溶接鋼管には熱処理を2回(加熱温度:1回目780℃,2回目650℃)施した後、それぞれJIS規格Z2242に準拠してシャルピー衝撃試験を行なった。試験片は、JIS規格Z2202に準拠してVノッチ,サブサイズとし、シーム部から採取した。試験温度は−60℃として、吸収エネルギー-VE-60(J)を測定した。その結果を表2に示す。 In addition, laser welded steel pipes of steel type A (ie low alloy steel) are quenched (quenching temperature 880 ° C.) and tempered (tempering temperature 650 ° C.), and laser welded steel pipes of steel type B (ie stainless steel) are heat treated 2 After application (heating temperature: 780 ° C. for the first time and 650 ° C. for the second time), a Charpy impact test was performed in accordance with JIS standard Z2242. The test piece was V-notched and sub-sized in accordance with JIS standard Z2202, and was collected from the seam portion. The test temperature was −60 ° C. and the absorbed energy −V E -60 (J) was measured. The results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、発明例(溶接鋼管No.1〜4)では、超音波探傷は優(◎)または良(○)であり、シャルピー衝撃試験(−60℃)の吸収エネルギーは82〜112Jであった。一方、比較例(溶接鋼管No.5〜8)では、超音波探傷は可(△)または不可(×)であり、シャルピー衝撃試験(−60℃)の吸収エネルギーは8.7〜38Jであった。
以上に説明した通り、本発明を適用すれば、厚肉材(厚さ4mm以上)のオープンパイプであっても、健全なレーザ溶接を行なうことが可能である。
As is apparent from Table 2, in the invention examples (welded steel pipe Nos. 1 to 4), the ultrasonic flaw detection is excellent (◎) or good (○), and the absorbed energy of the Charpy impact test (−60 ° C.) is 82 It was -112J. On the other hand, in the comparative example (welded steel pipe Nos. 5 to 8), ultrasonic flaw detection was possible (Δ) or not (x), and the absorbed energy in the Charpy impact test (−60 ° C.) was 8.7 to 38 J.
As described above, when the present invention is applied, sound laser welding can be performed even with an open pipe made of a thick material (thickness of 4 mm or more).
得られたレーザ溶接鋼管のシームは、超音波探傷の結果が示す通り、溶接欠陥や析出物の発生が抑制され、優れた耐食性を有している。かつ、シャルピー衝撃試験の結果が示す通り、優れた低温靭性を有している。 The resulting seam of the laser welded steel pipe has excellent corrosion resistance because generation of welding defects and precipitates is suppressed as shown by the results of ultrasonic flaw detection. And as the result of a Charpy impact test shows, it has the outstanding low temperature toughness.
レーザ溶接鋼管を歩留り良く安定して製造でき、得られたレーザ溶接鋼管は、シームの低温靭性や耐食性が優れており、寒冷地や腐食環境で使用する油井管やラインパイプに好適であるから、産業上格段の効果を奏する。 Laser welded steel pipes can be manufactured stably with good yield, and the obtained laser welded steel pipes have excellent seam low temperature toughness and corrosion resistance, and are suitable for oil well pipes and line pipes used in cold regions and corrosive environments. There are remarkable effects in the industry.
1 オープンパイプ
2 エッジ部
3 レーザビーム
4 キーホール
5 溶融メタル
6 シーム
7 マンドレルバー
8 監視カメラ
9 照明装置
10 位置制御装置
11 画像処理装置
12 判定処理装置
DESCRIPTION OF
10 Position control device
11 Image processing device
12 Judgment processing device
Claims (4)
The method of manufacturing a laser welded steel pipe according to claim 1 or 2, wherein a joint point of an edge portion pressed by the squeeze roll is disposed in the inner surface side keyhole.
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