JP2663816B2 - レーザ溶接法による製管方法およびその装置 - Google Patents
レーザ溶接法による製管方法およびその装置Info
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- JP2663816B2 JP2663816B2 JP4322490A JP32249092A JP2663816B2 JP 2663816 B2 JP2663816 B2 JP 2663816B2 JP 4322490 A JP4322490 A JP 4322490A JP 32249092 A JP32249092 A JP 32249092A JP 2663816 B2 JP2663816 B2 JP 2663816B2
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/146—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing a liquid
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザを熱源とする
製管技術に係り、特に溶接部の品質向上とスパッタの管
内面付着防止をはかる、レーザ溶接法による製管方法お
よびその装置に関する。
製管技術に係り、特に溶接部の品質向上とスパッタの管
内面付着防止をはかる、レーザ溶接法による製管方法お
よびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ溶接は、レーザ光を細いビームに
集光して被溶接部に照射することにより被溶接部を溶融
接合する方式であり、高速で低入熱、深溶込み、低歪の
溶接が可能である。このレーザ溶接法による製管方法
は、素材の帯鋼を成形ロールによって管状に連続成形し
た後、その成型されたオープンパイプの突合せ部(エッ
ジ部)をレーザ溶接して製管する方法であり、溶接部の
幅が狭く熱影響による素管材質の劣化が少ない高品質の
溶接管の製造が可能である。
集光して被溶接部に照射することにより被溶接部を溶融
接合する方式であり、高速で低入熱、深溶込み、低歪の
溶接が可能である。このレーザ溶接法による製管方法
は、素材の帯鋼を成形ロールによって管状に連続成形し
た後、その成型されたオープンパイプの突合せ部(エッ
ジ部)をレーザ溶接して製管する方法であり、溶接部の
幅が狭く熱影響による素管材質の劣化が少ない高品質の
溶接管の製造が可能である。
【0003】しかし、このレーザ溶接方法は、高密度エ
ネルギービームを貫通させるキーホール溶接法であり、
溶接部に照射されたエネルギービームの一部が溶接部を
貫通してスパッタを発生させながら管内面へ投入され
る。この投入されるレーザビームのエネルギーは、発生
したスパッタおよび貫通部に対向する管内面上を加熱す
るに十分なエネルギーをもち、スパッタは当該管内面に
容易に付着する。したがって、管径が小であるほど貫通
部と貫通部に対向する管内面上との距離は小さくなり、
管内面上へのスパッタの付着および管内面の熱的損傷が
生じ易い。スパッタは半溶着したものが多く、容易に除
去することが困難であるため、管内面品質の低下を余儀
なくされる。
ネルギービームを貫通させるキーホール溶接法であり、
溶接部に照射されたエネルギービームの一部が溶接部を
貫通してスパッタを発生させながら管内面へ投入され
る。この投入されるレーザビームのエネルギーは、発生
したスパッタおよび貫通部に対向する管内面上を加熱す
るに十分なエネルギーをもち、スパッタは当該管内面に
容易に付着する。したがって、管径が小であるほど貫通
部と貫通部に対向する管内面上との距離は小さくなり、
管内面上へのスパッタの付着および管内面の熱的損傷が
生じ易い。スパッタは半溶着したものが多く、容易に除
去することが困難であるため、管内面品質の低下を余儀
なくされる。
【0004】このようなスパッタ付着、熱的損傷の問題
を解決するため、例えば特開昭60−170588号公
報には、溶接部裏面に損傷防止部材を配設して溶接する
レーザビーム製管溶接法が提案されている。この方法
は、平板状または樋状の損傷防止部材を溶接部の開口部
から溶接部の裏面に位置するように連続的に送込み、溶
接部を貫通するエネルギービームと、スパッタ類を受止
めながら製管する方法である。
を解決するため、例えば特開昭60−170588号公
報には、溶接部裏面に損傷防止部材を配設して溶接する
レーザビーム製管溶接法が提案されている。この方法
は、平板状または樋状の損傷防止部材を溶接部の開口部
から溶接部の裏面に位置するように連続的に送込み、溶
接部を貫通するエネルギービームと、スパッタ類を受止
めながら製管する方法である。
【0005】また、特公昭60−187490号公報に
は、レーザビームで製管溶接するに際し、溶接部の裏面
に、貫通エネルギーを吸収しさらに溶接部から発生する
スパッタ類を受止めて管外へ排出する損傷防止器を配設
して溶接する方法が提案されている。この方法における
損傷防止器は、内部を流れる冷却水により貫通エネルギ
ーを吸収するとともに、捕集したスパッタ類を管外へ排
気する構造となっている。
は、レーザビームで製管溶接するに際し、溶接部の裏面
に、貫通エネルギーを吸収しさらに溶接部から発生する
スパッタ類を受止めて管外へ排出する損傷防止器を配設
して溶接する方法が提案されている。この方法における
損傷防止器は、内部を流れる冷却水により貫通エネルギ
ーを吸収するとともに、捕集したスパッタ類を管外へ排
気する構造となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開昭6
0−170588号公報に記載されている方法は、損傷
防止部材の送給手段、位置決め手段を必要とする上、送
給された損傷防止部材は切断して管内から取出さなけれ
ばならないため、コスト、工数面で実用性に欠ける。ま
た、特公昭60−187490号公報に記載されている
方法は、損傷防止器のスパッタ類捕集部と溶接部との距
離が短いため、損傷防止器が冷却構造であっても溶接熱
の影響を受け熱的損傷が避けられず、捕集したスパッタ
類が溶着して次第に堆積した状態を呈し、吸引による排
出が困難になるという欠点がある。
0−170588号公報に記載されている方法は、損傷
防止部材の送給手段、位置決め手段を必要とする上、送
給された損傷防止部材は切断して管内から取出さなけれ
ばならないため、コスト、工数面で実用性に欠ける。ま
た、特公昭60−187490号公報に記載されている
方法は、損傷防止器のスパッタ類捕集部と溶接部との距
離が短いため、損傷防止器が冷却構造であっても溶接熱
の影響を受け熱的損傷が避けられず、捕集したスパッタ
類が溶着して次第に堆積した状態を呈し、吸引による排
出が困難になるという欠点がある。
【0007】なお、前記吸引法に替えて、ガスの噴出に
よる吹付け法によりスパッタ類を除去する方法も知られ
ているが、スパッタ類の堆積現象を防止することは不可
能であり、実用できるものではない。
よる吹付け法によりスパッタ類を除去する方法も知られ
ているが、スパッタ類の堆積現象を防止することは不可
能であり、実用できるものではない。
【0008】この発明は、このような従来技術の問題点
に鑑み、溶接部に対向する管内面上へのスパッタの付
着、溶接部を貫通するエネルギービームによる管内面の
熱損傷を比較的簡易な手段で確実に防止し、かつ健全な
ビードを確保することが可能で、管内面および溶接部品
質の優れた溶接管を提供し得るレーザ溶接法による製管
方法およびその装置を提案しようとするものである。
に鑑み、溶接部に対向する管内面上へのスパッタの付
着、溶接部を貫通するエネルギービームによる管内面の
熱損傷を比較的簡易な手段で確実に防止し、かつ健全な
ビードを確保することが可能で、管内面および溶接部品
質の優れた溶接管を提供し得るレーザ溶接法による製管
方法およびその装置を提案しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、溶接部に対
向する管内面上へのスパッタの付着、溶接部を貫通する
エネルギービームによる管内面の熱損傷を防止する手段
として、管内面に水流を形成してスパッタを冷却、流出
させると同時に、水流による管内面の冷却効果により管
内面の熱損傷を防ぎ、さらに溶接部裏面に不活性ガスを
噴射させることによって、管内に発生する水蒸気等から
溶接部を保護するようにしたもので、その要旨は、溶接
部下方の管内面に製管進行方向に通流する水流を形成
し、該水流の上方に溶接部シールド用不活性ガスを噴射
させて製管することを特徴とするレーザ溶接法による製
管方法であり、また、この方法を実施するための手段と
して、内部が通水構造となすとともに、溶接部貫通エネ
ルギービームの広がり幅より広幅でかつ製管進行方向に
通流する水流を管内面に形成する冷却水排出口を有し、
かつ溶接部直下に溶接部シールド用不活性ガス噴射口を
有する損傷防止部材を溶接部位管内に配設したことを特
徴とするレーザ溶接法による製管装置である。
向する管内面上へのスパッタの付着、溶接部を貫通する
エネルギービームによる管内面の熱損傷を防止する手段
として、管内面に水流を形成してスパッタを冷却、流出
させると同時に、水流による管内面の冷却効果により管
内面の熱損傷を防ぎ、さらに溶接部裏面に不活性ガスを
噴射させることによって、管内に発生する水蒸気等から
溶接部を保護するようにしたもので、その要旨は、溶接
部下方の管内面に製管進行方向に通流する水流を形成
し、該水流の上方に溶接部シールド用不活性ガスを噴射
させて製管することを特徴とするレーザ溶接法による製
管方法であり、また、この方法を実施するための手段と
して、内部が通水構造となすとともに、溶接部貫通エネ
ルギービームの広がり幅より広幅でかつ製管進行方向に
通流する水流を管内面に形成する冷却水排出口を有し、
かつ溶接部直下に溶接部シールド用不活性ガス噴射口を
有する損傷防止部材を溶接部位管内に配設したことを特
徴とするレーザ溶接法による製管装置である。
【0010】
【作用】溶接部から発生するスパッタは、当該溶接部と
対向する管内面を流れる水流上に落下し、冷却されると
同時に製管進行方向に押流される。したがって、スパッ
タが管内面に付着することがない。また、溶接部と対向
する管内面は上記水流により冷却されているため、溶接
部を貫通して管内面に到達したエネルギービームによる
管内面の熱損傷は防止される。さらに、管内面を流れる
水流の上方には溶接部シールド用不活性ガスが噴射され
ているため、スパッタと水流との接触により発生する水
蒸気等の溶接部への侵入が防止される。
対向する管内面を流れる水流上に落下し、冷却されると
同時に製管進行方向に押流される。したがって、スパッ
タが管内面に付着することがない。また、溶接部と対向
する管内面は上記水流により冷却されているため、溶接
部を貫通して管内面に到達したエネルギービームによる
管内面の熱損傷は防止される。さらに、管内面を流れる
水流の上方には溶接部シールド用不活性ガスが噴射され
ているため、スパッタと水流との接触により発生する水
蒸気等の溶接部への侵入が防止される。
【0011】管内に配設する損傷防止部材は、当該管内
に挿入する冷却構造のマンドレルの先端に装着して溶接
部位に位置させる。この損傷防止部材への冷却水および
シールドガスの供給は、上記マンドレルの内部を利用す
ることができる。この場合、マンドレルには冷却水通路
とシールドガス通路を独立して設け、損傷防止部材に設
けた冷却水通路とシールドガス通路とをそれぞれ接続す
る。
に挿入する冷却構造のマンドレルの先端に装着して溶接
部位に位置させる。この損傷防止部材への冷却水および
シールドガスの供給は、上記マンドレルの内部を利用す
ることができる。この場合、マンドレルには冷却水通路
とシールドガス通路を独立して設け、損傷防止部材に設
けた冷却水通路とシールドガス通路とをそれぞれ接続す
る。
【0012】損傷防止部材は、マンドレルを通して供給
される冷却水により冷却されるので、溶接熱による損傷
は防止される。また、この冷却水の排出口は、溶接部と
対向する管内面に溶接部貫通エネルギービームの広がり
幅より広幅の水流が形成されるように設けられているの
で、溶接部貫通エネルギービームが管内面の非水流面に
照射されることがなく、かつスパッタを完全に捕集する
ことができる。捕集されたスパッタは水流と共に管外へ
排出されるので、管内に残存することがない。
される冷却水により冷却されるので、溶接熱による損傷
は防止される。また、この冷却水の排出口は、溶接部と
対向する管内面に溶接部貫通エネルギービームの広がり
幅より広幅の水流が形成されるように設けられているの
で、溶接部貫通エネルギービームが管内面の非水流面に
照射されることがなく、かつスパッタを完全に捕集する
ことができる。捕集されたスパッタは水流と共に管外へ
排出されるので、管内に残存することがない。
【0013】損傷防止部材のシールドガス噴射口は、溶
接部直下をシールドするごとくシールドガスが水平に噴
射されるように設けられているので、下方で発生する水
蒸気を完全に遮断する。したがって、健全な溶接部を確
保することができる。
接部直下をシールドするごとくシールドガスが水平に噴
射されるように設けられているので、下方で発生する水
蒸気を完全に遮断する。したがって、健全な溶接部を確
保することができる。
【0014】この発明によれば、健全な溶接部を有し、
かつスパッタ付着、熱的損傷のない高品質のレーザ溶接
管の製造が可能となる。
かつスパッタ付着、熱的損傷のない高品質のレーザ溶接
管の製造が可能となる。
【0015】
【実施例】図1はこの発明方法を実施するための装置構
成例の製管溶接部を示す平面図、図2は同上装置の製管
溶接部の縦断側面図、図3は同上装置の製管溶接部の横
断平面図、図4は図2に示す製管溶接部のAーA線上の
拡大縦断正面図であり、1はオープンパイプ、2はスク
イズロール、3はレーザビーム、4は溶接点、5は溶接
部貫通エネルギービーム、6はスパッタ、7は損傷防止
部材、8は貫通孔、9は冷却水通路、10は排水槽、1
1は冷却水排出口、12はシールドガス通路、13はシ
ールドガス噴射口、14はマンドレル、15は給水管、
16はシールドガス送給路、17は水流である。
成例の製管溶接部を示す平面図、図2は同上装置の製管
溶接部の縦断側面図、図3は同上装置の製管溶接部の横
断平面図、図4は図2に示す製管溶接部のAーA線上の
拡大縦断正面図であり、1はオープンパイプ、2はスク
イズロール、3はレーザビーム、4は溶接点、5は溶接
部貫通エネルギービーム、6はスパッタ、7は損傷防止
部材、8は貫通孔、9は冷却水通路、10は排水槽、1
1は冷却水排出口、12はシールドガス通路、13はシ
ールドガス噴射口、14はマンドレル、15は給水管、
16はシールドガス送給路、17は水流である。
【0016】すなわち、損傷防止部材7は、本体が円形
胴部7−1と該胴部より管軸方向に伸びるほぼ半円状の
突出部7−2とから構成され、突出部7−2の中央に管
軸方向に長い貫通孔8が穿設されている。突出部7−2
にはこの貫通孔8を取囲むように、下段に冷却水通路9
が、上段にシールドガス通路12がそれぞれ独立して設
けられており、各通路はそれぞれ円形胴部7−1の端面
に開口し、かつ冷却水通路9の他端は円形胴部7−1に
設けた排水槽10に連通され、シールドガス通路12に
は、貫通孔8に開口するシールドガス噴射口13が適当
な間隔に穿設されている。排水槽10は、円形胴部7−
1の下部に管内面に沿って円弧状に設けられ、溶接点4
と対向する管内面上に溶接部貫通エネルギービーム5の
広がり幅より広幅でかつ製管進行方向に通流する水流1
7を管内面に形成するための冷却水排出口11が穿設さ
れている。この冷却水排出口は連続状スリットまたは多
孔で構成してもよい。なお、冷却水通路9の一端に水排
出孔18を設けることにより、損傷防止部材7の冷却効
果をより高めることができる。
胴部7−1と該胴部より管軸方向に伸びるほぼ半円状の
突出部7−2とから構成され、突出部7−2の中央に管
軸方向に長い貫通孔8が穿設されている。突出部7−2
にはこの貫通孔8を取囲むように、下段に冷却水通路9
が、上段にシールドガス通路12がそれぞれ独立して設
けられており、各通路はそれぞれ円形胴部7−1の端面
に開口し、かつ冷却水通路9の他端は円形胴部7−1に
設けた排水槽10に連通され、シールドガス通路12に
は、貫通孔8に開口するシールドガス噴射口13が適当
な間隔に穿設されている。排水槽10は、円形胴部7−
1の下部に管内面に沿って円弧状に設けられ、溶接点4
と対向する管内面上に溶接部貫通エネルギービーム5の
広がり幅より広幅でかつ製管進行方向に通流する水流1
7を管内面に形成するための冷却水排出口11が穿設さ
れている。この冷却水排出口は連続状スリットまたは多
孔で構成してもよい。なお、冷却水通路9の一端に水排
出孔18を設けることにより、損傷防止部材7の冷却効
果をより高めることができる。
【0017】マンドレル14は中空となし、その中空部
をシールドガス送給路16となすとともに、この中空部
に給水管15が内挿され、損傷防止部材7の円形胴部7
−1の端面に開口した冷却水通路9とシールドガス通路
12がそれぞれマンドレル14の給水管15とシールド
ガス送給路16と連通するごとく、マンドレル14の先
端に損傷防止部材7がねじ方式または溶接等により接続
されている。
をシールドガス送給路16となすとともに、この中空部
に給水管15が内挿され、損傷防止部材7の円形胴部7
−1の端面に開口した冷却水通路9とシールドガス通路
12がそれぞれマンドレル14の給水管15とシールド
ガス送給路16と連通するごとく、マンドレル14の先
端に損傷防止部材7がねじ方式または溶接等により接続
されている。
【0018】上記装置において、オープンパイプ1は一
群の成形ロール(図示せず)によって管状に連続成形さ
れたのち、スクイズロール2により両エッジ部が突合さ
れ、その突合せ部がレーザビーム3により溶接される。
この時、溶接部貫通エネルギービーム5は、事前に溶接
部位の管内部に配設されている損傷防止部材7の貫通孔
8を通過して管内底面側に照射されるが、溶接部位と対
向する管内面には、損傷防止部材7に供給された冷却水
が排水槽10の冷却水排出口11より流出して水流17
が形成されているため、溶接部貫通エネルギービーム5
とその時発生するスパッタ6はこの水流17内に投入さ
れ、スパッタ6は瞬時に冷却され管内面に付着すること
なく製管進行方向(矢印方向)に押流される。一方、貫
通ビーム5は水流17を透過し直接管内面に照射される
が、管内面は水流17で冷却されており、また管自体も
移動しているため管内面が熱的損傷を受けることはな
い。
群の成形ロール(図示せず)によって管状に連続成形さ
れたのち、スクイズロール2により両エッジ部が突合さ
れ、その突合せ部がレーザビーム3により溶接される。
この時、溶接部貫通エネルギービーム5は、事前に溶接
部位の管内部に配設されている損傷防止部材7の貫通孔
8を通過して管内底面側に照射されるが、溶接部位と対
向する管内面には、損傷防止部材7に供給された冷却水
が排水槽10の冷却水排出口11より流出して水流17
が形成されているため、溶接部貫通エネルギービーム5
とその時発生するスパッタ6はこの水流17内に投入さ
れ、スパッタ6は瞬時に冷却され管内面に付着すること
なく製管進行方向(矢印方向)に押流される。一方、貫
通ビーム5は水流17を透過し直接管内面に照射される
が、管内面は水流17で冷却されており、また管自体も
移動しているため管内面が熱的損傷を受けることはな
い。
【0019】また、溶接部貫通エネルギービーム5とス
パッタ6が水流17に接触すると同時に水蒸気が発生す
るが、マンドレル14を通して損傷防止部材7に供給さ
れたシールドガス(Ar、N2、He等の不活性ガス)
がシールドガス通路12のシールドガス噴射口13より
貫通孔8に噴射されているため、このシールドガスによ
り水蒸気の上部への排出が遮断されると同時に、上方へ
排出するシールドガスにより大気も遮断され、溶接点4
は保護される。なお、貫通孔8を図示のように上側を狭
く、下側を広くすることにより、該貫通孔8の上部は比
較的低圧力となり、溶接点の裏波ビード形状を乱すこと
なく溶接金属部が効果的に保護される。
パッタ6が水流17に接触すると同時に水蒸気が発生す
るが、マンドレル14を通して損傷防止部材7に供給さ
れたシールドガス(Ar、N2、He等の不活性ガス)
がシールドガス通路12のシールドガス噴射口13より
貫通孔8に噴射されているため、このシールドガスによ
り水蒸気の上部への排出が遮断されると同時に、上方へ
排出するシールドガスにより大気も遮断され、溶接点4
は保護される。なお、貫通孔8を図示のように上側を狭
く、下側を広くすることにより、該貫通孔8の上部は比
較的低圧力となり、溶接点の裏波ビード形状を乱すこと
なく溶接金属部が効果的に保護される。
【0020】したがって、上記装置によれば、品質良好
な溶接部が得られるとともに、スパッタ付着、熱的損傷
のない高品質のレーザ溶接管の製造が可能となる。
な溶接部が得られるとともに、スパッタ付着、熱的損傷
のない高品質のレーザ溶接管の製造が可能となる。
【0021】実施例1 表1に示す化学成分を有する鋼板を用い、図1〜図4に
示すこの本発明のレーザ溶接装置により表2、表3に示
す条件で各種サイズの製管溶接を行った。レーザは定格
出力5kwの炭酸ガスレーザ発信器を使用した。製管溶
接結果を表4、表5に示す。なお、表3、表5は従来例
である。
示すこの本発明のレーザ溶接装置により表2、表3に示
す条件で各種サイズの製管溶接を行った。レーザは定格
出力5kwの炭酸ガスレーザ発信器を使用した。製管溶
接結果を表4、表5に示す。なお、表3、表5は従来例
である。
【0022】本実施例における評価法としては、製管後
の長尺パイプを1m長さ間隔で5カ所よりある長さの試
験材を採取し、内面において溶接部に対向する1cm2
当りの面上のスパッタ付着量と、0℃での密着偏平試験
による割れ率で評価した。スパッタ付着量の評価に際し
ては、面上をArで吹付け、軽度の付着スパッタを除い
た。また、密着偏平には、各採取位置から50mm長さ
のパイプを2本ずつ採取し、計10本の割れ発生数で評
価した。
の長尺パイプを1m長さ間隔で5カ所よりある長さの試
験材を採取し、内面において溶接部に対向する1cm2
当りの面上のスパッタ付着量と、0℃での密着偏平試験
による割れ率で評価した。スパッタ付着量の評価に際し
ては、面上をArで吹付け、軽度の付着スパッタを除い
た。また、密着偏平には、各採取位置から50mm長さ
のパイプを2本ずつ採取し、計10本の割れ発生数で評
価した。
【0023】なお、表2、表4中、比較例の試験No.
6はシールドガス無しで水流有りの場合、同試験No.
7はシールドガス有りで水流無しの場合である。また、
表3、表5中、試験No.8〜12は内面シールド無し
の場合、同試験No.13〜17は内面シールド有りの
場合をそれぞれ示す。
6はシールドガス無しで水流有りの場合、同試験No.
7はシールドガス有りで水流無しの場合である。また、
表3、表5中、試験No.8〜12は内面シールド無し
の場合、同試験No.13〜17は内面シールド有りの
場合をそれぞれ示す。
【0024】表5の結果より、従来例の試験No.8〜
17では、内面シールドガスの有無にかかわらず、管径
が大きいほど、また溶接速度が大きいほどスパッタの付
着量は少ない。これは、管径が大きくなるほど溶接部に
対向する面上でのレーザエネルギー密度が低下するため
である。また、溶接速度が大きいと、溶接部に対向する
面上へのレーザエネルギー投入量か低減するためであ
る。密着偏平試験では、内面シールド無しに比べて有り
の方が割れ率は低下するものの、皆無とはならない。こ
れは、管材料の切断、フープ成形時、また管状に成形す
る途上で付着する油類がレーザエネルギーにより燃焼し
発生するガスがシールドガスに混合されることによりシ
ールドガス純度を低下させることが原因と考えられる。
17では、内面シールドガスの有無にかかわらず、管径
が大きいほど、また溶接速度が大きいほどスパッタの付
着量は少ない。これは、管径が大きくなるほど溶接部に
対向する面上でのレーザエネルギー密度が低下するため
である。また、溶接速度が大きいと、溶接部に対向する
面上へのレーザエネルギー投入量か低減するためであ
る。密着偏平試験では、内面シールド無しに比べて有り
の方が割れ率は低下するものの、皆無とはならない。こ
れは、管材料の切断、フープ成形時、また管状に成形す
る途上で付着する油類がレーザエネルギーにより燃焼し
発生するガスがシールドガスに混合されることによりシ
ールドガス純度を低下させることが原因と考えられる。
【0025】これに対し、表4に示す本発明例の試験N
o.1〜5では、管径にかかわらず管内面のスパッタ付
着は認められず、また密着偏平試験においても割れの発
生は確認されなかった。ただし、比較例の試験No.6
(シールドガス無しで水流有り)では、スパッタの付着
は認められなかったが割れ率が高く、また同試験No.
7(シールドガス有りで水流無し)では、割れの発生は
皆無であったがスパッタの付着が認められ、この結果よ
り水流とシールドガスはどちらも必要であることがわか
る。
o.1〜5では、管径にかかわらず管内面のスパッタ付
着は認められず、また密着偏平試験においても割れの発
生は確認されなかった。ただし、比較例の試験No.6
(シールドガス無しで水流有り)では、スパッタの付着
は認められなかったが割れ率が高く、また同試験No.
7(シールドガス有りで水流無し)では、割れの発生は
皆無であったがスパッタの付着が認められ、この結果よ
り水流とシールドガスはどちらも必要であることがわか
る。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】
【表5】
【0031】
【発明の効果】以上説明したごとく、この発明によれ
ば、溶接部対向する管内面を製管進行方向に流れる水流
によりスパッタの管内面付着を防止できるとともに、溶
接部貫通エネルギービームによる管内面の熱損傷も防止
でき、さらにシールドガスにより水蒸気や大気から溶接
部を保護することができるので、健全な溶接部を有する
高品質のレーザ溶接管を製造することができる。
ば、溶接部対向する管内面を製管進行方向に流れる水流
によりスパッタの管内面付着を防止できるとともに、溶
接部貫通エネルギービームによる管内面の熱損傷も防止
でき、さらにシールドガスにより水蒸気や大気から溶接
部を保護することができるので、健全な溶接部を有する
高品質のレーザ溶接管を製造することができる。
【0032】また、溶接部位管内に配設される損傷防止
部材はマンドレルにて支持されるので、位置決めが容易
で管内セッティングを簡易迅速に行うことができ、さら
に該損傷防止部材はマンドレルから供給される冷却水に
て冷却されているので溶接熱による損傷もなく、常に安
定かつ能率よくレーザ溶接を行うことができる。さら
に、この発明は構造的にも比較的簡単でかつ既設設備に
容易に適用できるので、コスト的にも安価につく効果が
ある等、レーザ溶接管の製造に多大な効果を奏するもの
である。
部材はマンドレルにて支持されるので、位置決めが容易
で管内セッティングを簡易迅速に行うことができ、さら
に該損傷防止部材はマンドレルから供給される冷却水に
て冷却されているので溶接熱による損傷もなく、常に安
定かつ能率よくレーザ溶接を行うことができる。さら
に、この発明は構造的にも比較的簡単でかつ既設設備に
容易に適用できるので、コスト的にも安価につく効果が
ある等、レーザ溶接管の製造に多大な効果を奏するもの
である。
【図1】この発明方法を実施するための装置構成例の製
管溶接部を示す平面図である。
管溶接部を示す平面図である。
【図2】同上装置の製管溶接部の縦断側面図である。
【図3】同上装置の製管溶接部の横断平面図である。
【図4】図2に示す製管溶接部のAーA線上の拡大縦断
正面図である。
正面図である。
1 オープンパイプ 2 スクイズロール 3 レーザビーム 4 溶接点 5 溶接部貫通エネルギービーム 6 スパッタ 7 損傷防止部材 8 貫通孔 9 冷却水通路 10 排水槽 11 冷却水排出口 12 シールドガス通路 13 シールドガス噴射口 14 マンドレル 15 給水管 16 シールドガス送給路 17 水流
Claims (2)
- 【請求項1】 金属板を成形ロールによって管状に連続
成形し、その突合せ部をレーザ溶接法により溶接し製管
する方法において、溶接部下方の管内面に製管進行方向
に通流する水流を形成し、該水流の上方に溶接部シール
ド用不活性ガスを噴射させて製管することを特徴とする
レーザ溶接法による製管方法。 - 【請求項2】金属板を成形ロールによって管状に連続成
形し、その突合せ部をレーザ溶接法により溶接し製管す
る装置において、内部が通水構造となすとともに、溶接
部貫通エネルギービームの広がり幅より広幅でかつ製管
進行方向に通流する水流を管内面に形成する冷却水排出
口を有し、かつ溶接部直下に溶接部シールド用不活性ガ
ス噴射口を有する損傷防止部材を溶接部位管内に配設し
たことを特徴とするレーザ溶接法による製管装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4322490A JP2663816B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | レーザ溶接法による製管方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4322490A JP2663816B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | レーザ溶接法による製管方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06142959A JPH06142959A (ja) | 1994-05-24 |
JP2663816B2 true JP2663816B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=18144229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4322490A Expired - Fee Related JP2663816B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | レーザ溶接法による製管方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2663816B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP4322490A patent/JP2663816B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06142959A (ja) | 1994-05-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |