JP2820218B2 - 管のレーザ溶接装置及びその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管のレーザ溶接技術の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ溶接は他の溶接方法と比べて熱源
のエネルギ密度が高いため溶込みが深く高速溶接が可能
であり、また総入熱量を少なくできるため溶接部の性能
も良好である。このため、鋼管の溶接法としても注目さ
れ、適用が進められている。また、上記レーザ溶接法に
高周波予熱を付加して更なる高速化を図る技術も提案
（特開昭５６−１６８９８１号等）されている。

【０００３】ところで、一般にレーザトーチにはシール
ドガスの吐出孔が設けられているので、溶接部をシール
ドガスで囲うことにより溶接部が大気で酸化する恐れは
ない。しかし、レーザトーチを管外に置いた場合は、管
の外面はガスシールできるが、管の内面はシールできな
い。そこで、管内の溶接部が酸化することになる。

【０００４】本出願人は、先に特開平６−１４２９５９
号公報「レーザ溶接法による製管方法及びその装置」で
溶接部下方の管内面に不活性ガスを吹きつけ、且つ管内
に溶接スパッタを冷却しつつ押し流す水流を形成すると
いう発明を提案した。不活性ガスで溶接部の酸化を防
ぎ、水流でスパッタを無害化することをポイントとして
いる。詳しくは、シールドガス噴射口並びに水排出口を
備えた損傷防止部材に、レーザビームをかわす貫通孔を
開け、この貫通孔を下広がりの円錐形状とし、この貫通
孔にシールドガスの水平流を形成する。上に狭い貫通孔
であるから上昇する水蒸気の流れを妨げ、しかもシール
ドガスで確実に水蒸気を遮ることを特徴とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、貫通孔を下広
がりの円錐形状としたために、水蒸気の流れは良好に遮
断できるものの、溶接部下部のガスシールが弱くなって
しまった。一方、平板状の金属帯を管状に曲げ成形する
際に、潤滑剤は不可欠であり、潤滑剤の一部が被溶接部
に残留し、この残留潤滑剤が溶接熱で分解してガス化す
る。弱いガスシールでは分解したガスを遮断する能力に
乏しく、溶接欠陥を招く恐れがある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】そこで、本発明
者等は前記貫通孔の形状を再検討し、且つシールドガス
の分布を見直すことでより好ましいシールド機構やシー
ルド方法が見出せるのではないかとの観点から研究を重
ね、満足し得るシールド機構やシールド方法を確立する
に至った。具体的には、管状に曲げ成形された金属帯の
管外にレーザトーチを配置し、管内にシールド機構を配
置して、前記レーザトーチからシールド機構に向って照
射したレーザビームにて金属帯の被溶接部をレーザ溶接
する管のレーザ溶接装置において、シールド機構を、管
内に挿通されるマンドレルと、このマンドレルの先端に
取付けられた箱体と、この箱体の中央にレーザビームを
通過させるために開けられた貫通孔と、前記箱体の内部
に形成されたガス室と、被溶接部の溶融池より大径のリ
ング状の上向きガス流れを形成すべく前記箱体に開けら
れた第１ガスノズルと、前記貫通孔へ水平向きガスを形
成すべく前記箱体に開けられた第２ガスノズルと、前記
ガス室へシールドガスを供給するガス供給路とから構成
する。

【０００７】望ましくは前記ガス室を、第１ガスノズル
に通じる第１ガス室と第２ガスノズルに通じる第２ガス
室とに区分し、第１ガス室に第１ガス供給路を接続し、
第２ガス室に第２ガス供給路を接続し、第１ガスノズル
のガス噴出量と第２ガスノズルのガス噴出量とを互いに
独立して制御できるように構成する。

【０００８】前記マンドレルにマンドレル回転手段を付
設し、前記箱体を被溶接部の移動に応じて揺動可能にす
ることが好ましい。

【０００９】管状に曲げ形成した金属帯の被溶接部の管
外方からレーザビームを照射し、被溶接部の管内側をシ
ールドガスにて囲うことで酸化を防ぐ管のレーザ溶接方
法において、前記管内側のシールドガスを、弱い円柱状
ガス流れとこの円柱状ガス流れを囲う強い円筒状ガス流
れとで構成し、この円筒状ガス流れの内径を少なくとも
被溶接部の溶融池より大径とし、前記円柱状ガス流れで
溶融池へ向う空気や蒸気を阻止し、前記円筒状ガス流れ
で溶融池へ向う空気や蒸気を阻止し且つ潤滑剤の熱分解
ガスを掃気させる。

【００１０】管内側のシールドガスをアルゴンガスと
し、前記レーザビームとともにヘリウムガスを管外側か
ら吹きつける。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を添付図に基づいて以下に説
明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。図
１は本発明に係るレーザ溶接装置を備えたロール式管成
形設備の概略図であり、ロール式管成形設備１は平板状
の金属帯Ｗを、徐々に管状に曲げ成形する設備であり、
高速成形するために、潤滑剤を使用している。このロー
ル式管成形設備１の出側に、高周波加熱手段２、蒸気ブ
ロー手段３及びレーザ溶接装置４をこの順に配置する。

【００１２】図２は本発明に係るレーザ溶接装置の平面
図であり、レーザ溶接装置のレーザトーチ５は一対のス
クイズロール６，６の間に配置され、又このレーザトー
チ５の下方、管状金属帯Ｗ内にシールド機構１０が配置
されている。そして前記レーザトーチ５の上流側に、蒸
気ブロー手段３のガスパージノズル３ａ，３ａを配置
し、更にこれらガスパージノズル３ａ，３ａの上流側に
高周波加熱手段２のコンタクトチップ２ａ，２ａを配置
する。２ｂは高周波発振器であり、この高周波発振器２
ｂから給電されたコンタクトチップ２ａ，２ａはレーザ
溶接前の金属帯Ｗの端部Ｗ１，Ｗ１に通電する接触子で
ある。なお、コンタクトチップ２ａは一例であり、例え
ば誘導加熱用の環状コイルでもよい。

【００１３】図３は本発明に係るレーザ溶接装置の長手
断面図であり、金属帯Ｗは鼓状のスクイズロール６で幅
寄せされるためにレーザトーチ５の上流側でほぼ密接
（便宜上、密接部分を／／／、溶接ビード部分をＸＸＸ
のハッチングを付した。）し、この密接部分より上流部
分をブローするようにガスパージノズル３ａとシールド
機構１０を配置したものである。このガスパージノズル
３ａから噴出されるガスは、圧縮空気、窒素ガス、アル
ゴンガス、ヘリウムガスが好適である。ただし、圧縮ガ
スは清浄化及び乾燥処置されたものを使用する。一方、
シールド機構１０から噴出するガスはアルゴンガスであ
る。理由は後述する。

【００１４】図４は本発明に係るシールド機構の第１実
施例図であり、シールド機構１０は管内に挿通されるマ
ンドレル１１と、このマンドレル１１の先端に取付けら
れた箱体１２と、この箱体１２の中央にレーザビームを
通過させるために開けられた貫通孔１３と、前記箱体１
２の内部に形成されたガス室１４と、被溶接部の溶融池
より大径のリング状の上向きガス流れを形成すべく前記
箱体１２に開けられた第１ガスノズル１５…（…は複数
個を示す。以下同様。）と、前記貫通孔１３へ水平向き
ガスを形成すべく前記箱体に開けられた第２ガスノズル
１６…と、前記ガス室１４へシールドガスを供給するガ
ス供給路１７とからなる。

【００１５】図５は図４の平面図であり、箱体１２のほ
ぼ中央に貫通孔１３が開けられ、この貫通孔１３を囲う
ように２列の第１ガスノズル１５…が開けられている。

【００１６】以上に述べた管のレーザ溶接装置の作用及
びシールド機構（第１実施例）の作用を次に説明する。
図１において、ロール式管成形設備１で平板状の金属帯
Ｗを徐々に管状に曲げ成形する。高速成形するために潤
滑剤を使用する。この金属帯Ｗを高周波加熱手段２で予
熱して前記潤滑剤を気化させる。図２において、発生し
た蒸気のうち管の外側の分は蒸気ブロー手段３でブロー
し、管の内側の分はシールド機構１０でブローしつつレ
ーザトーチ５で被溶接部を溶接する。

【００１７】図６は本発明のシールド機構（第１実施
例）の作用図であり、金属帯Ｗの被溶接部Ｗ２へ管外方
からレーザビーム１８を照射する際に、被溶接部Ｗ２の
管内側のシールドガスを、弱い円柱状ガス流れ２１とこ
の円柱状ガス流れ２１を囲う強い円筒状ガス流れ２２と
で構成し、この円筒状ガス流れ２２の内径を少なくとも
被溶接部Ｗ２に形成される溶融池Ｗ３より大径としたこ
とを特徴とする。なお、円柱状ガス流れ２１は第２ガス
ノズル１６…を介して貫通孔１３に充満したシールドガ
スが貫通孔１３の上下の開口から溢れ出たものをいい、
第１ガスノズル１５…によって直接的に形成された円筒
状ガス流れ２２よりは極く弱い。円柱状ガス流れ２１で
図の下から上へ貫通孔１３を介して溶融池Ｗ３へ向う空
気や蒸気を阻止し、また円筒状ガス流れ２２で溶融池Ｗ
３下面へ水平に向う外からの空気や蒸気を阻止し且つ潤
滑剤の熱分解ガスを掃気させる。

【００１８】上記の作用を実験によって確認したのでそ
の結果を説明する。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１はシールド機構（第１実施例）のため
の実験条件を示す。すなわち、供試材は炭素鋼であり、
製品寸法は外径１０１．６ｍｍ×肉厚６．０ｍｍの鋼管
であり、図１（即ち図２，３）の高周波加熱手段２にて
約１１００℃まで予熱して残留潤滑剤を蒸発させ、蒸気
ブロー手段３にて管外を予めブローし、また管内を図４
のシールド機構１０にてブローする。シールド機構１０
の貫通孔１３は１５ｍｍの円筒とし、第１ガスノズル１
５…は径１ｍｍ×１６個×２列の仕様で開け、第２ガス
ノズル１６…は径１ｍｍ×８個×４列（４段）の仕様で
開ける。溶接装置は２５ｋＷの炭酸ガスレーザ溶接機を
使用し、溶接速度は１２ｍ／ｍｉｎとし、レーザトーチ
からレーザビームを囲う形態で１００％純度のヘリウム
ガスをシールドガスとして噴射する。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２はシールド機構（第１実施例）に係る
溶接品質の評価表である。なお、溶接品質の評価は溶接
長さ２００ｍｍのサンプルを３０本採取し、これらを透
過Ｘ線検査にかけ、１本でも不合格品がでた場合には溶
接品質を「不良」と判定し、且つ評価を「×」とした。
この判定は以降共通である。なお、第１実施例のシール
ド機構１０は第１・第２ガスノズルの流量配分がノズル
面積比にのみ依存するので、シールドガス流量（リット
ル／分）は両者の和で示した。 比較例１：シールドガス流量を０としてみた。当然のこ
とながら、被溶接部に気泡が混入し、溶接品質は不良で
あった。 比較例２：そこでシールドガス（アルゴンガス）流量を
４０リットル／分に設定したが、まだガス量が不足であ
って溶接品質は不良のままであった。

【００２３】実施例１，２：シールドガス流量を８０，
１２０リットル／分に設定したところ被溶接部に気泡が
残留する恐れが無くなり、溶接品質は良好であった。 比較例３：しかし、シールドガス流量１６０リットル／
分に増加したところ円柱状ガス流が溶融池を著しく押上
げるために、ビードの形状が不良となりアンダカットが
出現し、溶接品質は不良となった。従って、溶融池に直
接当るガス流は弱める必要があることが分かった。

【００２４】図７は本発明に係るシールド機構の第２実
施例図であり、平面図は図５と同一であるから省略す
る。このシールド機構３０は、ガス室を、第１ガスノズ
ル１５…に通じる第１ガス室３１と、第２ガスノズル１
６…に通じる第２ガス室３２とに区分し、第１ガス室３
１に第１ガス供給路３３を接続し、第２ガス室３２に第
２ガス供給路３４を接続し、第１ガスノズル１５…のガ
ス噴出量と第２ガスノズル１６…のガス噴出量とを互い
に独立して制御できるように構成したことを特徴とす
る。

【００２５】

【表３】

【００２６】表３はシールド機構（第２実施例）のため
の実験条件を示す。すなわち、供試材は炭素鋼であり、
製品寸法は外径１０１．６ｍｍ×肉厚６．０ｍｍの鋼管
であり、図１の高周波加熱手段２にて約１１００℃まで
予熱して残留潤滑剤を蒸発させ、蒸気ブロー手段３にて
管外を予めブローし、また管内を図７のシールド機構３
０にてブローする。シールド機構３０の貫通孔は１５ｍ
ｍの円筒とし、第１ガスノズル１５…は径１ｍｍ×１６
個×２列の仕様で開け、第２ガスノズル１６…は径１ｍ
ｍ×８個×１列（１段）の仕様で開ける。溶接装置は２
５ｋＷの炭酸ガスレーザ溶接機を使用し、溶接速度は１
２ｍ／ｍｉｎとし、レーザトーチからレーザビームを囲
う形態で１００％純度のヘリウムガスをシールドガスと
して噴射する。即ち、第２実施例はシールド機構３０を
第１・第２ガスノズルの流量を任意に変更できること及
び第２ガスノズルの数が極く少ないことに特徴がある。

【００２７】

【表４】

【００２８】表４はシールド機構（第２実施例）に係る
溶接品質の評価表である。 比較例４：シールドガスの総量を３０リットル／分（２
０＋１０）としたために、シール効果が期待できずに溶
接品質は不良であった。 実施例３〜６：第２ガスノズルの流量を１０リットル／
分に固定し、第１ガスノズルの流量を４０，６０，１２
０，１６０リットル／分としたところいずれも溶接品質
は良好であった。 比較例５：第１ガスノズルの流量を１６０リットル／
分、第２ガスノズルの流量を０としたところ、溶接部に
気泡が発生し溶接品質は不良となった。第２ガスノズル
が機能しなかったために貫通孔を介して空気が被溶接部
に至ったためである。したがって、第２ガスノズルの流
量は必要である。 比較例６：第１ガスノズルの流量を０、第２ガスノズル
の流量を１０リットル／分としたところ、溶接部は不良
であった。 以上はシールドガスをアルゴンガスとしたが、次にこれ
をヘリウムガスに替えて実験をした。

【００２９】比較例７，８：第１ガスノズルの流量を４
０，１６０リットル／分、第２ガスノズルの流量を１０
リットル／分としたにもかかわらず溶接品質は不良であ
った。ヘリウムガスは低密度であり、第１ガスノズルの
形成する円筒状ガス流れの遮断能力がアルゴンガスのそ
れに比較して著しく小さいためと推定できる。即ち、遮
断能力はガス流れの動圧に依存し、動圧が密度に一次比
例することからアルゴンガスの１／１０の密度しかない
ヘリウムガスを使用するのは適当でない。

【００３０】一方、１０ｋＷ以上のレーザ溶接では、ア
ルゴンガスはガスプラズマが自己成長するので使用でき
ずにヘリウムガスを使用することが常識となっている。
本発明者等は、レーザビームのエネルギが高い管外をヘ
リウムガスでシールし、金属帯を貫通することでエネル
ギの弱まった管内をアルゴンガスでシールする方法を見
出し、その作用効果を以上の実施例及び比較例で確認し
たわけである。

【００３１】実施例７，８：アルゴンガスに５％の酸素
を混合したシールドガスを採用した例であり、溶接品質
は良好であった。アルゴンガスが十分に重いガスであ
り、外気遮断能力が大きいので、自身に若干の酸素や空
気を含んでいても差支えないと言える。微量の酸素は逆
に溶接品質向上作用があるのでこのようにシールドガス
に微量の酸素などを混入できることは都合が良い。ま
た、実験では高純度のアルゴンガスを使用するが、安価
なやや低純度のアルゴンガスを使用することも可能にな
る。

【００３２】図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るシール
ド機構の第３実施例図であり、シールド機構４０はマン
ドレル１１の基部にマンドレル移動手段４１を付設し、
次に述べるレーザビーム位置制御機構で回転制御するも
のである。平板状の金属帯Ｗを管状に曲げ成形し、被溶
接部を真上に位置させるので理想的には被溶接部はライ
ン中心上にあるはずである。しかし、大径管では現実の
被溶接部は平面視で数ｍｍ〜数十ｍｍずれることがあ
り、このずれ量をモニターしてレーザトーチ５を移動す
る必要がある。

【００３３】そのためのレーザビーム位置制御機構４３
は、例えば図８（ｂ）に示す、端面位置計測器４４（投
光器４５，受光器４６からなる）、面温度計４７（例え
ば２色温度計）、演算器４８からなる。端面位置計測器
４４は光学的に金属帯の端面の位置を計測する。面温度
計４７は被溶接部及びその付近の温度分布を計測する。
即ち、金属帯の端部が高温で、金属帯の他の部分は低温
であること及びギャップは当然低温であることから衝合
点を推定することができる。演算器４８は端面位置演算
部４９で金属帯の端面の位置を計算し、衝合点位置演算
部５１で衝合点を計算し、双方の情報に基づいて制御量
演算部５２でずれ量を計算する。

【００３４】制御量演算部５２の内容を図示したのが
（ａ）であり、幾何学的に衝合点５３及びずれ量δが演
算できることを示す。（ｂ）の制御部５４はずれ量δを
０にする方向へ、レーザトーチ５を移動し、且つマンド
レル移動手段４１を介してマンドレル先端の箱体１２を
移動する。即ち箱体１２をレーザトーチ５に合致させる
べく移動する。以上の構成によりレーザトーチ５及び箱
体１２を現実の被溶接部に臨ませることができる。

【００３５】

【表５】

【００３６】表５はシールド機構（第３実施例）のため
の実験条件を示す。このシールド機構４０は管外を高周
波加熱手段２で予熱し、図示せぬ蒸気ブロー手段で管外
をブローし、管内を図７と同様の上下分割式シールド機
構でブローするものであり、第１ガスノズルに１００％
純度（正しくは、９９．９９５％以上の純度であるが便
宜上１００％純度と表記する。以下同。）のアルゴンガ
スを１６０リットル／分、流し、第２ガスノズルに１０
０％純度のアルゴンガスを１０リットル／分、流しつつ
実験をする。ただし、実験の都合で被溶接部に対してレ
ーザトーチ５並びにマンドレル１１（箱体１２）を２〜
１０ｍｍ人為的に移動して、図８のシールド装置（第３
実施例）の必要性を確認することにした。

【００３７】

【表６】

【００３８】表６はシールド機構（第３実施例）に係る
溶接品質の評価表である。 実施例９〜１１：レーザトーチ及びマンドレルを２，
４，６ｍｍ移動したところ溶接品質は良好であった。 比較例９：レーザトーチ及びマンドレルを８ｍｍ移動し
たところ、気泡の混入により溶接品質は不良となった。 比較例１０：レーザトーチ及びマンドレルを１０ｍｍ移
動したところ、気泡の混入及びアンダカットの発生によ
り溶接品質は不良となった。従って、ある程度（例えば
８ｍｍ）以上のずれ量が存在すると溶接不良が発生する
ため、特に大径管においてはレーザトーチ５のみなら
ず、マンドレル１１（箱体１２）を移動する必要があ
る。

【００３９】尚、本実施例の第１ガスノズル１５…は強
い円筒状ガス流れを形成すれば、数、列数、吹出し角度
は任意に変更して差支えない。また、第２ガスノズル１
６…は弱い円柱状ガス流れを形成すればノズルの数は任
意である。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１のレーザ溶接装置は、管内に配置するシ
ールド機構を、マンドレルと、このマンドレルの先端に
取付けられた箱体と、この箱体の中央にレーザビームを
通過させるために開けられた貫通孔と、箱体の内部に形
成されたガス室と、被溶接部の溶融池より大径のリング
状の上向きガス流れを形成すべく箱体に開けられた第１
ガスノズルと、貫通孔へ水平向きガスを形成すべく箱体
に開けられた第２ガスノズルと、ガス室へシールドガス
を供給するガス供給路とから構成し、第１ガスノズルで
強い円筒状ガス流れを形成して潤滑剤分解ガスを排除
し、第２ガスノズルで弱い円柱状ガス流れを形成して水
蒸気等を遮断するようにし、円柱状ガス流れが弱いため
に溶融池を変形する心配がなく、円筒状ガス流れが強い
ために遮断性能が高く、良好なレーザ溶接がなせる。

【００４１】請求項２のレーザ溶接装置は、ガス室を、
第１ガスノズルに通じる第１ガス室と第２ガスノズルに
通じる第２ガス室とに区分し、第１ガス室に第１ガス供
給路を接続し、第２ガス室に第２ガス供給路を接続し、
第１ガスノズルのガス噴出量と第２ガスノズルのガス噴
出量とを互いに独立して制御できるように構成したの
で、円筒状ガス流れ／円柱状ガス流れの強弱を自由に変
更でき、シールドガスの適正な配分が容易に実施でき
る。

【００４２】請求項３のレーザ溶接装置は、マンドレル
にマンドレル移動手段を付設し、前記箱体を被溶接部の
移動に応じて移動可能にしたので、被溶接部がシールド
ガスの外に位置して酸化されるなどの不都合は発生しな
い。

【００４３】請求項４のレーザ溶接方法は、管内側のシ
ールドガスを、弱い円柱状ガス流れとこの円柱状ガス流
れを囲う強い円筒状ガス流れとで構成し、この円筒状ガ
ス流れの内径を少なくとも被溶接部の溶融池より大径と
し、前記円柱状ガス流れで溶融池へ向う空気や蒸気を阻
止し、前記円筒状ガス流れで溶融池へ向う空気や蒸気を
阻止し且つ潤滑剤の熱分解ガスを掃気させるようにした
ので、円柱状ガス流れが弱いために溶融池を変形する心
配がなく、円筒状ガス流れが強いために遮断性能が高
く、良好なレーザ溶接がなせる。

【００４４】請求項５のレーザ溶接方法は、レーザビー
ムのエネルギが高い管外をヘリウムガスでシールし、金
属帯を貫通することでエネルギの弱まった管内をアルゴ
ンガスでシールする方法であり、重いアルゴンガスで管
内側のガスシールド性を十分に高めたことにより、溶接
品質の向上と安価なガスの使用による経済性とを図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ溶接装置を備えたロール式
管成形設備の概略図

【図２】本発明に係るレーザ溶接装置の平面図

【図３】本発明に係るレーザ溶接装置の長手断面図

【図４】本発明に係るシールド機構の第１実施例図

【図５】図４の平面図

【図６】本発明のシールド機構（第１実施例）の作用図

【図７】本発明に係るシールド機構の第２実施例図

【図８】本発明に係るシールド機構の第３実施例図

【符号の説明】

４…レーザ溶接装置、５…レーザトーチ、６…スクイズ
ロール、１０，３０，４０…シールド機構、１１…マン
ドレル、１２…箱体、１３…貫通孔、１４…ガス室、１
５…第１ガスノズル、１６…第２ガスノズル、１７…ガ
ス供給路、２１…弱い円柱状ガス流れ、２２…強い円筒
状ガス流れ、３１…第１ガス室、３２…第２ガス室、３
３…第１ガス供給路、３４…第２ガス供給路、４１…マ
ンドレル移動手段、４３…レーザビーム位置制御機構、
Ｗ…金属帯、Ｗ１…端部、Ｗ２…被溶接部、Ｗ３…溶融
池。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/14 B21C 37/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状に曲げ成形された金属帯の管外にレ
   ーザトーチを配置し、管内にシールド機構を配置して、
   前記レーザトーチからシールド機構に向って照射したレ
   ーザビームにて金属帯の被溶接部をレーザ溶接する管の
   レーザ溶接装置において、前記シールド機構は管内に挿
   通されるマンドレルと、このマンドレルの先端に取付け
   られた箱体と、この箱体の中央にレーザビームを通過さ
   せるために開けられた貫通孔と、前記箱体の内部に形成
   されたガス室と、被溶接部の溶融池より大径のリング状
   の上向きガス流れを形成すべく前記箱体に開けられた第
   １ガスノズルと、前記貫通孔へ水平向きガスを形成すべ
   く前記箱体に開けられた第２ガスノズルと、前記ガス室
   へシールドガスを供給するガス供給路とからなることを
   特徴とした管のレーザ溶接装置。
2. 【請求項２】 前記ガス室を、第１ガスノズルに通じる
   第１ガス室と第２ガスノズルに通じる第２ガス室とに区
   分し、第１ガス室に第１ガス供給路を接続し、第２ガス
   室に第２ガス供給路を接続し、第１ガスノズルのガス噴
   出量と第２ガスノズルのガス噴出量とを互いに独立して
   制御できるように構成したことを特徴とする請求項１記
   載の管のレーザ溶接装置。
3. 【請求項３】 前記マンドレルにマンドレル移動手段を
   付設し、前記箱体を被溶接部の移動に応じて移動可能に
   したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の管の
   レーザ溶接装置。
4. 【請求項４】 管状に曲げ形成した金属帯の被溶接部の
   管外方からレーザビームを照射し、被溶接部の管内側を
   シールドガスにて囲うことで酸化を防ぐ管のレーザ溶接
   方法において、前記管内側のシールドガスを、弱い円柱
   状ガス流れとこの円柱状ガス流れを囲う強い円筒状ガス
   流れとで構成し、この円筒状ガス流れの内径を少なくと
   も被溶接部の溶融池より大径とし、前記円柱状ガス流れ
   で溶融池へ向う空気や蒸気を阻止し、前記円筒状ガス流
   れで溶融池へ向う空気や蒸気を阻止し且つ潤滑剤の熱分
   解ガスを掃気させることを特徴とした管のレーザ溶接方
   法。
5. 【請求項５】 管内側のシールドガスをアルゴンガスと
   し、前記レーザビームとともにヘリウムガスガスを管外
   側から吹きつけることを特徴とした請求項４記載の管の
   レーザ溶接方法。