JP3149754B2 - 高エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた炭素鋼鋼管の製造方法 - Google Patents
高エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた炭素鋼鋼管の製造方法Info
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- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
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- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高エネルギ密度ビー
ム溶接による靱性、特に低温靱性に優れた炭素鋼鋼管の
製造方法に関するものである。
ム溶接による靱性、特に低温靱性に優れた炭素鋼鋼管の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭素鋼鋼管の製造方法の従来技術とし
て、以下に示す電縫溶接法（ＥＲＷ）、および、高エネ
ルギ密度ビーム複合溶接による鋼管の製造方法が知られ
ている。
て、以下に示す電縫溶接法（ＥＲＷ）、および、高エネ
ルギ密度ビーム複合溶接による鋼管の製造方法が知られ
ている。
【０００３】電縫溶接法（ＥＲＷ）：電縫溶接法（ＥＲ
Ｗ）は、炭素鋼鋼板を円筒状に成形しながら、前記炭素
鋼鋼板の両側の端部を突き合わせ、この突き合わせ部に
誘導電流を流すことにより加熱し、前記突き合わせ部を
溶接して炭素鋼鋼管（電縫管）を製造する方法であり、
従来から広く実施されている。この方法において溶接部
およびその周辺は、高周波誘導加熱等の手段で加熱冷却
といった熱処理（シーム熱処理という）を施される場合
がある。
Ｗ）は、炭素鋼鋼板を円筒状に成形しながら、前記炭素
鋼鋼板の両側の端部を突き合わせ、この突き合わせ部に
誘導電流を流すことにより加熱し、前記突き合わせ部を
溶接して炭素鋼鋼管（電縫管）を製造する方法であり、
従来から広く実施されている。この方法において溶接部
およびその周辺は、高周波誘導加熱等の手段で加熱冷却
といった熱処理（シーム熱処理という）を施される場合
がある。
【０００４】この電縫管の製造方法においては、電縫溶
接部の酸素含有量は数百ｐｐｍにも達する。これらの酸
素は溶接部の酸化物介在物という形で存在し、シャルピ
遷移温度に代表される靱性を劣化させている。また、溶
接部の酸化物介在物の形状は１０〜３０ミクロンまたは
それ以上と大きく、この介在物が大きいことも靱性を劣
化させる原因となっている。このようなことから、酸素
含有量を低減する手段として、電縫溶接時に、その電縫
溶接部を窒素ガスなどの非酸化性ガスによってシールド
する方法が、特開平３−２６４１７１号公報に開示され
ている（以下、従来技術１という）。
接部の酸素含有量は数百ｐｐｍにも達する。これらの酸
素は溶接部の酸化物介在物という形で存在し、シャルピ
遷移温度に代表される靱性を劣化させている。また、溶
接部の酸化物介在物の形状は１０〜３０ミクロンまたは
それ以上と大きく、この介在物が大きいことも靱性を劣
化させる原因となっている。このようなことから、酸素
含有量を低減する手段として、電縫溶接時に、その電縫
溶接部を窒素ガスなどの非酸化性ガスによってシールド
する方法が、特開平３−２６４１７１号公報に開示され
ている（以下、従来技術１という）。
【０００５】高エネルギ密度ビーム複合溶接による鋼管
の製造方法：炭素鋼鋼管を、高エネルギ密度ビーム複合
溶接により製造する方法は、炭素鋼鋼板を円筒状に成形
しながら前記鋼板の両側の端部を突き合わせ、この突き
合わせ部に誘導電流を流すことにより予熱し、次いで、
前記突き合わせ部に高エネルギ密度のビームを照射して
前記突き合わせ部を溶融溶接して炭素鋼鋼管を製造する
方法であり、特開平５−２３８６７号公報等に開示され
ている。また、ガスシールドを行う目的が、溶接部の酸
素含有量の低減であることは、当業者であれば容易に類
推できる（以下、従来技術２という）。
の製造方法：炭素鋼鋼管を、高エネルギ密度ビーム複合
溶接により製造する方法は、炭素鋼鋼板を円筒状に成形
しながら前記鋼板の両側の端部を突き合わせ、この突き
合わせ部に誘導電流を流すことにより予熱し、次いで、
前記突き合わせ部に高エネルギ密度のビームを照射して
前記突き合わせ部を溶融溶接して炭素鋼鋼管を製造する
方法であり、特開平５−２３８６７号公報等に開示され
ている。また、ガスシールドを行う目的が、溶接部の酸
素含有量の低減であることは、当業者であれば容易に類
推できる（以下、従来技術２という）。
【０００６】従来技術２に類似した技術として、オープ
ンパイプの相対向するエッジ部を高周波誘導または高周
波抵抗方式による第１の加熱源により予熱し、スクイズ
ロール近傍で第２の加熱源により溶融させて接合する複
合熱源製管溶接方法において、第１の加熱源による予熱
温度を２００〜６００℃とする方法が、特開平３−２９
１１７６号公報に開示されている（以下、従来技術３と
いう）。
ンパイプの相対向するエッジ部を高周波誘導または高周
波抵抗方式による第１の加熱源により予熱し、スクイズ
ロール近傍で第２の加熱源により溶融させて接合する複
合熱源製管溶接方法において、第１の加熱源による予熱
温度を２００〜６００℃とする方法が、特開平３−２９
１１７６号公報に開示されている（以下、従来技術３と
いう）。
【０００７】また、特開昭６１−２９８３０号公報に
は、高エネルギ密度ビーム溶接で鋼管を製造する際、溶
接条件によっては溶接部に酸化物が残留して機械的性質
に悪影響を及ぼすことが開示されている（以下、従来技
術４という）。なお、従来技術２〜４においても、シー
ム溶接後、従来技術１に記したシーム熱処理が施される
場合があることは言う迄もない。
は、高エネルギ密度ビーム溶接で鋼管を製造する際、溶
接条件によっては溶接部に酸化物が残留して機械的性質
に悪影響を及ぼすことが開示されている（以下、従来技
術４という）。なお、従来技術２〜４においても、シー
ム溶接後、従来技術１に記したシーム熱処理が施される
場合があることは言う迄もない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１〜４には、以下に示す問題がある。
術１〜４には、以下に示す問題がある。
【０００９】従来技術１は、電縫溶接部をガスシールド
することにより溶接部の酸素含有量を低減し靱性向上を
目指したもので、酸素量の低減による靱性向上効果は若
干あるものの、非金属介在物が小さくなるものではなく
靱性向上には限度があった。
することにより溶接部の酸素含有量を低減し靱性向上を
目指したもので、酸素量の低減による靱性向上効果は若
干あるものの、非金属介在物が小さくなるものではなく
靱性向上には限度があった。
【００１０】従来技術２に開示されているガスシールド
は、溶接部の酸素含有量を低減する目的であることが示
唆されているが、ガスシールドしても溶接金属中の酸素
含有量を零（ゼロ）にできるわけではなく、ある程度の
含有はやむをえない。また、本発明の目的である良好な
靱性を得る観点からは、許容しうる酸素含有量の上限値
があるはずであるが、従来技術２はその点になんら示唆
を与えていない。
は、溶接部の酸素含有量を低減する目的であることが示
唆されているが、ガスシールドしても溶接金属中の酸素
含有量を零（ゼロ）にできるわけではなく、ある程度の
含有はやむをえない。また、本発明の目的である良好な
靱性を得る観点からは、許容しうる酸素含有量の上限値
があるはずであるが、従来技術２はその点になんら示唆
を与えていない。
【００１１】従来技術３では、溶接速度を従来技術１よ
りも早めて溶接部に割れなどの欠陥が発生せず健全な溶
接部が得られることが述べられているものの、溶接部の
靱性についてはなんら記載されていない。また、本技術
は高強度鋼管またはステンレス鋼管を対象としたもの
で、本発明が対象とする通常の炭素鋼鋼管にそのまま適
用できるものではない。
りも早めて溶接部に割れなどの欠陥が発生せず健全な溶
接部が得られることが述べられているものの、溶接部の
靱性についてはなんら記載されていない。また、本技術
は高強度鋼管またはステンレス鋼管を対象としたもの
で、本発明が対象とする通常の炭素鋼鋼管にそのまま適
用できるものではない。
【００１２】また、従来技術４の内容は一般的な記述に
過ぎず、溶接部の靱性に悪影響を及ぼさない程度の酸化
物の量、形状については何ら言及されていない。
過ぎず、溶接部の靱性に悪影響を及ぼさない程度の酸化
物の量、形状については何ら言及されていない。
【００１３】以上述べた如く、従来技術１〜４では溶接
部の靱性に問題があることから、溶接部の靱性に優れた
炭素鋼鋼管の製造方法の開発が望まれているが、このよ
うな方法は未だ提案されていない。
部の靱性に問題があることから、溶接部の靱性に優れた
炭素鋼鋼管の製造方法の開発が望まれているが、このよ
うな方法は未だ提案されていない。
【００１４】従って、この発明の目的は、上述の問題を
解決し、高エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた
炭素鋼鋼管の製造方法を提供することにある。
解決し、高エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた
炭素鋼鋼管の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】発明者らは研究を重ねた
結果、炭素鋼に関しては、突き合わせ部を予熱し、次い
で、高エネルギビームによって溶接すると、溶接部の酸
化物の大きさを通常の電縫溶接（従来技術１）の場合に
くらべ著しく微細化することができ、その結果、電縫溶
接と同じ酸素含有量であっても靱性が向上するとの知見
を得た。更に詳細な検討の結果、溶接部の酸素含有量が
３００ｐｐｍ以下では、溶接部の靱性が良好であるが、
３００ｐｐｍを超えると急激に劣化するとの知見を得
た。
結果、炭素鋼に関しては、突き合わせ部を予熱し、次い
で、高エネルギビームによって溶接すると、溶接部の酸
化物の大きさを通常の電縫溶接（従来技術１）の場合に
くらべ著しく微細化することができ、その結果、電縫溶
接と同じ酸素含有量であっても靱性が向上するとの知見
を得た。更に詳細な検討の結果、溶接部の酸素含有量が
３００ｐｐｍ以下では、溶接部の靱性が良好であるが、
３００ｐｐｍを超えると急激に劣化するとの知見を得
た。
【００１６】この発明は、上述の知見に基づいてなされ
たものであって、炭素鋼鋼板を管状に成形しながら前記
炭素鋼鋼板の両側の端部を突き合わせ、その突き合わせ
部をガスシールドしながら４００〜１２００℃の範囲内
の温度に予熱し、次いで、前記突き合わせ部に高エネル
ギ密度のビームを照射して前記突き合わせ部を溶融溶接
することからなり、前記突き合わせ部の溶接金属中の酸
素含有量を３００ｐｐｍ以下に限定することに特徴を有
するものである。
たものであって、炭素鋼鋼板を管状に成形しながら前記
炭素鋼鋼板の両側の端部を突き合わせ、その突き合わせ
部をガスシールドしながら４００〜１２００℃の範囲内
の温度に予熱し、次いで、前記突き合わせ部に高エネル
ギ密度のビームを照射して前記突き合わせ部を溶融溶接
することからなり、前記突き合わせ部の溶接金属中の酸
素含有量を３００ｐｐｍ以下に限定することに特徴を有
するものである。
【００１７】
【作用】本発明においては、炭素鋼板の溶接法として、
予熱を伴う高エネルギ密度ビーム溶接を採用したので、
溶接部の酸化物の大きさを微細にすることができ、靱性
が向上する。
予熱を伴う高エネルギ密度ビーム溶接を採用したので、
溶接部の酸化物の大きさを微細にすることができ、靱性
が向上する。
【００１８】予熱温度の限定理由は、以下の通りであ
る。予熱は、高エネルギ密度のビームで突き合わせ部を
溶接する際の溶接入熱不足を補う目的で行う。しかしな
がら、炭素鋼鋼管の高エネルギ密度ビーム溶接におい
て、予熱温度が４００℃未満では、溶接入熱不足を補う
に十分な予熱の効果が得られない。そのため、溶接速度
が著しく低い能率の溶接となり、あるいは、ビームのエ
ネルギ密度を著しく大きくするために大容量の電源を用
意する等設備コストの増大を招く。一方、予熱温度が１
２００℃を超えると、ガスシールドによる大気中の酸素
遮断効果が弱くなって溶接金属の酸素含有量が激増し、
溶接部の靱性を劣化させる。従って、予熱温度は、４０
０〜１２００℃の範囲内に限定すべきである。
る。予熱は、高エネルギ密度のビームで突き合わせ部を
溶接する際の溶接入熱不足を補う目的で行う。しかしな
がら、炭素鋼鋼管の高エネルギ密度ビーム溶接におい
て、予熱温度が４００℃未満では、溶接入熱不足を補う
に十分な予熱の効果が得られない。そのため、溶接速度
が著しく低い能率の溶接となり、あるいは、ビームのエ
ネルギ密度を著しく大きくするために大容量の電源を用
意する等設備コストの増大を招く。一方、予熱温度が１
２００℃を超えると、ガスシールドによる大気中の酸素
遮断効果が弱くなって溶接金属の酸素含有量が激増し、
溶接部の靱性を劣化させる。従って、予熱温度は、４０
０〜１２００℃の範囲内に限定すべきである。
【００１９】溶融溶接する突き合わせ部の溶接金属中の
酸素含有量の限定理由は、以下の通りである。高エネル
ギ密度ビーム溶接された炭素鋼鋼管においては、溶接金
属中の酸素含有量が３００ｐｐｍを超えると靱性が急激
に劣化する。従って、酸素含有量は３００ｐｐｍ以下に
限定すべきである。
酸素含有量の限定理由は、以下の通りである。高エネル
ギ密度ビーム溶接された炭素鋼鋼管においては、溶接金
属中の酸素含有量が３００ｐｐｍを超えると靱性が急激
に劣化する。従って、酸素含有量は３００ｐｐｍ以下に
限定すべきである。
【００２０】
【実施例】次に、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００２１】図１は、この発明の実施例に係る溶接方法
を示す斜視図である。図１において、１は炭素鋼鋼管、
６は突き合わせ部を予熱する誘導電流を供給する給電装
置、７は高エネルギ密度のビーム、９はガスシールド装
置、２、３はスクイズスタンド、４、５はトップロー
ル、８は溶接線である。
を示す斜視図である。図１において、１は炭素鋼鋼管、
６は突き合わせ部を予熱する誘導電流を供給する給電装
置、７は高エネルギ密度のビーム、９はガスシールド装
置、２、３はスクイズスタンド、４、５はトップロー
ル、８は溶接線である。
【００２２】図１に示すように炭素鋼鋼板を管状（本実
施例では円筒状）に成形しながら鋼板の両側の端部１
ａ、１ｂを突き合わせ、この突き合わせ部に給電装置６
により誘導電流を流して誘導加熱により予熱し、次い
で、突き合わせ部に高エネルギ密度のビーム７を照射し
て突き合わせ部を溶融溶接して表１に示す化学成分組成
を有する炭素鋼鋼管の試験鋼管No. １〜６を、以下に示
す溶接条件によって製造した。なお、表１においては、
残部Ｆｅおよび不純物元素として含有されるＳ、Ｐ等は
記載されていない。 溶接条件： 鋼管寸法 ；７２．０ｍｍ（外径）×９．７
ｍｍ（管厚） 溶接速度 ；２ｍ／分 ビームのエネルギ密度；２５ｋＷ／ｍｍ2 ガスシールド ；窒素ガス（流速５，２５または
５５ｍ／分） また、これら試験鋼管は、溶接後直ちに溶接線後面に配
置されているシーム熱処理装置（図示せず）によりシー
ム熱処理を施した。その方法は、溶接線外面温度が１０
５０℃に達する迄加熱後空気中で冷却した。ここで、シ
ーム熱処理を行うことは、本発明に必須ではないが、適
切なシーム熱処理を行うことにより熱処理しない場合に
比べ溶接部靱性を更に向上させることができる。
施例では円筒状）に成形しながら鋼板の両側の端部１
ａ、１ｂを突き合わせ、この突き合わせ部に給電装置６
により誘導電流を流して誘導加熱により予熱し、次い
で、突き合わせ部に高エネルギ密度のビーム７を照射し
て突き合わせ部を溶融溶接して表１に示す化学成分組成
を有する炭素鋼鋼管の試験鋼管No. １〜６を、以下に示
す溶接条件によって製造した。なお、表１においては、
残部Ｆｅおよび不純物元素として含有されるＳ、Ｐ等は
記載されていない。 溶接条件： 鋼管寸法 ；７２．０ｍｍ（外径）×９．７
ｍｍ（管厚） 溶接速度 ；２ｍ／分 ビームのエネルギ密度；２５ｋＷ／ｍｍ2 ガスシールド ；窒素ガス（流速５，２５または
５５ｍ／分） また、これら試験鋼管は、溶接後直ちに溶接線後面に配
置されているシーム熱処理装置（図示せず）によりシー
ム熱処理を施した。その方法は、溶接線外面温度が１０
５０℃に達する迄加熱後空気中で冷却した。ここで、シ
ーム熱処理を行うことは、本発明に必須ではないが、適
切なシーム熱処理を行うことにより熱処理しない場合に
比べ溶接部靱性を更に向上させることができる。
【００２３】
【表１】
【００２４】図２は、試験鋼管No. １を予熱温度を種々
変えて製造した場合について、予熱温度と溶接部の酸素
含有量との関係を示すグラフである。図２に示す予熱温
度は、高エネルギ密度のビームが照射される点の５０ｍ
ｍ手前の位置の温度を測定して得た値で示されている。
また、図２において、□印は、ガスシールドなし、◎
印、●印、△印は、窒素ガスで予熱部をシールドした場
合を示す。ガスシールド条件は、窒素ガス流速を、●印
の場合は２５ｍ／分、▲印の場合は５ｍ／分、◎印の場
合は５５ｍ／分とした。
変えて製造した場合について、予熱温度と溶接部の酸素
含有量との関係を示すグラフである。図２に示す予熱温
度は、高エネルギ密度のビームが照射される点の５０ｍ
ｍ手前の位置の温度を測定して得た値で示されている。
また、図２において、□印は、ガスシールドなし、◎
印、●印、△印は、窒素ガスで予熱部をシールドした場
合を示す。ガスシールド条件は、窒素ガス流速を、●印
の場合は２５ｍ／分、▲印の場合は５ｍ／分、◎印の場
合は５５ｍ／分とした。
【００２５】図２より、窒素ガス流速が速いほどガス流
量も多くシールド状態が良くなることがわかる。しかし
ながら、窒素ガス流速が５０ｍ／分を超えると、窒素ガ
ス流量は多いが同時に周囲の大気を巻き込むため結果的
にシールド状態が悪くなる。その結果、シールド状態は
●印が最も良く、以下、▲印、◎印の順になっている。
量も多くシールド状態が良くなることがわかる。しかし
ながら、窒素ガス流速が５０ｍ／分を超えると、窒素ガ
ス流量は多いが同時に周囲の大気を巻き込むため結果的
にシールド状態が悪くなる。その結果、シールド状態は
●印が最も良く、以下、▲印、◎印の順になっている。
【００２６】いずれにせよ、ガスシールドがなければ予
熱温度が９００℃を超えると溶接部の酸素含有量が３０
０ｐｐｍを超えることが図２からわかる。
熱温度が９００℃を超えると溶接部の酸素含有量が３０
０ｐｐｍを超えることが図２からわかる。
【００２７】一方、ガスシールドした場合溶接部の酸素
含有量は、ガスシールドの条件によって予熱温度と酸素
含有量との関係が若干異なるが、どちらのガスシールド
条件でも、予熱温度を１２００℃以下に制限すれば酸素
含有量を３００ｐｐｍ以下に保てることがわかる。
含有量は、ガスシールドの条件によって予熱温度と酸素
含有量との関係が若干異なるが、どちらのガスシールド
条件でも、予熱温度を１２００℃以下に制限すれば酸素
含有量を３００ｐｐｍ以下に保てることがわかる。
【００２８】図３は、試験鋼管No. １を、本発明方法、
および、従来技術１で示した方法によって、溶接金属部
の酸素含有量を種々変えて製造した場合について、溶接
部の靱性と溶接金属部の酸素含有量との関係を示した結
果のグラフである。図３において、溶接部の靱性は溶接
金属について行ったシャルピー衝撃試験の破面遷移温度
ｖＴｓ（℃）で定義した。
および、従来技術１で示した方法によって、溶接金属部
の酸素含有量を種々変えて製造した場合について、溶接
部の靱性と溶接金属部の酸素含有量との関係を示した結
果のグラフである。図３において、溶接部の靱性は溶接
金属について行ったシャルピー衝撃試験の破面遷移温度
ｖＴｓ（℃）で定義した。
【００２９】図３より、高エネルギ密度ビーム溶接によ
り製造した場合において、溶接金属部の酸素含有量が３
００ｐｐｍを超えると靱性が急激に劣化し始めるが、そ
れ以下では良好な靱性を保つことがわかる。
り製造した場合において、溶接金属部の酸素含有量が３
００ｐｐｍを超えると靱性が急激に劣化し始めるが、そ
れ以下では良好な靱性を保つことがわかる。
【００３０】一方、ＥＲＷで製造した従来技術１の場
合、酸素含有量が３００ｐｐｍ以下であっても溶接部の
靱性が本発明に比較して著しく劣っていることがわか
る。この違いが生じる原因は、溶接部の酸化物の大きさ
が違うためである。即ち、本発明における溶接部の酸化
物の大きさは、直径１ミクロン以下と小さいのに対し、
従来技術１では直径１０ミクロン以上と大きい。
合、酸素含有量が３００ｐｐｍ以下であっても溶接部の
靱性が本発明に比較して著しく劣っていることがわか
る。この違いが生じる原因は、溶接部の酸化物の大きさ
が違うためである。即ち、本発明における溶接部の酸化
物の大きさは、直径１ミクロン以下と小さいのに対し、
従来技術１では直径１０ミクロン以上と大きい。
【００３１】このことから、電縫溶接の場合は、酸素含
有量が３００ｐｐｍ以下でも、溶接部の靱性の優れた鋼
管は得られないのに対し、本発明の予熱を伴う高エネル
ギビーム溶接を施せば、溶接部の靱性の優れた鋼管が得
られることがわかる。
有量が３００ｐｐｍ以下でも、溶接部の靱性の優れた鋼
管は得られないのに対し、本発明の予熱を伴う高エネル
ギビーム溶接を施せば、溶接部の靱性の優れた鋼管が得
られることがわかる。
【００３２】表２は、表１に示した試験鋼管No. １〜６
を、高エネルギ密度のビームにより溶接して製造した結
果を、本発明範囲内の方法により実施した場合（本発明
例No. １〜１２）と、本発明範囲外の方法により製造し
た場合（比較例No. １〜７）とについて示している。
を、高エネルギ密度のビームにより溶接して製造した結
果を、本発明範囲内の方法により実施した場合（本発明
例No. １〜１２）と、本発明範囲外の方法により製造し
た場合（比較例No. １〜７）とについて示している。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２に示すように、高エネルギ密度ビーム
で溶接した炭素鋼鋼管においては、本発明範囲内の予熱
温度範囲内であって、且つ、溶接金属中の酸素含有量が
３００ｐｐｍ以下であれば、溶接部靱性（ｖＴｓ）が−
２０℃以下と良好であることがわかる（本発明例No. １
〜１１、８は欠番）。また、ガスシールドを施され、且
つ、予熱温度が本発明の範囲内の１２００℃、１０５０
℃であっても、溶接金属中の酸素含有量が本発明の範囲
を外れる４４０ｐｐｍ、３５０ｐｐｍでは、良好な靱性
が得られないこともわかる（比較例３、比較例６）。
で溶接した炭素鋼鋼管においては、本発明範囲内の予熱
温度範囲内であって、且つ、溶接金属中の酸素含有量が
３００ｐｐｍ以下であれば、溶接部靱性（ｖＴｓ）が−
２０℃以下と良好であることがわかる（本発明例No. １
〜１１、８は欠番）。また、ガスシールドを施され、且
つ、予熱温度が本発明の範囲内の１２００℃、１０５０
℃であっても、溶接金属中の酸素含有量が本発明の範囲
を外れる４４０ｐｐｍ、３５０ｐｐｍでは、良好な靱性
が得られないこともわかる（比較例３、比較例６）。
【００３５】ここで、シールドガスは窒素ガスに限られ
ず、非酸化性のガスであればよく、例えば、アルゴンガ
ス、アルゴンと窒素との混合ガスなども使用可能であ
る。
ず、非酸化性のガスであればよく、例えば、アルゴンガ
ス、アルゴンと窒素との混合ガスなども使用可能であ
る。
【００３６】なお、溶接部の酸素含有量は、単に予熱温
度のみによって決まるのではなく、シールドガスの組
成、供給量によっても変化する。また、当然、ビームの
エネルギレベル等によっても変化し、従って、溶接部の
酸素含有量を３００ｐｐｍ以下に抑える条件の組合せは
無数にある。それゆえ、本発明の実施にあたっては、当
業者がそれぞれの状況に応じて条件を適切に組み合わせ
れば、酸素含有量を３００ｐｐｍ以下に抑えることがで
きる。
度のみによって決まるのではなく、シールドガスの組
成、供給量によっても変化する。また、当然、ビームの
エネルギレベル等によっても変化し、従って、溶接部の
酸素含有量を３００ｐｐｍ以下に抑える条件の組合せは
無数にある。それゆえ、本発明の実施にあたっては、当
業者がそれぞれの状況に応じて条件を適切に組み合わせ
れば、酸素含有量を３００ｐｐｍ以下に抑えることがで
きる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、炭素鋼鋼管の溶接方法として、第１に、高エネルギ
密度ビームによる方法を用いたので、溶接部の酸化物の
大きさを微細にし、第２に、予熱および溶接するときに
ガスシールドしたので、溶接部の大気による酸化が大幅
に抑えられ、第３に、溶接の予熱温度を３００〜１２０
０℃の範囲内に限定し、且つ、溶接金属中の酸素含有量
を３００ｐｐｍ以下に抑えたので、溶接金属中の酸化物
の量を制限することができ、この３つの効果により溶接
部の靱性に優れた炭素鋼鋼管を提供することができ、か
くして、工業上有用な効果がもたらされる。
ば、炭素鋼鋼管の溶接方法として、第１に、高エネルギ
密度ビームによる方法を用いたので、溶接部の酸化物の
大きさを微細にし、第２に、予熱および溶接するときに
ガスシールドしたので、溶接部の大気による酸化が大幅
に抑えられ、第３に、溶接の予熱温度を３００〜１２０
０℃の範囲内に限定し、且つ、溶接金属中の酸素含有量
を３００ｐｐｍ以下に抑えたので、溶接金属中の酸化物
の量を制限することができ、この３つの効果により溶接
部の靱性に優れた炭素鋼鋼管を提供することができ、か
くして、工業上有用な効果がもたらされる。
【図１】この発明の炭素鋼鋼管の製造方法の一実施例に
係る溶接方法を示す斜視図である。
係る溶接方法を示す斜視図である。
【図２】溶接金属部の酸素含有量と予熱温度との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】溶接金属部の酸素含有量と溶接部の靱性との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
１ 炭素鋼鋼管 １ａ、１ｂ 炭素鋼鋼板の端部 ２、３ スクイズスタンド ４、５ トップロール ６ 予熱のための給電装置 ７ 高エネルギ密度のビーム ８ 溶接線 ９ ガスシールド装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｂ２３Ｋ 9/16 Ｂ２３Ｋ 9/16 Ｍ (72)発明者 関根 幸夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 大村 雅紀 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−281078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−106488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−22152（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−238681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−33890（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 B21C 37/08 B23K 15/00 B23K 9/16
Claims (1)
- 【請求項１】炭素鋼鋼板を管状に成形しながら前記炭素
鋼鋼板の両側の端部を突き合わせ、その突き合わせ部を
ガスシールドしながら４００〜１２００℃の範囲内の温
度に予熱し、次いで、前記突き合わせ部に高エネルギ密
度のビームを照射して前記突き合わせ部を溶融溶接する
ことからなり、前記突き合わせ部の溶接金属中の酸素含
有量を３００ｐｐｍ以下に限定することを特徴とする高
エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた炭素鋼鋼管
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30202095A JP3149754B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-10-26 | 高エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた炭素鋼鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2590695 | 1995-01-20 | ||
| JP7-25906 | 1995-01-20 | ||
| JP30202095A JP3149754B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-10-26 | 高エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた炭素鋼鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08252682A JPH08252682A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3149754B2 true JP3149754B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=26363605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30202095A Expired - Fee Related JP3149754B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-10-26 | 高エネルギ密度ビーム溶接による靱性に優れた炭素鋼鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149754B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103071952B (zh) * | 2011-10-26 | 2014-11-26 | 深圳市鹏煜威科技有限公司 | 金属筒体焊机的预进料消缝装置 |
| CN103862205B (zh) * | 2014-03-31 | 2016-09-21 | 青岛玉兰祥商务服务有限公司 | 焊接保护气的储存装置 |
| CN105643163A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-06-08 | 深圳市鹏煜威科技有限公司 | 支架焊接移载机构 |
| CN111421265B (zh) * | 2020-03-25 | 2021-04-09 | 武汉理工大学 | 一种罐体用焊前预热及焊后热处理装置 |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP30202095A patent/JP3149754B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08252682A (ja) | 1996-10-01 |
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