JPH0871779A - Laser welding equipment for tube and its method - Google Patents

Laser welding equipment for tube and its method

Info

Publication number
JPH0871779A
JPH0871779A JP6214866A JP21486694A JPH0871779A JP H0871779 A JPH0871779 A JP H0871779A JP 6214866 A JP6214866 A JP 6214866A JP 21486694 A JP21486694 A JP 21486694A JP H0871779 A JPH0871779 A JP H0871779A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
shield
gas flow
laser welding
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6214866A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2820218B2 (en
Inventor
Tomotaka Hayashi
智隆 林
Hirotsugu Inaba
洋次 稲葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP6214866A priority Critical patent/JP2820218B2/en
Publication of JPH0871779A publication Critical patent/JPH0871779A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2820218B2 publication Critical patent/JP2820218B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To eliminate possibility of deforming a molten pool and to enable laser welding with a high shielding performance by exhausting a lubricant decomposed gas by means of a strong cylindrical gas flow and shielding water vapor and the like by means of a weak columnar gas flow. CONSTITUTION: When a welding part W2 of a metallic belt W is irradiated with a laser beam 18 from outside a tube, the shield gas inside the tube of a welding part W2 is constituted of a weak columnar gas flow 21 and a strong cylindrical gas flow 22 enclosing the weak one, and the inside diameter of the cylindrical gas flow 22 is made larger than that of a molten pool W3 . The weak columnar gas flow 21 prevents the air or water vapor of which the shield gas from a second gas nozzle 16 overflows from a thorough-hole 13 and heads for the molten pool W3 ; the strong cylindrical gas flow 22 is formed from a first gas nozzle 15, preventing the air or water vapor heading for the lower face of the molten pool W3 and exhausting the heat decomposed gas of a lubricant. Thus, a laser welding with a high shielding performance is made possible without deforming the molten pool W3 .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in laser welding technology for pipes.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In laser welding, the energy density of the heat source is higher than other welding methods, deep penetration is possible and high-speed welding is possible, and since the total heat input can be reduced, the performance of the welded portion is also good. Therefore, it has attracted attention as a welding method for steel pipes and is being applied. In addition, a technique has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-168981) in which high-frequency preheating is added to the laser welding method to further increase the speed.

【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。
By the way, since the laser torch is generally provided with a shield gas discharge hole, there is no fear that the welded portion will be oxidized in the atmosphere by surrounding the welded portion with the shield gas. However, when the laser torch is placed outside the tube, the outer surface of the tube can be gas-sealed, but the inner surface of the tube cannot be sealed. Then, the welded portion in the pipe is oxidized.

【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。
The applicant of the present invention has previously filed Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-142959.
In the publication "Pipe-making method by laser welding method and its apparatus", an invention has been proposed in which an inert gas is blown to the inner surface of a pipe below a welded portion and a water flow is formed in the pipe while cooling the welding spatter. The point is to prevent the oxidation of the welded part with an inert gas and render the spatter harmless with a water flow. Specifically, a damage prevention member having a shield gas injection port and a water discharge port is provided with a through hole for avoiding the laser beam, and the through hole is formed into a downward conical shape, and a horizontal flow of the shield gas is formed in this through hole. To do. The narrow through hole on the top hinders the upward flow of water vapor, and also shields the water vapor reliably with a shield gas.

【0005】[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。
However, since the through-hole has a conical shape that spreads downward, the flow of water vapor can be blocked well, but the gas seal at the lower part of the weld becomes weak. On the other hand, when bending a flat metal strip into a tubular shape, a lubricant is indispensable, and a part of the lubricant remains in the welded part, and this residual lubricant is decomposed by welding heat and gasified. . Weak gas seals have poor ability to block decomposed gases and can lead to welding defects.

【0006】[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。
Therefore, the inventors of the present invention may find a more preferable shield mechanism and shield method by reexamining the shape of the through hole and reassessing the distribution of the shield gas. From this point of view, research has been repeated and a satisfactory shield mechanism and shield method have been established. Specifically, a laser torch is placed outside the tube of a metal band bent into a tubular shape, a shield mechanism is placed inside the tube, and a metal beam is welded to the metal band by a laser beam emitted from the laser torch toward the shield mechanism. In a laser welding device for laser welding parts, a shield mechanism is opened in order to let a laser beam pass through the mandrel inserted into the pipe, the box attached to the tip of this mandrel, and the center of this box. A through hole, a gas chamber formed inside the box body, and a first gas nozzle opened in the box body so as to form an upward gas flow in a ring shape having a larger diameter than the molten pool of the welded portion, , A second gas nozzle opened in the box body to form horizontally oriented gas in the through hole, and a gas supply path for supplying a shield gas to the gas chamber.

【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。
Preferably, the gas chamber is divided into a first gas chamber communicating with the first gas nozzle and a second gas chamber communicating with the second gas nozzle, and a first gas supply path is connected to the first gas chamber.
The second gas supply passage is connected to the second gas chamber, and the gas ejection amount of the first gas nozzle and the gas ejection amount of the second gas nozzle can be controlled independently of each other.

【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。
It is preferable that mandrel rotating means is attached to the mandrel so that the box body can be swung according to the movement of the welded portion.

【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。
In the laser welding method for a pipe, a laser beam is irradiated from the outside of the welded portion of a metal band bent into a tubular shape, and the inside of the welded portion is surrounded by a shield gas to prevent oxidation. The shield gas inside the pipe is composed of a weak cylindrical gas flow and a strong cylindrical gas flow surrounding this cylindrical gas flow, and the inner diameter of this cylindrical gas flow is at least larger than the weld pool of the welded part, The cylindrical gas flow blocks air and steam toward the molten pool, and the cylindrical gas flow blocks air and steam toward the molten pool and scavenges the pyrolysis gas of the lubricant.

【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。
Argon gas is used as the shield gas inside the tube, and helium gas is blown from the outside of the tube together with the laser beam.

【0011】[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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings should be viewed in the direction of reference numerals. FIG. 1 is a schematic view of a roll-type pipe forming equipment equipped with a laser welding apparatus according to the present invention, and the roll-type pipe forming equipment 1 is equipment for gradually bending a flat metal strip W into a tubular shape.
A lubricant is used for high speed molding. The high frequency heating means 2, the steam blowing means 3 and the laser welding device 4 are arranged in this order on the exit side of the roll-type pipe forming equipment 1.

【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。
FIG. 2 is a plan view of the laser welding apparatus according to the present invention, in which the laser torch 5 of the laser welding apparatus is arranged between a pair of squeeze rolls 6 and 6, and below the laser torch 5, a tubular metal strip W. A shield mechanism 10 is arranged inside. Then, the gas purge nozzles 3a, 3a of the vapor blowing means 3 are arranged on the upstream side of the laser torch 5, and the contact tips 2a, 2a of the high frequency heating means 2 are arranged on the upstream side of the gas purge nozzles 3a, 3a. 2b is a high frequency oscillator.
The contact tips 2a, 2a fed from b are contacts for energizing the ends W1, W1 of the metal strip W before laser welding. The contact tip 2a is an example, and may be, for example, an annular coil for induction heating.

【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。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the laser welding apparatus according to the present invention. Since the metal strip W is squeezed by the drum-shaped squeeze roll 6, the metal strip W is close to the upstream side of the laser torch 5 (for convenience, a close contact portion is shown). ///, the weld bead part is XXX
Hatched. ), The gas purge nozzle 3a and the shield mechanism 10 are arranged so as to blow the upstream portion from the close contact portion. The gas ejected from the gas purge nozzle 3a is preferably compressed air, nitrogen gas, argon gas, or helium gas. However, the compressed gas used is one that has been cleaned and dried. on the other hand,
The gas ejected from the shield mechanism 10 is argon gas. The reason will be described later.

【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。
FIG. 4 is a first embodiment of the shield mechanism according to the present invention. The shield mechanism 10 includes a mandrel 11 inserted into a pipe, a box body 12 attached to the tip of the mandrel 11, and this box. A through hole 13 formed in the center of the body 12 for passing a laser beam, and the box body 1
2 and a first gas nozzle 15 (...) formed in the box body 12 so as to form a ring-shaped upward gas flow having a diameter larger than that of the molten pool of the welded portion. The same shall apply hereinafter), a second gas nozzle 16 opened in the box body to form a horizontally oriented gas in the through hole 13, and a gas supply path 17 for supplying a shield gas to the gas chamber 14. Consists of.

【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。
FIG. 5 is a plan view of FIG. 4, in which a box 12 has a through hole 13 formed substantially in the center thereof, and two rows of first gas nozzles 15 are formed so as to surround the through hole 13.

【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。
The operation of the laser welding apparatus for pipes and the operation of the shield mechanism (first embodiment) described above will be described below.
In FIG. 1, a flat tube-shaped metal strip W is gradually bent into a tubular shape by a roll-type tube forming facility 1. Use a lubricant for high speed molding. The metal strip W is preheated by the high frequency heating means 2 to vaporize the lubricant. In FIG. 2, of the generated steam, the portion outside the pipe is blown by the steam blowing means 3, and the inside portion of the pipe is blown by the shield mechanism 10, and the welded portion is welded by the laser torch 5.

【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。
FIG. 6 is an operation diagram of the shield mechanism (first embodiment) of the present invention. When the welded portion W2 of the metal strip W is irradiated with the laser beam 18 from the outside of the pipe, the welded portion W2 of the welded portion W2 is exposed. The shield gas inside the pipe is composed of a weak cylindrical gas flow 21 and a strong cylindrical gas flow 22 surrounding the cylindrical gas flow 21, and the inner diameter of this cylindrical gas flow 22 is formed at least in the welded portion W2. The diameter is larger than that of the molten pool W3. The columnar gas flow 21 refers to a flow of the shield gas filled in the through hole 13 through the second gas nozzles 16 ... From the upper and lower openings of the through hole 13.
It is much weaker than the cylindrical gas flow 22 formed directly by the first gas nozzles 15 ... A cylindrical gas flow 21 blocks air and steam from the bottom to the top of the drawing through the through holes 13 toward the molten pool W3, and a cylindrical gas flow 22 blocks the molten pool W.
(3) Blocks air and steam from the outside that is directed horizontally to the lower surface and scavenges the pyrolysis gas of the lubricant.

【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。
The above operation was confirmed by experiments, and the results will be described.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 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。
Table 1 shows the experimental conditions for the shield mechanism (first embodiment). That is, the test material is carbon steel,
The product size is a steel pipe having an outer diameter of 101.6 mm and a wall thickness of 6.0 mm, and is preheated to about 1100 ° C. by the high frequency heating means 2 of FIG. 1 (that is, FIGS. 2 and 3) to evaporate the residual lubricant, and vapor The outside of the tube is blown beforehand by the blowing means 3, and the inside of the tube is shown in FIG.
Blow by the shield mechanism 10 of. Shield mechanism 10
The through hole 13 of is a cylinder of 15 mm, and the first gas nozzle 1
5 ... Can be opened with a diameter of 1 mm × 16 pieces × 2 rows, and the second gas nozzles 16 can be opened with a diameter of 1 mm × 8 pieces × 4 rows (4 steps). A 25 kW carbon dioxide laser welder is used as the welding device, the welding speed is 12 m / min, and 100% pure helium gas is injected as a shield gas from the laser torch so as to surround the laser beam.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 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。
Table 2 is a welding quality evaluation table for the shield mechanism (first embodiment). The welding quality was evaluated by taking 30 samples with a welding length of 200 mm, subjecting them to a transmission X-ray inspection, and determining the welding quality as "defective" if even one of them failed. The evaluation was rated as "x".
This determination is common thereafter. In the shield mechanism 10 of the first embodiment, the flow rate distribution of the first and second gas nozzles depends only on the nozzle area ratio, so the shield gas flow rate (liter / minute) is shown as the sum of the two. Comparative Example 1: The shield gas flow rate was set to 0. As a matter of course, bubbles were mixed in the welded portion, and the welding quality was poor. Comparative Example 2: Therefore, the flow rate of the shield gas (argon gas) was set to 40 liters / minute, but the amount of gas was still insufficient and the welding quality remained poor.

【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。
Examples 1 and 2, shield gas flow rate is 80,
When it was set to 120 liters / minute, there was no risk of bubbles remaining in the welded part, and the welding quality was good. Comparative Example 3: However, the shield gas flow rate is 160 liters /
However, since the columnar gas flow pushed up the molten pool significantly, the bead shape became defective and undercuts appeared, resulting in poor welding quality. Therefore, it was found that the gas flow directly hitting the molten pool needs to be weakened.

【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。
FIG. 7 is a second embodiment of the shield mechanism according to the present invention, and its plan view is the same as that of FIG. The shield mechanism 30 includes a first gas chamber 31 that communicates the gas chamber with the first gas nozzles 15 ...
6 and the second gas chamber 32 leading to the first gas chamber 3
1, the first gas supply path 33 is connected, the second gas chamber 32 is connected to the second gas supply path 34, and the gas ejection amounts of the first gas nozzles 15 ... And the gas ejection amounts of the second gas nozzles 16 ... It is characterized in that it can be controlled independently.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 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。
Table 3 shows the experimental conditions for the shield mechanism (second embodiment). That is, the test material is carbon steel,
The product size is a steel pipe having an outer diameter of 101.6 mm and a wall thickness of 6.0 mm. The high-frequency heating means 2 in FIG. 1 preheats it to about 1100 ° C. to evaporate the residual lubricant, and the steam blow means 3 outside the tube. In advance, and the inside of the pipe is shielded by the shield mechanism 3 of FIG.
Blow at 0. The through hole of the shield mechanism 30 is 15 m
m is a cylinder, and the first gas nozzle 15 ... Has a diameter of 1 mm × 16
Opening with the specification of 2 pieces x 2 rows, the second gas nozzle 16 ... 1m in diameter
It can be opened with the specifications of m x 8 pieces x 1 row (1 step). Welding equipment is 2
Using a 5kW carbon dioxide laser welder, welding speed is 1
At a rate of 2 m / min, 100% pure helium gas is injected as a shield gas from the laser torch so as to surround the laser beam. That is, the second embodiment is characterized in that the shield mechanism 30 can arbitrarily change the flow rates of the first and second gas nozzles and the number of the second gas nozzles is extremely small.

【0027】[0027]

【表4】 [Table 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。
Table 4 is a welding quality evaluation table relating to the shield mechanism (second embodiment). Comparative Example 4: The total amount of shield gas was 30 liters / minute (2
0 + 10), the sealing effect could not be expected and the welding quality was poor. Examples 3 to 6: The flow rate of the second gas nozzle was 10 liters /
Fixed to the minute, the flow rate of the first gas nozzle is 40, 60, 12
The welding quality was good at 0,160 liters / minute. Comparative Example 5: The flow rate of the first gas nozzle is 160 liters /
As a result, when the flow rate of the second gas nozzle was set to 0, bubbles were generated in the welded portion and the welding quality was poor. This is because the second gas nozzle did not function and air reached the welded portion through the through hole. Therefore, the flow rate of the second gas nozzle is necessary. Comparative Example 6: When the flow rate of the first gas nozzle was set to 0 and the flow rate of the second gas nozzle was set to 10 l / min, the welded part was defective. In the above, the shield gas was argon gas, but this was replaced with helium gas for an experiment.

【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。
Comparative Examples 7 and 8: The flow rate of the first gas nozzle was set to 4
0,160 l / min, the flow rate of the second gas nozzle is 10
The welding quality was poor, even though it was set to 1 / min. It can be inferred that helium gas has a low density, and the blocking ability of the cylindrical gas flow formed by the first gas nozzle is significantly smaller than that of argon gas. That is, since the blocking ability depends on the dynamic pressure of the gas flow, and the dynamic pressure is linearly proportional to the density, it is not appropriate to use helium gas having a density of 1/10 of that of argon gas.

【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。
On the other hand, in laser welding of 10 kW or more, it is common knowledge that argon gas cannot be used because gas plasma self-grows, and helium gas is used.
The present inventors have found a method of sealing the outside of a tube having high laser beam energy with helium gas, and sealing the inside of a tube whose energy is weakened by penetrating a metal band with argon gas, and the operation and effect thereof are carried out as described above. This is confirmed in the examples and comparative examples.

【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。
Examples 7 and 8: These are examples in which a shielding gas in which 5% oxygen was mixed with argon gas was adopted, and the welding quality was good. Since argon gas is a sufficiently heavy gas and has a large ability to block outside air, it can be said that it does not matter if it contains some oxygen or air. On the contrary, since a small amount of oxygen has an effect of improving the welding quality, it is convenient that a small amount of oxygen or the like can be mixed in the shield gas in this way. Further, although high-purity argon gas is used in the experiment, it is also possible to use inexpensive and slightly low-purity argon gas.

【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。
FIGS. 8A and 8B are views showing a third embodiment of the shield mechanism according to the present invention. In the shield mechanism 40, a mandrel moving means 41 is attached to the base of the mandrel 11.
The rotation is controlled by the laser beam position control mechanism described below. Since the flat metal strip W is formed into a tubular shape by bending and the welded portion is located right above, ideally the welded portion should be on the center of the line. However, in a large-diameter pipe, the actual welded portion may deviate by several mm to several tens of mm in a plan view, and it is necessary to move the laser torch 5 by monitoring the amount of this deviation.

【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。
A laser beam position control mechanism 43 for that purpose
Is composed of an end face position measuring device 44 (comprising a light projector 45 and a light receiving device 46), a surface thermometer 47 (for example, a two-color thermometer), and a calculator 48, as shown in FIG. The end face position measuring device 44 optically measures the position of the end face of the metal strip. The surface thermometer 47 measures the temperature distribution of the welded part and its vicinity.
That is, the abutting point can be estimated from the fact that the end of the metal strip is hot, the other portions of the metal strip are cold, and the gap is naturally cold. The calculator 48 calculates the position of the end face of the metal strip by the end face position calculation unit 49, calculates the collision point by the collision point position calculation unit 51, and calculates the deviation amount by the control amount calculation unit 52 based on both information. .

【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。
The content of the control amount calculation unit 52 is shown in FIG. 5A, which shows that the abutting point 53 and the deviation amount δ can be calculated geometrically. The control unit 54 in (b) moves the laser torch 5 in a direction to make the shift amount δ to 0, and moves the box body 12 at the tip of the mandrel via the mandrel moving means 41. That is, the box 12 is moved to match the laser torch 5. With the above configuration, the laser torch 5 and the box body 12 can be exposed to the actual welded portion.

【0035】[0035]

【表5】 [Table 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。
Table 5 shows the experimental conditions for the shield mechanism (third embodiment). This shield mechanism 40 is for preheating the outside of the tube by the high-frequency heating means 2, blowing the outside of the tube with a steam blowing means (not shown), and blowing the inside of the tube with a vertically divided shield mechanism similar to that shown in FIG. 100% for gas nozzle
Purity (correctly, the purity is 99.995% or more, but is expressed as 100% purity for convenience. The same applies hereinafter), 160 liters / min of argon gas is flowed, and 10 is supplied to the second gas nozzle.
The experiment is conducted while flowing 0% pure argon gas at 10 l / min. However, for the convenience of the experiment, the laser torch 5 and the mandrel 11 (box 12) are attached to the welded part by 2 to 2.
It is moved by 10 mm artificially, and the shield device of FIG.
It was decided to confirm the necessity of (Example).

【0037】[0037]

【表6】 [Table 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。
Table 6 is a welding quality evaluation table relating to the shield mechanism (third embodiment). Examples 9-11: Laser torch and mandrel 2,
After moving 4 and 6 mm, the welding quality was good. Comparative Example 9: When the laser torch and the mandrel were moved by 8 mm, the welding quality became poor due to the inclusion of bubbles. Comparative Example 10: When the laser torch and the mandrel were moved by 10 mm, the welding quality became poor due to the inclusion of bubbles and the occurrence of undercut. Therefore, if there is a deviation amount of a certain amount (for example, 8 mm) or more, welding failure occurs, so that it is necessary to move not only the laser torch 5 but also the mandrel 11 (box 12) particularly in a large diameter pipe.

【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。
The first gas nozzles 15 of the present embodiment can be arbitrarily changed in the number, the number of rows and the blowing angle as long as they form a strong cylindrical gas flow. In addition, the second gas nozzle 1
6 ..., the number of nozzles is arbitrary as long as it forms a weak columnar gas flow.

【0040】[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。
The present invention has the following effects due to the above configuration. The laser welding device according to claim 1 has a shield mechanism arranged in the pipe, a mandrel, a box attached to the tip of the mandrel, and a through hole formed in the center of the box for passing a laser beam. And a gas chamber formed inside the box, and a first opening opened in the box to form a ring-shaped upward gas flow having a diameter larger than the molten pool of the welded part.
It is composed of a gas nozzle, a second gas nozzle opened in the box body to form horizontally oriented gas in the through hole, and a gas supply path for supplying a shield gas to the gas chamber, and a strong cylindrical gas flow is generated by the first gas nozzle. It eliminates the lubricant decomposition gas by forming it, and forms a weak columnar gas flow by the second gas nozzle to block water vapor, etc., so that there is no concern that the molten pool will be deformed due to the weak columnar gas flow. Since the gas flow is strong, the barrier performance is high and good laser welding can be performed.

【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。
In the laser welding apparatus of the second aspect, the gas chamber is
It is divided into a first gas chamber communicating with the first gas nozzle and a second gas chamber communicating with the second gas nozzle, the first gas supply passage is connected to the first gas chamber, and the second gas supply passage is connected to the second gas chamber. Then
Since the amount of gas ejected from the first gas nozzle and the amount of gas ejected from the second gas nozzle can be controlled independently of each other, the strength of the cylindrical gas flow / columnar gas flow can be freely changed, and the appropriate shield gas can be obtained. Easy distribution.

【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。
In the laser welding apparatus according to the third aspect of the present invention, the mandrel moving means is attached to the mandrel so that the box body can be moved according to the movement of the welded portion, so that the welded portion is located outside the shield gas. It does not cause any inconvenience such as being oxidized.

【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。
In the laser welding method of the fourth aspect, the shield gas inside the pipe is constituted by a weak cylindrical gas flow and a strong cylindrical gas flow surrounding the cylindrical gas flow, and the inner diameter of the cylindrical gas flow is set to The diameter of the molten pool is at least larger than that of the welded part, and the cylindrical gas flow blocks air and steam toward the molten pool, and the cylindrical gas flow blocks air and steam toward the molten pool and heats the lubricant. Since the decomposed gas is scavenged, there is no fear of deforming the molten pool due to the weak columnar gas flow, and the high cylindrical gas flow provides high barrier performance and good laser welding.

【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。
The laser welding method of claim 5 is a method of sealing the outside of the tube having a high laser beam energy with helium gas and sealing the inside of the tube whose energy is weakened by penetrating the metal band with argon gas. By sufficiently improving the gas shield property on the inner side of the pipe with argon gas, it is possible to improve the welding quality and achieve economical efficiency by using an inexpensive gas.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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
FIG. 1 is a schematic view of roll-type pipe forming equipment equipped with a laser welding apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係るレーザ溶接装置の平面図FIG. 2 is a plan view of a laser welding device according to the present invention.

【図3】本発明に係るレーザ溶接装置の長手断面図FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a laser welding apparatus according to the present invention.

【図4】本発明に係るシールド機構の第1実施例図FIG. 4 is a diagram of a first embodiment of a shield mechanism according to the present invention.

【図5】図4の平面図5 is a plan view of FIG.

【図6】本発明のシールド機構(第1実施例)の作用図FIG. 6 is an operation diagram of the shield mechanism (first embodiment) of the present invention.

【図7】本発明に係るシールド機構の第2実施例図FIG. 7 is a diagram of a second embodiment of the shield mechanism according to the present invention.

【図8】本発明に係るシールド機構の第3実施例図FIG. 8 is a diagram of a third embodiment of the shield mechanism according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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。
4 ... Laser welding device, 5 ... Laser torch, 6 ... Squeeze roll, 10, 30, 40 ... Shield mechanism, 11 ... Mandrel, 12 ... Box body, 13 ... Through hole, 14 ... Gas chamber, 1
5 ... 1st gas nozzle, 16 ... 2nd gas nozzle, 17 ... Gas supply path, 21 ... Weak cylindrical gas flow, 22 ... Strong cylindrical gas flow, 31 ... 1st gas chamber, 32 ... 2nd gas chamber, 3
3 ... 1st gas supply path, 34 ... 2nd gas supply path, 41 ... Mandrel moving means, 43 ... Laser beam position control mechanism,
W ... metal strip, W1 ... end portion, W2 ... welded portion, W3 ... molten pool.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A laser torch is arranged outside the tube of a metal band bent into a tubular shape, and a shield mechanism is arranged inside the tube,
In a laser welding apparatus for a pipe for laser welding a welded portion of a metal band with a laser beam emitted from the laser torch toward a shield mechanism, the shield mechanism is attached to a mandrel inserted into the pipe and a tip of the mandrel. Box, a through hole opened in the center of the box for passing a laser beam, a gas chamber formed inside the box, and a ring shape with a diameter larger than the weld pool of the welded part. A first gas nozzle opened in the box body to form an upward gas flow, a second gas nozzle opened in the box body to form a horizontally oriented gas in the through hole, and a shield gas to the gas chamber. A laser welding device for a pipe, characterized by comprising a gas supply path for supplying the gas.
【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。
2. The gas chamber is divided into a first gas chamber communicating with the first gas nozzle and a second gas chamber communicating with the second gas nozzle, and a first gas supply passage is connected to the first gas chamber, The second gas supply path is connected to the gas chamber, and the gas ejection amount of the first gas nozzle and the gas ejection amount of the second gas nozzle can be controlled independently of each other. Laser welding equipment.
【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。
3. The laser welding apparatus for a pipe according to claim 1, wherein a mandrel moving means is attached to the mandrel so that the box body can be moved according to the movement of the welded portion. .
【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。
4. A laser welding method for a pipe, comprising: irradiating a laser beam from the outside of a welded portion of a metal band formed into a tubular shape and surrounding the inside of the welded portion with a shield gas to prevent oxidation. The shield gas inside the pipe is composed of a weak cylindrical gas flow and a strong cylindrical gas flow surrounding the cylindrical gas flow, and the inner diameter of this cylindrical gas flow is at least larger than that of the molten pool of the welded part. The columnar gas flow blocks air and steam toward the molten pool, the cylindrical gas flow blocks air and steam toward the molten pool, and sweeps the pyrolysis gas of the lubricant. Laser welding method for pipes.
【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。
5. The laser welding method for a pipe according to claim 4, wherein the shield gas inside the pipe is argon gas, and helium gas gas is blown together with the laser beam from outside the pipe.
JP6214866A 1994-09-08 1994-09-08 Apparatus and method for laser welding of pipe Expired - Lifetime JP2820218B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6214866A JP2820218B2 (en) 1994-09-08 1994-09-08 Apparatus and method for laser welding of pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6214866A JP2820218B2 (en) 1994-09-08 1994-09-08 Apparatus and method for laser welding of pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0871779A true JPH0871779A (en) 1996-03-19
JP2820218B2 JP2820218B2 (en) 1998-11-05

Family

ID=16662861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6214866A Expired - Lifetime JP2820218B2 (en) 1994-09-08 1994-09-08 Apparatus and method for laser welding of pipe

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2820218B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007111453A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-04 Dong-A Flexible Metal Tubes Co., Ltd Welding apparatus of stainless steel pipe and welding method of the same
JP2009099917A (en) * 2007-10-19 2009-05-07 Ulvac Japan Ltd Laser annealing apparatus
JP2013244490A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Kawasaki Heavy Ind Ltd Laser welding tool and laser welding equipment provided with the same
EP4094873A1 (en) * 2021-05-25 2022-11-30 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Method of and carrier gas nozzle for flowing through a welding area of a workpiece

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007111453A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-04 Dong-A Flexible Metal Tubes Co., Ltd Welding apparatus of stainless steel pipe and welding method of the same
US8207468B2 (en) 2006-03-29 2012-06-26 Dong-A Flexible Metal Tubes Co., Ltd. Welding apparatus of stainless steel pipe and welding method of the same
JP2009099917A (en) * 2007-10-19 2009-05-07 Ulvac Japan Ltd Laser annealing apparatus
JP2013244490A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Kawasaki Heavy Ind Ltd Laser welding tool and laser welding equipment provided with the same
EP4094873A1 (en) * 2021-05-25 2022-11-30 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Method of and carrier gas nozzle for flowing through a welding area of a workpiece
WO2022248423A1 (en) 2021-05-25 2022-12-01 Fronius International Gmbh Method and carrier gas nozzle for supplying a fluid to a welding area of a workpiece

Also Published As

Publication number Publication date
JP2820218B2 (en) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2322312B1 (en) Method for manufacturing laser-welded steel pipe
US5719369A (en) Stress corrosion crack repair by plasma arc welding underwater welding
US5902497A (en) Process and device for cooling the area of a weld during laser welding
JP2000516148A (en) Welding method
US4269639A (en) Manufacture of mineral insulated cables
KR20130135933A (en) Gas tungsten arc welding using flux coated electrodes
JP2007237213A (en) Welding torch and welding system using the same
JPH0871779A (en) Laser welding equipment for tube and its method
EP2322309B1 (en) Methods of and devices for thermal processing of workpieces with an electron beam and gas
JP2001353589A (en) Method and equipment of laser beam welding
JPS5987996A (en) Laser and gas cutter
JP3566863B2 (en) High-speed plasma welding pipe making method for small diameter steel pipes.
JP3134706B2 (en) Manufacturing method of welded steel pipe
JP6036773B2 (en) Shielding device for welded part of bare pipe of ERW steel pipe and method for shielding welded part of bare pipe
JP2001170787A (en) Method of monitoring welding condition of laser beam welding
US3539760A (en) Electron beam forge welding
Fujinaga et al. Development of an all-position YAG laser butt welding process with addition of filler wire
JP2002224879A (en) Welding equipment for realizing low residual stress
JPH10314974A (en) Production of metal tube
JP2009039749A (en) Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
JPH0976094A (en) Gas shield method for weld zone in tube welding
JPH0195814A (en) Manufacture of forge-welded steel pipe
GB2041260A (en) Making mineral insulated electric cable
JPH02155573A (en) Tig welding method and tig welding tube used for same method
JPS598866Y2 (en) ERW steel pipe manufacturing equipment