JPH09174267A - 溶接鋼管の製造方法 - Google Patents
溶接鋼管の製造方法Info
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- JPH09174267A JPH09174267A JP7338761A JP33876195A JPH09174267A JP H09174267 A JPH09174267 A JP H09174267A JP 7338761 A JP7338761 A JP 7338761A JP 33876195 A JP33876195 A JP 33876195A JP H09174267 A JPH09174267 A JP H09174267A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 素材中の介在物の鋼管内外表面への出現およ
びペネトレータなどの溶接欠陥の少ない溶接鋼管の製造
方法を提供する。 【解決手段】 鋼帯を連続的に搬送しつつ鋼帯の両側の
端部が対向するように円筒状に成形し、鋼帯端部の突合
わせ部を溶融してアプセットすることにより接合部を形
成させビード研削を行う溶接鋼管の製造方法において、
ビード研削の後、この接合部を円周方向に拘束しつつ高
エネルギービームを照射して接合部の板厚全体にわたっ
て溶融させることを特徴とする溶接鋼管の製造方法。
びペネトレータなどの溶接欠陥の少ない溶接鋼管の製造
方法を提供する。 【解決手段】 鋼帯を連続的に搬送しつつ鋼帯の両側の
端部が対向するように円筒状に成形し、鋼帯端部の突合
わせ部を溶融してアプセットすることにより接合部を形
成させビード研削を行う溶接鋼管の製造方法において、
ビード研削の後、この接合部を円周方向に拘束しつつ高
エネルギービームを照射して接合部の板厚全体にわたっ
て溶融させることを特徴とする溶接鋼管の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザービーム
等の高密度エネルギービームを用いる溶接鋼管の製造方
法に関するものである。
等の高密度エネルギービームを用いる溶接鋼管の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に電縫鋼管を製造する方法において
は、鋼帯を連続的に搬送しつつ両側の鋼帯端部が対向す
るように円筒状に成形し、鋼帯端部の突合わせ部を電気
抵抗加熱或いは高周波誘導加熱により溶融し、この溶融
した突合わせ部を、スクイズロールにてアプセットする
ことによって電縫鋼管が製造される。
は、鋼帯を連続的に搬送しつつ両側の鋼帯端部が対向す
るように円筒状に成形し、鋼帯端部の突合わせ部を電気
抵抗加熱或いは高周波誘導加熱により溶融し、この溶融
した突合わせ部を、スクイズロールにてアプセットする
ことによって電縫鋼管が製造される。
【０００３】溶接部では、このアプセットの際に強い変
形を受けるので、接合部近傍のメタルフローが立ち上が
る。それにより、素材に含まれている扁析した介在物も
立ち上がる。この立ち上がって隆起した部分は、通常は
切削される。すると、この切削部分で素材の偏析介在物
が鋼管の内外の表面に露出することになる。このよう
に、素材中の介在物が管表面に露出すると、フッククラ
ックの発生原因となり、また、耐蝕性を損なう。
形を受けるので、接合部近傍のメタルフローが立ち上が
る。それにより、素材に含まれている扁析した介在物も
立ち上がる。この立ち上がって隆起した部分は、通常は
切削される。すると、この切削部分で素材の偏析介在物
が鋼管の内外の表面に露出することになる。このよう
に、素材中の介在物が管表面に露出すると、フッククラ
ックの発生原因となり、また、耐蝕性を損なう。
【０００４】また、突合わせ部となる鋼帯端部が加熱さ
れる際に、素材中の合金元素が大気中の酸素により酸化
され、酸化物が生成する。その中で高融点のものが排出
されずに溶接部内部に残留すると、ペネトレータと呼ば
れる溶接欠陥を発生することになる。ペネトレータは拡
管、偏平、シャルピー試験等により確認される機械的性
質を著しく劣化させる。
れる際に、素材中の合金元素が大気中の酸素により酸化
され、酸化物が生成する。その中で高融点のものが排出
されずに溶接部内部に残留すると、ペネトレータと呼ば
れる溶接欠陥を発生することになる。ペネトレータは拡
管、偏平、シャルピー試験等により確認される機械的性
質を著しく劣化させる。
【０００５】メタルフローの立ち上がりを低減する方法
として、電縫溶接と同時にレーザービームを照射して肉
厚の20〜80％を溶融させるという方法（従来技術）が
特告平5-58840号公報に開示されている。
として、電縫溶接と同時にレーザービームを照射して肉
厚の20〜80％を溶融させるという方法（従来技術）が
特告平5-58840号公報に開示されている。
【０００６】また、ペネトレータの発生を防止する方法
として電縫溶接時にＶスロート部にレーザービームを照
射して酸化物を蒸発除去させる方法（従来技術）が特
公昭61-29830号公報に開示されている。
として電縫溶接時にＶスロート部にレーザービームを照
射して酸化物を蒸発除去させる方法（従来技術）が特
公昭61-29830号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の方法では
鋼管の外面側からレーザービームを照射するので、鋼管
の内面側は電縫溶接のまま残る。そのため、鋼管の内面
側はビード研削を行う必要があり、素材中の介在物が鋼
管の内側表面に現れることは避けられない。
鋼管の外面側からレーザービームを照射するので、鋼管
の内面側は電縫溶接のまま残る。そのため、鋼管の内面
側はビード研削を行う必要があり、素材中の介在物が鋼
管の内側表面に現れることは避けられない。
【０００８】また、レーザービームによる溶融部分は板
厚を貫通していないため、接合部の界面に発生しやすい
ペネトレータなどの溶接欠陥も完全には解消できない。
さらに、この方法は未貫通溶融方式であることから、溶
融部分に発生するガス成分が外部に抜けないため、溶融
池底部（溶融部分の最深部）にブローホールが多発す
る。これは当然のことながら、接合部の強度を低下させ
るという問題点を有している。
厚を貫通していないため、接合部の界面に発生しやすい
ペネトレータなどの溶接欠陥も完全には解消できない。
さらに、この方法は未貫通溶融方式であることから、溶
融部分に発生するガス成分が外部に抜けないため、溶融
池底部（溶融部分の最深部）にブローホールが多発す
る。これは当然のことながら、接合部の強度を低下させ
るという問題点を有している。
【０００９】従来技術の方法では、Ｖスロート部の板
厚全体にわたってレーザービームを照射すれば、酸化物
が蒸発除去しペネトレータなどの溶接欠陥を除去するこ
とができる。しかし、この方法でも接合部をアプセット
するため、溶接部近傍のメタルフローの立ち上がりは避
けらない。従って、ビード研削により素材の介在物が管
表面に露出し、フッククラックの発生を防止することが
できない。
厚全体にわたってレーザービームを照射すれば、酸化物
が蒸発除去しペネトレータなどの溶接欠陥を除去するこ
とができる。しかし、この方法でも接合部をアプセット
するため、溶接部近傍のメタルフローの立ち上がりは避
けらない。従って、ビード研削により素材の介在物が管
表面に露出し、フッククラックの発生を防止することが
できない。
【００１０】このように、電縫鋼管等の溶接部の品質向
上を図るためには、ビード部研削による素材中の介在物
の鋼管内外表面への出現およびペネトレータなどの溶接
欠陥を除去する必要がある。
上を図るためには、ビード部研削による素材中の介在物
の鋼管内外表面への出現およびペネトレータなどの溶接
欠陥を除去する必要がある。
【００１１】この発明は、これらの課題を解決し、溶接
欠陥の少ない溶接鋼管の製造方法を提供する。
欠陥の少ない溶接鋼管の製造方法を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、鋼帯を連続
的に搬送しつつ鋼帯の両側の端部が対向するように円筒
状に成形し、鋼帯端部の突合わせ部を溶融してアプセッ
トすることにより接合部を形成させビード研削を行う溶
接鋼管の製造方法において、ビード研削の後、この接合
部を円周方向に拘束しつつ高密度エネルギービームを照
射して接合部の板厚全体にわたって溶融させることを特
徴とする溶接鋼管の製造方法である。
的に搬送しつつ鋼帯の両側の端部が対向するように円筒
状に成形し、鋼帯端部の突合わせ部を溶融してアプセッ
トすることにより接合部を形成させビード研削を行う溶
接鋼管の製造方法において、ビード研削の後、この接合
部を円周方向に拘束しつつ高密度エネルギービームを照
射して接合部の板厚全体にわたって溶融させることを特
徴とする溶接鋼管の製造方法である。
【００１３】この発明では、ビード研削を終わった段階
ではメタルフローやペネトレーターが残っている。そこ
で、このような状態の接合部に対して、高密度エネルギ
ービームで接合部の板厚全体を貫通するように溶融させ
る。従って、メタルフローを形成している金属組織やペ
ネトレーターが再溶融する。その際、急速加熱されるた
め、介在物や酸化物は微細に分散しあるいは蒸発して消
失する。その結果、接合部は溶接欠陥が除去され良好な
溶接部品質が得られる。
ではメタルフローやペネトレーターが残っている。そこ
で、このような状態の接合部に対して、高密度エネルギ
ービームで接合部の板厚全体を貫通するように溶融させ
る。従って、メタルフローを形成している金属組織やペ
ネトレーターが再溶融する。その際、急速加熱されるた
め、介在物や酸化物は微細に分散しあるいは蒸発して消
失する。その結果、接合部は溶接欠陥が除去され良好な
溶接部品質が得られる。
【００１４】ところで、このようにして製造される溶接
鋼管の接合部は、一般に引張りの残留応力を有する。特
に、高強度材料からなる鋼管の場合にはこの傾向が顕著
である。そこでこの発明では、接合部を円周方向に拘束
しつつレーザービームで再溶融する。接合部は円周方向
に拘束されているので、溶融部が再び凝固する前に接合
部が開いて、アンダカットを生じたり接合部が分離した
りすることなく、溶接欠陥の除去を可能としている。
鋼管の接合部は、一般に引張りの残留応力を有する。特
に、高強度材料からなる鋼管の場合にはこの傾向が顕著
である。そこでこの発明では、接合部を円周方向に拘束
しつつレーザービームで再溶融する。接合部は円周方向
に拘束されているので、溶融部が再び凝固する前に接合
部が開いて、アンダカットを生じたり接合部が分離した
りすることなく、溶接欠陥の除去を可能としている。
【００１５】なお、接合部への高密度エネルギービーム
の照射をビード研削の後に行うのは、ビード研削の前で
は、板厚に更にビードの厚さを加えた部分を高密度エネ
ルギービームにより溶融させなければならないためであ
る。この発明では、ビード研削の後に接合部への高密度
エネルギービームを照射することにより、溶融させる部
分の大きさが板厚と同等で済み、余分な電力等のエネル
ギー消費が防止できる。また、ビード研削により、溶融
させる部分の大きさが常に一定となるので、安定した操
業が可能となる。
の照射をビード研削の後に行うのは、ビード研削の前で
は、板厚に更にビードの厚さを加えた部分を高密度エネ
ルギービームにより溶融させなければならないためであ
る。この発明では、ビード研削の後に接合部への高密度
エネルギービームを照射することにより、溶融させる部
分の大きさが板厚と同等で済み、余分な電力等のエネル
ギー消費が防止できる。また、ビード研削により、溶融
させる部分の大きさが常に一定となるので、安定した操
業が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】この発明で、接合部を円周方向に
拘束するには、接合部のアプセットに用いるスクイズロ
ールと同様の溝付きロールあるいはスクイズロールを流
用して、溶接鋼管を外部から拘束すればよい。これによ
り、溶接鋼管の軸方向の移動は自由であるが、接合部は
円周方向に拘束され溶融部が開くことを防止できる。
拘束するには、接合部のアプセットに用いるスクイズロ
ールと同様の溝付きロールあるいはスクイズロールを流
用して、溶接鋼管を外部から拘束すればよい。これによ
り、溶接鋼管の軸方向の移動は自由であるが、接合部は
円周方向に拘束され溶融部が開くことを防止できる。
【００１７】この場合の実施の形態は、次のようにな
る。まず、鋼帯を連続的に搬送しつつ両側の鋼帯端部が
対向するように円筒状に成形し、鋼帯端部が最初に接す
る点（V 収束点）より上流側に、所定距離隔てて設置し
た電気抵抗あるいは高周波誘導加熱源により鋼板端部を
溶融し、前記溶融鋼帯端部を第一のスクイズロールにて
アプセットしつつ衝合溶接する。このアプセットにより
立ち上がったビード部を切削する。
る。まず、鋼帯を連続的に搬送しつつ両側の鋼帯端部が
対向するように円筒状に成形し、鋼帯端部が最初に接す
る点（V 収束点）より上流側に、所定距離隔てて設置し
た電気抵抗あるいは高周波誘導加熱源により鋼板端部を
溶融し、前記溶融鋼帯端部を第一のスクイズロールにて
アプセットしつつ衝合溶接する。このアプセットにより
立ち上がったビード部を切削する。
【００１８】このような電縫鋼管製造プロセスに引き続
き、第二のスクイズロールで接合部を円周方向に拘束し
つつ、この点で切削されたビード部に管の外表面側から
高密度エネルギービームを照射して、肉厚全体を貫通す
る溶融池を形成する。このようにして、アプセットによ
り立ち上がったビード部を切削した際に管表面に現れる
素材の介在物および電縫溶接により形成された接合部を
溶融する。
き、第二のスクイズロールで接合部を円周方向に拘束し
つつ、この点で切削されたビード部に管の外表面側から
高密度エネルギービームを照射して、肉厚全体を貫通す
る溶融池を形成する。このようにして、アプセットによ
り立ち上がったビード部を切削した際に管表面に現れる
素材の介在物および電縫溶接により形成された接合部を
溶融する。
【００１９】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明の効果を説
明する。用いた素材は、表１に示す化学組成の板厚12mm
の熱延鋼板である。この熱延鋼板を用いて、表２に示す
造管条件で外径 406mmの溶接鋼管を製造した。このよう
にして製造した溶接鋼管について、溶接部の溶け込み深
さと管内外面のメタルフローの立ち上がり角度を計測し
た。
明する。用いた素材は、表１に示す化学組成の板厚12mm
の熱延鋼板である。この熱延鋼板を用いて、表２に示す
造管条件で外径 406mmの溶接鋼管を製造した。このよう
にして製造した溶接鋼管について、溶接部の溶け込み深
さと管内外面のメタルフローの立ち上がり角度を計測し
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】溶接部の品質は、溶接部に発生する欠陥の
個数、鋼管の扁平特性および溶接部の靭性で評価した。
なお、溶接欠陥は、X線透過試験によりブローホールの
面積率を測定し、欠陥発生率として評価した。扁平特性
は密着扁平後の割れ発生の有無で評価した。靭性はＱＴ
処理（950℃×30min保持後水冷＋650℃×30min保持後空
冷）後の溶接部のシャルピー衝撃試験の破面遷移温度vT
s で評価した。
個数、鋼管の扁平特性および溶接部の靭性で評価した。
なお、溶接欠陥は、X線透過試験によりブローホールの
面積率を測定し、欠陥発生率として評価した。扁平特性
は密着扁平後の割れ発生の有無で評価した。靭性はＱＴ
処理（950℃×30min保持後水冷＋650℃×30min保持後空
冷）後の溶接部のシャルピー衝撃試験の破面遷移温度vT
s で評価した。
【００２３】表３に、上記の評価結果を示す。比較例
1、5、7 はレーザービームを照射しない場合の結果であ
る。この場合、扁平試験により割れが生じ、溶接部靭性
（vTs）も−40℃より高く劣っていた。また、比較例
2、3、4、6、8 はレーザービームを照射して貫通溶融し
なかった場合の結果である。この場合、鋼管外面側のメ
タルフローの立ち上がりは抑えられるものの、鋼管内面
側は未溶融のため急峻なメタルフローの立ち上がりが認
められた。従って、扁平試験後に割れが発生する場合が
あった。また、欠陥発生率も２％以上でありブローホー
ル欠陥が多発していた。溶接部靭性は、約−40℃より高
く劣っていた。
1、5、7 はレーザービームを照射しない場合の結果であ
る。この場合、扁平試験により割れが生じ、溶接部靭性
（vTs）も−40℃より高く劣っていた。また、比較例
2、3、4、6、8 はレーザービームを照射して貫通溶融し
なかった場合の結果である。この場合、鋼管外面側のメ
タルフローの立ち上がりは抑えられるものの、鋼管内面
側は未溶融のため急峻なメタルフローの立ち上がりが認
められた。従って、扁平試験後に割れが発生する場合が
あった。また、欠陥発生率も２％以上でありブローホー
ル欠陥が多発していた。溶接部靭性は、約−40℃より高
く劣っていた。
【００２４】このように、本発明の請求範囲から外れた
溶接条件では、扁平試験時に割れが発生し、溶接部靭性
も劣っていた。これに対して、本発明の溶接条件を満た
す場合にのみ、溶接欠陥が少なく、扁平特性、靭性も優
れていた。
溶接条件では、扁平試験時に割れが発生し、溶接部靭性
も劣っていた。これに対して、本発明の溶接条件を満た
す場合にのみ、溶接欠陥が少なく、扁平特性、靭性も優
れていた。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【発明の効果】この発明では電縫鋼管等の溶接鋼管の製
造工程において、ビード研削工程後に溶接部に高密度エ
ネルギービームを照射して肉厚全体を貫通溶融を行うこ
とにより、メタルフローの立ち上がり部やペネトレータ
ー等を再溶融させ、溶接欠陥を除去することにより、溶
接部品質に優れた溶接鋼管を製造することができる。
造工程において、ビード研削工程後に溶接部に高密度エ
ネルギービームを照射して肉厚全体を貫通溶融を行うこ
とにより、メタルフローの立ち上がり部やペネトレータ
ー等を再溶融させ、溶接欠陥を除去することにより、溶
接部品質に優れた溶接鋼管を製造することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼帯を連続的に搬送しつつ鋼帯の両側の
端部が対向するように円筒状に成形し、鋼帯端部の突合
わせ部を溶融してアプセットすることにより接合部を形
成させビード研削を行う溶接鋼管の製造方法において、
ビード研削の後、この接合部を円周方向に拘束しつつ高
密度エネルギービームを照射して接合部の板厚全体にわ
たって溶融させることを特徴とする溶接鋼管の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338761A JPH09174267A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 溶接鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338761A JPH09174267A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 溶接鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174267A true JPH09174267A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18321215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7338761A Pending JPH09174267A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 溶接鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09174267A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017060994A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接継手、抵抗スポット溶接方法および抵抗スポット溶接継手の製造方法 |
| JP2017060995A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接継手、抵抗スポット溶接方法および抵抗スポット溶接継手の製造方法 |
| EP3378449A4 (en) * | 2015-11-20 | 2019-07-10 | MANI Inc. | METHOD FOR PRODUCING A PROBE FOR GLASS BODY OPERATIONS |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7338761A patent/JPH09174267A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017060994A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接継手、抵抗スポット溶接方法および抵抗スポット溶接継手の製造方法 |
| JP2017060995A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接継手、抵抗スポット溶接方法および抵抗スポット溶接継手の製造方法 |
| EP3378449A4 (en) * | 2015-11-20 | 2019-07-10 | MANI Inc. | METHOD FOR PRODUCING A PROBE FOR GLASS BODY OPERATIONS |
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