JPH10192963A - Manufacture of high energy beam welded tube - Google Patents

Manufacture of high energy beam welded tube

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JPH10192963A
JPH10192963A JP9002378A JP237897A JPH10192963A JP H10192963 A JPH10192963 A JP H10192963A JP 9002378 A JP9002378 A JP 9002378A JP 237897 A JP237897 A JP 237897A JP H10192963 A JPH10192963 A JP H10192963A
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JP
Japan
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energy beam
manufacturing
welded pipe
convergence point
long sides
Prior art date
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Pending
Application number
JP9002378A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seishi Uei
清史 上井
Koji Suzuki
孝司 鈴木
Yutaka Mihara
豊 三原
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent defective welds, to provide excellent and stable weld zones, to increase the equipment cost, and to prevent complicate setting and regulating works. SOLUTION: A metallic strip 2 is moved, longer sides 3, 4 are brought close to each other to successively form a cylinder, and the distances at a plurality of positions in the axial direction of the cylindrically formed metallic strip 2 are measured by an edge detecting means 17 provided in the convergence region which is on the upstream side of a rotary shaft of a squeeze side roll 7c, and in which the longer sides 3, 4 of the cylindrical metallic strip 2 are converged toward the V-converging point at which the longer sides 3, 4 are brought into contact with each other for the first time by the compressive force of the squeeze side roll 7c. The high energy beam is irradiated in the vicinity of the V-converging point detected through the function approximation based on the results of the distances at a plurality of positions measured by the edge detecting means 17, and the metallic strip 2 is successively joined with each other to manufacture a welded tube 1 by the compressive force of the squeeze side roll 7c on the downstream side of the position of irradiation of the high energy beam.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザ等の
高エネルギービームによる溶接により溶接管を製造する
高エネルギービーム溶接管製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a high energy beam welded pipe for manufacturing a welded pipe by welding with a high energy beam such as a laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、一般的な溶接管の製造工程の一
例を示す工程図である。一般的に、溶接管1は、帯状の
金属帯2を長尺方向に移動させながら順次円筒状に成形
し、互いに対向する一方の長辺(以下、「エッジ」とい
う)3及び他方の長辺4を溶接して製造される。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a process chart showing an example of a process for manufacturing a general welded pipe. Generally, the welded pipe 1 is formed into a cylindrical shape while sequentially moving a strip-shaped metal strip 2 in the longitudinal direction, and one long side (hereinafter, referred to as “edge”) 3 and the other long side opposing each other. 4 is manufactured by welding.

【0003】図6(a)の溶接管1の製造工程は、ロー
ル成形スタンド5と、溶接器6と、スクイズスタンド7
とで構成される。図6(b)〜(d)は、この製造工程
による金属帯2の変化を示している。
The manufacturing process of the welded pipe 1 shown in FIG. 6A includes a roll forming stand 5, a welder 6, and a squeeze stand 7.
It is composed of FIGS. 6B to 6D show changes in the metal strip 2 due to this manufacturing process.

【0004】ロール成形スタンド5は、図7に示すよう
に、例えばブレークダウンロール8と、クラスターロー
ル9と、フィンパスロール10とで構成される。図7
は、これらのロールを金属帯2の移動方向、すなわち下
流から見た図である。
The roll forming stand 5 includes, for example, a breakdown roll 8, a cluster roll 9, and a fin pass roll 10, as shown in FIG. FIG.
FIG. 3 is a view of these rolls as viewed from the moving direction of the metal band 2, that is, from the downstream.

【0005】金属帯2は、ブレークダウンロール8の上
ロール8aと下ロール8bとの間を通過することによ
り、U字型近くまで成形され、クラスターロール9を通
過し、フィンパスロール10の上ロール10aと下ロー
ル10bとの間を通過することによって順次円筒状に成
形されると同時に、上ロール10aに設けられたフィン
板10cによって、エッジ3、4が正しくガイドされな
がら、合わせ目(以下、「シーム」という)が狭いほぼ
円のオープン管11となって溶接工程に提供される。
[0005] The metal strip 2 passes between the upper roll 8 a and the lower roll 8 b of the breakdown roll 8, is formed to a shape close to the U-shape, passes through the cluster roll 9, and passes over the fin pass roll 10. While passing between the roll 10a and the lower roll 10b, it is sequentially formed into a cylindrical shape. At the same time, the edges 3, 4 are correctly guided by the fin plate 10c provided on the upper roll 10a, and the seam (hereinafter, referred to as a joint) is formed. , "Seams") are provided to the welding process in the form of narrow, substantially circular open tubes 11.

【0006】溶接工程では、エッジ3、4が接合される
点(以下、「V収束点」という)の上流部分(以下、
「Vシェイプ部」という)に備えられている溶接器6
が、高周波電気抵抗溶接(電気溶接)などにより溶接を
行なう。
In the welding process, an upstream portion (hereinafter, referred to as a “V convergence point”) of a point where the edges 3 and 4 are joined (hereinafter referred to as “V convergence point”).
Welder 6 provided in “V-shaped part”)
However, welding is performed by high frequency electric resistance welding (electric welding) or the like.

【0007】すなわち、溶接器6が、金属帯2のVシェ
イプ部のエッジ3、4を溶融または半溶融状態とし、エ
ッジ3、4をV収束点で突き合わせ、スクイズスタンド
7によって大きな圧縮力を加えて溶接管1が製造され
る。
That is, the welder 6 brings the edges 3, 4 of the V-shaped portion of the metal strip 2 into a molten or semi-molten state, butts the edges 3, 4 at the V convergence point, and applies a large compressive force by the squeeze stand 7. Thus, the welded pipe 1 is manufactured.

【0008】図8は、スクイズスタンド7の一例を示す
構成図である。この図8は、スクイズスタンド7を金属
帯2の下流から見た図である。スクイズスタンド7は、
スクイズトップロール7aと、スクイズボトムロール7
bと、スクイズサイドロール7cとから構成される。ま
た、スクイズサイドロール7cにおいて、最も大きくな
る直径の値をスクイズサイドロール7cのフランジ外径
という。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the squeeze stand 7. FIG. 8 is a view of the squeeze stand 7 as viewed from the downstream of the metal strip 2. The squeeze stand 7
Squeeze top roll 7a and squeeze bottom roll 7
b and a squeeze side roll 7c. In the squeeze side roll 7c, the value of the largest diameter is referred to as the flange outer diameter of the squeeze side roll 7c.

【0009】製造された溶接管1は、金属帯2の移動方
向に管軸を持つ。この製造された溶接管1は、電縫管と
も呼ばれる。なお、ここではロール成形スタンド5の一
要素としてクラスターロール9を用いているが、これに
代えて図9に示すようなケージロール12を用いること
もできる。ケージロール12はオープン管11の外円周
に備えられ、その位置はケージロール制御部13の情報
によってケージロール駆動装置14により変更可能とな
っている。一般に、小型サイズの造管にはクラスターロ
ール9が用いられ、大型サイズの造管にはケージロール
12が用いられる。
The manufactured welding pipe 1 has a pipe axis in the moving direction of the metal strip 2. The manufactured welded pipe 1 is also called an electric resistance welded pipe. Here, the cluster roll 9 is used as one element of the roll forming stand 5, but a cage roll 12 as shown in FIG. 9 can be used instead. The cage roll 12 is provided on the outer circumference of the open pipe 11, and its position can be changed by a cage roll driving device 14 based on information of a cage roll control unit 13. Generally, a cluster roll 9 is used for a small-sized tube, and a cage roll 12 is used for a large-sized tube.

【0010】また、ここでは5つのロールからなるスク
イズスタンド7を用いているが、2つのスクイズサイド
ロール7cのみからなるスクイズスタンド7を用いるこ
ともできる。一般に、大型サイズの造管には5つのロー
ル7a〜7cからなるスクイズスタンド7が用いられ、
小型サイズの造管には2つのスクイズサイドロール7c
からなるスクイズスタンド7が用いられる。
Although the squeeze stand 7 composed of five rolls is used here, a squeeze stand 7 composed of only two squeeze side rolls 7c can be used. In general, a squeeze stand 7 composed of five rolls 7a to 7c is used for a large-sized pipe-making,
Two squeeze side rolls 7c for small size pipe making
Squeeze stand 7 is used.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この製
造工程では、溶接時の熱によるエッジ部の酸化及びメタ
ルフローの立上がり角度が大きいため、溶接部靭性が低
下するという課題を抱えている。
However, in this manufacturing process, there is a problem that the toughness of the welded portion is reduced because the edge portion is oxidized by heat during welding and the rising angle of the metal flow is large.

【0012】一方、上記の製造工程において、溶接管1
の溶接部をより良好で安定した品質とするための手段と
して、スクイズスタンド7によって加える圧縮力を小さ
くし、かつ、V収束点近傍にレーザ等の高エネルギービ
ームを照射してエッジ3、4を溶融し、接合する溶接方
法が提案されている。
On the other hand, in the above manufacturing process, the welding pipe 1
As a means for making the welded portion of the squeezed portion more excellent and stable, the compressive force applied by the squeeze stand 7 is reduced, and a high-energy beam such as a laser is irradiated near the V convergence point so that the edges 3 and 4 are formed. Melting and joining welding methods have been proposed.

【0013】しかしながら、この溶接方法では、レーザ
ビーム照射位置がシームの中心からずれた場合の許容範
囲が狭いため、レーザビームを精度良く所定のV収束点
近傍に照射しないと、レーザビームの未貫通によるエッ
ジ3、4の溶け込み不良等により溶接不良を生じるとい
う欠点がある。
However, in this welding method, since the allowable range when the laser beam irradiation position deviates from the center of the seam is narrow, unless the laser beam is accurately irradiated near a predetermined V convergence point, the laser beam cannot pass through. There is a disadvantage that welding failure occurs due to poor penetration of the edges 3 and 4 due to the above.

【0014】さらに、レーザビーム径は0.5〜0.7
mm程度と非常に小さく、また、V収束点の位置は、エッ
ジ成形不良や軽微な縁波などの影響で容易に管円周方向
にも管軸方向にも移動するため、レーザビームを所定の
V収束点近傍に常に安定して照射するのが、非常に困難
である。
Further, the laser beam diameter is 0.5 to 0.7.
mm, and the position of the V convergence point can be easily moved both in the tube circumferential direction and in the tube axis direction due to poor edge shaping and slight edge waves. It is very difficult to always stably irradiate near the V convergence point.

【0015】このような問題を解決するための方法に関
する従来技術が、特開平8−52512号公報に開示さ
れている。この方法においては、レーザビーム照射前段
に高周波加熱によりエッジ3、4を溶融温度以上に加熱
し、レーザビーム径が1mm以上の大きな径にディフォー
カスされたレーザビームによって溶接を行なう。ここ
で、レーザビームのディフォーカスは、溶接が安定に行
なえる溶接安定領域を拡大するために行なわれている。
A conventional technique relating to a method for solving such a problem is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-52512. In this method, the edges 3, 4 are heated to a melting temperature or higher by high-frequency heating before laser beam irradiation, and welding is performed using a laser beam whose laser beam diameter is defocused to a large diameter of 1 mm or more. Here, the defocusing of the laser beam is performed in order to expand a stable welding region in which welding can be stably performed.

【0016】しかし、この方法では、ディフォーカスさ
れたレーザビームは、単にエッジ3、4の溶融温度を維
持するための補助加熱を目的としているのみであるた
め、これまでの溶接における溶接部の品質の不具合が完
全には解消されない。
However, in this method, since the defocused laser beam is merely intended for auxiliary heating for maintaining the melting temperature of the edges 3 and 4, the quality of the welded portion in the conventional welding is reduced. Is not completely eliminated.

【0017】また、別の従来技術が、特開昭63−29
5084号公報に開示されている。この方法において
は、プレート式シームガイドを設けることによってシー
ムねじれを拘束するとともに、シームとレーザビーム照
射位置との間のずれを検出してレーザビームの管円周方
向照射位置を制御し、溶接を行なう。
Another prior art is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
No. 5084 discloses this. In this method, the seam torsion is restrained by providing a plate-type seam guide, and the deviation between the seam and the laser beam irradiation position is detected to control the laser beam irradiation position in the tube circumferential direction, thereby performing welding. Do.

【0018】しかし、この方法では、管円周方向のシー
ム部のずれを抑制するためにプレート式シームガイドを
シームの比較的長い範囲でVシェイプ部に一致するよう
に設けるとあり、Vシェイプ部は管の外径、厚さ及び材
質によりそれぞれ異なるので、これらの条件が異なる場
合には、全種類についてそれぞれに対応したプレート式
シームガイドが必要となるため、設備費の増加や、設定
・調整作業の煩雑化が生じる。
However, in this method, in order to suppress the displacement of the seam portion in the circumferential direction of the tube, a plate-type seam guide is provided so as to coincide with the V shape portion in a relatively long range of the seam. Differs depending on the outer diameter, thickness and material of the pipe.If these conditions differ, plate-type seam guides corresponding to each type are required, increasing equipment costs and setting / adjusting. The operation becomes complicated.

【0019】また、エッジ3、4とプレート式シームガ
イドとは、通板中に高速で摺動摩耗されるため、両エッ
ジ及びプレート式シームガイドは損傷を受けやすく、溶
接品質の劣化につながる。
Further, since the edges 3, 4 and the plate type seam guide are slid and worn at a high speed during passing, both edges and the plate type seam guide are easily damaged, which leads to deterioration of welding quality.

【0020】加えて、この方法においては、レーザビー
ム照射位置の管円周方向の位置だけを取り扱っている
が、実際に溶接管を製造する場合には、縁波やロール回
転周期によって生じるVシェイプ部の開閉現象(息つ
き)の発生により、V収束点は管軸方向にも移動するた
め、レーザビームの管軸方向照射位置を制御する必要が
ある。
In addition, in this method, only the position of the laser beam irradiation position in the circumferential direction of the tube is handled. However, when actually manufacturing a welded tube, the V-shape generated by the edge wave or the roll rotation period is used. Due to the occurrence of the opening / closing phenomenon (breathing) of the portion, the V convergence point also moves in the tube axis direction, so that it is necessary to control the irradiation position of the laser beam in the tube axis direction.

【0021】さらに、別の従来技術が、特開平3−56
150号公報に開示されている。この方法においては、
複数個のスクイズスタンド7を設けることにより、シー
ムギャップの変動を少なくするとともに、光学的にシー
ム位置を検出してレーザビーム照射位置を制御し、溶接
が行なわれる、しかし、この方法では、シームギャップ
の変動を少なくするために複数個のスクイズスタンド7
を設けているので、ライン長が大幅に変更されるため、
既存の設備では実質的に実施が不可能であり、新規設備
を導入すると設備投資が多大となり、製造コストの増加
になる。
Further, another prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-56.
No. 150 is disclosed. In this method,
By providing a plurality of squeeze stands 7, the variation of the seam gap is reduced, and the welding position is controlled by controlling the laser beam irradiation position by optically detecting the seam position. Squeeze stands 7 to reduce fluctuations in
Since the line length is significantly changed,
Existing equipment is practically impossible to implement, and introduction of new equipment increases capital investment and increases manufacturing costs.

【0022】また、シーム位置を検出し、レーザビーム
照射位置を制御するが、シーム位置検出結果を、レーザ
ビーム照射位置にどのように反映させるかを示す具体的
な関係が明確にされていない。
Further, the seam position is detected and the laser beam irradiation position is controlled. However, a specific relationship showing how the seam position detection result is reflected on the laser beam irradiation position is not clarified.

【0023】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、溶接不良を生じることなく、良好で安定し
た溶接品質の溶接管を製造でき、設備費の増加や設定・
調整作業の煩雑化が生じることのない高エネルギービー
ム溶接管製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and can produce a welded pipe having good and stable welding quality without causing welding defects, increasing equipment costs and increasing set-up and cost.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-energy beam welded pipe that does not require complicated adjustment work.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項1に対応する発明は、金属帯の2つ
の長辺と平行な方向に移動させながら順次円筒状に成形
し、金属帯の両長辺部分を高エネルギービームの照射に
よって溶融し、この高エネルギービームを照射した位置
の下流側に備えられているスクイズサイドロールの圧縮
力により、金属帯の両長辺を順次接合して溶接管を製造
する高エネルギービーム溶接管製造方法において、金属
帯を両長辺と平行な方向に移動させながら、両長辺をし
だいに接近させて順次円筒状に成形し、スクイズサイド
ロールの回転軸より上流側であり、かつ円筒状に成形さ
れた金属帯の両長辺が、スクイズサイドロールの圧縮力
によって初めて接するV収束点に向かって収束している
収束領域に備えられたエッジ検出手段によって、円筒状
に成形された金属帯の管軸方向の複数位置における両長
辺の間の距離を計測し、エッジ検出手段の計測した複数
位置における距離結果に基づいて、V収束点の位置を関
数近似による演算によって検出し、演算によって検出し
たV収束点近傍に高エネルギービームを照射して、この
高エネルギービームを照射した位置の下流側に備えられ
ているスクイズサイドロールの圧縮力により、金属帯の
両長辺を順次接合して溶接管を製造する高エネルギービ
ーム溶接管製造方法である。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 first forms a cylindrical shape while moving it in a direction parallel to the two long sides of the metal strip. The two long sides of the metal strip are melted by irradiating the high energy beam, and the two long sides of the metal strip are sequentially pressed by the compressive force of the squeeze side roll provided on the downstream side of the position irradiated with the high energy beam. In the high-energy beam welded pipe manufacturing method of manufacturing a welded pipe by joining, while moving the metal strip in a direction parallel to both long sides, the two long sides are gradually approached to form a cylindrical shape, and the squeeze side is formed. A convergence region is provided upstream of the rotation axis of the roll, and both long sides of the metal band formed into a cylindrical shape converge toward the V convergence point where the squeeze side roll comes into contact for the first time by the compressive force. The edge detecting means measures the distance between the two long sides at a plurality of positions in the tube axis direction of the metal strip formed into a cylindrical shape, and based on the distance results at the plurality of positions measured by the edge detecting means, V convergence is performed. The position of the point is detected by a calculation using a function approximation, and a high energy beam is irradiated near the V convergence point detected by the calculation, and compression of a squeeze side roll provided downstream of the position irradiated with the high energy beam is performed. This is a high-energy beam welded pipe manufacturing method for manufacturing a welded pipe by sequentially joining both long sides of a metal strip by force.

【0025】従って、請求項1に対応する発明の高エネ
ルギービーム溶接管製造方法においては、エッジ検出手
段の測定した結果から、演算によってV収束点位置が検
出され、この演算によって検出されたV収束点近傍に高
エネルギービームを照射するので、適切な位置で安定し
た高エネルギービーム溶接が行なえるため、溶接不良を
生じることなく、良好で安定した溶接品質の溶接管を製
造することができる。
Therefore, in the method for manufacturing a high energy beam welded pipe according to the first aspect of the present invention, the position of the V convergence point is detected by calculation from the result measured by the edge detecting means, and the V convergence detected by this calculation is detected. Since the high energy beam is radiated to the vicinity of the point, stable high energy beam welding can be performed at an appropriate position, so that a welded pipe having good and stable welding quality can be manufactured without causing poor welding.

【0026】また、溶接管を製造する設備が既存のもの
と大差ないため、設備費の増加や設定・調整作業の煩雑
化を生じることなく溶接管を製造することができる。次
に、請求項2に対応する発明は、請求項1記載の高エネ
ルギービーム溶接管製造方法において、高エネルギービ
ームを照射する前に、収束領域に備えた加熱手段によっ
て金属帯の両長辺部分を加熱する工程を付加した高エネ
ルギービーム溶接管製造方法である。
Further, since the equipment for manufacturing the welded pipe is not much different from the existing equipment, the welded pipe can be manufactured without increasing the equipment cost and complicating the setting / adjustment work. Next, according to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a high energy beam welded pipe according to the first aspect, before irradiating the high energy beam, both long side portions of the metal strip are heated by the heating means provided in the convergence region. This is a method for manufacturing a high-energy beam welded pipe to which a step of heating the pipe is added.

【0027】従って、請求項2に対応する発明の高エネ
ルギービーム溶接管製造方法においては、加熱手段によ
る予熱を行うため、より良好で安定した溶接品質の溶接
管を製造でき、より高速に溶接管を製造することができ
る。
Therefore, in the method for manufacturing a high energy beam welded pipe according to the second aspect of the present invention, since the preheating is performed by the heating means, a welded pipe having better and stable welding quality can be manufactured, and the welded pipe can be manufactured at a higher speed. Can be manufactured.

【0028】次に、請求項3に対応する発明は、請求項
1または請求項2記載の高エネルギービーム溶接管製造
方法において、エッジ検出手段は、収束領域にあり、か
つスクイズサイドロールの回転軸からエッジ検出手段の
位置までの距離Lfが(1)式で求められる値に設定さ
れた高エネルギービーム溶接管製造方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a high-energy beam welded pipe according to the first or second aspect, the edge detecting means is located in the converging region and the rotating shaft of the squeeze side roll is provided. This is a method for manufacturing a high-energy beam welded pipe in which the distance Lf from the position to the position of the edge detecting means is set to a value determined by equation (1).

【0029】従って、請求項3に対応する発明の高エネ
ルギービーム溶接管製造方法においては、(1)式で定
まる位置にエッジ検出手段を設定することによって、よ
り精度良くV収束点の位置が求まる。
Therefore, in the method of manufacturing a high-energy beam welded pipe according to the third aspect of the present invention, the position of the V convergence point can be determined more accurately by setting the edge detecting means at the position determined by the equation (1). .

【0030】次に、請求項4に対応する発明は、請求項
1から請求項3のいずれか1項に記載した高エネルギー
ビーム溶接管製造方法において、演算によって検出され
るV収束点の管軸方向の位置は、円筒状に成形された金
属帯の管軸方向の複数位置において計測した両長辺の間
の距離に基づいて、関数近似によって得られる2次以上
の関数から求め、演算によって検出されるV収束点の管
円周方向の位置は、円筒状に成形された金属帯の管軸方
向の複数位置において計測した両長辺の間の距離におけ
る複数の中点に基づいて、関数近似によって得られる直
線を、演算によって検出されたV収束点の管軸方向の位
置まで延長して求めた高エネルギービーム溶接管製造方
法である。
Next, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high energy beam welded pipe according to any one of the first to third aspects, wherein the pipe axis of the V convergence point detected by calculation is calculated. The position in the direction is obtained from a quadratic or higher order function obtained by function approximation based on the distance between the two long sides measured at a plurality of positions in the tube axis direction of the metal strip formed into a cylindrical shape, and detected by calculation. The position of the V convergence point in the circumferential direction of the tube is approximated by a function based on a plurality of midpoints at a distance between both long sides measured at a plurality of positions in the tube axis direction of the metal strip formed into a cylindrical shape. Is a method for manufacturing a high-energy beam welded pipe obtained by extending the straight line obtained by the above to a position in the pipe axis direction of the V convergence point detected by calculation.

【0031】従って、請求項4に対応する発明の高エネ
ルギービーム溶接管製造方法においては、V収束点の管
軸方向の位置を、円筒状に成形された金属帯の管軸方向
の複数位置において計測した両長辺の間の距離に基づい
て、関数近似によって得られる2次以上の関数から演算
によって求め、V収束点の管円周方向の位置を、円筒状
に成形された金属帯の管軸方向の複数位置において計測
した両長辺の間の距離における複数の中点に基づいて、
関数近似によって得られる直線を求め、この直線を演算
によって検出されたV収束点の管軸方向の位置まで延長
して求めたので、この結果に合わせて自動制御し、高エ
ネルギービームを適した位置に照射することができる。
Therefore, in the method for manufacturing a high-energy beam welded pipe according to the present invention, the position of the V convergence point in the pipe axis direction is set at a plurality of positions in the pipe axis direction of the cylindrical metal band. Based on the measured distance between the two long sides, the position of the V convergence point in the circumferential direction of the tube is obtained by calculation from a second or higher order function obtained by function approximation, and the tube of a metal band formed into a cylindrical shape is obtained. Based on a plurality of midpoints in the distance between both long sides measured at a plurality of positions in the axial direction,
A straight line obtained by function approximation was obtained, and the straight line was extended to the position in the tube axis direction of the V convergence point detected by the calculation. Can be irradiated.

【0032】最後に、請求項5に対応する発明は、請求
項1から請求項4のいずれか1項に記載した高エネルギ
ービーム溶接管製造方法において、高エネルギービーム
を照射する高エネルギービーム照射位置が、演算によっ
て検出したV収束点の位置の上流側0〜30mmに位置す
るように自動制御される高エネルギービーム溶接管製造
方法である。
Finally, a fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing a high energy beam welded pipe according to any one of the first to fourth aspects, wherein a high energy beam irradiation position for irradiating a high energy beam is provided. Is a method for manufacturing a high-energy beam welded pipe that is automatically controlled to be located 0 to 30 mm upstream of the position of the V convergence point detected by calculation.

【0033】高エネルギービーム照射位置をV収束点の
位置よりも下流側にすると、衝合させた両長辺はスクイ
ズスタンドにより圧縮力を受けているため、両長辺の増
肉を生じ、高エネルギービームがこの衝合し、かつ、増
肉した板厚を貫通するためにはミル速度を十分に減速さ
せなければならないため、生産性が極端に低下する。逆
に、V収束点位置の上流側30mmより大きくすると、シ
ーム幅が広すぎ、アンダーカットや両長辺の未融合等の
欠陥が生じることがある。
When the high-energy beam irradiation position is located downstream of the position of the V convergence point, the abutting both long sides are subjected to a compressive force by the squeeze stand. The mill speed must be sufficiently reduced in order for the energy beam to collide and penetrate the thickened plate thickness, resulting in a significant decrease in productivity. Conversely, if it is larger than 30 mm on the upstream side of the V convergence point position, the seam width is too wide, and defects such as undercut and unfusion of both long sides may occur.

【0034】従って、請求項5に対応する発明の高エネ
ルギービーム溶接管製造方法においては、V収束点位置
を検出するのに適した位置に備えられたエッジ検出手段
の測定した結果から、演算によってV収束点位置が検出
され、この演算によって検出されたV収束点の位置の上
流側0〜30mmに位置するように高エネルギービームを
自動制御して照射するので、適切な位置で安定した高エ
ネルギービーム溶接が行なえるため、溶接不良を生じる
ことなく、良好で安定した溶接品質の溶接管を製造する
ことができる。
Therefore, in the method of manufacturing a high energy beam welded pipe according to the invention, the edge detection means provided at a position suitable for detecting the position of the V convergence point can be calculated by calculation. The position of the V convergence point is detected, and the high energy beam is automatically controlled and irradiated so as to be located 0 to 30 mm upstream of the position of the V convergence point detected by this calculation. Since beam welding can be performed, a welded pipe having good and stable welding quality can be manufactured without causing poor welding.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に
よる溶接管の製造工程の一例を示す工程図であり、図6
〜図9と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。また、本
実施形態のスクイズスタンド7には2つのスクイズサイ
ドロール7cからなるものを用いている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing an example of a process for manufacturing a welded pipe according to the present embodiment, and FIG.
9 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and only different portions will be described here. Further, the squeeze stand 7 of the present embodiment uses a squeeze side roll 7c.

【0036】本実施形態の製造工程においては、金属帯
2の移動方向の上流から順に、エッジミラ−15、ロー
ル成形スタンド5、シームガイドロール16、エッジ検
出装置17、高周波誘導加熱装置(コンタクトシュー)
18、レーザビーム溶接装置19、スクイズサイドロー
ル7cが配置されている。
In the manufacturing process of this embodiment, the edge mirror 15, the roll forming stand 5, the seam guide roll 16, the edge detecting device 17, the high-frequency induction heating device (contact shoe) are arranged in order from the upstream in the moving direction of the metal strip 2.
18, a laser beam welding device 19, and a squeeze side roll 7c are arranged.

【0037】エッジミラー15は、ロール成形スタンド
5の上流に設けられており、これは金属帯2のエッジ
3、4の端面の形状を矯正するための研削機である。図
2は、金属帯2の一方のエッジ3の端面の形状を示す断
面図である。
The edge mirror 15 is provided upstream of the roll forming stand 5 and is a grinding machine for correcting the shape of the end faces of the edges 3 and 4 of the metal strip 2. FIG. 2 is a sectional view showing the shape of the end face of one edge 3 of the metal strip 2.

【0038】図2(a)は、金属帯2が熱延された状態
のまま提供される場合を示しており、このエッジ3の端
面には大きな圧延ダレが生じている。図2(b)は、金
属帯2がスリットされた状態のまま提供される場合を示
しており、このエッジ3の端面には大きなスリットダレ
が生じている。
FIG. 2A shows a case where the metal strip 2 is provided in a hot-rolled state, and a large rolling sag occurs at the end face of the edge 3. FIG. 2B shows a case where the metal strip 2 is provided in a slit state, and a large slit droop occurs on the end face of the edge 3.

【0039】図2(c)は、エッジミラー15により矯
正した場合のエッジ3の端面を示している。このよう
に、エッジミラー15がエッジ3の端面を研削矯正する
ことで、後に述べるエッジ検出装置17によるエッジ
3、4の検出を高精度に行なうことができる。
FIG. 2C shows an end face of the edge 3 when the edge 3 is corrected by the edge mirror 15. In this manner, the edge mirror 15 corrects the end surface of the edge 3 by grinding, so that the edge detection device 17 described later can detect the edges 3 and 4 with high accuracy.

【0040】シームガイドロール16は、最も下流に設
置されているフィンパスロール10とエッジ検出装置1
7との間に配置されている。このシームガイドロール1
6は、オープン管11の外面においてシームに沿わせる
程度に備えられており、シームの位置を強制的に矯正す
るのではなく、補足的に矯正する。
The seam guide roll 16 is provided between the fin path roll 10 installed at the most downstream position and the edge detecting device 1.
7 is arranged. This seam guide roll 1
6 is provided to the extent that the outer surface of the open pipe 11 follows the seam, and does not forcibly correct the position of the seam but supplementarily corrects it.

【0041】これは、このようなシームガイドロール1
6によって、シームの管円周方向へのずれを強制的に矯
正しようとしても、エッジ3、4の端面を単に痛め、ず
れを完全に矯正できないためであり、また、ずれを強制
的に矯正するように試みてエッジ3、4の端面が変形す
ると、この変形の状況によってはエッジ検出装置17が
エッジ3、4の位置を誤認識することになり、誤った位
置にレーザビームが照射されて溶接欠陥を引き起こすた
めである。
This is because such a seam guide roll 1
This is because even if an attempt is made to forcibly correct the displacement of the seam in the pipe circumferential direction by 6, the end faces of the edges 3 and 4 are simply damaged, and the displacement cannot be completely corrected, and the displacement is forcibly corrected. If the end faces of the edges 3 and 4 are deformed in such a manner, the edge detecting device 17 may erroneously recognize the positions of the edges 3 and 4 depending on the state of the deformation. This is to cause defects.

【0042】エッジ検出装置17は、エッジ3、4がス
クイズサイドロール7cの拘束によってV収束点で接合
するために漸近する収束領域に設置される。この収束領
域は、Vシェイプ部におけるV収束点近傍の領域であ
る。
The edge detecting device 17 is installed in a convergence area where the edges 3 and 4 asymptotically join each other at the V convergence point due to the constraint of the squeeze side roll 7c. This convergence region is a region near the V convergence point in the V shape portion.

【0043】このエッジ検出装置17は、例えばCCD
カメラ等で、管の外面側あるいは管の内面側からシーム
を観察し、管円周方向に切断した場合のエッジ3、4の
間の距離(以下、「エッジ間距離」という)を計測す
る。
The edge detecting device 17 is, for example, a CCD
The seam is observed from the outer surface side of the tube or the inner surface side of the tube with a camera or the like, and the distance between the edges 3 and 4 when cut in the circumferential direction of the tube (hereinafter, referred to as “distance between edges”) is measured.

【0044】図3は、エッジ間距離の測定を示す上面図
である。この図3において、3つのエッジ間距離は、管
円周方向に切断した場合のエッジ3、4の間の距離によ
って計測されている。
FIG. 3 is a top view showing the measurement of the distance between edges. In FIG. 3, the distance between the three edges is measured by the distance between the edges 3 and 4 when cut in the pipe circumferential direction.

【0045】このエッジ検出装置17がシームの観察を
行なう具体的位置、すなわちエッジの検出を行なう具体
的位置(以下、「エッジ検出位置」という)について説
明する。
A specific position where the edge detection device 17 performs seam observation, that is, a specific position where an edge is detected (hereinafter, referred to as an “edge detection position”) will be described.

【0046】エッジ検出位置は、スクイズサイドロール
7cの回転軸からの距離Lfで定められる。この距離L
fは、溶接管1の外径ODと、スクイズサイドロール7
cのフランジ外径Dfと、2つのスクイズサイドロール
7cの回転軸間距離からスクイズサイドロール7cのフ
ランジ外径を引いて2で割った距離Btとから、式
(1)より求める。
The edge detection position is determined by the distance Lf from the rotation axis of the squeeze side roll 7c. This distance L
f is the outer diameter OD of the welded pipe 1 and the squeeze side roll 7
c is obtained from equation (1) from the flange outer diameter Df of c and the distance Bt obtained by subtracting the flange outer diameter of the squeeze side roll 7c from the distance between the rotation axes of the two squeeze side rolls 7c and dividing by 2.

【0047】後に述べる実施例2から、実際には、エッ
ジ検出装置17を、スクイズサイドロール7cの回転軸
からの距離が上流側200mmより大きくなる位置に備え
てシームの観察を行なうと、実際のV収束点の位置と演
算結果によって得られるV収束点の位置との誤差が大き
くなり、僅かながら溶接欠陥を生じる。
From the second embodiment to be described later, actually, when the edge detection device 17 is provided at a position where the distance from the rotation axis of the squeeze side roll 7c is larger than 200 mm on the upstream side, the seam is observed. The error between the position of the V convergence point and the position of the V convergence point obtained from the calculation result becomes large, and a slight welding defect occurs.

【0048】従って、エッジ検出装置17を、スクイズ
サイドロール7cの回転軸からの距離が上流側200mm
以内になる位置に備えてシームの観察を行なうことで、
良好な観察が行なえる。
Therefore, the distance between the edge detecting device 17 and the rotation axis of the squeeze side roll 7c is set to 200 mm on the upstream side.
By observing the seam for a position that will be within
Good observations can be made.

【0049】なお、エッジ検出装置17により計測され
るエッジ間距離の数は、より多く計測することにより、
後の処理で算出するレーザビーム照射位置をより高精度
に求めることができる。しかし、エッジ間距離を多く計
測すればするほど、レーザビーム照射位置を算出するた
めの演算時間が長くなるため、レーザビーム照射位置の
精度、演算時間、金属帯2を移動させる速度(以下、
「ミル速度」という)などを考慮して、適切な数のエッ
ジ間距離を計測する必要がある。
The number of inter-edge distances measured by the edge detecting device 17 is determined by measuring more
The laser beam irradiation position calculated in a later process can be obtained with higher accuracy. However, the longer the distance between edges is measured, the longer the calculation time for calculating the laser beam irradiation position is. Therefore, the accuracy of the laser beam irradiation position, the calculation time, and the speed at which the metal band 2 is moved (hereinafter, referred to as the moving speed).
It is necessary to measure an appropriate number of edge-to-edge distances in consideration of “mill speed”.

【0050】図4は、本実施形態によるレーザビーム照
射処理を示すブロック図である。このエッジ検出装置1
7は、管外表面に光を照射するためにシーム上方に設置
された投光装置17aと、投光装置17aにより照射さ
れたシームを撮影するためのCCDカメラ17bと、C
CDカメラ17bからの映像を処理する演算装置17c
とから構成される。
FIG. 4 is a block diagram showing a laser beam irradiation process according to the present embodiment. This edge detection device 1
Reference numeral 7 denotes a light projecting device 17a installed above the seam for irradiating light to the outer surface of the tube, a CCD camera 17b for photographing the seam irradiated by the light projecting device 17a, and C
Arithmetic unit 17c for processing video from CD camera 17b
It is composed of

【0051】CCDカメラ17bからの映像は、演算装
置17cに取り込まれ、シームが2値化処理され、CR
T画面上に映し出される。なお、このエッジ検出装置1
7によるエッジ間距離の計測は、オープン管11の外面
から行なっているが、オープン管11の内面から、ある
いはオープン管11の内面側と外面側の両方から、計測
を行なってもよい。
The image from the CCD camera 17b is taken into the arithmetic unit 17c, the seam is binarized, and the
It is projected on the T screen. Note that this edge detection device 1
Although the measurement of the distance between edges by 7 is performed from the outer surface of the open tube 11, the measurement may be performed from the inner surface of the open tube 11, or from both the inner surface and the outer surface of the open tube 11.

【0052】演算装置17cは、この2値化されたCR
T画面に基づいてエッジ間距離を複数計測する。また、
これと同時に、エッジ間距離の中点も求める。
The arithmetic unit 17c calculates the binarized CR
A plurality of distances between edges are measured based on the T screen. Also,
At the same time, the midpoint of the distance between edges is also obtained.

【0053】以上のような処理に基づいて得られたエッ
ジ間距離とエッジ間距離の中点とから、演算装置17c
は、管軸方向のV収束点位置、及び管円周方向のV収束
点位置を検出する。
Based on the distance between edges obtained based on the above processing and the midpoint of the distance between edges, the arithmetic unit 17c
Detects the position of the V convergence point in the tube axis direction and the position of the V convergence point in the tube circumferential direction.

【0054】ここで、本実施形態においてV収束点の管
軸方向の位置を求める手法としては、エッジ間距離の計
測結果に基づき、最小二乗法等により2次以上の曲線関
数で近似する方法を用いる。これは、シームの幅は、ス
クイズサイドロール7cの回転軸に近付くにつれて2次
関数的に減少するためである。従って、もしCRT画面
上に映し出されたエッジ3、4を最小二乗法等によって
検出される直線で補間すれば、管軸方向のV収束点位置
は、実際のV収束点の管軸方向の位置よりもかなり上流
となる。
Here, in this embodiment, as a method of obtaining the position of the V convergence point in the tube axis direction, a method of approximating with a quadratic or higher-order curve function by the least square method or the like based on the measurement result of the distance between edges. Used. This is because the seam width decreases quadratically as it approaches the rotation axis of the squeeze side roll 7c. Therefore, if the edges 3 and 4 projected on the CRT screen are interpolated by a straight line detected by the least square method or the like, the position of the V convergence point in the tube axis direction becomes the actual position of the V convergence point in the tube axis direction. Much upstream.

【0055】なお、後に述べる実施例1から、近似関数
に2次関数を用いることで、十分な精度でV収束点位置
を検出することができる。一方、本実施形態においてV
収束点の管円周方向の位置は、エッジ間距離の計測結果
とエッジ間距離の中点の計測結果とに基づいて、演算に
よって求める。エッジ間距離の中点を最小二乗法等で直
線に近似し、この直線を先の処理で求めたV収束点の管
軸方向の位置まで延長して管円周方向のV収束点位置を
検出する。
It is to be noted that the position of the V convergence point can be detected with sufficient accuracy by using a quadratic function as the approximation function according to the first embodiment described later. On the other hand, in the present embodiment, V
The position of the convergence point in the circumferential direction of the tube is obtained by calculation based on the measurement result of the distance between edges and the measurement result of the midpoint of the distance between edges. The midpoint of the distance between edges is approximated to a straight line by the least squares method, etc., and this straight line is extended to the position in the pipe axis direction of the V convergence point obtained in the previous processing to detect the position of the V convergence point in the pipe circumferential direction. I do.

【0056】そして、演算装置17cは、検出したV収
束点の管軸方向及び管円周方向の位置をレーザビーム照
射位置制御部20に送信する。レーザビーム照射位置制
御部20は、受信したV収束点位置に基づき、レーザビ
ーム溶接装置19によるレーザビームの照射位置を所定
の位置に自動制御し、これによって溶接することによ
り、常に良好で安定した溶接品質の溶接管1を製造す
る。
Then, the arithmetic unit 17c transmits the position of the detected V convergence point in the tube axis direction and the tube circumferential direction to the laser beam irradiation position control unit 20. The laser beam irradiation position control unit 20 automatically controls the irradiation position of the laser beam by the laser beam welding device 19 to a predetermined position based on the received V convergence point position, and performs welding so that the laser beam is always good and stable. The welding pipe 1 of welding quality is manufactured.

【0057】後に述べる実施例3から、レーザビーム照
射位置としては、V収束点位置の上流側0〜30mm以内
の位置とすることにより、溶接欠陥を生じることなく、
かつ高速に、良好で安定した溶接品質の溶接管1の製造
が行なえる。もし、レーザビーム照射位置をV収束点位
置よりも下流側にすると、衝合したエッジ3、4は、ス
クイズサイドロール7cからなるスクイズスタンド7に
より圧縮力を受けているためエッジ3、4の増肉を生
じ、レーザビームがこの衝合し、かつ、増肉した板厚を
貫通するためにはミル速度を十分に減速させなければな
らないため、生産性が極端に低下する。逆に、V収束点
位置の上流側30mmより大きくすると、シームの幅が広
すぎ、アンダーカットやエッジ未融合等の溶接欠陥を生
じやすくなる。
From the third embodiment to be described later, the laser beam irradiation position is set to a position within 0 to 30 mm on the upstream side of the V convergence point position, so that no welding defect occurs.
In addition, the welding pipe 1 having good and stable welding quality can be manufactured at high speed. If the laser beam irradiation position is located downstream of the V convergence point position, the abutted edges 3 and 4 receive a compressive force from the squeeze stand 7 composed of the squeeze side rolls 7c, so that the edges 3 and 4 increase. Productivity is severely reduced because the milling speed must be reduced sufficiently to produce meat and for the laser beam to abut this and through the increased thickness. Conversely, if it is larger than 30 mm on the upstream side of the V convergence point position, the width of the seam is too wide, and welding defects such as undercut and edge non-fusion are likely to occur.

【0058】以上のように、本発明に係るレーザビーム
等による高エネルギービーム溶接管製造方法において
は、V収束点位置を検出するのに適した位置に備えられ
たエッジ検出装置17が、演算によってV収束点位置を
検出し、レーザビーム照射位置制御部20が、演算によ
って検出されたV収束点近傍にレーザビーム等の高エネ
ルギービームを照射するように自動制御して溶接を行な
うので、適した位置で安定したレーザビーム等による高
エネルギービーム溶接が行なえるため、溶接不良を生じ
ることなく、良好で安定した溶接品質の溶接管1を製造
することができる。
As described above, in the method of manufacturing a high-energy beam welded pipe using a laser beam or the like according to the present invention, the edge detecting device 17 provided at a position suitable for detecting the position of the V convergence point is calculated. Since the laser beam irradiation position control unit 20 detects the position of the V convergence point and automatically performs welding so as to irradiate a high energy beam such as a laser beam to the vicinity of the V convergence point detected by calculation, welding is performed. Since high-energy beam welding using a laser beam or the like can be performed at a stable position, a welded pipe 1 having good and stable welding quality can be manufactured without causing welding defects.

【0059】また、溶接器による溶接を併用すること
で、より良好で安定した溶接品質の溶接管1を製造する
ことができる。さらに、溶接管1を製造する設備が既存
のものと大差ないため、設備費の増加や設定・調整作業
の煩雑化を生じることなく溶接管1を製造することがで
きる。
Further, by using welding with a welder together, a welded pipe 1 having better and more stable welding quality can be manufactured. Further, since the equipment for manufacturing the welded pipe 1 is not much different from the existing equipment, the welded pipe 1 can be manufactured without increasing the equipment cost and complicating the setting / adjustment work.

【0060】なお、ここではロール成形スタンド5の一
要素としてクラスターロール9を用いているが、上述し
たようにケージロール12を用いることもできる。ま
た、ここではスクイズサイドロール7cのみからなるス
クイズスタンド7を用いているが、5つのロールからな
るスクイズスタンド7を用いることもできる。
Although the cluster roll 9 is used as one element of the roll forming stand 5 here, the cage roll 12 can be used as described above. Although the squeeze stand 7 including only the squeeze side rolls 7c is used here, a squeeze stand 7 including five rolls may be used.

【0061】[0061]

【実施例】【Example】

(実施例1)図5は、実際のV収束点と演算によるV収
束点との比較図である。ここで、図5の縦軸はエッジ間
距離を示している。また、横軸はスクイズサイドロール
7cの回転軸からの距離を上流側に離れているほど負に
なるように示している。さらに、この図5におけるデー
タは、管外径508mm、肉厚8.88mm、材質SKK4
00のオープン管11において計測されている。
(Embodiment 1) FIG. 5 is a comparison diagram between the actual V convergence point and the V convergence point obtained by calculation. Here, the vertical axis in FIG. 5 indicates the distance between edges. In addition, the horizontal axis indicates that the distance from the rotation axis of the squeeze side roll 7c becomes more negative as the distance increases toward the upstream side. Further, the data in FIG. 5 shows that the tube outer diameter is 508 mm, the wall thickness is 8.88 mm, and the material is SKK4
00 is measured in the open pipe 11.

【0062】点a1,点a2は、スクイズサイドロール
7cの回転軸からの距離が−240〜−230mmとなる
位置において、管外表面側からCCDカメラ17bによ
って検出したデータ点である。
Points a1 and a2 are data points detected by the CCD camera 17b from the outer tube side at a position where the distance from the rotation axis of the squeeze side roll 7c is -240 to -230 mm.

【0063】また、点b1、点b2は、スクイズサイド
ロール7cの回転軸からの距離が−150〜−140mm
となる位置において、管外表面側からCCDカメラ17
bによって検出したデータ点である。
The distance between the point b1 and the point b2 from the rotation axis of the squeeze side roll 7c is -150 to -140 mm.
At the position shown in FIG.
The data point detected by b.

【0064】点cは、実際のV収束点を示すデータ点で
ある。近似直線L1は、点a1及び点a2から近似によ
って得た近似直線である。この近似直線L1では、スク
イズサイドロール7cの回転軸からの距離が−107mm
付近の位置でエッジ間距離が0mm、すなわちV収束点と
検出されている。実際のV収束点は、スクイズサイドロ
ール7cの回転軸からの距離が−10mm付近となってい
るので、この検出は良好ではない。
The point c is a data point indicating the actual V convergence point. The approximate straight line L1 is an approximate straight line obtained by approximation from the points a1 and a2. In the approximate straight line L1, the distance from the rotation axis of the squeeze side roll 7c is -107 mm.
It is detected that the distance between edges is 0 mm, that is, a V convergence point at a nearby position. Since the actual V convergence point is near the distance of -10 mm from the rotation axis of the squeeze side roll 7c, this detection is not good.

【0065】近似直線L2は、点b1及び点b2から近
似によって得た近似直線である。この近似直線L2で
は、スクイズサイドロール7cの回転軸からの距離が−
51mm付近の位置でエッジ間距離が0mm、すなわちV収
束点と検出されている。実際のV収束点は、スクイズサ
イドロール7cの回転軸からの距離が−10mm付近とな
っているので、この検出も良好ではない。2次近似曲線
L3は、点a1、点a2、点b1、点b2から近似によ
って得た2次曲線であり、実際には次式によって表され
る。
The approximate straight line L2 is an approximate straight line obtained by approximation from the points b1 and b2. In the approximate straight line L2, the distance from the rotation axis of the squeeze side roll 7c is −
At a position near 51 mm, the distance between edges is detected as 0 mm, that is, a V convergence point. Since the actual V convergence point is close to -10 mm from the rotation axis of the squeeze side roll 7c, this detection is not good. The quadratic approximation curve L3 is a quadratic curve obtained by approximation from the points a1, a2, b1, and b2, and is actually represented by the following equation.

【0066】[0066]

【数2】 (Equation 2)

【0067】この2次近似曲線L3において、V収束点
と検出される点は、実際のV収束点とほぼ重なっている
ため、高精度にV収束点が検出されているといえる。3
次近似曲線L4は、点a1、点a2、点b1、点b2か
ら近似によって得た3次曲線であり、実際には次式によ
って表される。
In this secondary approximation curve L3, the point detected as the V convergence point substantially overlaps with the actual V convergence point, so it can be said that the V convergence point is detected with high accuracy. 3
The next approximation curve L4 is a cubic curve obtained by approximation from the points a1, a2, b1, and b2, and is actually represented by the following equation.

【0068】[0068]

【数3】 (Equation 3)

【0069】この3次近似曲線L3において、V収束点
と検出される点は、実際のV収束点とほぼ重なっている
ため、高精度にV収束点が検出されているといえる。従
って、2次以上の関数に近似することにより、高精度に
V収束点を検出することができる。また、2次近似曲線
と3次近似曲線とは、ほぼ重なっているため、2次関数
に近似することで、十分な精度の検出が行なえる。 (実施例2)表1は、従来技術による溶接管製造方法の
溶接欠陥発生率を示している。
In this cubic approximation curve L3, the point detected as the V convergence point substantially overlaps the actual V convergence point, so it can be said that the V convergence point is detected with high accuracy. Therefore, the V convergence point can be detected with high accuracy by approximating the function to a quadratic function or higher. In addition, since the secondary approximation curve and the tertiary approximation curve almost overlap each other, sufficient accuracy can be detected by approximating the quadratic function. (Example 2) Table 1 shows a welding defect occurrence rate in a conventional method for manufacturing a welded pipe.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】表1においては、レーザビームには25k
wレーザを用いている。また、溶接は、管外面側の上面
からレーザビームを照射して行なわれている。溶接欠陥
発生率は、製造した溶接管1をサンプルとし、このサン
プルから任意の溶接箇所50点を断面研磨して観察し、
この溶接箇所50点のうち溶接欠陥が存在した割合を表
したものである。
In Table 1, the laser beam is 25 k
A w laser is used. In addition, welding is performed by irradiating a laser beam from the upper surface on the tube outer surface side. The welding defect occurrence rate was obtained by using the manufactured welded pipe 1 as a sample, polishing the cross-section of any 50 welding points from the sample, and observing the sample.
The ratio of the presence of a welding defect among the 50 welding points is shown.

【0072】表1から見てわかるように、レーザビーム
照射位置制御がない場合、または従来のレーザビーム照
射位置制御で溶接を行なった場合は、溶接欠陥発生率が
高く、良好で安定した品質の溶接が行なわれていない。
一方、表2は、同様な条件のもとでの本発明に係る溶接
管製造方法の溶接欠陥発生率を示している。
As can be seen from Table 1, when there is no laser beam irradiation position control or when welding is performed by the conventional laser beam irradiation position control, the rate of occurrence of welding defects is high, and good and stable quality is obtained. No welding is performed.
On the other hand, Table 2 shows the welding defect occurrence rate of the welded pipe manufacturing method according to the present invention under the same conditions.

【0073】[0073]

【表2】 [Table 2]

【0074】表2において、溶接欠陥発生率は、従来の
方法と比較して抑制されている。従って、高品質の溶接
が行なわれているといえる。なお、本発明による溶接管
製造方法において、エッジ検出位置を、スクイズサイド
ロール7cの回転軸からの距離が上流側200mmより大
きくなるようにした場合には、V収束点位置の検出結果
と実際のV収束点位置との誤差が大きくなるため、僅か
に溶接欠陥を生じるが、スクイズサイドロール7cの回
転軸からの距離が上流側200mm以内となるようにした
場合には、溶接欠陥発生率は0%であり、溶接欠陥は存
在しなかった。
In Table 2, the welding defect occurrence rate is suppressed as compared with the conventional method. Therefore, it can be said that high quality welding is performed. In the method for manufacturing a welded pipe according to the present invention, when the edge detection position is set such that the distance from the rotation axis of the squeeze side roll 7c is larger than 200 mm on the upstream side, the detection result of the V convergence point position and the actual Since the error from the position of the V convergence point increases, a welding defect is slightly generated. However, when the distance from the rotation axis of the squeeze side roll 7c is set to be within 200 mm on the upstream side, the welding defect occurrence rate is 0%. % And no welding defects were present.

【0075】(実施例3)表3は、従来技術による溶接
管製造方法において、レーザビーム照射位置を、V収束
点に対して管軸方向に変化させた場合の、最適入熱条件
となるミル速度と溶接欠陥発生率とを示している。
(Embodiment 3) Table 3 shows that the mill having optimum heat input conditions when the laser beam irradiation position was changed in the tube axis direction with respect to the V convergence point in the conventional method of manufacturing a welded pipe. The speed and the welding defect occurrence rate are shown.

【0076】[0076]

【表3】 [Table 3]

【0077】表3においては、レーザビームには25k
wレーザを用いている。また、溶接は、管外面側の上面
からレーザビームを照射して行なわれている。表3から
見てわかるように、従来のレーザビーム照射位置制御で
溶接を行なった場合には、レーザビーム照射位置におけ
る最適入熱条件となるミル速度は低速になり、また溶接
欠陥発生率が高い場合が存在する。
In Table 3, the laser beam is 25 k
A w laser is used. In addition, welding is performed by irradiating a laser beam from the upper surface on the tube outer surface side. As can be seen from Table 3, when welding is performed with the conventional laser beam irradiation position control, the mill speed, which is the optimum heat input condition at the laser beam irradiation position, is low, and the welding defect occurrence rate is high. The case exists.

【0078】一方、表4は、同様の条件のもとでの本発
明による溶接管製造方法において、レーザビーム照射位
置を、V収束点に対して管軸方向に変化させた場合の、
最適入熱条件となるミル速度と溶接欠陥発生率とを示し
ている。
On the other hand, Table 4 shows that when the laser beam irradiation position is changed in the tube axis direction with respect to the V convergence point in the method for manufacturing a welded tube according to the present invention under the same conditions.
The figure shows the mill speed and the welding defect occurrence rate under the optimum heat input condition.

【0079】[0079]

【表4】 [Table 4]

【0080】表4から見てわかるように、本発明のレー
ザビーム照射位置制御で溶接を行なった場合には、例え
ばレーザビーム照射位置をV収束点上流側の0〜30mm
以内とすると、レーザビーム照射位置における最適入熱
条件となるミル速度は従来の場合と比較して高速にな
り、また溶接欠陥発生率を抑制することができる。従っ
て、本発明に係る溶接管製造方法によって、良好で安定
した溶接品質の溶接管1を、高速に製造することができ
る。
As can be seen from Table 4, when welding is performed by the laser beam irradiation position control of the present invention, for example, the laser beam irradiation position is set to 0 to 30 mm upstream of the V convergence point.
Within this range, the mill speed at the optimum heat input condition at the laser beam irradiation position is higher than in the conventional case, and the occurrence of welding defects can be suppressed. Therefore, by the method for manufacturing a welded pipe according to the present invention, a welded pipe 1 having good and stable welding quality can be manufactured at high speed.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
おいては、エッジ検出手段の測定した結果から、演算に
よってV収束点位置が検出され、この演算によって検出
されたV収束点近傍に高エネルギービームを照射するの
で、適切な位置で安定した高エネルギービーム溶接が行
なえるため、溶接不良を生じることなく、良好で安定し
た溶接品質の溶接管を製造することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the position of the V convergence point is detected by calculation from the result measured by the edge detecting means, and the position of the V convergence point detected near this V convergence point is calculated. Since the energy beam is irradiated, stable high-energy beam welding can be performed at an appropriate position, so that a welded pipe with good and stable welding quality can be manufactured without poor welding.

【0082】また、溶接管を製造する設備が既存のもの
と大差ないため、設備費の増加や設定・調整作業の煩雑
化を生じることなく溶接管を製造することができる。請
求項2の発明においては、加熱手段による予熱を行うた
め、より良好で安定した溶接品質の溶接管を製造でき、
より高速に溶接管を製造することができる。
Further, since the equipment for manufacturing the welded pipe is not significantly different from the existing equipment, the welded pipe can be manufactured without increasing the equipment cost and complicating the setting / adjustment work. In the invention of claim 2, since the preheating is performed by the heating means, a welded pipe having better and stable welding quality can be manufactured,
Welding pipes can be manufactured at higher speed.

【0083】請求項3の発明においては、(1)式で定
まる位置にエッジ検出手段を設定することによって、V
収束点位置を検出するのに適した位置にエッジ検出手段
が備えられるので、より精度良くV収束点の位置が求ま
る。
According to the third aspect of the present invention, by setting the edge detecting means at the position determined by the equation (1), V
Since the edge detecting means is provided at a position suitable for detecting the position of the convergence point, the position of the V convergence point can be determined more accurately.

【0084】請求項4の発明においては、V収束点の管
軸方向の位置を、円筒状に成形された金属帯の管軸方向
の複数位置において計測した両長辺の間の距離に基づい
て、関数近似によって得られる2次以上の関数から演算
によって求め、V収束点の管円周方向の位置を、円筒状
に成形された金属帯の管軸方向の複数位置において計測
した両長辺の間の距離における複数の中点に基づいて、
関数近似によって得られる直線を求め、この直線を演算
によって検出されたV収束点の管軸方向の位置まで延長
して求めたので、この結果に合わせて自動制御し、高エ
ネルギービームを適した位置に照射することができる。
In the invention of claim 4, the position of the V convergence point in the tube axis direction is determined based on the distance between the two long sides measured at a plurality of positions in the tube axis direction of the metal strip formed into a cylindrical shape. , The position of the V convergence point in the circumferential direction of the tube measured at a plurality of positions in the tube axial direction of the metal strip formed into a cylindrical shape at two or more positions in the tube axial direction. Based on multiple midpoints in the distance between,
A straight line obtained by function approximation was obtained, and the straight line was extended to the position in the tube axis direction of the V convergence point detected by the calculation. Can be irradiated.

【0085】請求項5の発明においては、V収束点位置
を検出するのに適した位置に備えられたエッジ検出手段
の測定した結果から、演算によってV収束点位置が検出
され、この演算によって検出されたV収束点の位置の上
流側0〜30mmに位置するように高エネルギービームを
自動制御して照射するので、適切な位置で安定した高エ
ネルギービーム溶接が行なえるため、溶接不良を生じる
ことなく、良好で安定した溶接品質の溶接管を製造する
ことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the position of the V convergence point is detected by calculation from the result of measurement by the edge detection means provided at a position suitable for detecting the position of the V convergence point, and is detected by this calculation. Since the high-energy beam is automatically controlled and irradiated so that it is located 0 to 30 mm upstream of the position of the V convergence point, the stable high-energy beam welding can be performed at an appropriate position, resulting in poor welding. In addition, it is possible to manufacture a welded pipe having good and stable welding quality.

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

【図1】本発明に係る実施形態による溶接管の製造工程
の一例を示す工程図。
FIG. 1 is a process diagram showing an example of a process for manufacturing a welded pipe according to an embodiment of the present invention.

【図2】金属帯の一方のエッジの端面の形状を示す断面
図。
FIG. 2 is a sectional view showing a shape of an end face of one edge of a metal strip.

【図3】エッジ間距離の測定を示す上面図。FIG. 3 is a top view showing measurement of a distance between edges.

【図4】同実施形態によるレーザビーム照射処理を示す
ブロック図。
FIG. 4 is an exemplary block diagram showing laser beam irradiation processing according to the embodiment;

【図5】実際のV収束点と演算によるV収束点との比較
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a comparison between an actual V convergence point and a calculated V convergence point.

【図6】一般的な溶接管の製造工程の一例を示す工程
図。
FIG. 6 is a process chart showing an example of a general welding pipe manufacturing process.

【図7】ロール成形スタンドの一例を示す構成図。FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a roll forming stand.

【図8】スクイズスタンドの一例を示す構成図。FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a squeeze stand.

【図9】ケージロールの一例を示す構成図。FIG. 9 is a configuration diagram showing an example of a cage roll.

【符号の説明】 1…溶接管 2…金属帯 3、4…長辺(エッジ) 5…ロール成形スタンド 6…溶接器 7…スクイズスタンド 8…ブレークダウンロール 9…クラスターロール 10…フィンパスロール 11…オープン管 12…ケージロール 13…ケージロール制御部 14…ケージロール駆動装置 15…エッジミラー 16…シームガイドロール 17…エッジ検出装置 17a…投光装置 17b…CCDカメラ 17c…演算装置 18…高周波誘導加熱装置 19…レーザビーム溶接装置 20…レーザビーム照射位置制御部[Description of Signs] 1 ... Welded pipe 2 ... Metal band 3, 4 ... Long side (edge) 5 ... Roll forming stand 6 ... Welder 7 ... Squeeze stand 8 ... Break down roll 9 ... Cluster roll 10 ... Fin pass roll 11 ... Open pipe 12 ... Cage roll 13 ... Cage roll control unit 14 ... Cage roll driving device 15 ... Edge mirror 16 ... Seam guide roll 17 ... Edge detection device 17a ... Light projection device 17b ... CCD camera 17c ... Calculation device 18 ... High frequency induction Heating device 19: Laser beam welding device 20: Laser beam irradiation position control unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属帯の2つの長辺と平行な方向に移動
させながら順次円筒状に成形し、前記金属帯の両長辺部
分を高エネルギービームの照射によって溶融し、この高
エネルギービームを照射した位置の下流側に備えられて
いるスクイズサイドロールの圧縮力により、前記金属帯
の両長辺を順次接合して溶接管を製造する高エネルギー
ビーム溶接管製造方法において、 前記金属帯を両長辺と平行な方向に移動させながら、両
長辺をしだいに接近させて順次円筒状に成形し、 前記スクイズサイドロールの回転軸より上流側であり、
かつ前記円筒状に成形された金属帯の両長辺が、前記ス
クイズサイドロールの圧縮力によって初めて接するV収
束点に向かって収束している収束領域に備えられたエッ
ジ検出手段によって、前記円筒状に成形された金属帯の
管軸方向の複数位置における両長辺の間の距離を計測
し、 前記エッジ検出手段の計測した複数位置における距離結
果に基づいて、前記V収束点の位置を関数近似による演
算によって検出し、 前記演算によって検出したV収束点近傍に高エネルギー
ビームを照射して、この高エネルギービームを照射した
位置の下流側に備えられているスクイズサイドロールの
圧縮力により、前記金属帯の両長辺を順次接合して溶接
管を製造することを特徴とする高エネルギービーム溶接
管製造方法。
1. A metal band is sequentially formed into a cylindrical shape while moving in a direction parallel to two long sides of the metal band, and both long sides of the metal band are melted by irradiation with a high energy beam. A high-energy beam welded pipe manufacturing method for manufacturing a welded pipe by sequentially joining both long sides of the metal strip by a compressive force of a squeeze side roll provided downstream of the irradiation position, While moving in a direction parallel to the long sides, the two long sides are gradually approached to form a cylindrical shape sequentially, and the upstream side of the rotation axis of the squeeze side roll,
The edge detecting means provided in a convergence area where both long sides of the metal band formed into a cylindrical shape converge toward a V convergence point where the squeeze side roll comes into contact for the first time due to the compressive force of the squeeze side roll. The distance between the two long sides at a plurality of positions in the tube axis direction of the metal strip molded into a shape is measured, and the position of the V convergence point is approximated by a function based on the distance results at the plurality of positions measured by the edge detecting means. Irradiates a high energy beam near the V convergence point detected by the above calculation, and by the compression force of a squeeze side roll provided downstream of the position where the high energy beam is irradiated, the metal A method for manufacturing a high-energy beam welded pipe, comprising sequentially welding both long sides of a band to manufacture a welded pipe.
【請求項2】 請求項1記載の高エネルギービーム溶接
管製造方法において、 高エネルギービームを照射する前に、前記収束領域に備
えた加熱手段によって前記金属帯の両長辺部分を加熱す
る工程を付加したことを特徴とする高エネルギービーム
溶接管製造方法。
2. A method for manufacturing a high energy beam welded pipe according to claim 1, wherein a step of heating both long sides of the metal strip by a heating means provided in the convergence region before irradiating the high energy beam. A method for manufacturing a high-energy beam welded pipe, characterized by being added.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の高エネル
ギービーム溶接管製造方法において、 前記エッジ検出手段は、前記収束領域にあり、かつ前記
スクイズサイドロールの回転軸から前記エッジ検出手段
の位置までの距離Lfが(1)式で求められる値に設定
されたことを特徴とする高エネルギービーム溶接管製造
方法。 【数1】
3. The method for manufacturing a high-energy beam welded pipe according to claim 1, wherein said edge detecting means is located in said convergence area and a position of said edge detecting means from a rotation axis of said squeeze side roll. A high energy beam welded pipe manufacturing method characterized in that the distance Lf is set to a value determined by the equation (1). (Equation 1)
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれか1項に
記載した高エネルギービーム溶接管製造方法において、 前記演算によって検出されるV収束点の管軸方向の位置
は、前記円筒状に成形された金属帯の管軸方向の複数位
置において計測した両長辺の間の距離に基づいて、関数
近似によって得られる2次以上の関数から求め、 前記演算によって検出されるV収束点の管円周方向の位
置は、前記円筒状に成形された金属帯の管軸方向の複数
位置において計測した両長辺の間の距離における複数の
中点に基づいて、関数近似によって得られる直線を、前
記演算によって検出されたV収束点の管軸方向の位置ま
で延長して求めたことを特徴とする高エネルギービーム
溶接管製造方法。
4. The method for manufacturing a high-energy beam welded pipe according to claim 1, wherein the position of the V convergence point detected by the calculation in the pipe axis direction is the cylindrical shape. Based on the distance between the two long sides measured at a plurality of positions in the tube axis direction of the formed metal band, the tube of the V convergence point detected by the above calculation is obtained from a quadratic or higher order function obtained by function approximation. The position in the circumferential direction is a straight line obtained by function approximation, based on a plurality of midpoints in the distance between the two long sides measured at a plurality of positions in the tube axis direction of the cylindrical metal band, A method for manufacturing a high-energy beam welded pipe, which is obtained by extending the position of the V convergence point detected by the calculation to a position in the pipe axis direction.
【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれか1項に
記載した高エネルギービーム溶接管製造方法において、 高エネルギービームを照射する高エネルギービーム照射
位置が、前記演算によって検出したV収束点の位置の上
流側0〜30mmに位置するように自動制御されることを
特徴とする高エネルギービーム溶接管製造方法。
5. The high energy beam welding pipe manufacturing method according to claim 1, wherein the high energy beam irradiation position for irradiating the high energy beam is a V convergence point detected by the calculation. A method for manufacturing a high-energy beam welded pipe, characterized in that the pipe is automatically controlled so as to be located 0 to 30 mm upstream of the position.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115415736A (en) * 2022-06-06 2022-12-02 桐庐忠朝水暖器材有限公司 Method for manufacturing stainless steel pipe
CN117415566A (en) * 2023-10-27 2024-01-19 浙江畅轮实业有限公司 Rim production line and production process

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