JPH11169945A - レーザ溶接鋼管の製造方法 - Google Patents
レーザ溶接鋼管の製造方法Info
- Publication number
- JPH11169945A JPH11169945A JP9337141A JP33714197A JPH11169945A JP H11169945 A JPH11169945 A JP H11169945A JP 9337141 A JP9337141 A JP 9337141A JP 33714197 A JP33714197 A JP 33714197A JP H11169945 A JPH11169945 A JP H11169945A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- welded
- laser beam
- laser
- steel tube
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/06—Tubes
-
- 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】 溶接部の特性を劣化させずに高速溶接が可
能になるレーザ溶接鋼管の製造方法を提供する。 【解決手段】 鋼帯を管状に成形した成形管の接合予定
部をレーザ溶接するレーザ溶接鋼管の製造方法におい
て、前記成形管の内外両面から溶接する。溶接に用いる
レーザ光を化学誘起酸素ヨウ素レーザ発振器もしくはＹ
ＡＧレーザ発振器から出力し光ファイバに通して伝送す
るのが好ましい。また、必要に応じて溶接前に接合予定
部を高周波加熱により予熱する、および／または、シー
ム部を溶接後熱処理する。
能になるレーザ溶接鋼管の製造方法を提供する。 【解決手段】 鋼帯を管状に成形した成形管の接合予定
部をレーザ溶接するレーザ溶接鋼管の製造方法におい
て、前記成形管の内外両面から溶接する。溶接に用いる
レーザ光を化学誘起酸素ヨウ素レーザ発振器もしくはＹ
ＡＧレーザ発振器から出力し光ファイバに通して伝送す
るのが好ましい。また、必要に応じて溶接前に接合予定
部を高周波加熱により予熱する、および／または、シー
ム部を溶接後熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ溶接鋼管
の製造方法に関し、詳しくは、油井管、ラインパイプな
どといった石油、ガス開発用鋼管やその他配管などに使
用される溶接鋼管に適したレーザ溶接鋼管の製造方法に
関する。
の製造方法に関し、詳しくは、油井管、ラインパイプな
どといった石油、ガス開発用鋼管やその他配管などに使
用される溶接鋼管に適したレーザ溶接鋼管の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、油井管あるいはラインパイプに用
いられる鋼管としては、電縫鋼管、ＵＯＥ鋼管、シーム
レス鋼管の３種類がある。中でも電縫鋼管は、ホットコ
イルを素材として安価に製造できることからその使用量
が多い。しかしながら電縫鋼管は、管状に曲げて対向さ
せた鋼帯幅端を溶融状態に加熱後アップセットして溶接
するので溶接部（シーム部）にメタルフローの立ち上が
りがあり、ビード切削後に偏析部が管表面に露出するた
め、耐食性の劣化を見ることがあった。さらに、シーム
部に酸化物が生成するため母材部に比べて低温靱性も悪
くなるという問題があった。特に耐食性を向上させよう
と母材の合金元素を高めた場合でも、シーム部の耐食性
が劣るために厳しい腐食環境での使用に耐えないという
問題があった。
いられる鋼管としては、電縫鋼管、ＵＯＥ鋼管、シーム
レス鋼管の３種類がある。中でも電縫鋼管は、ホットコ
イルを素材として安価に製造できることからその使用量
が多い。しかしながら電縫鋼管は、管状に曲げて対向さ
せた鋼帯幅端を溶融状態に加熱後アップセットして溶接
するので溶接部（シーム部）にメタルフローの立ち上が
りがあり、ビード切削後に偏析部が管表面に露出するた
め、耐食性の劣化を見ることがあった。さらに、シーム
部に酸化物が生成するため母材部に比べて低温靱性も悪
くなるという問題があった。特に耐食性を向上させよう
と母材の合金元素を高めた場合でも、シーム部の耐食性
が劣るために厳しい腐食環境での使用に耐えないという
問題があった。
【０００３】このような問題をもたない溶接鋼管の要求
に対して、レーザ溶接を適用する方法が提案されている
が（例えば特開平８−206861号公報）、通常のレーザ溶
接では、溶接速度を電縫鋼管なみに上げようとすると、
大きな出力が必要となり設備が大がかりになる。また、
生産性向上のため高速溶接を行うと、溶接部に欠陥が発
生しやすくなり、溶接部の品質、特に靱性が低下する。
に対して、レーザ溶接を適用する方法が提案されている
が（例えば特開平８−206861号公報）、通常のレーザ溶
接では、溶接速度を電縫鋼管なみに上げようとすると、
大きな出力が必要となり設備が大がかりになる。また、
生産性向上のため高速溶接を行うと、溶接部に欠陥が発
生しやすくなり、溶接部の品質、特に靱性が低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記事情に
鑑みてなされたもので、その目的は、溶接部の特性を劣
化させずに高速溶接が可能になるレーザ溶接鋼管の製造
方法を提供することにある。
鑑みてなされたもので、その目的は、溶接部の特性を劣
化させずに高速溶接が可能になるレーザ溶接鋼管の製造
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的を
達成するために溶接方法を鋭意検討した結果、高速溶接
を行っても溶接欠陥が発生しないレーザ溶接鋼管の製造
方法を見いだした。すなわち、この発明は、（１）鋼帯
を管状に成形した成形管の接合予定部をレーザ溶接する
レーザ溶接鋼管の製造方法において、前記成形管の内外
両面から溶接することを特徴とするレーザ溶接鋼管の製
造方法であり、（２）溶接に用いるレーザ光を化学誘起
酸素ヨウ素レーザ発振器もしくはＹＡＧレーザ発振器か
ら出力し光ファイバに通して伝送する（１）記載の方法
であり、（３）溶接前に接合予定部を高周波加熱により
予熱する（１）または（２）記載の方法であり、（４）
レーザ溶接したシーム部を溶接後熱処理する（１）〜
（３）のいずれかに記載の方法である。
達成するために溶接方法を鋭意検討した結果、高速溶接
を行っても溶接欠陥が発生しないレーザ溶接鋼管の製造
方法を見いだした。すなわち、この発明は、（１）鋼帯
を管状に成形した成形管の接合予定部をレーザ溶接する
レーザ溶接鋼管の製造方法において、前記成形管の内外
両面から溶接することを特徴とするレーザ溶接鋼管の製
造方法であり、（２）溶接に用いるレーザ光を化学誘起
酸素ヨウ素レーザ発振器もしくはＹＡＧレーザ発振器か
ら出力し光ファイバに通して伝送する（１）記載の方法
であり、（３）溶接前に接合予定部を高周波加熱により
予熱する（１）または（２）記載の方法であり、（４）
レーザ溶接したシーム部を溶接後熱処理する（１）〜
（３）のいずれかに記載の方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】通常のレーザ溶接は鋼帯を管状に
成形した成形管（未接合管）の外面から行われる。この
とき溶接速度を速めようとすると、大出力のレーザ溶接
装置が必要となる。通常の出力のレーザ溶接装置で溶接
速度を上げていくと、レーザ入射面の裏面（管内面）に
溶接欠陥が生じやすくなる。
成形した成形管（未接合管）の外面から行われる。この
とき溶接速度を速めようとすると、大出力のレーザ溶接
装置が必要となる。通常の出力のレーザ溶接装置で溶接
速度を上げていくと、レーザ入射面の裏面（管内面）に
溶接欠陥が生じやすくなる。
【０００７】これに対し、この発明によれば、成形管の
内外両面から溶接することにより、１パス目（一面側）
の溶接で発生した溶接欠陥が２パス目（他面側）の溶接
で再溶解するため、溶接速度を上げていっても溶接欠陥
の発生を防止でき、それゆえ、溶接欠陥を生じさせない
高速溶接が可能となる。さらに、内外両面から溶接する
ことにより、通常の２倍の入熱を確保することができ
る。
内外両面から溶接することにより、１パス目（一面側）
の溶接で発生した溶接欠陥が２パス目（他面側）の溶接
で再溶解するため、溶接速度を上げていっても溶接欠陥
の発生を防止でき、それゆえ、溶接欠陥を生じさせない
高速溶接が可能となる。さらに、内外両面から溶接する
ことにより、通常の２倍の入熱を確保することができ
る。
【０００８】また、レーザ溶接装置として化学誘起酸素
ヨウ素レーザ発振器（ＣＯＩＬと略記）もしくはＹＡＧ
レーザ発振器（ＹＡＧと略記）を用い、そこから出力し
たレーザ光を光ファイバに通して伝送するのがよい。こ
れにより、内面からの溶接入熱を上げることができ、よ
り適切な溶接条件を得ることができる。小径管の溶接に
は内面側にレーザ発振器を設置することが困難であり、
ＣＯＩＬまたはＹＡＧを用い光ファイバに通してレーザ
光を導く必要がある。
ヨウ素レーザ発振器（ＣＯＩＬと略記）もしくはＹＡＧ
レーザ発振器（ＹＡＧと略記）を用い、そこから出力し
たレーザ光を光ファイバに通して伝送するのがよい。こ
れにより、内面からの溶接入熱を上げることができ、よ
り適切な溶接条件を得ることができる。小径管の溶接に
は内面側にレーザ発振器を設置することが困難であり、
ＣＯＩＬまたはＹＡＧを用い光ファイバに通してレーザ
光を導く必要がある。
【０００９】また、造管速度をより高速化する必要があ
る場合には、レーザ溶接前に成形管の接合予定部を高周
波加熱により予熱するのが有効である。これは、造管ラ
イン上でレーザ溶接装置の上流側に高周波誘導コイル等
の高周波加熱装置を設置することにより効率よく実施で
きる。さらに、必要に応じて溶接後にシーム部を熱処理
するのが好ましい。これにより、溶接部の硬さを所望の
レベルに下げることが可能となり、より厳しい靱性要求
に対しても応じることができる。この熱処理方法につい
ては、鋼種、要求特性によって焼戻し処理（Ｔ）、焼入
れ焼戻し処理（ＱＴ）のいずれかを選択すればよい。シ
ーム部の熱処理は、シーム部分だけの部分熱処理、全体
の熱処理のどちらでもよい。
る場合には、レーザ溶接前に成形管の接合予定部を高周
波加熱により予熱するのが有効である。これは、造管ラ
イン上でレーザ溶接装置の上流側に高周波誘導コイル等
の高周波加熱装置を設置することにより効率よく実施で
きる。さらに、必要に応じて溶接後にシーム部を熱処理
するのが好ましい。これにより、溶接部の硬さを所望の
レベルに下げることが可能となり、より厳しい靱性要求
に対しても応じることができる。この熱処理方法につい
ては、鋼種、要求特性によって焼戻し処理（Ｔ）、焼入
れ焼戻し処理（ＱＴ）のいずれかを選択すればよい。シ
ーム部の熱処理は、シーム部分だけの部分熱処理、全体
の熱処理のどちらでもよい。
【００１０】なお、鋼帯を管状に成形する手段として
は、プレス曲げ成形、３ロールベンダ成形、連続ロール
成形のいずれを用いてもよい。
は、プレス曲げ成形、３ロールベンダ成形、連続ロール
成形のいずれを用いてもよい。
【００１１】
【実施例】表１に示す組成を有する板厚５mmの低合金鋼
帯（Ａ）およびステンレス鋼帯（Ｂ）を連続ロール成形
により管状に成形した成形管の接合予定部（鋼帯幅両端
部）をレーザ溶接して得たレーザ溶接鋼管について、溶
接欠陥の有無および溶接部靱性を調査した。ここで使用
したレーザ溶接装置は、ＣＯ2 レーザ溶接機（ＣＯ２と
略記）、ＹＡＧ、ＣＯＩＬの３種類である。溶接条件お
よび調査結果を表２に示す。
帯（Ａ）およびステンレス鋼帯（Ｂ）を連続ロール成形
により管状に成形した成形管の接合予定部（鋼帯幅両端
部）をレーザ溶接して得たレーザ溶接鋼管について、溶
接欠陥の有無および溶接部靱性を調査した。ここで使用
したレーザ溶接装置は、ＣＯ2 レーザ溶接機（ＣＯ２と
略記）、ＹＡＧ、ＣＯＩＬの３種類である。溶接条件お
よび調査結果を表２に示す。
【００１２】表２より、従来通り成形管の外面のみから
溶接した比較例では、溶接欠陥が発生し、溶接部靱性も
低い値を呈したのに対し、成形管の内外両面から溶接し
た実施例では、最高20ｍ／min の速度で溶接しても溶接
欠陥は発生せず、溶接部靱性も優れた値を呈し、この発
明の効果が実証された。
溶接した比較例では、溶接欠陥が発生し、溶接部靱性も
低い値を呈したのに対し、成形管の内外両面から溶接し
た実施例では、最高20ｍ／min の速度で溶接しても溶接
欠陥は発生せず、溶接部靱性も優れた値を呈し、この発
明の効果が実証された。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、鋼帯成形管
の内外両面からレーザ溶接して造管することにより、高
速溶接を行っても溶接欠陥が発生せず、かつ優れた溶接
部靱性を有する鋼管を製造できるようになるという優れ
た効果を奏する。
の内外両面からレーザ溶接して造管することにより、高
速溶接を行っても溶接欠陥が発生せず、かつ優れた溶接
部靱性を有する鋼管を製造できるようになるという優れ
た効果を奏する。
フロントページの続き (72)発明者 豊岡 高明 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 安田 耕三 千葉県野田市二ッ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 室 幹雄 千葉県野田市二ッ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 桜井 隆 千葉県野田市二ッ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼帯を管状に成形した成形管の接合予定
部をレーザ溶接するレーザ溶接鋼管の製造方法におい
て、前記成形管の内外両面から溶接することを特徴とす
るレーザ溶接鋼管の製造方法。 - 【請求項２】 溶接に用いるレーザ光を化学誘起酸素ヨ
ウ素レーザ発振器もしくはＹＡＧレーザ発振器から出力
し光ファイバに通して伝送する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 溶接前に接合予定部を高周波加熱により
予熱する請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 レーザ溶接したシーム部を溶接後熱処理
する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9337141A JPH11169945A (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | レーザ溶接鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9337141A JPH11169945A (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | レーザ溶接鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11169945A true JPH11169945A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18305838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9337141A Pending JPH11169945A (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | レーザ溶接鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11169945A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010510070A (ja) * | 2006-11-22 | 2010-04-02 | エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 溶接接合部の加熱処理方法及び装置 |
| CN105328340A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-02-17 | 阳江市五金刀剪产业技术研究院 | 一种液晶显示器支架的光纤激光焊接方法 |
-
1997
- 1997-12-08 JP JP9337141A patent/JPH11169945A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010510070A (ja) * | 2006-11-22 | 2010-04-02 | エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 溶接接合部の加熱処理方法及び装置 |
| CN105328340A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-02-17 | 阳江市五金刀剪产业技术研究院 | 一种液晶显示器支架的光纤激光焊接方法 |
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