JPS60170588A - 高密度エネルギ−ビ−ムによる造管溶接法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度エネルギービームを熱源とする造管溶
接に関し、特に、この種造管溶接における管内面の汚損
、損傷の防止に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

高密度エネルギービームの集中熱源による造管溶接は、
他の溶接熱源に比べて生産性の高い高速溶接が行なえ、
溶接入熱を少なくすることができる。この結果、溶接部
の幅が狭く熱影響による素管材質の劣化が少ない品質の
優れた管の製造が可能である。

しかし、この方法は、高密度エネルギービームで溶接部
を貫通する溶接法であるために、溶接部に投入したエネ
ルギーの一部が溶接部を貫通して管内に入る。これらは
熱的に、あるいは汚物として管内面を汚損、損傷する。

問題点の例を第１図を参照して説明する。

（１１：状金属板を円筒に成型した素管１の突合せ部２
を素管１の表面近傍に集束した高密度エネルギービーム
３で造管溶接すると、溶接部を貫通したエネルギービー
ム４及°び溶接部から発生するスパッタ５．ヒユーム６
等が管内に入る。貫通エネルギービーム４の分布は７に
示すように溶接部の裏面に集中しており、このエネルギ
ーで溶接部に対面する管内面８に熱影響を与え、場合に
よっては表面を溶融する。

また、スパッタ５やヒユーム６は管内面に付着する、特
にスパッタ５の一部は管内面に溶着して容真に除去する
ことが困難である。

このように高密度エネルギービームを熱源とする造管溶
接はｌ容接部の品質が良好でかつ生産性の高い方法であ
るが、この反面、管内表面の品質が低下する欠点がある
。この欠点が解消されれば高密度エネルギービームを熱
源とする造管溶接技術の工業的価値は飛羅的に向上する
が、この欠点を解消すべき対策が何ら講じられていない
のが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は、上記欠点を改善し、管内面を損傷や汚損する
ことなく、溶接部の品質が良好で生産性の高い造管溶接
を高密度エネルギービーム熱源として行なう新たな方法
を提供することを目的とする。

〔発明の技術背景〕

通常１０’　Ｗ／ｃｍ”以上の高密度エネルギーで造管
溶接を実施するが、このとき溶接部を貫通するエネルギ
ーは溶接部に投入する値の２〜２０％に達する。該貫通
エネルギーは管内部に封じ込められて吸収されるが特に
管径が小さいと溶接部に対面する管内面に著しい熱影響
を与え、溶融することもある。更に管内に侵入したヒユ
ームやスパッタ類を掃除して除去することもある。これ
らの問題点は貫通エネルギー及び溶接部で発生するスパ
ッタやヒユームを管内面に到達する前に捕捉する手段を
講することによって解決できる。その手段としては貫通
エネルギー及び溶接部で発生するスパッタやヒユームを
受け止める損傷防止材を溶接部の裏面に位置するように
配設すればよい。管の肉厚が厚いほど貫通エネルギーは
多くなり、管径が大きくなるほど、溶接部に対面する面
までの距離が大となるために、対面する面上のエネルギ
ー密度は低下する。従って管径や肉厚を考慮して貫通エ
ネルギーで溶損貫通しない範囲に損傷防止部材の厚さを
定める必要がある。

〔発明の構成〕

本発明は、帯状金属板を円筒に成形した素管の突合せ部
を素管の表面近傍に集束した高密度エネルギーで造管溶
接するにあたり、溶接部裏面に損傷防止部材を配設して
溶接することを特徴とする高密度エネルギービームによ
る造管溶接法である。　。

以下図面を参照して説明する。

第２図に本発明の造管溶接法の一実施態様を示す。図示
するように成形ローラー群９で連続的に管状に成形され
る素管１の突合せ部２を該突合せ部の表面近傍に集束さ
せた高密度エネルギービーム３で貫通溶接を行なう溶接
管１０を製造するに際して、成形途中の開口部１１から
損傷防止部材１２を連続的に溶接部の裏面に位置するよ
うに送り込む。該損傷防止部材１２が溶接部から管内へ
貫通するエネルギービーム、スパッタ及びヒユーム類を
連続的に受け止めながら造管溶接が進行するので管内表
面の損傷や汚損を防止することができる。造管溶接終了
後に管内に残る損傷防止部材１２は連続的に製造された
管を所定の長さに切断する際に管と共に切断して、管内
から除く。

なお、ヒユームやスパッタ類が損傷防止部材に当った後
に管内に飛散する場合は、損傷防止部材１２の断面形状
を第３ａ図に示す平板型から第３ｂ図あるいは第３ｃ図
のような樋状に変えると一層効果的である。

〔実施例〕

以下実施例を示し本発明の詳細な説明する。

比較例Ａは、損傷防止部材１２を使用しなかった場合で
あり、管内表面に貫通エネルギーで幅１　、２ｍｍの連
続した溶融錫がつき、さらにヒユームとスパッタの寸着
がある。特にこのスパッタは管内面に溶着したものが多
く、管径が５０．８ｍｍと細いこともあって、管内の手
入れが極めて困難であった。

実施例Ｂ、Ｃ，Ｄ、ＥおよびＦはいずれも損傷防止部材
を造管溶接速度と同一速度で連続的に供給しなから造管
溶接した場合であり、管内面の熱的損傷はない。損傷防
止部材の断面形状を、第３ｂ図と第３Ｃ図に示す形状と
したＢ、Ｃ，ＥおよびＦはヒユームやスパッタをすべて
損傷防止部材で受け止めることができ、管内面の汚損が
ない。損傷防止部材の断面形状が第３ａ図に示すもので
あるＤの場合は、損傷防止部材に当ったスパッタが一部
管内に飛散するが管内面に溶着することはなく、エヤー
ブロー等で容易に除去することが出来た。

これらの実施例では損傷防止部材を造管溶接速度と同一
に選んだために、損傷防止部材で管内面に擦り傷を付け
ることもない。また、この実施例で選んだ損傷防止部材
は表面が一部溶融するもののいずれも貫通エネルギーで
溶融貫通することはなかった。

本実施例で用いた損傷防止部材１２の供給方法を第４図
に示す。

第４図は造管溶接中の管の縦断面を示すものであり、１
３は概に溶接が終了した部分である。溶接部１４を貫通
した貫通エネルギー４．スパッタ５及びヒユーム６は、
損傷防止部材１２で受け止められる。この場合、損傷防
止部材１２は溶接部１４に対面する管内面に接触した位
置で管内面を覆い損傷を防止する。

この結果、損傷防止部材１２を用いたものはいずれも管
内面の損傷や汚損がなく極めて良好な溶接管を製造する
ことが可能であった。

ところで従来は、管径が大きくなるに従って、溶接部１
４とこれに対面する面との距離が増して、貫通物が広が
り、管内面の損傷範囲が広がることがある。この場合は
、本発明では第５図に示すように損傷防止部材１２の支
持台１７を管内に置いて損傷防止部材１２を溶接部１４
に接近させる。

これによれば貫通物が広がる以前に損傷防止部材で捕え
ることができ効果的である。

また、図示しないが、溶接部をＡｒ、Ｈｅ。

ＣＯ２等のガスにて大気からシールドすることが必要で
ある。

上記実施例においては、損傷防止部材を造管溶接速度と
同一速度で連続的に供給する例を示したが、損傷防止部
材の断°面形状が樋状の場合は、スパッタやヒユームを
堆積できるので、損傷防止部材が貫通ビームにより溶損
貫通しない範囲で造管溶接速度より遅い速度で連続的に
供給してもよい。

また、管径が大きい場合には管内溶接部裏面に貫通エネ
ルギーを受止め、スパッタやヒユームを収容する容器を
置き溶接速度に合せて移動せしめても、ｉ明の目的、効
果は達成できる。

高密度エネルギービームの照射方向は、実施例において
は垂直上方向から照射する例を示したが、損傷防止部材
形状との組合せにより水平方向等から照射しても本発明
の目的、効果は達成でき、高密度エネルギービーム照射
方向は任意に設定可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接方法の実施態様と、溶接部のエネル
ギー分子布を示す正面図およびグラフである。 第２図は本発明の一実施態様を示す斜視図、第３ａ図、
第３ｂ図および第３ｃ図は第２図に示す損傷防止材１２
の、各種の断面形状を示す断面図である。 第４図および第５図は、それぞれ第２図に示す損傷防止
材１２を供給する装置構成を示す縦断面図である。 ｌ：素管　２：突合せ部 ３：高密度エネルギービーム　４：貫通エネルギー５ニ
スバツタ　６：ヒユーム ７：エネルギー分布　８：溶接部に対面する管内面９：
成形ローラ群　ｌＯ：溶接管 １１Ｓ成形途中の開口部　１２：損傷防止部材１３：溶
接終了部　１４；溶接部 １５：損傷防止板供給機構　１６：支持具箔１回 児３ａ■□ 肩３ｂ■し＝旦 方４羽 Ｒ 肩５司

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯状金属板を円筒に成形した素管の突合せ部を素管の表
   面近傍に集束した高密度エネルギーモ造管溶接するにあ
   たり、溶接部裏面に損傷防止部材を配設して溶接するこ
   とを特徴とする高密度エネルギービームによる造管溶接
   法。