JPS61281821A - 電縫鋼管の溶接熱影響部の後熱処理法 - Google Patents

電縫鋼管の溶接熱影響部の後熱処理法

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JPS61281821A
JPS61281821A JP12277385A JP12277385A JPS61281821A JP S61281821 A JPS61281821 A JP S61281821A JP 12277385 A JP12277385 A JP 12277385A JP 12277385 A JP12277385 A JP 12277385A JP S61281821 A JPS61281821 A JP S61281821A
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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〉 本発明は電縫鋼管の溶接熱影響部を軟化させる後熱処理
方法に関するものである。
〈従来の技術とその問題点〉 近年自動車の燃費向上に関する改善は著しく。
その方策として車体の軽量化が種々検討されている。こ
の中で従来棒鋼により製造されていた部品の中空化の検
討は目覚しく、棒鋼から電縫鋼管への置換が積極的に進
められているに の傾向は特に小径電縫鋼管について著しく、引抜き1曲
げ、拡管などこれら各方法を単独又は組合わせることに
よ、り複雑な形状部品に加工するものが多い。
一方、電縫鋼管の溶接ビード部は、溶接時に高温に加熱
され圧接後冷却されるので、管材のC量が高くなるほど
、また焼入性を高める合金元素(Si、 Mn、 Cr
、 Mo、口などの元素)が1種または2種以上含まれ
たり、その添加量が多くなるほど溶接ビード部の硬化が
著しくなり、冷却後の溶接熱影響部の硬化は素管の母材
部硬さに比べ著しくなる。
このため、溶接熱影響部を軟化することなくすなわち、
溶接のままの鋼管を加工すると、加工時に溶接部に割れ
が発生し加工できなかったり、溶接熱影響部と母材部の
変形能の差により、加工後溶接熱影響部の肉厚が厚くな
って偏肉が起り、加工部品の精度が得られないなどの問
題が生じる。
そこで、加工用途に用いる電縫鋼管は溶接後。
溶接熱影響部に焼なましを施しているのが現状で報およ
び電縫鋼管溶接部焼鈍装置(ml鉄研究第295(19
78)、 p12673〜12678)などの文献に見
られるように、溶接後溶接熱影響部をA3点以上の温度
に加熱するため、再加熱後の冷却において溶接部が硬化
しないようすなわちフェライト+パーライト組織に変態
するよう変態点近傍の温度域を徐冷する事が必要である
。したがって、装置は再加熱帯の後に長い徐冷帯が必要
となり造管機ラインも非常に長い大がかりな設備となる
。また、徐冷帯が短い場合には変態点近傍の温度域を急
冷しないよう造管速度を遅くしなければならず、生産能
率を大幅に低下させる。
さらにC量が高い材料や焼入性を向上させる合金元素(
Mn、 Cr、 Mo、 Bなど)を含む材料からの造
管では、オーステナイトからフェライト+パーライト組
織に変態するに要する時間は長くなるので。
これらの問題がさらに顕著になる。
したがって、現状の後熱処理方法は設備、生産能率の両
面で大きな欠点を有している。
く問題を解決する手段〉 本発明の目的はこのような現状に鑑み、溶接後の冷却条
件と再加熱条件を種々検討した結果、溶接後回加熱する
までに溶接部をマルテンサイト生成開始温度(以下Ms
点と略記する)以下の温度まで一たん急冷し、その後焼
もどしすることにより、長い徐冷帯を必要とすることな
く、また造管速度を遅くすることなく短時間で溶接熱影
響部の硬さを能率よく軟化する後熱処理方法を見出した
〈発明の構成〉 本発明は低周波および高周波溶接による電縫鋼管の製造
方法において、溶接後加熱された電縫溶接部を管材のM
s点よりも50℃以上低い温度まで一たん急冷し、溶接
時の高温加熱によって生成したオーステナイト組織が2
0%以上残留しないように冷却し、マルテンサイト組織
化する。
その後、500℃から(Ac1+50℃)の温度まで再
加熱し、急冷により生成したマルテンサイトを焼もどし
することにより、溶接熱影響部を軟化することを特徴と
する後熱処理方法である。
本方法では再加熱後に残留オーステナイトが20%以上
残存することがないため、その後に急冷しても溶接熱影
響部は硬化することがなく、徐冷帯を長くもうける必要
もない、また造管速度を遅くして変態を完了さすことも
必要なくなる。
以下に本発明に係る限定の理由について述べる。
溶接後の電縫溶接部の冷却温度が(Ms −50℃)よ
り高いと、溶接熱影響部の組織は未変態の残留オーステ
ナイトを含む組織となりやすい。この残留オーステナイ
トは再加熱後の冷却においてマルテンサイトに変態する
ので、残留オーステナイトの量が20%以上であると溶
接部は硬化する。また。
再加熱後に、20%以上の残留オーステナイトをフェラ
イト+パーライト組織に変態させ軟化させるためには造
管速度を遅くしたり、長い徐冷帯を設けることが必要と
なる。
したがって、溶接後の溶接熱影響部のマルテンサイト量
を20%未満におさえるために、冷却温度は(Ms−5
0℃)以下の温度に限定した。
冷却後の再加熱は冷却時に溶接熱影響部に生成したマル
テンサイトを焼もどすためであり、後加熱温度が500
℃未満ではマルテンサイトが短時間の後熱処理条件では
充分焼もどしきれず、また、Ac4+50℃の温度を越
えて加熱すると、再度オーステナイト組織に変態し、冷
却時二のオーステナイト組織がマルテンサイトに変態す
るため、溶接熱影響部は軟化しない。したがって、溶接
熱影響部を軟化させるために後加熱温度は500℃〜(
Ac1+50℃)の温度範囲に限定した。
実施例1 第1表(イ)の化学成分を有し第1表(ロ)の変態点を
有する素材を用いて、従来法ならびに本発明法による後
熱処理後の冷却条件について検討するために、変態点測
定装置(フォーマスターF)により電縫鋼管製造(溶接
および後熱処理)を模した熱サイクルを付与した。従来
法と本発明法に相当する熱サイクルを、第2図及び第1
図に示す。従来法では第2図に示すように再加熱装置(
ボストアニーラ)で溶接部をA3点以上の温度に加熱す
るので、その後の冷却速度により変態組織が異なり、得
られる硬さも異なる。900℃から500℃までの温度
範囲の冷却速度を変えて冷却したときの硬さを第2表に
示す。
545C相当の供試材Aを20℃/secの冷却速度で
冷却したとき得られる硬さはHRC35であり、40℃
/secで冷却したときの硬さはHRC52である。一
方SCM435相当の供試材Bを4℃/seeの冷却速
度で冷却したとき得られる硬さはHRC33であり、4
0℃/secで冷却したときの硬さはHRC54である
。すなわち、HRC33〜35の硬さを得るには供試材
Aではボストアニーラで加熱後約20秒、供試材Bでは
100秒の変態に要する時間が必要である。今、造管速
度を毎分30mで製造する場合、徐冷帯の長さは供試材
Aでは10m、供試材Bでは50mの長さが必要である
。さらに低い硬さを得るには徐冷帯の長さはさらに長く
なる。
これに対し第1図に示す本発明法では溶接機溶接部をM
s点よりも50℃以上低い温度250℃まで一たん急冷
し、マルテンサイト組織に変態させ、その後720℃に
5秒間再加熱して3秒で室温まで冷却した。得られた硬
さは供試材AでHRC32、供試材BでHRC36であ
った。
全造管速度を毎分30mで製造すると冷却帯は1.5m
あれば良く、従来法に比較してポテトアニーラ後の冷却
帯の長さは本発明法は従来法に比し大幅に短かくて良い
第1表(イ) 第1表(ロ) 第2表 実施例2 第3表(イ)の化学成分を有し第3表(ロ)の変態点を
有する素材を用いて22.2φX 2.6 t (m+
n)の寸法の電縫鋼管を製造するにあたり、素材帯鋼を
管状に成形した後、高周波加熱により管状体のエツジ部
を加熱し、スクイズロールで加圧溶接した。
その後、溶接部を水冷により約5秒で、本発明法の範囲
であるMs点より約180℃低い250℃まで冷却し、
ボストアニーラにより各種温度に3秒間加熱した。また
再加熱後は水冷により15秒以内で約150℃まで冷却
した。なお造管速度は毎分30mである。
第3図は600℃の、再加熱による溶接熱影響部の硬さ
分布を示したものである。
第4表は第3図に示した溶接熱影響部の最高硬さ、後熱
温度および電縫鋼管の曲げ試験結果を示した。表より後
熱温度が500℃未満では溶接熱影響部の硬さの軟化は
あまり見られないが、500℃以上(Acl+50℃)
の温度範囲では加熱温度が高くなるほど溶接熱警部の硬
さは大幅に軟化する。
また(Ac1 + 50℃)の温度を越えて加熱すると
、加熱部は再度オーステナイトに変態するため、その後
の冷却によりマルテンサイトが生成し、かえって溶接熱
影響部は硬くなる。
また、本発明法の後熱温度範囲では、曲げ角度180°
の曲げ試験では溶接熱影響部の割れ発生もなく、複雑な
形状の製品に加工が出来、良好な加工特性を示す。
第3表(イ) 第3表(ロ) 実施例3 第3表(イ)の化学成分を有し第3表(ロ)の変態点を
有する素材を用いて22,2φX 2.6 t (+s
m)の寸法の電縫鋼管を製造するにあたり、素材帯鋼を
管状に成形した後、高周波加熱により管状体のエツジ部
を加熱し、スクイズロールで加圧溶接した。
その後溶接部を水冷により約5秒で各温度まで冷却し、
ボストアニーラにより670℃の温度に3秒間加熱した
。また再加熱後は水冷により15秒以内で約150℃ま
で冷却した。なお造管速度は毎分30mである。
第4図は冷却温度による溶接熱影響部の最高硬さの関係
を示す図で、ある0図よりMs点より50℃以上低い温
度に冷却すると冷却時に生成されたマルテンサイトが焼
もどしされて溶接熱影響部の硬さは低下する。これに対
し、(Ms点−50℃)を越える冷却温度では残留オー
ステナイトの量が20%以上となり、再加熱後にマルテ
ンサイトが生成し、後熱処理後に高い溶接部硬さを示す
実施例4 第5表の化学成分を有する素材を用いて電縫鋼管を製造
するにあたり、素材帯鋼を管状に成形した後、高周波加
熱により管状体のエツジ部を加熱し、スクイズロールで
加圧溶接した。その後水冷により約5秒で各温度まで冷
却し、引続きボストアニーラにより3秒間加熱し、水冷
した。
なお造管速度はいずれも毎分30mである。このような
条件で製造した電縫鋼管の溶接熱影響部の硬さ測定と曲
げ試験を実施した。その結果を第6表に示した。
供試材A (S35C)、B (S55C)およびC(
50M435)の各電縫鋼管とも冷却温度が本発明法よ
りも高いA−1,B−1,C−1は冷却時点でマルテン
サイトに変態することなく、引続き再加熱されるため、
後熱後の冷却時に残留オーステナイトがマルテンサイト
に変態して溶接熱影響部は焼入れ組織となり非常に硬く
、曲げ試験では溶接部に割れが発生して加工部品用電縫
鋼管としては使用できない。
また、冷却温度は、本発明法の条件であるが、後熱温度
が本発明法よりも低いA−2,B−2,C−2の電縫鋼
管は、冷却時にマルテンサイトに変態するが、後熱温度
が低いためマルテンサイトの焼もどしが不充分で、溶接
熱影響部は非常に硬く、曲げ試験で溶接部に割れが発生
する。
これに対し、本発明法のA−3,B−3,C−3の電縫
鋼管は冷却時に生成したマルテンサイトが後熱時高い温
度で焼もどしされるため溶接熱影響部の軟化は顕著で曲
げ試験においても溶接部の割れはなく、加工部品用電縫
鋼管として使用できる。
〈発明の効果〉 本発明は溶接により加熱された電縫溶接部を管材のMs
点よりも50℃以上低い温度まで一たん急冷し、溶接時
の高温加熱によるオーステナイト組織をマルテンサイト
組織に変態させ、その後500℃から最高(Ac4+5
0℃)の温度で再加熱し、急冷により生成したマルテン
サイトを焼もどしすることにより、溶接熱影響部を短時
間の熱サイクルで軟化さす後熱処理法で、従来のボスト
アニーラ後に長い徐冷帯を設けたり、造管速度を遅くし
て製造する必要がなく設備面、生産能率面での欠点を改
善した。また本発明法による電縫鋼管の特性は苛酷な曲
げ成形も可能で、良好な品質特性を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋼素材に溶接と本発明法の後熱処理を模した熱
サイクルを与えた時の温度と時間の関係を示す図、第2
図は鋼素材に溶接と従来法後熱処理を模した熱サイクル
を与えた時の温度と時間の関係を示す図、第3図は60
0℃に再加熱したときの溶接熱影響部の硬さ分布を示す
図、第4図は冷却温度と670℃で後熱処理したときの
溶接熱影響部の硬さの関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 低周波および高周波溶接による電縫鋼管の製造方法にお
    いて、溶接後の電縫溶接部を管材のMs点よりも50℃
    以上低い温度まで一たん冷却し、その後500℃から(
    Ac_1+50℃)の温度範囲に再加熱し冷却すること
    により、溶接熱影響部を軟化させる後熱処理方法。
JP60122773A 1985-06-07 1985-06-07 電縫鋼管の溶接熱影響部の後熱処理法 Expired - Lifetime JPH0610309B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008031210A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Algoma Steel Inc. Method for manufacturing a welded assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153839A (ja) * 1983-02-23 1984-09-01 Nippon Steel Corp 低温靭性のすぐれた高張力電縫鋼管の製造方法

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