JPS6129830B2 - - Google Patents
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- JPS6129830B2 JPS6129830B2 JP56116735A JP11673581A JPS6129830B2 JP S6129830 B2 JPS6129830 B2 JP S6129830B2 JP 56116735 A JP56116735 A JP 56116735A JP 11673581 A JP11673581 A JP 11673581A JP S6129830 B2 JPS6129830 B2 JP S6129830B2
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- welding
- pipe
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- laser beam
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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
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/60—Preliminary treatment
-
- 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
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
- B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
本発明は高周波溶接等の溶接技術を利用して電
縫鋼管等の溶接管を製造する方法において、ペネ
トレータの発生を効果的に防止して溶接品質の向
上を図る溶接管の製造方法を提案するものであ
る。 一般に電縫鋼管を製造する方法においては、帯
鋼が複数のブレイクダウンロール、サイドロー
ル、フインパスロール等からなる成形ロール群に
連続的に送給されて、まずU字形に成形され後に
略円形のオープンパイプに曲成され、然る後に溶
接機に送給され、誘導コイル方式又はサーマツー
ル方式によりオープンパイプの対向側端面に高周
波電流を通じてその部分を加熱溶融させた後、ス
クイズロールにより圧接することによつて電縫鋼
管が製造される。 斯かる方法は他の製管方法に比して高能率であ
ることが大きな利点であり、油井管、ラインパイ
プ用鋼管、ボイラ用鋼管、機械構造用鋼管等の低
コスト化が実現できる。 然るにオープンパイプの対向側端面が加熱溶融
される際に大気中の酸素により素材中の合金成分
が酸化されて生成した酸化物の中で高融点のもの
(Mn,Si,Cr等の酸化物)が排出されずに溶接部
内部に残留し、ペネトレータと呼ばれる溶接欠陥
が発生することがある。このペネトレータは拡
管、偏平、シヤルピー各試験等により確認される
機械的性質を著しく劣化させ、電縫鋼管の信頼性
を低下させるので、その用途を限定する一因とな
る。 このためペネトレータの発生を防止する方法が
種々開発されており、その主なものとして溶接現
象を安定させる方法及び窒素ガス等により加熱部
周辺をシールドする方法がある。前者による方法
は過大な溶接入熱のときにペネトレータが発生し
やすいことに着目し、板厚、V形状、電源電圧等
の変動に対して常に適正入熱が得られるように制
御してペネトレータの発生を防止する方法である
が、仮令適正入熱が得られるように制御できたと
してもペネトレータが素材中のMn,Si,Cr等の
合金成分の酸化現象に起因している限り、その酸
化現象を根本的に防止しなければペネトレータの
発生を皆無にすることはできず、実際には溶接入
熱の制御のみでは微小なペネトレータが残存す
る。 また後者による方法は窒素ガス等により加熱部
周辺を大気からシールドして酸化を防止する方法
であつてペネトレータの発生が相当減少すること
が既に知られているが、加熱部周辺に取り付けら
れる誘導加熱コイル又は接触給電子等の構造が複
雑であるために、加熱部周辺を大気から完全にシ
ールドすることは困難であつて素材中のMn,
Si,Cr等の合金成分の酸化を防ぎきれず、微小
なペネトレータの発生は避け得ない上、装置が大
掛かりなものとなり、その保守も煩瑣であるとい
う難点がある。 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、電縫鋼管等の溶接管を製造する際に加熱部周
辺の素材の酸化を略完全に防止して微小ペネトレ
ータを大幅に低減し、溶接管の品質の向上を図る
ことを目的とする。 本発明に係る溶接管の製造方法は、金属帯の側
端面同志を対向させるべくこれを曲成してオープ
ンパイプとし、該オープンパイプの対向側端部に
電流を通じて加熱すると共に両側方から加圧する
ことにより両側端部を溶接して管を製造する方法
において、溶接点近傍にレーザビームを照射し、
照射部の金属を蒸発せしめつつ溶接することを特
徴とする。 以下本発明方法をその実施状態を示す図面に基
いて詳細に説明する。第1図は電縫鋼管製造ライ
ンの要部を模式的に示す平面図であり、第2図は
その溶接点近傍を模式的に示す斜視図である。図
示しない縁削装置でその両側縁が溶接に適する面
に仕上げられた帯鋼STは白抜矢符方向に送給さ
れてブレークダウンロール61a,61b及び6
2a,62b並びにサイドロール51l,51
r,52l,52r及び53l,53rによつて
U字型に成形される。そして上下に対設されたフ
インバスロール41,42(図には上方のロール
のみを表わしてある)、更にはこのフインパスロ
ール41,42間の最終のサイドロール54l,
54rによつて略円形に成形されてオープンパイ
プOPとなり、また上方のフインパスロールが有
するフインプレートによつて対向する両縁が正確
に案内されて誘導加熱コイル1へ送給される。誘
導加熱コイル1へは高周波電源2から200〜500k
Hz程度の高周波電流が供給され、オープンパイプ
OPの対向側端部には誘導電流が発生する。この
誘導電流によつて対向側端部が加熱されたオープ
ンパイプOPはスクイズロール3l,3rによつ
て両側方から加圧されて溶接点Aにて溶接されて
パイプPとなる。そして溶接点Aの上方には第2
図に示すようにレーザビーム発生装置7が設置さ
れており、溶接点A近傍にレーザビームを照射す
る。 ここで溶接点A近傍とは加熱溶融された対向側
端部がスクイズロール3l,3rにより加圧され
て接合する実質上の溶接点、所謂溶接突合せ点か
らその上流の加熱溶融された対向側端部が接近し
て外観上接合してみえる見掛け上の溶接点迄の
間、更にはその上流側20mm程度の部分を指す。 またレーザビーム発生装置7としてはルビ、
YAG等の固体レーザ又はCO2で代表される気体
レーザの発生装置を用い、100KW/cm2程度の出
力で連続的にビームを照射する。対向側端部は高
周波誘導電流により加熱されており、照射部の金
属を蒸発させるにはこの程度で十分である。 なお実施例ではレーザビーム発生装置7から直
接溶接点A近傍へ照射したが、溶接点Aの上方の
適宜位置にミラを配し、他の位置にて発生された
レーザビームをそのミラにて反射させて溶接点A
近傍へ照射してもよく、溶接点Aの上流側の適宜
位置、例えばオープンパイプOPの対向側端部間
に生じた間隙にミラを配し、他の位置にて発生さ
れたレーザビームをそのミラにて反射させて水平
ビームとして溶接点A近傍へ照射してもよい。 斯かる本発明方法による場合は、溶接点A近傍
の金属表面はレーザビームにより急激に加熱され
てその金属は蒸発し、その蒸気圧により金属表面
は大気からシールドされることになる。またその
蒸気が酸化されることにより周辺の酸素が消費さ
れ、酸素分圧は著しく低下する。またその際生じ
た酸化物も殆どが大気中に飛散して溶接部に悪影
響を及ぼすことはない。このように本発明方法
は、素材金属が自ら蒸発していくことにより金属
表面を言わば自己シールドするので効果的に加熱
部周辺を非酸化雰囲気とすることができ、その部
分での素材中の合金成分の酸化が防止され、微小
なペネトレータも防止できる。また従来の窒素ガ
ス等によりシールドする方法に比し、装置も簡単
なもので済み既存設備への適用も容易である。
縫鋼管等の溶接管を製造する方法において、ペネ
トレータの発生を効果的に防止して溶接品質の向
上を図る溶接管の製造方法を提案するものであ
る。 一般に電縫鋼管を製造する方法においては、帯
鋼が複数のブレイクダウンロール、サイドロー
ル、フインパスロール等からなる成形ロール群に
連続的に送給されて、まずU字形に成形され後に
略円形のオープンパイプに曲成され、然る後に溶
接機に送給され、誘導コイル方式又はサーマツー
ル方式によりオープンパイプの対向側端面に高周
波電流を通じてその部分を加熱溶融させた後、ス
クイズロールにより圧接することによつて電縫鋼
管が製造される。 斯かる方法は他の製管方法に比して高能率であ
ることが大きな利点であり、油井管、ラインパイ
プ用鋼管、ボイラ用鋼管、機械構造用鋼管等の低
コスト化が実現できる。 然るにオープンパイプの対向側端面が加熱溶融
される際に大気中の酸素により素材中の合金成分
が酸化されて生成した酸化物の中で高融点のもの
(Mn,Si,Cr等の酸化物)が排出されずに溶接部
内部に残留し、ペネトレータと呼ばれる溶接欠陥
が発生することがある。このペネトレータは拡
管、偏平、シヤルピー各試験等により確認される
機械的性質を著しく劣化させ、電縫鋼管の信頼性
を低下させるので、その用途を限定する一因とな
る。 このためペネトレータの発生を防止する方法が
種々開発されており、その主なものとして溶接現
象を安定させる方法及び窒素ガス等により加熱部
周辺をシールドする方法がある。前者による方法
は過大な溶接入熱のときにペネトレータが発生し
やすいことに着目し、板厚、V形状、電源電圧等
の変動に対して常に適正入熱が得られるように制
御してペネトレータの発生を防止する方法である
が、仮令適正入熱が得られるように制御できたと
してもペネトレータが素材中のMn,Si,Cr等の
合金成分の酸化現象に起因している限り、その酸
化現象を根本的に防止しなければペネトレータの
発生を皆無にすることはできず、実際には溶接入
熱の制御のみでは微小なペネトレータが残存す
る。 また後者による方法は窒素ガス等により加熱部
周辺を大気からシールドして酸化を防止する方法
であつてペネトレータの発生が相当減少すること
が既に知られているが、加熱部周辺に取り付けら
れる誘導加熱コイル又は接触給電子等の構造が複
雑であるために、加熱部周辺を大気から完全にシ
ールドすることは困難であつて素材中のMn,
Si,Cr等の合金成分の酸化を防ぎきれず、微小
なペネトレータの発生は避け得ない上、装置が大
掛かりなものとなり、その保守も煩瑣であるとい
う難点がある。 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、電縫鋼管等の溶接管を製造する際に加熱部周
辺の素材の酸化を略完全に防止して微小ペネトレ
ータを大幅に低減し、溶接管の品質の向上を図る
ことを目的とする。 本発明に係る溶接管の製造方法は、金属帯の側
端面同志を対向させるべくこれを曲成してオープ
ンパイプとし、該オープンパイプの対向側端部に
電流を通じて加熱すると共に両側方から加圧する
ことにより両側端部を溶接して管を製造する方法
において、溶接点近傍にレーザビームを照射し、
照射部の金属を蒸発せしめつつ溶接することを特
徴とする。 以下本発明方法をその実施状態を示す図面に基
いて詳細に説明する。第1図は電縫鋼管製造ライ
ンの要部を模式的に示す平面図であり、第2図は
その溶接点近傍を模式的に示す斜視図である。図
示しない縁削装置でその両側縁が溶接に適する面
に仕上げられた帯鋼STは白抜矢符方向に送給さ
れてブレークダウンロール61a,61b及び6
2a,62b並びにサイドロール51l,51
r,52l,52r及び53l,53rによつて
U字型に成形される。そして上下に対設されたフ
インバスロール41,42(図には上方のロール
のみを表わしてある)、更にはこのフインパスロ
ール41,42間の最終のサイドロール54l,
54rによつて略円形に成形されてオープンパイ
プOPとなり、また上方のフインパスロールが有
するフインプレートによつて対向する両縁が正確
に案内されて誘導加熱コイル1へ送給される。誘
導加熱コイル1へは高周波電源2から200〜500k
Hz程度の高周波電流が供給され、オープンパイプ
OPの対向側端部には誘導電流が発生する。この
誘導電流によつて対向側端部が加熱されたオープ
ンパイプOPはスクイズロール3l,3rによつ
て両側方から加圧されて溶接点Aにて溶接されて
パイプPとなる。そして溶接点Aの上方には第2
図に示すようにレーザビーム発生装置7が設置さ
れており、溶接点A近傍にレーザビームを照射す
る。 ここで溶接点A近傍とは加熱溶融された対向側
端部がスクイズロール3l,3rにより加圧され
て接合する実質上の溶接点、所謂溶接突合せ点か
らその上流の加熱溶融された対向側端部が接近し
て外観上接合してみえる見掛け上の溶接点迄の
間、更にはその上流側20mm程度の部分を指す。 またレーザビーム発生装置7としてはルビ、
YAG等の固体レーザ又はCO2で代表される気体
レーザの発生装置を用い、100KW/cm2程度の出
力で連続的にビームを照射する。対向側端部は高
周波誘導電流により加熱されており、照射部の金
属を蒸発させるにはこの程度で十分である。 なお実施例ではレーザビーム発生装置7から直
接溶接点A近傍へ照射したが、溶接点Aの上方の
適宜位置にミラを配し、他の位置にて発生された
レーザビームをそのミラにて反射させて溶接点A
近傍へ照射してもよく、溶接点Aの上流側の適宜
位置、例えばオープンパイプOPの対向側端部間
に生じた間隙にミラを配し、他の位置にて発生さ
れたレーザビームをそのミラにて反射させて水平
ビームとして溶接点A近傍へ照射してもよい。 斯かる本発明方法による場合は、溶接点A近傍
の金属表面はレーザビームにより急激に加熱され
てその金属は蒸発し、その蒸気圧により金属表面
は大気からシールドされることになる。またその
蒸気が酸化されることにより周辺の酸素が消費さ
れ、酸素分圧は著しく低下する。またその際生じ
た酸化物も殆どが大気中に飛散して溶接部に悪影
響を及ぼすことはない。このように本発明方法
は、素材金属が自ら蒸発していくことにより金属
表面を言わば自己シールドするので効果的に加熱
部周辺を非酸化雰囲気とすることができ、その部
分での素材中の合金成分の酸化が防止され、微小
なペネトレータも防止できる。また従来の窒素ガ
ス等によりシールドする方法に比し、装置も簡単
なもので済み既存設備への適用も容易である。
【表】
注)冷接:接合温度が低く、十分接合せ
ず、所謂コールドウエルドが
生じた状態
次に本発明の実施例について説明する。化学成
分がC:0.14%、Si:0.30%、Mn:0.50%、Cr:
1.0%の供試材を板厚:3.2mm、外径:48.6mmの鋼
管とすべく製管速度:2m/分にて製管した。第
1表は従来法による場合と本発明方法による場合
とについてペネトレータの発生状況を比較したも
のである。 従来法による場合、ペネトレータが多発するよ
うな溶接入熱条件で溶接したときも、本発明によ
る場合はペネトレータの発生を皆無に近い状況に
することができ、本発明方法のペネトレータの発
生を防止する上での効果が十分確認できた。 以上詳述した如く本発明方法による場合は溶接
管を製造する際に溶接点近傍にレーザビームを照
射し、照射部の金属を蒸発せしめつつ溶接するの
で素材金属が金属表面を大気か自己シールドす
る。従つて素材中の合金成分の酸化を防止でき、
ペネトレータの発生を効果的に防止でき、電縫鋼
管等の溶接管の品質向上に多大の効果がある。
ず、所謂コールドウエルドが
生じた状態
次に本発明の実施例について説明する。化学成
分がC:0.14%、Si:0.30%、Mn:0.50%、Cr:
1.0%の供試材を板厚:3.2mm、外径:48.6mmの鋼
管とすべく製管速度:2m/分にて製管した。第
1表は従来法による場合と本発明方法による場合
とについてペネトレータの発生状況を比較したも
のである。 従来法による場合、ペネトレータが多発するよ
うな溶接入熱条件で溶接したときも、本発明によ
る場合はペネトレータの発生を皆無に近い状況に
することができ、本発明方法のペネトレータの発
生を防止する上での効果が十分確認できた。 以上詳述した如く本発明方法による場合は溶接
管を製造する際に溶接点近傍にレーザビームを照
射し、照射部の金属を蒸発せしめつつ溶接するの
で素材金属が金属表面を大気か自己シールドす
る。従つて素材中の合金成分の酸化を防止でき、
ペネトレータの発生を効果的に防止でき、電縫鋼
管等の溶接管の品質向上に多大の効果がある。
第1図は電縫鋼管製造ラインの要部を模式的に
示す平面図であり、第2図はその溶接点近傍を模
式的に示す斜視図である。 P……パイプ、OP……オープンパイプ、ST…
…帯鋼、A……溶接点、1……誘導加熱コイル、
2……高周波電源、3l,3r……スクイズロー
ル、7……レーザビーム発生装置。
示す平面図であり、第2図はその溶接点近傍を模
式的に示す斜視図である。 P……パイプ、OP……オープンパイプ、ST…
…帯鋼、A……溶接点、1……誘導加熱コイル、
2……高周波電源、3l,3r……スクイズロー
ル、7……レーザビーム発生装置。
Claims (1)
- 1 金属帯の側端面同士を対向させるべくこれを
曲成してオープンパイプとし、該オープンパイプ
の対向側端部に電流を通じて加熱すると共に両側
方から加圧することにより両側端部を溶接して管
を製造する方法において、溶接点近傍にレーザビ
ームを照射し、照射部の金属を蒸発せしめつつ溶
接することを特徴とする溶接管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56116735A JPS5816781A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 溶接管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56116735A JPS5816781A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 溶接管の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5816781A JPS5816781A (ja) | 1983-01-31 |
JPS6129830B2 true JPS6129830B2 (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=14694484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56116735A Granted JPS5816781A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 溶接管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5816781A (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58100982A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-15 | Nippon Steel Corp | エネルギビ−ム併用電気抵抗溶接法 |
JPS59202187A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-15 | Nippon Steel Corp | エネルギ−ビ−ム併用電気抵抗溶接法 |
JPS6046890A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-13 | Shinko Electric Co Ltd | 金属パイプの製造方法 |
JPS60111783A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-18 | Kawasaki Steel Corp | 電縫鋼管の製造方法 |
JPS61195792A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 缶胴体の製造方法 |
JPS6261786A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-18 | エルパトロ−ニク・アクチエンゲゼルシヤフト | レ−ザ突合せ溶接法 |
JPH08300172A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-19 | Nkk Corp | 溶接鋼管の製造方法 |
ES2289521T3 (es) | 2003-06-05 | 2008-02-01 | Lg Electronics Inc. | Tambor para lavadora y secadora. |
CN103447701A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-18 | 张家港市恒运新材料科技有限公司 | 激光高频复合焊装置及其焊接方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56114590A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-09 | Nippon Steel Corp | Joining method of material |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP56116735A patent/JPS5816781A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56114590A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-09 | Nippon Steel Corp | Joining method of material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS5816781A (ja) | 1983-01-31 |
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