JP2010240734A

JP2010240734A - Method for manufacturing laser-welded steel pipe

Info

Publication number: JP2010240734A
Application number: JP2009250669A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yano; 浩史矢埜; Kenji Oi; 健次大井; Masahito Suzuki; 雅仁鈴木; Toshibumi Kodama; 俊文児玉
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: JP5375527B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for stably manufacturing a laser-welded steel pipe in a high yield by determining a laser welding situation highly precisely and by changing a welding condition on the basis of the determination result in manufacturing the laser-welded steel pipe. <P>SOLUTION: An irradiation part of a laser beam emitted to an edge part is watched from the inner face side of an open pipe and, if a key hole penetrating to the inner face side of the open pipe is recognized, a welding condition by the laser beam is continuously maintained. If the key hole penetrating to the inner face side of the open pipe is not recognized, the welding condition by the laser beam is changed. Thus, welding is performed while the key hole penetrating from the outer face side to the inner face side of the open pipe is provided in the irradiation part of the laser beam. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザビームを用いてオープンパイプの長手方向のエッジ部を溶接する鋼管（以下、レーザ溶接鋼管という）の製造方法に関し、特に油井管あるいはラインパイプ等の石油，天然ガスの採掘や輸送に好適なレーザ溶接鋼管の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a steel pipe (hereinafter referred to as a laser welded steel pipe) in which an edge portion of an open pipe is welded using a laser beam, and in particular, extraction and transportation of oil and natural gas such as an oil well pipe or a line pipe. The present invention relates to a method for manufacturing a laser welded steel pipe suitable for the above.

油井管あるいはラインパイプとして用いられる鋼管は、溶接鋼管（たとえば電縫鋼管，ＵＯＥ鋼管等）とシームレス鋼管に大別される。これらの鋼管のうち、電縫鋼管は、熱間圧延した帯状の鋼板（いわゆるホットコイル）を素材として使用し、安価に製造できるので経済的に有利である
しかし一般に電縫鋼管は、成形ロールを用いて鋼板を円筒状に成形してオープンパイプ（ここでオープンパイプとは、多段の成形ロールにより成形された端部が接合されていないパイプ状の鋼帯を言う。以下、オープンパイプと称す。)とし、そのオープンパイプのエッジ部（すなわち円筒状に成形した鋼帯の両側端部）をスクイズロールで加圧しながら電気抵抗溶接(高周波抵抗溶接とも呼ぶ)して製造するので、溶接による継ぎ目（いわゆるシーム）が必然的に存在し、そのシームの低温靭性が劣化するという問題がある。そのため電縫鋼管の油井管やラインパイプは、寒冷地での使用には課題がある。シームの低温靭性が劣化する理由は、エッジ部を溶接する際に高温の溶融メタルが大気中の酸素と反応して酸化物を生成し、その酸化物がシームに残留し易いからである。 Steel pipes used as oil well pipes or line pipes are roughly classified into welded steel pipes (for example, ERW steel pipes, UOE steel pipes, etc.) and seamless steel pipes. Among these steel pipes, ERW steel pipes are economically advantageous because they can be manufactured at low cost using hot-rolled strip steel plates (so-called hot coils), but in general, ERW steel pipes have a forming roll. A steel plate is formed into a cylindrical shape using an open pipe (here, an open pipe refers to a pipe-shaped steel strip in which ends formed by a multi-stage forming roll are not joined. Hereinafter, it is referred to as an open pipe. ) And the edge of the open pipe (that is, both ends of the steel strip formed into a cylindrical shape) is manufactured by electrical resistance welding (also called high-frequency resistance welding) while applying pressure with a squeeze roll. There is a problem that so-called seams) inevitably exist and the low temperature toughness of the seams deteriorates. Therefore, oil well pipes and line pipes of electric resistance steel pipes have problems in use in cold regions. The reason why the low temperature toughness of the seam deteriorates is that when the edge portion is welded, the high temperature molten metal reacts with oxygen in the atmosphere to generate an oxide, and the oxide tends to remain in the seam.

また電縫鋼管は、エッジ部を溶接する際に溶融メタル中で合金元素が偏析し易いので、シームの耐食性が劣化し易いという問題がある。そのため電縫鋼管の油井管やラインパイプは、厳しい腐食環境（たとえばサワー環境）での使用には課題がある。
一方でシームの低温靭性や耐食性を劣化させない溶接法として、レーザビームによる溶接（以下、レーザ溶接という）が注目されている。レーザ溶接は、熱源の寸法を小さくし、かつ熱エネルギーを高密度で集中できるので、溶融メタルにおける酸化物の生成や合金元素の偏析を防止できる。そのため、溶接鋼管の製造にレーザ溶接を適用すると、シームの低温靭性や耐食性の劣化を防止することが可能である。 In addition, the ERW steel pipe has a problem that the corrosion resistance of the seam tends to deteriorate because the alloy elements are easily segregated in the molten metal when the edge portion is welded. For this reason, oil-well pipes and line pipes of ERW steel pipes have problems in use in severe corrosive environments (for example, sour environments).
On the other hand, laser beam welding (hereinafter referred to as laser welding) has been attracting attention as a welding method that does not deteriorate the low temperature toughness and corrosion resistance of the seam. Laser welding makes it possible to reduce the size of the heat source and concentrate the heat energy at a high density, thereby preventing the formation of oxides and segregation of alloy elements in the molten metal. Therefore, when laser welding is applied to the production of a welded steel pipe, it is possible to prevent the low temperature toughness and corrosion resistance of the seam from being deteriorated.

そこで溶接鋼管の製造過程にて、オープンパイプのエッジ部にレーザビームを照射して溶接することによって鋼管（すなわちレーザ溶接鋼管）を製造する技術が実用化されている。
ところがレーザ溶接では、溶融メタルは極めて狭い領域で形成される。そのため、スクイズロールで加圧されるオープンパイプのエッジ部が接合する位置（以下、接合点という。あるいは、スクイズ点という）とレーザビームを照射する周方向の位置とにずれが生じると、レーザ溶接鋼管のシームが開口した状態となり、その部分は溶接不良として取り除く必要があり、レーザ溶接鋼管の歩留り低下を招く。 Therefore, in the process of manufacturing a welded steel pipe, a technique for manufacturing a steel pipe (that is, a laser welded steel pipe) by irradiating the edge portion of the open pipe with a laser beam for welding has been put into practical use.
However, in laser welding, molten metal is formed in a very narrow region. Therefore, if there is a deviation between the position where the edge of the open pipe pressed by the squeeze roll joins (hereinafter referred to as the joining point or the squeeze point) and the circumferential position where the laser beam is irradiated, laser welding is performed. The seam of the steel pipe is in an open state, and that part needs to be removed as a poor weld, leading to a decrease in the yield of the laser welded steel pipe.

そのため、レーザ溶接鋼管を製造する際に、レーザビームの照射状況を監視する技術が種々検討されている。
たとえば特許文献１には、鋼板の片面からレーザビームを照射し、他方の面に発生するプラズマ光を監視することによって、レーザ溶接の状況を判定する技術が開示されている。しかしプラズマ光は広く散乱するので、この技術ではレーザ溶接の状況を精度良く把握することが困難であるばかりでなく、レーザビームを照射する位置がエッジ部から外れても精度よく認識できない。 Therefore, various techniques for monitoring the irradiation state of a laser beam when manufacturing a laser welded steel pipe have been studied.
For example, Patent Document 1 discloses a technique for determining the state of laser welding by irradiating a laser beam from one surface of a steel plate and monitoring plasma light generated on the other surface. However, since plasma light is widely scattered, this technique not only makes it difficult to accurately grasp the status of laser welding, but also cannot accurately recognize the position where the laser beam is irradiated from the edge portion.

また特許文献２には、レーザ溶接による発光強度を測定することによって、裏波ビードの形成状況を判定する技術が開示されている。しかし発光強度は様々な要因で著しく変動するので、この技術では裏波ビードの形成状況を精度良く把握することは困難である。
特許文献３は、アーク溶接によって生じる溶融メタルを撮影し、その画像に基づいて裏波ビードの形状を解析して溶接条件を制御する技術が開示されている。このアーク溶接の技術をレーザ溶接にそのまま適用すると、溶融メタルの鮮明な画像は得られない。その理由は、レーザ溶接では熱エネルギーが高密度で集中するので、過剰な光量が発生するからである。そのため、レーザ溶接における裏波ビードの形状を精度良く把握することは困難である。 Patent Document 2 discloses a technique for determining the formation state of a back bead by measuring the emission intensity by laser welding. However, since the emission intensity varies significantly due to various factors, it is difficult to accurately grasp the formation state of the back bead with this technique.
Patent Document 3 discloses a technique for controlling a welding condition by photographing a molten metal generated by arc welding and analyzing the shape of a back bead based on the image. If this arc welding technique is applied to laser welding as it is, a clear image of the molten metal cannot be obtained. The reason is that in laser welding, heat energy is concentrated at a high density, so that an excessive amount of light is generated. Therefore, it is difficult to accurately grasp the shape of the back bead in laser welding.

なお特許文献３には、レーザビームを溶融メタルに干渉フィルターを介して照射する技術が開示されているが、このレーザビームは溶融メタルの撮影に用いるものであり、溶接に寄与するものではない。 Patent Document 3 discloses a technique for irradiating a molten metal with a laser beam through an interference filter. However, this laser beam is used for photographing a molten metal and does not contribute to welding.

特開平10-76383号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-76383 特開平8-267241号公報JP-A-8-267241 特開2001-25867号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-25867

本発明は、レーザ溶接鋼管を製造するにあたってレーザ溶接の状況を精度良く判定し、その判定結果に基づいて溶接条件を変更することによって、レーザ溶接鋼管を歩留り良く安定して製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a method for stably producing a laser welded steel pipe with a high yield by accurately judging the status of laser welding in manufacturing a laser welded steel pipe and changing the welding conditions based on the judgment result. For the purpose.

本発明は、以下の通りである。
１．鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、オープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながらオープンパイプの外面側からレーザビームを照射してエッジ部を溶接するレーザ溶接鋼管の製造方法において、エッジ部に照射するレーザビームの照射部位をオープンパイプの内面側から監視し、オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められる場合はレーザビームによる溶接条件を継続して維持する一方、オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められない場合はレーザビームによる溶接条件を変更することによって、オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールをレーザビームの照射部位に設けつつ溶接を行なうレーザ溶接鋼管の製造方法である。 The present invention is as follows.
1. In a method for manufacturing a laser welded steel pipe, a steel plate is formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and the edge portion of the open pipe is pressed with a squeeze roll and irradiated with a laser beam from the outer surface side of the open pipe to weld the edge portion. If the keyhole that penetrates to the inner surface side of the open pipe is observed, the laser beam irradiation part irradiating the edge part is monitored from the inner surface side of the open pipe. If a keyhole penetrating to the inner surface side of the pipe is not recognized, welding is performed while providing a keyhole penetrating from the outer surface side of the open pipe to the inner surface side by changing the laser beam welding conditions. This is a method of manufacturing a laser welded steel pipe.

なお上記１においては、スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、レーザビームの照射によって生じる溶融メタル内に配置することが好ましい。あるいは、スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、キーホール内に配置することが好ましい。
２．上記１において、前記オープンパイプの外面側から加熱する補助熱源を用いて前記エッジ部を補助的に加熱し溶融し、かつ前記レーザビームを照射するレーザ溶接鋼管の製造方法である。
３．上記２において、前記補助熱源が、アークであるレーザ溶接鋼管の製造方法である。 In the above 1, it is preferable to arrange the joint point of the edge portion pressed by the squeeze roll in the molten metal generated by the laser beam irradiation. Or it is preferable to arrange | position the junction of the edge part pressurized with a squeeze roll in a keyhole.
2. In 1 above, it is a method for manufacturing a laser welded steel pipe, wherein the edge portion is heated and melted by using an auxiliary heat source that is heated from the outer surface side of the open pipe, and the laser beam is irradiated.
3. In 2 above, the auxiliary heat source is a method for manufacturing a laser welded steel pipe which is an arc.

４．上記１〜３において、前記エッジ部に照射する前記レーザビームの照射部位を前記オープンパイプの内面側から監視するとともに、前記レーザビームの照射によって前記照射部位より発生する反射光ならびにプラズマ光をセンサーを用いて測定し、前記センサーから得られるそれぞれの測定値に基づいて溶接状況を監視し、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められ、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値の変動が小さい場合は前記レーザビームによる溶接条件を継続して維持する一方、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが不安定で閉塞を繰り返し、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値の変動が大きい場合は前記レーザビームによる溶接条件を変更することによって、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールを前記レーザビームの照射部位に設けつつ溶接を行なうことを特徴とするレーザ溶接鋼管の製造方法である。なお、ここで、上記反射光は、戻り光とも称す。 4). In the above 1-3, the irradiation part of the laser beam irradiated to the edge portion is monitored from the inner surface side of the open pipe, and the reflected light and plasma light generated from the irradiation part by the irradiation of the laser beam are detected by a sensor. And measuring the welding state based on the respective measurement values obtained from the sensor, and the keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is recognized, and the reflected light and the plasma obtained from the sensor When the variation of the relative value of the light measurement value is small, the welding condition by the laser beam is continuously maintained, while the keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is unstable and repeatedly clogged, and from the sensor When the relative value of the measured values of the reflected light and the plasma light obtained is large A method for manufacturing a laser-welded steel pipe, wherein welding is performed while changing a welding condition by a laser beam so as to provide a keyhole penetrating from an outer surface side to an inner surface side of the open pipe at an irradiation site of the laser beam It is. Here, the reflected light is also referred to as return light.

５．上記１〜４において、前記キーホールの大きさを、前記オープンパイプの内面側で直径0.2mm以上とするレーザ溶接鋼管の製造方法である。
６．上記１〜５において、前記スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、前記レーザビームの照射によって生じる溶融メタル内に配置するレーザ溶接鋼管の製造方法である。 5). In the above 1 to 4, it is a method for manufacturing a laser welded steel pipe in which the keyhole is 0.2 mm or more in diameter on the inner surface side of the open pipe.
6). In the above 1 to 5, there is provided a method for producing a laser welded steel pipe, wherein a joint point of an edge portion pressed by the squeeze roll is disposed in a molten metal generated by the laser beam irradiation.

７．上記１〜５において、前記スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、前記内面側キーホール内に配置するレーザ溶接鋼管の製造方法である。
８．上記２〜７において、前記レーザビームの発振器と前記補助熱源とを一体的に配置するレーザ溶接鋼管の製造方法である。
９．上記２〜７において、前記レーザビームの発振器と前記補助熱源とを一体的に配置し、かつ前記補助熱源がレーザビームより先行して前記エッジ部を加熱するレーザ溶接鋼管の製造方法である。 7). In the above 1 to 5, it is a manufacturing method of a laser welded steel pipe in which a joint point of an edge portion pressed by the squeeze roll is disposed in the inner surface side keyhole.
8). 8. The method for producing a laser welded steel pipe according to 2 to 7, wherein the laser beam oscillator and the auxiliary heat source are integrally arranged.
9. 2 to 7, wherein the laser beam oscillator and the auxiliary heat source are integrally disposed, and the auxiliary heat source heats the edge portion in advance of the laser beam.

10．上記３〜９において、前記レーザビームの発振器がファイバーレーザ発振器であり、レーザ出力が15ｋＷを超え、レーザの焦点距離が200mm以上であるレーザ溶接鋼管の製造方法である。
11．上記３〜10において、前記オープンパイプの外面における前記レーザビームの照射位置と前記アークの電極との距離が７mm以下であるレーザ溶接鋼管の製造方法である。 Ten. 3 to 9, wherein the laser beam oscillator is a fiber laser oscillator, the laser output exceeds 15 kW, and the focal length of the laser is 200 mm or more.
11． 3 to 10, wherein the distance between the irradiation position of the laser beam on the outer surface of the open pipe and the electrode of the arc is 7 mm or less.

12．上記４〜10において、前記反射光を前記オープンパイプの外面側から測定し、前記プラズマ光を前記オープンパイプの内面側から測定するレーザ溶接鋼管の製造方法である。
13．上記１において、複数本のレーザビームを照射して、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールを前記複数本のレーザビームの照射部位にそれぞれ設けつつ溶接を行なうレーザ溶接鋼管の製造方法である。 12． 4 to 10 above, a method for manufacturing a laser welded steel pipe, wherein the reflected light is measured from an outer surface side of the open pipe, and the plasma light is measured from an inner surface side of the open pipe.
13. Production of a laser welded steel pipe as described in 1 above, wherein a plurality of laser beams are irradiated and welding is performed while providing keyholes penetrating from the outer surface side to the inner surface side of the open pipe at the irradiated portions of the plurality of laser beams, respectively. Is the method.

14．上記13において、前記エッジ部に照射する複数本のレーザビームの照射部位を内面側から監視するとともに、前記レーザビームの照射によって前記照射部位より発生する反射光ならびにプラズマ光をセンサーを用いて測定し、前記センサーから得られるそれぞれの測定値に基づいて溶接状況を監視し、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通した複数個のキーホールが認められ、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値が小さい場合は前記レーザビームによる溶接条件を継続して維持する一方、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが不安定で閉塞を繰り返し、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値が大きい場合は前記レーザビームによる溶接条件を変更することによって、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールを前記複数本のレーザビームの照射部位にそれぞれ設けつつ溶接を行なうことを特徴とするレーザ溶接鋼管の製造方法である。 14. In the above 13, the irradiation part of the plurality of laser beams irradiated to the edge portion is monitored from the inner surface side, and the reflected light and plasma light generated from the irradiation part by the irradiation of the laser beam are measured using a sensor. The welding status is monitored based on the respective measurement values obtained from the sensor, and a plurality of keyholes penetrating from the outer surface side to the inner surface side of the open pipe are recognized, and the reflected light obtained from the sensor and When the relative value of the measured value of the plasma light is small, the welding condition by the laser beam is continuously maintained, while the keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is unstable and repeats blocking, and from the sensor When the relative values of the measured values of the reflected light and the plasma light obtained are large, the laser beam Manufacturing a laser welded steel pipe, wherein welding is performed while providing keyholes penetrating from the outer surface side to the inner surface side of the open pipe at the irradiated portions of the plurality of laser beams, respectively, by changing the welding conditions by Is the method.

15．上記13または14において、前記複数個のキーホールのうち、前記エッジ部の両側に設けられかつ前記エッジ部に対して垂直方向の距離が最も大きい２個のキーホールの間にエッジ部の接合点を配置するレーザ溶接鋼管の製造方法である。
16．上記13〜15において、前記複数個のキーホールの大きさを、いずれも前記オープンパイプの内面側で直径0.1mm以上とするレーザ溶接鋼管の製造方法である。 15． 13. In the above item 13 or 14, the junction of the edge portion between two keyholes provided on both sides of the edge portion and having the longest vertical distance to the edge portion among the plurality of keyholes Is a method for manufacturing a laser welded steel pipe.
16． In the above 13 to 15, a method for manufacturing a laser welded steel pipe in which the size of the plurality of keyholes is set to a diameter of 0.1 mm or more on the inner surface side of the open pipe.

17．上記13〜16において、前記エッジ部の接合点を、前記複数本のレーザビームの照射によって生じる溶融メタル内に配置するレーザ溶接鋼管の製造方法である。
18．上記13〜17において、前記複数本のレーザビームとして２本のレーザビームを用いるレーザ溶接鋼管の製造方法である。
19．上記13〜18において、前記オープンパイプの外面側から加熱する補助熱源を用いて前記エッジ部を補助的に加熱・溶融するレーザ溶接鋼管の製造方法である。 17． In the above 13 to 16, it is a method for manufacturing a laser welded steel pipe in which the joining point of the edge portion is disposed in a molten metal generated by irradiation with the plurality of laser beams.
18． In the above 13 to 17, a method for manufacturing a laser welded steel pipe using two laser beams as the plurality of laser beams.
19. In the above 13 to 18, it is a method for manufacturing a laser welded steel pipe in which the edge portion is supplementarily heated and melted using an auxiliary heat source that heats from the outer surface side of the open pipe.

本発明によれば、レーザ溶接鋼管を製造するにあたってレーザ溶接の状況を精度良く判定し、その判定結果に基づいて溶接条件を変更することによって、レーザビームの照射で生じるキーホールあるいは溶融メタル内に、エッジ部の接合点を常に配置することが可能となる。その結果、レーザ溶接鋼管を歩留り良く安定して製造できる。得られたレーザ溶接鋼管は、シームの低温靭性や耐食性が優れており、寒冷地や腐食環境で使用する油井管やラインパイプに好適である。 According to the present invention, in manufacturing a laser-welded steel pipe, the state of laser welding is accurately determined, and the welding conditions are changed based on the determination result, whereby a keyhole or molten metal generated by laser beam irradiation is included. It becomes possible to always arrange the junctions of the edge portions. As a result, the laser welded steel pipe can be manufactured stably with a high yield. The obtained laser welded steel pipe has excellent seam low-temperature toughness and corrosion resistance, and is suitable for oil well pipes and line pipes used in cold regions and corrosive environments.

本発明を適用してオープンパイプのエッジ部の接合点を溶接する例を模式的に示す説明図であり、(a)はキーホールとその周囲に形成される溶融メタルを示した透視図、(b)(c)はパイプの周方向の（溶接線に対して垂直方向）断面図である。なお、(b)は、接合点Ｃがキーホール４内にあることを示し、(c)は、接合点Ｃが溶融メタル５内にあることを示す。It is an explanatory view schematically showing an example of welding the joint of the edge portion of the open pipe by applying the present invention, (a) is a perspective view showing a keyhole and molten metal formed around it, ( b) and (c) are cross-sectional views in the circumferential direction of the pipe (perpendicular to the weld line). Note that (b) indicates that the junction point C is in the keyhole 4, and (c) indicates that the junction point C is in the molten metal 5. 複数個のレーザビームを用いる場合の照射位置の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the irradiation position in the case of using a some laser beam. キーホール径の測定装置およびプラズマ光の測定装置の例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the example of the measuring apparatus of a keyhole diameter, and the measuring apparatus of plasma light. 図２(a)のレーザビームの配置で、オープンパイプのエッジ部の接合点を溶接する例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the example which welds the junction of the edge part of an open pipe by arrangement | positioning of the laser beam of Fig.2 (a). 反射光の測定装置の例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the example of the measuring device of reflected light. アークにより溶融メタルの溶落ちを抑制する方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the method to suppress the molten metal from falling by an arc.

発明者らは、オープンパイプのエッジ部にレーザ溶接を施してレーザ溶接鋼管を製造するにあたって、レーザ溶接の状況を監視する技術について調査検討した。図１(a)は、レーザ溶接鋼管を製造する際に、本発明を適用してオープンパイプ１のエッジ部２の接合点を溶接する例を模式的に示す斜視図である。図１(a)中の矢印Ａはオープンパイプの進行方向を示す。なお、レーザビーム３の照射によって発生するキーホール４とその周囲に形成される溶融メタル５は透視図として示す。そして、レーザビーム３を照射すると、図１(a)に示すように、高密度で集中する熱エネルギーによってエッジ部２が溶融するとともに、その溶融メタルが蒸発することによって蒸発圧と蒸発反力により、溶融メタル５に深い空洞４（以下、キーホール４という）が発生することに着目した。キーホール４内部には、レーザビーム３が侵入し、金属蒸気がレーザビーム３のエネルギーにより電離されて生じた高温のプラズマが充満していると考えられている。また、図１(b)および図１(c)は、図１(a)において、パイプの周方向（溶接線に対して垂直方向）断面のキーホール４とその周囲に形成される溶融メタル５は透視図として示す。 The inventors investigated and examined a technique for monitoring the state of laser welding in manufacturing a laser welded steel pipe by performing laser welding on an edge portion of an open pipe. Fig.1 (a) is a perspective view which shows typically the example which welds the junction of the edge part 2 of the open pipe 1 by applying this invention, when manufacturing a laser-welded steel pipe. An arrow A in FIG. 1 (a) indicates the traveling direction of the open pipe. The keyhole 4 generated by the irradiation of the laser beam 3 and the molten metal 5 formed around the keyhole 4 are shown as perspective views. When the laser beam 3 is irradiated, as shown in FIG. 1 (a), the edge portion 2 is melted by the heat energy concentrated at high density, and the molten metal evaporates to cause evaporation pressure and reaction force. Focusing on the formation of deep cavities 4 (hereinafter referred to as keyholes 4) in the molten metal 5. It is considered that the laser beam 3 enters the keyhole 4 and high-temperature plasma generated by ionizing metal vapor by the energy of the laser beam 3 is filled. 1 (b) and 1 (c) show a keyhole 4 and a molten metal 5 formed in the periphery of the pipe in the circumferential direction (perpendicular to the weld line) cross section in FIG. 1 (a). Is shown as a perspective view.

このキーホール４は、レーザビーム３の熱エネルギーが最も収斂する位置を示すものである。したがってキーホール４を監視し、図１(b)に示すように、エッジ部の接合点Ｃがキーホール４内に配置されるようにレーザ溶接を行なうことによって、レーザ溶接鋼管を安定して製造できる。ただし、エッジ部２の接合点Ｃとキーホール４とを一致させるためには高精度の位置制御技術が必要である。そこでエッジ部２の接合点Ｃを、キーホール４の周囲に形成される溶融メタル５内に配置するようにレーザ溶接を行なっても良い。溶融メタル５はキーホール４の大きさＬｋに比べてパイプの周方向（溶接線に対して垂直方向）の長さＬmが大きいので、溶接ヘッド14，溶接ヘッド14内に収納された集光レンズや集光ミラーの位置制御により、比較的簡単な技術によってパイプの周方向にレーザビームの照射位置を容易に位置制御でき、レーザ溶接鋼管を安定して製造できる。なお、オープンパイプ１の進行方向Ａにおけるエッジ部２の接合点Ｃは、エッジ部２の板厚方向の平均間隔Ｇが、スクイズロールにより狭まり、0.5mm以下になった箇所であればどこでも良い。 The keyhole 4 indicates a position where the thermal energy of the laser beam 3 is most converged. Therefore, the keyhole 4 is monitored, and laser welding is performed so that the joint C of the edge portion is disposed in the keyhole 4 as shown in FIG. it can. However, in order to make the joint point C of the edge part 2 and the keyhole 4 correspond, a highly accurate position control technique is required. Therefore, laser welding may be performed so that the joining point C of the edge portion 2 is disposed in the molten metal 5 formed around the keyhole 4. Since the molten metal 5 has a length Lm in the circumferential direction of the pipe (perpendicular to the weld line) as compared with the size Lk of the keyhole 4, the welding lens 14 and the condensing lens accommodated in the welding head 14 are used. By controlling the position of the focusing mirror and the position of the condenser mirror, the position of the laser beam irradiation can be easily controlled in the circumferential direction of the pipe by a relatively simple technique, and the laser welded steel pipe can be manufactured stably. The joining point C of the edge portion 2 in the traveling direction A of the open pipe 1 may be anywhere as long as the average interval G in the thickness direction of the edge portion 2 is narrowed by a squeeze roll and becomes 0.5 mm or less.

しかも健全なレーザ溶接が進行しているときには、キーホール４は溶融メタル５の外面側から内面側まで貫通しており、精度よく監視することが可能である。
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
図１(a)に示すオープンパイプ１は、帯状の鋼板を成形ロールで円筒状に成形したものである。そのオープンパイプ１のエッジ部２をスクイズロール（図示せず）で加圧しながら、オープンパイプ１の外面側からレーザビーム３を照射する。一方でオープンパイプ１の内面側からレーザビーム３の照射部位を監視し、キーホール４を識別する。キーホール４はオープンパイプ１の外面側から内面側まで貫通できれば、通常の画像処理技術で容易に識別できる。そして、内面側でキーホール４を識別できれば、健全なレーザ溶接が進行していることを示しており、溶接条件をそのまま継続して維持する。なお図１(a)では、キーホール４の監視装置は図示を省略するが、図３に、本発明で用いたキーホール監視装置を示す。 Moreover, when sound laser welding is in progress, the keyhole 4 penetrates from the outer surface side to the inner surface side of the molten metal 5 and can be monitored with high accuracy.
The present invention has been made based on these findings.
An open pipe 1 shown in FIG. 1 (a) is a strip-shaped steel plate formed into a cylindrical shape by a forming roll. While pressing the edge portion 2 of the open pipe 1 with a squeeze roll (not shown), the laser beam 3 is irradiated from the outer surface side of the open pipe 1. On the other hand, the irradiation part of the laser beam 3 is monitored from the inner surface side of the open pipe 1 to identify the keyhole 4. If the keyhole 4 can penetrate from the outer surface side to the inner surface side of the open pipe 1, it can be easily identified by a normal image processing technique. If the keyhole 4 can be identified on the inner surface side, this indicates that sound laser welding is in progress, and the welding conditions are maintained as they are. In FIG. 1A, the monitoring device for the keyhole 4 is not shown, but FIG. 3 shows the keyhole monitoring device used in the present invention.

キーホール４を識別できない時は、キーホール４が閉塞していることを示しているので、溶接条件を変更して、健全なレーザ溶接を進行させるように調整する必要がある。そして、溶接条件を変更してキーホール４が識別できるようになれば、その溶接条件をそのまま継続して維持しながらレーザ溶接を行なう。なお、キーホール４が閉塞するのは、エッジ部２の接合点Ｃがキーホール４内あるいは、キーホール４の周囲に形成される溶融メタル５を外れた場合が最も多い。これは、接合点Ｃにレーザビーム３を照射した場合には、レーザビームが接合点Ｃの隙間を効率良く板厚方向に伝播しやすくなるので、キーホールが形成しやすくなるが、接合点Ｃ以外の箇所にレーザビーム３が照射されると、鋼板の表面から溶融メタルを蒸発させることによって蒸発圧と蒸発反力により溶融メタル５に深い空洞４を形成させなければならず、より高出力のレーザパワーが必要となるため、キーホール４が閉塞する傾向が強い。 When the keyhole 4 cannot be identified, it indicates that the keyhole 4 is closed. Therefore, it is necessary to adjust the welding conditions to change so that sound laser welding proceeds. When the welding conditions are changed and the keyhole 4 can be identified, laser welding is performed while maintaining the welding conditions as they are. The keyhole 4 is most often closed when the junction C of the edge portion 2 is out of the molten metal 5 formed in the keyhole 4 or around the keyhole 4. This is because when the laser beam 3 is irradiated to the junction point C, the laser beam easily propagates in the gap between the junction points C efficiently in the plate thickness direction, so that a keyhole is easily formed. When the laser beam 3 is irradiated to a place other than the above, a deep cavity 4 must be formed in the molten metal 5 by evaporating pressure and evaporation reaction force by evaporating the molten metal from the surface of the steel plate, resulting in higher output. Since laser power is required, the keyhole 4 tends to close.

キーホール４が閉塞した場合に調整する具体的な溶接条件は、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃがレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整するのが、最も好ましい。例えば、キーホール監視装置によりエッジ部２の接合点やキーホール４および溶融メタル５の位置を画像処理して、認識し、オープンパイプの周方向および移動距離を算出し、エッジ部２の接合点Ｃが、キーホール４の内部あるいは、溶融メタル５内に入るように、溶接ヘッド14，溶接ヘッド14内に収納された集光レンズや集光ミラーを位置制御して、レーザビーム３の照射位置を移動させるのが、好ましい。 A specific welding condition to be adjusted when the keyhole 4 is closed is that the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1, and the joining point C of the edge portion 2 is changed to the irradiation position of the laser beam 3 (key It is most preferable to adjust so as to be arranged in the hole 4) or the molten metal 5. For example, the joint of the edge portion 2 and the positions of the keyhole 4 and the molten metal 5 are image-processed and recognized by the keyhole monitoring device, and the circumferential direction and moving distance of the open pipe are calculated. The irradiation position of the laser beam 3 by controlling the position of the condensing lens and the condensing mirror housed in the welding head 14 and the welding head 14 so that C enters the inside of the keyhole 4 or the molten metal 5. Is preferably moved.

その他の溶接条件として、例えば、レーザビームの焦点位置の制御、オープンパイプの長手方向のビーム照射位置の移動、レーザパワーの増加制御や溶接速度の減速制御などを採用することも好ましい。
このようなエッジ部２の接合点とキーホール４あるいは溶融メタル５との位置関係の調整は、オープンパイプ１の内面側から監視してキーホール４を識別することによって容易に行なうことが可能である。 As other welding conditions, it is also preferable to employ, for example, control of the focal position of the laser beam, movement of the beam irradiation position in the longitudinal direction of the open pipe, increase control of laser power, deceleration control of welding speed, and the like.
Such adjustment of the positional relationship between the joining point of the edge portion 2 and the keyhole 4 or the molten metal 5 can be easily performed by identifying the keyhole 4 by monitoring from the inner surface side of the open pipe 1. is there.

キーホール４の大きさが内面側で直径0.2mm未満では、キーホール４が閉塞する惧れがある。したがって、キーホール４は内面側の直径を0.2mm以上とすることが好ましい。ただし、内面側の直径が1.0mmを超えると、溶落ち等の溶接欠陥が生じるばかりでなく、溶融メタルが凝固した継ぎ目（すなわちシーム６）の幅が著しく拡大されて、レーザ溶接鋼管の外観が損なわれる。そのため、オープンパイプ１の内面側におけるキーホール４の直径は0.2〜1.0mmの範囲内が一層好ましい。キーホールの形状が楕円形になっている場合は、短径を0.2mm以上とすることが好ましい。なお、キーホール４の大きさは、図３に示すように、スタンド間から吊り下げたマンドレルバー７に固定された監視カメラ８により、オープンパイプ１の内側から監視した。撮影条件は、オープンパイプ１の内面からレーザビームおよびプラズマ光と異なる波長成分の光を照明装置９から照射し、例えば337ｎｍ（ナノメートル）の波長の紫外線を照射して、前記の波長の光のみ透過するフィルターを使って撮影することで、キーホール４および溶融メタル５からの赤外線やプラズマ光等による外乱を排除した。ここで、透過させる波長はプラズマ発光のスペクトルに応じ、それを避けた波長帯域であって且つ利用可能な光源およびフィルターとの兼ね合いで選択すればよい。撮影速度は、30コマ／秒で行い、ランダムで５枚をサンプリングした静止画像の平均値を求めた。なお、内面側のキーホールの形状は、ほぼ円形もしくは楕円形であり、キーホールの形状が楕円の場合は短径を測定した。また、キーホール４の閉塞の判定やレーザビームの照射位置の制御のために、監視カメラ８で撮影した映像よりエッジ部２の接合点Ｃやキーホール４および溶融メタル５を画像処理してそれらの寸法や位置を数値化する画像処理装置11，判定装置12およびレーザビームの位置制御装置13を用いた。なお、キーホール４の監視装置は、上述した構成に限定するものではなく、任意の構成のものが使用できる。 If the size of the keyhole 4 is less than 0.2 mm in diameter on the inner surface side, the keyhole 4 may be blocked. Therefore, the keyhole 4 preferably has an inner diameter of 0.2 mm or more. However, if the diameter on the inner surface side exceeds 1.0 mm, not only welding defects such as fusing will occur, but the width of the seam (ie, seam 6) where the molten metal has solidified will be significantly enlarged, and the appearance of the laser welded steel pipe will be Damaged. Therefore, the diameter of the keyhole 4 on the inner surface side of the open pipe 1 is more preferably in the range of 0.2 to 1.0 mm. When the keyhole has an elliptical shape, the minor axis is preferably 0.2 mm or more. The size of the keyhole 4 was monitored from the inside of the open pipe 1 by a monitoring camera 8 fixed to a mandrel bar 7 suspended from between the stands as shown in FIG. The photographing condition is that light having a wavelength component different from that of the laser beam and plasma light is irradiated from the inner surface of the open pipe 1 from the illuminating device 9, for example, ultraviolet light having a wavelength of 337 nm (nanometer) is irradiated, and only the light having the above wavelength is irradiated Shooting using a transmitting filter eliminated disturbances from the keyhole 4 and molten metal 5 due to infrared rays, plasma light, and the like. Here, the wavelength to be transmitted may be selected in accordance with the spectrum of plasma emission, in a wavelength band that avoids the spectrum, and in consideration of available light sources and filters. The shooting speed was 30 frames / second, and the average value of still images obtained by randomly sampling 5 images was obtained. The shape of the keyhole on the inner surface side was almost circular or elliptical, and when the keyhole shape was elliptical, the minor axis was measured. Further, in order to determine whether the keyhole 4 is blocked or to control the irradiation position of the laser beam, the joint point C, the keyhole 4 and the molten metal 5 of the edge portion 2 are image-processed from the video photographed by the monitoring camera 8 and these are processed. An image processing device 11, a determination device 12 and a laser beam position control device 13 for digitizing the dimensions and positions of the laser beam were used. The monitoring device for the keyhole 4 is not limited to the above-described configuration, and an arbitrary configuration can be used.

また、２個以上のレーザビーム３を使用する場合は、図２(a)〜図２(e)に示すような複数個のレーザビームの照射の配置が考えられる。図２(a)〜図２(e)は、オープンパイプの複数個のレーザビームを用いる場合の照射位置を示す平面図である。図２中の矢印Ａはオープンパイプの進行方向を示す。図２(a)は、２個のレーザビームの照射の配置を示したもので、レーザビーム３-1および３-2をエッジ部の両側に配置した例である。図４は、図２(a)のレーザビームの配置で、オープンパイプのエッジ部の接合点を溶接する例を模式的に示す斜視図である。図４中の矢印Ａはオープンパイプの進行方向を示す。なお、２個のレーザビーム３の照射によって発生するキーホール４とその周囲に形成される溶融メタル５は透視図として示す。図２(b)は、３個のレーザビームの照射の配置を示したもので、レーザビーム３-1でエッジ部を予熱して、レーザビーム３-2および３-3をエッジ部の両側に配置した例である。また、図２(c)は、４個のレーザビームの照射の配置を示したもので、４個のレーザビーム３-1，３-2，３-3および３-4をエッジ部の両側にそれぞれ２個ずつ配置した例である。また、図２(d)は、２個のレーザビームの照射の配置を示したもので、レーザパワーの異なるレーザビーム３-1および３-2をエッジ部の両側に配置した例である。レーザビーム３-1のパワーがレーザビーム３-2よりも小さいので、レーザビーム３-1をエッジ部により近づけた配置の例である。なお、図２(e)は、２個のレーザビームの照射の配置を示したもので、２個のレーザビーム３-1および３-2をエッジ部に沿って縦に配置（タンデム）した例である。この場合は、複数のレーザビームではなく、単一のレーザビームの扱いをする。キーホールの監視は、溶融メタルに最も近いレーザビーム３-2のキーホールのみを監視すればよい。３個以上のレーザビームをエッジ部に沿って縦に配置（タンデム）する場合も同様に、単一のレーザビームの扱いをする。キーホールの監視も溶融メタルに最も近いキーホールのみを監視すればよい。 When two or more laser beams 3 are used, a plurality of laser beam irradiation arrangements as shown in FIGS. 2A to 2E can be considered. FIGS. 2A to 2E are plan views showing irradiation positions when using a plurality of laser beams of an open pipe. An arrow A in FIG. 2 indicates the traveling direction of the open pipe. FIG. 2A shows the arrangement of irradiation with two laser beams, and is an example in which the laser beams 3-1 and 3-2 are arranged on both sides of the edge portion. FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of welding the joints of the edge portions of the open pipe with the arrangement of the laser beams of FIG. An arrow A in FIG. 4 indicates the traveling direction of the open pipe. The keyhole 4 generated by the irradiation of the two laser beams 3 and the molten metal 5 formed around the keyhole 4 are shown as perspective views. FIG. 2 (b) shows the arrangement of irradiation of three laser beams. The edge portion is preheated with the laser beam 3-1, and the laser beams 3-2 and 3-3 are placed on both sides of the edge portion. This is an example of arrangement. FIG. 2 (c) shows the arrangement of irradiation with four laser beams. Four laser beams 3-1, 3-2, 3-3 and 3-4 are arranged on both sides of the edge portion. This is an example in which two of each are arranged. FIG. 2 (d) shows an arrangement of irradiation of two laser beams, and is an example in which laser beams 3-1 and 3-2 having different laser powers are arranged on both sides of the edge portion. Since the power of the laser beam 3-1 is smaller than that of the laser beam 3-2, this is an example of an arrangement in which the laser beam 3-1 is closer to the edge portion. FIG. 2 (e) shows the arrangement of irradiation with two laser beams. An example in which two laser beams 3-1 and 3-2 are arranged vertically (tandem) along an edge portion. It is. In this case, not a plurality of laser beams but a single laser beam is handled. The keyhole can be monitored only by monitoring the keyhole of the laser beam 3-2 closest to the molten metal. Similarly, when three or more laser beams are arranged vertically (tandem) along the edge portion, a single laser beam is handled. Only the keyhole closest to the molten metal needs to be monitored.

複数のレーザビームを用いる場合のレーザビームの照射位置の配置は、図２(a)〜図２(e)の例に限るものではなく、目的に応じて、自由に配置できる。なお、本発明に用いるレーザビームの個数は、１個〜４個が好ましい。５個以上のレーザビームは、設備コスト，製造コストやレーザビームの位置制御が複雑になることから好ましくない。
本発明では、複数個のキーホール４を全て監視し、図２(a)〜図２(e)に示すように、エッジ部２の両側に設けられ、かつエッジ部２に対してそれぞれ垂直方向の距離（Ｌ1およびＬ2）が最も大きい２個のキーホールの間にエッジ部２の接合点を配置してレーザ溶接を行なう。ただし、その所定の位置にエッジ部２の接合点を配置するためには高精度の制御技術が必要である。そこで上記の２つのキーホール４の間に形成される溶融メタル５内に、エッジ部２の接合点を配置するように制御しながらレーザ溶接を行なっても良い。溶融メタル５はキーホール４の大きさＬkに比べてパイプの周方向（溶接線に対して垂直方向）の長さＬmが大きいので、比較的容易な技術によって制御できる。 The arrangement of the laser beam irradiation positions when using a plurality of laser beams is not limited to the example shown in FIGS. 2A to 2E, and can be freely arranged according to the purpose. The number of laser beams used in the present invention is preferably 1 to 4. Five or more laser beams are not preferable because the equipment cost, manufacturing cost, and laser beam position control are complicated.
In the present invention, all the plurality of keyholes 4 are monitored, and are provided on both sides of the edge portion 2 and perpendicular to the edge portion 2 as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (e). Laser welding is performed by placing the joint of the edge portion 2 between the two keyholes having the largest distance (L1 and L2). However, in order to arrange the joint point of the edge portion 2 at the predetermined position, a highly accurate control technique is required. Therefore, laser welding may be performed while controlling so as to arrange the joining point of the edge portion 2 in the molten metal 5 formed between the two keyholes 4 described above. Since the length Lm of the molten metal 5 in the circumferential direction of the pipe (perpendicular to the weld line) is larger than the size Lk of the keyhole 4, it can be controlled by a relatively easy technique.

このようなエッジ部２の接合点と２個のキーホール４の間あるいは２個のキーホール４の間に形成される溶融メタル５との位置関係の調整は、オープンパイプ１の内面側から監視してキーホール４を識別することによって容易に行なうことが可能である。なお、複数本のレーザビームを照射して、貫通したキーホールを設けつつ溶接を行う場合は溶融池が１つとなる場合が多い。このように溶接の際に溶融池が１つの場合、全てのキーホール４の大きさが内面側で直径0.1mm未満では、キーホール４が閉塞する惧れがある。したがって、キーホール４は内面側の直径を0.1mm以上とすることが好ましい。ただし、内面側の直径が1.0mmを超えると、溶落ち等の溶接欠陥が生じるばかりでなく、溶融メタルが凝固した継ぎ目（すなわちシーム６）の幅が著しく拡大されて、レーザ溶接鋼管の外観が損なわれる。そのため、オープンパイプ１の内面側におけるキーホール４の直径は0.1〜1.0mmの範囲内が一層好ましい。なお、キーホールの形状が楕円形になっている場合は、短径を0.1mm以上とすることが好ましい。 The adjustment of the positional relationship between the joint point of the edge portion 2 and the two keyholes 4 or the molten metal 5 formed between the two keyholes 4 is monitored from the inner surface side of the open pipe 1. This can be easily done by identifying the keyhole 4. When welding is performed while irradiating a plurality of laser beams and providing a penetrating keyhole, there is often a single molten pool. Thus, when there is one molten pool during welding, if the size of all the keyholes 4 is less than 0.1 mm in diameter on the inner surface side, the keyholes 4 may be blocked. Therefore, the keyhole 4 preferably has an inner diameter of 0.1 mm or more. However, if the diameter on the inner surface side exceeds 1.0 mm, not only welding defects such as fusing will occur, but the width of the seam (ie, seam 6) where the molten metal has solidified will be significantly enlarged, and the appearance of the laser welded steel pipe will be Damaged. Therefore, the diameter of the keyhole 4 on the inner surface side of the open pipe 1 is more preferably in the range of 0.1 to 1.0 mm. In addition, when the shape of the keyhole is an ellipse, the minor axis is preferably 0.1 mm or more.

なお、図２(e)のように、２個のレーザビーム３-1および３-2をエッジ部に沿って縦に配置（タンデム）した例では、複数のレーザビームの扱いをしないで、単一のレーザビームの扱いをするので、溶融メタル５に最も近いレーザビーム３-2のキーホールのみを監視すればよいので、キーホール４は内面側の直径を0.2mm以上とすることが好ましい。
さらに、キーホール４の閉塞は、短時間であっても、レーザ溶接鋼管の製造に悪影響を及ぼす。たとえば５ｍ／分を超える溶接速度でレーザ溶接を行なう際に、0.01秒以上の閉塞が生じると、スパッタの多量発生などにより溶込み不足やアンダーカットのような溶接欠陥が発生し、レーザ溶接鋼管の歩留り低下を招く。このような短時間のキーホールの閉塞は、上述したキーホールの監視のみでは、検知が困難である。そのためキーホールの監視に加えて、レーザビームの照射部位から発生する反射光ならびにプラズマ光をセンサーによって測定してキーホールの状況を計測し、得られた反射光ならびにプラズマ光の測定値の相対値に基づいて溶接状況を監視する。 As shown in FIG. 2 (e), in the example in which the two laser beams 3-1 and 3-2 are arranged vertically (tandem) along the edge portion, a plurality of laser beams are not handled. Since one laser beam is handled, it is only necessary to monitor the keyhole of the laser beam 3-2 closest to the molten metal 5, so that the keyhole 4 preferably has an inner diameter of 0.2 mm or more.
Further, the blockage of the keyhole 4 adversely affects the production of the laser welded steel pipe even for a short time. For example, when laser welding is performed at a welding speed exceeding 5 m / min, if a clogging of 0.01 seconds or more occurs, welding defects such as insufficient penetration and undercut occur due to a large amount of spatter. Yield decreases. Such a short-time keyhole blockage is difficult to detect only by monitoring the keyhole described above. Therefore, in addition to monitoring the keyhole, the reflected light and plasma light generated from the irradiated part of the laser beam are measured by a sensor to measure the state of the keyhole, and the relative values of the obtained reflected light and plasma light measurements are measured. To monitor the welding status.

レーザビームの照射部位から発生する反射光は、オープンパイプ１の外面側から測定することが好ましい。その理由は、キーホールの短時間の閉塞が生じた場合にも反射光の強度を高精度で測定できるからである。
また、レーザビームの照射部位から発生するプラズマ光は、オープンパイプ１の内面側から測定することが好ましい。その理由は、オープンパイプ１の外面側では、シールドガスやヒュームがレーザにより励起されるプラズマ光の外乱となり、測定精度が低下するのに対し、内面側からプラズマ光を測定すると、キーホール４の短時間の閉塞が生じた場合には内面側でのプラズマは生じなくなるのでキーホール４の閉塞の有無を高精度で測定できるようになるからである。 The reflected light generated from the laser beam irradiation site is preferably measured from the outer surface side of the open pipe 1. The reason is that the intensity of the reflected light can be measured with high accuracy even when the keyhole is blocked for a short time.
Further, it is preferable that the plasma light generated from the laser beam irradiation site is measured from the inner surface side of the open pipe 1. The reason is that, on the outer surface side of the open pipe 1, the shielding gas and fume are disturbed by the plasma light excited by the laser, and the measurement accuracy is lowered. On the other hand, if the plasma light is measured from the inner surface side, This is because, when the clogging for a short time occurs, the plasma on the inner surface side is not generated, so that the presence / absence of the clogging of the keyhole 4 can be measured with high accuracy.

なお、複数個のレーザビームを用いた場合は、全てのレーザビームの照射部位から発生する反射光を監視するが、お互いの照射位置が近いので、複数の照射位置全域を捉えることが可能な１つの監視装置で監視すればよい。
レーザビームの照射による反射光やプラズマ光の測定値（たとえば強度等）の相対値の変動が小さい場合は、キーホール４が外面側から内面側まで貫通しているので、溶接条件をそのまま継続して維持する。相対値の変動が大きい場合は、キーホール４が外面側から内面側まで貫通していないので、溶接条件を変更して、健全なレーザ溶接を進行させるように調整する。 When a plurality of laser beams are used, the reflected light generated from all the laser beam irradiation sites is monitored, but since the irradiation positions are close to each other, it is possible to capture the entire plurality of irradiation positions 1 Monitoring may be performed with two monitoring devices.
When the relative value of the measured value (for example, intensity) of reflected light or plasma light due to laser beam irradiation is small, the keyhole 4 penetrates from the outer surface side to the inner surface side, so the welding conditions are continued as they are. And maintain. When the variation of the relative value is large, the keyhole 4 does not penetrate from the outer surface side to the inner surface side, so the welding conditions are changed and adjustment is performed so that sound laser welding proceeds.

なお、レーザビームの照射による反射光の測定は、図５に示すように、溶接ヘッド14から吊り下げた反射光センサー15およびモニタ装置16により、オープンパイプ１の外側から監視した。データ採取条件は、反射光センサー15にレーザと同一波長のみ透過するフィルターを使って計測することで、キーホール４および溶融メタル５からの赤外線による外乱を排除した。反射光の強度の変動は、モニタ装置16によって、判定した。例えば、反射光センサーとしてフォトダイオードなどが用いることができる。なお、レーザ光と同軸の反射光に対しては溶接ヘッド内に内蔵されたミラーなどで反射光センサーに送り、測定すれば良い。 In addition, the measurement of the reflected light by laser beam irradiation was monitored from the outside of the open pipe 1 by the reflected light sensor 15 and the monitor device 16 suspended from the welding head 14, as shown in FIG. Data collection conditions were measured by using a filter that transmits only the same wavelength as the laser in the reflected light sensor 15, thereby eliminating disturbance due to infrared rays from the keyhole 4 and the molten metal 5. The change in the intensity of the reflected light was determined by the monitor device 16. For example, a photodiode or the like can be used as the reflected light sensor. Note that the reflected light coaxial with the laser light may be measured by sending it to the reflected light sensor with a mirror incorporated in the welding head.

また、プラズマ光の測定は、図３に示すように、キーホールの監視装置と合わせてプラズマ光センサー10を取り付け測定した。データ採取条件は、プラズマ光センサー10にレーザにより発生するプラズマ光波長のみを透過するフィルターを使って計測することで、キーホール４および溶融メタル５からの赤外線による外乱を排除した。プラズマ光の強度の変動は、モニタ装置17によって、判定した。プラズマ光センサーとしては、例えば300〜900ｎｍの範囲のSi素子を用いたものなどがある。 The plasma light was measured by attaching a plasma light sensor 10 together with a keyhole monitoring device as shown in FIG. Data collection conditions were measured by using a filter that transmits only the wavelength of the plasma light generated by the laser in the plasma light sensor 10, thereby eliminating disturbance due to infrared rays from the keyhole 4 and the molten metal 5. The change in the intensity of the plasma light was determined by the monitor device 17. Examples of the plasma light sensor include those using Si elements in the range of 300 to 900 nm.

データ採取速度は、１kHzの周期で計測し、反射光および、または、プラズマ光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合にアラームを発信して、溶接条件を変更して、健全なレーザ溶接を進行させるように調整する。なお、レーザビームの照射による反射光やプラズマ光の監視装置は、任意の構成のものが使用できるので、上述した構成に限定するものではない。 The data collection speed is measured at a frequency of 1kHz, and when the fluctuation of reflected light and / or plasma light intensity exceeds 15% of the relative value, an alarm is issued and the welding conditions are changed. And adjust so that sound laser welding proceeds. Note that a monitoring device for reflected light or plasma light by laser beam irradiation can be used in any configuration, and thus is not limited to the above-described configuration.

具体的には、反射光および、またはプラズマ光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合に調整する溶接条件は、キーホール４が閉塞した場合に調整する溶接条件と同じである。したがって、反射光および、またはプラズマ光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点がレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整するのが、最も好ましい。例えば、キーホール監視装置によりエッジ部２の接合点やキーホール４および溶融メタル５の位置を画像処理して、認識し、オープンパイプの周方向および移動距離を算出し、エッジ部２の接合点が、キーホール４の内部あるいは、溶融メタル５内に入るように、溶接ヘッド14，溶接ヘッド14内に収納された集光レンズや集光ミラーを位置制御して、レーザビームの照射位置を移動させるのが、好ましい。 Specifically, the welding conditions to be adjusted when the intensity fluctuation of the reflected light and / or plasma light exceeds 15% relative to the relative value are the welding conditions to be adjusted when the keyhole 4 is closed. The same. Therefore, when the fluctuation of the intensity of the reflected light and / or plasma light exceeds 15% relative to the relative value, the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1 to It is most preferable to adjust so that the junction point is arranged in the irradiation position of the laser beam 3 (key hole 4) or in the molten metal 5. For example, the joint of the edge portion 2 and the positions of the keyhole 4 and the molten metal 5 are image-processed and recognized by the keyhole monitoring device, and the circumferential direction and moving distance of the open pipe are calculated. However, the laser beam irradiation position is moved by controlling the position of the condensing lens and the condensing mirror housed in the welding head 14 and the welding head 14 so as to enter the inside of the keyhole 4 or the molten metal 5. It is preferable to make it.

なお、レーザビームの照射による反射光やプラズマ光の測定装置は、上述した構成に限定するものではなく、任意の構成のものが使用できる。
その他の溶接条件として、例えば、レーザビームの焦点位置の制御、オープンパイプの長手方向のビーム照射位置の移動、レーザパワーの増加制御や溶接速度の減速制御などを採用することも好ましい。 Note that the apparatus for measuring reflected light or plasma light by laser beam irradiation is not limited to the above-described configuration, and an arbitrary configuration can be used.
As other welding conditions, it is also preferable to employ, for example, control of the focal position of the laser beam, movement of the beam irradiation position in the longitudinal direction of the open pipe, increase control of laser power, deceleration control of welding speed, and the like.

本発明で使用するレーザビームの発振機は、様々な形態の発振器が使用でき、気体（たとえばＣＯ₂，ヘリウム−ネオン，アルゴン，窒素，ヨウ素等）を媒質として用いる気体レーザ，固体（たとえば希土類元素をドープしたＹＡＧ等）を媒質として用いる固体レーザ，レーザ媒質としてバルクの代わりにファイバーを利用するファイバーレーザ等が好適である。あるいは，半導体レーザを使用しても良い。 Oscillator of the laser beam used in the present invention, an oscillator of various forms can be used, a gas (e.g. CO _2, helium - neon, argon, nitrogen, iodine) gas laser is used as a medium, solid (e.g., a rare earth element A solid-state laser using YAG doped with YAG, etc.) as a medium, and a fiber laser using a fiber instead of a bulk as a laser medium are suitable. Alternatively, a semiconductor laser may be used.

ただし、本発明ではファィバーレーザ発振器を使用し、レーザ出力を15ｋＷ超え（１台もしくは複数台の合計）、レーザの焦点距離を200mm以上とすることが最も好ましい。１台もしくは複数台の合計のレーザ出力が15ｋＷ以下では、溶接速度が５ｍ／分未満となってしまい、ブローホールが発生しやすくなるという問題がある。レーザの焦点距離が200mm未満では、鋼板から成形したオープンパイプのエッジ部のＺ軸方向（レザビームの光軸方向）の変動により溶接が不安定となるという問題がある。 However, in the present invention, it is most preferable that a fiber laser oscillator is used, the laser output exceeds 15 kW (total of one or more), and the focal length of the laser is 200 mm or more. When the total laser output of one or a plurality of lasers is 15 kW or less, there is a problem that the welding speed is less than 5 m / min and blow holes are likely to occur. If the focal length of the laser is less than 200 mm, there is a problem that welding becomes unstable due to fluctuations in the Z-axis direction (the optical axis direction of the laser beam) of the edge portion of the open pipe formed from the steel plate.

オープンパイプの外面側から補助熱源によって加熱しても良い。その補助熱源は、オープンパイプの外面を加熱し溶融できるものであれば、その構成は特に限定しない。たとえば、バーナ溶解法，プラズマ溶解法，ＴＩＧ溶解法，電子ビーム溶解法，レーザ溶解法等を利用した手段が好適である。
なお、補助熱源はレーザビームの発振機と一体的に配置することが好ましい。その理由は、補助熱源とレーザを一体的に配置しないと、補助熱源の効果を得るためには大きな熱量が必要となり、また溶接欠陥（たとえばアンダーカット等）の抑制が非常に困難になるからである。さらに、補助熱源をレーザビームの発振機より先行させて配置することが一層好ましい。その理由は、エッジ部の水分，油分を除去できるからである。 You may heat with an auxiliary heat source from the outer surface side of an open pipe. The configuration of the auxiliary heat source is not particularly limited as long as it can heat and melt the outer surface of the open pipe. For example, a means using a burner melting method, a plasma melting method, a TIG melting method, an electron beam melting method, a laser melting method or the like is suitable.
The auxiliary heat source is preferably disposed integrally with the laser beam oscillator. The reason for this is that unless the auxiliary heat source and the laser are arranged integrally, a large amount of heat is required to obtain the effect of the auxiliary heat source, and it becomes very difficult to suppress welding defects (for example, undercut). is there. Further, it is more preferable that the auxiliary heat source is disposed ahead of the laser beam oscillator. The reason is that moisture and oil can be removed from the edge portion.

さらに好ましい補助熱源として、アークの使用が好ましい。アークの発生源は、溶融メタルの溶落ちを抑制する方向に電磁力（すなわち溶接電流の磁界から発生する電磁力）を付加できるものを使用する。たとえば、ＴＩＧ溶接法，プラズマアーク溶接法等の従来から知られている技術が使用できる。具体的には、図６に示すように、電極18をマイナス極、オープンパイプ１のエッジ部２をプラス極にすることで、フレミングの左手の法則により溶融メタル５がアーク19の周囲に集まろうとするローレンツ力21を利用できるので、溶融メタル５の溶落ちを抑制できる。なお、アークの発生源はレーザビームと一体的に配置することが好ましい。その理由は、上述したように、アーク19を発生させる溶接電流20の周辺に生じる磁界の影響を、レーザビームで生じた溶融メタル５に効果的に与えるためである。さらに、アークの発生源をレーザビーム３より先行させて配置することが一層好ましい。その理由は、エッジ部２の水分，油分を除去できるからである。 Furthermore, the use of an arc is preferred as a preferred auxiliary heat source. As the arc generation source, one that can add electromagnetic force (that is, electromagnetic force generated from the magnetic field of the welding current) in a direction to suppress the molten metal from falling off is used. For example, conventionally known techniques such as TIG welding and plasma arc welding can be used. Specifically, as shown in FIG. 6, the molten metal 5 is collected around the arc 19 by Fleming's left-hand rule by making the electrode 18 a negative pole and the edge 2 of the open pipe 1 a positive pole. Since the Lorentz force 21 that is going to be used can be used, the molten metal 5 can be prevented from falling off. Note that the arc generation source is preferably arranged integrally with the laser beam. The reason is that, as described above, the influence of the magnetic field generated around the welding current 20 that generates the arc 19 is effectively given to the molten metal 5 generated by the laser beam. Furthermore, it is more preferable that the arc generation source is arranged ahead of the laser beam 3. The reason is that the moisture and oil content of the edge portion 2 can be removed.

また、オープンパイプ１の外面におけるレーザビーム３の照射位置とアークの電極18との距離は７mm以下であることが好ましい。その理由は、レーザビーム３の照射位置とアークの電極18との距離が７mmを超えると、アーク19により溶融する溶融メタル５の量が少なくなり、溶接電流20の周辺に生じる磁界の影響が小さくなるからである。
本発明では、厚肉材（たとえば厚さ４mm以上）のオープンパイプ１であっても、エッジ部２を高周波加熱等で予熱することなく、レーザ溶接を行なうことが可能である。ただしエッジ部２を高周波加熱等で予熱すれば、レーザ溶接鋼管の生産性が向上する等の効果が得られる。 The distance between the irradiation position of the laser beam 3 on the outer surface of the open pipe 1 and the arc electrode 18 is preferably 7 mm or less. The reason is that when the distance between the irradiation position of the laser beam 3 and the arc electrode 18 exceeds 7 mm, the amount of the molten metal 5 melted by the arc 19 decreases, and the influence of the magnetic field generated around the welding current 20 is small. Because it becomes.
In the present invention, even with an open pipe 1 made of a thick material (for example, 4 mm or more thick), laser welding can be performed without preheating the edge portion 2 by high-frequency heating or the like. However, if the edge portion 2 is preheated by high frequency heating or the like, effects such as improvement in productivity of the laser welded steel pipe can be obtained.

以上に説明した通り、本発明によれば、レーザ溶接鋼管を製造するにあたってレーザ溶接の状況を精度良く判定し、その判定結果に基づいて溶接条件を変更することによって、レーザビームの照射で生じるキーホールあるいは溶融メタル内に、エッジ部の接合点を常に配置することが可能となる。その結果、レーザ溶接鋼管を歩留り良く安定して製造できる。得られたレーザ溶接鋼管は、レーザ溶接の利点を活かしてシームの低温靭性や耐食性が優れており、寒冷地や腐食環境で使用する油井管やラインパイプに好適である。 As described above, according to the present invention, in manufacturing a laser welded steel pipe, the state of laser welding is accurately determined, and the welding condition is changed based on the determination result. It becomes possible to always arrange the junction of the edge portion in the hole or the molten metal. As a result, the laser welded steel pipe can be manufactured stably with a high yield. The obtained laser welded steel pipe is excellent in low temperature toughness and corrosion resistance of the seam by taking advantage of laser welding, and is suitable for oil well pipes and line pipes used in cold regions and corrosive environments.

＜実施例１＞
帯状の鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、そのオープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながら、レーザビームを外面側から照射してレーザ溶接鋼管を製造した。鋼板の成分は表１に示す通りである。 <Example 1>
A strip-shaped steel plate was formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and a laser welded steel pipe was manufactured by irradiating the edge of the open pipe with a squeeze roll and irradiating a laser beam from the outer surface side. The components of the steel sheet are as shown in Table 1.

レーザ溶接では、25ｋＷＣＯ₂レーザ発振器を使用し、その出力と溶接速度は表２に示す通りである。 In laser welding, a 25 kWCO ₂ laser oscillator is used, and its output and welding speed are as shown in Table 2.

キーホール４の監視装置は、図３に示す装置を用いて内面ビード切削装置のマンドレルバー７に監視カメラ８を取り付けて、オープンパイプ１内に挿入した。なお、図３に記載されたプラズマ光センサー10およびそのモニタ装置17は、用いていない。監視カメラ８は、レーザビーム３の照射によって発生するプラズマ光等の外乱を抑止するために、特定の波長（すなわち337ｎｍ）のみを可視化できるカメラを使用した。 The monitoring device for the keyhole 4 was inserted into the open pipe 1 by attaching the monitoring camera 8 to the mandrel bar 7 of the inner surface bead cutting device using the device shown in FIG. Note that the plasma light sensor 10 and its monitor device 17 shown in FIG. 3 are not used. As the monitoring camera 8, a camera capable of visualizing only a specific wavelength (that is, 337 nm) was used in order to suppress disturbance such as plasma light generated by irradiation of the laser beam 3.

表２に示す発明例（鋼管番号1-1〜1-4）は、オープンパイプ１の内面側からキーホール４を監視して、キーホール４の大きさを表２に示すように調整し、かつエッジ部の接合点とキーホール４あるいは溶融メタル５との位置関係を表２に示すように調整した例である。キーホール径が、0.2mm未満になった場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃがレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。 The invention examples shown in Table 2 (steel pipe numbers 1-1 to 1-4) monitor the keyhole 4 from the inner surface side of the open pipe 1 and adjust the size of the keyhole 4 as shown in Table 2, In addition, the positional relationship between the edge joint and the keyhole 4 or molten metal 5 is adjusted as shown in Table 2. When the keyhole diameter is less than 0.2 mm, the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1, and the joining point C of the edge portion 2 becomes the irradiation position of the laser beam 3 (keyhole 4). Or it adjusted so that it might arrange | position in the molten metal 5. FIG.

比較例の鋼管番号1-5，1-6は、キーホール４の監視を行なわない例である。また、比較例の鋼管番号1-7，1-8は、単にキーホール４の監視を行なうのみで、キーホール４の大きさや位置関係を調整しなかった例である。
得られたレーザ溶接鋼管を、超音波探傷試験に供し、ＪＩＳ規格G0582に準拠してシームを20ｍにわたって探傷した。その探傷結果を表２に示す。なお表２においては、基準となるＮ５内外面ノッチの人工欠陥に対して、ピーク指示高さが、10％以下のものを優（◎），10％超え25％以下のものを良（○），25％超え50％以下のものを可（△），50％超えのものを不可（×）として評価した。 Steel pipe numbers 1-5 and 1-6 in the comparative example are examples in which the keyhole 4 is not monitored. Steel pipe numbers 1-7 and 1-8 in the comparative example are examples in which only the keyhole 4 is monitored and the size and positional relationship of the keyhole 4 are not adjusted.
The obtained laser welded steel pipe was subjected to an ultrasonic flaw detection test, and a seam was flawed over 20 m in accordance with JIS standard G0582. The flaw detection results are shown in Table 2. In Table 2, with respect to the artificial defect of the N5 inner and outer notch used as a reference, the peak indication height is 10% or less excellent (◎), 10% to 25% or less is good (○) , 25% and 50% or less were evaluated as acceptable (△), and those exceeding 50% were evaluated as unacceptable (×).

また、鋼種Ａ（すなわち低合金鋼）のレーザ溶接鋼管には焼入れ（焼入れ温度880℃），焼戻し（焼戻し温度650℃）を施し、鋼種Ｂ（すなわちステンレス鋼）のレーザ溶接鋼管には熱処理を２回（加熱温度：１回目780℃，２回目650℃）施した後、それぞれＪＩＳ規格Z2242に準拠してシャルピー衝撃試験を行なった。試験片は、ＪＩＳ規格Z2202に準拠してＶノッチ，サブサイズとし、シーム部から採取した。試験温度は−60℃として、吸収エネルギー-_VＥ_-60（Ｊ）を測定した。その結果を表２に示す。 In addition, laser welded steel pipes of steel type A (ie low alloy steel) are quenched (quenching temperature 880 ° C.) and tempered (tempering temperature 650 ° C.), and laser welded steel pipes of steel type B (ie stainless steel) are heat treated 2 After application (heating temperature: 780 ° C. for the first time and 650 ° C. for the second time), a Charpy impact test was performed in accordance with JIS standard Z2242. The test piece was V-notched and sub-sized in accordance with JIS standard Z2202, and was collected from the seam portion. The test temperature was −60 ° C. and the absorbed energy _−V E _-60 (J) was measured. The results are shown in Table 2.

表２から明らかなように、発明例（鋼管番号1-1〜1-4）では、超音波探傷は優（◎）または良（○）であり、シャルピー衝撃試験（−60℃）の吸収エネルギーは82〜112Ｊであった。一方、比較例（鋼管番号1-5〜1-8）では、超音波探傷は可（△）または不可（×）であり、シャルピー衝撃試験（−60℃）の吸収エネルギーは8.7〜38Ｊであった。
以上に説明した通り、本発明を適用すれば、厚肉材（厚さ４mm以上）のオープンパイプであっても、健全なレーザ溶接を行なうことが可能である。 As is clear from Table 2, in the inventive examples (steel pipe numbers 1-1 to 1-4), the ultrasonic flaw detection is excellent (◎) or good (○), and the absorbed energy of the Charpy impact test (−60 ° C.) Was 82-112J. On the other hand, in the comparative examples (steel pipe numbers 1-5 to 1-8), the ultrasonic flaw detection is possible (△) or not (×), and the absorbed energy in the Charpy impact test (−60 ° C.) is 8.7 to 38 J. It was.
As described above, when the present invention is applied, sound laser welding can be performed even with an open pipe made of a thick material (thickness of 4 mm or more).

得られたレーザ溶接鋼管のシームは、超音波探傷の結果が示す通り、溶接欠陥や析出物の発生が抑制され、優れた耐食性を有している。かつ、シャルピー衝撃試験の結果が示す通り、優れた低温靭性を有している。
＜実施例２＞
帯状の鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、そのオープンパイプ１のエッジ部２をスクイズロールで加圧しながら、レーザビーム３を外面側から照射してレーザ溶接鋼管を製造した。なお、補助熱源としてプラズマジェットおよびＴＩＧアークを使用し、その補助熱源がレーザビーム３より先行してエッジ部２を加熱し溶融するように配置した。鋼板の成分は表３に示す通りである。 The resulting seam of the laser welded steel pipe has excellent corrosion resistance because generation of welding defects and precipitates is suppressed as shown by the results of ultrasonic flaw detection. And as the result of a Charpy impact test shows, it has the outstanding low temperature toughness.
<Example 2>
A strip-shaped steel plate was formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and a laser welded steel pipe was manufactured by irradiating the laser beam 3 from the outer surface side while pressing the edge 2 of the open pipe 1 with a squeeze roll. Note that a plasma jet and a TIG arc were used as the auxiliary heat source, and the auxiliary heat source was arranged to heat and melt the edge portion 2 prior to the laser beam 3. The components of the steel sheet are as shown in Table 3.

レーザ溶接では、20ｋＷファイバーレーザ発振器を使用し、その出力と溶接速度は表４に示す通りである。 In laser welding, a 20 kW fiber laser oscillator is used, and its output and welding speed are as shown in Table 4.

キーホール４の監視装置は、図３に示す装置を用いて内面ビード切削装置のマンドレルバー７に監視カメラ８を取り付けて、オープンパイプ１内に挿入した。なお、図３に記載されたプラズマ光センサー10およびそのモニタ装置17は、用いていない。監視カメラ８は、レーザビームの照射によって発生するプラズマ光等の外乱を抑止するために、特定の波長（すなわち337ｎｍ）のみを可視化できるカメラを使用した。 The monitoring device for the keyhole 4 was inserted into the open pipe 1 by attaching the monitoring camera 8 to the mandrel bar 7 of the inner surface bead cutting device using the device shown in FIG. Note that the plasma light sensor 10 and its monitor device 17 shown in FIG. 3 are not used. As the monitoring camera 8, a camera capable of visualizing only a specific wavelength (that is, 337 nm) was used in order to suppress disturbance such as plasma light generated by laser beam irradiation.

表４に示す発明例（鋼管番号2-1〜2-4）は、外面側からプラズマジェットおよびＴＩＧアークによって加熱し溶融し、引き続きレーザビームを照射しながら、オープンパイプの内面側からキーホールを監視して、キーホールの大きさを表４に示すように調整し、かつエッジ部の接合点とキーホールあるいは溶融メタルとの位置関係を表４に示すように調整した例である。発明例の鋼管番号2-5，2-6は、補助熱源を使用しない例である。 The invention examples shown in Table 4 (steel pipe numbers 2-1 to 2-4) were heated and melted by a plasma jet and a TIG arc from the outer surface side, and then continued to irradiate a laser beam, with a keyhole from the inner surface side of the open pipe. In this example, the size of the keyhole is monitored and adjusted as shown in Table 4, and the positional relationship between the junction of the edge portion and the keyhole or molten metal is adjusted as shown in Table 4. Steel pipe numbers 2-5 and 2-6 of the invention examples are examples in which no auxiliary heat source is used.

キーホール径が、0.2mm未満になった場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃがレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。
得られたレーザ溶接鋼管を、超音波探傷試験に供し、ＪＩＳ規格G0582に準拠してシームを20ｍにわたって探傷した。その探傷結果を表４に示す。なお表４においては、基準となるＮ５内外面ノッチの人工欠陥に対して、ピーク指示高さが、10％以下のものを優（◎），10％超え25％以下のものを良（○），25％超え50％以下のものを可（△），50％超えのものを不可（×）として評価した。また、鋼管の内面ビードの外観検査を行った。 When the keyhole diameter is less than 0.2 mm, the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1, and the joining point C of the edge portion 2 becomes the irradiation position of the laser beam 3 (keyhole 4). Or it adjusted so that it might arrange | position in the molten metal 5. FIG.
The obtained laser welded steel pipe was subjected to an ultrasonic flaw detection test, and a seam was flawed over 20 m in accordance with JIS standard G0582. Table 4 shows the results of the flaw detection. In Table 4, with respect to the artificial defect of the N5 inner and outer notch used as a reference, the peak indication height is 10% or less excellent (◎), 10% to 25% or less is good (○) , 25% and 50% or less were evaluated as acceptable (△), and those exceeding 50% were evaluated as unacceptable (×). In addition, the appearance of the inner bead of the steel pipe was inspected.

表４から明らかなように、発明例（鋼管番号2-1〜2-4）では、超音波探傷は優（◎）または良（○）であった。また、鋼管の内面ビードの外観も良好であった。一方、補助熱源を使用しない発明例（鋼管番号2-5，2-6）では、超音波探傷は良（○）であったが、鋼管の内面ビードに溶け落ちあるいは、アンダーカットが見つかった。
以上に説明した通り、本発明を適用すれば、厚肉材（厚さ４mm以上）のオープンパイプであっても、健全なレーザ溶接を行なうことが可能である。 As apparent from Table 4, in the invention examples (steel pipe numbers 2-1 to 2-4), the ultrasonic flaw detection was excellent (（) or good (◯). The appearance of the inner bead of the steel pipe was also good. On the other hand, in the invention examples (steel pipe numbers 2-5 and 2-6) in which no auxiliary heat source was used, the ultrasonic flaw detection was good (◯), but it was melted into the inner bead of the steel pipe or an undercut was found.
As described above, when the present invention is applied, sound laser welding can be performed even with an open pipe made of a thick material (thickness of 4 mm or more).

＜実施例３＞
帯状の鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、そのオープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながら、レーザビームを外面側から照射してレーザ溶接鋼管を製造した。なお、補助的な加熱手段としてＴＩＧアークを使用し、そのアークがレーザビームより先行してエッジ部を加熱・溶融するように配置した。鋼板の成分は表５に示す通りである。 <Example 3>
A strip-shaped steel plate was formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and a laser welded steel pipe was manufactured by irradiating the edge of the open pipe with a squeeze roll and irradiating a laser beam from the outer surface side. A TIG arc was used as an auxiliary heating means, and the arc was arranged to heat and melt the edge portion ahead of the laser beam. The components of the steel sheet are as shown in Table 5.

レーザ溶接では、10ｋＷファイバーレーザ発振器を使用し、その出力と溶接速度は表６に示す通りである。 In laser welding, a 10 kW fiber laser oscillator is used, and its output and welding speed are as shown in Table 6.

キーホールの監視装置は、図３に示す装置を用いて内面ビード切削装置のマンドレルバー７に監視カメラ５を取り付けて、オープンパイプ１内に挿入した。なお、図３に記載されたプラズマ光センサー10およびそのモニタ装置17は、用いていない。監視カメラ５は、レーザビームの照射によって発生するプラズマ光等の外乱を抑止するために、特定の波長（すなわち337ｎｍ）のみを可視化できるカメラを使用した。 The keyhole monitoring device was inserted into the open pipe 1 by attaching the monitoring camera 5 to the mandrel bar 7 of the inner surface bead cutting device using the device shown in FIG. Note that the plasma light sensor 10 and its monitor device 17 shown in FIG. 3 are not used. As the monitoring camera 5, a camera capable of visualizing only a specific wavelength (that is, 337 nm) was used in order to suppress disturbance such as plasma light generated by laser beam irradiation.

表６に示す発明例（鋼管番号3-1〜3-4）は、外面側からＴＩＧアークによって加熱・溶融し、引き続きレーザビームを照射しながら、オープンパイプの内面側からキーホールを監視して、キーホールの大きさを表６に示すように調整し、かつエッジ部の接合点とキーホールあるいは溶融メタルとの位置関係を表６に示すように調整した例である。発明例の鋼管番号3-5〜3-8は、ＴＩＧアークを使用しない例である。 Inventive examples shown in Table 6 (steel pipe numbers 3-1 to 3-4) are heated and melted by a TIG arc from the outer surface side and continuously irradiated with a laser beam while monitoring the keyhole from the inner surface side of the open pipe. In this example, the size of the keyhole is adjusted as shown in Table 6, and the positional relationship between the junction of the edge portion and the keyhole or molten metal is adjusted as shown in Table 6. Steel pipe numbers 3-5 to 3-8 of the invention examples are examples in which no TIG arc is used.

キーホール径が、0.2mm未満になった場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃがレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。
得られたレーザ溶接鋼管を、超音波探傷試験に供し、ＪＩＳ規格G0582に準拠してシームを20ｍにわたって探傷した。その探傷結果を表６に示す。なお表６においては、基準となるＮ５内外面ノッチの人工欠陥に対して、ピーク指示高さが、10％以下のものを優（◎），10％超え25％以下のものを良（○），25％超え50％以下のものを可（△），50％超えのものを不可（×）として評価した。また、鋼管の内面ビードの外観検査を行った。 When the keyhole diameter is less than 0.2 mm, the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1, and the joining point C of the edge portion 2 becomes the irradiation position of the laser beam 3 (keyhole 4). Or it adjusted so that it might arrange | position in the molten metal 5. FIG.
The obtained laser welded steel pipe was subjected to an ultrasonic flaw detection test, and a seam was flawed over 20 m in accordance with JIS standard G0582. Table 6 shows the flaw detection results. In Table 6, with respect to the artificial defect of the N5 inner and outer notch used as a reference, the peak indication height is excellent (◎) when the peak indication height is 10% or less, and good (○) when it exceeds 10% and 25% or less. , 25% and 50% or less were evaluated as acceptable (△), and those exceeding 50% were evaluated as unacceptable (×). In addition, the appearance of the inner bead of the steel pipe was inspected.

表６から明らかなように、発明例（鋼管番号3-1〜3-4）では、超音波探傷は優（◎）または良（○）であった。また、鋼管の内面ビードの外観も良好であった。一方、ＴＩＧアークを使用しない発明例（鋼管番号3-5〜3-8）では、超音波探傷は良（○）であったが、鋼管の内面ビードに溶け落ちおよびアンダーカットが見つかった。
以上に説明した通り、本発明を適用すれば、厚肉材（厚さ４mm以上）のオープンパイプであっても、健全なレーザ溶接を行なうことが可能である。 As is clear from Table 6, in the invention examples (steel pipe numbers 3-1 to 3-4), the ultrasonic flaw detection was excellent (）) or good (）). The appearance of the inner bead of the steel pipe was also good. On the other hand, in the invention examples (steel pipe numbers 3-5 to 3-8) that do not use the TIG arc, ultrasonic flaw detection was good (◯), but melted down and undercut were found on the inner bead of the steel pipe.
As described above, when the present invention is applied, sound laser welding can be performed even with an open pipe made of a thick material (thickness of 4 mm or more).

＜実施例４＞
帯状の鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、そのオープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながら、レーザビーム（２本または１本）を外面側から照射してレーザ溶接鋼管を製造した。鋼板の成分は表７に示す通りである。 <Example 4>
A strip-shaped steel plate is formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and a laser beam (two or one) is irradiated from the outer surface side while pressing the edge of the open pipe with a squeeze roll to form a laser welded steel pipe. Manufactured. The components of the steel sheet are as shown in Table 7.

レーザ溶接では、５ｋＷと10ｋＷのファイバーレーザ発振器を使用し、その溶接条件は表８に示す通りである。 In laser welding, fiber laser oscillators of 5 kW and 10 kW are used, and the welding conditions are as shown in Table 8.

キーホールの監視装置は、図３に示す装置を用いて内面ビード切削装置のマンドレルバー７に監視カメラ８を取り付けて、オープンパイプ内に挿入した。なお、図３に記載されたプラズマ光センサー１０およびそのモニタ装置17は、用いていない。監視カメラ８は、レーザビームの照射によって発生するプラズマ光等の外乱を抑止するために、特定の波長（すなわち337ｎｍ）のみを可視化できるカメラを使用した。 The keyhole monitoring device was inserted into the open pipe by attaching the monitoring camera 8 to the mandrel bar 7 of the inner surface bead cutting device using the device shown in FIG. Note that the plasma light sensor 10 and its monitor device 17 shown in FIG. 3 are not used. As the monitoring camera 8, a camera capable of visualizing only a specific wavelength (that is, 337 nm) was used in order to suppress disturbance such as plasma light generated by laser beam irradiation.

表８に示す発明例（鋼管番号4-1〜4-4）は、オープンパイプの外面側から２本のレーザビームを照射して２個のキーホールを形成しながら、オープンパイプの内面側からキーホールを監視して、キーホールの大きさを表８に示すように調整し、かつエッジ部の接合点とキーホールや溶融メタルとの位置関係を表８に示すように調整した例である。発明例の鋼管番号4-5〜4-8は、１本のレーザビームを照射して１個のキーホールを形成する例である。 The invention examples shown in Table 8 (steel pipe numbers 4-1 to 4-4) are formed from the inner surface of the open pipe while irradiating two laser beams from the outer surface of the open pipe to form two keyholes. This is an example in which the keyhole is monitored, the size of the keyhole is adjusted as shown in Table 8, and the positional relationship between the junction of the edge portion and the keyhole or molten metal is adjusted as shown in Table 8. . Steel pipe numbers 4-5 to 4-8 of the invention examples are examples in which one laser beam is irradiated to form one keyhole.

少なくとも１つのキーホール径が、0.1mm未満になった場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置および焦点位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃが２個のキーホール間で、レーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。
得られたレーザ溶接鋼管を、超音波探傷試験に供し、ＪＩＳ規格G0582に準拠してシームを20ｍにわたって探傷した。その探傷結果を表８に示す。なお表８においては、基準となるＮ５内外面ノッチの人工欠陥に対して、ピーク指示高さが、10％以下のものを優（◎），10％超え25％以下のものを良（○），25％超え50％以下のものを可（△），50％超えのものを不可（×）として評価した。また、鋼管の内面ビードの外観検査を行った。 When the diameter of at least one keyhole is less than 0.1 mm, the laser beam irradiation position and the focal position are moved in the circumferential direction of the open pipe 1 so that the junction point C of the edge portion 2 has two keyholes. It adjusted so that it might arrange | position in the irradiation position (keyhole 4) or the molten metal 5 of the laser beam 3 between.
The obtained laser welded steel pipe was subjected to an ultrasonic flaw detection test, and a seam was flawed over 20 m in accordance with JIS standard G0582. Table 8 shows the flaw detection results. In Table 8, with respect to the reference artificial defect of N5 inner and outer notches, the peak indication height is 10% or less excellent (◎), 10% to 25% or less good (○) , 25% and 50% or less were evaluated as acceptable (△), and those exceeding 50% were evaluated as unacceptable (×). In addition, the appearance of the inner bead of the steel pipe was inspected.

表８から明らかなように、発明例（鋼管番号4-1〜4-4）では、超音波探傷は優（◎）または良（○）であった。また、鋼管の内面ビードの外観も良好であった。一方、１本のレーザビームを照射して１個のキーホールを形成する発明例（鋼管番号4-5〜4-8）では、超音波探傷は良（○）であったが、鋼管の内面ビードにアンダーカットが発生していた。
以上に説明した通り、本発明を適用すれば、厚肉材（厚さ４mm以上）のオープンパイプであっても、健全なレーザ溶接を行なうことが可能である。 As is apparent from Table 8, in the invention examples (steel pipe numbers 4-1 to 4-4), the ultrasonic flaw detection was excellent (◎) or good (○). The appearance of the inner bead of the steel pipe was also good. On the other hand, in the invention example (steel pipe numbers 4-5 to 4-8) in which one keyhole is formed by irradiating one laser beam, the ultrasonic flaw detection was good (◯), but the inner surface of the steel pipe The bead was undercut.
As described above, when the present invention is applied, sound laser welding can be performed even with an open pipe made of a thick material (thickness of 4 mm or more).

＜実施例５＞
帯状の鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、そのオープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながら、レーザビームを外面側から照射してレーザ溶接鋼管を製造した。なお、補助的な加熱手段としてＴＩＧアークを使用し、そのアークがレーザビームより先行してエッジ部を加熱・溶融するように配置した。鋼板の成分は表９に示す通りである。 <Example 5>
A strip-shaped steel plate was formed into a cylindrical open pipe with a forming roll, and a laser welded steel pipe was manufactured by irradiating the edge of the open pipe with a squeeze roll and irradiating a laser beam from the outer surface side. A TIG arc was used as an auxiliary heating means, and the arc was arranged to heat and melt the edge portion ahead of the laser beam. The components of the steel sheet are as shown in Table 9.

レーザ溶接では、20ｋＷファイバーレーザ発振器を使用し、その出力と溶接速度は表10に示す通りである。 In laser welding, a 20 kW fiber laser oscillator is used, and its output and welding speed are as shown in Table 10.

キーホールの監視装置は、図３に示す装置を用いて内面ビード切削装置のマンドレルバー７に監視カメラ８を取り付けて、オープンパイプ１内に挿入した。監視カメラ８は、レーザビーム３の照射によって発生するプラズマ光等の外乱を抑止するために、特定の波長（すなわち337ｎｍ）のみを可視化できるカメラを使用した。
また、レーザビーム３の照射部位から発生する反射光のセンサー15は図５に示す装置を用いて溶接ヘッド14に取り付け、プラズマ光センサー10は図３に示す装置を用いてマンドレルバー７に取り付けた。 The keyhole monitoring device was inserted into the open pipe 1 by attaching the monitoring camera 8 to the mandrel bar 7 of the inner surface bead cutting device using the device shown in FIG. As the monitoring camera 8, a camera capable of visualizing only a specific wavelength (that is, 337 nm) was used in order to suppress disturbance such as plasma light generated by irradiation of the laser beam 3.
The reflected light sensor 15 generated from the irradiated portion of the laser beam 3 is attached to the welding head 14 using the apparatus shown in FIG. 5, and the plasma light sensor 10 is attached to the mandrel bar 7 using the apparatus shown in FIG. .

表10に示す発明例のうち、鋼管番号5-1，5-2は、レーザビームを照射しながら、オープンパイプの内面側から図３に示す装置を用いてキーホールを監視するとともに、プラズマ光の強度を測定し、かつ図５に示す装置を用いて外面側から反射光の強度を測定した。そしてキーホールの大きさ，反射光の測定値の相対値の変動，プラズマ光の測定値の相対値の変動に基づいて、エッジ部の接合点とキーホールあるいは溶融メタルとの位置関係を表10に示すように調整した例である。キーホール径が、0.2mm未満になった場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃがレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。 Among the invention examples shown in Table 10, steel pipe numbers 5-1 and 5-2 are used to monitor the keyhole from the inner surface side of the open pipe using the apparatus shown in FIG. The intensity of the reflected light was measured from the outer surface side using the apparatus shown in FIG. Table 10 shows the positional relationship between the edge joint and the keyhole or molten metal based on the size of the keyhole, the fluctuation in the relative value of the measured value of the reflected light, and the fluctuation in the relative value of the measured value of the plasma light. It is an example adjusted as shown in FIG. When the keyhole diameter is less than 0.2 mm, the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1, and the joining point C of the edge portion 2 becomes the irradiation position of the laser beam 3 (keyhole 4). Or it adjusted so that it might arrange | position in the molten metal 5. FIG.

また、プラズマ光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃがレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。
鋼管番号5-3，5-4は、外面側からＴＩＧアークによって加熱・溶融し、引き続きレーザビームを照射しながら、オープンパイプの内面側からキーホールを監視するとともにプラズマ光の強度を測定し、かつ外面側から反射光の強度を測定した。そしてキーホールの大きさ，反射光の測定値の相対値の変動，プラズマ光の測定値の相対値の変動に基づいて、エッジ部の接合点とキーホールあるいは溶融メタルとの位置関係を表10に示すように調整した例である。 Further, when the fluctuation of the intensity of the plasma light exceeds 15% relative to the relative value, the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1 so that the junction C of the edge portion 2 is a laser. Adjustment was made so that the irradiation position of the beam 3 (keyhole 4) or the molten metal 5 was arranged.
Steel pipe numbers 5-3 and 5-4 were heated and melted by TIG arc from the outer surface side, and continuously irradiated with a laser beam while monitoring the keyhole from the inner surface side of the open pipe and measuring the intensity of the plasma light. And the intensity | strength of the reflected light was measured from the outer surface side. Table 10 shows the positional relationship between the edge joint and the keyhole or molten metal based on the size of the keyhole, the fluctuation in the relative value of the measured value of the reflected light, and the fluctuation in the relative value of the measured value of the plasma light. It is an example adjusted as shown in FIG.

プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃがレーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。
発明例（鋼管番号5-5〜5-8）は、反射光とプラズマ光を測定せず、プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合でも、エッジ部の接合点とキーホールあるいは溶融メタルとの位置関係の調整に反映させなかった例である。 When the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light exceeds 15% relative to the relative value, the irradiation position of the laser beam is moved in the circumferential direction of the open pipe 1 to join the edge portion 2 Adjustment was made so that the point C was placed in the irradiation position of the laser beam 3 (keyhole 4) or in the molten metal 5.
Inventive examples (steel pipe numbers 5-5 to 5-8) did not measure reflected light and plasma light, and the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light exceeded 15% relative to the relative value. Even in this case, it is an example that is not reflected in the adjustment of the positional relationship between the junction of the edge portion and the keyhole or molten metal.

得られたレーザ溶接鋼管を、超音波探傷試験に供し、ＪＩＳ規格G0582に準拠してシー
ムを20ｍにわたって探傷した。その探傷結果を表10に示す。なお表10においては、基準となるＮ５内外面ノッチの人工欠陥に対して、ピーク指示高さが、10％以下のものを優（◎），10％超え25％以下のものを良（○），25％超え50％以下のものを可（△），50％超えのものを不可（×）として評価した。また、鋼管の内面ビードの外観検査を行った。 The obtained laser welded steel pipe was subjected to an ultrasonic flaw detection test, and a seam was flawed over 20 m in accordance with JIS standard G0582. Table 10 shows the flaw detection results. In Table 10, with respect to the artificial defect of the N5 inner and outer notch used as a reference, the peak indication height is excellent (◎) when the peak indication height is 10% or less, and good (○) when it exceeds 10% and 25% or less. , 25% and 50% or less were evaluated as acceptable (△), and those exceeding 50% were evaluated as unacceptable (×). In addition, the appearance of the inner bead of the steel pipe was inspected.

表10から明らかなように、発明例（鋼管番号5-1〜5-4）では、超音波探傷は優（◎）または良（○）であった。また、鋼管の内面ビードの外観も良好であった。一方、反射光とプラズマ光を測定せず、プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合でも、エッジ部の接合点とキーホールあるいは溶融メタルとの位置関係の調整に反映させなかった発明例（鋼管番号5-5〜5-8）では、超音波探傷は良好であったが、キーホールの短時間の閉塞が頻繁に発生するようになり、鋼管の内面ビード近傍にスパッタが発生していた。また、発明例（鋼管番号No.5-5，5-6）では鋼管の内面ビードに溶け落ちあるいはアンダーカットが見つかった。なお、キーホールの閉塞の有無は、実施例１〜４で用いた図３に示す監視カメラ（３０コマ／秒）に代えて高速度カメラをセットし、キーホールを1000コマ／秒で撮影し、確認した。0.01秒以上の短時間のキーホールの閉塞を閉塞有りとした。プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動と0.01秒以上の短時間のキーホールの閉塞は、ほぼ同期して発生していることが分かった。 As is clear from Table 10, in the inventive examples (steel pipe numbers 5-1 to 5-4), the ultrasonic flaw detection was excellent (）) or good (◯). The appearance of the inner bead of the steel pipe was also good. On the other hand, even if the reflected light and plasma light are not measured and the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light exceeds 15% relative to the relative value, the junction between the edge and the keyhole or melting In the invention examples (steel pipe numbers 5-5 to 5-8) that were not reflected in the adjustment of the positional relationship with the metal, ultrasonic flaw detection was good, but it seems that keyholes are frequently closed for a short time. As a result, spatter was generated near the inner surface bead of the steel pipe. Further, in the inventive examples (steel pipe numbers No. 5-5 and 5-6), melting or undercutting was found in the inner bead of the steel pipe. In addition, the presence or absence of blockage of the keyhole was set in place of the surveillance camera (30 frames / second) shown in FIG. 3 used in Examples 1 to 4, and a high-speed camera was set, and the keyhole was photographed at 1000 frames / second. ,confirmed. A keyhole blockage for a short time of 0.01 seconds or longer was considered to be blocked. It was found that the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light and the clogging of the keyhole for a short time of 0.01 seconds or more occurred almost synchronously.

以上に説明した通り、本発明を適用すれば、厚肉材（厚さ４mm以上）のオープンパイプであっても、健全なレーザ溶接を行なうことが可能である。
＜実施例６＞
帯状の鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプ１に成形し、そのオープンパイプ１のエッジ部２をスクイズロールで加圧しながら、レーザビーム３（２本または１本）を外面側から照射してレーザ溶接鋼管（外径273.0mm，厚さ6.4mm）を製造した。なお、補助的な加熱手段としてＴＩＧアークを使用し、そのアーク19がレーザビーム３より先行してエッジ部２を加熱し溶融するように配置した。鋼板の成分は表11に示す通りである。 As described above, when the present invention is applied, sound laser welding can be performed even with an open pipe made of a thick material (thickness of 4 mm or more).
<Example 6>
A strip-shaped steel plate is formed into a cylindrical open pipe 1 with a forming roll, and an edge 2 of the open pipe 1 is pressed with a squeeze roll and irradiated with a laser beam 3 (two or one) from the outer surface side. Laser welded steel pipe (outer diameter 273.0mm, thickness 6.4mm) was manufactured. A TIG arc was used as an auxiliary heating means, and the arc 19 was arranged so as to heat and melt the edge portion 2 prior to the laser beam 3. The components of the steel sheet are as shown in Table 11.

レーザ溶接では、10ｋＷと20ｋＷのファイバーレーザ発振器を使用し、その溶接条件は表12に示す通りである。 In laser welding, 10 kW and 20 kW fiber laser oscillators are used, and the welding conditions are as shown in Table 12.

キーホール４の監視装置は、図３に示す装置を用いて内面ビード切削装置のマンドレルバー７に監視カメラ５を取り付けて、オープンパイプ１内に挿入した。監視カメラ８は、レーザビーム３の照射によって発生するプラズマ光等の外乱を抑止するために、特定の波長（すなわち337ｎｍ）のみを可視化できるカメラを使用した。
また、レーザビームの照射部位から発生する反射光センサー15は図５に示すように、溶接ヘッド14に取り付け、プラズマ光センサー10は図３に示すように、マンドレルバー７に取り付けた。 The monitoring device for the keyhole 4 was inserted into the open pipe 1 by attaching the monitoring camera 5 to the mandrel bar 7 of the inner surface bead cutting device using the device shown in FIG. As the monitoring camera 8, a camera capable of visualizing only a specific wavelength (that is, 337 nm) was used in order to suppress disturbance such as plasma light generated by irradiation of the laser beam 3.
Further, as shown in FIG. 5, the reflected light sensor 15 generated from the laser beam irradiation site is attached to the welding head 14, and the plasma light sensor 10 is attached to the mandrel bar 7 as shown in FIG.

表12に示す発明例のうち、鋼管番号6-1，6-2は、２本のレーザビームを照射しながら、オープンパイプの内面側から図３に示す装置を用いてキーホール４を監視するとともに、プラズマ光の強度を測定し、かつ図５に示す装置を用いて外面側から反射光の強度を測定した。そしてキーホール４の大きさ，反射光の測定値の相対値の変動，プラズマ光の測定値の相対値の変動に基づいて、エッジ部の接合点とキーホールあるいは溶融メタルとの位置関係を表12に示すように調整した例である。少なくとも１つのキーホール径が、0.1mm未満になった場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置および焦点位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃが２個のキーホール間で、レーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。 Among the invention examples shown in Table 12, steel pipe numbers 6-1 and 6-2 monitor the keyhole 4 from the inner surface side of the open pipe using the apparatus shown in FIG. 3 while irradiating two laser beams. At the same time, the intensity of the plasma light was measured, and the intensity of the reflected light was measured from the outer surface side using the apparatus shown in FIG. Then, based on the size of the keyhole 4, the fluctuation of the relative value of the measured value of the reflected light, and the fluctuation of the relative value of the measured value of the plasma light, the positional relationship between the junction of the edge portion and the keyhole or the molten metal is represented. This is an example adjusted as shown in FIG. When the diameter of at least one keyhole is less than 0.1 mm, the laser beam irradiation position and the focal position are moved in the circumferential direction of the open pipe 1 so that the junction point C of the edge portion 2 has two keyholes. It adjusted so that it might arrange | position in the irradiation position (keyhole 4) or the molten metal 5 of the laser beam 3 between.

また、プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置および焦点位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃが２個のキーホール間で、レーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。
鋼管番号No.6-3，6-4は、外面側からＴＩＧアークによって加熱・溶融し、引き続き１本のレーザビーム３を光学系で２分割して照射しながら、オープンパイプ１の内面側からキーホール４を監視するとともにプラズマ光の強度を測定し、かつ外面側から反射光の強度を測定した。そしてキーホール４の大きさ，反射光の測定値の相対値の変動，プラズマ光の測定値の相対値の変動に基づいて、エッジ部２の接合点Ｃとキーホール４あるいは溶融メタル５との位置関係を表12に示すように調整した例である。少なくとも１つのキーホール径が、0.1mm未満になった場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置および焦点位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃが２個のキーホール間で、レーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。 Further, when the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light exceeds 15% with respect to the relative value, the irradiation position and the focal position of the laser beam are moved in the circumferential direction of the open pipe 1, Adjustment was made so that the junction point C of the edge portion 2 was disposed between the two keyholes in the irradiation position of the laser beam 3 (keyhole 4) or in the molten metal 5.
Steel pipe numbers 6-3 and 6-4 are heated and melted by TIG arc from the outer surface side, and then irradiated from the inner surface side of the open pipe 1 while irradiating the laser beam 3 in two parts with the optical system. The keyhole 4 was monitored, the intensity of the plasma light was measured, and the intensity of the reflected light was measured from the outer surface side. Based on the size of the keyhole 4, the fluctuation of the relative value of the measured value of the reflected light, and the fluctuation of the relative value of the measured value of the plasma light, the junction C of the edge 2 and the keyhole 4 or the molten metal 5 This is an example in which the positional relationship is adjusted as shown in Table 12. When the diameter of at least one keyhole is less than 0.1 mm, the laser beam irradiation position and the focal position are moved in the circumferential direction of the open pipe 1 so that the junction point C of the edge portion 2 has two keyholes. It adjusted so that it might arrange | position in the irradiation position (keyhole 4) or the molten metal 5 of the laser beam 3 between.

また、プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合に、オープンパイプ１の周方向へレーザビームの照射位置および焦点位置を移動させて、エッジ部２の接合点Ｃが２個のキーホール間で、レーザビーム３の照射位置（キーホール４）あるいは、溶融メタル５内に配置されるように、調整した。
発明例（鋼管番号6-5〜6-8）は、反射光とプラズマ光を測定せず、プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合でも、エッジ部２の接合点Ｃとキーホール４あるいは溶融メタル５との位置関係の調整に反映させなかった例である。 Further, when the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light exceeds 15% with respect to the relative value, the irradiation position and the focal position of the laser beam are moved in the circumferential direction of the open pipe 1, Adjustment was made so that the junction point C of the edge portion 2 was disposed between the two keyholes in the irradiation position of the laser beam 3 (keyhole 4) or in the molten metal 5.
Inventive examples (steel pipe numbers 6-5 to 6-8) did not measure the reflected light and plasma light, and the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light exceeded 15% relative to the relative value. Even in this case, it is an example that is not reflected in the adjustment of the positional relationship between the junction point C of the edge portion 2 and the keyhole 4 or the molten metal 5.

得られたレーザ溶接鋼管を、超音波探傷試験に供し、ＪＩＳ規格G0582に準拠してシームを20ｍにわたって探傷した。その探傷結果を表12に示す。なお表12においては、基準となるＮ５内外面ノッチの人工欠陥に対して、ピーク指示高さが、10％以下のものを優（◎），10％超え25％以下のものを良（○），25％超え50％以下のものを可（△），50％超えのものを不可（×）として評価した。また、鋼管の内面ビードの外観検査を行った。 The obtained laser welded steel pipe was subjected to an ultrasonic flaw detection test, and a seam was flawed over 20 m in accordance with JIS standard G0582. Table 12 shows the flaw detection results. In Table 12, with respect to the artificial defect of the N5 inner and outer notch used as a reference, the peak indication height is 10% or less excellent (◎), 10% to 25% or less is good (○) , 25% and 50% or less were evaluated as acceptable (△), and those exceeding 50% were evaluated as unacceptable (×). In addition, the appearance of the inner bead of the steel pipe was inspected.

表12から明らかなように、発明例（鋼管番号6-1〜6-4）では、超音波探傷は優（◎）または良（○）であった。また、鋼管の内面ビードの外観も良好であった。一方、反射光とプラズマ光を測定せず、プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動が、相対値に対して、15％を超えた場合でも、エッジ部２の接合点Ｃとキーホール４あるいは溶融メタル５との位置関係の調整に反映させなかった発明例（鋼管番号6-5〜6-8）では、超音波探傷は良好であったが、キーホールの短時間の閉塞が頻繁に発生するようになり、鋼管の内面ビード近傍にスパッタが発生していた。また、発明例（鋼管番号6-5，6-6）では鋼管の内面ビードに溶け落ちおよびアンダーカットが見つかった。なお、キーホールの閉塞の有無は、実施例１〜４で用いた図３に示す監視カメラ（30コマ／秒）に代えて高速度カメラをセットし、キーホールを1000コマ／秒で撮影し、確認した。0.01秒以上の短時間のキーホールの閉塞を閉塞有りとした。プラズマ光の強度あるいは、反射光の強度の変動と0.01秒以上の短時間のキーホールの閉塞は、ほぼ同期して発生していることが分かった。 As is apparent from Table 12, in the inventive examples (steel pipe numbers 6-1 to 6-4), the ultrasonic flaw detection was excellent (）) or good (◯). The appearance of the inner bead of the steel pipe was also good. On the other hand, even if the reflected light and the plasma light are not measured and the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light exceeds 15% with respect to the relative value, the junction C of the edge portion 2 and the keyhole In the invention examples (steel pipe numbers 6-5 to 6-8) that were not reflected in the adjustment of the positional relationship with 4 or molten metal 5, the ultrasonic flaw detection was good, but the keyholes were frequently closed for a short time. And spatter was generated near the inner surface bead of the steel pipe. Further, in the inventive examples (steel pipe numbers 6-5 and 6-6), melting and undercut were found in the inner bead of the steel pipe. In addition, the presence or absence of blockage of the keyhole was set by replacing the surveillance camera (30 frames / second) shown in FIG. 3 used in Examples 1 to 4 with a high-speed camera and photographing the keyhole at 1000 frames / second. ,confirmed. A keyhole blockage for a short time of 0.01 seconds or longer was considered to be blocked. It was found that the fluctuation of the intensity of the plasma light or the intensity of the reflected light and the clogging of the keyhole for a short time of 0.01 seconds or more occurred almost synchronously.

以上に説明した通り、本発明を適用すれば、厚肉材（厚さ４mm以上）のオープンパイプ１であっても、健全なレーザ溶接を行なうことが可能である。 As described above, when the present invention is applied, sound laser welding can be performed even with an open pipe 1 made of a thick material (thickness 4 mm or more).

レーザ溶接鋼管を製造するにあたって、キーホールの監視あるいは、さらに、反射光やプラズマ光の測定を行なうことによってレーザ溶接の状況を精度良く判定し、レーザビームの照射で生じるキーホールあるいは溶融メタル内に、エッジ部の接合点を常に配置することが可能となり、レーザ溶接鋼管を歩留り良く、安定して製造できるので、産業上格段の効果を奏する。 When manufacturing laser welded steel pipes, it is possible to accurately determine the status of laser welding by monitoring keyholes or measuring reflected light and plasma light, and in keyholes or molten metal generated by laser beam irradiation. The joining points of the edge portions can always be arranged, and the laser welded steel pipe can be manufactured stably with a high yield, so that it has a remarkable industrial effect.

１オープンパイプ
２エッジ部
３レーザビーム
４キーホール（空洞）
５溶融メタル
６シーム
７マンドレルバー
８監視カメラ
９照明装置
10 プラズマ光センサー
11 画像処理装置
12 判定装置
13 位置制御装置
14 溶接ヘッド
15 反射光センサー
16 モニタ装置
17 モニタ装置
18 電極
19 アーク
20 溶接電流
21 ローレンツ力
Ａオープンパイプの進行方向
Ｃ接合点
Ｌk キーホールの大きさ
Ｌm キーホールのパイプ周方向の長さ
1 Open Pipe 2 Edge 3 Laser Beam 4 Keyhole (Cavity)
5 Molten metal 6 Seam 7 Mandrel bar 8 Surveillance camera 9 Lighting device
10 Plasma light sensor
11 Image processing device
12 Judgment device
13 Position control device
14 Welding head
15 Reflected light sensor
16 Monitor device
17 Monitor device
18 electrodes
19 arc
20 Welding current
21 Lorentz force A Travel direction of open pipe C Joint point Lk Keyhole size Lm Keyhole length in pipe circumference

Claims

鋼板を成形ロールで円筒状のオープンパイプに成形し、前記オープンパイプのエッジ部をスクイズロールで加圧しながら前記オープンパイプの外面側からレーザビームを照射して前記エッジ部を溶接するレーザ溶接鋼管の製造方法において、前記エッジ部に照射する前記レーザビームの照射部位を前記オープンパイプの内面側から監視し、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められる場合は前記レーザビームによる溶接条件を継続して維持する一方、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められない場合は前記レーザビームによる溶接条件を変更することによって、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールを前記レーザビームの照射部位に設けつつ溶接を行なうレーザ溶接鋼管の製造方法。 A steel welded steel pipe is formed by forming a steel plate into a cylindrical open pipe with a forming roll, and welding the edge portion by irradiating a laser beam from the outer surface side of the open pipe while pressing the edge portion of the open pipe with a squeeze roll. In the manufacturing method, the irradiation portion of the laser beam irradiated to the edge portion is monitored from the inner surface side of the open pipe, and when a keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is recognized, the welding condition by the laser beam is set. On the other hand, if a keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is not recognized, the keyhole penetrating from the outer surface side of the open pipe to the inner surface side is changed by changing the welding condition by the laser beam. Welding steel that performs welding while providing at the laser beam irradiation site Method of production.

前記オープンパイプの外面側から加熱する補助熱源を用いて前記エッジ部を補助的に加熱・溶融し、かつ前記レーザビームを照射することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 2. The method for manufacturing a laser welded steel pipe according to claim 1, wherein the edge portion is heated and melted auxiliary using an auxiliary heat source that heats from the outer surface side of the open pipe, and the laser beam is irradiated. 3. .

前記補助熱源が、アークであることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The method of manufacturing a laser welded steel pipe according to claim 2, wherein the auxiliary heat source is an arc.

前記エッジ部に照射する前記レーザビームの照射部位を前記オープンパイプの内面側から監視するとともに、前記レーザビームの照射によって前記照射部位より発生する反射光ならびにプラズマ光をセンサーを用いて測定し、前記センサーから得られるそれぞれの測定値に基づいて溶接状況を監視し、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが認められ、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値の変動が小さい場合は前記レーザビームによる溶接条件を継続して維持する一方、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが不安定で閉塞を繰り返し、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値の変動が大きい場合は前記レーザビームによる溶接条件を変更することによって、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールを前記レーザビームの照射部位に設けつつ溶接を行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 While monitoring the irradiation part of the laser beam irradiated to the edge portion from the inner surface side of the open pipe, the reflected light and plasma light generated from the irradiation part by irradiation of the laser beam is measured using a sensor, A welding situation is monitored based on each measurement value obtained from the sensor, a keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is recognized, and a relative value of the measurement value of the reflected light and the plasma light obtained from the sensor When the variation of the value is small, the welding condition by the laser beam is continuously maintained, while the keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is unstable and repeatedly clogged, and the reflected light obtained from the sensor and When the relative value of the measured value of the plasma light varies greatly, the laser beam The welding is performed while changing a welding condition to provide a keyhole penetrating from an outer surface side to an inner surface side of the open pipe at an irradiation site of the laser beam. The manufacturing method of the laser-welded steel pipe as described in 2.

前記キーホールの大きさを、前記オープンパイプの内面側で直径0.2mm以上とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The method for producing a laser welded steel pipe according to any one of claims 1 to 4, wherein the keyhole is 0.2 mm or more in diameter on the inner surface side of the open pipe.

前記スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、前記レーザビームの照射によって生じる溶融メタル内に配置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 6. The laser welded steel pipe according to claim 1, wherein a joining point of an edge portion pressed by the squeeze roll is disposed in a molten metal generated by irradiation of the laser beam. Production method.

前記スクイズロールで加圧されるエッジ部の接合点を、前記内面側キーホール内に配置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The method for producing a laser welded steel pipe according to any one of claims 1 to 5, wherein a joint point of an edge portion pressed by the squeeze roll is disposed in the inner surface side keyhole.

前記レーザビームの発振器と前記補助熱源とを一体的に配置することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The method for manufacturing a laser welded steel pipe according to any one of claims 2 to 7, wherein the laser beam oscillator and the auxiliary heat source are integrally arranged.

前記レーザビームの発振器と前記補助熱源とを一体的に配置し、かつ前記補助熱源がレーザビームより先行して前記エッジ部を加熱することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 8. The laser beam oscillator and the auxiliary heat source are integrally disposed, and the auxiliary heat source heats the edge portion ahead of the laser beam. The manufacturing method of the laser welding steel pipe of description.

前記レーザビームの発振器がファイバーレーザ発振器であり、レーザ出力が15ｋＷを超え、レーザの焦点距離が200mm以上であることを特徴とする請求項３〜９のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 10. The laser welded steel pipe according to claim 3, wherein the laser beam oscillator is a fiber laser oscillator, the laser output exceeds 15 kW, and the focal length of the laser is 200 mm or more. Production method.

前記オープンパイプの外面における前記レーザビームの照射位置と前記アークの電極との距離が７mm以下であることを特徴とする請求項３〜10のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 11. The method for producing a laser welded steel pipe according to claim 3, wherein a distance between the irradiation position of the laser beam on the outer surface of the open pipe and the electrode of the arc is 7 mm or less.

前記反射光を前記オープンパイプの外面側から測定し、前記プラズマ光を前記オープンパイプの内面側から測定することを特徴とする請求項４〜10のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 11. The laser welded steel pipe according to claim 4, wherein the reflected light is measured from an outer surface side of the open pipe, and the plasma light is measured from an inner surface side of the open pipe. Method.

複数本のレーザビームを照射して、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールを前記複数本のレーザビームの照射部位にそれぞれ設けつつ溶接を行なうことを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The welding is performed while irradiating a plurality of laser beams and providing keyholes penetrating from the outer surface side to the inner surface side of the open pipe at the irradiated portions of the plurality of laser beams, respectively. The manufacturing method of the laser welding steel pipe of description.

前記エッジ部に照射する複数本のレーザビームの照射部位を内面側から監視するとともに、前記レーザビームの照射によって前記照射部位より発生する反射光ならびにプラズマ光をセンサーを用いて測定し、前記センサーから得られるそれぞれの測定値に基づいて溶接状況を監視し、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通した複数個のキーホールが認められ、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値が小さい場合は前記レーザビームによる溶接条件を継続して維持する一方、前記オープンパイプの内面側まで貫通したキーホールが不安定で閉塞を繰り返し、かつ前記センサーから得られる前記反射光および前記プラズマ光の測定値の相対値が大きい場合は前記レーザビームによる溶接条件を変更することによって、前記オープンパイプの外面側から内面側まで貫通したキーホールを前記複数本のレーザビームの照射部位にそれぞれ設けつつ溶接を行なうことを特徴とする請求項13に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The irradiation part of the plurality of laser beams irradiating the edge part is monitored from the inner surface side, and the reflected light and plasma light generated from the irradiation part by the irradiation of the laser beam are measured using a sensor, from the sensor A welding situation is monitored based on each obtained measurement value, and a plurality of keyholes penetrating from the outer surface side to the inner surface side of the open pipe are recognized, and the reflected light and the plasma light obtained from the sensor are detected. When the relative value of the measured value is small, the welding condition by the laser beam is continuously maintained, while the keyhole penetrating to the inner surface side of the open pipe is unstable and repeatedly clogged, and the reflection obtained from the sensor If the relative value of the measured values of the light and the plasma light is large, the welding conditions by the laser beam 14. The laser welded steel pipe according to claim 13, wherein welding is performed while providing key holes penetrating from an outer surface side to an inner surface side of the open pipe at each of the irradiated portions of the plurality of laser beams. Manufacturing method.

前記複数個のキーホールのうち、前記エッジ部の両側に設けられかつ前記エッジ部に対して垂直方向の距離が最も大きい２個のキーホールの間にエッジ部の接合点を配置することを特徴とする請求項13または14に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 Of the plurality of keyholes, a junction point of the edge portion is disposed between two keyholes provided on both sides of the edge portion and having the largest distance in the vertical direction with respect to the edge portion. The method for producing a laser welded steel pipe according to claim 13 or 14.

前記複数個のキーホールの大きさを、いずれも前記オープンパイプの内面側で直径0.1mm以上とすることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The method for producing a laser welded steel pipe according to any one of claims 13 to 15, wherein each of the plurality of keyholes has a diameter of 0.1 mm or more on the inner surface side of the open pipe. .

前記エッジ部の接合点を、前記複数本のレーザビームの照射によって生じる溶融メタル内に配置することを特徴とする請求項13〜16のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The method for manufacturing a laser welded steel pipe according to any one of claims 13 to 16, wherein a joint point of the edge portion is disposed in a molten metal generated by irradiation with the plurality of laser beams.

前記複数本のレーザビームとして２本のレーザビームを用いることを特徴とする請求項13〜17のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。 The method for manufacturing a laser welded steel pipe according to any one of claims 13 to 17, wherein two laser beams are used as the plurality of laser beams.

前記オープンパイプの外面側から加熱する補助熱源を用いて前記エッジ部を補助的に加熱・溶融することを特徴とする請求項13〜18のいずれか一項に記載のレーザ溶接鋼管の製造方法。
The method for manufacturing a laser welded steel pipe according to any one of claims 13 to 18, wherein the edge portion is supplementarily heated and melted by using an auxiliary heat source that is heated from an outer surface side of the open pipe.