JP3360620B2 - 高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方法 - Google Patents
高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方法Info
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- JP3360620B2 JP3360620B2 JP24944998A JP24944998A JP3360620B2 JP 3360620 B2 JP3360620 B2 JP 3360620B2 JP 24944998 A JP24944998 A JP 24944998A JP 24944998 A JP24944998 A JP 24944998A JP 3360620 B2 JP3360620 B2 JP 3360620B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高エネルギービ
ームによる溶接鋼管の製造方法、特に、造管時に高エネ
ルギービームによるスクイズトップロールの欠損や焼損
を防止することができる、高エネルギービームによる溶
接鋼管の製造方法に関するものである。
ームによる溶接鋼管の製造方法、特に、造管時に高エネ
ルギービームによるスクイズトップロールの欠損や焼損
を防止することができる、高エネルギービームによる溶
接鋼管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、抵抗溶接による電縫管の製造方法
と異なり、高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方
法が開発された。この高エネルギービームによる溶接鋼
管の製造方法は、従来の抵抗溶接による電縫管の製造方
法と基本構成は同じであり、オープンパイプの突合わせ
部を抵抗溶接によるかレーザー等の高エネルギービーム
によって溶接するかの違いである。
と異なり、高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方
法が開発された。この高エネルギービームによる溶接鋼
管の製造方法は、従来の抵抗溶接による電縫管の製造方
法と基本構成は同じであり、オープンパイプの突合わせ
部を抵抗溶接によるかレーザー等の高エネルギービーム
によって溶接するかの違いである。
【０００３】以下、この鋼帯を高エネルギービームによ
る溶接鋼管の製造方法の概略を、図面を参照しながら説
明する。図１は、高エネルギービームによる溶接鋼管の
製造装置を示す概略平面図、図２は、高エネルギービー
ムによる溶接鋼管の製造装置におけるスクイズトップロ
ールの間隔およびスクイズトップロールとビームとの位
置関係を示す側面図、図３は、４ロール方式の、高エネ
ルギービームによる溶接鋼管の製造装置を示す側面図、
図４は、５ロール方式の、高エネルギービームによる溶
接鋼管の製造装置を示す側面図である。
る溶接鋼管の製造方法の概略を、図面を参照しながら説
明する。図１は、高エネルギービームによる溶接鋼管の
製造装置を示す概略平面図、図２は、高エネルギービー
ムによる溶接鋼管の製造装置におけるスクイズトップロ
ールの間隔およびスクイズトップロールとビームとの位
置関係を示す側面図、図３は、４ロール方式の、高エネ
ルギービームによる溶接鋼管の製造装置を示す側面図、
図４は、５ロール方式の、高エネルギービームによる溶
接鋼管の製造装置を示す側面図である。
【０００４】図１から図４において、１は、鋼帯、２
は、ブレークダウンロール群、３は、ケージロール群
（あるいはクラスターロール群）、４は、フィンパスロ
ール群、５は、スクイズスタンドに設けられたスクイズ
サイドロール、６は、スクイズトップロール、７は、５
ロール方式の、高エネルギービームによる溶接鋼管の製
造装置におけるスクイズボトムロール、そして、８は、
各ロール群２、３および４によって円筒形状に形成され
たオープンパイプである。
は、ブレークダウンロール群、３は、ケージロール群
（あるいはクラスターロール群）、４は、フィンパスロ
ール群、５は、スクイズスタンドに設けられたスクイズ
サイドロール、６は、スクイズトップロール、７は、５
ロール方式の、高エネルギービームによる溶接鋼管の製
造装置におけるスクイズボトムロール、そして、８は、
各ロール群２、３および４によって円筒形状に形成され
たオープンパイプである。
【０００５】図２に示すように、レーザー等の高エネル
ギービーム９は、鋼帯１が一連のロール群２、３および
４により円筒形状のオープンパイプ８に成型された後、
一対のスクイズトップロール６間の中央部からオープン
パイプ８の突合わせ部に向けて照射される。
ギービーム９は、鋼帯１が一連のロール群２、３および
４により円筒形状のオープンパイプ８に成型された後、
一対のスクイズトップロール６間の中央部からオープン
パイプ８の突合わせ部に向けて照射される。
【０００６】上述したように構成される、高エネルギー
ビームによる溶接鋼管の製造装置によれば、溶接鋼管
は、以下のようにして製造される。鋼帯１は、ブレーク
ダウンロール群２、ケージロール群３およびフィンパス
ロール群４によって円筒形状のオープンパイプ８に連続
的に成型される。オープンパイプ８の対向する両側突合
わせ部は、スクイズトップロール６を備えたスクイズス
タンドにおいて、レーザー等の高エネルギービームが、
前記突合わせ部に倣って照射されることにより連続的に
溶接される。このようにして溶接鋼管が連続的に製造さ
れる。
ビームによる溶接鋼管の製造装置によれば、溶接鋼管
は、以下のようにして製造される。鋼帯１は、ブレーク
ダウンロール群２、ケージロール群３およびフィンパス
ロール群４によって円筒形状のオープンパイプ８に連続
的に成型される。オープンパイプ８の対向する両側突合
わせ部は、スクイズトップロール６を備えたスクイズス
タンドにおいて、レーザー等の高エネルギービームが、
前記突合わせ部に倣って照射されることにより連続的に
溶接される。このようにして溶接鋼管が連続的に製造さ
れる。
【０００７】なお、一般に、高エネルギービームによる
溶接においては、溶接部に水分が付着していると、エネ
ルギーが水分に吸収されて溶接が良好に行われなかった
り、溶接部中の酸素濃度が高くなってブローホール等の
溶接欠陥が発生する。そのために、高エネルギービーム
による溶接においては、スクイズトップロールに水をか
けて冷却する外部冷却方法は採用できない。
溶接においては、溶接部に水分が付着していると、エネ
ルギーが水分に吸収されて溶接が良好に行われなかった
り、溶接部中の酸素濃度が高くなってブローホール等の
溶接欠陥が発生する。そのために、高エネルギービーム
による溶接においては、スクイズトップロールに水をか
けて冷却する外部冷却方法は採用できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した、高エネルギ
ービームによる溶接鋼管の製造方法においては、溶接部
近傍は高温に加熱されるので、スクイズトップロール６
を強制冷却しないと、スクイズトップロール６が高温に
加熱されて欠損する恐れがある。しかしながら、上述し
たように外部冷却は行えない。
ービームによる溶接鋼管の製造方法においては、溶接部
近傍は高温に加熱されるので、スクイズトップロール６
を強制冷却しないと、スクイズトップロール６が高温に
加熱されて欠損する恐れがある。しかしながら、上述し
たように外部冷却は行えない。
【０００９】また、上述したように、高エネルギービー
ムによる溶接鋼管の製造方法においては、高エネルギー
ビーム９は、一対のスクイズトップロール６間の中央部
からオープンパイプ８の突合わせ部に向けて照射される
が、鋼帯１が造管過程でねじれて、突合わせ部が横方向
にローリングすると、ビーム９もそれに倣って横方向に
ずれるので、ビーム９がスクイズトップロール６に照射
される。この結果、スクイズトップロール６が焼損する
恐れがある。
ムによる溶接鋼管の製造方法においては、高エネルギー
ビーム９は、一対のスクイズトップロール６間の中央部
からオープンパイプ８の突合わせ部に向けて照射される
が、鋼帯１が造管過程でねじれて、突合わせ部が横方向
にローリングすると、ビーム９もそれに倣って横方向に
ずれるので、ビーム９がスクイズトップロール６に照射
される。この結果、スクイズトップロール６が焼損する
恐れがある。
【００１０】従って、この発明の目的は、造管時に高エ
ネルギービームによるスクイズトップロールの欠損や焼
損を防止することができる、高エネルギービームによる
溶接鋼管の製造方法を提供することにある。
ネルギービームによるスクイズトップロールの欠損や焼
損を防止することができる、高エネルギービームによる
溶接鋼管の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
鋼帯を一連のロール群により円筒形状のオープンパイプ
に連続的に成型し、スクイズトップロールを備えたスク
イズスタンドにおいて、前記オープンパイプの対向する
両側突合わせ部に高エネルギービームを照射して、前記
両側突合わせ部を連続的に溶接することからなる、溶接
鋼管の製造方法において、前記スクイズトップロールを
内部水冷型とし、前記スクイズトップロールのロールギ
ャップを８から１６ｍｍの範囲内に限定することに特徴
を有するものである。
鋼帯を一連のロール群により円筒形状のオープンパイプ
に連続的に成型し、スクイズトップロールを備えたスク
イズスタンドにおいて、前記オープンパイプの対向する
両側突合わせ部に高エネルギービームを照射して、前記
両側突合わせ部を連続的に溶接することからなる、溶接
鋼管の製造方法において、前記スクイズトップロールを
内部水冷型とし、前記スクイズトップロールのロールギ
ャップを８から１６ｍｍの範囲内に限定することに特徴
を有するものである。
【００１２】請求項２記載の発明は、前記ロールギャッ
プを８から１２ｍｍの範囲内に限定することに特徴を有
するものである。
プを８から１２ｍｍの範囲内に限定することに特徴を有
するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明においては、スクイズト
ップロールの外部冷却を不要とするために、例えば、特
開平３−２６４１７２号公報に開示された内部水冷型ス
クイズトップロールを使用する。この内部水冷型スクイ
ズトップロールは、ロール内部に冷却水を循環供給する
構造のものである。内部水冷型スクイズトップロールを
使用することによって、溶接部に水分を付着させること
なく、高エネルギービームによるスクイズトップロール
の欠損を防止することができる。
ップロールの外部冷却を不要とするために、例えば、特
開平３−２６４１７２号公報に開示された内部水冷型ス
クイズトップロールを使用する。この内部水冷型スクイ
ズトップロールは、ロール内部に冷却水を循環供給する
構造のものである。内部水冷型スクイズトップロールを
使用することによって、溶接部に水分を付着させること
なく、高エネルギービームによるスクイズトップロール
の欠損を防止することができる。
【００１４】この発明において、スクイズトップロール
６のロールギャップ（Ｘ）（図２参照）を８から１６ｍ
ｍの範囲内に限定した理由は、以下の通りである。８ｍ
ｍ未満では、ロールギャップ（Ｘ）が狭すぎて、造管過
程での鋼帯１のねじれにより、突合わせ部が横方向にロ
ーリングしたときに、ビーム９がスクイズトップロール
６に照射されて、スクイズトップロール６が焼損する可
能性が高くなるからである。
６のロールギャップ（Ｘ）（図２参照）を８から１６ｍ
ｍの範囲内に限定した理由は、以下の通りである。８ｍ
ｍ未満では、ロールギャップ（Ｘ）が狭すぎて、造管過
程での鋼帯１のねじれにより、突合わせ部が横方向にロ
ーリングしたときに、ビーム９がスクイズトップロール
６に照射されて、スクイズトップロール６が焼損する可
能性が高くなるからである。
【００１５】一方、１６ｍｍを超えると、ロールギャッ
プ（Ｘ）が広くなり過ぎて、オープンパイプ８の適切な
突合わせ形状が得られず、突合わせ部の溶接が良好に行
えない。
プ（Ｘ）が広くなり過ぎて、オープンパイプ８の適切な
突合わせ形状が得られず、突合わせ部の溶接が良好に行
えない。
【００１６】
【実施例】次に、この発明を実施例により、更に詳細に
説明する。図１に示す高出力レーザービーム溶接装置に
よって、外径４０６．４ｍｍ×肉厚９．５ｍｍの溶接鋼
管を製造し、外部冷却を行わず、スクイズトップロール
６の内部水冷を実施した場合と実施しない場合とにおけ
るスクイズトップロール６の状態について調べた。この
結果を図５に示す。
説明する。図１に示す高出力レーザービーム溶接装置に
よって、外径４０６．４ｍｍ×肉厚９．５ｍｍの溶接鋼
管を製造し、外部冷却を行わず、スクイズトップロール
６の内部水冷を実施した場合と実施しない場合とにおけ
るスクイズトップロール６の状態について調べた。この
結果を図５に示す。
【００１７】図５から明らかなように、スクイズトップ
ロール６の内部冷却を実施しなかった場合には、スクイ
ズトップロール６の過加熱により約３分でスクイズトッ
プロール６が欠損した。これに対して、内部水冷した場
合には、約５分後にスクイズトップロール６の表面温度
の上昇が停止し、以後、一定温度を保持し、良好な溶接
が持続した。
ロール６の内部冷却を実施しなかった場合には、スクイ
ズトップロール６の過加熱により約３分でスクイズトッ
プロール６が欠損した。これに対して、内部水冷した場
合には、約５分後にスクイズトップロール６の表面温度
の上昇が停止し、以後、一定温度を保持し、良好な溶接
が持続した。
【００１８】次に、スクイズトップロール６の内部冷却
を実施して、上記と同サイズの溶接鋼管を製造するに際
して、スクイズトップロール６のロールギャップを種々
変化させ、各々の場合におけるスクイズトップロール６
の状態について調べた。この結果を表１に示す。
を実施して、上記と同サイズの溶接鋼管を製造するに際
して、スクイズトップロール６のロールギャップを種々
変化させ、各々の場合におけるスクイズトップロール６
の状態について調べた。この結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から明らかなように、ロールギャップ
（Ｘ）がこの発明の範囲を外れて狭い６ｍｍおよび７ｍ
ｍの場合には、レーザービームによってスクイズトップ
ロールが溶損した。また、ロールギャップ（Ｘ）がこの
発明の範囲を外れて広い１７ｍｍの場合には、オープン
パイプの突合わせ部が良好に突き合わされず、良好な溶
接が不可能であった。
（Ｘ）がこの発明の範囲を外れて狭い６ｍｍおよび７ｍ
ｍの場合には、レーザービームによってスクイズトップ
ロールが溶損した。また、ロールギャップ（Ｘ）がこの
発明の範囲を外れて広い１７ｍｍの場合には、オープン
パイプの突合わせ部が良好に突き合わされず、良好な溶
接が不可能であった。
【００２１】これに対して、ロールギャップ（Ｘ）がこ
の発明の範囲内である８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１
４ｍｍおよび１６ｍｍの場合には、スクイズトップロー
ルの欠損や焼損が生じず、連続溶接が安定して行えた。
特に、ロールギャップ（Ｘ）が８ｍｍ、１０ｍｍおよび
１２ｍｍの場合には、より安定した溶接が行えた。
の発明の範囲内である８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１
４ｍｍおよび１６ｍｍの場合には、スクイズトップロー
ルの欠損や焼損が生じず、連続溶接が安定して行えた。
特に、ロールギャップ（Ｘ）が８ｍｍ、１０ｍｍおよび
１２ｍｍの場合には、より安定した溶接が行えた。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、鋼帯を一連のロール群により円筒形状のオープンパ
イプに連続的に成型し、スクイズトップロールを備えた
スクイズスタンドにおいて、前記オープンパイプの対向
する両側突合わせ部に高エネルギービームを照射して、
前記両側突合わせ部を連続的に溶接することからなる、
溶接鋼管の製造方法において、前記スクイズトップロー
ルを内部水冷型とし、前記スクイズトップロールのロー
ルギャップを８から１６ｍｍの範囲内に限定することに
よって、造管時に高エネルギービームによるスクイズト
ップロールの欠損や焼損を防止することができ、かくし
て、連続溶接が安定して行えるといった有用な効果がも
たらされる。
ば、鋼帯を一連のロール群により円筒形状のオープンパ
イプに連続的に成型し、スクイズトップロールを備えた
スクイズスタンドにおいて、前記オープンパイプの対向
する両側突合わせ部に高エネルギービームを照射して、
前記両側突合わせ部を連続的に溶接することからなる、
溶接鋼管の製造方法において、前記スクイズトップロー
ルを内部水冷型とし、前記スクイズトップロールのロー
ルギャップを８から１６ｍｍの範囲内に限定することに
よって、造管時に高エネルギービームによるスクイズト
ップロールの欠損や焼損を防止することができ、かくし
て、連続溶接が安定して行えるといった有用な効果がも
たらされる。
【図１】高エネルギービームによる溶接鋼管の製造装置
を示す概略平面図である。
を示す概略平面図である。
【図２】高エネルギービームによる溶接鋼管の製造装置
におけるスクイズトップロールの間隔およびスクイズト
ップロールとビームとの位置関係を示す側面図である。
におけるスクイズトップロールの間隔およびスクイズト
ップロールとビームとの位置関係を示す側面図である。
【図３】４ロール方式の、高エネルギービームによる溶
接鋼管の製造装置を示す側面図である。
接鋼管の製造装置を示す側面図である。
【図４】５ロール方式の、高エネルギービームによる溶
接鋼管の製造装置を示す側面図である。
接鋼管の製造装置を示す側面図である。
【図５】スクイズトップロールの内部水冷を実施した場
合としない場合とにおける、溶接経過時間とロール表面
温度との関係を示すグラフである。
合としない場合とにおける、溶接経過時間とロール表面
温度との関係を示すグラフである。
１：鋼帯 ２：ブレークダウンロール群 ３：ケージロール群 ４：フィンパスロール群 ５：スクイズサイドロール ６：スクイズトップロール ７：スクイズボトムロール ８：オープンパイプ ９：ビーム
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼帯を一連のロール群により円筒形状の
オープンパイプに連続的に成型し、スクイズトップロー
ルを備えたスクイズスタンドにおいて、前記オープンパ
イプの対向する両側突合わせ部に高エネルギービームを
照射して、前記両側突合わせ部を連続的に溶接すること
からなる、溶接鋼管の製造方法において、 前記スクイズトップロールを内部水冷型とし、前記スク
イズトップロールのロールギャップを８から１６ｍｍの
範囲内に限定することを特徴とする、高エネルギービー
ムによる溶接鋼管の製造方法。 - 【請求項２】 前記ロールギャップを８から１２ｍｍの
範囲内に限定することを特徴とする、請求項１記載の、
高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24944998A JP3360620B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24944998A JP3360620B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000079489A JP2000079489A (ja) | 2000-03-21 |
| JP3360620B2 true JP3360620B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=17193143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24944998A Expired - Fee Related JP3360620B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 高エネルギービームによる溶接鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3360620B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001324A (ja) * | 2001-06-13 | 2003-01-07 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 電縫管の製造装置及び製造方法 |
-
1998
- 1998-09-03 JP JP24944998A patent/JP3360620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000079489A (ja) | 2000-03-21 |
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