JPH05131285A - 溶接管の製造方法 - Google Patents
溶接管の製造方法Info
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- JPH05131285A JPH05131285A JP3325401A JP32540191A JPH05131285A JP H05131285 A JPH05131285 A JP H05131285A JP 3325401 A JP3325401 A JP 3325401A JP 32540191 A JP32540191 A JP 32540191A JP H05131285 A JPH05131285 A JP H05131285A
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- welded
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２枚の金属帯を溶接する方法において、前記
２枚の金属帯の溶接すべき上側及び下側２個所のエッジ
部を下向きに溶融溶接する方法を提供することを目的と
する。 【構成】 ２枚の鋼帯Ｈを複数のロール成形スタンドを
経て、両鋼帯Ｈの幅方向の断面が半円形状になるように
成形し、溶接すべき上側のエッジ部には、溶接管径方向
上方から上側溶接位置Ｑにレーザビーム９を照射し、溶
接すべき下側のエッジ部には、上側溶接エッジ間を通っ
て下側のエッジに対して斜め上方から下側溶接位置Ｑ′
にレーザビーム９′を照射して、上側及び下側２個所の
エッジ部を下向き溶融溶接する。
２枚の金属帯の溶接すべき上側及び下側２個所のエッジ
部を下向きに溶融溶接する方法を提供することを目的と
する。 【構成】 ２枚の鋼帯Ｈを複数のロール成形スタンドを
経て、両鋼帯Ｈの幅方向の断面が半円形状になるように
成形し、溶接すべき上側のエッジ部には、溶接管径方向
上方から上側溶接位置Ｑにレーザビーム９を照射し、溶
接すべき下側のエッジ部には、上側溶接エッジ間を通っ
て下側のエッジに対して斜め上方から下側溶接位置Ｑ′
にレーザビーム９′を照射して、上側及び下側２個所の
エッジ部を下向き溶融溶接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶接管の製造方法、特に
肉厚／外径比が１％以下の薄肉溶接管の製造方法に関す
る。
肉厚／外径比が１％以下の薄肉溶接管の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１は本発明者が提案した（特願平3-25
761 号)溶接管の素材金属帯としての２枚の鋼帯を複数
のロール成形スタンドを経て溶接管を製造する工程を示
す模式的斜視図である。鋼帯Ｈ，Ｈはそれらの面を起立
させてアンコイラー１，１からレベラー２へ互いに平行
に送給され、レベラー２により平坦矯正されてロール成
形機へ送られる。ロール成形機は、レベラー２と同軸方
向で、鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロールが対に
なったブレークダウンロール３，３…と、軸方向を垂直
にして鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロールが対に
なったフィンパスロール５，５…とを備えており、鋼帯
Ｈ，Ｈの搬送方向にブレークダウンロール３，３…，フ
ィンパスロール５，５…の順に直列に設置されている。
761 号)溶接管の素材金属帯としての２枚の鋼帯を複数
のロール成形スタンドを経て溶接管を製造する工程を示
す模式的斜視図である。鋼帯Ｈ，Ｈはそれらの面を起立
させてアンコイラー１，１からレベラー２へ互いに平行
に送給され、レベラー２により平坦矯正されてロール成
形機へ送られる。ロール成形機は、レベラー２と同軸方
向で、鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロールが対に
なったブレークダウンロール３，３…と、軸方向を垂直
にして鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロールが対に
なったフィンパスロール５，５…とを備えており、鋼帯
Ｈ，Ｈの搬送方向にブレークダウンロール３，３…，フ
ィンパスロール５，５…の順に直列に設置されている。
【０００３】そして鋼帯Ｈ，Ｈはブレークダウンロール
３，３…の間を夫々搬送されて内周面同士が互いに対向
するように曲成され、フィンパスロール５，５…の対向
面により夫々の幅方向の断面が半円形状になるように対
称に逐次曲成され、鋼帯Ｈ，Ｈの相対するエッジを上側
と下側とで対向させたオープンパイプとなる。その後、
鋼帯Ｈは７″にその一部を示す溶接機にて両エッジ部が
加熱され、スクイズロール６により側圧を与えられて、
または無側圧で対向する両エッジ部を衝合溶接される。
３，３…の間を夫々搬送されて内周面同士が互いに対向
するように曲成され、フィンパスロール５，５…の対向
面により夫々の幅方向の断面が半円形状になるように対
称に逐次曲成され、鋼帯Ｈ，Ｈの相対するエッジを上側
と下側とで対向させたオープンパイプとなる。その後、
鋼帯Ｈは７″にその一部を示す溶接機にて両エッジ部が
加熱され、スクイズロール６により側圧を与えられて、
または無側圧で対向する両エッジ部を衝合溶接される。
【０００４】前記提案の製造方法に用いられる溶接方法
として、高周波溶接を用いる場合は、溶接端面を加熱し
た後スクイズロールにより圧接を行う際に、２個所の溶
接部が均等に加圧され難く、加圧量が増して溶接部に目
違いが生じることがあった。この防止策として本発明者
は溶融溶接法を用いる方法を提案した（特願平3-276888
号) 。
として、高周波溶接を用いる場合は、溶接端面を加熱し
た後スクイズロールにより圧接を行う際に、２個所の溶
接部が均等に加圧され難く、加圧量が増して溶接部に目
違いが生じることがあった。この防止策として本発明者
は溶融溶接法を用いる方法を提案した（特願平3-276888
号) 。
【０００５】溶融溶接法を用いた場合は、高周波溶接を
行うよりも溶接品質は向上するが、溶融溶接法は溶接方
向により安定性、作業性が大きく異なると言われてお
り、下向き溶接である事が望ましい。前記提案の製造法
では溶接位置が対向する２個所に存在しており、溶接機
を鋼帯の外側に対称に配置する場合は、エッジ部を上下
に配置させたとき、２個所の溶接位置は一方が下向きで
他方が上向きになる。エッジ部を左右に配置させたとき
は、両者は水平溶接となり、最良の溶融溶接方法を得る
ことができない。
行うよりも溶接品質は向上するが、溶融溶接法は溶接方
向により安定性、作業性が大きく異なると言われてお
り、下向き溶接である事が望ましい。前記提案の製造法
では溶接位置が対向する２個所に存在しており、溶接機
を鋼帯の外側に対称に配置する場合は、エッジ部を上下
に配置させたとき、２個所の溶接位置は一方が下向きで
他方が上向きになる。エッジ部を左右に配置させたとき
は、両者は水平溶接となり、最良の溶融溶接方法を得る
ことができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで２個所のエッジ
部に下向きの溶接を行うために次のような方法を用いて
いた。図２は２枚の鋼帯をTIG 溶接法により溶接する工
程を示す模式的斜視図である。フィンパスロール５，５
…へ送られた鋼帯Ｈ，Ｈは断面円形に順次曲成されて、
予熱用高周波溶接機７′，７′によりエッジ部が予備加
熱される。そしてTIG溶接機７，７により鋼帯Ｈ，Ｈは
溶融されてスクイズロール６によりわずかな側圧を与え
られ、エッジ部が溶接される。
部に下向きの溶接を行うために次のような方法を用いて
いた。図２は２枚の鋼帯をTIG 溶接法により溶接する工
程を示す模式的斜視図である。フィンパスロール５，５
…へ送られた鋼帯Ｈ，Ｈは断面円形に順次曲成されて、
予熱用高周波溶接機７′，７′によりエッジ部が予備加
熱される。そしてTIG溶接機７，７により鋼帯Ｈ，Ｈは
溶融されてスクイズロール６によりわずかな側圧を与え
られ、エッジ部が溶接される。
【０００７】図３は図２の III−III 線の拡大断面図で
あり、7T,7T は溶接トーチである。上側エッジ部は、溶
接管上方に配置された溶接トーチ7Tにより下向き溶接を
行い、下側エッジ部は溶接管内に配置された溶接トーチ
7Tにより内面側より下向き溶接を行っていた。ところ
が、この方法は図３に示すように溶接管内径寸法が溶接
トーチ7Tを溶接面に垂直下向きに配置できる大きさ以上
でなければならず、また溶接管内に溶接トーチ7Tが存在
するため、溶接管トーチ7T先端にスパッタ付着等のトラ
ブルが生じた場合は溶接管を切断して調整する必要があ
った。
あり、7T,7T は溶接トーチである。上側エッジ部は、溶
接管上方に配置された溶接トーチ7Tにより下向き溶接を
行い、下側エッジ部は溶接管内に配置された溶接トーチ
7Tにより内面側より下向き溶接を行っていた。ところ
が、この方法は図３に示すように溶接管内径寸法が溶接
トーチ7Tを溶接面に垂直下向きに配置できる大きさ以上
でなければならず、また溶接管内に溶接トーチ7Tが存在
するため、溶接管トーチ7T先端にスパッタ付着等のトラ
ブルが生じた場合は溶接管を切断して調整する必要があ
った。
【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、溶接管の内径寸法に関わらず２個所の溶接位置
を下向きに溶融溶接し、高い溶接品質を得ることができ
る溶接管の製造方法を提供することを目的とする。
であり、溶接管の内径寸法に関わらず２個所の溶接位置
を下向きに溶融溶接し、高い溶接品質を得ることができ
る溶接管の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る溶接管の
製造方法は、２枚の金属帯を、複数のロール成形スタン
ドを経て、両金属帯の幅方向の断面が半円形状になるよ
うに成形し、前記両金属帯の対応するエッジを上側及び
下側で対向させて溶接する溶接管の製造方法であって、
前記両金属帯の溶接すべき上側，下側２個所のエッジ部
に、前記両金属帯の上方から夫々レーザビームを照射し
て下向き溶接を行うことを特徴とする。第２発明に係る
溶接管の製造方法は、両金属帯の溶接すべき下側のエッ
ジ部に金属帯の長手方向を長径とする楕円形状のレーザ
ビームを前記金属帯の下側のエッジに対して斜め下方に
照射して、レーザ溶接することを特徴とする。
製造方法は、２枚の金属帯を、複数のロール成形スタン
ドを経て、両金属帯の幅方向の断面が半円形状になるよ
うに成形し、前記両金属帯の対応するエッジを上側及び
下側で対向させて溶接する溶接管の製造方法であって、
前記両金属帯の溶接すべき上側，下側２個所のエッジ部
に、前記両金属帯の上方から夫々レーザビームを照射し
て下向き溶接を行うことを特徴とする。第２発明に係る
溶接管の製造方法は、両金属帯の溶接すべき下側のエッ
ジ部に金属帯の長手方向を長径とする楕円形状のレーザ
ビームを前記金属帯の下側のエッジに対して斜め下方に
照射して、レーザ溶接することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の溶接管の製造方法では、レーザ溶接を
用いる。レーザ溶接法はエネルギーを光で伝達するた
め、大気中を広がらず、また減衰せずに伝播する。量金
属帯の溶接すべき下面のエッジ部にレーザビームを照射
する場合に、レーザビームが上側の対向するエッジ端部
間距離のわずかな間隔を通り、前記下側のエッジ部に溶
接管の内部から下向き溶接することができるので、溶接
すべき上側及び下側２個所のエッジ部に夫々下向き溶接
を行うことができる。また、前記下側のエッジ部に、金
属帯の長手方向を長径とする楕円形状のレーザビームを
用いることでレーザビームスポットを小さくすることが
できるので、より溶接品質を高めることができる。
用いる。レーザ溶接法はエネルギーを光で伝達するた
め、大気中を広がらず、また減衰せずに伝播する。量金
属帯の溶接すべき下面のエッジ部にレーザビームを照射
する場合に、レーザビームが上側の対向するエッジ端部
間距離のわずかな間隔を通り、前記下側のエッジ部に溶
接管の内部から下向き溶接することができるので、溶接
すべき上側及び下側２個所のエッジ部に夫々下向き溶接
を行うことができる。また、前記下側のエッジ部に、金
属帯の長手方向を長径とする楕円形状のレーザビームを
用いることでレーザビームスポットを小さくすることが
できるので、より溶接品質を高めることができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図４は本発明により２枚の鋼帯を溶
接する工程を示す模式的斜視図であり、図５はそのＶ−
Ｖ線拡大断面図である。図中Ｈ，Ｈは溶接管の素材金属
帯としての２枚の鋼帯であり、鋼帯Ｈ，Ｈはそれらの面
を起立させてアンコイラー１，１からレベラー２へ互い
に平行に送給され、レベラー２により平坦矯正されてロ
ール成形機へ送られる。ロール成形機は、レベラー２と
同軸方向で、鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロール
が対になったブレークダウンロール３，３…と、軸方向
を垂直にして鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロール
が対になったフィンパスロール５，５…とを備えてお
り、鋼帯Ｈ，Ｈの搬送方向にブレークダウンロール３，
３…，フィンパスロール５，５…の順に直列に設置され
ている。
具体的に説明する。図４は本発明により２枚の鋼帯を溶
接する工程を示す模式的斜視図であり、図５はそのＶ−
Ｖ線拡大断面図である。図中Ｈ，Ｈは溶接管の素材金属
帯としての２枚の鋼帯であり、鋼帯Ｈ，Ｈはそれらの面
を起立させてアンコイラー１，１からレベラー２へ互い
に平行に送給され、レベラー２により平坦矯正されてロ
ール成形機へ送られる。ロール成形機は、レベラー２と
同軸方向で、鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロール
が対になったブレークダウンロール３，３…と、軸方向
を垂直にして鋼帯Ｈ，Ｈの夫々を成形するためのロール
が対になったフィンパスロール５，５…とを備えてお
り、鋼帯Ｈ，Ｈの搬送方向にブレークダウンロール３，
３…，フィンパスロール５，５…の順に直列に設置され
ている。
【００１２】そして鋼帯Ｈ，Ｈはブレークダウンロール
３，３…の間を夫々搬送されて内周面同士が互いに対向
するように曲成され、フィンパスロール５，５…の対向
面により夫々の幅方向の断面が半円形状になるように対
称に逐次曲成され、鋼帯Ｈ，Ｈの相対するエッジを上側
と下側とで対向させたオープンパイプとなる。フィンパ
スロール５，５…よりも鋼帯Ｈ，Ｈ搬送方向の下流側の
位置のオープンパイプ上方にはレーザ溶接機のフォーカ
シングヘッド８′，８が設けられている。
３，３…の間を夫々搬送されて内周面同士が互いに対向
するように曲成され、フィンパスロール５，５…の対向
面により夫々の幅方向の断面が半円形状になるように対
称に逐次曲成され、鋼帯Ｈ，Ｈの相対するエッジを上側
と下側とで対向させたオープンパイプとなる。フィンパ
スロール５，５…よりも鋼帯Ｈ，Ｈ搬送方向の下流側の
位置のオープンパイプ上方にはレーザ溶接機のフォーカ
シングヘッド８′，８が設けられている。
【００１３】フォーカシングヘッド８′はビーム軸が上
側溶接エッジ間を通って、上側，下側の溶接位置Ｑ，
Ｑ′を結ぶ鉛直線に対して搬送方向の下流側にθ傾けて
下側溶接位置Ｑに向けて固定されている。そしてこの下
流にはフォーカシングヘッド８がビーム軸が上側溶接位
置Ｑを通る鉛直方向になるように固定されている。フォ
ーカシングヘッド８，８′より集束されたレーザビーム
により上側及び下側のエッジ部が溶接され、スクイズロ
ール６により衝合される。
側溶接エッジ間を通って、上側，下側の溶接位置Ｑ，
Ｑ′を結ぶ鉛直線に対して搬送方向の下流側にθ傾けて
下側溶接位置Ｑに向けて固定されている。そしてこの下
流にはフォーカシングヘッド８がビーム軸が上側溶接位
置Ｑを通る鉛直方向になるように固定されている。フォ
ーカシングヘッド８，８′より集束されたレーザビーム
により上側及び下側のエッジ部が溶接され、スクイズロ
ール６により衝合される。
【００１４】図６は図４の溶接部付近の拡大横断面図で
ある。フォーカシングヘッド８内部に図示しないレーザ
源から放射されたレーザビームが、反射して上側溶接位
置Ｑを通るような傾きで、上側溶接位置Ｑに集束するよ
うに最終ミラーＡが設置されている。そしてフォーカシ
ングヘッド８′内部に、図示しないレーザ源から放射さ
れたレーザビームが反射して下側溶接位置Ｑ′を通るよ
うな傾きで、下側溶接位置Ｑ′に集束するように最終ミ
ラーＡ′が設置されている。フォーカシングヘッド８に
設置された最終ミラーＡにより、上側溶接位置Ｑに集束
されたレーザビーム９は、上側のエッジ部を下向きに溶
接する。
ある。フォーカシングヘッド８内部に図示しないレーザ
源から放射されたレーザビームが、反射して上側溶接位
置Ｑを通るような傾きで、上側溶接位置Ｑに集束するよ
うに最終ミラーＡが設置されている。そしてフォーカシ
ングヘッド８′内部に、図示しないレーザ源から放射さ
れたレーザビームが反射して下側溶接位置Ｑ′を通るよ
うな傾きで、下側溶接位置Ｑ′に集束するように最終ミ
ラーＡ′が設置されている。フォーカシングヘッド８に
設置された最終ミラーＡにより、上側溶接位置Ｑに集束
されたレーザビーム９は、上側のエッジ部を下向きに溶
接する。
【００１５】そしてフォーカシングヘッド８′に設置さ
れた最終ミラーＡ′により上側溶接エッジ間を通り、下
側溶接位置Ｑ′に集束されたレーザビーム９′は下側エ
ッジ部を溶接管内側から下向き溶接する。上側及び下側
溶接位置直上には、溶接時に発生する金属蒸気のプラズ
マを除去するためのアルゴンガスの噴出ノズルＣ，Ｃ′
が夫々設置されている。噴出ノズルＣ，Ｃ′はMIG 溶接
等のトーチと比べて高さ寸法が非常に小さいので、溶接
管内径の制約を受けない。また噴出ノズルＣ，Ｃ′はガ
スを噴出しているだけの装置でMIG 溶接等のトーチのよ
うなスパッタ付着やワイヤ詰まりを起こす恐れはない。
れた最終ミラーＡ′により上側溶接エッジ間を通り、下
側溶接位置Ｑ′に集束されたレーザビーム９′は下側エ
ッジ部を溶接管内側から下向き溶接する。上側及び下側
溶接位置直上には、溶接時に発生する金属蒸気のプラズ
マを除去するためのアルゴンガスの噴出ノズルＣ，Ｃ′
が夫々設置されている。噴出ノズルＣ，Ｃ′はMIG 溶接
等のトーチと比べて高さ寸法が非常に小さいので、溶接
管内径の制約を受けない。また噴出ノズルＣ，Ｃ′はガ
スを噴出しているだけの装置でMIG 溶接等のトーチのよ
うなスパッタ付着やワイヤ詰まりを起こす恐れはない。
【００１６】次にレーザビームの諸条件について説明す
る。図７は図６と同様に図５の溶接部付近の拡大横断面
図であり、夫々のサイズを記号で示している。図８は図
７に示す溶接管を上方から見た上面図である。本発明方
法によるレーザビームの条件設定は下側のエッジ部を溶
接するレーザビームが上側の対向するエッジ部の夫々に
接触しないようにすることにある。
る。図７は図６と同様に図５の溶接部付近の拡大横断面
図であり、夫々のサイズを記号で示している。図８は図
７に示す溶接管を上方から見た上面図である。本発明方
法によるレーザビームの条件設定は下側のエッジ部を溶
接するレーザビームが上側の対向するエッジ部の夫々に
接触しないようにすることにある。
【００１７】一般にレーザビームは、数10mmの径の平行
ビームをレンズあるいはミラーにより溶接点に集束して
行う。このため最終ミラーＡ′の出力ビーム径をｄ，ビ
ーム長（ビーム出力点と下側溶接位置との距離）をＬ，
溶接管径Ｄ，溶接管肉厚ｔ，レーザビームの照射角度θ
1 そしてレーザビームと鋼帯Ｈ′上側のエッジ部との交
点をＰ，溶接管の上側溶接位置をＱ，下側溶接位置を
Ｑ′とすると交点Ｐでのビーム径ｄｌは、
ビームをレンズあるいはミラーにより溶接点に集束して
行う。このため最終ミラーＡ′の出力ビーム径をｄ，ビ
ーム長（ビーム出力点と下側溶接位置との距離）をＬ，
溶接管径Ｄ，溶接管肉厚ｔ，レーザビームの照射角度θ
1 そしてレーザビームと鋼帯Ｈ′上側のエッジ部との交
点をＰ，溶接管の上側溶接位置をＱ，下側溶接位置を
Ｑ′とすると交点Ｐでのビーム径ｄｌは、
【００１８】
【数１】
【００１９】また図８に示すように上側のエッジ部の溶
接接合部付近の形状は溶接点極近傍を除けばほぼ直線状
に交差していると見なすことができ、上側のエッジ部の
交差角をθ2 とすると、上側のエッジ部とレーザビーム
との交点Ｐにおける上側のエッジ間距離Ｗは Ｗ＝２（Ｄ−ｔ）tan θ1 ・tan(θ2 /2) …(2) ここでレーザビームが鋼帯Ｈ′の上側のエッジ部と接触
しないためには ｄｌ＜Ｗ …(3) であるので(1) 式,(2)式,(3)式より
接接合部付近の形状は溶接点極近傍を除けばほぼ直線状
に交差していると見なすことができ、上側のエッジ部の
交差角をθ2 とすると、上側のエッジ部とレーザビーム
との交点Ｐにおける上側のエッジ間距離Ｗは Ｗ＝２（Ｄ−ｔ）tan θ1 ・tan(θ2 /2) …(2) ここでレーザビームが鋼帯Ｈ′の上側のエッジ部と接触
しないためには ｄｌ＜Ｗ …(3) であるので(1) 式,(2)式,(3)式より
【００２０】
【数２】
【００２１】一般的にθ2 は２〜５°，ｄは50〜100mm
であるので、
であるので、
【００２２】
【数３】
【００２３】(5) 式より明らかなようにレーザビームの
照射角度θ1 ＝30°の場合でもビーム長Ｌ＞1200〜5800
mmとなり、θ1 ＜30°の場合、すなわち垂直に近い照射
方法では非常に大がかりな装置になるとともに、レーザ
ビームのスポット径ρは、 ρ＝Ｌ・λ／（π・ｄ） …(6) (6)式によりビーム長Ｌ値が大きくなるにつれて大きく
なり、スポットの集中度合いが低下する。ここでλはレ
ーザ光の波長であり、πは円周率である。
照射角度θ1 ＝30°の場合でもビーム長Ｌ＞1200〜5800
mmとなり、θ1 ＜30°の場合、すなわち垂直に近い照射
方法では非常に大がかりな装置になるとともに、レーザ
ビームのスポット径ρは、 ρ＝Ｌ・λ／（π・ｄ） …(6) (6)式によりビーム長Ｌ値が大きくなるにつれて大きく
なり、スポットの集中度合いが低下する。ここでλはレ
ーザ光の波長であり、πは円周率である。
【００２４】図９は図７のIX−IX線を拡大した断面図で
ある。溶接管の長手方向の楕円半径をdL，これと直交す
る方向の楕円半径をdSとし、楕円率ｒ＝dL／dSとすると
(5)式は
ある。溶接管の長手方向の楕円半径をdL，これと直交す
る方向の楕円半径をdSとし、楕円率ｒ＝dL／dSとすると
(5)式は
【００２５】
【数４】
【００２６】となり、dL＞dSのとき、Ｌ値は小さくな
る。この場合のスポット径ρL （搬送方向）及びスポッ
ト径ρS （直交する方向）は夫々元のρと
る。この場合のスポット径ρL （搬送方向）及びスポッ
ト径ρS （直交する方向）は夫々元のρと
【００２７】
【数５】
【００２８】の関係が成り立ち、楕円率ｒを大きくする
ほどスポットの集中度合いが向上することが判る。さら
に、ビーム長Ｌを一定にする場合は、楕円率ｒを大きく
するほどレーザビームの照射角度θ1 は小さくなり、よ
り垂直下向き溶接に近づき溶接品質が向上する。但し楕
円率ｒを大きくするとミラーＡ′の大きさも必要となる
ため実用的には楕円率ｒは２，３程度にすると良い。
ほどスポットの集中度合いが向上することが判る。さら
に、ビーム長Ｌを一定にする場合は、楕円率ｒを大きく
するほどレーザビームの照射角度θ1 は小さくなり、よ
り垂直下向き溶接に近づき溶接品質が向上する。但し楕
円率ｒを大きくするとミラーＡ′の大きさも必要となる
ため実用的には楕円率ｒは２，３程度にすると良い。
【００２９】次に前述した装置を使用して以下の条件に
よりレーザ溶接を行った結果をMIG溶接によるものと比
較して表１に示す。 供試材：外径101.6mm, 肉厚0.8mm, 材質 API規格ライ
ンパイプ用X-65相当材 溶接速度：１m/min レーザビーム径ｄ：50mm 上側エッジ部角度θ2 ：３° ビーム長Ｌ：2000mm
よりレーザ溶接を行った結果をMIG溶接によるものと比
較して表１に示す。 供試材：外径101.6mm, 肉厚0.8mm, 材質 API規格ライ
ンパイプ用X-65相当材 溶接速度：１m/min レーザビーム径ｄ：50mm 上側エッジ部角度θ2 ：３° ビーム長Ｌ：2000mm
【００３０】
【表１】
【００３１】表１に示されたように溶接機を溶接管の外
側に対称に配置し、MIG 溶接, レーザ溶接を行う従来方
法では上側の溶接品質は良好であるが、下側には欠陥が
多発しており、本発明方法により下側のエッジ部をレー
ザビーム照射角θ1 ＝30°で溶接を行った結果は、上側
の溶接品質は良好であり、下側には小さな穴 (ポロシテ
ィ) が若干認められた。またMIG 溶接法での下側エッジ
部の下向溶接は溶接トーチを溶接管内に挿入できないた
めに測定不可能であった。さらに、本発明方法により前
述した同じ条件で楕円率ｒ及びレーザビームの照射角度
θ1 を変化させて下側の溶接品質を観察した結果を表２
に示す。
側に対称に配置し、MIG 溶接, レーザ溶接を行う従来方
法では上側の溶接品質は良好であるが、下側には欠陥が
多発しており、本発明方法により下側のエッジ部をレー
ザビーム照射角θ1 ＝30°で溶接を行った結果は、上側
の溶接品質は良好であり、下側には小さな穴 (ポロシテ
ィ) が若干認められた。またMIG 溶接法での下側エッジ
部の下向溶接は溶接トーチを溶接管内に挿入できないた
めに測定不可能であった。さらに、本発明方法により前
述した同じ条件で楕円率ｒ及びレーザビームの照射角度
θ1 を変化させて下側の溶接品質を観察した結果を表２
に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２に示されたように楕円率ｒを大きくす
る程又は照射角度θ1 を小さくする程、すなわち垂直下
向きに近づく程、下面側の溶接品質は良好になる。尚、
本発明の実施例においてはレーザビームを溶接管上側の
エッジ部を通して溶接管の下側溶接位置に直接集束させ
ているが、溶接管内またはレーザビーム出射位置と下側
溶接位置との間に適宜の光学系を挿入してもさしつかえ
ない。
る程又は照射角度θ1 を小さくする程、すなわち垂直下
向きに近づく程、下面側の溶接品質は良好になる。尚、
本発明の実施例においてはレーザビームを溶接管上側の
エッジ部を通して溶接管の下側溶接位置に直接集束させ
ているが、溶接管内またはレーザビーム出射位置と下側
溶接位置との間に適宜の光学系を挿入してもさしつかえ
ない。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明の溶接管の製造方法
においては、溶接管の内径寸法に関わらず上側及び下側
２個所の溶接位置を下向きに溶融溶接することができる
ので、高い溶接品質を得ることができる。また金属帯の
下側のエッジ部に照射するレーザビームを金属帯長手方
向を長系とする楕円形状にすることにより、溶接品質を
より向上させる等、本発明は優れた効果を奏するもので
ある。
においては、溶接管の内径寸法に関わらず上側及び下側
２個所の溶接位置を下向きに溶融溶接することができる
ので、高い溶接品質を得ることができる。また金属帯の
下側のエッジ部に照射するレーザビームを金属帯長手方
向を長系とする楕円形状にすることにより、溶接品質を
より向上させる等、本発明は優れた効果を奏するもので
ある。
【図１】従来方法により２枚の金属帯から溶接管を製造
する工程を示す模式的斜視図である。
する工程を示す模式的斜視図である。
【図２】従来方法により２個所のエッジ部を下向きに溶
融溶接する状態を示す模式的斜視図である。
融溶接する状態を示す模式的斜視図である。
【図３】図２の III−III 線拡大断面図である。
【図４】本発明により２個所のエッジ部を下向きに溶融
溶接する状態を示す模式的斜視図である。
溶接する状態を示す模式的斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】図４の溶接部付近の拡大横断面図である。
【図７】図６の拡大横断面図に夫々のサイズを記号で示
した説明図である。
した説明図である。
【図８】図７に示す溶接管を上方から見た上面図であ
る。
る。
【図９】図７のIX−IX線拡大断面図である。
７ TIG 溶接機 ７′ 高周波予熱用溶接機 ７″ 高周波溶接機 ８，８′ レーザ溶接機（フォーカシングヘッドのみ） ９，９′ レーザビーム Ａ，Ａ′ 最終ミラー Ｃ，Ｃ′ 噴出ノズル Ｄ 溶接管外径 Ｈ 鋼帯 Ｌ 下面溶接用レーザのビーム長 Ｐ レーザビームと溶接管上面のエッジ部との交点 Ｑ 溶接管上面の溶接点 Ｒ 溶接管下面の溶接点 Ｗ 交点Ｐにおけるエッジ間距離 ｄ 出力ビーム径 dL 楕円半径 (搬送方向) dS 楕円半径 (垂直方向) ｒ 楕円率 θ1 レーザビーム照射角度 θ2 上面エッジ部交差角度
Claims (2)
- 【請求項１】 ２枚の金属帯を、複数のロール成形スタ
ンドを経て、両金属帯の幅方向の断面が半円形状になる
ように成形し、前記両金属帯の対応するエッジを上側及
び下側で対向させて溶接する溶接管の製造方法であっ
て、前記両金属帯の溶接すべき上側，下側２個所のエッ
ジ部に、前記両金属帯の上方から夫々レーザビームを照
射して下向き溶接を行うことを特徴とする溶接管の製造
方法。 - 【請求項２】 両金属帯の溶接すべき下側のエッジ部に
金属帯の長手方向を長径とする楕円形状のレーザビーム
を前記金属帯の下側のエッジに対して斜め下方に照射し
て、レーザ溶接することを特徴とする請求項１記載の溶
接管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325401A JPH05131285A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 溶接管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325401A JPH05131285A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 溶接管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131285A true JPH05131285A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=18176437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3325401A Pending JPH05131285A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 溶接管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05131285A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1210998A3 (de) * | 2000-12-01 | 2003-10-01 | Dreistern-Werk Maschinenbau GmbH & co. KG | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Metallprofils |
| JP2014151333A (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 溶接継ぎ手の製造方法および溶接継ぎ手の製造装置 |
| US9476203B2 (en) * | 2015-03-06 | 2016-10-25 | John Powers, III | Column/beam maufacturing apparatus and methods |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP3325401A patent/JPH05131285A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1210998A3 (de) * | 2000-12-01 | 2003-10-01 | Dreistern-Werk Maschinenbau GmbH & co. KG | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Metallprofils |
| JP2014151333A (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 溶接継ぎ手の製造方法および溶接継ぎ手の製造装置 |
| US9476203B2 (en) * | 2015-03-06 | 2016-10-25 | John Powers, III | Column/beam maufacturing apparatus and methods |
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