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発明の名称 溶接鋼管の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−58029
公開日 平成10年(1998)3月3日
出願番号 特願平8−216214
出願日 平成8年(1996)8月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 宗治 (外3名)
発明者 塩崎 毅 / 小野 守章 / 大村 雅紀
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 鋼帯を連続的に搬送しつつ両側の鋼帯端部が対向するように円筒状のオープンパイプに成形し、両端の鋼帯端部をスクイズロールで加圧して突き合わせ、その突合わせ部にレーザビームを照射して溶接するか、あるいは前記オープンパイプの相対する両側の鋼帯端部を電気抵抗法または誘導加熱法で加熱し、加熱された両側の鋼帯端部を突き合わせてレーザビームで溶接する溶接鋼管の製造方法において、溶接部の化学組成を調整するための箔または線状の溶加材を前記鋼帯端部のV収束点の開放側から前記突合わせ部の間に挟み込むように連続的に供給しながら溶接することを特徴とする溶接鋼管の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶加材を添加しながらシーム部のレーザ溶接を行うことにより溶接鋼管を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ溶接は、レーザ光を直径0.5mm程度の細いビームに集光して溶融溶接する方法であり、高速で、低入熱、深溶込みを特徴とし、最近、溶接鋼管の製造に使用されるようになってきている。溶接鋼管の製造方法に関してレーザビームを用いる方法が特公平3−28272号公報、特公平4−18954号公報に示されている。これらの方法では、鋼板エッジ部を突き合わせ、溶加材を供給せずにそのまま鋼板を溶融してシーム部を形成し、溶接鋼管を製造している。このとき、シーム部は母材部とは異なり溶接金属が凝固組織となるため、材料によってはシーム部の性能が劣化する場合がある。
【0003】溶接金属つまり溶接部の品質を向上させるため、ワイヤ状の溶加材を鋼板表側から供給して溶接金属の成分調整を行うことが従来から多く研究されている。このときの溶加材供給方法の一例をTIG溶接で示すと図2のようになる。この場合、溶接トーチ11と鋼板12の間に発生させたアーク放電13により溶融池14が形成され、溶融池14へ溶加材15が連続的に供給される。しかし、レーザ溶接の場合にあっては上述のようにレーザビームが鋼板に照射される直径は0.5mm程度と非常に小さいため、溶加材のワイヤ径がビーム径より大きい場合には、未溶融ワイヤが溶接部に付着し、逆にワイヤ径をビーム径程度に細くすると、ワイヤの蛇行が発生しやすくレーザビーム照射位置に正確にワイヤを供給することが困難となり、いずれにしても良好な溶接部を得ることは難しい。さらに、このような表面側からのワイヤ供給法では溶接部に均一なワイヤ元素の混合が困難であり、溶接部の成分調整はできない。一方、このような問題点に対して、ワイヤ径が大きい場合には、レーザビーム径を大きくすることや、レーザビーム径はそのままで溶接速度を遅くすることでワイヤを十分に溶融させる方法や、蛇行しやすい細径ワイヤを用いる場合には、ワイヤ供給速度を遅くして供給する方法が採られているが、これらの方法では、レーザ溶接の特徴の一つである高速溶接性を損ない、十分な生産性を得ることができない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザ溶接による溶接鋼管のシーム部の溶接品質を向上させるために添加する溶加材を溶接部に均一に且つ溶接速度を低下させることなく供給することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため、本発明に係る溶接鋼管の製造方法は、鋼帯を連続的に搬送しつつ両側の鋼帯端部が対向するように円筒状のオープンパイプに成形し、両端の鋼帯端部をスクイズロールで加圧して突き合わせ、その突合わせ部にレーザビームを照射して溶接するか、あるいは前記オープンパイプの相対する両側の鋼帯端部を電気抵抗法または誘導加熱法で加熱し、加熱された両側の鋼帯端部を突き合わせてレーザビームで溶接する溶接鋼管の製造方法において、溶接部の化学組成を調整するための箔または線状の溶加材を前記鋼帯端部のV収束点の開放側から前記突合わせ部の間に挟み込むように連続的に供給しながら溶接することとしたものである。
【0006】本発明による溶加材の供給方法によれば、箔または線状の溶加材を鋼帯端部のV収束点の開放側から鋼帯端部突合わせ部の間に挟み込むように連続的に供給するため、従来の鋼板表側から供給する方法と異なり、鋼板の成形速度と同じ速度で自動的に供給することができ、溶加材の供給のための駆動装置は必要でない。そのため、溶加材は溶接部に精度良く、安定に供給することができる。さらに、溶加材の供給位置は、従来の鋼板表側から供給する方法と異なり、鋼帯端部のV収束点の開放側から鋼帯端部突合わせ部の間に挟み込むように連続的に供給するため、ほぼ鋼帯板厚の中央部となり、溶接部に均一に溶加材を溶融・混合することができる。したがって、溶接部の化学組成は、溶加材の化学組成と断面形状によって精度良く調整することができる。本発明法によれば、以上のように箔または線状の溶加材を鋼帯端部のV収束点の開放側から鋼帯端部突合わせ部の間に挟み込みながらレーザ溶接をするため、溶加材を添加しない場合と同じ速度で溶接することができ、鋼板表側から溶加材を供給する従来法において生じた、溶接速度の低下や溶接部の化学組成の不均一という問題点が全て解消される。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明法の一例を示す概要図である。まず、鋼帯1を連続的に搬送しつつ両側の鋼帯端部1a,1bが対向するように円筒状に成形し、その鋼帯端部1a,1bのV収束点の開放側から箔または線状の溶加材2を挿入し、鋼帯端部1a,1bと溶加材2をスクイズロール3a,3bで加圧して突き合わせ、その突合わせ部4の間に溶加材2を挟み込むように連続的に供給しながら、突合わせ部4に管外面側から管厚を貫通できる熱量を有するレーザビーム5を照射して溶接する。溶加材2は、V収束点の開放側に設置して、例えばロールに巻き付けておき、溶接開始時にV収束点に挟み込んで溶接を開始する。
【0008】上記の説明では鋼帯端部1a,1bを加熱せずにその突合わせ部4を溶接するものとしたが、本発明は、例えば図1に示すように、高周波誘導加熱装置6で相対する両側の鋼帯端部1a,1bを加熱してから突き合わせ、その加熱された突合わせ部4をレーザビーム5で溶接することにしてもよい。図中、6a,6bは高周波誘導加熱装置6の接触子で、V収束点の突合わせ部4より上流側に所定距離隔てて設置される。加熱温度は材料の融点以下の温度である。
【0009】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、鋼帯端部の突き合わせ面内に、常に正確に安定して溶加材を供給することが可能であり、このとき、V収束点の突合わせ部が溶加材を噛み込むことができるため、駆動装置がなくても溶加材を自動的に供給することができる。さらに、箔または線状の溶加材は鋼帯端部の突合わせ部と一体となっており、レーザによる溶融体積は、溶加材を供給しない場合と同等であるため、溶接速度を低下させることなく、したがって生産性を損なうことなく溶接鋼管を製造することができる。




 

 


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