JP2000334588A - Production pof austenitic stainless steel welded tube - Google Patents
Production pof austenitic stainless steel welded tubeInfo
- Publication number
- JP2000334588A JP2000334588A JP11145995A JP14599599A JP2000334588A JP 2000334588 A JP2000334588 A JP 2000334588A JP 11145995 A JP11145995 A JP 11145995A JP 14599599 A JP14599599 A JP 14599599A JP 2000334588 A JP2000334588 A JP 2000334588A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- austenitic stainless
- stainless steel
- edges
- squeeze
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
- B23K2103/05—Stainless steel
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、オーステナイト
系ステンレス溶接鋼管の製造方法、特に、化工機、原子
力配管用等に好適なオーステナイト系ステンレス溶接鋼
管を、高い生産性で製造することが可能なオーステナイ
ト系ステンレス溶接鋼管の製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an austenitic stainless steel welded steel pipe, and more particularly to an austenitic stainless steel welded steel pipe suitable for use in chemical engineering machines, nuclear power piping, etc., with high productivity. The present invention relates to a method of manufacturing a stainless steel welded steel pipe.
【0002】[0002]
【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼管は、耐
孔食性に優れ、且つ、機械的性質および溶接性が良好な
ことから、化工機、原子力の配管材料等に広く利用され
ている。2. Description of the Related Art Austenitic stainless steel pipes are widely used in chemical engineering machines, nuclear power piping materials and the like because of their excellent pitting corrosion resistance and good mechanical properties and weldability.
【0003】従来、オーステナイト系ステンレス溶接鋼
管は、素材鋼帯をオープンパイプ状に成形し、このよう
にして調製した素管の対向する両エッジの突合せ部をテ
ィグ溶接することによって製造されている。Conventionally, an austenitic stainless steel welded steel pipe has been manufactured by forming a raw steel strip into an open pipe shape and performing TIG welding on the butted portions of the opposite ends of the raw pipe prepared in this manner.
【0004】ティグ溶接法の場合、不活性ガス雰囲気中
の溶接であるためフラックスを必要とせず、高品質の溶
接金属が確保できるという利点はあるが、溶接速度を大
きくできないという欠点がある。このため、溶接時に適
宜供給するフィラーワイヤに通電してフィラーワイヤを
抵抗加熱し、フィラーワイヤの供給速度を増して溶接速
度の向上を図ったティグホットワイヤ溶接法等が開発さ
れている。In the case of the TIG welding method, since welding is performed in an inert gas atmosphere, there is an advantage that a flux is not required and a high quality weld metal can be secured, but there is a disadvantage that a welding speed cannot be increased. For this reason, a TIG hot wire welding method and the like have been developed in which a filler wire to be appropriately supplied at the time of welding is heated by resistance heating the filler wire to increase the supply speed of the filler wire to improve the welding speed.
【0005】このティグホットワイヤ溶接法によれば、
通常のティグ溶接法に比べ2倍程度の高速溶接が可能と
なるが、その溶接速度は、数10cm/min程度であ
り、生産性に劣ることは明白である。このため最近で
は、生産性向上の観点から、ティグ溶接法に比べて溶接
速度の非常に早いレーザー溶接法の開発が進められてい
る。レーザー溶接法としては、例えば、特開平8−28
1458号公報に開示されている。According to the TIG hot wire welding method,
Although high-speed welding about twice as high as that of a normal TIG welding method is possible, the welding speed is about several tens cm / min, and it is obvious that productivity is inferior. For this reason, from the viewpoint of improving productivity, the development of a laser welding method having a very high welding speed compared to the TIG welding method has recently been promoted. As a laser welding method, for example, JP-A-8-28
No. 1458.
【0006】レーザー溶接法は、レーザービームをレン
ズあるいはミラーで集光して対象を局部的に溶解し、同
時に不活性ガスを噴出させて溶接部をシールしながら溶
接する手法である。レーザー溶接法は、以下のような利
点を有している。 ティグ溶接法と同様、フラックスを用いないために
スラグ巻込み等の欠陥は発生せず、しかも、不活性ガス
雰囲気中で溶接を行うため溶接部の酸素濃度が母材並に
抑えられる。従って、高品質の溶接金属が得られる。 レーザー溶接前に両エッジ部を電縫溶接(以下、E
RW法という)で用いられているコンタクトチップを用
いた電気抵抗加熱法あるいは誘導加熱法によって予熱す
ることにより、溶接速度の高速化が図れる。従って、他
溶接法に比べ生産性が非常に優れている。The laser welding method is a method in which a laser beam is focused by a lens or a mirror to locally melt an object, and at the same time, an inert gas is jetted to weld while sealing a welded portion. The laser welding method has the following advantages. Similar to the TIG welding method, defects such as slag entrapment do not occur because no flux is used, and since the welding is performed in an inert gas atmosphere, the oxygen concentration in the welded portion is suppressed to the same level as the base metal. Therefore, a high quality weld metal can be obtained. Before laser welding, both edges are ERW (hereinafter E
The welding speed can be increased by preheating by an electric resistance heating method or an induction heating method using a contact tip used in the RW method). Therefore, the productivity is very superior to other welding methods.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋼板エ
ッジ部を電気抵抗加熱法等により予熱する場合、後述す
るように、オーステナイト系ステンレス鋼等の高合金鋼
では、熱伝導率が炭素鋼に比べ小さいために、炭素鋼に
比べ鋼板最エッジ部近傍のみが高温となる温度分布とな
る。従って、鋼板最エッジ部のみが軟化し、スクイズサ
イドロールにて両エッジ部を加圧し突合わせる(以下、
アップセットという)際に作用する僅かな上下方向の外
力によって、この最エッジの軟化部がずれて(滑って)
変形する。このため、図1の(a)や(b)に示す、い
わゆるラップが炭素鋼に比べ非常に生じやすい。However, when the edge of the steel sheet is preheated by the electric resistance heating method or the like, as described later, the heat conductivity of a high alloy steel such as austenitic stainless steel is smaller than that of carbon steel. Therefore, the temperature distribution becomes high only in the vicinity of the edge of the steel sheet as compared with carbon steel. Accordingly, only the outermost edge of the steel sheet is softened, and both edges are pressed against each other with a squeeze side roll to abut each other (hereinafter, referred to as a squeeze side roll)
The outermost softened portion is displaced (slid) due to slight vertical external force acting on
Deform. Therefore, so-called wraps shown in FIGS. 1A and 1B are very likely to occur as compared with carbon steel.
【0008】このようなことから、レーザー溶接法によ
るオーステナイト系ステンレス溶接鋼管の製造時には、
このラップの発生を抑制するため、鋼板両エッジ部の予
熱温度を下げるかあるいは予熱をせずに製造する等して
いる。しかしながら、これは製造速度の低速化による製
造コストの上昇を招く。For these reasons, when manufacturing austenitic stainless steel welded steel pipes by the laser welding method,
In order to suppress the occurrence of the lap, the preheating temperature of both edges of the steel sheet is lowered or the steel sheet is manufactured without preheating. However, this causes an increase in manufacturing cost due to a reduction in manufacturing speed.
【0009】この発明は、このような現状に鑑みてなさ
れたものであり、加工機の配管等に好適なオーステナイ
ト系ステンレス溶接鋼管を、レーザー溶接法により高い
生産性で製造することが可能な方法を提供するものであ
る。The present invention has been made in view of the above situation, and is a method capable of producing austenitic stainless steel welded steel pipe suitable for piping of a processing machine with high productivity by a laser welding method. Is provided.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、オーステ
ナイト系ステンレス鋼からなる鋼帯を、複数のロール成
形スタンドにより連続的に順次円筒状に成形し、このよ
うにして調製した素管のシーム部の接合にレーザービー
ムを用いて溶接管を製造する方法において、レーザー溶
接前の両エッジ部を電気抵抗加熱法あるいは誘導加熱法
により予熱し、両エッジ部の高さ方向のギヤップを計測
しつつ、最終フィンパスロールとスクイズロールとの間
に配置された押上げロール装置を用いて押上げ量を調節
ながら突合せ溶接を行なえば、製造速度の高速化が実現
でき、ラップが十分に抑制でき、溶接不良が無く、しか
も、安定した溶接部品質を持つ溶接鋼管が製造できるこ
とを知見した。Means for Solving the Problems The present inventors have continuously formed a steel strip made of austenitic stainless steel into a cylindrical shape by a plurality of roll forming stands, In the method of manufacturing a welded pipe using a laser beam for joining seams, both edges before laser welding are preheated by electric resistance heating method or induction heating method, and the gap in the height direction of both edges is measured. However, if butt welding is performed while adjusting the amount of push-up using a push-up roll device arranged between the final fin pass roll and the squeeze roll, the production speed can be increased and the lap can be sufficiently suppressed. In addition, it was found that a welded steel pipe having no welding defect and having stable welded portion quality can be manufactured.
【0011】この発明は、上述した知見に基づきなされ
たものである。The present invention has been made based on the above findings.
【0012】請求項1記載の発明は、オーステナイト系
ステンレス鋼帯を複数のロール成形スタンドにより連続
的に管状に成形し、このようにして調製した素管の突合
せ部である両エッジ部を電気抵抗法あるいは誘導加熱法
により予熱してレーザー溶接するオーステナイト系ステ
ンレス溶接鋼管の製造方法において、最終フィンパスロ
ールとスクイズロールとの間に押上げロール装置を配置
し、前記押上げロール装置により前記両エッジ部を下方
から押し上げながら突合せ溶接を行うことに特徴を有す
るものである。According to the first aspect of the present invention, the austenitic stainless steel strip is continuously formed into a tubular shape by using a plurality of roll forming stands, and both edge portions, which are the butted portions of the thus-prepared tube, are subjected to electric resistance. In a method for producing an austenitic stainless steel welded pipe which is preheated by an induction heating method or laser-welded, a push-up roll device is disposed between a final fin pass roll and a squeeze roll, and both edges are moved by the push-up roll device. The butt welding is performed while pushing up the part from below.
【0013】請求項2記載の発明は、レーザー溶接前の
前記両エッジ部の予熱温度を500℃以上とすることに
特徴を有するものである。The invention according to claim 2 is characterized in that the preheating temperature of the both edge portions before laser welding is set to 500 ° C. or more.
【0014】請求項3記載の発明は、前記両エッジの高
さ方向のギャップを計測し、その結果に応じて押上げロ
ール装置による押上げ量を調節しつつ突合せ溶接を行う
ことに特徴を有するものである。The invention according to claim 3 is characterized in that the gap in the height direction of the two edges is measured, and the butt welding is performed while adjusting the amount of pushing up by the pushing up roll device according to the result. Things.
【0015】請求項4記載の発明は、下記(1)式で表
されるエッジ収束域L以内の任意の箇所における両エッ
ジの高さ方向ギャップGを計測し、下記(2)式で表さ
れる条件を満足するように、前記押上げロール装置によ
る押上げ量を調節することに特徴を有するものである。According to a fourth aspect of the present invention, a height direction gap G of both edges is measured at an arbitrary position within an edge convergence area L represented by the following equation (1), and is measured by the following equation (2). It is characterized in that the push-up amount by the push-up roll device is adjusted so as to satisfy the following conditions.
【0016】 L≦√[(D/2−B)・(Df+B−D/2)] ---(1) 但し、上記(1)式において、 L:スクイズサイドロールの中心から成形上流側のエッ
ジ収束領域、 D:溶接管の外径、 Df:スクイズサイドロールのフランジ外径、 B:スクイズサイドロールの中心間距離からサイドロー
ルのフランジ外径を引いて2で割った距離。L ≦ √ [(D / 2−B) · (Df + BD / 2)] --- (1) where, in the above formula (1), L is the distance from the center of the squeeze side roll to the upstream of the forming. Edge convergence area, D: outer diameter of welded pipe, Df: outer diameter of flange of squeeze side roll, B: distance obtained by subtracting outer diameter of flange of side roll from center distance of squeeze side roll and dividing by 2.
【0017】 [(a×G)1/2×R1/2]/t≦0.25 ---(2) 但し、上記(2)式において、 G:両エッジの高さ方向ギャップ量(mm)、 R:スクイズサイドロールのアップセット量(mm)、 t:鋼帯の板厚(mm)、 a:計測位置による補正項でエッジ収束域Lをスクイズ
サイドロール中心から計測位置までの距離で割った値。[(A × G) 1/2 × R 1/2 ] /t≦0.25 (2) where, in the above equation (2), G: the gap amount in the height direction of both edges ( mm), R: Upset amount of squeeze side roll (mm), t: Plate thickness of steel strip (mm), a: Distance from edge squeeze side roll center to measurement position in edge convergence area L in correction term depending on measurement position Divided by.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】次に、この発明のオーステナイト
系ステンレス溶接鋼管の製造方法の一実施形態を、得ら
れた実験結果とともに詳述する。 1.素材帯鋼 素材鋼帯としては、耐食性および延性に優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼からなる素材鋼帯であれば良く、
特に制限されないが、例えば、JlS規格に規定される
SUS304、SUS304L、SUS316、SUS
316L等の規格材であって、オーステナイト率が90
%となるように溶体化処理調整された素材鋼帯を用いる
のが好ましい。 2.予熱温度 両エッジ部に対して、レーザー溶接前に予熱する方法と
しては、ERW法で用いられているコンタクトチップを
用いた電気抵抗加熱装置あるいは環状の誘導加熱装置を
スクイズロールの手前に配置し、これらに対する投入電
力を制御して所望の温度加熱する。Next, an embodiment of a method for manufacturing an austenitic stainless steel welded steel pipe according to the present invention will be described in detail together with experimental results obtained. 1. Material steel strip The material steel strip may be any material steel strip made of austenitic stainless steel with excellent corrosion resistance and ductility.
Although not particularly limited, for example, SUS304, SUS304L, SUS316, and SUS specified in the JIS standard
316L or other standard material with an austenite ratio of 90
%, It is preferable to use a material steel strip that has been subjected to a solution treatment adjustment so as to be%. 2. Preheating temperature As a method of preheating both edges before laser welding, an electric resistance heating device using a contact tip used in the ERW method or an annular induction heating device is arranged in front of the squeeze roll, The desired temperature is heated by controlling the input power to these.
【0019】レーザー溶接前の鋼板エッジ部を予熱する
ことによる溶接速度の増加効果を見極めるため、レーザ
ー出力を20kW一定の条件にて予熱温度を室温から融
点付近まで変化させて溶接を行い、貫通溶接が可能な限
界速度を調査した。In order to determine the effect of increasing the welding speed by preheating the edge portion of the steel sheet before laser welding, welding is performed by changing the preheating temperature from room temperature to around the melting point under a constant laser output of 20 kW, and performing penetration welding. The possible limit speed was investigated.
【0020】外径273mm×板厚6.5mmの炭素鋼
帯を、図2に示す造管ミルによってレーザー溶接前の両
エッジを、高周波電気抵抗溶接装置のコンタクトシュー
4による直接通電で所望の温度まで予熱した後、レーザ
ービーム装置5により溶接した結果を図3に示す。A carbon steel strip having an outer diameter of 273 mm and a plate thickness of 6.5 mm was heated at a desired temperature by direct energization of both edges of the carbon steel strip before laser welding by a pipe mill shown in FIG. FIG. 3 shows the result of welding with the laser beam device 5 after preheating to the maximum.
【0021】なお、図2において、1は、ブレークダウ
ンロール群、2は、ケージロールまたはクラスタロール
群、3は、フィンパスロール群を示す。In FIG. 2, 1 indicates a breakdown roll group, 2 indicates a cage roll or cluster roll group, and 3 indicates a fin pass roll group.
【0022】図3から明らかなように、予熱温度の上昇
にともない貫通限界溶接速度が増加する傾向を示す。し
かし、予熱温度が500℃末満ではレーザー単独(予熱
なし)時の貫通限界溶接速度との比率で求められる溶接
速度の増加率が1.5倍以下と低くなり生産性に劣る。
このため、高生産性を得るにはレーザー前の予熱温度を
500℃以上に設定する必要性がある。As is apparent from FIG. 3, there is a tendency that the penetration limit welding speed increases as the preheating temperature increases. However, when the preheating temperature is less than 500 ° C., the increase rate of the welding speed, which is determined by the ratio with the penetration limit welding speed when the laser is used alone (without preheating), is as low as 1.5 times or less, resulting in poor productivity.
For this reason, in order to obtain high productivity, it is necessary to set the preheating temperature before the laser to 500 ° C. or higher.
【0023】しかしながら、オーステナイト系ステンレ
ス鋼を用いた場合、レーザー溶接前の鋼板エッジ部の予
熱温度を上昇させると、アップセット時にラップが非常
に生じやすくなる。そこで、本発明者等は、オーステナ
イト系ステンレス鋼におけるラップ現象と予熱温度との
相関を追求するため、電気抵抗加熱法等により予熱した
場合の鋼板エッジ部での温度分布を数値計算から算出
し、予熱による鋼板エッジ部の挙動を考察した。However, in the case of using austenitic stainless steel, if the preheating temperature of the steel plate edge portion before laser welding is increased, lapping is very likely to occur during upsetting. Therefore, the present inventors calculated the temperature distribution at the steel sheet edge when preheating by an electric resistance heating method or the like from numerical calculation, in order to pursue a correlation between the lap phenomenon and the preheating temperature in the austenitic stainless steel, The behavior of the steel sheet edge due to preheating was considered.
【0024】(温度解析)まず、仮定として、以下の3
点の条件を満足するものとした。 (1)1次元熱伝導。 (2)物性値は、温度によらず一定。 (3)電流分布は、温度によらず一定。(Temperature Analysis) First, the following 3 is assumed.
The condition of the point was satisfied. (1) One-dimensional heat conduction. (2) Physical properties are constant regardless of temperature. (3) The current distribution is constant regardless of the temperature.
【0025】次に、下記(3)式および(4)式に示す
基礎方程式を基に、鋼板エッジ部の温度分布を求めた。Next, the temperature distribution at the edge of the steel sheet was determined based on the basic equations shown in the following equations (3) and (4).
【0026】 熱バランス:∂T/∂t=α(∂2T/∂t2)+j2/Cp・ρ・σ ---(3) 電流分布:j=j0 ・exp(−x/δ) ---(4) 但し、上記(3)および(4)式において、 T:温度(℃)、 t:時間(s)、 α:熱拡散率(m2/s)、 Cp:比熱(J/kg・℃)、 ρ:密度(kg/m3)、 α:比電気伝導率(Ω・m)、 j、j0:電気密度(A/m2)、 δ:浸透深さ(m)。Heat balance: ΔT / Δt = α (∂ 2 T / Δt 2 ) + j 2 / Cp · ρ · σ (3) Current distribution: j = j 0 · exp (−x / δ --- (4) where, in the above equations (3) and (4), T: temperature (° C.), t: time (s), α: thermal diffusivity (m 2 / s), Cp: specific heat ( J / kg · ° C.), ρ: density (kg / m 3 ), α: specific electrical conductivity (Ω · m), j, j 0 : electric density (A / m 2 ), δ: penetration depth (m ).
【0027】初期条件:t=0で、T=0 境界条件:x=0で、∂T/∂x=0(断熱) x=xEで、∂T/∂x=0(断熱) xE=解析領域幅(十分に大きくとる) 上記(3)および(4)式から ∂T/∂t=α(∂2T/∂t2) +(j0 2 /Cp・ρ・σ)・exp(−x/δ) ---(5) となる。[0027] The initial conditions: at t = 0, T = 0 boundary conditions: at x = 0, in ∂T / ∂x = 0 (adiabatic) x = x E, ∂T / ∂x = 0 ( adiabatic) x E = analysis region width (sufficiently large) above (3) and (4) ∂T from the equation / ∂t = α (∂ 2 T / ∂t 2) + (j 0 2 / Cp · ρ · σ) · exp (−x / δ) --- (5)
【0028】以下の式を変形し、上記(5)式に代入す
る。The following equation is modified and substituted into the above equation (5).
【0029】λ=Cp・ρ・α 但し、λ:熱伝導率(w/m・℃)従って、 ∂T/∂(α・t/δ2)=α∂2T/∂(x/δ)2 +(j0 2・δ2/σ・λ)・exp(−2x/δ) ---(6) となる。Λ = Cp · ρ · α where λ: thermal conductivity (w / m · ° C.) Therefore, ΔT / ∂ (α · t / δ 2 ) = α∂ 2 T / ∂ (x / δ) Two + Become (j 0 2 · δ 2 / σ · λ) · exp (-2x / δ) --- (6).
【0030】ここで、上記(6)式において、 無次元温度:θ=σ・λ・T/j0 2・δ2 無次元長さ:x=x/δ 無次元時間:τ=α/δ2 とすると、 ∂θ/∂τ=∂2θ/∂x2+exp(−2x) ---(7) となる。Here, in the above equation (6), the dimensionless temperature: θ = σ · λ · T / j0 Two・ ΔTwo Dimensionless length: x = x / δ Dimensionless time: τ = α / δTwo Then, ∂θ / ∂τ = ∂Twoθ / ∂xTwo+ Exp (-2x) --- (7)
【0031】(7)式を初期条件、境界条件の下で解く
ことにより、鋼板エッジでの温度分布が求まる。なお、
ここでは前進差分法にて解いた。By solving the equation (7) under the initial condition and the boundary condition, the temperature distribution at the steel sheet edge is obtained. In addition,
Here, it was solved by the forward difference method.
【0032】図4に、鋼板最エッジ部の温度を750℃
とした場合の炭素鋼およびオーステナイト系ステンレス
鋼における板厚中央での鋼板エッジからの温度分布を示
す。なお、ここで用いた鋼の物性値は、表1に示す通り
である。FIG. 4 shows that the temperature at the edge of the steel sheet is 750 ° C.
4 shows the temperature distribution from the steel sheet edge at the center of the sheet thickness in carbon steel and austenitic stainless steel in the case of. The physical properties of the steel used here are as shown in Table 1.
【0033】[0033]
【表1】 [Table 1]
【0034】表1に示すように、オーステナイト系ステ
ンレス鋼等の高合金鋼では、熱伝導率が炭素鋼に比べ小
さいために、図4に示すように、炭素鋼に比べ鋼板最エ
ッジ近傍のみが高温となる温度分布を生じる。As shown in Table 1, in a high alloy steel such as austenitic stainless steel, the thermal conductivity is smaller than that of carbon steel, and therefore, as shown in FIG. A temperature distribution resulting in a high temperature occurs.
【0035】図5は、上記計算により算出された各々の
温度から、その温度における鋼板強度と室温での鋼板強
度との比(以下、鋼板強度比という)で整理したグラフ
である。図5に示すように、オーステナイト系ステンレ
ス鋼では炭素鋼に比ベ、鋼板最エッジ部付近のみで急激
な強度の低下(軟化)を生じる。また、同様の手法にて
鋼板最エッジ部温度を500℃とした場合のオーステナ
イト系ステンレス鋼における鋼板強度比の分布を図6に
示す。図6から明らかなように、予熱温度が500℃程
度まで下がれば、図5で見られた最エッジ部の局部的な
軟化は認められない。FIG. 5 is a graph showing the ratio of the steel sheet strength at that temperature to the steel sheet strength at room temperature (hereinafter, referred to as a steel sheet strength ratio) based on each temperature calculated by the above calculation. As shown in FIG. 5, in austenitic stainless steel, compared to carbon steel, a sharp decrease (softening) occurs only in the vicinity of the steel sheet's edge. FIG. 6 shows the distribution of the strength ratio of the steel sheet in the austenitic stainless steel when the temperature at the edge of the steel sheet is set to 500 ° C. by the same method. As is clear from FIG. 6, if the preheating temperature drops to about 500 ° C., the local softening of the outermost edge portion shown in FIG. 5 is not recognized.
【0036】これらの結果から、オーステナイト系ステ
ンレス鋼を用いて予熱温度を500℃以上の高温とした
場合には、アップセットの際に鋼板端面に発生する応力
が端面と垂直方向以外に上下方向にも発生すると、その
上下方向の応力により最エッジ部の軟化部が容易にずれ
て変形が生じ、突合わせ面がずれると考えられる。即
ち、ラップが生じるものと考えられる。この推察は、オ
ーステナイト系ステンレス鋼管の製造において、レーザ
ー溶接前の予熱温度を下げることによってラップの発生
を抑制することができるという実操業で経験される現象
とよく一致している。From these results, when the preheating temperature is set to 500 ° C. or higher using austenitic stainless steel, the stress generated at the end face of the steel sheet during upset is increased in the vertical direction in addition to the direction perpendicular to the end face. Also, it is considered that the softened portion at the outermost edge portion easily shifts due to the stress in the vertical direction and deforms, and the abutting surface shifts. That is, it is considered that wrapping occurs. This speculation is in good agreement with the phenomenon experienced in actual operation in which the generation of lap can be suppressed by lowering the preheating temperature before laser welding in the production of austenitic stainless steel tubes.
【0037】しかし、前述のように、レーザー溶接前の
予熱温度が500℃未満では、レーザー単独(予熱な
し)時の貫通限界溶接速度との比率で求められる溶接速
度の増加率が1.5倍以下と低くなって生産性に劣るた
め、本発明者等は、予熱温度500℃以上の最エッジ部
の軟化部が存在する状態でもラップを防止できる造管方
法を検討した。以下、この方法について説明する。 3.成形条件 両エッジの挙動親察 一般に、ラップを生じる原因としては、第1に、図7に
示すエッジウエーブ11が鋼板厚相当あるいはそれ以上
に大きく、両エッジを突合せることができない場合、第
2に、エッジウエーブ11は鋼板厚に比して僅かである
が、図2に示すスクイズサイドロール6への鋼板両エッ
ジ部の挿入状況が両エッジ部の曲げ成形状態の差、ある
いは両エッジ部のエッジウエーブ11等により、アップ
セットの際に鋼板端面に発生する応力が端面垂直方向成
分以外に上下方向にも発生し、その上下方向の応力によ
り突合せ面がずれる場合の2点が考えられる。However, as described above, when the preheating temperature before laser welding is less than 500 ° C., the increase rate of the welding speed obtained by the ratio with the penetration limit welding speed when using the laser alone (no preheating) is 1.5 times. Therefore, the present inventors have studied a pipe forming method that can prevent lapping even in a state where a softened portion at the outermost edge at a preheating temperature of 500 ° C. or higher exists. Hereinafter, this method will be described. 3. Forming Conditions Observation of Behavior of Both Edges Generally, the first cause of the lap is that if the edge wave 11 shown in FIG. Although the edge wave 11 is slightly smaller than the thickness of the steel sheet, the state of insertion of both edges of the steel sheet into the squeeze side roll 6 shown in FIG. Due to the edge wave 11 or the like, stress generated on the end face of the steel plate at the time of upsetting is generated not only in the component perpendicular to the end face but also in the vertical direction, and the butt surface is shifted due to the vertical stress.
【0038】図8は、下記の造管条件で溶接管を製造し
たときの、オープンパイプの両エッジ部の高さ方向の変
動を非接触型のレーザー変位計により計測した結果であ
り、計測位置と計測結果との相関図を示す。なお、両エ
ッジ部の高さ方向ギャップ量Gの計測は、レーザー変位
計により計測された両エッジ部の計測値の差分量として
算出した。 (造管条) 溶接管外径×板厚:73.0mm×1.2mm、 材質:冷延鋼板(SPCC相当)、 成形機の構成:ブレークダウンロール(3段)、ケージ
ロールスタンド、フインパスロールスタンド(3段)、
スクイズロールスタンド(1段)、 スクイズロールスタンド所用寸法: スクイズサイドロールフランジ外径Df:Df=160
mm、 スクイズサイドロール中心間距離からスクイズサイドロ
ールフ ランジ外径を引いて2で割った距離B:B=3mm、 スクイズサイドロール6は、スクイズ機構として使用さ
れるもので、主に大径サイズの電縫管を製造する場合に
は、このスクイズサイドロール6の2ロールと、スクイ
ズトップロールの2ロールおよびスクイズボトムロール
の1ロールと共に用い、主に小径サイズの電縫管を製造
する場合には、このスクイズサイドロール6の2ロール
のみを用いる。スクイズサイドロールによる拘束は、ス
クイズトソプロールによる拘束よりも極めて大きい。FIG. 8 shows the results of measuring the fluctuation in the height direction of both edges of the open pipe with a non-contact laser displacement meter when a welded pipe was manufactured under the following pipe forming conditions. FIG. 4 shows a correlation diagram between the measurement results. In addition, the measurement of the height direction gap amount G of both edge portions was calculated as a difference amount between the measurement values of both edge portions measured by the laser displacement meter. (Pipes) Welded pipe outer diameter x thickness: 73.0mm x 1.2mm, Material: Cold rolled steel plate (equivalent to SPCC), Forming machine configuration: Breakdown roll (3 steps), Cage roll stand, Fin pass Roll stand (3 steps),
Squeeze roll stand (1 stage), squeeze roll stand required dimensions: squeeze side roll flange outer diameter Df: Df = 160
mm, the distance obtained by subtracting the outer diameter of the squeeze side roll flange from the distance between the centers of the squeeze side rolls and dividing by 2 B: B = 3 mm The squeeze side roll 6 is used as a squeeze mechanism and mainly has a large diameter. Is used together with two rolls of the squeeze side rolls 6, two rolls of the squeeze top roll and one roll of the squeeze bottom roll. Uses only two squeeze side rolls 6. The restraint by the squeeze side roll is much larger than the restraint by the squeezed soprole.
【0039】図8から明らかなように、エッジ変動に関
する管軸方向(長手方向)の位置の影響は、以下の
(1)式で表される図9のエッジ収束域L以内の領域で
は、ほぼ一定値となる傾向を示す。これにより、両エッ
ジ部の高さ方向ギャップGはエッジ収束域L以内では単
調な減少を示す。エッジ収束域L以内でエッジ変勤が一
定となる原因としては、オープンパイプが成形ロールで
十分な拘束を受けることにより自由変形がしにくくな
り、素板材質や素板のキャンバー等に由来する管全体の
不均一オープンパイプの自励振動等の外乱を排除できる
ためと考えられる。As is apparent from FIG. 8, the influence of the position in the tube axis direction (longitudinal direction) on the edge fluctuation is almost equal to the area within the edge convergence area L of FIG. 9 represented by the following equation (1). Shows a tendency to be constant. As a result, the gap G in the height direction at both edges shows a monotonous decrease within the edge convergence area L. The reason why the edge change is constant within the edge convergence area L is that the open pipe is hardly deformed by being sufficiently constrained by the forming roll, and the pipe originates from the material of the raw material and the camber of the raw material. It is considered that disturbance such as self-excited vibration of the entire non-uniform open pipe can be eliminated.
【0040】このため、両エッジの高さ方向ギャップG
を計測する位置としては、上述の如くエッジ変動が一定
であり、かつ、ギャップGが単調に減少するエッジ収束
領域L以内が適切である。エッジ収束領域L以内ではギ
ャップGは単調な減少を示すため、ギャップGにエッジ
収束領域Lを計測位置で割った値を掛けることにより正
当な評価ができる。また、ギャップGの計測箇所数とし
ては複数でも良いが、ギャップGは単調に減少すること
から1カ所でも十分である。Therefore, the gap G in the height direction at both edges
Is suitable as a position for measuring the edge convergence region L where the edge fluctuation is constant and the gap G monotonically decreases as described above. Since the gap G shows a monotonous decrease within the edge convergence area L, a proper evaluation can be performed by multiplying the gap G by a value obtained by dividing the edge convergence area L by the measurement position. Although the number of measurement points of the gap G may be plural, one point is sufficient since the gap G monotonously decreases.
【0041】 L≦√[(D/2−B)・(Df+B−D/2)] ---(1) 但し、上記(1)式において、 L:スクイズサイドロールの中心から成形上流側のエッ
ジ収束領域、 D:溶接管の外径、 Df:スクイズサイドロールのフランジ外径、 B:スクイズサイドロールの中心間距離からサイドロー
ルのフランジ外径を引いて2で割った距離。L ≦ √ [(D / 2−B) · (Df + BD / 2)] --- (1) where, in the above formula (1), L is the distance from the center of the squeeze side roll to the upstream of the forming. Edge convergence area, D: outer diameter of welded pipe, Df: outer diameter of flange of squeeze side roll, B: distance obtained by subtracting outer diameter of flange of side roll from center distance of squeeze side roll and dividing by 2.
【0042】図10は、外径323.8mm×板厚6.
2mmの炭素鋼管を、図2に示す成形機にて成形する際
に、冷間時の両エッジ突合せ部に鉛を挿入し、鉛を鋼板
エッジで圧延させることによりエッジの挙勤を鉛に転写
させ、その転写面の断面検鏡結果からスクイズサイドロ
ール6の中心直前の鋼板両エッジ部の挙動の観察結果で
ある。FIG. 10 shows an outer diameter of 323.8 mm × a plate thickness of 6.
When a 2mm carbon steel pipe is molded by the molding machine shown in Fig. 2, lead is inserted into both edges of the cold joint, and the roll of the edge is transferred to the lead by rolling the lead on the steel sheet edge. It is an observation result of the behavior of both edges of the steel sheet immediately before the center of the squeeze side roll 6 from the cross-sectional microscopic result of the transfer surface.
【0043】図10から明らかなように、スクイズサイ
ドロール6中心直前、即ち、アップセット直前の鋼板両
エッジ部は高さ方向でギャップGだけ離れ、一方は上方
から下方への押込みが強く、もう一方は側方からの押込
みが強く、両エッジはそれぞれ全く異なる挙動をしてい
ることが分かる。As is apparent from FIG. 10, the edges of the steel sheet immediately before the center of the squeeze side roll 6, that is, immediately before the upset, are separated by a gap G in the height direction. It can be seen that one side is strongly pushed from the side, and both edges behave completely differently.
【0044】この結果から、アップセットの際の鋼板端
面に発生する応力は、端面垂直方向だけに作用するので
はなく上下方向にも作用し、かつ、両エッジ部でその応
力方向が異なるために突合せ面でずれ変形を生じラップ
に至ると推察できる。特に、オーステナイト系ステンレ
ス鋼のように予熱温度500℃以上の高温で最エッジが
極度に軟化している場合、軟化部は容易にずれ変形する
ため、上述の異なる方向性を持った応力によりラップを
生じやすくなると考えられる。From these results, it can be seen that the stress generated on the end face of the steel plate at the time of the upset acts not only in the direction perpendicular to the end face but also in the vertical direction, and since the stress directions are different at both edges. It can be guessed that slip deformation occurs on the butted surfaces and leads to wrap. In particular, when the outermost edge is extremely softened at a preheating temperature of 500 ° C. or higher, such as austenitic stainless steel, the softened portion easily shifts and deforms. It is thought that it is likely to occur.
【0045】そこで、本発明者等は、オーステナイト系
ステンレス鋼における高温予熱時のラップ防止対策とし
て、図11に示すようにフインパスロール群の最終フイ
ンパスロール3aとスクイズサイドロール6との間に押
上げロール装置7を配置し、これによつて両エッジ部を
下方から押上げることにより両エッジ部に張力を掛けつ
つ突合せ状況を改善し、溶接を行なった。Therefore, as a measure for preventing lapping during high-temperature preheating of austenitic stainless steel, the present inventors set the distance between the final fin pass roll 3a of the fin pass roll group and the squeeze side roll 6 as shown in FIG. A push-up roll device 7 was arranged to push up both edges from below, thereby applying tension to both edges to improve the butt condition and performing welding.
【0046】押上げロール装置7の構造としては、特開
平5−208213号公報および特開平9−1232号
公報によれば良い。例えば、図12に示すように、管1
2’のシーム部12aを管内側から押上げるための左右
対向配置された1対の押上げロール8、押上げロール8
を押上げるための昇降機9、押上げロール装置7を鋼管
内面で支えるための車輪10および押上げロール8の高
さ方向位置を検出するための押上げ高さ検出器(図示
無)を備えている。The structure of the lifting roll device 7 may be as described in JP-A-5-208213 and JP-A-9-1232. For example, as shown in FIG.
A pair of right and left push-up rolls 8, push-up rolls 8 for pushing up the 2 'seam portion 12a from inside the pipe.
And a push-up height detector (not shown) for detecting a height position of the push-up roll 8 and a wheel 10 for supporting the push-up roll device 7 on the inner surface of the steel pipe. I have.
【0047】図13は、外径323.8mm×板厚6.
2mmの炭素鋼管を押上げロール装置7を用いて成形し
た際の、前記(1)式で表される両エッジ収束領域L以
内の鋼板両エッジの挙勤を観察した結果である。図13
から明らかなように、スクイズサイドロール6中心直
前、即ち、アップセット直前の鋼板両エッジ部の挙動
は、押上げロール装置7を用いることにより矯正され
て、両エッジの高さ方向のギャップGも僅かとなり、ほ
ぼ同様な挙動をすることが分かる。FIG. 13 shows an outer diameter of 323.8 mm and a thickness of 6.
It is the result of observing the work of both edges of the steel plate within the both-edge convergence region L represented by the above-mentioned formula (1) when a 2 mm carbon steel pipe is formed using the push-up roll device 7. FIG.
As is clear from the above, the behavior of both edges of the steel sheet immediately before the center of the squeeze side roll 6, that is, immediately before the upset is corrected by using the push-up roll device 7, and the gap G in the height direction of both edges is also reduced. It turns out to be slight, and it can be seen that the behavior is almost the same.
【0048】このように、最終フインパスロール3aと
スクイズサイドロール6間に押上げロール装置7を配置
し、この押上げロール装置7により両エッジ部を下方か
ら押上げ、エッジ部に張力を掛けながら突合せ溶接を行
うことにより、アップセット寸前の鋼板両エッジ部の挙
勤をほぼ同一となるよう矯正して、アッブセット時の鋼
板両エッジ端面に発生する端面垂直方向以外の応力成分
を極カ少なくすることができる。As described above, the push-up roll device 7 is arranged between the final fin pass roll 3a and the squeeze side roll 6, and both edges are pushed up from below by the push-up roll device 7, and tension is applied to the edges. While performing butt welding, the work of the both edges of the steel plate immediately before the upset is corrected to be almost the same, and the stress components other than the direction perpendicular to the end surface generated at the edges of the both edges of the steel plate at the time of the upper set are extremely reduced. Can be reduced.
【0049】押上げ量 図14は、後述する実施例により、オーステナイト系ス
テンレス鋼板を用いた場合のレーザー溶接前の両エッジ
部の予熱温度を500℃以上とし、押上げ量を種々変化
させて造管した場合の、上記(1)式で表されるエッジ
収束領域L以内の鋼板両エッジ部の高さ方向ギャップ
G、スクイズサイドロール6の通過前後の管周長差によ
り求まるアップセット量R、鋼帯板厚tがラップ発生の
有無に及ぼす影響を示したもので、横軸に下記(2)式
中の左辺で求められる値を、縦軸にラップ発生の有無を
とって示した図である。FIG. 14 shows that the preheating temperature of both edges before laser welding when the austenitic stainless steel sheet was used was set to 500 ° C. or more and the amount of push-up was changed variously according to the embodiment described later. When the pipe is piped, the height direction gap G between both edges of the steel sheet within the edge convergence area L expressed by the above equation (1), the upset amount R obtained by the pipe circumference difference before and after passing through the squeeze side roll 6, FIG. 7 is a graph showing the effect of the steel strip thickness t on the occurrence of lapping, in which the horizontal axis represents the value obtained on the left side of the following equation (2), and the vertical axis represents the occurrence of lapping. is there.
【0050】 L≦√[(D/2−B)・(Df+B−D/2)] ---(1) 但し、上記(1)式において、 L:スクイズサイドロールの中心から成形上流側のエッ
ジ収束領域、 D:溶接管の外径、 Df:スクイズサイドロールのフランジ外径、 B:スクイズサイドロールの中心間距離からサイドロー
ルのフランジ外径を引いて2で割った距離。L ≦ √ [(D / 2−B) · (Df + BD / 2)] --- (1) where, in the above formula (1), L is the distance from the center of the squeeze side roll to the upstream of the forming. Edge convergence area, D: outer diameter of welded pipe, Df: outer diameter of flange of squeeze side roll, B: distance obtained by subtracting outer diameter of flange of side roll from center distance of squeeze side roll and dividing by 2.
【0051】 [(a×G)1/2×R1/2]/t≦0.25 ---(2) 但し、上記(2)式において、 G:両エッジの高さ方向ギャップ量(mm)、 R:スクイズサイドロールのアップセット量(mm)、 t:鋼帯の板厚(mm)、 a:計測位置による補正項でエッジ収束域Lをスクイズ
サイドロール中心から計測位置までの距離で割った値。[(A × G) 1/2 × R 1/2 ] /t≦0.25 (2) where, in the above equation (2), G: the gap amount in the height direction of both edges ( mm), R: Upset amount of squeeze side roll (mm), t: Plate thickness of steel strip (mm), a: Distance from edge squeeze side roll center to measurement position in edge convergence area L in correction term depending on measurement position Divided by.
【0052】なお、両エッジ部の高さ方向ギャップ量G
の計測は、図2で示したコンタクトシュー4の位置を上
記(1)式で求まるエッジ収束領域L以内に位置制御
し、その上下動を絶縁処理を施した接触式変位計により
両側ともに計測し、それぞれの計測値の差分値から算出
した。The gap G in the height direction at both edge portions
Is measured by controlling the position of the contact shoe 4 shown in FIG. 2 within the edge convergence area L determined by the above equation (1), and measuring the vertical movement of the contact shoe 4 on both sides by a contact type displacement meter which has been subjected to insulation treatment. , Calculated from the difference between the measured values.
【0053】図14から明らかなように、上記(2)式
で求まる値が0.25以下では、造管中のラツブ発生は
無くなっている。従って、上記(2)式を満足させるよ
うに押上げ量を調節すると良いことが分かる。As is clear from FIG. 14, when the value obtained by the above equation (2) is 0.25 or less, the occurrence of rubbing during pipe making is eliminated. Accordingly, it is understood that it is preferable to adjust the push-up amount so as to satisfy the above expression (2).
【0054】押上げロール装置に取り付ける押上げロー
ルは、図11に示すように、1段式でも良いが、図15
に示すような多段式としても良い。押上げロールを多段
式とすることにより、押上げ時に作用する押上げ反力を
各段に分散でき、押上げロールによる管内面のロールマ
ークおよび押上げロールの圧壊を防止することができ
る。これはまた、見掛け上の押上げロール径を大きくす
ることが可能であるため、押上げによる局部的なストレ
ッチをエッジに与えることもない。The push-up roll attached to the push-up roll device may be a single-stage type as shown in FIG.
A multi-stage type as shown in FIG. By making the push-up roll a multi-stage type, the push-up reaction force acting at the time of push-up can be dispersed in each stage, and the roll mark on the inner surface of the tube and the collapse of the push-up roll by the push-up roll can be prevented. Further, since the apparent push-up roll diameter can be increased, the edge is not locally stretched by the push-up.
【0055】[0055]
【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。なお、ここでは、表2に示す成分組成の鋼を溶
製し、熱間圧延により種々の板厚・板幅の鋼帯を製造
し、溶接管素板に供した。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Here, steels having the component compositions shown in Table 2 were melted, steel strips having various thicknesses and widths were manufactured by hot rolling, and supplied to the welded tube blanks.
【0056】[0056]
【表2】 [Table 2]
【0057】上記鋼帯を使用し、図2に示す成形機にて
順次管状に成形した後、両エッジ突合せ部をコンタクト
シュー4に対する投入電力を制御して所望の温度まで加
熱し、更に、出力25kWのレーザー溶接機を用いて溶
接して、肉厚・外径の異なる溶接管を製造した。After the above steel strip was formed into a tubular shape by the forming machine shown in FIG. 2 in sequence, the butting portions of both edges were heated to a desired temperature by controlling the electric power applied to the contact shoe 4, and the output was further increased. Welding was performed using a 25 kW laser welding machine to produce welded pipes having different wall thicknesses and outer diameters.
【0058】ここでは、図11に示すように、押上げロ
ール装置7をフインパスロール群の最終フィンパスロー
ル3aとスクイズサイドロール6との間に設置した。押
上げロール装置7を最終フィンパスロール3aとスクイ
ズサイドロール6との間で一定の位置に保持する機構と
しては、上述した特開平5−208213号公報による
技術を採用することができる。また、押上げの位置は、
上述した特開平9−1232号公報による技術を採用す
ることにより決定できる。Here, as shown in FIG. 11, the push-up roll device 7 was installed between the final fin pass roll 3a of the fin pass roll group and the squeeze side roll 6. As a mechanism for holding the push-up roll device 7 at a fixed position between the final fin pass roll 3a and the squeeze side roll 6, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-208213 can be employed. Also, the push-up position is
It can be determined by employing the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1232.
【0059】両エッジの高さ方向ギャップ量Gの計測
は、図2中のコンタクトシュー4の位置を前述の(1)
式で求まるエッジ収束領域L以内に位置制御し、その上
下動を絶縁処理を施した接触式変位計により両側ともに
計測することにより、それぞれの計測値の差分量から算
出した。また、アップセット量はスクイズサイドロール
6の通過前後の管の外周長を測定し、その差から求め
た。The measurement of the gap amount G in the height direction of both edges is performed by measuring the position of the contact shoe 4 in FIG.
The position was controlled within the edge convergence area L determined by the equation, and the vertical movement was measured on both sides by a contact displacement meter having been subjected to insulation treatment, thereby calculating from the difference between the measured values. In addition, the upset amount was determined by measuring the outer peripheral length of the pipe before and after passing through the squeeze side roll 6, and determining the difference.
【0060】効果の指標としては、造管中にラップが発
生し溶接不良となった場合は×印、ラップが発生せず良
好な溶接が行えた場合は○印で表わして、各種溶接管の
結果を表3に示した。As an index of the effect, when a lap is generated during pipe forming and welding failure occurs, the mark is x, and when lapping does not occur and good welding is performed, the mark is circled. The results are shown in Table 3.
【0061】[0061]
【表3】 [Table 3]
【0062】なお、両エッジが完全に突合わさらないよ
うなラップは目視による確認が可能であるが、図16に
示すような鋼板厚以内でラップした場合には目視による
親察は困難となるため、造管したサンプルから長手方向
の任意の50点を断面研磨により観察し、図16に示す
ように、内面あるいは外面の両エッジの段差tgが板厚
tの10%を超える場合をラップとした。また、ラップ
の確認を容易にするため、通常行われる内外面のビード
カットを施さずに造管した。It should be noted that a lap in which both edges do not completely abut can be visually confirmed, but if the lap is wrapped within the thickness of the steel sheet as shown in FIG. For this reason, arbitrary 50 points in the longitudinal direction were observed by cross-sectional polishing from the tube-formed sample, and as shown in FIG. 16, the case where the step tg of both edges of the inner surface or the outer surface exceeded 10% of the plate thickness t was referred to as wrap. did. In addition, in order to make it easy to confirm the lap, the tube was formed without performing bead cutting on the inner and outer surfaces, which is usually performed.
【0063】この結果、表3に示すように、この発明の
方法で製造したものはラップの発生が一切無く、安定し
た溶接品質を持つ溶接管の製造が可能となることが確認
された。As a result, as shown in Table 3, it was confirmed that the one manufactured by the method of the present invention did not generate any lap, and it was possible to manufacture a welded pipe having stable welding quality.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
造管プロセス中におけるエッジ突合せ状態の安定化、加
工機の配管等に好適なオーステナイト系ステンレス溶接
鋼管を、安定した溶接品質と高い生産性を有して製造す
ることが可能となるという有用な効果がもたらされる。As described above, according to the present invention,
Useful effect of stabilizing the edge butt condition during the pipe making process, making it possible to manufacture austenitic stainless steel welded steel pipe suitable for piping of processing machines with stable welding quality and high productivity Is brought.
【図1】従来の成形法による成形材エッジ部のラップを
示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing wrapping of a molding material edge portion by a conventional molding method.
【図2】溶接管の製造ラインを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a production line for a welded pipe.
【図3】予熱温度と貫通限界溶接速度との関係を示すグ
ラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a preheating temperature and a penetration limit welding speed.
【図4】熱伝導解析により、鋼板最エッジ部温度を75
0℃とした場合に生じる鋼板エッジ部からの距離温度分
布を示すグラフである。FIG. 4 shows that the temperature at the edge of the steel sheet is 75
It is a graph which shows distance temperature distribution from the steel plate edge part which arises when it is set to 0 degreeC.
【図5】熱伝導解析より得られた鋼板最エッジ部温度7
50℃における鋼板強度と室温における鋼板強度比との
比と鋼板エッジからの距離との関係を示すグラフであ
る。FIG. 5: Temperature 7 at the edge of the steel sheet obtained from heat conduction analysis
It is a graph which shows the relationship between the ratio of the steel plate strength at 50 degreeC and the steel plate strength ratio at room temperature, and the distance from the steel plate edge.
【図6】熱伝導解析より得られた鋼板最エッジ部温度5
00℃における鋼板強度と室温における鋼板強度比との
比と鋼板エッジからの距離との関係を示すグラフであ
る。FIG. 6: Temperature 5 at the edge of steel sheet obtained from heat conduction analysis
It is a graph which shows the relationship between the ratio of the steel plate strength at 00 degreeC and the steel plate strength ratio at room temperature, and the distance from the steel plate edge.
【図7】成形材シーム部に生じたエッジウエーブを示す
説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing an edge wave generated in a formed material seam portion.
【図8】スクイズサイドロールの中心から上流側への距
離とエッジ変動および両エッジのギャップとの関係を示
すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the distance from the center of the squeeze side roll to the upstream side, edge fluctuation, and the gap between both edges.
【図9】両エッジの高さ方向ギャップ量を計測する際の
位置関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a positional relationship when measuring a height direction gap amount of both edges.
【図10】従来の成形法によるスクイズサイドロール近
傍の鋼板両エッジ部の挙動と両エッジの高さ方向ギャッ
プを示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view showing the behavior of both edges of a steel sheet near a squeeze side roll and the height gap between the both edges by a conventional forming method.
【図11】押上げロール装置を利用したこの発明の形態
を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention using a push-up roll device.
【図12】この発明に用いる押上げロール装置の構成例
を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a push-up roll device used in the present invention.
【図13】この発明の成形法によるスクイズサイドロー
ル近傍の鋼板両エッジ部の挙動と両エッジの高さ方向ギ
ャップを示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing the behavior of both edges of the steel sheet near the squeeze side roll and the height gap between the both edges by the forming method of the present invention.
【図14】両エッジの高さ方向ギャップ、アップセット
量、鋼帯板厚がラップ発生に及ぼす関係を示すグラフで
ある。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the gap in the height direction of both edges, the amount of upset, and the thickness of a steel strip on lap generation.
【図15】この発明に用いる多段式押上げロール装置を
示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory view showing a multi-stage push-up roll device used in the present invention.
【図16】ラップの良否判定方法を説明する説明図であ
る。FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a method of determining the quality of a lap.
1:ブレークダウンロール群 2:ケージロールあるいはクラスタロール群 3:フインパスロール群 3a:最終フインパスロール 4:コンタクトシュー 5:レーザービーム溶接装置 6:スクイズサイドロール 7:押上げロール装置 8:押上げロール 9:昇降装置 10:車輪 11:エッジウエーブ 12:鋼帯 12’:鋼管 12a:シーム部 1: Breakdown roll group 2: Cage roll or cluster roll group 3: Fin pass roll group 3a: Final fin pass roll 4: Contact shoe 5: Laser beam welding device 6: Squeeze side roll 7: Push-up roll device 8: Push Lifting roll 9: Lifting device 10: Wheel 11: Edge wave 12: Steel strip 12 ': Steel pipe 12a: Seam part
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 31/00 B23K 31/00 H (72)発明者 有泉 孝 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 真保 幸雄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 佐藤 昭夫 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 雅仁 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4E028 CA02 CA13 CA16 CA18 4E068 AA02 AJ03 BE00 BE01 BG01 CA14 CB05 CB06 DA15 DB01Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) B23K 31/00 B23K 31/00 H (72) Inventor Takashi Ariizumi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan (72) Inventor Yukio Maho 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan 1-2. In-company (72) Inventor Masahito Suzuki 1-2-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 4E028 CA02 CA13 CA16 CA18 4E068 AA02 AJ03 BE00 BE01 BG01 CA14 CB05 CB06 DA15 DB01
Claims (4)
のロール成形スタンドにより連続的に管状に成形し、こ
のようにして調製した素管の突合せ部である両エッジ部
を電気抵抗加熱法あるいは誘導加熱法により予熱し、次
いで、レーザー溶接によって接合するオーステナイト系
ステンレス溶接鋼管の製造方法において、 最終フインパスロールとスクイズロールとの間に押上げ
ロール装置を配置し、前記押上げロール装置により前記
両エッジ部を下方から押し上げながら突合せ溶接を行う
ことを特徴とする、オーステナイト系ステンレス溶接鋼
管の製造方法。An austenitic stainless steel strip is continuously formed into a tubular shape by a plurality of roll forming stands, and both edges of the raw tube thus prepared are joined by an electric resistance heating method or an induction heating method. In the method for producing an austenitic stainless steel welded pipe to be joined by laser welding, a push-up roll device is arranged between a final fin pass roll and a squeeze roll, and the both edge portions are moved by the push-up roll device. Butt-welding while pushing up from below, a method for producing an austenitic stainless steel welded steel pipe.
500℃以上とすることを特徴とする、請求項1記載の
オーステナイト系ステンレス溶接鋼管の製造方法。2. The method for producing an austenitic stainless steel welded steel pipe according to claim 1, wherein a preheating temperature of the both edge portions of the raw pipe is set to 500 ° C. or more.
測し、その結果に応じて押上げロール装置による押上げ
量を調節しつつ突合せ溶接を行うことを特徴とする、請
求項1または2記載のオーステナイト系ステンレス溶接
鋼管の製造方法。3. The butt welding according to claim 1, wherein a gap in a height direction between the two edges is measured, and a butt welding is performed while adjusting a pushing amount by a pushing roll device according to the result. A method for producing the austenitic stainless steel welded steel pipe according to the above.
以内の任意の箇所における両エッジの高さ方向ギャップ
Gを計測し、下記(2)式で表される条件を満足するよ
うに、前記押上げロール装置による押上げ量を調節する
ことを特徴とする請求項1から3の内の何れか1つに記
載された、オーステナイト系ステンレス溶接鋼管の製造
方法。 L≦√[(D/2−B)・(Df+B−D/2)] ---(1) 但し、上記(1)式において、 L:スクイズサイドロールの中心から成形上流側のエッ
ジ収束領域、 D:溶接管の外径、 Df:スクイズサイドロールのフランジ外径、 B:スクイズサイドロールの中心間距離からサイドロー
ルのフランジ外径を引いて2で割った距離。 [(a×G)1/2×R1/2]/t≦0.25 ---(2) 但し、上記(2)式において、 G:両エッジの高さ方向ギャップ量(mm)、 R:スクイズサイドロールのアップセット量(mm)、 t:鋼帯の板厚(mm)、 a:計測位置による補正項でエッジ収束域Lをスクイズ
サイドロール中心から計測位置までの距離で割った値。4. An edge convergence area L represented by the following equation (1):
And measuring the gap G in the height direction of both edges at an arbitrary point within the range, and adjusting the pushing amount by the pushing roll device so as to satisfy the condition represented by the following formula (2). The method for producing an austenitic stainless steel welded pipe according to any one of claims 1 to 3. L ≦ √ [(D / 2−B) · (Df + BD−2)] --- (1) In the above equation (1), L is an edge convergence area on the forming upstream side from the center of the squeeze side roll. D: outside diameter of the welded pipe; Df: outside diameter of the flange of the squeeze side roll; B: distance obtained by subtracting the outside diameter of the side roll flange from the center distance of the squeeze side roll and dividing by 2. [(A × G) 1/2 × R 1/2 ] /t≦0.25 (2) In the above equation (2), G: the height direction gap between both edges (mm); R: Upset amount of squeeze side roll (mm), t: Thickness of steel strip (mm), a: Edge convergence area L was divided by the distance from the center of the squeeze side roll to the measurement position by a correction term depending on the measurement position. value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11145995A JP2000334588A (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Production pof austenitic stainless steel welded tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11145995A JP2000334588A (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Production pof austenitic stainless steel welded tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000334588A true JP2000334588A (en) | 2000-12-05 |
Family
ID=15397736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11145995A Pending JP2000334588A (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Production pof austenitic stainless steel welded tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000334588A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008284588A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Equipment and method for combined welding of laser and arc |
JP2016030274A (en) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | Jfeスチール株式会社 | Electric resistance welded steel pipe seam welding method |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP11145995A patent/JP2000334588A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008284588A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Equipment and method for combined welding of laser and arc |
JP2016030274A (en) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | Jfeスチール株式会社 | Electric resistance welded steel pipe seam welding method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000334588A (en) | Production pof austenitic stainless steel welded tube | |
JP3348662B2 (en) | Method for manufacturing duplex stainless steel welded pipe | |
US4771931A (en) | Continuous production of seam-welded metal tubing | |
JP3587067B2 (en) | Manufacturing method of low carbon martensitic stainless welded steel pipe | |
JP2008100261A (en) | Method of manufacturing ribbed spiral steel tube | |
JP2000117461A (en) | Manufacture of clad plate consisting of aluminum and stainless steel | |
JP3236475B2 (en) | Manufacturing method of welded pipe | |
JP3539612B2 (en) | Apparatus and method for smoothing steel seam | |
JP3988639B2 (en) | Edge bend roll and initial setting method of the roll position | |
JP2008194744A (en) | Method of straightening electric resistance welded steel pipe | |
JP2852314B2 (en) | Method for manufacturing large-diameter rectangular steel pipe for improving corner R member quality | |
JPH1177148A (en) | Manufacturing equipment line for steel tube | |
Mkrtychian et al. | Innovation method of production of extremely-thin-walled welded tubes on the tube-electric welding machine TESA 10-20 | |
JP6119691B2 (en) | Forged steel pipe excellent in widening workability, its manufacturing method and manufacturing equipment | |
JP3518256B2 (en) | Steel pipe manufacturing method and manufacturing equipment line | |
JPH11169946A (en) | Production of steel tube | |
JP4552244B2 (en) | Steel pipe manufacturing method | |
JP3342953B2 (en) | Manufacturing method of ERW steel pipe | |
JP2024114517A (en) | Welding device and method for manufacturing welded tube | |
JP2924675B2 (en) | Manufacturing method of welded section steel | |
JP4779465B2 (en) | Prevention of bending of steel pipe | |
JP5176495B2 (en) | ERW pipe manufacturing method with excellent weld properties | |
JPH1147827A (en) | Production of laser welded pipe | |
JP3682682B2 (en) | Manufacturing method of thin wall forged pipe | |
JPS58122124A (en) | Forming method of forge welding steel pipe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040817 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041214 |