JPH09194997A - Welded steel tube and its production - Google Patents
Welded steel tube and its productionInfo
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- JPH09194997A JPH09194997A JP8001725A JP172596A JPH09194997A JP H09194997 A JPH09194997 A JP H09194997A JP 8001725 A JP8001725 A JP 8001725A JP 172596 A JP172596 A JP 172596A JP H09194997 A JPH09194997 A JP H09194997A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、パイプライン用、機
械構造部材用、各種プラント用等に使用される溶接鋼管
およびそ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 welded steel pipe used for pipelines, machine structural members, various plants and the like, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】鋼管の用途は、パイプライン用、機械構
造部材用、熱交換器用、自動車部品用、機械構造部材
用、各種プラント用等、多岐にわたっており、その用途
またはサイズに応じて、各種の方法により製造された継
目無鋼管や溶接鋼管が使用されている。その中で、鋼帯
を連続的に管状に成形して管状体(オープンパイプ)と
なし、その相対する両エッジ部を、高周波加熱または抵
抗加熱により加熱しそして溶接することにより製管され
る電縫溶接鋼管は、その寸法精度が高く、他の製管方法
に比較して高能率に製造することができ、且つ、比較的
安価であるために、従来から多量に製造されそして使用
されている。2. Description of the Related Art Steel pipes are used in a wide variety of applications such as pipelines, machine structural members, heat exchangers, automobile parts, mechanical structural members, and various plants. The seamless steel pipes and welded steel pipes manufactured by the method are used. Among them, a steel strip is continuously formed into a tubular shape to form a tubular body (open pipe), and the opposite edges thereof are heated by high frequency heating or resistance heating and welded to produce an electric tube. The sewn welded steel pipe has been manufactured and used in large quantities from the past because it has high dimensional accuracy, can be manufactured with high efficiency in comparison with other pipe manufacturing methods, and is relatively inexpensive. .
【0003】しかしながら、電縫溶接鋼管を、高度の材
質特性や高い信頼性が要求される分野において使用する
場合には、その材質が問題とされることがある。他の溶
接鋼管と比較して電縫溶接鋼管の材質が劣る理由は、次
の通りである。 1)電縫溶接部の入熱は、アーク溶接に比較して少ない
ために、電縫溶接時における電縫溶接部およびその近傍
の冷却速度は速い。従って、電縫溶接部およびその近傍
が硬化しやすく、品質が劣化しやすい。 2)電縫溶接法によって溶接された溶接部は、アーク溶
接等の通常の溶融溶接と圧接との中間とも言える状態で
あり、その接合部に明瞭な溶融プールは形成されない。
一方、溶接時に酸化によって相当量の酸化物が形成され
るが、それらの酸化物が鋼の内部から排出されにくく、
酸素含有量の多い溶接部となる結果、機械的特性が劣化
する。However, when the electric resistance welded steel pipe is used in a field in which high material characteristics and high reliability are required, the material sometimes becomes a problem. The reason why the material of the electric resistance welded steel pipe is inferior to other welded steel pipes is as follows. 1) Since the heat input to the electric resistance welded portion is smaller than that to the arc welding, the cooling speed of the electric resistance welded portion and its vicinity is high during the electric resistance welding. Therefore, the electric resistance welded portion and the vicinity thereof are easily hardened, and the quality is easily deteriorated. 2) The welded portion welded by the electric resistance welding method is in a state that it can be said to be intermediate between ordinary fusion welding such as arc welding and pressure welding, and no clear molten pool is formed at the jointed portion.
On the other hand, a considerable amount of oxides are formed by oxidation during welding, but these oxides are hard to be discharged from the inside of the steel,
As a result of the weld having a high oxygen content, the mechanical properties deteriorate.
【0004】上記理由のうち、1)に対しては、熱処理
を施すことによる対応が可能である。たとえば、電縫溶
接管に対し、オンラインで焼きならし、または、焼き入
れ焼き戻しの熱処理を施すことにより、硬化した溶接部
の材質を改善することができ、例えば、特開昭62−1
51509号公報には、硬化した溶接部に焼入れ焼き戻
しの熱処理を施す技術が開示されている。Of the above reasons, 1) can be dealt with by performing a heat treatment. For example, the material of the hardened welded portion can be improved by subjecting the electric resistance welded pipe to normalizing on-line or performing heat treatment such as quenching and tempering, for example, as disclosed in JP-A-62-1.
Japanese Patent No. 51509 discloses a technique of performing heat treatment for quenching and tempering on a hardened weld portion.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た理由のうち、2)の酸化に起因する問題点の解決に
は、別途の対策が必要であり、例えば、溶接時に鋼帯を
管状体にアプセットして、介在物を可能な限り外部に排
出することが試みられている。ところが、その結果、溶
接部近傍のメタルフローが立ち上がり、言わば鋼の圧延
時の断面が管の内外表面に現れることになる。このよう
なメタルフローを有する鋼管には、疲労強度が劣ること
や、内圧がかかった場合の耐久性に問題の生ずる可能性
が危惧される。勿論アプセットを行なっても、介在物が
完全に排出されるわけではなく、相当量の介在物が残留
する結果、鋼管の機械的特性が劣化する問題が生ずる。However, among the above-mentioned reasons, in order to solve the problem 2) caused by oxidation, an additional measure is required. For example, a steel strip is upset on a tubular body during welding. Then, it is attempted to discharge inclusions to the outside as much as possible. However, as a result, a metal flow in the vicinity of the weld rises, so to speak, a cross section of steel during rolling appears on the inner and outer surfaces of the pipe. A steel pipe having such a metal flow may be inferior in fatigue strength and may have a problem in durability when internal pressure is applied. Of course, even if the upsetting is performed, the inclusions are not completely discharged, and a considerable amount of the inclusions remain, so that the mechanical properties of the steel pipe deteriorate.
【0006】上記問題を解決するための対策も検討され
ており、入熱を制御したり、または、特開昭63−24
1116号公報に開示されているような、非酸化性ガス
で電縫溶接部をシールドして電縫溶接し、電縫溶接部の
酸素量や介在物量を減少させる方法が知られている。し
かしながら、現実的には入熱の制御による改善には限界
があり、また、シールド性に優れ、かつ連続操業に耐え
得るシールド装置も開発されていない。Measures for solving the above problems have been studied, and heat input is controlled, or JP-A-63-24 is used.
As disclosed in Japanese Patent No. 1116, there is known a method of shielding the electric resistance welded portion with a non-oxidizing gas and performing electric resistance welding to reduce the amount of oxygen and the amount of inclusions in the electric resistance welded portion. However, in reality, there is a limit to the improvement by controlling the heat input, and a shield device that has excellent shielding properties and can withstand continuous operation has not been developed.
【0007】このようなことから、溶接部の強度等の機
械的特性が母材部と遜色のない電縫溶接鋼管は、従来製
造し得ないものとされていた。上述したように、従来の
技術で製造した電縫溶接鋼管の溶接部の強度等の機械的
特性は、母材部に比較して劣っており、このことが電縫
溶接鋼管の用途を制限する大きな原因となっていた。From the above, it has been considered that an electric resistance welded steel pipe in which mechanical properties such as strength of the welded portion are comparable to those of the base material cannot be manufactured conventionally. As described above, the mechanical properties such as the strength of the welded portion of the electric resistance welded steel pipe manufactured by the conventional technique are inferior to those of the base metal portion, which limits the applications of the electric resistance welded steel pipe. It was a big cause.
【0008】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、高能率で製造できる電縫溶接法の有する長所
を維持しつつ、溶接部の機械的特性が母材部に比較して
遜色のない溶接鋼管およびその製造方法を提供すること
にある。Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to maintain the advantages of the electric resistance welding method capable of manufacturing with high efficiency, while the mechanical characteristics of the welded portion are comparable to those of the base metal portion. It is an object of the present invention to provide a welded steel pipe that does not have the above and a manufacturing method thereof.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは電縫溶接部
の機械的特性が母材部に比較して劣る原因は、 1)溶接部の熱履歴、 2)溶接部の酸素量および介在物量、および、 3)溶接部近傍のメタルフロー にあり、特に1)および2)の影響が大きいことを見出
して研究を重ねた結果、本発明を完成させた。The inventors of the present invention have inferior mechanical properties of the electric resistance welded portion as compared with the base metal portion because of 1) heat history of the welded portion, 2) oxygen content of the welded portion, and The present invention has been completed as a result of repeated studies by finding that the amount of inclusions and 3) the metal flow in the vicinity of the welded portion, and particularly the influences of 1) and 2) are large.
【0010】この発明の基本は、適切な化学成分組成を
有する鋼帯を、多段ロールによって管状体に成形し、得
られた管状体の突き合わされたエッジ部を適当な温度で
予熱し、ついで、予熱されたエッジ部にレーザービーム
を照射してこれを溶融すると共にアプセットして溶接す
ることにより、溶接鋼管とするものである。The basis of the present invention is that a steel strip having an appropriate chemical composition is formed into a tubular body by a multi-stage roll, the abutted edges of the obtained tubular body are preheated at an appropriate temperature, and then, A welded steel pipe is obtained by irradiating a preheated edge portion with a laser beam to melt it, and upset and weld it.
【0011】従って、従来の方法によって製造された電
縫溶接鋼管と異なり、溶接部は、溶融凝固組織を有する
ものとなり、鋼の溶融が生ずるため、酸化により生成し
た酸化物の大部分は、溶融した鋼より排出される。その
結果、溶接部の酸素量は、従来の電縫溶接鋼管の溶接部
と比較して大幅に減少し、溶接部の強度等の機械的特性
が母材部に比較して低下する程度を、最小にすることが
できる。勿論、鋼の成分組成が適切ではない場合は、最
適条件下でレーザービームを照射し、溶接鋼管を製造し
た場合においても、溶接部の機械的特性は十分なものと
はならない。Therefore, unlike the electric resistance welded steel pipe manufactured by the conventional method, the welded portion has a melt-solidified structure, and the melting of the steel occurs. Therefore, most of the oxides generated by oxidation are melted. Emitted from steel As a result, the amount of oxygen in the welded portion is significantly reduced as compared with the welded portion of the conventional electric resistance welded steel pipe, and the mechanical properties such as strength of the welded portion are reduced as compared with the base metal portion. Can be minimized. Needless to say, if the composition of the steel is not appropriate, the mechanical properties of the weld will not be sufficient even if a laser beam is irradiated under optimum conditions to produce a welded steel pipe.
【0012】請求項1に記載の発明は、下記を特徴とす
るものである。重量%で、 C:0.01〜0.5%、および、Mn:0.5〜2
%、 を含有し、さらに、 Si:1.0%以下、 Al:0.2%以
下、 N :0.01%以下、 Ti:0.2%以
下、 Zr:0.2%以下、 Nb:0.2%以
下、 V :0.2%以下、 Ni:1.5%以
下、 Cu:1.5%以下、 Cr:3.0%以
下、 Mo:1.5%以下、 W :1.5%以
下、 B :0.005%以下、 Ca:0.01%以
下、 Mg:0.01%以下、 REM:0.1%以
下、 P :0.05%以下、および、 S :0.03%以
下、 を含有(いずれも0を含む)した鋼よりなり、溶接部が
溶融凝固組織を有している溶接鋼管。The invention described in claim 1 is characterized by the following. % By weight, C: 0.01-0.5% and Mn: 0.5-2
%, Further, Si: 1.0% or less, Al: 0.2% or less, N: 0.01% or less, Ti: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Nb: 0.2% or less, V: 0.2% or less, Ni: 1.5% or less, Cu: 1.5% or less, Cr: 3.0% or less, Mo: 1.5% or less, W: 1. 5% or less, B: 0.005% or less, Ca: 0.01% or less, Mg: 0.01% or less, REM: 0.1% or less, P: 0.05% or less, and S: 0. A welded steel pipe made of a steel containing 03% or less (including 0 in each case), and having a melt-solidified structure at the weld.
【0013】請求項2に記載の発明は、下記を特徴とす
るものである。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、(b)前記鋼板を管状体に成形する工程、お
よび、(c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を、
レーザービームの照射により溶融すると共にアプセット
して溶接する工程からなる溶接鋼管の製造方法。The invention described in claim 2 is characterized by the following. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition as set forth in claim 1, (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body, and (c) an abutted edge portion of the tubular body,
A method for manufacturing a welded steel pipe, which comprises the steps of melting by irradiation of a laser beam, upsetting and welding.
【0014】請求項3に記載の発明は、下記を特徴とす
るものである。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、(b)前記鋼板を管状体に成形する工程、
(c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を予熱する
工程、(d)前記管状体の前記予熱されたエッジ部を、
レーザービームの照射により溶融すると共にアプセット
して溶接する工程、からなる溶接鋼管の製造方法。The invention described in claim 3 is characterized by the following. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition described in claim 1, (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body,
(C) preheating the abutted edge portions of the tubular body, (d) the preheated edge portion of the tubular body,
A method for producing a welded steel pipe, comprising the steps of melting by irradiation of a laser beam, upsetting and welding.
【0015】請求項4に記載の発明は、下記を特徴とす
るものである。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、(b)前記鋼板を管状体に成形する工程、
(c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を、600
〜1300℃の範囲内の温度に予熱する工程、(d)前
記管状体の前記予熱されたエッジ部を、レーザービーム
の照射により溶融すると共にアプセットして溶接する工
程、および、(e)前記溶接部をAc3+20℃〜100
0℃の温度域に加熱し次いで冷却する工程からなる溶接
鋼管の製造方法。The invention described in claim 4 is characterized by the following. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition described in claim 1, (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body,
(C) The abutted edge portions of the tubular body are
Preheating to a temperature in the range of ˜1300 ° C., (d) melting and upsetting and welding the preheated edge portion of the tubular body by laser beam irradiation, and (e) the welding Part is Ac 3 + 20 ° C to 100
A method for producing a welded steel pipe, comprising the steps of heating to a temperature range of 0 ° C and then cooling.
【0016】請求項5に記載の発明は、下記を特徴とす
るものである。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、(b)前記鋼板を管状体に成形する工程、
(c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を、600
〜1300℃の範囲内の温度に予熱する工程、(d)前
記管状体の前記予熱されたエッジ部をレーザービームの
照射により溶融すると共にアプセットして溶接する工
程、(e)前記溶接部をAc3+20℃〜1000℃の範
囲内の温度に加熱する工程、および、(f)次いで、1
00℃〜AC1の範囲内の温度(ただし、300〜400
℃を除く)で焼き戻す工程からなる溶接鋼管の製造方
法。The invention described in claim 5 is characterized by the following. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition described in claim 1, (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body,
(C) The abutted edge portions of the tubular body are
Preheating to a temperature in the range of ˜1300 ° C., (d) melting the preheated edge of the tubular body by laser beam irradiation and upsetting and welding, (e) Ac welding the weld. Heating to a temperature within the range of 3 + 20 ° C. to 1000 ° C., and (f) then 1
00 temperature in the range of ℃ ~A C1 (However, 300 to 400
A method for manufacturing a welded steel pipe, which comprises a tempering process (except at ° C).
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1は、この発明を実施するため
の製管設備の一例を示す概略説明図、図2は、図1のA
−A線矢視図である。図面に示すように、管状体1の移
動方向に沿って、コンタクトチップ2、トップロール4
およびサイドロール5、第1高周波加熱装置6、水冷ゾ
ーン7および第2高周波加熱装置8が、この順序で配置
されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of pipe manufacturing equipment for carrying out the present invention, and FIG.
FIG. As shown in the drawings, the contact tip 2 and the top roll 4 are arranged along the moving direction of the tubular body 1.
The side roll 5, the first high-frequency heating device 6, the water cooling zone 7, and the second high-frequency heating device 8 are arranged in this order.
【0018】鋼帯を、図示しない多段ロールによって管
状体1に成形し、次いで、コンタクトチップ2により、
管状体1の突き合わされたエッジ部を予熱する。次い
で、管状体1の予熱されたエッジ部に対し、レーザービ
ーム3を照射してこれを溶融すると共にアプセットして
溶接する。次いで、鋼管の使用目的等に応じ、第1高周
波加熱装置6、水冷ゾーン7および第2高周波加熱装置
8において、焼きならし、または、焼入れ焼戻し等の後
熱処理を施す。The steel strip is formed into a tubular body 1 by a multistage roll (not shown), and then by a contact tip 2.
Preheat the butted edges of the tubular body 1. Next, the laser beam 3 is applied to the preheated edge portion of the tubular body 1 to melt it and upset and weld it. Next, in the first high-frequency heating device 6, the water-cooling zone 7 and the second high-frequency heating device 8, normal heat treatment or post-heat treatment such as quenching and tempering is performed in accordance with the purpose of use of the steel pipe.
【0019】この発明の基本は、レーザービームの照射
によって、管状体1の突き合わされたエッジ部を溶融し
そして溶接して、溶融凝固組織を有する溶接部となし、
溶接時に生成した酸化物を鋼の外部に排出することにあ
る。その結果、鋼の酸素量の大部分を占める酸化物は、
鋼の外部に排出される。The basis of the present invention is to melt and weld the abutted edges of the tubular body 1 by irradiation with a laser beam to form a weld having a melt-solidified structure,
The purpose is to discharge the oxides generated during welding to the outside of the steel. As a result, the oxides that make up the majority of the oxygen content of the steel are
Discharged outside the steel.
【0020】後述する表1のNo. 1〜No. 5の成分組成
を有する鋼帯を使用し、内径76.3mmφ、厚さ7.5
mmの溶接鋼管を、予熱温度700℃、レーザー出力5k
w,溶接速度3m/分の条件で本発明方法により製造し
たときの溶接部の酸素濃度と、従来の電縫溶接法によっ
て製造したときの電縫溶接部の酸素濃度とを比較して図
3に示す。図3から明らかなように、本発明の溶接鋼管
の溶接部酸素濃度は約150ppmであるの対し、従来
の電縫溶接鋼管の溶接部酸素濃度は約250ppmであ
った。Steel strips having the composition Nos. 1 to 5 in Table 1 described later are used, and the inner diameter is 76.3 mmφ and the thickness is 7.5.
mm welded steel pipe, preheating temperature 700 ℃, laser output 5k
w, the oxygen concentration of the welded portion manufactured by the method of the present invention under the conditions of a welding speed of 3 m / min and the oxygen concentration of the electric resistance welded portion manufactured by the conventional electric resistance welding method are compared and FIG. Shown in. As is apparent from FIG. 3, the welded steel pipe of the present invention has an oxygen concentration of about 150 ppm, whereas the conventional electric resistance welded steel pipe has an oxygen concentration of about 250 ppm.
【0021】溶接部の酸素濃度は、予熱条件の影響を受
ける。即ち、予熱温度を高くすると、溶接に対するレー
ザー照射の負荷が小さくなって製造能率は向上する。そ
の反面、予熱時に生成する酸化物の量が多くなるため
に、結果として酸化物量が増加し、酸素量も高くなって
機械的特性が劣化する。なお、介在物量、酸化物量およ
び酸素量はほぼ比例関係にある。The oxygen concentration in the weld is influenced by the preheating condition. That is, when the preheating temperature is increased, the load of laser irradiation on welding is reduced and the manufacturing efficiency is improved. On the other hand, since the amount of oxides generated during preheating increases, the amount of oxides increases, the amount of oxygen also increases, and the mechanical properties deteriorate. Note that the amount of inclusions, the amount of oxides, and the amount of oxygen have a substantially proportional relationship.
【0022】一方、予熱温度を低くすると、溶接に対す
るレーザー照射の負荷が大になって製造能率が低下し、
または、大容量のレーザー照射設備が必要になってコス
ト高になる。その反面、予熱時に生成する酸化物の量が
少なくなる結果、介在物量が減少し、酸素量が少なくな
って機械的特性が向上する。On the other hand, when the preheating temperature is lowered, the load of laser irradiation on welding becomes large and the manufacturing efficiency decreases,
Alternatively, a large-capacity laser irradiation equipment is required, resulting in high cost. On the other hand, as a result of reducing the amount of oxides generated during preheating, the amount of inclusions decreases, the amount of oxygen decreases, and the mechanical properties improve.
【0023】なお、本発明において溶接部とは、レーザ
ービームの照射による溶接部を含め、母材部に対してミ
クロ組織(メタルフロー、エッチング感受性が異なる部
分等)が異なる部分を含んだ総称である。In the present invention, the welded portion is a general term including a portion having a different microstructure (metal flow, different etching sensitivity, etc.) from the base material portion, including a welded portion by laser beam irradiation. is there.
【0024】次に、この発明の溶接鋼管の化学成分組成
を、上述したように限定した理由について以下に説明す
る。Cは、鋼の強度を高める作用を有している。しかし
ながら、C含有量が0.01wt.%未満では強度の確保が
困難である。一方、C含有量が0.5wt.%を超えると、
熱間加工性、溶接性および靱性が劣化する。従って、C
含有量は、0.01〜0.5wt.%の範囲内に限定すべき
である。Next, the reason why the chemical composition of the welded steel pipe of the present invention is limited as described above will be explained. C has the effect of increasing the strength of the steel. However, if the C content is less than 0.01 wt.%, It is difficult to secure the strength. On the other hand, if the C content exceeds 0.5 wt.%,
Hot workability, weldability and toughness deteriorate. Therefore, C
The content should be limited to the range of 0.01-0.5 wt.%.
【0025】Mnも、鋼の強度を高める作用を有してい
る。しかしながら、Mn含有量が0.05wt.%未満では
十分な強度が得られない。一方、Mn含有量が2wt.%を
超えると、溶接性および靱性が劣化する。従って、Mn
含有量は、0.05〜2wt.%の範囲内に限定すべきであ
る。Mn also has a function of increasing the strength of steel. However, if the Mn content is less than 0.05 wt.%, Sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, when the Mn content exceeds 2 wt.%, The weldability and toughness deteriorate. Therefore, Mn
The content should be limited within the range of 0.05-2 wt.%.
【0026】Siは脱酸元素であるが、その含有量が
1.0wt.%を超えると、溶接性および靱性が劣化する等
の悪影響が生ずる。従って、Si含有量の上限値を1.
0wt.%とする。なお、Siを脱酸剤として添加する場合
には、0.05wt.%以上の添加が好ましい。Si is a deoxidizing element, but if its content exceeds 1.0 wt.%, Adverse effects such as deterioration of weldability and toughness occur. Therefore, the upper limit of the Si content is 1.
0 wt.% When Si is added as a deoxidizing agent, it is preferably added in an amount of 0.05 wt.% Or more.
【0027】Alも脱酸元素であるが、その含有量が
0.2wt.%を超えると、靱性が劣化する等の悪影響が生
ずる。従って、Al含有量の上限値を0.2wt.%とす
る。なお、Alを脱酸剤として添加する場合には、0.
0005wt.%以上の添加が好ましい。Al is also a deoxidizing element, but if its content exceeds 0.2 wt.%, Adverse effects such as deterioration of toughness occur. Therefore, the upper limit of the Al content is 0.2 wt.%. In addition, when adding Al as a deoxidizing agent,
Addition of 0005 wt.% Or more is preferable.
【0028】Nは、溶解時に大気中から不純物として鋼
中に混入する元素であるが、その含有量が0.01wt.%
を超えると、溶接性および靱性に悪影響が生ずる。従っ
て、N含有量の上限値を0.01wt.%とする。なお、N
は、Cと同様に鋼の強度を高める作用も有しており、そ
の効果は0.001wt.%程度の量の含有によって生ず
る。従って、Nの強化作用を利用する場合には、0.0
01wt.%以上含有させることが好ましい。N is an element mixed in the steel as an impurity from the atmosphere during melting, and its content is 0.01 wt.%.
If it exceeds, weldability and toughness are adversely affected. Therefore, the upper limit of the N content is set to 0.01 wt.%. Note that N
Has a function of increasing the strength of steel similarly to C, and the effect is caused by the content of 0.001 wt.%. Therefore, when utilizing the strengthening action of N, 0.0
It is preferable that the content is 01 wt.% Or more.
【0029】Ti,Zr,NbおよびVは、鋼の強度を
高め、且つ、炭化物および窒化物を形成してオーステナ
イト粒を微細化し、強度および靱性を向上させる作用を
有している。従って、必要に応じて、上記群から選ばれ
た少なくとも1つの元素を含有させる。しかしながら、
その含有量が0.2wt.%を超えると靱性が劣化する。従
って、Ti、Zr、NbおよびVからなる群から選んだ
少なくとも1つの元素を含有させる場合には、その上限
値を0.2wt.%とする。なお、その含有量が0.005
wt.%未満では効果が少ないので、これを含有させる場合
には、0.005wt.%以上とすることが好ましい。Ti, Zr, Nb and V have the effects of increasing the strength of the steel and forming carbides and nitrides to refine the austenite grains and improve the strength and toughness. Therefore, at least one element selected from the above group is contained if necessary. However,
If the content exceeds 0.2 wt.%, The toughness deteriorates. Therefore, when at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb and V is contained, the upper limit value is set to 0.2 wt.%. The content is 0.005
If less than wt.%, the effect is small. Therefore, when it is contained, it is preferably 0.005 wt.% or more.
【0030】Cr,Cu,Ni,Mo,WおよびBは、
鋼の強度を高める作用を有している。従って、必要に応
じて、上記の群から選ばれた少なくとも1つの元素を含
有させる。しかしながら、Cr含有量が3wt.%を超える
と、溶接性および靱性が劣化し、Cu含有量が1.5w
t.%を超えると熱間加工性、溶接性および靭性が劣化
し、Ni,MoおよびWの各含有量が1.5wt.%を超え
ると添加効果が飽和し、そして、B含有量が0.005
wt.%を超えると、溶接部の靱性が劣化する。従って、上
記の群から選ばれた少なくとも1つの元素を含有させる
場合の各元素の上限値を、Crは3wt.%、Cuは1.5
wt.%、Ni,Mo,Wの各々は1.5wt.%、Bは0.0
05wt.%とする。なお、上記各元素がその効果を発揮さ
せるための好ましい下限値は、Cr,Cu,Ni,M
o,Wの各々が0.03wt.%、Bが0.0003wt.%で
ある。Cr, Cu, Ni, Mo, W and B are
It has the effect of increasing the strength of steel. Therefore, if necessary, at least one element selected from the above group is contained. However, when the Cr content exceeds 3 wt.%, The weldability and toughness deteriorate, and the Cu content is 1.5 w.
If it exceeds t.%, the hot workability, weldability and toughness deteriorate, and if the contents of Ni, Mo and W exceed 1.5 wt.%, the effect of addition is saturated, and the B content is 0. .005
If it exceeds wt.%, the toughness of the welded part deteriorates. Therefore, the upper limit of each element in the case of containing at least one element selected from the above group is 3 wt.% For Cr and 1.5 for Cu.
wt.%, each of Ni, Mo and W is 1.5 wt.%, B is 0.0
It is set to 05 wt.%. In addition, preferable lower limit values for each element to exert its effect are Cr, Cu, Ni, and M.
Each of o and W is 0.03 wt.% and B is 0.0003 wt.%.
【0031】Ca,MgおよびREMは、Sと結びつい
て介在物を粒状化し、形態制御を通じて各種の腐食環境
における耐食性を向上させ、且つ、靱性値を高める作用
を有している。従って、必要に応じて、上記群から選ば
れた少なくとも1つの元素を含有させる。しかしなが
ら、CaおよびMgの含有量が各々0.01wt.%を超
え、REMの含有量が0.1wt.%を超えると、鋼の靱性
が劣化する。従って、上記の群から選ばれた少なくとも
1つの元素を含有させる場合の各元素の上限値を、Ca
およびMgは0.01wt.%とし、REMは0.1wt.%と
する。なお、上記各元素がその効果を発揮させるための
好ましい下限値は0.0005wt.%である。Ca, Mg and REM combine with S to granulate inclusions, improve the corrosion resistance in various corrosive environments and control the toughness value through morphology control. Therefore, at least one element selected from the above group is contained if necessary. However, if the Ca and Mg contents exceed 0.01 wt.% And the REM content exceeds 0.1 wt.%, The toughness of the steel deteriorates. Therefore, the upper limit of each element in the case of containing at least one element selected from the above group is Ca
And Mg are 0.01 wt.% And REM is 0.1 wt.%. The preferable lower limit value for each element to exert its effect is 0.0005 wt.%.
【0032】不可避的不純物のPおよびSは、通常鋼に
含まれる程度の量即ちPは0.05wt.%以下、Sは0.
03wt.%以下は許容される。しかしながら、PおよびS
は、靱性に有害であるから、靭性の要求が高い場合に
は、Pは0.02wt.%以下、Sは0.01wt.%以下とす
ることが好ましい。特に、S量を0.005wt.%以下に
制限すれば、一段と優れた靭性が得られる。The inevitable impurities P and S are usually contained in steel, that is, P is 0.05 wt.% Or less and S is 0.
Less than 03 wt.% Is acceptable. However, P and S
Is harmful to the toughness, so that P is preferably 0.02 wt.% Or less and S is 0.01 wt.% Or less when the toughness is highly required. In particular, if the S content is limited to 0.005 wt.% Or less, much more excellent toughness can be obtained.
【0033】次に、この発明の溶接鋼管の製造方法につ
いて説明する。図1および図2に示した設備を使用し、
コンタクトチップ2または高周波誘導加熱により、管状
体1の突き合わされたエッジ部を予熱する。エッジ部の
好ましい予熱温度は、600〜1300℃の範囲内であ
る。予熱温度が600℃未満では、予熱が不十分であり
レーザービームの照射に対する負担が過大になる。一
方、予熱温度が1300℃を超えて高くなると、レーザ
ービームの照射に対する負担は軽くなるが、鋼の酸化が
進行して酸化物量が増加する結果、酸素量が増加する。
なお、溶接部の酸素量を200ppm以下に保ために
は、予熱温度を1000℃以下に制限することが好まし
い。Next, a method for manufacturing the welded steel pipe of the present invention will be described. Using the equipment shown in FIGS. 1 and 2,
The butted edges of the tubular body 1 are preheated by the contact tip 2 or high frequency induction heating. The preferable preheating temperature of the edge portion is in the range of 600 to 1300 ° C. If the preheating temperature is less than 600 ° C., the preheating is insufficient and the burden on the laser beam irradiation becomes excessive. On the other hand, when the preheating temperature is higher than 1300 ° C., the load on the laser beam irradiation is light, but the oxidation amount of the steel increases and the oxide amount increases, resulting in an increase in the oxygen amount.
The preheating temperature is preferably limited to 1000 ° C. or lower in order to keep the oxygen content in the welded portion at 200 ppm or lower.
【0034】上記のようにして予熱された、管状体1の
突き合わされたエッジ部に対し、レーザービーム3を照
射してこれを溶融しそして溶接する。溶接時にトップロ
ール4によって突き合わされたエッジ部の形状をI型に
形成し、サイドロール5によってアプセットする。な
お、図2に示したように、複数個のトップロール4は、
斜め上方から管状体1を抑え、トップロール4間をレー
ザービーム3が通過するように配置されており、トップ
ロール4間を通過するレーザービーム3により溶接部は
加熱されて溶融する。なお、予熱は必須の条件ではな
く、レーザービームの照射のみによって電縫溶接するこ
とも可能である。The butted edges of the tubular body 1 preheated as described above are irradiated with a laser beam 3 to melt and weld them. The shape of the edge portion abutted by the top roll 4 at the time of welding is formed into an I shape, and the side roll 5 upsets. As shown in FIG. 2, the plurality of top rolls 4 are
It is arranged so that the tubular body 1 is held obliquely from above and the laser beam 3 passes between the top rolls 4, and the welded portion is heated and melted by the laser beam 3 passing between the top rolls 4. Note that preheating is not an essential condition, and electric resistance welding can be performed only by irradiation with a laser beam.
【0035】このようにして、レーザービーム3により
溶融溶接が行なわれるために、溶接部が溶融凝固組織を
有しており、予熱時にエッジ部に形成された酸化物の大
部分は溶融プール外に排出され、酸素量の少ない溶接部
が形成される。予熱時に形成される酸化物の量は、溶融
直下の温度にまで加熱する従来の電縫溶接鋼管の製造方
法に比較して大幅に少ないことは言うまでもない。In this way, since the fusion welding is performed by the laser beam 3, the welded portion has a melt-solidified structure, and most of the oxide formed at the edge portion during preheating is outside the molten pool. Ejected, forming a weld with low oxygen content. It goes without saying that the amount of oxides formed during preheating is significantly smaller than that in the conventional method for producing electric resistance welded steel pipes, which is heated to a temperature just below the melting point.
【0036】なお、従来の電縫溶接鋼管の製造時には、
大量に生成する酸化物を溶接部から排出するために強度
のアプセットをかけることが必要であったが、本発明の
方法による場合は、従来法に比較して極めて低いアプセ
ット量でよい。このことは、メタルフローの立ち上がり
による機械特性の劣化を少なくできるだけでなく、アプ
セット時に発生するバリの除去も容易であることを意味
している。When manufacturing a conventional electric resistance welded steel pipe,
Although it was necessary to apply a strong upset in order to discharge a large amount of oxides generated from the welded portion, the method of the present invention requires an extremely low upset amount as compared with the conventional method. This means that not only the deterioration of mechanical properties due to the rising of the metal flow can be reduced, but also burrs generated during upset can be removed easily.
【0037】溶接が終了した鋼管の溶接部に対して、必
要に応じ、焼きならし、焼入れ焼き戻し等の後熱処理を
施す。もちろん、鋼の成分組成や、使用目的によって
は、このような後熱処理を施す必要のない場合もある。If necessary, the welded portion of the steel pipe after welding is subjected to post heat treatment such as normalizing, quenching and tempering. Of course, such post heat treatment may not be necessary depending on the composition of the steel and the purpose of use.
【0038】焼きならし処理を施す場合には、例えば第
1高周波加熱装置6において、Ac3+20℃〜1000
℃の温度域に加熱した後、冷却する。溶接部近傍の局部
加熱の場合は、鋼管の非加熱部に熱が吸収されるので、
特別な冷却は要しない場合もあるが、必要に応じて空冷
を行なう。もちろん、溶接部の近傍に限定せず、管全体
に対して熱処理を施してもよい。この場合は、焼きなら
し部との境がなくなるので、より均一な材質の鋼管が得
られる。加熱温度の下限は熱処理効果を挙げるために、
Ac3+20℃とし、その上限はオーステナイト結晶粒が
粗大化しない1000℃とする。When the normalizing treatment is performed, for example, in the first high-frequency heating device 6, Ac 3 + 20 ° C. to 1000 ° C.
After heating in the temperature range of ℃, it is cooled. In the case of local heating near the welded part, heat is absorbed by the non-heated part of the steel pipe,
Special cooling may not be necessary, but air cooling may be performed if necessary. Of course, the heat treatment may be applied to the entire pipe without being limited to the vicinity of the welded portion. In this case, since there is no boundary with the normalizing portion, a steel pipe of a more uniform material can be obtained. The lower limit of the heating temperature is to increase the heat treatment effect,
Ac 3 + 20 ° C., and its upper limit is 1000 ° C. at which austenite crystal grains are not coarsened.
【0039】焼入れ焼き戻し処理を施す場合も、先ず第
1高周波加熱装置6により、Ac3+20℃〜1000℃
の温度範囲に加熱し、冷却ゾーン7において、水冷、ミ
スト冷却等により焼入れを行なう。このときの冷却速度
は30℃/sec.以上とし、十分に焼きの入った組織
とする。冷却停止温度は400℃以下にする必要があ
り、十分な水量または十分な長さの冷却ゾーンによって
行う。Also in the case of performing quenching and tempering treatment, first, by the first high-frequency heating device 6, Ac 3 + 20 ° C. to 1000 ° C.
In the cooling zone 7, quenching is performed by water cooling, mist cooling, or the like. The cooling rate at this time was 30 ° C./sec. With the above, the structure should be fully baked. The cooling stop temperature needs to be 400 ° C. or lower, and the cooling is performed with a sufficient amount of water or a sufficient cooling zone.
【0040】焼入れ後、第2高周波加熱装置8において
行う焼き戻しは、100℃〜AC1の温度範囲で行なう。
焼き戻し温度が100℃未満では、焼き戻し効果が十分
に得られない。なお、300〜400℃の範囲内の温度
で焼戻しを行うと脆化するため、上記範囲内の温度は除
くものとする。焼き戻し上限温度はAc1とするが、おお
よその目安は760℃である。After quenching, tempering performed in the second high-frequency heating device 8 is performed in the temperature range of 100 ° C. to AC 1 .
If the tempering temperature is less than 100 ° C, the tempering effect cannot be sufficiently obtained. Note that tempering at a temperature in the range of 300 to 400 ° C. causes embrittlement, so the temperature in the above range is excluded. The upper limit temperature for tempering is Ac 1 , but a rough guideline is 760 ° C.
【0041】[0041]
【実施例】次に、この発明を、実施例に基づいて比較例
と共に説明する。表1および表2に示す本発明の範囲内
の化学成分組成を有する鋼(以下、本発明鋼という)お
よび表3に示す本発明の範囲外の化学成分組成を有する
鋼(以下、比較鋼という)を溶製した。EXAMPLES Next, the present invention will be described based on examples together with comparative examples. Steels having chemical composition within the scope of the present invention shown in Tables 1 and 2 (hereinafter referred to as steel of the present invention) and steels having chemical composition outside the scope of the present invention shown in Table 3 (hereinafter referred to as comparative steels) ) Was melted.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】[0044]
【表3】 [Table 3]
【0045】表1に示す本発明鋼No.1〜No.5、
No.12、No.17、表2に示す本発明鋼No.2
1〜No.28を使用し、本発明の方法により表4に示
した条件で溶接し、次いで、表5に示した条件で焼入れ
および焼戻し処理を施し、かくして、内径76.3mm
φ、厚さ7.5mmの溶接鋼管を製造した。製造能率は
従来の電縫溶接法に比較して同等またはそれ以上であっ
た。Inventive Steel No. 1 shown in Table 1 1 to No. 5,
No. 12, No. 17, steel No. 17 of the present invention shown in Table 2. 2
1 to No. No. 28 was used, welding was carried out under the conditions shown in Table 4 by the method of the present invention, and then quenching and tempering treatments were carried out under the conditions shown in Table 5, thus giving an inner diameter of 76.3 mm.
A φ and 7.5 mm thick welded steel pipe was manufactured. The production efficiency was equal to or higher than that of the conventional electric resistance welding method.
【0046】[0046]
【表4】 [Table 4]
【0047】[0047]
【表5】 [Table 5]
【0048】本発明鋼No.1〜No.5を使用し、本
発明方法によって製造した溶接鋼管に対し、QT処理
(焼戻し温度 650℃、冷却速度50℃/sec) を施した場合
における溶接部の VTrsを、図4に焼入れ温度との関係
において示す。なお、管状体の突き合わされたエッジ部
を700℃の温度で予熱した。図4から明らかなよう
に、焼入れ温度が1000℃以下の場合において、十分
に低い VTrsが得られた。Steel No. of the present invention 1 to No. 5, the welded steel pipe produced by the method of the present invention was subjected to QT treatment (tempering temperature 650 ° C., cooling rate 50 ° C./sec), and the V T rs of the welded portion is shown in FIG. In relation to. The butted edges of the tubular body were preheated at a temperature of 700 ° C. As is apparent from FIG. 4, a sufficiently low V T rs was obtained when the quenching temperature was 1000 ° C. or lower.
【0049】本発明鋼No.1〜No.5からなる本発
明方法により製造した溶接鋼管に対し、QT処理(焼入
温度 950℃、焼戻し温度 650℃)を施した場合の、溶接
部の VTrsに対する冷却速度の影響を図5に示し、ま
た、同じく上記溶接鋼管に対し、QT処理(焼入温度 9
50℃、冷却速度50℃/sec)を施した場合の、溶接部の V
Trsに対する焼戻し温度の影響を図6に示す。図5およ
び図6から明らかなように、冷却速度が30℃/sec
以上で、焼き戻し温度が500℃以上の場合には、十分
に低い VTrsが得られた。なお、100〜300℃の範
囲の焼戻しは、硬度を下げずに残留応力を除去する場合
に行う。Inventive Steel No. 1 to No. This consists of 5
QT treatment (quenching) for welded steel pipes manufactured by the bright method
Welding at a temperature of 950 ℃ and tempering temperature of 650 ℃
Part of VTrsThe effect of the cooling rate on the
Similarly, for the above welded steel pipe, QT treatment (quenching temperature 9
50 ° C, cooling rate 50 ° C / sec)V
TrsThe influence of the tempering temperature on the is shown in FIG. Figure 5 and
As is clear from FIG. 6 and FIG. 6, the cooling rate is 30 ° C./sec.
If the tempering temperature is 500 ° C or higher, the above is sufficient.
Very lowVTrswas gotten. In addition, the range of 100-300 ℃
Tempering of the enclosure is for removing residual stress without decreasing hardness.
To do.
【0050】本発明鋼No.1〜No.5を使用し、本
発明方法およびレーザービームを照射しない従来の電縫
溶接法によって製造した溶接鋼管に対し、QT処理(焼
戻し温度 650℃、冷却速度50℃/sec) を施した場合にお
ける溶接部の VTrsを、焼入れ温度との関係において図
7に示す。図7から明らかなように、本発明の製造方法
による場合には、焼入れ温度が1000℃以下の VTrs
は十分に低いが、従来法により製造した場合の上記 VT
rsは、鋼の成分組成が本発明の範囲内であっても高かっ
た。Steel No. of the present invention. 1 to No. No. 5, using the method of the present invention and a welded steel pipe produced by a conventional electric resistance welding method without laser beam irradiation, subjected to QT treatment (tempering temperature 650 ° C., cooling rate 50 ° C./sec). The V T rs of the above are shown in FIG. 7 in relation to the quenching temperature. As is clear from FIG. 7, in the case of the manufacturing method of the present invention, the V T rs at the quenching temperature of 1000 ° C. or lower
Is sufficiently low, but the above V T when manufactured by the conventional method
The rs was high even if the composition of the steel was within the scope of the present invention.
【0051】本発明鋼No.21〜No.26を使用
し、本発明方法およびレーザービームを照射しない従来
の電縫溶接法によって製造した溶接鋼管に対し、焼きな
らし処理を施した場合における溶接部の VTrsを、加熱
温度との関係において図8に示す。図8から明らかなよ
うに、本発明の製造方法の場合の VTrsは低い。なお、
焼きならし温度が1000℃を超えると VTrsは上昇す
るが、本発明方法と従来方法との差は、焼きならし温度
が1000℃以下の場合と同様である。Inventive Steel No. 21-No. No. 26 was used, and the welded steel pipe produced by the method of the present invention and the conventional electric resistance welding method not irradiating the laser beam was subjected to the normalizing treatment, and the V T rs of the welded portion was related to the heating temperature. In FIG. As is clear from FIG. 8, V Trs in the case of the manufacturing method of the present invention is low. In addition,
Although the V T rs rises when the normalizing temperature exceeds 1000 ° C., the difference between the method of the present invention and the conventional method is the same as when the normalizing temperature is 1000 ° C. or lower.
【0052】次に、本発明鋼No.9〜No.11、N
o.13〜No.16、No.18〜No.20、N
o.29、No.30、および、比較鋼No.31〜N
o.38を、実験室で真空溶解により溶製し、50kg
のインゴットに鋳造した。Next, according to the invention steel No. 9-No. 11, N
o. 13-No. 16, No. 18-No. 20, N
o. 29, no. 30 and comparative steel No. 31-N
o. 38 was melted in the laboratory by vacuum melting to obtain 50 kg.
It was cast into an ingot.
【0053】次いで、これらのインゴットを1200℃
に加熱し、板厚50mmに熱間圧延して鋼板とした後、
空冷した。空冷後の鋼板から50×150×400mm
の板を切り出し、加熱温度1200℃、圧延終了温度8
20℃で厚さ12mmまで圧延した。圧延終了直後にミ
ストスプレーで、冷却速度約10℃/sec.で550
℃まで冷却した後、予め550℃に加熱されている電気
炉に装入し炉冷した。これらの工程は、熱間圧延による
鋼帯の製造条件をシミュレートしたものである。Next, these ingots were heated at 1200 ° C.
And then hot-rolled to a plate thickness of 50 mm to form a steel plate,
Air cooled. 50 x 150 x 400 mm from steel plate after air cooling
Cut out the plate, heating temperature 1200 ℃, rolling end temperature 8
It was rolled at 20 ° C. to a thickness of 12 mm. Immediately after the end of rolling, the cooling rate was about 10 ° C./sec. At 550
After cooling to ℃, it was charged into an electric furnace preheated to 550 ℃ and cooled. These steps simulate the conditions for manufacturing a steel strip by hot rolling.
【0054】室温まで冷却された鋼板から、6×35×
1000mmの試験片を切り出し、電縫溶接シミュレー
タを用いて溶接した。電縫溶接シミュレータ装置は、図
9に概略斜視図で示すように、ガイドロール10により
2枚の試験鋼帯9を送り込み、相対する鋼帯9のエッジ
部をコンタクトチップ2から供給される高周波電流で予
熱した後、スクイズロール11で圧接するもので、エッ
ジ接合部には炭酸ガスレーザービーム3が、鋼帯9の垂
直上方から、突き合わされたエッジ部に焦点を合わせて
照射されるようになっている。From a steel sheet cooled to room temperature, 6 × 35 ×
A 1000 mm test piece was cut out and welded using an electric resistance welding simulator. As shown in the schematic perspective view of FIG. 9, the electric resistance welding simulator device feeds two test steel strips 9 by guide rolls 10 and supplies the high frequency current supplied from the contact tip 2 to the edges of the steel strips 9 facing each other. After preheating with, the squeeze roll 11 is pressure-welded, and the carbon dioxide laser beam 3 is applied to the edge joint portion from vertically above the steel strip 9 while focusing on the abutted edge portion. ing.
【0055】溶接条件は下記の通りであり、焼入れ、焼
き戻しの熱処理は、表5に示した範囲の条件で実施し
た。溶接部の酸素量は140〜150ppmであった。 予熱温度 :700℃、 溶接速度 :10m/min.、 コンタクトチップからの投入電力:200kw、 レーザー出力 :5kw、 焦点位置でのビーム径 :0.5mm。The welding conditions are as follows, and the heat treatments for quenching and tempering were carried out under the conditions shown in Table 5. The amount of oxygen in the weld was 140 to 150 ppm. Preheating temperature: 700 ° C., welding speed: 10 m / min. Input power from contact tip: 200 kw, laser output: 5 kw, beam diameter at focus position: 0.5 mm.
【0056】上述した方法で製造した溶接鋼管の溶接部
から、5mmtのシャルピー衝撃試験片を採取し、その
VTrsを求めた。表1および表2に示した本発明鋼なら
びに表3に示した比較鋼を使用し、本発明方法によって
溶接鋼管を製造したときの鋼帯の製造性およびレーザー
照射溶接性、ならびに、上記試験溶解鋼の試験片につい
て電縫溶接シミュレータを用いて溶接した溶接鋼管の溶
接部の靭性( VTrs)を調べ、これを下記によって評価
し表6に示した。A 5 mmt Charpy impact test piece was sampled from the welded portion of the welded steel pipe manufactured by the above-mentioned method,
V T rs was calculated . Using the steels of the present invention shown in Tables 1 and 2 and the comparative steels shown in Table 3, manufacturability and laser irradiation weldability of steel strips when welded steel pipes were produced by the method of the present invention, and the above test dissolution The toughness ( V T rs ) of the welded portion of the welded steel pipe welded to the test piece of steel using the electric resistance welding simulator was investigated, and evaluated by the following, and shown in Table 6.
【0057】製造性良 :熱間圧延時に割れが発生しな
かった場合、 製造性可 :熱間圧延時に割れが発生したが、疵取りに
より次工程(溶接)を行うことが可能な場合、 製造性不良:熱間圧延時の割れが大きく、除去が不可能
な場合、 溶接性良 :レーザー照射溶接部に酸化物等が認められ
なかった場合、 溶接性可 :レーザー照射溶接部に酸化物等が認められ
たが、溶接が可能な場合、 溶接性不良:レーザー照射溶接部に酸化物等が多く、実
質的に溶接が不可能な場合、 靭性良 :レーザー照射溶接部の VTrsが−30℃以
下の場合、 靭性不良 :レーザー照射溶接部の VTrsが−30℃を
超えた場合。Good manufacturability: When cracks do not occur during hot rolling, manufacturability: When cracks occur during hot rolling but the next step (welding) can be performed by flaw removal, Poorness: If cracks are large during hot rolling and cannot be removed, good weldability: If no oxides, etc. are observed in the laser irradiation weld, weldability is possible: Oxides, etc. in laser irradiation weld However, if welding is possible, weldability is poor: laser irradiation welds have a large amount of oxides, etc., and welding is practically impossible. Good toughness: laser irradiation welds have a V T rs − In the case of 30 ° C or lower, poor toughness: In the case where V Trs of laser irradiation welded portion exceeds −30 ° C.
【0058】[0058]
【表6】 [Table 6]
【0059】表6から明らかなように、比較鋼No.3
1、No.33、No.34およびNo.38において
は、製造性が不良で熱間圧延時に大幅な割れが発生した
ため、溶接を中止した。比較鋼No. 32、No. 35
〜No. 37は、何れもレーザー照射溶接性が不良であ
り、また、溶接部の VTrsは−30℃を超え不良であっ
た。このことより、成分組成が VTrsに大きな影響を与
えていることが分かる。As is clear from Table 6, Comparative Steel No. 3
1, No. 33, no. 34 and No. 34. In No. 38, welding was stopped because the manufacturability was poor and a large crack occurred during hot rolling. Comparative steel No. 32, No. 35
In No. 37 to No. 37, the laser irradiation weldability was poor, and the V T rs of the welded part exceeded -30 ° C and was poor. From this, it can be seen that the component composition has a great influence on V T rs .
【0060】これに対し、本発明鋼No.1〜No.
5、No.9〜No.27においては、何れも鋼帯の製
造性およびレーザー照射溶接性が良好であった。本発明
鋼No.28〜No.30は、鋼板端部に微細な割れ疵
が発生したが、疵を除去することより溶接を行うことが
できた。On the other hand, according to the invention steel No. 1 to No.
5, no. 9-No. In No. 27, the manufacturability of the steel strip and the laser irradiation weldability were all good. The steel No. of the present invention. 28-No. No. 30 had fine cracks and flaws at the end of the steel plate, but welding could be performed by removing the flaws.
【0061】また、工場で電縫溶接鋼管に製管した場
合、および、試験溶解材を電縫シミュレータを使用して
溶接した場合のいずれにおいても、本発明鋼を使用し本
発明方法により製造した場合の VTrsは、予熱温度が7
00℃の場合に−30℃以下であり、極めて良好な靭性
を示した。なお、S量が低く且つ強化元素が比較的少な
い鋼の靱性はさらに優れていた。The steel of the present invention was used for the production by the method of the present invention both when it was manufactured into an electric resistance welded steel pipe at the factory and when the test molten material was welded using an electric resistance welding simulator. In case of V T rs , the preheating temperature is 7
In the case of 00 ° C., the temperature was −30 ° C. or less, which showed extremely good toughness. The toughness of the steel having a low S content and a relatively small amount of strengthening elements was further excellent.
【0062】また、溶接後に焼きならし処理を施した場
合も、良好な靭性が得られた。焼きならし処理を施した
場合には、焼入れ焼戻し処理を施した場合に比較して V
Trsは高くなるが、本発明鋼を使用した場合の溶接部の
VTrsは、予熱温度が900℃の場合でも、−20℃以
下であった。Good toughness was also obtained when normalizing treatment was performed after welding. When the normalizing treatment is applied, V
Although T rs is high, the weld zone of the steel of the present invention is
V Trs was -20 ° C or lower even when the preheating temperature was 900 ° C.
【0063】なお、表1中の本発明鋼No.11〜N
o.12、No.14〜No.15、No.17および
No.19は、所定量のCaおよび/またはMgを含有
しているので、耐HIC(水素誘起割れ)性および耐S
SCC性(硫化物応力腐食割れ)も兼ね備えていた。The steel Nos. Of the present invention shown in Table 1 were used. 11-N
o. 12, No. 14-No. 15, No. 17 and No. 17 Since No. 19 contains a predetermined amount of Ca and / or Mg, HIC (hydrogen induced cracking) resistance and S resistance
It also had SCC properties (sulfide stress corrosion cracking).
【0064】[0064]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
高能率で製造できる電縫溶接法の有する長所を維持しつ
つ、溶接部の機械的特性が母材部に比較して遜色がな
い、機械構造用、各種プラント用、ラインパイプ用等と
して最適の溶接鋼管が得られる。なお、各種の腐食環境
に使用する場合には、必要に応じて成分組成を選択する
ことにより、耐食性を有する高強度・高靱性鋼管が得ら
れることは勿論である。As described above, according to the present invention,
While maintaining the advantages of the electric resistance welding method that can be manufactured with high efficiency, the mechanical properties of the welded part are comparable to those of the base metal part, and it is ideal for machine structures, various plants, line pipes, etc. Welded steel pipe is obtained. When used in various corrosive environments, it goes without saying that a high-strength / high-toughness steel pipe having corrosion resistance can be obtained by selecting the component composition as necessary.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】この発明を実施するための製管設備の一例を示
す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of pipe manufacturing equipment for carrying out the present invention.
【図2】図1のA−A線矢視図である。FIG. 2 is a view taken along the line AA of FIG. 1;
【図3】本発明方法および従来方法により製造した電縫
溶接鋼管の溶接部の酸素濃度の比較を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a comparison of oxygen concentrations in welded portions of electric resistance welded steel pipes manufactured by the method of the present invention and the conventional method.
【図4】本発明方法により製造した溶接鋼管の焼入れ温
度と VTrsとの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the quenching temperature and V T rs of the welded steel pipe produced by the method of the present invention.
【図5】本発明方法におけるQT処理時の冷却速度と溶
接部の VTrsとの関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the cooling rate during QT processing and the V T rs of the welded portion in the method of the present invention.
【図6】本発明方法におけるQT処理時の焼戻し温度と
溶接部の VTrsとの関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the tempering temperature during QT processing and the V T rs of the welded portion in the method of the present invention.
【図7】本発明鋼および比較鋼を使用し、本発明方法に
より製造した溶接鋼管のQT処理時における焼入れ温度
と VTrsとの関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the quenching temperature and V T rs during the QT treatment of the welded steel pipe produced by the method of the present invention using the present invention steel and the comparative steel.
【図8】本発明方法および従来方法により製造した溶接
鋼管に対し焼きならし処理を施したときの焼きならし温
度と溶接部の VTrsとの関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a normalizing temperature and a V T rs of a welded part when a normalizing treatment is performed on a welded steel pipe manufactured by the method of the present invention and the conventional method.
【図9】電縫溶接シミュレータ装置を示す概略斜視図で
ある。FIG. 9 is a schematic perspective view showing an electric resistance welding simulator device.
1 管状体 2 コンタクトチップ 3 レーザービーム 4 トップロール 5 サイドロール 6 第1高周波加熱装置 7 水冷ゾーン 8 第2高周波加熱装置 9 鋼帯 10 ガイドロール 11 スクイズロール 1 Tubular Body 2 Contact Tip 3 Laser Beam 4 Top Roll 5 Side Roll 6 First High Frequency Heating Device 7 Water Cooling Zone 8 Second High Frequency Heating Device 9 Steel Strip 10 Guide Roll 11 Squeeze Roll
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C21D 9/08 C21D 9/08 F 9/50 101 9/50 101A C22C 38/04 C22C 38/04 38/58 38/58 (72)発明者 大村 雅紀 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Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location C21D 9/08 C21D 9/08 F 9/50 101 9/50 101A C22C 38/04 C22C 38/04 38/58 38/58 (72) Inventor Masaki Omura 1-2 1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd.
Claims (5)
%、 を含有し、さらに、 Si:1.0%以下、 Al:0.2%以
下、 N :0.01%以下、 Ti:0.2%以
下、 Zr:0.2%以下、 Nb:0.2%以
下、 V :0.2%以下、 Ni:1.5%以
下、 Cu:1.5%以下、 Cr:3.0%以
下、 Mo:1.5%以下、 W :1.5%以
下、 B :0.005%以下、 Ca:0.01%以
下、 Mg:0.01%以下、 REM:0.1%以
下、 P :0.05%以下、および、 S :0.03%以
下 を含有(いずれも0を含む)した鋼よりなり、溶接部が
溶融凝固組織を有していることを特徴とする溶接鋼管。1. By weight%, C: 0.01 to 0.5% and Mn: 0.5 to 2
%, Further, Si: 1.0% or less, Al: 0.2% or less, N: 0.01% or less, Ti: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Nb: 0.2% or less, V: 0.2% or less, Ni: 1.5% or less, Cu: 1.5% or less, Cr: 3.0% or less, Mo: 1.5% or less, W: 1. 5% or less, B: 0.005% or less, Ca: 0.01% or less, Mg: 0.01% or less, REM: 0.1% or less, P: 0.05% or less, and S: 0. A welded steel pipe comprising a steel containing 03% or less (including 0 in each case), and having a welded portion having a melt-solidified structure.
接鋼管の製造方法。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、 (b)前記鋼板を管状体に成形する工程、および、 (c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を、レーザ
ービームの照射により溶融すると共にアプセットして溶
接する工程。2. A method for manufacturing a welded steel pipe, comprising the following steps. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition described in claim 1; (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body; and (c) a laser beam for abutting edge portions of the tubular body. The process of melting by irradiation with a beam and upsetting and welding.
接鋼管の製造方法。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、 (b)前記鋼板を管状体に成形する工程、 (c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を予熱する
工程、および、 (d)前記管状体の前記予熱されたエッジ部を、レーザ
ービームの照射により溶融すると共にアプセットして溶
接する工程。3. A method for manufacturing a welded steel pipe, comprising the following steps. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition described in claim 1, (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body, (c) a step of preheating the abutted edge portions of the tubular body, And (d) a step in which the preheated edge portion of the tubular body is melted by irradiation with a laser beam and is upset and welded.
接鋼管の製造方法。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、 (b)前記鋼板を管状体に成形する工程、 (c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を、600
〜1300℃の範囲内の温度に予熱する工程、 (d)前記管状体の前記予熱されたエッジ部を、レーザ
ービームの照射により溶融すると共にアプセットして溶
接する工程、および、 (e)前記溶接部を、Ac3+20℃〜1000℃の温度
域に加熱し次いで冷却する工程。4. A method for manufacturing a welded steel pipe, comprising the following steps. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition of claim 1; (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body;
Preheating to a temperature in the range of ˜1300 ° C., (d) melting and upsetting and welding the preheated edge portion of the tubular body by irradiation with a laser beam, and (e) the welding Parts are heated to a temperature range of Ac 3 + 20 ° C. to 1000 ° C. and then cooled.
接鋼管の製造方法。 (a)請求項1に記載された化学成分組成の鋼板を用意
する工程、 (b)前記鋼板を管状体に成形する工程、 (c)前記管状体の突き合わされたエッジ部を、600
〜1300℃の範囲内の温度に予熱する工程、 (d)前記管状体の前記予熱されたエッジ部を、レーザ
ービームの照射により溶融すると共にアプセットして溶
接する工程、 (e)前記溶接部を、Ac3+20℃〜1000℃の温度
域に加熱する工程、および、 (f)次いで、100℃〜AC1の範囲内の温度(ただ
し、300〜400℃を除く)で焼き戻す工程。5. A method for manufacturing a welded steel pipe, comprising the following steps. (A) a step of preparing a steel sheet having the chemical composition of claim 1; (b) a step of forming the steel sheet into a tubular body;
Preheating to a temperature in the range of ˜1300 ° C., (d) melting and upsetting and welding the preheated edge portion of the tubular body by laser beam irradiation, and (e) the welding portion. , Ac 3 + 20 ° C. to 1000 ° C., and (f) tempering at a temperature in the range of 100 ° C. to AC 1 (excluding 300 to 400 ° C.).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8001725A JPH09194997A (en) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | Welded steel tube and its production |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09194997A true JPH09194997A (en) | 1997-07-29 |
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ID=11509549
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---|---|---|---|
JP8001725A Pending JPH09194997A (en) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | Welded steel tube and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09194997A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008101235A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Denki Kogyo Co Ltd | Heat treatment method |
JP2012135817A (en) * | 2005-08-08 | 2012-07-19 | Kobe Steel Ltd | Welded joint and welded structure excellent in corrosion resistance |
JP2012229456A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Steel for cold forging and induction hardening |
US8845831B2 (en) | 2009-02-02 | 2014-09-30 | Denki Kogyo Co., Ltd. | Heat treatment method |
CN111332367A (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Pressure-hardening welded steel alloy component |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP8001725A patent/JPH09194997A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012135817A (en) * | 2005-08-08 | 2012-07-19 | Kobe Steel Ltd | Welded joint and welded structure excellent in corrosion resistance |
JP2008101235A (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Denki Kogyo Co Ltd | Heat treatment method |
US8845831B2 (en) | 2009-02-02 | 2014-09-30 | Denki Kogyo Co., Ltd. | Heat treatment method |
JP2012229456A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Steel for cold forging and induction hardening |
CN111332367A (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Pressure-hardening welded steel alloy component |
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