JPS6046890A - 金属パイプの製造方法 - Google Patents
金属パイプの製造方法Info
- Publication number
- JPS6046890A JPS6046890A JP58153526A JP15352683A JPS6046890A JP S6046890 A JPS6046890 A JP S6046890A JP 58153526 A JP58153526 A JP 58153526A JP 15352683 A JP15352683 A JP 15352683A JP S6046890 A JPS6046890 A JP S6046890A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- joint part
- pipe
- laser
- induction heating
- 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.)
- Granted
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/60—Preliminary treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は金属パイプの製造方法に詠り、評しくは高品
賞のパイプを高速で製造することができる金属パイプの
製造方法に関する。
賞のパイプを高速で製造することができる金属パイプの
製造方法に関する。
シームレス(継ぎ目なし)管が使用されてきた領域に、
溶接パイプが使用されるケースが増加してきているが、
この理由は(1)溶接品質自体の質の向上と検査システ
ムの高精度化により、良品が提供できること、(2)シ
ームレス管に比較して偏肉(パイプ孔の偏り)が少ない
こと、(3)コストカ安いこと等におる。しかしながら
、溶接管のうちでも電縫管溶接方式によって生産された
パイプは、技術進歩による品買向上は著しいものの、ス
テンレス水道管や化学プラント用パイプとしては使用で
きないのが一般的である。ここで、電縫管溶接について
簡単に説明する。
溶接パイプが使用されるケースが増加してきているが、
この理由は(1)溶接品質自体の質の向上と検査システ
ムの高精度化により、良品が提供できること、(2)シ
ームレス管に比較して偏肉(パイプ孔の偏り)が少ない
こと、(3)コストカ安いこと等におる。しかしながら
、溶接管のうちでも電縫管溶接方式によって生産された
パイプは、技術進歩による品買向上は著しいものの、ス
テンレス水道管や化学プラント用パイプとしては使用で
きないのが一般的である。ここで、電縫管溶接について
簡単に説明する。
電縫管溶接は、板状のフープを成形ラインを通してパイ
プ状にし、その後に誘導加熱するか、あるいは接合部分
に接触子を介して高周波電流を流すかして接合部分を加
熱する。そして、締付ロールによシ管を締め付けて加熱
された接合部を加圧し、これにより、接合部にある不純
物や酸化物をはみださせて溶接を行う。この場合、表面
側、内面側に不純物の混在した金属がはみ出すので、溶
接後に切削刃物などで除去する。この溶接方法は低速で
溶接を行うと、横方向に熱が伝達されて溶接部の溶解が
進み、この結果、締付力に脈動が発生し、溶接の安定度
が極めて悪くなる。このため、溶接速度はある程度速く
設定されるが、高速であることからガスシールドが困難
となったり、上流からの空気混入が防ぎにくくなったり
する欠点が発生した。また、他の欠点としては、■酸化
物のまき込みを発生し易い、■金属の融合部が少なく圧
接に近い、等がある。
プ状にし、その後に誘導加熱するか、あるいは接合部分
に接触子を介して高周波電流を流すかして接合部分を加
熱する。そして、締付ロールによシ管を締め付けて加熱
された接合部を加圧し、これにより、接合部にある不純
物や酸化物をはみださせて溶接を行う。この場合、表面
側、内面側に不純物の混在した金属がはみ出すので、溶
接後に切削刃物などで除去する。この溶接方法は低速で
溶接を行うと、横方向に熱が伝達されて溶接部の溶解が
進み、この結果、締付力に脈動が発生し、溶接の安定度
が極めて悪くなる。このため、溶接速度はある程度速く
設定されるが、高速であることからガスシールドが困難
となったり、上流からの空気混入が防ぎにくくなったり
する欠点が発生した。また、他の欠点としては、■酸化
物のまき込みを発生し易い、■金属の融合部が少なく圧
接に近い、等がある。
一方、TTG(タングステン會イナートガス)溶接によ
って製造されたパイプは、化学プラント用パイプ等の条
件の厳しい用途にも適用することができるが、溶接速度
の向上が極めて困難であわ、電縫管溶接方式に比較して
730〜171008度の低い生産性しかない。ここで
、T工G溶接において溶接速度を上げられない理由を説
明する。溶接速度を高速化すると、必然的にアーク電流
を増加さきなければならなくなるが、アーク電流が増加
すると、アーク圧力が増加するとともに、表面側の溶融
部が増加し、溶融部表面張力が溶融部の自重やアーク圧
力に負けて穴明きが発生してしまう。
って製造されたパイプは、化学プラント用パイプ等の条
件の厳しい用途にも適用することができるが、溶接速度
の向上が極めて困難であわ、電縫管溶接方式に比較して
730〜171008度の低い生産性しかない。ここで
、T工G溶接において溶接速度を上げられない理由を説
明する。溶接速度を高速化すると、必然的にアーク電流
を増加さきなければならなくなるが、アーク電流が増加
すると、アーク圧力が増加するとともに、表面側の溶融
部が増加し、溶融部表面張力が溶融部の自重やアーク圧
力に負けて穴明きが発生してしまう。
また、溶融部は急激に冷却されるため、ビード両側にア
ンダーカットが発生し易くなる。そして、上述の問題は
極めて解決し難く、これがTTG溶接の高速化を阻む原
因となっていた。
ンダーカットが発生し易くなる。そして、上述の問題は
極めて解決し難く、これがTTG溶接の高速化を阻む原
因となっていた。
そこで、電極の数を増すことにより、T丁G溶接の高速
化を計った方法が従来開発された。第1図はこの方法を
適用した溶接装置の概略構成を示す図であシ、図におい
て1はパイプ材、2,3゜4は各々パイプ材1の接合部
に対向して設けられる電極である。55L、51)およ
び6a、6bはパイプ材1を両側から押圧する締付はロ
ールであり、パイプ材1は矢印A側に搬送される。第2
図(イ)〜Hは各々電極2〜4付近における溶融状態を
示す図であり、図の斜線部分が溶融部を示している。
化を計った方法が従来開発された。第1図はこの方法を
適用した溶接装置の概略構成を示す図であシ、図におい
て1はパイプ材、2,3゜4は各々パイプ材1の接合部
に対向して設けられる電極である。55L、51)およ
び6a、6bはパイプ材1を両側から押圧する締付はロ
ールであり、パイプ材1は矢印A側に搬送される。第2
図(イ)〜Hは各々電極2〜4付近における溶融状態を
示す図であり、図の斜線部分が溶融部を示している。
そして、この溶接方法は電極側々のアーク圧力を比較的
低く設定し、小電流のアークによって複数回溶接を行う
という方法であシ、電極2,3における予熱効果が高く
、溶融量を少なくし得る効果的な溶接方法ではある。
低く設定し、小電流のアークによって複数回溶接を行う
という方法であシ、電極2,3における予熱効果が高く
、溶融量を少なくし得る効果的な溶接方法ではある。
しかしながら、この溶接方法においては各電極における
アーク電流値のバランスが極めて取りにくく、安定した
溶接を行うにはかなりの熟練を要するという欠点があシ
、また、単極式のTTG溶接装置に較べて、2f11程
度の速度向上しか望めないという欠点があった。
アーク電流値のバランスが極めて取りにくく、安定した
溶接を行うにはかなりの熟練を要するという欠点があシ
、また、単極式のTTG溶接装置に較べて、2f11程
度の速度向上しか望めないという欠点があった。
また一方、レーザを用いて溶接を行えば、高速溶接が行
なえるとともに、条件の厳しい用途にも1吏用できる高
品買のパイプを製造することができる。しかしながら、
レーザ溶接は1kW当り2000万円程度の費用がかか
り、極めてコスト高となシ、実用的でない。例えば3t
を3m/分以上の速度で溶接するには3kW以上必要と
なシ、1億円近い設電となる。
なえるとともに、条件の厳しい用途にも1吏用できる高
品買のパイプを製造することができる。しかしながら、
レーザ溶接は1kW当り2000万円程度の費用がかか
り、極めてコスト高となシ、実用的でない。例えば3t
を3m/分以上の速度で溶接するには3kW以上必要と
なシ、1億円近い設電となる。
この発明は上述した事情に鑑み、使用条件の厳しい用途
にも充分適用することができ、しかも、高い生産性と低
い生産コストを達成することができる金属パイプの生産
方法を提供するもので、板状の金属部材を長手方向に搬
送しながら順次両側端部が対向するように円筒状に成形
し、さらに、対向した前記両側端部を非加圧接触状態に
維持してレーザ溶接し、かつ、前記レーザ溶接に先だっ
て前記金属部材を誘導加熱によシ予熱するととを%′徴
としている。
にも充分適用することができ、しかも、高い生産性と低
い生産コストを達成することができる金属パイプの生産
方法を提供するもので、板状の金属部材を長手方向に搬
送しながら順次両側端部が対向するように円筒状に成形
し、さらに、対向した前記両側端部を非加圧接触状態に
維持してレーザ溶接し、かつ、前記レーザ溶接に先だっ
て前記金属部材を誘導加熱によシ予熱するととを%′徴
としている。
以下図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。
。
第3図はこの発明の一実施例である金属パイプ製造装置
の概略構成を示す斜視図である。
の概略構成を示す斜視図である。
図においてlOは誘導加熱コイルであシ、この誘導加熱
コイル10内をパイプ材1が貫通している。PはV収束
点であり、成形手段(図示略)によって円筒形に成形さ
れつつあるパイプ1の両側端部が最初に接する点である
。前記誘導加熱コイル10は、■収束点Pよシ上流側に
所定圧離隔てて設けられている。lla、llbは各々
側面が円筒状のパイプ材1に嵌合するように湾曲してい
るスクイズロールであり、円筒形に成形されたパイプ材
1を両側から押圧し、パイプ材1の接合部laが離れな
いようにするものである。ただし、この場合のスクイズ
ロールlla、llbの締付量は、接合部1aにおける
加圧量が略0となるように、すなわち、パイプ材1の両
側端部が単に接する程度(非加圧接触状態)となる締付
量に設定される。12はレーザノズルであり、スクイズ
ロールlla、llbより下流側に設けられ、レーザ光
12aを接合部1aに照射して照射部分の金属を溶融さ
せる。13a、13bは前述したスクイズロールlla
、llbと全く同様の構成となっているスクイズロール
であり、レーザノズル12よシ下流側に設けられている
。
コイル10内をパイプ材1が貫通している。PはV収束
点であり、成形手段(図示略)によって円筒形に成形さ
れつつあるパイプ1の両側端部が最初に接する点である
。前記誘導加熱コイル10は、■収束点Pよシ上流側に
所定圧離隔てて設けられている。lla、llbは各々
側面が円筒状のパイプ材1に嵌合するように湾曲してい
るスクイズロールであり、円筒形に成形されたパイプ材
1を両側から押圧し、パイプ材1の接合部laが離れな
いようにするものである。ただし、この場合のスクイズ
ロールlla、llbの締付量は、接合部1aにおける
加圧量が略0となるように、すなわち、パイプ材1の両
側端部が単に接する程度(非加圧接触状態)となる締付
量に設定される。12はレーザノズルであり、スクイズ
ロールlla、llbより下流側に設けられ、レーザ光
12aを接合部1aに照射して照射部分の金属を溶融さ
せる。13a、13bは前述したスクイズロールlla
、llbと全く同様の構成となっているスクイズロール
であり、レーザノズル12よシ下流側に設けられている
。
次に、上述した構成によるこの実施例の動作を第3図を
参照して説明する。
参照して説明する。
まず、誘導加熱コイル10に10〜100KIIz楊度
の高周波電流を流し、■収束点Pの上流側のパイプ材1
を誘導加熱によ如予熱する。そして、この場合の加熱浸
透深さは、レーザ光12aの熱影響深さと同程度(すな
わち、肉厚程度)に設定する。例えば、肉厚3朋のステ
ンレス材では、前記高周波電流として40KITz程度
を設定する。また、予熱廿としては、金属の溶融がほと
んど起らない程度に設定する。そして、予熱後のパイプ
材1はスクイズロールlla、llbによって接合部1
aの接触状態が維持されたまま矢印A方向に搬送され、
接合部1aがレーザ光12aの直下に到り、この結果、
レーザ光12a直下の接合部1aが溶融する。この場合
、接合部1aidすでに予熱されているので、溶融に必
要なレーザパワーは小容量で充分であり、大幅なコスト
節減ができる。
の高周波電流を流し、■収束点Pの上流側のパイプ材1
を誘導加熱によ如予熱する。そして、この場合の加熱浸
透深さは、レーザ光12aの熱影響深さと同程度(すな
わち、肉厚程度)に設定する。例えば、肉厚3朋のステ
ンレス材では、前記高周波電流として40KITz程度
を設定する。また、予熱廿としては、金属の溶融がほと
んど起らない程度に設定する。そして、予熱後のパイプ
材1はスクイズロールlla、llbによって接合部1
aの接触状態が維持されたまま矢印A方向に搬送され、
接合部1aがレーザ光12aの直下に到り、この結果、
レーザ光12a直下の接合部1aが溶融する。この場合
、接合部1aidすでに予熱されているので、溶融に必
要なレーザパワーは小容量で充分であり、大幅なコスト
節減ができる。
しかも、予熱効果によって溶融金属の揚泥れが良好とな
り、アンダーカット等の欠陥も発生しにくい。そして、
溶融した金属部分は、搬送されながら冷却されるととも
に凝固してゆくが、凝固するまでの間はスクイズロール
13a、13bにより、接合部1aの接触状態(非加圧
接触状態)が維持されるから、凝固前に接合部が開いて
しまうということはなく、良好に溶接が完了する。
り、アンダーカット等の欠陥も発生しにくい。そして、
溶融した金属部分は、搬送されながら冷却されるととも
に凝固してゆくが、凝固するまでの間はスクイズロール
13a、13bにより、接合部1aの接触状態(非加圧
接触状態)が維持されるから、凝固前に接合部が開いて
しまうということはなく、良好に溶接が完了する。
なお、この実施例において、レーザ溶接をスクイズロー
ルlla、llbの後方で行っているのは、このように
して、接合部taの電気的接触をしつかり確保しておか
ないと、浴湯によって収束点が変化し、加熱が不安定に
なってしまうからである。
ルlla、llbの後方で行っているのは、このように
して、接合部taの電気的接触をしつかり確保しておか
ないと、浴湯によって収束点が変化し、加熱が不安定に
なってしまうからである。
また、この実施例においてはスクイズロール11a、l
lbおよび13a、13bの加圧量が小さいため(接合
部1&では略0)、ビードが飛び出すことがなく、した
がって、飛び出しビードの切削が不要となシ、エンドレ
スサンドベーパ等を用いる研摩作業のみで仕上げが終了
し、効率の良い生産を行うことができる。
lbおよび13a、13bの加圧量が小さいため(接合
部1&では略0)、ビードが飛び出すことがなく、した
がって、飛び出しビードの切削が不要となシ、エンドレ
スサンドベーパ等を用いる研摩作業のみで仕上げが終了
し、効率の良い生産を行うことができる。
次に、上述した実施例において、ガスシールドを行う必
要がある場合は、例えば第4図〜第6図に示す治具を用
いて、誘導加熱コイル10からレーザノズル12の下流
側に到るまで、パイプ材1の内外面両方をシールドする
。
要がある場合は、例えば第4図〜第6図に示す治具を用
いて、誘導加熱コイル10からレーザノズル12の下流
側に到るまで、パイプ材1の内外面両方をシールドする
。
第4図に示す治具20,20は、下方から見た形状が第
5図に示すようになっており、管路20a。
5図に示すようになっており、管路20a。
2Oa内に送シ込まれたシールドガスは、中空円柱状の
ガス室ZobK糠入り、その後に孔20c。
ガス室ZobK糠入り、その後に孔20c。
20c・・・・・・から放出される。20dは半円筒状
のカバ一部であり、孔20c、20c・・・から放出さ
れたシールドガスなパイプ材1の外周近傍に’t’+1
さげるものである。そして、この治具2o 、 2゜は
第4図に示すように、誘導コイル10とレーザノズル1
2の間およびレーザノズル12の下流側に設けられる。
のカバ一部であり、孔20c、20c・・・から放出さ
れたシールドガスなパイプ材1の外周近傍に’t’+1
さげるものである。そして、この治具2o 、 2゜は
第4図に示すように、誘導コイル10とレーザノズル1
2の間およびレーザノズル12の下流側に設けられる。
なお、下流側の治具20は溶接後における変色防止の機
能を有する。
能を有する。
第6図に示す治具25は、樹脂で形成された中空円柱状
の治具であり、上部に孔25a、25a・・・が誘導加
熱コイル10の位置から、レーザノズル12の下流に到
るまで、すなわち、第4図に示す治具20.20に対向
する位置に渡って設けられている。この治具25内に、
破線矢印で示す向きでシールドガスな挿入すると、孔2
5a、25a・・・から上方に向けてシールドガスが放
出され、これにより、パイプ材1の内面がシールドされ
る。
の治具であり、上部に孔25a、25a・・・が誘導加
熱コイル10の位置から、レーザノズル12の下流に到
るまで、すなわち、第4図に示す治具20.20に対向
する位置に渡って設けられている。この治具25内に、
破線矢印で示す向きでシールドガスな挿入すると、孔2
5a、25a・・・から上方に向けてシールドガスが放
出され、これにより、パイプ材1の内面がシールドされ
る。
以上説明したようにこの発明によれば、板状の金属部材
を長手方向に搬送しながら順次両側端部が対向するよう
に円面状に成形し、さらに、対向した前記両側端部を非
加圧接触状態に維持してレーザ溶接し、かつ、前記レー
ザ溶接に先だって前記金属部材な防熱加熱によシ予熱す
るようにしたので、化学プラント用パイプ等のように使
用条件の厳しい用途にも充分適用し得る高品買の製品を
製造し得るとともに、生産性を向上させ、かつ、生産コ
ストを低減させることができる。
を長手方向に搬送しながら順次両側端部が対向するよう
に円面状に成形し、さらに、対向した前記両側端部を非
加圧接触状態に維持してレーザ溶接し、かつ、前記レー
ザ溶接に先だって前記金属部材な防熱加熱によシ予熱す
るようにしたので、化学プラント用パイプ等のように使
用条件の厳しい用途にも充分適用し得る高品買の製品を
製造し得るとともに、生産性を向上させ、かつ、生産コ
ストを低減させることができる。
第1図は従来の溶接管製造装置の一例を示す概略構成図
、第2図(イ)〜(/−1は各々第1図に示す電極2.
3.4付近における溶接状態を示す概略図、第3図はこ
の発明の一実施例である金属パイプ製造装置の構成を示
す斜視図、第4図〜第6図は各々同実施例においてガス
シールドを行う場合の治具の一例を示す斜視図である。 10−−−−・ii1導加熱加熱コイルla、llb、
13a、13’b・・・・・スクイズロール、12・・
・・・レーザノズル。 第1図 Cイ) 1口)(I\ン 11燻2 )(ア
、第2図(イ)〜(/−1は各々第1図に示す電極2.
3.4付近における溶接状態を示す概略図、第3図はこ
の発明の一実施例である金属パイプ製造装置の構成を示
す斜視図、第4図〜第6図は各々同実施例においてガス
シールドを行う場合の治具の一例を示す斜視図である。 10−−−−・ii1導加熱加熱コイルla、llb、
13a、13’b・・・・・スクイズロール、12・・
・・・レーザノズル。 第1図 Cイ) 1口)(I\ン 11燻2 )(ア
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 板状の金属部材を長手方向に搬送しながら順次両側
端部が対向するように円筒状に成形し、さらに、対向し
た前記両側端部を非加圧接触状態に維持してレーザ溶接
し、かつ、前記レーザ溶接に先だって前記金属部材を誘
導加熱により予熱することを特徴とする金属パイプの製
造方法。 2 前記金属部材の誘導加熱部分および前記レーザ溶接
における溶融部より下流であって前記金属部材の変色が
予期される部分を前記金属部材の表裏双方においてガス
シールドすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の金属パイプの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58153526A JPS6046890A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 金属パイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58153526A JPS6046890A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 金属パイプの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6046890A true JPS6046890A (ja) | 1985-03-13 |
JPH0418954B2 JPH0418954B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=15564450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58153526A Granted JPS6046890A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 金属パイプの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6046890A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4769522A (en) * | 1986-09-11 | 1988-09-06 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method and apparatus for laser beam welding of longitudinal seams in container bodies |
JPS63264287A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Nippon Steel Corp | エネルギ−・ビ−ムを用いた製管溶接法 |
JPH03133575A (ja) * | 1989-07-24 | 1991-06-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 高周波予熱と高密度エネルギー溶融溶接法を組合わせた金属溶接管の連続製造法と装置 |
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WO2009123330A1 (ja) | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Jfeスチール株式会社 | 高密度エネルギービームで接合した溶接鋼管およびその製造方法 |
DE102012017130A1 (de) | 2012-09-01 | 2014-03-06 | Man Diesel & Turbo Se | Laser-Rohreinschweißen |
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-
1983
- 1983-08-23 JP JP58153526A patent/JPS6046890A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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