JPH10192964A - レーザパイプ溶接方法 - Google Patents
レーザパイプ溶接方法Info
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- JPH10192964A JPH10192964A JP8358812A JP35881296A JPH10192964A JP H10192964 A JPH10192964 A JP H10192964A JP 8358812 A JP8358812 A JP 8358812A JP 35881296 A JP35881296 A JP 35881296A JP H10192964 A JPH10192964 A JP H10192964A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】素材である板材をパイプ状に成形する成形手段
のほかに、従来のように突合わせ部の密着用として加熱
手段などの特別の構成を必要とせず、より簡便な方法
で、作業性がよく、しかも高い溶接品質が容易に得られ
るレーザパイプ溶接方法を提供する。 【解決手段】素材である板材１をパイプ状に成形し、そ
の両端部を溶接時と同様の突合わせ状態又は近接状態に
置くパイプ成形工程（１）と、それぞれの端部をレーザ
光により溶接面と平行に切断するレーザ切断工程（２）
と、再度それらの切断面を突合わせる突合わせ工程
（３）と、その突合わせ部をレーザ光により溶接するレ
ーザ溶接工程（４）とからパイプ溶接を行う。
のほかに、従来のように突合わせ部の密着用として加熱
手段などの特別の構成を必要とせず、より簡便な方法
で、作業性がよく、しかも高い溶接品質が容易に得られ
るレーザパイプ溶接方法を提供する。 【解決手段】素材である板材１をパイプ状に成形し、そ
の両端部を溶接時と同様の突合わせ状態又は近接状態に
置くパイプ成形工程（１）と、それぞれの端部をレーザ
光により溶接面と平行に切断するレーザ切断工程（２）
と、再度それらの切断面を突合わせる突合わせ工程
（３）と、その突合わせ部をレーザ光により溶接するレ
ーザ溶接工程（４）とからパイプ溶接を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の金属の板材
をパイプ状に成形して突合わせ部をレーザ光を用いて溶
接することによりパイプを製造するレーザパイプ溶接方
法に関する。
をパイプ状に成形して突合わせ部をレーザ光を用いて溶
接することによりパイプを製造するレーザパイプ溶接方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のレーザパイプ溶接においては、
素材である板材１０１をパイプ状に成形した際の突合わ
せ部に、その板材１０１の端面の加工精度がそのまま影
響して図４に示したように間隙Ｓａが形成されることか
ら、レーザ溶接に必要なエネルギ密度が増大し、レーザ
発振器の出力を上げたり溶接スピードを減速したりする
必要が生じ、作業性を低下させるばかりでなく、溶接品
質にも重要な影響を及すといった問題があった。このた
め、図５に示したように、板材１０１の突合わせ部を加
熱手段１０２により加熱するとともに、加圧手段１０
３，１０４を介して両側から押圧して図６のように突合
わせ部を密着させた状態において、レーザ光Ｌによる溶
接を行うという手法が知られている。しかしながら、こ
の従来技術は、加圧手段に加えて加熱手段を必要とする
ばかりでなく、突合わせ部に盛上がり部１０５が形成さ
れやすいという点で問題があった。
素材である板材１０１をパイプ状に成形した際の突合わ
せ部に、その板材１０１の端面の加工精度がそのまま影
響して図４に示したように間隙Ｓａが形成されることか
ら、レーザ溶接に必要なエネルギ密度が増大し、レーザ
発振器の出力を上げたり溶接スピードを減速したりする
必要が生じ、作業性を低下させるばかりでなく、溶接品
質にも重要な影響を及すといった問題があった。このた
め、図５に示したように、板材１０１の突合わせ部を加
熱手段１０２により加熱するとともに、加圧手段１０
３，１０４を介して両側から押圧して図６のように突合
わせ部を密着させた状態において、レーザ光Ｌによる溶
接を行うという手法が知られている。しかしながら、こ
の従来技術は、加圧手段に加えて加熱手段を必要とする
ばかりでなく、突合わせ部に盛上がり部１０５が形成さ
れやすいという点で問題があった。
【０００３】また、平板同士のレーザ溶接に関してでは
あるが、それぞれの素材の端部を予め切断しておき、そ
の端部を突合わせて溶接するレーザ溶接方法が知られて
いる（特開平６１−２７６７９０号公報、特開平４−３
２７３８８号公報）。しかしながら、この従来技術をパ
イプ溶接の場合に応用して、平板状の素材の両端部を予
め切断した後、パイプ状に成形した場合には、図７に示
したようにその突合わせ部には、前記間隙Ｓａほどでは
ないが、間隙Ｓｂが形成されたり、パイプ状に成形する
際にゆがみが生じて接合面が一直線状にならずに密着で
きない場合が生じたりして、程度の差はあるものの、作
業性や溶接品質に悪影響を及すことには変りがなかっ
た。
あるが、それぞれの素材の端部を予め切断しておき、そ
の端部を突合わせて溶接するレーザ溶接方法が知られて
いる（特開平６１−２７６７９０号公報、特開平４−３
２７３８８号公報）。しかしながら、この従来技術をパ
イプ溶接の場合に応用して、平板状の素材の両端部を予
め切断した後、パイプ状に成形した場合には、図７に示
したようにその突合わせ部には、前記間隙Ｓａほどでは
ないが、間隙Ｓｂが形成されたり、パイプ状に成形する
際にゆがみが生じて接合面が一直線状にならずに密着で
きない場合が生じたりして、程度の差はあるものの、作
業性や溶接品質に悪影響を及すことには変りがなかっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、素材である板材をパイプ状に成形する
成形手段のほかに、突合わせ部の密着用として加熱手段
などの特別の構成を必要とせず、より簡便な方法で、作
業性がよく、しかも高い溶接品質が容易に得られるレー
ザパイプ溶接方法を提供する点にある。
な従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、素材である板材をパイプ状に成形する
成形手段のほかに、突合わせ部の密着用として加熱手段
などの特別の構成を必要とせず、より簡便な方法で、作
業性がよく、しかも高い溶接品質が容易に得られるレー
ザパイプ溶接方法を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、素材である板材をパイプ状に成形し、その
両端部を溶接時と同様の突合わせ状態又は近接状態に置
いて、それぞれの端部をレーザ光により溶接面と平行に
切断した後、再度それらの切断面を突合わせ、その突合
わせ部をレーザ光により溶接するという技術手段を採用
した。
決するため、素材である板材をパイプ状に成形し、その
両端部を溶接時と同様の突合わせ状態又は近接状態に置
いて、それぞれの端部をレーザ光により溶接面と平行に
切断した後、再度それらの切断面を突合わせ、その突合
わせ部をレーザ光により溶接するという技術手段を採用
した。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態としては、素材
である板材をパイプ状に成形するための具体的な成形方
式により左右されることなく、広く適用が可能である。
すなわち、素材として所定の長さに切断した板材を用い
て曲げ加工により間欠的にパイプ状に成形するバッチ成
形方式のものや、いわゆるロール成形法により連続的に
パイプ状に成形する連続成形方式のものに適用が可能で
ある。要は、間欠的であろうと連続的であろうと、素材
としての板材をパイプ状に成形し、その板材の両端部を
溶接時と同様の突合わせ状態又は近接状態に置いたう
え、それぞれの端部をレーザ切断し得るものであれば適
用が可能である。なお、パイプ状とは必ずしも円形のも
のに限らず、角形等のものでもよい。また、レーザ光の
照射ノズルの設置数に関しては、前者のバッチ成形方式
の場合には、レーザ切断用の照射ノズルとレーザ溶接用
の照射ノズルとを別個に設けてもよいが、レーザ出力等
を調整することにより１個の照射ノズルを共用して照射
動作を繰返し実行するように構成することも可能であ
る。他方、後者の連続成形方式の場合には、それぞれ専
用のレーザ切断用の照射ノズル２個とレーザ溶接用の照
射ノズル１個を使用して定位置においてそれぞれ照射動
作を実行するように構成するのが適当である。なお、溶
接断面は必ずしもパイプの半径方向に限られず傾斜させ
てもよい。その場合には、レーザ切断の切断面も溶接断
面に合わせて傾斜させることになる。
である板材をパイプ状に成形するための具体的な成形方
式により左右されることなく、広く適用が可能である。
すなわち、素材として所定の長さに切断した板材を用い
て曲げ加工により間欠的にパイプ状に成形するバッチ成
形方式のものや、いわゆるロール成形法により連続的に
パイプ状に成形する連続成形方式のものに適用が可能で
ある。要は、間欠的であろうと連続的であろうと、素材
としての板材をパイプ状に成形し、その板材の両端部を
溶接時と同様の突合わせ状態又は近接状態に置いたう
え、それぞれの端部をレーザ切断し得るものであれば適
用が可能である。なお、パイプ状とは必ずしも円形のも
のに限らず、角形等のものでもよい。また、レーザ光の
照射ノズルの設置数に関しては、前者のバッチ成形方式
の場合には、レーザ切断用の照射ノズルとレーザ溶接用
の照射ノズルとを別個に設けてもよいが、レーザ出力等
を調整することにより１個の照射ノズルを共用して照射
動作を繰返し実行するように構成することも可能であ
る。他方、後者の連続成形方式の場合には、それぞれ専
用のレーザ切断用の照射ノズル２個とレーザ溶接用の照
射ノズル１個を使用して定位置においてそれぞれ照射動
作を実行するように構成するのが適当である。なお、溶
接断面は必ずしもパイプの半径方向に限られず傾斜させ
てもよい。その場合には、レーザ切断の切断面も溶接断
面に合わせて傾斜させることになる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例に関して
説明する。図１は本発明の作業工程の流れの概略を示し
た概略説明図であり、図２はその一実施例としてロール
成形法を用いた連続成形方式に適用した場合の要部を示
した概略構成図である。図１に示したように、本発明の
作業工程は、（１）パイプ成形工程、（２）レーザ切断
工程、（３）突合わせ工程及び（４）レーザ溶接工程か
ら構成される。先ず工程（１）のパイプ成形工程におい
ては、素材である金属の板材１を図２に例示した成形ロ
ール２，３を多数組、使用して成形加工を行う本実施例
では、従来のロール成形法に従ってパイプ状に成形し、
その両端部を溶接時と同様の突合わせた状態又は近接し
た状態に置く。しかる後、工程（２）のレーザ切断工程
に進み、その突合わせ状態又は近接状態にある両端部の
整形に必要な小量を図２に例示したレーザ切断用の照射
ノズル４，５から照射されるレーザ光Ｌ1，Ｌ2によって
溶接面と平行に切り落す。この場合、アシストガスとし
て、切断面の酸化を防止するため、窒素ガスやアルゴン
等の不活性ガスを用いる。但し、板材１として鉄系の鋼
材を用いる場合には、酸素ガスを用いても形成される酸
化膜が非常に薄いため特に支障がない。さらに、工程
（３）の突合わせ工程においては、それらの切断面を押
え用の治具等を使用しながら適宜の手段により再度突合
わせ、両面を密着させる。そして、工程（４）のレーザ
溶接工程においては、その密着状態にある前記切断面の
突合わせ部に対して図２に例示したレーザ溶接用の照射
ノズル６から照射されるレーザ光Ｌ3によって連続的に
溶接を行う。この場合、レーザ溶接用のシールドガスと
して、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや炭酸ガスが
用いられる。しかして、以上の各工程（１）〜（４）を
連続的に実行することにより目的のパイプが継続的に製
造されることになる。
説明する。図１は本発明の作業工程の流れの概略を示し
た概略説明図であり、図２はその一実施例としてロール
成形法を用いた連続成形方式に適用した場合の要部を示
した概略構成図である。図１に示したように、本発明の
作業工程は、（１）パイプ成形工程、（２）レーザ切断
工程、（３）突合わせ工程及び（４）レーザ溶接工程か
ら構成される。先ず工程（１）のパイプ成形工程におい
ては、素材である金属の板材１を図２に例示した成形ロ
ール２，３を多数組、使用して成形加工を行う本実施例
では、従来のロール成形法に従ってパイプ状に成形し、
その両端部を溶接時と同様の突合わせた状態又は近接し
た状態に置く。しかる後、工程（２）のレーザ切断工程
に進み、その突合わせ状態又は近接状態にある両端部の
整形に必要な小量を図２に例示したレーザ切断用の照射
ノズル４，５から照射されるレーザ光Ｌ1，Ｌ2によって
溶接面と平行に切り落す。この場合、アシストガスとし
て、切断面の酸化を防止するため、窒素ガスやアルゴン
等の不活性ガスを用いる。但し、板材１として鉄系の鋼
材を用いる場合には、酸素ガスを用いても形成される酸
化膜が非常に薄いため特に支障がない。さらに、工程
（３）の突合わせ工程においては、それらの切断面を押
え用の治具等を使用しながら適宜の手段により再度突合
わせ、両面を密着させる。そして、工程（４）のレーザ
溶接工程においては、その密着状態にある前記切断面の
突合わせ部に対して図２に例示したレーザ溶接用の照射
ノズル６から照射されるレーザ光Ｌ3によって連続的に
溶接を行う。この場合、レーザ溶接用のシールドガスと
して、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスや炭酸ガスが
用いられる。しかして、以上の各工程（１）〜（４）を
連続的に実行することにより目的のパイプが継続的に製
造されることになる。
【０００８】図３は、本発明の他の実施例として、間欠
的にパイプを成形する前述のバッチ成形方式に適用した
場合の要部を示した概略構成図である。本実施例におい
ては、予め素材として所定の長さに板材７を切断し、そ
の板材７を前記工程（１）のパイプ成形工程においてパ
イプ状に曲げ加工するとともに、図３に示したように、
２段の前進動作が可能な２段油圧シリンダ等からなる適
宜の駆動手段８，９を介して駆動される成形部材１０，
１１を用いて、前記工程（２）のレーザ切断工程におけ
る突合わせ又は接近状態と工程（４）のレーザ溶接工程
における突合わせ状態の２状態にセットし得るように構
成されている。
的にパイプを成形する前述のバッチ成形方式に適用した
場合の要部を示した概略構成図である。本実施例におい
ては、予め素材として所定の長さに板材７を切断し、そ
の板材７を前記工程（１）のパイプ成形工程においてパ
イプ状に曲げ加工するとともに、図３に示したように、
２段の前進動作が可能な２段油圧シリンダ等からなる適
宜の駆動手段８，９を介して駆動される成形部材１０，
１１を用いて、前記工程（２）のレーザ切断工程におけ
る突合わせ又は接近状態と工程（４）のレーザ溶接工程
における突合わせ状態の２状態にセットし得るように構
成されている。
【０００９】そして、本実施例においては、板材７は少
なくともパイプ状に成形される最終段階に前記成形部材
１０，１１相互間に挿入され、駆動手段８，９を介して
先ず１段目の動作位置に押圧され、工程（２）のレーザ
切断工程の突合わせ又は接近状態にセットされる。図３
はこのセット状態を示したもので、この状態においてレ
ーザ切断用の照射ノズル１２から照射されるレーザ光Ｌ
4によって整形に必要な小量を溶接面と平行に切り落
す。この場合、照射ノズルを２本用意して板材７の両端
を同時に切断することも可能であるが、図示のように１
本の照射ノズル１２を用いて片側ずつ切断するようにし
てもよい。板材７の両端部が切断されて整形された場合
には、工程（３）の突合わせ工程へ進み、前記成形部材
１０，１１を駆動手段８，９を介して２段目の動作位置
に前進させ、工程（２）の切断により形成された隙間を
詰め、板材７の両端を再度突合わせて工程（４）のレー
ザ溶接時の突合わせ状態にセットする。しかる後、板材
７の接合部に対してレーザ溶接を実行することになる
が、この場合、レーザ切断とレーザ溶接では、補助的に
用いるアシストガスやシールドガスの種類と使用量を選
定して出力を調整してやれば、同じ照射ノズルを共用し
得る場合が多いことから、前記照射ノズル１２を共用し
てレーザ溶接を行うようにしてもよいし、専用の照射ノ
ズルを用意してレーザ溶接を行うようにしてもよい。
なくともパイプ状に成形される最終段階に前記成形部材
１０，１１相互間に挿入され、駆動手段８，９を介して
先ず１段目の動作位置に押圧され、工程（２）のレーザ
切断工程の突合わせ又は接近状態にセットされる。図３
はこのセット状態を示したもので、この状態においてレ
ーザ切断用の照射ノズル１２から照射されるレーザ光Ｌ
4によって整形に必要な小量を溶接面と平行に切り落
す。この場合、照射ノズルを２本用意して板材７の両端
を同時に切断することも可能であるが、図示のように１
本の照射ノズル１２を用いて片側ずつ切断するようにし
てもよい。板材７の両端部が切断されて整形された場合
には、工程（３）の突合わせ工程へ進み、前記成形部材
１０，１１を駆動手段８，９を介して２段目の動作位置
に前進させ、工程（２）の切断により形成された隙間を
詰め、板材７の両端を再度突合わせて工程（４）のレー
ザ溶接時の突合わせ状態にセットする。しかる後、板材
７の接合部に対してレーザ溶接を実行することになる
が、この場合、レーザ切断とレーザ溶接では、補助的に
用いるアシストガスやシールドガスの種類と使用量を選
定して出力を調整してやれば、同じ照射ノズルを共用し
得る場合が多いことから、前記照射ノズル１２を共用し
てレーザ溶接を行うようにしてもよいし、専用の照射ノ
ズルを用意してレーザ溶接を行うようにしてもよい。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように、素材で
ある板材をパイプ状に成形した後、突合わせ状態又は近
接状態にある両端部をレーザ光により溶接面と平行に切
断したうえ、その切断面を再度突合わせてレーザ溶接す
るように構成したので、従来のように加熱したり強力に
押圧しなくとも、きわめて良好な密着状態が簡便に得ら
れるため、その作業性が改善されるとともに、高い溶接
品質を容易に得ることができる。
ある板材をパイプ状に成形した後、突合わせ状態又は近
接状態にある両端部をレーザ光により溶接面と平行に切
断したうえ、その切断面を再度突合わせてレーザ溶接す
るように構成したので、従来のように加熱したり強力に
押圧しなくとも、きわめて良好な密着状態が簡便に得ら
れるため、その作業性が改善されるとともに、高い溶接
品質を容易に得ることができる。
【図１】 本発明の作業工程の流れを示した概略説明図
である。
である。
【図２】 本発明の実施例の要部を示した概略構成図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の他の実施例の要部を示した概略構成
図である。
図である。
【図４】 従来の突合わせ部の状態を示した部分拡大図
である。
である。
【図５】 従来例の要部を示した概略構成図である。
【図６】 同従来例におけるレーザパイプ溶接時の突合
わせ部の状態を示した部分拡大図である。
わせ部の状態を示した部分拡大図である。
【図７】 他の従来例におけるレーザパイプ溶接時の突
合わせ部の状態を示した部分拡大図である。
合わせ部の状態を示した部分拡大図である。
１…板材、２，３…成形ロール、４，５…レーザ切断用
の照射ノズル、６…レーザ溶接用の照射ノズル、７…板
材、８，９…駆動手段、１０，１１…成形部材
の照射ノズル、６…レーザ溶接用の照射ノズル、７…板
材、８，９…駆動手段、１０，１１…成形部材
Claims (1)
- 【請求項１】 金属の板材をパイプ状に成形し、その突
合わせ部をレーザ光により溶接するレーザパイプ溶接方
法において、素材である前記板材をパイプ状に成形し、
その両端部を溶接時と同様の突合わせ状態又は近接状態
に置いて、それぞれの端部をレーザ光により溶接面と平
行に切断した後、再度それらの切断面を突合わせ、その
突合わせ部をレーザ光により溶接することを特徴とする
レーザパイプ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8358812A JPH10192964A (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | レーザパイプ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8358812A JPH10192964A (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | レーザパイプ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10192964A true JPH10192964A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=18461241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8358812A Pending JPH10192964A (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | レーザパイプ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10192964A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-12-28 JP JP8358812A patent/JPH10192964A/ja active Pending
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