高效率且无焊接缺陷的和高质量焊接钢管的制造方法

   本发明涉及焊接钢管的制造方法，特别涉及一种采用了高密度能量束的钢管制造方法。

    一边连续地运送钢带一边将钢带的两侧边相对而形成圆筒状，再把钢带侧边的对接部焊接起来便制成了钢管。这种制管方法中，效率最高的制管法是辊对焊接法。该焊接法是采用高频电流的感应加热或使高频电流通过触点流经接合部分，对接合部分进行加热、溶融，然后用挤压辊加压溶融部，边除去溶融部内存在的杂质、氧化物等边进行焊接。但是，在相对的钢带侧边被加热、溶融时，由于空气中的氧气、特别是材料中的Mn、Si、cr等合金成分形成的高融点聚合物不能排出而残留在焊接部内，往往产生一种称为烧化的焊接缺陷。另外，为了抑制氧化、制造高质量的焊接钢管，虽然考虑采用气体屏蔽等办法，但这些办法也不能得到理想的效果。

    以此背景而开发出的焊接法，有采用激光束等高密度能量束的制管焊接法。该方法是用高密度能量束的照射来溶融对接着的钢带侧边，使之焊接。由于溶融的金属不与空气接触，所以不易产生残留氧化物等的焊接缺陷，能得到高质量的焊接钢管。

    这种方法已在日本专利公报特开平3-291176号（公开日1991年12月20日）和特开平4-18954号（公开日1992年3月30日）中公开。特开平3-291176号公报所揭示的制管方法如图4所示。该方法是用作为第1加热源2的高频感应方式或高频电阻方式仅对成形为圆筒状钢带1的侧边部la、lb预热至200～600℃，然后用作为第2加热源3的高密度能量束照射挤压辊4a、46附近的对接部lc，进行焊接。该方法中，用第1加热源对钢带侧边部预热，以弥补第2加热源的能量不足，是一种能提高焊接速度的复合焊接法。该方法是以制造铁素体系列或奥氏体系列不锈钢管为目的，在铁素体系列不锈钢中，由于结晶颗粒粗大，存在二次加工性低劣的问题，在奥氏体系列不锈钢中，由于焊接腐蚀的问题而导致质量降低。因此，高频热源2的预热温度限定在200～600℃。但是，当钢管直径或管壁厚度大时，600℃的预热温度不能实现焊接速度的高速化。

    上述特开平4-18954号公报中揭示的制管方法如图5所示。该方法中，用作为第1加热源的感应加热线圈2，在钢带两侧边1a、16最初相接的V收束点1d的上游侧，对钢带la、lb进行使其几乎不产生溶融的预热；再用作为第2加热源的高密度能量束3照射V收束点ld下游侧的钢带侧边对接面1c，进行焊接，在y收束点ld与高密度能量束溶融部之间，以及该溶融部的下游侧，钢带的两侧边只是以接触程度的紧固量紧固着。

    该方法中，高密度能量3的照射位置在钢带两侧边最初相接的y收束点ld的下游侧，如图5所示，在挤压辊4a、46的下游侧，因反弹使对接部开口，在焊接部产生咬边，或者因材料的组分引起凝固裂绞。

    另外，虽然挤压辊4a、46和挤压辊5a、56的紧固量使钢带两侧边以接触程度紧固，但在前后挤压辊4a、4b与挤压辊5a、56之间，因反弹而产生间隙，解决这个问题在技术上比较困难。

    本发明的目的在于提供一种高效率且无焊接缺陷的、高质量焊接钢管的制造方法。