JP2001087887A - 管体の突き合わせ溶接における溶接部端面形状 - Google Patents

管体の突き合わせ溶接における溶接部端面形状

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JP2001087887A
JP2001087887A JP26639999A JP26639999A JP2001087887A JP 2001087887 A JP2001087887 A JP 2001087887A JP 26639999 A JP26639999 A JP 26639999A JP 26639999 A JP26639999 A JP 26639999A JP 2001087887 A JP2001087887 A JP 2001087887A
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Shoichi Kitagawa
彰一 北側
Shinnosuke Takeda
慎之助 武田
Morihiko Osawa
守彦 大澤
Masao Araki
正雄 荒木
Yasushi Miyashita
泰 宮下
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Hitachi Zosen Corp
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Hitachi Zosen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】管体同士の突き合わせ溶接を行う際に、ギャッ
プをできるだけ小さく保持するのに、容易かつ短時間で
セッティングし得る溶接部端面形状を提供する。 【解決手段】パイプ同士を突き合わせ溶接する際の溶接
部端面形状であって、上下のパイプ1,2の突き合わせ
溶接部端面3,4をパイプ軸心に対して傾斜させて、互
いの接触面を円錐面とすることにより、互いの心合わせ
を容易に行い得るようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、管体の突き合わせ
溶接における溶接部端面形状に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図5に示すように、パイプ51,
52同士の突き合わせ溶接を行う場合、溶接深さを最小
にするために、下記のような溶接部端面の形状にされて
いた。すなわち、図6に示すように、上下に配置された
パイプ51,52の溶接部端面53,54の形状は、パ
イプ軸心に対して直交する平面にされている。
【0003】また、図7に示すように、下側パイプ61
の溶接部端面63の形状を、パイプ軸心に対して直交す
る平面にするとともに上側パイプ62の溶接部端面64
を、パイプ軸心に対して直角ではなく、例えば下向きに
所定角度でもって傾斜する傾斜面にされている。さら
に、図8に示すように、上下のパイプ71,72におけ
る各溶接部端面73および74を、互いに開くような傾
斜面に、すなわち下側の溶接部端面73は下向きに傾斜
する傾斜面に、また上側の溶接部端面74は上向きに傾
斜する傾斜面にされている。
【0004】なお、図6〜図8において、(a)は両パ
イプ同士が離間した状態を示し、(b)は両パイプ同士
が接触した状態を示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した各溶接部端面
の形状によると、パイプが必ずしも真円でもって製作さ
れておらず、このため、両パイプ同士の心合わせ作業
が、非常に面倒であるとともに、心ずれ量を最小にする
のに多くの時間を要するという問題があった。さらに、
レーザ溶接を行う場合には、レーザ光が直径1mm以下
程度に集光されて利用されることから、心ずれなどによ
り開先ギャップが生じた場合には、安定した溶接を行う
ことができないという問題があった。
【0006】そこで、本発明は、管体同士の突き合わせ
溶接を行う際に、ギャップをできるだけ小さく保持する
のに、容易かつ短時間でセッティングし得る管体の突き
合わせ溶接における溶接部端面形状を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の管体の突き合わせ溶接における溶接
部端面形状は、管体同士を突き合わせ溶接する際の溶接
部端面形状であって、互いの突き合わせ溶接部端面を管
軸心に対して傾斜させて、互いの接触面を円錐面にした
ものである。
【0008】また、本発明の第2の管体の突き合わせ溶
接における溶接部端面形状は、管体同士を突き合わせ溶
接する際の溶接部端面形状であって、互いの突き合わせ
溶接部端面の内周部または外周部を、管軸心と直交する
平面に形成するとともに、残りの周縁部を、管軸心に対
して傾斜させて円錐面としたものである。また、本発明
の第3の管体の突き合わせ溶接における溶接部端面形状
は、管体同士を突き合わせ溶接する際の溶接部端面形状
であって、互いの突き合わせ溶接部端面を、管軸心に対
して傾斜させるとともに、一方の管体の溶接部端面の外
周側に開先面を形成したものである。
【0009】さらに、本発明の第4の管体の突き合わせ
溶接における溶接部端面形状は、管体同士を突き合わせ
溶接する際の溶接部端面形状であって、互いの突き合わ
せ溶接部端面を、その断面形状がV字状に形成したもの
である。上記の各構成によると、一対の管体の溶接部端
面の形状の少なくとも一部を、管体軸心に対して傾斜す
る円錐面としたので、両管体の心合わせを行う場合、一
方の管体を他方の管体に載置するだけで、容易かつ短時
間にて、ギャップが小さくなるように、心合わせを行う
ことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る管体の突き合わせ溶
接における溶接部端面形状について、以下、第1〜第4
までの実施の形態について説明するが、各実施の形態に
おいては、互いに溶接されるパイプ(管体の一例)同士
は、円形のものとして説明する。なお、各実施の形態に
おける図面において、(a)は両パイプ同士が離間した
状態を示し、(b)は両パイプ同士が接触した状態を示
している。
【0011】まず、第1の実施の形態における溶接部端
面形状を、図1に基づき説明する。本第1の実施の形態
に係る一対のパイプ1,2の突き合わせ溶接を行うため
の対向端部である溶接部端面3,4は、その断面形状に
おいて、パイプ軸心に対して直角ではなく、一方側に、
例えば下向きに傾斜する傾斜面にされている。すなわ
ち、下側の溶接部端面3は円錐面(凸状)に、上側の溶
接部端面4は逆円錐面(凹状)に形成されている。
【0012】したがって、両パイプ1,2の突き合わせ
溶接を行う場合、まず下側パイプ1を固定しておき、こ
の下側パイプ1の溶接部端面3上に、上側パイプ2の溶
接部端面4を載置し、それぞれの端面3,4同士、すな
わち傾斜面同士を合わせる。そして、互いに一致してい
ない場合には、上側パイプ2を少し回転させれば、互い
の溶接部端面3,4である接触面が円錐面であるため、
容易かつ短時間で、両パイプ1,2の心合わせを確実に
行うことができる。
【0013】また、両パイプ1,2同士を仮付けする際
に、上側パイプ2を下側パイプ1側に軽く押し付けるだ
けで、より確実に、両パイプ1,2同士の心合わせを行
うことができる。このように、両パイプ1,2の心合わ
せが正確に行われると、互いの接触面にギャップが生じ
ないので、レーザ溶接を用いても、安定した突き合わせ
溶接を行うことができる。
【0014】なお、この溶接部端面の形状にて突き合わ
せ溶接を実施した場合と、従来の形状でもって実施した
場合とについて、心合わせに要する作業時間(直径が1
mで、厚さ1mmのパイプを溶接した場合)と溶接欠陥
発生率とを比較すると、心合わせに要した作業時間が、
従来のものでは、1時間要したのに対して、本実施の形
態のものでは、5分であり、また、欠陥発生率では、従
来のものでは、50%であったの対して、本実施の形態
のものでは、5%であった。
【0015】次に、第2の実施の形態における溶接部端
面形状を、図2に基づき説明する。本第2の実施の形態
における一対のパイプ11,12の突き合わせ溶接を行
うための溶接部端面13,14の内周部13a,14a
は、パイプ軸心と直交する平面に形成されるとともに、
残りの外周部13b,14bはパイプ軸心に対して傾斜
され円錐面に形成されている。
【0016】この場合も、第1の実施の形態と同様に、
突き合わせ溶接を行う際に、下側のパイプ11の溶接部
端面13に、上側のパイプ12を載置するだけで、両方
の円錐面13b,14bにより、両パイプ13,14の
心合わせが、自然にすなわち容易に行われ、したがって
レーザ溶接を用いても、安定した突き合わせ溶接を行う
ことができる。
【0017】次に、第3の実施の形態における溶接部端
面形状を、図3に基づき説明する。本第3の実施の形態
における一対のパイプ21,22の突き合わせ溶接を行
うための溶接部端面23,24は、その断面形状がパイ
プ軸心に対して傾斜するように形成されるとともに、下
側の溶接部端面23の外周部23bは、さらに下向きに
傾斜が設けられて、開先面23bが形成されている。
【0018】すなわち、上側パイプ22の溶接部端面2
4は円錐面にされ、一方、下側パイプ22の溶接部端面
23の内周部23aは、上側パイプ22の溶接部端面2
4に合致する傾斜面にされるとともに、溶接部端面23
の外周部23bは、傾斜角度が大きい円錐面(開先面)
にされている。この場合も、第1の実施の形態と同様
に、両パイプ21,22の突き合わせ溶接を行う際に、
まず下側パイプ21を固定しておき、この下側パイプ2
1の溶接部端面23上に、上側パイプ22を載置して、
互いに合致する溶接部端面23a,24同士を合わせれ
は、容易かつ短時間で、両パイプ21,22の心合わせ
を行うことができる。したがってレーザ溶接を用いて
も、安定した突き合わせ溶接を行うことができる。
【0019】次に、第4の実施の形態における溶接部端
面形状を、図4に基づき説明する。本第4の実施の形態
における一対のパイプ31,32の突き合わせ溶接を行
うための互いの溶接部端面33,34は、その断面が逆
V字形状(勿論、上下逆さにみればV字形状であり、こ
れも含まれる)となるように形成されている。すなわ
ち、上下の両パイプ31,32の溶接部端面33,34
の内周部33a,34aは、上向きに傾斜する内側円錐
面に形成されるとともに、溶接部端面33,34の外周
部33b,34bは、下向きに傾斜する外側円錐面に形
成されている。
【0020】この場合も、第1の実施の形態と同様に、
両パイプ31,32の突き合わせ溶接を行う際に、下側
パイプ31に凸状に形成された断面逆V字形状の溶接部
端面33上に、上側パイプ32に凹状に形成された断面
逆V字形状の溶接部端面34を載置することにより、す
なわち逆V字状にされていることにより、両パイプ3
1,32の心合わせを、容易かつ短時間で、行うことが
でき、したがってレーザ溶接を用いても、安定した突き
合わせ溶接を行うことができる。
【0021】ところで、上記第3の実施の形態におい
て、両パイプの溶接部端面の形状については、逆V字形
状に、V字形状が含まれると説明したが、他の実施の形
態のパイプの溶接部端面の形状においても、上下、逆に
形成した場合でも、パイプ同士の心合わせを容易に行う
ことができ、したがって実施の形態と同様の効果が得ら
れる。
【0022】また、この溶接部端面の形状は、あらゆる
円筒構造物にも適用することができ、具体的には、煙
突、水圧鉄管、圧力容器、建築構造物、海洋構造物、各
種配管などのあらゆるパイプの突き合わせ継手部に適用
し得る。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明の各構成によると、
一対の管体の溶接部端面の形状の少なくとも一部を、管
体軸心に対して傾斜する円錐面としたので、両管体の心
合わせを行う場合、一方の管体を他方の管体に載置する
だけで、容易かつ短時間で、心合わせを行うことがで
き、また両管体同士の心合わせが正確に行われると、互
いの接触面にギャップが生じないので、レーザ溶接を用
いた場合でも、安定した溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における両パイプの
溶接部端面の形状を示す要部断面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態における両パイプの
溶接部端面の形状を示す要部断面図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態における両パイプの
溶接部端面の形状を示す要部断面図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態における両パイプの
溶接部端面の形状を示す要部断面図である。
【図5】従来例における一対のパイプ同士の突き合わせ
溶接を行う際の概略斜視図である。
【図6】従来例における両パイプの溶接部端面の形状を
示す要部断面図である。
【図7】従来例における両パイプの溶接部端面の形状を
示す要部断面図である。
【図8】従来例における両パイプの溶接部端面の形状を
示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 パイプ 2 パイプ 3 溶接部端面 4 溶接部端面 11 パイプ 12 パイプ 13 溶接部端面 14 溶接部端面 21 パイプ 22 パイプ 23 溶接部端面 24 溶接部端面 31 パイプ 32 パイプ 33 溶接部端面 34 溶接部端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大澤 守彦 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 荒木 正雄 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 宮下 泰 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】管体同士を突き合わせ溶接する際の溶接部
    端面形状であって、互いの突き合わせ溶接部端面を管軸
    心に対して傾斜させて、互いの接触面を円錐面にしたこ
    とを特徴とする管体の突き合わせ溶接における溶接部端
    面形状。
  2. 【請求項2】管体同士を突き合わせ溶接する際の溶接部
    端面形状であって、互いの突き合わせ溶接部端面の内周
    部または外周部を、管軸心と直交する平面に形成すると
    ともに、残りの周縁部を、管軸心に対して傾斜させて円
    錐面としたことを特徴とする管体の突き合わせ溶接にお
    ける溶接部端面形状。
  3. 【請求項3】管体同士を突き合わせ溶接する際の溶接部
    端面形状であって、互いの突き合わせ溶接部端面を、管
    軸心に対して傾斜させるとともに、一方の管体の溶接部
    端面の外周側に開先面を形成したことを特徴とする管体
    の突き合わせ溶接における溶接部端面形状。
  4. 【請求項4】管体同士を突き合わせ溶接する際の溶接部
    端面形状であって、互いの突き合わせ溶接部端面を、そ
    の断面形状がV字状に形成したことを特徴とする管体の
    突き合わせ溶接における溶接部端面形状。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016130300A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-18 Borgwarner Inc. Method of joining by electron beam or laser welding a turbocharger turbine wheel to a shaft; corresponding turbocharger turbine wheel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016130300A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-18 Borgwarner Inc. Method of joining by electron beam or laser welding a turbocharger turbine wheel to a shaft; corresponding turbocharger turbine wheel
US10603740B2 (en) 2015-02-09 2020-03-31 Borgwarner Inc. Method of joining by electron beam or laser welding a turbocharger turbine wheel to a shaft; corresponding turbocharger turbine wheel

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