JP2004122151A

JP2004122151A - 金属製部材の溶接方法

Info

Publication number: JP2004122151A
Application number: JP2002287147A
Authority: JP
Inventors: Kouhei Mori; 森　紘兵
Original assignee: SHINKO PIPE KOGYO KK
Current assignee: SHINKO PIPE KOGYO KK
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】一般的な抵抗溶接機で実施するために熟練した高度な溶接技術を身につけていない溶接工でも溶接可能であり、溶接時間が瞬時であり、熱による歪や変形も発生しない均一な溶接に仕上がるため溶接後の手直しが不必要であり、時間と手間を大幅に削減可能とした、金属製部材の溶接方法を提供する。
【解決手段】金属製の溶接部材と金属製の被溶接部材を接続する抵抗溶接接続において、接続する部位を接触させると互いに線接触となる部位を備え、当該線接触にて形成される面に対して垂直な方向の少なくとも一方から所定時間加圧をして、当該所定時間のうちの所定時間のみ通電させ抵抗溶接接続する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製の溶接部材と金属製の被溶接部材を接続する金属製部材の溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、フォークリフトのフォークの駆動に用いる油圧経路の配管には、高圧の流体（油圧）に耐え得るように、金属製パイプが用いられている。
また、当該金属製パイプの端部には、各部（他の配管等）に接続するための金属製部材（金属ニップル等）が溶接接続（固定）されている。例えば、金属製パイプの端末と金属製ニップルの溶接接続には、強度と密閉性が要求されるため、主に以下の（１）〜（３）に示す３通りの溶接方法の１つが用いられている。
（１）アーク溶接機による隅肉溶接
（２）ガス溶接機による隅肉溶接、またはろう付溶接
（３）電気炉によるろう付溶接
次に、図７及び図８を参照して、従来の金属製パイプの溶接方法（上記（１）〜（３））について説明する。従来では、端部がストレートの形状のパイプ１０の端部を、パイプ１０の一方の端部が挿入される嵌合孔２１が形成されたニップル２０に嵌合し（図７（Ａ）参照）、結合部３０を、上記（１）〜（３）にて溶接（図７（Ｂ）参照）している。図８（Ａ）は隅肉溶接を示す例であり、図８（Ｂ）はろう付溶接を示す例である。
【０００３】
なお、上記に説明した、（１）アーク溶接機による隅肉溶接、（２）ガス溶接機による隅肉溶接、またはろう付溶接、（３）電気炉によるろう付溶接は、従来より一般的に行われているので、あえて先行技術文献を記載しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、金属製パイプの端末と金属製ニップルの接続では、以下に示す課題が挙げられる。
（１）アーク溶接機による隅肉溶接は、熟練した高度な溶接技術を身につけた溶接工が実施しないと、パイプ本体は隅肉溶接による穴あきやパイプの内側は溶接肉がはみ出して穴詰まりの状態になる。またニップルは広く熱が加わることにより歪や変形が発生した状態になる。そのため、溶接後に手直しを必要とするために時間と手間を要した。
（２）ガス溶接機による隅肉溶接、またはろう付溶接は、上記（１）と同じく熟練した高度な溶接技術を身につけた溶接工が実施しないと、ニップルに広く熱を加えるため歪や変形が発生した状態になる。そのため、溶接後に手直しを必要とするために時間と手間を要した。
（３）電気炉によるろう付溶接では、パイプやニップル全体に熱を加えるため、パイプの歪や変形や材質変化が発生し、ニップルも歪や変形が発生した。そのため、溶接後に手直しを必要とするために時間と手間を要した。また、パイプ及びニップルを電気炉までの運搬や電気炉への添付にも時間と手間を要した。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、一般的な抵抗溶接機で実施するために熟練した高度な溶接技術を身につけていない溶接工でも溶接可能であり、溶接時間が瞬時であり、熱による歪や変形も発生しない均一な溶接に仕上がるため溶接後の手直しが不必要であり、時間と手間を大幅に削減可能とした、金属製部材の溶接方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの金属製部材の溶接方法である。
請求項１に記載の金属製部材の溶接方法を用いれば、金属製の溶接部材と金属製の被溶接部材は接続時に互いに線接触となる部位を備えている。当該線接触をした際に形成される面に対して垂直な方向の少なくとも一方から所定の時間の間加圧する。そして加圧されている所定の時間の内の所定の時間のみ金属製の溶接部材と金属製の被溶接部材を通電すると当該線接触している箇所でのみ通電されその箇所が溶融されて接続される。当該加圧により線接触が周縁状に均一になり、また接触抵抗値は大きくなるため通電により大きな発熱量にて溶融された抵抗溶接接続となる。また通電後も加圧状態であるため更に圧着されて気密性の高い抵抗溶接接続となる。
上記抵抗溶接接続は、一般的な抵抗溶接機で実施できるために熟練した高度な溶接技術を身につけていない溶接工でも溶接可能であり、溶接時間が瞬時であり、熱による歪や変形も発生しない均一な溶接に仕上がるため溶接後の手直しが不必要であり、時間と手間を大幅に削減可能とした金属性部材を溶接することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
◆［第１の実施の形態］
本発明の実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。なお、以下発明の実施の形態では、金属製の溶接部材として金属製のパイプ１０を用いた例を示し、金属製の被溶接部材として金属製のニップル２０を用いた例を示す。
図１（Ａ）は金属製のパイプ１０を金属製のニップル２０に抵抗溶接接合する前の姿態図である。
【０００７】
●［パイプ端部（図１）］
金属製のパイプ１０（以下、パイプ１０と言う）の端部から所定の位置（後記で記述する）に、パイプ１０の外周にパイプ膨らみ体１１が形成してある。
このパイプ膨らみ体１１の形状は断面半円状等であり、後述する金属製のニップル２０（以下、ニップル２０と言う）に形成の嵌合孔にパイプ１０の端部を挿入したとき、ニップル２０の表面と線接触可能な形状であれば良く、三角形状もしくは半楕円形状等であっても良い。
また、パイプ１０の外径の長さを「ｄ」とすると、このパイプ膨らみ体１１の外形の長さは「１．２ｄ」以上であるのが好ましい。また、このパイプ膨らみ体１１の図１（Ｂ）に示す膨らみ角度であるθは「３０°〜６０°」以内が好ましい。
【０００８】
●［ニップル（図２、図３）］
ニップル２０の中央には、前記パイプ１０の端部を挿入可能な嵌合孔２１が形成してあるとともに、導通孔２４が連通してある。
尚、前記嵌合孔２１の内径は、前記パイプ１０の外形より僅かに大きく形成してあり、パイプを挿入したとき隙間を有する。この隙間を嵌合部縦隙間３５とし、例えば「０．０５〜０．１５ｍｍ」以内の隙間が好ましい。また、前記嵌合孔２１の深さは、前記パイプ膨らみ体１１がニップル２０の表面と線接触したとき、パイプ１０の端部であるパイプ接続孔端面１２が嵌合孔の底部である嵌合孔底面２３に接触しない状態で隙間を有する。この隙間を嵌合部横隙間３６とし、例えば「１ｍｍ」以上の隙間が好ましい。即ち、パイプ１０の端部をニップル２０に形成の嵌合孔２１に挿入したとき、パイプ１０に形成のパイプ膨らみ体１１とニップル２０の表面が線接触するのみであり、従来のように、パイプ１０の外周面が嵌合孔２１の側部や、パイプ１０のパイプ接続孔端面１２と嵌合孔底面２３とが接触しない。
【０００９】
●［抵抗溶接（図３、図４、図５）］
次に、図３、図４、図５を参照してパイプ１０とニップル２０の抵抗溶接の実施方法について説明する。尚、パイプ１０をニップル２０に形成の嵌合孔に挿入した状態（図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）参照）で抵抗溶接機にセット（図４参照）し、溶接機上電極治具４２と溶接機下電極治具４４とで挟着する。前記挟着と共に、例えば、パイプ１０からニップル２０への軸方向に加圧を開始する。加圧は所定の時間行われ、その間の所定の時間のみ所定の通電を実施し溶接を行う。
上記加圧によりパイプ１０のパイプ膨らみ体１１とニップル２０の表面との間で周縁状に均一な線接触となり、通電（図５（Ａ）参照）されて、その通電された箇所が溶融して結合部３０（図５（Ｂ））となる。また、通電後も所定の時間加圧状態のため更に結合部３０は圧着されて気密性の高い抵抗溶接接続となる。
なお、前記加圧は、例えばパイプ１０の重量等により必ずしも必要ではないが、確実に均一な抵抗溶接を実施するために強制的に加圧することが望ましい。
また、この通電は線接触状態で行われているために大きな接触抵抗値となり接触部分は大きな発熱量を有した溶融となり良好な抵抗溶接接続となる。
なお、図４に示す溶接機上電極治具４２と溶接機下電極治具４４とは、図示しないが抵抗溶接機本体にに組みつけられている。
【００１０】
◆［第２の実施の形態］
本発明の実施の形態（第２の実施の形態）を図６を参照して説明する。
第１の実施の形態は、パイプ１０の端部から所定の位置に形成されたパイプ膨らみ体１１のみがパイプ１０の外形に対して太い形状であったが、この第２の実施の形態では、パイプ１０の端部はニップル２０に挿入する側に向けて先絞形状形状であり、パイプ１０とニップル２０の表面との間で線接触状態であると共に嵌合部縦隙間３５及び嵌合部横隙間３６を形成する。そのため第１の実施の形態と同様に抵抗溶接が可能であり以下詳細は省略する。
【００１１】
本発明の金属製部材の溶接方法は、本実施の形態で説明した構成、形状、手順、数値等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で様々の変更、追加、削除が可能である。例えば、金属製の溶接部材を金属製のパイプ１０として、また金属製の被溶接部材を金属製のニップル２０を例に説明したが、これに限定されるものではないし、金属材料は、抵抗溶接可能であれば材質は限定しない。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の金属製部材の溶接方法を用いれば、一般的な抵抗溶接機で実施するために熟練した高度な溶接技術を身につけていない溶接工でも溶接可能であり、溶接時間が瞬時であり、熱による歪や変形も発生しない均一な溶接に仕上がるため溶接後の手直しが不必要であり、時間と手間を大幅に削減可能とした金属性部材を溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパイプ１０の溶接方法をニップル２０との抵抗溶接接続に適用した一実施の形態の全体斜視図、及びパイプ１０の軸を通る面で切断した断面図を示している。
【図２】本発明の実施の形態における、ニップル２０の全体斜視図、及び軸を通る面で切った断面図である。
【図３】第１の実施の形態における、パイプ１０をニップル２０に嵌合した状態の全体斜視図、及び軸を通る面で切った断面図である。
【図４】第１の実施の形態における、パイプ１０とニップル２０を抵抗溶接機で保持した抵抗溶接の概略図を示す。
【図５】第１の実施の形態における、パイプ１０とニップル２０の抵抗溶接を実施中、及び実施後の例をそれぞれ示しており軸を通る面で切った断面図である。
【図６】第２の実施の形態における、パイプ１０とニップル２０の抵抗溶接を実施した例を示しており軸を通る面で切った断面図である。
【図７】従来のパイプ１０の溶接方法をニップル２０との溶接接続に適用した実施の形態の全体斜視図を示している。
【図８】従来のパイプ１０の溶接方法である隅肉溶接、及びろう付溶接をニップル２０との接続に適用した実施の形態を示す軸を通る面で切った断面図である。
【符号の説明】
１０　　パイプ
１１　　パイプ膨らみ体
１２　　パイプ接続孔端面
２０　　ニップル
２１　　嵌合孔
２３　　嵌合孔底面
２４　　導通孔
３０　　結合部
３５　　嵌合部縦隙間
３６　　嵌合部横隙間
４２　　溶接機上電極治具
４４　　溶接機下電極治具

Claims

金属製の溶接部材と金属製の被溶接部材を接続する抵抗溶接接続において、
接続する部位を接触させると互いに線接触となる部位を備え、当該線接触にて形成される面に対して垂直な方向の少なくとも一方から所定時間加圧をして、当該所定時間のうちの所定時間のみ通電させ抵抗溶接接続する、
ことを特徴とする金属製部材の溶接方法。