JP2006150397A - Ring projection welding method and ring projection welding member - Google Patents

Ring projection welding method and ring projection welding member Download PDF

Info

Publication number
JP2006150397A
JP2006150397A JP2004343766A JP2004343766A JP2006150397A JP 2006150397 A JP2006150397 A JP 2006150397A JP 2004343766 A JP2004343766 A JP 2004343766A JP 2004343766 A JP2004343766 A JP 2004343766A JP 2006150397 A JP2006150397 A JP 2006150397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
projection
tube
inner tube
end surface
projection welding
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.)
Pending
Application number
JP2004343766A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Ueda
隆浩 植田
Masanori Hara
雅徳 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP2004343766A priority Critical patent/JP2006150397A/en
Publication of JP2006150397A publication Critical patent/JP2006150397A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • F02F3/003Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/0015Multi-part pistons
    • F02F3/003Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
    • F02F2003/0061Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping by welding

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a ring projection welding method and a ring projection welding member which enable both external and internal tubes to be fully joined, by avoiding incomplete welding due to insufficient fusion of a contact part or generation of surface flash, in joining an end face of a multilayered tube member with some other member. <P>SOLUTION: In the projection welding method between each end face of the internal and the external tube of a multilayered tube member as one part and some other member as the other part, the multilayered tube member has the internal tube and the external tube that encloses the internal tube. Before the welding, the sum (Sc) of the burn-off length cross section of the projections formed at least either on the internal tube end face or on the part corresponding thereto of the other member is made smaller than the sum (Sd) of the burn-off length cross section of the projections formed at least either on the external tube end face or on the part corresponding thereto of the other member. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、多重管部材の端面と他部材とを溶接接合するリングプロジェクション溶接方法およびリングプロジェクション溶接部材に関し、詳しくは、多重管形状を有する内燃機関用ピストン、排気マニホルド、送水管、油圧用ピストンなどに好適なリングプロジェクション溶接方法およびプロジェクション溶接部材に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ring projection welding method and a ring projection welding member for welding and joining an end surface of a multiple pipe member and another member, and more specifically, a piston for an internal combustion engine, an exhaust manifold, a water supply pipe, and a hydraulic piston having a multiple pipe shape. The present invention relates to a ring projection welding method and a projection welding member suitable for the above.

二重管などの多重管部材の端面と他部材との溶接接合は、例えば特許文献1に開示されるように、摩擦圧接により行われることがある。図7は、特許文献1に開示される、摩擦圧接により接合一体化された、二重管形状を有する内燃機関用ピストン70の一部の断面図である。図7で、内燃機関用ピストン70は、トップランド部71とスカート部72とが強度と切削性の良い金属材料により分割してそれぞれ鍛造成形され、また、キャビティ70eの開口周囲に耐熱性の良い金属によるリング部材70Lが鍛造接合され、トップランド部71とスカート部72を接合面70c、70dで摩擦圧接により接合されている。そして、内燃機関用ピストン70はクーリングチャンネル70wを挟んで内管72aと外管72bとを持つ二重管形状を有している。なお、70gは、ピストンリングが装着されるリング溝である。この特許文献1によれば、鋳造ピストンに比較して高出力の内燃機関に適した内燃機関用ピストンにできるとしている。   For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707, the end face of a multi-pipe member such as a double pipe and another member may be welded together by friction welding. FIG. 7 is a cross-sectional view of a part of a piston 70 for an internal combustion engine having a double pipe shape, which is disclosed in Patent Document 1 and joined and integrated by friction welding. In FIG. 7, the piston 70 for an internal combustion engine is forged by dividing the top land portion 71 and the skirt portion 72 by a metal material having good strength and machinability, and has good heat resistance around the opening of the cavity 70e. A ring member 70L made of metal is forged and joined, and the top land portion 71 and the skirt portion 72 are joined by friction welding at the joining surfaces 70c and 70d. The internal combustion engine piston 70 has a double pipe shape having an inner pipe 72a and an outer pipe 72b with a cooling channel 70w interposed therebetween. In addition, 70g is a ring groove where a piston ring is mounted. According to Patent Document 1, an internal combustion engine piston suitable for a high-power internal combustion engine as compared with a cast piston can be obtained.

一方、多重管部材の端面と他部材との溶接接合は、例えば特許文献2に開示されるように、リングプロジェクション溶接により行うこともできる。図8は、特許文献2に開示される、リングプロジェクション溶接により接合一体化された、二重管形状を持つ閉塞キャビティ型ピストンを示し、(a)は溶接前のピストンボディ81とピストンキャップ82の各断面図、(b)は溶接後の閉塞キャビティ型ピストン80の断面図である。図8(a)に示すように、溶接前、円筒状のピストンボディ81には、環状の内管81aの端面に断面がV字状のプロジェクション81cが形成され、また内管81aを内包する環状の外管81bの端面に断面がV字状のプロジェクション81dが形成されている。ピストンキャップ82には、ピストンボディ81の内管81aのプロジェクション81cに対応した部分に、環状の平らな接触部82cが形成され、また、ピストンボディ81の外管81bのプロジェクション81dに対応した部分に、環状の平らな接触部82dが形成されている。そして、ピストンボディ81のプロジェクション81c、81dと、ピストンキャップ82の接触部82c、82dを接触させ、高電流を流しつつ圧着することによりプロジェクションが溶融し溶接接合を行うものである。これにより、溶接後、図8(b)に示すように、ピストンボディ81の内管81aのプロジェクション81cとピストンキャップ82の接触部82cを接合し、またピストンボディ81の外管81bのプロジェクション81dとピストンキャップ82の接触部82dを接合し、二重管形状を持つ閉塞キャビティ型ピストン80としている。この特許文献2によれば、各プロジェクション(81c、81d)と接触部(82c、82d)に対し、溶接に必要な正確なエネルギー量を供給でき、発生される熱を狭い領域に集中させることで、溶接後の接合面80c、80dが丈夫となって強度が増し、少しだけ熱するので熱の伝導および変形が殆どなく、さらに、溶接を正確に繰り返すことができるので信頼性が高くなるとしている。   On the other hand, the welding joint between the end face of the multiple tube member and the other member can be performed by ring projection welding as disclosed in, for example, Patent Document 2. FIG. 8 shows a closed-cavity type piston having a double-pipe shape, which is joined and integrated by ring projection welding, disclosed in Patent Document 2, and (a) shows a piston body 81 and a piston cap 82 before welding. Each sectional view and (b) are sectional views of the closed cavity type piston 80 after welding. As shown in FIG. 8 (a), before welding, the cylindrical piston body 81 is formed with a projection 81c having a V-shaped cross section on the end surface of the annular inner tube 81a, and also includes an inner tube 81a. A projection 81d having a V-shaped cross section is formed on the end face of the outer tube 81b. The piston cap 82 is formed with an annular flat contact portion 82c at a portion corresponding to the projection 81c of the inner tube 81a of the piston body 81, and at a portion corresponding to the projection 81d of the outer tube 81b of the piston body 81. An annular flat contact portion 82d is formed. Then, the projections 81c and 81d of the piston body 81 and the contact portions 82c and 82d of the piston cap 82 are brought into contact with each other, and the projection is melted and weld-bonded by press-bonding them while passing a high current. 8B, after welding, the projection 81c of the inner pipe 81a of the piston body 81 and the contact portion 82c of the piston cap 82 are joined, and the projection 81d of the outer pipe 81b of the piston body 81 A contact portion 82d of the piston cap 82 is joined to form a closed cavity type piston 80 having a double tube shape. According to Patent Document 2, an accurate amount of energy necessary for welding can be supplied to each projection (81c, 81d) and contact portion (82c, 82d), and the generated heat is concentrated in a narrow region. The joint surfaces 80c and 80d after welding are strong and increase in strength, and are heated slightly, so there is almost no heat conduction and deformation, and further, the welding can be repeated accurately, so that the reliability is improved. .

特開2001−82247号公報JP 2001-82247 A 特開2004−92636号公報JP 2004-92636 A

しかしながら、特許文献1に開示される図7のような摩擦圧接により溶接接合された内燃機関用ピストン70は、接合面70c、70dをそれぞれ摩擦圧接を行うときの回転軸70sに対して同心の円形状にする必要があり、接合面70c、70dの形状の自由度が小さい。内燃機関用ピストン70のクーリングチャンネル70wの形状によっては、分割面70c、70dを同心の円形状ではなく複雑形状にすることも求められ、このような場合、摩擦圧接によって溶接接合することは困難である。また摩擦圧接による溶接接合は、トップランド部71またはスカート部72の何れか一方を回転させて一定の摩擦圧力で所定時間押し付けあい、これにより接合面70c、70dを摩擦発熱させて高温とし、このあと回転を急停止し、さらにアプセット圧力を加えて一定時間保持して接合させる必要がある。したがって、摩擦圧接により溶接接合する内燃機関用ピストン70は、接合の開始から完了までに多くの時間がかかり、製造コスト上不利である。   However, the piston 70 for an internal combustion engine welded and joined by friction welding as shown in FIG. 7 disclosed in Patent Document 1 is a concentric circle with respect to the rotating shaft 70s when the joint surfaces 70c and 70d are friction welded. It is necessary to make the shape, and the degree of freedom of the shape of the joint surfaces 70c and 70d is small. Depending on the shape of the cooling channel 70w of the piston 70 for the internal combustion engine, it is also required that the split surfaces 70c and 70d have a complicated shape rather than a concentric circular shape. In such a case, it is difficult to weld and join by friction welding. is there. Also, in welding joining by friction welding, either the top land portion 71 or the skirt portion 72 is rotated and pressed against each other with a constant friction pressure for a predetermined time, thereby causing the joining surfaces 70c and 70d to generate heat by friction to a high temperature. After that, it is necessary to suddenly stop the rotation and apply an upset pressure and hold it for a certain period of time for bonding. Therefore, the internal combustion engine piston 70 to be welded by friction welding requires a lot of time from the start to completion of the joining, which is disadvantageous in terms of manufacturing cost.

一方、特許文献2に開示される図8のような閉塞キャビティ型ピストン80をリングプロジェクション溶接にて接合する場合は、上記摩擦圧接の場合に問題となる接合面の形状の自由度が小さい問題や、接合開始から完了までの時間が長い問題は回避できる。しかしながら、単にピストンボディ81の内管81aと外管81bに各々V字状のプロジェクション81c、81dを形成し、ピストンキャップ82に各々平らな接触部82c、82dを形成し、次いで、リングプロジェクション溶接を行うと、外管81bの接合面80dの接合は良好であるものの、内管81aの接合面80cはプロジェクション81cの発熱量が小さいため溶融が不十分で完全に接合されない場合があり、また、内管81aの接合面80cを完全に接合しようとすると、外管81bの接合面80dはプロジェクション81dの発熱量が大きすぎていわゆる散りが発生し、完全に接合されない場合があった。   On the other hand, when the closed cavity type piston 80 disclosed in Patent Document 2 as shown in FIG. 8 is joined by ring projection welding, there is a problem that the degree of freedom of the shape of the joining surface which is a problem in the friction welding is small. The problem of a long time from the start to completion of joining can be avoided. However, the V-shaped projections 81c and 81d are simply formed on the inner tube 81a and the outer tube 81b of the piston body 81, respectively, flat contact portions 82c and 82d are formed on the piston cap 82, and then ring projection welding is performed. In this case, although the joining of the joining surface 80d of the outer tube 81b is good, the joining surface 80c of the inner tube 81a may not be completely joined due to insufficient melting due to the small amount of heat generated by the projection 81c. If the joining surface 80c of the tube 81a is to be completely joined, the joining surface 80d of the outer tube 81b may not be completely joined because the amount of heat generated by the projection 81d is so large that so-called scattering occurs.

したがって、本発明の課題は、図7に示す内燃機関用ピストン70や、図8に示す閉塞キャビティ型ピストン80のような、多重管部材の端面と他部材との溶接接合において、プロジェクションの溶融が不十分であったり散りが発生することによる不完全な溶接接合を回避することができる、リングプロジェクション溶接方法およびリングプロジェクション溶接部材を得ることにある。   Therefore, the object of the present invention is to melt the projection in the welding joint between the end face of the multi-pipe member and another member, such as the internal combustion engine piston 70 shown in FIG. 7 or the closed cavity type piston 80 shown in FIG. An object of the present invention is to obtain a ring projection welding method and a ring projection weld member capable of avoiding incomplete weld joints due to insufficient or scattering.

本発明者らは、二重管など多重管部材の端面と他部材とをリングプロジェクション溶接により接合するにあたり、内管と外管のプロジェクションに生じる発熱量の違いによる、溶融が不十分であったり散りが発生する問題に対して、接合面に予め形成するプロジェクションの大きさを適切にすることにより解決できるとの知見を得、本発明に想到した。   When joining the end face of a multi-pipe member such as a double pipe and another member by ring projection welding, the inventors have insufficient melting due to the difference in the amount of heat generated in the projection of the inner pipe and the outer pipe. The present inventors have found that the problem of scattering can be solved by appropriately adjusting the size of the projection formed in advance on the joint surface.

すなわち、本発明のプロジェクション溶接方法は、内管と該内管を内包した外管とを有する多重管部材の、前記内管と外管のそれぞれの端面と、他部材とのリングプロジェクション溶接方法であって、前記内管の端面と、前記他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和(Sc)が、前記外管の端面と、前記他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和(Sd)よりも小さく形成することを特徴とする。   That is, the projection welding method of the present invention is a ring projection welding method of a multi-tube member having an inner tube and an outer tube enclosing the inner tube, and the respective end surfaces of the inner tube and the outer tube and other members. The sum (Sc) of the marginal cross sectional area of the projection formed on at least one of the end surface of the inner tube and the portion corresponding to the end surface of the inner tube on the other member is the outer tube. It is characterized by being formed smaller than the sum (Sd) of the marginal cross sectional area of the projection formed on at least one of the end surface and the portion corresponding to the end surface of the outer tube on the other member.

ここで上記寄り代断面積とは、多重管の軸方向断面において、接合前後にプロジェクションが加圧されて変形し、プロジェクションの高さ(多重管軸方向の長さ)が減少した部分の断面積をいう。すなわち、図1(a)で示すような二重管12と他部材11とを溶接接合する場合には、接合前のプロジェクション12dと12cは、接合後には図1(d)に示すように加圧により変形し、Hの部分の高さが減少する。この接合前のプロジェクション形状の高さHの部分の面積(網かけ部分)を寄り代断面積という。そして、内管の端面と、他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和(Sc)が、外管の端面と、他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和(Sd)よりも小さくなるようにするためには、プロジェクションの多重管軸方向断面の形状と大きさを規定することで可能となり、例えば図1に示すようなプロジェクションの二重管軸方向の形状が略V字形状の場合は、図1(b)に示すようにプロジェクションの先端からの任意の距離における幅(Td、Tc)が、Td>Tcとなるようにすると良い。また、略V字形状に限らず、矩形、U字状、カナ文字のレ字状、漢字の凸字状でも同様に規定することができる。   Here, the above-mentioned cross sectional area is the cross sectional area of the section where the projection is pressed and deformed before and after joining in the axial section of the multiple pipe and the height of the projection (length in the multiple pipe axial direction) is reduced. Say. That is, when the double pipe 12 and the other member 11 as shown in FIG. 1A are welded and joined, the projections 12d and 12c before joining are added as shown in FIG. 1D after joining. It is deformed by the pressure and the height of the H portion is reduced. The area (shaded portion) of the height H portion of the projection shape before joining is referred to as a cross sectional area. Then, the sum (Sc) of the cross sectional area of the projection formed on at least one of the end surface of the inner tube and the portion corresponding to the end surface of the inner tube on the other member is the end surface of the outer tube and the other In order to make it smaller than the sum (Sd) of the proximate sectional area of the projection formed on at least one of the portions corresponding to the end face of the outer tube on the member, the multiple tube axial section of the projection For example, when the shape of the projection in the double tube axis direction is substantially V-shaped as shown in FIG. 1, the tip of the projection is shown in FIG. It is preferable that the width (Td, Tc) at an arbitrary distance from is such that Td> Tc. Moreover, not only a substantially V-shape but also a rectangle, a U-shape, a kana-letter shape, and a kanji-like convex shape can be similarly defined.

またプロジェクションは、図1に示すように多重管部材12の端面にのみ形成してもよいし、反対に図2(a)に示すように他部材11上にのみ形成しても、あるいは図2(d)に示すように両方に形成してもよい。またさらには、図2(b)に示すようにプロジェクションは多重管部材の外管の端面と他部材の内管の端面に対応する部位とにのみ形成してもよく、反対に図2(c)に示すように多重管部材の内管の端面と他部材の外管の端面に対応する部位とにのみ形成してもよい。また、他部材11も多重管部材としてもよい。そして、内管の端面、或いは他部材上の内管の端面に対応した部位に形成したプロジェクションの寄り代断面積(Sc)が、外管の端面、或いは他部材上の外管の端面に対応した部位に形成したプロジェクションの寄り代断面積(Sd)よりも小さくなるように形成している。   Further, the projection may be formed only on the end face of the multi-pipe member 12 as shown in FIG. 1, or conversely, it may be formed only on the other member 11 as shown in FIG. It may be formed in both as shown in (d). Furthermore, as shown in FIG. 2 (b), the projection may be formed only on the end surface of the outer tube of the multi-pipe member and the portion corresponding to the end surface of the inner tube of the other member. As shown in (2), it may be formed only on the end surface of the inner tube of the multiple tube member and the portion corresponding to the end surface of the outer tube of the other member. Further, the other member 11 may be a multiple tube member. Then, the marginal cross sectional area (Sc) of the projection formed on the end surface of the inner tube or the end surface of the inner tube on the other member corresponds to the end surface of the outer tube or the end surface of the outer tube on the other member. The projection is formed so as to be smaller than the cross sectional area (Sd) of the projection formed at the portion.

さらに詳細に説明すると、図1に示すようにプロジェクションを多重管部材12の端面のみに形成している場合は、プロジェクション12cの寄り代断面積(Sc)をプロジェクション12dの寄り代断面積(Sd)よりも小さくなるように成形している。また、図2(a)に示すようにプロジェクションを他部材11にのみ形成している場合は、プロジェクション11cの寄り代断面積(Sc)をプロジェクション11dの寄り代断面積(Sd)よりも小さくなるように成形している。また、図2(b)に示すように多重管部材12の外管12bの端面にプロジェクション12dが形成され、他部材11上の内管12aの端面に対応する部位にプロジェクション11cを形成している場合は、プロジェクション11cの寄り代断面積(Sc)をプロジェクション12dの寄り代断面積(Sd)よりも小さくなるように成形している。また、図2(d)に示すようにプロジェクションを多重管部材12の端面と他部材11との両者に形成している場合は、プロジェクション11cの寄り代断面積とプロジェクション12cの寄り代断面積との和(Sc)をプロジェクション11d部の寄り代断面積とプロジェクション12dの寄り代断面積との和(Sd)よりも小さくなるように成形している。   More specifically, when the projection is formed only on the end face of the multi-pipe member 12 as shown in FIG. 1, the marginal sectional area (Sc) of the projection 12c is changed to the marginal sectional area (Sd) of the projection 12d. It is shaped to be smaller. Further, when the projection is formed only on the other member 11 as shown in FIG. 2A, the marginal sectional area (Sc) of the projection 11c is smaller than the marginal sectional area (Sd) of the projection 11d. It is molded as follows. Further, as shown in FIG. 2B, a projection 12d is formed on the end surface of the outer tube 12b of the multiple tube member 12, and a projection 11c is formed on a portion corresponding to the end surface of the inner tube 12a on the other member 11. In this case, the marginal sectional area (Sc) of the projection 11c is formed to be smaller than the marginal sectional area (Sd) of the projection 12d. 2D, when the projection is formed on both the end surface of the multi-pipe member 12 and the other member 11, the marginal sectional area of the projection 11c and the marginal sectional area of the projection 12c (Sc) is smaller than the sum (Sd) of the marginal sectional area of the projection 11d and the marginal sectional area of the projection 12d.

上記構成とすることで、リングプロジェクション溶接時における内管の端面、或いは他部材上の内管の端面に対応した部位に形成したプロジェクションの発熱量を大きくすることができる。この理由は明確ではないものの以下のように推定できる。すなわち、内管の端面と、他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクション(以下、「内管の端面と、他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクション」を「内側プロジェクション」と略す)の寄り代断面積の和が、外管の端面と、他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクション(以下、「外管の端面と、他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクション」を「外側プロジェクション」と略す)の寄り代断面積の和と同じ場合、リングプロジェクション溶接を行うときに瞬間的に流れる電流は、表皮効果により内管より外管に多く流れ、相対的に内管を流れる電流は小さくなる。その結果、外側プロジェクションより、内側プロジェクションの電流密度が小さくなり、発熱量も小さくなる。そこで、内側プロジェクションの寄り代断面積の和を外側プロジェクションの寄り代断面積の和より小さくなるように形成することで、内側プロジェクションの電流密度を大きくして発熱量大きくすることができ、これにより内側プロジェクションと外側プロジェクションの発熱量の違いを低減し、内管の接合面の溶融が不十分であったり、外管の接合面に散りが発生することを回避して、外管と内管とも完全に他部材と接合することができる。   By setting it as the said structure, the emitted-heat amount of the projection formed in the site | part corresponding to the end surface of the inner tube at the time of ring projection welding, or the end surface of the inner tube on another member can be enlarged. Although this reason is not clear, it can be estimated as follows. That is, a projection formed on at least one of the end surface of the inner tube and the portion corresponding to the end surface of the inner tube on the other member (hereinafter referred to as “the end surface of the inner tube and the end surface of the inner tube on the other member”). The sum of the proximate cross-sectional areas of the projections formed on at least one of the portions corresponding to “the inner projection” corresponds to the end surface of the outer tube and the end surface of the outer tube on the other member. A projection formed on at least one of the parts (hereinafter referred to as “a projection formed on at least one of the end face of the outer tube and the part corresponding to the end face of the outer pipe on another member”) In the case of ring projection welding, the current that flows instantaneously flows more to the outer tube than the inner tube due to the skin effect, The current flowing through the inner tube is reduced. As a result, the current density of the inner projection is smaller than the outer projection, and the amount of heat generation is also smaller. Therefore, by forming the sum of the marginal cross-sectional areas of the inner projection to be smaller than the sum of the marginal cross-sectional areas of the outer projection, it is possible to increase the current density of the inner projection and increase the heat generation amount. Reduces the difference in heat generation between the inner and outer projections, avoids inadequate melting of the joint surface of the inner tube, and avoids scattering on the joint surface of the outer tube. It can be completely joined to other members.

ここで、多重管部材とは、二重管形状に限らず、三重管以上を含むものとする。   Here, the multiple tube member is not limited to a double tube shape, but includes a triple tube or more.

また、本発明のプロジェクション溶接方法は、前記内管の端面と、前記他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和を(Sc)とし、前記外管の端面と、前記他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和を(Sd)としたとき、(Sc/Sd)が、0.4〜0.9とすることが好ましい。上記構成において、(Sc/Sd)が0.9以下とすることで内側プロジェクションの発熱量がより確実に上昇し、外側プロジェクションの発熱量と同程度とすることで溶融不足を生じることがなく、内管の溶接接合がより確実に行われる。一方(Sc/Sd)を0.4以上とすることで内側プロジェクションの発熱量が異常に上昇することなく散りの発生のない溶接を行うことができる。上記のように溶融不足や散りの発生を回避することで、高応力を受ける溶接部材にリングプロジェクション溶接を適用した場合に、接合面の強度が向上し、高強度部品として信頼性の高い溶接部材を得ることができる。(Sc/Sd)のさらに好適な範囲は0.6〜0.8である。   In the projection welding method of the present invention, the sum of the marginal sectional areas of the projections formed on at least one of the end surface of the inner tube and the portion corresponding to the end surface of the inner tube on the other member ( Sc), and when the sum of the marginal cross sectional area of the projection formed on at least one of the end surface of the outer tube and the portion corresponding to the end surface of the outer tube on the other member is (Sd), (Sc / Sd) is preferably 0.4 to 0.9. In the above configuration, when (Sc / Sd) is 0.9 or less, the calorific value of the inner projection is more reliably increased, and the calorific value of the outer projection is comparable to that of the outer projection without causing insufficient melting. The inner pipe is more securely welded. On the other hand, when (Sc / Sd) is set to 0.4 or more, the heat generation amount of the inner projection does not rise abnormally, and welding without occurrence of scattering can be performed. By avoiding the occurrence of insufficient melting and scattering as described above, when ring projection welding is applied to a welded member that receives high stress, the strength of the joint surface is improved, and a highly reliable welded member as a high-strength part Can be obtained. A more preferable range of (Sc / Sd) is 0.6 to 0.8.

また、本発明の別の発明であるリングプロジェクション溶接部材は、内管と該内管を内包した外管とを有する多重管部材の、前記内管と外管のそれぞれの端面と、他部材とをリングプロジェクション溶接により溶接接合した部材であって、前記内管の端面と、前記他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和が、前記外管の端面と、前記他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和よりも小さく形成した多重管部材と他部材とをリングプロジェクション溶接により溶接接合したことを特徴とする。上記構成とすることで、多重管部材の内管と外管のそれぞれの端面と、他部材との溶接部が、完全に接合されたリングプロジェクション溶接部材を得ることができる。   In addition, a ring projection welding member according to another aspect of the present invention includes a multi-tube member having an inner tube and an outer tube containing the inner tube, the respective end faces of the inner tube and the outer tube, and other members. Of the projection formed on at least one of the end surface of the inner tube and the portion corresponding to the end surface of the inner tube on the other member. A multi-tube member formed such that the sum is smaller than the sum of the marginal cross sectional areas of projections formed on at least one of the end surface of the outer tube and the portion corresponding to the end surface of the outer tube on the other member; The other member is welded and joined by ring projection welding. By setting it as the said structure, the ring projection welding member by which the welding part of each end surface of the inner tube of the multiple tube member and the outer tube and the other member was joined completely can be obtained.

本別発明において、前記リングプロジェクション溶接部材が内燃機関用ピストンであり、前記多重管部材が、該内燃機関用ピストンを上部と下部に分割したうちの一方または双方とすることができる。内燃機関用ピストンを上記構成のプロジェクションを有するように上部と下部とに単独で製作した後、リングプロジェクション溶接により接合し、一体化した内燃機関用ピストンとすることで、溶接面が完全に接合され接合面の強度が高い内燃機関用ピストンを得ることができる。   In the present invention, the ring projection welding member may be an internal combustion engine piston, and the multiple pipe member may be one or both of the internal combustion engine piston divided into an upper part and a lower part. After the internal combustion engine piston is manufactured independently at the upper and lower parts so as to have the above-mentioned projection, it is joined by ring projection welding to form an integrated internal combustion engine piston, so that the welding surface is completely joined. A piston for an internal combustion engine having a high joint surface strength can be obtained.

または本別発明において、前記リングプロジェクション溶接部材が排気マニホルドであり、前記多重管部材が、該排気マニホルドの一部を取付フランジと枝管に分割したうちの枝管とすることもできる。排気マニホルドの取付フランジと枝管とのうち少なくとも一方の接合面に上記構成のプロジェクションを有するようにそれぞれ単独で製作した後、リングプロジェクション溶接により接合し、一体化した排気マニホルドとすることで、溶接面が完全に接合され接合面からのガス漏れのない排気マニホルドを得ることができる。   Alternatively, in the present invention, the ring projection welding member may be an exhaust manifold, and the multiple pipe member may be a branch pipe in which a part of the exhaust manifold is divided into a mounting flange and a branch pipe. After producing each of the exhaust manifold mounting flange and branch pipe so as to have a projection of the above-described configuration on at least one of the joint surfaces, welding is performed by ring projection welding to form an integrated exhaust manifold. An exhaust manifold can be obtained in which the surfaces are completely joined and no gas leaks from the joined surfaces.

本発明のリングプロジェクション溶接方法およびリングプロジェクション溶接部材によれば、多重管部材の端面と他部材との接合において、プロジェクションの溶融が不十分であったり散りが発生することによる不完全な溶接接合を回避することができる。   According to the ring projection welding method and the ring projection welding member of the present invention, in the joining of the end face of the multiple tube member and the other member, incomplete welding joining due to insufficient melting or scattering of the projection. It can be avoided.

以下、本発明の実施の形態の数例を、図面に基づき詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る、リングプロジェクション溶接された二重管形態とした多重管部材とその溶接方法の説明図を示し、(a)は溶接接合前の、多重管部材12と他部材11の断面図、(b)は(a)でのA部拡大図、(c)は接合後の溶接部材10の断面図、(d)は(c)での接合部の拡大図である。図1(a)(b)で、他部材11は、(JIS)SCM415材からなり、外径が90mmで、下端面は平面としている。一方、多重管部材12は、(JIS)SCM415材からなり、内径(Dci)が47mmで外径(Dco)が54mmの内管12aと、この内管12aを内包する内径(Ddi)が70mmの外管12bを有し、内管12aの端面に断面が略V字状のプロジェクション12cが形成され、外管12bの端面にも断面が略V字状のプロジェクション12dが形成されている。また、多重管部材の各プロジェクション12c、12dの頂部には、幅0.5mmの平坦部が形成されている。そして、多重管部材の内管12aのプロジェクション12cの寄り代断面積Sc(図1(d)の網目で示す面積)は、図1(b)に示すTdとTcとを調整することにより、外管12bのプロジェクション12dの寄り代断面積Sd(図1(d)の網目で示す面積)に対し、面積比で0.8となるように形成されている。
Hereinafter, several examples of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory view of a multiple pipe member in the form of ring projection welded double pipe and its welding method according to the first embodiment, and FIG. 1 (a) shows the multiple pipe member 12 and others before welding joining. Sectional view of member 11, (b) is an enlarged view of part A in (a), (c) is a sectional view of welded member 10 after joining, and (d) is an enlarged view of the joined part in (c). . 1A and 1B, the other member 11 is made of a (JIS) SCM415 material, has an outer diameter of 90 mm, and has a flat bottom surface. On the other hand, the multi-tube member 12 is made of (JIS) SCM415 material, and has an inner tube 12a having an inner diameter (Dci) of 47 mm and an outer diameter (Dco) of 54 mm, and an inner diameter (Ddi) of 70 mm. A projection 12c having an outer tube 12b, having a substantially V-shaped cross section is formed on the end surface of the inner tube 12a, and a projection 12d having a substantially V-shaped cross section is also formed on the end surface of the outer tube 12b. A flat portion having a width of 0.5 mm is formed at the top of each projection 12c, 12d of the multiple tube member. Then, the marginal sectional area Sc (area shown by the mesh in FIG. 1D) of the projection 12c of the inner tube 12a of the multiple tube member is adjusted by adjusting Td and Tc shown in FIG. The cross sectional area Sd of the projection 12d of the tube 12b (the area indicated by the mesh in FIG. 1D) is formed so that the area ratio is 0.8.

次いで、他部材11と多重管部材12とを、リングプロジェクション溶接機に備えた接合用の治具(図示せず)に装着して、電圧420〜450V、コンデンサ容量1.5〜1.8F、加圧力130〜150kN、通電時間50ms(ミリ秒)の溶接条件でリングプロジェクション溶接を行い接合する。このリングプロジェクション溶接において、プロジェクションの溶融不足や散りを発生させることなく溶接接合することができる。   Next, the other member 11 and the multiple tube member 12 are mounted on a joining jig (not shown) provided in the ring projection welder, and the voltage is 420 to 450 V, the capacitor capacity is 1.5 to 1.8 F, Joining is performed by ring projection welding under welding conditions of a pressure of 130 to 150 kN and an energization time of 50 ms (milliseconds). In this ring projection welding, welding can be performed without causing insufficient melting or scattering of the projection.

(実施の形態2)
図3は、実施の形態2に係る、リングプロジェクション溶接された内燃機関用ピストンとその溶接方法の説明図を示し、(a)は内燃機関用ピストンをクーリングチャンネル部で上部と下部とに分離してそれぞれ単独に製造した後、リングプロジェクション溶接により接合を行う前の、ピストン上部21およびピストン下部22の各断面図、(b)は接合直前の接合治具(JIG)上のピストン上部21およびピストン下部22の各断面図、(c)は接合後の内燃機関用ピストン20の断面図である。図4は、図3の要部拡大図を示し、(a)は接合前のピストン上部21およびピストン下部22の各拡大断面図、(b)は(a)でのプロジェクション22c、22dを更に拡大した断面図、(c)は接合後の内燃機関用ピストン20の拡大断面図である。図3および図4で、ピストン上部21は、(JIS)SCM415材からなり、外径が54mmの内管21aと、この内管21aを内包する、内径が70mmの外管21bを有し、内管21aの端面には断面が平らな接触部21cが存在し、外管21bの端面にも断面が平らな接触部21dが存在している。一方、ピストン下部22は、(JIS)SCM415材からなり、外径が54mmの内管22aと、この内管22aを内包する内径が70mmの外管22bを有し、内管22aの端面に断面が略V字状のプロジェクション22cを形成し、外管22bの端面にも断面が略V字状のプロジェクション22dを形成している。また、図4(b)に示すように、ピストン下部22の各プロジェクション22c、22dの頂部には、幅0.5mmの平坦部が形成されている。そして、ピストン下部22の内管22aのプロジェクション22cの寄り代断面積Sc(網目で示す)は、外管22bのプロジェクション22dの寄り代断面積Sd(網目で示す)に対し、面積比で0.87になるようにTdとTcを調節して形成されている。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an explanatory view of a ring projection welded piston for an internal combustion engine and a welding method thereof according to the second embodiment, and FIG. 3 (a) shows that the piston for the internal combustion engine is separated into an upper part and a lower part at a cooling channel part. Each sectional view of the piston upper part 21 and the piston lower part 22 after being manufactured independently and before joining by ring projection welding, (b) is the piston upper part 21 and piston on the joining jig (JIG) just before joining. Each sectional view of the lower portion 22 is a sectional view of the piston 20 for the internal combustion engine after joining. 4 is an enlarged view of the main part of FIG. 3, (a) is an enlarged sectional view of the piston upper part 21 and the piston lower part 22 before joining, and (b) is an enlarged view of the projections 22c and 22d in (a). (C) is the expanded sectional view of piston 20 for internal combustion engines after joining. 3 and 4, the piston upper portion 21 is made of (JIS) SCM415 material, and has an inner tube 21a having an outer diameter of 54 mm and an outer tube 21b having an inner diameter of 70 mm that encloses the inner tube 21a. A contact portion 21c having a flat cross section exists on the end surface of the tube 21a, and a contact portion 21d having a flat cross section also exists on the end surface of the outer tube 21b. On the other hand, the piston lower part 22 is made of (JIS) SCM415 material, and has an inner tube 22a having an outer diameter of 54 mm and an outer tube 22b having an inner diameter of 70 mm containing the inner tube 22a. Forms a substantially V-shaped projection 22c, and a projection 22d having a substantially V-shaped cross section is also formed on the end face of the outer tube 22b. Moreover, as shown in FIG.4 (b), the flat part of width 0.5mm is formed in the top part of each projection 22c, 22d of the piston lower part 22. As shown in FIG. Then, the marginal cross sectional area Sc (shown by mesh) of the projection 22c of the inner pipe 22a of the piston lower portion 22 is 0. 0 in terms of the area ratio with respect to the marginal cross sectional area Sd (shown by mesh) of the projection 22d of the outer pipe 22b. It is formed by adjusting Td and Tc to be 87.

ピストン上部21とピストン下部22とは、図3(b)に示すように、リングプロジェクション溶接機(図示せず)に備えた接合用の治具(JIG)に装着した後、ピストン上部21とピストン下部22とを接触させ、電圧420〜450V、コンデンサ容量1.5〜1.8F、加圧力130〜150kN、通電時間50ms(ミリ秒)の溶接条件でリングプロジェクション溶接される。このリングプロジェクション溶接において、プロジェクションの溶融不足や散りを発生させることなく溶接接合することができる。   As shown in FIG. 3B, the piston upper part 21 and the piston lower part 22 are attached to a joining jig (JIG) provided in a ring projection welder (not shown), and then the piston upper part 21 and the piston lower part 22 are attached. The lower projection 22 is brought into contact, and ring projection welding is performed under welding conditions of a voltage of 420 to 450 V, a capacitor capacity of 1.5 to 1.8 F, a pressing force of 130 to 150 kN, and an energization time of 50 ms (milliseconds). In this ring projection welding, welding can be performed without causing insufficient melting or scattering of the projection.

(実施の形態3)
図5は、実施の形態3に係る、リングプロジェクション溶接された二重管構造の排気マニホルドの枝管と取付フランジ及びその溶接接合方法の説明図を示し、(a)はそれぞれ別体製作した接合前の枝管と取付フランジの一部の断面図、(b)はプロジェクション52c、53dを拡大した断面図、(c)は接合後の排気マニホルドの一部の断面図である。図5(a)で、取付フランジ51は、図で左側の同一平面に接触部51c、51dが存在している。一方、枝管は、内管52と、この内管を内包する外管53からなり、内管52の端面に断面が略V字状のプロジェクション52cが形成され、外管53の端面にも断面が略V字状のプロジェクション53dが形成されている。また、図5(b)に示すように各プロジェクション52c、53dの頂部には、幅0.2mmの平坦部が形成されている。そして、内管52のプロジェクション52cの寄り代断面積は、外管53のプロジェクション53dの寄り代断面積に対し、面積比で0.8になるようにTdとTcを調節して形成されている。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is an explanatory view of a branch pipe and a mounting flange of a ring projection welded double pipe structure and a welding flange according to the third embodiment, and a welding joining method thereof. FIG. FIG. 5B is a cross-sectional view of a part of the front branch pipe and the mounting flange, FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the projections 52c and 53d, and FIG. 5C is a cross-sectional view of a part of the exhaust manifold after joining. 5A, the mounting flange 51 has contact portions 51c and 51d on the same plane on the left side in the drawing. On the other hand, the branch pipe includes an inner pipe 52 and an outer pipe 53 that encloses the inner pipe. A projection 52c having a substantially V-shaped cross section is formed on the end face of the inner pipe 52, and a cross section is also formed on the end face of the outer pipe 53. A substantially 53-shaped projection 53d is formed. Further, as shown in FIG. 5B, a flat portion having a width of 0.2 mm is formed at the top of each projection 52c, 53d. The marginal sectional area of the projection 52c of the inner tube 52 is formed by adjusting Td and Tc so that the area ratio is 0.8 with respect to the marginal sectional area of the projection 53d of the outer tube 53. .

取付フランジ51と、内管52および外管53とは、リングプロジェクション溶接機(図示せず)に備えた接合用の治具に装着され、所定の電圧、コンデンサ容量、加圧力、通電時間でリングプロジェクション溶接されている。リングプロジェクション溶接後は、図5(c)に示すように、取付フランジ51と、内管52および外管53とが、接合面50cと接合面50dとで、保温空間50gを形成して接合される。そして、このリングプロジェクション溶接において、プロジェクションの溶融不足や散りを発生させることなく溶接接合することができる。   The mounting flange 51, the inner tube 52, and the outer tube 53 are attached to a joining jig provided in a ring projection welder (not shown), and ring with a predetermined voltage, capacitor capacity, applied pressure, and energization time. Projection welding. After ring projection welding, as shown in FIG. 5 (c), the mounting flange 51, the inner tube 52 and the outer tube 53 are joined together by forming a heat retaining space 50g with the joining surface 50c and the joining surface 50d. The In this ring projection welding, welding can be performed without causing insufficient melting and scattering of the projection.

(実施の形態4)
図6は、実施の形態4に係る、リングプロジェクション溶接された送水管60とその溶接方法の説明図を示し、(a)は接合前の内管61、外管62、雌継手63、および雄継手64の中間を省略した各断面図、(b)はプロジェクション61c、62dを拡大した断面図、(c)は接合後の中間を省略した送水管60の断面図である。図6(a)で、内管61は、ステンレス材からなり、外径が60mmで肉厚が5mmの端面に断面が略V字状のプロジェクション61cが形成されている。また、内管61よりも僅かに長く、内管61を同心として内包するステンレス材からなる外管62は、外径が90mmで肉厚が5mmの端面に断面が略V字状のプロジェクション62dが形成されている。図6(a)で右方の雌継手63は、ステンレス材からなり、内管61と外管62の各61c、62dに対応する部位に断面が平らな各接触部63c、63dが存在している。そして、内管61のプロジェクション61cの寄り代断面積は、外管62のプロジェクション62dの寄り代断面積に対して、面積比で0.8になるようにTdとTcを調節して形成されている。なお、60pは送水部である。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows an explanatory diagram of a ring projection welded water pipe 60 and its welding method according to the fourth embodiment. FIG. 6A shows an inner pipe 61, an outer pipe 62, a female joint 63, and a male joint 63 before joining. Each sectional view in which the middle of the joint 64 is omitted, (b) is a sectional view in which the projections 61c and 62d are enlarged, and (c) is a sectional view of the water supply pipe 60 in which the middle after joining is omitted. In FIG. 6A, the inner tube 61 is made of stainless steel, and a projection 61c having a substantially V-shaped cross section is formed on an end surface having an outer diameter of 60 mm and a thickness of 5 mm. Further, the outer tube 62 made of stainless steel, which is slightly longer than the inner tube 61 and encloses the inner tube 61 concentrically, has a projection 62d having an outer diameter of 90 mm and a wall thickness of 5 mm on the end surface of a substantially V-shaped section. Is formed. The female joint 63 on the right side in FIG. 6 (a) is made of stainless steel, and the contact portions 63c and 63d having a flat cross section are present at portions corresponding to the respective 61c and 62d of the inner tube 61 and the outer tube 62. Yes. The marginal sectional area of the projection 61c of the inner pipe 61 is formed by adjusting Td and Tc so that the area ratio is 0.8 with respect to the marginal sectional area of the projection 62d of the outer pipe 62. Yes. In addition, 60p is a water supply part.

内管61、外管62、および継手63は、リングプロジェクション溶接機(図示せず)に備えた接合用の治具に装着され、所定の電圧、コンデンサ容量、加圧力、通電時間でリングプロジェクション溶接されている。同様にして、図6(a)で左方の雄継手64も、内管61および外管62とリングプロジェクション溶接されている。   The inner tube 61, the outer tube 62, and the joint 63 are attached to a joining jig provided in a ring projection welder (not shown), and ring projection welding is performed with a predetermined voltage, capacitor capacity, pressure, and energization time. Has been. Similarly, the left male joint 64 in FIG. 6A is also ring projection welded to the inner tube 61 and the outer tube 62.

リングプロジェクション溶接後は、図6(c)に示すように、内管61、外管62、雌継手63、および雄継手64が一体接合され、保温空間60gを有する送水管となる。そして、このリングプロジェクション溶接において、プロジェクションの溶融不足や散りを発生させることなく溶接接合することができる。   After ring projection welding, as shown in FIG. 6C, the inner pipe 61, the outer pipe 62, the female joint 63, and the male joint 64 are integrally joined to form a water supply pipe having a heat retaining space 60g. In this ring projection welding, welding can be performed without causing insufficient melting and scattering of the projection.

図3および図4に示す内燃機関用ピストン20で、ピストン下部22の内管22aのプロジェクション22cの寄り代断面積Scと、外管22bのプロジェクション22dの寄り代断面積Sdとの比(Sc/Sd)を変え、電圧420V、コンデンサ容量1.5F、加圧力130kN、通電時間50ms(ミリ秒)の溶接条件でリングプロジェクション溶接を行い、接合後、接合面20cと接合面20dを含んだ各々10mm×35mm×厚さ3.0mmの引張り試験用のテストピースを切り出し、引張り強さを測定して、評価を行った。引張り強さの評価は、700MPa以上を(○)、650MPa以上700MPa未満を(△)、650MPa未満を(×)として行った。その結果を表1に示す。   In the internal combustion engine piston 20 shown in FIG. 3 and FIG. 4, the ratio of the marginal sectional area Sc of the projection 22c of the inner tube 22a of the lower piston 22 to the marginal sectional area Sd of the projection 22d of the outer tube 22b (Sc / Sd) was changed, ring projection welding was performed under welding conditions of a voltage of 420 V, a capacitor capacity of 1.5 F, a pressing force of 130 kN, and an energization time of 50 ms (milliseconds), and after joining, each including a joining surface 20c and a joining surface 20d was 10 mm. A test piece for a tensile test of × 35 mm × thickness of 3.0 mm was cut out and evaluated by measuring the tensile strength. Tensile strength was evaluated as (◯) when 700 MPa or more, (Δ) when 650 MPa or more and less than 700 MPa, and (x) when less than 650 MPa. The results are shown in Table 1.

(表1)
No. 寄り代断面積の比(Sc/Sd) 引張り強さの評価
接合部20c 接合部20d
実施例1 0.35 △ ○
実施例2 0.40 ○ ○
実施例3 0.65 ○ ○
実施例4 0.80 ○ ○
実施例5 0.85 ○ ○
実施例6 0.90 ○ ○
実施例7 0.95 △ ○
比較例1 1.00 × 〇
(Table 1)
No. Cross-sectional area ratio (Sc / Sd) tensile strength evaluation
Junction 20c Junction 20d
Example 1 0.35 △ ○
Example 2 0.40 ○ ○
Example 3 0.65 ○ ○
Example 4 0.80 ○ ○
Example 5 0.85 ○ ○
Example 6 0.90 ○ ○
Example 7 0.95 △ ○
Comparative Example 1 1.00 × ○

表1に示すように、実施例1〜7では内管22aのプロジェクション22cの寄り代断面積Scを外管22bのプロジェクション22dの寄り代断面積よりも小さくしているので、接合部20dの引張強さの判定は(○)となり、接合部20cの引張強さの判定は(○)または(△)となった。特に実施例2〜6では内管22aのプロジェクション22cの寄り代断面積Scと、外管22bのプロジェクション22dの寄り代断面積Sdとの比(Sc/Sd)が、0.4〜0.9としているため引張強さの判定は全て(○)となり、さらに良い結果となった。一方比較例1では(Sc/Sd)の値を1.00としたため、接合部20cの発熱量が不足したため接合が不完全となり、接合部20cの引張強さの判定は(×)となった。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 7, the marginal sectional area Sc of the projection 22c of the inner tube 22a is made smaller than the marginal sectional area of the projection 22d of the outer tube 22b. The determination of strength was (◯), and the determination of the tensile strength of the joint 20c was (◯) or (Δ). Particularly in Examples 2 to 6, the ratio (Sc / Sd) of the marginal sectional area Sc of the projection 22c of the inner tube 22a and the marginal sectional area Sd of the projection 22d of the outer tube 22b is 0.4 to 0.9. Therefore, all the determinations of the tensile strength were (◯), and even better results were obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, since the value of (Sc / Sd) was set to 1.00, the amount of heat generated at the joint 20c was insufficient, so that the joining was incomplete, and the determination of the tensile strength of the joint 20c was (x). .

実施の形態1に係る、リングプロジェクション溶接された二重管形状部材とその溶接方法の説明図を示し、(a)は接合前の各部材11、12の断面図、(b)は(a)でのA部拡大図、(c)は接合後の二重管形状を有する溶接部材10の断面図、(d)は(c)での接合部の拡大図である。The explanatory drawing of the double pipe shape member and its welding method which were ring projection welded based on Embodiment 1 is shown, (a) is sectional drawing of each member 11 and 12 before joining, (b) is (a). (C) is sectional drawing of the welding member 10 which has the double pipe shape after joining, (d) is an enlarged view of the junction part in (c). 図1に対して、プロジェクションの別の形成位置を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing another formation position of the projection with respect to FIG. 実施の形態2に係る、リングプロジェクション溶接された内燃機関用ピストンとその溶接方法の説明図を示し、(a)は接合前のピストン上部21およびピストン下部22の各断面図、(b)は接合直前の接合治具(JIG)上のピストン上部21およびピストン下部22の各断面図、(c)は接合後の内燃機関用ピストン20の断面図である。FIG. 5 shows explanatory views of a ring projection welded piston for an internal combustion engine and a welding method thereof according to Embodiment 2, wherein (a) is a sectional view of the piston upper part 21 and the piston lower part 22 before joining, and (b) is a joined part. Each sectional view of the piston upper part 21 and the piston lower part 22 on the immediately preceding joining jig (JIG), (c) is a sectional view of the piston 20 for the internal combustion engine after joining. 図3の要部拡大図を示し、(a)は接合前のピストン上部21およびピストン下部22の各拡大断面図、(b)は(a)でのプロジェクション22c、22dを更に拡大した断面図、(c)は接合後の内燃機関用ピストン20の拡大断面図である。3 shows an enlarged view of the main part of FIG. 3, (a) is an enlarged sectional view of the piston upper part 21 and the piston lower part 22 before joining, (b) is a sectional view further enlarging the projections 22c, 22d in (a), (C) is an enlarged sectional view of the piston 20 for an internal combustion engine after joining. 実施の形態3に係る、リングプロジェクション溶接された排気マニホルドとその溶接方法の説明図を示し、(a)は接合前の枝管と取付フランジの一部の断面図、(b)は(a)でのプロジェクション52c、53dの拡大した断面図、(c)は接合後の排気マニホルドの一部の断面図である。FIG. 6 is an explanatory view of an exhaust manifold welded by ring projection and its welding method according to the third embodiment, (a) is a sectional view of a part of a branch pipe and a mounting flange before joining, and (b) is (a). FIG. 5C is an enlarged cross-sectional view of the projections 52c and 53d in FIG. 5, and FIG. 実施の形態4に係る、リングプロジェクション溶接された送水管60とその溶接方法の説明図を示し、(a)は接合前の内管61、外管62、雌継手63、および雄継手64の中間を省略した各断面図、(b)は(a)でのプロジェクション61c、62dの拡大した断面図、(c)は接合後の中間を省略した送水管60の断面図である。The explanatory drawing of the water pipe 60 and its welding method by which ring projection welding based on Embodiment 4 is shown, (a) is the intermediate | middle of the inner pipe 61, the outer pipe 62, the female joint 63, and the male joint 64 before joining. (B) is an enlarged cross-sectional view of the projections 61c and 62d in (a), and (c) is a cross-sectional view of the water supply pipe 60 with the middle after joining omitted. 特許文献1に開示される、摩擦圧接により接合一体化された、二重管形状を持つ内燃機関用ピストン70の一部の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a part of a piston 70 for an internal combustion engine having a double pipe shape, which is disclosed in Patent Document 1 and joined and integrated by friction welding. 特許文献2に開示される、リングプロジェクション溶接により接合一体化された、二重管形状を持つ閉塞キャビティ型ピストンを示し、(a)は溶接前のピストンボディ81とピストンキャップ82の各断面図、(b)は溶接後の閉塞キャビティ型ピストン80の断面図である。FIG. 2 shows a closed cavity type piston having a double pipe shape, which is joined and integrated by ring projection welding, disclosed in Patent Document 2, wherein (a) is a sectional view of a piston body 81 and a piston cap 82 before welding; (B) is sectional drawing of the obstruction | occlusion cavity type piston 80 after welding.

符号の説明Explanation of symbols

10:溶接部材
10c、10d、20c、20d、50c、50d、60c、60d、70c、70d、80c、80d:接合面
11:他部材
12a、21a、22a、52、61、72a、81a:内管
12b、21b、22b、53、62、72b、81b:外管
21c、21d、51d、51c、63c、63d、82c、82d:接触部
11c、12c、22c、52c、61c、81c:プロジェクション(内側プロジェクション)
11d、12d、22d、53d、62d、81d:プロジェクション(外側プロジェクション)
12:多重管部材
20、70:内燃機関用ピストン
21:ピストン上部
22:ピストン下部
20w、70w:クーリングチャンネル
50:排気マニホルド
51:取付フランジ
50g、60g:保温空間
60:送水管
63:雌継手
64:雄継手
70e:キャビティ
70g:リング溝
70L:リング部材
80:閉塞キャビティ型ピストン
81:ピストンボディ
82:ピストンキャップ
JIG:治具
Sc、Sd:プロジェクションの寄り代断面積
Sc/Sd:プロジェクションの寄り代断面積の比
10: Welding member 10c, 10d, 20c, 20d, 50c, 50d, 60c, 60d, 70c, 70d, 80c, 80d: Joining surface 11: Other members 12a, 21a, 22a, 52, 61, 72a, 81a: Inner pipe 12b, 21b, 22b, 53, 62, 72b, 81b: Outer tube 21c, 21d, 51d, 51c, 63c, 63d, 82c, 82d: Contact portion 11c, 12c, 22c, 52c, 61c, 81c: Projection (inner projection )
11d, 12d, 22d, 53d, 62d, 81d: Projection (outside projection)
12: Multiple pipe member 20, 70: Piston for internal combustion engine 21: Piston upper part 22: Piston lower part 20w, 70w: Cooling channel 50: Exhaust manifold 51: Mounting flange 50g, 60g: Thermal insulation space 60: Water supply pipe 63: Female joint 64 : Male joint 70e: Cavity 70g: Ring groove 70L: Ring member 80: Closed cavity type piston 81: Piston body 82: Piston cap JIG: Jig Sc, Sd: Projection marginal area Sc / Sd: Projection margin Cross-sectional area ratio

Claims (5)

内管と該内管を内包した外管とを有する多重管部材の、前記内管と外管のそれぞれの端面と、他部材とのリングプロジェクション溶接方法であって、前記内管の端面と、前記他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和(Sc)が、前記外管の端面と、前記他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和(Sd)よりも小さく形成することを特徴とするリングプロジェクション溶接方法。 A ring projection welding method of a multi-pipe member having an inner tube and an outer tube containing the inner tube, each of the end surfaces of the inner tube and the outer tube, and another member, the end surface of the inner tube; The sum (Sc) of the proximate sectional area of the projection formed on at least one of the portions corresponding to the end surface of the inner tube on the other member is the end surface of the outer tube and the outer surface on the other member. A ring projection welding method, wherein the ring projection welding method is formed smaller than a sum (Sd) of a proximate sectional area of a projection formed on at least one of the portions corresponding to the end face of the tube. 前記内管の端面と、前記他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和を(Sc)とし、前記外管の端面と、前記他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和を(Sd)としたとき、(Sc/Sd)が、0.4〜0.9とすることを特徴とする請求項1に記載の多重管部材のリングプロジェクション溶接方法。 The sum of the marginal sectional areas of the projections formed on at least one of the end surface of the inner tube and the portion corresponding to the end surface of the inner tube on the other member is (Sc), and the end surface of the outer tube (Sc / Sd) is 0.4 when the sum of the cross sectional areas of projections formed on at least one of the parts corresponding to the end face of the outer tube on the other member is (Sd). The ring projection welding method for multi-pipe members according to claim 1, wherein the ring projection welding method is set to ˜0.9. 内管と該内管を内包した外管とを有する多重管部材の、前記内管と外管のそれぞれの端面と、他部材とをリングプロジェクション溶接により溶接接合した部材であって、前記内管の端面と、前記他部材上の前記内管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和が、前記外管の端面と、前記他部材上の前記外管の端面に対応する部位とのうち、少なくとも一方に形成したプロジェクションの寄り代断面積の和よりも小さく形成した多重管部材と他部材とをリングプロジェクション溶接により溶接接合したことを特徴とするリングプロジェクション溶接部材。 A member of a multi-pipe member having an inner tube and an outer tube enclosing the inner tube, wherein each end surface of the inner tube and the outer tube and another member are welded and joined by ring projection welding. Of the projections formed on at least one of the end surface of the other member and the portion corresponding to the end surface of the inner tube on the other member, the sum of the cross sectional area of the projection formed on the other member, The multiple pipe member formed smaller than the sum of the proximate cross sectional areas of the projections formed on at least one of the portions corresponding to the end surface of the outer tube and the other member are welded and joined by ring projection welding. Ring projection welding member. 前記リングプロジェクション溶接部材が内燃機関用ピストンであり、前記多重管部材が、該内燃機関用ピストンを上部と下部に分割したうちの一方または双方であることを特徴とする請求項3に記載のリングプロジェクション溶接部材。 4. The ring according to claim 3, wherein the ring projection welding member is an internal combustion engine piston, and the multiple pipe member is one or both of the internal combustion engine piston divided into an upper part and a lower part. Projection welding member. 前記リングプロジェクション溶接部材が排気マニホルドであり、前記多重管部材が、該排気マニホルドの一部を取付フランジと枝管に分割したうちの枝管であることを特徴とする請求項3に記載のリングプロジェクション溶接部材。
4. The ring according to claim 3, wherein the ring projection welding member is an exhaust manifold, and the multiple pipe member is a branch pipe obtained by dividing a part of the exhaust manifold into a mounting flange and a branch pipe. Projection welding member.
JP2004343766A 2004-11-29 2004-11-29 Ring projection welding method and ring projection welding member Pending JP2006150397A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004343766A JP2006150397A (en) 2004-11-29 2004-11-29 Ring projection welding method and ring projection welding member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004343766A JP2006150397A (en) 2004-11-29 2004-11-29 Ring projection welding method and ring projection welding member

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006150397A true JP2006150397A (en) 2006-06-15

Family

ID=36629293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004343766A Pending JP2006150397A (en) 2004-11-29 2004-11-29 Ring projection welding method and ring projection welding member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006150397A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010025703A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-11 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
WO2012019593A1 (en) * 2010-08-10 2012-02-16 Mahle International Gmbh Method for producing a piston for an internal combustion engine and piston for an internal combustion engine
CN108599047A (en) * 2018-07-23 2018-09-28 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of corrugation pallet crane span structure connecting projection welding using tooth form multipole point T-type
CN108666944A (en) * 2018-07-23 2018-10-16 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of tooth form multipole point corrugation pallet crane span structure bottom plate for projection welding
CN108711795A (en) * 2018-07-23 2018-10-26 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of cable ladder connecting projection welding using multipole point T-type
CN108736399A (en) * 2018-07-23 2018-11-02 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of salient point cable ladder side plate for multipole point projection welding

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010025703A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-11 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
WO2012019593A1 (en) * 2010-08-10 2012-02-16 Mahle International Gmbh Method for producing a piston for an internal combustion engine and piston for an internal combustion engine
CN103118831A (en) * 2010-08-10 2013-05-22 马勒国际公司 Method for producing a piston for an internal combustion engine and piston for an internal combustion engine
JP2013542355A (en) * 2010-08-10 2013-11-21 マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for manufacturing a piston for an internal combustion engine and piston for an internal combustion engine
CN108599047A (en) * 2018-07-23 2018-09-28 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of corrugation pallet crane span structure connecting projection welding using tooth form multipole point T-type
CN108666944A (en) * 2018-07-23 2018-10-16 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of tooth form multipole point corrugation pallet crane span structure bottom plate for projection welding
CN108711795A (en) * 2018-07-23 2018-10-26 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of cable ladder connecting projection welding using multipole point T-type
CN108736399A (en) * 2018-07-23 2018-11-02 江苏万奇电器集团有限公司 A kind of salient point cable ladder side plate for multipole point projection welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5305877B2 (en) Method for manufacturing a pipe joint and pipe joint
KR101484352B1 (en) Two-piece piston for an internal combustion engine
JP6342018B2 (en) In particular, a unit for a fuel pumping system and its manufacturing method
JP2711199B2 (en) Airtight joint of small diameter pipe and method and apparatus for manufacturing the same
EP2840315B1 (en) Glow plug with pressure sensor and method of manufacturing
JP2005324251A (en) Friction stir welding method, friction stir welding method for tubular member, and method for manufacturing hollow body
JP2005279650A (en) Method and apparatus for caulk-joining plate
CN101765735A (en) Be used to make the method for seal ring
JP2008073770A (en) Connection of rotationally symmetrical steel fastening element to flat aluminum component
US7323653B2 (en) Deformation resistance welding of sheet metal, tubes, and similar shapes
JP6607793B2 (en) Electrically driven valve and manufacturing method thereof
JP2010207850A (en) Welding joining member and welding joining method
JP2006150397A (en) Ring projection welding method and ring projection welding member
JP2013539514A (en) Piston for an internal combustion engine and method for manufacturing the piston
US20190091795A1 (en) Welded portion forming structure and metal member joining method
JP2018083329A (en) Heat calking structure
JP5555531B2 (en) Welded joint and welding method thereof
JP2007292171A (en) Manufacturing method for outside joint member of constant velocity universal joint
US8870369B2 (en) Spectacles, device having a spectacles element and a hinge part, and method for fastening a hinge part to a spectacles element
JP2004090877A (en) Fuel feed pipe
JP4014258B2 (en) Metal pipe and manufacturing method thereof
JP6644404B2 (en) Welding structure and welding method
JP2849563B2 (en) Metal tube
JP6947704B2 (en) Welded part forming structure and joining method of metal members
JP7271304B2 (en) Pierce metal for joining dissimilar materials and method for joining dissimilar materials using the same