JP3087006B2 - 溶接された金属製ダクト組立体の組立て方法 - Google Patents
溶接された金属製ダクト組立体の組立て方法Info
- Publication number
- JP3087006B2 JP3087006B2 JP06333004A JP33300494A JP3087006B2 JP 3087006 B2 JP3087006 B2 JP 3087006B2 JP 06333004 A JP06333004 A JP 06333004A JP 33300494 A JP33300494 A JP 33300494A JP 3087006 B2 JP3087006 B2 JP 3087006B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tubing
- mandrel
- tube
- pressure vessel
- cross
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/10—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
- C21D7/12—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars by expanding tubular bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
- B21C37/0807—Tube treating or manipulating combined with, or specially adapted for use in connection with tube making machines, e.g. drawing-off devices, cutting-off
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/30—Finishing tubes, e.g. sizing, burnishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Duct Arrangements (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接によって金属製ダ
クト組立体を組み立てる方法、特に、ダクト組立体を組
み立てるのに用いられる管状部材又はダクトを作成し、
次に溶接する時に熱誘起歪み(heat−induce
d distortion)に耐えられるよう熱処理す
る方法に係るものである。
クト組立体を組み立てる方法、特に、ダクト組立体を組
み立てるのに用いられる管状部材又はダクトを作成し、
次に溶接する時に熱誘起歪み(heat−induce
d distortion)に耐えられるよう熱処理す
る方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】軽量で非常に高強度の材料が、構造用部
品を組み立てるのに益々用いられるようになってきてい
る。強度を犠牲にすることなく、そのような構造用部品
の重量を軽くする必要性があるために、そのような材料
への切替えが行われている。より詳しく説明すれば、或
る用途に用いられる換気ダクトは、比較的薄いゲージシ
ート材料(relatively thin−gaug
e sheet material)からプレス形成さ
れたシンウォール(thin−walled)チタン合
金製のチュービングから作られている。そのチュービン
グの接合部分を溶接し或いは管継手(fitting)
又はコネクタに溶接してダクト組立体を構成する。
品を組み立てるのに益々用いられるようになってきてい
る。強度を犠牲にすることなく、そのような構造用部品
の重量を軽くする必要性があるために、そのような材料
への切替えが行われている。より詳しく説明すれば、或
る用途に用いられる換気ダクトは、比較的薄いゲージシ
ート材料(relatively thin−gaug
e sheet material)からプレス形成さ
れたシンウォール(thin−walled)チタン合
金製のチュービングから作られている。そのチュービン
グの接合部分を溶接し或いは管継手(fitting)
又はコネクタに溶接してダクト組立体を構成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】実際問題として、溶接
処理中に溶接熱影響部におけるチュービングの部分が歪
むようになることが知られている。この歪みは、ダクト
組立体の疲れ寿命に悪影響を及ぼす。従って、ダクト組
立体の製造中に溶接された時に歪みに対する耐性を有す
るチュービングを提供する金属製チュービングの製造方
法を確保することが望ましい。
処理中に溶接熱影響部におけるチュービングの部分が歪
むようになることが知られている。この歪みは、ダクト
組立体の疲れ寿命に悪影響を及ぼす。従って、ダクト組
立体の製造中に溶接された時に歪みに対する耐性を有す
るチュービングを提供する金属製チュービングの製造方
法を確保することが望ましい。
【0004】本発明は、溶接された金属製ダクト組立体
の溶接影響部における歪みが、加工中にチュービングに
惹起される残留応力の局所的リラクゼーション(loc
alizedrelaxation)によってもたらさ
れるものであるという知見に基づいて完成されたもので
あり、本発明は、高強度で軽量な金属又は合金にて成る
溶接されたダクト組立体における上述の如き歪みの問題
を高度に解消した、溶接された金属製ダクト組立体の新
規な組立て方法を提供することを目的とする。
の溶接影響部における歪みが、加工中にチュービングに
惹起される残留応力の局所的リラクゼーション(loc
alizedrelaxation)によってもたらさ
れるものであるという知見に基づいて完成されたもので
あり、本発明は、高強度で軽量な金属又は合金にて成る
溶接されたダクト組立体における上述の如き歪みの問題
を高度に解消した、溶接された金属製ダクト組立体の新
規な組立て方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る組立て方法は、所望の熱膨張係数をも
った金属または合金のシートを選択し、上記シートの相
向エッジが互いに近接するように上記シートをプレス形
成することによって上記シートの相向エッジを溶接して
チャンネルを閉じ且つ長手方向継目を形成して上記チャ
ンネルから管材を形成し、上記管材を焼戻しすると同時
に、上記管材の残留応力を実質的に緩和するに十分な時
間だけ上記管材の表面に径方向圧力を加え、更に、管継
手,管状スペーサ,コネクタ,フランジまたは同様に作
成した管材のグループより選択された物品に上記管材の
端部を溶接する各工程から金属製ダクト組立体を作成す
るようにされている。
に、本発明に係る組立て方法は、所望の熱膨張係数をも
った金属または合金のシートを選択し、上記シートの相
向エッジが互いに近接するように上記シートをプレス形
成することによって上記シートの相向エッジを溶接して
チャンネルを閉じ且つ長手方向継目を形成して上記チャ
ンネルから管材を形成し、上記管材を焼戻しすると同時
に、上記管材の残留応力を実質的に緩和するに十分な時
間だけ上記管材の表面に径方向圧力を加え、更に、管継
手,管状スペーサ,コネクタ,フランジまたは同様に作
成した管材のグループより選択された物品に上記管材の
端部を溶接する各工程から金属製ダクト組立体を作成す
るようにされている。
【0006】また、本発明に係る組立て方法において
は、薄肉平板状のチタンまたはチタン合金から第1、第
2の管を形成するのに、所望の熱膨張係数をもったチタ
ンまたはチタン合金のシートを選択し、同シートを、プ
レス形成によって所望横断面形状のチャネルに形成し、
同シートの相向エッジが互いに近接するようにして行
い、かつ同シートの相向エッジを溶接して上記チャネル
を閉じてその上に長手方向継目を形成し、上記第1、第
2管を焼戻しすると同時に、同管の残留応力を実質的に
緩和するに充分な時間だけ上記各管の表面に径方向圧力
を加え、更に上記第1管の端部を第2管の端部の周方向
に溶接する各工程からチュービングを作成するようにさ
れている。
は、薄肉平板状のチタンまたはチタン合金から第1、第
2の管を形成するのに、所望の熱膨張係数をもったチタ
ンまたはチタン合金のシートを選択し、同シートを、プ
レス形成によって所望横断面形状のチャネルに形成し、
同シートの相向エッジが互いに近接するようにして行
い、かつ同シートの相向エッジを溶接して上記チャネル
を閉じてその上に長手方向継目を形成し、上記第1、第
2管を焼戻しすると同時に、同管の残留応力を実質的に
緩和するに充分な時間だけ上記各管の表面に径方向圧力
を加え、更に上記第1管の端部を第2管の端部の周方向
に溶接する各工程からチュービングを作成するようにさ
れている。
【0007】
【実施例】溶接された金属製ダクト組立体を製造するた
めに本発明に係る方法を実施する場合には、適切な長
さ,幅及び厚さを有するシート材料を選択する。この方
法で用いられる好ましい材料としては、チタン又はTi
−15V−3Cr−3Al−3Sn又は21Sの如きチ
タン合金があるが、本発明に係る方法は他の金属又は合
金を用いて実施することもできる。シート材料をプレス
形成、好ましくは、一般に知られているタイプのブレー
キプレスマシーン(brake−pressmachi
ne)上でプレス形成して所望の横断面形状を有するチ
ュービングを形成する。この横断面形状としては円形が
好ましいが、特定の利用にとって望ましい場合には、卵
形,楕円又は多角形の横断面形状の如き別の形状のもの
を用いることができる。本発明に従ってチュービングを
形成する場合には、当初のチュービングの内径は完成品
と比較して若干小さく形成する。
めに本発明に係る方法を実施する場合には、適切な長
さ,幅及び厚さを有するシート材料を選択する。この方
法で用いられる好ましい材料としては、チタン又はTi
−15V−3Cr−3Al−3Sn又は21Sの如きチ
タン合金があるが、本発明に係る方法は他の金属又は合
金を用いて実施することもできる。シート材料をプレス
形成、好ましくは、一般に知られているタイプのブレー
キプレスマシーン(brake−pressmachi
ne)上でプレス形成して所望の横断面形状を有するチ
ュービングを形成する。この横断面形状としては円形が
好ましいが、特定の利用にとって望ましい場合には、卵
形,楕円又は多角形の横断面形状の如き別の形状のもの
を用いることができる。本発明に従ってチュービングを
形成する場合には、当初のチュービングの内径は完成品
と比較して若干小さく形成する。
【0008】プレス形成(press−formin
g)の結果、シート材料の両縁部が互いに極めて接近さ
せられて長手方向に沿って開口したシーム(seam)
が形成されるようにして所望の横断面形状を有するチャ
ネルが形成される。長手方向に沿って連続した溶接を施
すことによってこの両縁部を互いに溶接してシームを閉
塞する。長手方向に沿って溶接を施すための好ましい方
法としてはタングステンイナートガス(TIG)溶接法
がある。溶接ビードを平らにならし、形成及び(又は)
溶接処理によって生じる周回りの何らかの歪みをできる
だけ少なくするために、長手方向に沿って施された溶接
を例えばロールプラニッシュ(rollplanish
ing)によって平滑に仕上げる。丸い横断面を有する
チュービングにあっては、この付加的な処理によってそ
のチュービングのひずみ度(ovality)を改善す
ることができる。
g)の結果、シート材料の両縁部が互いに極めて接近さ
せられて長手方向に沿って開口したシーム(seam)
が形成されるようにして所望の横断面形状を有するチャ
ネルが形成される。長手方向に沿って連続した溶接を施
すことによってこの両縁部を互いに溶接してシームを閉
塞する。長手方向に沿って溶接を施すための好ましい方
法としてはタングステンイナートガス(TIG)溶接法
がある。溶接ビードを平らにならし、形成及び(又は)
溶接処理によって生じる周回りの何らかの歪みをできる
だけ少なくするために、長手方向に沿って施された溶接
を例えばロールプラニッシュ(rollplanish
ing)によって平滑に仕上げる。丸い横断面を有する
チュービングにあっては、この付加的な処理によってそ
のチュービングのひずみ度(ovality)を改善す
ることができる。
【0009】次に、このチュービングにマンドレル(m
andrel)を挿通してチュービングとマンドレルと
の組み合せ体を構成する。マンドレルはチュービング材
料の熱膨張率よりは極めて大きな熱膨張率を有する材料
にて作られており、それ故、マンドレルが高温に加熱さ
れた時にマンドレルはチュービングの所望の内径サイズ
にまで迅速に膨張して、チュービングに対して放射方向
の圧力を付加するようになる。こうして、チュービング
は正確且つ確実に特定の寸法に合わせて形成される。マ
ンドレルの好ましい材料はステンレス鋼であるが、必要
な場合には、高温ニッケル基合金等を用いることができ
る。
andrel)を挿通してチュービングとマンドレルと
の組み合せ体を構成する。マンドレルはチュービング材
料の熱膨張率よりは極めて大きな熱膨張率を有する材料
にて作られており、それ故、マンドレルが高温に加熱さ
れた時にマンドレルはチュービングの所望の内径サイズ
にまで迅速に膨張して、チュービングに対して放射方向
の圧力を付加するようになる。こうして、チュービング
は正確且つ確実に特定の寸法に合わせて形成される。マ
ンドレルの好ましい材料はステンレス鋼であるが、必要
な場合には、高温ニッケル基合金等を用いることができ
る。
【0010】マンドレルは完成されたチュービングの所
望の横断面形状と一致する横断面形状を有している。チ
ュービングの内側面をマンドレルと係合させることなく
チュービングをマンドレル上に簡単に位置させたりマン
ドレルから取り外すことができるようにするために、マ
ンドレルの外径はマンドレルとチュービングとの間に狭
い隙間ができるよう選択されている。
望の横断面形状と一致する横断面形状を有している。チ
ュービングの内側面をマンドレルと係合させることなく
チュービングをマンドレル上に簡単に位置させたりマン
ドレルから取り外すことができるようにするために、マ
ンドレルの外径はマンドレルとチュービングとの間に狭
い隙間ができるよう選択されている。
【0011】チュービングとマンドレルとの組み合せ体
を圧力容器中に入れて、次にこの圧力容器を周囲雰囲気
から断絶させるために閉成密封する。大気ガスを除去す
るために圧力容器を真空にし、ヘリウム又はアルゴンの
如き不活性ガスでバックフィル(backfill)す
る。これにより、熱処理中にチュービングが酸化及び
(又は)還元する等の悪影響を受けることがない。次
に、圧力容器を熱処理炉中に入れて、チュービングの最
終的な所望の内径にまでマンドレルを膨張させるのに十
分な程度高温にチュービングとマンドレルとの組み合せ
体が加熱されるまで圧力容器を加熱する。加熱中にマン
ドレルが膨張することによってチュービングの内側面に
放射方向の圧力が付加され、それによってチュービング
が所望のサイズに塑性膨張する。定容量で不活性ガスが
加熱された結果圧力容器内で圧力が増加した時に不活性
ガスのバックフィル圧が圧力容器の圧力率を越えないよ
うにするために、不活性ガスのバックフィル圧をコント
ロールする。不活性ガスを用いることに代えて、加熱中
に圧力容器の内部を真空状態に維持させてもよい。
を圧力容器中に入れて、次にこの圧力容器を周囲雰囲気
から断絶させるために閉成密封する。大気ガスを除去す
るために圧力容器を真空にし、ヘリウム又はアルゴンの
如き不活性ガスでバックフィル(backfill)す
る。これにより、熱処理中にチュービングが酸化及び
(又は)還元する等の悪影響を受けることがない。次
に、圧力容器を熱処理炉中に入れて、チュービングの最
終的な所望の内径にまでマンドレルを膨張させるのに十
分な程度高温にチュービングとマンドレルとの組み合せ
体が加熱されるまで圧力容器を加熱する。加熱中にマン
ドレルが膨張することによってチュービングの内側面に
放射方向の圧力が付加され、それによってチュービング
が所望のサイズに塑性膨張する。定容量で不活性ガスが
加熱された結果圧力容器内で圧力が増加した時に不活性
ガスのバックフィル圧が圧力容器の圧力率を越えないよ
うにするために、不活性ガスのバックフィル圧をコント
ロールする。不活性ガスを用いることに代えて、加熱中
に圧力容器の内部を真空状態に維持させてもよい。
【0012】チュービングとマンドレルとの組み合せ体
が均一に所望の温度に加熱されることを確実にすると共
にチュービングにおける残留応力を完全に除去すること
を確実にするのに十分な時間、チュービングとマンドレ
ルとの組み合せ体を高温に維持する。この維持時間は、
チュービングのサイズ,壁の厚さ及びマンドレルのサイ
ズに基づいて簡単に選択することができる。
が均一に所望の温度に加熱されることを確実にすると共
にチュービングにおける残留応力を完全に除去すること
を確実にするのに十分な時間、チュービングとマンドレ
ルとの組み合せ体を高温に維持する。この維持時間は、
チュービングのサイズ,壁の厚さ及びマンドレルのサイ
ズに基づいて簡単に選択することができる。
【0013】チュービングとマンドレルとの組み合せ体
が全体に亘って加熱された時に、圧力容器を炉から取り
出して冷却させる。チュービングとマンドレルとの組み
合せ体は、チュービングとマンドレルとが簡単に分離で
きるようになる温度にまで、不活性ガスが存在する圧力
容器の内部で又は場合によっては真空下の圧力容器の内
部で冷却される。
が全体に亘って加熱された時に、圧力容器を炉から取り
出して冷却させる。チュービングとマンドレルとの組み
合せ体は、チュービングとマンドレルとが簡単に分離で
きるようになる温度にまで、不活性ガスが存在する圧力
容器の内部で又は場合によっては真空下の圧力容器の内
部で冷却される。
【0014】チュービングをマンドレルから取り外し
て、同様に処理された他のチュービングと溶接するべく
何らかの既知の態様で準備する。一対のチュービングを
既知の何らかの好適な技術を用いて溶接してダクト組立
体を構成する。本発明に係る方法の一実施例において
は、一対のチュービングを固定装置(welding
fixture)上で端部と端部とを整合させて周回り
を溶接する。円形の横断面ダクトの場合には真円度を向
上させるために、また、端部の整合を行い易くするため
に、溶接前に各チュービングの端部を若干伸ばしてもよ
い。チュービングを管継手,フランジ,スペーサ,コネ
クタ等と溶接するために用意して本発明に依るダクト組
立体を構成してもよいことは、当業者は容易に理解でき
るであろう。
て、同様に処理された他のチュービングと溶接するべく
何らかの既知の態様で準備する。一対のチュービングを
既知の何らかの好適な技術を用いて溶接してダクト組立
体を構成する。本発明に係る方法の一実施例において
は、一対のチュービングを固定装置(welding
fixture)上で端部と端部とを整合させて周回り
を溶接する。円形の横断面ダクトの場合には真円度を向
上させるために、また、端部の整合を行い易くするため
に、溶接前に各チュービングの端部を若干伸ばしてもよ
い。チュービングを管継手,フランジ,スペーサ,コネ
クタ等と溶接するために用意して本発明に依るダクト組
立体を構成してもよいことは、当業者は容易に理解でき
るであろう。
【0015】ダクト組立体を溶接するための好ましい技
術としてはTIGがある。溶接する場合に必要ならば、
充填ワイヤー(filler wire)を用いること
ができる。プラズマアーク溶接技術も満足すべき結果を
もたらすことができ、必要ならばこの技術を用いてもよ
い。
術としてはTIGがある。溶接する場合に必要ならば、
充填ワイヤー(filler wire)を用いること
ができる。プラズマアーク溶接技術も満足すべき結果を
もたらすことができ、必要ならばこの技術を用いてもよ
い。
【0016】一例を挙げると、長さが約20フィート,
壁の厚さが0.020インチで円形の断面を有する複数
のチュービングをブレーキプレス(brake−pre
ss)でTi−15V−3Cr−3Al−3Sn合金シ
ートから作った。これらチュービングをAISI Ty
pe304ステンレス鋼のマンドレルに組み付けて外径
が約7.000インチになるよう熱加工した。チュービ
ングの熱加工(thermal forming)は、
ヘリウムガスでバックフィルされた圧力容器中でチュー
ビングとマンドレルとの組み合せ体を1400−145
0F範囲の焼なまし温度にまで加熱し、約5分間その焼
なまし温度に維持することによって実行した。チュービ
ングとマンドレルとの組み合せ体をヘリウムガスが存在
する圧力容器内でちょうど400F以下になるぐらいま
で冷却させた後に、チュービングとマンドレルとを分離
させた。次に、これら複数のチュービングを溶接してダ
クト組立体を構成した。溶接後に、溶接熱影響部におい
てチュービングの歪みはほとんど或いは全く見られなか
った。
壁の厚さが0.020インチで円形の断面を有する複数
のチュービングをブレーキプレス(brake−pre
ss)でTi−15V−3Cr−3Al−3Sn合金シ
ートから作った。これらチュービングをAISI Ty
pe304ステンレス鋼のマンドレルに組み付けて外径
が約7.000インチになるよう熱加工した。チュービ
ングの熱加工(thermal forming)は、
ヘリウムガスでバックフィルされた圧力容器中でチュー
ビングとマンドレルとの組み合せ体を1400−145
0F範囲の焼なまし温度にまで加熱し、約5分間その焼
なまし温度に維持することによって実行した。チュービ
ングとマンドレルとの組み合せ体をヘリウムガスが存在
する圧力容器内でちょうど400F以下になるぐらいま
で冷却させた後に、チュービングとマンドレルとを分離
させた。次に、これら複数のチュービングを溶接してダ
クト組立体を構成した。溶接後に、溶接熱影響部におい
てチュービングの歪みはほとんど或いは全く見られなか
った。
【0017】上述した如く、焼なまし前のチュービング
の内径よりは若干小さな横断面を有し且つチュービング
を構成している金属又は合金の熱膨張率よりは本質的に
大きな熱膨張率を有する材料にて構成されたマンドレル
をチュービング上に嵌め合わせることによってチュービ
ングとマンドレルとの組み合せ体を構成する。次に、チ
ュービングの所望の最終的な内側横断面サイズと一致す
る横断面サイズにまでマンドレルが膨張するのに十分な
程度高温にまでチュービングとマンドレルとの組み合せ
体を不活性雰囲気又は真空下で加熱する。次に、加工に
よってチュービングに生じた残留応力を実質的に取り除
くのに十分な時間、チュービングとマンドレルとの組み
合せ体を前記高温に維持する。そして、チュービングと
マンドレルとが簡単に分離できるようになる温度にまで
チュービングとマンドレルとの組み合せ体を冷却する。
の内径よりは若干小さな横断面を有し且つチュービング
を構成している金属又は合金の熱膨張率よりは本質的に
大きな熱膨張率を有する材料にて構成されたマンドレル
をチュービング上に嵌め合わせることによってチュービ
ングとマンドレルとの組み合せ体を構成する。次に、チ
ュービングの所望の最終的な内側横断面サイズと一致す
る横断面サイズにまでマンドレルが膨張するのに十分な
程度高温にまでチュービングとマンドレルとの組み合せ
体を不活性雰囲気又は真空下で加熱する。次に、加工に
よってチュービングに生じた残留応力を実質的に取り除
くのに十分な時間、チュービングとマンドレルとの組み
合せ体を前記高温に維持する。そして、チュービングと
マンドレルとが簡単に分離できるようになる温度にまで
チュービングとマンドレルとの組み合せ体を冷却する。
【0018】上述したところに鑑みて、上述した本願発
明に係る方法は、金属製チュービングから、溶接された
金属製ダクト組立体を製造するのに有益であり、この方
法においては、チュービングを正確に寸法合わせでき、
しかも溶接前に内部応力を除去することができる。本発
明の方法に依って組み立てられたダクト組立体は、各チ
ュービング間における溶接熱影響部において実質的に歪
みは生じていない。本明細書において開示した方法は、
チタン又はチタン合金から、溶接されたダクト組立体を
構成するのに特に有益である。
明に係る方法は、金属製チュービングから、溶接された
金属製ダクト組立体を製造するのに有益であり、この方
法においては、チュービングを正確に寸法合わせでき、
しかも溶接前に内部応力を除去することができる。本発
明の方法に依って組み立てられたダクト組立体は、各チ
ュービング間における溶接熱影響部において実質的に歪
みは生じていない。本明細書において開示した方法は、
チタン又はチタン合金から、溶接されたダクト組立体を
構成するのに特に有益である。
【0019】本明細書中において用いた用語及び表現
は、本発明に係る組立て方法を説明するために便宜的に
用いたに過ぎないものであって、何らかの限定をするた
めに用いたものではない。そのような用語及び表現を用
いたからといって、そのことに、上述した本発明の特徴
と均等なもの又はその一部を排除する意図はない。然し
ながら、特許請求の範囲内において種々の変更を加える
ことができることは明らかである。
は、本発明に係る組立て方法を説明するために便宜的に
用いたに過ぎないものであって、何らかの限定をするた
めに用いたものではない。そのような用語及び表現を用
いたからといって、そのことに、上述した本発明の特徴
と均等なもの又はその一部を排除する意図はない。然し
ながら、特許請求の範囲内において種々の変更を加える
ことができることは明らかである。
【0020】
【発明の効果】上述した如く、本発明に係る組立て方法
においては、チュービングの表面に放射方向の圧力を付
加しながらチュービングを焼なますよう構成されてお
り、チュービングが放射方向の圧力に晒されながら高温
加熱された時にチュービングにおける残留応力が完全に
除去され、それ故、ダクト組立体の溶接影響部において
ダクト組立体の疲れ寿命に悪影響を及ぼす歪みが生じる
ことがない。加えて、チュービングを正確且つ簡単に特
定の寸法に合わせて形成することができるようになる。
従って、本願発明に依れば、優れた疲れ寿命と良好な寸
法上の一致性及び均一性とをダクト組立体に付与するこ
とができるようになる。
においては、チュービングの表面に放射方向の圧力を付
加しながらチュービングを焼なますよう構成されてお
り、チュービングが放射方向の圧力に晒されながら高温
加熱された時にチュービングにおける残留応力が完全に
除去され、それ故、ダクト組立体の溶接影響部において
ダクト組立体の疲れ寿命に悪影響を及ぼす歪みが生じる
ことがない。加えて、チュービングを正確且つ簡単に特
定の寸法に合わせて形成することができるようになる。
従って、本願発明に依れば、優れた疲れ寿命と良好な寸
法上の一致性及び均一性とをダクト組立体に付与するこ
とができるようになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C22F 1/18 C22F 1/18 H F24F 13/02 F24F 13/02 E // B23K 101:04 (56)参考文献 特開 昭58−82675(JP,A) 特開 昭59−215293(JP,A) 特開 昭62−132085(JP,A) 特公 平2−18477(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 31/00 B21C 37/08 B23K 9/025 F24F 13/02
Claims (14)
- 【請求項1】 所望の熱膨張係数をもった金属または合
金のシートを選択し、 上記シートの相向エッジが互いに近接するように上記シ
ートをプレス形成することによって上記シートの相向エ
ッジを溶接してチャンネルを閉じ且つ長手方向継目を形
成して上記チャンネルから管材を形成し、 上記管材を焼戻しすると同時に、上記管材の残留応力を
実質的に緩和するに十分な時間だけ上記管材の表面に径
方向圧力を加え、更に、 管継手,管状スペーサ,コネクタ,フランジまたは同様
に作成した管材のグループより選択された物品に上記管
材の端部を溶接する各工程からなることを特徴とする金
属製ダクト組立体の組立て方法。 - 【請求項2】 上記管材の焼戻し工程において、 上記管材を、その材料である金属または合金よりも小さ
い横断面をもち、また、実質的により大きい熱膨張係数
をもつマンドレルに取り付けて管材/マンドレル組合せ
を形成し、 上記管材に対する所望の内側横断面に対応する横断面サ
イズまでマンドレルを膨張させるに十分な高さの温度ま
で上記管材/マンドレル組合せを加熱し、 上記管材に対する所望の内側横断面に対応する横断面サ
イズまでマンドレルを膨張させるに充分な高さの温度ま
で上記管材/マンドレル組合せを加熱し、 上記管材の残留応力を実質的に緩和するに十分な時間だ
け上記管材/マンドレル組合せを上記の高さの温度に維
持し、更に上記管材とマンドレルとを容易に離間させる
ことのできる温度まで上記管材/マンドレル組合せを冷
却する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 上記の管材/マンドレル組合せ加熱ステ
ップにおいて、 上記管材/マンドレル組合せを圧力容器内に入れてから
同圧力容器を閉じ、且つ、密閉し、 上記圧力容器を真空排気して大気を除去し、更に、 上記圧力容器を熱処理炉内に入れる、請求項2に記載の
方法。 - 【請求項4】 さらに、上記の真空排気後に上記圧力容
器に不活性ガスをバックフィリング(backfill
ing)する工程を含む請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 上記の対象物品に管材の端部を溶接する
ステップにおいて、 上記管材の端部を対象物品の端部に整合させ、さらに上
記管材と対象物品とを周方向に溶接してそれらを互いに
継合させる、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 上記管材をチタン合金から、またマンド
レルをステンレス鋼合金から形成する、請求項2、3、
4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 上記管材の横断面が円形である、請求項
6に記載の方法。 - 【請求項8】 薄肉平板状のチタンまたはチタン合金か
ら第1、第2の管を形成するのに、所望の熱膨張係数を
もったチタンまたはチタン合金のシートを選択し、同シ
ートを、プレス形成によって所望横断面形状のチャネル
に形成し、同シートの相向エッジが互いに近接するよう
にして行い、かつ同シートの相向エッジを溶接して上記
チャネルを閉じてその上に長手方向継目を形成し、 上記第1、第2管を焼戻しすると同時に、同管の残留応
力を実質的に緩和するに充分な時間だけ上記各管の表面
に径方向圧力を加え、更に上記第1管の端部を第2管の
端部の周方向に溶接する各工程からなるダクト組立体製
造方法。 - 【請求項9】 上記の管焼戻しステップにおいて、 上記管を、その材料であるチタンまたはチタン合金より
も小さい横断面をもちまた実質的により大きい熱膨張係
数をもつマンドレルに取り付けて管/マンドレル組立体
を形成し、 上記管に対する所望の内側横断面に対応する横断面サイ
ズまでマンドレルを膨張させるに充分な高さの温度まで
上記管/マンドレル組合せを加熱し、 上記管の残留応力を実質的に緩和するに充分な時間だけ
上記管/マンドレル組合せを上記の高さの温度に維持
し、更に、 上記管とマンドレルとを容易に離間させることのできる
温度まで上記管/マンドレル組合せを冷却する、請求項
8に記載の方法。 - 【請求項10】 上記の管/マンドレル組合せ加熱ステ
ップにおいて、 上記管/マンドレル組合せを圧力容器内に入れてから同
圧力容器を閉じかつ密閉し、 上記圧力容器を真空排気して大気を除去し、更に、 上記圧力容器を熱処理炉内に入れる、請求項9に記載の
方法。 - 【請求項11】 上記の真空排気後に上記圧力容器に不
活性ガスをバックフィリング(backfillin
g)するステップを含む請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 上記の第1管を第2管に周方向溶接す
るステップにおいて、 上記第1管の端部を第2管の端部に整合させ、更に、 上記管同士を周方向に溶接してそれらを互いに継合させ
る、請求項8乃至11のいずれかに記載の方法。 - 【請求項13】 上記管/マンドレル組合せを約760
−790℃に加熱する、請求項9、10、11のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項14】 上記管材の横断面が円形である、請求
項8乃至13のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/171224 | 1993-12-21 | ||
US08/171,224 US5407494A (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Method of fabricating a welded metallic duct assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07204880A JPH07204880A (ja) | 1995-08-08 |
JP3087006B2 true JP3087006B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=22622993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06333004A Expired - Fee Related JP3087006B2 (ja) | 1993-12-21 | 1994-12-14 | 溶接された金属製ダクト組立体の組立て方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5407494A (ja) |
JP (1) | JP3087006B2 (ja) |
FR (1) | FR2713964B1 (ja) |
GB (1) | GB2285402B (ja) |
IL (1) | IL111999A (ja) |
SG (1) | SG54090A1 (ja) |
TW (1) | TW247284B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1154118A1 (fr) | 2000-05-08 | 2001-11-14 | Georges Emile Puljiz | Joint d'étanchéité contre toutes les rentrées d'eau |
GB2425079B (en) * | 2005-04-11 | 2007-08-22 | Rolls Royce Plc | Method of manufacturing a duct for a gas turbine engine |
US8579985B2 (en) | 2006-12-07 | 2013-11-12 | Ihip Surgical, Llc | Method and apparatus for hip replacement |
US8974540B2 (en) * | 2006-12-07 | 2015-03-10 | Ihip Surgical, Llc | Method and apparatus for attachment in a modular hip replacement or fracture fixation device |
WO2008069800A1 (en) | 2006-12-07 | 2008-06-12 | Anatol Podolsky | Method and apparatus for total hip replacement |
ATE455264T1 (de) * | 2007-08-01 | 2010-01-15 | Freudenberg Carl Kg | Verfahren zur herstellung eines dichtrings |
GB201121527D0 (en) * | 2011-12-15 | 2012-01-25 | Rolls Royce Plc | A shaping apparatus and method of shaping a workpiece |
CN109210273A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 中国二十冶集团有限公司 | 多台步进式加热炉炉体非标管道同步快速施工方法 |
CN112921259A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-08 | 西安泰金工业电化学技术有限公司 | 一种强力旋压变形后的钛零件的残余应力消除方法 |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3298096A (en) * | 1963-12-30 | 1967-01-17 | Varian Associates | Method of forming distortion resistant tubular elements |
US3383900A (en) * | 1965-08-13 | 1968-05-21 | Hoover Ball & Bearing Co | Method of sizing of metal objects |
US3397564A (en) * | 1965-09-13 | 1968-08-20 | Schroeder Otto | Expanding pipes |
US3640116A (en) * | 1968-06-03 | 1972-02-08 | Asea Ab | Mandrel for use in manufacturing a hollow elongated thin-walled metallic body and method of using such mandrel |
US3986654A (en) * | 1975-11-05 | 1976-10-19 | Carpenter Technology Corporation | Method for making tubular members and product thereof |
US4294419A (en) * | 1979-01-22 | 1981-10-13 | Vought Corporation | Airframe assembly and process |
FR2469962A1 (fr) * | 1979-11-21 | 1981-05-29 | Vallourec | Procede et dispositif pour la fabrication d'un tube d'acier sans soudure par laminage a chaud sur mandrin |
US4320568A (en) * | 1980-02-14 | 1982-03-23 | Northern Engineering Industries Limited | Method of expanding tubular members |
US4343170A (en) * | 1980-02-14 | 1982-08-10 | Northern Engineering Industries Limited | Apparatus for expanding tubular members |
US4499924A (en) * | 1980-10-14 | 1985-02-19 | Smith International, Inc. | Method of making a drill pipe wear sleeve assembly and product thereof |
US4466566A (en) * | 1981-08-26 | 1984-08-21 | Koppy Corporation | Method of forming a thin walled annular channel |
US4429824A (en) * | 1981-09-17 | 1984-02-07 | Rohr Industries, Inc. | Delta-alpha bond/superplastic forming method of fabricating titanium structures and the structures resulting therefrom |
US4433567A (en) * | 1981-11-12 | 1984-02-28 | Grumman Aerospace Corporation | Method for working holes |
US4489585A (en) * | 1981-12-11 | 1984-12-25 | British Steel Corporation | Production of tubular members |
DE3149285C2 (de) * | 1981-12-12 | 1985-11-21 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Verfahren zur Verbindung der Rohre einer Wärmetauschermatrix mit dem Wärmetauscherboden eines Sammelbehälters |
SE443100B (sv) * | 1982-03-26 | 1986-02-17 | Sven Runo Vilhelm Gebelius | Sett att framstella ett koniskt rorformigt element jemte element framstellt enligt settet |
JPS5966941A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | モ−ルドの製造方法 |
BG39830A1 (en) * | 1982-12-22 | 1986-09-15 | Petkov | Method for precise and finishing processing of profile cylindric openings and tool for its realization |
US4569218A (en) * | 1983-07-12 | 1986-02-11 | Alumax, Inc. | Apparatus and process for producing shaped metal parts |
US4692978A (en) * | 1983-08-04 | 1987-09-15 | Wolverine Tube, Inc. | Method for making heat exchange tubes |
US4915166A (en) * | 1983-08-04 | 1990-04-10 | Wolverine Tube, Inc. | Titanium heat exchange tubes |
US4649492A (en) * | 1983-12-30 | 1987-03-10 | Westinghouse Electric Corp. | Tube expansion process |
US4604785A (en) * | 1984-12-21 | 1986-08-12 | General Electric Company | Method of making fuel channel |
US4620660A (en) * | 1985-01-24 | 1986-11-04 | Turner William C | Method of manufacturing an internally clad tubular product |
GB8506157D0 (en) * | 1985-03-09 | 1985-04-11 | British Aerospace | Superplastic forming |
DE3611108C1 (de) * | 1986-04-03 | 1987-07-30 | Balcke Duerr Ag | Verfahren und Vorrichtung zur druckdichten Befestigung von geraden Rohren zwischen zwei Rohrscheiben |
US4801070A (en) * | 1987-05-11 | 1989-01-31 | Rohr Industries, Inc. | Engine duct and case construction |
US4991419A (en) * | 1988-11-18 | 1991-02-12 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of manufacturing seamless tube formed of titanium material |
US4930338A (en) * | 1989-02-14 | 1990-06-05 | Kyoshin Kogyo Kaburshiki Kaisha | Pipe expanding mandrel |
US4989433A (en) * | 1989-02-28 | 1991-02-05 | Harmon John L | Method and means for metal sizing employing thermal expansion and contraction |
US4926667A (en) * | 1989-04-17 | 1990-05-22 | Precision Extruded Products, Inc. | Method of sizing and straightening extruded tubes |
US5058411A (en) * | 1990-03-15 | 1991-10-22 | General Electric Company | Method for shaping filament reinforced annular objects |
US5027635A (en) * | 1990-09-04 | 1991-07-02 | General Electric Company | Channel hot-forming apparatus |
-
1993
- 1993-12-21 US US08/171,224 patent/US5407494A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-02-03 TW TW083100889A patent/TW247284B/zh active
- 1994-12-14 JP JP06333004A patent/JP3087006B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-15 IL IL111999A patent/IL111999A/en not_active IP Right Cessation
- 1994-12-15 GB GB9425375A patent/GB2285402B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-15 SG SG1995001676A patent/SG54090A1/en unknown
- 1994-12-19 FR FR9415248A patent/FR2713964B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9425375D0 (en) | 1995-02-15 |
IL111999A (en) | 1998-03-10 |
GB2285402B (en) | 1997-06-04 |
FR2713964A1 (fr) | 1995-06-23 |
GB2285402A (en) | 1995-07-12 |
US5407494A (en) | 1995-04-18 |
TW247284B (en) | 1995-05-11 |
IL111999A0 (en) | 1995-03-15 |
SG54090A1 (en) | 1998-11-16 |
FR2713964B1 (fr) | 1997-01-31 |
JPH07204880A (ja) | 1995-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3087006B2 (ja) | 溶接された金属製ダクト組立体の組立て方法 | |
WO1999051370A1 (en) | Clad tubular product and method of manufacturing same | |
US4869422A (en) | Subassembly for use in manufacturing a clad steel plate | |
US6103027A (en) | Method of making seam free welded pipe | |
JPH0144408B2 (ja) | ||
JP2001115222A (ja) | 高強度α+β型チタン合金管およびその製造方法 | |
JPS6329636B2 (ja) | ||
JPS5941425A (ja) | 中空体の残留応力改善方法 | |
JPS6263620A (ja) | 中空体の残留応力の改善法 | |
JPS58184073A (ja) | 溶接管製造方法 | |
JPS5939444A (ja) | 鋼製フランジの製造法 | |
JPS62144818A (ja) | 真円の管端を有する金属管の製造方法 | |
JPH03297520A (ja) | 二重管エルボの製造方法 | |
JPS5818404B2 (ja) | ダイケイウスニクコウカンノヤキイレ ヤキモドシホウホウ | |
RU1779062C (ru) | Способ термокалибровки полых тонкостенных оболочек | |
JPS61279312A (ja) | クラツド鋼管の製造方法 | |
JPS60196242A (ja) | 大径管の内面冷却防止中空鍛錬法 | |
JPS6156792A (ja) | 極薄肉溶接管の製造方法 | |
JPH03243212A (ja) | 金属二重管の製造方法 | |
JPS5858992A (ja) | 金属管の製造方法および製造装置 | |
JPH07214145A (ja) | 肉厚細径管とその製造方法 | |
JPH02160169A (ja) | 異形管継手部の溶接方法 | |
JPS61132217A (ja) | 円筒状ロ−ルシエルの製造法 | |
JPH01240619A (ja) | 断熱二重管用内管の製造方法 | |
JPH04294818A (ja) | 電縫鋼管の製造方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000516 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |