JP3262314B2 - テルミット反応熱による溶接方法及びその装置 - Google Patents
テルミット反応熱による溶接方法及びその装置Info
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Description
ルミニウム合金、銅等の非鉄金属の断片をテルミット反
応熱による間接的溶接によって結合する一般溶接技術に
関するものである。
接技術としては、例えば、特開昭48−34049号公
報に開示されるように、薬包外筒、支持板及び筒状鉄板
からなる薬包内に発熱組成物を入れ、この筒状鉄板内中
央に溶接材を配置すると共にこの溶接材に接続すべき接
続材を当接し、この後、テルミット反応を起こさせ接続
材の断片を溶接する溶接方法が知られている。
は、接続部外周にテルミット反応熱を利用した溶融金属
の流出しない加熱剤を被着保持し、これにより接続部を
予め高温に保持した後、更に溶融テルミット法による溶
接を行うことが開示されている。
は、テルミット反応熱で間接的に加熱された接続材と溶
接材の溶融物が固まる過程で体積の変化により一般にい
われる鋳巣ができ易くなる。
は筒状鉄板の内面に塗型剤を塗布することは容易に想致
されるが、塗型剤が筒状鉄板からの放熱を妨げ、溶接部
の凝固が遅くなり、凹部や鋳巣が発生し溶接不良を招く
おそれがあるという問題があった。又、後者の方法で
は、テルミット反応熱で間接的に接続材を加熱する行程
と、更にこの接続材の接続すべき断片を別のテルミット
剤をもって溶接する行程を経るので、工数がかかるとと
もにテルミット剤を流し込む鋳型の構造上、屋外での作
業には難点があった。
ミニウム合金、銅等の非鉄金属製の接続材を溶接材を挟
み分割可能な溶接装置に配置すると共に、テルミット反
応熱を起こさせる加熱剤を有する加熱剤容器により間接
的に溶接材を溶融し接続材を溶接する屋内外での使用が
可能な溶接方法であって、溶融接合部の凹み鋳巣の発生
を防止するという機能を確保しつつ、溶接後に溶融接合
部と接する面から分割可能な溶接装置を容易に外すこと
ができる塗型剤を種々研究の結果、高温において熱伝導
性の良い塗型剤がこの条件を満足することを見知し、本
発明を完成することに至った。
導きだされたもので、その目的は、接続材断片の溶接部
の凹み鋳巣を防止すると共に溶接後の加熱剤容器の型開
きを容易にすることができるテルミット反応熱による溶
接方法及びその装置を提供することにある。
金属製の接続材を溶接材を挟んで分割可能な溶接装置に
収容し、溶接材をテルミット反応熱により加熱溶融する
溶接方法において、分割可能な溶接装置の内面に、加熱
溶融時の熱伝導度が0.006cal/sec/cm2/℃/cm以上の
塗型剤を塗布することを特徴とするものである。
ット反応熱による溶接方法において、塗型剤が、黒鉛、
純BeO焼結体、純MgO焼結体又は純Al2O3焼結
体を成分とすることを特徴とするものである。請求項3
の発明は、請求項1記載のテルミット反応熱による溶接
方法において、溶接材が、接続材と同質であることを特
徴とするものである。
ット反応熱による溶接方法において、分割可能な溶接装
置が、2分割からなることを特徴とするものである。請
求項5の発明は、請求項1記載のテルミット反応熱によ
る溶接方法において、溶接材が、筒状であることを特徴
とするものである。請求項6の発明は、筒状の加熱剤容
器と、この加熱剤容器内に充填されるテルミット反応を
起こす加熱剤と、前記加熱剤容器の内部に配置される分
割可能な筒状の保持部材と、この保持部材を被嵌する留
金具とから成り、分割可能な筒状の保持部材の内面に
は、加熱溶融時の熱伝導度が0.006cal/sec/cm2/℃/
cm以上の塗型剤の塗布層が形成されてあることを特徴と
するものである。
ット反応熱による溶接装置において、塗型剤が、黒鉛、
純BeO焼結体、純MgO焼結体又は純Al2O3焼結
体を成分とすることを特徴とするものである。請求項8
の発明は、請求項6記載のテルミット反応熱による溶接
装置において、保持部材の外周には、断熱材が配設され
ていることを特徴とするものである。
ず、分割可能な筒状の保持部材の内側に加熱剤による溶
融温度(例えば、約1600℃)時の熱伝導度が0.006c
al/sec/cm2/℃/cm以上の塗型剤を塗布する。次に、
保持部材の中央部に溶接材を配した後、保持部材に留金
具を取り付ける。そして、この保持部材を加熱剤容器の
内側に配した後、加熱容器と保持部材との間に一方の塞
板を取り付けて底付の筒状体を形成し、この筒状体内に
加熱剤を充填し、残りの塞板を取り付けることによって
溶接装置とすることができる。
続材を挿入し、溶接材に当接する。この状態で、収容部
に点火器を操作しテルミット反応を起こす加熱剤を反応
させる。このテルミット反応熱が、保持部材を介して溶
接材を加熱溶融する。その後、加熱が終わり放熱によっ
て温度が低くなり、溶融物が凝固し収縮し始める。
材によって接合する。請求項2、4、6、7において
は、塗型剤は、スラグの残留熱を接続材を経由して放冷
する際の熱媒体となる。溶融接合部に鋳巣等の溶接不良
を発生させないようにするためには、加熱剤容器内部の
熱勾配が溶融接合部の温度より高くなければならない。
このためには、アルミニウム、アルミニウム合金、銅等
の非鉄金属に対して熱伝導性の良い塗型剤が求められ
る。
に伝達し、溶接に要する時間を短縮することができる。
請求項8においては、加熱剤の熱が外気に近い接続材を
伝わり放熱されてしまい、溶融接合部の溶接不良を発生
させるのを防止する。
実施形態について説明する。
を接続するテルミット反応熱による溶接方法及び請求項
6に係る非鉄金属製の断片を接続するテルミット反応熱
による溶接装置をアルミニウム製の接続材の溶接装置に
適用した一実施形態を示す。図において、1は、収容部
を表す。この収容部1は、例えば、角筒形状のセラミッ
ク製の加熱剤容器2と、2分割の角筒状鉄板製の保持部
材3と、二つの留金具4、4と、角筒状の塞板6と、加
熱剤7と、点火器5とから成るものである。
に保持部材3を配置し、一方の端部に角筒状の塞板6を
取り付けて底付の角筒状体に形成した後、この角筒状体
内に加熱剤7を充填すると共に、残りの端部に塞板6を
取り付け、最後に点火器5を取り付けることによって形
成される。
〜10mmのセラミックを角筒状に形成したものである。
又、塞板6も同様にセラミック製で形成されている。2
分割の角筒状鉄板製の保持部材3は、図2乃至図4に示
すように、両端に鍔部3a、3aを有する。この2分割
の角筒状鉄板製の保持部材3は、例えば、1.5mmの厚
みの鉄板で形成され、その鍔部3a、3aを断略面コの
字状の留金具4、4によって被嵌されることによって角
筒状体に構成される。
の部材4a、4aと、その内側に取り付けられるセラミ
ックシート4b、4bとで構成される。このセラミック
シート4b、4bは、溶接時に溶融するアルミニウム製
の溶接材8が鍔部3a、3aの合わせ面から漏出するの
を防ぐためのものである。又、2分割の角筒状鉄板製の
保持部材3の内面、鍔部3a、コの字状の鉄板製の部材
4a、4aには、加熱溶融時の熱伝導度が0.006cal/se
c/cm2/℃/cm以上の塗型剤が塗布されてる。この塗
型剤としては、黒鉛、純BeO焼結体、純MgO焼結体
又は純Al2O3焼結体が望ましい。
0.006cal/sec/cm2/℃/cm以上の塗型剤としては、例
えば、日本黒鉛工業株式会社製のプロハイト#15系
(天然鱗状黒鉛20wt%、界面活性剤7wt%、水7
3wt%)を用い、これを2分割の角筒状鉄板製の保持
部材3の内面にスプレーで塗布した。このプロハイト#
15系の代わりにフォセコ・ジャパン製のダイコート#
140を用いてもよい。
金属酸化物と金属又は金属合金との酸化還元反応を応用
したものである。本実施形態での加熱剤7は、酸化還元
反応を応用したもので、Fe3O471重量%、Si25
重量%及びMnO24重量%から成る剤に、外割でAl2
O31〜5重量%を添加したものである。
スラグの飛散、流出するものではない。点火器5は、図
示しない電源から点火器5内部の発熱体へ伝わり点火薬
に点火し加熱剤7に着火するものである。収容部1内に
は、アルミニウム製の溶接材8が配置されているが、こ
のアルミニウム製の溶接材8は、アルミニウム製の接続
材9と実質的に同質か或いは良質のものが用いられる。
6cal/sec/cm2/℃/cm以上の塗型剤が塗布された2分
割の角筒状鉄板製の保持部材3は、図3に示すように、
中央部にアルミニウム製の溶接材8を配した状態で、図
5及び図6の示すように、重ね合わされ、その外側にセ
ラミックシートから成る断熱シート10が巻き付けられ
る。
シートから成る保温カバー12が接着剤、針金等で取り
付けられている。これは、冷寒地等の大気温度の条件に
より使用するが、外気により溶融物が早く冷えてしま
い、溶接不良を起こさないようにするためのものであ
る。次に、このように構成された本実施形態の作用を説
明する。
溶融時の熱伝導度が0.006cal/sec/cm2/℃/cm以上の
塗型剤を塗布する。次に、図3に示すように、2分割の
保持部材3の一方側から中央部に向かってアルミニウム
製の溶接材8を配し、その後、図4に示すように、鍔部
3a、3aを合わせ、次いで、図5に示すように、保持
部材3の外周に留金具4、4を被嵌し、2分割の保持部
材3の外側に断熱シート10を巻き付ける。次いで、こ
の保持部材3を加熱剤容器2の内側に配し、留金具4と
加熱剤容器2との間に一方の塞板6を取り付けて角筒状
体を形成した後、この角筒状体内に加熱剤7を充填し、
残りの塞板6を取り付ける。最後に、加熱剤7が充填さ
れている箇所に点火器5を取り付けることによって、収
容部1を形成する。
部材3の両端側から接続するアルミニウム製の接続材9
が挿入され、保持部材3の中央部に位置するアルミニウ
ム製の溶接材8に当接させる。これによって、溶接の準
備が完了する。この状態で点火器5を操作すると、テル
ミット反応を起こす加熱剤7が反応し、そのテルミット
反応熱が保持部材3を介してアルミニウム製の溶接材8
に加えられて加熱溶融する。
融物が凝固し始め、アルミニウムが冷却固化したところ
で、収容部1を取り除き、2分割の保持部材3を分解す
ることによって溶接したアルミニウム接続材14を得る
ことができる。以上のように、本実施形態は、加熱剤7
の反応熱によってアルミニウム製の溶接材8が加熱溶融
したとき、2分割の保持部材3の内側に塗布された加熱
溶融時の熱伝導度が0.006cal/sec/cm2/℃/cm以上の
塗型剤はスラグの残留熱をアルミニウム製の接続材11
を経由して放冷する際の熱媒体となり、積極的に放冷す
ることができるので、加熱剤容器2内部の熱勾配が、溶
融接合部13の温度より高く維持され、気泡による凹み
部や収縮による鋳巣部を覆い、溶融接合部13に凹みや
鋳巣による溶接不良を防止することができる。
3と両接続材9、9を容易に分離することができる。
又、2分割の保持部材3に挿入されているアルミニウム
製の溶接材8より外側の外周、即ち、塞板6と接する部
位で、二つの断熱シート10、10が巻き付けてあるの
で、加熱剤7の燃焼熱量がアルミニウム製の接続材9に
伝わりにくく、アルミニウム製の接続材9からの放熱が
少ない。
に取り付けた留金具4、4は、その内側にセラミックシ
ート4b,4bが配してあるので、溶接時に溶融するア
ルミニウム製の溶接材9の溶融物が鍔部3a、3aの合
わせ面から漏出するのを防止する。尚、本実施形態で
は、アルミニウム製の溶接材として角柱状体を用いた
が、角筒状体のアルミニウム製の溶接材を用いることが
できる。この場合には、アルミニウム製の溶接材の溶融
が均一に起こり、溶接時間を短縮することが可能であ
る。
製の接続材を用いたが、接続材の断面形状は任意であ
る。加熱剤容器2、溶接材8の形状は、接続材の形状に
応じて同様の形状とする。又、上記実施形態では、アル
ミニウム製の接続材の溶接について説明したが、本発明
は、これに限定するものではなく、例えば、アルミニウ
ム合金、銅接続材の断片の溶接にも適用できる。
イプ状等)の他にも、電気導体の単線やより線等にも適
用できる。
れば、保持部材の内面に、加熱溶融時の熱伝導度が0.00
6cal/sec/cm2/℃/cm以上の塗型剤を塗布するので、
加熱剤の加熱時の接続材の外周からの放熱を促し、溶融
接合部位の温度を保持し、冷却時に生じる凹みや鋳巣を
確実に防止し、溶接終了後には、保持部材の分離を容易
にすることができる。
及び請求項6に係る非鉄金属製の接続材の溶接装置をア
ルミニウム製の接続材に適用した一実施形態を示す断面
図である。
材と留金具とを示す分解図である。
る。
を示す断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 非鉄金属製の接続材を溶接材を挟んで分
割可能な溶接装置に収容し、溶接材をテルミット反応熱
により加熱溶融する溶接方法において、 分割可能な溶接装置の内面に、加熱溶融時の熱伝導度が
0.006cal/sec/cm2/℃/cm以上の塗型剤を塗布するこ
とを特徴とするテルミット反応熱による溶接方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のテルミット反応熱による
溶接方法において、塗型剤が、黒鉛、純BeO焼結体、
純MgO焼結体又は純Al2O3焼結体を成分とするこ
とを特徴とするテルミット反応熱による溶接方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のテルミット反応熱による
溶接方法において、溶接材が、接続材と同質であること
を特徴とするテルミット反応熱による溶接方法。 - 【請求項4】 請求項1記載のテルミット反応熱による
溶接方法において、分割可能な溶接装置が、2分割から
なることを特徴とするテルミット反応熱による溶接方
法。 - 【請求項5】 請求項1記載のテルミット反応熱による
溶接方法において、溶接材が、筒状であることを特徴と
するテルミット反応熱による溶接方法。 - 【請求項6】 筒状の加熱剤容器と、この加熱剤容器内
に充填されるテルミット反応を起こす加熱剤と、前記加
熱剤容器の内部に配置される分割可能な筒状の保持部材
と、この保持部材を被嵌する留金具とから成り、分割可
能な筒状の保持部材の内面には、加熱溶融時の熱伝導度
が0.006cal/sec/cm2/℃/cm以上の塗型剤の塗布層が
形成されてあることを特徴とするテルミット反応熱によ
る溶接装置。 - 【請求項7】 請求項6記載のテルミット反応熱による
溶接装置において、塗型剤が、黒鉛、純BeO焼結体、
純MgO焼結体又は純Al2O3焼結体を成分とするこ
とを特徴とするテルミット反応熱による溶接装置。 - 【請求項8】 請求項6記載のテルミット反応熱による
溶接装置において、保持部材の外周には、断熱材が配設
されていることを特徴とするテルミット反応熱による溶
接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06602196A JP3262314B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | テルミット反応熱による溶接方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP06602196A JP3262314B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | テルミット反応熱による溶接方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09253870A JPH09253870A (ja) | 1997-09-30 |
JP3262314B2 true JP3262314B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=13303862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP06602196A Expired - Fee Related JP3262314B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | テルミット反応熱による溶接方法及びその装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3262314B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101836905B1 (ko) | 2011-11-01 | 2018-03-12 | 대우조선해양 주식회사 | 해저 유전 생산파이프의 보수 장치 및 보수 방법 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP06602196A patent/JP3262314B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101836905B1 (ko) | 2011-11-01 | 2018-03-12 | 대우조선해양 주식회사 | 해저 유전 생산파이프의 보수 장치 및 보수 방법 |
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