JP3331538B2 - リング状接合材用急冷凝固箔並びにその製造方法、製造装置及び製造用ノズル - Google Patents

リング状接合材用急冷凝固箔並びにその製造方法、製造装置及び製造用ノズル

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JP3331538B2
JP3331538B2 JP33717096A JP33717096A JP3331538B2 JP 3331538 B2 JP3331538 B2 JP 3331538B2 JP 33717096 A JP33717096 A JP 33717096A JP 33717096 A JP33717096 A JP 33717096A JP 3331538 B2 JP3331538 B2 JP 3331538B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管等の管同士を
突合わせ接合する際、接合面に挿入されるリング状接合
材用急冷凝固箔並びにその製造方法、製造装置及び製造
用ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼管等の管同士の突合わせ接合手段とし
て、図15に示すように、接合しようとする管20およ
び管21の端面間に非晶質金属箔からなるリング状接合
材19を挟んで、加圧下で加熱する方法がある。この方
法によれば、リング状接合材19を構成する非晶質金属
箔の含有元素が、管20および21中に容易に拡散する
ことから、比較的短時間の加熱で接合でき、大気中でも
可能である。
【0003】したがって、油井鋼管の現地施工等におい
て、MIG溶接やTIG溶接に替わる安価かつ簡易な接
合手段として注目されている。しかし、従来のリング状
接合材19は、シート状の箔材から切り出して製造され
るため、切り捨て部分が多く発生し、製造歩留まりが低
いとともに、切り出し作業に時間がかかるという問題が
あった。
【0004】なお、図15のような管20と管21の突
合わせ接合に際し、一方の管端には凹テーパを形成し、
他方の管端には凸テーパを形成して、両テーパ間に円錐
台リング接合材を挟む方法もあり、本発明者らは該接合
材およびその製造法について、特開平5−123890
号公報により提案している。その製造法は、ロールの周
面を傾斜させてテーパ面とし、該テーパ面に近接しかつ
これとほぼ平行に、るつぼのノズル開口面を対向させ、
ロールを高速回転させつつ、該テーパ面にるつぼ内の溶
融金属を噴出して急冷凝固箔させ、剥離するものであ
る。
【0005】この方法により得られた帯状の急冷凝固箔
を、ロール一周分の長さに切断し、切断部を突き合わせ
ることで円錐台リング接合材とすることができ、製造歩
留まりおよび作業性が著しく向上する。しかし、この従
来法では、図15に示すような管端面が管軸に垂直な場
合に使用するリング状接合材を製造することはできな
い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼管等の管
同士を突合わせ接合する際、接合面に挿入されるリング
状接合材用急冷凝固箔並びにその製造方法、製造装置及
び製造用ノズルであって、接合すべき管端面が管軸にほ
ぼ垂直な場合に使用されるリング状接合材用の急冷凝固
箔を、歩留まり良くかつ作業性よく得ることを目的とす
る。また本発明は、リング状接合材のリング幅方向の厚
さを均一化することにより、あるいは該接合材の表面積
を増大させることにより、管同士の接合精度および接合
強度の向上をはかることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明急冷凝固箔は、高速回転するロールの側面に溶
融金属を噴出して急冷凝固され、剥離された箔のリング
が螺旋状に積層されてなるリング状接合材用急冷凝固箔
である。そして、前記リングが、該リングと同心円をな
す折り目を有するものでもある。
【0008】本発明法は、ロール回転軸に垂直な面をな
すロールの側面に、溶融金属を収容したるつぼのノズル
の開口面を対向させ、該ノズルの開口をスリット状と
し、かつ、該開口の長さ方向を前記ロール側面の径方向
にして前記ノズルを配設し、前記ロールを高速回転させ
つつ、前記開口から前記溶融金属を噴出させ、急冷凝固
した箔を剥離することを特徴とするリング状接合材用急
冷凝固箔の製造方法である。
【0009】そして、前記開口の幅を、前記ロール側面
の外周に向け漸次実質的に拡大して設けることで、前記
箔の厚さを均一化することが好ましい。また、前記開口
面と前記ロール側面との間のギャップが、該ロール側面
の外周に向け漸次拡大するように前記ノズルを配設する
ことで、前記箔の厚さを均一化することが好ましい。さ
らに、前記ロール側面に、前記回転軸を中心とする同心
円状の段を形成し、前記ノズルの開口面を該段の形状を
転写した形状として対向させることで、前記箔をリング
と同心円をなす折り目を有するものとすることもでき
る。
【0010】本発明装置は、溶融金属を収容するるつぼ
と、該るつぼに付設されたノズルと、該ノズルの開口か
ら噴出される前記溶融金属を急冷凝固するロールと、該
急冷凝固した箔を剥離する剥離用ノズルからなり、前記
ロールのロール回転軸に垂直な面をなすロール側面に前
記ノズルの開口面が対向しており、前記ノズルの開口は
スリット状をなし、かつ該開口の長さ方向を前記ロール
側面の径方向にして前記ノズルが配設されていることを
特徴とするリング状接合材用急冷凝固箔の製造装置であ
る。
【0011】そして、前記開口の幅が、前記ロール側面
の外周に向け漸次実質的に拡大して設けられていること
が好ましい。また、前記開口の開口面と前記ロール側面
との間のギャップが、該ロール側面の外周に向け漸次拡
大するように、前記ノズルと前記ロールが配設されてい
ることが好ましい。さらに、前記ロール側面に、前記回
転軸を中心とする同心円状の段が形成され、前記ノズル
の開口面が該段の形状を転写した形状をなし、該段が前
記ロール側面の段と対向するように、前記ノズルと前記
ロールが配設されているものとすることもできる。
【0012】本発明ノズルは、るつぼ内の溶融金属を、
ロール回転軸に垂直な面をなすロールの側面に噴出させ
て急冷凝固箔を製造するためのノズルであって、該ノズ
ルの開口がスリット状をなし、該開口の長さ方向を前記
ロール側面の径方向にして配置したとき、該開口の幅
が、該ロール側面の外周に向け漸次実質的に拡大して設
けられていることを特徴とするリング状接合材用急冷凝
固箔の製造用ノズルである。
【0013】また本発明ノズルは、るつぼ内の溶融金属
を、ロール回転軸に垂直な面をなすロールの側面に噴出
させて急冷凝固箔を製造するためのノズルであって、該
ノズルの開口がスリット状をなし、該開口の長さ方向を
前記ロール側面の径方向にし、かつ前記回転軸を中心と
する同心円状に段が形成されたロール側面に対向させた
とき、前記開口が該段の形状を転写した形状をなしてい
ることを特徴とするリング状接合材用急冷凝固箔の製造
用ノズルである。そして、前記開口の幅が、前記ロール
側面の外周に向け漸次実質的に拡大して設けられている
ことが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明のリング状接合材用急冷凝
固箔1は、図1の例のように、螺旋状に積層されたリン
グからなり、図4に例示するように、ロール3を高速回
転させ、るつぼ7内の溶融金属をノズル8からロール側
面5に噴射して急冷凝固され、剥離用ノズル12により
剥離されたものである。そして、本発明の急冷凝固箔1
は図2の例のように、リングと同心円をなす折り目2を
有するものでもある。
【0015】図3には、本発明急冷凝固箔1のリング径
方向断面の各種例を示す。(a)および(b)は折り目
を有しない例で、(a)は凝固箔1が平坦であり、
(b)は湾曲している。(c)および(d)はリングの
幅方向1箇所に折り目2を有する例、(e)〜(g)は
2箇所に有する例、(h)〜(j)は3箇所に有する例
である。
【0016】本発明の急冷凝固箔1を使用するときは、
図1あるいは図2のような積層された螺旋状の急冷凝固
箔1からリングの一周分を切り出し、切断部を突合せて
図15のようにリング状接合材19とし、管20と管2
1の端面間に挟む。そして、加圧しつつ加熱すると、急
冷凝固により得られたリング状接合材19に含まれてい
る非晶質金属元素が、管20および21中に容易に拡散
し、比較的短時間で接合でき、大気中加熱による接合が
可能である。本発明急冷凝固箔1は実質的に非晶金属で
あればよく、100%非晶質である必要はない。
【0017】なお、接合に際して管20と管21が、あ
るいは管20および管21とリング状接合材19が、径
方向にずれるおそれがある場合は、例えば図13および
図14に示すように、支持片22を一方の管20に溶接
部23等により固設し、リング状接合材19を挟んで他
方の管21を支持片22で支持すればよい。支持片22
は、このほか電磁石あるいは永久磁石で固定することも
できる。また、磁性体からなるリング状接合材19を電
磁石あるいは永久磁石で固定することもできる。
【0018】さらに、リング状接合材19として、図3
(b)〜(j)に示す例のように、断面が湾曲した急冷
凝固箔1あるいは折り目2を有する急冷凝固箔1を採用
し、図15で接合すべき管20および管21の端面を、
図3の各例に合わせた形状に加工しておくことで、接合
面積を増大し、接合をより強固なものとすることができ
る。
【0019】つぎに、本発明法について図面により詳述
する。図4に示すように、ロール3はロール回転軸4に
垂直な面をなすロール側面5を有し、矢印の方向に回転
させている。るつぼ7には溶融金属が収容され、ノズル
8の開口から溶融金属をロール側面5に噴出させ、凝固
した急冷凝固箔1を剥離用ノズル12から噴射するガス
圧により剥離する。
【0020】ロール側面5は、銅、アルミニウム等の熱
伝導率の大きな材料で形成し、内部から冷却しつつ、溶
融金属が噴射される位置での表面速度が5〜40m/秒
程度になるように高速回転させるのが望ましい。表面速
度がこれより遅いと、得られる急冷凝固箔1が結晶化す
るおそれがある。
【0021】るつぼ7およびノズル8の詳細と、ロール
3とノズル8の位置関係を示すと、図5の縦断面図例の
ように、溶融金属11を収容したるつぼ7のノズル8の
先端に開口9が設けてあり、開口面10をロール側面5
に対向させている。そして、図5のA−A矢視断面を示
す図6、および図6のB−B矢視断面を示す図7のよう
に、開口9はスリット状であり、かつ、開口9の長さ方
向をロール側面5の径方向にしてノズル8を配設してい
る。
【0022】本発明法により、非晶質金属からなるリン
グ状の急冷凝固箔が連続的に得られる。該リングの幅は
ノズル8の開口9の長さにより、また該リングの径はロ
ール側面5の中心から開口9までの距離により、それぞ
れ定めることができる。また、剥離した急冷凝固箔1
は、例えば図4のように受台13上にて、螺旋状に積層
されたリング状とすることができる。本例では受台回転
軸15により、ロール3と同一の回転速度で矢印の方向
に受台13を回転させ、かつ受台13上に設けた受棒1
4の周囲に急冷凝固箔1を積層している。
【0023】本発明法において、ノズル8のスリット状
をなす開口9の幅Wを、ロール側面5の外周6に向け漸
次実質的に拡大して設けることが好ましい。開口9の具
体例を図8に示す。図8において、図面の右側にロール
回転軸4、左側にロール3の外周6がある。図8(a)
は、開口の幅Wが回転軸4側端部の幅Wb から、外周6
側端部の幅Wa まで直線的に拡大し、図8(b)は、幅
Wb からWa まで曲線的に拡大している。図8(c)
は、開口9を2本並べたマルチスリットの例であり、図
面上側は幅一定すなわちWa 1 =Wb 、図面下側はWb
=0からWa 2 まで直線的に拡大したものである。
【0024】開口9の幅Wをこのようにすることで、得
られる急冷凝固箔1の厚さを均一化できる。その理由
は、図7に示すように、開口9からロール側面5に溶融
金属を供給したとき、開口9の幅Wすなわち開口9のロ
ール回転方向長さが、ロール側面5の外周6側に向け漸
次拡大しているので、ロール側面5に対するロール回転
方向単位長さ当りの溶融金属供給量を、ロール回転軸4
側から外周6側にかけてのすべての箇所で一定にするこ
とができるからである。開口9の幅Wが一定だと、回転
によりロール側面5上で持ち去られる溶融金属の量が、
単位時間当り一定となるので、回転による表面速度の大
きい外周6側では、回転方向単位長さ当りの溶融金属供
給量が少なくなり、厚さが薄くなる傾向がある。
【0025】このような本発明法において、開口9の長
さは急冷凝固箔1の幅とほぼ一致させる。開口9の幅W
は、急冷凝固箔1の厚さや成分に応じて、またロール3
の径や回転速度に応じて適正な寸法とするが、外周6側
の幅Wa とロール回転軸4側の幅Wb の関係が、Wa >
Wb となるようにする。なお図8(c)のようなマルチ
スリットの場合は、複数設けた各開口6の外周側の幅を
Wa 1 ,Wa 2 ・・・、ロール回転軸側の幅をWb 1
Wb 2 ・・・とすると、Wa =Wa 1 +Wa 2+・・・
>Wb =Wb 1 +Wb 2 +・・・となるようにする。
【0026】開口9の長さおよび幅Wは上記のように適
宜定めるが、その範囲は、Wa については0.1mm以上
5.0mm以下、幅Wb については0.05mm以上4.9
5mm以下とすることができる。下限は開口9を穿孔する
ときの加工性の問題に依り、上限は急冷凝固箔1の形成
限界に依る。
【0027】また本発明法において、開口面10とロー
ル側面5との間のギャップGが、ロール側面5の外周6
に向け漸次拡大するようにノズル8配設することが好ま
しい。その具体例を図9に示す。ノズル8のスリット状
をなす開口9の長さ方向が、ロール側面5の径方向、す
なわちロール回転軸4側から外周6側に向かう方向とな
り、かつ図9のように、開口面10とロール側面5との
間のギャップGが、ロール回転軸4側(図9の下側)の
ギャップGb から外周6側のギャップGa に向け漸次拡
大するように、ノズル8およびロール3を配置してい
る。
【0028】ギャップGをこのようにすることで、得ら
れる急冷凝固箔1の厚さを均一化できる。その理由は、
図9に示すように、開口9からロール側面5に溶融金属
を供給したとき、開口面10とロール側面5との間のギ
ャップGが、ロール中心側(図9の下側)のギャップG
b から外周6側ギャップGa に向け漸次拡大しているの
で、ロール側面5に対するロール回転方向単位長さ当り
の溶融金属供給量を、外周6側からロール中心側にかけ
てのすべての箇所で一定にすることができるからであ
る。ギャップGが一定だと、回転によりロール側面5上
で持ち去られる溶融金属の量が、単位時間当り一定とな
るので、回転による表面速度の大きい外周6側では、回
転方向単位長さ当りの溶融金属供給量が少なくなり、厚
さが薄くなる傾向がある。
【0029】このような本発明法において、開口9の長
さは急冷凝固箔1の幅とほぼ一致させ、ギャップGa お
よびギャップGb は、急冷凝固箔1の厚さや成分に応
じ、またロール3径や回転速度に応じて適正な寸法とす
るが、Ga >Gb の条件で、0.05mm以上2.0mm以
下の範囲とすることができる。下限はギャップGのセッ
ト上の困難さに依り、上限は急冷凝固箔1の形成限界に
依る。なお、ギャップGをこのように外周6側に広げた
上で、開口9の幅Wを前記のように外周6に向けて拡大
しても、それぞれを適正な条件とすることで、急冷凝固
箔1の厚さを均一化することができる。
【0030】さらに、本発明法においてロール側面5
に、ロール回転軸4を中心とする同心円状の段を形成
し、ノズル8の開口面10を該段の形状を転写した形状
として対向させることもできる。その具体例を図10に
示す。ロール側面5には、段16が2箇所形成されてお
り、各段16は、図11に示すように、ロール回転軸4
を中心とする同心円状をなしている。ノズル8の開口面
10は、図10のようにロール側面5の段16を転写し
た形状として、ロール側面5に対向させている。すなわ
ち、ノズル8を開口面10から見た図を示すと、図12
のように稜線17および谷線18が見られる。開口面1
0の稜線17は、図11の外周6側の段16の谷線18
に対向し、開口面10の谷線18は、図11のロール回
転軸4側の段16の稜線17に対向している。
【0031】ロール周面5および開口面10に、このよ
うな段16を設けて対向させることで、図10の例のよ
うに、得られる急冷凝固箔1が折り目2を有するものと
なる。図10の例では、図3(e)のような断面形状を
有するリング状の急冷凝固箔が得られるが、その他の断
面形状とするには、図10においてロール側面5および
開口面10の形状をそれぞれ所望の形状として、対向さ
せればよい。
【0032】なお、このような折り目2を有する急冷凝
固箔1の製造法においても、開口9の幅Wを前記のよう
にロール3の外周6に向けて拡大し、または開口面10
とロール側面5との間のギャップGを外周6に向けて拡
大し、あるいは幅WおよびギャップGをともに外周6に
向けて拡大することで、得られる急冷凝固箔1の厚さを
均一化することができる。
【0033】つぎに本発明装置は、図4〜図7の例のよ
うに、溶融金属11を収容するるつぼ7と、るつぼ7に
付設されたノズル8と、ノズル8の開口9から噴出され
る溶融金属11を急冷するロール3と、急冷凝固した箔
1を剥離する剥離用ノズル12からなり、ロール3のロ
ール回転軸4に垂直な面をなすロール側面5にノズル8
の開口面10が対向しており、ノズル8の開口9はスリ
ット状をなし、かつ開口9の長さ方向をロール側面5の
径方向にしてノズル8が配設されている。
【0034】そして開口9の幅Wが、ロール側面5の外
周6に向け、図8の例のように漸次実質的に拡大して設
けられていることが好ましい。また、開口9の開口面1
0とロール側面5との間のギャップGが、図9の例のよ
うに、ロール側面5の外周6に向け漸次拡大するよう
に、ノズル8とロール3が配設されていることが好まし
い。さらに、図10および図11の例のように、ロール
側面5にロール回転軸4を中心とする同心円状の段16
が形成され、ノズル8の開口面10が段16の形状を転
写した形状をなし、段16がロール側面5の段16と対
向するように、ノズル8とロール3が配設されているも
のとすることもできる。このような本発明装置の作用
は、上記本発明法で説明したとおりである。
【0035】本発明のノズル8は、図4〜図7の例のよ
うに、るつぼ7内の溶融金属11を、ロール回転軸4に
垂直な面をなすロール3の側面5に噴出させて急冷凝固
箔を製造するためのノズル8であって、ノズル8の開口
9がスリット状をなし、開口9の長さ方向をロール側面
5の径方向にして配置したとき、開口9の幅が、ロール
側面5の外周6に向け図8の例のように漸次実質的に拡
大して設けられている。
【0036】また本発明ノズルは、図4〜図7の例のよ
うに、るつぼ7内の溶融金属11を、ロール回転軸4に
垂直な面をなすロール3の側面5に噴出させて急冷凝固
箔を製造するためのノズル8であって、ノズル8の開口
9がスリット状をなし、開口9の長さ方向をロール側面
5の径方向にし、かつ図10および図11の例のよう
に、ロール回転軸4を中心とする同心円状に段16が形
成されたロール側面5に対向させたとき、開口9が段1
6の形状を転写した形状をなしている。そして開口9の
幅が、ロール側面5の外周6に向け図8の例のように漸
次実質的に拡大して設けられていることが好ましい。こ
のような本発明ノズルの作用は、上記本明法で説明した
とおりである。
【0037】
【実施例】
[本発明例1]:図4〜図7に示すような本発明装置お
よび本発明ノズルを使用して、本発明法により図1に示
すような本発明急冷凝固箔1を製造した。そして、急冷
凝固箔1のリング1周分を切り出し、切断面を突合せて
リング状接合材19とし、図15に示すように、管20
と管21の管端面に挟んで突合せ接合した。管20およ
び管21はいずれも鋼管で、外径260mm、内径240
mm、肉厚10mmであり管端面は管軸に垂直な平面とし
た。
【0038】図4〜図7において、ロール3の直径は3
00mm、厚さは30mmとした。ロール側面5を研磨し、
最終的には600番のエメリー紙により仕上げた。石英
製の角型るつぼ7の下部側面に、同じく石英製のノズル
8を溶着し、ノズル8の先端には幅Wが0.6mm、長さ
10mmのスリット状の開口9を加工した。るつぼ7内に
は、Fe−9wt%Si−1.5wt%Bからなる組成の合
金200gを収容し、高周波誘導方式により溶解した。
【0039】溶解後、スリット状の開口9の上端がロー
ル側面5の外周6から20mmだけ中心側にくる位置にる
つぼ7を下降させ、開口面10とロール側面5の間のギ
ャップGを、ほぼ一様に0.3mmとし、ロール3を18
00rpm で回転させつつ、開口9から噴出圧0.2kg/
cm2 でロール側面5に直角の方向に溶融金属11を噴出
し、剥離用ノズル12からArガスを吹き付けて剥離し
た。その結果、回転する受台13上に、幅10mm、厚さ
約25μmの、図1に示すような螺旋リング状に積層し
た急冷凝固箔1が得られた。得られた凝固箔1は、X線
解析および熱分析の結果から非晶質合金であった。
【0040】リングの1周分の長さに切り出し、切断面
を突合せて、内径240mm、外径260mmのリング状接
合材19が得られ、形状および寸法とも良好であった。
そして、図15のように管20と管21の端面の間にリ
ング状接合材を挟んで、圧力1.5MPa で加圧し、大気
中にて温度1200℃で2分間保持した結果、両管2
0、21は拡散接合され、接合後の引張り試験および曲
げ試験では、いずれも母材部で破断し、良好な接合であ
った。
【0041】[本発明例2]:上記本発明例1で用いた
本発明装置を使用して、本発明法により図1に示すよう
な本発明急冷凝固箔1を製造した。ただし、図5〜図7
に示すノズル8の開口9の形状は図8(a)に示すよう
に、ロール側面5の外周6に向け漸次実質的に拡大させ
た本発明ノズルを用いた。用いた本発明ノズルの開口9
の寸法は、図8(a)により説明すると、幅Waが0.
8mm、幅Wbが0.6mm、長さが20mmであった。その
他の製造条件は本発明例1と同様とした。
【0042】得られた急冷凝固箔1は、幅20mm、厚さ
約25μmで、幅方向で均一な厚さであった。またX線
解析および熱分析の結果から、得られた急冷凝固箔1は
非晶質合金であった。そして、急冷凝固箔1のリング1
周分を切り出し、切断面を突合わせてリング状接合材1
9とし、図15に示すように管20と管21の管端面に
挟んで突合せ接合した。管20および管21はいずれも
鋼管で、外径260mm、内径220mm、肉厚20mmであ
り、管端面は管軸に垂直な平面とした。接合条件は本発
明例1と同様とした。接合後の引張り試験および曲げ試
験では、いずれも母材部で破断し、良好な接合であっ
た。
【0043】[本発明例3]:上記本発明例1で用いた
本発明装置を使用して、本発明法により図1に示すよう
な本発明急冷凝固箔1を製造した。ただし、図5〜図7
においてノズル8の開口面10とロール側面5との間の
ギャップGが、図9に示すようにロール側面5の外周6
に向け漸次拡大するようにノズル8を配設した。すなわ
ち図9においてロール中心側(図9の下側)のギャップ
Gbを0.2mm、ロール外周6側のギャップGaを0.
3mmとした。また、用いたノズル8の先端の開口9の寸
法は、幅0.6mm、長さ20mmのスリット状とした。そ
の他の製造条件は本発明例1と同様とした。
【0044】得られた急冷凝固箔1は、幅20mm、厚さ
約25μmで、幅方向で均一な厚さであった。またX線
解析および熱分析の結果から、得られた急冷凝固箔1は
非晶質合金であった。そして、急冷凝固箔1のリング1
周分を切り出し、切断面を突合わせてリング状接合材1
9とし、図15に示すように管20と管21の管端面に
挟んで突合せ接合した。管20および管21はいずれも
鋼管で、外径260mm、内径220mm、肉厚20mmであ
り、管端面は管軸に垂直な平面とした。接合条件は本発
明例1と同様とした。接合後の引張り試験および曲げ試
験では、いずれも母材部で破断し、良好な接合であっ
た。
【0045】[本発明例4]:上記本発明例1で用いた
本発明装置を使用して、本発明法により本発明急冷凝固
箔1を製造した。ただしロール3として、図10に示す
ように、ロール側面5に回転軸4を中心とする同心円状
の段16を形成したものを用いた。また用いたノズル8
の開口面10は、ロール側面5の段16の形状を転写し
た形状とした。用いたロール3の側面5に形成した段1
6の寸法を図16に示す。図16において、角度θ1
よびθ2 はいずれも30°、長さL1 は12mm、L2
よびL3 はいずれも10mmとした。またノズル8の開口
9の寸法は、図17(a)において、幅Wを0.6mm、
長さL1 を12mm、L4 およびL5 をいずれも4mmとし
た。その他の製造条件は本発明例1と同様とした。
【0046】得られた急冷凝固箔1は、幅20mm、厚さ
約25μmで、X線解析および熱分析の結果から非晶質
合金であった。そして、急冷凝固箔1のリング1周分を
切り出し、切断面を突合わせてリング状接合材19と
し、図18に示すように管20と管21の管端面に挟ん
で突合せ接合した。管20および管21はいずれも鋼管
で、外径260mm、内径220mm、肉厚20mmである。
管端面の形状を図18に示す。図18において角度θ3
およびθ4 はいずれも30°、長さL6 は12mm、L7
およびL8 はいずれも4mmであった。接合条件は本発明
例1と同様とした。接合後の引張り試験および曲げ試験
では、いずれも母材部で破断し、良好な接合であった。
【0047】[本発明例5]:上記本発明例1で用いた
本発明装置を使用して、本発明法により本発明急冷凝固
箔1を製造した。ただしロール3として、本発明例4と
同様、図16に示すものを使用した。また用いたノズル
8の開口面10は、ロール側面5の段16の形状を転写
した形状とし、開口9の幅をロール側面の外周に向け漸
次実質的に拡大させたものを使用した。開口9の寸法
は、図17(b)において、幅Waを0.8mm、幅Wb
を0.6mm、長さL1 を12mm、L4 およびL5をいず
れも4mmとした。その他の製造条件は本発明例1と同様
とした。
【0048】得られた急冷凝固箔1は、幅20mm、厚さ
約25μmで、X線解析および熱分析の結果から非晶質
合金であった。そして、急冷凝固箔1のリング1周分を
切り出し、切断面を突合わせてリング状接合材19と
し、図18に示すように管20と管21の管端面に挟ん
で突合せ接合した。管20および管21はいずれも鋼管
で、外径260mm、内径220mm、肉厚20mmである。
管端面の形状を図18に示す。図18において角度θ3
およびθ4 はいずれも30°、長さL6 は12mm、L7
およびL8 はいずれも4mmであった。接合条件は本発明
例1と同様とした。接合後の引張り試験および曲げ試験
では、いずれも母材部で破断し、良好な接合であった。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、鋼管等の管同士を接合
する際に接合面に挿入されるリング状接合材用の急冷凝
固箔が、歩留まり良くかつ作業性よく得られる。そし
て、得られた急冷凝固箔から、リング状接合材が無駄な
く容易に得られる。さらに、リング幅方向の厚さが均一
化し、管同士の接合強度がより向上する。またリングと
同心円状の折り目をつけることで、管同士の接合精度が
向上し、かつ管同士の表面積が増大して、より強固な接
合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明急冷凝固箔の例を示す斜視図である。
【図2】本発明急冷凝固箔の別の例を示す斜視図であ
る。
【図3】(a)〜(j)は本発明急冷凝固箔の例を示す
断面図である。
【図4】本発明法および本発明装置の例を示す斜視図で
ある。
【図5】本発明法および本発明装置の例を示す一部縦断
面図である。
【図6】本発明法および本発明装置の例を示し、図5の
A−A矢視断面図である。
【図7】本発明法および本発明装置の例を示し、図6の
B−B矢視断面図である。
【図8】(a)〜(c)は本発明におけるノズルの例を
示す平面図である。
【図9】本発明法および本発明装置の例を示す縦断面図
である。
【図10】本発明法および本発明装置の別の例を示す縦
断面図である。
【図11】本発明法および本発明装置におけるロール側
面の例を示す平面図である。
【図12】本発明におけるノズルの別の例を示す平面図
である。
【図13】本発明の対象とするリング状接合材の適用例
を示す断面図である。
【図14】本発明の対象とするリング状接合材の適用例
を示し、図13のA−A矢視断面図である。
【図15】本発明の対象とするリング状接合材の適用例
を示す斜視図である。
【図16】本発明の実施例におけるロールおよびノズル
のを示す断面図である。
【図17】(a)および(b)は本発明の実施例におけ
るノズルの開口面の形状を示す平面図である。
【図18】本発明の実施例におけるリング状接合材の適
用例を示す断面図である。
【符号の説明】
1…急冷凝固箔 2…折り目 3…ロール 4…ロール回転軸 5…ロール側面 6…外周 7…るつぼ 8…ノズル 9…開口 10…開口面 11…溶融金属 12…剥離用ノズル 13…受台 14…受棒 15…受台回転軸 16…段 17…稜線 18…谷線 19…リング状接合材 20,21…管 22…支持片 23…溶接部 W…開口の幅 G…ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 鈴木 毅 (56)参考文献 特開 平6−87091(JP,A) 特開 昭62−166096(JP,A) 特公 昭62−6413(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/40 B23K 35/14 B22D 11/06

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速回転するロールの側面に溶融金属を
    噴出して急冷凝固され、剥離された箔のリングが螺旋状
    に積層されてなるリング状接合材用急冷凝固箔。
  2. 【請求項2】 前記リングが、該リングと同心円をなす
    折り目を有するものであることを特徴とする請求項1記
    載のリング状接合材用急冷凝固箔。
  3. 【請求項3】 ロール回転軸に垂直な面をなすロールの
    側面に、溶融金属を収容したるつぼのノズルの開口面を
    対向させ、該ノズルの開口をスリット状とし、かつ、該
    開口の長さ方向を前記ロール側面の径方向にして前記ノ
    ズルを配設し、前記ロールを高速回転させつつ、前記開
    口から前記溶融金属を噴出させ、急冷凝固した箔を剥離
    することを特徴とするリング状接合材用急冷凝固箔の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 前記開口の幅を、前記ロール側面の外周
    に向け漸次実質的に拡大して設けることで、前記箔の厚
    さを均一化することを特徴とする請求項3記載のリング
    状接合材用急冷凝固箔の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記開口面と前記ロール側面との間のギ
    ャップが、該ロール側面の外周に向け漸次拡大するよう
    に前記ノズルを配設することで、前記箔の厚さを均一化
    することを特徴とする請求項3または4記載のリング状
    接合材用急冷凝固箔の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記ロール側面に、前記回転軸を中心と
    する同心円状の段を形成し、前記ノズルの開口面を該段
    の形状を転写した形状として対向させることで、前記箔
    をリングと同心円をなす折り目を有するものとすること
    を特徴とする請求項3、4または5記載のリング状接合
    材用急冷凝固箔の製造方法。
  7. 【請求項7】 溶融金属を収容するるつぼと、該るつぼ
    に付設されたノズルと、該ノズルの開口から噴出される
    前記溶融金属を急冷凝固するロールと、該急冷凝固した
    箔を剥離する剥離用ノズルからなり、前記ロールのロー
    ル回転軸に垂直な面をなすロール側面に前記ノズルの開
    口面が対向しており、前記ノズルの開口はスリット状を
    なし、かつ該開口の長さ方向を前記ロール側面の径方向
    にして前記ノズルが配設されていることを特徴とするリ
    ング状接合材用急冷凝固箔の製造装置。
  8. 【請求項8】 前記開口の幅が、前記ロール側面の外周
    に向け漸次実質的に拡大して設けられていることを特徴
    とする請求項7記載のリング状接合材用急冷凝固箔の製
    造装置。
  9. 【請求項9】 前記開口の開口面と前記ロール側面との
    間のギャップが、該ロール側面の外周に向け漸次拡大す
    るように、前記ノズルと前記ロールが配設されているこ
    とを特徴とする請求項7または8記載のリング状接合材
    用急冷凝固箔の製造装置。
  10. 【請求項10】 前記ロール側面に、前記回転軸を中心
    とする同心円状の段が形成され、前記ノズルの開口面が
    該段の形状を転写した形状をなし、該段が前記ロール側
    面の段と対向するように、前記ノズルと前記ロールが配
    設されていることを特徴とする請求項7、8または9記
    載のリング状接合材用急冷凝固箔の製造装置。
  11. 【請求項11】 るつぼ内の溶融金属を、ロール回転軸
    に垂直な面をなすロールの側面に噴出させて急冷凝固箔
    を製造するためのノズルであって、該ノズルの開口がス
    リット状をなし、該開口の長さ方向を前記ロール側面の
    径方向にして配置したとき、該開口の幅が、該ロール側
    面の外周に向け漸次実質的に拡大して設けられているこ
    とを特徴とするリング状接合材用急冷凝固箔の製造用ノ
    ズル。
  12. 【請求項12】 るつぼ内の溶融金属を、ロール回転軸
    に垂直な面をなすロールの側面に噴出させて急冷凝固箔
    を製造するためのノズルであって、該ノズルの開口がス
    リット状をなし、該開口の長さ方向を前記ロール側面の
    径方向にし、かつ前記回転軸を中心とする同心円状に段
    が形成されたロール側面に対向させたとき、前記開口が
    該段の形状を転写した形状をなしていることを特徴とす
    るリング状接合材用急冷凝固箔の製造用ノズル。
  13. 【請求項13】 前記開口の幅が、前記ロール側面の外
    周に向け漸次実質的に拡大して設けられていることを特
    徴とする請求項12記載のリング状接合材用急冷凝固箔
    の製造用ノズル。
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