JP3643638B2 - 圧接接合装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧接接合装置に関し、特に、一端同士を対面させるように他端を各々固定支持した一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、当該固定管の一端と当該接続管の端部とを圧接接合する場合に適用すると有効なものである。
【0002】
【従来の技術】
鋼管の端部同士をアモルファス圧接接合する場合を図4,5を用いて説明する。
図4,5中、31は拘束ジグであり、鋼管5,6を拘束保持できるようになっている。32は加熱コイルであり、鋼管5,6の端部を加熱できるようになっている。33はシールドボックスであり、加熱コイル32を含めて鋼管4,5の端部を外気からしゃへいするように包囲できるようになっている。33aはノズルであり、アルゴンガスや窒素ガスなどのシールドガスを送給する図示しない送給装置に連結されている。34は整合トランス、35は高周波電源であり、4はアモルファスシートである。
【0003】
そして、鋼管5,6の端部同士をアモルファス圧接接合する場合には、鋼管5,6の端部同士を対面させて当該端部間にアモルファスシート4を挟み、拘束ジグ31で鋼管5,6を拘束保持し、鋼管5,6の上記端部に加熱コイル32を取り付けた後、当該加熱コイル32を含めて鋼管5,6の上記端部を包囲するように当該端部にシールドボックス33を取り付け、図示しない送給装置からノズル33aへシールドガスを送給してシールドボックス33内をシールドガスで置換したら、高周波電源35から整合トランス34を介して加熱コイル32に高周波電力を供給し、加熱コイル32で鋼管5,6の上記端部を加熱することで、鋼管5,6の当該端部を加熱膨張させて拘束ジグ31での鋼管5,6の拘束保持により当該端部同士を圧接させると同時にアモルファスシート4を溶融拡散させることにより、当該端部同士の接合を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一端同士を対面させるように他端が各々固定支持された一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、これらの管の他端同士を前述したようなアモルファス圧接接合する場合には、固定管の上記各一端と接続管の両端部とをそれぞれ密接させる必要がある。しかしながら、固定管の上記各一端と密接するような接続管、即ち、対をなす固定管の上記一端間と等しい長さの接続管を固定管の上記一端間に嵌め込んで配置しても、接続管の一端と一方の固定管の上記一端とをアモルファス圧接接合すると、接続管がわずかに短縮してしまうので、接続管の他端と他方の固定管の上記一端との間に数mm程度の隙間があいてしまい、接続管と他方の固定管とのアモルファス圧接接合ができなくなってしまう。
【0005】
このため、接続管の一端と一方の固定管の上記一端とをアモルファス圧接接合した後に、接続管を加熱して熱膨張させることにより、接続管の他端と他方の固定管の上記一端とを密接させて、前述したようなアモルファス圧接接合を可能にさせることが考えられているものの、このようにして一対の固定管の一端と接続管の両端とをアモルファス圧接接合しようとすると、接続管を膨張させるための加熱程度、密接時期、接合加熱開始時期、加圧力の設定などのような各種の条件を管理することが困難であるため、良好な圧接接合を行うことが困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、本発明による圧接接合装置は、一端同士を対面させるように他端を各々固定支持した一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、当該固定管の一端と当該接続管の端部とを圧接接合する圧接接合装置であって、
前記接続管を加熱して膨張させることにより、当該接続管の端部を前記固定管の一端に密接させてこれら端に加圧力を生じさせる密接用加熱手段と、
少なくとも一方の前記固定管の一端とこの固定管の一端と対面する前記接続管の端部とを加熱して当該端同士を接合する接合用加熱手段と、
前記接合用加熱手段で加熱される前記接続管の前記端部の軸心方向の変位を計測する変位計測手段と、
前記変位計測手段からの計測信号に基づいて、前記密接用加熱手段及び前記接合用加熱手段を制御する制御手段と
を備えてなることを特徴とする。
【0007】
上述の圧接接合装置においては、前記制御手段が、前記接続管の端部を前記固定管の一端に密着させるように前記密接用加熱手段を制御し、上記接続管の上記端部の軸心方向の変位の停止を前記変位計測手段からの計測信号で確認したら、上記変位の停止状態を維持するように上記密接用加熱手段を制御する一方、上記接続管の端部と上記固定管の一端とを接合させるように前記接合用加熱手段を制御することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明による圧接接合装置の実施の形態を図1を用いて説明する。なお図1は、その概略構成図である。
【0009】
図1中、1,2は一端同士を対面させるように他端が各々固定支持された一対の固定管、3は固定管1,2の一端間に配置される接続管、4はアモルファスシートであり、通常、固定管1,2や接続管3とほぼ等しい組成の金属からなっている。
11a,11bは固定ジグであり、固定管1,2や接続管3に取り付けることができるようになっている。12は加熱コイルであり、固定管1,2と接続管3との端部間に取り付けることができるようになっている。13はシールドボックスであり、加熱コイル12を含めて固定管1,2と接続管3との端部間を外気からしゃへいするように包囲できるようになっている。
14は整合トランス、15は高周波電源であり、高周波電源15は、整合トランス14を介して加熱コイル12に高周波電力を供給することができるようになっている。
【0010】
図1中、16は高周波型の加熱コイルであり、接続管3の中程に取り付けられる。17は高周波電源であり、加熱コイル16に高周波電力を供給することができるようになっている。
一方、18は変位計であり、固定ジグ11a,11b間の距離の変位を計測して、電気的信号として出力できるようになっている。19は条件設定器であり、設定された条件を電気的信号として出力できるようになっている。20は制御装置であり、変位計18及び条件設定器19からの信号に基づいて、高周波電源15,17を制御するようになっている。つまり、条件設定器19には、接合部分温度、昇温速度、高周波出力電力などの固定管1,2と接続管3との接合にかかる条件や、接続管3を熱膨張させるための加熱電力、固定管1,2と接続管3とが密接した後の接続管3の加熱電力などの接続管3の固定管1,2への密接にかかる条件などが入力できるようになっており、制御装置20は、上述した接合にかかる条件などに応じて高周波電源15を制御し、上述した密接にかかる条件などに応じて高周波電源17を制御するようになっているのである。
【0011】
なお、本実施の形態では、加熱コイル12、整合トランス14、高周波電源15などにより接合用加熱手段を構成し、加熱コイル16、高周波電源17などにより密接用加熱手段を構成し、固定ジグ11a,11b、変位計18などにより変位計測手段を構成し、条件設定器19、制御装置20などにより制御手段を構成している。
【0012】
このような圧接接合装置を用いて圧接接合する場合には、次のようにする。
固定管1,2の対面する一端間に接続管3を配置し、固定管1の一端と接続管3の一端との間にアモルファスシート4を挟み、上記端部に加熱コイル12を取り付けた後、加熱コイル12を含めて上記端部を包囲するように当該端部にシールドボックス13を取り付け、当該シールドボックス13内にアルゴンガスや窒素ガスなどのシールドガスを図示しない送給装置で送給して、当該シールドボックス13内をシールドガスで置換する一方、固定管1及び接続管3に固定ジグ11a,11bを取り付け、当該固定ジグ11a,11b間に変位計18を取り付ける。
【0013】
続いて、制御装置20を作動させると、制御装置20は、条件設定器19により設定された前述の密接にかかる条件などに基づいて高周波電源17を制御することにより、加熱コイル17で接続管3を加熱して熱膨張させ、当該接続管3の端部を固定管1,2の一端に密接させると、固定管1,2の各他端が固定支持されているので、接続管3の端部が固定管1,2の一端に押し付けられ、接続管3の端部と固定管1,2の一端との間に加圧力が発生する。接続管3の上記熱膨張に伴い、固定ジグ11a,11b間が変位し、変位計18が当該変位を検出して制御装置20に信号を送ると、制御装置20は、当該信号に基づいて、接続管3と固定管1との密接時点を確認する。この密接時点は、図2に示すように、経時に伴う変位の停止時点mで明確に判断することができる。
【0014】
制御装置20が接続管3と固定管1との密接時点を確認すると、当該制御装置20は、図3に示すように、変位計18からの計測信号が一定の値を保つよう、即ち、前記変位の停止状態を維持させるように高周波電源17を制御しながら、条件設定器19により設定された前述の接合にかかる条件などに基づいて高周波電源15を制御することにより、加熱コイル12で固定管1の一端と接続管3の端部とを加熱し、アモルファスシート4を溶融拡散させて、固定管1と接続管3とをアモルファス圧接接合させる。
【0015】
固定管1と接続管3とのアモルファス圧接接合を終えたら、固定管2の一端と接続管3の端部とを上述の場合と同様にしてアモルファス圧接接合することにより、固定管1,2と接続管3とが連結される。
【0016】
従って、一端同士を対面させるように他端が各々固定支持された一対の固定管1,2の上記一端間に配置した接続管3の両端を固定管1,2の一端にそれぞれアモルファス圧接接合する場合でも、接続管3を膨張させるための加熱程度、密着時期、接合加熱開始時期、加圧力の設定などのような各種の条件を把握して制御することができるので、良好な接合を行うことができる。
【0017】
なお、前述したような接合や密接にかかる条件は、固定管1,2の固定状態、固定管1,2や接続管3の長さや直径や肉厚、加熱コイル17の加熱幅などの諸条件によって異なるため、実験によって予め求めておく必要がある。
【0018】
【発明の効果】
本発明の圧接接合装置によれば、一端同士を対面させるように他端を各々固定支持した一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、当該固定管の一端と当該接続管の端部とを圧接接合する場合でも、圧接接合にかかる各種の条件を把握して制御することができるので、良好な接合を行うことができ、接合不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧接接合装置の実施の形態の概略構成図である。
【図2】接続管の熱膨張による時間と変位との関係を表すグラフである。
【図3】制御装置の制御にかかるシーケンスを示すタイムチャートである。
【図4】従来の圧接接合装置の要部の一部破断斜視図である。
【図5】従来の圧接接合装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1,2 固定管
3 接続管
4 アモルファスシート
11a,11b 固定ジグ
12 加熱コイル
13 シールドボックス
14 整合トランス
15 高周波電源
16 加熱コイル
17 高周波電源
18 変位計
19 条件設定器
20 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧接接合装置に関し、特に、一端同士を対面させるように他端を各々固定支持した一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、当該固定管の一端と当該接続管の端部とを圧接接合する場合に適用すると有効なものである。
【0002】
【従来の技術】
鋼管の端部同士をアモルファス圧接接合する場合を図4,5を用いて説明する。
図4,5中、31は拘束ジグであり、鋼管5,6を拘束保持できるようになっている。32は加熱コイルであり、鋼管5,6の端部を加熱できるようになっている。33はシールドボックスであり、加熱コイル32を含めて鋼管4,5の端部を外気からしゃへいするように包囲できるようになっている。33aはノズルであり、アルゴンガスや窒素ガスなどのシールドガスを送給する図示しない送給装置に連結されている。34は整合トランス、35は高周波電源であり、4はアモルファスシートである。
【0003】
そして、鋼管5,6の端部同士をアモルファス圧接接合する場合には、鋼管5,6の端部同士を対面させて当該端部間にアモルファスシート4を挟み、拘束ジグ31で鋼管5,6を拘束保持し、鋼管5,6の上記端部に加熱コイル32を取り付けた後、当該加熱コイル32を含めて鋼管5,6の上記端部を包囲するように当該端部にシールドボックス33を取り付け、図示しない送給装置からノズル33aへシールドガスを送給してシールドボックス33内をシールドガスで置換したら、高周波電源35から整合トランス34を介して加熱コイル32に高周波電力を供給し、加熱コイル32で鋼管5,6の上記端部を加熱することで、鋼管5,6の当該端部を加熱膨張させて拘束ジグ31での鋼管5,6の拘束保持により当該端部同士を圧接させると同時にアモルファスシート4を溶融拡散させることにより、当該端部同士の接合を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一端同士を対面させるように他端が各々固定支持された一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、これらの管の他端同士を前述したようなアモルファス圧接接合する場合には、固定管の上記各一端と接続管の両端部とをそれぞれ密接させる必要がある。しかしながら、固定管の上記各一端と密接するような接続管、即ち、対をなす固定管の上記一端間と等しい長さの接続管を固定管の上記一端間に嵌め込んで配置しても、接続管の一端と一方の固定管の上記一端とをアモルファス圧接接合すると、接続管がわずかに短縮してしまうので、接続管の他端と他方の固定管の上記一端との間に数mm程度の隙間があいてしまい、接続管と他方の固定管とのアモルファス圧接接合ができなくなってしまう。
【0005】
このため、接続管の一端と一方の固定管の上記一端とをアモルファス圧接接合した後に、接続管を加熱して熱膨張させることにより、接続管の他端と他方の固定管の上記一端とを密接させて、前述したようなアモルファス圧接接合を可能にさせることが考えられているものの、このようにして一対の固定管の一端と接続管の両端とをアモルファス圧接接合しようとすると、接続管を膨張させるための加熱程度、密接時期、接合加熱開始時期、加圧力の設定などのような各種の条件を管理することが困難であるため、良好な圧接接合を行うことが困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、本発明による圧接接合装置は、一端同士を対面させるように他端を各々固定支持した一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、当該固定管の一端と当該接続管の端部とを圧接接合する圧接接合装置であって、
前記接続管を加熱して膨張させることにより、当該接続管の端部を前記固定管の一端に密接させてこれら端に加圧力を生じさせる密接用加熱手段と、
少なくとも一方の前記固定管の一端とこの固定管の一端と対面する前記接続管の端部とを加熱して当該端同士を接合する接合用加熱手段と、
前記接合用加熱手段で加熱される前記接続管の前記端部の軸心方向の変位を計測する変位計測手段と、
前記変位計測手段からの計測信号に基づいて、前記密接用加熱手段及び前記接合用加熱手段を制御する制御手段と
を備えてなることを特徴とする。
【0007】
上述の圧接接合装置においては、前記制御手段が、前記接続管の端部を前記固定管の一端に密着させるように前記密接用加熱手段を制御し、上記接続管の上記端部の軸心方向の変位の停止を前記変位計測手段からの計測信号で確認したら、上記変位の停止状態を維持するように上記密接用加熱手段を制御する一方、上記接続管の端部と上記固定管の一端とを接合させるように前記接合用加熱手段を制御することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明による圧接接合装置の実施の形態を図1を用いて説明する。なお図1は、その概略構成図である。
【0009】
図1中、1,2は一端同士を対面させるように他端が各々固定支持された一対の固定管、3は固定管1,2の一端間に配置される接続管、4はアモルファスシートであり、通常、固定管1,2や接続管3とほぼ等しい組成の金属からなっている。
11a,11bは固定ジグであり、固定管1,2や接続管3に取り付けることができるようになっている。12は加熱コイルであり、固定管1,2と接続管3との端部間に取り付けることができるようになっている。13はシールドボックスであり、加熱コイル12を含めて固定管1,2と接続管3との端部間を外気からしゃへいするように包囲できるようになっている。
14は整合トランス、15は高周波電源であり、高周波電源15は、整合トランス14を介して加熱コイル12に高周波電力を供給することができるようになっている。
【0010】
図1中、16は高周波型の加熱コイルであり、接続管3の中程に取り付けられる。17は高周波電源であり、加熱コイル16に高周波電力を供給することができるようになっている。
一方、18は変位計であり、固定ジグ11a,11b間の距離の変位を計測して、電気的信号として出力できるようになっている。19は条件設定器であり、設定された条件を電気的信号として出力できるようになっている。20は制御装置であり、変位計18及び条件設定器19からの信号に基づいて、高周波電源15,17を制御するようになっている。つまり、条件設定器19には、接合部分温度、昇温速度、高周波出力電力などの固定管1,2と接続管3との接合にかかる条件や、接続管3を熱膨張させるための加熱電力、固定管1,2と接続管3とが密接した後の接続管3の加熱電力などの接続管3の固定管1,2への密接にかかる条件などが入力できるようになっており、制御装置20は、上述した接合にかかる条件などに応じて高周波電源15を制御し、上述した密接にかかる条件などに応じて高周波電源17を制御するようになっているのである。
【0011】
なお、本実施の形態では、加熱コイル12、整合トランス14、高周波電源15などにより接合用加熱手段を構成し、加熱コイル16、高周波電源17などにより密接用加熱手段を構成し、固定ジグ11a,11b、変位計18などにより変位計測手段を構成し、条件設定器19、制御装置20などにより制御手段を構成している。
【0012】
このような圧接接合装置を用いて圧接接合する場合には、次のようにする。
固定管1,2の対面する一端間に接続管3を配置し、固定管1の一端と接続管3の一端との間にアモルファスシート4を挟み、上記端部に加熱コイル12を取り付けた後、加熱コイル12を含めて上記端部を包囲するように当該端部にシールドボックス13を取り付け、当該シールドボックス13内にアルゴンガスや窒素ガスなどのシールドガスを図示しない送給装置で送給して、当該シールドボックス13内をシールドガスで置換する一方、固定管1及び接続管3に固定ジグ11a,11bを取り付け、当該固定ジグ11a,11b間に変位計18を取り付ける。
【0013】
続いて、制御装置20を作動させると、制御装置20は、条件設定器19により設定された前述の密接にかかる条件などに基づいて高周波電源17を制御することにより、加熱コイル17で接続管3を加熱して熱膨張させ、当該接続管3の端部を固定管1,2の一端に密接させると、固定管1,2の各他端が固定支持されているので、接続管3の端部が固定管1,2の一端に押し付けられ、接続管3の端部と固定管1,2の一端との間に加圧力が発生する。接続管3の上記熱膨張に伴い、固定ジグ11a,11b間が変位し、変位計18が当該変位を検出して制御装置20に信号を送ると、制御装置20は、当該信号に基づいて、接続管3と固定管1との密接時点を確認する。この密接時点は、図2に示すように、経時に伴う変位の停止時点mで明確に判断することができる。
【0014】
制御装置20が接続管3と固定管1との密接時点を確認すると、当該制御装置20は、図3に示すように、変位計18からの計測信号が一定の値を保つよう、即ち、前記変位の停止状態を維持させるように高周波電源17を制御しながら、条件設定器19により設定された前述の接合にかかる条件などに基づいて高周波電源15を制御することにより、加熱コイル12で固定管1の一端と接続管3の端部とを加熱し、アモルファスシート4を溶融拡散させて、固定管1と接続管3とをアモルファス圧接接合させる。
【0015】
固定管1と接続管3とのアモルファス圧接接合を終えたら、固定管2の一端と接続管3の端部とを上述の場合と同様にしてアモルファス圧接接合することにより、固定管1,2と接続管3とが連結される。
【0016】
従って、一端同士を対面させるように他端が各々固定支持された一対の固定管1,2の上記一端間に配置した接続管3の両端を固定管1,2の一端にそれぞれアモルファス圧接接合する場合でも、接続管3を膨張させるための加熱程度、密着時期、接合加熱開始時期、加圧力の設定などのような各種の条件を把握して制御することができるので、良好な接合を行うことができる。
【0017】
なお、前述したような接合や密接にかかる条件は、固定管1,2の固定状態、固定管1,2や接続管3の長さや直径や肉厚、加熱コイル17の加熱幅などの諸条件によって異なるため、実験によって予め求めておく必要がある。
【0018】
【発明の効果】
本発明の圧接接合装置によれば、一端同士を対面させるように他端を各々固定支持した一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、当該固定管の一端と当該接続管の端部とを圧接接合する場合でも、圧接接合にかかる各種の条件を把握して制御することができるので、良好な接合を行うことができ、接合不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧接接合装置の実施の形態の概略構成図である。
【図2】接続管の熱膨張による時間と変位との関係を表すグラフである。
【図3】制御装置の制御にかかるシーケンスを示すタイムチャートである。
【図4】従来の圧接接合装置の要部の一部破断斜視図である。
【図5】従来の圧接接合装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1,2 固定管
3 接続管
4 アモルファスシート
11a,11b 固定ジグ
12 加熱コイル
13 シールドボックス
14 整合トランス
15 高周波電源
16 加熱コイル
17 高周波電源
18 変位計
19 条件設定器
20 制御装置
Claims (2)
- 一端同士を対面させるように他端を各々固定支持した一対の固定管の上記一端間に接続管を配置して、当該固定管の一端と当該接続管の端部とを圧接接合する圧接接合装置であって、
前記接続管を加熱して膨張させることにより、当該接続管の端部を前記固定管の一端に密接させてこれら端に加圧力を生じさせる密接用加熱手段と、
少なくとも一方の前記固定管の一端とこの固定管の一端と対面する前記接続管の端部とを加熱して当該端同士を接合する接合用加熱手段と、
前記接合用加熱手段で加熱される前記接続管の前記端部の軸心方向の変位を計測する変位計測手段と、
前記変位計測手段からの計測信号に基づいて、前記密接用加熱手段及び前記接合用加熱手段を制御する制御手段と
を備えてなることを特徴とする圧接接合装置。 - 前記制御手段が、
前記接続管の端部を前記固定管の一端に密着させるように前記密接用加熱手段を制御し、上記接続管の上記端部の軸心方向の変位の停止を前記変位計測手段からの計測信号で確認したら、上記変位の停止状態を維持するように上記密接用加熱手段を制御する一方、上記接続管の端部と上記固定管の一端とを接合させるように前記接合用加熱手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の圧接接合装置。
Priority Applications (1)
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JP5435296A JP3643638B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 圧接接合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5435296A JP3643638B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 圧接接合装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09242725A JPH09242725A (ja) | 1997-09-16 |
JP3643638B2 true JP3643638B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=12968249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5435296A Expired - Fee Related JP3643638B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 圧接接合装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3643638B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101236172B1 (ko) * | 2010-05-04 | 2013-02-22 | 주식회사 성우하이텍 | 스크루 체결방법 |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP5435296A patent/JP3643638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101236172B1 (ko) * | 2010-05-04 | 2013-02-22 | 주식회사 성우하이텍 | 스크루 체결방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09242725A (ja) | 1997-09-16 |
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