JP4089046B2 - Pipe welding method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状を呈するパイプを溶接する方法に関するものであり、特に熱容量の異なる材料同士を溶接する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱容量の異なる材料同士を溶接する場合には、熱容量の大きい材料を充分溶融させるような条件を用いると熱容量の小さい材料が溶けすぎてしまい良好な溶接を行うことが難しくなり、熱容量の小さい材料が溶けすぎないような条件で行うと熱容量の大きい材料が充分に溶け込まずに良好な溶接を行うことが難しくなる、という問題がある。
【0003】
上記の問題を解決するための従来の技術として、特開昭53−129135号公報がある。この公報には、熱容量の小さい材料の上に熱伝導の良好な材料から作られた当て金を押さえつけた上、熱容量の小さい材料を熱容量の大きい材料に密着させて溶接を行うようにする溶接方法が開示されており、熱容量の異なる材料の溶接を容易に実施することができ、確実な溶接を迅速に施工することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来技術では、熱容量の異なる材料を容易に溶接することが可能になったが、当て金を押さえつけることで材料の密着を行っているので、材料の形状によっては密着させることができなくなり溶接が困難となる。例えばパイプ状の材料を被取付部材の内周に挿入してパイプ状の材料を被取付部材に溶接する際において、パイプを挿入するためにパイプの外径は被取付部材の孔の内径より小さく設計されているので、当て金をパイプの内周面に沿った形状にしても当て金による密着ではパイプの外周面全域を密着させることはできず、良好な溶接を行うのが困難である。
【0005】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくパイプ状の材料と熱容量の異なる材料とを確実に溶接することが可能な溶接方法を提供することを技術的課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
円筒状のパイプの一端を、パイプと熱容量の異なる材料から成るフランジに設けられた取付孔の内周面に溶接する溶接方法であって、取付孔の内周面には径方向内方に向って突出する角部からなる突出部が内周面全周に亘って形成されており、パイプの一端を取付孔内に挿入してからパイプの管径を拡大してパイプの外周を突出部で塑性変形させて掛止することにより取付孔の内周面に密着させる拡管工程と、拡管工程の後でパイプとフランジとをアーク溶接する溶接工程とにより気密性を保持しながらパイプをフランジに取付けるようにした。
【0007】
請求項1によると、拡管工程によってパイプをフランジの孔に密着させることが可能になるので、熱容量の異なる材料から成るパイプとフランジとを溶接する工程においてパイプとフランジの間で熱伝導が行われ、パイプとフランジの溶接を良好に行うことが可能になる。また、パイプを拡管する際にパイプの外周面が突出部に引っ掛かって塑性変形するので、パイプの取付孔への密着が強固になり、溶接工程での溶接を良好に行うことが可能になる。
【0010】
請求項2の発明は、拡管工程において、取付孔の端面から軸方向に所定距離取付孔に進入した位置でパイプの外周と取付孔の内周とを密着させるようにしたことである。
【0011】
請求項2によると、パイプの軸芯と異なる方向の力がパイプに加わった場合であってもパイプが取付孔から外れにくくなる。
【0012】
請求項3の発明は、請求項2において、フランジを鋳造にて成形し、フランジの型割り面に形成されるパーテーションライン面又は型分割面により突出部を構成したことである。
【0013】
請求項3によると、パーテーションライン面又は型分割面を用いてパイプを係止しているので、フランジの型割り後にパーテーションライン面又は型分割面を切削加工する必要がなくなり、製造工数の面から好適である。
【0014】
請求項4の発明は、前記突出部は、前記取付孔の内周面から径方向内方に向って延在する平面と、前記フランジの厚み方向の一方から他方に向って前記取付孔を径方向内方に狭窄させる斜面とを有し、前記角部は、前記平面と前記斜面の交点により形成されるとしたことである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本実施の形態においてパイプ1とフランジ2との溶接後の状態を示す図である。本実施の形態では、エンジンのインテークマニホルドの一端を溶接する場合について説明する。
【0017】
本実施の形態で用いた材料について説明する。フランジ2はアルミダイカストADC12(厚さ20mm)より成り、パイプ1はアルミパイプ1A3003(厚さ2.0mm)より成る。
【0018】
インテークマニホルドは、断面が長孔形状を呈し中空状のパイプ1を予め所望の形状に湾曲させてからフランジ2に取付けることにより構成される。
【0019】
本実施の形態における溶接方法は、パイプ1の一端を取付孔3内に挿入してからパイプ1の管径を拡大してパイプ1の外周面を取付孔3の内周に密着させる拡管工程と、拡管工程の後でパイプ1とフランジ2とをアーク溶接する溶接工程と、により円筒状のパイプ1の一端をパイプ1と熱容量の異なる材料から成るフランジ2に設けられた取付孔3の内周に溶接するものである。
【0020】
各工程について更に説明する。図2は拡管工程を示す断面図であり、拡管工程はフランジ2の取付孔3にパイプ1を挿入し、パイプ1の内周に拡管機4を挿入してパイプ1を拡管するものである。拡管機4は、パイプ1の内径より小さい長孔形状を呈する柱体を周方向の4つの部材4aと中心軸4bの5つに分割し、拡管機4の中心軸4bを図面下方に移動させることによって分割された4つの部材4aのそれぞれを径方向に広げるように構成されている。このような中心軸4bの移動によりパイプ1が拡管されて、取付孔3の内周とパイプ1の外周とが密着する。尚、本実施の形態では、拡管工程時にパイプ1の端面が取付孔3の所定位置で密着すべく、取付孔3内に端末合わせ用の治具5を設置して、パイプ1が所定距離以上取付孔3内に進入しないように規制している。
【0021】
本実施の形態において、フランジ2は鋳造にて構成されるものであり、型割りにより取付孔3の全周に亘ってパーテーションライン3aが発生するが、このパーテーションライン3aを突出部としてパーテーションライン3aにパイプ1の外周面を密着させるようにしているので、パイプ1とフランジ2との密着が強固になるとともに、パーテーションライン3aをなくすための切削工程も不要になる。又、溶接を行なう前に部品を仮固定するための仮溶接も不要になる。
【0022】
溶接工程について説明する。図3に示す拡管工程後の状態ではパイプ1の外周と取付孔3の内周とは略隙間なく密着しているので、クリアランスに対してシビアなTIG溶接においても比較的容易に接合することができる。
【0023】
以上、本発明の実施の形態についてエンジンのインテークマニホルドを用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨に沿った形態のパイプの溶接方法であればどのような溶接方法であってもよい。
【0024】
【発明の効果】
請求項1によると、拡管工程によってパイプをフランジの孔に密着させることが可能になるので、熱容量の異なる材料から成るパイプとフランジとを溶接する工程においてパイプとフランジの溶接を良好に行うことが可能になる。
【0025】
請求項2によると、熱容量の小さい材料にてパイプを構成することでパイプを容易に湾曲することが可能になり、取付けるパイプの設計自由度が向上する。
【0026】
請求項3によると、パイプの軸芯と異なる方向の力がパイプに加わった場合であってもパイプが取付孔から外れにくくなり、剛性が向上する。
【0027】
請求項4によると、パイプを拡管する際にパイプの外周面が突出部に引っ掛かるので、パイプの取付孔への密着が強固になり、溶接工程での溶接を良好に行うことが可能になる。
【0028】
請求項5によると、パーテーションライン面又は型分割面を用いて塑性変形によりパイプを係止しているので、フランジの型割り後にパーテーションライン面又は型分割面を切削加工する必要がなくなり、製造工数の面から好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるパイプとフランジの溶接後の状態を示す図である。
【図2】本実施の形態における拡管工程を示す図である。
【図3】本実施の形態における拡管工程後の状態を示す図である。
【符号の説明】
1・・・パイプ 2・・・フランジ
3・・・取付孔 4・・・拡管機
5・・・端末合わせ用の治具
6・・・角部 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for welding cylindrical pipes, and particularly to a method for welding materials having different heat capacities.
[0002]
[Prior art]
When welding materials having different heat capacities, if a material that sufficiently melts a material having a large heat capacity is used, the material having a small heat capacity is melted too much, making it difficult to perform good welding. If it is performed under conditions that do not melt too much, there is a problem that a material having a large heat capacity does not melt sufficiently and it becomes difficult to perform good welding.
[0003]
As a conventional technique for solving the above problem, there is JP-A-53-129135. This publication discloses a welding method in which a metal plate having a small heat capacity is pressed onto a material having a small heat capacity and then a material having a small heat capacity is brought into close contact with the material having a large heat capacity for welding. Is disclosed, welding of materials having different heat capacities can be easily performed, and reliable welding can be performed quickly.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, materials having different heat capacities can be easily welded. However, since the materials are adhered by pressing down a metal pad, the materials cannot be adhered depending on the shape of the material. Welding becomes difficult. For example, when a pipe-shaped material is inserted into the inner periphery of the mounted member and the pipe-shaped material is welded to the mounted member, the outer diameter of the pipe is smaller than the inner diameter of the hole of the mounted member in order to insert the pipe. Since it is designed, even if the contact metal has a shape along the inner peripheral surface of the pipe, the entire outer peripheral surface of the pipe cannot be in close contact with the contact by the contact metal, and it is difficult to perform good welding.
[0005]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a welding method capable of reliably welding a pipe-shaped material and a material having different heat capacities in order to solve the above problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A welding method in which one end of a cylindrical pipe is welded to the inner peripheral surface of a mounting hole provided in a flange made of a material having a different heat capacity from that of the pipe, and the inner peripheral surface of the mounting hole is directed radially inward. A projecting part consisting of a corner part projecting is formed over the entire inner peripheral surface, and after inserting one end of the pipe into the mounting hole, the pipe diameter is increased and the outer periphery of the pipe is extended by the projecting part. The pipe is attached to the flange while maintaining airtightness by a pipe expanding process in which the pipe and the flange are arc-welded after the pipe expanding process, and a pipe expanding process in which the pipe and the flange are arc-welded after the plastic expanding process. I did it.
[0007]
According to the first aspect, since the pipe can be brought into close contact with the hole of the flange by the pipe expanding process, the heat conduction is performed between the pipe and the flange in the process of welding the pipe and the flange made of materials having different heat capacities. This makes it possible to weld the pipe and the flange well. Further, when the pipe is expanded, the outer peripheral surface of the pipe is caught by the projecting portion and is plastically deformed, so that the close contact with the mounting hole of the pipe becomes strong, and welding in the welding process can be performed satisfactorily.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, in the tube expanding step, the outer periphery of the pipe and the inner periphery of the mounting hole are brought into close contact with each other at a position that has entered the mounting hole in the axial direction from the end surface of the mounting hole.
[0011]
According to the second aspect , even when a force in a direction different from the axial center of the pipe is applied to the pipe, the pipe is difficult to be detached from the mounting hole.
[0012]
The invention of
[0013]
According to the third aspect, since the pipe is locked using the partition line surface or the mold dividing surface, it is not necessary to cut the partition line surface or the mold dividing surface after dividing the flange. Is preferred.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, the protruding portion has a flat surface extending radially inward from the inner peripheral surface of the mounting hole, and the mounting hole having a diameter extending from one to the other in the thickness direction of the flange. And the corner portion is formed by an intersection of the plane and the slope.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a state after the pipe 1 and the
[0017]
The materials used in this embodiment will be described. The
[0018]
The intake manifold is formed by attaching the pipe 1 having a long cross-sectional shape and a hollow pipe 1 to the
[0019]
The welding method in the present embodiment includes a pipe expanding step in which one end of the pipe 1 is inserted into the
[0020]
Each step will be further described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the pipe expansion process. In the pipe expansion process, the pipe 1 is inserted into the
[0021]
In the present embodiment, the
[0022]
The welding process will be described. In the state after the pipe expansion process shown in FIG. 3, the outer periphery of the pipe 1 and the inner periphery of the mounting
[0023]
As mentioned above, although embodiment of the present invention was described using an intake manifold of an engine, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and is a pipe welding method according to the gist of the present invention. Any welding method may be used.
[0024]
【The invention's effect】
According to the first aspect, since the pipe can be brought into close contact with the hole of the flange by the pipe expanding process, the pipe and the flange can be favorably welded in the process of welding the pipe and the flange made of materials having different heat capacities. It becomes possible.
[0025]
According to the second aspect, the pipe can be easily bent by forming the pipe with a material having a small heat capacity, and the degree of freedom in designing the pipe to be attached is improved.
[0026]
According to the third aspect, even when a force in a direction different from the axis of the pipe is applied to the pipe, the pipe is unlikely to be detached from the mounting hole, and the rigidity is improved.
[0027]
According to claim 4, when the pipe is expanded, the outer peripheral surface of the pipe is caught by the protruding portion, so that the close contact with the mounting hole of the pipe becomes strong, and welding in the welding process can be performed satisfactorily.
[0028]
According to the fifth aspect, since the pipe is locked by plastic deformation using the partition line surface or the mold dividing surface, it is not necessary to cut the partition line surface or the mold dividing surface after dividing the flange, and the number of manufacturing steps is reduced. From the viewpoint of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a state after welding of a pipe and a flange in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a tube expansion process in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a state after a tube expansion process in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
6 ... Corner
Claims (4)
前記取付孔の内周面には径方向内方に向って突出する角部からなる突出部が内周面全周に亘って形成されており、
前記パイプの一端を前記取付孔内に挿入してから前記パイプの管径を拡大して前記パイプの外周を前記突出部で塑性変形させて掛止することにより前記取付孔の内周面に密着させる拡管工程と、
該拡管工程の後で前記パイプと前記フランジとをアーク溶接する溶接工程とを含むパイプの溶接方法。A welding method for welding one end of a cylindrical pipe to an inner peripheral surface of a mounting hole provided in a flange made of a material having a different heat capacity from the pipe,
On the inner peripheral surface of the mounting hole, a projecting portion consisting of a corner projecting radially inward is formed over the entire inner peripheral surface,
One end of the pipe is inserted into the mounting hole, and then the pipe diameter is increased, and the outer periphery of the pipe is plastically deformed and hooked by the protruding portion, thereby closely contacting the inner peripheral surface of the mounting hole. Tube expansion process,
A pipe welding method including a welding step of arc welding the pipe and the flange after the pipe expansion step.
前記フランジの厚み方向の一方から他方に向って前記取付孔を径方向内方に狭窄させる斜面とを有し、
前記角部は、前記平面と前記斜面の交点により形成されることを特徴とする請求項1のパイプの溶接方法。The protrusion is a plane extending radially inward from the inner peripheral surface of the mounting hole;
A slope that narrows the mounting hole radially inward from one side to the other in the thickness direction of the flange,
2. The pipe welding method according to claim 1, wherein the corner is formed by an intersection of the plane and the slope.
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