JPH01188707A - 異材パイプの接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、所望の接合すべき異質の材料パイプ部材を接
合する方法に関する。特に、材質の熱収縮率に大きい差
があり、その界面での剥離が問題となり、接合し難いパ
イプ部材同志を確固に接合せしめることのできる接合方
法に関する。

［従来の技術］ 従来、熱膨張率の差が大きな異材のパイプ部材同士を接
合する場合、冷却時の熱収縮率の差が大きいために接合
界面で剥離し易く、安定した接合を得ることは殆ど不可
能であった。特に鉄系合金（特にステンレス鋼）とチタ
ン系合金のように熱膨張率の差が大きくかつ拡散接合性
の悪いパイプ部材については、接合は殆ど不可能であり
、接合　−したとしても直ぐに剥離していまうものであ
る。

通常、熱膨張率の差が大きな異材同士を円柱形状の内側
と外側で接合する場合、内側の部材が外側の部材より熱
膨張率がかなり大きいと通常の拡散接合法では冷却時の
内側部材の熱収縮により界面で剥離が生じ、健全な接合
が望めない場合が多かった。

特に鉄系合金とチタン系合金のように熱膨張率の差が大
きく、且つ拡散接合性の悪いパイプ部材については、こ
の問題が顕著で、接合は非常に困難であり、未だ、実用
になった製品が見当らない。

〔発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、異質の材料のパイプ部材を強固に固着接合さ
れる方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記のような熱膨張率の差が大きく、
拡散接合性の悪い内側と外側のパイプ部材同士を強固に
接合することのできる接合方法を提供することを目的と
する。また、本発明は、特に、鉄系合金とチタン系合金
のように熱膨張率の差の大きな異質材料の内側と外側の
パイプ部材同士を強固に接合するための方法を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ ［問題点を解決するための手段］ 前記のように異質材料のパイプ部材を内側と外側で接合
する場合に、本発明は、互に異なる材質のパイプ部材を
接合する方法において、互に該接合パイプの接合面をは
め込み構造にして嵌合接合することを特徴とする異材パ
イプの接合方法である。

本発明により、異質材料の内側と外側のパイプ部材を接
合する場合、所定形状の用途にしたがって形成された互
いに異なる材質、即ち、例えば、非常に熱膨張率の差の
大きな材料で作られたパイプ部材を互いに接合する界面
の構造をはめ込み構造にして接合するものである。

本発明によれば、材質の異なる内側と外側のパイプ部材
同士を接合する場合、冷却時にその接合面に圧縮作用を
有する応力が生じるために接合が強固になる。このはめ
込み構造は、内側パイプ部材又は外側パイプ部材を分離
型にしても可能であり、所望のパイプ部材の形状に従っ
て選択して決めることができる。このはめ込み構造の接
合面に対しては、溶接可能な材料のときは、電子ビーム
等で溶接でき、また必要により熱を加えながらプレス加
工又はＨＩＰ加工等により加工処理し、接合することが
できる。

更に、このはめ込み構造では、突き合わせの形状にして
接合継手を得ることができる。これにより良好な接合継
手が得られる。

本発明の接合方法によると、単にはめ込み構造にして内
側パイプ部材と外側パイプ部材を接合すればよいから、
低コストで異質なパイプ部材を強固に接合できる方法を
提供することができるものである。

従って、本発明の接合方法は、−船釣に複合パイプを製
造する場合、接合継手全般の製造に利用１°ることかで
きる。

［作用］ 本発明の接合方法においては、はめ込み構造により、熱
膨張率の大きな内側パイプ部材と熱膨張率の小さな外側
パイプ部材の接合面で、逆転するようにしたために、外
側の冷却収縮が内側よりも大きくなり、冷却時に、接合
面で外側が内側を圧縮し掴むように接合しであるために
、剥離等の問題が生じないものである。

次にその具体的な例により、本発明の接合方法を説明す
る。

［実施例］ 図に示すような内側パイプ部材１と外、側パイプ部材２
を接合する。内側パイプ部材１と外側パイプ部材２を第
１図に示すようにはめ込み構造にして接合するものであ
る。

即ち、熱膨張率の大きな内側パイプ部材１を、熱膨張率
の小さな外側パイプ部材２を第１図の如くはめ込み構造
に組み込む、尚、−点鎖線はパイプ部材の中心を示す。

具体的には内側パイプ部材に熱膨張率の大きなステンレ
ス鋼（熱膨張率１７Ｘ１Ｇ−＠／”Ｃ）を用い、外側パ
イプ部材に熱膨張率ｓ　ｘ　１ｏ　−’／”Ｃのチタン
系合金を用いた。得られた接合パイプの接合強度は１８
ｋｇｆ／■１であった。

本発明による接合のはめ込み形状は、第１図に示４゛よ
うなものが代表的なものであるが、必要によ吟、パイプ
部材１を分離型にすることもでき、それは、接合界面が
部材１と２を接合する際に同時に接合されるためにはめ
込み形状は問題ではない。

第２図はこのような構造のパイプ部材の実際の接合方法
を模式的に示すものである。そのＡは、溶接可能な場合
で、溶接で接合する場合を示す。

即ち、溶接可能な場合、第１図のように組み込んだパイ
プ部材１．２を真空に脱気した後に、パイプ部材１とパ
イプ部材２の接合界面を例えば、電子ビーム溶接機で溶
接することによりパイプをシールドするものである。ま
た、第２図Ｂは、溶接不可能な部材同士の場合、ＨＩＦ
処理法でパイプ部材１．２を接合する方法を模式的（示
す、即ち、第１図のように組み込んだパイプ部材１．２
を真空に脱気し、ＨＩＦ処理用のカプセル３（通常軟鉄
等）中に密封し、接合面を外部と遮断し、加熱加圧して
ＨＩＰ処理によりパイプ１と２を接合する。これは接合
する部材同士の特性に応じて適正な条件でＨＩＰ処理を
施し接合する。

また、突き合わせ形状では、同様にはめ込み構造にする
ことにより良好な接合継手が得られる。

尚、この場合にはＨＩＰ処理だけでなく、通常の一軸ブ
レスで接合してもよい。

第３図は、従来法によるパイプ部材の接合（Ａ図）と本
発明によるパイプ部材の接合法（Ｂ図）を比較するため
の説明図である。

即ち、従来法では、熱膨張率の大きい内側パイプ部材１
と熱膨張率の小さい外側パイプ部材２をｆｉｔに接合す
ると、冷却時における冷却収縮の大きさを矢印→の大き
さで示すと図示の如くであり、内側パイプ部材１の方が
、外側パイプ部材２よりも大きく、接合面で応力が互い
に反対に生じ、剥離が生じる。

これに対して、本発明による接合方法では、第３図Ｂに
示すように、熱膨張率の大きな内側パイプ部材１と熱膨
張率の小さな外側パイプ部材２をはめ込み構造で図示の
ように接合すると、その冷却収縮時に、その収縮の大き
さは第３図Ｂに矢印→でボー゛ように、接合面５では外
側が内側より収縮がより大きいために、外側から内側部
材を掴むように圧縮圧力が生じる。即ち、外側の大きな
収縮により圧縮圧力が生じることにより強固に把握接合
されるものである。従って、必要に応じてはめ込み部分
の形状を決めることにより所望の接合強度の接合パイプ
が得られる。

［発明の効果］ 本発明による混合層を挾んだ異質パイプ部材の接合方法
により次のような著しい技術的な効果が得られた。

第１に、填め込み構造により、熱収縮率の差により生じ
た応力を追突せしめ、剥離が生じなく接合される接合パ
イプ構造が得られる。

第２に、材質の異なるパイプ部材同士を比較的に低：１
ストで接合する方法が提供された。

第３に、接合面に適当な圧力が加わり冷却されるために
、強固に固着された接合パイプ部材が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の接合構造を模式的に説明するもので
ある。 第２図Ａ％　Ｂは、本発明の実際の接合を説明する説明
図である。 第３図Ａ、Ｂは、本発明の接合方法と従来の接合方法を
比較する説明図である。 ［主要部分の符号の説明］ １０３．接合パイプパイプ部材 ２０１．接合パイプパイプ部材 ３１０．接合のために挿入混合層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互に異なる材質のパイプ部材を接合する方法において、 互に該接合パイプの接合面をはめ込み構造にして嵌合接
   合することを特徴とする異材パイプの接合方法。