JPH0663741A - 管の接合方法 - Google Patents
管の接合方法Info
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- JPH0663741A JPH0663741A JP23259092A JP23259092A JPH0663741A JP H0663741 A JPH0663741 A JP H0663741A JP 23259092 A JP23259092 A JP 23259092A JP 23259092 A JP23259092 A JP 23259092A JP H0663741 A JPH0663741 A JP H0663741A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アモルファス拡散接合方法の利点を活かしつ
つ、管の接合部内側に段差が存在しないように改良した
管の周継ぎ手の接合方法を提供する。 【構成】 接合する管の接合側端面間にアモルファス化
ろう材を挿入し、挿入したアモルファス化ろう材及びそ
の近傍の管端部を加熱し、該アモルファス化ろう材の溶
融、凝固により管の周継ぎ手接合を行う管の接合方法に
おいて、管を接合した後、接合した一方の管の接合側端
部から他方の管の接合側端部に到る接合部の内側部分に
不活性ガス・アーク溶接による溶接処理又は溶融処理を
施して、該内側部分に段差が存在しないように平滑にす
る。
つ、管の接合部内側に段差が存在しないように改良した
管の周継ぎ手の接合方法を提供する。 【構成】 接合する管の接合側端面間にアモルファス化
ろう材を挿入し、挿入したアモルファス化ろう材及びそ
の近傍の管端部を加熱し、該アモルファス化ろう材の溶
融、凝固により管の周継ぎ手接合を行う管の接合方法に
おいて、管を接合した後、接合した一方の管の接合側端
部から他方の管の接合側端部に到る接合部の内側部分に
不活性ガス・アーク溶接による溶接処理又は溶融処理を
施して、該内側部分に段差が存在しないように平滑にす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管の接合方法、更に詳
細には接合した管の接合部内側に段差が生じないように
管を接合する方法に関するものである。
細には接合した管の接合部内側に段差が生じないように
管を接合する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】接合する管の接合側端面間にアモルファ
ス化ろう材を挿入し、挿入したアモルファス化ろう材及
びその近傍の管端部を加熱し、アモルファス化ろう材中
の元素の拡散により上記管の周継ぎ手接合を行う方式の
管の接合方法は、一般に拡散接合法と称される管の接合
方法の一種であって、最近その実用化が試みられてい
る。本明細書では、簡単のため、この方法による管の周
継ぎ手接合を管のアモルファス拡散接合方法と称する。
ス化ろう材を挿入し、挿入したアモルファス化ろう材及
びその近傍の管端部を加熱し、アモルファス化ろう材中
の元素の拡散により上記管の周継ぎ手接合を行う方式の
管の接合方法は、一般に拡散接合法と称される管の接合
方法の一種であって、最近その実用化が試みられてい
る。本明細書では、簡単のため、この方法による管の周
継ぎ手接合を管のアモルファス拡散接合方法と称する。
【０００３】管のアモルファス拡散接合方法において使
用されるろう材は、ボロン、珪素、リン等の金属元素を
含有した接合材であって、接合材を構成する金属を溶融
させ、次いで急冷することによりアモルファス化されて
いる。ろう材の溶融温度は、接合すべき管の構成金属の
融点より低く、ろう材をその溶融温度まで加熱して溶融
させると、ろう材中のボロン、珪素、リン等の融点降下
元素が管の構成金属の組織中に拡散し、一方溶融したろ
う材中に含まれる融点降下元素の含有率は、拡散と共に
減少し、そのためろう材の融点が徐々に上昇して、ろう
材は最終的に凝固し、接合部は均質な組織となって管を
接合する。管のアモルファス拡散接合方法は、接合部が
均質な組織を有し、接合に要する作業時間が短く、接合
操作が単純で熟練を要しない等の利点を有しているの
で、その実用化が期待されている。
用されるろう材は、ボロン、珪素、リン等の金属元素を
含有した接合材であって、接合材を構成する金属を溶融
させ、次いで急冷することによりアモルファス化されて
いる。ろう材の溶融温度は、接合すべき管の構成金属の
融点より低く、ろう材をその溶融温度まで加熱して溶融
させると、ろう材中のボロン、珪素、リン等の融点降下
元素が管の構成金属の組織中に拡散し、一方溶融したろ
う材中に含まれる融点降下元素の含有率は、拡散と共に
減少し、そのためろう材の融点が徐々に上昇して、ろう
材は最終的に凝固し、接合部は均質な組織となって管を
接合する。管のアモルファス拡散接合方法は、接合部が
均質な組織を有し、接合に要する作業時間が短く、接合
操作が単純で熟練を要しない等の利点を有しているの
で、その実用化が期待されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、同じ呼び径
で同じ管厚スケジュールの管同士を従来から使用されて
いるアーク溶接方法等によって接合する場合、管の製作
誤差による内径の相違及び／又は端面の形状変形による
程度の相対的相違では、接合部の内側には図１（図１は
内径が相違した場合を示している）のｄで示すような段
差は生じない。それは、溶接に際し、段差が生じないよ
うに、端部も多少溶融され、かつ溶加棒の金属が端部に
適当に溶着されるからである。しかしながら、上述のア
モルファス拡散接合方法により管を接合した場合、例え
同じ呼び径、同じ管厚スケジュールの管同士１０、１２
を接合する場合であっても、接合された管の製作誤差に
よる内径の相違及び／又は端面の形状変形により、図１
に示すように、通常、段差、又は目違い（図１において
ｄで示す）が接合部１４の内側に生じる。
で同じ管厚スケジュールの管同士を従来から使用されて
いるアーク溶接方法等によって接合する場合、管の製作
誤差による内径の相違及び／又は端面の形状変形による
程度の相対的相違では、接合部の内側には図１（図１は
内径が相違した場合を示している）のｄで示すような段
差は生じない。それは、溶接に際し、段差が生じないよ
うに、端部も多少溶融され、かつ溶加棒の金属が端部に
適当に溶着されるからである。しかしながら、上述のア
モルファス拡散接合方法により管を接合した場合、例え
同じ呼び径、同じ管厚スケジュールの管同士１０、１２
を接合する場合であっても、接合された管の製作誤差に
よる内径の相違及び／又は端面の形状変形により、図１
に示すように、通常、段差、又は目違い（図１において
ｄで示す）が接合部１４の内側に生じる。
【０００５】段差が接合部に発生していると、仮にそれ
が０．５mm程度であったとしても、次に述べるような種
々の問題が派生する。先ず、第１には、接合部の段差部
分に応力が集中し、かつ応力集中の繰り返しにより亀裂
が発生し、それが時間の経過と共に拡大して大きくなる
現象が生じ、終には接合部を破壊するに至る。第２に
は、接合部の接合の良、不良を検査するために超音波探
傷試験、放射線透過試験等を施しても、管の接合部に段
差が存在していると、モニター又は写真に表示された欠
陥らしき陰影が、段差であるのか、クラック、溶け込み
不良等の接合欠陥であるのか評価ができない。それは、
欠陥の場合には接合不良として手直しが必要になるにも
かかわらず、その判定ができないことを意味し、従っ
て、接合の信頼性が低く、管内に圧力流体を流す圧力配
管等の接合に管のアモルファス拡散接合方法を適用する
ことが実用的には難しかった。第３には、管の接合部に
段差が存在していると、その段差部分に流体による磨耗
が生じ、合わせて腐食が他の部分より急速に進行する。
が０．５mm程度であったとしても、次に述べるような種
々の問題が派生する。先ず、第１には、接合部の段差部
分に応力が集中し、かつ応力集中の繰り返しにより亀裂
が発生し、それが時間の経過と共に拡大して大きくなる
現象が生じ、終には接合部を破壊するに至る。第２に
は、接合部の接合の良、不良を検査するために超音波探
傷試験、放射線透過試験等を施しても、管の接合部に段
差が存在していると、モニター又は写真に表示された欠
陥らしき陰影が、段差であるのか、クラック、溶け込み
不良等の接合欠陥であるのか評価ができない。それは、
欠陥の場合には接合不良として手直しが必要になるにも
かかわらず、その判定ができないことを意味し、従っ
て、接合の信頼性が低く、管内に圧力流体を流す圧力配
管等の接合に管のアモルファス拡散接合方法を適用する
ことが実用的には難しかった。第３には、管の接合部に
段差が存在していると、その段差部分に流体による磨耗
が生じ、合わせて腐食が他の部分より急速に進行する。
【０００６】本発明の目的は、上述の管のアモルファス
ろう付け接合方法の利点を活かしつつ、接合部内側に段
差が存在しないように改良した管の接合方法を提供す
る。
ろう付け接合方法の利点を活かしつつ、接合部内側に段
差が存在しないように改良した管の接合方法を提供す
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、段差が生じ
ない接合を実現するため、挿入するアモルファス化ろう
材の組成、形状、寸法等を種々に変えて、或いは接合す
る管の端面に加工を施して、管の接合実験を行ったが、
余り満足すべき結果を得ることが出来なかった。そこ
で、本発明者は、寧ろ発生した段差を整形することに発
想を転じて本発明を発明するに到った。
ない接合を実現するため、挿入するアモルファス化ろう
材の組成、形状、寸法等を種々に変えて、或いは接合す
る管の端面に加工を施して、管の接合実験を行ったが、
余り満足すべき結果を得ることが出来なかった。そこ
で、本発明者は、寧ろ発生した段差を整形することに発
想を転じて本発明を発明するに到った。
【０００８】上記目的を達成するために、本発明に係る
管の接合方法は、接合する管の接合側端面間にアモルフ
ァス化ろう材を挿入し、挿入したアモルファス化ろう材
及びその近傍の管端部を加熱し、該アモルファス化ろう
材の溶融、凝固により管の周継ぎ手接合を行う管の接合
方法において、管を接合した後、接合した一方の管の接
合側端部から他方の管の接合側端部に到る接合部の内側
部分に不活性ガス・アーク溶接による溶接処理又は溶融
処理を施して、該内側部分に段差が存在しないように平
滑にすることを特徴としている。
管の接合方法は、接合する管の接合側端面間にアモルフ
ァス化ろう材を挿入し、挿入したアモルファス化ろう材
及びその近傍の管端部を加熱し、該アモルファス化ろう
材の溶融、凝固により管の周継ぎ手接合を行う管の接合
方法において、管を接合した後、接合した一方の管の接
合側端部から他方の管の接合側端部に到る接合部の内側
部分に不活性ガス・アーク溶接による溶接処理又は溶融
処理を施して、該内側部分に段差が存在しないように平
滑にすることを特徴としている。
【０００９】本発明で使用する不活性ガス・アーク溶接
方法とは、特に本発明に特有の溶接方法ではなく、従来
から使用されてきた溶接方法であって、それは、アルゴ
ン又はヘリウム等の高温の状態にあっても他の物質と反
応しない性質を持つ不活性ガスによってアーク及び溶融
部を包むことにより、大気中の酸素、窒素から溶融部を
隔離しながら溶接する方法である。本発明において、こ
の方法を使用する理由は、この溶接方法によれば、接合
部が不活性ガスに包まれているので、酸化、窒化のおそ
れが少なく、そのため溶接した後の接合部の面が平滑で
かつ欠陥が殆ど発生しないからである。
方法とは、特に本発明に特有の溶接方法ではなく、従来
から使用されてきた溶接方法であって、それは、アルゴ
ン又はヘリウム等の高温の状態にあっても他の物質と反
応しない性質を持つ不活性ガスによってアーク及び溶融
部を包むことにより、大気中の酸素、窒素から溶融部を
隔離しながら溶接する方法である。本発明において、こ
の方法を使用する理由は、この溶接方法によれば、接合
部が不活性ガスに包まれているので、酸化、窒化のおそ
れが少なく、そのため溶接した後の接合部の面が平滑で
かつ欠陥が殆ど発生しないからである。
【００１０】不活性ガス・アーク溶接方法には、非消耗
電極式と消耗電極式の２種類があり、非消耗電極式方法
は、溶融部を包むようにトーチ内から不活性ガスを流出
させつつ、タングステン棒の電極と母材との間にアーク
を発生させ、そのアーク熱で母材及び溶加棒を溶かしな
がら溶接する方法で一般にＴＩＧ溶接と言う。消耗電極
式は、溶加棒自体を電極とし、それと母材との間にアー
クを発生させながら溶接する方法でＭＩＧ溶接とも言
う。本発明において、非消耗電極式又は消耗電極式のい
ずれを使用することも可能である。本発明にあっては、
段差が小さい場合には溶加棒を使用する必要は無く、単
に管の端部の段差部分を溶融してその溶融金属にて接合
部内側を平滑にする溶融処理を行えばよく、段差が大き
い場合には溶加棒を溶融し、その溶融金属を接合部内側
の段差部分に溶着させて平滑にする溶接処理を行う。
電極式と消耗電極式の２種類があり、非消耗電極式方法
は、溶融部を包むようにトーチ内から不活性ガスを流出
させつつ、タングステン棒の電極と母材との間にアーク
を発生させ、そのアーク熱で母材及び溶加棒を溶かしな
がら溶接する方法で一般にＴＩＧ溶接と言う。消耗電極
式は、溶加棒自体を電極とし、それと母材との間にアー
クを発生させながら溶接する方法でＭＩＧ溶接とも言
う。本発明において、非消耗電極式又は消耗電極式のい
ずれを使用することも可能である。本発明にあっては、
段差が小さい場合には溶加棒を使用する必要は無く、単
に管の端部の段差部分を溶融してその溶融金属にて接合
部内側を平滑にする溶融処理を行えばよく、段差が大き
い場合には溶加棒を溶融し、その溶融金属を接合部内側
の段差部分に溶着させて平滑にする溶接処理を行う。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明方法の実施について具体的に
より詳細に説明する。第１の段階として、接合すべき
管、例えば炭素鋼管を既に知られている管のアモルファ
ス拡散接合方法により、次に説明するようにして管の周
継ぎ手の接合を行う。それには、先ず、接合すべき管、
例えば炭素鋼製管の双方の端面間に薄膜状アモルファス
化ろう材を挿入し、アモルファス化ろう材を介して接合
側端面を密着させ、この状態で接合すべき管双方のそれ
ぞれを固定する。
より詳細に説明する。第１の段階として、接合すべき
管、例えば炭素鋼管を既に知られている管のアモルファ
ス拡散接合方法により、次に説明するようにして管の周
継ぎ手の接合を行う。それには、先ず、接合すべき管、
例えば炭素鋼製管の双方の端面間に薄膜状アモルファス
化ろう材を挿入し、アモルファス化ろう材を介して接合
側端面を密着させ、この状態で接合すべき管双方のそれ
ぞれを固定する。
【００１２】続いて、加熱用高周波コイルを接合部に巻
回し、電源を投入して高周波コイルにて接合部を加熱
し、アモルファス化ろう材を溶融する。溶融する際に
は、接合部を不活性ガスにて取り囲んでシールドし、接
合部が非酸化性雰囲気になった後、接合部の加熱を開始
する。アモルファス化ろう材が溶融する所定の温度、例
えば１２００°Ｃに接合部が到達すると、その温度に所
定時間保持する。この間に溶融したアモルファス化ろう
材の構成金属と管の構成金属とが相互拡散し、アモルフ
ァス化ろう材が凝固すると共に、固定されている管は高
周波コイルによる加熱より熱膨張して接合側端面間で相
互に圧接することにより、管の接合が達成される。
回し、電源を投入して高周波コイルにて接合部を加熱
し、アモルファス化ろう材を溶融する。溶融する際に
は、接合部を不活性ガスにて取り囲んでシールドし、接
合部が非酸化性雰囲気になった後、接合部の加熱を開始
する。アモルファス化ろう材が溶融する所定の温度、例
えば１２００°Ｃに接合部が到達すると、その温度に所
定時間保持する。この間に溶融したアモルファス化ろう
材の構成金属と管の構成金属とが相互拡散し、アモルフ
ァス化ろう材が凝固すると共に、固定されている管は高
周波コイルによる加熱より熱膨張して接合側端面間で相
互に圧接することにより、管の接合が達成される。
【００１３】次に、第２の段階として、一方の端面から
他方の端面に到る接合部の内側に不活性ガス・アーク溶
接、例えばＴＩＧ溶接による溶融処理又は溶接処理を行
って管の接合部の内側を平滑にし、接合した管の端面間
に段差が存在しないようする。ＴＩＧ溶接を行う場合、
溶接電流、溶接速度（トーチの移動速度）、フイラーワ
イヤー送給速度、不活性ガス供給量等の溶接条件は、段
差の大きさにも依存するが、既知の値を適用することが
できる。その際、接合した管の内径が大きい場合には、
作業員が管内に入って直接接合部の内側にＴＩＧ溶接を
施して接合部を平滑にする。接合した管の内径が小さい
場合には、既知の溶接ロボット等を管内に進入させ、遠
隔操作によりＴＩＧ溶接を施す。以上のようにして本発
明方法により接合した管の接合部の内側部分は、図２に
示すような段差のない平滑な接合面１６を示した。
他方の端面に到る接合部の内側に不活性ガス・アーク溶
接、例えばＴＩＧ溶接による溶融処理又は溶接処理を行
って管の接合部の内側を平滑にし、接合した管の端面間
に段差が存在しないようする。ＴＩＧ溶接を行う場合、
溶接電流、溶接速度（トーチの移動速度）、フイラーワ
イヤー送給速度、不活性ガス供給量等の溶接条件は、段
差の大きさにも依存するが、既知の値を適用することが
できる。その際、接合した管の内径が大きい場合には、
作業員が管内に入って直接接合部の内側にＴＩＧ溶接を
施して接合部を平滑にする。接合した管の内径が小さい
場合には、既知の溶接ロボット等を管内に進入させ、遠
隔操作によりＴＩＧ溶接を施す。以上のようにして本発
明方法により接合した管の接合部の内側部分は、図２に
示すような段差のない平滑な接合面１６を示した。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、アモルファス拡散接合
方法により管を接合した後、接合した一方の管の接合側
端部から他方の管の接合側端部に到る接合部の内側部分
に不活性ガス・アーク溶接による溶接処理又は溶融処理
を施して、該内側部分に段差が存在しないように平滑に
することにより、接合部の内側に段差のない管の接合を
可能としている。本発明方法を適用することにより、ア
モルファス拡散接合方法の利点を保持しながら、接合さ
れた管の接合部の繰り返し疲労に対する強度を増強し、
更に超音波探傷試験、放射線透過試験等の接合検査の適
用が可能となり、接合の信頼性が向上する。その結果、
利点の多い管のアモルファスろう付け接合方法の実用化
を促進する効果を奏する。
方法により管を接合した後、接合した一方の管の接合側
端部から他方の管の接合側端部に到る接合部の内側部分
に不活性ガス・アーク溶接による溶接処理又は溶融処理
を施して、該内側部分に段差が存在しないように平滑に
することにより、接合部の内側に段差のない管の接合を
可能としている。本発明方法を適用することにより、ア
モルファス拡散接合方法の利点を保持しながら、接合さ
れた管の接合部の繰り返し疲労に対する強度を増強し、
更に超音波探傷試験、放射線透過試験等の接合検査の適
用が可能となり、接合の信頼性が向上する。その結果、
利点の多い管のアモルファスろう付け接合方法の実用化
を促進する効果を奏する。
【図１】アモルファスろう付け接合方法により接合した
管の接合部内側に生じた段差を示す説明用断面図であ
る。
管の接合部内側に生じた段差を示す説明用断面図であ
る。
【図２】本発明方法により接合した管の接合部の内側接
合面を示す説明用断面図である。
合面を示す説明用断面図である。
１０、１２ 管 １４ 接合部 １６ 接合面 ｄ 段差
Claims (1)
- 【請求項１】 接合する管の接合側端面間にアモルファ
ス化ろう材を挿入し、挿入したアモルファス化ろう材及
びその近傍の管端部を加熱し、該アモルファス化ろう材
の溶融、凝固により前記管の周継手接合を行う管の接合
方法において、 前記管を接合した後、接合した一方の管の接合側端部か
ら他方の管の接合側端部に到る接合部の内側部分に不活
性ガス・アーク溶接による溶接処理又は溶融処理を施し
て、該内側部分に段差が存在しないように平滑にするこ
とを特徴とする管の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23259092A JPH0663741A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 管の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23259092A JPH0663741A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 管の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663741A true JPH0663741A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16941748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23259092A Pending JPH0663741A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 管の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350007A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Komatsu Ltd | 作業車両のハンドレール |
| US9716050B2 (en) | 2010-01-04 | 2017-07-25 | Crucible Intellectual Property, Llc | Amorphous alloy bonding |
| US10065396B2 (en) | 2014-01-22 | 2018-09-04 | Crucible Intellectual Property, Llc | Amorphous metal overmolding |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP23259092A patent/JPH0663741A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350007A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Komatsu Ltd | 作業車両のハンドレール |
| JP4506296B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2010-07-21 | 株式会社小松製作所 | 作業車両のハンドレール |
| US9716050B2 (en) | 2010-01-04 | 2017-07-25 | Crucible Intellectual Property, Llc | Amorphous alloy bonding |
| US9758852B2 (en) | 2010-01-04 | 2017-09-12 | Crucible Intellectual Property, Llc | Amorphous alloy seal |
| US10065396B2 (en) | 2014-01-22 | 2018-09-04 | Crucible Intellectual Property, Llc | Amorphous metal overmolding |
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