JPH08332579A - 突合せ接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二つの金属材料を簡単に接合させ得るように
する。 【構成】 二つの金属材料３１，３２を、間にインサー
ト材３３を介在させて互いに押付け合わせて、金属材料
３１，３２の突合部３４にシールドガスを噴射して、突
合部３４の酸化を防止しつつ、各金属材料３１，３２に
取付けた直接通電用電極５０，５１から突合部３４に直
接通電して抵抗加熱でインサート材３３を溶融させるよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、突合せ接合方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、近年、図６に概略を示すよう
な、蒸気発生器１が製造されている。

【０００３】該蒸気発生器１は、筒型の蒸気発生器本体
２の上端を管板３で仕切って第一の室４を形成すると共
に、管板５で仕切って第二の室６を形成し、同様に、蒸
気発生器本体２の下端を管板７で仕切って第三の室８を
形成すると共に、管板９で仕切って第四の室１０を形成
し、第一の室４と第三の室８を内管１１で連通すると共
に、第二の室６と第四の室１０を外管１２で連通した構
成を備えている。

【０００４】そして、第二の室６と第四の室１０との中
間に形成される流路１３の上端側の供給口１４から熱媒
体１５を供給して、熱媒体１５に流路１３を通させた
後、流路１３の下端側の排出口１６から排出させると共
に、第三の室８から水１７を供給して内管１１の内部を
通させることにより、熱媒体１５との間で熱交換を行わ
せて蒸気１８を発生させ、発生した蒸気１８を第一の室
４から取出すようにする。

【０００５】更に、第二の室６と第四の室１０に高い圧
力の検知用ガス１９を供給することにより、内管１１と
外管１２との間隙２０にガス圧を付与し、検知用ガス１
９の漏れによって内管１１や外管１２の損傷を検知し得
るようにしている。

【０００６】上記内管１１と外管１２は、図７に示すよ
うに、ワイヤを編んで成る厚さ０．４ｍｍ程度の網線の
層２１を間隙２０に介在させて一体化した二重管２２と
して構成されており、網線の層２１によって検知用ガス
１９の通気性が確保されるようになっている。

【０００７】上記二重管２２は製造が難しいため、現在
のところ長さ７〜８ｍのものしか作られていないが、前
記蒸気発生器１で使用されるのは、数十ｍもの長さのも
のであるため、複数の二重管２２を接合して所望の長さ
にする必要がある。

【０００８】上記二重管２２どうしを接合するため、従
来は、図８に示すように、先ず、内管１１どうしを突合
せて溶接し（溶接部２３）、次に、外管１２どうしを突
合せて溶接する（溶接部２４）か、或いは、図９に示す
ように、内管１１どうしを突合せて溶接し（溶接部２
３）、次に、外管１２の外周に継手管２５を嵌合して継
手管２５と外管１２を隅肉溶接する（溶接部２６）よう
にしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の二重管を接合する手段には、以下のような問題があ
った。

【００１０】即ち、図８に示すように、先ず、内管１１
どうしを突合せて溶接し（溶接部２３）、次に、外管１
２どうしを突合せて溶接する（溶接部２４）場合、二度
の溶接が必要になると共に、接合部分における内管１１
と外管１２との間隙２０を互いに連通させるように溶接
することが困難である。

【００１１】又、図９に示すように、内管１１どうしを
突合せて溶接し（溶接部２３）、次に、外管１２の外周
に継手管２５を嵌合して継手管２５と外管１２を隅肉溶
接する（溶接部２６）ようにする場合、三度の溶接が必
要になると共に、継手管２５の部分に径寸法の大きい部
分ができて取回しに困難を生じ、且つ、外管１２と継手
管２５との溶接部２６からの検知用ガス１９の漏れをな
くすように溶接することが困難である。

【００１２】本発明は、上述の実情に鑑み、上記二重管
のようなものでも一度の操作で確実に接合させ得るよう
にした突合せ接合方法を提供することを目的とするもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、二つの金属材
料を、間にインサート材を介在させて互いに押付け合わ
せ、金属材料の突合部にシールドガスを噴射して、突合
部の酸化を防止しつつ、各金属材料に取付けた直接通電
用電極から突合部に直接通電して抵抗加熱でインサート
材を溶融させることにより、溶融されたインサート材を
金属材料の突合せ部に液相拡散させて金属材料を接合す
ることを特徴とする突合せ接合方法にかかるものであ
る。

【００１４】又、二つの金属材料を、間にインサート材
を介在させて互いに押付け合わせ、金属材料の突合部を
還元炎で加熱して、突合部の酸化を防止しつつ、インサ
ート材を溶融させることにより、溶融されたインサート
材を金属材料の突合せ部に液相拡散させて金属材料を接
合することを特徴とする突合せ接合方法にかかるもので
ある。

【００１５】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００１６】二つの金属材料を、間にインサート材を介
在させて互いに押付け合わせて、金属材料の突合部にシ
ールドガスを噴射して、突合部の酸化を防止しつつ、各
金属材料に取付けた直接通電用電極から突合部に直接通
電して抵抗加熱でインサート材を溶融させるようにす
る。すると、溶融されたインサート材が金属材料の突合
せ部に液相拡散されて、突合部の境界が消失され、他の
部分とほぼ同等の組織ができて、金属材料が一体に接合
される。

【００１７】このように、金属材料の間を直接通電する
ことにより、短時間で高効率の接合を、安定して自動的
に行わせることができる。

【００１８】又、スパッタやバリなどが全く発生しない
ので、接合の後処理を不要とすることができる。

【００１９】更に、直接通電とした場合、最も大掛かり
な構成となる直接通電用電源などを突合部の近くに配置
する必要がなく、突合部からかなり離れた所に置いてお
けるので、作業環境を向上することができる。

【００２０】又、二つの金属材料を、間にインサート材
を介在させて互いに押付け合わせ、金属材料の突合部を
還元炎で加熱して、突合部の酸化を防止しつつ、インサ
ート材を溶融させるようにする。すると、溶融されたイ
ンサート材が金属材料の突合せ部に液相拡散されて、突
合部の境界が消失され、他の部分とほぼ同等の組織がで
きて、金属材料が一体に接合される。

【００２１】このように、金属材料の間を直接還元炎で
ガス加熱することにより、短時間で高効率の接合を、安
定して自動的に行わせることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２３】図１〜図４は、本発明の第一の実施例であ
る。

【００２４】ワイヤを編んで成る厚さ０．４ｍｍ程度の
網線の層２７を、内管２８と外管２９との間隙３０に介
在させて一体化した二重管３１，３２どうしを金属材料
として接合する場合について説明する。

【００２５】図中、３３は二重管３１，３２どうしの突
合部３４に介在される、鉄系やニッケル系や銅系やチタ
ン系などの厚さ２５〜６０μｍｍのシート状のアモルフ
ァスなどのインサート材である。

【００２６】３５は二重管３１，３２を突合せた状態で
把持可能で、且つ、二重管３１，３２どうしに加圧力を
付与可能な加圧装置である。

【００２７】該加圧装置３５は、Ｕ字状をして側部に止
ネジ３６を有するクランプ部３７を備えた外筒３８に、
同様のクランプ部３９を備えた内筒４０を摺動自在に嵌
合して、両者間に離反方向へ付勢可能なコイルバネなど
の弾性体４１を介在し、外筒３８の反弾性体４１側の端
部に加圧シリンダ４２を取付け可能なカギ状部４３を有
するシリンダ取付部４４を設けたものである。

【００２８】尚、４５は外筒３８に形成された、クラン
プ部３９の移動を案内するための長孔、４６は加圧シリ
ンダ４２の油圧装置、４７は加圧シリンダ４２に設けら
れた、カギ状部４３に係合する係合突起、４８は加圧シ
リンダ４２のピストン、４９はシリンダ取付部４４に形
成されたピストン４８を通すピストン孔である。

【００２９】５０，５１は二つ割り構造を有し、各二重
管３１，３２に対して取付け可能な一対の直接通電用電
極であり、水５２を給排して内部を冷却できるようにな
っている。尚、５３は各直接通電用電極５０，５１を二
重管３１，３２に取付けるための取付ボルト、５４は各
直接通電用電極５０，５１に接続された直接通電用電源
であり、前記油圧装置４６との間で信号５５のやりとり
を行い得るようになっている。

【００３０】５６は二重管３１，３２どうしの突合部３
４に取付け可能なシールドガスチャンバであり、該シー
ルドガスチャンバ５６は、特に図示しないが二つ割り構
造を有すると共に、二重管３１，３２の外周面に接する
部分に耐熱絶縁部材５７を有しており、不活性ガスなど
のシールドガスの入った不活性ガスボンベなどのシール
ドガス供給源５８に弁５９を介して接続されている。

【００３１】次に、作動について説明する。

【００３２】ワイヤを編んで成る厚さ０．４ｍｍ程度の
網線の層２７を、内管２８と外管２９との間隙３０に介
在させて一体化した二重管３１，３２どうしを突合せて
接合する場合、先ず、突合部３４に、鉄系やニッケル系
や銅系やチタン系などの厚さ２５〜６０μｍｍのシート
状のアモルファスよりなるインサート材３３を介在させ
る。

【００３３】この状態で、加圧装置３５における、外筒
３８側のＵ字状をしたクランプ部３７を一方の二重管３
１に外嵌して止ネジ３６で固定し、同様に、内筒４０側
のクランプ部３９を他方の二重管３２に外嵌して止ネジ
３６で固定する。

【００３４】更に、加圧装置３５における、外筒３８の
反弾性体４１側の端部に設けたシリンダ取付部４４のカ
ギ状部４３に、係合突起４７を係合させて加圧シリンダ
４２を取付け、加圧シリンダ４２に油圧装置４６を接続
する。

【００３５】そして、二重管３１の突合部３４近傍に二
つ割り構造の直接通電用電極５０を取付けて取付ボルト
５３で固定すると共に、二重管３２の突合部３４近傍に
二つ割り構造の直接通電用電極５１を取付けて取付ボル
ト５３で固定し、各直接通電用電極５０，５１に直接通
電用電源５４を接続して、直接通電用電源５４と前記油
圧装置４６との間で信号５５のやりとりを行い得るよう
に信号線を結線する。

【００３６】更に、二重管３１，３２どうしの突合部３
４に二つ割り構造のシールドガスチャンバ５６を取付
け、不活性ガスなどのシールドガスの入った不活性ガス
ボンベなどのシールドガス供給源５８を弁５９を介して
シールドガスチャンバ５６に接続する。

【００３７】以上の準備ができたら、弁５９を開いてシ
ールドガス供給源５８からシールドガスチャンバ５６へ
不活性ガスなどのシールドガスを噴射供給し、直接通電
用電極５０，５１に水５２を給排して内部を冷却しつ
つ、直接通電用電源５４から直接通電用電極５０，５１
に高圧の電流を流す。

【００３８】すると、電流は、直接通電用電極５０，５
１間の最短距離となる二重管３１，３２の突合部３４を
通って流れ、このうち最も電気抵抗の大きい突合部３４
に抵抗加熱を引き起こす。同時に、直接通電用電源５４
から油圧装置４６へ信号線を介して信号５５が送られ、
加圧シリンダ４２のピストン４８が伸長動されて、内筒
４０が弾性体４１に抗して近接方向へ付勢され、二重管
３１，３２どうしが押し付けられる。尚、加圧装置３５
からの漏電は全く心配ない。

【００３９】これによって、図３に示すように、突合部
３４に介在されたアモルファスのインサート材３３が溶
融され、溶融されたアモルファスのインサート材３３が
二重管３１，３２の端面に液相拡散されて、図４に示す
ように、二重管３１，３２どうしの突合部３４の境界が
消失され、他の部分とほぼ同等の組織ができて、二重管
３１，３２が一体に接合される。

【００４０】通電する電流値は、インサート材３３の溶
融温度に達する値とすれば良く、通電時間は、およそ１
０〜３０秒程度である。

【００４１】このとき、アモルファスのインサート材３
３は、厚さ２５〜６０μｍｍの極く薄い層なので、二重
管３１，３２どうしの間隙３０がつぶれることなく、間
隙３０はそのまま残される。

【００４２】又、突合部３４をシールドガスチャンバ５
６で囲ってシールドガスを噴射供給するのは、突合部３
４が酸化されるのを防止するためである。

【００４３】このように、二重管３１，３２の間を直接
通電することにより、短時間で高効率の接合を、安定し
て自動的に行わせることができる。

【００４４】又、スパッタやバリなどが全く発生しない
ので、接合の後処理を不要とすることができる。

【００４５】更に、直接通電とした場合、最も大掛かり
な構成となる直接通電用電源５４などを突合部３４の近
くに配置する必要がなく、突合部３４からかなり離れた
所に置いておけるので、作業環境を向上することができ
る。

【００４６】図５は、本発明の第二の実施例であり、直
接通電用電源５４及び直接通電用電極５０，５１を用い
る代りに、先端に突合部３４を外嵌包囲可能なリング状
ノズル部６０を有するガス加熱装置６１を使用するよう
にしたものである。

【００４７】尚、６２はガス加熱装置６１に酸素ホース
６３を介して接続された酸素供給源、６４はガス加熱装
置６１に燃料ホース６５を介して接続されたアセチレン
などの燃料を貯留する燃料供給源である。

【００４８】そして、本実施例では、ガス加熱装置６１
のリング状ノズル部６０で二重管３１，３２の突合部３
４を外嵌包囲させ、この状態で、燃料供給源６４からア
セチレンなどの燃料を燃料ホース６５を介して供給する
と共に、酸素供給源６２から燃料の完全燃焼に必要な量
よりも少ない量の酸素を酸素ホース６３を介して供給
し、還元炎を発生させ、該還元炎により突合部３４の酸
化を防止しつつ、突合部３４のインサート材３３を加熱
溶融し、溶融されたインサート材３３の液相拡散により
二重管３１，３２を接合させるようにしたものである。

【００４９】このようにしても、上記実施例と同様、二
重管３１，３２どうしを簡単に接合することができる。

【００５０】上記以外に関しては、前記実施例と同様の
構成を備えており、同様の作用・効果を得ることができ
る。

【００５１】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、二重管に限らず通常の管や、棒材
や、板材などの金属材料を接合することができること、
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々
変更を加え得ることは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の突合せ接
合方法によれば、二つの金属材料を簡単に接合させるこ
とができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の概略斜視図である。

【図２】図１の概略側面図である。

【図３】接合前の二重管どうしの突合部を示す側方断面
図である。

【図４】図３の接合後の状態を示す側方断面図である。

【図５】本発明の第二の実施例の概略側面図である。

【図６】蒸気発生器の概略を示す側方断面図である。

【図７】図６の蒸気発生器に使用される二重管の破断し
た斜視図である。

【図８】従来例の側方断面図である。

【図９】他の例の側方断面図である。

【符号の説明】

３１，３２ 金属材料（二重管） ３３ インサート材 ３４ 突合部 ５０，５１ 直接通電用電極 ６１ ガス加熱装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの金属材料を、間にインサート材を
   介在させて互いに押付け合わせ、金属材料の突合部にシ
   ールドガスを噴射して、突合部の酸化を防止しつつ、各
   金属材料に取付けた直接通電用電極から突合部に直接通
   電して抵抗加熱でインサート材を溶融させることによ
   り、溶融されたインサート材を金属材料の突合せ部に液
   相拡散させて金属材料を接合することを特徴とする突合
   せ接合方法。
2. 【請求項２】 二つの金属材料を、間にインサート材を
   介在させて互いに押付け合わせ、金属材料の突合部を還
   元炎で加熱して、突合部の酸化を防止しつつ、インサー
   ト材を溶融させることにより、溶融されたインサート材
   を金属材料の突合せ部に液相拡散させて金属材料を接合
   することを特徴とする突合せ接合方法。