JPH0960728A - Pressure container made of aluminum or aluminum alloy and its manufacture - Google Patents
Pressure container made of aluminum or aluminum alloy and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、輸送機のブレーキ用エ
アタンク等に使用され、製造コストが低く、軽量である
と共に高強度であり、その製造工程が簡素であるアルミ
ニウム又はアルミニウム合金製圧力容器及びその製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for an air tank for a brake of a transportation machine, has a low manufacturing cost, is lightweight and has high strength, and has a simple manufacturing process. And a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、自動車、鉄道車輌及び船舶の輸送
機等においては、燃費の向上及び高速化が要求されてお
り、より軽量な構造が採用されるようになっている。そ
して、これらの構造物の材料として鉄鋼の代わりに、軽
量であるアルミニウム又はアルミニウム合金材が使用さ
れるようになった。以下、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金材を総称して、単にアルミニウム材という。特
に、トラック等に使用されているブレーキ用エアタンク
は、ABS等のブレーキシステムの強化に伴う設置個数
の増加並びに排ガス及び積載量の規制の強化に伴う軽量
化が要求されており、従来の鋼製に代えて、アルミニウ
ム材からなる圧力容器への要求が高まってきている。2. Description of the Related Art In recent years, in automobiles, railroad cars, transportation machines for ships and the like, there has been a demand for improvement in fuel consumption and speedup, and lighter structures have been adopted. As a material for these structures, lightweight aluminum or aluminum alloy materials have come to be used in place of steel. Hereinafter, the aluminum or aluminum alloy material is generically referred to simply as the aluminum material. In particular, air tanks for brakes used in trucks, etc. are required to be lighter due to the increase in the number of installations due to the strengthening of brake systems such as ABS and the tightening of regulations on exhaust gas and load capacity. Instead, the demand for pressure vessels made of aluminum is increasing.
【0003】圧力容器は、通常、円筒状に曲げ加工した
板材の開先端部を溶接して胴部を形成し、この内部に複
数のタンク室を必要とする場合は、内部に仕切板を導入
してこの仕切板と胴部内面とを円周すみ肉溶接すること
によりタンク室を形成した後、胴部の開先端部と鏡板と
を円周突合わせ溶接することにより得られる。これらの
溶接には一般的にアーク溶接が使用されている。[0003] In a pressure vessel, usually, an open tip portion of a plate material bent into a cylindrical shape is welded to form a body portion, and when a plurality of tank chambers are required inside this, a partition plate is introduced inside. Then, the partition plate and the inner surface of the body are circumferentially fillet-welded to form a tank chamber, and then the open front end of the body and the end plate are circumferentially butt-welded together. Arc welding is generally used for these weldings.
【0004】MIG溶接及びTIG溶接は、溶接部のビ
ード面の外観が良いことから、アルミニウム材等の一部
の金属材料に対して積極的に導入されており、上述した
すみ肉溶接及び突合わせ溶接に対しても、これらのアー
ク溶接が使用されている。Since MIG welding and TIG welding have good appearance of the bead surface of the welded portion, they have been positively introduced to some metal materials such as aluminum materials. These arc welds are also used for welding.
【0005】しかしながら、MIG溶接及びTIG溶接
は、溶接量の制御が困難であり、広い溶接ビードにより
熱影響部が広くなるため、溶接部の強度が得られないと
いう問題点がある。更に、溶込み深さが浅いことも強度
を低下させる原因となる。However, in MIG welding and TIG welding, it is difficult to control the amount of welding, and the heat-affected zone becomes wide due to the wide welding bead, so that the strength of the welded portion cannot be obtained. Further, the shallow penetration depth also causes a decrease in strength.
【0006】図7はアーク溶接により製造した従来の圧
力容器を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a conventional pressure vessel manufactured by arc welding.
【0007】図7に示すように、この圧力容器71の胴
部72はアルミニウム板材を曲げ加工したものであり、
この板材の開先端部を溶接部74aにおいて突合わせ溶
接することにより円筒形に加工されている。そして、圧
力容器71の内部にタンク室を設けるために、円筒形の
胴部72内に仕切板(図示せず)が配置され、この仕切
板と胴部72の内面とは溶接部74bにおいて円周すみ
肉溶接によりアーク溶接されている。また、胴部72の
開先端部には鏡板75が配置され、胴部72の開先端部
と鏡板75の円周部とは、溶接部74cにおいて円周突
合わせ溶接によりアーク溶接されている。As shown in FIG. 7, the body 72 of the pressure vessel 71 is formed by bending an aluminum plate material.
The open front end of this plate material is butt-welded at the welded portion 74a to form a cylindrical shape. Then, in order to provide a tank chamber inside the pressure vessel 71, a partition plate (not shown) is arranged in the cylindrical body portion 72, and the partition plate and the inner surface of the body portion 72 form a circle at the welded portion 74b. Arc welded by perimeter fillet welding. An end plate 75 is arranged at the open end of the body 72, and the open end of the body 72 and the circumferential part of the end plate 75 are arc-welded at the welded portion 74c by circumferential butt welding.
【0008】一方、円周溶接においては、1周の溶接軌
道を高エネルギービーム溶接により溶接した後、溶接部
を溶接軌道から外しながらエネルギービームを減退させ
る溶接方法が考案されている(特開平6−285651
号公報)。On the other hand, in the circumferential welding, there has been devised a welding method in which a welding orbit of one round is welded by high-energy beam welding, and then the energy beam is reduced while removing the welded portion from the welding orbit (Japanese Patent Laid-Open No. H06-6). -285651
Issue).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アーク
溶接によって圧力容器を製造する図7に示す方法におい
ては、胴部72の長手方向に溶接部74aがあり、継手
効率を低く見積もる必要があるので、継手部分の強化を
図るために肉厚を増加させることにより、圧力容器71
の重量が増加するという問題点がある。また、仕切板7
3及び鏡板75を加工し、これらを溶接する工程におい
ては、溶接箇所が多く、各部材を溶接するための固定治
具の準備及び交換等が必要となるため、製造工程が煩雑
になり、製造コストも高くなる。However, in the method shown in FIG. 7 for manufacturing a pressure vessel by arc welding, there is a welded portion 74a in the longitudinal direction of the body portion 72, and it is necessary to estimate the joint efficiency to be low. By increasing the wall thickness to strengthen the joint, the pressure vessel 71
However, there is a problem that the weight increases. Also, the partition plate 7
In the process of processing 3 and the end plate 75 and welding them, there are many welding points and it is necessary to prepare and replace a fixing jig for welding each member, which complicates the manufacturing process and The cost is also high.
【0010】また、溶接部の終了点を溶接軌道から外し
ながら高エネルギービーム溶接によって円周溶接する方
法では、軌道から外れた溶接終了点によって熱影響部が
広がり、溶接後の引張り強度が低下し、圧力容器に適用
することは困難である。この現象は、アルミニウムの場
合において特に顕著に発生する。また、レーザ光が溶接
軌道から外れた部分においてクレータが発生し、強度の
低下の原因となる。Further, in the method of circumferential welding by high energy beam welding while removing the end point of the welded portion from the welding track, the heat-affected zone spreads due to the welding end point deviated from the track, and the tensile strength after welding decreases. , Is difficult to apply to pressure vessels. This phenomenon occurs remarkably in the case of aluminum. In addition, craters are generated in the portion where the laser beam deviates from the welding track, which causes a decrease in strength.
【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、製造コストが低く、軽量であると共に高強
度で、その製造工程が簡素であるアルミニウム又はアル
ミニウム合金製圧力容器及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and is an aluminum or aluminum alloy pressure vessel having a low manufacturing cost, a light weight, a high strength, and a simple manufacturing process, and a manufacturing method thereof. The purpose is to provide.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム又はアルミニウム合金製圧力容器は、開口部を有する
本体部及び前記開口部に配置される鏡板からなるアルミ
ニウム又はアルミニウム合金製圧力容器において、前記
本体部と前記鏡板とは前記本体部の開口部端面に整合す
る前記鏡板上の溶接線の開始部と終了部が溶接線の幅内
で重なっていると共に、溶接開始点から溶接線の幅が次
第に減少していることを特徴とする。An aluminum or aluminum alloy pressure vessel according to the present invention is an aluminum or aluminum alloy pressure vessel comprising a main body portion having an opening and an end plate disposed in the opening, wherein the main body is The portion and the end plate are aligned with the end face of the opening of the main body, and the start portion and the end portion of the welding line on the end plate overlap within the width of the welding line, and the width of the welding line gradually increases from the welding start point. It is characterized by decreasing.
【0013】前記本体部は複数個配置され、前記溶接線
は前記本体部の開口部端面に整合する前記鏡板上と、前
記複数の本体部を繋ぐ前記鏡板上とに位置されていても
よい。A plurality of the main body portions may be arranged, and the welding line may be located on the end plate that aligns with the end face of the opening of the main body portion and on the end plate that connects the plurality of main body portions.
【0014】この本体部は絞り加工又は押出し加工によ
り成形することができる。The main body can be formed by drawing or extruding.
【0015】また、前記溶接部は前記開口部端面の肉厚
中央部に整合する鏡板上に位置されていることが好まし
い。Further, it is preferable that the welded portion is located on an end plate which is aligned with the center portion of the thickness of the end face of the opening.
【0016】本発明に係るアルミニウム又はアルミニウ
ム合金製圧力容器の製造方法は、溶接の開始点から終了
点に至るまで1本の溶接線においてレーザ溶接し、この
溶接終了点を溶接開始点に重ねると共に、レーザエネル
ギーを0になるまで減衰することを特徴とする。In the method of manufacturing a pressure vessel made of aluminum or aluminum alloy according to the present invention, laser welding is performed at one welding line from the starting point to the ending point of welding, and the welding ending point is overlapped with the welding starting point. , The laser energy is attenuated until it becomes zero.
【0017】[0017]
【作用】本発明において、1若しくは2以上の中空部を
有するアルミニウム押出形材又は絞り加工された1若し
くは2個以上のアルミニウム加工材を本体部として、そ
の開口部にアルミニウム板材からなる鏡板を配置し、開
口端部と板材とをレーザ溶接することによりアルミニウ
ム製圧力容器を製造する。In the present invention, an aluminum extruded profile having one or more hollow portions or one or more drawn aluminum processed materials is used as a main body, and a mirror plate made of an aluminum plate material is arranged in the opening. Then, the aluminum pressure vessel is manufactured by laser welding the opening end portion and the plate material.
【0018】このように構成されたアルミニウム製圧力
容器は、従来の圧力容器が有する胴部長手方向の溶接部
がないので、高圧ガス取締法の容器保安規則における継
手効率(継手部分の強度/母材の強度)をηとするとη
=1とみなすことができる。従って、継手部分の強化を
図るために肉厚を増加させる必要がなく、薄肉化によっ
て圧力容器を軽量化することができる。Since the aluminum pressure vessel thus constructed does not have a welded portion in the longitudinal direction of the body of the conventional pressure vessel, the joint efficiency (strength of joint portion / mother strength) in the vessel safety rule of the high pressure gas control method is Η is the strength of the material
= 1 can be considered. Therefore, it is not necessary to increase the wall thickness in order to strengthen the joint portion, and it is possible to reduce the weight of the pressure vessel by reducing the wall thickness.
【0019】また、レーザ溶接法は、そのエネルギー密
度が高いことから、高速で、能率が高く、歪みが小さく
深い溶込みが得られる溶接方法として鋼材等の溶接方法
に広く使用されてきている。更に、レーザ溶接は、2次
元的な曲線又は角を有する溶接線をNC(numerical co
ntrol )により制御できる利点を有し、平板上であれば
自由に溶接線を引くことができる。Since the laser welding method has a high energy density, it has been widely used as a welding method for steel materials and the like as a welding method that can obtain high-speed, high-efficiency, small distortion and deep penetration. Further, in laser welding, a welding line having a two-dimensional curve or corner is NC (numerical co
It has the advantage that it can be controlled by the control method, and the welding line can be freely drawn on a flat plate.
【0020】本発明においては、このようなレーザ溶接
法の利点を利用して、平板上の所定の溶接軌道を溶接す
るのみで圧力容器を製造できるものとしたので、レーザ
溶接をNCコントロールテーブルと連携することによっ
て、種々の平板上の溶接線を溶接することが可能であ
る。従って、本発明によりあらゆる形状のアルミニウム
材を少ないひずみで接合することができる。また、圧力
容器胴部の開口端部の肉厚中央部を溶接軌道としてレー
ザ溶接すると、深溶込みによる重ね継手によって、開口
端部を封止することができる。In the present invention, by utilizing the advantages of the laser welding method as described above, the pressure vessel can be manufactured only by welding a predetermined welding track on a flat plate. By cooperating, welding lines on various flat plates can be welded. Therefore, according to the present invention, aluminum materials of any shape can be joined with a small strain. Further, when the laser welding is performed using the central portion of the thickness of the opening end of the pressure vessel body as the welding track, the opening end can be sealed by the lap joint by deep penetration.
【0021】また、本発明においては、溶接の開始点か
ら溶接の終了点まで1本の溶接線上を通るようにレーザ
溶接し、溶接の終了点を溶接開始点に重ねると共に、レ
ーザエネルギーを0になるまで徐々に減衰させることに
よりアルミニウム材同士を溶接する。Further, in the present invention, laser welding is performed so as to pass on one welding line from the welding start point to the welding end point, the welding end point is overlapped with the welding start point, and the laser energy is set to 0. Aluminum materials are welded to each other by gradually attenuating until
【0022】このようにレーザエネルギーを徐々に減衰
させることにより、溶接ビードがなめらかに収束し、ク
レータと呼ばれる溶接の終了点が凹んだビード形状を形
成することがなく、クレータによる溶接割れを防止する
ことができる。また、溶接の終了点を溶接開始点に重ね
ることにより、溶接が不要である定常母材部が溶接熱に
よって影響されることがなく、強度の低下を防止するこ
とができる。By gradually attenuating the laser energy in this way, the welding bead converges smoothly, and a crater does not form a bead shape in which the end point of welding is dented, thereby preventing weld cracking by the crater. be able to. In addition, by overlapping the welding end point with the welding start point, the steady base metal portion, which does not require welding, is not affected by the welding heat, and the reduction in strength can be prevented.
【0023】更に、溶接の開始点から溶接の終了点に至
るまで1本の溶接線で接合できるので、溶接方向又は継
手形状の変化に伴って溶接条件を適正化させたり、溶接
治具を交換する等の煩雑な工程が不要であり、1回の設
定で溶接を完了させることができる。従って、本発明方
法による圧力容器は従来の製造方法と比較して、極めて
低い製造コストで製造することができる。Further, since it is possible to join with one welding line from the starting point of welding to the ending point of welding, the welding conditions are optimized and the welding jig is replaced according to the change of the welding direction or the joint shape. No complicated steps such as welding are required, and welding can be completed with one setting. Therefore, the pressure vessel according to the method of the present invention can be manufactured at an extremely low manufacturing cost as compared with the conventional manufacturing method.
【0024】本発明において使用するレーザ溶接の溶接
条件については特に制限しない。使用するレーザ自体に
も制限はなく、アルミニウムを溶融させるために、例え
ば、炭酸ガスレーザを使用する場合には約3kW、YA
Gレーザを使用する場合には約2kW以上の出力で照射
することが好ましい。このように、レーザ出力及び溶接
速度等の溶接条件は、使用するレーザの種類、アルミニ
ウム材の厚さ及び形状等によって任意に選択することが
できる。また、シールドガスの流量についても溶接条件
に応じて異なるので特に規定しないが、良好なビード形
状を得るためには、毎分5乃至30リットル程度の範囲
でシールドガスを流すことが好ましい。There are no particular restrictions on the welding conditions for laser welding used in the present invention. There is no limitation on the laser itself used. For melting aluminum, for example, when using a carbon dioxide gas laser, about 3 kW, YA
When using a G laser, it is preferable to irradiate with an output of about 2 kW or more. As described above, the welding conditions such as the laser output and the welding speed can be arbitrarily selected according to the type of laser used, the thickness and shape of the aluminum material, and the like. Further, the flow rate of the shield gas also differs depending on the welding conditions and is not particularly specified, but in order to obtain a good bead shape, it is preferable to flow the shield gas in the range of about 5 to 30 liters per minute.
【0025】更に、溶接終了部の最適な減衰処理時間及
び減衰処理長さは、レーザ出力及び溶接条件によって異
なるために特に規定しないが、処理長さは少なくとも1
0mm程度であることが望ましい。また、レーザ溶接の
ビード幅は、レーザ出力及びアルミニウム材の板圧等を
考慮して、3乃至10mmの間で設定することが望まし
い。胴部材の肉厚が約3mm以上であるときは、溶接軌
道をずらしながら複数パスのレーザ照射をして溶接する
こともできる。Further, the optimum attenuation processing time and attenuation processing length of the welding end portion are not specified because they differ depending on the laser output and welding conditions, but the processing length is at least 1.
Desirably, it is about 0 mm. Further, the bead width of laser welding is preferably set within a range of 3 to 10 mm in consideration of the laser output and the plate pressure of the aluminum material. When the thickness of the body member is about 3 mm or more, welding can be performed by irradiating the laser beam in multiple passes while shifting the welding track.
【0026】[0026]
【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
【0027】図1(a)は本発明の第1の実施例に係る
アルミニウム製圧力容器を示す平面図、図1(b)はそ
の模式的断面図である。FIG. 1A is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic sectional view thereof.
【0028】図1(b)に示すように、圧力容器11の
本体部12はアルミニウム板材を絞り加工して成形した
ものであり、本体部12の開口部にはアルミニウム板材
からなる鏡板15が配置されている。そして、本体部1
2と鏡板15とは溶接部14によって溶接されている。As shown in FIG. 1 (b), the main body 12 of the pressure vessel 11 is formed by drawing an aluminum plate, and an end plate 15 made of an aluminum plate is arranged in the opening of the main body 12. Has been done. And the main body 1
2 and the end plate 15 are welded by the welded portion 14.
【0029】また、図1(a)に示すように、レーザ溶
接の溶接部14は本体部12の開口部端面の肉厚中央部
に整合する鏡板15上を溶接軌道として、溶接の開始点
から溶接の終了点まで1パスで溶接されている。Further, as shown in FIG. 1 (a), the welded portion 14 of the laser welding has a welding path on the end plate 15 aligned with the center of the thickness of the end face of the opening of the main body 12 from the starting point of welding. Welded in one pass up to the end of welding.
【0030】このように構成された圧力容器は、平板上
における溶接のみで製造することができ、本体部に長手
方向の溶接部がないので、使用するアルミニウム板材を
薄肉化することができ、軽量化することができる。The pressure vessel constructed as described above can be manufactured only by welding on a flat plate, and since there is no welded portion in the longitudinal direction in the main body, the aluminum plate material used can be made thin and lightweight. Can be converted.
【0031】図2は本実施例における溶接部の終了点を
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the end point of the welded portion in this embodiment.
【0032】図2に示すように、溶接部24の終了点2
7は溶接部24の幅内で重なっており、レーザエネルギ
ーを0になるまで徐々に減衰することにより溶接線の幅
が次第に減少している。従って、溶接部24以外の部分
が溶接熱に影響されることがなく、クレータ等も発生し
ないので、高強度な圧力容器を得ることができる。As shown in FIG. 2, the end point 2 of the welded portion 24
7 overlaps within the width of the welded portion 24, and the width of the weld line is gradually reduced by gradually attenuating the laser energy until it becomes zero. Therefore, the portion other than the welded portion 24 is not affected by the welding heat and craters and the like are not generated, so that a high-strength pressure vessel can be obtained.
【0033】溶接の終了方法に対する圧力容器の溶接部
の外観等を比較するために、本実施例及び比較例につい
て圧力容器を製造し、下記表1に示す方法で溶接を終了
させた。但し、使用したアルミニウム材及びレーザ溶接
条件等を下記表2に示し、それらの結果を下記表1に併
せて示す。また、溶接終了点の外観を図3に示す。In order to compare the appearance and the like of the welded portion of the pressure vessel with the welding termination method, pressure vessels were manufactured for this example and the comparative example, and welding was terminated by the method shown in Table 1 below. However, the aluminum materials used, the laser welding conditions, etc. are shown in Table 2 below, and the results are also shown in Table 1 below. The appearance of the welding end point is shown in FIG.
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】[0035]
【表2】 [Table 2]
【0036】図3(a)は実施例1の溶接の終了点を示
す平面図及び模式的断面図であり、図3(b)は比較例
1の溶接の終了点を示す平面図及び模式的断面図、図3
(c)は比較例2の溶接の終了点を示す平面図及び模式
的断面図である。FIG. 3A is a plan view and a schematic cross-sectional view showing the welding end point of Example 1, and FIG. 3B is a plan view and a schematic sectional view showing the welding end point of Comparative Example 1. Sectional view, Figure 3
(C) is a plan view and a schematic cross-sectional view showing a welding end point of Comparative Example 2.
【0037】図3(a)に示すように、実施例1は溶接
の開始点から終了点まで1本の溶接軌道上を通り、溶接
の終了点37aは溶接開始点に重なっていると共に、レ
ーザエネルギーを0になるまで徐々に減衰しているの
で、クレータ割れが発生せず、欠陥がない良好な溶接部
34aを得ることができた。As shown in FIG. 3A, in the first embodiment, the welding start point to the end point passes on one welding track, the welding end point 37a overlaps with the welding start point, and the laser Since the energy was gradually attenuated until it reached 0, crater cracking did not occur and a good weld portion 34a without defects could be obtained.
【0038】一方、図3(b)に示すように、溶接の終
了点37bを溶接軌道から外しつつレーザエネルギーを
0になるまで徐々に減衰した比較例1については、溶接
部34bを除く母材部分にビードを有し、外観及び強度
において実施例1と比較して劣っていた。また、図3
(c)に示すように、減衰処理を施さずに溶接部34c
上で溶接を終了させた比較例2は、クレータと呼ばれる
ビードの凹みが発生した。On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), in Comparative Example 1 in which the laser energy was gradually attenuated to 0 while removing the welding end point 37b from the welding track, the base metal excluding the welded portion 34b was used. There was a bead in the part, and it was inferior to Example 1 in appearance and strength. Also, FIG.
As shown in (c), the welded portion 34c is not damped.
In Comparative Example 2 in which the welding was finished above, a bead dent called a crater was generated.
【0039】図4は本発明の第2の実施例に係るアルミ
ニウム製圧力容器の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an aluminum pressure vessel according to the second embodiment of the present invention.
【0040】図4に示すように、圧力容器41の本体部
42a、42b及び42cはアルミニウム板材を絞り加
工して成形したものであり、各本体部の開口部には1枚
のアルミニウム板材からなる鏡板45が配置されてい
る。そして、各本体部42a、42b及び42cと1枚
の鏡板45とは、各本体部の開口部端面の肉厚中央部に
整合する鏡板45上を溶接軌道として、溶接部44a、
44b及び44cにおいて溶接の開始点から溶接の終了
点まで各1パスで溶接されている。As shown in FIG. 4, the main body portions 42a, 42b and 42c of the pressure vessel 41 are formed by drawing an aluminum plate material, and the opening portion of each main body portion is made of one aluminum plate material. An end plate 45 is arranged. The main body portions 42a, 42b and 42c and the single end plate 45 are welded along the end portion of the opening end face of each main body portion on the end plate 45 which is aligned with the welding path, and the welded portion 44a,
At 44b and 44c, welding is performed in one pass from the welding start point to the welding end point.
【0041】このように構成された圧力容器において
も、図1に示す圧力容器と同様に、平板上における溶接
のみで複数のタンク室を有する圧力容器を製造すること
ができ、本体部に長手方向の溶接部がないので、使用す
るアルミニウム板材を薄肉化することができ、軽量化す
ることができる。また、溶接の終了点についても、図2
に示した溶接部と同様に、外観が良好であると共に、高
い溶接強度を得ることができる。Also in the pressure vessel having the above-mentioned structure, like the pressure vessel shown in FIG. 1, it is possible to manufacture a pressure vessel having a plurality of tank chambers only by welding on a flat plate, and a longitudinal direction is formed in the main body. Since there is no welded part, the aluminum plate material used can be made thinner and lighter in weight. Also, regarding the end point of welding, as shown in FIG.
Similar to the welded part shown in (1), it has a good appearance and high weld strength.
【0042】また、圧力容器の製造工程における難易度
を比較するために、本実施例及び図7に示す従来技術に
より圧力容器を製造した比較例について、その製造工程
を比較した。In order to compare the degree of difficulty in the manufacturing process of the pressure vessel, the manufacturing process of this example and the comparative example in which the pressure vessel was manufactured by the conventional technique shown in FIG. 7 were compared.
【0043】先ず、従来法によって、内径が300m
m、長手方向の長さが1000mmとなるようにアルミ
ニウム板材を円筒状に曲げ加工して板材の開先端部を突
合わせ溶接することにより胴部を作製し、この内部に容
積比が2:1:1となるような3つのタンク室を設ける
ために2枚の仕切材を配置した後、胴部と仕切材とを円
周すみ肉溶接した。その後、胴部の開先端部に鏡板を配
置し、胴部と鏡板とを円周突合わせ溶接することによ
り、図7に示すような圧力容器を製造した。これを比較
例3とする。First, according to the conventional method, the inner diameter is 300 m.
m, the aluminum plate material was bent into a cylindrical shape so that the length in the longitudinal direction was 1000 mm, and the open end portion of the plate material was butt-welded to form a body part, and the volume ratio inside this was 2: 1. After arranging two partition members in order to provide three tank chambers having a ratio of 1, the body and the partition members were circumferentially fillet welded. After that, an end plate was placed at the open tip of the body, and the body and the end plate were circumferentially butt welded together to manufacture a pressure vessel as shown in FIG. 7. This is Comparative Example 3.
【0044】また、比較例3と容積及び容積比が等しく
なるように内径を考慮して、アルミニウム板材をプレス
機により絞り加工して、深さが300mmである本体部
となる絞り加工材を作製した。そして、これらを横に並
べてその開口部に鏡板となる1枚のアルミニウム材を配
置し、本体部と鏡板とをレーザ溶接することにより図4
に示すような圧力容器を製造した。これを実施例2とす
る。Further, in consideration of the inner diameter so that the volume and the volume ratio are equal to those of Comparative Example 3, the aluminum plate material is drawn by a press machine to produce a drawn material to be a main body having a depth of 300 mm. did. Then, by arranging them side by side and arranging a piece of aluminum material to be a mirror plate in the opening, laser welding of the main body and the mirror plate is performed, as shown in FIG.
A pressure vessel as shown in was produced. This is Example 2.
【0045】但し、使用したアルミニウム材、溶接条件
及び加工後の圧力容器の規格等を下記表3に示し、製造
状況を下記表4に示す。なお、各圧力容器の肉厚は、J
ISB 8243(1981)「圧力容器の構造」及び
高圧ガス取締法の容器保安規則により算出した。最高充
填圧力は10kgf/mm2 とした。However, the aluminum material used, the welding conditions and the specifications of the pressure vessel after processing are shown in Table 3 below, and the manufacturing conditions are shown in Table 4 below. The thickness of each pressure vessel is J
It was calculated according to ISB 8243 (1981) "Structure of Pressure Vessel" and the vessel safety rule of the High Pressure Gas Control Law. Maximum filling pressure is 10 kgf / mm 2 And
【0046】[0046]
【表3】 [Table 3]
【0047】上記表3の圧力容器の内径欄において、比
較例3の胴長は300mmとして算出した。また、圧力
容器の総重量は、鏡板及び仕切り板についても胴部と同
じ厚さのものを使用し、これらを含んだ総重量とした。In the inner diameter column of the pressure vessel in Table 3 above, the barrel length of Comparative Example 3 was calculated as 300 mm. Further, the total weight of the pressure vessel is the total weight including the end plate and the partition plate, which have the same thickness as the body portion.
【0048】[0048]
【表4】 [Table 4]
【0049】上記表4の総加工時間は、溶接位置の変更
及び治具交換等の各セッティングの所要時間を5分と仮
定して算出した。The total processing time in Table 4 above was calculated assuming that the time required for each setting such as changing the welding position and exchanging the jig was 5 minutes.
【0050】上記表3及び表4に示すように、実施例2
は本体部における長手方向の溶接部がなく、継手効率η
を1とみなすことができるので、比較例3と比較して高
強度なものとなった。また、アルミニウム板材の肉厚を
薄くすることができるので、総重量か極めて軽いものと
なった。更に、実施例2はその製造工程においても、溶
接長及びセッティング回数が減少されるので、溶接時間
及び加工時間を大幅に短縮することができた。As shown in Tables 3 and 4 above, Example 2
Indicates that there is no longitudinal weld in the body, and the joint efficiency η
Since it can be regarded as 1, the strength was higher than that of Comparative Example 3. Moreover, since the thickness of the aluminum plate material can be reduced, the total weight or the weight is extremely light. Furthermore, in Example 2, the welding length and the number of times of setting were also reduced in the manufacturing process, so that the welding time and the processing time could be significantly shortened.
【0051】図5(a)は本発明の第3の実施例に係る
アルミニウム製圧力容器を示す平面図、図5(b)はそ
の模式的断面図である。FIG. 5 (a) is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 (b) is a schematic sectional view thereof.
【0052】図5(b)に示すように、本実施例に係る
圧力容器51は図4に示す第2の実施例と同様に、板材
を絞り加工して成形した2個の本体部52が離間して配
置されており、これらの本体部52が鏡板55と溶接部
54によって溶接されている。As shown in FIG. 5 (b), the pressure vessel 51 according to this embodiment has two main body portions 52 formed by drawing a plate material as in the second embodiment shown in FIG. The main body portions 52 are arranged apart from each other and are welded to each other by the end plate 55 and the welding portion 54.
【0053】しかしながら、本実施例が図4に示す第2
の実施例と異なる点は、図5(a)に示すように、溶接
部54は鏡板55上において1本の溶接軌道で繋がって
いる点である。例えば所定の溶接軌道上に溶接の開始点
58を設定し、開始点58から溶接軌道上を図中に示す
矢印の方向にレーザ光の照射を進めると、このレーザ光
による溶接部は再び開始点58に戻り、ここでレーザエ
ネルギーを減衰処理して溶接を終了することができる。However, the second embodiment shown in FIG.
5A, the welded portion 54 is connected by a single welding track on the end plate 55, as shown in FIG. 5A. For example, if a welding start point 58 is set on a predetermined welding track and irradiation of laser light is advanced from the starting point 58 in the direction of the arrow on the welding track, the welded part by this laser light will start again. Returning to 58, the laser energy can now be attenuated to complete the weld.
【0054】溶接軌道をこのようにとることにより、溶
接の開始点から溶接の終了点に至るまでを1本の溶接線
で溶接することができる。更に本体部をどのように配置
しても本実施例を適用することができるので、より一層
溶接工程が簡単になり、鏡板上に溶接部が増加するのみ
であるので、圧力容器の強度が低下することはない。By taking the welding track in this way, it is possible to perform welding from a welding start point to a welding end point with one welding line. Furthermore, since the present embodiment can be applied regardless of how the main body is arranged, the welding process is further simplified, and the number of welded portions on the end plate is only increased. There is nothing to do.
【0055】図6(a)は本発明の第4の実施例に係る
アルミニウム製圧力容器を示す平面図、図6(b)はそ
の模式的断面図である。FIG. 6 (a) is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) is a schematic sectional view thereof.
【0056】図6(b)に示すように、圧力容器61は
3個のタンク室を有しているが、これらのタンク室は個
々に成形されているのではなく、押出し加工によって一
体化された本体部としての胴部62を使用している。こ
の胴部62の一方の開口部とアルミニウム板材からなる
底部となる鏡板65bとは、溶接部64bによって溶接
されており、胴部62の他方の開口部には鏡板65aが
溶接部64aによって溶接されている。As shown in FIG. 6 (b), the pressure vessel 61 has three tank chambers, but these tank chambers are not individually molded, but integrated by extrusion. The body 62 is used as the main body. One opening of the body portion 62 and a bottom end plate 65b made of an aluminum plate material are welded together by a welded portion 64b, and the other end portion of the body portion 62 is welded through an end plate 65a by a welded portion 64a. ing.
【0057】また、図6(a)に示すように、圧力容器
61の溶接部64aは押出し加工された胴部62の開口
部端面の肉厚中央部に整合する鏡板65a上を通るの
で、例えば、所定の溶接軌道上に溶接の開始点68を設
定すると、溶接の開始点68から溶接の終了点に至るま
でを1本の溶接線で溶接することができる。Further, as shown in FIG. 6 (a), since the welded portion 64a of the pressure vessel 61 passes over the end plate 65a aligned with the central portion of the wall thickness of the end portion of the opening of the extruded body portion 62, for example, By setting the welding start point 68 on a predetermined welding track, it is possible to perform welding from the welding start point 68 to the welding end point with one welding line.
【0058】このように構成された圧力容器について
も、第1乃至第3の実施例と同様に、軽量で、高強度で
あると共に、製造コストが低減されたものとなる。As with the first to third embodiments, the pressure vessel constructed in this manner is also lightweight, has high strength, and has a reduced manufacturing cost.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ア
ルミニウム材を絞り加工又は押出し加工することにより
圧力容器の本体部が成形されているので、軽量であると
共に高強度なアルミニウム又はアルミニウム合金製圧力
容器を得ることができる。また、本体部に鏡板となる板
材を設置し、本体部と鏡板とを平面上におけるレーザ溶
接のみで接合することができるので、その製造工程は極
めて簡素なものとなる。更に、レーザ溶接の溶接開始点
から終了点に至るまで1本の溶接軌道により溶接し、溶
接終了点を溶接開始点に重ねると共に、レーザエネルギ
ーを0になるまで減衰させることにより溶接部を終了さ
せるので、外観及び強度が優れた溶接部を有するアルミ
ニウム又はアルミニウム合金製圧力容器を製造すること
ができる。As described in detail above, according to the present invention, since the main body of the pressure vessel is formed by drawing or extruding an aluminum material, it is lightweight and has high strength. An alloy pressure vessel can be obtained. In addition, since a plate material serving as an end plate can be installed on the main body and the main body and the end plate can be joined only by laser welding on a plane, the manufacturing process thereof is extremely simple. Further, the welding is performed by one welding track from the welding start point to the end point of the laser welding, the welding end point is overlapped with the welding start point, and the laser energy is attenuated to 0 to end the welded portion. Therefore, it is possible to manufacture an aluminum or aluminum alloy pressure vessel having a welded portion having excellent appearance and strength.
【図1】(a)は本発明の第1の実施例に係るアルミニ
ウム製圧力容器を示す平面図、(b)はその模式的断面
図である。1A is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic sectional view thereof.
【図2】図2は第1の実施例における溶接部の終了点を
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an end point of a welded portion in the first embodiment.
【図3】(a)は実施例1の溶接の終了点を示す平面図
及び模式的断面図であり、(b)は比較例1の溶接の終
了点を示す平面図及び模式的断面図、(c)は比較例2
の溶接の終了点を示す平面図及び模式的断面図である。3A is a plan view and a schematic cross-sectional view showing a welding end point of Example 1, and FIG. 3B is a plan view and a schematic cross-sectional view showing a welding end point of Comparative Example 1. (C) is comparative example 2
FIG. 3 is a plan view and a schematic cross-sectional view showing the end point of the welding of FIG.
【図4】本発明の第2の実施例に係るアルミニウム製圧
力容器の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an aluminum pressure vessel according to a second embodiment of the present invention.
【図5】(a)は本発明の第3の実施例に係るアルミニ
ウム製圧力容器を示す平面図、(b)はその模式的断面
図である。5A is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a schematic sectional view thereof.
【図6】(a)は本発明の第4の実施例に係るアルミニ
ウム製圧力容器を示す平面図、(b)はその模式的断面
図である。FIG. 6A is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a schematic sectional view thereof.
11、41、51、61、71;圧力容器 12、42a、42b、42c、52;本体部 14、24、34a、34b、34c、44a、44
b、44c、64a、54、64b、74a、74b、
74c;溶接部 15、45、55、65a、65b、75;鏡板 27、37a、37b、37c;終了点 58、68;開始点 62、72;胴部11, 41, 51, 61, 71; pressure vessel 12, 42a, 42b, 42c, 52; body portion 14, 24, 34a, 34b, 34c, 44a, 44
b, 44c, 64a, 54, 64b, 74a, 74b,
74c; welded part 15, 45, 55, 65a, 65b, 75; end plate 27, 37a, 37b, 37c; end point 58, 68; start point 62, 72; trunk
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年12月8日[Submission date] December 8, 1995
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】(a)は本発明の第1の実施例に係るアルミニ
ウム製圧力容器を示す平面図、(b)はその模式的断面
図である。1A is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic sectional view thereof.
【図2】図2は第1の実施例における溶接部の終了点を
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an end point of a welded portion in the first embodiment.
【図3】(a)は実施例1の溶接の終了点を示す平面図
及び模式的断面図であり、(b)は比較例1の溶接の終
了点を示す平面図及び模式的断面図、(c)は比較例2
の溶接の終了点を示す平面図及び模式的断面図である。3A is a plan view and a schematic cross-sectional view showing a welding end point of Example 1, and FIG. 3B is a plan view and a schematic cross-sectional view showing a welding end point of Comparative Example 1. (C) is comparative example 2
FIG. 3 is a plan view and a schematic cross-sectional view showing the end point of the welding of FIG.
【図4】本発明の第2の実施例に係るアルミニウム製圧
力容器の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an aluminum pressure vessel according to a second embodiment of the present invention.
【図5】(a)は本発明の第3の実施例に係るアルミニ
ウム製圧力容器を示す平面図、(b)はその模式的断面
図である。5A is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a schematic sectional view thereof.
【図6】(a)は本発明の第4の実施例に係るアルミニ
ウム製圧力容器を示す平面図、(b)はその模式的断面
図である。FIG. 6A is a plan view showing an aluminum pressure vessel according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a schematic sectional view thereof.
【図7】アーク溶接により製造した従来の圧力容器を示
す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a conventional pressure vessel manufactured by arc welding.
【符号の説明】 11、41、51、61、71;圧力容器 12、42a、42b、42c、52;本体部 14、24、34a、34b、34c、44a、44
b、44c、64a、54、64b、74a、74b、
74c;溶接部 15、45、55、65a、65b、75;鏡板 27、37a、37b、37c;終了点 58、68;開始点 62、72;胴部[Explanation of Codes] 11, 41, 51, 61, 71; Pressure Vessel 12, 42a, 42b, 42c, 52; Main Body 14, 24, 34a, 34b, 34c, 44a, 44
b, 44c, 64a, 54, 64b, 74a, 74b,
74c; welded part 15, 45, 55, 65a, 65b, 75; end plate 27, 37a, 37b, 37c; end point 58, 68; start point 62, 72; trunk
Claims (5)
配置される鏡板からなるアルミニウム又はアルミニウム
合金製圧力容器において、前記本体部と前記鏡板とは前
記本体部の開口部端面に整合する前記鏡板上の溶接線の
開始部と終了部が溶接線の幅内で重なっていると共に、
溶接開始点から溶接線の幅が次第に減少していることを
特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金製圧力容
器。1. A pressure vessel made of aluminum or an aluminum alloy comprising a main body having an opening and a mirror plate disposed in the opening, wherein the main body and the mirror plate are aligned with an end surface of the opening of the main body. While the start and end of the welding line on the end plate overlap within the width of the welding line,
A pressure vessel made of aluminum or an aluminum alloy, wherein the width of the welding line is gradually reduced from the welding start point.
線は前記本体部の開口部端面に整合する前記鏡板上と、
前記複数の本体部を繋ぐ前記鏡板上とに位置されている
ことを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム又はア
ルミニウム合金製圧力容器。2. A plurality of the main body portions are arranged, the welding line is on the end plate aligned with an end surface of the opening portion of the main body portion,
The aluminum or aluminum alloy pressure vessel according to claim 1, wherein the pressure vessel is located on the end plate that connects the plurality of main body portions.
より成形されていることを特徴とする請求項1又は2に
記載のアルミニウム又はアルミニウム合金製圧力容器。3. The aluminum or aluminum alloy pressure vessel according to claim 1, wherein the main body is formed by drawing or extruding.
部に整合する前記鏡板上に位置されていることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアルミニウ
ム又はアルミニウム合金製圧力容器。4. The aluminum or aluminum according to any one of claims 1 to 3, wherein the welded portion is located on the end plate which is aligned with the thickness center portion of the end surface of the opening portion. Alloy pressure vessel.
の溶接線においてレーザ溶接し、この溶接終了点を溶接
開始点に重ねると共に、レーザエネルギーを0になるま
で減衰することを特徴とするアルミニウム又はアルミニ
ウム合金製圧力容器の製造方法。5. The laser welding is performed at one welding line from the welding start point to the welding end point, the welding end point is overlapped with the welding start point, and the laser energy is attenuated to 0. Of manufacturing a pressure vessel made of aluminum or aluminum alloy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7217755A JPH0960728A (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Pressure container made of aluminum or aluminum alloy and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7217755A JPH0960728A (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Pressure container made of aluminum or aluminum alloy and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0960728A true JPH0960728A (en) | 1997-03-04 |
Family
ID=16709243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7217755A Pending JPH0960728A (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Pressure container made of aluminum or aluminum alloy and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0960728A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007516082A (en) * | 2003-07-02 | 2007-06-21 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | Component assembly means comprising at least one weld code generated by transparency |
WO2007102462A1 (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Daikin Industries, Ltd. | Method of producing compressor, and compressor |
KR20130117672A (en) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | 가부시키가이샤 지에스 유아사 | Device case and method of manufacturing the same |
JP2017155965A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 日本特殊陶業株式会社 | Heat reservoir |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP7217755A patent/JPH0960728A/en active Pending
Cited By (6)
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