JPS58151957A - 薄肉管の電気抵抗接合方法及びそのための装置 - 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】 本発明は薄肉管の接合方法及びそのための装置に係シ、
特に薄肉管に特別な加工を施さずに厚内部材に気密接合
することができる、量産品の製造に好適な薄肉管の接合
方法及びそのための装置に関する。

従来、薄肉管、特に接合箇所の近くに熱により破損する
部品がめる薄肉管と厚肉部材との接合にＦｉＴＩＧ！接
や電子ビーム、レーザ浴接等が用いられていた。’Ｉ’
　Ｉ　Ｑ溶接はその概略を第１図に示すような方法であ
るが、薄肉管ＩＦｉ厚肉部材２に差し込んで同定され、
コーナーをタングステン電極６を有するＴ　Ｉ　Ｇ＃接
トーチ５により、アルゴンガス流７下、なめ付けされて
溶接さ扛る。図中、３は溶接ビード、４は溶接電源であ
る。この接合方法は手軽な接合法であるが、接合条件す
なわち接合電流やアーク長等の適正条件の範囲が狭いた
め、溶接の自動化が―しく生産性に劣ること、ま友手溶
接の場合には熟練した技術が必要で、溶は落ち＋管の穴
つまり等の溶接不良を起し易いこと寺の欠点がある。し
かも、薄肉管側にＴＩＧ溶接トーチが挿入できるスペー
スが必要であることがら、被接合部材の形状に制約があ
るという問題もめる。

一方、ｆｆ９！ｆｆｔｒ接の面からは、電子ビーム溶接
やレーザ浴接が適しているが、これらＦｉ装を等の設備
コストが高いこと、電子ビームやレーザを溶接部に最適
な角度で照射するためには、薄肉管側上方に障害物とな
るようなものがないという制約がある等の間組点がある
。また、電子ビーム溶接では、被接合部材を真空チャン
バ内に入れ暮必要があり生産性に劣るという問題点もあ
る。

その他に、従米行なわれている簡便な接合方法として、
高周波ろう付やトーチろう付勢があるがこれらの接合方
法は加熱範囲が広い友め、接合部周辺の部材の熱劣化や
被接合部材の熱破損を生じやすいという欠点がある。

従来法においては、さらに電気抵抗ろう付がある。電気
抵抗ろう付は、接合したい部材にそれぞ扛電極ｔ−取り
付け、両部材に加圧を加えて、両電極間に通電を行って
接合する方法である。この接合法Ｆｉ飯台条件管理が容
易でかつ自動化が容易であるという利点會もつ。しかし
薄肉管のようなストレートパイプでは強度が弱いため、
電極を薄肉管に取り付けて加圧を加えることが離しいた
め、従来の１気抵ｔ゛ろう付方法は、薄肉管の接台に通
さない。

本発明省らは、このような実情に鑑み、自動化が容易で
１産に好適な電気抵抗ろう付方法により、薄肉管を良好
に接合することができる方法及び七のための装置につい
て検討した結果、薄肉管に、電極命取り付は加圧通電す
るための部材を別途設けることにより、薄肉管を電気抵
抗ろう何する耘の問題点が解決さ扛ること倉見い出し、
本発明に到達した。

即ち、本発明は、薄肉管を厚肉部材に接合する際に、薄
肉管が小柱でめつ７ｔり、ま７を薄肉管の被嵌合部近傍
に熱破損し易い部品が存在する等、スペースが限られる
場合であっても、短い接合時間で、加熱範囲を限定して
、自動的に、接合不良も少なく、機付することができる
。薄肉管の電気抵抗嵌合方法及びそのための装置ｔ提供
することを目的とするものである。

しかしてこの目的は、薄肉管を厚肉部材に接合する方法
において、発熱補助体を盲外壁に徴する工うに設けた薄
肉管を厚肉部材の峯合簡所に設置し、該発熱補助体と厚
内部材との間にろう材を挿入した後、駅発熱補助体餉に
一方の電極倉、該坤肉部材貴に他方の電極を堆シ付け、
該発熱補助体を厚内部材の方向に加圧しつつ、両電極間
に電流を通すことにより、薄肉管を発熱補助体とともに
厚内部材に接合することを特徴とする薄肉管の電気抵抗
接合方法、及び、薄肉管を厚肉部材に接合するための装
置において、薄肉管の管外壁に接するように設けられた
発熱補助体を厚肉部材の方向に加圧するための加圧機構
９発熱補助体と厚肉部材との間に電極を介して通電する
ための通電機構。

発熱補助体の温度を検出する温度検出機構、検出された
発熱補助体の温度を判定し、該温度がろう材の融点以上
で母材の融点以下の一定温度に達したことを確認し九時
、接合終了の信号を発信する判定機構及び判定機構から
の信号に基づき自動的に接合Ｉｋｌ＆了させる制御ｉｐ
機構を備えてなることｔ％黴とする薄肉管の電気抵抗接
合装置、によって容易に達成される。

以下に本発明を、本発明の実施の一聰様を示す第２図〜
第４図を参照して、評細に説明する。

第２図は本発明の方法に従って薄肉管全厚肉部材に電気
抵抗接合する場合の接合方法ｔ−Ｎ５Ｌ明する概略断面
図である。図において、薄肉管１にはその外壁に接する
ようにリング状の発熱補助体８を設け、これを厚肉部材
２の接合箇所に設置する。

その際、発熱補助体８と厚肉部材２との間には高融点高
強度のろう材９ｔ−挿入する。その後発熱補助体８に一
方の電極１０を、また厚肉部材２に他方の電＠１ｌｔ−
取ｐ付け、発熱補助体８を加圧治具１２によシ矢印Ａの
方向に加圧しつつ、トランス１４によシ両電極１０．１
１間に通電する。なお、図中１３は固足台である。電流
は電極１０゜発熱補助体８．ろう材９．厚肉部′＃２．
電極１１の１Ｍ略でｔｌＬｔ′Ｌるが、通電断面積が小
さく抵抗が敵も大きいろう材９で敵も発熱が大きく、こ
の部分が集中的に加熱さｎる。このようにしてろう材９
により、薄肉管ＩＦｉ発熱補助体８とともに厚肉部材２
に接合さｎる。

なお、この際、電極１０及び１１に強制冷却膜ａｔ設け
ておくことにより、薄肉管１の上部及び厚内部材２の接
合部周辺以外の部分は加熱さ扛ることがなく、接合部周
辺の部材の熱による影響をより効果的に防止することが
できる。また、加圧治具１２０．第２−の如く上方に取
り付ける必要はなく、電極１０の上端を構造部材に当て
て同定し、下方から加圧する等、１ＩＩｉＩ＋４！ｒｓ
材の形状、付属部品があるために薄肉管肯にスペースが
ない等の状況勢に応じて遍電変史可能である。

以下に、本発明方法及び本発明装置により、差圧伝送器
における圧力伝達パイプの気密接合を行なう場合につい
て説明する。

第３図は本発明装置の一例の接合装置によシ嵌曾する方
法を説明する概略断面図である。図において、薄肉の小
極パイプ１５．１５’が没圧伝込器の本体２２から突き
出ているが、この薄肉小径パイプ１５及び１５’　７．
これらのパイプを連結する友めの中空の連結部材１６に
差し込んで接合する。

連結部材１６にはバ１プ１５，１５’が通る穴の外周に
発熱補助体１８，１８’が入る碑が設けられており、錦
の底部ｔころう材１７．１７’倉はさんで発熱補助体１
８がセットさｔしている。１９Ｆ′ｉ封止部である。発
熱補助体１８と本体２２の闇に２分割さｎて＠１ａ２１
がセットさｎており、一方の電極２０は連結部材１６の
上方から矢印２５の方向に加圧されている。両亀惚は水
冷設備（図示せず）を有する。下方の差圧電送器本体２
２は固定治具２３で（支）定さ扛ている。因の状態で像
合電［はトランス１４を介して上下の電極２０．２１か
ら供給される。通電中の２４１１１の発熱補助体１８．
１８’の温度は赤外巌果光ヘッド２６．２７と光ファイ
バー２８．２９及び赤外線検出回路３０．３１から成る
温度計測器で慣出さｔＬ１温＆刊定回路３２で両省共に
ろう材融点より高く母材融点エリ低いＦｇｒ建の温良に
達したことを判定して接合終了の信号を発信する。その
出力信号によ＃）接せ岨流制御１ｇｌ路３３はサイリス
タコンタクタ３４への点弧信号の送信を終え接合を終了
する。１友、温嵐判建回ｗＩ！ｒ３２には、接合時間を
確認する回路を設け、−尾時間通電後、該発熱補助体の
温度が所定の温度に達しないことを判定した場合には、
接合不良の信号を発信するようにしておくのが有利であ
る。

本東施例装置によれば、薄肉小径パイプの気密接合を短
待関にしかも自動的に行える。また接合中の発熱補助体
の＠［ｔオンライン＃を測して接合条件をフィードバッ
ク制御しているため、接合不良勢の発生を防ぐことがで
きる。また、小径パイプ１５．１５’肯のスペースが限
られている場合でも電極２１０寸法形状を小さくすれば
接合可能となる。ｌた熱は両電極２０．２１　でしか発
生せず、水冷された電極２１で本体２２と倣合部が連断
さｔしているため、本体２２中に内蔵されている圧力セ
ンサ２４ｉ熱破損することはない。また、接合＊＋＋を
制御するための接合中の検出因子として温度のかわりに
変位を採用しても良い。すなわち、変位の＃ｔ６ｉ１４
から発熱補助体の軟化圧壊開始時期を検出し、接置終了
時期を決定する方法でおる。

このよりな方法においても、接合不良の発生を防止する
ことができる。

第４図は本発明装置の他の例である接合装置により、差
圧伝送器における圧力伝達パイプを気密接合する方法を
説明する概略断面図である。第４図において、被接合部
材であるパイプ、電極及びろう材の配置は第３図と同様
で、第３図におけると同一のものは同−符号ｔ−もって
示す。第４−中、薄肉小径パイプ１５．１５’の中間地
点において、絶縁ＩｒｌＩ４５が設けられておシ、電極
４３と電極４４は電気的に絶縁さｊしている。接合電流
は一万の発熱補助体４６にはトランス４１倉介し電極２
０とＩＬ極４３から供給され、他方の発熱補助体４７に
はトランス４２を介し電極２０とｔ憔４４から供給され
る。接合中の各発熱補助体の温良にそれぞれ非接触の温
度計測器で検出され、各発熱補助体の温度が所定の温度
に達するようにそｎぞれの撤合時間會温度判定回路３５
．３６と接合電流制御ｌＥＭ３７，３８とサイリスタコ
ンタクタ３９　、４０により独立にオンライン制御して
いる１、本装置によ′ｎは、２１ｍの発熱補助体の寸法
が異なる場合、加圧力がアンバランスの場合等にも、と
右のパイプの嵌合ｔ　ｒＷ１ｍ度にかつ良好に行なうこ
とができる。

なお、本袈筺では、トランスミ２個設けて通電条件１独
立に制御できるようにしたが、１つのトランスの２次側
にスイッチング回Ｗ＆を設けて接合１１１ｆｉを絶縁さ
れた２つの電極に振り分けても同様の効果が侍られる。

本発明によｔ′Ｌは、薄肉管を、たとえ管径の小さい薄
肉小径１１（ガえば内径１０ｍ＠以下、肉厚１＋ｍ以下
〕であって、また管の被接合部所近傍にスペースがなく
、熱破損し易い部品がある場合でも、厚内部材に極めて
良好に電気抵抗接合により気■慣合することができる。

また、接合時間の短縮及びＪＭ酋の自動化が因れ大幅な
生産性向上の効果がめる。また、接合条件の管理が容易
でしかも接合中、オンラインモニタによシ厳過接合伽汁
に自動制御することが可能となり、接合不良等の欠陥を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＴＩＧ溶接の方法會示す概略図、ｉ２凶
は本発明の接合方法を示す概略断面図、亮３図及び第４
図は各々本発明の装置により圧力伝達パイプの接合を行
なう例を説明する概略Ｗ＃面図。 １・・・薄肉管、２・・・厚内部材、３・・・溶接ビー
ト、４・・・＃ｇ接電源、５・・・ＴＩＧ浴豊トーチ、
６・・・タングステン電極、７・・・アルゴンガス流、
８・・・発熱補助体、９・・・ろう材、１０．１１・・
・電極、１２・・・加圧治具、１３・・・固定台、１４
・・・トランス、１５．１５’・・・薄肉小径パイプ、
１６・・・連結部材、１７．１７′・・・ろう材、１８
．１８’、４６．４７・・・発熱補助体、１９・・・封
止部、２０，２１，４３．４４・・・電極、２２・・・
差圧伝送器本体、２３・・・固建治共、２４・・・圧力
センサ、２５・・・加圧力、２６．２７・・・赤外線果
光ヘッド、２８．２９・・・光ファイバー、３０゜３１
・・・赤外線検出回路、３２，３５．３６・・・温度刊
足回路、３３，３７．３８・・・嵌合’ｉｔ流制御回路
、３４．３９．４０・・・サイリスタコンタクタ、４１
゜某　１凹 Ｖ−２図 Ａ を　３図 ｔ５　　　　　　　ｌＱ 察斗図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄肉管を厚内部材に接合する方法において、発熱補
   助体を管外壁に接するように設は念薄肉管を厚内部材の
   接合箇所に設置し、該発熱補助体と厚肉部材との間にろ
   う材を挿入した後、該発熱補助体輌に一方の電極を、該
   厚肉部材側に他方の電極を取シ付け、骸発熱補助体を厚
   肉部材の方向に加圧しつつ、両電極間に電ｆｌＬを通す
   ことによシ、薄肉管を発熱補助体とともに厚肉部材に接
   合すること１％徽とする薄肉管の電気抵抗接合方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の薄肉管の電気抵抗接
   合方法において、咳発熱補助体が薄肉管の外径とほぼ同
   じか若しくはそれ以上の内径を有する円筒形であること
   ｔ−％黴とする方法。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の薄肉管の
   電気抵抗接合方法において、該薄肉管が内極１０■以下
   、肉厚１■以下の管であることｔ−％黴とする方法。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいすｎかＩＪ
   Ｊに記載の薄肉管の電気抵抗接合方法において、咳薄肉
   管は被接合部近傍に熱破損し易い部品を有することを％
   黴とする方法。 ５、特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
   に記載の薄肉管の電気抵抗接合方法において、咳発熱補
   助体に取り付けた電極を強制的に冷却することを特徴と
   する方法。 ６、薄肉管を厚内部材に接合するための装置において、
   薄肉管の管外壁に接するように設けられた発熱補助体を
   厚肉部材の方向に加圧するための加圧機構２発熱補助体
   と厚内部材との闇に電極を介して通電するための通を機
   構、発熱補助体の温度會検出する温度検出機構、検出さ
   扛た発熱補助体の温度を判定し、該温度がろう材の融点
   以上で母材の融点以下の一定温度に達したことｔ−ａ認
   した時、接合終了の信号を発信する刊冗慎檎及び利足機
   構からの信号に基づき自動的に接合を終了させる制＃機
   構を備えてなるととｔ−％像とする薄肉管の電気抵抗接
   合装＊。 ７１％許艙求の範囲第６項に記載の薄肉管の電気抵抗接
   合装置において、皺発熱補助体の温度を非接触温鮫針で
   検知することを％黴とする装置。 ８、籍＃！Ｆ請求の範囲第６項又は第７項に記載の薄肉
   管の電気抵抗接合装置において、咳判定機構には接合時
   間が組み込まれ、一定時間通電後、該発熱補助体の温度
   が所定の温度に達していないことに＋１１定した時、接
   合不良の信号を発信することを特徴とする装置。 ９、％軒請求の範囲第６項ないし第８項のいずれか１項
   に記載の薄肉管の電気抵抗接合装置において、該１１他
   が強制冷却機構を有すること′ｆｒ％黴とする装置。