JPS5877786A - 鋼管の圧接方法 - Google Patents

鋼管の圧接方法

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JPS5877786A
JPS5877786A JP17581181A JP17581181A JPS5877786A JP S5877786 A JPS5877786 A JP S5877786A JP 17581181 A JP17581181 A JP 17581181A JP 17581181 A JP17581181 A JP 17581181A JP S5877786 A JPS5877786 A JP S5877786A
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JP
Japan
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parts
arc
heating
joint
steel pipes
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Pending
Application number
JP17581181A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Ishikawa
泰 石川
Hiroshi Tachikawa
博 立川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004Filling of continuous seams
    • B23K33/006Filling of continuous seams for cylindrical workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/028Butt welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

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】 本発明は鋼管の圧接方法に関するものである。
鋼管の接合部を外部より高温ガスで加熱し、内面接合部
が適正温度になった時にアプセットを行いガス圧接接合
する方法が公知である。
この時の接合部の温度分布は、第1図に示すように、ガ
ス圧接用バーナーより吹出すガスを燃焼して作られた高
温ガス2で、鋼管3の接合部4の外部より加熱するため
、内面に近いほど、また接合部4から遠ざかるほど温度
が下がるJこれは高温ガ哀による加熱中心点は最高温度
で、それよシ鋼管軸方向に離れるに従って、温度が下が
るという温度勾配があること、および外面接合部4−1
は直接高温ガス2に接して加熱されているのに対して、
内面接合部4−2は外面接合部4−1は付近の高温部か
らの熱伝導′によってのみ昇温しているだけで、しかも
通常鋼管3の内部は直接大気に接しているため、さらに
空気により冷却され、ますます温度が下がってしまうた
めである。
しかし鋼管3の肉厚が薄い場合は、このような温度分布
が幸いしてアプセットすると、第2図に示すように全体
の継手形状はなだらかで、内面への裏波5の高さhも低
い。このため圧接終了した鋼管3を、流体を輸送する配
管として使用する場合、流体抵抗が少いため裏波5の手
入れが不要であり、特に鋼管3の径が小さく、内部の手
入れが行えない場合好都合である。
しかしながら鋼管3の肉厚が厚くなると、内面接合部4
−2を昇温するのに有効な熱は途中相当量奪われ、内面
接合部4−2が圧接適正温度に到達するのに相当長い時
間加熱を続けなければならない。
その結果、外面接合部4−1付近の溶融が激しくなシ、
逆火の危険度が増すばかりか、高温域が管軸方向に延び
るため、アプセットすると第3図のように縁台部付近も
外側にふくれ上ったフレアー状になってし゛まう。フレ
アー状になると接合部を押しつぶし塑性変形を与えるこ
とにより、良好な接合組織を得るためのアプセットが殆
んど行われずに、フレアーすることに費やされ良い結果
が得られない。
これを避けるため接合部4の形状を従来の1型の密着し
たものとせず、第4図のようにルートフェイス6を付け
たY型開先とする試みがある。
しかしながらこの方法によっても、高温ガス2がその吹
出し方向において温度分布があること、鋼管3の外面接
合部4−1および内面接合部4−2をバランスよく圧接
適正温度に到着せしめるのは、1個の加熱源では至難の
技である。
一方例えば特公昭54−13217号公報においてはマ
グネットアーク溶接装置が提起されているが、いわゆる
第5図のように電磁駆動アーク7により接合部4を必要
ギャップlを設けて加熱すると、アークはその性質上鋼
管周方向を高速で回転しながら、内面接合部4−2から
外面接合部4−1の方へ移動して行く。この現象は短時
間で行われるため、接合部4近辺の温度分布は第6図の
ように、接合部4全体ははゾ均一であるが、管軸方向に
は極めてシャープな温度分布となる。
そのためこの接合部4にアプセツ)t−かけ圧接すると
、第7図のように軟化したメタルは鋼管3の内外に押し
出され、極めてシャープな形状で、裏波の高さhが高い
ばりとなる。
この傾向は鋼管3の肉厚が厚くなるにつれて顕著になり
、これ全流体を輸送する配管として使用する場合大きい
流体抵抗を示し、内面側へのばりを除去しなければ実用
できない。しかしながら鋼管の径が小さい場合、内面側
へのばりを削除することは実際的(二難しく問題がある
本発明は上述の従来法を改良した厚肉鋼管の圧接方法を
提起するものであって、その要旨は被圧接鋼管の端部を
Y型開先としてギャップを設けてセットし、ルート部を
電磁駆動アークで加熱し、テーパ部を高温燃焼ガスで加
熱し、ついで圧接すること全特徴とする鋼管の圧接方法
である。
以下本発明を図面について説明する。
第8図は本発明の一実施態様を示す説明図である。同図
において鋼管3−1.3−2は固定クランプ8−1と移
動クランプ8−2とによって把持されておシ、移動クラ
ンプ8−2には圧接機9を介して油圧シリンダー10が
作動可能に取付けられている。鋼管3−1.3−2の端
面には、Y型の開先形状が与えられ、ギャップl′を設
けてセットされる。接合面4は外側からガス圧接用バー
ナ1で加熱され、ルート部4−aにはアーク発生用電源
11からのアーク7が与えられる。12−1’および1
2−2は同アーク7を鋼管周方向に回転させるための電
磁駆動アーク用コイルである。
本発明においては、上記の装置を用いて先ずガス圧接用
バーナ1に点火すると共にアーク発生用電源11のスイ
ッチ13ヲ入れ、ルート部4−aの加熱が、電磁駆動ア
ーク7により十分性われるとスイッチ13vi−切り、
後は高温ガスのみで加熱を行う。接合面4の加熱が良好
に行われると、油圧シリンダー10(二よシアプセット
し、圧接全終了する。
なお本発明法において用いられる開先形状は第9図のよ
うにY型とし、ギャップl’ を設けてセットするもの
であるが、これは次の理由による。
すなわちアーク7は陽極と陰極の面間距離が狭いほど発
生しやすいという電気の性質を利用して、高温ガス2で
は加熱しにくい鋼管内面接合部4−2を、磁気駆動アー
クによシ集中的に加熱するために、ルート部4 = a
 ff設け、その間隔を外面接合部4−1同志の間隔よ
り狭く、また両鋼管3−1.3−2の接合面の加熱状態
が同じくなるように対称のY開先としたものである。ま
たギャップは0であると、アークが発生しないため適正
なギャップl’ k設けたものである。
上述のように開先形状はY型を基本とするが、テーパ部
4−bの角度は余り広いとアプセット量を多くしなけれ
ばならず、また継手形状も良くならないので100以下
が望ましい。ルート部4=aの厚さは鋼管3−1.3−
2の肉厚に応じて、あるいは電磁駆動アークの強さに応
じて適宜増減して良い。またルート部4=aのギャップ
1′はアーク発生上は狭いほど良いが、狭過ぎると溶融
メタルが短絡し、アークが消滅するので2〜51S程度
がよい。
次に本発明の効果を上げれば以下の通りであまず高温燃
焼ガスと電磁駆動アークによる加熱を併用することによ
り、ガス圧接法による限界肉厚を向上iることかでき、
しかも継手形状が良好で流体抵抗の少い接合ができる。
すなわち開先形状を鋼管内面側のギャップが狭くなるよ
うなY型開先とし、第8図のような 。
装置構成により加熱を行えば、ルート部はギャップが狭
く、アークが飛びやすいので、アークによる加熱が行え
る。また同部は高温ガスによる加熱もあり、均一でミ迅
速な加熱が行える。
特にY型開先のテーパ部は高温ガスによる従来のガス圧
接と同じ方法で加熱できるので、ルート部とテーパ部を
ほぼ同時に圧接適正温度に到達せしめることができ、ト
ータルとして厚肉鋼管の圧接が行える。
また継手形状はそれぞれの加熱源の強さを調整すること
により、裏波のビード高、表ビード余盛高tコントロー
ルすることができる。
すなわちY型開先テーパ部の加熱を強く行い同部の軟化
度を高めると、あたかも同部がないルート部のみの圧接
のようになシ、裏波のビード高は少くなる。逆にルート
部の加熱を強く行うと、内面側へメタルの移動が多くな
9裏波ビード高が高くなる。
このように本発明圧接法9よると、2個の加熱源の強さ
をそれぞれ調整することにより、自在にビード形状をコ
ントロールすることができる。
最後に本発明C二よる効果を実施例によりさらに具体的
(二示す。
被接合鋼管;圧力配管用炭素鋼鋼管(STPG)外径1
14.3nφ×肉厚11.1鶴 開先形状; 第10図の要領・・・・・・θ:10°。
t、  :11.1諺富、    t、:5wi*l:
211゜ ガス加熱条件; 流量・・・酸素54 Nl/yrat
s、アセチV749 N4/m、  加熱時間60se
c電磁駆動アークによる加熱条件; アーク電流DC500A、電磁駆動 用コイル起磁力 5,500AT(各 コイル) 加熱時間10sec(加熱はガス加熱と同時
開始) アプセット量’;5111(ギャップ2鶴を含む)加熱
パターン;第11図の要領(図中Aはスタート、Bはア
プセットを示す)。
高温ガスによる加熱時間T1: 60 sec s電磁駆動アークによる加熱時間T2:
10sec 以上の厚肉鋼管の圧接により優れた接合が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図はガス圧接加熱方法の説明図、第2図は肉厚が薄
い鋼管のガス圧接継手の部分断面図、第3図は肉厚が厚
い鋼管のガス圧接継手の部分断面図、第4図は肉厚が厚
い鋼管のY型開先の部分断面図、第5図は電磁駆動アー
ク開先の部分断面図、第6図は電磁駆動アークによる温
度分布説明図、第7図は電磁駆動アークによる継手部分
断面図、第8図は本発明の全体説明図、第9図は開先形
状の正面図、第10図は開先形状の寸法図、第11図は
加熱パターンを示す模式図である。 1・・・ガス圧接用バーナ 2・・・高温ガス3、3−
1.3−2・・・鋼管   4・・・接合部4−1・・
・外面接合部    4−2・・・内面接合部4−a・
・・ルート部     4−b・・・テーパ部5・・・
裏波        6・・・ルートフェイス7・・・
電磁駆動アーク   8−1・・・固定クランプ8−2
・・・移動クランプ  9・・・圧接機10・・・油圧
シリンダ     11・・・アーク発生用電源12−
1 、12−2・・・電磁駆動アーク用コイル13・・
・スイッチ      h・・・裏波の高さ!・・・ギ
ャップ      l’・・・ルート部ギャップt1・
・・鋼管肉厚      t2・・・ルート部のど厚θ
・・・開先角度 T1・・・高温ガスによる加熱時間 T、・・・電磁駆動アークによる加熱時間*1回   
   卒2図 第3目        第4目 竿5回     竿6@ 埠7面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 被圧接鋼管の端部−iY型開先としてギャップを設けて
    セットし、ルート部を電磁駆動アークで加熱し、テーパ
    部を高温燃焼ガスで加熱し、( ついで圧接することを特徴とする鋼管の圧接方法。
JP17581181A 1981-11-04 1981-11-04 鋼管の圧接方法 Pending JPS5877786A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17581181A JPS5877786A (ja) 1981-11-04 1981-11-04 鋼管の圧接方法

Applications Claiming Priority (1)

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JP17581181A JPS5877786A (ja) 1981-11-04 1981-11-04 鋼管の圧接方法

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Publication Number Publication Date
JPS5877786A true JPS5877786A (ja) 1983-05-11

Family

ID=16002641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17581181A Pending JPS5877786A (ja) 1981-11-04 1981-11-04 鋼管の圧接方法

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JP (1) JPS5877786A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012019593A1 (de) * 2010-08-10 2012-02-16 Mahle International Gmbh Verfahren zur herstellung eines kolbens für einen verbrennungsmotor sowie kolben für einen verbrennungsmotor
EP2940282A1 (en) * 2014-05-01 2015-11-04 Mahle International GmbH Magnetic arc welded piston assembly

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