JPS59120383A - 鋼管のガス圧接方法 - 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】 ものである。

鋼管のガス圧接は、接合部をリングバーナで加熱し、最
も温度が上り難し・内面接合部が，圧接臨界温度以上に
なった時にアプセットを加え接合する方法である。もし
内面接合部が適正温度に到達していない時にアプセット
を加え圧接してしまうと、その接合は不完全で、冷接状
態になってしまう。また逆に過度に加熱してしまうと、
接合部の溶融金属が溶は落ち、圧接しても外面が凹んだ
継手にな１ビでしまう。このため鋼管のガス圧接では接
合部の温度管理を適確に行（・、しかるべき時期にアプ
セットを加える必要がある。、 このため従来は、その加熱用ガスの流用の選定およびア
プセットを加えるタイミングを次のように選定していた
。即ちガス流量は接合部の加熱中が極力狭く、極力短時
間に、内面接合部が圧接臨昇温度以−にになるように選
定し、アゾセットのタイミングはその時の加熱時間を測
定し、その時間をもとに決定していた３３位って外面の
接合部は、必ずしも溶けていることは必要でなく、事前
に求めたガス流隈、加熱時間をペースにガス圧接してい
た。

しかｌ〜実際のガス圧接作業では、接合すべき鋼管の厚
さに誤差があり、またガス流縫も気温の影響を受ける他
、風等が吹くと加熱の集中度が大巾に変って来るため、
厳密には内面接合部の温度は、実５験と同じようになら
ぬばかりか、場合によっては不良な接合を行う危険は當
に存在する３、 そこで本発明者らは、これらの点について検討を行・′
）だ結果、従来の方法では接合部の加熱状況を反映しな
いで、事前に求めた条件で圧接を行うことに問題があて
）ことに着目し、本発明をなし２を−ものである１、 ｊｌ［］ち本発明は、鋼管のガス圧接において閉面接合
部が溶融し始めた時に、内面接合部の温度が圧接臨界温
度以上で、溶融点未満になイ）場合のガス流昂をあらか
じめ選択し、該ガス流晴を用いて以後のガス１］−接を
実施することを特徴とする鋼管のガス圧接方法である。

以下に本発明の詳細な説明すく）。

本発明においては、先ず実験的に次のイ）〜・・）の３
条件を同時に満すようなガス流量を求める１、イ）外面
接合部が溶融しはじめること。

口）前３「ｉイ）の際、内面接合部の温度が圧接臨界温
度以上になっていること。・・）前記イ）５口）に到達
するまでの時間が短いこと。この理由は一定の厚さの鋼
管を夕）而から加熱゛４る一１熱は外面から内向に向−
）Ｃ伝力し、′ノＩＳ′（・Ｃ一定（１）関係を有する
ので、上記（））ようにして選択し／、−ガス流量で、
以後同一リーイズの鋼管を加熱してガス圧接を実施−４
゛る占、外向接合部が溶融Ｌ　）Ｊシ、　Ａｌ）だ時は
、内向接合部の温度は確実に１−［接臨Ｗ　７Ｈ３，度
以十になるからでル）る。、 戸［ｊち、従来法で・問題（こな−、）Ａ−ような外１
チ［４が、（ア）つた時は、外面１と合部の加熱状況も
悪＜７．Ｉ；す、必然的１に用熱時間が延び、自動的に
修ＩＦされて５（〜かもそのような時で・０、内面１Ｘ
合部４：Ｊ熱伝メ、９時間が長くなるた３ｖ）、かえつ
ＣＹＩＡ度が−１りや−・１′く、確実に圧接臨胃温度
以■−になる。

また加熱時間が短いこ−とが必要なのは、もし加熱時間
が長いと、管軸方向の熱伝達も促進され、いわゆる焼き
中が広くなり過ぎる結果、軟化部が巾広くなってしまう
ので、アプセツＩ・を加えてもフレア状になり、接合部
に適確に圧力が加わらず良好な圧接が行えないためであ
イ）３゜以トのようノ４「省えに基いて、圧接装置（！
：　１．、、、ては通常のガス圧接手段を用い、鋼管サ
イズとガス流量の関係を求めた３、鋼管サイズは５ＧＰ
５０Ａ〜２０　ＯＡ、肉厚は３．　Ｂ　ｍｍ　〜５．８
　ｒｎｖｈのものを用いた。この場合内面接合部の温度
は余り高過ぎると継手形状が良くないため、１４８０℃
を上限とし、−１・限は圧接臨界温度１４００℃表した
。また圧接ずイ）鋼管の肉厚が５朋以−トになると、接
合部外表面側に開先な取る必要があり、第１図の１ ようにルートフェイス１．−−１ｊ　サ２．５　ｍｍ、
開先角度θ−・２０°〜６０°とした。

その結果を第２図に示す。横軸は接合部の断面積Ａ　（
ｍｍ２）　、縦軸は１・−タルガスｆｉＱ（Ｎｌ）−・
単位時間当りのガス流量（Ｎｌ／ｍｍ）Ｘアプセット前
迄の加熱時間（ｍｍ）である。同図より断面積Ａ　（ｍ
ｍ２）と１・−タルガス量Ｑ（Ｎｌ）は、はＮ゛次のよ
うな関係にあることが分る。

同じ断面積に対して、トー　タルガス量Ｑに上限および
下限があるのは、内面接合部の温度は＝　５− ］　４０　Ｇ℃〜１４８０℃ｉて゛ボｆ−容できる／こ
めで・もて）。

以十実施例により本発明の効果をさらに具体的に示す。

実施例 第３図にリングバーナ１でＳＧＪ’１００Ａ　（Ｄ・；
目」３φｍｍ、ｔ−４．５ｍｍ）鋼管２の接合部；３を
加熱し、圧接する状況を示す。、このｌＩろ１接合部３
の温度を１１１す定するため、熱電対を外表面よりｔ２
　”−］　ｍｍの点■および内面接合部表面■に増刊け
る。

まず従来の方法として、ガス流量を第１表ａ〜Ｃのよう
に３種類選定し、接合部を加熱した、３第１表 加熱中の接合部の昇温特性を第４図に示′ｉ。

　６− 【は圧接臨界温度（，１，４００１：　）で、接合部は
この温度以１−になイ）必要がある。ＩＩは鋼の溶融点
である。同図で・、０）は第３図の測温点０）、■は側
温点■にＸ１応する。またａは第１表のａのガス流、［
ｉ；の場合、ｌ）は同じくｂのガス流量、Ｃは同じくＣ
のガス流量の場合に対応していて）。、従って、０）−
ａのカーブはガス流ＭＬ　Ｃ２Ｈ２：　３８（Ｎ１３７
ｍ１ｎ）、０２　：　３７　（Ｎｌ／ｍ１ｎ）の時の外
面接合部の昇温ｑ！ｊｌ″ｌを示す。

同図にお〜・−Ｃ、ガス流量ａの場合は（０と（？）の
温度ｉ４：：は／１）＜、加熱時間１００秒で圧接臨界
温度に到ｉｉＭ　Ｌ、、ている。従って加熱時間１００
秒以−１−で汀接できるが、焼きｒｌＪすなわち軟化し
ている範囲が広くなり過ぎており、アゾセットを加える
と、第５図（Ａ）のようにフレアー状になり良好な接合
ができない。

＋を二ｌ；＝−ガス流量■）の場合は、加熱時間７５秒
で内面接合部の温度■−すは圧接臨界温度に到達し７て
おりＬｌ。接可能である。しかし外面接合部の温度０）
ｈは溶融点に達［２ていないので、外観的には何らの変
化もない。従って外乱がない場合は、この加熱時間をも
とに１Ｆ接すＪｌば、接合部は１［接適止湛１隻になっ
て（・るので、第５図（１３）のような良好な継手が得
ら′Ａ１イ）３゜ノｊス流鼠がさらに多いＣの場合は、
４９秒後（／ｉ′、ダＩ而接合面の温度０）−Ｃが溶融
点に達しているのに、内面接合部は■−Ｃのように圧接
臨Ｗ温度に到達していない。従−）で四部が圧接臨Ｗ温
度に到達する加熱時間５５秒までは、ダ１面接合部は溶
落ちしながら加熱、されることになる１、従ってこのよ
うプ７ｃ接合部にアブセラ［・を加えても、第５図（Ｃ
）のように外面接合部が四部になり、良好／９「継手は
得られない。、結論として、従来法ではガス流用な第１
表のｌ）の条件と１２、加熱１Ｆ！Ｊ間を、７５秒以上
で圧接ずイ）必要がある。

しかし上記の条件は例証のない場合は良いが、風−ｈ？
−吹くとか気温が変るような外乱があＯｌ、−場合は修
１［する必要がある。しかもこのよう／、「外乱の程度
は一定でなく、組合丑もましまちである場合が一般的で
ある。このた、Ｖ′）実際的（ｌては、加熱（１、′；
間を若干長めにし、て加熱４−る程度の対策しか取ねず
、接合部の温度管理法が問題になる。

−古本発明の方法を用いて、接合部の温度を従来Ｊ二同
様に、第３図のように測定しながら、適１１−ガス流帛
を求めた結末を第６図に示す。すなわち、ガス流−）ｉ
を第１表ｄとして加熱した場合、内面接合部の温度■−
ｄは、加熱時間５２秒でＩＩ−接臨界温度に到達してい
る。外面接合部の温度（１→−ｄは（３３秒で溶融点に
達し、外観的い二明確に佃握できる３、その時内面接合
部は、いつＨ−接さ才ｔでも良い状態になっている。す
なわちガス流量を上記と同じく設定し、接合部を加熱す
ると、外面接合部０）が溶融しはじめた時は、内面接合
部■は完全に圧接臨界温度以−４−になっているといえ
る。

従って上記の加熱状態において、外面接合部■が、溶融
開始するのを肉眼で確認し、アゾセットを行えば第５図
（Ｂ）のような良好な継手が得Ｃ）れる４、し２かも外
面が溶融していイ）ために、表面がイ、」■よりも滑ら
かな余盛りが形成され、−ｇ　　−− 外観的にも強度的にも、よりずぐれ／、−継手になつで
いる１、なおこの場合、ガス使用＠Ｑと接合部断面積Ａ
の関係は、第１図の斜線の範囲内に十分大るものである
。

次に２　ｍ／ｓｅ（の１虱が吹く環境下で・、第１表ｄ
と同しガス流量で加熱圧接りまた３、その時の接合部の
昇温触性は■−ｃ、１７１−ｅとなり、加熱時間は多少
延びたが、外向接合部の溶融開始を見てアゾセットを行
うと、外乱がない環境トでの継手と同しく良好な継手が
得られた。

以トのように本発明の方法は、内面接合部の温度管理な
、それと密接な関係を有−１°る鋼面接合部の温度を基
糸にし２、その夕１面接合部の温度管理は、肉眼で確認
できる溶融現象を利用（−２でいるため、た占え風等の
外乱、鋼管の肉厚変動があっても、常に有効でル〕るこ
とが分る。、

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の関係を得るために用いられた開先形状
の説明図、第２図はガス使用量と接合部断面積の関係を
示す図表、第３図はＳ　Ｇ　Ｉ’１０− １００　Ａ鋼管の接合部の側温個所の説明図、第４図は
ガス流量を変えて、５ＧＰ１００Ａ鋼管の接合部を加熱
（また時の昇温特性の図表、第５図は接合部の断面図、
第６図は本発明の方法を実施した場合の接合部の昇温特
性の図表である。 １・・・リングバーナ　　　２・・・鋼管３・・・接合
部　　　　　　■〜■・・・測温点１１− 第１口 ρ 第２図 痒、イ≧・音戸新山ティ＊Ａ（労、２）Ｗ５・郵　（Ｓ
）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼管のガス圧接において外面接合部が溶融し始めた時に
   、内面接合部の温度が圧接臨界温度以上で、且つ溶融点
   未満になる場合のガス流量をあらかじめ選択し、該ガス
   流量を用いて以後のガス圧接を実施することを特徴とす
   る鋼管のガス圧接方法。