JPS5947330A - プラズマジエツトによる鋼管内面の硬化方法 - 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】 本発明は鋼管内面を再溶融して硬化層を形成せしめる方
法に関する。

鋼管を継−いて流体を通ずｊ↓２ち合、鋼Ｘ１′；内＋
＋ｉｉ　Ｑ）継１−１部分が流体に侵され易い。そこ２
Ｃ鋼’Ｈ）（’　ｏ）！／ｌ“１．ｉ　、ｒＢ内面に予
め硬化処理を施した後、ｊｌ、ｌｉｌ管を接続すること
が行なわれていひ。

不出１幀人は以前、鋼’ｉｊｉの端’ｊｒ、ｊ／、内１
ｉ口″（プラズマジェットにより再溶融し艮好な硬化層
を？Ｈ７るＪｊ″法を提案した（特騨１昭５６−１９２
．０９弓）。

ところが、鋳鋼管の場合、製法１゛１、ｊ、′ｉ内曲に
気泡や引巣が生じ易く１．１）ｉｊ記の様にプラズマジ
ェットで管内面を再溶融ずれは゛気泡や引巣か消え−。

石−の分だけ管の端部が他部分より肉薄番こなることが
判った。

本発明は一１ｘ記方法を基礎として史に実験を市ねプラ
ズマジェットトーチにワイヤーを供給することにより、
再溶融によって肉？’、’ｆ化した部分をワイヤーの溶
“耐金属によって補う硬化方法を提供することを目的と
する。

又、入熱量が同じてあれぽ１・−ヂを管軸方向１こウィ
ービングさせた方かウィービングさせない場合よりも溶
融；１１−が人であることを見出し、トーチのウィービ
ングによって効率よく管内面に硬化層を形成することも
本発明の目的である。

史に管内面に対してトーチの先端を一定の距離に保つこ
とにより、管内面に凹凸が生じていたり或は管が真円で
ない場合でも、均−深さに良好な硬化層を形成する訂１
１管内面の硬化方法をＩｙ供することをト１的とする。

以下図面に示す実施例に基つき、本発明を具体的に説明
する。

本発明に使用する鋼’ｉ３内面の硬化装置は、ｊｊａｊ
管（１）を水・１・に支持して低速で回転せしめる回転
装置（５）と、Ｍｉｆｌ　’ｆ”ｉ’　ｉｌ）の一端内
面に臨ませたプラズマジェットトーチ（２）をウィービ
ング装置（６）及Ｑ”−１−下位置自動修正装置（７）
を介して支持する支持台に３）とて構成される。

１！】し１す、装置（５）は、−１−而に複数の支持ロ
ーラｆ５０）　（５０）をに合せて移動可能である。

又、何れかの一方の受台１５１１１．のうＪ、：　、、
ｌ：、１」ローラ！５０）　ｌ↓モータ（５４）に連繋
されている。

」−記回転装置＋５＋は０ｆ１１ｊ　］ｋｉ内曲の周速
か１００〜４．００ｍｍ／分程度の低速−ＣＩ！、４１
ｊ　’ｉ″ｊを・回）１１ノ、さける。

支持台（３）は車輪を具えた公知のマニビール−ク（３
１）であって、該マニピュレータ（３１）の＋ｆ＋’　
ｌイ”Ｊ’　？！ｔｅ　１．１：腕板（３２）　Ｊ二に
ウィービング装置（６）を配イｉｆ！ｉ　Ｌ、該ウィー
ビング装９置（６）−１−にザーポユニソト（７１）を
利用した１下位置自動修正砦置（７）を介してプラズマ
ジェットトーチ（２）を取付けている。

ウィービング装置（６）は腕ｔ：Ｊ２）　ｌに水゛１・
、方向に摺動可能に配備された移動台（６１）をシリン
タ或（、、ｔラックとピニオンの組み合せから成る１［
復装置ｔｔｉ２）に連繋したもので、トーチ（２）を管
軸方向に２回／秒の割で往復動させる。

−に下位置自動修正装置ｆ”ｉ　ｆ７）はトーチ（２）
の先端と′１′）内面の距離が変イつると、電圧がＫｊ
ｊ−化するこ吉を利用して本器内部とｉ］安安定化電諒
による基準電圧と比較動増幅を行ない、１・−チ（２）
の支持アーｌ、１２１）を−ノイービンク装置（５）上
のスライドベース（７２）に沿って・Ｉ−ボユニ、、　
トｆ７１）によって−に下動ぜしめ、管内１ｆ＋ｉのプ
ラズマジェットを噴射すべき部位とプラズマンエ７１−
１−−チ（２）との距離を一定に保って電圧を−ｅｊど
に保つものである。

１・−ヂｔ２１　ｉ、ｔノズ／ｌ／　１．−１が３．２
〜（３ｍｍφのものを使用した。

前記マニピュレータ（３１）の腕（３２１−Ｌ−には溶
接用のワイヤー（９）を巻いたドラム（９１）が回転自
由に支持されており、又、１−Ｆ位１ｃ亡自動修市装置
（７）上にはワイヤー送給装置ｌｉ（（９２）が配備さ
れており、該送給装置によってｌ１ｉｊ　ｆｆｇワづヤ
ードラム（９１）から引き出したワイヤー（９）を偉９
］（９３）を通してプラズマジェットトーチ（２）に送
り込む。

１・−チ（２）は水配管を施したウォータシャヶソトケ
ーース（２２）に収答され、該ケース（２ｚ）の下面に
開設・した１１通孔１２３）からトーチ先端を臨出させ
ている。

トーチ（２）及びウメータジャケットケースＬ２２）は
冷却水循］、＜１装置（８）に連繋されている。

冷ノ４」水餉凛′シ装置（８）はフレオンガス式冷凍機
（８１）に対しトーチ（２）及びつ刈−タ７１ゲンＩ・
ケーース（２２）を夫々流入管（８２）と排出ｊそｊ’
　！＋４：１１とて（１１Ｔ成される循Ｊ“・；″冒′
）路ｆ８４）　（８４ａ）によって連繋したもの−（二
ある。

］・−チ（２）側の循屋□１Ｊｔｉ１′（＋　（’＋３
ｒｌ　ａ）はブラズ”　ｌＳ　４’Ｘ　Ｉ！本体（８５
）を経由して該溶接機本体ｆｌｌ！＋ｌをも冷却する様
に構成されている。

次に−１−記鋼管内面の硬化装置を月」い−Ｃ、ｉ’ｊ
：ｊｊ　’ｊ“）内面を硬化させる方法を示す。

第５図は時間の経過を（１“１冒伯に去り、山前融中に
制御を必要とする各・堤素を縦・噛に小１．たもの−ｊ
、”　ｊ’）る。

マニピュレータ（３１）を前進さ＋＝１ｔつ腕ｔ：＋２
＋の高さ調節を行なってトーチ（２）を鋼ヤ）（１）の
一端］１１１に臨まぜる。

この時既に、プラスマｉｅ＊　Ｊｈ、Ｉｙ　（８５ｉの
バイ＋　ツｌ−カスは点火しており、冷却水循’・＋４
皆ｉｉ（！８１は作動している。

アークＯＮ信号が入るとシールドカスが１・−チ（２）
から噴射され、約１秒後に（？ｉ　４’４、電流が入り
、該電流は徐々に上昇する。

ィ、・φ］６、Ｆ（ｆ　ｊ点か所定の数イ的（こ１士す
る１白＋）：Ｊ　ｌこパイロソトノノスが消え、ｌｉ、
接電流が所定の数値に達すると同１１１」１（ｌ、−１
−上位置自動修正装置１７１、ウィービングよ・；置（
６）、ワイヤー供給装置（９２）か同時に作動状態に入
る。

月・ｂｌ　’ｆ”ｉ“ｉｔ）は低速−こ１リレ１伝し、
トーチ（２）は劇１ｆｉｌ　’ｉ；ｉ’　（１１の１・
巾方向に往復動しながらプラズマジェットヲ噴則する。

又、同時にワイヤー１）しｉ、ａ装置内（９２）によっ
てワイヤー　１９）　’ｃ　トーチ（２）に送り、管内
面とワイヤーとを同時に溶融しつつワイヤーの溶融金属
を管内面に噴身・１する。

鋼・肯（］）の回転速度はｉｏｏ〜４００ｍｍ７分と低
速てあり、１・−チの軸方向のウィービングは２回／秒
と・商ｉ１．ｌｊであるから、調性内面は第４図に小ず
如く密１．１′るピッチのｊｌｌ’＋歯状の線を措く様
にプラズマジェットによって円、溶融され、惰内面のｌ
（：耐金属とワイヤーのｌδ融金金属が融合して凝固後
は溶融前よりも硬度か増し月、つ硬度が一定する。

川に１１Ｕ内面が溶融して引巣、気泡等が消失するため
に・心の肉厚か博く７了る１＝Ｊ　、：１：１．ｊ　ｆ
ｌ、゛ツイヤーの吊金金属が補充されることによりＩＷ
決される。

又、鋼肯内面が県内てないＪ↓）合、或は局部的に凹凸
があった場合、−１−ド位１白ｉ′１１リノｌは１１−
皆：ｌ’１′（’７１によってトーチ（２）の高さはプ
ラスマツエツトへき管の部位と常に一定ｆ＋’１．１．
　：＋ｉｉｆに白ユたれ、１Ｆ！．圧か一定するから１
１丁溶融による硬化層の厚みは−＞ｆになる。

２４ｄ１愼（１）か１回転ずれはｌ　ｌ・位１”ｌ’．
　ｌ’．し１１Ｊノ修正装置（′ｌ）、ウィービング装
置（６）、１ノイー）・−供給持直ｔ！＋２）が停止し
、溶融電流は徐々に１・かりクレータ時のｉｉｊ　！ｊ
ｆ値（ａ）をターニンクローラが停止ｒる迄１１Ｔ］’
！＋する回転装置（５）は０５〜５秒間運転を４．ｊｌ
、碗して１′，・１１−シ、シールドガスは回転装置＋
）、’ｊ　ｉ５１の停止１，後も少しの間噴射を続けて
から噴射を完丁刈る。

これは、回転装置（５）即ち：Ｔｉｔｉｌ　４１ｉ；　
ｔ　］璽で１回１トノ、て停山し、同時にシールドカス
の噴帽１ビ＋’＋’　ｌｌ’．ずれはー、ノールド効果
が薄れ再溶融１１１＜か酸化４−るためーＣある本発明
の様に１・−チをｊ’，１ｒｊ管の輔ノＪＩＩＩＪｉこ
イ〉・ｊすＪさｉ，１ながら，ｌ＋ｊｉ伯内面全内面す
る場合、即ちトーチなウィービングさせた場合と、させ
ない場合との入熱Ｈ，Ｈに苅する一，１１管内面の溶融
量を実験で（１ｒＭのだ。

例工ｉ，ｌｊ人熱７ｉトカ９　Ｘ　Ｉ　Ｏ’　Ｊｏｕｌ
ｅ　／　Ｖの時の溶融ｊｌｊＬ構１１）１曲マクロ而債
（ｍｍ２）　ヘ移動速度（　ｎｍＪ分）〕は１・−ヂを
ウィービングさせない場合は４５ｋ（１０ｍｍ／分てあ
り、トーチをウィービングさせた，：↓）合は１９・、
Ｉ　Ｏ　３ｍｍ”　７分てあった。

１、記のことから、トーチをウィービングさせた方かｌ
？Ｉ融：ｌ；か人になって、鋼管内面の溶融に要す　　
４るＩｌｌ」間、ｔ；ｆ＝−〕で硬硬化層に要する時間
は短かく出来ることは明らかである。

・ド光明は−１．記のり１１＜、深い溶込みと溶込み深
さが一定するプラズマジェットを利用して管内面を溶融
するから、７ｉｉ融後の固化した情表面の硬へ）ｃ４一
定し、Ｋ、引巣が生していても溶融時にｉｔ（ｊえて１
（ｒの欠陥が改善され、然も引巣か消えた分たけ内厚か
ｊｉｌ，ｒ　（　ｆ，；る間；阻はワイヤーの溶融金属
を補充することで解決される。

し、プラズマジェットトーチを鋼管の！１４１１方゛向
に移動して、即ちウィービングさせでｌｉ’ｉ　ｉｉｉ
’．ｌ！さ１４“るから入熱量に対する臼ｌｆｌ管のｌ
ｉｊｊ：ｉｌｉ！　”Ｉ’　Ｉよ人き（　／，ｉ．す、
必要範囲を冒能率でｌ容融出末、１′１業１１１」間が
Ｉ＞、１縮出７（（る。

史にトーチは惰内面のシラスマノ、□ノ１−か当たる部
位ｉ常に一定の距ｔｉｉ１１を印つ様にｌ；’ＩＩさを
自動ＩＩご正しながらプラズマジェットを１１員ｔｌＩ
′リーろ７Ｊ′−ら、゛・八属が一定になり管の真円疫
か．ｌｉｊｊ＜でも一定深さの硬化層が得られる等、イ
夏れた効果をイ」ず。

【図面の簡単な説明】

第１図は硬化装置の市１用図、シ１５２はシ■１古の・
νＨ’ｌ＜拡大図、第３図は溶融状ｊ′．Ｉすの１１′
）の１新曲図、ム１３４しく１は溶融する順序を線で小
した説明図、第５図は円゛溶融方法の」二程図である。 （２）・・プラズマジェット１・−ｆ （６）・・・ウィービングを装置 （７）・・・」−下位置自動修正ルー置（９２）・・・
ワイヤー送給装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　ウィービング装置及Ｏ・」−下位置自動修正装置に
   迎撃したプラズマジェットト−チを鋼管内に臨まぜ、ａ
   ゛４管を低速で回転させながら管内面のプラズマジェッ
   トが噴射する部品と１・−チの先端とを一定のｆｉ′ｌ
   ｉ離を保ちつつトーチを管軸方向に往復動さｖ−Ｊ、１
   ．っ１・−ヂの先端近傍にワイヤーを供給しつつプラズ
   マジェットによ、リワイヤー及び鋼管内面を再溶融させ
   、鋼Ｔ３′の１回転が終了すると同時にウィービング装
   置、−１−下位置自動修止装置及びワイヤー供給装置を
   停止１−シ、少し遅れて鋼管の回転を停止させ、更に少
   し遅れてシールドガスの噴射を停止１−さぜることによ
   り９゛）内面を１周して再溶融させることを特徴とする
   プラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法