JPS6199590A - 異種金属パイプ同志のパイプジョイントの製造方法 - Google Patents

異種金属パイプ同志のパイプジョイントの製造方法

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JPS6199590A
JPS6199590A JP59222679A JP22267984A JPS6199590A JP S6199590 A JPS6199590 A JP S6199590A JP 59222679 A JP59222679 A JP 59222679A JP 22267984 A JP22267984 A JP 22267984A JP S6199590 A JPS6199590 A JP S6199590A
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Takanori Kuroki
隆憲 黒木
Kazuhiro Okubo
一宏 大久保
Teruo Asai
浅井 輝雄
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Kuroki Kogyosho Co Ltd
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Kuroki Kogyosho Co Ltd
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    • 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

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高温の流体あるいは極低温の流体等を移送する
場合に使用する部所によって、その素材の異なるパイプ
同志を接合するパイプジヨイント及びその製造方法に関
するものである。
〈従来の技術〉 例えばある種の流体移送用パイプであって、ある部所で
は熱交換をさせる必要性から熱伝導性の良好な素材のパ
イプを用いる必要性があり、一方他の部所で(↓逆に熱
伝導が悪い素材、あるいは強度や耐食性が要求される様
な場合が多々ある。そして異種金属同志では溶接接合強
度が弱いか、又は不可能な組合せも多い為にこの様な異
種金属パイプ同志を接合するには両側がそれぞれ異種素
材で構成されるパイプジヨイント、即らその両側がそれ
ぞれ互いに接合しようとするパイプと同種の素材より成
るパイプジヨイントを用いろ必要がある。
そして従来用いられているのは、例えば第5図に示す如
く、ある種パイプ(龜)と、それと異種な金属パイプ(
b)とが、それぞれの突合わせ端面のみて接合されたも
のであり、その製法は第6図に示す様に金属ブロック(
龜)と金属ブロック(b)とをi!8や圧着等何らかの
手段で接合し、その接合体の第6図中人−一人り線、人
2−人2線の如き部所から切離し、その後切削その他の
機械加工により不要部分を切落して第2図に示す様にパ
イプジヨイントを作り出していたのであるが、まず第6
図に示す様な接合体に於ける金属ブロック(、)と金属
ブロック(b)との接合強度の大きな物を得ることが難
しく、かつ又製作か煩雑であるという製作上の欠点に加
え、得られるパイプジヨイントが互いに異なる金属がそ
の突合わせ端面でしか接合されていないので接合面積が
不足し、かつ曲げ応力等がかがった場合のシール精度上
の信頼性に劣るという欠点があった。
〈発明が解決しようとする問題点並びにその手段〉本発
明では上述の諸欠点を解消し、異種金属同志の境界の接
合面積を広くして、その接合強度を向上させると共に、
多様な種類の金属同志でも、又小径、薄肉のものでも製
作が可能なパイプジヨイント及びその製造方法を提供せ
んとするものであり、その要旨はある部所を境いに、そ
の左右両側で異種素材の金属が接合されている如きパイ
プジヨイントに於いて、上記異種素材の接合面が互いに
オーバーラツプ部を有し、かつ内口径はパイプジヨイン
トの異種素材の接合部分に於いては同一径であり、しか
も異種素材同志の接合は冶金的接合となっていることを
特徴とするパイプジヨイント、並びにその製造方法とし
ては、異種金属の中実体あるいは中空体を突合わせ、そ
の外周を更に金属パイプで囲繞し、突合わせた両金属体
が中空体の場合には、その内部中空部に所要中子を挿入
配設し、周囲を溶接その他の手段で真空状態にシールし
た後、熱同等方圧加圧処理を施し、突合わせた異種金属
同志及び外周の金属パイプを共に冶金的に一体に接合せ
しめ、次いで不要部分を切削その他の手段で切落するも
のである。
ここで熱間等方圧加圧処理を施すに先立って行なう真空
引き及びシールは例えば電子ビーム溶接の様に真空中に
て溶接する方法を採れば同時に解決するが、それに限ら
ず外部とシールした内部が真空にされておればよい訳で
、その方法、手段は特に限定される事はない。
なお、本発明にあって「金属」という語は純粋な金属の
みでなく所謂合金をも含むものとする。
く本発明の作用〉 本発明では第1図に示す様に、金属Aよ9成る中空体(
1)と、金属Bより成る中空体(2)とが、その突合わ
せ端面(3)とオーバーラツプ面(4)の両方に於いて
冶金的に接合されているので、その接合部の接合強度は
構造的な面からも化学的な面からも大であり、高圧ある
いは逆の高真空の配管等にt  幅広く応用可能である
なお、本発明では第1図に示した物思外にも第2図〜第
4図に示す様な物もあり、要は異種金属の接合面がオー
バーラツプ状に接合しておればよいのである。
本発明の異種金属同志即ち、金属Aと金属Bとしては、
例えば金属Aには強度や耐食性に優れたステンレス鋼を
、又金属Bには熱伝導性に富む銅若しくは銅合金を選ぶ
ものとし、金属Cより成るパイプの素材は通常は金属B
と同種素材を用いるが、例えば金属Bが銅である場合に
於いて、銅とニッケルの合金を用いる事もあり、適量の
ニッケルが含有されている銅合金を用い機械的強度の向
上を図る様な場合がある。
又ステンレス鋼と銅(合金)とを接合させるに際しては
、その境界にニッケルをメッキやハクの形態で介在せし
め両者の接合強度の向上を図ることがあるのは勿論であ
る。
本発明にあっては、その製造に高温高圧の熱間等方圧加
圧処理を用いる為に金属A、Bに相当幅広い組合わせが
可能であるが、その用途を考んると主な組合わせとして
は、ステンレス鋼−鋼、銅−アルミニウム、ステンレス
鋼−チタン、ステンレ・ス鋼−キュプロニッケル等があ
る。
以下本発明の製造方法を図面を参酌し乍ら詳述する。
第7図の(イ)に示すのは、金属Aより成る中実体(5
)と金属Bより成る中実体(6)を金属Bより成るパイ
プ(7)にて囲繞し、パイプ(7)内を真空引きした後
、パイプ(7)と両中実体(5)、 (6)の外部に露
出している境界部をシール溶接(8) t、 m図であ
る。
なお、この場合に於いてパイプ(7)と中実体(5)あ
るいは(6)のいずれかが溶接し難い様な素材の場合に
は第7図中(9)で示す様な端板を当接し、該端板(9
)とパイプ(7)とを溶接する方法を採る事もあるし、
その他溶接法に依らずパイプ(7)の端面を押潰した状
態で圧着又は溶接する事もある(以下同じ)。この様に
処置したものを高温高圧容器内にて熱間等方圧加圧処理
をし、両中実体(5L(6)及びパイプ(7)を全て冶
金的に一体に接合させ、その後両中実体(5)及び(6
)を通し長手方向にその芯部を切落除去し外周部のみを
所要厚さ残すと共に、金属Aより成る中実体(5)の自
由端側からある長さに渡って金属Bより成るパイプ(7
)を削り取り金属Aを露出させ、第7図の(ロ)に示す
が如きパイプジヨイントを得るのである。なお、この第
7図の(ロ)に示す図では図の右側部分のパイプ(7)
部分もある幅に渡って削り取りパイプジヨイントの形状
となしである。
なお、この際パイプ(7)の素材として金属Bとは異種
な金属C1例えば金属Bが銅の場合に金属Cとしてキュ
プロニッケル等を用いれば第7図の(ロ)で外周に盛上
っている部分のみに、その金属Cが存在しパイプジヨイ
ント自体の機械的強度を大ならしめる事が可能である。
次に第8図に示すのは金属Aより成る中空体(5゛)と
金属Bより成る中空体(6′)とを突合わせ、その外周
を金属C(これは金属Bと同種の事もある)から成るパ
イプ(7)で囲繞し、雨中空体(5″)、 (6’)の
内部空間に中子(10)を配設し、第7図の場合で述べ
たと同様に外周をシールするのであるが、この場合中子
(lO)が金属の場合には、そのままシール溶接が可能
だが、セラミック等の非金属体を中子としC用いる場合
には両端面に、金属Cのパイプ(7)と溶接接合し易い
金属から成る端板(9)を両端1mにあてがった後シー
ルするものとする。なお、第8図に示すの1よ中子が中
実体の場合を示すが、第9図に示す様に中子(9)が中
空体の場合も同様に行えるものである。
次に第10図に示すのは、第5図の金属Bより成る中空
体(6゛)が無く、その部分が空間になっている如き状
態を現オつす図であり、この様な処置を施したものを高
2M Ui圧の熱同等方圧加圧処理をすれば、その空間
に金属Bより成るパイプ(7)、そして中子(10)が
金属製である場合には金属Bより成る該中子(10)も
共に入り込み、該空間を埋め尽くすので熱間等方圧加圧
処理の後に不要部分を除去すれば、第7図の(ロ)や第
1図に示す如きパイプジヨイントが得られるのである。
なお、この第10図に示す様に最外層のパイプ(7t 
  )と中子(10)との間に空間部を設ける方法では
中子(10)が中実体であっても、又中実体の非金属で
あってもパイプ(7)が該空間部へ入り込むので製造可
能である。
又第11図に示すのは、金mAより成る中子(10)の
−側端部分に金属Aより成る中空体が一体的に連設され
た状態の物を示し、この場合にあっては図中右方の中空
体(7)が空間部へ入り込み結果的には上記と同様にパ
イプジヨイントが得られる。
又、今まで述べて来た製造方法は全て金属Aの中実体若
しくは中空体と、金属Bの中実体若しくは中空体とをそ
れぞれ1個ずつ突合わせた物であったが、長いパイプ(
7)の中に多数本の金ff、 Aの中実体若しくは中空
体と金属Bのそれとを交互に挿入して多数個を同時に熱
闘等方圧加圧処理した後に適当な箇所即ち金属Aの中実
体若しくは中空体と金属Bのそれとが、それぞれ一対に
接合しているが如き固体として切出し、次いで前述と同
様に不要部分を除去すれば多数のパイプジヨイントが同
時に得られる。
又、得られるパイプジヨイントで金属A部と金属B部と
が軸に直角な方向の接合面(突合わせ231面)をもつ
事が、例えば応力集中等で好ましくない様な場合には、
その突合わせ面を予め斜め方向に切削しておく事で解消
されるし、更に金属A部と金属B部との接合強度を増す
為に、その接合面を大とする為に互いの接合面を対応す
る凹凸面とする等は必要に応じ適宜行うものとする。
なお、本発明方法に於ける熱間等方圧加圧処理の温度や
圧力等の処理条件は互いに接合しようとする金属の素材
によって、それぞれ決定すべきものであるが、ステンレ
ス鋼と銅の場合では、その温度が約700℃、圧力が約
1000気圧で処理時間は1〜2時間とする。
〈発明の効果〉 以上述べて来た様に、本発明によれば、パイプジヨイン
トを形成する両側の異種金属の接合部の直情が広く取れ
るし、かつ熱間等方圧加圧処理によって、その接合部は
冶金的に強固に接合されているので、該接合部からの流
体の洩れが無く広く用途に用いろ事が出来ろものである
又その製法が熱同等方圧加圧処理を採用する為に、薄肉
、小径の物でも容易に製造することが可能であり、しか
も用いる金属の種類を広範に選ぶことが出来るという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図(よそれぞれ本発明パイプジヨイントの
断面説明図、第5図及び第6図は従来のパイプジヨイン
トの断面説明図、第7図(イ)は本発明パイプシフイン
ドの製造方法の一例を示す断面説明図、同(ロ)は前(
イ)から不要部を切落して得られるパイプジヨイントの
断面説明図、第8図〜第11図は共に本発明パイプジヨ
イントの他の製造方法を示す断面説明図。 図中、   (1)金属Aより成る部分(2)金属Bよ
り成る部分 特許出願人 株式会社黒木工業所 代 理 人 有吉 教晴 第7図 第4図 第7図 第70図 第77図   7 手続補正書(1引 昭和59年11月21日 特許庁長官 古賀 半殺      節、(1、事件の
表示 昭和59年 特許願 第222679号3、補正をする
者 クロキタ力ノリ 代表者 黒木隆憲 4、代理人 住所 福岡市博多区博多駅東1丁目1O−27(1)明
細書第3頁第1行目の「金属の帯条体、塊状体等の充填
体、粉粒体」を「金属の粉粒体、帯条体、塊状体等の充
填体」に訂正する。 (2)明細書第7頁第10行目の「合金をも含むものと
する。」を「合金をも含むものとし、更にいずれかが複
合金属例えば二重管である場合も含むものとする。」に
訂正する。 (3)明細書第12頁第10行目の「長いパイプ」を「
例えば長いバイブ」に訂正する。 (4)明細書第12頁第11行目〜同頁第12行目の「
挿入して」を「挿入する等」に訂正する。 (5)明細書第13頁第17行目の「広く」を「広い」
に訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ある部所を境いにその左右両側で異種素材の金属が
    接合されている如きパイプジョイントに於いて、上記異
    種素材の接合部分の内口径が同一であり、かつ該接合面
    が互いにオーバーラップ部を有し、しかも異種素材同志
    の接合は冶金的接合となっていることを特徴とするパイ
    プジョイント。 2、ある金属Aの中実体と、金属Aとは異種の金属Bの
    中実体とを突合わせ、同突合わせたものの外周を上記金
    属Bと同種若しくは異種金属Cのパイプで囲繞し、該パ
    イプ内空間又は上記パイプと金属A、Bの両中実体との
    三者相互の境界が真空状態になるべく溶接その他の手段
    で外部からシールし、次いで高温高圧の容器内に於いて
    熱間等方圧加圧処理を施し、その後金属A、Bの両中実
    体の外周部の所要厚さを残して中芯部を切落すると共に
    、金属Aの自由端側の外周のパイプ部分を完全に切落し
    金属Aを露出させることを特徴とするパイプジョイント
    の製造方法。 3、金属Aの中実体と金属Bの中実体の一方又は双方が
    金属の粉粒体、帯条体、塊状体等の充填体であることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載のパイプジョイン
    トの製造方法。 4、ある金属Aの中空体と、金属Aとは異種の金属Bの
    中空体とを突合わせ、同突合わせたものの内側には金属
    あるいは非金属製の中実若しくは中空の中子を挿入する
    と共に、その外側は上記金属Bと同種若しくは異種金属
    Cのパイプで囲繞し、該パイプ内空間又はパイプ内筒面
    と中子外筒面及び金属A、Bとの相互の境界が真空状態
    になるべく溶接その他の手段で外部からシールし、次い
    で高温高圧の容器内に於いて熱間等方圧加圧処理を施し
    、その後中子を除去すると共に金属Aの中空体の自由端
    側のパイプ部分を完全に切落し、金属Aを露出させるこ
    とを特徴とするパイプジョイントの製造方法。 5、金属Aの中空体と金属Bの中空体の一方又は双方が
    金属の帯条体、塊状体等の充填体、粉粒体であることを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載のパイプジョイン
    トの製造方法。 6、中実若しくは中空体の中子の一端に、金属Aより成
    り、かつ中子の全長よりは短い中空体を互いにその端部
    を揃えて囲繞し、次いで金属Aの中空体の更に外周に、
    金属Bより成るパイプを囲繞せしめ、その後該パイプ内
    空間又はパイプ内筒面と中子外筒面及び金属Aとの相互
    の境界が真空状態になるべく溶接その他の手段で外部か
    らシールし、次いで高温高圧の容器内に於いて、熱間等
    方圧加圧処理を施し、その後金属Aの内側部分並びに外
    側部分を全て切落し内、外両側で金属Aを露出させるこ
    とを特徴とするパイプジョイントの製造方法。 7、金属Aより成る中空体が金属の粉粒体、帯条体、塊
    状体等の充填体であることを特徴とする特許請求の範囲
    第6項記載のパイプジョイントの製造方法。 8、中子が金属Aを素材とし、該中子と金属Aより成る
    中空体とが一体的に連設されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第6項記載のパイプジョイントの製造方法
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