JPS6342558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は中間材を挾んで２本のパイプを同軸
的に配置し中間材のみを回転して両側よりパイプ
を押圧して摩擦溶接する摩擦溶接継手構造に関す
る。

摩擦溶接は極めて短時間に良好な性能の継手が
得られる長所を有するが従来は摩擦溶接機を工場
内に設置し、運ばれてきた部材を溶接するもので
あつた。しかし、冒頭に掲げた中間材を用いる継
手構造が開発されるに及んで長尺パイプ、曲管、
大型鋼管構造物や都市ガス等の現場配管の接続工
事にも適用可能となつた。

しかし、長尺かつ曲つた管や、被溶接部材の一
方が現場に固定されている等の場合は、両方の被
溶接部材を溶接機のクランプユニツトで把持して
も完全に同軸に揃えることはむつかしく、軸ずれ
が避けられなかつた。軸ずれが起つた場合は接合
が不完全になる。また、パイプを摩擦溶接してゆ
く場合、互いに高温で圧接するためパイプの内面
及び外面にバリが発生する。外側のバリは簡単に
切削できるが、内面に出たバリは簡単には除去す
ることが出来ず、管内にガスを流した場合この部
分に水分等が貯り腐蝕の原因になる等の不具合が
あつた。

この発明は、従来の中間材を用いたパイプの摩
擦溶接継手の上述の問題点にかんがみ、簡単な構
造で自動的に軸ずれが修正され、内面のバリが処
理される摩擦溶接継手を提供することを目的とす
る。

以下、本発明をその実施例を示す図面にもとづ
いて詳細に説明する。

第１図に示す如く、中間材３の両側に同軸的に
被溶接パイプ１，２を配置し、中間材３を回転さ
せ両側から被溶接パイプ１，２を押圧して摩擦溶
接を行う場合、中間材３の縦断面において内面よ
り外面に向つて広がるように開先を傾斜させる
と、両側の被溶接パイプ１，２の端面は凸円錐面
となり、中間材３の両端面は凹円錐面となる。し
たがつて、多少の軸ずれがあつても両側より押圧
することにより、自動調心されて軸ずれが自動的
に修正された上摩擦溶接される。しかし、摩擦溶
接の際の押圧力は大きく、かつ中間材は赤熱され
るので、場合によつては中間材３が両側の被溶接
パイプ１，２の傾斜した端面で押圧されると中間
材は直径が大きくなり外側に若干押出され、内外
面とも被溶接パイプと段違いを生ずるおそれがあ
る。

又第２図の如く、上記と逆に中間材３の両端を
凸円錐面とし、両側のパイプ１，２の端面を凹円
錐面とした場合も軸ずれは自動的に修正されるが
この場合は押圧されることにより中間材３が内側
に押し込まれることになる。

本発明は、円錐面を嵌合させ自動的に軸ずれを
修正する場合、中間材の内外面が両側のパイプの
面と段違いを生ずることのない継手構造を提案す
るものである。

第３図は本発明の実施例の溶接前の状態を示す
図である。中間材３は両端面が凹円錐面をなし、
両側のパイプ１，２の端面は凸円錐面をなしてい
る点は第１図の構造と同様であるが、中間材３の
内外径はともにパイプ１，２の内外径より若干小
さく作られている。又、中間材３の内周面には溶
接後裏当金をつけた状態になる円筒状部３ａが一
体的に設けられている。この円筒状部３ａの外面
と前記の傾斜した開先面との交わる部分には摩擦
溶接により生ずるバリを受入れるに適する寸法の
環状溝３ｂが設けられている。又円筒状部の内面
は縦断面で見て円弧状をなしている。

この継手構造は以上の如く構成されているの
で、摩擦溶接施行の際両側のパイプ１，２の間に
多少の軸ずれがあつても、中間材３の内面（円筒
状部材３ａの外面）の直径がパイプの内径より若
干小さいためパイプの端面は円筒状部３ａにつか
えることなく、中間材３の開先面に接近すること
が出来て、第３図に示す如くパイプ１，２の端面
と中間材３の端面の間、円筒状部３ａの外面とパ
イプ１，２の内面の間には僅かのクリアランスを
生ずる。この状態で中間材３を回転させ、回転中
に両側よりパイプ１，２を押圧すると、パイプ端
面の凸円錐面が中間材端面の凹円錐面に嵌合し自
動的に軸ずれが修正され、又高熱状態にある中間
部材は圧接中に塑性変形により直径が大きくなり
円筒状部３ａの外面はパイプ１，２の内面に押し
当てられ、これによつて当初のクリアランスは消
滅するとともに、これがストツパーになつて中間
材３がそれ以上外側に押出されることは防止さ
れ、圧接終了時には第４図に示す如く中間材３の
外面とパイプ１，２の外面は一致し、円筒状部３
ａの外面がパイプ１，２の内面に密着した普通の
溶接における裏当金を取付けた形状となる。これ
により中間材３とパイプ１，２の開先面は完全に
一致した状態で圧接され摩擦溶接が完了する。摩
擦溶接により溶接部の内側に生じたバリは環状溝
３ｂに収納され、円筒状部３ａを中心線側に押し
て変形隙間を生じさせたりすることもなく、又バ
リがパイプ内に露出して流体の流動やパイプに悪
影響を及ぼすことも防止される。なお円筒状部３
ａの内面は弧状になつているので流体抵抗の増加
は軽減される。

以上の如く、本発明によれば簡単な構造で多少
の軸ずれがあつても自動的に補正され、かつ内面
に生ずるバリが処理された優れたパイプ摩擦溶接
継手を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来の摩擦溶接継手構
造の例を示す断面図、第３図は本発明の実施例の
溶接施行前の状態を示す断面図、第４図はその溶
接終了後の状態を示す断面図である。 １，２……被溶接パイプ、３……中間材、３ａ
……円筒状部、３ｂ……バリ受入環状溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中間材を挾んで接続すべき２本のパイプの端
   部を同軸的に配置し中間材のみを回転しつゝ両側
   のパイプを中間材に押圧して溶接する摩擦溶接継
   手構造において、中間材の端面が凹円錐面をな
   し、両側のパイプの端面が凸円錐面をなす如く開
   先を軸線に対して傾斜させるとともに、上記中間
   材の内周面に溶接後裏当金を着けた状態になる円
   筒状部を一体的に設けたことを特徴とするパイプ
   の摩擦溶接継手構造。 ２ 上記の中間材の開先面と前記裏当金をなす部
   分の交わる部分に摩擦溶接により生ずるバリを受
   入れる環状溝を設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の摩擦溶接継手構造。