WO2016047619A1 - 接合体、磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法 - Google Patents

接合体、磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法 Download PDF

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浩平 水田
大木　力
佐藤　大介
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浩平 水田
大木　力
佐藤　大介
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Definitions

  • the present invention relates to a bonded body, a magnetic rotating arc bonding method, and a manufacturing method of a bonded body, and more particularly to a bonded metal tube, a magnetic rotating arc bonding method, and a bonded body manufacturing method.
  • the essential condition at the time of pressure welding is that the end surface of the steel pipe is uniformly melted by the arc.
  • the molten state of the end face of the steel pipe may not be uniform, resulting in poor bonding.
  • the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-55267 discloses that the outer periphery of the end face (joining portion) of the oppositely arranged tubes is surrounded by a heating means such as a gas burner and the arc is ignited. Discloses a method in which the joining portion is preheated by the heating means.
  • a heating means such as a gas burner and the arc is ignited.
  • the joining portion is preheated by the heating means.
  • the provision of such heating means complicates the apparatus configuration of the bonding apparatus and increases the cost of the bonding method.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic rotating arc bonding method capable of suppressing the occurrence of bonding failure with a simple configuration, It is to obtain a bonded body in which generation is suppressed and a method for manufacturing the bonded body.
  • the end surfaces of two steel pipes that are welding target materials are uniformly melted by the arc, and one steel pipe is press-contacted to the other steel pipe at that timing, thereby the steel pipe. Join each other to obtain a joined body.
  • a dendrite structure is generated at the bonding interface by supercooling the molten layer at the end faces to be bonded.
  • This dendrite structure is low in strength as compared with regions other than the vicinity of the joint interface of the steel pipe (for example, the base material of the steel pipe and the heat-affected zone), and defects such as cracks may occur.
  • the strength of the bonded portion including the bonded interface of the bonded body is insufficient.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic rotating arc bonding method capable of forming a sufficiently strong bonded portion in a bonded body, sufficient It is to obtain a joined body including a joint portion having strength and a method for manufacturing the joined body.
  • a joined body includes a first metal tube, a second metal tube, and a joined portion obtained by joining the end surfaces of the first and second metal tubes.
  • An outer peripheral bead portion protruding toward the outer peripheral side and an inner peripheral bead portion protruding toward the inner peripheral side are formed at the joint portion.
  • the difference between the width of the outer peripheral bead portion and the width of the inner peripheral bead portion in the direction from the first metal tube to the second metal tube is an average value of the width of the outer peripheral bead portion and the width of the inner peripheral bead portion. On the other hand, it is 40% or less.
  • a magnetic rotating arc joining method includes a step of preparing first and second metal tubes, a step of preheating, a step of main heating, and a step of joining.
  • the preliminary heating step arc discharge is generated between the end faces while the end faces of the first and second metal tubes are opposed to each other, and a magnetic field is applied between the end faces to move the position of the arc discharge between the end faces.
  • the temperature at a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes is preheated to the preheating temperature.
  • the main heating step an arc discharge is generated between the end faces of the first and second metal tubes, and a magnetic field is applied between the end faces to move the position of the arc discharge between the end faces.
  • the temperature at a position 2 mm away from the end face of the metal tube is heated to the bonding temperature.
  • the bonding step after the main heating step, the end faces are butted together and bonded.
  • a joined body includes a first metal tube, a second metal tube, and a joined portion obtained by joining the end surfaces of the first and second metal tubes. At the joint interface between the first metal tube and the second metal tube at the joint, it is inside the outer peripheral surfaces of the first and second metal tubes and from the inner peripheral surfaces of the first and second metal tubes. There is no dendrite layer in the outer region.
  • the first and second metal tubes 21 and 22 are prepared (S10), the main heating step (S30), and the joining step (S40). ).
  • the main heating step (S30) an arc discharge is generated between the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22, and a magnetic field is applied between the end faces to move the position of the arc discharge between the end faces. Then, the temperature at a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 is fully heated to the bonding temperature (temperature T3 in FIG. 8D).
  • the joining step (S40) after the main heating step (S30), the end faces are butted together and joined.
  • the relative pressure-contact speed of the first metal tube 21 with respect to the second metal tube 22 when the end surfaces are brought into contact with each other is 20 mm / s or more.
  • the method for manufacturing a joined body according to an embodiment of the present invention uses the magnetic rotating arc joining method. In this way, it is possible to obtain the joined body 10 having a sufficiently strong joint.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the magnetic rotating arc joining method which concerns on this embodiment. It is a cross-sectional schematic diagram of the joined body of a comparative example. It is a cross-sectional schematic diagram of the joined body which concerns on this embodiment. It is a flowchart for demonstrating the magnetic rotating arc joining method which concerns on this embodiment. It is a schematic diagram which shows an example of the joining apparatus which enforces the magnetic rotating arc joining method which concerns on this embodiment. It is a timing chart for demonstrating the magnetic rotating arc joining method which concerns on this embodiment.
  • a joined body 10 is obtained by joining a first metal tube 21 and a second metal tube 22 by a magnetic rotating arc joining method. That is, the joined body 10 includes a first metal tube 21, a second metal tube 22, and a joint portion including a joint interface 11 in which the end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22 are joined together. .
  • An outer peripheral bead portion (not shown) that protrudes to the outer peripheral side and an inner peripheral bead portion 13 that protrudes to the inner peripheral side are formed in the joint portion. The outer peripheral bead portion is removed by grinding.
  • FIG. 12 the part by which the said outer periphery bead part was removed by grinding becomes the grinding part 12.
  • FIG. And in the junction interface 11 of a junction part, it is an area
  • the dendrite layer 15 is not present.
  • the strength of the joint can be sufficiently increased.
  • the width of the outer peripheral bead portion (that is, the width L ⁇ b> 1 of the grinding portion 12) and the inner peripheral bead in the direction from the first metal tube 21 to the second metal tube 22.
  • the difference between the width L2 of the portion 13 is the average value ((L1 + L2) / 2) of the width of the outer peripheral bead portion (width L1 of the grinding portion 12) and the width L2 of the inner peripheral bead portion.
  • it is 40% or less.
  • the difference in the width of the bead portion between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the first and second metal tubes 21 and 22 in the joint portion is sufficiently small, and the joint state of the joint portion is the inner periphery. There is no big difference between the side and the outer peripheral side, and the joined body 10 in which the soundness of the joint portion is ensured is obtained.
  • the width L2 of the inner peripheral bead portion 13 refers to the inner peripheral bead portion from the inner peripheral surface of the first metal tube 21 and the second metal tube 22 in the joined body 10 in the cross section shown in FIG. This is the distance between the positions at which 13 starts to project (boundary points 14a, 14b).
  • the width L1 of the grinding portion 12 on the outer peripheral side also corresponds to the distance between the positions at which the outer peripheral bead portions start to protrude from the outer peripheral surfaces of the first metal tube 21 and the second metal tube 22.
  • the outer diameters of the first and second metal tubes 21 and 22 are 10 mm or more and 250 mm or less.
  • the lower limit of the outer diameter is, for example, 20 mm or more, preferably 50 mm or more, more preferably 100 mm or more.
  • the thickness of the 1st and 2nd metal tubes 21 and 22 is 1 mm or more and 16 mm or less.
  • the lower limit of the thickness is, for example, 2 mm or more, preferably 5 mm or more, more preferably 10 mm or more.
  • the Fleming left-hand rule is used in the magnetic rotating arc welding method.
  • the magnetic rotating arc joining method according to the present embodiment as shown in FIG. 3, an annular shape is formed so as to surround a part of the outer peripheral side surfaces of the first and second metal tubes 21, 22 arranged so that the end faces face each other. While arranging the permanent magnet 7 and applying a magnetic field, a large direct current is passed from the power source 34 to the first and second metal tubes 21 and 22. When the distance between the opposing end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 is kept at a certain value, an arc 31 of 1.5 mm to 2.0 mm is ignited between the end faces.
  • FIG. 3 an annular shape is formed so as to surround a part of the outer peripheral side surfaces of the first and second metal tubes 21, 22 arranged so that the end faces face each other. While arranging the permanent magnet 7 and applying a magnetic field, a large direct current is passed from the power source 34 to the first and second metal tubes 21 and 22. When the distance between the opposing end faces of
  • the direction of the current is indicated by the arrow 33
  • the direction of the force acting on the arc 31 is indicated by the arrow 32. That is, the generated arc 31 receives the force of the rotating magnetic field generated by the permanent magnet 7 and rotates at a high speed in the circumferential direction on the end face as indicated by the arrow 35 in FIG. As a result, both end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 are heated.
  • the arc 31 rotates on the inner diameter side of the first and second metal tubes 21 and 22, and the inner diameter side of the end face is heated. This is because the arc 31 receives a force in the inner diameter side direction due to a magnetic blowing phenomenon caused by a difference in magnetic flux density inside and outside the first and second metal tubes 21 and 22.
  • the preheating step and the main heating step are performed using the heating by the arc.
  • the preheating temperature is set below the magnetic transformation point, and the heating temperature in the main heating step is set to, for example, about 1100 ° C.
  • the magnetic susceptibility decreases with increasing temperature at the end faces of the metal tubes 21 and 22, and the ferromagnetism disappears at the magnetic transformation point (770 ° C.). For this reason, the magnetic flux density on the inner diameter side is higher than the magnetic flux density on the outer diameter side of the metal tubes 21 and 22, and the arc 31 is moved and heated to the outer diameter side of the metal tubes 21 and 22 by the magnetic blowing phenomenon.
  • the end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22 are sufficiently heated in advance by the preliminary heating step, the end surfaces reach a molten state almost uniformly by the main heating step. That is, it is possible to suppress the occurrence of the problem that the temperature of the inner diameter end face exceeds the melting point during the heating of the outer diameter end faces of the metal tubes 21 and 22 and the arc 31 disappears while the outer diameter end faces are insufficiently heated. Then, at the timing when the end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22 are almost uniformly melted, the metal tube on one side (for example, the first metal tube 21) is replaced with the metal tube on the other side (for example, the second metal tube). 22), the end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22 are joined. At this time, since the melted state is substantially uniform from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the end face, the width of the bead portion is substantially equal between the inner main side and the outer peripheral side, and a uniform and good joint can be formed.
  • the inventor makes a moving speed (also referred to as a pressing speed or a pressure contact speed) and a pressure contact force when pressing the metal pipe on one side to the metal pipe on the other side at the time of the above-described press contact, and a value equal to or higher than a certain value.
  • a moving speed also referred to as a pressing speed or a pressure contact speed
  • a pressure contact force when pressing the metal pipe on one side to the metal pipe on the other side at the time of the above-described press contact, and a value equal to or higher than a certain value.
  • a dendrite layer 15 was formed on the bonding interface 11 as shown in FIG.
  • the presence of such a dendrite layer 15 causes a decrease in strength of the bonding interface 11.
  • Such a dendrite layer 15 is formed because the moving speed and the pressure contact force when pressing the end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22 in the direction indicated by the arrow 16 make the dendrite layer 15 external. This is because it is not enough to be removed.
  • the present inventor makes the dendrite layer 15 formed at the time of bonding the outer side (inner peripheral side and the inner side) as shown in FIG. As shown by the arrow 18, the extrusion was successful. As a result, the region 17 including the central portion of the bonding interface 11 is in a state where the dendrite layer 15 does not exist. For this reason, in the joined body 10 according to the present embodiment shown in FIG. 5, the strength of the joined portion could be sufficiently increased.
  • the bead portion 13 located on the outer peripheral side is removed by grinding, whereby the joined body 10 as shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.
  • FIG. 8A represents the energization current between the end faces
  • the vertical axis in FIG. 8B represents the arc voltage between the end faces
  • the vertical axis in FIG. 8D represents the temperature at a position 2 mm from the end face
  • the vertical axis in FIG. 8E represents the pressing pressure between the end faces
  • FIGS. Represents the time.
  • a preparation step (S10) is performed.
  • first and second metal tubes 21 and 22 are prepared.
  • the prepared first and second metal tubes 21 and 22 are set in the joining apparatus shown in FIG.
  • the first metal tube 21 is fixed to the chuck 9 to which the plus terminal 8 is connected.
  • the second metal tube 22 is fixed to the chuck 9 to which the minus terminal 6 is connected.
  • An annular permanent magnet 7 is installed in the two chucks 9 so as to surround the first and second metal tubes 21 and 22.
  • the load cell 5 is connected to the second surface side opposite to the first surface where the permanent magnet 7 is installed in the chuck 9 to which the minus terminal 6 is connected.
  • a ball screw 3 is installed on the side opposite to the chuck 9 when viewed from the load cell 5.
  • a motor 1 is connected to the ball screw 3 via a speed reducer 2.
  • a displacement sensor 4 for measuring the displacement of the chuck 9 to which the minus terminal 6 is connected is disposed at a position adjacent to the load cell 5.
  • the 1st and 2nd metal tubes 21 and 22 are arrange
  • a preheating step (S20) is performed.
  • arc discharge is generated between the end faces while the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 are opposed to each other, and a magnetic field is applied between the end faces to set the position of the arc discharge between the end faces.
  • the temperature at a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 is preheated to the preheating temperature (temperature T1 in FIG. 8D).
  • the distance (gap) between the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 is set to a predetermined size indicated by a gap D1 in FIG.
  • V1 an arc voltage
  • the arc is ignited as shown in FIG. A current I1 (see FIG. 8A) flows.
  • the arc rotates at the end face as shown in FIG. 3 by the magnetic field generated by the permanent magnet 7 (see FIG. 7).
  • the end face is heated, and the temperatures of the first and second metal tubes 21 and 22 at a position away from the end face by a predetermined distance (position 2 mm away from the end face) are shown in FIG. It is heated to a temperature T1 (preheating temperature), and the magnetism is lowered. At the time t2 when the temperature at the position reaches the temperature T1, the arc voltage and the arc current are set to zero (see FIGS. 8A and 8B). In addition, you may implement the preheating process (S20) mentioned above in multiple times.
  • the first and second metal tubes 21 and 22 are held with the arc discharge stopped.
  • the temperature at the position 2 mm from the end face decreases to the temperature T2 as shown in FIG. 8D by this holding time, the end face temperature becomes more uniform due to thermal diffusion at the end face.
  • the gap between the end faces is once set to zero and set to a predetermined gap D1 again. This is because the gap is adjusted in order to reliably start the arc in the main heating process described later.
  • the main heating step (S30) is performed as shown in FIG.
  • an arc discharge is generated between the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22, and a magnetic field is applied between the end faces to move the position of the arc discharge between the end faces.
  • the temperature at a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 is fully heated to the bonding temperature (temperature T3 in FIG. 8D).
  • the distance (gap) between the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 is set to a predetermined size indicated by a gap D1 in FIG.
  • V1 see FIG. 8B
  • the arc is ignited as shown in FIG. A current I2 (see FIG. 8A) flows.
  • the stability of the arc at the end face on the outer peripheral side was improved.
  • the arc rotates at the end face as shown in FIG. 3 by the magnetic field generated by the permanent magnet 7 (see FIG. 7).
  • the end face is heated, and the temperatures of the first and second metal tubes 21 and 22 at a position away from the end face by a predetermined distance (position 2 mm away from the end face) are shown in FIG. It is heated to a temperature T3 (joining temperature).
  • the joining step (S40) shown in FIG. 6 is performed.
  • the joining step (S40) after the main heating step (S30), the end faces of the metal tubes 21 and 22 are butted together and joined.
  • the joining step (S40) the joined portions that are joined by abutting the end faces are energized and heated.
  • the second metal tube 22 is brought closer to the first metal tube 21 from a predetermined time after the time t5 shown in FIG. 8 to reduce the distance between the end faces (gap in FIG. 8C).
  • the moving speed of the second metal tube 22 is set to 20 mm / s or more.
  • the motor 1 (see FIG. 7) is further driven to press the metal tube 22 toward the metal tube 21 side.
  • the gap becomes negative as shown in FIG. 8C (that is, the molten end faces are pushed out to the outer peripheral side and the inner peripheral side to form the bead portion, thereby joining the end faces).
  • pressure is generated between the end faces from time t6, and reaches a predetermined pressure P1 at time t7.
  • the pressure P1 pressure contact force
  • the pressure P1 is, for example, 5 MPa or more. This is because it is considered that a pressure contact force of at least about 5 MPa is required to join the melted end faces.
  • the joining step (S40) By performing the joining step (S40) in this way, the first and second metal tubes 21 and 22 can be joined to obtain a joined body. Moreover, in the manufacturing method of the joined_body
  • the material which comprises the 1st and 2nd metal pipes 21 and 22 is steel, such as carbon steel for machine structures.
  • the preheating temperature (temperature T1) in the preheating step (S20) is preferably a temperature lower than the magnetic transformation point of the material (for example, steel).
  • the preheating temperature (temperature T1) in the preheating step (S20) may be 100 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower.
  • the temperature of the outer peripheral surface at a position 2 mm from the end surface of the metal tubes 21 and 22 for measuring the preheating temperature T1 or the like is not so high. This is because there are cases.
  • the preheating temperature is preferably 200 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.
  • 1050 degreeC or more and 1150 degrees C or less may be sufficient as the joining temperature (temperature T3) in this heating process (S30).
  • the current value between the end faces (current I1 or current I2 in FIG. 8A) in the preheating step (S20) and the main heating step (S30) may be 10 A or more and 10,000 A or less.
  • the magnetic flux density of the magnetic field in the preheating step (S20) and the main heating step (S30) may be 1 mT or more and 1000 mT or less.
  • the moving speed (pressing speed) of the metal tube 22 in the joining step (S40) can be 20 mm / s or more and 1100 mm / s or less.
  • the lower limit of the moving speed is set to 20 mm / s because if the moving speed is too slow, the temperature of the end faces decreases before the end faces come into contact with each other, resulting in poor bonding conditions.
  • the upper limit of the moving speed is set to 1100 mm / s, which is determined as a feasible value in consideration of equipment performance of the motor 1 and the hydraulic drive device.
  • the moving speed is preferably 30 mm / s or more and 1000 mm / s or less, more preferably 50 mm / s or more and 900 mm / s or less.
  • each condition in each step (S20 to S40) of the joining method described above can be appropriately selected according to the material and size of the metal tubes 21 and 22. Further, in this method, by controlling the heating time based on the temperature history, the heating time can be easily controlled even when the current value, arc voltage value, magnetic flux density, material size, and the like are different.
  • a joined body 10 includes a first metal tube 21, a second metal tube 22, and a joined portion obtained by joining end surfaces of the first and second metal tubes (joint). A region including the interface 11). An outer peripheral bead portion protruding to the outer peripheral side and an inner peripheral bead portion 13 protruding to the inner peripheral side are formed in the joint portion. The difference between the width of the outer peripheral bead portion (the width L1 of the grinding portion 12) and the width L2 of the inner peripheral bead portion 13 in the direction from the first metal tube 21 to the second metal tube 22 is the width of the outer peripheral bead portion.
  • the joined body 10 includes a first metal tube 21, a second metal tube 22, and a joint portion obtained by joining the end surfaces of the first and second metal tubes. Is provided. At the joint interface 11 between the first metal tube 21 and the second metal tube 22 at the joint, the first and second metals are inside the outer peripheral surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22.
  • the dendrite layer 15 does not exist in a region outside the inner peripheral surfaces of the tubes 21 and 22.
  • the dendrite layer 15 having a relatively low strength does not exist in the central portion of the bonded interface 11 of the bonded body, the strength of the bonded portion including the bonded interface is attributed to the presence of the dendrite layer 15. This can reduce the possibility of defects such as cracks in the joint. For this reason, the joined body 10 provided with the joint part of sufficient intensity
  • the material of the joined body 10 may be carbon steel for mechanical structure.
  • the joined body according to the present embodiment can be applied to a machine part or the like.
  • the outer diameters of the first and second metal tubes 21 and 22 may be 10 mm or more and 250 mm or less. In this case, the joined body 10 having a relatively small diameter to a large diameter can be obtained.
  • the thickness of the first and second metal tubes 21 and 22 may be 1 mm or more and 16 mm or less. In this case, by preparing the joined body 10 having various thicknesses, the degree of freedom in selecting a mechanical device to which the joined body 10 according to the present embodiment is applied can be increased.
  • the outer peripheral bead portion may be removed by grinding at the joined portion.
  • the width L1 of the outer peripheral bead portion may be the width L1 of the ground portion from which the outer peripheral bead portion has been removed by grinding.
  • the appearance of the joined body 10 can be made cylindrical.
  • the step of preparing the first and second metal tubes 21 and 22 (S10), the step of preheating (S20), and the main heating The process (S30) to perform, and the process (S40) to join are provided.
  • the preheating step (S20) arc discharge is generated between the end faces in a state where the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 are opposed to each other, and a magnetic field is applied between the end faces. Is moved between the end faces to preheat the temperature at a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes to the preheating temperature (temperature T1 in FIG. 6D).
  • the main heating step (S30) an arc discharge is generated between the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22, and a magnetic field is applied between the end faces to move the position of the arc discharge between the end faces. Then, the temperature at a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes is heated to the bonding temperature (temperature T3 in FIG. 6D).
  • the joining step (S40) after the main heating step (S30), the end faces are butted together and joined.
  • the preheating step (S20) can be performed using the same equipment as the method used in the main heating step (S30), it is necessary to prepare an independent heating means for preheating as in the past. And it can be preheated with a simple configuration. For this reason, since the joint portion (the end portion including the opposing end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22) can be sufficiently heated in advance by the preliminary heating, arc discharge is performed in the main heating step (S30). Stability can be improved and the occurrence of problems such as insufficient or uneven heating of the joint can be suppressed. For this reason, generation
  • the pressure (pressure P1 of FIG.6 (E)) for joining edge surfaces in the process (S40) to join is 5 MPa or more and 950 MPa or less, for example.
  • the reason why the lower limit of the pressure is set to 5 MPa is that the minimum pressure that can be pressed is considered to be about 5 MPa.
  • the reason why the upper limit of the pressure is 950 MPa is that the pressure is assumed when a material having a high yield stress is used as the material of the metal tube.
  • the pressure is preferably 10 MPa or more and 900 MPa or less, more preferably 20 MPa or more and 800 MPa or less.
  • the material constituting the first and second metal tubes 21 and 22 may be made of steel.
  • the preheating temperature (temperature T1) in the preheating step (S20) may be a temperature lower than the magnetic transformation point of the material, and the bonding temperature (temperature T3) in the main heating step (S30) is 1050 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower. It may be.
  • the bonding temperature (temperature T3) is preferably 1070 ° C. or higher and 1130 ° C. or lower, more preferably 1080 ° C. or higher and 1120 ° C. or lower.
  • first and second metal tubes 21 and 22 using steel as a material can be reliably joined to obtain a joined body.
  • the step of preparing the first and second metal tubes 21 and 22 (S10) and the step of main heating (S30) are joined. And a step (S40).
  • the main heating step (S30) an arc discharge is generated between the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22, and a magnetic field is applied between the end faces to move the position of the arc discharge between the end faces. Then, the temperature at a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 is fully heated to the bonding temperature (temperature T3 in FIG. 8D).
  • the joining step (S40) after the main heating step (S30), the end faces are butted together and joined.
  • the relative pressure-contact speed of the first metal tube 21 with respect to the second metal tube 22 when the end surfaces are brought into contact with each other is 20 mm / s or more.
  • the lower limit of the relative pressure contact speed is set to 20 mm / s because the relative movement speed between the first metal tube 21 and the second metal tube 22 is set to 20 mm / s in order to bring the end surfaces in the molten state into contact with each other. This is because the above is necessary. For example, when the distance between the end faces is about 2 mm (the arc length is about 2 mm), it is difficult to bring the end faces into contact with each other when the relative movement speed is less than 20 mm / s.
  • the upper limit of the relative movement speed may be 1100 mm / s or less, more preferably 1000 mm / s or less.
  • the inventor has a stable correspondence between the experiment and the simulation if the temperature is at the position from the simulation and the experiment, and is used for the control. It has been confirmed that the measured value has sufficient reliability.
  • the pressure contact force (the pressure P1 in FIG. 8 (E)) when the end faces are abutted may be 5 MPa or more.
  • the upper limit of the pressure contact force may be 950 MPa or less.
  • the reason why the lower limit of the pressure is set to 5 MPa is that the minimum pressure that can be pressed is considered to be about 5 MPa.
  • the reason why the upper limit of the pressure is 950 MPa is that the pressure is assumed when a material having a high yield stress is used as the material of the metal tube.
  • the pressure is preferably 10 MPa or more and 900 MPa or less, more preferably 20 MPa or more and 800 MPa or less.
  • the first and second metal tubes 21 and 22 are joined at the joining interface between the first metal tube 21 and the second metal tube 22. It is preferable that the dendrite layer 15 is not present in a region inside the outer peripheral surface of the first metal tube 21 and outside the inner peripheral surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22. In this case, the strength of the joint portion in the joined body can be sufficiently increased.
  • the end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22 are arranged to face each other.
  • a position 2 mm away from the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22 A step (S20) of preheating the temperature to a preheating temperature (temperature T1 in FIG. 8D) may be further provided.
  • the preheating temperature (temperature T1) in the preheating step (S20) may be a temperature lower than the magnetic transformation point of the material.
  • the preheating step (S20) can be performed using the same equipment as the method used in the main heating step (S30), it is not necessary to prepare an independent heating means for preheating, and simple Depending on the configuration, it can be preheated. For this reason, since the joint portion (the end portion including the opposing end surfaces of the first and second metal tubes 21 and 22) can be sufficiently heated in advance by the preliminary heating, arc discharge is performed in the main heating step (S30). Stability can be improved and the occurrence of problems such as insufficient or uneven heating of the joint can be suppressed. For this reason, generation
  • the material constituting the first and second metal tubes 21 and 22 may be made of steel.
  • the bonding temperature (temperature T3) in the main heating step (S30) may be 1050 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower.
  • the bonding temperature (temperature T3) is preferably 1070 ° C. or higher and 1130 ° C. or lower, more preferably 1080 ° C. or higher and 1120 ° C. or lower.
  • the 1st and 2nd metal pipes 21 and 22 which used steel as a material can be joined reliably, and a joined body can be obtained.
  • the material may be carbon steel for mechanical structure.
  • the joining method according to the present embodiment can be used for manufacturing machine parts and the like by applying the magnetic rotating arc joining method to joining metal pipes using carbon steel for machine structure as a material.
  • the carbon steel for machine structure is carbon steel for machine structure defined in JIS standard G4051 (for example, S10C, S45C, S55C, etc.), and boron (B) is added to the carbon steel defined in the above JIS standard G4051.
  • the carbon steel contained for example, SAE standard 10B38, SBM40, etc. is meant.
  • the outer diameters of the first and second metal tubes 21 and 22 may be 10 mm or more and 250 mm or less. As described above, the joining method according to the present embodiment can be applied to the metal pipes 21 and 22 having a relatively small diameter to a large diameter.
  • the thickness of the first and second metal tubes 21 and 22 may be 1 mm or more and 16 mm or less.
  • the joining method according to the present embodiment can be applied from the relatively thin metal tubes 21 and 22 to the thick metal tubes 21 and 22.
  • an upset current having a larger value than the energization current value in the main heating step (S30) (FIG. 8 ( A step of passing the current I3) of A) between the end faces may be further provided.
  • the melting region of the bonding portion (the region including the end faces of the first and second metal tubes 21 and 22) can be made uniform by the upset current. For this reason, generation
  • the joining portion joining the end faces abutting each other may be energized and heated.
  • the preheating step (S20) may be performed a plurality of times before the main heating step (S30).
  • the temperature of the joint portion can be sufficiently increased by a plurality of preheatings. it can. For this reason, generation
  • the step of holding the first and second metal tubes with the arc discharge stopped ( A period between time t2 and time t3 in FIG. 8 may be further provided.
  • the length of the holding step may be, for example, more than 0 seconds and 10 seconds or less. This is because even the thick metal tube can sufficiently equalize the temperature of the end face by securing the holding time of about 10 seconds. If the metal tubes 21 and 22 are sufficiently thin, the main heating step (S30) may be performed immediately after the preheating step (S20) without performing the holding step.
  • the energization current value between the end faces in the preheating step (S20) and the main heating step (S30) may be 10 A or more and 10,000 A or less.
  • an energization current value can be selected according to the size and material of the metal pipes 21 and 22 to be joined, and the occurrence of poor joining can be suppressed. Further, the energization current value may be controlled so as to fall within a range of ⁇ 150 A with respect to the target value.
  • the magnetic flux density of the magnetic field in the preheating step (S20) and the main heating step (S30) may be 1 mT or more and 1000 mT or less.
  • the magnetic flux density can be selected according to the size and material of the metal tube to be joined, the energization conditions, and the like.
  • the magnetic flux density is preferably 10 mT or more and 900 mT or less, more preferably 20 mT or more and 800 mT or less.
  • the method for manufacturing a joined body according to an embodiment of the present invention uses the magnetic rotating arc joining method. In this way, it is possible to obtain the joined body 10 having a sufficiently strong joint.
  • a cylindrical material using a JIS standard S45C material having an outer diameter of 40 mm and a wall thickness of 3 mm was prepared as the first and second metal tubes.
  • the axial length of the cylindrical material was 300 mm.
  • the apparatus of the structure shown in FIG. 7 was used for the joining apparatus used for joining.
  • Example 1 Sample of Example The prepared metal tube was set in the joining apparatus shown in FIG. 7, and joined by the magnetic rotating arc joining method according to the present embodiment shown in FIG.
  • the set value of the current value in the preheating step (S20) was 115A, and the magnetic flux density on the outer diameter side of the metal pipe (steel pipe) end face was 40 mT.
  • the set value of the current value in the main heating step (S30) was set to 115A as in the preheating step (S20). Since the current value is proportional to the rotation speed of the arc, heating was performed for a long time at a lower current value to increase the temperature of the entire metal tube, thereby expanding the melting region.
  • the magnetic flux density on the outer diameter side of the metal tube was 40 mT.
  • heating was performed until the temperature (temperature T1 in FIG. 8D) at a position 2 mm from the outer diameter end face of the metal tube reached 550 ° C.
  • the main heating step (S30) was started 3 seconds after the preheating step (S20) was completed (time point t3 3 seconds after time point t2).
  • bonding was performed when the temperature at a position 2 mm from the outer diameter end face of the metal tube reached 1100 ° C.
  • an upset current current I3 in FIG. 8A
  • the pressure speed was 43 mm / s, and the pressure (pressure force) shown in FIG. 8E reached 60 kN (170 MPa).
  • the amount of pushing the value on the minus side of the gap in FIG. 8C
  • the energization heating with the electric current value of 2 kA was performed also during the joining process (S40).
  • FIG. 9 shows an appearance of a joined body of the example in which the above-described metal tube is joined.
  • the joined body is cut
  • FIG. 10 shows a cross-sectional microphotograph of the central part of the joint in the joined body shown in FIG.
  • the cross-sectional microphotograph of (a) joining part, (b) heat affected part 1, (c) heat affected part 2, and (d) base material is shown in order from the joining interface. 10 is at a position of 0 mm from the bonding interface.
  • the said heat affected zone 1 is a 0.1-mm position from a joining interface.
  • the heat affected zone 2 is at a position 0.2 mm from the bonding interface.
  • the said base material is a 0.4 mm position from a joining interface.
  • the dendrite layer does not exist in the central portion of the joined interface of the joined portion, and the joined portion is substantially uniform from the inner peripheral side to the outer peripheral side. It turns out that it has become a favorable structure
  • FIG. 11 shows the appearance of a bonded body of a comparative example in which the metal pipe described above is bonded.
  • the joined body is cut
  • FIG. 12 shows a cross-sectional microphotograph of the central portion of the joint in the joined body shown in FIG.
  • FIG. 12 as in FIG. 10, a cross-sectional micrograph of (a) the joint, (b) the heat affected zone 1, (c) the heat affected zone 2, and (d) the base material in order from the joint interface is shown. Yes.
  • a cylindrical material using a JIS standard S45C material having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 5 mm was prepared as the first and second metal tubes.
  • the axial length of the cylindrical material was 300 mm.
  • the apparatus of the structure shown in FIG. 7 was used for the joining apparatus used for joining.
  • the prepared metal tube was set in the joining apparatus shown in FIG. 7, and joined by the magnetic rotating arc joining method according to the present embodiment shown in FIG.
  • the set value of the current value in the preheating step (S20) was 340 A ( ⁇ 150 A), and the magnetic flux density on the outer diameter side of the metal pipe (steel pipe) end face was 40 mT.
  • the set value of the current value in the main heating step (S30) was set to 270A ( ⁇ 150A).
  • the magnetic flux density on the outer diameter side of the metal tube was 40 mT.
  • heating was performed until the temperature (temperature T1 in FIG.
  • the main heating step (S30) was started 3 seconds after the preheating step (S20) was completed (time point t3 3 seconds after time point t2). In this step, bonding was performed when the temperature at a position 2 mm from the outer diameter end face of the metal tube reached 1100 ° C.
  • an upset current current I3 in FIG. 8A
  • the upset as the joining step (S40) was completed when the pressure shown in FIG. 8E reached 90 kN (160 MPa).
  • the energization heating with the electric current value of 2 kA was performed also during the joining process (S40).
  • the joined portion had a substantially uniform structure from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and a good joined portion was formed.
  • the present invention is particularly advantageously applied to magnetic rotating arc welding of steel pipes.

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Abstract

　簡単な構成により接合不良の発生を抑制することが可能な磁気回転アーク接合方法および接合不良の発生が抑制された接合体を得る。接合体（１０）は、第１の金属管（２１）と、第２の金属管（２２）と、第１および第２の金属管の端面同士を接合した接合部（接合界面（１１）を含む領域）とを備える。接合部には、外周側に突出する外周ビード部と、内周側に突出する内周ビード部（１３）とが形成される。第１の金属管（２１）から第２の金属管（２２）に向かう方向における、外周ビード部の幅（研削部（１２）の幅Ｌ１）と内周ビード部（１３）の幅Ｌ２との差は、外周ビード部の幅Ｌ１と内周ビード部（１３）の幅Ｌ２との平均値に対して４０％以下である。

Description

接合体、磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法
　この発明は、接合体、磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法に関し、より特定的には、金属管の接合体、磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法に関する。
　従来、磁気回転アーク接合方法が知られている（たとえば、特開平６－５５２６７号公報参照）。
特開平６－５５２６７号公報
　上述した磁気回転アーク接合方法において、圧接時における必須条件はアークによって鋼管端面が均一に溶融していることである。しかし、従来の磁気回転アーク接合方法においては、特に管の径が大きい場合や管の肉厚が厚い場合など、鋼管端面の溶融状態が均一にならず、接合不良が発生する場合があった。
　このような接合不良の発生を防止するため、上述した特開平６－５５２６７号公報では、対向配置した管の端面（接合部分）の外周をガスバーナなどの加熱手段で取り囲み、アークを点弧する前に当該加熱手段で接合部分を予め加熱しておく方法が開示されている。しかし、このような加熱手段を設けることにより、接合装置の装置構成が複雑化し、接合方法のコストが上昇することになっていた。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、簡単な構成により接合不良の発生を抑制することが可能な磁気回転アーク接合方法、接合不良の発生が抑制された接合体およびその製造方法を得ることである。
　また、上述した磁気回転アーク接合方法においては、アークによって接合対象材である２つの鋼管の端面が均一に溶融した状態とされ、そのタイミングで一方の鋼管を他方の鋼管へ圧接することで当該鋼管同士を接合し接合体を得る。この場合、接合される端面の溶融層が過冷却されることにより、接合界面においてデンドライト組織が生成される。このデンドライト組織は、鋼管の当該接合界面近傍以外の領域（たとえば鋼管の母材や熱影響部など）と比べて強度が低く、割れなどの不良が発生する場合があった。この結果、接合体の上記接合界面を含む接合部の強度が不足するという問題が発生していた。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、接合体において十分な強度の接合部を形成することが可能な磁気回転アーク接合方法、十分な強度の接合部を備える接合体およびその製造方法を得ることである。
　この発明の１実施形態に係る接合体は、第１の金属管と、第２の金属管と、第１および第２の金属管の端面同士を接合した接合部とを備える。接合部には、外周側に突出する外周ビード部と、内周側に突出する内周ビード部とが形成される。第１の金属管から第２の金属管に向かう方向における、外周ビード部の幅と内周ビード部の幅との差は、外周ビード部の幅と内周ビード部の幅との平均値に対して４０％以下である。
　この発明の一実施形態に従った磁気回転アーク接合方法は、第１及び第２の金属管を準備する工程と、予備加熱する工程と、本加熱する工程と、接合する工程とを備える。予備加熱する工程では、第１及び第２の金属管の端面を対向配置した状態で、端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を予備加熱温度まで予備加熱する。本加熱する工程では、第１及び第２の金属管の端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を接合温度まで本加熱する。接合する工程では、本加熱する工程の後、端面同士を突き合わせて接合する。
　この発明の一実施形態に従った接合体は、第１の金属管と、第２の金属管と、第１及び第２の金属管の端面同士を接合した接合部とを備える。接合部での第１の金属管と第２の金属管との接合界面において、第１及び第２の金属管の外周面より内側であって第１及び第２の金属管の内周面より外側の領域には、デンドライト層が存在していない。
　この発明の一実施形態に従った磁気回転アーク接合方法は、第１及び第２の金属管２１、２２を準備する工程（Ｓ１０）と、本加熱する工程（Ｓ３０）と、接合する工程（Ｓ４０）とを備える。本加熱する工程（Ｓ３０）では、第１及び第２の金属管２１、２２の端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管２１、２２の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を接合温度（図８（Ｄ）の温度Ｔ３）まで本加熱する。接合する工程（Ｓ４０）では、本加熱する工程（Ｓ３０）の後、端面同士を突き合わせて接合する。接合する工程（Ｓ４０）において、端面同士を突き合わせるときの第２の金属管２２に対する第１の金属管２１の相対圧接速度は２０ｍｍ／ｓ以上である。
　この発明の一実施形態に係る接合体の製造方法は、上記磁気回転アーク接合方法を用いる。このようにすれば、十分な強度の接合部を備える接合体１０を得ることができる。
　上記によれば、接合不良の発生が抑制された接合体を得ることができる。また、上記によれば、十分な強度の接合部を備える接合体を得ることができる。
本実施形態に係る接合体の斜視模式図である。 図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける断面模式図である。 本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法を説明するための模式図である。 比較例の接合体の断面模式図である。 本実施形態に係る接合体の断面模式図である。 本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法を実施する接合装置の一例を示す模式図である。 本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法を説明するためのタイミングチャートである。 本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法を適用した接合体の試料の写真である。 図９に示した資料の組織写真である。 比較例である接合体の試料の写真である。 図１１に示した試料の組織写真である。
　以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
　＜接合体の構成＞
　図１および図２を参照して、本実施形態に係る接合体を説明する。図１を参照して、接合体１０は、第１の金属管２１と、第２の金属管２２とが磁気回転アーク接合方法により接合されたものである。すなわち、接合体１０は、第１の金属管２１と、第２の金属管２２と、第１および第２の金属管２１、２２の端面同士を接合した接合界面１１を含む接合部とを備える。接合部には、外周側に突出する外周ビード部（図示せず）と、内周側に突出する内周ビード部１３とが形成される。外周ビード部は、研削により除去されている。このため、当該外周ビード部が研削により除去された部分は研削部１２となっている。そして、接合部の接合界面１１において、第１及び第２の金属管２１、２２の外周面より内側であって第１及び第２の金属管２１、２２の内周面より外側の領域には、デンドライト層１５が存在していない。このように、第１および第２の金属管２１、２２の厚み方向における中央部付近にデンドライト層１５が存在していないため、接合部の強度を十分高くすることができる。
　また、図２に示すように、接合体１０では、第１の金属管２１から第２の金属管２２に向かう方向における、外周ビード部の幅（つまり研削部１２の幅Ｌ１）と内周ビード部１３の幅Ｌ２との差（Ｌ１－Ｌ２の絶対値）は、外周ビード部の幅（研削部１２の幅Ｌ１）と内周ビード部の幅Ｌ２との平均値（（Ｌ１＋Ｌ２）／２）に対して４０％以下となっている。このようにすれば、接合部における第１および第２の金属管２１、２２の内周側と外周側とでビード部の幅の相違が十分小さくなっており、接合部の接合状態が内周側と外周側とで大きな差異が無く、当該接合部の健全性が確保された接合体１０となっている。
　なお、ここで内周ビード部１３の幅Ｌ２とは、図２に示した断面において、接合体１０における第１の金属管２１と第２の金属管２２との内周面から内周ビード部１３が突出し始める位置（境界点１４ａ、１４ｂ）の間の距離である。また、外周側における研削部１２の幅Ｌ１も、同様に第１の金属管２１と第２の金属管２２との外周面から外周ビード部が突出し始める位置の間の距離に対応する。
　上記接合体１０において、当該接合体１０の材料は任意の金属材料を用いることができるが、たとえば機械構造用炭素鋼を用いる。また、上記接合体１０において、第１及び第２の金属管２１、２２の外径は１０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下である。当該外径の下限は、たとえば２０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは１００ｍｍ以上である。また、第１及び第２の金属管２１、２２の肉厚は１ｍｍ以上１６ｍｍ以下である。当該肉厚の下限は、たとえば２ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上である。
　＜本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法の概略＞
　図３～図５を参照して、図１および図２に示した接合体を形成するための磁気回転アーク接合方法の概略を説明する。
　磁気回転アーク接合方法では、フレミング左手の法則を利用する。本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法では、図３に示すように、端面が対向するように配置した第１および第２の金属管２１、２２の外周側面の一部を囲むように環状の永久磁石７を配置して磁場を印加しながら、当該第１および第２の金属管２１、２２に電源３４から直流の大電流を流す。そして、第１および第２の金属管２１、２２の対向する端面の間の距離をある一定値で保つと、当該端面間に１．５ｍｍ～２．０ｍｍのアーク３１が点弧される。図３では、矢印３３により電流の方向が示され、矢印３２によりアーク３１に作用する力の方向が示されている。つまり、発生したアーク３１は永久磁石７による回転磁界の力を受け、図３の矢印３５に示すように当該端面における周方向に高速で回転する。その結果、第１および第２の金属管２１、２２の両端面は加熱される。
　ここで、アーク点弧後初期は第１および第２の金属管２１、２２の内径側でアーク３１が回転し、端面の内径側が加熱される。これは第１および第２の金属管２１、２２における内外の磁束密度の差によって生じる磁気吹き現象によって、アーク３１は内径側方向に力を受けるからである。本実施形態では、後述するようにこのアークによる加熱を利用して予備加熱工程と本加熱工程とを実施する。予備加熱工程では予備加熱温度を磁気変態点以下としておき、本加熱工程での加熱温度をたとえば１１００℃程度とする。
　本加熱工程では、アーク３１による加熱が開始された後、金属管２１、２２の端面では温度上昇とともに磁化率が減少し、磁気変態点（７７０℃）で強磁性が消失する。このため、金属管２１、２２の外径側の磁束密度よりも内径側の磁束密度が高くなり、磁気吹き現象によってアーク３１が金属管２１、２２の外径側に移動・加熱が行われる。
　本実施形態では、当該予備加熱工程によって第１および第２の金属管２１、２２の端面が予め十分に加熱されているので、本加熱工程によって当該端面はほぼ均一に溶融状態に達する。つまり、金属管２１、２２の外径端面の加熱中に内径端面の温度が融点を超え、外径端面が加熱不足のままアーク３１が消失するといった問題の発生を抑制できる。そして、第１および第２の金属管２１、２２の端面がほぼ均一に溶融したタイミングで一方側の金属管（たとえば第１の金属管２１）を他方側の金属管（たとえば第２の金属管２２）へ高速に圧接することで、第１および第２の金属管２１、２２の端面が接合される。このとき、端面の外周側から内周側まで溶融状態がほぼ均一になっているため、内主側と外周側とでビード部の幅はほぼ等しくなり、均質で良好な接合部を形成できる。
　発明者は、上述した圧接時、一方側の金属管を他方側の金属管へ圧接するときの移動速度（押圧速度または圧接速度ともいう）および圧接力を一定値以上の値とすることで、接合界面の中央部（形成される接合体の軸方向から見て第１および第２の金属管２１、２２の接合により変形していない部分と重なる接合界面の領域）から、デンドライト組織を外部に押し出し当該デンドライト層の無い接合界面を形成することに成功した。このような接合界面を形成するためには、端面の溶融状況、移動速度、および圧接力が重要な制御パラメタとなる。上記移動速度はたとえば２０ｍｍ／ｓ以上であり、圧接力はたとえば５ＭＰａ以上とすることができる。
　ここで、従来の圧接方法によれば、図４に示すように接合界面１１にはデンドライト層１５が形成された状態となっていた。このようなデンドライト層１５の存在は、接合界面１１の強度低下の原因となる。このようなデンドライト層１５が形成されるのは、矢印１６に示す方向に第１および第２の金属管２１、２２の端面同士を押圧するときの移動速度や圧接力が、デンドライト層１５を外部に除去するには不十分だからである。
　そこで、本発明者は、移動速度や圧接力を上述のように高い値とすることで、図５に示すように、接合時に形成されるデンドライト層１５を接合界面１１の外側（内周側および外周側）へ矢印１８に示すように押出すことに成功した。この結果、接合界面１１の中央部を含む領域１７はデンドライト層１５が存在しない状態となった。このため、図５に示した本実施形態に係る接合体１０では、接合部の強度を十分高めることができた。
　上述のような工程を実施した後、外周側に位置するビード部１３（図５参照）を研削により除去することにより、図１および図２に示すような接合体１０を得ることができる。
　＜本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法の説明＞
　次に、図６～図８を参照して、本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法および当該磁気回転アーク接合方法を用いた接合体の製造方法を詳細に説明する。なお、図８（Ａ）の縦軸は端面間の通電電流を示し、図８（Ｂ）の縦軸は端面間のアーク電圧を示し、図８（Ｃ）の縦軸は端面間の距離（ギャップ）を示し、図８（Ｄ）の縦軸は端面から２ｍｍの位置での温度を示し、図８（Ｅ）の縦軸は端面間の押圧圧力を示し、図８（Ａ）～（Ｅ）の横軸は時間を示す。
　図６を参照して、本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法（接合体の製造方法）では、まず準備工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、第１及び第２の金属管２１、２２を準備する。準備した第１及び第２の金属管２１、２２は、図７に示す接合装置にセットする。図７に示した接合装置では、プラス端子８が接続されたチャック９に第１の金属管２１が固定される。また、マイナス端子６が接続されたチャック９に第２の金属管２２が固定される。２つのチャック９には、第１および第２の金属管２１、２２の周囲を囲むように環状の永久磁石７が設置されている。また、マイナス端子６が接続されたチャック９において永久磁石７が設置された第１の面と反対側の第２の面側には、ロードセル５が接続されている。ロードセル５から見てチャック９と反対側には、ボールねじ３が設置されている。ボールねじ３には、減速機２を介してモータ１が接続されている。また、マイナス端子６が接続されたチャック９の変位を測定するための変位センサ４がロードセル５と隣接した位置に配置されている。第１および第２の金属管２１、２２は、互いの端面が対抗するように配置されている。
　次に、図６に示すように、予備加熱工程（Ｓ２０）を実施する。工程（Ｓ２０）では、第１及び第２の金属管２１、２２の端面を対向配置した状態で、端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管２１、２２の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を予備加熱温度（図８（Ｄ）の温度Ｔ１）まで予備加熱する。
　具体的には、図８の時点ｔ１において、第１および第２の金属管２１、２２の端面間の距離（ギャップ）を、図８（Ｃ）のギャップＤ１に示す所定の大きさにする。また、同時に第１および第２の金属管２１、２２の間にアーク電圧Ｖ１（図８（Ｂ）参照）を印加することで図３に示したようにアークが点弧し、端面間にアーク電流Ｉ１（図８（Ａ）参照）が流れる。また、永久磁石７（図７参照）による磁界によって当該アークは端面において図３に示したように回転する。この結果、端面が加熱されるとともに、端面から所定の距離だけ離れた位置（端面から２ｍｍ離れた位置）での第１および第２の金属管２１、２２の温度が図８（Ｄ）に示す温度Ｔ１（予備加熱温度）にまで加熱され、磁性が低下した状態となる。当該位置の温度が上記温度Ｔ１にまで到達した時点ｔ２において、アーク電圧およびアーク電流をゼロにする（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）。なお、上述した予備加熱工程（Ｓ２０）は複数回実施してもよい。
　そして、上記時点ｔ２から時点ｔ３まで、アーク放電を停止した状態で第１及び第２の金属管２１、２２を保持する。この保持時間により、図８（Ｄ）に示すように端面から２ｍｍの位置での温度は温度Ｔ２にまで低下するものの、端面での熱拡散によって端面の温度がより均一化する。また、このとき図８（Ｃ）に示すように、端面間のギャップを一度ゼロにして再び所定のギャップＤ１にセットする。これは後述する本加熱工程でのアークの点弧を確実に行うためにギャップの調整を行っているためである。
　次に、図６に示すように本加熱工程（Ｓ３０）を実施する。本加熱工程（Ｓ３０）では、第１及び第２の金属管２１、２２の端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管２１、２２の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を接合温度（図８（Ｄ）の温度Ｔ３）まで本加熱する。
　具体的には、図８の時点ｔ３において、第１および第２の金属管２１、２２の端面間の距離（ギャップ）を、図８（Ｃ）のギャップＤ１に示す所定の大きさにする。また、同時に第１および第２の金属管２１、２２の間にアーク電圧Ｖ１（図８（Ｂ）参照）を印加することで図３に示したようにアークが点弧し、端面間にアーク電流Ｉ２（図８（Ａ）参照）が流れる。このときのアークは、特に外周側の端面における安定性が向上していた。また、永久磁石７（図７参照）による磁界によって当該アークは端面において図３に示したように回転する。この結果、端面が加熱されるとともに、端面から所定の距離だけ離れた位置（端面から２ｍｍ離れた位置）での第１および第２の金属管２１、２２の温度が図８（Ｄ）に示す温度Ｔ３（接合温度）にまで加熱される。
　この工程（Ｓ３０）の後で、上記位置の温度が温度Ｔ３にまで上昇した時点ｔ４から、時点ｔ５まで、図８に示すように本加熱工程（Ｓ３０）における通電電流値（電流Ｉ２）より大きな値のアップセット電流（図８（Ａ）の電流Ｉ３）を端面間に流す工程を実施する。この結果、図８（Ｄ）に示すように端面から２ｍｍの位置の温度（および端面の温度）は上昇する。図８の時点ｔ５になったときに、アーク電圧およびアップセット電流をゼロにする。このようにアーク電圧をゼロにした時点ｔ５の後も上記端面から２ｍｍの位置の温度は上昇を続け、最高温度である温度Ｔ４（図８（Ｄ）参照）に到達する。
　次に、図６に示す接合工程（Ｓ４０）を実施する。接合工程（Ｓ４０）では、本加熱工程（Ｓ３０）の後、金属管２１、２２の端面同士を突き合わせて接合する。接合工程（Ｓ４０）において、端面同士を突き合わせて接合している接合部は通電加熱されている。
　具体的には、図８に示す時点ｔ５の後の所定時点から第２の金属管２２を第１の金属管２１へ近づけて端面間の距離（図８（Ｃ）のギャップ）を小さくする。このときの第２の金属管２２の移動速度を２０ｍｍ／ｓ以上とする。そして、時点ｔ６においてギャップがゼロ（つまり端面同士が接触した状態）になった後も、さらにモータ１（図７参照）を駆動して金属管２２を金属管２１側へと押圧する。この結果、図８（Ｃ）に示すようにギャップがマイナスになる（つまり溶融した端面同士の一部が外周側および内周側へ押し出されてビード部を形成しながら端面同士が接合される）。このとき、図８（Ｅ）に示すように時点ｔ６から端面間に圧力が発生し、時点ｔ７において所定の圧力Ｐ１となる。当該圧力Ｐ１（圧接力）はたとえば５ＭＰａ以上とする。溶融した端面同士を接合するためには、最低限５ＭＰａ程度の圧接力が必要であると考えられるためである。
　このようにロードセル５（図５参照）により検出される端面間の圧力が所定の圧力Ｐ１になった時点で、モータ１による金属管２２の移動を停止する。この結果、時点ｔ７からギャップ（図８（Ｃ）参照）はほぼ一定になっている。そして、このように端面間の圧力が所定の圧力Ｐ１となっている状態を時点ｔ７から時点ｔ８まで保持するとともに、図８（Ａ）に示すように第１および第２の金属管２１、２２間に電流Ｉ４を流すことで、接合部を通電加熱する。そして、時点ｔ８において上記通電加熱を終了する。このようにして、接合工程（Ｓ４０）を実施することにより、第１および第２の金属管２１、２２を接合することができる。また、金属管２１、２２の接合界面からは、図５に示したように接合界面１１の中央部からデンドライト層１５が押し出され、当該中央部にはデンドライト層が無い状態になっている。
　このように接合工程（Ｓ４０）を実施することで第１および第２の金属管２１、２２を接合し、接合体を得ることができる。また、接合体１０の製造方法においては、この接合工程（Ｓ４０）の後、得られた接合体１０の接合部における外周面を研削し、外周側のビード部を除去する工程などを含む後処理工程（Ｓ５０）を実施してもよい。このようにして、図１に示す接合体１０を得ることができる。
　なお、第１及び第２の金属管２１、２２を構成する材料は機械構造用炭素鋼などの鋼である。予備加熱工程（Ｓ２０）における予備加熱温度（温度Ｔ１）は上記材料（たとえば鋼）の磁気変態点未満の温度であることが好ましい。たとえば、予備加熱工程（Ｓ２０）における予備加熱温度（温度Ｔ１）は、１００℃以上１０００℃以下であってもよい。金属管２１、２２の肉厚が厚いものでは、内径の温度が上がっても予備加熱温度Ｔ１などを測定する金属管２１、２２の端面から２ｍｍの位置の外周面の温度はあまり高くなっていない場合もあるためである。また、好ましくは、予備加熱温度は２００℃以上９００℃以下、より好ましくは３００℃以上８００℃以下である。また、本加熱工程（Ｓ３０）における接合温度（温度Ｔ３）は１０５０℃以上１１５０℃以下（たとえば１１００℃）であってもよい。
　また、上記予備加熱工程（Ｓ２０）および本加熱工程（Ｓ３０）における端面間の通電電流値（図８（Ａ）の電流Ｉ１または電流Ｉ２）は１０Ａ以上１００００Ａ以下であってもよい。予備加熱工程（Ｓ２０）および本加熱工程（Ｓ３０）における磁界の磁束密度は１ｍＴ以上１０００ｍＴ以下であってもよい。
　また、上記接合工程（Ｓ４０）における金属管２２の移動速度（押圧速度）は、２０ｍｍ／ｓ以上１１００ｍｍ／ｓ以下とすることができる。移動速度の下限を２０ｍｍ／ｓとしたのは、あまり移動速度が遅いと端面同士が接触する前に端面の温度が下がってしまい、接合条件が悪くなるためである。また、移動速度の上限を１１００ｍｍ／ｓとしたのは、モータ１や油圧駆動装置などの設備性能を考慮し、実現可能な値として決定している。なお、移動速度は、好ましくは３０ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下、より好ましくは５０ｍｍ／ｓ以上９００ｍｍ／ｓ以下である。
　また、上述した接合方法の各工程（Ｓ２０～Ｓ４０）における各条件は、金属管２１、２２の材料やサイズなどに応じて適宜選択することができる。また、本方法では温度履歴による加熱時間制御を行うことにより、電流値、アーク電圧値、磁束密度、材料寸法などが異なった場合にも加熱時間制御が容易である。
　上述した説明と一部重複する部分もあるが、本発明の実施形態の特徴的な構成を列挙する。
　（１）　この発明の１実施形態に係る接合体１０は、第１の金属管２１と、第２の金属管２２と、第１および第２の金属管の端面同士を接合した接合部（接合界面１１を含む領域）とを備える。接合部には、外周側に突出する外周ビード部と、内周側に突出する内周ビード部１３とが形成される。第１の金属管２１から第２の金属管２２に向かう方向における、外周ビード部の幅（研削部１２の幅Ｌ１）と内周ビード部１３の幅Ｌ２との差は、外周ビード部の幅Ｌ１と内周ビード部１３の幅Ｌ２との平均値に対して４０％以下である。このようにすれば、接合部における金属管２１、２２の内周側と外周側とで接合状態の差がほとんどなく、接合部の健全性が確保された接合体となっている。
　（２）　この発明の一実施形態に従った接合体１０は、第１の金属管２１と、第２の金属管２２と、第１及び第２の金属管の端面同士を接合した接合部とを備える。接合部での第１の金属管２１と第２の金属管２２との接合界面１１において、第１及び第２の金属管２１、２２の外周面より内側であって第１及び第２の金属管２１、２２の内周面より外側の領域には、デンドライト層１５が存在していない。
　このようにすれば、接合体の接合界面１１の中央部において強度の相対的に低いデンドライト層１５が存在していないので、当該接合界面を含む接合部の強度がデンドライト層１５の存在に起因して接合部に割れなどの不良が発生する可能性を低減できる。このため、十分な強度の接合部を備える接合体１０を得ることができる。
　（３）　上記接合体１０において、接合体１０の材料は機械構造用炭素鋼であってもよい。この場合、機械部品などに本実施形態に係る接合体を適用することができる。
　（４）　上記接合体１０において、第１及び第２の金属管２１、２２の外径は１０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下であってもよい。この場合、比較的小径から大口径の接合体１０を得ることができる。
　（５）　上記接合体１０において、第１及び第２の金属管２１、２２の肉厚は１ｍｍ以上１６ｍｍ以下であってもよい。この場合、様々な厚みの接合体１０を準備することで、本実施形態に係る接合体１０を適用する機械装置の選択の自由度を大きくできる。
　上記接合体１０では、接合部において、外周ビード部は研削により除去されていてもよい。上記外周ビード部の幅Ｌ１は外周ビード部が研削により除去された研削部の幅Ｌ１であってもよい。この場合、接合体１０の外周面から外周ビード部を研削により除去して当該外周部を平滑に仕上げることができるので、上記接合体１０の外観を円筒状にすることができる。
　（６）　この発明の一実施形態に従った磁気回転アーク接合方法は、第１及び第２の金属管２１、２２を準備する工程（Ｓ１０）と、予備加熱する工程（Ｓ２０）と、本加熱する工程（Ｓ３０）と、接合する工程（Ｓ４０）とを備える。予備加熱する工程（Ｓ２０）では、第１及び第２の金属管２１、２２の端面を対向配置した状態で、端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を予備加熱温度（図６（Ｄ）の温度Ｔ１）まで予備加熱する。本加熱する工程（Ｓ３０）では、第１及び第２の金属管２１、２２の端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を接合温度（図６（Ｄ）の温度Ｔ３）まで本加熱する。接合する工程（Ｓ４０）では、本加熱する工程（Ｓ３０）の後、端面同士を突き合わせて接合する。
　このようにすれば、本加熱工程（Ｓ３０）において用いる方法と同じ設備を用いて予備加熱する工程（Ｓ２０）を実施できるので、従来のように予備加熱用に独立した加熱手段を準備する必要が無く、簡単な構成によって予備加熱することができる。このため、当該予備加熱によって接合部（第１および第２の金属管２１、２２の対向する端面を含む端部）を予め十分加熱しておけるので、本加熱する工程（Ｓ３０）においてアーク放電の安定性を高めることができるとともに、接合部の加熱が不十分あるいは不均一になるといった問題の発生を抑制できる。このため、接合不良の発生を抑制できる。なお、接合する工程（Ｓ４０）において端面同士を接合するための圧力（図６（Ｅ）の圧力Ｐ１）は、たとえば５ＭＰａ以上９５０ＭＰａ以下である。圧力の下限を５ＭＰａとしたのは、圧接可能な最小限の圧力が５ＭＰａ程度と考えられるためである。また圧力の上限を９５０ＭＰａとしたのは、降伏応力の高い材料を金属管の材料とした場合に想定される圧力であるためである。なお、当該圧力は好ましくは１０ＭＰａ以上９００ＭＰａ以下、より好ましくは２０ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下である。
　（７）　上記磁気回転アーク接合方法において、第１及び第２の金属管２１、２２を構成する材料は鋼からなっていてもよい。予備加熱する工程（Ｓ２０）における予備加熱温度（温度Ｔ１）は材料の磁気変態点未満の温度であってもよく本加熱する工程（Ｓ３０）における接合温度（温度Ｔ３）が１０５０℃以上１１５０℃以下であってもよい。上記接合温度（温度Ｔ３）は好ましくは１０７０℃以上１１３０℃以下、より好ましくは１０８０℃以上１１２０℃以下である。
　この場合、鋼を材料として用いた第１および第２の金属管２１、２２を確実に接合して接合体を得ることができる。
　（８）　この発明の一実施形態に従った磁気回転アーク接合方法は、第１及び第２の金属管２１、２２を準備する工程（Ｓ１０）と、本加熱する工程（Ｓ３０）と、接合する工程（Ｓ４０）とを備える。本加熱する工程（Ｓ３０）では、第１及び第２の金属管２１、２２の端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管２１、２２の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を接合温度（図８（Ｄ）の温度Ｔ３）まで本加熱する。接合する工程（Ｓ４０）では、本加熱する工程（Ｓ３０）の後、端面同士を突き合わせて接合する。接合する工程（Ｓ４０）において、端面同士を突き合わせるときの第２の金属管２２に対する第１の金属管２１の相対圧接速度は２０ｍｍ／ｓ以上である。
　このようにすれば、接合界面１１の中央部にデンドライト組織を含む層であるデンドライト層１５が存在せず、十分な強度の接合部を有する接合体１０を得ることができる。なお、相対圧接速度の下限を２０ｍｍ／ｓとしたのは、溶融状態の端面同士を接触させるためには、第１の金属管２１と第２の金属管２２との相対移動速度を２０ｍｍ／ｓ以上とする必要があるからである。たとえば端面間の距離が２ｍｍ程度である（アーク長が２ｍｍ程度である）場合、上記相対移動速度が２０ｍｍ／ｓ未満であると端面同士を溶融した状態で接触させることが難しくなる。また、上記相対移動速度の上限は１１００ｍｍ／ｓ以下、より好ましくは１０００ｍｍ／ｓ以下としてもよい。
　なお、温度の測定位置として端面から２ｍｍ離れた位置を採用しているが、発明者はシミュレーションおよび実験から当該位置の温度であれば実験とシミュレーションとの対応関係も安定しており、制御に用いる測定値として十分な信頼性を有するものであることを確認している。
　（９）　上記磁気回転アーク接合方法では、接合する工程（Ｓ４０）において、端面同士を突き合わせるときの圧接力（図８（Ｅ）の圧力Ｐ１）は５ＭＰａ以上であってもよい。また、当該圧接力の上限は９５０ＭＰａ以下であってもよい。圧力の下限を５ＭＰａとしたのは、圧接可能な最小限の圧力が５ＭＰａ程度と考えられるためである。また圧力の上限を９５０ＭＰａとしたのは、降伏応力の高い材料を金属管の材料とした場合に想定される圧力であるためである。なお、当該圧力は好ましくは１０ＭＰａ以上９００ＭＰａ以下、より好ましくは２０ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下である。
　（１０）　上記磁気回転アーク接合方法では、接合する工程（Ｓ４０）の後、第１の金属管２１と第２の金属管２２との接合界面において、第１及び第２の金属管２１、２２の外周面より内側であって第１及び第２の金属管２１、２２の内周面より外側の領域には、デンドライト層１５が存在していないことが好ましい。この場合、接合体における接合部の強度を十分高くすることができる。
　（１１）　上記磁気回転アーク接合方法では、準備する工程（Ｓ１０）の後であって本加熱する工程（Ｓ３０）の前、第１及び第２の金属管２１、２２の端面を対向配置した状態で、端面間にアーク放電を発生させるとともに端面間に磁界を印加してアーク放電の位置を端面間において移動させることにより、第１及び第２の金属管２１、２２の端面から２ｍｍ離れた位置の温度を予備加熱温度（図８（Ｄ）の温度Ｔ１）まで予備加熱する工程（Ｓ２０）をさらに備えていてもよい。また、上記磁気回転アーク接合方法では、予備加熱する工程（Ｓ２０）における予備加熱温度（温度Ｔ１）は材料の磁気変態点未満の温度であってもよい。
　このようにすれば、本加熱工程（Ｓ３０）において用いる方法と同じ設備を用いて予備加熱する工程（Ｓ２０）を実施できるので、予備加熱用に独立した加熱手段を準備する必要が無く、簡単な構成によって予備加熱することができる。このため、当該予備加熱によって接合部（第１および第２の金属管２１、２２の対向する端面を含む端部）を予め十分加熱しておけるので、本加熱する工程（Ｓ３０）においてアーク放電の安定性を高めることができるとともに、接合部の加熱が不十分あるいは不均一になるといった問題の発生を抑制できる。このため、接合不良の発生を抑制できる。
　（１２）　上記磁気回転アーク接合方法では、第１及び第２の金属管２１、２２を構成する材料は鋼からなっていてもよい。本加熱する工程（Ｓ３０）における接合温度（温度Ｔ３）が１０５０℃以上１１５０℃以下であってもよい。上記接合温度（温度Ｔ３）は好ましくは１０７０℃以上１１３０℃以下、より好ましくは１０８０℃以上１１２０℃以下である。この場合、鋼を材料として用いた第１および第２の金属管２１、２２を確実に接合して接合体を得ることができる。
　（１３）　上記磁気回転アーク接合方法において、材料は機械構造用炭素鋼であってもよい。この場合、機械構造用炭素鋼を材料として用いた金属管の接合に上記磁気回転アーク接合方法を適用することにより、機械部品などの製造に本実施形態に係る接合方法を利用することができる。なお、ここで機械構造用炭素鋼とはＪＩＳ規格Ｇ４０５１に規定する機械構造用炭素鋼（たとえばＳ１０Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５５Ｃなど）、およびこれらの上記ＪＩＳ規格Ｇ４０５１に規定する炭素鋼にホウ素（Ｂ）を含有させた炭素鋼（たとえばＳＡＥ規格１０Ｂ３８、ＳＢＭ４０など）を意味する。
　（１４）　上記磁気回転アーク接合方法において、第１及び第２の金属管２１、２２の外径は１０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下であってもよい。このように比較的小径から大口径の金属管２１、２２にまで本実施形態による接合方法を適用することができる。
　（１５）　上記磁気回転アーク接合方法において、第１及び第２の金属管２１、２２の肉厚は１ｍｍ以上１６ｍｍ以下であってもよい。このように比較的厚みの薄い金属管２１、２２から厚肉の金属管２１、２２にまで本実施形態による接合方法を適用することができる。
　上記磁気回転アーク接合方法は、本加熱する工程（Ｓ３０）の後、接合する工程（Ｓ４０）の前に、本加熱する工程（Ｓ３０）における通電電流値より大きな値のアップセット電流（図８（Ａ）の電流Ｉ３）を端面間に流す工程をさらに備えていてもよい。
　この場合、接合する工程（Ｓ４０）を実施する前に、接合部（第１および第２の金属管２１、２２の端面を含む領域）の溶融領域をアップセット電流によって均一化できる。このため、接合不良の発生を確実に抑制できる。
　上記磁気回転アーク接合方法では、接合する工程（Ｓ４０）において、端面同士を突き合わせて接合している接合部は通電加熱されていてもよい。この場合、接合する工程（Ｓ４０）における接合部の過剰な温度低下を抑制することができるので、接合条件が劣化することを防止できる。このため、接合不良の発生をより確実に抑制できる。
　上記磁気回転アーク接合方法では、本加熱する工程（Ｓ３０）の前、予備加熱する工程（Ｓ２０）を複数回実施してもよい。この場合、第１および第２の金属管２１、２２が大口径である場合や当該金属管２１、２２の厚みが厚い場合など、複数回の予備加熱によって接合部の温度を十分に高めることができる。このため、接合不良の発生を抑制できる。
　上記磁気回転アーク接合方法は、予備加熱する工程（Ｓ２０）の後であって本加熱する工程（Ｓ３０）の前、アーク放電を停止した状態で第１及び第２の金属管を保持する工程（図８の時点ｔ２～時点ｔ３の間の期間）をさらに備えていてもよい。
　この場合、特に第１および第２の金属管２１、２２の厚みが厚い場合に、上記のような保持する工程によって端面での熱拡散をおこすことで、端面の内周側と外周側との温度差を小さくすることができる。この結果、接合不良の発生を抑制できる。当該保持する工程の長さは、たとえば０秒超え１０秒以下としてもよい。肉厚の厚い金属管に対しても、１０秒程度の保持する時間を確保することで端面の温度の均一化を十分図ることができるためである。なお、金属管２１、２２の厚みが十分薄ければ、上記保持する工程を実施することなく、予備加熱する工程（Ｓ２０）の後すぐに本加熱する工程（Ｓ３０）を実施してもよい。
　上記磁気回転アーク接合方法において、予備加熱する工程（Ｓ２０）および本加熱する工程（Ｓ３０）における端面間の通電電流値は１０Ａ以上１００００Ａ以下であってもよい。この場合、接合する金属管２１、２２のサイズや材質などに応じて通電電流値を選択することができ、接合不良の発生を抑制できる。また、当該通電電流値は、狙い値に対して±１５０Ａの範囲に入るように制御されていてもよい。
　上記磁気回転アーク接合方法において、予備加熱する工程（Ｓ２０）および本加熱する工程（Ｓ３０）における磁界の磁束密度は１ｍＴ以上１０００ｍＴ以下であってもよい。この場合、接合する金属管のサイズや材質、通電条件などに応じて、上記磁束密度を選択することができる。なお、上記磁束密度は好ましくは１０ｍＴ以上９００ｍＴ以下、より好ましくは２０ｍＴ以上８００ｍＴ以下である。
　（１６）　この発明の一実施形態に係る接合体の製造方法は、上記磁気回転アーク接合方法を用いる。このようにすれば、十分な強度の接合部を備える接合体１０を得ることができる。
　（実験例１）
　本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法の効果を確認するため、以下のような実験を行った。
　＜試料＞
　本実験では材料に外径φ４０ｍｍ、肉厚３ｍｍのＪＩＳ規格Ｓ４５Ｃ材を用いた円筒材料を第１および第２の金属管として準備した。なお、円筒材料の軸方向の長さは３００ｍｍとした。また、接合に用いた接合装置は図７に示した構成の装置を用いた。
　＜実験方法＞
　１）実施例の試料
　準備した金属管を図７に示した接合装置にセットし、図６に示した本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法により接合した。なお、予備加熱工程（Ｓ２０）の電流値の設定値を１１５Ａ、金属管（鋼管）端面外径側の磁束密度を４０ｍＴとした。また、本加熱工程（Ｓ３０）時の電流値の設定値も上記予備加熱工程（Ｓ２０）と同様に１１５Ａとした。なお、電流値はアークの回転速度に比例するため、より低い電流値で長時間加熱して金属管全体の温度を上昇させ、溶融領域を拡大するようにした。また、金属管外径側の磁束密度は４０ｍＴとした。予備加熱工程（Ｓ２０）は金属管の外径端面から２ｍｍの位置での温度（図８（Ｄ）の温度Ｔ１）が５５０℃になるまで加熱した。予備加熱工程（Ｓ２０）が終わってから３秒後（時点ｔ２から３秒後の時点ｔ３）に本加熱工程（Ｓ３０）を開始した。この工程では、金属管の外径端面から２ｍｍの位置の温度が１１００℃に達したところで接合を行った。接合直前には端面の溶融領域を均一化するため、電流値を２ｋＡとしてアップセット電流（図８（Ａ）の電流Ｉ３）を流した。
　接合工程（Ｓ４０）であるアップセットについては、本発明の実施例に関して、圧接速度を４３ｍｍ／ｓとし、図８（Ｅ）に示した圧力（圧接力）が６０ｋＮ（１７０ＭＰａ）に到達した状態、あるいは押し込み量（図８（Ｃ）のギャップのマイナス側の値）が１１ｍｍとなった時点で完了とした。また、金属管端面の温度減少を抑制するため、接合工程（Ｓ４０）中も電流値２ｋＡの通電加熱を行った。
　２）比較例の試料
　基本的に上記実施例の試料と同様の条件により接合を行った。ただし、比較例の試料に対するアップセットについては、比較例の条件は実施例の条件と異なる条件を用いた。具体的には、圧接速度を１０ｍｍ／ｓとし、図８（Ｅ）に示した圧力（圧接力）が６０ｋＮ（または１７０ＭＰａ）に到達した状態、あるいは押し込み量（図８（Ｃ）のギャップのマイナス側の値）が１０ｍｍとなった時点で完了とした。
　＜結果＞
　１）実施例の試料
　図９に上述した金属管を接合した実施例の接合体の外観を示す。なお、図９では接合体は軸方向に沿って切断されており、切断された一方の部分の切断面が見えるように配置されている。また、図１０は図９に示した接合体における接合部の中央部の断面ミクロ写真を示す。図１０では、接合界面から順番に（ａ）接合部、（ｂ）熱影響部１、（ｃ）熱影響部２、（ｄ）母材、の断面ミクロ写真を示している。なお、上記図１０の接合部は、接合界面から０ｍｍの位置である。また、上記熱影響部１は、接合界面から０．１ｍｍの位置である。また、上記熱影響部２は、接合界面から０．２ｍｍの位置である。また、上記母材は、接合界面から０．４ｍｍの位置である。
　図９および図１０からわかるように、本実施形態による接合体では、接合部の接合界面における中央部にデンドライト層は存在しておらず、また、接合部が内周側から外周側にかけてほぼ均一な組織となっており、良好な接合部が形成されていることがわかる。
　２）比較例の試料
　図１１に上述した金属管を接合した比較例の接合体の外観を示す。なお、図１１では図９と同様に接合体は軸方向に沿って切断されており、切断された一方の部分の切断面が見えるように配置されている。また、図１２は図１１に示した接合体における接合部の中央部の断面ミクロ写真を示す。図１２では、図１０と同様に、接合界面から順番に（ａ）接合部、（ｂ）熱影響部１、（ｃ）熱影響部２、（ｄ）母材、の断面ミクロ写真を示している。
　図１１および図１２からわかるように、比較例では接合界面にデンドライト層が存在しており、当該接合部の強度は図９に示した実施例の接合体における接合部の強度より低くなっていると考えられる。
　（実験例２）
　本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法の効果を確認するため、以下のような実験を行った。
　＜試料＞
　本実験では材料に外径φ４０ｍｍ、肉厚５ｍｍのＪＩＳ規格Ｓ４５Ｃ材を用いた円筒材料を第１および第２の金属管として準備した。なお、円筒材料の軸方向の長さは３００ｍｍとした。また、接合に用いた接合装置は図７に示した構成の装置を用いた。
　＜実験方法＞
　準備した金属管を図７に示した接合装置にセットし、図６に示した本実施形態に係る磁気回転アーク接合方法により接合した。なお、予備加熱工程（Ｓ２０）の電流値の設定値を３４０Ａ（±１５０Ａ）、金属管（鋼管）端面外径側の磁束密度を４０ｍＴとした。また、本加熱工程（Ｓ３０）時の電流値の設定値は２７０Ａ（±１５０Ａ）とした。また、金属管外径側の磁束密度は４０ｍＴとした。予備加熱工程（Ｓ２０）は金属管の外径端面から２ｍｍの位置での温度（図８（Ｄ）の温度Ｔ１）が５５０℃になるまで加熱した。予備加熱工程（Ｓ２０）が終わってから３秒後（時点ｔ２から３秒後の時点ｔ３）に本加熱工程（Ｓ３０）を開始した。この工程では、金属管の外径端面から２ｍｍの位置の温度が１１００℃に達したところで接合を行った。接合直前には端面の溶融領域を均一化するため、電流値を６２０Ａとしてアップセット電流（図８（Ａ）の電流Ｉ３）を流した。接合工程（Ｓ４０）であるアップセットは図８（Ｅ）に示した圧力が９０ｋＮ（１６０ＭＰａ）に到達することで完了とした。また、金属管端面の温度減少を抑制するため、接合工程（Ｓ４０）中も電流値２ｋＡの通電加熱を行った。
　＜結果＞
　実験例１と同様に、本実施形態による接合体では接合部が内周側から外周側にかけてほぼ均一な組織となっており、良好な接合部が形成されていた。
　以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
　この発明は、鋼管の磁気回転アーク接合に特に有利に適用される。
　１　モータ、２　減速機、３　ボールねじ、４　変位センサ、５　ロードセル、６　マイナス端子、７　永久磁石、８　プラス端子、９　チャック、１０　接合体、１１　接合界面、１２　研削部、１３　ビード部、１４ａ，１４ｂ　ビードと内周面との境界点、１５　デンドライト層、１６，１８，３２，３３，３５　矢印、１７　領域、２１，２２　金属管、３１　アーク、３４　電源。

Claims (12)

  1. 　第１の金属管と、
    　第２の金属管と、
    　前記第１および第２の金属管の端面同士を接合した接合部とを備え、
    　前記接合部には、外周側に突出する外周ビード部と、内周側に突出する内周ビード部とが形成され、
    　前記第１の金属管から前記第２の金属管に向かう方向における、前記外周ビード部の幅と前記内周ビード部の幅との差は、前記外周ビード部の幅と前記内周ビード部の幅との平均値に対して４０％以下である、接合体。
  2. 　前記接合部において、前記外周ビード部は研削により除去されており、
    　前記外周ビード部の幅は前記外周ビード部が研削により除去された研削部の幅である、請求項１に記載の接合体。
  3. 　第１の金属管と、
    　第２の金属管と、
    　前記第１及び第２の金属管の端面同士を接合した接合部とを備え、
    　前記接合部での前記第１の金属管と前記第２の金属管との接合界面において、前記第１及び第２の金属管の外周面より内側であって前記第１及び第２の金属管の内周面より外側の領域には、デンドライト層が存在していない、接合体。
  4. 　前記接合体の材料は機械構造用炭素鋼である、請求項１～３のいずれか１項に記載の接合体。
  5. 　第１及び第２の金属管を準備する工程と、
    　前記第１及び第２の金属管の端面を対向配置した状態で、前記端面間にアーク放電を発生させるとともに前記端面間に磁界を印加して前記アーク放電の位置を前記端面間において移動させることにより、前記第１及び第２の金属管の前記端面から２ｍｍ離れた位置の温度を予備加熱温度まで予備加熱する工程と、
    　前記第１及び第２の金属管の前記端面間にアーク放電を発生させるとともに前記端面間に磁界を印加して前記アーク放電の位置を前記端面間において移動させることにより、前記第１及び第２の金属管の前記端面から２ｍｍ離れた前記位置の温度を接合温度まで本加熱する工程と、
    　前記本加熱する工程の後、前記端面同士を突き合わせて接合する工程とを備える、磁気回転アーク接合方法。
  6. 　前記本加熱する工程の後、前記接合する工程の前に、前記本加熱する工程における通電電流値より大きな値のアップセット電流を前記端面間に流す工程をさらに備える、請求項５に記載の磁気回転アーク接合方法。
  7. 　前記接合する工程において、前記端面同士を突き合わせて接合している接合部は通電加熱されている、請求項５または請求項６に記載の磁気回転アーク接合方法。
  8. 　第１及び第２の金属管を準備する工程と、
    　前記第１及び第２の金属管の前記端面間にアーク放電を発生させるとともに前記端面間に磁界を印加して前記アーク放電の位置を前記端面間において移動させることにより、前記第１及び第２の金属管の前記端面から２ｍｍ離れた位置の温度を接合温度まで本加熱する工程と、
    　前記本加熱する工程の後、前記端面同士を突き合わせて接合する工程とを備え、
    　前記接合する工程において、前記端面同士を突き合わせるときの前記第２の金属管に対する前記第１の金属管の相対圧接速度は２０ｍｍ／ｓ以上である、磁気回転アーク接合方法。
  9. 　前記接合する工程において、前記端面同士を突き合わせるときの圧接力は５ＭＰａ以上である、請求項８に記載の磁気回転アーク接合方法。
  10. 　前記接合する工程の後、前記第１の金属管と前記第２の金属管との接合界面において、前記第１及び第２の金属管の外周面より内側であって前記第１及び第２の金属管の内周面より外側の領域には、デンドライト層が存在していない、請求項８または請求項９に記載の磁気回転アーク接合方法。
  11. 　前記準備する工程の後であって前記本加熱する工程の前、前記第１及び第２の金属管の前記端面を対向配置した状態で、前記端面間にアーク放電を発生させるとともに前記端面間に磁界を印加して前記アーク放電の位置を前記端面間において移動させることにより、前記第１及び第２の金属管の前記端面から２ｍｍ離れた位置の温度を予備加熱温度まで予備加熱する工程をさらに備える、請求項８～請求項１０のいずれか１項に記載の磁気回転アーク接合方法。
  12. 　請求項５～請求項１１のいずれか１項に記載の磁気回転アーク接合方法を用いた、接合体の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026222A1 (ja) * 2015-08-11 2017-02-16 Ntn株式会社 接合体、磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2094694A (en) * 1981-03-11 1982-09-22 Blacks Equip Ltd Method and apparatus for arc butt welding
JPS57175082A (en) * 1981-04-20 1982-10-27 Nippon Kokan Kk <Nkk> Magnetic rotating arc welding method
JP2003019502A (ja) * 2001-07-02 2003-01-21 Nkk Corp 連続圧延方法およびその設備

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3552297A (en) * 1967-08-15 1971-01-05 Kathryn I Williams Apparatus for aging and flavoring meat
EP0409990A4 (en) * 1989-01-26 1991-10-30 Institut Elektrosvarki Imeni E.O.Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr Method for press-welding of parts with heating by electric arc moving in a magnetic field
JP3072244B2 (ja) * 1995-05-02 2000-07-31 住友金属工業株式会社 管の突き合わせ接合方法
CN101172312B (zh) * 2007-11-09 2010-12-08 重庆大学 电磁控制气电立焊方法及其设备
CN101327545B (zh) * 2008-05-12 2012-02-01 湘潭大学 熔化极气体保护焊磁控电弧传感焊缝实时跟踪控制方法
CN101347861B (zh) * 2008-08-29 2011-06-08 重庆大学 不锈钢薄壁管环缝接头的焊接方法及装置
CN101767246B (zh) * 2010-01-04 2012-07-04 沈阳工业大学 一种提高tig焊接速度的装置和方法
CN103260808A (zh) * 2010-12-15 2013-08-21 日产自动车株式会社 接合方法及被接合构件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2094694A (en) * 1981-03-11 1982-09-22 Blacks Equip Ltd Method and apparatus for arc butt welding
JPS57175082A (en) * 1981-04-20 1982-10-27 Nippon Kokan Kk <Nkk> Magnetic rotating arc welding method
JP2003019502A (ja) * 2001-07-02 2003-01-21 Nkk Corp 連続圧延方法およびその設備

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026222A1 (ja) * 2015-08-11 2017-02-16 Ntn株式会社 接合体、磁気回転アーク接合方法および接合体の製造方法

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