JP2004001054A - 突合せ接合方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一対の被接合部材2a、2bを突合せ配置し、さらに上記両突合せ端部3a、3bの周囲に筒状の耐火型材4を配置して、この耐火型材4を介して両突合せ端部3a、3bを加熱すると共に、加熱溶融状態で両突合せ端部3a、3bを圧着する。この際、上記両被接合部材2a、2bの圧着方向における相対移動量が一定となるように制御する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、突合せ接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
土木、建築等の構造物に使用される鉄筋等は棒状体をその長手方向に接合することによって構成されている。図5は、上記鉄筋同士の接合に用いられる接合方法例を示した概略構成図である。同図に示すように、31、31は一対の棒状体、32は接合用保護筒体であり、この棒状体31、31の被接合面である端面同士を突合せて配置すると共に、この棒状体31、31の両突合せ端部31a、31aの周囲に上記接合用保護筒体32を配置している。ここで、上記接合用保護筒体32は、例えば、セラミックス等の短筒体からなり、その外周面に螺旋溝が設けられている。そして、この螺旋溝に図示しない高周波誘導加熱装置の加熱コイル33が嵌合するようになっている。具体的な接合方法としては、まず上記一対の棒状体31、31の端面同士を突合せた状態で、高周波誘導加熱装置の加熱コイル33に高周波電流を流し、これによって両突合せ端部31a、31aを加熱する。次に、加熱状態で上記一対の棒状体31、31を相互に接近する方向に押圧することによって、両突合せ端部31a、31aを圧着するように構成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の接合方法における加熱及び加圧等の各制御は、全て時間によって制御管理されていた。すなわち、上記両棒状体31、31の加熱時間と加圧時間とを予め設定しておき、この時間に基づいて、両棒状体31、31を加熱したり、一定圧力で加圧したりするように構成していた。ここで、上記両棒状体31、31は、互いに近接する方向に押圧されると、その溶融部分の金属が突合せ端部31a、31aの周囲に膨出し、冷却後、これが金属塊となって突合せ端部31a、31aの周囲に形成されることになる。しかしながら、上記のような時間のみに基づいた制御方法では、この周囲に膨出される溶融金属の量が一定にはならないため、上記金属塊の大きさが不均一になるという問題がある。すなわち、一般的に金属材料は融点近傍で変形抵抗が著しく低下するため、各棒状体31、31を一定圧力で同じ時間だけ加圧したとしても、その時の棒状体31、31の加熱状態等によって、突合せ端部31a、31a近傍の縮み量が異なるため、その周囲に押し出される溶融金属の量も変わり、このため上記金属塊の大きさが均一に生じないのである。この結果、例えば上記押圧時に、大量の溶融金属が膨出して、その周囲に配置されている接合用保護筒体32を圧接し、接合部を形成する溶融金属と接合用保護筒体32との間にかみ込みが発生したり、接合用保護筒体32が破損したりするという問題が生じている。しかも、上記かみ込みが発生した場合は、接合後における上記接合用保護筒体32の取外し作業が面倒であると共に、形成された金属塊の表面が平滑に仕上がらないという問題もある。またこの他、上記接合部の金属塊が大きすぎて使用時に邪魔になったり、上記接合部の外観品位がよくないという問題も生じている。
【0004】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、接合時において、被接合部材の突合せ端部の周囲に生じる金属塊の大きさの均一化、及び表面の平滑化を図ることが可能な突合せ接合方法を提供することにある。また、接合作業後の後処理の簡略化を図ることもこの発明の目的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項1の突合せ接合方法は、一対の被接合部材2a、2bを突合せ配置し、両突合せ端部3a、3bを加熱すると共に、加熱溶融状態で両突合せ端部3a、3bを圧着する突合せ接合方法において、上記両被接合部材2a、2bの圧着方向における相対移動量が一定となるように制御することを特徴としている。
【0006】
上記請求項1の突合せ接合方法では、両被接合部材2a、2bの圧着方向における相対移動量が一定となるように制御したことによって、溶融状態にある突合せ端部3a、3bの圧着方向への縮み量が一定となるため、この周囲に膨出される溶融金属の量を一定とすることができる。この結果、冷却後に突合せ端部3a、3bの周囲に形成される金属塊の大きさの均一化を図ることができる。またこれによって、接合部における外観品位も向上する。
【0007】
また請求項2の突合せ接合方法は、上記加熱を高周波誘導加熱にて行うことを特徴としている。
【0008】
上記請求項2の突合せ接合方法では、電気的に制御されるため、属人的な影響を排してより安定した接合品質を得ることができる。
【0009】
さらに請求項3の突合せ接合方法は、上記両突合せ端部3a、3bの周囲に耐火型材4を配置し、この耐火型材4を介して両突合せ端部3a、3bを加熱することを特徴としている。
【0010】
上記請求項3の突合せ接合方法では、上記耐火型材4を介して両突合せ端部3a、3bを加熱するようにしたことにより、両突合せ端部3a、3bの周囲に膨出する溶融金属が、耐火型材4の内面に沿って形成されることになるため、これによって良好な接合部を得ることができる。また、上記膨出する溶融金属によって加熱用のコイル等が損傷したり、短絡したりすることによる事故や品質低下を未然に防止することができる。さらに上記耐火型材4には保温効果があり、接合後、上記接合部を徐々に冷却することができるため、熱影響部の急激な硬化を緩和することが可能となる。
【0011】
また請求項4の突合せ接合方法は、上記耐火型材4は、予め周方向に分割されていることを特徴としている。
【0012】
上記請求項4の突合せ接合方法では、上記耐火型材4は予め周方向に分割されているため、上記耐火型材4の取付け、及び取外し作業が容易となり、作業時間の短縮化を図ることができる。
【0013】
さらに請求項5の突合せ接合方法は、上記耐火型材4は、軸方向に沿って複数のスリット24を有して成り、接合後、上記スリット24に沿って耐火型材4を周方向に分割可能に構成したことを特徴としている。
【0014】
上記請求項5の突合せ接合方法では、上記耐火型材4をスリット24に沿って周方向に分割することが可能であるため、上記耐火型材4の取外し作業が容易となり、作業時間の短縮化を図ることができる。
【0015】
また請求項6の突合せ接合方法は、上記耐火型材4の内側にフラックス9、あるいは還元性のガス発生剤を保持したことを特徴としている。
【0016】
上記請求項6の突合せ接合方法では、上記突合せ端部3a、3bの圧着時に、フラックス9(又は還元性のガス発生剤)がガスを発生するので、これによって接合部の酸化、窒化を防止することができ、接合部を有効に保護することが可能となる。また、フラックス9が溶融スラグを生成するので、この溶融スラグが接合部に接触し、接合部と耐火型材4との間に生じるかみ込みを有効に防止し、接合部表面の平滑化を図ることができる。
【0017】
さらに請求項7の突合せ接合方法は、上記両突合せ端部3a、3bの周囲に加熱コイル5を巻回し、上記加熱コイル5を周方向に分割可能に構成したことを特徴としている。
【0018】
上記請求項7の突合せ接合方法では、上記加熱コイル5を周方向に分割可能に構成したことによって、上記加熱コイル5の取付け、及び取外し作業を容易に行うことできるため、作業時間の短縮化を図ることができる。
【0019】
また請求項8の突合せ接合方法は、上記耐火型材4と加熱コイル5とを、一体的に形成したことを特徴としている。
【0020】
上記請求項8の突合せ接合方法では、上記耐火型材4、及び加熱コイル5の取付け、及び取外し作業がさらに容易となるため、一段と作業時間の短縮化を図ることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の突合せ接合方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0022】
図1は、この発明の突合せ接合方法の第1実施形態における具体的な接合装置1を示した概略構成図であり、図1(a)にこの接合装置1の全体構成図を示している。図に示すように、被接合部材である一対の棒状体2a、2bは、その長手方向が水平方向と平行になるように同軸上に直列に並べられ、両棒状体2a、2bの端部3a、3b同士が突合せ配置されている。ここで、上記両棒状体2a、2bを接合するための接合装置1は、主に、両棒状体2a、2bの突合せ端部3a、3bを加熱するための加熱手段8と、上記両棒状体2a、2bを挟持するための第1、第2保持手段10a、10bと、上記第2保持手段10bを移動させることが可能な駆動手段15とから構成されている。そしてこの実施形態においては、略平板状の架台20上の一方端部(図における右側端部)に第1保持手段10aが固定される一方、その他方端部(図における左側端部)に、駆動手段15を介して第2保持手段10bが設置されている。
【0023】
以下、図1(a)に基づいて上記接合装置1をより詳細に説明する。まず上記加熱手段8は、両棒状体2a、2bの突合せ端部3a、3bの周囲に配置された筒状の接合用保護筒体4(耐火型材)と、この接合用保護筒体4の外周面に巻回された加熱コイル5と、上記加熱コイル5に高周波電流を通電するための高周波誘導加熱装置6とから構成されている。このとき、上記高周波誘導加熱装置6と加熱コイル5とは出力ケーブル7によって接続されている。上記接合用保護筒体4は、例えば、セラミックス等の短筒体からなり、上記棒状体2a、2bの外径寸法よりも大きい内径寸法を有している。また、この接合用保護筒体4の外周面には、図示しない螺旋溝が形成されており、この螺旋溝に嵌合するように高周波誘導加熱装置6の加熱コイル5が巻回されている。この加熱コイル5は、銅等の導体のパイプからなり、これに上記高周波電流が流されると共に、その内部中空部に冷却水を流すことによって、加熱コイル5を冷却することができるようになっている。
【0024】
一方、上記駆動手段15は、雄ネジ部を有するスクリュー16と、上記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を有するナット17と、上記スクリュー16の両端を支持するための本体18と、上記スクリュー16を回転させるための駆動用モータ19とから構成されている。このとき、上記スクリュー16は、本体18に固定されているため、上記駆動用モータ19を駆動することによってスクリュー16を回転させると、これに螺合されたナット17がその軸方向に移動するように構成されている。また、上記駆動手段15には、上記ナット17の移動量の検出が可能な検出部(図示せず)が設けられている。
【0025】
上記各保持手段10a、10bについて説明する。図1(b)は、上記図1(a)の第1保持手段10aを側面側から見たA−A断面図であるが、第2保持手段10bもこれと略同様の構造を有するので、図1(b)に基づいてその構造を説明する。図1(b)に示すように、上記第1保持手段10aは、一方の棒状体2aの長手方向中央部をその上下方向から挟持するためのクランプ治具11aと、このクランプ治具11aにその上方部から押圧力を加えることが可能な油圧シリンダ12と、このクランプ治具11aと油圧シリンダ12とを支持するアーム部13とから構成されている。すなわち、上記アーム部13は架台20上に固定されており、このアーム部13に、上記クランプ治具11aと油圧シリンダ12とがそれぞれ取付けられている。そして、上記油圧シリンダ12がクランプ治具11aにその上方部から押圧力を加えることによって、棒状体2aを挟持することができるように構成されている。これに対して、図における架台20上の他方端部に位置する第2保持手段10bは、上記駆動手段15のナット17上に設置されている。すなわち、上記ナット17上には、上記アーム部13で支持されたクランプ治具11bが取付けられており、駆動用モータ19を駆動することによって、上記クランプ治具11bを、一方端部側に位置するクランプ治具11aに近接又は離反する方向に移動させることができるように構成されている。また、上記架台20上には、各棒状体2a、2bの搬入出時に、これを支えて移動させるための保持ローラ21、21が設けられている。
【0026】
次に、この発明の第1実施形態である突合せ接合方法と、上記接合装置1への両棒状体2a、2bの取付方法を、図1(a)(c)に基づいて説明する。ここで、図1(c)は、上記図1(a)における突合せ端部3a、3bの部分拡大図を示している。上記両棒状体2a、2bの取付方法としては、まず一方の棒状体2aを、その突合せ端部3aが突出するようにクランプ治具11aにて挟持する。次に上記加熱コイル5が巻回された接合用保護筒体4を、上記棒状体2aの突合せ端部3aに外嵌する。その後、上記接合用保護筒体4の反対側から他方の棒状体2bを挿入し、その両端面同士を突合せ配置すると共に、他方端部に位置するクランプ治具11bにて上記他方の棒状体2bを挟持する。つまりこの状態では、上記棒状体2bの突合せ端部3bが、上記クランプ治具11bから突出するように設けられており、さらに両棒状体2a、2bの軸心が同一直線上に位置するように配置されている。次に、高周波誘導加熱装置6のケーブル7を各加熱コイル5の接続端に接続し、上記接合用保護筒体4の位置合せを行う。ここで、上記位置合せとは、棒状体2a、2bの突合せ端面が、接合用保護筒体4の軸方向中央部に対応するような位置合せであって、両突合せ端部3a、3bの周囲に接合用保護筒体4を配置することである。
【0027】
上記接合手順としては、まず、図1(a)に示すようにセットした状態で、高周波誘導加熱装置6をON状態として、加熱コイル5に高周波電流を流すと、交番磁束が生じ、これが両棒状体2a、2bを貫通して渦電流を誘導する。その際、棒状体2a、2bの突合せ端部3a、3bにジュール熱が発生する(図1(c)における斜線部分)。これによって、上記棒状体2a、2bの突合せ端部3a、3bが加熱され、この突合せ端部3a、3bの一部が溶融状となる。次に、この加熱状態で、上記棒状体2a、2bの加圧を行う。すなわち、上記駆動手段15の駆動用モータ19を駆動することによって、他方の棒状体2bを挟持するクランプ治具11bを、一方の棒状体2aを挟持するクランプ治具11aに、予め設定された距離だけ近接させる。すると、他方の棒状体2bの端部3bが、一方の棒状体2aの端部3aを押圧して、溶融状となっている突合せ端部3a、3bの金属22が、その周囲に膨出する。その後、駆動用モータ19を停止して棒状体2a、2bの加圧を止め、加熱のみを継続して行う。最後に、上記棒状体2a、2bを静止させた状態で、高周波誘導加熱装置6をOFF状態にして、加熱コイル5による加熱を停止し、冷却させる。これによって、上記棒状体2a、2bが接合される。その後、上記接合装置1の各クランプ治具11a、11bを弛めて、接合された棒状体2a、2bを取外すと共に、接合用保護筒体4を棒状体2a、2bの接合部から取外せば(開放)、この接合作業は終了する。このとき、上記接合部には、押圧時に径方向外方へ押し出された上記溶融金属22が、そのまま冷却されることによって生じた金属塊が形成されている。
【0028】
上記第1実施形態における突合せ接合方法によれば、予め設定した一定距離だけ、圧着方向に他方の棒状体2bを移動させるように構成したことによって、溶融状態にある両突合せ端部3a、3bの縮み量が一定となるため、この周囲に膨出する溶融金属22の量を一定とすることができる。この結果、例えば圧着時に両棒状体2a、2bが押圧され過ぎて、溶融金属22が周囲に大量に膨出するのを防ぐことができるため、これによって、周囲に配置された接合用保護筒体4が破損するのを防止することができる。また、上記溶融金属22は接合用保護筒体4の内面に沿って形成されると共に、上記縮み量を一定としたことにより、両棒状体2a、2bの端部3a、3bの周囲に形成される金属塊の大きさの均一化を図ることもできるため、これによって接合部における外観品位が向上し、良好な接合部を得ることができる。さらに上記接合用保護筒体4には保温効果があり、接合後、上記接合部を徐々に冷却することができるため、熱影響部の急激な硬化を緩和することが可能となる。このため、上記接合品質は、気象や属人的要素等に影響されず安定的に確保され、良好な接合強度を得ることができる。また、上記接合用保護筒体4を介して両棒状体2a、2bが加熱されるため、膨出する溶融金属22によって加熱コイル5が損傷したり、短絡したりすることによる事故や品質低下を未然に防止することもできる。
【0029】
図2に、この発明の突合せ接合方法の第2実施形態を示す。図2はこの実施形態における接合用保護筒体4の断面図を示している。この実施形態においては、上記両棒状体2a、2bの突合せ端部3a、3bの周囲に配置された筒状の接合用保護筒体4の内側にフラックスを保持させた点が、上記第1実施形態と異なる点である。同図において、9は上記接合用保護筒体4の内周面4aに設けられたフラックスであり、この実施形態におけるフラックス9は、水溶液状態で接合用保護筒体4の内周面4aに塗布し、これを固化したものを用いている。上記フラックス9の成分としては、例えば、SiO2(40〜44重量%)、Al2O3(43〜48重量%)、Na2O(8〜13重量%)、及びその他不可避不純物(1〜2重量%)から成るものが使用され、さらには溶接棒の被覆剤として用いられるD4311等を使用することもできる。この場合、セルロース、酸化チタン、高炭素フェロマンガン、タルク等に、固着剤(ケイ酸ソーダ及びケイ酸カリ等の水溶液)が配合されて成る。
【0030】
ところで、上記フラックス9を有する接合用保護筒体4の内径寸法Aは、接合すべき両棒状体2a、2bの外径寸法Dより大きくなるように設定され、また両棒状体2a、2bと接合用保護筒体4の内周面4aとの間には、上記両棒状体2a、2bの外径寸法Dの10〜25%にあたる隙間Gを設けるようにしている。このときのフラックス9の具体的な寸法例を挙げれば、内径寸法Aを25mm〜60mm程度に設定した場合、フラックス9の肉厚Tは2mm〜8mm程度に設定される。また、同図における4bは、上記接合用保護筒体4の外周面に形成された螺旋溝であり、この螺旋溝4bに沿って加熱コイル5が巻回されることになる。なお、この実施形態におけるその他の構造は、上記第1実施形態と同様であるので、同一機能部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【0031】
以上に示したような接合用保護筒体4を用いて、上記第1実施形態で示した高周波誘導加熱による両棒状体2a、2bの突合せ接合を行う場合、接合中の加熱によって、接合用保護筒体4の内周部のフラックス9からガス(例えば、H2、CO、CO2等)が発生(生成)し、このガスが接合部を覆うことになる。これよって、接合部の酸化及び窒化を防止することができるため、接合部を有効に保護することができる。また、上記フラックス9は溶融スラグを生成するが、この溶融スラグが膨出する溶融金属22(接合部)と接合用保護筒体4の内周面4aとの間に介在するため、これによって両者のかみ込みを有効に防止することができると共に、接合部表面の平滑化を達成することも可能となる。しかも、接合後においては、上記スラグは固化して剥離性に優れたものとなるため、上記接合用保護筒体4の取外し作業が容易となる。ところで、上記フラックス9の肉厚寸法Tを上記実施形態で示したように設定したのは、この範囲より小さければフラックス9としての上記機能を十分に発揮せず、逆にこの範囲を超えれば、フラックス9の量が多すぎて材料の無駄が生じると共に、フラックス9を有する接合用保護筒体4の内径寸法Aが小さくなって、棒状体2a、2bがセットしにくくなるおそれがあるからである。また、上記接合用保護筒体4の内周面4aと棒状体2a、2bとの隙間Gを上記のように設定したのは、これより小さければ、接合作業時に接合用保護筒体4の内周面4aと接合部とが圧接して、かみ込むおそれがあり、逆にこれより大きければ、巻回される加熱コイル5の内径等の関係で、接合用保護筒体4の肉厚を十分にとれなくなるからである。
【0032】
図3に、この発明の突合せ接合方法の第3実施形態を示す。図3は、周方向に分割された加熱コイル5と、その際に使用する接合用保護筒体4との概略斜視図を示している。この実施形態においては、加熱コイル5を、周方向に分割可能に構成した点、及び接合用保護筒体4が外周部に螺旋溝4bを有さない点が上記第1実施形態と異なる点である。すなわち図3に示すように、加熱コイル5を、第1コイル5aと第2コイル5bとに分割し、各コイル5a、5bをそれぞれ第1ホルダ25aと第2ホルダ25bとに支持させてある。そして第1ホルダ25aと第2ホルダ25bとをボルト26で接続可能とし、両ホルダ25a、25bの接続組立状態では、第1コイル5aと第2コイル5bとが電気的に接続されると共に、その内部を流れる冷却水の通路も接続されるようになっている。棒状体2a、2bの接合作業に際しては、予め上記両ホルダ25a、25bを組立てておき、コイル5の中央部に接合用保護筒体4を配置しておく。そしてこれらを両棒状体2a、2bの突合せ端部3a、3bの周囲に取付けて接合を行う。接合作業終了後に加熱コイル5と接合用保護筒体4を接合部から取外すのは、まず上記ボルト26を緩めて第1ホルダ25aから第2ホルダ25bを取外す。次にこの状態で接合用保護筒体4を分割する。そして最終に、上記第1ホルダ25aを接合部から側方へと取外すことにより接合作業を終了する。
【0033】
以上のように、上記第3実施形態における突合せ接合方法によれば、上記加熱コイル5を周方向に分割可能に構成したことによって、上記加熱コイル5の取付け、及び取外し作業が容易となるため、これによって作業の簡略化、及び作業時間の短縮化を図ることができる。また接合用保護筒体4の螺旋溝24を省略したことによって、コストダウンを図ることができる。
【0034】
図4に、この発明の突合せ接合方法の第4実施形態を示す。図4(a)は、この実施形態における接合用保護筒体4の平面図を示しており、(b)は(a)のX−X線断面図を示している。この実施形態においては、上記両棒状体2a、2bの突合せ端部3a、3bの周囲に配置された接合用保護筒体4を、接合後、周方向に分割可能に構成した点が第1実施形態と異なる点である。すなわち、図4(a)(b)に示すように、上記接合用保護筒体4には、周方向における相対する2ヶ所の位置に、軸方向に沿って形成されるスリット24、24が設けられている。このとき、上記スリット24、24は、接合用保護筒体4の内周部に約2〜3mmの残部23、23を残して形成されているものとする。従って、上記接合作業終了後に接合された両棒状体2a、2bから接合用保護筒体4を取外す際には、上記接合用保護筒体4に軽い衝撃を与えれば、上記接合用保護筒体4がスリット24、24部分で分割されるため、容易に取外しすることができる。なお、この実施形態におけるその他の構造は、上記第1実施形態と同様であるので、同一機能部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【0035】
以上のように、上記第4実施形態における突合せ接合方法によれば、上記接合用保護筒体4にスリット24を設けて周方向に分割可能に構成したことによって、上記接合用保護筒体4の取外し作業が容易となるため、これによって作業の簡略化、及び作業時間の短縮化を図ることができる。
【0036】
以上にこの発明の突合せ接合方法の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施形態では、接合用保護筒体4の外周面に螺旋溝を形成し、この螺旋溝に加熱コイル5を嵌合するようにして巻回したが、上記螺旋溝は形成せずに、ゲージ等を使用することによって上記加熱コイル5を巻回するように構成してもよい。また上記実施形態では、突合せ端部3a、3bを加熱する加熱手段8として、高周波誘導加熱装置6を用いた電気的な制御が行われており、この方が属人的な影響を排してより安定した接合品質を得ることができるため好ましいが、上記高周波誘導加熱装置6以外に、フラッシュバット溶接や直接通電による抵抗加熱、あるいはガス加熱を用いてもよい。さらに上記実施の形態では、駆動手段15にスクリュー16を用いたが、シリンダ機構やリンク機構等の公知公用の駆動部を使用することも可能であるし、上記保持手段10a、10bについても上記以外の方法で、各棒状体2a、2bを保持するように構成しても良い。また、上記実施の形態では、一方のクランプ治具11aを固定側とし、他方のクランプ治具11bを可動側としてその移動量を制御しながら圧着させたが、両クランプ治具11a、11bを相互に可動させて、その相対移動量が一定となるように構成してもよい。さらに上記第2実施形態においては、接合用保護筒体4の内周面4aにフラックス9を設けたが、この成分としては、温度上昇によりガス、スラグ等を生成すると共に、融点が1000℃〜1200℃位であり、ガス発生時において棒状体2a、2bの金属と反応しない範囲において変更可能である。またこの他、還元性のガス発生剤等を設けるようにしてもよいし、サブマージアーク溶接等に使用される粉粒状のスラックスを用いるようにしてもよい。また上記第3実施形態では、加熱コイル5のみを分割可能に構成したが、接合用保護筒体4と加熱コイル5とを分割すると共に、これらを一体的に形成するようにしてもよい。さらに上記第3、及び第4実施形態においては、上記接合用保護筒体4や加熱コイル5を周方向に2分割するように構成したが、3分割以上に分けることも可能である。
【0037】
【発明の効果】
請求項1の突合せ接合方法によれば、両被接合部材の圧着方向における相対移動量を制御したことによって、溶融状態にある突合せ端部の圧着方向への縮み量が一定となるため、この周囲に膨出される溶融金属の量を一定とすることができる。この結果、冷却後に突合せ端部の周囲に形成される金属塊の大きさの均一化を図ることができる。またこれによって、接合部における外観品位も向上する。
【0038】
請求項2の突合せ接合方法によれば、電気的に制御されるため、属人的な影響を排してより安定した接合品質を得ることができる。
【0039】
請求項3の突合せ接合方法によれば、突合せ端部の周囲に膨出する溶融金属が、耐火型材の内面に沿って形成されることになるため、これによって良好な接合部を得ることができる。また、上記膨出する溶融金属によって加熱用のコイル等が損傷したり、短絡したりすることによる事故や品質低下を未然に防止することができる。さらに上記耐火型材には保温効果があり、接合後、上記接合部を徐々に冷却することができるため、熱影響部の急激な硬化を緩和することが可能となる。この結果、上記接合品質は、気象や属人的要素等に影響されず安定的に確保され、良好な接合強度を得ることができる。
【0040】
請求項4の突合せ接合方法によれば、上記耐火型材の取付け、及び取外し作業を容易に行うことができるため、作業時間の短縮化を図ることができる。
【0041】
請求項5の突合せ接合方法によれば、上記耐火型材の取外し作業を容易に行うことができるため、作業時間の短縮化を図ることができる。
【0042】
請求項6の突合せ接合方法によれば、上記突合せ端部の圧着時に、フラックス(又は還元性のガス発生剤)がガスを発生するので、これによって接合部の酸化、窒化を防止することができ、接合部を有効に保護することが可能となる。また、フラックスが溶融スラグを生成するので、この溶融スラグが接合部に接触し、接合部と耐火型材との間に生じるかみ込みを有効に防止し、接合部表面の平滑化を図ることができる。
【0043】
請求項7の突合せ接合方法によれば、上記加熱コイルの取付け、及び取外し作業を容易に行うことができるため、作業時間の短縮化を図ることができる。またこれによって、加熱コイルを繰り返し使用することが可能となるため、コストの低減にも寄与する。
【0044】
請求項8の突合せ接合方法によれば、上記耐火型材、及び加熱コイルの取付け、及び取外し作業がさらに容易となるため、一段と作業時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の突合せ接合方法の第1実施形態における具体的な接合装置を示した概略構成図であり、(a)はその全体構成図、(b)はそのA−A断面図、(c)はその突合せ端部の部分拡大図である。
【図2】この発明の第2実施形態における突合せ接合方法を説明するための概略図であり、接合用保護筒体の断面図を示している。
【図3】この発明の第3実施形態における突合せ接合方法を説明するための概略図であり、加熱コイルを周方向に2分割した状態を示す概略斜視図を示している。
【図4】この発明の第4実施形態における突合せ接合方法を説明するための概略図であり、(a)は接合用保護筒体の平面図を、(b)は(a)のX−X線断面図を示している。
【図5】従来の突合せ接合方法を説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
1 接合装置
2a 棒状体(被接合部材)
2b 棒状体(被接合部材)
3a 端部
3b 端部
4 接合用保護筒体(耐火型材)
4a 内周面
5 加熱コイル
9 フラックス
10 保持手段
11 クランプ治具
15 駆動手段
22 溶融金属
23 残部
24 スリット
Claims (8)
- 一対の被接合部材(2a)(2b)を突合せ配置し、両突合せ端部(3a)(3b)を加熱すると共に、加熱溶融状態で両突合せ端部(3a)(3b)を圧着する突合せ接合方法において、上記両被接合部材(2a)(2b)の圧着方向における相対移動量が一定となるように制御することを特徴とする突合せ接合方法。
- 上記加熱を高周波誘導加熱にて行うことを特徴とする請求項1の突合せ接合方法。
- 上記両突合せ端部(3a)(3b)の周囲に耐火型材(4)を配置し、この耐火型材(4)を介して両突合せ端部(3a)(3b)を加熱することを特徴とする請求項1又は請求項2の突合せ接合方法。
- 上記耐火型材(4)は、予め周方向に分割されていることを特徴とする請求項3の突合せ接合方法。
- 上記耐火型材(4)は、軸方向に沿って複数のスリット(24)を有して成り、接合後、上記スリット(24)に沿って耐火型材(4)を周方向に分割可能に構成したことを特徴とする請求項3の突合せ接合方法。
- 上記耐火型材(4)の内側にフラックス(9)、あるいは還元性のガス発生剤を保持したことを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれかの突合せ接合方法。
- 上記両突合せ端部(3a)(3b)の周囲に加熱コイル(5)を巻回し、上記加熱コイル(5)を周方向に分割可能に構成したことを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれかの突合せ接合方法。
- 上記耐火型材(4)と加熱コイル(5)とを、一体的に形成したことを特徴とする請求項7の突合せ接合方法。
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