JP6209174B2 - Joining apparatus and joining method - Google Patents
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Description
本発明は、接合体の端部を被接合体の端部に液相拡散接合によって接合する接合装置及び接合方法に関するものである。 The present invention relates to a bonding apparatus and a bonding method for bonding an end of a bonded body to an end of a bonded body by liquid phase diffusion bonding.
従来、火力発電用ボイラや産業用ボイラ等の炉壁を構成する蒸発管の損傷部分を補修する方法として、その損傷部分を切断し、切断した部分に新しい蒸発管(新管)を取り付けて、液相拡散接合によって接合する手法が提案されている(例えば特許文献1参照)。この接合手法では、蒸発管を加熱して熱膨張させることで、接合に必要な加圧力を発生させるとともに、新管の両端部を同時に接合することが可能である。 Conventionally, as a method of repairing the damaged part of the evaporator tube that constitutes the furnace wall of thermal power generation boilers, industrial boilers, etc., the damaged part is cut, and a new evaporator pipe (new pipe) is attached to the cut part, A technique of joining by liquid phase diffusion joining has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this joining technique, the evaporation pipe is heated and thermally expanded to generate a pressure necessary for joining and to join both ends of the new pipe at the same time.
しかしながら、熱膨張を利用した手法では、接合部分に加わる加圧力が必要以上に高まって、蒸発管に撓みや座屈が発生したり、接合部分において膨出が発生したりするおそれがある。これに対して、加圧力が過大とならないようにモニタリングし、加圧力が過大となった場合に蒸発管の加熱を停止させることが考えられる。しかし、蒸発管の加熱を停止させたとしても、蒸発管が熱膨張しなくなるまでには比較的長い時間が必要であり、応答性が悪いという課題がある。 However, in the method using thermal expansion, the pressure applied to the joint portion is increased more than necessary, and the evaporation tube may be bent or buckled, or the joint portion may bulge. On the other hand, it is considered that monitoring is performed so that the applied pressure does not become excessive, and heating of the evaporation pipe is stopped when the applied pressure becomes excessive. However, even if heating of the evaporator tube is stopped, it takes a relatively long time until the evaporator tube does not thermally expand, and there is a problem that the responsiveness is poor.
また、接合部分付近には蒸発管を熱膨張させるための加熱装置とは別に、アモルファス材を溶融させるための加熱装置が設けられる。すなわち、接合部分付近は、後者の加熱装置によっても加熱されるため、より熱膨張しやすく、加圧力がさらに大きくなりやすいという課題もある。さらに後者の加熱装置は、アモルファス材を融点以上に加熱する必要があるため、加圧力が大きいからといって加熱を停止させるわけにはいかず、加圧力の増大を抑制することが困難である。 In addition, a heating device for melting the amorphous material is provided in the vicinity of the joint portion, in addition to the heating device for thermally expanding the evaporation tube. That is, the vicinity of the joint portion is also heated by the latter heating device, so that there is a problem that the thermal expansion easily occurs and the applied pressure tends to be further increased. Furthermore, since the latter heating device needs to heat the amorphous material to the melting point or higher, heating cannot be stopped just because the applied pressure is large, and it is difficult to suppress an increase in the applied pressure.
本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、液相拡散接合による接合装置及び接合方法に関し、熱膨張を速やかに抑制して、接合部分に過大な加圧力が加わることを防止することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。 The present case has been devised in view of such a problem, and relates to a bonding apparatus and a bonding method by liquid phase diffusion bonding, thereby quickly suppressing thermal expansion and preventing an excessive pressure from being applied to a bonded portion. One of the purposes. The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.
(1)ここで開示する接合装置は、接合体の端部と被接合体の端部との間にアモルファス材を挟んで液相拡散接合する接合装置である。この接合装置は、前記接合体を加熱する第一加熱体と、前記アモルファス材を加熱する第二加熱体と、を備える。さらに、前記接合装置は、内部を冷却媒体が流通することで前記接合体を冷却する冷却管と、前記接合体の前記端部と前記被接合体の前記端部との接合部分に加わる加圧力が第一所定値よりも高い場合に、前記冷却管に前記冷却媒体を流通させる制御装置と、を備える。 (1) The bonding apparatus disclosed here is a bonding apparatus that performs liquid phase diffusion bonding by sandwiching an amorphous material between an end of a bonded body and an end of a bonded body. The bonding apparatus includes a first heating body that heats the bonded body and a second heating body that heats the amorphous material. Furthermore, the joining device is a pressure applied to a joining portion between a cooling pipe that cools the joined body through a cooling medium flowing therein, and the end portion of the joined body and the end portion of the joined body. And a control device that causes the cooling medium to flow through the cooling pipe when the value is higher than a first predetermined value.
(2)前記制御装置は、前記加圧力が第二所定値よりも高い場合に前記第一加熱体による加熱を停止させることが好ましい。
(3)前記冷却管は、前記第二加熱体よりも前記第一加熱体に近接して配置されることが好ましい。
(4)前記制御装置は、前記加圧力が増大するほど前記冷却媒体による冷却量を増大させることが好ましい。
(2) It is preferable that the said control apparatus stops the heating by said 1st heating body, when the said applied pressure is higher than a 2nd predetermined value.
(3) It is preferable that the cooling pipe is disposed closer to the first heating body than the second heating body.
(4) It is preferable that the said control apparatus increases the cooling amount by the said cooling medium, so that the said applied pressure increases.
(5)ここで開示する接合方法は、接合体の端部と被接合体の端部とを、アモルファス材を用いた液相拡散接合により接合する方法である。この接合方法は、前記接合体の前記端部と前記被接合体の前記端部とを隙間をあけて保持するとともに前記隙間に前記アモルファス材を配置する保持工程と、前記保持工程後に、第一加熱体により前記接合体を加熱して、前記接合体の前記端部と前記被接合体の前記端部との接合部分に加圧力を発生させると共に、第二加熱体により前記アモルファス材を加熱して前記接合体と前記被接合体とを接合する接合工程と、を備える。また、前記接合工程において、前記加圧力が第一所定値よりも高い場合に冷却管の内部に冷却媒体を流通させて前記接合体を冷却する。 (5) The joining method disclosed here is a method in which the end of the joined body and the end of the joined body are joined by liquid phase diffusion joining using an amorphous material. In this bonding method, a holding step of holding the end portion of the bonded body and the end portion of the bonded body with a gap and disposing the amorphous material in the gap, and a first step after the holding step, The joined body is heated by a heating body to generate a pressure at a joining portion between the end of the joined body and the end of the joined body, and the amorphous material is heated by a second heating body. A joining step for joining the joined body and the joined body. In the joining step, when the applied pressure is higher than a first predetermined value, a cooling medium is circulated inside the cooling pipe to cool the joined body.
(6)前記接合工程において、前記加圧力が第二所定値よりも高い場合に前記第一加熱体による加熱を停止することが好ましい。
(7)前記接合工程において、前記加圧力が増大するほど前記冷却媒体による冷却量を増大することが好ましい。
(6) In the joining step, it is preferable that heating by the first heating body is stopped when the applied pressure is higher than a second predetermined value.
(7) In the joining step, it is preferable that the cooling amount by the cooling medium is increased as the applied pressure is increased.
開示の接合装置及び接合方法によれば、加圧力が第一所定値よりも高い場合に接合体を冷却するので、接合体の熱膨張を速やかに抑制することができる。これにより、接合部分に過大な加圧力が加わることを防止することができ、接合体及び被接合体の座屈の発生や、接合部分の膨出を防止することができる。 According to the disclosed joining apparatus and joining method, since the joined body is cooled when the applied pressure is higher than the first predetermined value, the thermal expansion of the joined body can be quickly suppressed. Thereby, it can prevent that an excessive pressurizing force is added to a junction part, generation | occurrence | production of the buckling of a joined body and a to-be-joined body, and the swelling of a junction part can be prevented.
図面を参照して、実施形態としての接合装置及び接合方法について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。 With reference to the drawings, a bonding apparatus and a bonding method as embodiments will be described. The embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment, and can be selected or combined as necessary.
[1.構成]
図1に、本実施形態の接合装置10の構成を示す。本接合装置10は、接合体の端部と被接合体の端部との間にアモルファス材を挟んで液相拡散接合する装置である。すなわち、接合体と被接合体の端部同士を密着させて加圧した状態で、アモルファス材を加熱して溶融させ、拡散を利用して接合する。なお、アモルファス材は、ホウ素(B)等の融点降下元素を含んだ低融点アモルファス金属であり、例えばシート状に形成されたものである。
[1. Constitution]
In FIG. 1, the structure of the joining
接合装置10は、例えば火力発電用ボイラや産業用ボイラ等の火炉壁を構成する蒸発管の補修工事に用いられる。ボイラの火炉壁は、蒸気が通過する複数の蒸発管が所定の間隔をあけて並設され、隣接する蒸発管の間にフィンが取り付けられて構成されている。これら複数の蒸発管の一部に損傷が発生した場合、損傷部分のある蒸発管については、その損傷部分を切除して、切除した部分に新しい蒸発管(新管)を接合するという補修工事が行われる。
The joining
本実施形態では、図1に示すように、損傷部分の切除によって分断された既設管2A,2B(被接合体)の各端部に、新管1(接合体)の両端部を接合する場合について説明する。既設管2A,2Bは、一本の既設管2のうち損傷部分が取り除かれた残りの部分である。以下、既設管2A,2Bを特に区別しない場合は、既設管2という。既設管2には、上記のように隣接する他の既設管との間にフィン(何れも図示略)が取り付けられているが、補修工事では、既設管2から損傷部分を切除するときに損傷部分の周囲のフィンも取り除く。これにより、既設管2の炉内側に対しても炉外から後述の接合用コイル12A,12Bを設置するなどの作業を行うことが可能となる。また、補修工事では、新管1は、図示しないクランプ装置によって保持される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, when both ends of the new pipe 1 (joined body) are joined to the respective ends of the existing pipes 2 </ b> A and 2 </ b> B (joined body) divided by excision of the damaged portion. Will be described. Existing
接合装置10は、新管1を加熱する荷重用コイル11と、新管1の両端部と既設管2A,2Bの各端部との接合部分3A,3Bを加熱する接合用コイル12A,12Bと、新管1を冷却する冷却管13A,13Bと、制御装置19と、を備える。なお、接合部分3A,3B、接合用コイル12A,12B、冷却管13A,13Bは、それぞれ位置のみが異なるものであり、特に区別しない場合は既設管2と同様にアルファベットを省略して説明する。
The joining
荷重用コイル11(第一加熱体)は、新管1を加熱して熱膨張させ、新管1の両端部を既設管2の各端部に密着させて、接合部分3に加圧力Pを発生させるものである。図1に示すように、新管1は、既設管2の各端部との間に隙間を有した状態でクランプ装置により保持され、この隙間にアモルファス材4が配置される。荷重用コイル11は、新管1を加熱して熱膨張させることでこの隙間をなくし、加圧力Pを発生させる。接合部分3は、新管1が熱膨張して既設管2の各端部と密着した場合の新管1と既設管2との接合箇所である。
The
荷重用コイル11は、例えば高周波加熱コイルであって、図示しない高周波電源から整合トランスを介して電力が供給されることにより新管1を高周波加熱する。荷重用コイル11は、新管1を熱膨張させることができるように配置される。例えば、図1に示すように、新管1の軸方向中心付近において、新管1を包囲するように配置される。荷重用コイル11の作動状態は、制御装置19によって制御される。
The
接合用コイル12(第二加熱体)は、接合部分3を加熱することで接合部分3に配置されるアモルファス材4を溶融させるものである。接合用コイル12は、例えば高周波加熱コイルであって、図示しない高周波電源から整合トランスを介して電力が供給されることにより接合部分3を高周波加熱する。接合用コイル12は、接合部分3を加熱できる位置に配置される。例えば、図1に示すように、既設管2の端部及びアモルファス材4を包囲するように配置される。接合用コイル12の作動状態は、制御装置19によって制御される。
The joining coil 12 (second heating body) melts the amorphous material 4 disposed in the joining portion 3 by heating the joining portion 3. The bonding coil 12 is, for example, a high-frequency heating coil, and heats the bonding portion 3 by high-frequency heating when electric power is supplied from a high-frequency power source (not shown) via a matching transformer. The joining coil 12 is disposed at a position where the joining portion 3 can be heated. For example, as shown in FIG. 1, it arrange | positions so that the edge part of the existing pipe 2 and the amorphous material 4 may be surrounded. The operating state of the bonding coil 12 is controlled by the
冷却管13は、内部を冷却媒体が流通することで新管1を冷却するものであり、新管1の熱膨張を抑制するためのものである。冷却媒体は、例えば水道水や海水,不凍液等である。冷却管13は、新管1を冷却できる位置に配置される。例えば、図1に示すように荷重用コイル11を挟んで二箇所に配置される。なお、冷却管13は、接合用コイル12よりも荷重用コイル11に近接して(言い換えると、接合用コイル12から離隔して)配置されて、アモルファス材4の溶融に影響を与えないように設けられる。
The cooling pipe 13 cools the
冷却管13には、冷却媒体を冷却管13に供給するための送給管14が接続される。送給管14にはバルブ15とポンプ16とが介装される。本実施形態のバルブ15は、送給管14を流通する冷却媒体の流量を連続的又は多段階に調整可能な流量調整弁である。なお、バルブ15が全閉と全開との二択式の単なる開閉弁であってもよい。ポンプ16は、例えば電動式ポンプであって、冷却媒体に所定の圧力を付加して送給管14へと圧送するものである。本実施形態のポンプ16は、バルブ15の開閉と同期して作動する。冷却媒体は、バルブ15が開弁され、ポンプ16によって圧送されることにより、送給管14を通って冷却管13へと供給される。バルブ15及びポンプ16の作動状態は、制御装置19によって制御される。
A
新管1には、接合部分3に加わる加圧力Pを検出するためのひずみゲージ17と、接合部分3の温度を検出する熱電対18とが設けられる。ひずみゲージ17及び熱電対18で検出された各情報は、制御装置19へ伝達される。
The
制御装置19は、ひずみゲージ17で検出された加圧力Pに応じて、荷重用コイル11による加熱量と冷却媒体による冷却量とを制御するとともに、熱電対18で検出された温度情報に基づいて、接合用コイル12による加熱量を制御するものである。制御装置19は、各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUでの演算結果等が一時的に記憶されるRAM、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えた電子制御装置である。
The
制御装置19は、接合部分3に加わる加圧力Pが接合に必要な加圧力Pa(以下、必要加圧力Paという)よりも高くなるように(P>Paとなるように)、荷重用コイル11を作動させる。一方で、制御装置19は、加圧力Pが予め設定された所定の第一閾値P1(第一所定値)よりも高い場合(P>P1のとき)には、冷却管13に冷却媒体を流通させて新管1を冷却する。第一閾値P1は、必要加圧力Paよりも高い値(P1>Pa)であって、新管1及び既設管2の座屈や接合部分3の膨出が発生するおそれのない加圧力であり、例えば実験やシミュレーション等に基づいて予め設定される。
The
制御装置19は、新管1を冷却することで加圧力Pが低下し、加圧力Pが予め設定された所定の第二閾値P2以下(P≦P2)となった場合には、バルブ15を閉弁するとともにポンプ16を停止させ、新管1の冷却を停止する。なお、第二閾値P2は、必要加圧力Paよりも高く、第一閾値P1よりも低い値(Pa<P2<P1)である。これにより、バルブ15やポンプ16に対する制御のハンチングを防止する。
The
制御装置19は、加圧力Pが第一閾値P1よりも高い場合に、加圧力Pが増大するほど冷却媒体による冷却量を増大させる。冷却媒体による冷却量は、冷却管13内を流通する冷却媒体の流量とその温度とを調節することで制御可能である。例えば、制御装置19は、バルブ15又はポンプ16を制御して冷却媒体の流量を増大させて冷却量を増大させてもよい。あるいは、極低温の冷却媒体を用いて冷却量を増大させてもよい。また、これらを組み合わせることで冷却量を増大させてもよい。また、送給管14にクーラーを介装し、冷却媒体の温度を下げることで冷却量を増大させる構成としてもよい。
When the pressure P is higher than the first threshold value P1, the
本実施形態の制御装置19は、加圧力Pが第一閾値P1(第二所定値)よりも高い場合に、荷重用コイル11による加熱を停止させる。これにより、新管1の熱膨張を効果的に抑制して、加圧力Pの増大を防ぐ。また、加圧力Pが第一閾値P1を上回った後に第二閾値P2以下となった場合には、荷重用コイル11による加熱を再開する。なお、荷重用コイル11による加熱を停止又は再開するときの閾値が、冷却を開始又は停止するときの閾値(第一閾値P1,第二閾値P2)とそれぞれ異なる値に設定されていてもよい。すなわち、第一閾値P1,第二閾値P2とは別に、荷重用コイル11による加熱を停止させる判定閾値(第二所定値)と、加熱を再開させる判定閾値とをそれぞれ設けておき、加圧力Pをこの判定閾値と比較して荷重用コイル11による加熱量を制御する構成としてもよい。
The
制御装置19は、新管1が既設管2A,2Bの間に保持され、荷重用コイル11の作動が開始された後、加圧力Pが必要加圧力Paよりも高くなったら接合用コイル12を作動させる。そして、熱電対18で検出される温度が、アモルファス材4が溶融する所定の温度(以下、溶融温度という)に保持されるように、接合用コイル12の加熱量を制御する。制御装置19は、熱電対18で検出された温度がアモルファス材4の溶融温度となった時点から所定時間が経過したら、接合が完了したと判断し、荷重用コイル11及び接合用コイル12の作動を停止させる。なお、接合が完了したと判断した時点で冷却媒体による冷却が行われていた場合の冷却を停止させるタイミングは、接合が完了したと判断した時点であってもよいし、この判断時点で加圧力Pが比較的高ければ、判断時点からある程度時間が経過した時点としてもよい。
After the
[2.作業工程,フローチャート]
次に、図2を参照して、上述の接合装置10を用いて、新管1の両端部と既設管2A,2Bの各端部とを液相拡散接合により接合する方法を説明する。本接合方法は、保持工程と接合工程とを備える。
まず、保持工程(ステップS10)において、既設管2の損傷部分を切除することで分断された既設管2A,2Bの間に、クランプ装置を使用して新管1を保持する。このとき、新管1の両端部と既設管2A,2Bの各端部との間にアモルファス材4を配置する。
[2. Work process, flowchart]
Next, with reference to FIG. 2, a method of joining both ends of the
First, in the holding step (step S10), the
保持工程が終わったら、接合工程(ステップS20)において、荷重用コイル11により新管1を加熱して、接合部分3に加圧力Pを発生させて必要加圧力Paよりも高くする(ステップS21)。次いで、接合用コイル12によりアモルファス材4を加熱して溶融させるとともに、加圧力Pに応じて荷重用コイル11による加熱量と冷却媒体による冷却量とを制御する(ステップS22)。
When the holding process is finished, in the joining process (step S20), the
すなわち、ステップS22では、熱電対18で検出される温度が溶融温度に保持されるように接合用コイル12を制御する。また、これと並行して、ひずみゲージ17で検出される加圧力Pが第一閾値P1よりも高くなれば、冷却管13に冷却媒体を流通させて新管1を冷却するとともに荷重用コイル11による加熱を停止する。なお、加圧力Pが第一閾値P1を上回った後に第二閾値P2以下となれば、新管1の冷却を止めるとともに荷重用コイル11による加熱を再開する。
That is, in step S22, the bonding coil 12 is controlled so that the temperature detected by the
接合工程について、図3を用いてさらに詳述する。図3は、制御装置19において所定の演算周期で実施される制御フローの一例である。このフローチャートは、保持工程後に開始される。
図3に示すように、ステップA1では、ひずみゲージ17及び熱電対18でそれぞれ検出された値(センサ値)が取得される。続くステップA2では、加圧力Pが必要加圧力Paよりも高いか否かが判定され、P>PaであればステップA4へ進み、P≦PaであればステップA3へ進む。ステップA3では、荷重用コイル11が作動して新管1が加熱され、このフローをリターンする。
The joining process will be further described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is an example of a control flow executed in the
As shown in FIG. 3, in step A1, values (sensor values) detected by the
新管1が熱膨張してP>Paとなると、ステップA4において接合用コイル12の制御が実施される。すなわち、熱電対18で検出される温度が溶融温度に保持されるように接合用コイル12の加熱量が制御される。続くステップA5では、加圧力Pが第一閾値P1よりも高いか否かが判定される。P≦P1のときはステップA6に進み、新管1が冷却されているか否かが判定され、冷却されていない場合はステップA10へ進む。ステップA10では、接合が完了したか否かが判定され、完了していなければこのフローをリターンする。
When the
接合が完了したと判定されるまでの間に、加圧力Pが第一閾値P1を上回った場合は、ステップA5からステップA7へ進み、新管1の加熱が止められるとともに新管1の冷却が実施される。これ以降の演算周期において、P≦P1となった場合は、ステップA5からステップA6へ進み、冷却が実施されているか否かが判定される。この場合は冷却が実施されているため、ステップA8へ進み、加圧力Pが第二閾値P2以下であるか否かが判定される。P>P2のときはステップA10へ進んで判定が行われる。一方、P≦P2のときはステップA9へ進み、荷重用コイル11による加熱が再開されるとともに冷却が止められ、ステップA10へ進む。
なお、ステップA10において接合が完了したと判定された場合は、荷重用コイル11及び接合用コイル12が停止されるとともに、冷却媒体の流通が止められて、このフローを終了する。
If the pressure P exceeds the first threshold value P1 until it is determined that the joining is completed, the process proceeds from step A5 to step A7, where the heating of the
If it is determined in step A10 that the joining has been completed, the
[3.効果]
上述の接合装置10及びこれを用いた接合方法によれば、加圧力Pが第一閾値P1よりも高い場合に新管1を冷却するので、単に荷重用コイル11の加熱を停止させて熱膨張を抑制する場合と比較して、新管1の熱膨張を速やかに抑制することができる。つまり、上述の接合装置10によれば、新管1の熱膨張が抑制されるまでの時間を短縮することができるため、応答性が非常に高い。これにより、接合部分3に過大な加圧力Pが加わることを防止することができ、新管1及び既設管2の座屈の発生や、接合部分3の膨出を防止することができる。
[3. effect]
According to the above-described joining
さらに、新管1は、その両端部付近が接合用コイル12による加熱の影響も受けるため、熱膨張しやすく、加圧力Pが大きくなりやすいという課題があった。これに対して、上述の接合装置10を用いれば、冷却管13に冷却媒体を流通させることで、新管1の熱膨張を素早く抑制することができるため、接合用コイル12の加熱を停止させる必要もなく、アモルファス材4の温度を溶融温度に保持しやすくすることができる。したがって、新管1の接合を速やかに完了することができる。
Further, the
また、上述の接合装置10及びこれを用いた接合方法では、加圧力Pが第一閾値P1よりも高い場合に荷重用コイル11による加熱を停止させるので、新管1の熱膨張をより速やかに抑制することができる。これにより、加圧力Pの増大を防止することができ、加圧力Pを一定に保つことができる。
Moreover, in the above-mentioned joining
また、上述の接合装置10及びこれを用いた接合方法では、加圧力Pが増大するほど冷却媒体による冷却量を増大させるため、新管1の熱膨張をより速く抑制することができる。すなわち、応答性をさらに高めることができ、接合部分3に過大な加圧力Pが加わることをより防止することができる。
Moreover, in the above-mentioned joining
上述の接合装置10では、冷却管13が接合用コイル12よりも荷重用コイル11に近接して配置される。言い換えると、冷却管13が接合用コイル12から離隔して配置されるため、冷却媒体の影響が接合用コイル12による加熱に及ぶことを防止することができる。これにより、アモルファス材4の温度を一定に保持しやすくすることができる。
In the above-described joining
[4.その他]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上述の実施形態では、制御装置19が、ひずみゲージ17で検出された加圧力Pに応じて、荷重用コイル11による加熱量と冷却媒体による冷却量とを制御する構成を例示したが、加圧力Pに加えて熱電対18で検出された温度情報を用いて加熱量と冷却量とを制御してもよい。例えば、加圧力Pが第一閾値P1よりも高くなった場合に冷却を開始することで、熱電対18で検出された温度が溶融温度よりも低くなったら、接合用コイル12の加熱量を増大させる代わりに、或いは、接合用コイル12の加熱量の増大と併用して、冷却媒体による冷却量を抑制してもよい。このように加圧力Pと温度とに応じて、新管1に対する加熱量と冷却量とを制御する構成とすることで、接合環境をより適切なものとすることができる。
[4. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、加圧力Pが第一閾値P1よりも高い場合に、加圧力Pが増大するほど冷却量を増大させているが、冷却量は加圧力Pにかかわらず一定であってもよい。また、第二閾値P2を省略してもよい。
また、上述の実施形態では、新管1を冷却する場合には荷重用コイル11による加熱を停止させているが、荷重用コイル11による加熱を止めずに、加圧力Pに応じて冷却量のみを制御してもよい。
In the above-described embodiment, when the applied pressure P is higher than the first threshold value P1, the cooling amount is increased as the applied pressure P is increased, but the cooling amount is constant regardless of the applied pressure P. Good. Further, the second threshold value P2 may be omitted.
Further, in the above-described embodiment, when the
上述した接合装置10の構成は一例であって、上述のものに限られない。例えば、荷重用コイル11が、新管1の軸方向中心付近から何れか一方の端部寄りに配置されていてもよいし、新管1を包囲せずに配置されていてもよい。あるいは、荷重用コイル11が新管1に対して複数箇所に配置されていてもよい。なお、荷重用コイル11は、新管1の両端部を除いた部分に配置されることが好ましい。
The structure of the joining
また、接合用コイル12は、少なくともアモルファス材4を加熱して溶融させるように設けられていればよく、上述した構成や配置に限られない。
同様に、冷却管13も、新管1を冷却できるように設けられていればよい。例えば、冷却管13が新管1の軸方向に沿って三箇所以上に配置されていてもよいし、新管1を包囲するように設けられていなくてもよい。
Moreover, the joining coil 12 should just be provided so that the amorphous material 4 may be heated and fuse | melted at least, and is not restricted to the structure and arrangement | positioning mentioned above.
Similarly, the cooling pipe 13 should just be provided so that the
また、冷却管13に冷却媒体を供給する送給管14に、バルブ15及びポンプ16の何れか一方のみが介装され、他方が省略されていてもよい。例えば、バルブ15のみが介装される場合、水道管から冷却管13へ水道水を供給してもよいし(水道圧を利用して供給してもよく)、重力を利用して冷却管13へ冷却媒体を供給してもよい。また、送給管14に、バルブ15及びポンプ16の両方が介装される場合において、接合行程中はポンプ16を常時作動させておき、加圧力Pが第一閾値P1よりも高くなったときにバルブ15を開弁させるようにしてもよい。これにより、ポンプ16の起動時間を省略できる分、速やかに冷却媒体を冷却管13へ供給できるようになる。
Further, only one of the
上述の接合装置10及び接合方法は、ボイラの火炉壁を構成する蒸発管以外の管材を接合体や被接合体として液相拡散接合によって接合する場合にも適用可能である。また、管材以外の部材を接合体や被接合体として液相拡散接合によって接合する場合にも適用可能である。さらには、接合体の両端部をそれぞれ被接合体の端部と接合する場合のみならず、接合体の一方の端部だけを被接合体の端部と接合する場合にも適用可能である。
The above-described joining
1 新管(接合体)
2,2A,2B 既設管(被接合体)
3,3A,3B 接合部分
4 アモルファス材
10 接合装置
11 荷重用コイル(第一加熱体)
12,12A,12B 接合用コイル(第二加熱体)
13,13A,13B 冷却管
14 送給管
15 バルブ
16 ポンプ
17 ひずみゲージ
18 熱電対
19 制御装置
P 加圧力
Pa 必要加圧力
P1 第一閾値(第一所定値,第二所定値)
P2 第二閾値
1 New pipe (joint)
2,2A, 2B Existing pipe (joint)
3, 3A, 3B Joining portion 4
12, 12A, 12B Coil for joining (second heating body)
13, 13A,
P2 Second threshold
Claims (7)
前記接合体を加熱する第一加熱体と、
前記アモルファス材を加熱する第二加熱体と、
内部を冷却媒体が流通することで前記接合体を冷却する冷却管と、
前記接合体の前記端部と前記被接合体の前記端部との接合部分に加わる加圧力が第一所定値よりも高い場合に、前記冷却管に前記冷却媒体を流通させる制御装置と、を備える
ことを特徴とする、接合装置。 A bonding apparatus that performs liquid phase diffusion bonding by sandwiching an amorphous material between an end of a bonded body and an end of a bonded body,
A first heating body for heating the joined body;
A second heating body for heating the amorphous material;
A cooling pipe for cooling the joined body by circulating a cooling medium therein;
A control device that causes the cooling medium to flow through the cooling pipe when a pressing force applied to a joining portion between the end of the joined body and the end of the joined body is higher than a first predetermined value; A joining apparatus, comprising:
ことを特徴とする、請求項1記載の接合装置。 The said control apparatus stops the heating by said 1st heating body, when the said applied pressure is higher than a 2nd predetermined value, The joining apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の接合装置。 The joining apparatus according to claim 1, wherein the cooling pipe is disposed closer to the first heating body than the second heating body.
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の接合装置。 The said control apparatus increases the cooling amount by the said cooling medium, so that the said applied pressure increases, The joining apparatus of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記接合体の前記端部と前記被接合体の前記端部とを隙間をあけて保持するとともに前記隙間に前記アモルファス材を配置する保持工程と、
前記保持工程後に、第一加熱体により前記接合体を加熱して、前記接合体の前記端部と前記被接合体の前記端部との接合部分に加圧力を発生させると共に、第二加熱体により前記アモルファス材を加熱して前記接合体と前記被接合体とを接合する接合工程と、を備え、
前記接合工程において、前記加圧力が第一所定値よりも高い場合に冷却管の内部に冷却媒体を流通させて前記接合体を冷却する
ことを特徴とする、接合方法。 A method of joining the end of the joined body and the end of the joined body by liquid phase diffusion bonding using an amorphous material,
A holding step of holding the end of the joined body and the end of the joined body with a gap and disposing the amorphous material in the gap;
After the holding step, the joined body is heated by a first heated body to generate a pressure at a joined portion between the end portion of the joined body and the end portion of the joined body, and a second heated body. A step of heating the amorphous material to join the joined body and the joined body, and
In the joining step, when the applied pressure is higher than a first predetermined value, a cooling medium is circulated inside the cooling pipe to cool the joined body.
ことを特徴とする、請求項5記載の接合方法。 6. The joining method according to claim 5, wherein, in the joining step, heating by the first heating body is stopped when the applied pressure is higher than a second predetermined value.
ことを特徴とする、請求項5又は6記載の接合方法。 The joining method according to claim 5 or 6, wherein, in the joining step, the amount of cooling by the cooling medium increases as the applied pressure increases.
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