JPH03243286A - クラッド管の接合方法 - Google Patents
クラッド管の接合方法Info
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- JPH03243286A JPH03243286A JP4163790A JP4163790A JPH03243286A JP H03243286 A JPH03243286 A JP H03243286A JP 4163790 A JP4163790 A JP 4163790A JP 4163790 A JP4163790 A JP 4163790A JP H03243286 A JPH03243286 A JP H03243286A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はクラッド管の周継手を接合する方法に関するも
のである。
のである。
[従来の技術]
配管に耐食性を持たせるために、内側に耐食性金属層を
クラッドしたクラッド管が用いられている。
クラッドしたクラッド管が用いられている。
例えば化学プラントにおいては、炭素鋼またはクロムモ
リブデン鋼の内側にステンレス鋼またはニッケル合金鋼
をクラッドしたクラッド管が用いられている。このよう
なりラッド管を用いると、管全体を炭素鋼またはクロム
モリブデン鋼により形成する場合に比べてコストを安く
することができる。また管全体を炭素鋼また°はクロム
モリブデン鋼により形成すると、管の内面から応力腐食
割れが生じたときに亀裂が容易に肉厚方向に貫通してし
まうが、クラッド管を用いると亀裂が貫通するのを防ぐ
ことができる。
リブデン鋼の内側にステンレス鋼またはニッケル合金鋼
をクラッドしたクラッド管が用いられている。このよう
なりラッド管を用いると、管全体を炭素鋼またはクロム
モリブデン鋼により形成する場合に比べてコストを安く
することができる。また管全体を炭素鋼また°はクロム
モリブデン鋼により形成すると、管の内面から応力腐食
割れが生じたときに亀裂が容易に肉厚方向に貫通してし
まうが、クラッド管を用いると亀裂が貫通するのを防ぐ
ことができる。
従来クラッド管どうしの接合はもっばらアーク溶接によ
り行っていた。クラッド管はほとんどの場合外径が8イ
ンチ(216mm)以下であるので、アーク溶接は管の
外側から行わざるを得ない。そのため従来は、クラッド
管の接合部を開先を介して対向させた状態で開先内に溶
融金属を充填することにより内側から外側へと順次溶接
金属層を形成して溶接を行っていた。
り行っていた。クラッド管はほとんどの場合外径が8イ
ンチ(216mm)以下であるので、アーク溶接は管の
外側から行わざるを得ない。そのため従来は、クラッド
管の接合部を開先を介して対向させた状態で開先内に溶
融金属を充填することにより内側から外側へと順次溶接
金属層を形成して溶接を行っていた。
第8図は、アーク溶接により接合されたクラッド管1.
1−の接合部の断面を概略的に示したもので、同図に
おいてla、la−は炭素鋼またはクロムモリブデン鋼
からなる外側金属層、lb。
1−の接合部の断面を概略的に示したもので、同図に
おいてla、la−は炭素鋼またはクロムモリブデン鋼
からなる外側金属層、lb。
lb−はステンレス鋼またはニッケル合金鋼からなる内
側金属層である。
側金属層である。
このようなりラッド管を溶接する場合、耐食性を確保す
るために初層2にはステンレス鋼またはニッケル合金鋼
を盛ることが必要とされる。ここで接合部の全層をステ
ンレス鋼またはニッケル合金鋼とすることも考えられる
が、全層をステンレス鋼またはニッケル合金鋼とすると
、応力腐食割れが生じたときに容易に亀裂が貫通する。
るために初層2にはステンレス鋼またはニッケル合金鋼
を盛ることが必要とされる。ここで接合部の全層をステ
ンレス鋼またはニッケル合金鋼とすることも考えられる
が、全層をステンレス鋼またはニッケル合金鋼とすると
、応力腐食割れが生じたときに容易に亀裂が貫通する。
従って上層4には炭素鋼またはクロムモリブデン鋼を盛
ることか必要とされる。しかしステンレス鋼またはニッ
ケル合金鋼の初層の上に直接炭素鋼またはクロムモリブ
デン鋼を溶接すると、ステンレス鋼またはニッケル合金
鋼の一部が溶融して炭素鋼またはクロムモリブデン鋼の
層中に混入し、境界領域に脆弱なマルテンサイトの溶接
金属が形成されて溶接部の強度が低下する。これを避け
るため、従来は初層2と上層4との間に純鉄または極低
炭素鋼からなる中間層3を設けていた。
ることか必要とされる。しかしステンレス鋼またはニッ
ケル合金鋼の初層の上に直接炭素鋼またはクロムモリブ
デン鋼を溶接すると、ステンレス鋼またはニッケル合金
鋼の一部が溶融して炭素鋼またはクロムモリブデン鋼の
層中に混入し、境界領域に脆弱なマルテンサイトの溶接
金属が形成されて溶接部の強度が低下する。これを避け
るため、従来は初層2と上層4との間に純鉄または極低
炭素鋼からなる中間層3を設けていた。
第8図に示したようにアーク溶接によりクラッド管を接
合した場合には、中間層3が大きく硬化(ビッカース硬
度で350〜450)するため、接合部の延性が低下す
るという問題があった。また管内が高温の水素環境の場
合には、中間層3が脆弱になり易いという問題があった
。更にアーク溶接によると溶接作業が繁雑であるためそ
の施工に技術を要し、コストが高くなるという問題もあ
った。
合した場合には、中間層3が大きく硬化(ビッカース硬
度で350〜450)するため、接合部の延性が低下す
るという問題があった。また管内が高温の水素環境の場
合には、中間層3が脆弱になり易いという問題があった
。更にアーク溶接によると溶接作業が繁雑であるためそ
の施工に技術を要し、コストが高くなるという問題もあ
った。
そこで、クラッド管を摩擦圧接により接合することが検
討された。従来周知の摩擦圧接法に従ってクラッド管を
接合する場合の手順は次の通りである。
討された。従来周知の摩擦圧接法に従ってクラッド管を
接合する場合の手順は次の通りである。
第9図に示すようにクラッド管1. 1−の圧接面A、
A−をそれぞれの軸線方向に対して直角な面として一方
のクラッド管1を静止側のクランプに固定し、他方のク
ラッド管■′を回転駆動される主軸のチャックに把持さ
せる。そして加圧装置により一方のクラッド管を他のク
ラッド管に対して所定の圧力(加熱圧力という。)で加
圧接触させた状態で回転側のクラッド管1−を回転させ
、両管の接触部を摩擦により発熱させる。接合部の温度
が所定の温度に達した時点で回転側のクラッド管↓−を
停止させ、加圧装置によりクラッド管1.1−を大きい
アップセット圧力で加圧して圧接する。
A−をそれぞれの軸線方向に対して直角な面として一方
のクラッド管1を静止側のクランプに固定し、他方のク
ラッド管■′を回転駆動される主軸のチャックに把持さ
せる。そして加圧装置により一方のクラッド管を他のク
ラッド管に対して所定の圧力(加熱圧力という。)で加
圧接触させた状態で回転側のクラッド管1−を回転させ
、両管の接触部を摩擦により発熱させる。接合部の温度
が所定の温度に達した時点で回転側のクラッド管↓−を
停止させ、加圧装置によりクラッド管1.1−を大きい
アップセット圧力で加圧して圧接する。
第10図はクラッド管の圧接が完了した状態を示してい
る。同図から明らかなように外側金属層la、la−及
び内側金属層1b、1b−がそれぞれ管の外側及び内側
に押し出されてパリ5及び6が生じる。
る。同図から明らかなように外側金属層la、la−及
び内側金属層1b、1b−がそれぞれ管の外側及び内側
に押し出されてパリ5及び6が生じる。
化学プラントの配管等に用いる場合には、管内での流体
の流れを損なわないようにするためにパリを除去する必
要がある。パリの除去はパリ切削刃により行われる。パ
リ切削刃によりパリを除去した後のクラッド管の状態を
第11図に示した。
の流れを損なわないようにするためにパリを除去する必
要がある。パリの除去はパリ切削刃により行われる。パ
リ切削刃によりパリを除去した後のクラッド管の状態を
第11図に示した。
[発明が解決しようとする課題]
従来周知の摩擦圧接法に従ってクラッド管どうしを接合
した場合には、第10図に示したように外側金属層が外
側及び内側に大きく押し出される。
した場合には、第10図に示したように外側金属層が外
側及び内側に大きく押し出される。
従って接合されたクラッド管からパリを除去した場合に
は、内側のパリを除去した箇所Bにおいて外側金属層が
露出した状態になり、この部分でクラッド管の特性が失
われるという問題があった。
は、内側のパリを除去した箇所Bにおいて外側金属層が
露出した状態になり、この部分でクラッド管の特性が失
われるという問題があった。
本発明の目的は、管の内側に外側金属層を露出させるこ
と無く、また割れや脆弱な硬化合金層を生じさせること
無くクラッド管どうしを接合することができるようにし
たクラッド管の接合方法を提案することにある。
と無く、また割れや脆弱な硬化合金層を生じさせること
無くクラッド管どうしを接合することができるようにし
たクラッド管の接合方法を提案することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明は、外側金属層の内周側に該外側金属層よりも薄
い内側金属層がクラッドされた複数のりラッド管をそれ
ぞれの中心軸線を一致させた状態で突き合わせて接合す
る方法に係わるものである。
い内側金属層がクラッドされた複数のりラッド管をそれ
ぞれの中心軸線を一致させた状態で突き合わせて接合す
る方法に係わるものである。
本発明の方法においては、接合すべきクラッド管の被接
合端部にU形開先を形成しておき、接合すべきクラッド
管の内側金属層間で摩擦接触を開始させて両クラッド管
を摩擦圧接する。
合端部にU形開先を形成しておき、接合すべきクラッド
管の内側金属層間で摩擦接触を開始させて両クラッド管
を摩擦圧接する。
上記U形開先は15度以上45度以下の開先角度を有し
ていることが好ましい。
ていることが好ましい。
上記U形開先は、第7図(A)に示すように開先面10
A、l0A−とルートフェースIO8゜10B−との境
界部に曲率を設けないものでも良く、また第7図(B)
ないしくD)に示すように開先面10A、IOA”とル
ートフェース10B。
A、l0A−とルートフェースIO8゜10B−との境
界部に曲率を設けないものでも良く、また第7図(B)
ないしくD)に示すように開先面10A、IOA”とル
ートフェース10B。
10B−との境界部10C,l0C−に曲率を設けたも
のでも良い。またルートフェースIOB。
のでも良い。またルートフェースIOB。
10B″の径方向寸法Fは、第7図(A)及び(B)に
示すように内側金属層の厚さCに一致していても良く、
第7図(C)に示すようにルートフェースの径方向寸法
Fが内側金属層の厚さCより小さくても良い。更に第7
図(D)に示すようにルートフェースの径方向寸法Fを
内側金属層の厚さCより大きく設定しても良い。
示すように内側金属層の厚さCに一致していても良く、
第7図(C)に示すようにルートフェースの径方向寸法
Fが内側金属層の厚さCより小さくても良い。更に第7
図(D)に示すようにルートフェースの径方向寸法Fを
内側金属層の厚さCより大きく設定しても良い。
上記外側金属層は例えば炭素鋼またはクロムモリブデン
鋼からなり、内側金属層はステンレス鋼またはニッケル
合金鋼からなっている。
鋼からなり、内側金属層はステンレス鋼またはニッケル
合金鋼からなっている。
[作 用]
上記のように、接合すべきクラッド管の被接合端部にU
形開先を設けて、接合すべきクラッド管の内側金属層間
で摩擦接触を開始させてクラッド管を摩擦圧接するよう
にすると、最初内側金属層の一部が開先側及び管の内側
に移動する形で圧接が進行するため、内側金属層どうし
を確実に接合することができ、管の内側のパリを除去し
た際に外側金属層が管の内面に露出するのを防ぐことが
できる。従って本発明によれば、クラッド管の特性を失
わせることなく、摩擦圧接の特徴を活かして、接続部に
脆弱な硬化金属層を生じさせることなくクラッド管どう
しを接合することができる。
形開先を設けて、接合すべきクラッド管の内側金属層間
で摩擦接触を開始させてクラッド管を摩擦圧接するよう
にすると、最初内側金属層の一部が開先側及び管の内側
に移動する形で圧接が進行するため、内側金属層どうし
を確実に接合することができ、管の内側のパリを除去し
た際に外側金属層が管の内面に露出するのを防ぐことが
できる。従って本発明によれば、クラッド管の特性を失
わせることなく、摩擦圧接の特徴を活かして、接続部に
脆弱な硬化金属層を生じさせることなくクラッド管どう
しを接合することができる。
またアーク溶接による場合に比べて手間を要しないため
、接合に要する工数を削減することができ、作業能率を
向上させることができる。
、接合に要する工数を削減することができ、作業能率を
向上させることができる。
[実施例コ
以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の実施例で接合したクラッド管10.1
0−の被接合端部付近の半部断面を示したもので、クラ
ッド管10.10=はそれぞれ外側金属層10a、10
a−と該外側金属層の内側にクラッドされた内側金属層
10b、10b”とからなっている。この実施例ではク
ラッド管10゜10−の被接合端部側で外側金属層の端
部が全周に亘って斜め切りされて開先面10A、IOA
”が形成され、第2図に示すようにクラッド管10゜(
0′の被接合端部どうしを突き合わせた際に両クラッド
管の接合部にU形開先11が形成されるようになってい
る。
0−の被接合端部付近の半部断面を示したもので、クラ
ッド管10.10=はそれぞれ外側金属層10a、10
a−と該外側金属層の内側にクラッドされた内側金属層
10b、10b”とからなっている。この実施例ではク
ラッド管10゜10−の被接合端部側で外側金属層の端
部が全周に亘って斜め切りされて開先面10A、IOA
”が形成され、第2図に示すようにクラッド管10゜(
0′の被接合端部どうしを突き合わせた際に両クラッド
管の接合部にU形開先11が形成されるようになってい
る。
クラッド管10.10−の内側金属層10b。
10b′の端面は両クラッド管の軸線と直角をなすルー
トフェース(圧接面)IOB、l0B−となっており、
クラッド管10.10−の被接合端部どうしを開先11
を介して突き合わせた際にこれらのルートフェースのみ
が面接触するようになっている。
トフェース(圧接面)IOB、l0B−となっており、
クラッド管10.10−の被接合端部どうしを開先11
を介して突き合わせた際にこれらのルートフェースのみ
が面接触するようになっている。
クラッド管10.10−を接合するに当っては、例えば
一方のクラッド管10を摩擦圧接装置に設けられた静止
側のクランプに固定し、他方のクラッド管10′を回転
駆動される主軸のチャックに把持させる。そして加圧装
置により一方のクラッド管を他のクラッド管に対して所
定の圧力(加熱圧力という。)で加圧接触させた状態で
回転側のクラッド管10−を回転させ、両管の接触部を
摩擦により発熱させる。
一方のクラッド管10を摩擦圧接装置に設けられた静止
側のクランプに固定し、他方のクラッド管10′を回転
駆動される主軸のチャックに把持させる。そして加圧装
置により一方のクラッド管を他のクラッド管に対して所
定の圧力(加熱圧力という。)で加圧接触させた状態で
回転側のクラッド管10−を回転させ、両管の接触部を
摩擦により発熱させる。
加圧装置は回転側及び静止側のいずれに設けても良いが
、実施例では回転側に加圧装置を設けた。
、実施例では回転側に加圧装置を設けた。
実施例で用いた摩擦圧接装置では、クラッド管IO−を
回転させる主軸、及び該主軸を回転させる駆動機構等を
支持する架台を主軸の軸線方向に移動可能とし、該架台
を油圧シリンダを用いた加圧装置により付勢することに
より、クラッド管10゜↓0′間に必要な加圧力を与え
るようにした。
回転させる主軸、及び該主軸を回転させる駆動機構等を
支持する架台を主軸の軸線方向に移動可能とし、該架台
を油圧シリンダを用いた加圧装置により付勢することに
より、クラッド管10゜↓0′間に必要な加圧力を与え
るようにした。
クラッド管10.10−の内側金属層10b。
10 b、−どうしを接触させて両者間に相対的な回転
を生じさせると摩擦熱により接合部の温度が上昇してい
く。これにより内側金属層10b、10b−が軟化する
ため、第3図に示すように内側金属層10b、10b−
の突合せ部付近が開先1■側及び管の内側に押し出され
ると同時にクラッド管10.10−が接近していく。
を生じさせると摩擦熱により接合部の温度が上昇してい
く。これにより内側金属層10b、10b−が軟化する
ため、第3図に示すように内側金属層10b、10b−
の突合せ部付近が開先1■側及び管の内側に押し出され
ると同時にクラッド管10.10−が接近していく。
更に時間が経過すると第4図に示すようにU形開先11
の谷部側から外側金属層10a、10a′どうしが接触
していき、外側金属層10a、10a−が開先内を外側
に移動しつつクラ・ソド管10.10−は更に接近して
いく。
の谷部側から外側金属層10a、10a′どうしが接触
していき、外側金属層10a、10a−が開先内を外側
に移動しつつクラ・ソド管10.10−は更に接近して
いく。
接合部の温度が所定値に達した時点で回転側のクラッド
管10−を停止させ、加圧装置によりクラッド管10.
1CIを大きいアップセット圧力で加圧して圧接する。
管10−を停止させ、加圧装置によりクラッド管10.
1CIを大きいアップセット圧力で加圧して圧接する。
回転開始時からアップセット終了時までの総寄り代δは
、最終的に第5図に示すように開先面の開口側の端部1
0A1. 10A2どうしく接合部の最も離れた箇所)
を完全に接合するのに十分な大きさに設定する。
、最終的に第5図に示すように開先面の開口側の端部1
0A1. 10A2どうしく接合部の最も離れた箇所)
を完全に接合するのに十分な大きさに設定する。
このようにして接合が完了した状態では第5図に示した
ように接合部の外周側及び内周側にそれぞれパリ13及
び14が形成される。最後にこれらのパリを除去して第
6図に示すような状態を得る。
ように接合部の外周側及び内周側にそれぞれパリ13及
び14が形成される。最後にこれらのパリを除去して第
6図に示すような状態を得る。
本発明の方法を実施するに際しては、U形開先11の開
先角度θを15度から45度の範囲に設定するのが好ま
しい。開先角度θが15度よりも小さいと、管の内側に
迫り出すパリの量が多くなり好ましくない。また開先角
度が45度よりも大きいと寄り代が大きくなり過ぎ、圧
接に要する時間が長くなって作業能率が低下する。
先角度θを15度から45度の範囲に設定するのが好ま
しい。開先角度θが15度よりも小さいと、管の内側に
迫り出すパリの量が多くなり好ましくない。また開先角
度が45度よりも大きいと寄り代が大きくなり過ぎ、圧
接に要する時間が長くなって作業能率が低下する。
以下本発明の効果を確認するために行った実験について
説明する。
説明する。
[実験1]
外側金属層10a、10a−を炭素鋼とし、内側金属層
10b、10b−をステンレス鋼(SUS 304)と
したクラッド管10.10− (、米国アスメ規格4B
xSch80を満足するもの。)を接合すべきクラッド
管とした。この実験では開先加工を施さず、加熱加圧時
の回転数Nを750[rpm]、加熱圧力Piを2 (
kgf/mm2] 、アップセット圧力P2を8 [k
g[/mm2] 、総寄り代δを10 [mm] とし
た。圧接を行った後管の内外のバノを除去し、接合部を
切断してその断面を顕微鏡で観察したところ、管の内面
に外側金属層の炭素鋼が露出していることが確認された
。
10b、10b−をステンレス鋼(SUS 304)と
したクラッド管10.10− (、米国アスメ規格4B
xSch80を満足するもの。)を接合すべきクラッド
管とした。この実験では開先加工を施さず、加熱加圧時
の回転数Nを750[rpm]、加熱圧力Piを2 (
kgf/mm2] 、アップセット圧力P2を8 [k
g[/mm2] 、総寄り代δを10 [mm] とし
た。圧接を行った後管の内外のバノを除去し、接合部を
切断してその断面を顕微鏡で観察したところ、管の内面
に外側金属層の炭素鋼が露出していることが確認された
。
[実験2]
外側金属層10a、10a−を炭素鋼とし、内側金属層
10b、10b−を70%Ni−15Cr合金鋼とした
クラッド管10.10” (米国アスメ規格3BxSc
h80を満足するもの。)を接合すべきクラッド管とし
た。この実験でも開先加工は施さず、加熱加圧時の回転
数Nを750[rpm]、加熱圧力P1を3 (kg[
/mm2] 、アップセット圧力P2を12[4217
mm2]、総寄り代δを10 [mm]とした。圧接さ
れた管の内外のパリを除去した後、接合部を切断してそ
の断面を顕微鏡で観察したところ、管の内面に外側金属
層の炭素鋼が露出していることが確認された。
10b、10b−を70%Ni−15Cr合金鋼とした
クラッド管10.10” (米国アスメ規格3BxSc
h80を満足するもの。)を接合すべきクラッド管とし
た。この実験でも開先加工は施さず、加熱加圧時の回転
数Nを750[rpm]、加熱圧力P1を3 (kg[
/mm2] 、アップセット圧力P2を12[4217
mm2]、総寄り代δを10 [mm]とした。圧接さ
れた管の内外のパリを除去した後、接合部を切断してそ
の断面を顕微鏡で観察したところ、管の内面に外側金属
層の炭素鋼が露出していることが確認された。
[実験3]
外側金属層10a、10a−を21/4Cr−IMo鋼
とし、内側金属層10b、10b−をステンレス鋼(S
US316)としたクラッド管10゜10′ (米国ア
スメ規格4BxSch80を満足するもの。)を接合す
べきクラッド管とした。開先角度θを60度とし、加熱
加圧時の回転数Nを750[rpm]、加熱圧力Piを
3 [kgf/mm2] 、アップセット圧力P2を1
0 [kg[/mm2コ、総寄り代δを14[mm]と
して圧接を行った後、管の内外のパリを除去し、接合部
を切断してその断面を顕微鏡で観察した。その結果接合
部において内側金属層が完全に接合され、クラッド管の
特性が失われていないことが確認された。また超音波に
よる接合部の非破壊試験を行ったところ、接合部に割れ
、ブローホール、融合不良等の欠陥は見出だされなかっ
た。
とし、内側金属層10b、10b−をステンレス鋼(S
US316)としたクラッド管10゜10′ (米国ア
スメ規格4BxSch80を満足するもの。)を接合す
べきクラッド管とした。開先角度θを60度とし、加熱
加圧時の回転数Nを750[rpm]、加熱圧力Piを
3 [kgf/mm2] 、アップセット圧力P2を1
0 [kg[/mm2コ、総寄り代δを14[mm]と
して圧接を行った後、管の内外のパリを除去し、接合部
を切断してその断面を顕微鏡で観察した。その結果接合
部において内側金属層が完全に接合され、クラッド管の
特性が失われていないことが確認された。また超音波に
よる接合部の非破壊試験を行ったところ、接合部に割れ
、ブローホール、融合不良等の欠陥は見出だされなかっ
た。
本発明の方法において採用する開先はいわゆるU形開先
であればよい。第7図(A)ないしくD)に、本発明の
方法で採用し得るU狭開先の形状を例示した。
であればよい。第7図(A)ないしくD)に、本発明の
方法で採用し得るU狭開先の形状を例示した。
第7図(A)に示した例は、開先面10A、10A−と
ルートフェース(開先先端面)IOB。
ルートフェース(開先先端面)IOB。
10B−との間の境界部に曲率を持たせない(アールを
つけない)場合で、第1図ないし第6図に図示した例で
はこの第7図(A)のU狭開先を採用している。
つけない)場合で、第1図ないし第6図に図示した例で
はこの第7図(A)のU狭開先を採用している。
また第7図(B)ないしくD)に示した例は開先面10
A、l0A−とルートフェース10B。
A、l0A−とルートフェース10B。
10B−との間の境界部10C,l0C−に曲率を持た
せた場合である。
せた場合である。
ルートフェースIOB、IOB”の径方向寸法Fは第7
図(A)及び(B)に示したように内側金属層10b、
10b−の厚さCに等しくても良く、第7図(C)に示
したように、内側金属層lOb、10b−の厚さCより
小さくても良い。また第7図(D)に示すようにルート
フェース10B、l0B−の径方向寸法Fを内側金属層
10b。
図(A)及び(B)に示したように内側金属層10b、
10b−の厚さCに等しくても良く、第7図(C)に示
したように、内側金属層lOb、10b−の厚さCより
小さくても良い。また第7図(D)に示すようにルート
フェース10B、l0B−の径方向寸法Fを内側金属層
10b。
10b−の厚さCより大きくしても良い。
一般にこの種の金属管の肉厚tは5〜3Qmmの範囲に
あり、内側金属層の厚みCは2〜3mm(但しt>C)
の範囲にある。
あり、内側金属層の厚みCは2〜3mm(但しt>C)
の範囲にある。
ルートフェースIOB、l0B−の径方向寸法Fは、内
側金属層10b、10b−の厚さCにもよるが、通常は
1〜lQmmに設定するのが好ましい。また開先面とル
ートフェースとの間の境界部にアールをつける場合の曲
率半径は1〜5mmに設定するのが好ましい。
側金属層10b、10b−の厚さCにもよるが、通常は
1〜lQmmに設定するのが好ましい。また開先面とル
ートフェースとの間の境界部にアールをつける場合の曲
率半径は1〜5mmに設定するのが好ましい。
上記の実施例では、クラッド管10.10”を突き合わ
せて加熱回転を行わせた後接合部が所定の温度に達した
時点でクラッド管の回転を停止させてからアップセット
を行うようにしたが、加熱回転時に加圧力を暫増させて
最後に圧力を急増させるようにしても良い。
せて加熱回転を行わせた後接合部が所定の温度に達した
時点でクラッド管の回転を停止させてからアップセット
を行うようにしたが、加熱回転時に加圧力を暫増させて
最後に圧力を急増させるようにしても良い。
上記の説明では、クラッド管10.10−の−方を静止
させ、他方を回転させるようにしたが、加熱回転時の回
転のさせ方は任意であり、摩擦圧接において既に提案さ
れている種々の回転のさせ方を採用することができる。
させ、他方を回転させるようにしたが、加熱回転時の回
転のさせ方は任意であり、摩擦圧接において既に提案さ
れている種々の回転のさせ方を採用することができる。
例えばクラッド管10.10−を互いに反対の方向に回
転させるようにしても良い。
転させるようにしても良い。
上記の実施例では、2つのクラッド管10,10′を接
合する場合を例にとったが、3つのクラッド管を順次突
き合わせて、中央のクラッド管とその両側のクラッド管
との間に相対的な回転を生じさせて摩擦圧接を行わせる
場合にも、各突合せ部に開先を設けることにより本発明
の方法を適用することができる。
合する場合を例にとったが、3つのクラッド管を順次突
き合わせて、中央のクラッド管とその両側のクラッド管
との間に相対的な回転を生じさせて摩擦圧接を行わせる
場合にも、各突合せ部に開先を設けることにより本発明
の方法を適用することができる。
[発明の効果コ
以上のように、本発明によれば、接合すべきクラッド管
の被接合端部の外側金属層部分にU狭開先を設けて、接
合すべきクラッド管の内側金属層間で摩擦接触を開始さ
せてクラッド管を摩擦圧接するようにしたので、内側金
属層どうしを確実に接合することができ、管の内側のパ
リを除去した際に外側金属層が管の内面に露出するのを
防ぐことができる。従ってクラッド管の特性を失わせる
ことなく、摩擦圧接の特徴を生かして、接続部に脆弱な
硬化金属層を生じさせることなくクラッド管どうしを接
合することができる利点がある。
の被接合端部の外側金属層部分にU狭開先を設けて、接
合すべきクラッド管の内側金属層間で摩擦接触を開始さ
せてクラッド管を摩擦圧接するようにしたので、内側金
属層どうしを確実に接合することができ、管の内側のパ
リを除去した際に外側金属層が管の内面に露出するのを
防ぐことができる。従ってクラッド管の特性を失わせる
ことなく、摩擦圧接の特徴を生かして、接続部に脆弱な
硬化金属層を生じさせることなくクラッド管どうしを接
合することができる利点がある。
またアーク溶接による場合に比べて手間を要しないため
、接合に要する工数を削減することができ、作業能率を
向上させることができる利点がある。
、接合に要する工数を削減することができ、作業能率を
向上させることができる利点がある。
第1図は本発明の方法により接合されるクラッド管の被
接合端部付近の断面形状を示した半部断面図、第2図な
いし第6図は本発明の方法によりクラッド管を接合する
場合の接合部の断面形状の変化を概略的に示した断面図
、第7図(A)ないしくD)は本発明の方法に適した種
々の開先形状を例示した断面図、第8図はアーク溶接に
よりクラッド管を接合した場合の接合部の断面形状を概
略的に示した断面図、第9図ないし第11図は開先を設
けずにクラッド管を摩擦圧接した場合の接合部の断面形
状の変化を示した断面図である。 10.1CI・・・クラッド管、10a、10a・・・
外側金属層、IQb、10b−・・・内側金属層、11
・・・U狭開先、13.14・・・パリ、θ・・・開先
角度。 第 図 第 図 第 図
接合端部付近の断面形状を示した半部断面図、第2図な
いし第6図は本発明の方法によりクラッド管を接合する
場合の接合部の断面形状の変化を概略的に示した断面図
、第7図(A)ないしくD)は本発明の方法に適した種
々の開先形状を例示した断面図、第8図はアーク溶接に
よりクラッド管を接合した場合の接合部の断面形状を概
略的に示した断面図、第9図ないし第11図は開先を設
けずにクラッド管を摩擦圧接した場合の接合部の断面形
状の変化を示した断面図である。 10.1CI・・・クラッド管、10a、10a・・・
外側金属層、IQb、10b−・・・内側金属層、11
・・・U狭開先、13.14・・・パリ、θ・・・開先
角度。 第 図 第 図 第 図
Claims (3)
- (1)外側金属層の内周側に該外側金属層よりも薄い内
側金属層がクラッドされたクラッド管どうしをそれぞれ
の中心軸線を一致させた状態で突き合わせて接合する方
法において、 接合すべきクラッド管の被接合端部にU形開先を形成し
ておき、 接合すべきクラッド管の内側金属層間で摩擦接触を開始
させて両クラッド管を摩擦圧接することを特徴とするク
ラッド管の接合方法。 - (2)前記U形開先は15度以上45度以下の開先角度
を有していることを特徴とする請求項1に記載のクラッ
ド管の接合方法。 - (3)前記外側金属層は炭素鋼またはクロムモリブデン
鋼からなり、前記内側金属層はステンレス鋼またはニッ
ケル合金鋼からなる請求項1または2に記載のクラッド
管の接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2041637A JPH0747231B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | クラッド管の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2041637A JPH0747231B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | クラッド管の接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03243286A true JPH03243286A (ja) | 1991-10-30 |
JPH0747231B2 JPH0747231B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=12613844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2041637A Expired - Lifetime JPH0747231B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | クラッド管の接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0747231B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07256470A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-10-09 | Mercedes Benz Ag | 円筒状継手部分の摩擦溶接方法及び装置 |
WO2004007139A1 (en) * | 2002-07-17 | 2004-01-22 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Forge welding method |
US7181821B2 (en) | 2002-07-17 | 2007-02-27 | Shell Oil Company | Joining expandable tubulars |
US7282663B2 (en) | 2002-07-29 | 2007-10-16 | Shell Oil Company | Forge welding process |
US7474221B2 (en) | 2002-07-18 | 2009-01-06 | Shell Oil Company | Marking of pipe joints |
US7774917B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-08-17 | Tubefuse Applications B.V. | Forge welding tubulars |
US9561559B2 (en) | 2012-02-22 | 2017-02-07 | Tubefuse Applications B.V. | Method and machine for forge welding of tubular articles and exothermic flux mixture and method of manufacturing an exothermic flux mixture |
CN107695509A (zh) * | 2017-10-21 | 2018-02-16 | 天津大学 | 基于搅拌摩擦焊/熔焊复合焊的钛钢复合管焊接方法 |
CN107900510A (zh) * | 2017-11-25 | 2018-04-13 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 超厚板铝合金型材搅拌摩擦焊焊接方法 |
CN110814649A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-21 | 湖南天行健能源管理有限公司 | 一种水管及其焊接方法 |
US11717911B1 (en) * | 2020-10-22 | 2023-08-08 | Paul Po Cheng | Method of fusing metal objects together |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103600167B (zh) * | 2013-11-15 | 2015-11-18 | 太原科技大学 | 一种碳素钢与不锈钢复合板的焊接方法 |
CN104772572B (zh) * | 2014-01-09 | 2018-10-12 | 白木工业株式会社 | 异种铝合金材料的接合体以及车辆用门 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5952034A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | 松下電器産業株式会社 | 洗浄用噴射装置 |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP2041637A patent/JPH0747231B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5952034A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | 松下電器産業株式会社 | 洗浄用噴射装置 |
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CN100402222C (zh) * | 2002-07-17 | 2008-07-16 | 国际壳牌研究有限公司 | 锻焊方法 |
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WO2004007139A1 (en) * | 2002-07-17 | 2004-01-22 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Forge welding method |
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US7774917B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-08-17 | Tubefuse Applications B.V. | Forge welding tubulars |
US9561559B2 (en) | 2012-02-22 | 2017-02-07 | Tubefuse Applications B.V. | Method and machine for forge welding of tubular articles and exothermic flux mixture and method of manufacturing an exothermic flux mixture |
CN107695509A (zh) * | 2017-10-21 | 2018-02-16 | 天津大学 | 基于搅拌摩擦焊/熔焊复合焊的钛钢复合管焊接方法 |
CN107900510A (zh) * | 2017-11-25 | 2018-04-13 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 超厚板铝合金型材搅拌摩擦焊焊接方法 |
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JPH0747231B2 (ja) | 1995-05-24 |
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