JPH1069967A - 誘導加熱用ワークコイル - Google Patents

誘導加熱用ワークコイル

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JPH1069967A
JPH1069967A JP22678696A JP22678696A JPH1069967A JP H1069967 A JPH1069967 A JP H1069967A JP 22678696 A JP22678696 A JP 22678696A JP 22678696 A JP22678696 A JP 22678696A JP H1069967 A JPH1069967 A JP H1069967A
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JP
Japan
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divided
metal
pipes
work coil
heated
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JP22678696A
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English (en)
Inventor
Yuichi Sato
有一 佐藤
Shigekatsu Ozaki
茂克 尾崎
Hiroshi Hasegawa
泰士 長谷川
Eiji Tsuru
英司 津留
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属管や金属棒などの長尺金属材料を、イン
サートメタルを挟んで長さ方向に突合わせ、加圧下で加
熱して拡散接合する場合などの加熱に際して、着脱を容
易にした、周方向に分割可能な誘導加熱用ワークコイ
ル。 【解決手段】 被加熱材1を螺旋状に囲繞する銅製パイ
プ3が、被加熱材1の周方向2箇所にて分割され、分割
されたパイプ3同士が、各分割箇所にて、パッキン5を
介してパイプ3内の気密を維持した状態で接続されると
ともに、良電導材からなるクランプ6で電気的に接続さ
れ、周方向2箇所中1箇所の分割箇所では、各銅製パイ
プ3が、たがいに電気的絶縁を維持した状態で、共通の
回転軸10を有する蝶番9に接続されている。 【効果】 油井管の現地施工、各種建設工事の現地にお
ける鋼管や鋼棒等の接合に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属管や金属棒な
どの長尺金属材料を、インサートメタルを挟んで長さ方
向に突合わせ、加圧下で加熱して拡散接合する場合など
の加熱に際して、着脱を容易にした、周方向に分割可能
な誘導加熱用ワークコイルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属材料の拡散接合法として、接合すべ
き両材料間に非晶質金属箔からなるインサートメタルを
挟み、加圧下で加熱して該メタルの含有元素を両材料中
に拡散させる方法がある。この方法は、インサートメタ
ル中の非晶質金属元素が容易に拡散することから、大気
中で加熱して接合することも可能である。したがって、
油井鋼管の現地施工などにおいて、MIG溶接やTIG
溶接に替わる安価かつ簡易な接合手段として注目されて
いる。
【0003】本発明者らは、鋼管などの突合わせ接合用
インサートメタルに関して、特開平5−123890号
公報に、急冷凝固箔よりなる円錐台リング用ろう材及び
その製造法を提案している。該円錐台リングを使用した
接合法を示すと、図5のように、接合しようとする管1
3および管14の端面を加工し、一方の管13には凹テ
ーパを、他方の管14には凸テーパをそれぞれ形成し、
両テーパの間に円錐台リング接合材12を挟んで加圧下
で加熱するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような鋼管など
の拡散接合において、加熱手段としては誘導加熱が広く
採用されている。しかし、誘導加熱を行うには、図4に
示すように被加熱材1をワークコイルの銅製リング3に
挿入し、接合部2をワークコイルの長さ方向中央部に位
置させて装着する必要がある。油井管などの現地施工に
おいては、接合前は容易にワークコイルを装着できる
が、接合後には、長尺の鋼管等から取り外すために、ワ
ークコイルを長い距離にわたって移動させるのが困難と
なる場合がある。
【0005】本発明は、金属管や金属棒などの長尺金属
材料を、インサートメタルを挟んで長さ方向に突合わ
せ、加圧下で加熱して拡散接合する場合などの加熱に際
して、着脱を容易にした、周方向に分割可能な誘導加熱
用ワークコイルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、被加熱材を螺旋状に囲繞する銅製パイプ
が、該被加熱材の周方向2箇所にて分割され、該分割さ
れたパイプ同士が、各分割箇所にて、パッキンを介して
該パイプ内の気密を維持した状態で接続されるととも
に、良電導材からなるクランプで電気的に接続され、前
記周方向2箇所中1箇所の分割箇所では、螺旋を形成す
る各銅製パイプが、たがいに電気的絶縁を維持した状態
で、共通の回転軸を有する蝶番に接続されていることを
特徴とする誘導加熱用ワークコイルである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のワークコイルを図1およ
び図2に示す例により説明する。図1の斜視図のよう
に、被加熱材1を螺旋状に囲繞する銅製パイプ3が、被
加熱材1の周方向2箇所(本例では図の上側および下
側)にて分割され、分割された銅製パイプ3同士が各分
割箇所にて接続されている。そして、銅製パイプ3の両
端は高周波電源等の電源に接続される。2は被加熱材1
の接合部であり、螺旋状の銅製パイプで構成されるワー
クコイルのほぼ中央部に位置している。
【0008】分割された銅製パイプ3同士は、図2の断
面図のように、パッキン5を介してクランプ6により接
続されている。図1および図2の例では、分割位置にて
銅製パイプ3の管端にフランジ4を形成し、パッキン5
を介してクランプ6のボルト7およびナット8で締め付
けており、銅製パイプ3内の気密が維持され、クランプ
6を銅等の良電導材製とすることで電気的に接続され
る。
【0009】パッキン5には耐熱ゴム製のOリング等を
採用することができる。クランプ6は断面がコの字形の
ものを採用し、分割された両方の銅製パイプ3のフラン
ジ4を挟み付けることで電気的に接続している。なお、
クランプ6はボルトナットで締め付けるほか、てこ式な
ど任意の周知手段で締め付けることができる。
【0010】そして、本発明のワークコイルは、周方向
2箇所中1箇所の分割箇所(本例では図の上側)では、
螺旋を形成する各銅製パイプ3が、たがいに電気的絶縁
を維持した状態で、共通の回転軸10を有する蝶番9に
接続されている。本例では、蝶番9を構成する平板がフ
ランジ4と一体の金属製で、回転軸10をセラミックス
等の非電導材としている。なお、回転軸10を金属製と
し、平板部分を非電導材としてもよく、あるいは両者を
金属製とし、非電導材製のリングを介在させてもよい。
【0011】本発明のワークコイルを使用して長尺金属
材料を接合するときは、接合前に銅製パイプ3の分割箇
所をあらかじめ接続したものを一方の金属材料に装着し
ておき、他方の金属材料を接触させた後、接合部が中央
部となるよう位置調整を行い、銅製パイプ3内に冷却用
の水を流しつつ電源スイッチを入れ、銅製パイプ3に高
周波電流等の電流を流して誘導加熱する。加熱が終了し
接合部が接合された後は、銅製パイプ3の各分割箇所の
クランプ6を外し、蝶番9を開いて、ワークコイルを容
易に取り外すことができる。なお、ワークコイルの装着
に際し、接合すべき両材料を接触させた後、銅製パイプ
の分割箇所を接続することもできる。
【0012】加熱の際、例えば非晶質金属箔からなるイ
ンサートメタルを介した鋼材の拡散接合においては、被
加熱材1の温度は1200℃程度の高温となるので、ワ
ークコイルを保護するため、被加熱材1の周囲に断熱材
11を巻き付けておく。断熱材11はワークコイルの内
周に貼付けておいてもよい。またワークコイルの螺旋を
形成する各銅製パイプ3の間隙は、短絡しないような距
離とし、必要に応じて絶縁物を介在させる。なお、ワー
クコイルの巻数は、被加熱材1の材料や加熱条件に応じ
て適宜定める。
【0013】上記例のような非晶質金属箔を挟んだ拡散
接合は、MIG溶接やTIG溶接、あるいは圧接など他
の接合手段に比べて安価かつ容易に行うことができるの
で、油井管の現地施工、あるいは各種建設工事の現地に
おける鋼管や鋼棒等の接合に適している。そして本発明
の採用により、従来ワークコイルの着脱が困難あるいは
不可能であった箇所においても、容易に着脱して接合を
行うことができる。
【0014】本発明のワークコイルは、上記金属管の例
のほか、金属棒同士の拡散接合にも適用することができ
る。また、拡散接合に限らず、金属管同士、金属棒同士
あるいは金属線同士を圧接する場合の加熱や溶接後の熱
処理等にも適用することができる。さらに、図3のよう
なリング状の被加熱材1に分割型のワークコイル15を
装着して加熱することもできる。この場合、被加熱材1
は接合部に限らず、矢印で示すように被加熱材1を走行
させつつ全長にわたって熱処理等の加熱を行うこともで
きる。
【0015】なお、本発明のワークコイルあるいは被加
熱材1に回転機構を設けて周方向に回転させ、被加熱材
を周方向に均一加熱することもできる。また、本発明の
ワークコイルは、被加熱材1が上記のような断面円形の
ものに限らず、角形等各種形状のものにも適用すること
ができる。その場合、銅製パイプ3の形状は被加熱材1
の形状に合わせたものとする。
【0016】
【実施例】図1および図2に示すような本発明のワーク
コイルを使用して鋼管同士を拡散接合した。鋼管は JIS
G 3444 に規定されるSTK400、外径264.4m
m、内径228.8mm、肉厚17.8mmである。両鋼管
の管端には、図5に示すような傾斜角α=45°の凸テ
ーパおよび凹テーパを加工し、非晶質金属箔のインサー
トメタルとして円錐台リング接合材12を挟んで嵌合さ
せ、約900kgの荷重をかけて加熱した。インサートメ
タルは、Fe−9wt%Si−1.5wt%Bからなる組成
の非晶質合金箔で、厚さは30μmである。
【0017】ワークコイルは、内径330mmφ、長さ2
00mm、巻数10巻である。ワークコイルを形成する銅
製パイプ3は、外径10mmφ、内径6mmφ、肉厚2mmで
あり、ガラスクロスを被覆して該パイプ3同士の接触に
よる短絡を防止した。銅製パイプ3の各分割箇所の管端
を加工してフランジ4を形成し、直径12mmφのOリン
グをパッキン5とした。
【0018】被加熱材1の上側の分割箇所では、両管端
のフランジ4に厚さ10mmの銅板をろう付けで接合し、
該銅板の他端には直径20mmφのアルミナ製丸棒からな
る回転軸10を取り付けて蝶番9とした。そして、各分
割箇所にてフランジ4をコの字形の銅板製クランプ6と
ボルト7、ナット8で電気的に接続し、パイプ3内に水
を通しつつ通電した。なお被加熱材1には、断熱材11
として、初期厚さ10mmの円筒状のカオウールを巻き付
けた。
【0019】ワークコイル5に接続した電源は、最高出
力50kW、周波数8kHz の小容量、小型の高周波電源で
ある。この電源により、二次側電力を40kW(700
V,60A,効率95%)として誘導加熱し、およそ2
℃/秒の昇温速度で1200℃に加熱し5分保定後、電
源を切って放冷した。冷却後、クランプ6を外し蝶番9
を開いてワークコイルを取り外した。取り外したワーク
コイルは、つぎの接合にも十分使用可能であった。また
接合部の強度および靭性は、構造部材として十分なもの
であった。
【0020】
【発明の効果】本発明の誘導加熱用ワークコイルは、被
加熱材の周方向に分割可能な構造としているので、金属
管や金属棒あるいは金属線などの長尺金属材料を、イン
サートメタルを挟んで長さ方向に突合わせ、加圧下で加
熱して拡散接合する場合などの加熱に際して、着脱が容
易であり、従来は誘導加熱が困難あるいは不可能であっ
た箇所においても、容易に加熱することができる。した
がって、油井管の現地施工、あるいは各種建設工事の現
地における鋼管や鋼棒等の接合に適している。
【0021】また、拡散接合に限らず、金属管同士、金
属棒同士あるいは金属線同士を圧接する場合の加熱や溶
接後の熱処理にも適用できる。さらに、金属線などの両
端をたがいに突合わ接合してリング状にしたり、リング
状材料の熱処理や加工に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明ワークコイルの例を示す斜視図である。
【図2】本発明ワークコイルの例を示し、図1のA−A
矢視断面図である。
【図3】本発明ワークコイルの適用例を示す斜視図であ
る。
【図4】従来のワークコイルの例を示す斜視図である。
【図5】金属管同士をインサートメタルを挟んで拡散接
合する方法の説明図である。
【符号の説明】
1…被加熱材 2…接合部 3…銅製パイプ 4…フランジ 5…パッキン 6…クランプ 7…ボルト 8…ナット 9…蝶番 10…回転軸 11…断熱材 12…円錐台リング接合材 13,14…管 15…ワークコイル
フロントページの続き (72)発明者 津留 英司 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加熱材を螺旋状に囲繞する銅製パイプ
    が、該被加熱材の周方向2箇所にて分割され、該分割さ
    れたパイプ同士が、各分割箇所にて、パッキンを介して
    該パイプ内の気密を維持した状態で接続されるととも
    に、良電導材からなるクランプで電気的に接続され、前
    記周方向2箇所中1箇所の分割箇所では、螺旋を形成す
    る各銅製パイプが、たがいに電気的絶縁を維持した状態
    で、共通の回転軸を有する蝶番に接続されていることを
    特徴とする誘導加熱用ワークコイル。
JP22678696A 1996-08-28 1996-08-28 誘導加熱用ワークコイル Pending JPH1069967A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22678696A JPH1069967A (ja) 1996-08-28 1996-08-28 誘導加熱用ワークコイル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22678696A JPH1069967A (ja) 1996-08-28 1996-08-28 誘導加熱用ワークコイル

Publications (1)

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JPH1069967A true JPH1069967A (ja) 1998-03-10

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ID=16850600

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JP22678696A Pending JPH1069967A (ja) 1996-08-28 1996-08-28 誘導加熱用ワークコイル

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JP (1) JPH1069967A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014006004A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Kai Techno Sangyo Kk 誘導加熱炉および誘導加熱システム
US11215411B2 (en) 2016-10-17 2022-01-04 Electric Horsepower Inc. Induction heater and vaporizer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014006004A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Kai Techno Sangyo Kk 誘導加熱炉および誘導加熱システム
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