TWI551388B - 管件銲接用內襯套管 - Google Patents

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Description

管件銲接用內襯套管
本發明係關於一種內襯套管，特別係套設於欲銲接之相鄰二管件母材之內部，可以有效避免銲接後之銲道根部發生過度熔透或銲道表面發生凹陷而導致銲件產生破壞斷裂之銲接用內襯套管。
請參照第1圖所示，金屬材料銲接工作，通常會使用電弧、雷射光或電子束等加熱方式進行接合，係使二管件母材T1、T2相接鄰以形成一銲接處(即，該二管件母材T1、T2之相接鄰處)，接續以局部高溫加熱方式使該二管件母材T1、T2於該銲接處之局部溫度高於其熔點，使該二管件母材T1、T2產生局部熔融，經冷卻後形成一銲道9，以完成一銲件。
然而，當二母材T1、T2呈管狀時，容易發生銲道9過度熔透，使銲道根部91與管件母材T1、T2之間產生過大之段差，若該銲件施予反覆交變之應力作用時，除了會阻礙銲道9之應力平順傳達作用外，亦將使銲道根部91與管件母材T1、T2形成夾角，造成尖角應力集中之現象，降低該銲道9之耐疲勞強度，且容易於該銲道9產生裂紋或破壞斷裂之現象，降低該銲件之使用壽命。
再者，銲接過程中的高溫電弧與弧柱壓力作用下，更可能使銲道表面92產生過度凹陷之不良缺失，造成銲道表面需施作後續修整之困擾。
據此，實在有必要提供一管件銲接用內襯套管，以改善上述 管件母材銲接品質之不良問題。
本發明之主要目的係提供一種管件銲接用內襯套管，可以有效防止銲道根部發生過度熔透而產生應力集中之現象，避免銲件產生裂紋或破壞斷裂，以提升銲件使用壽命者。
本發明之再一目的係提供一種管件銲接用內襯套管，可以有效防止銲道表面產生凹陷之不良缺失，以避免銲道表面後續修整者。
為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段及藉由該技術手段所能達到之功效包含有：一種管件銲接用內襯套管，係為一內套管件，包含：一第一凸部及一第二凸部，該第一凸部及該第二凸部分別位於該內套管件之相對二端，該第一凸部及該第二凸部係用以分別容設於欲銲接結合之二管件的相對二端，該內套管件另包含一凹部，該凹部位於該第一凸部及該第二凸部之間，該凹部自該第一凸部延伸至該第二凸部；二通孔，一通孔位於該凹部及該第一凸部交界處，另一通孔位於該凹部及該第二凸部交界處，各該通孔自該內套管件之外表面延伸穿過該內套管件之內表面，各該通孔的長度在該通孔之延伸方向上具有變化。
綜合上述，本發明之管件銲接用內襯套管，係具有對位於銲接處之凹部，可以有效避免銲道根部與管件母材之間產生過大之段差，因而可以有效避免銲道產生尖角應力集中之現象，以達到提升銲件耐疲勞強度與使用壽命之功效。
本發明之管件銲接用內襯套管之凹部係可以與管件母材之內環壁形成氣室，位於該氣室之銲接保護氣體係可以受熱膨脹，以支撐銲接金屬，因而可以有效防止銲道表面產生凹陷之不良缺失，以達到避免銲道表面後續修整之功效。
本發明之管件銲接用內襯套管，係具有與氣室相連通之通孔，使受熱膨脹之高溫銲接保護氣體可以經由該通孔排出，以達到減緩銲道表面異常凸起之功效。
〔本創作〕
1‧‧‧內套管件
11‧‧‧第一凸部
12‧‧‧第二凸部
13‧‧‧凹部
14‧‧‧通孔
2‧‧‧銲道
21‧‧‧銲道根部
22‧‧‧銲道表面
C‧‧‧氣室
T1、T2‧‧‧管件母材
〔習知〕
9‧‧‧銲道
91‧‧‧銲道根部
92‧‧‧銲道表面
T1、T2‧‧‧管件母材
第1圖：係習知銲接二管件母材對接情形之側視剖面圖。
第2圖：係本發明管件銲接用內襯套管之立體結構圖。
第3圖：係本發明管件銲接用內襯套管用於對接管件之使用示意圖之一。
第4圖：係本發明管件銲接用內襯套管用於對接管件之使用示意圖之二。
第5A圖：係以氣護鎢棒電弧銲接方法進行測試，二管件母材之內部未設有本發明之管件銲接用內襯套管。
第5B圖：係以氣護鎢棒電弧銲接方法進行測試，二管件母材之間設有本發明管件銲接用內襯套管。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第2圖所示，係本發明管件銲接用內襯套管之一較佳實施例，該管件銲接用內襯套管係為一內套管件1，該內套管件1包含一第一凸部11及一第二凸部12，該第一凸部11及該第二凸部12分別位於該內套管件1之相對二端，該第一凸部11及該第二凸部12係用以接抵二管件母材T1、T2之內周壁(如第3及4圖所示)；該內套管件1另包含一凹部13，該凹部13位於該第一凸部11及該第二凸部12之間。
較佳地，內套管件1另可以設有至少一通孔14，該通孔14 可以設於凹部13，或者位於該凹部13與第一凸部11或第二凸部12之交界處。
請參照第3及4圖所示，係本發明較佳實施例應用於銲接二管件母材T1、T2之使用示意圖。使用者係可以將內套管件1套設於該二管件母材T1、T2之內部，使第一凸部11接抵該管件母材T1之內周壁、第二凸部12接抵該管件母材T2之內周壁，且凹部13對位於該管件母材T1、T2之相接鄰處(即，銲接處)。接著，施工者係可以於該銲接處進行銲接，以形成一銲道2，使該二管件母材T1、T2接合形成一銲件。
由於凹部13對位於銲接處，儘管銲道根部21發生過度熔透之現象，二管件母材T1、T2之管壁會受限於該凹部13，使銲道根部21與該二管件母材T1、T2之間不會產生過大之段差，因而可以有效避免銲道產生尖角應力集中之現象，進而提升銲件之耐疲勞強度與使用壽命。
再者，凹部13係可以與二管件母材T1、T2之內環壁形成一氣室C，位於該氣室C之銲接保護氣體會受熱膨脹，因而可以支撐銲道2，防止銲道表面22產生凹陷之不良缺失，進而避免銲道表面22之後續修整。
此外，本較佳實施例之管件銲接用內襯套管當具有通孔14時，由於該通孔14係連通氣室C，且該通孔14位於該第一凸部11與該第二凸部12與該凹部13的交界處，當該銲道根部21發生過度熔透而向該凹部13突出時，突出部分的兩端會受到該第一凸部11及該第二凸部12的抵止，而不會堵塞該通孔，因此，位於氣室C且受熱膨脹之高溫銲接保護氣體，係可以經由該通孔14排出該氣室C，以避免因為高溫氣體過度膨脹而使銲道表面22產生異常凸起之不良缺失。
為證實本發明較佳實施例之管件銲接用內襯管套係可以有效減緩銲道根部21與二管件母材T1、T2間之段差，進而可以提升銲件之使用壽命及施作良率，本試驗係以氣護鎢棒電弧銲接(Gas Tungsten Arc Welding，GTAW)方法進行實際測試工作。
本試驗之管件母材T1、T2之外徑與厚度尺寸分別為36.4毫米、0.8毫米。本試驗之脈波峰值電流為30安培、脈波基本電流為14安培、銲接弧長為2毫米、銲接速度為每秒100毫米、銲接保護氣體為氬氣(Ar)、銲接保護氣體流量為每分鐘10公升，其試驗結果如第1表所示。
請參照第1表、第5A及5B圖所示，第A組別係於銲接時未使用本較佳實施例之管件銲接用內襯套管，第B組別則係於銲接時使用本較佳實施例之管件銲接用內襯套管，由實際試驗結果可以得知，本較佳實施例之管件銲接用內襯套管確實可以有效減緩銲道根部21、銲道表面22與二管件母材T1、T2間之過度熔透與表面凹陷等之品質不良缺失。
綜合上述，本發明之管件銲接用內襯套管，係具有對位於銲接處之凹部，使銲道根部不致與管件母材之間產生過大之段差，因而可以有效避免銲道產生尖角應力集中之現象，以達到提升銲件耐疲勞強度與使用壽命之功效。
再者，本發明之管件銲接用內襯套管之凹部係可以與管件母材之內環壁形成氣室，位於氣室之銲接保護氣體係可以受熱膨脹，以支撐銲接金屬，因而可以防止銲道表面凹陷之不良缺失，以達到避免銲道表面後續修整之功效。
此外，本發明之管件銲接用內襯套管，係具有與氣室相連通之通孔，使受熱膨脹之高溫銲接保護氣體可以經由該通孔排出，進而達到減緩銲道表面異常凸起之功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧內套管件
11‧‧‧第一凸部
12‧‧‧第二凸部
13‧‧‧凹部
14‧‧‧通孔

Claims (1)

  1. 一種管件銲接用內襯套管，係為一內套管件，包含：一第一凸部及一第二凸部，該第一凸部及該第二凸部分別位於該內套管件之相對二端，該第一凸部及該第二凸部係用以分別容設於欲銲接結合之二管件的相對二端，該內套管件另包含一凹部，該凹部位於該第一凸部及該第二凸部之間，該凹部自該第一凸部延伸至該第二凸部；二通孔，一通孔位於該凹部及該第一凸部交界處，另一通孔位於該凹部及該第二凸部交界處，各該通孔自該內套管件之外表面延伸穿過該內套管件之內表面，各該通孔的長度在該通孔之延伸方向上具有變化。
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