JPH02133375A - インピーダ冷却用パイプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電縫金属管溶接で使用されるインピグ冷却用
パイプに関する。

〈従来の技術〉 熱損失により温度が上昇すると透磁率が低下し溶接の電
力効率が悪（なる。そのためにインピーダは水等の冷却
媒体によって冷却する必要がある。

一般にこの冷却の方法としてインピーダを冷却媒体が流
れるパイプの中に挿入する方法が採られているが、この
インビープ冷却用パイプは従来から、エポキシ樹脂等の
耐熱性樹脂が使用されていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来のインピーダ冷却用パイプは、溶接
により内径に出来たビードの付着や熱による変形のため
に３〜１０日間程度の寿命しかなく、頻繁なパイプの置
換えが必要であった。それに伴い冷却水の除去も必要と
なり生産性を低下させる大きな原因であった。

本発明は、と−ドの付着や熱による変形がなく高周波を
かけても誘導加熱されず耐熱、耐摩耗性を具有したイン
ピーダ冷却用パイプを提供することを目的とする。

〈課題を解決する為の手段〉 本発明者等は、上記諸問題を解消する為に、種々の実験
を重ねた結果、上記インピーダ冷却用パイプの素材とし
て炭化珪素を主成分とする焼結体が最適であるという管
見を得、本発明を完成した。

即ち、本発明の要旨は専ら炭化珪素基焼結体から成り、
内部に冷却媒体導通路を有する中空筒状から成ることを
特徴とするインピーダ冷却用パイプ。

である。

なお請求項２に記載している様に、その一部（１０重量
％以下）をフェライト（ＭＦｅ２０１＋；Ｍは主として
２価の金属元素）で置換すると一層好ましいものとなる
。

〈作用〉 耐熱性のパイプ材料として種々のものがあるが高周波を
かけても誘導加熱されることのない材料としては、金属
や炭素等の導電体は不適であるので、電気伝導性がない
か又は不良導体であり耐熱性があり変形しにくい材料が
要求される。種々実験の結果、セラミックのうちある種
のものがインピーダ冷却用材料として使用することが最
適であることを見出した。このある種のセラミックスと
は、ＳｉＣを主成分とするものであり、これらのものは
耐酸化性があり、誘導加熱されにくいので最適である。

又、反応焼結により製造した炭化珪素基焼結体は曲げ強
度等強度面で優れインピーダ冷却用パイプとして最適で
ある。炭化珪素は、反常磁性体であるので磁場がかかる
と常磁性を示すのでインビーダに使用されるフェライト
コアの透磁率を補強するように働くので、溶接に必要な
電力が、他の材料を使用したものより２０〜３０％軽減
される。　ＳｉＣ焼結体中にフェライトが含まれると更
に溶接に必要な電力が軽減されることになる。フェライ
ト含有量が多ければ多い程、透磁率が大きくなり、電力
効率は上がるが、１０重量％より多（含むと、硬さが低
下したり曲げ強度等の強度が著しく低下し、インピーダ
冷却用パイプとしては使用できず、含有量が１０重量％
以下（Ｏは含まず）であることを要する。尚、インビー
プ冷却用パイプ本体がＦｅ３Ｏ４等のフェライトで出来
ていると電力効率は上がるのだが、この種のパイプは強
度不足でインビープ冷却用パイプとしては使用できない
。この焼結体は、耐摩耗性があるために、ビードがパイ
プに接触しても疵がつかず、従来のインビープ冷却用パ
イプより大幅に寿命が延びる。

〈実施例〉 以下本発明をその実施例を示し乍ら詳述する。

しかし本発明は以下の実施例の範囲に限定されるもので
はない。

なお以下の実施例の項目に記載する内容は、必ずしも本
発明の特許請求の範囲内のものに限らず、本発明の作用
・効果を従来の技術と比較するが為の比較例とでもいう
べき内容をも記載している事を付記している。即ち、本
発明のインピーダ冷却用パイプと従来のエポキシ樹脂か
らなるインピーダ冷却用パイプを使用して高周波抵抗溶
接を行ない鋼管を製造することにより両者を比較した。

参考としてその他のセラミックを用いて同様のパイプを
試作して実用試験を行なった。他のセラミック製のもの
については市販品を加工して試験に供した。

本発明の炭化珪素基焼結体を以下のようにして作成し物
理的緒特性を他のセラミック材料と比較した。

■、原料粉末の作成 純度９９．９％のＡえ２０３（粒径０．４μｍ）と純度
９９．９％のＥ　ｒ２０３　（粒径０．８μｍ）と純度
９８．５％のＰｅ３０４　　（粒径０．８，１／ｌ１１
）及び純度９８．５％（粒径０．５μｍ）のＳｉＣとを
表１に示すような割合に調製し、１５時間ボールミルに
て湿式混合を行なった。

乾燥後、粒径０．５μｍの粉末を得た。

Ｉｌ、本発明のインビープ冷却用パイプの作成■で得ら
れた原料粉末を用いて、次の手法により本発明のインピ
ーダ冷却用パイプを作成した。

原料粉末を直径４０ＩＩＩＩｎ、長さ２３５ｆｆＩＩｌ
＋の鉄製の芯材と共に粉末がこの芯材を覆うように耐圧
ゴム袋中に配置し密封した後、１　ｔ／ｃ４の冷間静水
圧をかけて圧粉体を作り、機械加工して成形し、芯材を
除去した。その後Ａｒ雰囲気にて２０００°Ｃの温度で
焼結して、外径６０ｍｍ、内径４０ｍ＋ａ、長さ２３０
ｍｍの円筒形状の珪素基焼結体を得た。

ＩＩｌ、抗折力試験片の作成 ■で得られた原料粉末を用いて１　ｔ／ｃｄの圧力で金
型プレスにて圧粉体を作成しアルゴン雰囲気で２０００
″Ｃにてｌｈｒ焼結した。この結果約５０ｘ　５０ｘ　
５．５１１１１の形状の焼結体を得た。これをダイアモ
ンドホイール切断機で、３　Ｘ　４　Ｘ３６ｎ＋ｍの形
状の試験片を各１０本作成した。

ここで溶接効率とは一定電力ａで、金属管溶接（ここで
は鋼管）にエポキシ樹脂を使用した場合の溶接の仕事量
を　１００とした場合、これに対する同電力の仕事量の
ことをいうものとする。

比較試験として５ｉｚＮａ、　ＡｈＯｉ、　Ｚ　ｒａｔ
等のパイプを用いたが、溶接効率は上がらず、Ｓｉ３Ｎ
、を除いて熱衝撃に弱かった。

次に、本発明のインピーダ冷却用パイプ及び他のセラミ
ック素材の諸物性について測定した中の一部を表２に示
す。

〈発明の効果〉 以上述べて来た如く、本発明によれば、ビードの付着や
熱による変形がなく、しかも、誘導加熱される事もなく
、インピーダ冷却パイプとしてその機能を十分に発揮で
きるものである。その理由としては本発明パイプの素材
が専ら炭化珪素から成っており、特にその一部をＭＦｅ
２０ソ（Ｍは主として２価の金属元素）で置換した請求
項２に記載のパイプはキューリーポイントの移動あるい
は素材を構成する原子の配列が無秩序状態となるかのい
ずれかで、パイプの極く表層部のみしか熱される事がな
いのが原因であろうと考えられる。この事は又、任意の
部所にのみフェライトを配合、設置する事で任意の部所
のみを熱されなくする事も出来るのである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．専ら炭化珪素基焼結体から成り、内部に冷却媒体導
   通路を有する中空筒状から成ることを特徴とするインピ
   ーダ冷却用パイプ。
2. ２．上記炭化珪素基焼結体の１０重量％以下（０は含ま
   ず）をフェライト（ＭＦｅ＿２Ｏ＿４；Ｍは主として２
   価の金属元素）で置換したことを特徴とするインピーダ
   冷却用パイプ。