JPH07121460B2

JPH07121460B2 - 容器等における異種金属継手

Info

Publication number: JPH07121460B2
Application number: JP61178554A
Authority: JP
Inventors: 修笠本
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1995-12-25
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: JPS6336978A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、容器等における異種金属継手に係わり、特
に、並列状態の積層金属板を溶接により継ぎ合わせて、
容器等を構成する場合等に有効な金属継手に関するもの
である。

「従来技術」一般に、溶接の困難な異種金属からなる継手を形成する
場合は、溶接による恒久的なシール構造とすることがで
きないため、ボルト等によるフランジ接続構造としてい
る。第４図に示す配管の例で説明すると、アルミニウム
からなる管20と、ステンレス鋼からなる管21とを接続す
る場合は、両方の対向箇所にフランジ部22・22を設け
て、フランジ部22の間にパッキン23等のシール材を挾持
させた状態で、ボルト等の締結具24により連結し、管路
25を外部から遮断した密封状態とすることが行なわれて
いる。

「発明が解決しようとする問題点」しかしながら、第４図に示すパッキン23は、経年変化等
によって徐々にシール性が損なわれて、管路25の内部流
体の漏洩現象が生じる可能性があるとともに、管路25が
真空雰囲気にある場合は、真空度を損なう等の問題が生
じる。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するもの
で、容器等において、継手構造とする箇所が異種金属材
料で構成されている場合においても、積層金属板を並列
状態に継ぎ合わせて覆い、溶接による恒久的な密封を可
能とするものである。

「問題点を解決するための手段」異種金属からなる二つの構造体がある場合、その一方で
ある第１の被溶接面と、他の第２の被溶接面との間に、
これらの面に対してそれぞれ同系統となりかつ溶接され
る金属層と、これら同系統の金属層の間に介在する第３
の金属層とを、積層してなる積層金属板を複数枚並べた
状態に配設し、該複数枚の積層金属板の間に形成される
継ぎ目の位置に、異種金属層の一部と第３の金属層とを
除去する加工穴を穿設し、前記継ぎ目を溶接するととも
に、加工穴内にシール材を充填して、密封構造の異種金
属継手を形成するようにしている。

「実施例」以下、本発明に係わる容器等における異種金属継手の一
実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は、容器の段部に、少し小さなキャ
ップの側壁を内部が連通状態となるように搭載して接続
する場合の例を示している。

図中符号１は容器、符号２はキャップ、符号３は容器１
における段部の水平な表面である第１の被溶接面、符号
４はキャップ２における垂直な側壁の表面である第２の
被溶接面、符号５は両被溶接面３・４の間に配設する複
数枚の積層金属板である。

これらの詳細について説明すると、前記容器１は、例え
ばアルミニウムによって箱形に形成されるとともに、上
方に開口と段部とを有する構造であり、キャップ２は、
例えばステンレス鋼によって若干小さく形成されるとと
もに、下方に開口を有して側壁の下縁部が、容器１の段
部に搭載されるものである。したがって、これらの容器
１及びキャップ２は、内部が連通状態とされている。ま
た、容器１及びキャップ２の境界部分には、必要に応じ
て内向状態のフランジ６・７が形成されて、ボルト・ナ
ット等の締結具８により、パッキン９を挾持させた状態
で一体に連結可能な構造とされている。

一方、前記積層金属板５は、容器１及びキャップ２の構
成金属材料と同系統の材料、つまり、アルミニウム及び
ステンレス鋼を両面に露出させるように、例えばアルミ
層10を8mm、チタン層11を1mm、SUS層12を8mmというよう
に積層状態にして爆着してなる複合材料であり、この場
合、アルミ層（金属層：第１の金属層）10が容器１の第
１の被溶接面３、SUS層（金属層：第２の金属層）12が
キャップ２の被溶接面４の構成材料に対応し、チタン層
11が第３の金属層となる。さらに、積層金属板５の外縁
部には、被溶接面３の構成材料と同系統の材料となるよ
うに、チタン層11及びSUS層12とともに、アルミ層10の
一部を削除して、上向きの段状とした溶接用露出部13が
形成されている。

また、積層金属板５は、複数枚を並列状態に配設して溶
接によって一体化されるものであり、並列状態とするこ
とによって生じる相互の継ぎ目14の位置に、異種金属の
界面となる部分を除去するように加工穴15を穿設する。
この加工穴15は、第２図及び第３図に示すように、チタ
ン層11の部分、アルミ層10の一部、SUS層12の一部をチ
タン層11に沿って切削除去するものである。そして、加
工穴15の上壁、第１の被溶接面４と接触していないSUS
層12の継ぎ目14に沿って、第３図に示すように、溶接開
先16が形成される。なお、図中符号17は傾斜面、符号18
はシール材、符号WAはアルミ層の溶接に適当なアルミ系
溶接金属、符号WSはSUS層の溶接に適当なSUS系溶接金属
を示しており、傾斜面17は溶接用露出部13及び加工穴15
にまたがるように緩やかに形成されており、シール材18
は真空用エポキシ系接着剤等からなるものである。

そして、第１の被溶接面３と溶接用露出部13との間、第
２の被溶接面４と積層金属板５のSUS層12との間を、そ
れぞれ同系統の適宜溶接材料ですみ肉溶接することによ
り、容器１、キャップ２、積層金属板５が相互に一体化
されるのであるが、積層金属板５における継ぎ目14の部
分については、次のように溶接及びシールを実施するも
のである。

つまり、溶接開先16の部分を溶接するとともに、継ぎ目
14と交差状態の加工穴15の開口縁部分を同系統の溶接材
料によって溶接する。これらの溶接によって、加工穴15
の中の部分のみが空洞状態に残される。そこで、加工穴
15の中に前述したシール材18を開口縁部分まで充填して
固化させ、全部を密封構造とするものである。

このように接続されている異種金属継手は、容器１にお
ける第１の被溶接面３と積層金属板５の溶接用露出部13
との間が、アルミ系溶接金属WAにより密封性を付与する
ようにループ状に溶接され、キャップ２における側壁の
表面である第２の被溶接面４と積層金属板５との間にお
いて、SUS系溶接金属SUSにより密封性を付与するように
溶接され、また、複数枚の積層金属板５における継ぎ目
14の部分は、溶接開先16の溶接と、加工穴15の中に充填
されたシール材18とによって密封構造となる。

即ち、溶接箇所は、アルミ系溶接金属WAまたはSUS系溶
接金属WS等の同系統の金属材料の間の溶接により、自由
に接続して気密状態とすることができるとともに、積層
金属板５の大きさを必要とする箇所は、継ぎ目14の溶接
及び加工穴15へのシール材18の充填によって、継手全体
の大きさをの制限を受けることがない。

また、積層金属板５における溶接開先16の部分の溶接
は、熱容量が小さくなるが、加工穴15によって異種金属
の界面を除去するとともに中空部となって熱伝達を妨げ
るため、界面に熱影響を与えることが少なく、機械的強
度を損なうことを防止できるものである。

なお、以上の実施例に代えて次のように構成することも
できる。

（イ）両容器の接合箇所の面の角度を直角以外の組み合
わせとすること。

（ロ）容器及びキャップを他の金属構成体とすること。

（ハ）異種金属の組み合わせ材料を任意とすること。

（ニ）積層金属板の接続枚数を任意とすること、あるい
は、異種金属の組み合わせ数を２層または４層以上とす
ること。

（ホ）積層金属板を圧接材、溶接肉盛材等のクラッド鋼
とすること。

（ヘ）パッキン及び締結具を省略すること。

（ト）パッキンによるシール部の補修を行なう場合に適
用すること。

（チ）原子力発電プラント、火力プラント、化学プラン
ト等における容器、配管、あるいはこれらの併用箇所に
適用すること。

（リ）両被溶接面と積層金属板との間に、連結用の補助
金属板を介在させて溶接すること。

（ヌ）加工穴の中にピン、ボール等を装填した状態でシ
ール材を充填すること。

（ル）加工穴を螺子穴とすること、また、螺子穴にボル
トを螺合させること等により、シール材に掛かる荷重負
担を少なくすること。

「発明の効果」本発明に係わる容器等における異種金属継手にあって
は、以下の効果を奏する。

二つの構造体が異種金属材料からなるものである場合
でも、積層金属板を介在させて同系統の溶接を実施し
て、恒久的な密封を行なうことができる。

積層金属板を複数枚として、その接続を行なうもので
あるから、継手の大きさの任意性を高めることができ
る。

積層金属板相互の継ぎ目に加工穴を明けて、溶接及び
シール材により接続するものであるから、複合材の境界
が溶接熱による影響を受けて、組織が損なわれることが
なく、継手箇所の信頼性を向上させることができる。

積層金属板は複合材料の制限を受けることがなく、異
種金属材料の組み合わせが自由になり、容器等における
用途拡大を図ることができる等の実用性に優れたもので
ある。

内向フランジを有する継手において、その接続箇所に
漏洩現象が発生した場合、これを補修してシール性を確
保する用途にも応用可能である。

複数枚の積層金属板を接続してつなぎ合わせるように
しているから、一枚の大きさの制限が少なく、融通性に
優れて実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる容器等における異種金属継手の
一実施例を示す斜視図、第２図はその要部を示す正断面
図、第３図は第２図のIII−III線矢視図、第４図は配管
継手の従来例を説明する一部を切欠した正面図である。１……容器、２……キャップ、３……第１の被溶接面、４……第２の被溶接面、５……積層金属板、６……フランジ、７……フランジ、８……締結具、９……パッキン、 10……アルミ層（金属層：第１の金属層） 11……チタン層（第３の金属層） 12……SUS層（金属層：第２の金属層） 13……溶接用露出部、 14……継ぎ目、 15……加工穴、 16……溶接開先、 17……傾斜面、 18……シール材、 WA……アルミ系溶接金属、 WS……SUS系溶接金属。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異種金属からなる第１の被溶接面（３）と
第２の被溶接面（４）との間に、これらの面に対してそ
れぞれ同系統となりかつ溶接される金属層（10,12）
と、これら同系統の金属層の間に介在する第３の金属層
（11）とを、積層してなる積層金属板（５）を複数枚並
べた状態に配設し、該複数枚の積層金属板の間に形成さ
れる継ぎ目（14）の位置に、異種金属層の一部と第３の
金属層とを除去する加工穴（15）を穿設し、前記継ぎ目
を溶接するとともに、加工穴内にシール材（18）を充填
してなることを特徴とする容器等における異種金属継
手。