JPH1034373A - 2重管構造の溶接方法 - Google Patents

2重管構造の溶接方法

Info

Publication number
JPH1034373A
JPH1034373A JP8207900A JP20790096A JPH1034373A JP H1034373 A JPH1034373 A JP H1034373A JP 8207900 A JP8207900 A JP 8207900A JP 20790096 A JP20790096 A JP 20790096A JP H1034373 A JPH1034373 A JP H1034373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
pipe
gap
tube
outer tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP8207900A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Shige
重  隆司
Takashi Ishide
孝 石出
Masahiko Mega
雅彦 妻鹿
Yoshio Hashimoto
義男 橋本
Yukihiro Kawai
幸博 河合
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP8207900A priority Critical patent/JPH1034373A/ja
Publication of JPH1034373A publication Critical patent/JPH1034373A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内管1と外管2間の前記空隙20/21をし
ゃ断することなく溶接を可能にした2重管構造の溶接方
法を提供する事。 【解決手段】 内管1と外管2の間に空隙20/21が
ある2重管構造の溶接方法において、内管1の内側から
又は開先が加工された外管2の開先部22の奥側隙間2
2aから、レーザ光6によって内管1を溶接し、その
後、外管2の開先部22にリング状の溶加材8をはめ込
み、溶接された内管1の外側と外管2との間の空隙20
/21に不活性ガスを流しながら、上記リング状溶加材
8をティグ溶接で溶融させることにより、内管1と外管
2との間の前記空隙20/21を埋めることなく外管2
の開先部22の初層溶接を行なった後、溶接ワイヤ10
を用いて、多層ティグ溶接を行うことを特徴とする2重
管構造の溶接方法を提案する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器の伝熱管
等に適用される2重管を溶接にて接合する2重管構造の
溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱交換器の2重管構造そのものが現在開
発中の技術であり、その接合方法も確立されていない
が、熱交換器の伝熱管に2重管構造を用いる目的は、使
用中に疲労や腐食、その他の原因によって伝熱管が損傷
し、管内を流れる物質が外部へ漏れることを事前に防ぐ
ため、管を2重にして、仮に、内管に損傷が生じて漏れ
が生じた場合、内管と外管の隙間に内管内の物質が漏れ
出したことを検知するセンサを設けておくことによっ
て、伝熱管外(外管外)に管内物質が漏れ出す前に事前
検知し、例えばボイラ、化学プラント、及び原子力プラ
ント等においてプラント停止などの適切な処置ができる
ような情報を得ることが出来る。従って2重管構造の熱
交換器の場合、内管と外管とのリング状空隙に内管内の
物質が漏れ出したことを検知するセンサを設けておくこ
とが必要である。従ってこのような2重管を接合する必
要がある場合、接合後も接合部の内管、外管の間に前記
空隙があることが条件となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通常の管の溶
接のように施工すると、図4のように接合部において外
管と内管とを架橋する溶融部が作られ、結果としてその
部分においてリング状空隙を閉塞し、その先には漏洩物
質が流れて行かなくなるため、上記のような事前検知の
ためのシステムが働かなくなってしまうという課題があ
った。即ち、図4においてリング状空隙20を介して内
管1と外管2が挿設され、夫々の管はその端面を溶接に
より接合するわけであるが、この際外管2外面より、光
ファイバ5、レンズ4、ミラー3を介して溶接位置に集
光されたレーザ光6により溶接を行おうとすると、溶融
部7’が外管2から内管1まで延在して形成されるため
に、接合部において外管2と内管1とを架橋する溶融部
7’が作られ、結果としてその部分においてリング状空
隙20を閉塞し、その先には漏洩物質が流れて行かなく
なる。
【0004】かかる欠点を解消するために、例えば発明
協会公開技報の公技88−4327号において、図5に
示すように溶接を行う外管2端面を外側に拡径変形さ
せ、その溶接位置において前記リング状空隙20を拡開
させる拡開部21を設け、外管2側と内管1側との溶接
端同士が接触しないようにするとともに、外管2は外周
側より、内管1は内周側より、夫々ピーク低減型パルス
電流により、片面溶接を行った技術が開示されている。
しかしながら前記のように外管2側と内管1側とのリン
グ状空隙20を拡開21させ且つ外管2側と内管1夫々
に片面溶接を行っても、特に前記外管2側で開先溶接を
行った場合に、その溶接端が拡開空隙20側に膨出し、
やはり内管1側の溶接端と接触融合して空隙20/21
を閉塞してしまう恐れがある。
【0005】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、内
管1と外管2間の前記空隙20/21をしゃ断すること
なく溶接を可能にした2重管構造の溶接方法を提供する
事にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる技術的課
題を解決するために、内管1と外管2の間に空隙があ
り、内管1の内側の領域と、内管1と外管2の間の前記
空隙領域、外管2の外側の領域を区分し、それら3領域
に存在する物体が通常互いに混合し合うことができない
ようになっている2重管構造の溶接方法において、内管
1の内側から又は開先が加工された外管2の開先部22
の奥側隙間22aから、レーザ光6によって内管1を溶
接し、その後、外管2の開先部22にリング状の溶加材
8をはめ込み、溶接された内管1の外側と外管2との間
の空隙20/21に不活性ガスを流しながら、上記リン
グ状溶加材8をティグ溶接で溶融させることにより、内
管1と外管2との間の前記空隙20/21を埋めること
なく外管2の開先部22の初層溶接を行なった後、溶接
ワイヤ10を用いて、多層ティグ溶接を行うことを特徴
とする2重管構造の溶接方法を提案する。
【0007】以下図1を参照して本発明の実施形態を説
明する。本発明を図1に基づいて詳細に説明する。図1
(a)(b)に示すように、溶接を行う外管2端部内周
側と内管1端部外周側を夫々削成し、その溶接位置にお
いて前記リング状空隙20より大なる空隙幅の長円状空
隙21を形成し、外管2側と内管1側との溶接端同士が
接触しないようにするとともに外管2端面に前記長円状
空隙21に達する開先を形成する。そして前記外管2外
側に配置した前記レーザ溶接機30のレーザ光6を開先
の隙間を利用して内管1表面側に導き、前記レーザ溶接
機30を周回させながら該内管1をレーザ光6でまず貫
通溶接し、その溶接部70の健全性を非破壊検査などで
確認したあと、必要により、開先隙間22a若しくは内
管1内周面側より若干の手直しやビードの整形等の作業
を行う。
【0008】次に、図1(c)に示すように、外管2の
開先隙間部22aにリング状の溶加材8をはめ込み、前
記リング状空隙20及び長円状空隙21に不活性ガスを
流しながら、上記リング状溶加材8をティグ溶接トーチ
で溶融させることにより、内管1と外管2との間の前記
長円状空隙21を埋めることなく外管2の開先部22の
初層溶接を行なう。このとき、リング状溶加材8の存在
及び内管1と外管2の長円状空隙21には不活性ガスが
流されているために、ティグ溶接時にこの長円状隙間2
1がふさがれない。その後、図1(d)に示すように、
溶接ワイヤ供給装置11によって、溶接ワイヤ10を送
給しながらティグ溶接トーチ9でティグ溶接を行うこと
により完成する。
【0009】従って本発明のように、内管1、外管2を
別々に溶接するためには、まず、内管1溶接時に外管2
に損傷を与えないことが必要である。本発明では、内管
1の溶接をエネルギーの伝達が容易で集光性のよいレー
ザ溶接、好ましくはYAGレーザを用いて内管1の溶接
を実施する。ティグ溶接のようなアーク熱源では熱の制
御性がよくないので、内管1を溶接しようとすれば、外
管2も同時に溶けてしまい、よって、外管2に損傷を与
えずに内管1を貫通溶接することは不可能であるが、レ
ーザ光6を用いることによってその施工を可能とした。
その方法としては、外管2の開先隙間22aを通して、
レーザ光6を内管1に射出し、溶接を行う方法(図1)
と、内管1の内周側から溶接する方法(図3)がある
が、いずれの手段においても、レーザ光6の高エネルギ
ー密度による低入熱、低ひずみな貫通溶接性を利用する
ものである。レーザ溶接では、大きなせん孔作用のた
め、溶接条件によっては、表面・裏面にスパッタや比較
的大きなビードの盛り上がりが生ずる場合もあるが、仮
にこのようなことが生じても、開先隙間22aの存在に
より内管1表面は露出しており、且つ内管1内周面側も
露出しているために、研削等による補修も可能である。
従って前記補修が容易なように外管2の開先隙間22a
の存在は必須である。
【0010】次に外管2側の溶接であるが、ここでは、
内管1と外管2との隙間を維持するため、貫通能力が大
きく裏ビードの余盛りによって、この空隙20/21を
ふさぐ可能性が高いレーザ溶接は用いず、溶融がほぼ熱
伝導的に行える低入熱のティグ溶接で1層目を行うこと
によって、内管1、外管2間の隙間をふさぐことなく、
外管2の1層目を溶接することができる。このとき、空
隙20/21がふさがれないよう、内管1、外管2間の
空隙20/21に酸化防止シールドをかねて、不活性ガ
スを流すことにより、内圧を調整しながら溶接を行う。
2層目以降の溶接は、溶接ワイヤ10供給装置11によ
って、溶接ワイヤ10を送給しながらティグ溶接トーチ
9による多層ティグ溶接71で完成する。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等
は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲を
それに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。本発明の一実施例として、図2に示す2重管構造に
おいて、外側からYAGレーザにて内管1を溶接し、そ
の後、外管2をティグ溶接で接合した例を示す。まず、
接合する端面について、図2(a)に示すように外管2
内周をリング帯状に削成し、拡開空隙部21の形成とV
字(台形)状の開先加工を行い、外管2の開先隙間22
aを通して、光ファイバ5により導光されレンズ4及び
ミラー3を介して変向/集光されたレーザ光6を内管1
の溶接継手に照射し、内管1のI開先部を溶接した。こ
の溶接は表1に示す条件で不具合のない良好な貫通溶接
が可能であった。尚70は内管の溶融部である。図2に
参考までに各部寸法を記す。内管1は28φmmで肉厚
tは4mm、外管2は38φmmで肉厚tは4.8mm
である。この結果リング状空隙20の空隙幅は0.2m
mで、且つ溶接位置における拡開部21空隙20/21
長さは溶接中心を挟んで上下に5mm幅は0.5mm、
開先は開先奥側22aが3mmの隙間をもって開先角度
を30°に、また溶加材8の肉厚は1.0mmに設定し
ている。
【0012】
【表1】
【0013】内管1の溶接終了後、図2(b)に示すよ
うに、外管2の開先部22の奥側隙間に、リング状に整
形した母材(外管2)と同材質の溶加材8を仮付けし、
ティグ溶接トーチ9よりの熱源を用いて溶融封止する。
このとき、ティグ溶接部の内管1とのブリッジを防ぐた
め溶接条件を検討し、また、溶接時に外管2裏面側の酸
化を防ぐことを兼ねて、内管1・外管2間の隙間部(リ
ング状隙間及び長円状隙間)にアルゴンガス等の不活性
ガスを流し、内圧をかけて、表2の溶接条件で溶接した
ところ、内管1と外管2の隙間を埋めることなく良好な
初層溶接が可能であった。
【0014】
【表2】
【0015】2層目以降の溶接は、溶接ワイヤ供給装置
11によって、溶接ワイヤ10を送給しながらティグ溶
接トーチ9による多層ティグ溶接で完成する。
【0016】図3は内管1内周側よりレーザ溶接を行う
他の実施例で、調芯機構12によりレーザ溶接機30中
心を一致させながら回転させてレーザ溶接を行う実施例
を示している。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、従来確立されていなか
った2重管構造物の接合が接合部での内管1・外管2間
の隙間をしゃ断することなく可能となる。よって、2重
管構造の要求性能を満たした接合が可能となることによ
って、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の基本実施例に係る2重管溶接
方法の縦断面図。
【図2】図2は、本発明の他の実施例に係る溶接開先の
縦断面図。
【図3】図3は、本発明の他の実施例に係る2重管溶接
方法の縦断面図。
【図4】従来の溶接方法を示す縦断面図。
【図4】従来の溶接方法を示す斜視図(A)と要部縦断
面図(B)である。
【符号の説明】
1 内管 2 外管 3 ミラー 4 レンズ 5 光ファイバ 6 レーザ光 7、70 溶融部 8 リング状溶加材 9 ティグ溶接トーチ 10 溶接ワイヤ 11 溶接ワイヤ供給装置 12 調芯機構
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年8月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年8月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の基本実施例に係る2重管溶接
方法の縦断面図。
【図2】図2は、本発明の他の実施例に係る溶接開先の
縦断面図。
【図3】図3は、本発明の他の実施例に係る2重管溶接
方法の縦断面図。
【図4】従来の溶接方法を示す縦断面図。
【図5】従来の溶接方法を示す斜視図(A)と要部縦断
面図(B)である。
【符号の説明】 1 内管 2 外管 3 ミラー 4 レンズ 5 光ファイバ 6 レーザ光 7、70 溶融部 8 リング状溶加材 9 ティグ溶接トーチ 10 溶接ワイヤ 11 溶接ワイヤ供給装置 12 調芯機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 9/167 B23K 9/167 A 26/00 310 26/00 310C 310J 33/00 33/00 A 35/02 35/02 Z 37/00 301 37/00 301B F28D 7/10 F28D 7/10 A // B23K 101:14 (72)発明者 橋本 義男 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 河合 幸博 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内管と外管の間に空隙があり、内管の内
    側の領域と、内管と外管の間の前記空隙領域、外管の外
    側の領域を区分し、それら3領域に存在する物体が通常
    互いに混合し合うことができないようになっている2重
    管構造の溶接方法において、 内管の内側から又は開先が加工された外管の開先隙間か
    ら、レーザ光によって内管を溶接し、その後、外管の開
    先部にリング状の溶加材をはめ込み、溶接された内管の
    外側と外管との間の空隙に不活性ガスを流しながら、上
    記リング状溶加材をティグ溶接で溶融させることによ
    り、内管と外管との間の前記空隙を埋めることなく外管
    の開先部の初層溶接を行なった後、溶接ワイヤを用い
    て、多層ティグ溶接を行うことを特徴とする2重管構造
    の溶接方法。
JP8207900A 1996-07-18 1996-07-18 2重管構造の溶接方法 Withdrawn JPH1034373A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8207900A JPH1034373A (ja) 1996-07-18 1996-07-18 2重管構造の溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8207900A JPH1034373A (ja) 1996-07-18 1996-07-18 2重管構造の溶接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1034373A true JPH1034373A (ja) 1998-02-10

Family

ID=16547441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8207900A Withdrawn JPH1034373A (ja) 1996-07-18 1996-07-18 2重管構造の溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1034373A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009220179A (ja) * 2008-02-19 2009-10-01 Toshiba Corp 二重管の接合方法
US20130180472A1 (en) * 2010-01-20 2013-07-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Double-walled tube, method of manufacturing double-walled tube and steam generator
WO2013125382A1 (ja) * 2012-02-21 2013-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーザ溶接接合構造および方法、レーザ溶接接合構造を有する高圧燃料供給ポンプ
JP2014161907A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二重管の継手構造及び方法
CN108188553A (zh) * 2018-01-30 2018-06-22 南京德邦金属装备工程股份有限公司 一种锆换热器管头角焊缝自动焊气体保护装置
CN109175743A (zh) * 2018-10-09 2019-01-11 仪征常众汽车部件有限公司 一种带双通水室的全铝汽车散热器焊接方法
JP2020131212A (ja) * 2019-02-14 2020-08-31 株式会社Ihi 配管溶接方法及び配管溶接装置
CN112958990A (zh) * 2021-01-29 2021-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 双套管结构急速换热管束焊接定位工装及焊接方法
JP2023168063A (ja) * 2022-05-13 2023-11-24 日鉄エンジニアリング株式会社 超電導送電用断熱多重管および超電導ケーブルの施工方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009220179A (ja) * 2008-02-19 2009-10-01 Toshiba Corp 二重管の接合方法
US20130180472A1 (en) * 2010-01-20 2013-07-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Double-walled tube, method of manufacturing double-walled tube and steam generator
KR101386920B1 (ko) * 2010-01-20 2014-04-21 가부시끼가이샤 도시바 이중관 및 이중관의 제조 방법 및 증기 발생기
WO2013125382A1 (ja) * 2012-02-21 2013-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーザ溶接接合構造および方法、レーザ溶接接合構造を有する高圧燃料供給ポンプ
JP2013169565A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Hitachi Automotive Systems Ltd レーザ溶接接合構造および方法、レーザ溶接接合構造を有する高圧燃料供給ポンプ
JP2014161907A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二重管の継手構造及び方法
CN108188553A (zh) * 2018-01-30 2018-06-22 南京德邦金属装备工程股份有限公司 一种锆换热器管头角焊缝自动焊气体保护装置
CN109175743A (zh) * 2018-10-09 2019-01-11 仪征常众汽车部件有限公司 一种带双通水室的全铝汽车散热器焊接方法
JP2020131212A (ja) * 2019-02-14 2020-08-31 株式会社Ihi 配管溶接方法及び配管溶接装置
CN112958990A (zh) * 2021-01-29 2021-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 双套管结构急速换热管束焊接定位工装及焊接方法
JP2023168063A (ja) * 2022-05-13 2023-11-24 日鉄エンジニアリング株式会社 超電導送電用断熱多重管および超電導ケーブルの施工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2488470C2 (ru) Способ соединения трубных досок и труб при изготовлении теплообменника и теплообменник
KR100504296B1 (ko) 금속 가공편 맞대기 용접 방법
CN100491050C (zh) 铜或铝与碳钢激光对接焊接方法
KR100237226B1 (ko) 용접 접합 부분용 개선
CN112643204B (zh) 一种适用于齐平式、强度焊的激光管板焊工艺
JP6025620B2 (ja) サブマージアーク溶接方法、当該サブマージアーク溶接方法を用いる鋼管を製造する方法、溶接継手、及び当該溶接継手を有する鋼管
JP2004306084A (ja) レーザ溶接とア−ク溶接の複合溶接方法
JPH1034373A (ja) 2重管構造の溶接方法
US7032312B2 (en) Catalytic converter and method for manufacture thereof
JP2013230476A (ja) 熱交換器の管板と伝熱管との封止方法および熱交換器
JPH10328860A (ja) レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置
JP3541166B2 (ja) 管の接合方法
JPH0835789A (ja) 熱交換器及び熱交換器の管板と伝熱管との封止方法
JP2003314782A (ja) 配管接続部の補修方法、流体配管
JPS59500856A (ja) 2つの部材を溶接する方法
JP2004283883A (ja) 開先形状とその溶接方法
JP4305888B2 (ja) 円筒部材の溶接方法
JPS6365435B2 (ja)
JPH0318475A (ja) 二重管の周継手溶接法
JPH03180275A (ja) 片面溶接工法
CN117300304A (zh) 一种厚壁直管对接焊的接头结构及焊接方法
JPS6311120B2 (ja)
JPH01142392A (ja) 二重管式伝熱管
JPH02183795A (ja) 二重壁伝熱管の溶接方法及び熱交換器
CN118577916A (zh) 一种复合板矩形管箱纵缝的真空电子束焊接方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031007