JPH106016A - パイプの溶接方法及びその接合構造 - Google Patents

パイプの溶接方法及びその接合構造

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JPH106016A
JPH106016A JP8184081A JP18408196A JPH106016A JP H106016 A JPH106016 A JP H106016A JP 8184081 A JP8184081 A JP 8184081A JP 18408196 A JP18408196 A JP 18408196A JP H106016 A JPH106016 A JP H106016A
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JP
Japan
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pipe
base material
mounting hole
hole
fused
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JP8184081A
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English (en)
Inventor
Toshio Tsujiku
才夫 都竹
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Ohashi Iron Works Co Ltd
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Ohashi Iron Works Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH106016A publication Critical patent/JPH106016A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004Filling of continuous seams
    • B23K33/006Filling of continuous seams for cylindrical workpieces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属製のパイプと板材又はパイプ同士を電気
抵抗溶接だけで気密状に接合可能にする。 【解決手段】 母材へ接合するパイプ1の接合端側に丸
みを帯びた膨出部を形成し、次に母材に形成した、パイ
プ1より若干大径な取付孔にパイプ1の接合端を嵌合
し、かかる母材及びパイプ1を溶接機により、上方電極
をシリンダーにより降下させながら、上下電極間に12
000〜15000アンペアの高電流を極短時間通電す
ることを数回行うことよって、少なくとも母材における
取付孔の孔縁部と、該孔縁部に対するパイプ1における
鍔部の着座部だけに集中的に高電流を通電することで、
電気抵抗が比較的大きく、電気抵抗溶接に不向きなSU
S材であっても、段階的に溶融、融合させ、且つ膨出部
を変形させて鍔部を形成しながら、母材とパイプ1の溶
融、融合部を圧縮して、固化した溶接部、即ちナゲット
を所定強度にし、且つ溶接コストを低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パイプと板材又は
パイプ同士を電気抵抗溶接により接合する様にしたパイ
プの溶接方法及びその接合構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、水冷式エンジンの冷却水の流路と
して使用する様な気密性を必要とするパイプと板材、又
はパイプ同士の接合方法としてはろう付けが主流であ
り、特にSUS材の場合は真空ろう付けにより行うこと
が多く、かかる方法にあっては、(1) 部品同士を仮止め
する、(2) 洗浄する、(3) 乾燥する、(4) 接合部にろう
材を塗布する、(5) バッチ式の真空炉内に収容して40
分から2時間加熱処理する、(6) 検品する諸工程を経て
行われていたが、(2) の洗浄工程時にパイプ内に洗浄水
が入り込んでしまうため、水切り、乾燥に長時間を要
し、且つ(4) のろう材の塗布工程は手作業であるため、
前処理に時間を要する欠点を有し、又(4) のろう材の塗
布工程は手作業で熟練を要し、而も仕上がった製品の接
合部表面は塗布したろう材が垂れた状態で固化していて
見栄えが悪い欠点を有し、加えて接合両部材はろう材で
連結的に一体固着されているため、接合強度は固化した
ろう材自体の強度で一体性が弱い欠点を有していた。
【0003】又、バッチ式の真空炉にあっては、周辺機
器を含んだ専有スペースが非常に大きく、限られた敷地
内に複数台設置出来ず、而も被溶接部材は金籠内に整然
と接触しない様に並べて炉内に収容せねばならず甚だ面
倒であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属製、特
にSUS材からなるパイプを電気抵抗溶接のみで接合可
能として、溶接工程を簡略化して溶接コストの低減化を
図ったパイプの溶接方法及びその接合構造を提供せんと
するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
に基づく、パイプと板材、又はパイプ同士の気密性を要
する溶接として行われている真空ろう付け法にあって
は、溶接工程に乾燥工程、ろう材の塗布工程が必要で甚
だ面倒な課題に鑑み、母材へ接合するパイプの接合端側
に丸みを帯びた膨出部を形成し、次に母材に形成した、
パイプより若干大径な取付孔にパイプの接合端を嵌合す
ることによって、パイプにおける膨出部が母材における
取付孔の孔縁部に着座、接触して、リングプロジェクシ
ョン溶接を可能な状態にし、そして仮止め状態の母材及
びパイプを溶接機における上下電極間に設置し、上方電
極をシリンダーにより降下させながら、上下電極間に1
2000〜15000アンペアの高電流を極短時間通電
することを短時間内に3〜4回行うことよって、母材に
おける取付孔の孔縁部と、パイプにおける鍔部の孔縁部
に対する着座部だけに集中的に高電流を極短サイクルで
数回通電することで、電気抵抗が比較的大きく、電気抵
抗溶接に不向きなSUS材であっても、段階的に溶融、
融合させることを可能にしている。
【0006】而も、少なくとも母材における取付孔の孔
縁部と、該孔縁部に対するパイプにおける鍔部の着座部
に跨がるナゲットを全周的に形成することによって、母
材及びパイプを気密状に溶接する様にし、且つ膨出部を
変形させて鍔部を形成しながら、1サイクル(60分の
1秒)間通電したことによる母材とパイプの溶融状態の
融合部を圧縮して、母材における取付孔の孔縁部と、該
孔縁部に対するパイプにおける鍔部の着座部が溶融、融
合して固化した溶接部、即ちナゲットを所定強度にする
様にして、上記課題を解決せんとしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面に基
づいて説明すると、図1、2、3に示す様に、母材Aに
接合したパイプ1は金属製、特にSUS材からなり、か
かるパイプ1は中間部の接合端側寄りで外方膨出状に座
屈させて鍔部2を形成し、該鍔部2の外周径はパイプ1
の外径より30パーセント程度大きくするのが望まし
い。
【0008】又、図1に示す母材Aは板材3であり、該
板材3に形成した、パイプ1より大径な取付孔4の孔縁
部5にパイプ1の接合端側を嵌合すると共に、少なくと
も取付孔4の孔縁部5と、該孔縁部5に対するパイプ1
における鍔部2の着座部に跨がる様に、パイプ1と板材
3の材料融合部であるナゲット6を形成している。
【0009】又、図2に示す母材Aは、内径がパイプ1
の外径より若干大径なパイプ7であり、該大径なパイプ
7の接合端側における開口部である取付孔8にパイプ1
の接合端側を嵌合すると共に、少なくとも大径なパイプ
7の取付孔8における孔縁部9と、該孔縁部9に対する
パイプ1における鍔部2の着座部に跨がる様に、パイプ
1と大径なパイプ7の材料融合部であるナゲット10を形
成している。
【0010】又、図3に示す母材Aは、パイプ1より大
径なパイプ11であり、該パイプ11の側面にプレス形成し
た平坦面12にパイプ1の外径より若干大径な取付孔13を
形成すると共に、該取付孔13にパイプ1の接合端側を嵌
合し、少なくとも取付孔13の孔縁部14と、該孔縁部14に
対するパイプ1における鍔部2の着座部に跨がる様に、
パイプ1と大径なパイプ11の材料融合部であるナゲット
15を形成している。
【0011】尚、ナゲット6、10、15の範囲は、取付孔
13の孔縁部14と、該孔縁部14に対するパイプ1における
鍔部2の着座部より外方へ拡がって、母材Aとパイプ1
における鍔部2の相互接触部位にも跨がる様な広い範囲
にわたる様にすることが望ましい。
【0012】次に、パイプ1の溶接方法について説明す
ると、先ず、前処理として母材Aへ接合する側のパイプ
1の接合端側に丸みを帯びた外方への膨出部16を形成
し、次に板材3の取付孔4、大径なパイプ7の接合端側
又はパイプ11側面の取付孔13にパイプ1の接合端を嵌合
して、溶接機Wにおける上下電極E、Ea間に、パイプ
1を下方電極Eaに、母材Aである板材3、パイプ7、
11を上方電極Eに夫々接触する様に設置する。
【0013】そして、上方電極EをシリンダーCにより
降下させて、母材Aをパイプ1側に押圧しながら、上下
電極E、Eaに電流を通電させると、具体的には120
00〜15000アンペアの高電流を極短時間、具体的
には1〜3サイクル(1サイクル=60分の1秒)間通
電して、母材Aにおける取付孔4、8、13の孔縁部5、
9、14と、該孔縁部5、9、14に対するパイプ1におけ
る膨出部16の着座部が溶融して融合し、かかる通電を6
〜10サイクルの間に3〜4回繰り返すことによって、
膨出部16が更に座屈変形して鍔部2になり、且つ融合部
が徐々に拡がって少なくとも母材Aにおける孔縁部5、
9、14と、パイプ1における鍔部2の孔縁部5、9、14
に対する着座部に跨がる様なナゲット6、10、15を全周
的に形成して、母材Aとパイプ1を溶接し、気密性の高
い溶接部にする。
【0014】又、ナゲット6、10、15は母材Aにおける
取付孔4、8、13の孔縁部5、9、14と、該孔縁部5、
9、14に対するパイプ1における膨出部16の着座部だけ
でなく、母材Aにおける孔縁部5、9、14の外周部位
と、鍔部2における母材Aとの接触部位にも跨がる様に
形成するのが望ましい。
【0015】尚、通電、溶融時に上方電極Eの加圧力が
小さいと接合強度が弱くなり、反対に加圧力が大きいと
材料自体が圧潰して接触面積が大きくなり、更に高い電
流の通電が必要になるため、極めて短い通電サイクルに
追従して上方電極Eを瞬間的に降下させ、所定加圧力を
溶融部に加え、固化した溶接部、即ちナゲット6、10、
15を所定強度にする様にシリンダーCを制御している。
【0016】又、通電時間及び通電回数は母材A及びパ
イプの素材、厚さ等の条件により異なるが、最短では、
図6に示す様に、1サイクルの通電を6サイクル間に3
回繰り返せば、完全気密状態に溶接可能としている。
【0017】よって、本発明に係るパイプの溶接方法は
前工程、溶接、後工程と順次一本毎に流す様にして製造
するのに適しており、小ロット製品の製造に最適であ
る。
【0018】
【発明の効果】要するに本発明は、母材Aへ接合するパ
イプ1の接合端側に丸みを帯びた膨出部16を形成し、次
に母材Aに形成した取付孔4、8、13にパイプ1の接合
端を、パイプ1の膨出部16を取付孔4、8、13の孔縁部
5、9、14に着座させる様に嵌合して、溶接機Wにおけ
る上下電極E、Ea間に設置する様にしたので、母材A
とパイプ1をリングプロジェクション溶接を実行可能な
状態にすることが出来、又上方電極EをシリンダーCに
より降下させながら、上下電極E、Ea間に高電流を極
短時間内に数回通電し、且つかかる通電サイクルに追従
して上方電極Eが瞬間的に降下する様にシリンダーCを
制御したので、通電による溶融、融合部を固化前に適正
な加圧力で圧縮することが出来るため、固化後の溶接
部、即ちナゲット6、10、15の強度の向上を図ることが
出来る。
【0019】又、シリンダーCの加圧力により膨出部16
が変形して鍔部2を形成する様にしたので、後述するナ
ゲット6、10、15を母材Aにおける取付孔4、8、13の
孔縁部5、9、14と、該孔縁部5、9、14に対する鍔部
2(膨出部16)の着座部だけでなく、母材Aにおける孔
縁部5、9、14の外周部位と、鍔部2における母材Aと
の接触部位にまで拡げて形成可能になるため、溶接強度
の向上を図ることが出来る。
【0020】又、母材Aにおける取付孔4、8、13の孔
縁部5、9、14と、該孔縁部5、9、14に対する鍔部2
の着座部が全周的に溶融、融合してナゲット6、10、15
を形成する様に、母材Aとパイプ1を溶接したので、ナ
ゲット6、10、15により流路は完全に密閉状態になるた
め、気密性の高い溶接を行うことが出来る。
【0021】又、金属製のパイプ1の接合端側に鍔部2
を座屈形成し、金属製の母材Aである板材3に形成した
取付孔4にパイプ1の接合端を嵌合すると共に、かかる
取付孔4の孔縁部5と、該孔縁部5に対するパイプ1に
おける鍔部2の着座部が溶融、融合したナゲット6を全
周的に形成したり、金属製の母材Aである大径なパイプ
7の接合端側にパイプ1の接合端を嵌合すると共に、大
径なパイプ7の孔縁部9と、該孔縁部9に対するパイプ
1における鍔部2の着座部が溶融、融合したナゲット10
を全周的に形成したり、或いは金属製の母材Aである大
径なパイプ11側面に形成した平坦面12に取付孔13を形成
し、該取付孔13にパイプ1の接合端側を嵌合すると共
に、かかる取付孔13の孔縁部14と、該孔縁部14に対する
パイプ1における鍔部2の着座部が溶融、融合したナゲ
ット15を全周的に形成したので、パイプ1と母材A側
(板材3又は大径なパイプ7、11)の流路の気密性を確
保することが出来ると共に、パイプ1と母材A(板材3
又は大径なパイプ7、11)を堅固に一体化することが出
来る等その実用的効果甚だ大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】パイプと板材の接合構造を示す要部拡大断面図
である。
【図2】パイプ同士の直列接合構造を示す要部拡大断面
図である。
【図3】大径なパイプ側面への小径なパイプの接合構造
を示す要部拡大断面図である。
【図4】図1、2又は3の要部拡大図である。
【図5】溶接過程を示す一部断面側面図である。
【図6】溶接時の通電時間の経過に伴う電流量の変化を
示すグラフである。
【図7】溶接機の概略側面図である。
【符号の説明】
1 パイプ 2 鍔部 3 板材 4 取付孔 5 孔縁部 6 ナゲット 7 大径なパイプ 8 取付孔 9 孔縁部 10 ナゲット 11 大径なパイプ 12 平坦面 13 取付孔 14 孔縁部 15 ナゲット 16 膨出部 A 母材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 母材へ接合するパイプの接合端側に丸み
    を帯びた膨出部を形成し、次に母材に形成した取付孔に
    パイプの接合端を、パイプの膨出部を取付孔の孔縁部に
    着座させる様に嵌合して、溶接機における上下電極間に
    設置し、上方電極をシリンダーにより降下させながら、
    上下電極間に高電流を極短時間内に数回通電し、且つか
    かる通電サイクルに追従して上方電極が瞬間的に降下す
    る様にシリンダーを制御して、シリンダーの加圧力によ
    り膨出部が変形して鍔部を形成すると共に、母材におけ
    る取付孔の孔縁部とパイプにおける鍔部の孔縁部に対す
    る着座部が全周的に溶融、融合してナゲットを形成する
    様に、母材とパイプを溶接したことを特徴とするパイプ
    の溶接方法。
  2. 【請求項2】 金属製のパイプの接合端側に鍔部を座屈
    形成し、金属製の母材である板材に形成した取付孔にパ
    イプの接合端を嵌合すると共に、かかる取付孔の孔縁部
    と、該孔縁部に対するパイプにおける鍔部の着座部が溶
    融、融合したナゲットを全周的に形成したことを特徴と
    するパイプの接合構造。
  3. 【請求項3】 金属製のパイプの接合端側に鍔部を座屈
    形成し、金属製の母材である大径なパイプの接合端側に
    パイプの接合端を嵌合すると共に、大径なパイプの孔縁
    部と、該孔縁部に対するパイプにおける鍔部の着座部が
    溶融、融合したナゲットを全周的に形成したことを特徴
    とするパイプの接合構造。
  4. 【請求項4】 金属製のパイプの接合端側に鍔部を座屈
    形成し、金属製の母材である大径なパイプ側面に形成し
    た平坦面に取付孔を形成し、該取付孔にパイプの接合端
    を嵌合すると共に、かかる取付孔の孔縁部と、該孔縁部
    に対するパイプにおける鍔部の着座部が溶融、融合した
    ナゲットを全周的に形成したことを特徴とするパイプの
    接合構造。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004018138A1 (en) 2002-08-22 2004-03-04 Delphi Technologies, Inc. Method for manufacturing a metallic tubular assembly
JP2014091493A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Unipres Corp 燃料タンクにおけるフィラーパイプへのブリーザパイプ接続構造

Cited By (3)

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