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大川溶接所
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SUSチーズ継手製造法

各種継手製造法

継手の種類等に関しては、参考リンクの各企業のHPで見てください。寸法や製造法に関しても載っているHPもあります。カタログや単価表、その他の資料等の問い合わせも出来るよう、企業紹介を参照してください。 ここでは主な継手の製造法を書いてみます。初期の頃の製造法から、現在までの方法までです。実際に現場で詳しく聞き、教えられたり調べた事ではないので、詳細な問題点や重要な事に関しては分かりません。

1、ラップジョイント

1)板とパイプの溶接

これは、板をドーナツ型に切り抜き、寸法のパイプを溶接で接合した物です。作るのは簡単ですが、この製法の欠点は材料のフローラインが切れている事です。熱間鍛造でラップ鍛造をしていた経験から、この鍛流線はとても大事だと思っています。ステンレス鋼の丸棒から、切断して熱間鍛造でラップの形状を作るのに、1100℃以上でドロップハンマーで鍛造すると、この鍛流線が切れてしまう事があります。鍛造品ですから、もちろん丸棒からの切削品や溶接品よりも強度は上です。しかし横からの応力には、鍛流線がキチンと出来ている物よりも弱く成っています。横からの応力と高温状態(熱振動)では、時には腐食割れの危険もあるようです。

2)板からのシームレス製法

これは、前西澤鉄工所の故西澤高次郎氏の考案した製法です。板を丸く切り抜き、深絞りで洗面器状にして、下の部分を切り抜き、熱間鍛造でラップを作ります。鍛流線も出ていて、しかも鍛造品ですから、強度も十分にあり、最も優れた製品です。他社がこの製品が出来なかったのは、面からパイプに移る部分の大きなアールです。この部分に肉が寄らなければ、板圧を厚くして切削で仕上げなければなりません。西澤氏はこの事を解決しました。現在この製法は行われていません。製品自体は最も優れていますが、高品質よりも低価格を求める現状では、この製造法は不向きです。

3)パイプ製法

これは、上記のシームレス製法の応用です。パイプを開いて形状を作ります。この問題点は、先ず開く事によって面部分の先が薄くなることです。開くのだから当然ですが。また、アール部分に肉が寄らないので、厚肉のパイプを開くように作り、切削で所定の厚みにしなければなりません。とはいっても、そんな事をしていたら高価なパイプを使い、切削も大変に成り、鍛流線も弱くなります。その問題点を解決したのが、現西澤鉄工所社長の西澤一郎氏です。ステンレス・チタン・アルミニウム等、ほとんど何でもどの様な鋼材でも作れます。サイズに関しても、小径から大径まで作れ、材料に無駄も無く鍛流線も綺麗に切れることなく出ています。この製法は極秘事項なので、当然詳しくは書けませんが、シームレス製法のより発展的な応用です。現状では、この方法以上の製法は無いと思います。他社も同じような方法ですが、切削量がかなり多いはずです。

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2、レジューサー

1)パイプ製法

パイプを切断して、レジューサーの形状の型に押し込みます。この方法が最も一般的な製法です。型に倣って形状が出来ます。注意点は、溶接パイプの場合、溶接部に割れ起きたり、溶接部横の肉厚が薄くなる事です。溶接部分が硬く成ってるのが原因です。また、2段落ち3段落ちの場合、途中で熱処理の必要も有ります。

2)板製法

これは板を丸めて溶接し、型に押し込みます。主に厚肉の偏芯レジューサーの製造に用いる方法です。原始的なようですが、とても合理的で製品に対しての無理も無い様に思います。ネックは溶接の技術です。

3、エルボ

1)板製法

外周部分を背中にするようにU字状に丸め、更にO字状に押し、内周部を溶接で接合します。型さえ作ればショートエルボも簡単に無理なく出来ます。俗にこの方法をUO(ユーオー)とも言ってます。小径物はこの方法が最も一般的でしたが、最近はほとんど行われていないようです。

もう1つの板製法は、モナカと言う方法で、エルボを二つに切ったように二枚の板を曲げ、外周部分と内周部分を溶接します。これはかなりの大径物を作る時に行います。

2)マンドレル製法

むかし鍛造をしていた時に、このマンドレルを作っていました。西洋のパイプの様で、そこに切断したパイプを通して、ゆっくりと押し出しながらエルボの形状を作ります。見ていると面白い方法です。鉄鋼材の場合は、ほとんどこの方法です。まだ研究段階の時の極秘レポートを読みましたが、実に計算されたカーブと膨らみだと感じました。HRC-816材でマンドレルの鍛造をしてるときに見たあの形状は、今は至極単純になったようです。

3)型込め

正式には何と言うのか分かりませんし、まだ見た事も無いので、何となく問題が起きそうなので信じられないのですが、エルボ状の型にパイプを押し込み、エルボを作る方法です。簡単そうですが、本当にこの方法で出来ているのか、機会が有れば見て見たいものです。

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4、チーズ

1)パイプ鍛造

かなり初期の製法で、もうこの方法は無いでしょう。パイプを潰して楕円形にし、熱間で型に押し込み、要は熱間鍛造でチーズの形状を作るものです。外見は良いのですが、この方法では肉厚に成り、しかもパイプ内部が荒れてしまいます。仕上げが大変です。かなり熟練しないと、内部の仕上げが大変難しいと思います。

2)玉抜き

正式な製法名は分かりません。パイプを扁平にして、穴を開け、パイプ内部から外に玉を引き抜き、枝管を作ります。この製法の問題点は、小径の枝管を作り難いこと、手間がかかること、母管と枝管に肉厚の差が出来てしまう事です。また枝管部を広げる時に割れが起きない様に、途中で熱処理の必要も有ると思います。人手が充分有れば、また各種の問題点も気に成らなければ、作り方としては単純です。この製法では、引き抜きに使う玉の形状と材質が問題に成ると思います。かなり磨耗に強く無いとダメでしょう。もちろん玉とプレスを繋ぐネジ部や取り付け棒の強度も必要です。

3)液圧バルジ製法

この製法は周囲を密閉した型にパイプを入れて、パイプ内部に圧力をかけて、枝管部分を押し出す方法です。鉄のチーズでは一般的に行われている方法です。しかし、ステンレス鋼などの場合にはかなり問題が起きます。枝管と母管の肉厚差が起きてしまいます。また、枝管の付け根部分に、応力の無理がかかります。以前、薄肉パイプで、硬質ゴムを用いて試作した事があります。1ヶ月間これにかかって、出来ませんでした。その後1人である部分に注目して試したところ、見事に肉厚が均一化され、枝管も長く出せるように成りました。

個人的にはとても興味が有ります。薄肉パイプを硬質ゴムで押し出した時に、どのような方法でも割れや板厚のマイナスが起きてしまいました。解決策として私が考えたのが、ゴムとステンレス鋼では塑性変形の仕方が違うので、また外型との摩擦も伸びの悪い原因ではと思い、この克服で成功しました。外型と素材の摩擦が問題ではないかと思うので、それをどの様に克服したのか知りたいと思っています。

4)板製法

このサイトで紹介している方法です。各社の型を見ると、まだ多少の問題点は有ります。ただし、西澤鉄工所が所有している型は、ほぼ完成されたものと言えます。この方に関しては製造途中からかかわり、全てを溶接中心に考えて作ったものです。2in以下ですが、初めて溶接をする人にも出来るように成っています。トーチ固定の溶接が可能なように作って有ります。他社の方に関しては、このサイトで紹介するような問題が有ります。最も良い型が使われていないのが残念です。

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