(57)【要約】【課題】  溶接入熱の多少のバラツキがあっても、十分な溶込みが得られる差込溶接式管継手の溶接法を提供する。【解決手段】  差込溶接式管継手のすみ肉溶接予定部位１５０に、母材（ソケット１１０または配管１２０）、または溶接材料と略同材質からなる断面形状が二等辺三角形の小リング１３０を介挿し、小リングの縦辺１３１とソケットの差込口１１１の端面１１２とを当接させ、第１パス（初層）において小リング１３０と配管の管外面１２１部とを溶融・溶接を行なうと共に、ソケットの端面１１２部とを同時に溶融・溶接する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットの差込口に配管が嵌入され、すみ肉溶接される差込溶接式管継手のすみ肉溶接予定部位に、母材または溶接材料と略同材質からなる小リングを介挿する溶接方法であって、
該小リングの内径部に前記配管を嵌挿し、
該小リングの１の面と前記すみ肉溶接予定部位に位置する前記差込口の端面とを当接させ位置決めする工程が、設けられていることを特徴とする差込溶接式管継手の溶接法。
【請求項２】
前記小リングの大きさは、前記すみ肉溶接における第１パス（初層）時の溶接入熱で溶融し、併せてソケット部及び配管母材を溶融、溶接することを特徴とする請求項１に記載の差込溶接式管継手の溶接法。
【請求項３】
前記小リングの断面形状は、略直角三角形、略四角形、略円形またはL字状であることを特徴する請求項１または２に記載の差込溶接式管継手の溶接法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すみ肉溶接予定部位に、母材（ソケットまたは配管）または溶接材料と略同材質からなる小リングを設け、溶着不良の発生を防止する差込溶接式管継手の溶接法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の配管の突合せ溶接では裏波を出す必要があり、高度な技術・技量が要求されるが、ソケット溶接継手等の差込溶接式管継手は、そこまでの技術・技量は要求されず、また作業段取りが容易なことから、従来から多くの継手で採用されている。
【０００３】
図３は、従来のソケット溶接継手の例を示す図であり、下記特許文献１に開示されている図と同じである。
【０００４】
図３を参照すると、ソケット５１０の差込口５１１に配管５２０の端部が嵌入され、ソケット５１０の端面５１２と、管外面５２１とで形成される角部に、第１パスＰ１から第５パスＰ５までの５パスによる３層（３溶融列）のすみ肉溶接がなされている。
【０００５】
より詳しくは、第１パスＰ１で第１層（溶融列、以下同じ）、第２パスＰ２と第３パスＰ３とで第２層、第４パスと第５パスとで第３層が形成されている。すみ肉溶接が、５パスによる３層で形成されていることは、従来から行われているすみ肉溶接と何ら変わりはないが、特許文献１に開示されている溶接肉盛方法では、最後の第５パスを配管５２０の管肉部５２１側とすることに特徴があり、間隙部５２２における引張り溶接残留応力の発生を抑制しようとするものである。
【特許文献１】特開平１１−１１８０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ソケット溶接継手は小径配管に使用されることが多く、また配管の設置場所が狭隘部であったり、部屋の壁や床に近接した場所に設置されることが多いため、溶接姿勢が悪い場所での溶接作業となる場合が多く、溶接入熱のバラツキが発生しやすい。溶接入熱のバラツキにより、溶接入熱が不足する（低くなりすぎる）と、溶込み不良が発生する可能性が高くなるので、少しの溶接入熱のバラツキに対しても、十分な溶込みが得られる継手設計が必要となる。
【０００７】
また、上記特許文献１に開示されている溶接肉盛方法は、最終のパスを管外面５２１として、間隙部５２２における引張り溶接残留応力の発生を抑制してはいるが、５パスによる３層構造で形成されることは、従来から行われているすみ肉溶接と何ら変わりはなく、溶接入熱のバラツキにより、溶込み不良を生じ配管内の液体または気体が漏洩する可能性がある。
【０００８】
本発明は、係る問題点に鑑み、溶接入熱にバラツキが生じた場合でも、充分な溶込みを得ることが可能となり、溶接品質及び作業効率が高い差込溶接式管継手の溶接法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するための第１の発明は、ソケットの差込口に配管が嵌入され、すみ肉溶接される差込溶接式管継手のすみ肉溶接予定部位に、母材（ソケットまたは配管）または溶接材料と略同材質からなる小リングを介挿する溶接方法であって、該小リングの内径部に前記配管を嵌挿し、該小リングの１の面と前記すみ肉溶接予定部位に位置する前記差込口の端面とを当接させ位置決めする工程が、設けられていることを特徴とする差込溶接式管継手の溶接法である。
【００１０】
小リングの材質は、母材及びその継手に使用される溶接材料（溶加材、溶加棒など）と略同材質の材料を使用すれば、同等の機械的強度を確保することが出来る。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記小リングの大きさは、前記すみ肉溶接時の第１パス（初層）時の溶接入熱で溶融し、併せて母材（ソケット及び配管）を溶融・溶接することを特徴とする差込溶接式管継手の溶接法である。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記小リングの断面形状は、略直角三角形、略四角形、略円形またはL字状であることを特徴する差込溶接式管継手の溶接法である。
【００１３】
小リングの断面形状は、略直角三角形、略四角形、略円形またはL字状に限定されるものではなく、第１パス（初層）において溶融し、小リングと、小リングに当接する母材（ソケット及び配管）とが略同時に溶融・溶接する形状であればよい。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明は、ソケットの差込口に配管が嵌入され、すみ肉溶接される差込溶接式管継手のすみ肉溶接予定部位に、母材（ソケットまたは配管）または溶接材料と略同材質からなる小リングを介挿する溶接方法であって、該小リングの内径部に前記配管を嵌挿し、該小リングの１の面と前記すみ肉溶接予定部位に位置する前記差込口の端面とを当接させ位置決めする工程が、設けられていることを特徴とする差込溶接式管継手の溶接法であり、第２の発明は、第１の発明において、前記小リングの大きさが、前記すみ肉溶接時の第１パス（初層）時の溶接入熱で溶融し、併せて母材（ソケット及び配管）を溶融・溶接することを特徴とする差込溶接式管継手の溶接法であり、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記小リングの断面形状が、略直角三角形、略四角形、略円形またはL字状であることを特徴する差込溶接式管継手の溶接法であるから、第１乃至第３の発明によれば、溶接入熱のバラツキによる溶込み不良がなく、配管内部の液体または気体の漏洩を防止することができる。
【００１５】
また、この小リングの材質を溶接材料と略同材質にしたことにより、第１パス（初層）溶接時に溶接材料の追加が不要になり、作業性が更に向上し、溶接品質の向上と、溶接作業の効率化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態である差込溶接式管継手の溶接法について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、ソケット溶接継手を例にあげて説明するが、一般的な差込溶接継手等にも適用可能である。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る差込溶接式管継手の溶接法の説明図であり、小リングの断面が直角二等辺三角形の場合を示している。
【００１８】
図１において、１１０はソケット、１１１はその差込口、１１２はソケットの端面である。１２０は配管、１２１は管外面である。１３０は、母材となるソケット１１０または配管１２０、または溶接材料と略同材質材を用いてプレス成形された直角二等辺三角形の小リングである。ソケットの端面１１２と管外面１２１で形成されるすみ肉溶接予定部１５０に設けられている。
【００１９】
１５１は、第１パス（初層）による融合体（融合塊）である。小リングの形状、大きさ、材質と電圧、電流、通電時間等の溶接条件を適切にして、小リング及び母材（ソケット部端面及び配管外面部）を適切に溶融する。これらの溶接条件が適切でないと、溶込み不良やアンダーカット等の溶接不良が生じ易い。なお、１５２、１５３はそれぞれ第２、第３パスによる融合体（融合塊）を示している。
【００２０】
次に、本発明の第１実施形態に係るソケット溶接法の手順について説明する。
【００２１】
先ず、小リング１３０の内径部に配管１２０の端末を、所定の位置まで嵌挿する。この場合小リング１３０の内径が、配管１２０の外径に対して小さ過ぎると、嵌挿に大きな圧力を必要として作業性が損なわれ、大き過ぎると、小リング１３０の内径部と管外面１２１との間に大きな隙間ができて溶接品質が損なわれるため、軽い止まり嵌め程度にするのが好ましい。
【００２２】
次に、ソケット１１０の差込口１１１に配管１２０の端部を嵌入し、ソケットの端面１１２と、既に配管１２０が嵌挿された小リング１３０の断面直角二等辺三角形の縦辺１３１と当接させる。この場合、ソケット１１０の端面１１２と小リングの断面直角二等辺三角形の縦辺１３１との間に隙間のないように位置合せ行うことが溶接品質を確保する上で重要である。
【００２３】
続けて、ティグ溶接等により、第１パス（初層）の溶接作業を行う。第１パス（初層）において、小リング１３０の断面二等辺三角形の全てを溶融させながら管外面１２１部との溶融・溶接を行うと共に、ソケット１１０の端面１１２とを同時に溶融・溶接させる。続けて、第２パス、第３パスの溶接作業を行う。
【００２４】
小リングの断面積が大き過ぎる場合は、母材特にソケット側の溶着面積が不足し溶込み不良による液体または気体の漏洩が生じる可能性が高くなり、小リングの断面積が小さ過ぎる場合は、小リングを設けたことによる効果は得られない。
【００２５】
図２は、本発明の第２実施形態に係る差込溶接式管継手の溶接法の説明図であり、小リングの断面が四角形の場合を示しており、図１に示した第１実施形態に対して小リングの形状が異なるのみである。
【００２６】
図２において、１１０はソケット、１１１はその差込口、１１２はソケットの端面である。１２０は配管であり、１２１は管外面である。１４０は、母材となるソケット１１０または配管１２０、または溶接材料と略同材質材を用いてプレス成形された断面形状が四角形の小リングであり、ソケットの端面１１２と配管１２０で形成されるすみ肉溶接予定部 １５０’に設けられている。１５１’は第１パス（初層）による融合体（塊）であり、１５２’ １５３’はそれぞれ第２パス、第３パスによる融合体（塊）を示している。
【００２７】
第１実施形態の場合と同様、小リングの形状、大きさ、材質と電圧、電流、通電時間等の溶接条件が適切でないと、溶込み不良やアンダーカット等の溶接不良が生じ易い。
【００２８】
次に、第２実施形態に係るソケット溶接法の手順について説明する。ソケット溶接は第１実施形態と同様の手順で行われる。
【００２９】
先ず、小リング１４０の内径部に配管１２０の端末を、所定の位置まで嵌挿する。この場合、第１実施形態の場合と同様に、小リング１４０の内径が、配管１２０の外径に対して、小さ過ぎると嵌挿に大きな圧力を必要として作業性が損なわれ、大き過ぎると、小リング１４０の内径部と配管１２０の管外面１２１との間に大きな隙間ができて溶接品質が損なわれるため、軽い止まり嵌め程度にするのが好ましい。
【００３０】
次に、ソケット１１０の差込口１１１に配管１２０の端部を嵌入し、ソケットの端面１１２と、既に配管１２０が嵌挿された小リング１４０の断面四角形の縦辺１４１及び横辺１４２とを当接させる。この場合、第１実施形態の場合と同様に、ソケット１１０の端面１１２と小リング１４０の縦辺１４１との間に隙間のないように位置合せ行うことが溶接品質を確保する上で重要である。
【００３１】
続けて、ティグ溶接等により、第１パス（初層）の溶接作業を行う。第１パス（初層）において、小リング１４０の断面四角形の全てを溶融させながら、横辺１４２部と管外面１２１部との溶融・溶接を行うと共に、ソケット１１０の端面１１２部とを同時に溶融・溶接させる。続けて、第２パス、第３パスの溶接作業を行う。
【００３２】
小リングの断面積が大き過ぎる場合は、母材特にソケット側の溶着面積が不足し溶込み不良による液体・気体の漏洩が生じる可能性が高くなり、小リングの断面積が小さ過ぎる場合は、小リングを設けたことによる効果が得られない。
【００３３】
第１実施形態、第２実施形態とも、上述の通りすみ肉溶接予定部位に母材（ソケットまたは配管）、または溶接材料と略同材質からなる小リングを介挿させることによって、溶接入熱のバラツキによる溶込み不良がなく、配管内部の液体または気体の漏洩を防止することができる。
【００３４】
また、この小リングの材質を溶接材料と略同材質にすることにより、第１パス（初層）溶接時に溶接材料の追加が不要になり、作業性が更に向上し、溶接品質の向上と溶接作業の効率化を図ることができる。
小リンクの断面形状は、第１実施形態では直角二等辺三角形、第２実施形態では四角形としたが、これに限定されるものではなく、円形、Ｌ字状等の他の形状であっても、第１パス作業時に全てが溶融し、管外面部と溶融・溶接ができ、同時にソケットの端面部と溶融・溶接できるものであればよい。
【００３５】
表１は、本実施形態に係る小リングの含有成分を母材と対比した一覧表である。表１に示すように、母材（ソケット、配管）が炭素鋼の場合は、小リングの材質は母材よりＣ（炭素）を少なくし、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｎ（マンガン）を少し増し、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の場合は、母材よりＣｒ（クロム）やＮｉ（ニッケル）を少し増やすことによって、良好な溶接品質と溶接作業性を得ることができている。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る差込溶接式管継手の溶接法の説明図であり、小リングの断面が、直角二等辺三角形の場合を示している。
【図２】本発明の第２実施形態に係る差込溶接式管継手の溶接法の説明図であり、小リングの断面が、四角形の場合を示している。
【図３】従来のソケット溶接継手の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００：差込溶接式管継手
１１０：ソケット
１１１：差込口
１１２：端面
１２０：配管
１２１：管外面
１３０：小リング（直角二等辺三角形）
１３１：直角二等辺三角形の縦辺
１３２：直角二等辺三角形の横辺
１４０：小リング（四角形）
１４１：縦辺
１４２：横辺
１５０、１５０’：すみ肉溶接予定部位  
１５１、１５１’：第１パスによる融合体（融合塊）
１５２、１５２’：第２パスによる融合体（融合塊）
１５３、１５３’：第３パスによる融合体（融合塊）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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