(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する円形断面の金属体の端部接合面間に接合材を介在させ、接合部の外周側に配設した誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体により接合部を誘導加熱して該金属体を接合した後に、誘導加熱中に前記中空円筒体から軸方向外側に離れた位置で待機状態にある中空円筒体長さを超える長さを有し、かつ内部に冷却媒体流通路を有する内外２重管構造の冷却筒を、金属体の外周面と前記中空円筒体の内面間に挿入し、この冷却筒の金属体側の内筒面に配設した複数の噴出孔から冷却媒体を噴出させて誘導加熱後の接合部を冷却することを特徴とする誘導加熱された接合部の冷却方法。
【請求項２】
相対する円形断面の金属体の接合部の外周側に誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体を配置し、金属体内面側に複数の噴出孔を有し冷却媒体供給管を連結し前記中空円筒体長さを超える長さを有し、かつ内部に冷却媒体流通路を有する内外２重管構造の冷却筒を、前記中空円筒体の外周側に取り付けられた支持体から伸びた支持棹と移動子により一体的に配置し、前記中空円筒体の内側に挿入及び退避可能なように軸方向に移動自在に配設したことを特徴とする誘導加熱された接合部の冷却装置。
【請求項３】
相対する円形断面の金属体の接合部の外周側に誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体を配置し、中空円筒体の軸方向に、金属体内面側に複数の噴出孔を有し冷却媒体供給管を連結し前記中空円筒体長さを超える長さを有し、かつ内部に冷却媒体流通路を有する内外２重管構造の冷却筒を、金属体の接合部の外周と前記中空円筒体間に挿入及び退避移動自在に装着したことを特徴とする誘導加熱された接合部の冷却装置。
【請求項４】
冷却筒と誘導コイル内蔵の中空円筒体が分割型であることを特徴とする請求項２または３記載の誘導加熱された接合部の冷却装置。
【請求項５】
冷却筒のみが分割型であることを特徴とする請求項３記載の誘導加熱された接合部の冷却装置。
【請求項６】
誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体のみが分割型であることを特徴とする請求項３記載の誘導加熱された接合部の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属管や金属棒等の円形断面の金属体間に接合材を介在させ、接合部の外周側に配置した誘導コイルにより接合部を誘導加熱して該金属体を接合した後、この接合部領域を急速冷却するための誘導加熱された接合部の冷却方法および冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属管や金属棒等の円形断面の金属体の端面を突合せ接合する手段としては、各種の溶接法、圧接法の他、最近では液相拡散接合法が注目されてきている。  この拡散接合法は、接合対象となる金属体の両端面間に非晶質金属箔などの接合材を介在させ、該箔の含有元素を両金属体に液相拡散させることにより両金属体を接合する方法である。
例えば鋼材を接合対象とする拡散接合方法や圧接方法の場合は、接合部を９５０〜１３００℃に加熱する必要があるが、この加熱手段として、周波数の選択によって、加熱領域と加熱温度制御が容易な誘導加熱方法が広く採用されている。このように、接合時に加熱を必要とする接合方法を採用する場合、多くの場合、誘導加熱コイルの取り付けや取り外しの際、人手作業が必要になる場合が多く、この接合作業をより短時間に安全に行うために、場合によっては、母材の強度劣化を防止するために、接合の際に誘導加熱コイルで加熱された接合部をより短時間に低温にするための冷却が必要である。
【０００３】
従来、円形断面の金属体の冷却に関しては、例えば高周波誘導焼き入れに際して、この円形断面の金属体の外周側に高周波誘導加熱コイルと冷却手段を軸方向に並設して、高周波誘導加熱して急冷する、焼き入れのための冷却方法（装置）が知られている。
また、シャフト等の機械部品の焼き入れに際して、誘導加熱コイル内に内部の被加熱物に冷却媒体を噴出して冷却を行う冷却装置を備えた焼き入れ装置も知られているが、誘導加熱して接合後の加熱された接合部の冷却に適用された冷却方法（装置）は見当らない。
【０００４】
上記の焼き入れ装置での冷却装置を、誘導加熱して接合後の加熱された接合部の冷却装置として用いることも考えられる。
しかし、これらの焼き入れ装置での冷却装置においては、誘導加熱コイルと冷却装置は一体的に形成されているため、この冷却装置が誘導加熱を阻害しない銅または銅合金で形成される場合では、ある程度の肉厚が必要であり、短時間で加熱しないと冷却装置が輻射や誘導加熱で加熱されて損傷する場合がある。
【０００５】
そのため、電源容量を大きくする必要も出てくるなど加熱のための電源に制約を生じる可能性があり、誘導加熱コイルの形状を複雑にする必要がある。
また、誘導加熱コイルへの冷却媒体の跳ね返り、しみ出しにより誘導加熱コイルの巻線が短絡して損傷したり、コーティング材が損傷するという問題がある（参考技術  特開昭６０−５９０１５号公報、５５−８５６２１号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金属管や金属棒等の円形断面の金属体間に接合材を介在させ、接合部の外周側に配置した誘導加熱コイルにより接合部を誘導加熱して拡散接合あるいは圧接接合した後、加熱され昇温した接合部を急速冷却し、接合の作業時間を短縮するとともに誘導加熱コイルの冷却媒体による損傷を防止し、場合によっては母材の強度の劣化を防止できる、誘導加熱された接合部の冷却方法および冷却装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の発明は、相対する円形断面の金属体の端部接合面間に接合材を介在させ、接合部の外周側に配設した誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体により接合部を誘導加熱して該金属体を接合した後に、誘導加熱中に前記中空円筒体から軸方向外側に離れた位置で待機状態にある中空円筒体長さを超える長さを有し、かつ内部に冷却媒体流通路を有する内外２重管構造の冷却筒を、金属体の外周面と前記中空円筒体の内面間に挿入し、この冷却筒の金属体側の内筒面に配設した複数の噴出孔から冷却媒体を噴出させて誘導加熱後の接合部を冷却することを特徴とする誘導加熱された接合部の冷却方法である。
【０００８】
第二の発明または第三の発明は、第一の発明を実施するための装置例として位置付けされるもので、第二の発明は、相対する円形断面の金属体の接合部の外周側に誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体を配置し、金属体内面側に複数の噴出孔を有し冷却媒体供給管を連結し前記中空円筒体長さを超える長さを有し、かつ内部に冷却媒体流通路を有する内外２重管構造の冷却筒を、前記中空円筒体の外周側に取り付けられた支持体から伸びた支持棹と移動子により一体的に配置し、前記中空円筒体の内側に挿入及び退避可能なように軸方向に移動自在に配設したことを特徴とする誘導加熱された接合部の冷却装置である。
【０００９】
第三の発明は、相対する円形断面の金属体の接合部の外周側に誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体を配置し、中空円筒体の軸方向に、金属体内面側に複数の噴出孔を有し冷却媒体供給管を連結し前記中空円筒体長さを超える長さを有し、かつ内部に冷却媒体流通路を有する内外２重管構造の冷却筒を、金属体の接合部の外周と前記中空円筒体間に挿入及び退避移動自在に装着したことを特徴とする誘導加熱された接合部の冷却装置である。
【００１０】
また、第四の発明は、第二の発明または第三の発明において、冷却筒と誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体が分割型であることを特徴とし、第五の発明は、第三の発明において、冷却筒のみが分割型であることを特徴し、第六の発明は、第三の発明において、誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体のみが分割型であることを特徴とする。
なお、以下の説明において、誘導加熱コイル内蔵の中空円筒体を単に誘導加熱コイルと略記する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、相対する円形断面の金属体の接合面間に接合材を介在させ、接合部（図１〜４の符号４で示す点を付与した部分を言い、以下この部分を接合部領域とも言う。）の外周側に配置した誘導コイルにより接合部領域を誘導加熱して該金属体を拡散接合や圧接接合した場合に、誘導加熱コイルをそのままにした状態で、接合直後の接合部領域を、誘導加熱コイルの冷却媒体による損傷を防止しつつ短時間でかつ均一に冷却するためのものである。
【００１２】
そのために、内部に冷却媒体流通路を有する２重管構造であって、内面側に複数の噴出孔を有する冷却筒の長さを誘導加熱コイル長を超える長さとし、誘導加熱中には誘導加熱コイルから離れた外側で待機させておき、誘導加熱して接合直後、極力早く誘導加熱コイルと金属体の外周間に挿入して、誘導加熱コイルを保護しつつ、この冷却筒の内面に設けた複数の噴出孔から冷却媒体を噴出させ、誘導加熱して接合後の加熱された接合部領域を冷却するように構成したことを主要な特徴にしている。
【００１３】
また、金属体の外周部に対する誘導加熱コイル、冷却筒の着脱を容易にするため、誘導加熱コイル、金属筒を分割型に構成することも特徴にしている。
なお、冷却筒に冷却媒体の吸引装置を設置すれば、冷却媒体の流通を促進させて冷却能力を向上したり、冷却媒体の冷却筒外への流出を防止して環境保全を強化したり冷却媒体の循環使用を容易するために有効である。
本発明は、接合手段として、接合部領域を誘導加熱して接合する、液相拡散接合や拡散ろう付け等の拡散接合、圧接接合を用いる場合に主として用いられるものである。
【００１４】
以下に本発明の各発明を、金属管を液相拡散接合するための誘導加熱して拡散接合後の冷却に適用した場合について説明する。
図１〜図２は、第一の発明と第二の発明に係る実施例で、拡散接合対象の相対する金属管同士の突き合わせ接合部領域の外周側に配設した誘導加熱コイルに、誘導コイル長を超える長さの冷却筒を誘導加熱コイル内側に挿入し誘導加熱コイルの外側に退避可能なように、軸方向に移動自在に配設した場合のものである。
【００１５】
図１において、１と２は接合対象の金属管で、この相対する金属管を接合材１３を介在させて突き合わせ、接合部４領域の外周側には誘導加熱コイル３が、移動台車（図示省略）に設けた支持体６によって接合部４領域の外周との間に加熱空間Ａを形成するように支持され配設されている。
【００１６】
この誘導加熱コイル３は、巻線３ｃと、これを保護するガラスウールや耐火物、加熱効率を十分に確保するため断熱材等で構成されており、巻線３ｃに例えば高周波電源により高周波電流を流して、誘導加熱コイル３の内側の金属管１と金属管２の突き合わせ接合部領域を誘導加熱して拡散接合するためのものである。この拡散接合においては、接合部４およびその近傍領域の温度は、鋼材の場合で９５０〜１３００℃になる。
【００１７】
したがって、誘導加熱コイル３の金属管１，２に対する着脱に手作業を伴う場合には、手作業を行うのに支障のない温度になるまで次の接合作業を進行させることは困難である。また、場合によっては母材の強度劣化が進行し、接合部領域の強度が低下することもある。
そこで、この発明では誘導加熱して拡散接合が終了した直後に、加熱された接合部４領域を急速冷却する。
【００１８】
そのために、誘導加熱コイル３には、拡散接合後の加熱された接合部領域を急速冷却するための冷却筒５が一体的に配設されているが、この冷却筒５は、誘導加熱コイル３の支持体６に設けた支持棹６ｂに移動子６ｓ介して軸方向に移動自在に支持しており、誘導加熱コイル３で接合部４領域を誘導加熱中は誘導加熱コイル３の軸方向に退避（移動）可能であり、誘導加熱して拡散接合終了と同時に矢印１５方向に移動して、図２に示すように、金属管１，２の接合部４領域の外周面と誘導加熱コイル３の内面間に挿入（移動）させ、この冷却筒５からの冷却媒体７により、誘導加熱された接合部４領域を冷却することができる。
【００１９】
この冷却筒５は、２重筒になっており、外筒５ｏと複数の冷却媒体７の噴出孔５ｈを有する内筒５ｉ間には冷却媒体７の流通路８が形成され、この流通路には、冷却媒体供給源９に冷却媒体供給装置１０を介して連通させた冷却媒体供給管１１が連結されている。
この冷却筒５による冷却が不均一である場合には、接合部領域は前記のように高温であるため、熱歪みを生じ接合領域の強度低下を生じる懸念があるので、ここでは、均一冷却ができるように冷却筒５の内面に複数の噴出孔５ｈを規則配置している。
【００２０】
この冷却筒５の長さは誘導加熱コイル３の長さより長くして、図２の状態で．冷却筒５の複数の噴出孔５ｈから冷却媒体７を噴出して、加熱された接合部４領域を冷却する場合に噴出、飛散する冷却媒体７が誘導加熱コイル３に接触しないようにして、冷却媒体７による誘導加熱コイル３の損傷を防止するようにしている。
【００２１】
このように構成することにより、金属管１と金属管２の接合面間に接合材１３を介在させ、その外周側に配設した誘導加熱コイルにより接合部領域を誘導加熱して拡散接合した後、例えば鋼材の場合では９５０〜１３００℃まで昇温した接合部領域を、冷却筒５の噴出孔５ｈから噴出の冷却媒体７により、誘導加熱コイルの冷却媒体による損傷を防止しつつ直ちに接合作業の進行に支障のない２００〜１００℃温度まで急速冷却し、接合の作業時間を短縮することができる。
【００２２】
図中１２は、金属管１，２の外周と冷却筒５内面間に所定の冷却空間１４を形成するスペーサーである。この所定の冷却空間１４は、移動台車（図示省略）に備えた調節機構（図示省略）で予め調節するようにしてもよい。
この例では、冷却のタイミングは冷却筒５の移動時間分遅れるが、冷却筒５は誘導加熱されないし、誘導加熱の支障になることはないので、冷却筒の材料に対する制限条件を緩和することができる。
【００２３】
図３は、第一の発明と第三の発明に係る実施例で、拡散接合対象の相対する金属管と金属管の突き合わせ接合部領域の外周側に配設した誘導加熱コイルと、誘導加熱コイル長を超える長さの冷却筒とは独立に存在させ、接合対象の相対する金属管と金属管の突き合わせ接合部領域の外周側に配設した誘導加熱コイルに近接して、冷却筒を軸方向に移動自在に装着した場合のものである。
【００２４】
図３において、冷却筒５を金属管１，２の接合部４領域の外周と誘導加熱コイル３の軸方向外側領域間を矢印方向に移動自在に装着して、冷却筒５は誘導加熱して拡散接合する際、誘導加熱コイル３の外側に待機させておき、拡散接合の終了と同時に矢印１５の方向に移動して、図４に示すように、金属管１，２の接合部４領域の外周面と誘導加熱コイル３の内面間に挿入し、この冷却筒５の複数の噴出孔５ｈから冷却媒体７を噴出させて拡散接合後の加熱された接合部４領域を、誘導加熱コイル３の冷却媒体による損傷を防止しつつ所定の温度域まで冷却するようにしている。
この場合には、前記第二の発明の場合と概ね同様、冷却のタイミングは冷却筒５の移動時間分遅れがあるが、冷却筒５は誘導加熱されないし、誘導加熱の支障になることはないので、冷却筒の材料に対する制限条件を緩和することができる。
【００２５】
上記の図１〜図４に示される各発明のように、誘導加熱コイル３、冷却筒５が、それぞれ一体に形成されている場合には、金属管１と金属管２の接合部領域を、誘導加熱コイル３と冷却筒５内に挿入して、誘導加熱して拡散接合し、加熱された接合部領域と誘導加熱コイル３を冷却後、通過させる必要があり、金属管１と金属管２の接合部領域に対する誘導加熱コイル３と冷却筒５の着脱作業は容易とは言い難く、金属管１と金属管２の通過に際して誘導加熱コイル３と冷却筒５が損傷する懸念もある。
【００２６】
そこで、第四の発明では、第一の発明を実施するための図１、図２に示すような第二の発明おいて、図５（ここでは、誘導加熱して拡散接合後に冷却筒５を加熱された接合部４領域の外周と誘導加熱コイル３間に挿入した状態例を示す）に示すように、誘導加熱コイル３を３ａと３ｂに、冷却筒５を５ａと５ｂにそれぞれ分割して、分割した誘導加熱コイル３ａ，３ｂに形成したフランジ部３ｆ1 と３ｆ2 の係止孔１７に係止ボルト１６を係合して、接合材を介在させて突き合わせた状態の金属体１，２の接合部領域の外周側に装着する。
【００２７】
そして、誘導加熱して拡散接合する場合には、冷却筒５を軸方向に移動して誘導加熱コイル３の外側の金属管１，２の外周部に退避させておき、拡散接合が終了後、図５のように、冷却筒５を加熱された接合部４領域の外周と誘導加熱コイル３間に挿入して、冷却筒５の噴出孔５ｈから冷却媒体７を噴出して加熱された接合部４領域を冷却する。
誘導加熱コイル３と冷却筒５を金属管１，２の接合部４領域の外周から取り外す場合には、係止ボルト１６の係止を解除することにより、誘導加熱コイル３と冷却筒５を金属体１，２の接合部領域の外周部から容易に取り外すことができる。
【００２８】
また、第一の発明を実施する、図３、図４に示すような第三の発明においては、図６（ここでは、誘導加熱して拡散接合後に冷却筒５を誘導加熱コイル３の外側に配設した状態例を示す）に示すように、誘導加熱コイル３を３ａと３ｂに分割して、この誘導加熱コイル３は、分割した誘導加熱コイル３ａ，３ｂに形成したフランジ部３ｆ1 と３ｆ2 の係止孔１７に係止ボルト１６を係合して、接合材を介在させて突き合わせた状態の金属管１，２の接合部４領域の外周側に装着する。
【００２９】
一方、冷却筒５を５ａ，５ｂに分割して、一端側を支軸１８を中心に開閉自在とし、金属管１，２の接合部４領域の外周に装着した誘導加熱コイル３に近接させ、金属管１の外周に開状態で仮装着した後、閉状態にして冷却筒５ａと５ｂの他端側の突き合わせ部に形成の係止孔１９に係止具２０を差し込んで、冷却筒５を軸方向に移動自在に装着する。
そして、誘導加熱コイル３による誘導加熱して拡散接合後に、冷却筒５を矢印１５方向に移動して誘導加熱コイル３と金属管１と２の接合部領域の外周間に挿入し、冷却筒５の噴出孔５ｈから冷却媒体７を噴出して加熱された接合部４領域を冷却する。
【００３０】
誘導加熱コイル３を取り外す場合は、フランジ部３ｆ1 と３ｆ2 の係止孔１７に係合した係止ボルト１６による係止を解除することにより、金属体１，２の接合部領域の外周部から容易に取り外すことができる。
また、冷却筒５を取り外す場合には、この冷却筒５をもとの位置に待機移動させ、係止具２０を係止孔１９から引き抜くことにより金属管１，２の外周部から容易に取り外すことができる。
【００３１】
第五の発明では、第三の発明において、図７に示すように、冷却筒５を５ａ，５ｂに分割して、一端側を支軸１８を中心に開閉自在とし、金属管１，２の接合部４領域の外周に装着した誘導加熱コイル３に近接させ、金属管１の外周に開状態で仮装着した後、閉状態にして冷却筒５ａと５ｂの他端側の突き合わせ部に形成の係止孔１９に係止具２０を差し込んで、冷却筒５を軸方向に移動自在に装着する。
【００３２】
そして、誘導加熱コイル３による誘導加熱して拡散接合後に、冷却筒５を矢印１５方向に移動して誘導加熱コイル３と金属管１と２の接合部領域の外周間に挿入し、冷却筒５の噴出孔５ｈから冷却媒体７を噴出して加熱された接合部４領域を冷却する。
冷却筒５を取り外す場合には、この冷却筒５をもとの位置に待機移動させ、係止具２０を係止孔１９から引き抜き、５ａ，５を支軸１８を中心に開動作してｂ金属管１，２の外周部から容易に取り外すことができる。
【００３３】
第六の発明では、第三の発明において、図８に示すように、誘導加熱コイル３を３ａと３ｂに分割して、分割した誘導加熱コイル３ａ，３ｂに形成したフランジ部３ｆ1 と３ｆ2 の係止孔１７に係止ボルト１６を係合して、接合材を介在させて突き合わせた状態の金属管１，２の接合部領域の外周側に装着する。
【００３４】
一方、冷却筒５は、誘導加熱コイル３に近接してその外側に配設して待機させておき、誘導加熱コイル３で接合部４領域を誘導加熱して拡散接合後、矢印１５方向に移動して誘導加熱コイル３と金属管１と２の接合部領域の外周間に挿入し、冷却筒５の噴出孔５ｈから冷却媒体７を噴出して加熱された接合部４領域を冷却する。
誘導加熱コイル３を取り外す場合は、フランジ部３ｆ1 と３ｆ2 の係止孔１７に係合した係止ボルト１６による係止を解除することにより、金属管１，２の接合部領域の外周部から容易に取り外すことができる。
【００３５】
本発明の上記各発明で用いる誘導加熱コイルは、単独でまたは冷却筒を組み込んで台車等の移動体に搭載してしておき、接合対象である相対する金属管の接合面を突き合わせる際に、または突き合わせた後に手作業を併用して金属管１，２の接合部４領域の外周面側に配設するようにしてもよいし、軽量の場合にはそのハンドリングは手作業で行ってもよい。
【００３６】
冷却筒は、誘導加熱コイルと別に配設する場合には、センタリング機能を備えた移動体に搭載して、接合対象である相対する金属管の接合面を突き合わせる際に、手作業を併用して金属管の接合部領域の外側に配設して待機させておき、冷却の際に内面間に挿入、位置合わせを行うようにしてもよいし、軽量の場合にはそのハンドリングは手作業で行ってもよい。
【００３７】
本発明は、上記図１〜図８に記載されるものに限定されるものではなく、請求項１〜６の範囲を満足する範囲内で変更されるものである。
例えば、誘導加熱コイルの構造（含む材質）、冷却筒の構造（含む材質）、冷却媒体の種類（水、油等の液体、空気、窒素ガス等の気体、液体と気体の混合体、蒸気等）、金属体の外周部に対する着脱構造等については、接合対象の金属体の材質、サイズ、接合条件等に応じて変更のあるものである。
【００３８】
また、冷却筒については、冷却媒体の吸引装置を設置し、冷却媒体の流通を促進して冷却能力を向上したり、冷却媒体の冷却筒外への流出を防止して環境保全を強化したり、冷却媒体の循環使用を容易な構造を採用してもよい。
なお、本発明は金属管の他、金属棒などの円形断面の金属体を拡散接合法を用いて、誘導加熱して拡散接合する場合に適用してより効果の大きいものである。  拡散接合は、ＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接、あるいは圧接など他の接合手段に比べて安価かつ容易に行うことができるので、油井管の現地施工、あるいは各種建設工事の現地における金属管や金属棒等の円形断面金属体の接合に適している。
【００３９】
本発明で誘導加熱を適用するのは、接合部領域の制御と温度制御を高精度で行うことができるからである。
本発明では、誘導加熱して接合後の加熱された接合部領域を、冷却媒体による誘導加熱コイルの損傷を防止しつつ短時間に均一冷却することができ、接合のための時間、特に冷却待ち時間を大幅に短縮して接合作業時間を大幅に短縮するできるものである。
【００４０】
【実施例】
この実施例は、図１と図２、図３と図４に示すような誘導加熱コイルと冷却装置を用い、液相拡散接合法による接合を実施し、接合終了直後の加熱された接合部領域を第一の発明により冷却した場合のものである。
【００４１】
ここでは、接合対象の金属体は鋼管で、ＪＩＳ  Ｇ３４４４に規定されるＳＴＫ４００、外径２６４．４mm、内径２２８．８mm、肉厚１７．８mmのものである。
相対する鋼管の端面間に接合材として非晶質金属箔を挟んで突き合わせ、約９００kgの荷重をかけて誘導加熱して拡散接合した。非晶質金属箔は、Ｆｅ−９wt％Ｓｉ−１．５wt％Ｂからなる組成のもので、厚さは３０μｍである。
接合部領域は突き合わせ面からそれぞれ１００mmの範囲に設定した。
また、加熱に用いた誘導加熱コイルは、内径３３０mmφ、長さ２００mm、巻数１０巻で、接続した電源は、最高出力５０kW、周波数８kHz の高周波電源である。この電源により、二次側電力を４０kW（７００Ｖ，６０Ａ）として誘導加熱し、およそ２℃／秒の昇温速度で１２００℃に加熱して５分保定してから電源を切った。電源を切ってから直ちに冷却筒に冷却媒体として常温の冷却水を供給し噴出孔から噴射水量密度３００リットル／ｍ2 ・min で噴射して接合部を１２００℃からハンドリングに支障のない２００℃まで冷却した。
冷却筒は銅合金製のもので、内径２９０mmφ、外径３２０mmφ、軸方向長さ４００mmφのものである。
【００４２】
この実施例では、接合部領域に接合点の表面温度を１２００℃から２００℃に下げるための所要時間は６５〜８０秒であった。
これに対して、実施例と同じ条件で誘導加熱し、拡散接合して保定後電源をきり直ちに放冷した比較例では、１９８０秒と実施例の場合の所要時間の約２０倍以上の時間を必要とした。
【００４３】
実施例の場合では、極めて短時間に冷却することができ、次作業へ極めて短時間で移行することができた。
また、実施例では、誘導加熱コイルへの冷却水の跳ね返り、しみ出し等はなく、誘導加熱コイルやコーティング材の損傷も認められなかった。また、冷却筒にも損傷は全く認められなかった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明においては、金属管あるいは棒鋼等の円形断面の金属体を拡散接合法や圧接法を用いて接合した際、誘導加熱により高温になった接合部領域を、誘導コイルの冷却媒体による損傷を防止しつつ均一に急速冷却することができる。
したがって、接合のための作業時間を大幅に短縮するとともに、誘導加熱コイルを保護し、その寿命延長を実現することができる。この場合に、誘導加熱コイル、冷却筒を分割型にした場合には、金属体の外周部に対する着脱作業時間を短縮することができる。
また、冷却筒を誘導加熱中に退避させるようにしているので、冷却筒による誘導加熱効率の低下の懸念がなくなるとともに、冷却筒が誘導加熱により損傷することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘導加熱コイルと接合部冷却装置の第一例を示す一部切り欠き断面側面説明図。
【図２】図２の誘導加熱コイルと接合部冷却装置（冷却筒）の動作例を示す一部切り欠き断面側面説明図。
【図３】本発明の誘導加熱コイルと接合部冷却装置の第二例を示す一部切り欠き断面側面説明図。
【図４】図２の誘導加熱コイルと接合部冷却装置（冷却筒）の動作例を示す一部切り欠き断面側面説明図。
【図５】（ａ）図は本発明の誘導加熱コイルと接合部冷却装置の第三例を示す一部切り欠き断面側面説明図、（ｂ）図は（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図６】（ａ）図は本発明の誘導加熱コイルと接合部冷却装置の第四例を示す一部切り欠き断面側面説明図、（ｂ）図は（ａ）図のＢａ−Ｂｂ矢視断面説明図。
【図７】（ａ）図は本発明の誘導加熱された接合部の冷却装置の第五例を示す一部切り欠き断面側面説明図、（ｂ）図は（ａ）図のＣａ−Ｃｂ矢視断面説明図。
【図８】（ａ）図は本発明の誘導加熱コイルと接合部冷却装置の第六例を示す一部切り欠き断面側面説明図、（ｂ）図は（ａ）図のＤａ−Ｄｂ矢視断面説明図。
【符号の説明】
１，２          金属管
３              誘導加熱コイル
３ａ，３ｂ      誘導加熱コイル（分割）
３ｃ            巻線
３ｆ1 ，３ｆ2   フランジ部
Ａ              加熱空間
４              接合部
５              冷却筒
５ａ，５ｂ      冷却筒（分割）
５ｏ            外筒
５ｉ            内筒
５ｈ            噴出孔
６              支持体
６ｂ            支持棹
６ｓ            移動子
７              冷却媒体
８              冷却媒体流通路
９              冷却媒体供給源
１０              冷却媒体供給装置
１１              冷却媒体供給管
１２              スペーサー
１３              接合材
１４              冷却空間
１５              矢印（移動方向）
１６              係止ボルト
１７              係止孔
１８              支軸
１９              係合孔
２０              係止具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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