特開 2024-144868 挿し口突部の製造方法および挿し口突部を備えた管体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024144868

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】挿し口突部の製造方法および挿し口突部を備えた管体

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/04 20060101AFI20241004BHJP

   F16L 21/00 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

B23K9/04 Q

F16L21/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057019

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】太田 慧

(72)【発明者】

【氏名】山本 尚嗣

(72)【発明者】

【氏名】高 業飛

(57)【要約】      （修正有）

【課題】生産性を向上させることが可能な挿し口突部の製造方法および挿し口突部を備えた管体を提供する。
【解決手段】挿し口突部の製造方法は、管体（Ｐ）を軸心回りに回転可能に保持する工程と、第１の溶接材料を送り出すための第１の溶接ワイヤ（２１）、および、第２の溶接材料を送り出すための第２の溶接ワイヤ（２２）を、鉛直方向に対して挿し口側に傾けた状態で管体（Ｐ）の外周面（１ａ）に向けてセッティングする工程と、第１溶接材料（２１）に通電させて発生したアークにより挿し口の外周面に溶融部を形成し、溶融部が硬化する前に第２の溶接材料（２２）を非通電で溶融部に宛がうことにより、突部を溶接肉盛りで形成する工程とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に挿し口が設けられる管体において、前記挿し口の外周面において径方向外側に向かって突出する挿し口突部を形成する挿し口突部の製造方法であって、
前記管体を軸心回りに回転可能に、かつ、水平に保持する工程と、
第１の溶接材料を送り出すための第１の溶接ワイヤ、および、第２の溶接材料を送り出すための第２の溶接ワイヤを、鉛直方向に対して前記挿し口側に傾けた状態で前記管体の外周面に向けてセッティングする工程と、
前記第１の溶接材料に通電させて発生したアークにより前記挿し口の外周面に溶融部を形成し、前記溶融部が硬化する前に前記第２の溶接材料を非通電で前記溶融部に宛がうことにより、前記突部を溶接肉盛りで形成する工程とを備えた、挿し口突部の製造方法。

【請求項2】

前記セッティング工程において、前記第１の溶接ワイヤおよび前記第２の溶接ワイヤの鉛直方向に対する傾斜角度は、１０°以上３０°以下である、請求項１に記載の挿し口突部の製造方法。

【請求項3】

前記セッティング工程において、前記第１の溶接ワイヤおよび前記第２の溶接ワイヤは、鉛直中心線に対して前記管体の回転方向上流側にずれた位置に配置される、請求項１または２に記載の挿し口突部の製造方法。

【請求項4】

前記セッティング工程において、前記第１の溶接ワイヤは、前記管体の軸心を向くように配置されている、請求項３に記載の挿し口突部の製造方法。

【請求項5】

先端に挿し口が設けられ、前記挿し口の外周において径方向外側に向かって突出する挿し口突部を備えた管体であって、
前記挿し口に設けられ、前記挿し口の外周面よりも半径方向外側に突出する溶接金属から形成される突部と、
前記突部の内径側に位置し、前記挿し口の母材と前記溶接金属とが融合した溶け込み部とを備え、
前記溶け込み部は、その肉厚が最大となる肉厚最大部を有し、
前記溶け込み部の挿し口側端部から前記肉厚最大部までの軸方向長さは、前記溶け込み部の受け口側端部から前記肉厚最大部までの軸方向長さよりも長い、挿し口突部を備えた管体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、挿し口突部の製造方法および挿し口突部を備えた管体に関し、特に先端に挿し口が設けられる管体において、挿し口の外周面において径方向外側に向かって突出する挿し口突部を形成する挿し口突部の製造方法および挿し口突部を備えた管体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、各種の流体を移送するために使用される管体として、その継ぎ手部に伸縮機能と離脱防止機能を備えたものがある。この種の継ぎ手構造は耐震管継手とも呼ばれ、たとえば、図８に示すように、管体Ｐの挿し口１の外周に設けた突部１０が、対向する別の管体Ｐの受け口２の内周溝に嵌め込んだロックリング４に係合して、抜け止め機能を発揮するようになっている。また、挿し口１の突部１０が、受け口２の内面の奥端面３とロックリング４との間で所定距離だけ（図中の区間Ａおよび区間Ｂに相当）移動することで、管軸方向への伸縮が可能となっている。また、挿し口１と受け口２との間にゴム輪５を備えたことで、挿し口１の外周面１ａと受け口２の内面２ａとの間の液密性も確保されている。

【0003】

このような挿し口１の突部１０は、溶接金属を肉盛りすることによって形成されるが、このような手法を開示する文献として、たとえば、特許文献１（特開２０２２－３１０号公報）が挙げられる。特許文献１には、第１の溶接材料と第２の溶接材料を用いて、第１の溶接材料に通電させて発生したアークにより挿し口の外周面に溶接部を形成し、溶接部が硬化する前に第２の溶接材料を非電通で溶接部に宛がうことで、突部を溶接肉盛りで形成する製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の製造方法で挿し口突部を成形する場合、溶接肉盛りしたビード表面を削って完成形状に成形していく必要があるが、ビード表面の形状が完成形の形状とは異なる形状であるため、切削量が多くなり、生産性が悪い。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、生産性を向上させることが可能な挿し口突部の製造方法および挿し口突部を備えた管体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の本発明の一態様に係る挿し口突部の製造方法は、先端に挿し口が設けられる管体において、挿し口の外周面において径方向外側に向かって突出する挿し口突部を形成する挿し口突部の製造方法であって、管体を軸心回りに回転可能に、かつ、水平に保持する工程と、第１の溶接材料を送り出すための第１の溶接ワイヤ、および、第２の溶接材料を送り出すための第２の溶接ワイヤを、鉛直方向に対して挿し口側に傾けた状態で管体の外周面に向けてセッティングする工程と、第１の溶接材料に通電させて発生したアークにより挿し口の外周面に溶融部を形成し、溶融部が硬化する前に第２の溶接材料を非通電で溶融部に宛がうことにより、突部を溶接肉盛りで形成する工程とを備える。

【0008】

好ましくは、セッティング工程において、第１の溶接ワイヤおよび第２の溶接ワイヤの鉛直方向に対する傾斜角度は、１０°以上３０°以下である。

【0009】

好ましくは、セッティング工程において、第１の溶接ワイヤおよび第２の溶接ワイヤは、鉛直中心線に対して管体の回転方向上流側にずれた位置に配置される。

【0010】

好ましくは、セッティング工程において、第１の溶接ワイヤの先端は、管体の軸心を向くように配置されている。

【0011】

この発明の本発明の一態様に係る挿し口突部を備えた管体は、先端に挿し口が設けられ、挿し口の外周において径方向外側に向かって突出する挿し口突部を備えた管体であって、挿し口に設けられ、挿し口の外周面よりも半径方向外側に突出する溶接金属から形成される突部と、突部の内径側に位置し、挿し口の母材と溶接金属とが融合した溶け込み部とを備え、溶け込み部は、その肉厚が最大となる肉厚最大部を有し、溶け込み部の挿し口側端部から肉厚最大部までの軸方向長さは、溶け込み部の受け口側端部から肉厚最大部までの軸方向長さよりも長い。

【発明の効果】

【0012】

本発明の挿し口突部の製造方法および挿し口突部を備えた管体によれば、生産性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る管体に形成される挿し口突部を示す断面図である。

【図2】溶接時における母材と溶接位置との位置関係を示す斜視図である。

【図3】溶接時における母材と溶接位置との位置関係を示す横断面図である。

【図4】溶接時における母材と溶接位置との位置関係を示す模式図であり、（Ａ）は軸方向から見た図であり、（Ｂ）は軸方向に対して直交する方向から見た模式図である。

【図5】変形例を示す図であり、図４（Ａ）に対応する図である。

【図6】第１の溶接ワイヤおよび第２の溶接ワイヤを挿し口側に傾け、鉛直方向に対する傾斜角度をθ_３＝０°にして溶接肉盛りした後の突部を示す写真である。

【図7】第１の溶接ワイヤおよび第２の溶接ワイヤを挿し口側に傾け、鉛直方向に対する傾斜角度θ_３を変更して溶接肉盛りした後の突部を示す写真であり、（Ａ）はθ_３＝１０°、（Ｂ）はθ_３＝２０°、（Ｃ）はθ_３＝３０°である。

【図8】従来技術における継手を示す縦端面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0015】

図１～図４，図８を参照して、本発明の実施形態に係る挿し口１に突部１０を備えた管体Ｐについて説明する。管体Ｐの主たる構成は、従来例の説明で利用した図８の通りであるのでその説明を省略し、以下、この発明の特徴である挿し口突部１０の構成を中心に説明する。なお、図１および図４（Ｂ）の矢印Ａは挿し口側であり、軸方向先端側ともいう。また、矢印Ａの逆方向は、受け口側であり、軸方向後端側ともいう。図２～図４の矢印Ｒは、管体Ｐの回転方向を示している。

【0016】

（挿し口突部について）
図８に示すように、本実施の形態の管体Ｐは、基本的な構成として、軸方向先端側に設けられる挿し口１と、軸方向後端側に設けられる受け口２とを備える。挿し口１には、挿し口１の外周面１ａよりも径方向外側に突出する突部１０が設けられる。突部１０は、管体Ｐの円周方向全周に亘って連続的に設けられる。この突部１０を「挿し口突部」ともいう。

【0017】

図１に示すように、突部１０は、溶接金属によって形成された溶接肉盛りの突部１００を切削することで形成される。挿し口１を構成する金属製の母材に対して溶接肉盛り（溶接ビード）が形成されており、その溶接金属により形成された部分が突部１００である。なお、図１において、完成形の突部１０の形状を一点鎖線で図示している。

【0018】

溶接肉盛り後の突部１００は、軸方向断面視において山状の形態であり、ビード表面１４により形成されている。具体的には、突部１００は、軸方向の断面形状が左右非対称の台形形状であり、挿し口側の傾斜部１００ａが受け口側の傾斜部１００ｂよりも長い形状である。ここで、突部１００は溶接金属から構成されているとしているが、突部１００を構成する素材に溶接金属内に溶融した挿し口１の母材が含まれていることを排除するものではない。

【0019】

同図の一点鎖線で示すように、完成形の突部１０は、軸方向の断面形状が左右非対称の台形形状である。具体的には、突部１０は、軸線方向に延びる円筒部１０ｄと、円筒部１０ｄの挿し口１側に連なり、先端１ｂに向かって徐々に縮径するテーパ部１０ｃと、円筒部１０ｄの受け口２側に設けられ、外周面１ａの延長線と垂直に直交する段部１０ｂとで形成される。突部１０のテーパ部１０ｃと外周面１ａの延長線とがなす角度θ_１は、１５°以上３０°以下であり、本実施の形態では２０°または２５°である。外周面１ａから円筒部１０ｄの径方向高さは、２ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、本実施の形態では２．５ｍｍである。

【0020】

突部１００の内径側には、溶け込み部１１が設けられる。溶け込み部１１の形状は、挿し口１の外周面１ａよりも径方向内側に溶け込んだ形態である。溶け込み部１１は、挿し口１の外周面１ａよりも内径側に深さｔ１だけ入り込んで、挿し口１の母材と溶接金属とが融合している。溶け込み部１１の最大の深さｔ１は、挿し口１の外周面１ａから挿し口１の母材の肉厚ｔ０に対して１０％～８０％の深さに至っている。

【0021】

溶け込み部１１は、その肉厚が最大となる肉厚最大部１５を有している。挿し口側端部１６（溶け込み部１１と挿し口１側の外周面１ａとが交わる部分）から肉厚最大部１５までの軸方向長さＬ１は、受け口側端部１７（溶け込み部１１と受け口２側の外周面１ａとが交わる部分）から肉厚最大部１５までの軸方向長さＬ２よりも長い。具体的には、軸方向長さＬ１は、たとえば、軸方向長さＬ２の１．２倍以上２．５倍以下である。

【0022】

溶け込み部１１は、挿し口側領域１２と、受け口側領域１３とを含む。肉厚最大部１５から径方向外方に延びる線と管体Ｐの外周面１ａとが交わる交点を交点部１８とした場合に、挿し口側領域１２は、挿し口側端部１６、肉厚最大部１５、および交点部１８で囲まれる領域であり、受け口側領域１３は、受け口側端部１７、肉厚最大部１５、および交点部１８で囲まれる領域である。この場合、挿し口側領域１２は、受け口側領域１３の断面積よりも大きい。溶け込み部１１は、突部１００と同じように、その断面形状が左右非対称に設けられている。溶け込み部１１の肉厚最大部１５の深さ（外周面１ａから肉厚最大部１５までの径方向寸法）は、突部１００の最大高さ（外周面１ａから頂部までの径方向寸法）と略同じであり、たとえば０．８倍以上１．２倍以下である。また、溶け込み部１１の挿し口側領域１２の角度θ_２は、突部１０のテーパ部１０ｃと外周面１ａの延長線とがなす角度θ_１と略同一か、その差が１０°以内である。

【0023】

なお、突部１００を形成する前の管体Ｐは、遠心鋳造法によって製造される。遠心鋳造法は、円筒状の金型を駆動力によって回転するローラ上に載せて、金型を軸周りに回転させながら、その金型内に金属の溶湯を注入し、その溶湯を硬化させることで管体Ｐを形成する。金型には、注入された溶湯が外部に漏れ出ることを防止する堰が設けられている。硬化後の管体Ｐは金型の外に引き抜かれる。管体Ｐは、所定の熱処理等によって材質を整えられ、その後、挿し口１の突部１０の加工が行われる。

【0024】

（溶接装置について）
突部１００の加工を行う溶接装置２０を、図２および図３に示す。この溶接装置２０は、コールドタンデム（登録商標）溶接を行うための装置であり、アーク溶接用の第１の溶接材料２１を通電状態で供給するアーク溶接用トーチ２３と、非通電状態の第２の溶接材料２２を供給する溶接材料供給装置２４とを備えている。アーク溶接用トーチ２３と溶接材料供給装置２４とは、連結部材２５で連結されて所定の間隔に維持されている。この所定の間隔は、調整により増減することもできる。

【0025】

アーク溶接用トーチ２３は、送り出し装置２８によって第１の溶接材料２１を母材である挿し口１の外周面１ａの先端（溶接位置）ａに送り出す。第１の溶接材料２１は電流を流す電極として機能し、電源２７から供給された溶接電流が第１の溶接材料２１に通電することで、母材との間にアークを発生させる。第１の溶接材料２１としては、周知の溶接ワイヤ、例えば、ＦｅＮｉ φ０．８～１．６ｍｍを用いることができる。このほかにも、第１の溶接材料２１として、周知のソリッドワイヤ、フラックスワイヤ、各種溶接棒、帯状電極等、各種の素材を用いることができる。この実施形態では、第１の溶接材料２１として溶接ワイヤを用いているので、以下これを第１の溶接ワイヤ２１と称する。

【0026】

溶接材料供給装置２４は、送り出し装置２６によって第２の溶接材料２２を、通電することなく、母材である挿し口１の外周面１ａの先端（溶接位置）ｂに向かって送り出す。第２の溶接材料２２としては、例えば、ＦｅＮｉ φ０．８～１．６ｍｍを用いることができる。このほかにも、第２の溶接材料２２として、周知のソリッドワイヤ、フラックスワイヤ、各種溶接棒、帯状電極等、各種の素材を用いることができる。この実施形態では、第２の溶接材料２２として溶接ワイヤを用いているので、以下これを第２の溶接ワイヤ２２と称する。

【0027】

（挿し口突部の製造方法）
次に、図２～図４を参照して、本実施形態に係る挿し口突部１０の製造方法について説明する。図３および図４において、鉛直方向を一点鎖線で示している。

【0028】

第１に、管体Ｐを軸心回りに回転可能に保持する（管体保持工程）。具体的には、図２に示すように、管体Ｐを把持装置Ｈによって軸心回りに回転可能に、かつ、水平に保持する。この管体Ｐの回転により、連結部材２５で連結された状態のアーク溶接用トーチ２３および溶接材料供給装置２４は、母材である管体Ｐの挿し口１に対して回転方向に相対移動する。

【0029】

第２に、第１の溶接ワイヤ２１の先端ａおよび第２の溶接ワイヤ２２の先端ｂを管体Ｐの外周面１ａに向けてセッティングする（セッティング工程）。第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２をセッティングする条件として、軸方向に対する傾斜角度、周方向に対する傾斜角度、周方向の位置などが挙げられる。以下、各項目について説明する。

【0030】

図４（Ｂ）を参照して、軸方向に対する傾斜角度について説明する。第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２を、略同一の角度で軸方向に傾斜させる。具体的には、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２を、鉛直方向に対して挿し口１側に傾けた状態で管体Ｐの外周面１ａに向ける。換言すると、ワイヤ２１，２２の先端ａ，ｂを軸方向に対して軸方向後端側（矢印Ａの逆側）に向けた状態で傾斜させる。具体的には、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２の鉛直方向の傾斜角度θ_３を１０°以上３０°以下にする。傾斜角度θ_３が１０°未満になると、溶接肉盛り後の突部１００の軸方向の断面形状が略等脚台形（左右対称）となり、完成形の突部１０の形状とは異なる形状となるからである。傾斜角度θ_３が３０°を超えると、その断面形状は左右非対称の形状になるものの、その高さが不十分であるからである。傾斜角度θ_３を１０°以上３０°以下にすることで、溶接直後の突部１００の形状を完成形の突部１０の形状に近づけることができる。さらに、溶け込み部１１の軸方向長さがＬ１＞Ｌ２（図１）の関係になる。

【0031】

図４（Ａ）を参照して、周方向に対する傾斜角度について説明する。第１の溶接ワイヤ２１を鉛直方向に対して傾斜させずに、鉛直方向に対してほぼ平行にする。第２の溶接ワイヤ２２を鉛直中心線に対して回転方向の上流側に傾斜させる。具体的には、第２の溶接ワイヤ２２の鉛直方向に対する傾斜角度θ_４を３５°以上５５°以下にする。回転方向の上流側とは、管体Ｐが回転する回転方向Ｒを基準とした側であり、図４（Ａ）の紙面上の右側が鉛直中心線に対する回転方向の上流側、その左側が下流側である。

【0032】

同図を参照して、周方向の位置について説明する。第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２を鉛直中心線に対して管体Ｐの回転方向上流側にずれた位置に配置する。ここで、鉛直中心線とは、管体Ｐの軸心を通過する鉛直方向に延びる線である。すなわち、本実施の形態のように、管体Ｐが正面視半時計回り方向に回転する場合、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２を鉛直中心線よりも右側に位置させる。

【0033】

第１の溶接ワイヤ２１の先端ａおよび第２の溶接ワイヤ２２の先端ｂを鉛直中心線よりも下流側に配置すると、管体Ｐの回転速度が速い場合に第２の溶接ワイヤ２２による溶融金属が垂れてしまうおそれがある。しかし、本実施の形態の製造方法では、第１の溶接ワイヤ２１の先端ａおよび第２の溶接ワイヤ２２の先端ｂを回転方向の上流側に配置させている。そのため、管体Ｐの回転速度が速い場合であっても、第２の溶接ワイヤ２２による溶融金属が垂れるおそれはない。したがって、本実施の形態の製造方法は、管体Ｐの回転速度が速い製造方法にも対応することができる。

【0034】

また、第１の溶接ワイヤ２１を第２の溶接ワイヤ２２よりも回転方向の上流側に位置させる。

【0035】

第３に、突部１００を溶接肉盛りで形成する（溶接肉盛り工程）。具体的には、図３に示すように、第１の溶接ワイヤ２１と第２の溶接ワイヤ２２を用い、第１の溶接ワイヤ２１に通電させて発生したアークにより、挿し口１の外周面１ａに溶融部Ｗを形成し、その溶融部Ｗが硬化する前に、第２の溶接ワイヤ２２を非通電の状態で溶融部Ｗに宛がう。これにより、挿し口１の外周面１ａに、外径側へ突出する突部１００が溶接肉盛り（溶接ビード）によって形成される。このとき、第２の溶接ワイヤ２２は非通電の状態であるが、第１の溶接ワイヤ２１のアークによって生じた溶融部Ｗに宛がわれることで熱を帯び、その第２の溶接ワイヤ２２の金属が溶け出して、溶接金属として溶融部Ｗに供給されている。

【0036】

また、同時に、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２による溶接金属と、挿し口１の母材とが融合した溶け込み部１１が、挿し口１の外周面１ａから挿し口１の母材の肉厚ｔ０に対して１０％以上８０％未満の深さに形成される。ここで、溶け込み部１１の最大の深さｔ１の母材の肉厚ｔ０に対する比率は、２０％以上６０％未満であればさらに好ましい。この深さの比率が低すぎると溶け込み不足によって突部１０の強度が不足する可能性があり、また、この深さの比率が大きすぎると母材が貫通してしまう可能性があるからである。このような深さの比率を設定するのに際し、上記のコールドタンデム溶接の手法が最適である。

【0037】

すなわち、挿し口１の突部１００を溶接肉盛りで形成するに際し、コールドタンデム溶接を用いたことにより、単位時間当たりの溶接金属の供給量が増加し、単位時間当たりの溶融量（溶接速度）の増大を図ることができる。また、非通電の第２の溶接ワイヤ２２を溶融部Ｗに添えることにより、溶融部Ｗにおける金属素材の溶融プールの冷却を図ることができ、溶け込み深さの低減と、溶接金属のたれ防止を可能としている。これらの効果により、従来のリングを用いた溶接手法と同等の速度で、所望の突部１００のビード形状を得ることができた。

【0038】

最後に、溶接肉盛り後の突部１００を切削して完成形状の突部１０を成形する（切削工程）。具体的には、溶接肉盛り後の突部１００のビード表面１４を削って、図１の一点鎖線で示す完成形状の突部１０の形状にする。図１では、突部１０の先端が挿し口１の先端１ｂと一致しているので、図中の符号Ｓで示すラインで管体Ｐを切断する構成となっているが、この切断は突部１０の先端と挿し口１の先端１ｂとの位置関係に応じて行えばよく、必須の工程ではない。完成形状への突部１０の成形は、高周波グラインダや旋盤加工を組み合わせて行うことができる。

【0039】

本実施の形態の挿し口突部１０の製造方法は、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２の位置や向きなどを上述の条件でセッティングした上で溶接肉盛り工程を行うため、溶接直後の突部１００の形状を完成形状の突部１０（断面形状が左右非対称の台形形状）に近い形状にすることができ、切削量を減らすことができる。これにより、突部１０の成形をより容易に且つより精度のよいものにすることができ、品質を維持しながらも製造時間を短縮することが可能となる。

【0040】

従来は、管軸周りに２回転以上回転させる複層溶接を行わなければ、所望の突部の形状で溶接肉盛りをすることができなかったが、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２を上述した条件にセッティングして溶接肉盛りをすることで、管軸周りに１回転させる間に全周の突部１００を仕上げる「１層溶接」で仕上げることが可能である。これにより、さらに製造時間を短縮することが可能となる。

【0041】

（他の製造方法について）
図５を参照して、他の実施の形態に係る製造方法について説明する。以下の製造方法は、基本的には上述した製造方法のセッティング条件と同様であるが、第１の溶接ワイヤ２１の周方向に対する傾斜角度が異なる。上記した挿し口突部１０の製造方法では、第１の溶接ワイヤ２１を鉛直方向と平行にセッティングしていたが、図５に示すように、同じ位置で管体Ｐの軸心を向くようにセッティングしてもよい。具体的には、第１の溶接ワイヤ２１の延長線が軸心を通るように、第１の溶接ワイヤ２１を傾斜して配置させる。これにより、第１の溶接ワイヤ２１と第２の溶接ワイヤ２２とがなす周方向の角度が、上述した実施の形態と比較して大きくなる。第１の溶接ワイヤ２１の延長線を管体Ｐの軸心を向くようにセッティングした場合であっても、上述した実施の形態と同様に、溶接肉盛り後の突部１００の形状を完成形状の突部１０に近い形状にすることができる。

【0042】

（実験例について）
次に、図６および図７を参照して、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２の軸方向における鉛直方向に対する傾斜角度θ_３を変更してセッティングした場合の溶接肉盛り後の突部の形状について説明する。図６および図７の実験では、第１の溶接ワイヤ２１および第２の溶接ワイヤ２２の軸方向にける鉛直方向の傾斜角度をθ_３だけを異ならせ、他のセッティング条件については同一とした。また、図６および図７において、完成形状の突部の形状を実線で示している。なお、紙面上の左側が挿し口側であり、紙面上の右側が受け口側である。

【0043】

図６は、傾斜角度θ_３を０°にした場合の溶接肉盛り後の突部の写真である。図６に示すように、傾斜角度θ_３を０°にすると、溶接肉盛り後の突部は、ビード表面の形状が左右対称の台形のような形状になっている。すなわち、傾斜角度θ_３が０°であると、溶接肉盛りの突部の形状は、完成形の突部の形状に沿ったものにはならないことがわかる。

【0044】

図７（Ａ）は傾斜角度θ_３を１０°にした場合の溶接肉盛り後の突部の写真であり、図７（Ｂ）は傾斜角度θ_３を２０°にした場合の溶接肉盛り後の突部の写真であり、図７（Ｃ）は傾斜角度θ_３を３０°にした場合の溶接肉盛り後の突部の写真である。図７（Ａ）～（Ｃ）に示すように、傾斜角度θ_３を１０°，２０°，３０°にすると、突部および溶け込み部ともに、断面形状が左右非対称の形状になっていることがわかる。具体的には、溶接肉盛り後の突部は、ビード表面と管体の左側の外周面とのなす角が、ビード表面と右側の外周面とのなす角よりも小さくなり、完成形の突部の形状に沿った形状となっていることがわかる。

【0045】

さらに、傾斜角度θ_３が１０°，２０°，３０°と大きくなるにつれ、溶接肉盛り後の突部の径方向寸法が小さくなっている。これにより、傾斜角度θ_３が１０°未満であると、溶接肉盛り後の突部の形状が完成形の突部の形状よりもかなり大きくなることがわかった。傾斜角度θ_３が３０°を超えると、高さが不十分であるため一層溶接で仕上げることができなくなることがわかった。

【0046】

また、傾斜角度θ_３が１０°，２０°，３０°のいずれの場合も、溶け込み部の挿し口側端部から肉厚最大部までの軸方向長さは、溶け込み部の受け口側端部から肉厚最大部までの軸方向長さよりも長いことがわかった。さらに、傾斜角度θ_３が１０°，２０°，３０°のいずれの場合も、管体の外周面から溶け込み部の肉厚最大部までの径方向寸法は、ビード表面の最大高さまでの径方向寸法とほぼ等しいことが分かった。これにより、傾斜角度θ_３を１０°以上３０°以下にすれば、溶接肉盛り後の突部の形状は、溶け込み部の挿し口側端部から肉厚最大部までの軸方向長さが、溶け込み部の受け口側端部から肉厚最大部までの軸方向長さよりも長くなり、肉厚最大部までの径方向寸法が、ビード表面の最大高さまでの径方向寸法とほぼ等しくなることがわかった。

【0047】

この実施形態では、挿し口１の突部１０を形成する前の管体Ｐを遠心鋳造法によって製造したが、突部１０を形成する前の管体Ｐの製造方法は、遠心鋳造法以外、例えば、重力で鋳型内に溶湯を注ぎ込んで凝固させる置注鋳造法等であってもよい。また、突部１０を形成する挿し口１が、溶接に対応した金属製のものであれば、種々の管体Ｐにこの発明を適用できる。

【0048】

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0049】

１ 挿し口、１ａ 外周面、１０ 突部、１１ 溶け込み部、１５ 肉厚最大部、１６ 挿し口側端部、１７ 受け口側端部、２０ 溶接装置、２１ 第１の溶接材料（第１の溶接ワイヤ）、２２ 第２の溶接材料（第２の溶接ワイヤ）、１００ 突部、Ｐ 管体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】