溶接ベローズと成形ベローズの違いは何ですか？

ベローズは、機械システムの柔軟性と精度を実現する、さまざまな産業用途に不可欠なコンポーネントです。ただし、すべてのベローズが同じように作られているわけではありません。溶接ベローズと成形ベローズにはそれぞれ異なる特性があり、さまざまな使用ケースへの適合性に影響します。

この記事では、製造プロセス、材料の選択肢、性能特性、コストの考慮事項、一般的な用途など、溶接ベローズと成形ベローズの主な違いについて説明します。

溶接ベローとは

溶接ベローは、個々のダイヤフラムまたはディスクを溶接して製造される金属ベローの一種です。ダイヤフラムは通常、薄い金属シートから打ち抜かれ、各層の間にわずかな隙間を設けて積み重ねられます。次に、ダイヤフラムの端をレーザー、電子ビーム、または TIG 溶接プロセスで溶接して、密閉された柔軟なベローを形成します。

溶接工程では、ダイヤフラムを一体化して、強固で均質な構造にします。これにより、溶接ベローズを 0.002 インチという薄さの材料から作ることができ、非常に高い柔軟性が得られます。また、積層構造により、溶接ベローズは特徴的なアコーディオンのような外観になります。

成形ベローとは

成形ベローズは、ハイドロフォーム成形ベローズまたは油圧成形ベローズとも呼ばれ、一枚の厚い管から作られます。厚さが約 0.005 インチから 0.040 インチを超える管が成形ダイに配置されます。次に、高圧油圧液が管に注入され、管が膨張して周囲のダイの形状に適合します。

ハイドロフォーミング プロセスでは、チューブの長さに沿って円周状の波形が形成され、ベローズ形状になります。波形の深さ、数、および全体的な形状は、成形金型の設計によって決まります。成形後、ベローズの端部は通常、端面フィッティングまたはフランジに溶接してトリミングされ、仕上げられます。

溶接ベローズと成形ベローズの主な違い

製造プロセス

溶接ベローズは、個々のダイヤフラムを溶接してベローズを形成して製造されます。このプロセスには、レーザー溶接、TIG 溶接、抵抗溶接などの精密溶接技術が用いられます。ダイヤフラムは通常、薄い金属板から打ち抜き加工またはハイドロフォーム加工されてから溶接されます。

成形ベローズは、ロール成形またはハイドロ成形と呼ばれるプロセスによって作成されます。薄壁チューブをマンドレル上に置き、内部で圧力をかけると、チューブが膨張して渦巻きが形成されます。このプロセスは、必要な渦巻きの数に達するまで繰り返されます。次に、成形ベローズの端をトリミングして仕上げます。

素材オプション

溶接ベローズは、成形ベローズに比べて材料の選択肢が広く、ステンレス鋼、インコネル、ハステロイ、チタン、その他の特殊合金など、さまざまな金属から製造できます。

成形ベローズは、材料の選択肢が限られています。成形ベローズは通常、ひび割れや破れがなく成形プロセスに耐えられる延性金属で作られています。成形ベローズの最も一般的な材料は、ステンレス鋼、真鍮、青銅です。

性能特性

溶接ベローズは、一般的に成形ベローズに比べて優れた性能特性を備えています。多層構造と溶接接合部の強度により、より高い圧力と温度に耐えることができます。また、溶接ベローズは、個々のダイヤフラムが独立して曲がることができるため、柔軟性と可動性も優れています。

成形ベローズは溶接ベローズほど頑丈ではありませんが、設計限界内では優れた性能を発揮します。中程度の圧力と温度要件のある用途に適しています。成形ベローズは溶接ベローズに比べてバネ率が低いため、圧縮や伸長に必要な力が少なくて済みます。

料金

溶接ベローズは製造工程がより複雑で、高性能材料が使用されるため、通常は成形ベローズよりもコストが高くなります。精密溶接技術と熟練した作業員の必要性が、溶接ベローズのコストが高くなる一因となっています。

成形ベローズは、一般的に製造コストが低くなります。ロール成形またはハイドロ成形のプロセスは、溶接に比べて自動化が進んでおり、熟練した労働力を必要としません。さらに、成形ベローズに使用される材料は、溶接ベローズに使用される材料よりも安価であることが多いです。

アプリケーション

溶接ベローズは、航空宇宙、石油・ガス、極低温、真空システムでよく使用されます。溶接ベローズは、極端な温度、高圧、腐食性媒体が関係する用途に最適です。

成形ベローズは、性能要件がそれほど厳しくない幅広い汎用用途に適しています。HVACシステム、自動車の排気システム、産業機器などでよく使用されます。成形ベローズは、 メカニカルシール、伸縮継手、フレキシブルカップリングなど。