ベローズ ベローズは様々な産業用途に不可欠な部品であり、機械システムの柔軟性と精度を確保します。しかし、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、用途によって適合性が異なります。
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。
溶接ベローズとは
溶接ベローズは 金属ベローズの種類 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ます。ダイヤフラムは通常、薄い金属板から打ち抜かれ、各層間にわずかな隙間を設けて積み重ねられます。その後、ダイヤフラムのエッジはレーザー溶接、電子ビーム溶接、またはTIG溶接のいずれかの方法で溶接され、密閉されたフレキシブルなベローズを形成します。
溶接工程により、ダイヤフラムは強固で均質な構造に融合されます。これにより、溶接ベローズはわずか0.002インチという薄さの材料から製造可能となり、非常に高い柔軟性を実現します。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を呈します。
成形ベローとは
成形ベローズ（ハイドロフォーム成形または油圧成形ベローズとも呼ばれる）は、厚肉のチューブ0.005本から作られます。厚さは約0.040インチからXNUMXインチ以上までの範囲のチューブを成形金型に挿入します。その後、高圧の油圧流体をチューブ内に注入することで、チューブが膨張し、周囲の金型の形状に沿って成形されます。
ハイドロフォーミング工程では、チューブの長さに沿って円周方向に波形加工を施し、ベローズ形状を形成します。波形加工の深さ、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、トリミングされ、エンドフィッティングまたはフランジを溶接して仕上げられます。
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することで製造されます。この工程では、レーザー溶接、TIG溶接、抵抗溶接といった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ミング加工され、その後溶接されます。
成形ベローズは、ロール成形またはハイドロフォーミングと呼ばれる工程で製造されます。薄肉のチューブをマンドレルに装着し、内部圧力を加えることでチューブを膨張させ、渦巻き状の構造を形成します。この工程は、必要な渦巻き数に達するまで繰り返されます。成形されたベローズの端部は、その後トリミングされ、仕上げ加工されます。
材料オプション
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、様々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。通常は、成形工程で割れたり裂けたりすることなく耐えられる延性金属で作られています。成形ベローズに最もよく使用される材料は、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、個々のダイヤフラムが独立して曲がるため、溶接ベローズはより高い柔軟性と可動性も備えています。
成形ベローズは溶接ベローズほど堅牢ではありませんが、設計限界内では良好な性能を発揮します。中程度の圧力と温度が求められ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定数が低いため、圧縮や伸長に必要な力が少なくて済みます。
費用
溶接ベローズは、製造工程がより複雑で高性能な材料を使用するため、一般的に成形ベローズよりもコストが高くなります。精密な溶接技術と熟練した作業員の必要性も、溶接ベローズのコスト上昇の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。ロール成形やハイドロフォーミング工程は溶接に比べて自動化が進んでおり、熟練労働者の負担も少なくなります。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、極低温工学、真空システムなどで広く使用されています。溶接ベローズは、極度の温度、高圧、または腐食性媒体が関わる用途に最適です。
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、自動車排気システム、産業機器などでよく使用されます。また、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。
