JPH02159B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子ビーム溶接用チエンバーに関し、
特に溶接チエンバーの中央をその縦方向に沿つて
延びる二つの長尺溶接部材を電子ビームで突合せ
溶接するのに適したチエンバーに関する。

従来技術 一般に電子ビーム溶接は、肉厚の厚い物を溶接
するのに適しており、迅速かつ自動的な溶接作業
が行なえ、又熱処理の必要がないという利点を持
つ一方、溶接作業に必須な真空を形成できる気密
な外壁部を用いる必要がある。又この外壁部は、
溶接されるべき長尺溶接部材へ電子ビームを照射
する間、放射されるＸ線から外部環境保護できる
ものでなければならない。さらに電子ビーム溶接
では外壁部に関し相対的に移動可能な２つの長尺
溶接部材を接合するための未知の配位面に対して
１個又は複数の電子銃を高精度で位置決めする必
要がある。

これら２つの条件を同時に満すことは難しい。
というのは、外壁部、電子銃及び電子銃を支持
し、位置決めし、移動させるための付属装置から
成る全体装置が大きく、しかも真空の作用により
外壁部が変形するために、１個又は複数の電子銃
を正確に位置することは非常に困難だからであ
る。

発明が解決しようとする問題点 従つて本発明の目的は、上記困難を解決するこ
とであり、電子ビーム溶接に必要な高度に精密な
電子銃の位置決め手段を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、中央をその縦方向に沿つて延
びる二本の長尺溶接部材を電子ビームで突合せ溶
接するための溶接チエンバーであつて、少なくと
も１個の電子銃と、この電子銃を支持し、位置決
めし、移動させるための付属装置と、長尺溶接部
材を取り囲んでその周囲に上記電子銃及び付属装
置を含む空間部を形成するための外壁部と、該空
間部の縦方向両端部で第１及び第２の長尺溶接部
材を密閉するための伸縮自在な密閉手段と、上記
空間部内を真空にするための手段とから成り、上
記付属装置１３が脱着可能な機械的結合手段１
８，１９，２４，２５によつて外壁部７に結合さ
れ、かつ二本の長尺溶接部材１，２の中の第１の
長尺部材１を把持するためのクランプ手段１５を
有し、外壁部７を固定ベース８上に載置した状態
で付属装置１３を外壁部から離脱させて、上記ク
ランプ手段１５により第１の長尺部材に対し固定
結合させることができるように構成したことを特
徴とする電子ビーム溶接用チエンバーが提供され
る。

従つて外壁部は付属装置と第１長尺溶接部材と
は結合されず、溶接作業中、溶接用の付属装置は
直接第１長尺溶接部材に取り付けられるため、同
時的に外壁部を移動させる必要がなくなり、又外
壁部の変形が支障をもたらすこともない。

溶接作業の前後に、長尺溶接部材を移動させな
ければならないときは、付属装置を長尺溶接部材
から離脱させて外壁部への機械的結合によつて付
属装置を所定の位置に保持する。

上記の機械的結合手段は、後退可能な剛性的結
合あるいは弾性的結合のいずれでもよい。

但し後者の場合、弾性的結合手段は空圧ジヤツ
キから成り、各ジヤツキはその中の一部が縦方向
に作用し、その他が横方向に作用するように構成
するのが好ましい。

又これらのジヤツキは位置調整可能で、その調
整を制御するためのストローク測定センサーと連
動させるのが好ましい。

実施例 本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を
参照した以下の実施例の説明から明らかになるで
あろう。

図面に示した溶接チエンバーは、炭化水素輸送
用のパイプ端部を溶接するためのもので、特に海
中で油井パイプをいわゆる“Ｊ−配置”するのに
適しており、この場合溶接されるべきパイプ両端
部は垂直か又は垂直に対しやや傾斜して配置され
るが、海中・陸上を問わず、どんな角度の傾斜を
持つ長尺溶接部材の溶接についても、本発明によ
る溶接チエンバーの構成を適用できることは勿論
である。

第１図において、第１の長尺溶接部材つまり第
１のパイプ端部１は、その上方に第２の長尺溶接
部材つまり第２のパイプ端部２を受け入れる。第
２のパイプ端部２は、図面上右半分において第１
パイプ端部１から離れた位置に、又左半分におい
て第１パイプ端部１に接した位置に示してある。
パイプ両端部１，２はジヤツキ３によつて互いに
接近させられ、各ジヤツキ３はそれぞれパイプ両
端部１，２の片方づつに固定される横バー４，５
へ結合されている。またパイプ両端部１，２は溶
接チエンバー内で行なわれる電子ビーム溶接によ
つて接合させられ、この溶接チエンバーは外壁部
７で区画された空間部６を構成する一方、外壁部
７は結合脚９を介し固定ベース８上に載置されて
いる。パイプ端部１は、クランプ１０と可動装置
に支持されたフランジ１１により、固定ベース８
に対して一定に保持される。

空間部６の内部には、２個の電子銃１２とこれ
らの電子銃を回転し、位置決めし、移動させるた
めの付属装置１３が配設されており、２個の電子
銃１２は各々パイプ両端部を中心にしてその周り
を回動自在である一方、付属装置１３はパイプ端
部１をクランプするためのアーム１５を備えた支
持リング１４、電子銃支持スリーブ１６、傾斜角
度が可変な中間プレート１７及びその他本発明の
要旨とは直接関係のない諸部材から構成されてい
る。

外壁部７は、ジヤツキ１９の作用で半径方向に
移動可能なオープンクランプ１８とを備えてお
り、これによつてリング１４を把持し外壁部７へ
取り付けることができると同時に、リング１４を
解放することもできる。

空間部６の気密性は、伸縮自在なガスケツト２
０，２１、例えば膨張性ガスケツトによつて確保
され、これらガスケツト２０，２１はそれぞれパ
イプ両端部１，２を把持し、これを密閉する。図
示してないが内側用の密閉手段も各々パイプ両端
部１，２内へ挿入され、溶接区域を隔離密閉す
る。空間部６の内部はポンプ装置を介して真空に
される。ポンプ装置は従来使用されているもので
よく特に図示してない。

パイプ端部の横方向の動きは、結合脚９から内
側へ延びるアーム２３の先端に装着された車輪２
２で制限される。

溶接作業を行なう間、ガスケツト２０，２１が
パイプ両端部の外周に密着してこれを密閉し、ア
ーム１５がパイプ端部１をしつかり把持する一
方、対向するクランプ１８は半径方向に離れて解
放しており、パイプ端部１へ固く結合された付属
装置１３は外壁部７から分離し半径方向に沿い自
由に移動可能な状態にある。これに対し溶接作業
前後にパイプ端部を縦方向に沿つて移動させる
間、対向するクランプ１８は半径方向に沿い相互
に接近して付属装置１３と外壁部７とを結合する
一方、アーム１５は解放され、ガスケツト２０，
２１が収縮状態に置かれる。

第２、第３図は別の実施例を示す縦断面図で、
溶接チエンバー、その支持手段及び突合せ溶接す
べきパイプ両端部を相互に接近させる手段を慨略
的に示したものである。

第２図の実施例は、付属装置１３と外壁部７と
を脱着自在に結合する機械的結合手段の変形例を
示している。この機械的結合手段は、縦方向に沿
つて作用するゴム製空圧ジヤツキ２４と横方向に
沿つて作用するゴム製空圧ジヤツキ２５とから成
る。空圧ジヤツキ２４が付属装置１３の重量を支
える一方、空圧ジヤツキ２５は溶接装置の傾斜や
チエンバーを備えた船舶へのうねりの作用で生じ
る力の横方向成分を支えている。

これらの空圧ジヤツキは、内部圧が調整可能と
なるようにそれぞれ動力装置（図示せず）と接続
されており、これを通じて圧縮ガスが供給される
と共にその圧力が自動的に調整される。従つて、
溶接作業の各工程に応じてそれに適した圧力をジ
ヤツキへ与えることができ、加わる力に対する部
分的又は全体的な望ましい補償力が得られる。特
に圧縮ガスを供給するための動力装置は、センサ
ー２６から得られる情報に従つて制御することが
でき、センサー２６は外壁部７に対する支持装置
１３のストローク変位を検知する。

このため、各ジヤツキの圧力は容易に調整可能
であり、大きなストロークにわたつてほぼ一定の
値に保たれる。又それぞれのストローク端の一方
において各ジヤツキから加えられる力はストロー
クのわずかな進みで大きく増加するように構成さ
れている。この点は、外壁部７の内部における付
属装置１３の動きを有効に制限する上で重要であ
る。

第３図は、締め付けアーム１５を移動させる機
構の実施例を示している。各締め付けアーム１５
はナツト２７を有する機械的ジヤツクから成り、
ナツト２７はネジ２８と噛み合い、ネジ２８は伝
動機構２９を介しステツピングモータ、油圧モー
タ、電気モータ等のモータ３０により回転させら
れる。モータ３０は外壁部７へ結合する代りにそ
の中へ入れ、伝動装置２９を固定的なものにして
もよい。あるいは、外壁部７の外側へモータ３０
を配置してこれに固定し、伝動装置２９をユニバ
ーサル継手で構成してもよい。さらに別の方法と
しては、第３図に示すごとくモータ３０を締め付
けアーム１５を囲む支持部材（シース）３１へ固
定し、支持部材３１をシールベロー３２を介して
外壁部７へ結合し、伝動装置２９を固定的に構成
することもできる。この図示例では締め付けアー
ム１５の駆動機構全てが真空空間部の外側に位置
される。

以上図面を参照して実施例を説明したが、勿論
本発明はこれらの実施例に限定されるものでな
く、本発明の範囲を逸脱することなくさまざまな
変形が可能である。

発明の効果 本発明によれば、電子銃１２を支持する付属装
置１３は溶接作業以外の時はこれまでの方法と同
様に固定ベース８に支持されているが、溶接作業
時には付属装置１３は第１の長尺溶接部材１に固
定結合されるため、電子銃が二本の長尺部材１，
２の溶接面に沿つて極めて精密に位置決めされる
ため、海底でのパイプ溶接等において著しい効果
を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子ビーム溶接用チエン
バーの第１実施例を示す縦断面図、第２図は同じ
く第２実施例を示す縦断面図、第３図は同じく第
２実施例の別の部分を示す縦断面図である。 符号の説明、１……第１の長尺溶接部材（第１
のパイプ端部）、２……第２の長尺溶接部材（第
２のパイプ端部）、３……ジヤツキ、４，５……
横バー、６……空間部、７……外壁部、８……固
定ベース、９……結合脚、１０……クランプ、１
１……フランジ、１２……電子銃、１３……付属
装置、１４……支持リング、１５……アーム、１
６……電子銃支持スリーブ、１７……傾斜角度可
変中間プレート、１８……オープンクランプ、１
９……ジヤツキ、２０，２１……ガスケツト、２
２……車輪、２３……アーム、２４，２５……空
圧ジヤツキ、２６……センサー、２７……ナツ
ト、２８……ネジ、２９……伝動機構、３０……
モータ、３１……支持部材、３２……ベロー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央をその縦方向に沿つて延びる二本の長尺
   溶接部材を電子ビームで突合せ溶接するための溶
   接チエンバーであつて、少なくとも１個の電子銃
   と、この電子銃を支持し、位置決めし、移動させ
   るための付属装置と、長尺溶接部材を取り囲んで
   その周囲に上記電子銃及び付属装置を含む空間部
   を形成するための外壁部と、該空間部の縦方向両
   端部で第１及び第２の長尺溶接部材を密閉するた
   めの伸縮自在な密閉手段と、上記空間部内を真空
   にするための手段とから成り、上記付属装置１３
   が脱着可能な機械的結合手段１８，１９，２４，
   ２５によつて外壁部７に結合され、かつ二本の長
   尺溶接部材１，２の中の第１の長尺部材１を把持
   するためのクランプ手段１５を有し、外壁部７を
   固定ベース８上に載置した状態で付属装置１３を
   外壁部から離脱させて、上記クランプ手段１５に
   より第１の長尺部材に対し固定結合させることが
   できるように構成したことを特徴とする電子ビー
   ム溶接用チエンバー。 ２ 上記脱着可能な機械的結合手段が、後退可能
   な剛性的結合手段から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のチエンバー。 ３ 上記脱着可能な機械的結合手段が、弾性結合
   手段から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のチエンバー。 ４ 上記弾性結合手段が、空圧ジヤツキから成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のチ
   エンバー。 ５ 上記空圧ジヤツキが、縦方向に作用するジヤ
   ツクと横方向に作用するジヤツクとから成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載のチエン
   バー。