JPH0421675Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は熱交換器等の多管式罐を製造する管と
管板との溶接装置に係り、より詳細には、溶接ト
ーチの位置決めをするために上記管内に嵌入する
センターロツドを備えた溶接装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の溶接装置としては、第２図に示
す構成のものが知られている。この構成の溶接装
置について説明すると、主軸１１の前端部１２に
管１３内に回転自在に嵌入されるセンターロツド
１４を配設してその先端部分を芯出し部１４と
し、その後端部１５に電動機等の駆動機構１６を
配設するとともに上記回転する主軸１１を介して
駆動機構１６によりセンターロツド１４の芯出し
部とともに回転駆動させる溶接トーチ１７を配設
した構成よりなつている。

そして、センターロツド１４の芯出し部２４は
棒状で軸方向に複数の切溝を形成し、その直径を
可変とした構成よりなり、また、センターロツド
１４の他の個所は冷却水穴を穿設し、この穴に冷
却水を流入出させるようにした構成よりなつてい
る。また、その他の構造（図示せず）のものにあ
つては、溶接トーチの後部側に上記冷却水による
冷却機構を設けた構成とされている（特公昭36−
14707号公報参照）。

そして、これらの溶接装置はセンターロツド１
４の芯出し部２４を管板２０に挿入された管１３
内に嵌入し、管板２０と管端部２１との溶接部２
２と、溶接トーチ１７のタングステン等の非消耗
性電極２３の先端の距離を一定に保つように溶接
位置決めした後、冷却水穴２５に冷却水を流入出
させながら、駆動機構１６を駆動させ主軸１１を
回転させることにより主軸１１に配設されている
溶接トーチ１７を一回転毎に正逆回転させるとと
もに、電極２３で溶接アークを発生させ、溶接部
２２を溶接するように作動できるようになつてい
る。

従つて、この溶接装置は溶接トーチの芯ぶれが
少なく、管と管板との熱容量の不均衡を改善でき
るという優れた作用を有している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の溶接装置は以上のような
構成をしているので、次のような問題点を有して
いることがわかつた。すなわち、 管と管板との熱容量の不均衡を冷却水を流し
て軽減するようにした構成であるため、その構
成が複雑、大型化する。

センターロツドの芯出し部が管を一個所で保
持し、またその調整ができないので、溶接トー
チの芯ぶれが残る。

絶縁部と溶接トーチとが固定的に一体構造と
されているので、その交換が難しい。

そこで、以上の点に対処して、上記センターロ
ツドの芯出し部に複数の板バネを用いて、溶接ト
ーチの芯ぶれを防止するようにした構成（実開昭
52−55922号公報参照）、上記芯出し部を着脱自在
として管径に対処できるようにした構成（実開昭
53−43608号公報参照）のものが提案されている。

しかし、この構成の場合、充分な芯出しができ
ないことと、冷却構成が複雑となる。また、従来
の溶接トーチの場合、溶接始点がずれるケースが
ある。

本考案は以上のような点に鑑み、上述した従来
装置の有していた問題点を解消し、使用に簡便な
センターロツドを備えた管と管板との溶接装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、上述した目的を達成するための本考案
の管と管板との溶接装置は、管板と管板に挿入さ
れた管の管端部とによつて形成される溶接部に沿
つて回転しながら溶接を行う溶接トーチ、および
該溶接トーチの非消耗性電極の先端と上記溶接部
との距離を一定に保ち溶接位置決めするために上
記管内に嵌入させるセンターロツドとを備え、該
センターロツドの先端部を芯出し部とし、中間部
を放熱部とし、さらに後端部を絶縁部とするとと
もに上記芯出し部、放熱部および絶縁部とをそれ
ぞれ独立して装着脱自在にし、上記センターロツ
ドにおける絶縁部の後端部位に溶接トーチを回転
させる駆動機構を、該絶縁部と着脱自在となるよ
うに設けた管と管板との溶接装置であつて、上記
芯出し部は、複数の板バネのそれぞれ中央部を外
方突出するように曲げて形成した紡錘状バネと、
該紡錘状バネの弾性を調節するスプリング状バネ
等の調節具およびその後端に配設する拡径部とを
有し、上記紡錘状バネの突出面と該拡径部との二
個所で管内の保持を行うように構成し、また上記
駆動機構は、上記溶接トーチを溶接始点より正方
向に一回転より若干越える位置まで回転させる正
回転駆動手段と、該溶接トーチを溶接始点まで復
帰させる復帰手段と、記溶接トーチを溶接始点よ
り逆方向に一回転より若干越える位置まで回転さ
せる逆回転駆動手段とを有し、更に上記放熱部
は、周面方向に凹凸形状を有する放熱部材で形成
された構成よりなる。

〔作用〕

つぎに、以上の構成に基づいて、本考案の作用
について説明する。ここでは、溶接棒（溶加材
料）として溶加材料のリングを用いた構成につい
て述べる。

まづ、管の周囲に上記リングを置いた後、主軸
の先端部に配設されたセンターロツドの芯出し部
を管板に挿入された管内に嵌入すると、板バネの
外周面と拡径部との二個所によつて上記管を保持
し、管板と管端部との溶接部と、溶接トーチのタ
ングステン等の非消耗性電極の先端の距離を一定
に保つように溶接位置決めする。

続いて、電動機等の駆動機構を駆動させ溶接ト
ーチを上記溶接部に沿つて回転させ、その回転中
に電極で溶接アークを発生させ、上記溶接部を溶
接し、ここで上記管と管板との熱容量の不均衡を
凹凸状の放熱部材より形成される放熱部により軽
減するとともに、スパーク等により影響を絶縁部
により除くように作用し、また、芯出し部、放熱
部および絶縁部をそれぞれ独立して着脱自在とで
きることより、その交換を容易に行え、種々の溶
接形態に対処できるように作用する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本考案の実施例につ
いて具体的に説明する。

ここで、第１図は本考案の実施例を示す一部切
欠いた側面図、第２図は従来装置の一部切欠いた
側面図である。

本実施例に示す管と管板との溶接装置は大別す
ると、駆動機構３１、溶接トーチ３３およびセン
ターロツド３２とより構成されている。

そして、上記センターロツド３３は先端部を芯
出し部３４とし、中間部を放熱部３５とし、さら
に後端部を絶縁部３６とするとともに上記芯出し
部３４、放熱部３５および絶縁部３６とをそれぞ
れ装着脱自在にした構成となつている。

ここで、上記センターロツド３２の芯出し部３
４は複数の板バネ３７と、板バネ３７の弾性を調
節するスプリング状バネ等の調節具３８およびそ
の後端に配設する拡径部３９とにより形成し、板
バネ３７の突出面４０と拡径部３９との二個所で
管内の保持を行うよう構成されている。なお、板
バネ３７はその前後端に係止具４２が配設され、
また、スプリング状バネ３８の後端にはスプリン
グ状バネ３８のバネ力を調整する調整ネジ４３が
配設されている。

放熱部３５は周面方向に凹凸形状４４を有する
軸（放熱部材）で形成され、また絶縁部３６はベ
ークライトを成形した形成物で形成された構成と
なつている。

また、芯出し部３４、放熱部３５および絶縁部
３６とはそれぞれ嵌合により装着脱できるように
形成されている。また、絶縁部３６の後端部は固
定軸（主軸）４５に装着脱できるように形成され
ている。

駆動機構３１は通常電動機により形成されてい
て、固定軸４５の中間部分の周囲に配設されてい
る。そして、駆動機構３１の駆動力は固定軸４５
の周囲に配設されているハウジングとしての回転
体４６に伝達され、駆動機構３１の回転駆動によ
り回転体４６が回転し、回転体４６に配設されて
いる溶接トーチ３３が一定の回転をするように構
成されている。

ここで、溶接トーチ３３は回転体４６と固定軸
４５との間に配設されている検出機構４７で上述
溶接トーチの移動位置を検出することにより正逆
回転をするように構成されている。すなわち、駆
動機構３１は溶接トーチ３３が０点より一方向に
一回転したとき検出機構４７により、その移動位
置が検出されることにより、溶接アークの発生を
止めたのち、さらに45度程度動方向に回転し、続
いて、溶接トーチ３３を０点に復帰させ検出機構
４７の検出により溶接アークを発生させながら逆
方向に一回転させると、検出機構４７によりその
位置が検出されることにより溶接アークの発生を
止め、続いて、さらに溶接トーチ３３を45度程度
同一方向に回転し、再び０点に復帰させるように
して溶接が行え、また、緊急時には緊急停止とリ
セツトが同時に行えるように駆動する構成をして
いる。

なお、検出機構４７は従来より公知である例え
ばリミツトスイツチとタイマー回路との組み合わ
せ等により容易に構成でき、このシーケンス回路
は上述の作動方法により、当業者であれば容易に
具体的回路、装置を得ることができるので、この
具体的構成については省略する。

そして、この構成とすることにより、検出機構
４７が一個でよいので、溶接装置全体の構成がよ
り簡略化できる。

溶接トーチ３３は一般に用いられる構成のもの
であつて、その芯線としてはタングステン等の非
消耗性電極４８を用いている。そして、この溶接
トーチ３３の電極４８の先端部が管４１と管板４
９との溶接部に向くように回動できるように回転
体４６に配設されている。

この溶接トーチ３３の電極４８はその突出長さ
が自動的に一定長さを維持するようにできるよう
にした構成とすることが好ましい。通常は消耗し
た場合、作業者がその芯出しを行つているが、そ
の作業にはある程度の熟練を必要とするからで
る。

そして、その構成としては溶接トーチ３３内に
供給されるシールドガスのガス圧の変化に応じて
その電極４８の芯出しを行えるようにする。

つぎに、以上の構成に基づいて、本実施例の溶
接装置の作用について説明する。ここでは、溶接
棒（溶加材料）として溶加材料のリングを用いた
構成について述べる。

まづ、管４１の周囲に上記リングを置いた後、
固定軸４５の先端部に配設されたセンターロツド
３２の芯出し部３４を管板４９に挿入された管４
１内に嵌入すると、板バネ３７の外周面４０と拡
径部３９との二個所によつて管４１を保持し、管
板４９と管４１端部との溶接部５０と、溶接トー
チ３３のタングステン等の非消耗性電極４８の先
端の距離を一定に保つように溶接位置決めする。

続いて、電動機等の駆動機構３１を駆動させ溶
接トーチ３３を上記溶接部５０に沿つて回転さ
せ、その回転中に電極４８で溶接アークを発生さ
せ、溶接部５０を溶接し、ここで管４１と管板４
９との熱容量の不均衡を放熱部３５により軽減す
るとともに、スパーク等により影響を絶縁部３６
により除くように作用する。

なお、以上の実施例において回転体４６は図面
に示すようにハウジングを構成した形状に限られ
ることなく、例えば単に形状の構成としてもよ
く、この場合、通常駆動機構３１のみがハウジン
グ内に配設された構成となる。

また、駆動機構３１と溶接トーチ３３との関係
についても以上のような構成に限られるものでな
く、通常の構成すなわち、固定軸４５を駆動機構
３１により駆動力が伝達される回転軸とし、この
回転軸に上記溶接トーチ３３および前記センター
ロツド３２を配設し、それぞれを同様に回転させ
るようにした構成としたものとしてもよいことは
明らかである。〔考案の効果〕 以上の記載より明らかなように、本考案の管と
管板との溶接装置は芯出し部をそのスプリングバ
ネ等の調節具で弾性調節を可能にした紡錘状バネ
で形成すると共に、紡錘状バネの突出面と該拡径
部との二個所で管内を固定するようにしているの
で、芯出し部と管とが密着し、溶接トーチの芯ぶ
れを軽減できる。

また、駆動機構を、上記溶接トーチを溶接始点
より正方向に一回転より若干越える位置まで回転
させる正回転駆動手段と、該溶接トーチを溶接始
点まで復帰させる復帰手段と、記溶接トーチを溶
接始点より逆方向に一回転より若干越える位置ま
で回転させる逆回転駆動手段とを有する構成とし
ているので、溶接トーチの位置検出を一個の検出
機構で検出でき、該溶接トーチを予め、溶接始点
を通過させる位置まで移動させた後、溶接始点ま
で復帰させるようにしているから溶接位置の位置
ぶれを解消できる。

更に、芯出し部と絶縁部との間に放熱部を形成
し、該放熱部として凹凸状の放熱部材で形成して
いるので、その管と管板との熱容量を不均衡を、
軽量で容易に軽減できる。さらに、センターロツ
ドにおける絶縁部の後端部に溶接トーチ駆動用の
駆動機構を、該絶縁部が着脱できるように設けて
いるので、溶接トーチを動かすことなく絶縁部の
交換が容易に行えるという効果を有する。

従つて、本考案によれば、軽量で、部分的補
修・取扱操作が容易、かつ芯ぶれを軽減できる管
と管板との溶接装置を提供することができるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す一部切欠いた側
面図、第２図は従来装置の一部切欠いた側面図で
ある。 ３１……駆動機構、３２……センターロツド、
３３……溶接トーチ、３４……芯出し部、３５…
…放熱部、３６……絶縁部、３７……板バネ、３
８……スプリング状バネ（調節具）、３９……拡
径部、４０……突出面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 管板と管板に挿入された管の管端部とによつて
   形成される溶接部に沿つて回転しながら溶接を行
   う溶接トーチ、および該溶接トーチの非消耗性電
   極の先端と上記溶接部との距離を一定に保ち溶接
   位置決めするために上記管内に嵌入させるセンタ
   ーロツドとを備え、該センターロツドの先端部を
   芯出し部とし、中間部を放熱部とし、さらに後端
   部を絶縁部とするとともに上記芯出し部、放熱部
   および絶縁部とをそれぞれ独立して装着脱自在に
   し、上記センターロツドにおける絶縁部の後端部
   位に溶接トーチを回転させる駆動機構を、該絶縁
   部と着脱自在となるように設けた管と管板との溶
   接装置であつて、上記芯出し部は、複数の板バネ
   のそれぞれ中央部を外方突出するように曲げて形
   成した紡錘状バネと、該紡錘状バネの弾性を調節
   するスプリング状バネ等の調節具およびその後端
   に配設する拡径部とを有し、上記紡錘状バネの突
   出面と該拡径部との二個所で管内の保持を行うよ
   うに構成し、また上記駆動機構は、上記溶接トー
   チを溶接始点より正方向に一回転より若干越える
   位置まで回転させる正回転駆動手段と、該溶接ト
   ーチを溶接始点まで復帰させる復帰手段と、記溶
   接トーチを溶接始点より逆方向に一回転より若干
   越える位置まで回転させる逆回転駆動手段とを有
   し、更に上記放熱部は、周面方向に凹凸形状を有
   する放熱部材で形成されていることを特徴とする
   管と管板との溶接装置。