JPH057112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラ等に用いられる管の自動溶接
装置に係り、特に、隣接する管の間隔が小さい管
を突合せ溶接する自動溶接装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、突合せ管の溶接に当つては、一人又は二
人の作業員が管周の溶接線を回りながら手溶接を
行つており、非常に多くの工数を必要とし、甚だ
非能率であつた。また自動溶接方法としては、突
合せ管の一方の管の外周面にガイドレールを固定
し、このガイドレールを案内として溶接ヘツドを
走行させて突合せ管を溶接する自動溶接装置が使
用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来の自動溶接装置では、溶接す
べき突合せ管と隣接する他の管との間隔が小さい
場合、ガイドレールを付けるだけの間隙がない場
合があり、また自動溶接装置が大形であるため溶
接作業が非常にやりにくく、時によつては不可能
なことがあつた。またガイドレールをその都度、
管の外周面に着脱する作業は非常に面倒であつ
た。

本発明は、このような問題点を解決し、隣接す
る他の管との間隔が小さい突合せ管の溶接を容易
に溶接することができる自動溶接装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、溶接すべき突合せ管の一方の管の
全周にスリーブを介して固定される支持体と、該
支持体を固定する管全周を包囲し、前記スリーブ
に回転可能に取付けられる中空円筒状の回転体
と、前記支持体に設けられて、該回転体を回転駆
動する駆動装置と、前記回転体に固定され、溶接
線を越えて前記管の全周を間隔を開けて包囲する
ガスケースと、該ガスケースに装着された溶接ヘ
ツドと、該溶接ヘツドに支承され前記突合せ管の
開先面に係合する開先案内ローラと、前記支持体
と前記スリーブとに設けられ、前記開先面へアル
ゴンガスを供給するためのアルゴンガス通路とを
備え、該アルゴンガス通路が、管と管全周を包囲
する回転体及びガスケースとの間に連通してアル
ゴンガスを前記開先面全周に供給することを特徴
とする自動溶接装置を通してを供給して前記突合
せ管の溶により達成される。

〔作 用〕

上述の構成によれば、溶接ヘツドは、突合せ管
の開先面に係合している開先案内ローラに案内さ
れて溶接線に沿つて走行し、また突合せ管の開先
面にアルゴンガス通路を通つてアルゴンガスが供
給され、アルゴンガスふん囲気中で突合せ管の溶
接が行なわれる。

〔実施例〕

以下、本発明は図面に示す実施例に基いて説明
する。

自動溶接装置は、取付け体２と支持体３とアル
ゴンガス通路４と、回転体５と、回転体駆動機構
６と、溶接ヘツド８と、開先案内ローラ９とを備
えており、溶接母材としてＶ字形の開先面１０を
形成した突合せ管１１，１２が例示されている。

取付け体２は、第１のブラケツト１４と、第２
のブラケツト１５とを備えており、第１のブラケ
ツト１４は、コの字状に形成され、相対向する１
対の側壁部１４ａは、管１１と隣接する他の管１
１Ａ，１１Ｂとの間に配設されるようになつてい
る。また側壁部１４ａの先端付近には、切欠き部
１４ｂが形成されており、該切欠き部１４ｂに
は、管１１の軸芯と隣接する他の管１１Ａ，１１
Ｂの軸心とを結ぶ中心線上に各管の間に挿入され
たスペーサ１６が嵌入するようになつている。

第２のブラケツト１５は、角柱状に形成され、
第３図に示すように、第１のブラケツト１４の一
対の側壁部１４ａ内にわずかな隙間をもつて収容
されている。該側壁部１４ａに対向する第２のブ
ラケツト１５の一対の側面部１５ａには、ガイド
ピン１００が夫々植設されており、該ガイドピン
１００は、第１のブラケツト１４の一対の側壁部
１４ａに夫々形成された長穴１４ｃに嵌入するよ
うになつている。また第３図に示すように、第２
のブラケツト１５の左側面には、管１１の外周面
に当接し得るＶ字形の凹部１５ｂが形成され、右
側面に形成された凹部１５ｃには、第１のブラケ
ツト１４に螺着された締付けねじ１８の頭部１８
ａが、右側面に取付けねじ２０で固定された座板
２１により抜け出ないように収容されている。第
１のブラケツト１４より突出した締付けねじ１８
の先端には、締付けダイヤル２２がノツクピン２
３により固定されている。

第２のブラケツト１５には、後記取付け台４０
にクロスローラガイド２５を介して摺動自在に取
付けられたクロスローラ台２６に、ナツト２８に
より固定された２本のガイドバー２９が、一対の
ボール軸受３０を介して直立して嵌挿されてお
り、その先端にはフランジ部２９ａが形成されて
いる。第２のブラケツト１５に螺着されたナツト
３２には、ガイドバー２９と平行に配置された上
下調節ねじ３３が螺着されている。該上下調節ね
じ３３の先端には上下調節ダイヤル３４が固定さ
れている。

支持体３は、スリーブ３５と案内ケース３６と
歯車ケース３８とを備え、スリーブ３５と案内ケ
ース３６との間に配置された回転体５とこの回転
体５に固定したガスケース３９を回転可能に支持
している。スリーブ３５は、取付け台４０に載置
されるようになつており、その内径は、管１１の
外径と同一に設定されている。またスリーブ３５
は、第１図に示すように、縦割りに２分割され、
その分割線に沿つてスリツト３５ａが形成され、
このスリツト３５ａは後述するようにアルゴンガ
ス通路ともなつている。

案内ケース３６は、スリーブ３５の下端に形成
されたフランジ部３５ｂに取付けねじ４１で固定
されており、その中心部には、スリーブ３５が嵌
挿される貫通穴３６ａが形成されている。またそ
の外周面に螺着されたスプリングプランジヤ４３
は、スリーブ３５の外周面に形成されたねじ部３
５ｃに螺着され、これにより、スリーブ３５と案
内ケース３６とは、一体的に固定される。案内ケ
ース３６の貫通穴３６ａには、スリーブ３５のス
リツト３５ａに連通するリング体の凹溝３６ｃ
が、貫通穴３６ａの軸心に直交して全周にわたつ
て形成されており、案内ケース３６の外周面に
は、凹溝３６ｃに連通する貫通穴３６ｄが形成さ
れている。また案内ケース３６の外周面には、４
個の把持体４５が固定されている。

歯車ケース３８は、案内ケース３６の外周面に
一体的に固定されており、該歯車ケース３８に
は、案内ケース３６の貫通穴３６ｄに連通する中
空穴３８ａが形成されている。また歯車ケース３
８の外周面には、中空穴３８ａに連通接続され、
かつアルゴンガスを中空穴３８ａに供給するため
の配管（図示せず）を固定したホースニツプル４
８が取付けられている。

ガスケース３９は、小径部３９ａと拡径部３９
ｂとからなる中空円筒状に形成されており、拡径
部３９ｂの内周面を回転体５の外周面に形成され
た段部５ａに嵌挿し、取付けねじ５０により回転
体５に固定されている。小径部３９ａの内周面に
は、スリーブ３５の外径とほぼ同一直径の貫通穴
３９ｃが形成されており、第１図に示すように、
該貫通穴３９ｃの上部開口側でガスケース３９は
溶接線Ｘ−Ｘを越えて管１１，１２の全周を包囲
し、貫通穴３９ｃにつづく貫通穴３９ｄの直径
は、貫通穴３９ｃの直径より小さく管１１の外径
よりわずかに大きく設定されている。そしてガス
ケース３９の貫通穴３９ｃの上部は、突合せ管１
１，１２の開先面１０に対向するように配置され
る。

アルゴンガス通路４は、歯車ケース３８の中空
穴３８ａ、案内ケース３６の凹溝３６ｃ、貫通穴
３６ｄ、スリーブ３５のスリツト３５ａおよびガ
スケース３９の貫通穴３９ｃ，３９ｄにより構成
されている。

回転体５は、中空円筒状に形成され、案内ケー
ス３６に形成された中空室に収容されている。回
転体５の内周面は、スリーブ３５の外周面に嵌挿
されており、その上部には前述の如くガスケース
３９が固定されている。また回転体５の外周面下
部には歯部５ｂが形成されている。

回転体駆動機構６は、駆動モータ５２と、歯車
減速機構５３とからなつており、駆動モータ５２
は歯車ケース３８に直立して固定されている。歯
車減速機構５３は、駆動モータ５２の回転軸５２
ａに固定されたモータ歯車５５と、該モータ歯車
５５と噛合する第１の大歯車５６と、該第１の大
歯車５６と一体的に形成された小歯車５８および
回転体５の歯部５ｂに夫々噛合する第２の大歯車
５９とからなり、これらの歯車は、いずれも歯車
ケース３８に形成された中空室に収容されてい
る。また第１の大歯車５６および小歯車５８と第
２の大歯車５９は、歯車ケース３８に固定された
歯車軸６０，６１に夫々軸方向の移動を規制され
て回動自在に嵌挿されている。

溶接ヘツド８は、ガスケース３９に一体的に固
定されており、該溶接ヘツド８には、突合せ管１
１，１２の溶接線Ｘ−Ｘに対向し得るようにコレ
ツト６２により電極６３が設置されており、該電
極６３は、ガスケース３９の小径部３９ａ外周面
に嵌挿固定されたスリツプリング６４および後記
カバー８１に固定された溶接電源ケーブル６５に
夫々接続されている。開先案内ローラ９は、第６
図に示すように、溶接ヘツド８にピンねじ６６に
より回動自在に支承されており、管１１側の開先
面１０に係合して回転するようになつている。

取付け台４０の上面には、スリーブ３５および
案内ケース３６を管１１にクランプするためのク
ランプ機構６８が装置されており、該クランプ機
構６８は、取付け台４０に固定された基台６９
と、該基台６９の直立部６９ａに摺動自在に支承
されたクランプバー７０と、該クランプバー７０
の一端に枢着されたリンク７１と、該リンク７１
の一端および基台６９に形成されたカム体７２に
夫々枢着されたトグルクランプ７３を設けたクラ
ンプレバー７４とからなり、該クランプレバー７
４を第１図に示すように矢印Ａの方向に回転させ
ると、クランプバー７０がカム体７２に形成され
たカム面７２ａとリンク７１およびトグルクラン
プ７３との協働作用により矢印Ｂの方向に移動
し、該クランプバー７０の先端に固定されたナツ
ト７６により案内ケース３６の外周面を押圧し、
スリーブ３５を管１１の外周面に固定するように
なつている。

また案内ケース３６にはブラツシユホルダ８０
が固定されており、該ブラツシユホルダ８０に固
定されたカバー８１内にカーボンブラツシユ８２
が収容され、該カーボンブラツシユ８２は、ブラ
ツシユ間電気連絡板８３を介してブラツシユホル
ダ８０に固定された板ばね８４によりスリツプリ
ング６４に圧接されるようになつている。またカ
バー８１に固定された電気連絡板受８６には、電
気連絡板８８が固定されている。

つぎに本発明の実施例の作用を説明する。

突合せ管１１，１２を溶接するに際して、ま
ず、第６図に示すように、ルート部９０にインサ
ートリング９１を取付ける。該インサートリング
９１が、例えば同図に示すようにＬ字形の場合、
一方の管１１のルート部９０にインサートリング
９１を挿入し、該インサートリング９１に他方の
管１２のルート部９０を当接させる。なお、イン
サートリング９１の材質は、突合せ管１１，１２
とほぼ同系統の材質である。

つぎに、取付け台４０に装着された取付け体２
の第１のブラケツト１４の切欠き部１４ｂをスペ
ーサ１６に挿入した後、締付けダイヤル２２を回
転させ、第２のブラケツト１５を移動させ凹部１
５ｂを管１１の外周面に圧接させる。これにより
取付け体２が、管１１に固定される。ここで、管
１１にスリーブ３５を挿入するようにして、支持
体３を取付け台４０上に載置し、上下調節ねじダ
イヤル３４を回転させて取付け台４０を上下方向
に移動させ、電極６３が開先面１０と対向する位
置に配置されるようにする。

そして前述の如く、クランプレバー７４を第１
図に示す矢印Ａの方向に回転させると、クランプ
バー７０によりスリーブ３５および案内ケース３
６が管１１の外周面に固定される。このような状
態で駆動モータ５２を回転させると、モータ歯車
５５、第１の大歯車５６、小歯車５８および第２
の大歯車５９を介して回転体５が回転し、これに
伴つて溶接ヘツド８が、溶接線Ｘ−Ｘに沿つて同
方向に回転する。

同時に突合せ管１１，１２の開先面１０と電極
６３との間にアークが発生するとともに、ホース
ニツプル４８より支持体３とスリーブ３５に設け
たアルゴンガス通路４，３５ａと、管１１，１２
の全周を包囲する回転体５及びガスケース３９と
管１１の間とを通つてアルゴンガスが開先面１０
に供給され、アルゴンガスふん囲気中で突合せ管
１１，１２の溶接が行なわれる。この際、インサ
ートリング９１は、初層の段階で溶融し、ルート
部９０に溶着される。このように溶接ヘツド８
は、溶接線Ｘ−Ｘに沿つて開先案内ローラ９に案
内されて回転しながら突合せ管１１，１２の開先
面１０を溶接する。

自動溶接装置１を管１１から取外すときは、上
記取付けの場合の逆を行なえばよく、その説明は
省略する。

上記のように突合せ管１１，１２の自動溶接が
行なわれるもので、回転体５およびそれに伴つて
回転する溶接ヘツド８等が細幅状に形成されてい
るので、第３図に示すように、管１１と隣接する
他の管１１Ａ，１１Ｂとの間隔Ｐが小さい場合、
例えば間隔Ｐが12.75mmの場合でも突合せ管１１，
１２の溶接を容易に行なうことができる。これに
対して、従来の自動溶接装置では、間隔Ｐが20.5
mm以上ないと突合せ管の溶接ができないというこ
とが調査結果により判明している。なお、開先案
内ローラ９は、管１１，１２の両方の開先面１０
に係合するようにしてもよい。

またアルゴンガスは、アルゴンガス通路４を通
つて開先面１０に供給されるので、別途複雑な配
管が不要となり、かつ適確なアルゴンガスの供給
を行なうことができる。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば支持体に回転可
能に支持された回転体とガスケースとが管全周を
包囲する円筒状に形成されているので回転体とガ
スケースとの剛性は高くなり、従つて溶接ヘツド
を支持する回転体とガスケースとの肉厚を薄く形
成できるので、隣接する管相互の間隔が狭くても
突合せ管の溶接を確実にすることができる結果、
作業能率が向上して生産性が大幅に改善される
他、アルゴンガスの供給が支持体とスハーブとに
設けたアルゴンガス通路と、管の全周を包囲する
回転体とガスケースとの間に形成された狭い間〓
を通じて、遺漏なく溶接線を含めて管全周に亘つ
て供給されるので、溶接部分へのアルゴンガス供
給を確実にすることができると共に、アルゴンガ
スが管全周に行き亘ることにより、溶接による管
の加熱も防止でき、従つて溶接の品質の向上を実
現する。この様にして本発明による溶接装置を管
相互の間隔が狭い管列の突合せ溶接に用いること
は、従来この種の狭い管列の突合せ溶接には熟練
を必要としていたにも拘らず、未熟練者でも品質
の高い溶接を効率よく実施可能としている。

【図面の簡単な説明】

第１図は突合せ管に装着した自動溶接装置の縦
断面図、第２図は第１図に示すものの平面図、第
３図は第１図の−矢視横断面図、第４図は第
３図の−矢視縦断面図、第５図は第１図のＶ
−Ｖ矢視横断面図、第６図は開先案内ローラと
開先面との相互関係を示す縦断面図である。 １…自動溶接装置、３…支持体、４…アルゴン
ガス通路、５…回転体、８…溶接ヘツド、９…開
先案内ローラ、１０…開先面、１１，１２…突合
せ管、Ｘ−Ｘ…溶接線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接すべき突合せ管の一方の管の全周にスリ
   ーブを介して固定される支持体と、該支持体を固
   定する管全周を包囲し、前記スリーブに回転可能
   に取付けられる中空円筒状の回転体と、前記支持
   体に設けられて、該回転体を回転駆動する駆動装
   置と、前記回転体に固定され溶接線を越えて前記
   管の全周を間隔を開けて包囲するガスケースと該
   ガスケースに装着された溶接ヘツドと、該溶接ヘ
   ツドに支承され前記突合せ管の開先面に係合する
   開先案内ローラと、前記支持体と前記スリーブと
   に設けられ、前記開先面へアルゴンガスを供給す
   るためのアルゴンガス通路とを備え、該アルゴン
   ガス通路が、管と管全周を包囲する回転体及びガ
   スケースとの間に連通してアルゴンガスを前記開
   先面全周に供給することを特徴とする自動溶接装
   置。