JPH0613158B2 - 全姿勢配管自動溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は発電用ボイラ、化学装置等の大型の配管を狭
開先でかつ自動溶接する装置の構造に関する。

＜従来の技術及びその問題点＞ 従来大径の管の接続については、工場においては溶接装
置を固定して位置させ大径の直管を回転させて突合せ溶
接していた。しかし一旦その管を曲管にすると突合せ溶
接しようとする直管部を回転させようとすると他端の屈
曲部は所謂「振り廻し」となり、直管部をしつかり保持
したとしても管の回転位置に応じた曲管部重量による不
均衡で保持部に掛る力は変化し、溶接速度の制御におい
て好ましくない事態を生ずる。一方曲管の振り廻しの空
間が必要となり安全と工場スペースに無駄を生ずる。そ
のため曲管を架台の上に置き熟練した溶接作業者が上
進、下進の手溶接を繰かえすことゝなり開先幅10mm級の
狭開先溶接は行なうことができず、作業工程の遅れ、加
工費用の増大といつた問題を生ずる。

また発電用等の大型ボイラまたは化学装置においては大
径の管の数も多く、かつ突合せ溶接個所も配管について
は莫大な数となる。またこのような溶接は現地の高所で
かつ足場も不充分な環境で行なわねばならず、安全と良
質な溶接部を得る上からも大径管の狭開先自動溶接の実
現は強く要望された処である。これはひとり現地溶接の
みならず工場における配管の部分組立についても、この
種の大径管の狭開先自動溶接の実用化は同様に強く要望
される処である。しかし従来このような装置は全く提供
されていなかつた。

＜本発明の目的＞ この発明は上記の様な要望にもとづきされたもので、大
径管を完全に狭開先の自動溶接で突合せ接続できる装置
を提供することを目的とする。

＜手段の概要＞ 要するにこの発明は、大径配管の自動溶接を、走行自動
溶接装置と牽引台車を直径方向に対向して位置させ、こ
の直径に直交する直径方向に対向して転動部材を配置
し、これ等を鎖で接続した大径管の自動溶接装置におい
て、該自動溶接装置を波状形成ワイヤを使用する開先中
心検出手段付き狭開先溶接装置とし、該牽引台車は前記
自動溶接装置と重量を等しくする開先中心検出手段付き
台車とし、前記２つの転動部材は重量を等しくし、かつ
前記接続用の鎖を前記大径管外面に接触させぬ張力を該
鎖に付与するテンション台車であることを特徴とする全
姿勢配管自動溶接装置である。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面により説明する。

第４図は本発明の構成要素である走行自動溶接装置の斜
視図である。図示のものは厚平鋼板上を走行するように
構成されたもので、配管用として設計をする前段として
の作動確認の装置としても機能したものである。符号１
に示すリール架台装置は溶接用の線材のリールを含み、
かつこの線材を波状に形成して狭開先溶接を可能ならし
める装置の動力源としての圧縮空気を供給する装置であ
る。走行自動溶接装置３に送られた溶接線材（以下単に
線材と称す）２はローラ装置５を経由し線材を波状に形
成する第３図に示す空気圧型波状形成装置４（特願昭59
−167299）に供給する。線材２は空気圧シリンダ４ａに
接続する線材の送りローラ組４ｂの往復動と固定位置す
るローラ組４ｃ．上端の線材入口４ｅと関連において波
状に形成され、それが弾性的に波形を保持する状態で溶
接ノズル４ｄの通路内に供給され、その下端より突出す
るとき線材の弾性により図示の如く左右に揺動するアー
クを形成し狭開先溶接を可能とするものである。符号６
は溶接ノズルの上下方向への送り装置である。符号７は
操作盤内に設けるタイマー装置でリール架第装置１内の
圧力空気用の電磁弁（図示せず）を制御するものであ
る。

第２図は本発明の実施にかゝる走行自動溶接装置９の部
分断面図で線材の送りローラ組４ｃを駆動する装置のう
ち減速装置８が示されている。符号10は溶接ノズル４ｄ
を含む装置の上下送り機構である。開先幅方向の溶接ノ
ズル調節装置は図示されていない。符号11は走行自動溶
接装置９の開先中心検出手段の一例としての弾性型案内
ローラ装置で装置が鎖接続されている状態で車軸12に着
脱可能に設けられている。

第１図はこの発明にかゝる装置を、大径管を突合せ狭開
昭溶接するために、大径管13に取付けした状態を示す。
牽引台車15は大径管13の軸心14に装置９と対称の位置に
位置し、その重量は走行自動溶接装置９とほぼ等しくし
て平衡するようになつている。この走行自動溶接装置９
と牽引台車15とを単純に鎖16で接続するときは鎖16は大
径管外面と接触することゝなり、大径管外面を傷つける
のみならず、牽引台車の駆動力を大きいものにしてしま
う。

このため鎖16が大径管外周面に接触しないように鎖に張
力を与えるテンション台車17が２台大径管軸心について
対向するように設けられ、かつその重量を等しいものと
し本発明の装置の回転移動の抵抗即ち駆動動力が小とな
るようにしている。

テンション台車17には発条力等を利用した装置を設け管
外径の若干の変化を吸収しかつ装置が円滑に回転移動し
良好な溶接部が得られるように形成してある。

なおアークの前後に供給されるビード形状を整形し溶け
込みを良くする不活性ガスの量は制御され、上進、下進
溶接時のビード形成を好適にするようにしている。（特
願昭53−49220）なお溶接速度、溶接装置への供給電
圧、線材の送り速度、不活性ガスのアークについての前
後の供給量の調節は溶接装置即ちアークの位置が被溶接
配管について外周のどの辺に位置するか、また上進溶接
か下進溶接かによりその調節をすることが必要であり、
これらは被溶接配管に対する走行自動溶接装置（アー
ク）の位置と進行方向を信号として定められるものであ
る。これらの制御因子は図示しない制御箱内の記憶装置
にインプツトされ、その記憶装置の指令信号により前記
の諸条件の数値については制御機構を通じ指令されるも
のである。

なおこれらの装置は発電用ボイラ等の大型の装置では地
上10数ｍ乃至数十ｍの処で行なわれるので取扱いはその
単位部材の重量が人力で容易にするものの集合で装置が
構成される必要がある。従つて走行自動溶接装置や牽引
台車の架台台車は重いものとなるが少くとも１個20kg以
下にする必要がある。他の部品についても同様の理由で
一組20kg以下にせねばならない。

また、鎖接続を行う前に装置の台車は配管に容易に取付
き脱落しないようにする必要があり車輪をマグネツトで
形成して大径管に取付かせ台車が鎖接続で一体とされた
のち他の部材を取付け組立てゝ行くようにするとよい。

＜効果＞ この発明を実施することにより、従来試みられなかつた
大径配管自動溶接が工場においても現地の工事現場にお
いても完全に自動的に行なわれ狭開先で溶接することよ
りもして材料、費用はいちぢるしく少なくなり、作業員
も装置セツト後は他の仕事にかかつたり、一人で数台の
装置を監視することができ、かつ安全な作業ができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す装置と溶接接続される
大径管との関連における装置の正面図、第２図は走行自
動溶接装置の部分断面側面図、第３図は空気圧型波状形
成装置の一例を示す正面図、第４図は厚鋼板の溶接に使
用される走行自動溶接装置とリール架台装置の斜視図で
ある。 １……リール架台装置、１６……鎖 ２……溶接線材 ３，９……走行自動溶接装置 １１……弾性型案内ローラ装置 １３……大径管、１７……テンション台車 １５……牽引台車

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大径配管の自動溶接を、走行自動溶接装置
   と牽引台車を直径方向に対向して位置させ、この直径に
   直交する直径方向に対向して転動部材を配置し、これ等
   を鎖で接続した大径管の自動溶接装置において、該自動
   溶接装置を波状形成ワイヤを使用する開先中心検出手段
   付き狭開先溶接装置とし、該牽引台車は前記自動溶接装
   置と重量を等しくする開先中心検出手段付き台車とし、
   前記２つの転動部材は重量を等しくし、かつ前記接続用
   の鎖を前記大径管外面に接触させぬ張力を該鎖に付与す
   るテンション台車であることを特徴とする全姿勢配管自
   動溶接装置。
2. 【請求項２】前記走行自動溶接装置、牽引台車、テンシ
   ョン台車の夫々を構成する部材の重量は作業員１名で運
   搬し組み立てできる重量にすることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の全姿勢配管自動溶接装置。
3. 【請求項３】前記開先中心を検出する装置をスプリング
   式開先倣い機構の装置とし、走行自動溶接装置と牽引台
   車が被溶接配管に装着したまま該開先中心を検出する装
   置を取り付け取り外しを可能とするように形成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の全姿勢配管自
   動溶接装置。
4. 【請求項４】走行自動溶接装置の台車の車輪、牽引台車
   の車輪、テンション台車の車輪をマグネットで形成した
   ことを特徴とした特許請求の範囲第１項ないし第３項か
   ら選ばれた１の請求項に記載の全姿勢配管自動溶接装
   置。