JPH0718412Y2 - 鋼管に於けるスパイラルリブの溶接装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、鋼管に於けるスパイラルリブの溶接装置に関
する。

「従来の技術」 所謂ドリル鋼管杭，合成鋼管に於ける外套管等の如く鋼
管の内面，外面または内外面等の表面の全長若しくは一
部に円形，矩形もしくは類似の小断面の線状鋼からなる
リブをスパイラル状に付設したものを製造する手段とし
ては、予めスパイラル状に成形したリブを既製鋼管に後
加工でフレア溶接する方法が妥当である。

かかる鋼管の内・外面にはスパイラル状のリブを接合す
る方法としては、鋼管素管に予め螺旋状に成形しておい
たリブを内挿または外挿し、鋼管を回転させながら管軸
方向に溶接トーチを相対的に移動させ、リブと鋼管をフ
レア溶接によって接合する方法、すなわち、予め内面ま
たは外面にスパイラル状リブを装着した鋼管をターニン
グローラーを用いて回転させ、同時に（１ピッチ/1回
転）分だけ管軸方向に溶接トーチと鋼管が一定速度で相
対的に移動するようにして管底位置でリブと鋼管をフレ
ア溶接する。管軸方向の移動はターニングローラーを走
行台車上に乗せて鋼管を移動させても、アームに固定し
た溶接トーチを移動させても良い。

叙上方法が最も簡便で安価であり合理的であり、これに
適した溶接装置を、出願人は特願昭63-62700号にて提案
している。

「考案が解決しようとする課題」 しかるに、叙上の溶接装置に於ける溶接トーチは、取付
基枠に対して固定のねらい位置を一定に設定してなるも
のであるので、鋼管に内・外挿されるリブが何ら位置決
めされずに単に、遊嵌されたもので、これを正確ピッチ
のもとに位置決めしていこうとする場合若しくは、仮仕
上げで正確なピッチのもとに位置決めされている場合に
適する。

しかし、このようにリブが鋼管に対して遊嵌していて、
これを溶接に先行して位置決め矯正しなければならない
のでは、溶接能率が低下すると共に大なる拘束力を要し
位置決め時に於けるリブ挟持部の脱嵌を心配しなければ
ならない。

しかし、仮仕上げで正確ピッチで止めるのは非現実的で
ある。

そこで、現状では、リブは鋼管に対して適度の止着力を
もって巻付けたり、外装リブの如く仮止溶接が可能な場
合には、定間隔仮止めを施こすことや、出来るだけ端部
止着処理で、遊嵌部分は正位置にあるようスパイラル成
形することが行なわれている。

しかるに、この場合叙上装置では以下詳記の不都合が生
ずる。すなわち、リブは外径、ピッチといった成形精度
が低くまた溶接熱によって変形するためねらい位置を一
定に保つことは不可能であり、通常のねらい位置精度が
確保されている場合の溶接の要領でもって単に溶接トー
チを管軸方向に一定速度で移動させると、ねらい位置の
変動に追随し得ず美麗な溶接を行うことはできないばか
りか、無理な応力が装置に加わり故障，破損を招く。

一方、リブの溶接に関しては商品化を考慮して自動溶接
で行うことが望ましく、特に小径あるいは長尺管の内面
溶接では肉眼で溶接部を監視できず、また管内で発生す
る大量のヒュームや管内の小空間を考慮すればモニター
や微調節機構をもたない調製不要な溶接装置が要望され
ることから、溶接前のリブに対してフレキシブルな溶接
装置であることが要望される。

本考案は、叙上の事情に鑑みなされたもので、溶接トー
チがリブの位置ずれに対応してスライドし得て、リブの
位置に自動的に追随し得る溶接装置を提供することを目
的としている。

「課題を解決するための手段」 上記目的を構成するために、本考案における装置は、予
めスパイラル状に成形したリブを既製鋼管に溶接する溶
接装置であって、固定基台に管軸方向にスライドのアジ
ャスト機構を介して、装着される取付基枠に、加圧機構
を付属させた先端にスパイラルリブの上、両側面を押さ
える３点のガイドロールを有する垂下脚を設けると共に
当該ガイドロールのスパイラル軌跡所定後方に指向させ
て溶接トーチを持ち出してなる装置を組付けたのであ
る。

「作用」 リブを挟持するガイドロールは、アジャスト機構により
位置ずれの状態にあるリブに追随し、無理な応力を一切
生じさせないと共に美麗な溶接を確実にもたらす。

「実施例」 実施について図面を参照して説明する。

第１図ａ〜ｃは溶接トーチの図示を省略して示した三点
のガイドロール部の正面図、ａ図中の矢視A,B,C部図,b
図中矢視Ｄ図、第２図ａ〜ｄは溶接トーチを組付けた３
点のガイドロール部の正面図,a図中矢視ｂ図,a図中矢視
ｃ図,c図中矢視ｄ−ｄ図、第３図a,bは内面スパイラル
リブの場合の実施態様図，要部詳示図、第４図は外面ス
パイラルリブの場合の実施態様図である。

第１図において、図中１は水平方向のぶれや円周方向の
ねじれを起こさないだけの剛性をもった片持梁状の固定
基台23に鋼管６の管軸方向についてスライドするアジャ
スト機構24を介して装着されるところの取付基枠で、以
下紹介の各構成部の設置に好適なるよう設計されるもの
である。２は取付基枠１より垂下設される先端にスパイ
ラルリブ９の上，両側面を押える三点のガイドロール3
a,3b,3cを有する垂下脚で、当該ガイドロール3a,3b,3c
のガイド軌跡はスパイラル軌跡に合わせて所定角度首振
りされている。

取付枠１の垂下脚２の対照部位（上側）には取付枠１の
安定上必要に応じて下方向付勢用の加圧機構が付属して
設けられるもので、図示例にあっては、垂下脚２の先方
に垂下脚２を含めて等角間隔でエアシリンダー4a,5aを
有する突っ張り脚4,5が配設されている。

尚、図は内面スパイラルリブの場合で当該突っ張り脚4,
5を回転する鋼管６内面に対して押し当てるので、脚4,5
先端には転動ローラー7,8が取付けられている。

当該転動ローラー7,8はＣ図に示される如く前記ガイド
ロール3a,3b,3cと同じくスパイラル軌跡に合わせて所定
角首振り可能にする。

しかして、スパイラルリブ９を挟持する機構が提供され
る。

当該挟持機構は、上述の如く、固定基台23にアジャスト
機構24を介して取付いているので、付加力を受けて自在
に管軸方向についてスライド変位し得る。

つまり、リブ９の止着位置に追随する。

叙上挟持されたスパイラルリブ９は直ちに溶接されるも
ので、第２図に示される如くその溶接トーチ10は該ガイ
ドロール3a〜ｃの後方のスパイラル軌跡上に指向させて
取付基枠１より持ち出し配設される。

すなわち、トーチ角調製部10aはトーチ水平微調整部10b
並びにトーチ上下微調整部10c等を介して取付基枠１よ
り持ち出し配設されている。

しかして、固定されてスパイラルリブ９を装着した鋼管
６を回転させつつ移動させて供給を受けることにより、
未溶着のスパイラルリブ９を順次溶着処理していくこと
の出来る装置11が提供される。

内面スパイラルリブの場合にあっては、第３図に示す如
く、叙上装置11は鋼管６内に挿入されねばならない。す
なわち、基台12の柱部12aから水平に持ち出しされた片
持ち梁体13の先端に装置11は設置され、他方、スパイラ
ルリブ９を内装遊着し、その基端のみを人手にて溶着さ
せて仮止め等にてリブ装着した鋼管６は該基台12のレー
ル部12b上を走行する走行台車14上に搭載のターニング
ローラー15に横置きされる。

鋼管６の先端は回転機構16にキャッチ17されてモーター
18よりの回転伝道を受ける。

走行台車14の所定速度の走行により装置11はスパイラル
リブ９を溶着させていくことで自動機械溶接を完了す
る。

図中19,20,21はコンプレッサー，溶接電源，溶接ワイヤ
ードラムを叙上装置11を人が入ることの出来ない程の小
口径鋼管に挿入し得るサイズに設計し得るのは容易なこ
とは断わるまでもなく、実際に、作業者が中に入ること
の不可能な外径250〜450φ，肉厚６〜9mm,長さ3mの鋼管
に対して太さ13φ，ピッチ300mmのスパイラル条鋼をフ
レアのサイズ6mm（片側のみ）にて実施したところ完璧
に仕上った。

尚、片持ち梁体13に代えて、両持ち梁体としてもよい。

外面スパイラルリブの場合にあっては、第４図に示す如
く、装置11は鋼管６の外上面に対して設置されねばなら
ない。

すなわち、鋼管６を貫通させるべく中ぐり枠体で構成さ
れる基台22の当該中ぐり部22aの上部に管軸方向にスラ
イドするアジャスト機構24を介して装置11は装着され
る。

一方、鋼管６については前図の場合と異なりスパイラル
リブ９は外装遊着され、端部を人手で固定される等にて
装着された後、装置11に対して組付けされ、前図と同様
の要領にて溶接加工が施こされる。

尚、この場合には下方向付勢用の加圧機構には既述の移
動体当接のために必要となった転動ローラー7,8は必設
ではなくなる。

「考案の効果」 リブのピッチは多少変化したがガイドロールとアジャス
ターの相乗効果により溶接トーチはリブの位置に追随
し、また横方向や円周方向のぶれもなく健全なフレア溶
接が行える。

叙上仕上りピッチの不正確さは製品上何んら差し支えを
生じるものでない。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃは溶接トーチの図示を省略して示した三点
のガイドロール部の正面図,a図中の矢視A,B,C表現図,b
図中矢視Ｄ図、第２図ａ〜ｄは溶接トーチを組付けた３
点のガイドロール部の正面図,a図中矢視ｂ図,a図中矢視
ｃ図、ｃ図中矢視ｄ−ｄ図、第３図a,bは内面スパイラ
ルリブの場合の実施態様図，要部詳示図、第４図は外面
スパイラルリブの場合の実施態様図である。 １……取付基枠、２……垂下脚、3a,3b,3c……ガイドロ
ール、４……突っ張り脚、4a……エアシリンダー、５…
…突っ張り脚、5a……エアシリンダー、６……鋼管、７
……転動ローラー、８……転動ローラ、９……スパイラ
ルリブ、10……溶接トーチ、10a……トーチ角調整部、1
0b……トーチ水平微調整部、10c……トーチ上下微調整
部、11……装置、12……基台、12a……柱部、12b……レ
ール部、13……片持ち梁体、14……走行台車、15……タ
ーニングローラー、16……回転機構、17……キャッチ、
18……モーター、19……コンプレッサー、20……溶接電
源、21……溶接ワイヤードラム、22……基台、22a……
中ぐり部、23……固定基台、24……アジャスト機構。

フロントページの続き (72)考案者 館野 次郎 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社東京本社内 (56)参考文献 特開 昭60−87979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−95719（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−140012（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】予めスパイラル状に成形したリブを既製鋼
   管に溶接する溶接装置であって、固定基台に管軸方向に
   スライドのアジャスト機構を介して、装着される取付基
   枠に、加圧機構を付属させた先端にスパイラルリブの
   上、両側面を押さえる３点のガイドロールを有する垂下
   脚を設けると共に当該ガイドロールのスパイラル軌跡所
   定後方に指向させて溶接トーチを持ち出してなる装置を
   組付けてなることを特徴とする鋼管に於けるスパイラル
   リブの溶接装置。