JPH1034330A - 管と管の溶接構造物およびその作製方法 - Google Patents
管と管の溶接構造物およびその作製方法Info
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- JPH1034330A JPH1034330A JP19602096A JP19602096A JPH1034330A JP H1034330 A JPH1034330 A JP H1034330A JP 19602096 A JP19602096 A JP 19602096A JP 19602096 A JP19602096 A JP 19602096A JP H1034330 A JPH1034330 A JP H1034330A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来は高価な多軸制御のマニピュレータを用
い、また溶着金属の量および冶金的品質についての配慮
は全くなかった。本発明は管と管の溶接において、簡易
に施工することができ、かつ溶着金属量を少なくして溶
接部の品質の向上をはかり信頼性の高い溶接構造物およ
びその作製方法を提供する。 【解決手段】主管および枝管の各々溶接開先の全周で、
溶接開先面が枝管の管軸に垂直な線を含み、開先の深さ
を枝管の肉厚と等しくした３次元形状の開先面を加工
し、この開先面に対し狭開先溶接法で接合する。開先面
が板厚方向と平行な狭開先で、開先深さが接合部の全周
において枝管の板厚に等しいから、従来の開先面が板厚
方向に傾斜している場合よりも少ない量の溶接金属で接
合できる。また、溶接トーチの方向を常に枝管の管軸と
直角の方向で固定して溶接できるので２軸制御の簡易で
安価なマニピュレータで自動溶接が可能となる。
い、また溶着金属の量および冶金的品質についての配慮
は全くなかった。本発明は管と管の溶接において、簡易
に施工することができ、かつ溶着金属量を少なくして溶
接部の品質の向上をはかり信頼性の高い溶接構造物およ
びその作製方法を提供する。 【解決手段】主管および枝管の各々溶接開先の全周で、
溶接開先面が枝管の管軸に垂直な線を含み、開先の深さ
を枝管の肉厚と等しくした３次元形状の開先面を加工
し、この開先面に対し狭開先溶接法で接合する。開先面
が板厚方向と平行な狭開先で、開先深さが接合部の全周
において枝管の板厚に等しいから、従来の開先面が板厚
方向に傾斜している場合よりも少ない量の溶接金属で接
合できる。また、溶接トーチの方向を常に枝管の管軸と
直角の方向で固定して溶接できるので２軸制御の簡易で
安価なマニピュレータで自動溶接が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料からなる
管と管を接合するための構造に係わり、特にボイラ、化
学プラント等、高温あるいは高圧の条件下で使用される
大径厚肉管の接合に好適な管と管の溶接構造物およびそ
の作製方法に関する。
管と管を接合するための構造に係わり、特にボイラ、化
学プラント等、高温あるいは高圧の条件下で使用される
大径厚肉管の接合に好適な管と管の溶接構造物およびそ
の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電用ボイラや各種熱交換器等において
は、多数の伝熱管群および伝熱管を集合する管寄せとが
高温、高圧の条件下で使用されている。図９は、ボイラ
加熱器の管寄せ回りの構造の一例を示す。管寄せ５に
は、数十列の伝熱管６と、さらに、これらの伝熱管群か
ら集合した蒸気を後流側の機器へ移送するための連絡管
７が接合されている。これらの管と管の接合は溶接によ
って行われるが、特に管寄せ５や連絡管７は、大きなも
のでは８０〜１２０ｍｍもの厚さとなるので、これらの
厚肉大径管の溶接部は製品の品質上重要な部位となる。
近年、発電用ボイラは大型化し、また蒸気条件も高温、
高圧化しつつあるため、管の肉厚の増加、あるいは高温
強度と耐食性に優れた高Ｃｒ系高強度鋼の採用は不可欠
なものとなってきており、厚肉大径管の溶接部の信頼性
の向上はますます重要視されるようになっている。図１
０（ａ）、（ｂ）は、図９の管寄せ５に相当する主管１
と、それよりやや径の小さい枝管２（図９の連絡管７に
相当）との溶接構造を示す従来技術の一例で、最も簡単
な構造として広く一般に用いられているものである。主
管１に、枝管２の内径と等しい径の穴を加工し、また枝
管２の先端の一部を加工して開先面３′を形成し、主管
１と枝管２を直角に突合せ溶接するものである。なお、
以下に示す図において、（ａ）は主管の管軸を含み枝管
の管軸に平行な断面図を表わし、（ｂ）は枝管の管軸を
含み主管の管軸に直角な断面図を表わす。高温配管に用
いられる管材は、通常、製管後に焼きならし−焼きもど
し（あるいは焼き入れ−焼きもどし）処理を行い組織を
調整している。しかし、溶接部の溶接金属４は、凝固組
織のままの不均質な状態で使用され、また微小なブロー
ホールや介在物等の欠陥が残存する可能性もあることか
ら、強度的に弱点部位となるが、図１０（ａ）、（ｂ）
に示すような一般的な構造の場合には溶接金属４の量が
多くなる結果、溶接部の品質の信頼性には問題があっ
た。厚肉大径管の溶接方法に関しては、例えば、特開昭
６１−７０６５号公報、特公昭６２−５８８２６号公
報、特開平６−４７５３７号公報、その他、多くの提案
がなされている。しかし、これらの提案のほとんどは、
多軸制御の複雑で高価なマニピュレータを利用した溶接
作業の高度な自動化に関するものであって、上記の冶金
的な問題については全く考慮されていない。溶接金属の
量を低減するために提案された構造として、狭開先溶接
法を用いた例を、図１１（ａ）、（ｂ）に示す。これ
は、主管１と枝管２の双方に、開先角度４５°前後の３
次元形状の開先面３および開先面３′を形成し、狭開先
溶接法によって主管１と枝管２を溶接するものである。
図１１（ａ）、（ｂ）の構造では、図１０（ａ）、
（ｂ）の場合に比べて、強度的に弱点部位である溶接金
属４の量を大幅に低減できるので、溶接部の信頼性は大
きく向上する。しかし、開先形状が３次元であるため、
溶接の際に、少なくとも図１１（ａ）に示す（ロ：斜め
上下方向）、（ハ：上下方向）、（ニ：回転方向）の３
軸を制御する必要があり、高価な３軸マニピュレータ
と、その制御装置が必要であるという問題があった。
は、多数の伝熱管群および伝熱管を集合する管寄せとが
高温、高圧の条件下で使用されている。図９は、ボイラ
加熱器の管寄せ回りの構造の一例を示す。管寄せ５に
は、数十列の伝熱管６と、さらに、これらの伝熱管群か
ら集合した蒸気を後流側の機器へ移送するための連絡管
７が接合されている。これらの管と管の接合は溶接によ
って行われるが、特に管寄せ５や連絡管７は、大きなも
のでは８０〜１２０ｍｍもの厚さとなるので、これらの
厚肉大径管の溶接部は製品の品質上重要な部位となる。
近年、発電用ボイラは大型化し、また蒸気条件も高温、
高圧化しつつあるため、管の肉厚の増加、あるいは高温
強度と耐食性に優れた高Ｃｒ系高強度鋼の採用は不可欠
なものとなってきており、厚肉大径管の溶接部の信頼性
の向上はますます重要視されるようになっている。図１
０（ａ）、（ｂ）は、図９の管寄せ５に相当する主管１
と、それよりやや径の小さい枝管２（図９の連絡管７に
相当）との溶接構造を示す従来技術の一例で、最も簡単
な構造として広く一般に用いられているものである。主
管１に、枝管２の内径と等しい径の穴を加工し、また枝
管２の先端の一部を加工して開先面３′を形成し、主管
１と枝管２を直角に突合せ溶接するものである。なお、
以下に示す図において、（ａ）は主管の管軸を含み枝管
の管軸に平行な断面図を表わし、（ｂ）は枝管の管軸を
含み主管の管軸に直角な断面図を表わす。高温配管に用
いられる管材は、通常、製管後に焼きならし−焼きもど
し（あるいは焼き入れ−焼きもどし）処理を行い組織を
調整している。しかし、溶接部の溶接金属４は、凝固組
織のままの不均質な状態で使用され、また微小なブロー
ホールや介在物等の欠陥が残存する可能性もあることか
ら、強度的に弱点部位となるが、図１０（ａ）、（ｂ）
に示すような一般的な構造の場合には溶接金属４の量が
多くなる結果、溶接部の品質の信頼性には問題があっ
た。厚肉大径管の溶接方法に関しては、例えば、特開昭
６１−７０６５号公報、特公昭６２−５８８２６号公
報、特開平６−４７５３７号公報、その他、多くの提案
がなされている。しかし、これらの提案のほとんどは、
多軸制御の複雑で高価なマニピュレータを利用した溶接
作業の高度な自動化に関するものであって、上記の冶金
的な問題については全く考慮されていない。溶接金属の
量を低減するために提案された構造として、狭開先溶接
法を用いた例を、図１１（ａ）、（ｂ）に示す。これ
は、主管１と枝管２の双方に、開先角度４５°前後の３
次元形状の開先面３および開先面３′を形成し、狭開先
溶接法によって主管１と枝管２を溶接するものである。
図１１（ａ）、（ｂ）の構造では、図１０（ａ）、
（ｂ）の場合に比べて、強度的に弱点部位である溶接金
属４の量を大幅に低減できるので、溶接部の信頼性は大
きく向上する。しかし、開先形状が３次元であるため、
溶接の際に、少なくとも図１１（ａ）に示す（ロ：斜め
上下方向）、（ハ：上下方向）、（ニ：回転方向）の３
軸を制御する必要があり、高価な３軸マニピュレータ
と、その制御装置が必要であるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、高価な多軸制御のマニピュレータを利用した溶
接作業の高度な自動化に関するものであり、また溶接金
属の量および冶金的な問題については全く考慮されてい
なかった。
いては、高価な多軸制御のマニピュレータを利用した溶
接作業の高度な自動化に関するものであり、また溶接金
属の量および冶金的な問題については全く考慮されてい
なかった。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消し、管と管の溶接構造物およびその作製方法
において、簡易に溶接開先の加工と、溶接の施工を行う
ことが可能で、かつ溶接金属の量を極力少なくすること
ができ、溶接部の冶金的品質が良好で信頼性の高い管と
管の溶接構造物およびそれを作製する方法を提供するこ
とにある。
題点を解消し、管と管の溶接構造物およびその作製方法
において、簡易に溶接開先の加工と、溶接の施工を行う
ことが可能で、かつ溶接金属の量を極力少なくすること
ができ、溶接部の冶金的品質が良好で信頼性の高い管と
管の溶接構造物およびそれを作製する方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、主管と枝管により構成される溶接構造物で
あって、主管および枝管の各々溶接開先の開先面の全周
で、該開先面は枝管の管軸に垂直な線を含み、かつ溶接
開先の深さを上記枝管の肉厚と等しくした３次元形状の
開先面を形成し、該開先面に対し狭開先溶接法により接
合した管と管の溶接構造物とするものである。また、本
発明は請求項２に記載のように、請求項１に記載の管と
管の溶接構造物を作製する方法であって、枝管の内側に
溶接機を挿入し、該溶接機を枝管の管軸中心に回転しつ
つ、該枝管の管軸方向に往復移動することにより、上記
枝管の内面側から溶接を行う管と管の溶接構造物の作製
方法とするものである。また、本発明は請求項３に記載
のように、請求項１に記載の管と管の溶接構造物を作製
する方法であって、枝管の内径と等しい径の穴を主管側
に設けた後、該穴の内側に、ガス切断またはプラズマ切
断用トーチを挿入し、該トーチを枝管の管軸中心に回転
しつつ、該枝管の管軸方向に往復移動することにより、
上記穴の内側から切断加工を行い溶接開先を形成する溶
接構造物の作製方法とするものである。本発明の管と管
の溶接構造物は請求項１に記載のように、主管および枝
管の各々溶接開先の全周で、溶接開先面が枝管の管軸に
垂直な線を含み、かつ開先の深さが枝管の肉厚と等しく
なるように３次元形状に開先面を加工し、該開先面に対
し狭開先溶接法により接合を行うものである。開先面が
板厚方向と平行な狭開先で、開先深さが接合部の全周に
おいて枝管の板厚に等しいことから、従来の開先面が板
厚方向に対して傾斜している構造よりも少ない溶着金属
量で、冶金的に品質の良い溶接部を有する信頼性の高い
管と管の溶接構造物を実現できる効果がある。また、請
求項２に記載のように、溶接トーチの方向が常に枝管の
管軸と直角な方向で固定して溶接できるので、上記請求
項１の共通の効果に加え、簡易で安価な２軸制御のマニ
ピュレータを用いて容易に自動溶接が施工できる効果が
ある。また、請求項３に記載のように、本発明は溶接開
先形状（構造）自体を従来にない新規な形状となし、２
軸制御の簡易で安価なマニピュレータを用いて容易に開
先加工を行うことができ、請求項１の共通の効果と同様
に、狭開先溶接方法により溶接金属（溶着金属）の量を
最小限に抑制することができ、冶金的な品質の向上と信
頼性の高い溶接構造物が得られる効果がある。
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、主管と枝管により構成される溶接構造物で
あって、主管および枝管の各々溶接開先の開先面の全周
で、該開先面は枝管の管軸に垂直な線を含み、かつ溶接
開先の深さを上記枝管の肉厚と等しくした３次元形状の
開先面を形成し、該開先面に対し狭開先溶接法により接
合した管と管の溶接構造物とするものである。また、本
発明は請求項２に記載のように、請求項１に記載の管と
管の溶接構造物を作製する方法であって、枝管の内側に
溶接機を挿入し、該溶接機を枝管の管軸中心に回転しつ
つ、該枝管の管軸方向に往復移動することにより、上記
枝管の内面側から溶接を行う管と管の溶接構造物の作製
方法とするものである。また、本発明は請求項３に記載
のように、請求項１に記載の管と管の溶接構造物を作製
する方法であって、枝管の内径と等しい径の穴を主管側
に設けた後、該穴の内側に、ガス切断またはプラズマ切
断用トーチを挿入し、該トーチを枝管の管軸中心に回転
しつつ、該枝管の管軸方向に往復移動することにより、
上記穴の内側から切断加工を行い溶接開先を形成する溶
接構造物の作製方法とするものである。本発明の管と管
の溶接構造物は請求項１に記載のように、主管および枝
管の各々溶接開先の全周で、溶接開先面が枝管の管軸に
垂直な線を含み、かつ開先の深さが枝管の肉厚と等しく
なるように３次元形状に開先面を加工し、該開先面に対
し狭開先溶接法により接合を行うものである。開先面が
板厚方向と平行な狭開先で、開先深さが接合部の全周に
おいて枝管の板厚に等しいことから、従来の開先面が板
厚方向に対して傾斜している構造よりも少ない溶着金属
量で、冶金的に品質の良い溶接部を有する信頼性の高い
管と管の溶接構造物を実現できる効果がある。また、請
求項２に記載のように、溶接トーチの方向が常に枝管の
管軸と直角な方向で固定して溶接できるので、上記請求
項１の共通の効果に加え、簡易で安価な２軸制御のマニ
ピュレータを用いて容易に自動溶接が施工できる効果が
ある。また、請求項３に記載のように、本発明は溶接開
先形状（構造）自体を従来にない新規な形状となし、２
軸制御の簡易で安価なマニピュレータを用いて容易に開
先加工を行うことができ、請求項１の共通の効果と同様
に、狭開先溶接方法により溶接金属（溶着金属）の量を
最小限に抑制することができ、冶金的な品質の向上と信
頼性の高い溶接構造物が得られる効果がある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の一例
を挙げ、図面を用いて具体的に説明する。 〈実施の形態１〉図１は本発明の溶接開先の基本形状を
示すもので、まず主管側の溶接開先の形状と、その加工
方法について説明する。主管１の外面に、枝管２の内径
と等しい径の穴をあけ、枝管の管軸１２の方向から枝管
２の外径に等しい円形状を、主管１の開口部に投影し
て、その形状を曲線Ｄとする。次に、常に枝管の管軸１
２に対して直角な直線、例えば図１中の直線Ａ、Ｂある
いはＣを含み、かつ曲線Ｄを含むように溶接開先を加工
する。こうして得られた３次元の開先面３の深さは、常
に枝管２の肉厚に等しくなる。枝管２側の開先面３′
〔図４（ａ）、（ｂ）参照〕は、主管１側の開先面３と
ほぼ平行になるように加工する。次に、開先加工手順の
具体例について説明する。近年、ＮＣ制御の加工機械が
普及しているため、本発明の溶接開先を精度よく機械加
工することは可能であるが、本実施の形態では、そのよ
うな高価な機械を用いずに容易に加工できる方法とし
て、ガス切断による主管側の開先加工例を図２に示す。
図において、主管１の外面に、枝管２の内径と等しい径
の穴を加工した後、マニピュレータ８の先端部に取り付
けたガス切断トーチ１０によって、上記穴の周囲から開
先面を加工する。マニピュレータ８は、図２中の矢印
（ハ）〔上下方向〕および（ニ）〔回転方向〕にだけ制
御可能な２軸制御のものでよい。（ニ）方向に、ガス切
断トーチ１０を回転させつつ、（ハ）方向に往復移動さ
せて位置を調整しながらガス切断を行う。切断した後、
切断面を滑らかに研磨仕上げする必要はあるが、図１に
示した形状の開先面３を容易に加工することができる。
枝管２側の開先面３′の加工は、図３に示すように、主
管１側と同様の方法で加工することができる。このよう
にして、それぞれの開先面を加工した主管１と枝管２の
形状を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図２および図３で開
示した溶接開先の加工方法は、ボイラ等の配管材として
多く使用されている炭素鋼やフェライト系低合金鋼のほ
とんどの材料に対して適用できるものである。ただし、
近年、多く使用されるようになった９〜１２％Ｃｒ系フ
ェライト鋼に対しては、切断面に生成するＣｒ酸化物の
ためにガス切断を適用することが困難である。このよう
な材料に対しては、プラズマ切断法を用いることによ
り、ガス切断の場合と同様の効果が得られる。このプラ
ズマ切断法の実施方法は、上記図２および図３と同様
で、ガス切断トーチ１０の代わりに、プラズマ切断トー
チを取り付ければよい。次に、溶接の施工方法について
説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、主管１と枝管２を、
溶接するために組み合わせた状態を示す。本実施の形態
では、狭開先溶接用のＭＩＧ溶接機９を、マニピュレー
タ８の先端部に取り付け使用している。図１に説明した
ように、開先面は、常に枝管の管軸１２に対して直角
に、溶接機のトーチ角度を固定することができるため、
マニピュレータ８は、開先加工に用いたものと同様に、
図中の矢印（ハ）および（ニ）の２軸方向だけに制御で
きる機能を有するものでよい。溶接機９のトーチを開先
の間に挿入し、枝管２の外周に沿って回転させつつ
（ハ）方向に位置を調整しながら溶接を行う。溶接機９
のトーチの挿入深さは、周回ごとに手動で調整すればよ
い。狭開先溶接法の形式は、特に限定されるものではな
いが、ＭＩＧ溶接法やＴＩＧ溶接法等の従来技術におい
て使用されているものでよい。ただし、９〜１２％Ｃｒ
系の新しい高強度鋼に対しては、ＭＩＧ溶接法では溶接
金属の表面にＣｒ酸化物の皮膜が形成されて溶接作業性
が悪くなるので、ＴＩＧ溶接法を用いるのが好ましい。
図６は、主管１と枝管２を溶接するために組み合わせた
状態、および溶接された後の状態を拡大して示したもの
である。図に示すように、本実施の形態では、接合部の
全周にわたって開先の深さＷが枝管２の板厚に等しいた
め、溶接金属４の量は最少となり、図１１で示した従来
の開先面が枝管の板厚方向に対して傾斜している溶接構
造に比べ、溶接金属４の量を著しく少なくすることがで
きる。
を挙げ、図面を用いて具体的に説明する。 〈実施の形態１〉図１は本発明の溶接開先の基本形状を
示すもので、まず主管側の溶接開先の形状と、その加工
方法について説明する。主管１の外面に、枝管２の内径
と等しい径の穴をあけ、枝管の管軸１２の方向から枝管
２の外径に等しい円形状を、主管１の開口部に投影し
て、その形状を曲線Ｄとする。次に、常に枝管の管軸１
２に対して直角な直線、例えば図１中の直線Ａ、Ｂある
いはＣを含み、かつ曲線Ｄを含むように溶接開先を加工
する。こうして得られた３次元の開先面３の深さは、常
に枝管２の肉厚に等しくなる。枝管２側の開先面３′
〔図４（ａ）、（ｂ）参照〕は、主管１側の開先面３と
ほぼ平行になるように加工する。次に、開先加工手順の
具体例について説明する。近年、ＮＣ制御の加工機械が
普及しているため、本発明の溶接開先を精度よく機械加
工することは可能であるが、本実施の形態では、そのよ
うな高価な機械を用いずに容易に加工できる方法とし
て、ガス切断による主管側の開先加工例を図２に示す。
図において、主管１の外面に、枝管２の内径と等しい径
の穴を加工した後、マニピュレータ８の先端部に取り付
けたガス切断トーチ１０によって、上記穴の周囲から開
先面を加工する。マニピュレータ８は、図２中の矢印
（ハ）〔上下方向〕および（ニ）〔回転方向〕にだけ制
御可能な２軸制御のものでよい。（ニ）方向に、ガス切
断トーチ１０を回転させつつ、（ハ）方向に往復移動さ
せて位置を調整しながらガス切断を行う。切断した後、
切断面を滑らかに研磨仕上げする必要はあるが、図１に
示した形状の開先面３を容易に加工することができる。
枝管２側の開先面３′の加工は、図３に示すように、主
管１側と同様の方法で加工することができる。このよう
にして、それぞれの開先面を加工した主管１と枝管２の
形状を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図２および図３で開
示した溶接開先の加工方法は、ボイラ等の配管材として
多く使用されている炭素鋼やフェライト系低合金鋼のほ
とんどの材料に対して適用できるものである。ただし、
近年、多く使用されるようになった９〜１２％Ｃｒ系フ
ェライト鋼に対しては、切断面に生成するＣｒ酸化物の
ためにガス切断を適用することが困難である。このよう
な材料に対しては、プラズマ切断法を用いることによ
り、ガス切断の場合と同様の効果が得られる。このプラ
ズマ切断法の実施方法は、上記図２および図３と同様
で、ガス切断トーチ１０の代わりに、プラズマ切断トー
チを取り付ければよい。次に、溶接の施工方法について
説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、主管１と枝管２を、
溶接するために組み合わせた状態を示す。本実施の形態
では、狭開先溶接用のＭＩＧ溶接機９を、マニピュレー
タ８の先端部に取り付け使用している。図１に説明した
ように、開先面は、常に枝管の管軸１２に対して直角
に、溶接機のトーチ角度を固定することができるため、
マニピュレータ８は、開先加工に用いたものと同様に、
図中の矢印（ハ）および（ニ）の２軸方向だけに制御で
きる機能を有するものでよい。溶接機９のトーチを開先
の間に挿入し、枝管２の外周に沿って回転させつつ
（ハ）方向に位置を調整しながら溶接を行う。溶接機９
のトーチの挿入深さは、周回ごとに手動で調整すればよ
い。狭開先溶接法の形式は、特に限定されるものではな
いが、ＭＩＧ溶接法やＴＩＧ溶接法等の従来技術におい
て使用されているものでよい。ただし、９〜１２％Ｃｒ
系の新しい高強度鋼に対しては、ＭＩＧ溶接法では溶接
金属の表面にＣｒ酸化物の皮膜が形成されて溶接作業性
が悪くなるので、ＴＩＧ溶接法を用いるのが好ましい。
図６は、主管１と枝管２を溶接するために組み合わせた
状態、および溶接された後の状態を拡大して示したもの
である。図に示すように、本実施の形態では、接合部の
全周にわたって開先の深さＷが枝管２の板厚に等しいた
め、溶接金属４の量は最少となり、図１１で示した従来
の開先面が枝管の板厚方向に対して傾斜している溶接構
造に比べ、溶接金属４の量を著しく少なくすることがで
きる。
【０００７】〈実施の形態２〉図７および図８に、本実
施の形態で例示する管と管の溶接構造物およびその作製
方法を示す。開先形状は基本的に実施の形態１と同様で
あるが、上記実施の形態１では、主管１の外側から開先
を加工して枝管２の外面側から溶接するのに対し、本実
施の形態では、主管１の内側から開先加工を行い、枝管
２の内面側から溶接する方法である。図７は、開先加工
方法を示すものである。図２の場合と同様に、主管１に
枝管２の内径と等しい穴を加工した後、この穴に、ガス
切断トーチ１０を挿入し、（ニ）方向にガス切断トーチ
１０を回転させつつ、（ハ）方向に往復移動させて位置
を調整し、主管１の内側からガス切断あるいはプラズマ
切断で開先を加工する方式である。この際、マニピュレ
ータ８の回転軸を枝管の管軸１２と一致させておけば、
トーチの先端は必ず枝管の管軸１２を中心とした同心円
上を移動するため、マニピュレータ８の位置決めは容易
に行える。穴の内径が、ガス切断トーチ１０を挿入する
のに十分大きい場合は適用可能であるが、ガス切断トー
チ１０の火炎が、主管１の切断面に対して常に直角に当
たるため作業性は良好である。図８（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は、溶接方法を示すものである。枝管２の内側に
溶接機９を挿入し、（ニ）方向に溶接機９を回転させつ
つ、（ハ）方向に往復移動させて位置を調整し、枝管１
の内面側から溶接を行う。本実施の形態では、枝管２の
内径が溶接機９の寸法に対して十分大きい場合にのみ適
用可能であるが、溶接機９の下部が主管１と接触する心
配はないので溶接作業性は優れている。特に、大径管の
溶接の場合に好適に用いられる。また、マニピュレータ
８のアームが折れ曲がっていても、（ニ）の軸心と枝管
２の軸心とを合わせておけば問題は生じない。なお、図
２、３、５、７および図８において、ガス切断用トーチ
１０あるいは溶接機９を、枝管の管軸１２中心に回転す
るマニピュレータに取り付けて回転させる例を示した
が、枝管２の内側あるいは外側にガイドレールを固定
し、これに沿って回転させてもよい。
施の形態で例示する管と管の溶接構造物およびその作製
方法を示す。開先形状は基本的に実施の形態１と同様で
あるが、上記実施の形態１では、主管１の外側から開先
を加工して枝管２の外面側から溶接するのに対し、本実
施の形態では、主管１の内側から開先加工を行い、枝管
２の内面側から溶接する方法である。図７は、開先加工
方法を示すものである。図２の場合と同様に、主管１に
枝管２の内径と等しい穴を加工した後、この穴に、ガス
切断トーチ１０を挿入し、（ニ）方向にガス切断トーチ
１０を回転させつつ、（ハ）方向に往復移動させて位置
を調整し、主管１の内側からガス切断あるいはプラズマ
切断で開先を加工する方式である。この際、マニピュレ
ータ８の回転軸を枝管の管軸１２と一致させておけば、
トーチの先端は必ず枝管の管軸１２を中心とした同心円
上を移動するため、マニピュレータ８の位置決めは容易
に行える。穴の内径が、ガス切断トーチ１０を挿入する
のに十分大きい場合は適用可能であるが、ガス切断トー
チ１０の火炎が、主管１の切断面に対して常に直角に当
たるため作業性は良好である。図８（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は、溶接方法を示すものである。枝管２の内側に
溶接機９を挿入し、（ニ）方向に溶接機９を回転させつ
つ、（ハ）方向に往復移動させて位置を調整し、枝管１
の内面側から溶接を行う。本実施の形態では、枝管２の
内径が溶接機９の寸法に対して十分大きい場合にのみ適
用可能であるが、溶接機９の下部が主管１と接触する心
配はないので溶接作業性は優れている。特に、大径管の
溶接の場合に好適に用いられる。また、マニピュレータ
８のアームが折れ曲がっていても、（ニ）の軸心と枝管
２の軸心とを合わせておけば問題は生じない。なお、図
２、３、５、７および図８において、ガス切断用トーチ
１０あるいは溶接機９を、枝管の管軸１２中心に回転す
るマニピュレータに取り付けて回転させる例を示した
が、枝管２の内側あるいは外側にガイドレールを固定
し、これに沿って回転させてもよい。
【０００８】
【発明の効果】本発明の管と管の溶接構造物およびその
作製方法では、特別に複雑で高価な加工機械あるいは溶
接装置を用いることなく、従来にない新規な開先形状
（構造）として、簡易に開先加工および狭開先溶接が施
工できるので、厚肉の大径管の接合に対して溶着金属の
量を最小限に抑制することができ、溶接部の冶金的品質
および信頼性を著しく向上することができる。また、溶
接工数が低減でき、工業的および経済的に顕著な効果が
得られる。
作製方法では、特別に複雑で高価な加工機械あるいは溶
接装置を用いることなく、従来にない新規な開先形状
（構造）として、簡易に開先加工および狭開先溶接が施
工できるので、厚肉の大径管の接合に対して溶着金属の
量を最小限に抑制することができ、溶接部の冶金的品質
および信頼性を著しく向上することができる。また、溶
接工数が低減でき、工業的および経済的に顕著な効果が
得られる。
【図１】本発明の実施の形態１で例示した溶接開先の基
本的な形状を示す模式図。
本的な形状を示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態１で例示した主管側の溶接
開先の加工方法を示す模式図。
開先の加工方法を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態１で例示した枝管側の溶接
開先の加工方法を示す模式図。
開先の加工方法を示す模式図。
【図４】本発明の実施の形態１で例示した主管と枝管の
溶接開先の形状を示す模式図。
溶接開先の形状を示す模式図。
【図５】本発明の実施の形態１で例示した主管と枝管の
溶接方法を示す模式図。
溶接方法を示す模式図。
【図６】本発明の実施の形態１で例示した主管と枝管の
接合状態を示す模式図。
接合状態を示す模式図。
【図７】本発明の実施の形態２で例示した主管側の溶接
開先の加工方法を示す模式図。
開先の加工方法を示す模式図。
【図８】本発明の実施の形態２で例示した主管と枝管の
溶接方法を示す模式図。
溶接方法を示す模式図。
【図９】従来の伝熱管群の管寄せ構造を示す模式図。
【図１０】従来の主管と枝管の接合状態を示す模式図。
【図１１】従来の主管と枝管の他の接合状態を示す模式
図。
図。
１…主管 ２…枝管 ３…開先面 ３′…開先面 ４…溶接金属 ５…管寄せ ６…伝熱管 ７…連絡管 ８…マニピュレータ ９…溶接機 １０…ガス切断トーチ １１…溶接ワイヤ １２…枝管の管軸 １３…（ニ）の回転軸 １４…溶接機の先端の軌跡 Ｗ…溶接開先の深さ （ニ）…回転方向 （ハ）…上下方向 （ロ）…斜め上下方向 Ａ…線分 Ｂ…線分 Ｃ…線分 Ｄ…曲線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 10/00 ５０１ Ｂ２３Ｋ 10/00 ５０１Ａ 31/00 31/00 Ｐ 33/00 33/00 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】主管と枝管により構成される溶接構造物で
あって、主管および枝管の各々溶接開先の開先面の全周
で、該開先面は枝管の管軸に垂直な線を含み、かつ溶接
開先の深さを上記枝管の肉厚と等しくした３次元形状の
開先面を形成し、該開先面に対し狭開先溶接法により接
合してなることを特徴とする管と管の溶接構造物。 - 【請求項２】請求項１に記載の管と管の溶接構造物を作
製する方法であって、枝管の内側に溶接機を挿入し、該
溶接機を枝管の管軸中心に回転しつつ、該枝管の管軸方
向に往復移動することにより、上記枝管の内面側から溶
接を行うことを特徴とする管と管の溶接構造物の作製方
法。 - 【請求項３】請求項１に記載の管と管の溶接構造物を作
製する方法であって、枝管の内径と等しい径の穴を主管
側に設けた後、該穴の内側に、ガス切断またはプラズマ
切断用トーチを挿入し、該トーチを枝管の管軸中心に回
転しつつ、該枝管の管軸方向に往復移動することによ
り、上記穴の内側から切断加工を行い溶接開先を形成す
ることを特徴とする管と管の溶接構造物の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19602096A JPH1034330A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 管と管の溶接構造物およびその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19602096A JPH1034330A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 管と管の溶接構造物およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1034330A true JPH1034330A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16350893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19602096A Pending JPH1034330A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 管と管の溶接構造物およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1034330A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100391676C (zh) * | 2005-02-22 | 2008-06-04 | 大连新船重工有限责任公司 | 半潜式平台复杂k型节点焊接工艺方法 |
| JP2009034696A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れた突合せ溶接継手およびその製造方法 |
| CN102500878A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-06-20 | 渤海造船厂集团有限公司 | 核电主管道与支管全熔透角焊缝自动钨极氩弧焊焊接方法 |
| CN104384660A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-03-04 | 郑州煤矿机械集团股份有限公司 | 液压支架用导杆端部长槽的加工方法 |
| CN109015050A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-18 | 南京奥特电气股份有限公司 | 一种坡口加工工艺 |
| CN115582674A (zh) * | 2022-09-05 | 2023-01-10 | 中建钢构工程有限公司 | 钢结构节点的施工方法及钢结构节点 |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP19602096A patent/JPH1034330A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100391676C (zh) * | 2005-02-22 | 2008-06-04 | 大连新船重工有限责任公司 | 半潜式平台复杂k型节点焊接工艺方法 |
| JP2009034696A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れた突合せ溶接継手およびその製造方法 |
| CN102500878A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-06-20 | 渤海造船厂集团有限公司 | 核电主管道与支管全熔透角焊缝自动钨极氩弧焊焊接方法 |
| CN102500878B (zh) * | 2011-10-20 | 2016-06-22 | 渤海造船厂集团有限公司 | 核电主管道与支管全熔透角焊缝自动钨极氩弧焊焊接方法 |
| CN104384660A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-03-04 | 郑州煤矿机械集团股份有限公司 | 液压支架用导杆端部长槽的加工方法 |
| CN109015050A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-18 | 南京奥特电气股份有限公司 | 一种坡口加工工艺 |
| CN115582674A (zh) * | 2022-09-05 | 2023-01-10 | 中建钢构工程有限公司 | 钢结构节点的施工方法及钢结构节点 |
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