JPS5914309B2 - 管の内外面縦継溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内面用アーク溶接ヘッドと外面用アーク溶接ヘ
ッドとを搭載した走行台車を被溶接管の軸線方向に移動
させつつ、被溶接管の内面と外面を夫々縦継溶接する管
の内外面縦継溶接方法に関３０するものである。

一般に、厚鋼板を曲げて管（主に円管）を製造する場合
、被溶接管と溶接ヘッドとを相対的に長手方向（管の軸
線方向）に移動させつつ、管の内面および外面を縦継溶
接している。

この場合、溶３５接ヘッドを固定し、管を移動させるよ
うに構成すると管が長尺にもしくは大径になるにつれて
管の自重が増大するため管の移動装置が大型化するのを
避けられない。その上溶接時において溶接不良部の生成
を阻止するためには少なくとも管と溶接ヘツドとの間の
相対速度をできるだけ均一にする必要があるため、管を
移動させるようにした場合には非常に高性能な移動装置
が必要になる。管を移動させると管の移動装置の製作が
面倒で製作費用が高くなるという欠点があるため、一般
に溶接時には管を固定とし、溶接ヘツドを管の長手方向
に移動させるように構成することが多い。従来この種の
溶接方法においては、第１図ａ及びＢｌＣ示したように
、ガイドレール２の上を走行する走行台車１に装架され
た長尺ビーム３の自由端に内面用の溶接ヘツド７を支承
し、ガイドレール２′の上を走行する走行台車ｖに外面
用溶接ヘツド１５を支承している。

そして溶接を行なうには先ず内面用溶接ヘツド７を溶接
位置Ｗ１に配置された被溶接管の内側に挿入して管の内
面の縦継溶接を行なつた後、その位置で管を略１８０度
回転させて被溶接位置を最頂部に位置させ、外面用溶接
ヘツド１５により管の外面の縦継溶接を行なつている。
また従来、第２図に示したような装置を用いた内外面縦
継溶接を行なわれており、この場合は溶接位置Ｗ１で内
面用溶接ヘツド７により内面の縦継溶接を行なつた後、
溶接位置児へ管を移動させて該管を略１８０度回転させ
て被溶接位置を最頂部に位置させ、溶接ヘツド１５によ
り外面の縦継溶接を行なつている。しかしこれらの方法
では、内面溶接用及び外面溶接用の走行台車を各１台ず
つ配置する必要があるため不経済であつた。また第１図
の装置では管の搬入及び搬出方向がＸｌ，Ｘ２方向及び
Ｙ２方向に限定され、第２図の装置でも溶接位置光に対
しては管の搬入搬出方向がＸ１方向またはＸ２方向に限
定されるので管の取扱いが不便であり、特に溶接装置を
既設の建屋に配設する必要がある場合に設置が困難とな
ることがあつた。尚、第１図において外面用の走行台車
１″をＸ１方向もしくはＸ２方向に十分に退避させ、か
つ走行用レール２１を十分下方（Ｚ１方向）に配置する
ようにすれば、被溶接管を外面用走行台車ｆ側にも搬送
できるが、この場合は走行用レール２″が必要以上に長
くなる上に、走行用レールと被溶接管と管取扱装置とを
互いに干渉させないようにするための種々の配慮が必要
になつて面倒であつた。本発明の目的は、上記従来の欠
点を解消した管の内外面縦継溶接方法を提案することに
ある。

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
第３図乃至第６図は本発明の方法を実施する装置を示し
たもので、これらの図において、１はガイドレール２上
を走行する駆動源付きの走行台車で、この走行台車１に
は長尺ビーム３の一端部が担持されると共に、枠体４が
支持されている。

長尺ビーム３の自由端部の下部にはガイドロール５が軸
支されるとともに昇降自在なサポートロール６が回転可
能に支持され、また内面用の溶接ヘツド７が支承されて
いる。なお、本発明において「溶接ヘツド」とは、溶接
トーチ８と溶接トーチの位置調整装置９とを指称するも
のであるが、場合によつては溶接ワイヤ１１の送給装置
１２をも包含することもある。位置調整装置９は必要に
応じて溶接トーチの上下左右及び前後の位置調整を行な
う周知のもので、トーチの位置を上下及び左右に調整し
得るようにしたものや、トーチの位置を上下及び前後に
調整し得るようにしたもの等が用いられる。１３はガイ
ドロール５が嵌入する開先部１３１が設けられた被溶接
管で、軸線が走行台車１の移動方向と略平行となるよう
にして内面溶接位置Ｗ１に配置されている。

管１３の継手部の端部には該端部の溶接に欠陥が生じる
のを防止するため、必要に応じてタブ板１３ａが仮付け
されている。１４はガイドロール５が被溶接管１３より
外れた際に長尺ビーム３の自由端部の上下位置を位置決
めするためにサポートロール６を支持する補助台車、１
５は前記枠体４に支承された外面用の溶接ヘツドで、溶
接ヘツド１５は上下方向（Ｚ方向）に昇降自在にかつ前
後方向（Ｙ方向）に移動調整自在に支承されている。

なお、外面用の溶接ヘツド１５の溶接トーチ１６は内面
用の溶接ヘツド７の溶接トーチ８に対して被溶接管１３
の軸線と直角な方向に相当間隔１を設けて配置されてい
る。１７，１７は被溶接管１３をその中心軸線の周りに
回転させるためのターニングロールを有する回動装置で
、図示の例では、内面溶接位置Ｗ１及び外面溶接位置Ｗ
２とＷｌ，Ｗ２に隣接する中間位置Ｗ３とに配置されて
おり、中間位置Ｗ３に配置された回動装置１７，１７の
回動中心は、外面溶接位置Ｗ２にある被溶接管１３の中
心軸線と略一致するように設定されている。

また、１８，１８は被溶接管１３を軸線方向に移動させ
るために位置Ｗ２及びＷ３に配置されたコンベヤロール
を有する移送装置である。被溶接管１３は内面溶接位置
Ｗ１および外面溶接位置Ｗ２において、被溶接部が管の
中心を基準にして６時の位置（第５図参照。）および１
２時の位置（第６図参照。）となるように配置されてい
て、いずれの場合も溶接トーチを下向きにして溶接が行
なわれる。尚本明細書においては、被溶接管１３が内面
溶接位置Ｗ１にあるときに該被溶接管を第１の被溶接管
と呼び、被溶接管１３が外面溶接位置Ｗ２にあるときに
該被溶接管を第２の被溶接管と呼ぶ。次に上記装置を用
いて行なう本発明の溶接方法を説明する。先ず第３図乃
至第７図において被溶接管１３を図示しない適当な装置
により移送して、内面溶接位置Ｗ１に搬入する。その後
被溶接管１３を回動装置１７により回転させて、被溶接
部が第５図に示される如く最下部に位置するように配置
する。続いてサポートロール６を下降させて補助台車１
４に当接させることにより長尺ビーム３の自由端部を上
下方向に位置決めした後、走行台車１をＸ１方向に走行
させる。このとき補助台車１４も走行台車１と共にＸ１
方向に移動する。この補助台車１４は被溶接管１３に配
設されたタブ板１３ａに当接すると停止するが、走行台
車１は更にＸ１方向に向つて走行を続ける。尚タブ板１
３ａが省略される場合には、補助台車１４は被溶接管１
３の端部に当接して停止する。溶接トーチ８が被溶接管
１３のＸ１方向の端部に位置したときに、走行台車１の
走行を停止させ、またサポートロール６を昇動させてガ
イドロール５を被溶接管１３の開先部１３１に係合させ
る。この状態で走行台車１をＸ２方向に走行させつつ溶
接を行なうが、溶接の終了部である被溶接管１３のＸ２
方向端部で、ガイドロール５が被溶接管１３もしくはそ
のタブ板１３ａより外れる前にサポートロール６が補助
台車１４上に配置された受け部材に係合するよう降動す
るため、ガイドロール５が被溶接管から外れても溶接ヘ
ツド７がＺ方向に変位することはない。この後、走行台
車１をＸ２方向の端部に位置させて溶接作業を終了する
。なお、走行台車１をＸ１方向に走行させるとき、即ち
遊走時には第７図に示したようにサポートロール６が被
溶接管１３に当接し、ガイドロール５は被溶接管１３に
当接しないようになつている。

また走行台車１をＸ２方向に走行させるとき、即ち溶接
時には被溶接管１３の開先部１３１にガイドロール５が
嵌入して溶接線に対する溶接ヘツドの位置決めが行なわ
れる。このようにして内面の溶接が終了した後、被溶接
管１３を第４図において符号Ｗ３で示される中間位置に
移動させ、引き続き、該被溶接管１３を移送装置１８に
より外面溶接位置Ｗ２に移動させる。

そして回動装置１７によりこの被溶接管を回動させて被
溶接位置が最頂部となるように配置する。また内面溶接
の行なわれた被溶接管１３を内面溶接位置Ｗ１より外面
溶接位置鴎に移送する間に次に内面溶接すべき被溶接管
１３を内面溶接位置Ｗ１に配置しておく。次いで前述の
内面溶接時と同様にして溶接を行なうが、この場合は走
行台車１をＸ１方向に走行させつつ外面用の溶接ヘツド
１５の溶接トーチ１６により被溶接管１３の外面を溶接
する。

この場合内面用溶接ヘツド７はＷ１位置にある被溶接管
の内側をＸ，方向の端部に向つて遊走する。外面溶接が
終了した後もしくは走行台車１がＸ１方向端に位置した
時に外面用の溶接ヘツド１５もしくは溶接トーチ１６を
上昇させ、走行台車１がＸ２方向に走行する際に溶接ト
ーチ１６の先端部のワイヤ１１が被溶接管１３もしくは
既溶接部に当接しないようにしておく。そしてこの走行
台車１をＸ２方向に走行させる際に前記と同様にして溶
接位置Ｗ１にある管の内面縦継溶接を行なう。以後、上
記と同様にして被溶接管の内面及び外面の縦継溶接を交
互に行なう。上記の実施例において、サポートロール６
およびガイドロール５は必ずしも必要ではないが管の断
面積に比して被溶接管が極端に長いときには有用なもの
である。

更に、内面用および外面用の溶接ヘツドに設けられる溶
接トーチを夫々複数本としておけば１回の溶接作業で確
実に溶接することができる。

なお、上記の説明では外面溶接が施される被溶接管は内
面溶接終了後中間位置児の位置を経て直ちにＷ２の位置
に配置されるとして説明したが、内面溶接の行なわれた
被溶接管を１度Ｗ３の位置にストツクし、第２回目の内
面溶接終了後に、被溶接管をＷ３→県、Ｗ１−｛３と移
送することもできる。このようにすれば、溶接中の走行
台車に何ら影響されない中間位置Ｗ３で、被溶接位置を
管の最頂部となるよう回動装置１７により配置すること
ができる。この場合Ｗ３からＷ２の位置に移送された被
溶接管の被溶接位置は該管の略最頂部付近に位置するた
め、外面溶接作業を極めて迅速に遂行することができる
。特に大径管となるほど回動装置１７による被溶接管の
回転に時間を必要とするため、被溶接管の取扱い位置と
してアイドラー位置私を設けることは有利である。

また前述のように内面溶接を行なつた後に外面溶接を行
なうようにすれば、被溶接線を外部より確認し難い管の
内面を開先部１３１に沿つて自動的に溶接することがで
き、また外面溶接時には被溶接線を外部より確認しつつ
容易に溶接することができて、被溶接管を最初のものか
ら順次内面及び外面縦継溶接することができるので、装
置化が容易である。

なお外面溶接を行なつた後に内面溶接を行なうこともで
きる。

この場合、外面溶接時の溶込みが開先部１３１にまで及
ぶことがないように溶接条件を選択して外面溶接を行な
えば、このビードにより内面溶接時の溶落ち防止を図る
ことができてしかも開先部１３１に沿つて自動溶接がで
きるので有利である。更にまた、走行台車を被溶接管側
に走行させつつ内面および外面を同時に溶接することも
できる。

この場合、内面および外面溶接を行なつた後、走行台車
を被溶接管から離間するように走行させて遊走するため
、−サイクルに必要な溶接時間を短縮することができる
。また、走行台車を被溶接管側に走行させて遊走させた
後、走行台車を被溶接管より離間する向きに走行させつ
つ内面および外面を同時に溶接することもできる。

このようにすると、走行台車を被溶接管側に走行させつ
つ溶接する場合と同様に一サイクルに必要な溶接時間を
短縮できるだけでなく、溶接後に溶接ビードの上方を溶
接ヘツドが遊走することがないので、溶接ヘツドや配線
などが溶接ビードの保有熱の影響を受けることがないと
いう利点もある。なお走行台車が被溶接管に接近すると
きに外面溶接を行ない、走行台車が被溶接管より離間す
るときに内面溶接を行なうように構成すると、即ち走行
台車の往動および復動により内外面の溶接を夫々別々に
行なうように構成すると、走行台車の往復速度を外面溶
接および内面溶接に適した各々の速度に設定することが
容易であり、各溶接条件の選択を容易に行ない得る。

以上のように、本発明の方法によれば、走行台車を一往
復させる間に内面溶接と外面溶接とを行なわせるので、
作業ロスとなる台車の遊走時間を短くして溶接に必要な
作業時間を大幅に短縮できる利点がある。

更にまた唯１台の走行台車で内面溶接及び外面溶接の双
方を行なうので、設備費を安くすることができるだけで
なく、被溶接管の搬入、搬出方向が余り限定されないと
いう利点があり、既設の建屋内のようにスペースが限ら
れた場所での管の内外面縦継溶接の実施が可能になると
いう特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよび第２図はそれぞれ従来の溶接方法を実施
する装置の異なる例を示す平面図、第１図ｂは第１図ａ
の正面図、第３図は本発明の方法を実施する装置の一例
を示す正面図、第４図は第３図の平面図、第５図および
第６図はそれぞれ第４図のＶ−Ｖ線および−線断面図、
第７図は第３図の一部拡大断面図である。 １・・・・・・走行台車、３・・・・・・長尺ビーム、
７・・・・・・内面用溶接ヘツド、８・・・・・・溶接
トーチ、１１・・・・・・溶接ワイヤ、１３・・・・・
・被溶接管、１５・・・・・・外面用溶接ヘツド、１６
・・・・・・溶接トーチ、１７・・・・・・回動装置、
１８・・・・・・移送装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被溶接管を内面側および外面側から縦継溶接する管
   の内外面縦継溶接方法において、内面溶接位置にある第
   １の被溶接管と外面溶接位置にある第２の被溶接管とを
   互いに軸線方向に離間させると共に各軸線を所定距離離
   間させて平行に配設し、一台の走行台車の側方に外面用
   溶接ヘッドを設けると共に前記走行台車の移動方向と平
   行に延びる長尺ビームを介して前記走行台車の前方に内
   面用溶接ヘッドを設け、前記走行台車を１往復させて前
   記第１及び第２の被溶接管の内面部および外面部を夫々
   縦継溶接する溶接工程を行ない、次いで前記内面溶接位
   置もしくは外面溶接位置にある被溶接管を外面溶接位置
   または内面溶接位置に搬送すると共に前記内面溶接位置
   または外面溶接位置に新たな被溶接管を搬入して順次溶
   接することを特徴とする管の内外面縦継溶接方法。 ２ 前記溶接工程においては、前記走行台車が被溶接管
   に接近する方向もしくは離間する方向に移動する時に内
   面用溶接ヘッドと外面用溶接ヘッドとにより同時に溶接
   する特許請求の範囲第１項に記載の管の内外面縦継溶接
   方法。 ３ 前記溶接工程においては、前記走行台車が被溶接管
   に接近する方向に移動する時に内面用溶接ヘッドおよび
   外面用溶接ヘッドのいずれか一方による溶接を行ない前
   記走行台車が被溶接管から離れる方向に移動する時に他
   方の溶接ヘッドによる溶接を行なう特許請求の範囲第１
   項に記載の管の内外面縦継溶接方法。 ４ 前記溶接工程においては、前記走行台車が被溶接管
   に接近する方向に移動する時に外面用溶接ヘッドによる
   溶接を行ない前記走行台車が被溶接管から離れる方向に
   移動する時に内面用溶接ヘッドによる溶接を行なう特許
   請求の範囲第３項に記載の管の内外面縦継溶接方法。