JPS59202191A - 鋼管中継溶接用ラウンドバ−溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば打設現場にて中継溶接をする鋼管杭等に
あらかじめ取付でおく必要のある、中継用中管のラウン
ドバー溶接装置に関する。

例えば、鋼管杭の現場中継溶接は、第１図の如く、土中
に打込んだ既設鋼管杭１の上部に次設鋼管杭２をセット
し、外表面からアーク溶接で継目部３を溶接後、再度杭
打機で打設してゆく方式がとうれる。４はこの外表面か
らのアーク溶接に際Ｉ７、溶融金属が鋼管杭内側へ溶は
落ちない様、継目部を内表面からシールする目的で装入
する裏当リングで、次設鋼管杭２を既設鋼管杭１の上部
にセットする前にあらかじめ既設鋼管杭上端部に装入し
、ストッパ５で保持してお（。

６はラウンドバーであらかじめ鋼管製造工場で溶接され
るもので、第２図に示す如く通常外径６ｍｍの線材を管
端部全周に隙間なく溶接したものである。又、該リング
６は管端からの距離Ｓ＝０〜２朋の範囲で正確に取りつ
ける必要がある。ラウンドバー６の目的は、第１図にお
いて中継溶接は垂直な面内で溶接する必要から、溶融金
属が、鋼管杭表層を伝わって下方に流れ落ちないようタ
レ止めの目的で取付るものである。

従来のラウンドバー溶接作業は、通常第２図に示す位置
をアーク溶接で取つけるため、例えば線材を手作業で巻
きつけつつ手溶接で取付ける場合は、極めて低能率で多
数の人員が必要であり、又作業者が溶接中宮に発生する
ヒユーム及びアーク光にさらされる等、作業環境上多く
の問題があった。更に、溶接で発生するスパッタの清掃
及び隅肉溶接ビードの不良ケ所手直しに時間と労力を要
する等の問題もあった。加えて、自動アーク溶接で取付
ける場合でも溶接速度は１．５７７１　／　ｍ１ｍ程度
が限度である。又第２図に示す如き極めて微妙な位置を
溶接する為、溶接開始時の溶接棒のセット及び溶接中の
倣い等作業もむつかしく、しかも複雑な機構が必要であ
る。更に、ヒユーム、アーク光及びスパッターの発生も
避けられない等の問題もある。

本発明は従来の手溶接によるラウンドバー溶接手段の欠
点を解消し自動的に極めて高能率に溶接できるラウンド
バーの溶接装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するラウンドバーの溶接方法にかかる本
発明装置の構成は鋼管の円周方向に回転自在で且つラウ
ンドバー用線材を管壁に抑圧可能な線材ガイド溝を持つ
ガイドローラ電極と、当該ガイドローラ電極と前記線材
及び鋼管肉厚をはさんでほぼ対向Ｉ７た位置に配設され
た、抑圧機能を有し溶接中管壁（（接触して鋼管の円周
方向に回転自在なローラ電極と、前記ガイドローラ電極
とローラ電極間に所定の通電サイクルで通電する電源装
置と、これ等が配設されたフレームから成り該フレーム
は更に管端方向に移動可能な機構を具備する事を特徴と
する鋼管中継溶接用ラウンドバー溶接装置である。

以下本発明（（よるラウンドバーの溶接方法の一実施例
について第３図を参照しながら詳細に説明する。

鋼管１は複数個のターニングロール７上に載荷され回転
可能である。８はラウンドバー溶接装置で以下にその構
成を記する。９はガイドローラ電極で通常べＩＪ　ＩＪ
ウム銅を用いる。当該電極９は下部加圧シリンダ１０で
ラウンドバー用線材６−１を鋼管１の管壁に押圧可能で
ある。当該押圧力は、一般的な外径６止のラウンドバー
溶接に対しては、最大４０００　ｋｌの範囲で可変とし
ておく事が望ましい。これは押圧力（でよっても溶着性
能に差かで　５− る為である。

当該ガイドローラ電極９はラウンドバー用線材６−１を
鋼管１の端部から１定距離に正確に溶着させる目的でラ
ウンドバー用線材６−１の半径よりやや大きいガイド溝
を切っておく必要がある。

当該ガイド溝はラウンドバー用線材６との接触面積を大
きくする意味で半円状が望ましいが凹状又は、−れ等の
組合せでもさしつかえないが、ラウンドバー用線材６−
１を導入して押圧した時ガイドローラ電極９自身が管壁
に接触してはならない。

１１はローラ電極で、通常ガイドローラ電極９と鋼管１
の管壁をはさんで対向Ｌ７て設置する。当該ローラ電極
１１は上部加用シリンダ］２により管壁を押圧可能であ
る。

実施例では前記ガイドローラ電極９及びローラ電極１１
は、ターニングロール７で回転する鋼管１に摩擦力で同
速で回転自在としたが、各々に鋼管周速と同速で回転可
能な駆動装置を取りつけてもさしつかえない。又、実施
例ではガイドローラ電極９を鋼管１の下部に位置さ１士
だが、横部又は上　６− 部に設置してもさしつかえない。又、他の構成の例とし
てローラ電極月に変え管壁を抑圧可能な加圧ロールを対
向して設置し、ローラ電極１１は鋼管１の内・外面円周
上の任意の位置に設置しても良い。又この場合特に厚肉
の鋼管に溶接する場合は、加圧ロールを洗上してもさし
つかえない。

１３は昇降フレームでローラ電極等を鋼管１の管壁の高
さに応じて調整するもので、スクリュー１４を介し電動
機Ｊ５で昇降可能である。これ等の機構は管壁の高さ変
化が小さければ省略しても良い。

１６はラウンドバー溶接装置を鋼管１の管端部に対し適
正位置にセットする為のシフトシリンダである。

一般にターニングロール上で回転する鋼管１の管端位置
は、ターニングロール７のスキューあるいは管端の面角
度不良等で回転に伴って変化する為、ラウンドバー用線
材６−１を管端部に精度良く溶接する為には、ガイドロ
ーラ電極９と管端面との相対距離を常に一定に保たねば
ならない。この対策として実施例では、昇降フレーム１
３又は固定フレームに管端と接触して回転可能で管端に
対するガイドローラ電極９の位置を常に一定に保つため
のガイドローラ１８を設置し、シフトシリンダ１６で常
時管端に押圧する機構を採用した。該ガイドローラ１８
には位置調整ネジ１７が接続されている。

この目的（Ｃ対する他の構成として、第４図〜第６図の
方式でも良い。

第４図の装置は鋼管１の管端部の移動を強制的に防止す
る手段で地上に設置したローラフレーム２０に拘束ロー
ル１９を設けたものである。この方法を採用する場合は
ターニングロール７をわずかに円周方向に対しスキュー
させターニングロール７の回転に伴い、管端部が常ンこ
拘束ロール１９側に押圧する様にしておく。又この場合
シフトシリンダ１６は溶接作業中は停止させておく。

第５図の装置は、第３図のガイドローラ１８に替えてロ
ーラ電＋ｉ１１の本体にフランジ１］−１を設け、当該
フランジの面をシフトシリンダ１６で常時管端に押圧す
る事で目的を達成したものである。

第６図の装置は昇降フレームに管端に接触し、管端の位
置の移動に対して追従自在な検出ロール２１を設け、当
該検出ロール２１の変位を変位計２２によって検出し、
その信号を図面に記載ない制御系によって処理し、シフ
トシリンダ１６に伝えてガイドローラ電極９の管端に対
する位置を一定に制御する構成である。変位量の検出に
は検出ロール２１に替えて非接触方式の検出器を用いて
もさしつかえない。

ガイドローラ電極９及びローラ電極１１は、図面に記載
しない溶接電源からブスバーを通して任意の通電サイク
ルで給電可能で、電源装置の最大電流は一般的な外径６
岨のラウンドバー線材溶接時Ａ は、３０　　あれば充分である。

又本発明によるラウンドバー溶接を実施するＩｃは、ラ
ウンドバー用線材、及び当該線材又は電極ロールと接触
する鋼管１の管壁の錆及びスケールをあらかじめ除去し
ておく事が望ましい。これは電極ロールの損傷を防止す
るだけでなく、溶着強度の増加にも効果がある。実施例
ではワイヤブラシによる前処理を実施した。

　９一 本発明によるラウンドバーの溶接に際しては、鋼管１を
ターニングロール７に載荷した後、シフトシリンダ１６
を動作しガイドロール１８を管端に押圧する。この時ガ
イドローラ電極９及びローラ電極１１は各々下降限及び
上昇限状態にしておく。その後図面１で記載のない供給
装置で、ドラムに巻かれたラウンドバー用線材６−１の
先端部をガイドローラ電極９のガイド溝部に送給し、下
・上部加圧シリンダ１０．１２を作動させ、ガイドロー
ラ電極９のガイド溝を通してラウンドバー用線材６−１
を管壁に、父日〜う電極１１を管壁に各々所定の力で押
圧する。この抑圧後ターニングロール７で鋼管１を回転
させると同時に、溶接電源を作動させ、所定の電流を所
定の通電サイクルで通電する。この結果ラウンドバー用
線材６−１と、当該線材に接触している端管１の管壁部
は互いに加熱溶融し、ラウンドバー用線材６−１は鋼管
１に溶着する。

最も一般的な寸法である、外径６ＩＩＩ１１のラウンド
バー用線材の溶接条件の一例を第１表に示す。第１表の
通電サイクルは、表の溶接速度ではラウン−】〇− ドパー用線材をほぼ連続的に溶着させ得るが、溶着点を
スポット状として良い場合には遮断時間を長くして良い
。又、第１表の条件は、溶融メタルが圧着によってもほ
とんど外部にはみ出さない条件であるが、更に強固に溶
着させたい場合は、電流及び加圧力を増加させても良い
。これ等の条件は、溶接速度及び溶着性に対する要求等
によって任意にセット可能である。

第　　１　　表 溶接作業中ラウンドバー用線材は、鋼管１の外周長に自
動的に切断され、全周長に溶接が終了すると溶接電源か
らの通電は停止し、ターニングロールの回転も停止する
。その後、下・上部加圧シリンダ１０．１２を作動させ
、ガイドローラ電極９及びローラ電極１１を管壁から外
し、シフトシリンダ１６でラウンドバー溶接装置全体を
後退させ、鋼管１を払い出す。

この様に本発明のラウンドバー溶接装置によれば、第１
に４　ｒｎ　／　ｍｌ／ｎを超える高速で溶接が可能で
あり極めて高能率である。第２にアーク溶接の如き溶接
ヒユーム埼び強いアーク光の発生がなく作業環境も良好
であり、又スパッターの発生もｔ「い為溶接後の手入も
不要である。第３に電極であるローラで加圧するのみで
直接溶接が実施される為アーク溶接の如き溶接開始時の
溶接棒の位置のセツティング及び溶接棒の倣い等が全く
不要である。

特に溶接途中、何等かの原因で溶接を停止した場合も、
通電を開始するだけで再スタートが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼管杭の打設現場における作業図、第２図は中
継溶接用鋼管管端のラウンドバーの取付図、第３図は本
発明を利用したラウンドバー溶接装置の実施例の作業原
理図、第４図、第５図及び第６図は本発明の他の実施例
を示す図である。 １．２・・・鋼管、　　３・・・継目部、　　４・・・
裏当リング、５・・・ストッパ、　　６・・・ラウンド
バー、　　７・・・ターニングロール、　８・・・ラウ
ンドバー溶接装置、９・・・ガイドローラ電極、　１０
・・・下部加圧シリンダ、１１・・・ローラ電極、　１
２・・・上部加圧シリンダ、１３・・・昇降フレーム、
１４・・・スクリュー、１５・・・電動機、　１６・・
・シフトシリンダー、１７・・・ガイドローラ位置調節
ネジ、　１８・・・ガイドローラ、１９・・・拘束ロー
ル、　加・・−ローラフレーム、２１・・・検出ロール
、　２２・・・変位計。 特許出願人　代理人 弁理士　矢　葺　知　之 （ばか１名） １３− 第１図 第２図 川崎市多摩区枡形１丁目２３番１ 号株式会社電元社製作所内 ０出　願　人　株式会社電元社製作所 川崎市多摩区枡形１丁目２３番１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼管の円周方向に回転自在で且つラウンドバー用線
   材を管壁に押圧可能な線材ガイド溝を持つガイドローラ
   電極と、当該ガイドローラ電極と前記線材及び鋼管肉厚
   をはさんでほぼ対向した位置に配設された、押圧機能を
   有し溶接中管壁に接触して鋼管の円周方向に回転自在な
   ローラ電極と、前記ガイドローラ電極とローラ電極間に
   所定の通電サイクルで通電する電源装置と、これ等が配
   設されたフレームから成り、該フレームは更に管端方向
   に移動可能な機構を具備する事を特徴とする鋼管中継Ｇ
   接円ラウンドバー溶接装置。 ２、　管端方向だ移動可能な機構は、前記フレーム上に
   、シリンダにより管端部に押圧可能な如く設けた管端位
   置決め用ガイドローラからなる特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３　管端方向に移動可能な機構は、前記ローラ電極に管
   端部に接触するフランジを設け、溶接中該７ランジ面を
   管端部に押圧するようにしてなる特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ４　前記フレーム上に、管端位置の変化を検出する変位
   計を具備し、溶接中前記シリンダで該変位計の変位が一
   定になる如く制御するように構成してなる特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ５、　地ト部に、管端位置の変化を防止する拘束ロール
   を設置し、管端位置を該拘束ロールに押圧しつつ溶接す
   るようにしてなる特許請求の範囲第１項記載の装置。