JP2000061691A - Piping welding equipment - Google Patents

Piping welding equipment

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JP2000061691A
JP2000061691A JP10240468A JP24046898A JP2000061691A JP 2000061691 A JP2000061691 A JP 2000061691A JP 10240468 A JP10240468 A JP 10240468A JP 24046898 A JP24046898 A JP 24046898A JP 2000061691 A JP2000061691 A JP 2000061691A
Authority
JP
Japan
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welding
unit
rail
moving base
moving
Prior art date
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Pending
Application number
JP10240468A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Yamamoto
純司 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To safely execute welding of piping and removing of a residual stress by providing a first travelling head running on a circular arc rail arranged in parallel with a weld joint to be formed, a second travelling head running on a straight rail arranged on the first travelling head, and feeding mechanisms to respectively make the first and second travelling heads run and equipping the second travelling head with preheating, welding and cooling units. SOLUTION: A first travelling head 36 is made to turn around a center axis of pipings 11, 12 in a longitudinal direction and then a welding unit 54 is moved to the above of a groove 13 at a initial position. A first feeding mechanism 46 is operated to turn a welding torch along the groove 13, a welding wire driving mechanism and a welding power source are operated to execute normal welding by the welding unit 54, and at the same time the groove 13 and the area of its both sides are heated by a burner. A second feeding mechanism 51 is operated to shift a cooling unit 56 to the above of a welded bead, to turn around the pipings 11, 12, and then to cool the welded bead and its neighboring area. Thereby, only providing the piping 11, 12 with the welding equipment enables continuous welding.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、配管溶接機にか
かわり、さらに詳しくは、各種プラントにおける配管の
溶接接合に好適な溶接機に関している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe welder, and more particularly to a welder suitable for welding and joining pipes in various plants.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プラント用配管の溶接接合は、治
具の設置や溶接などの作業を作業者がいまだ直接に行っ
ており、さらに、残留応力の改善も、作業者が溶接後に
継手に水によって冷却したり、溶接前に、配管に線膨張
係数の小さな治具を装着してから溶接を行なうなど、人
手によってなされているのが現状である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in welding and joining plant pipes, workers still directly perform work such as installation of jigs and welding, and further, improvement of residual stress is also made by the worker after welding. At present, it is done by hand such as cooling with water or attaching a jig having a small linear expansion coefficient to a pipe before welding.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】プラント用配管の溶接
は、溶接作業自体がきつい労働であるばかりか、ワーク
の直径が大きいため、高所で溶接をしなければならず、
そのうえ、大きく、かつ重い治具などの機器も高所で扱
わなければならず、かなり危険な作業を作業者に強いて
いる。さらに、作業はすべて手作業でなされているた
め、溶接および残留応力除去作業のみならず、これらの
段取り作業にも時間がかかり、コストもかなりかさんで
いるのが現状である。溶接および後処理を行うための機
械が特開平6−182578号公報にて提供されてはい
るが、各々の作業ごとに、処理を行う機器を交換しなけ
ればならず、前述の問題を充分に解決していない。
The welding of the piping for the plant is not only a difficult work itself, but also the work has a large diameter, and therefore must be welded at a high place.
In addition, equipment such as large and heavy jigs must be handled at high places, forcing the worker to perform dangerous work. Furthermore, since all the work is done by hand, not only the welding and residual stress removing work, but also the setup work of these is time-consuming and costly. Although a machine for performing welding and post-treatment is provided in Japanese Patent Laid-Open No. 6-182578, the equipment for performing the treatment must be replaced for each work, and the above-mentioned problems are sufficiently solved. Not resolved.

【0004】本発明の目的は、配管の溶接接合および残
留応力の除去を安全に、かつ能率よく行える配管溶接機
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a pipe welding machine which can safely and efficiently weld and join pipes and remove residual stress.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の配管溶接機は、形成される溶接継手と平
行に配置される円弧レールと、円弧レール上を走行する
第一の移動台と、円弧レールと交差して第一の移動台に
配置された直線レールと、直線レール上を走行する第二
の移動台と、第一の移動台に前記走行をなさせる第一の
送り機構と、第二の移動台に前記走行をなさせる第二の
送り機構と、第二の移動台上で溶接継手に向かって案内
する機構を介在して第二の移動台に取り付けられた予熱
ユニット、溶接ユニットおよび冷却ユニットを具備して
いる。
In order to achieve the above object, the pipe welding machine of the present invention comprises an arc rail arranged parallel to a weld joint to be formed and a first arc traveling on the arc rail. A moving base, a linear rail that is arranged on the first moving base crossing the arc rail, a second moving base that travels on the linear rail, and a first moving base that causes the first moving base to perform the traveling. The feed mechanism, the second feed mechanism that causes the second moving table to perform the traveling, and the mechanism that guides toward the welding joint on the second moving table are attached to the second moving table. It has a preheating unit, a welding unit and a cooling unit.

【0006】また、上記の目的を達成するために、本発
明の配管溶接機は、仮付け溶接された配管を含み、形成
される溶接継手と平行に配置される円弧レールと、円弧
レール上を走行する第一の移動台と、円弧レールと交差
して第一の移動台に配置された直線レールと、直線レー
ル上を走行する第二の移動台と、第一の移動台の前記走
行をなさせる第一の送り機構と、第二の移動台に前記走
行をなさせる第二の送り機構と、第二の移動台上で溶接
継手に向かって移動させる第三の送り機構を介在して第
二の移動台に取り付けられた予熱ユニット、温度検出ユ
ニット、溶接ユニット、距離検出ユニットおよび冷却ユ
ニットとを備える溶接装置と、予熱ユニットに溶接継手
を形成させる部位の予熱作業を、温度検出ユニットに前
記部位の温度測定を、温度検出ユニットからのデータに
もとづいて設定温度まで予熱ユニットに予熱作業をなさ
せたあと、溶接ユニットに溶接をなさせ、それから、冷
却ユニットに前記部位の急冷をなさせて、配管の圧縮残
留応力に改善し、応力腐食割れを防止すると共に、これ
らの作業を距離検出ユニットからのデータにもとづいて
送り機構および案内機構を作動させることによってなさ
せる制御装置とを具備している。
In order to achieve the above-mentioned object, the pipe welding machine of the present invention includes a temporarily welded pipe, an arc rail arranged in parallel with a weld joint to be formed, and an arc rail on the arc rail. The first moving base that travels, the linear rail that is arranged on the first moving base crossing the arc rail, the second moving base that travels on the linear rail, and the traveling of the first moving base. The first feed mechanism to do, the second feed mechanism to make the traveling on the second moving table, and the third feeding mechanism to move toward the welded joint on the second moving table. A welding device equipped with a preheating unit, a temperature detection unit, a welding unit, a distance detection unit and a cooling unit attached to the second moving table, and a preheating operation of a portion for forming a welding joint in the preheating unit, in the temperature detection unit. Temperature measurement of the part After the preheating unit has been preheated to the set temperature based on the data from the temperature detection unit, the welding unit is made to weld, and then the cooling unit is made to rapidly cool the above-mentioned part, and the compression residual of the pipe remains. A controller for improving the stress, preventing stress corrosion cracking, and performing these operations by operating the feed mechanism and the guide mechanism based on the data from the distance detection unit.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の配管溶接機の実施例は、
以下に、図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a pipe welding machine of the present invention is
Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.

【0008】この配管溶接機は、仮付け溶接されたプラ
ント用配管を溶接結合するためのもので、配管の外表面
に設置される溶接装置を具備している。
This pipe welder is for welding and joining the temporarily welded plant pipes, and is equipped with a welding device installed on the outer surface of the pipes.

【0009】配管は図1ないし図6において参照符号1
1,12によって示されている。これらの配管11,1
2は、端部に開先13を形成された鋼管からなってお
り、長手方向中心軸を一致させて同軸配置されていると
共に、開先13を仮溶接されている。
The piping is indicated by reference numeral 1 in FIGS. 1 to 6.
1, 12 are shown. These pipes 11, 1
Reference numeral 2 is made of a steel pipe having a groove 13 formed at its end, and is coaxially arranged with its central axes in the longitudinal direction aligned, and the groove 13 is temporarily welded.

【0010】溶接装置10は、図1ないし図4に示すよ
うに、間隔を置いて配置された一対の円弧レール21,
22と、これらの円弧レール上を走行する本体23を具
備している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the welding apparatus 10 includes a pair of arcuate rails 21, 21 arranged at intervals.
22 and a main body 23 that runs on these arc rails.

【0011】円弧レール21はベース24,サポート2
5およびレール部材26,27からなっている。ベース
24は幅が広いリングの形態をなしている。サポート2
5は幅が狭く、もっとも大きな外径をもつリングの形態
をなすもので、ベース24の一端に配置され、かつこれ
に固定されている。レール部材26は、サポート25よ
りも外径の小さなリングの形態をなすもので、ベース2
4の他端に配置され、かつこれに固定されている。レー
ル部材27は、レール部材26よりも外径の小さなリン
グの形態をなすもので、サポート25およびレール部材
26の間に配置され、かつベース24に固定されてい
る。円弧レール22はベース28,サポート29および
レール部材31からなっている。ベース28は、幅の広
いリングの形態をなしている。ベース自体はマグネット
からなっている。サポート29は、サポート25と同一
外径をもつリングの形態をなすもので、ベース28の一
端に配置され、かつこれに固定されている。レール部材
31は、レール部材27と同一外径をもつリングの形態
をなすもので、ベース28の他端に配置され、かつこれ
に固定されている。
The arc rail 21 includes a base 24 and a support 2
5 and rail members 26 and 27. The base 24 is in the form of a wide ring. Support 2
Reference numeral 5 denotes a ring having a narrow width and the largest outer diameter, which is arranged at one end of the base 24 and fixed thereto. The rail member 26 is in the form of a ring having an outer diameter smaller than that of the support 25.
It is arranged at the other end of 4 and is fixed to this. The rail member 27 is in the form of a ring having an outer diameter smaller than that of the rail member 26, is arranged between the support 25 and the rail member 26, and is fixed to the base 24. The circular arc rail 22 includes a base 28, a support 29, and a rail member 31. The base 28 is in the form of a wide ring. The base itself consists of a magnet. The support 29 is in the form of a ring having the same outer diameter as the support 25, and is arranged at one end of the base 28 and fixed thereto. The rail member 31 is in the form of a ring having the same outer diameter as the rail member 27, and is arranged at the other end of the base 28 and fixed thereto.

【0012】各々の円弧レール21,22は配管11,
12の長手方向中心軸に関して等間隔角度に分割されて
いる。円弧レール21のセグメントはベース24,サポ
ート25およびレール部材26,27の一部づつを、円
弧レール22のセグメントはベース28,サポート29
およびレール部材31の一部をそれぞれ含んでいる。こ
れらのセグメントは、ベース24,28を構成するセグ
メントの隣接端にある突起32と溝33とを互いにはめ
合わせ、隣接セグメントの合わせ面を跨ぐように両側面
に配置された連結板34と一緒に通しボルト35によっ
て結合することで、円弧レール21,22を形成してい
る。
Each of the arc rails 21 and 22 is provided with a pipe 11,
Twelve longitudinal center axes are divided at equal intervals. The segment of the arc rail 21 includes the base 24, the support 25, and part of the rail members 26 and 27, and the segment of the arc rail 22 includes the base 28 and the support 29.
And a part of the rail member 31 is included. These segments fit the protrusions 32 and the grooves 33 at the adjacent ends of the segments forming the bases 24 and 28 to each other, and together with the connecting plates 34 arranged on both side surfaces so as to straddle the mating surfaces of the adjacent segments. The circular rails 21 and 22 are formed by connecting with the through bolt 35.

【0013】本体23は移動台36,37を具備してい
る。移動台36は、片方の門柱部分にある二つの溝をレ
ール部材26,27に、もう片方の門柱部分にあるひと
つの溝をレール部材31にかん合させてサポート25,
29の間に配置されていると共に、ローラ38,39お
よびローラ群41,42を介してサポート25,29お
よびレール部材26,31に支持されている。ローラ3
8は、図3に示すように、配管11,12の長手方向中
心軸に関して等間隔角度で配置され、シャフトをサポー
ト25にある軸受に保持されている。ローラ39も、配
管11,12の長手方向中心軸に関して等間隔角度で配
置され、シャフトをサポート25にある軸受に保持され
ている。本体23は、両側面に、配管11,12の長手
方向中心軸を中心とする円弧溝43,43aを設けられ
ていて、円弧溝43にローラ38を、円弧溝43aにロ
ーラ39をかん合させ、かつ各々のローラのシャフトを
円弧溝43,43aの側面にある開口を通すことで、円
弧レール21,22に取り付けられている。また、ロー
ラ群41は、図5によく示されているように、レール部
材27の周面に接触するローラと、レール部材27の両
側面に接触するローラとからなっている。各々のローラ
はシャフトを移動台36にある軸受に保持されている。
ローラ群42も、レール部材31の周面に接触するロー
ラと、レール部材31の両側面に接触するローラとから
なり、各々のローラシャフトを移動台36にある軸受に
保持されている。このため、移動台36は、ローラ3
8,39とローラ群41,42におけるレール部材27
の周面に接触するローラとによって、配管11,12の
長手方向中心軸に直交する方向の動き、すなわち、図5
における上下方向の動きを規制され、ローラ群41,4
2におけるレール部材27の両側面に接触するローラに
よって、配管11,12の長手方向中心軸方向に沿う動
きを規制され、円弧レール21,22から離脱せずに、
配管11,12の長手方向中心軸を中心とするスムーズ
な旋回を行なえる。
The main body 23 is provided with moving bases 36 and 37. The moving base 36 engages the two grooves on one of the gate posts with the rail members 26 and 27, and the one groove on the other gate post with the rail member 31 to support 25,
It is arranged between the rollers 29 and 29 and is supported by the supports 25 and 29 and the rail members 26 and 31 via the rollers 38 and 39 and the roller groups 41 and 42. Laura 3
As shown in FIG. 3, 8 are arranged at equal intervals with respect to the central axes of the pipes 11 and 12 in the longitudinal direction, and the shafts thereof are held by bearings in a support 25. The rollers 39 are also arranged at equal intervals with respect to the central axes of the pipes 11 and 12 in the longitudinal direction, and the shafts thereof are held by bearings in the support 25. The main body 23 is provided with arc grooves 43, 43a centered on the longitudinal center axes of the pipes 11, 12 on both side surfaces, and the roller 38 is engaged with the arc groove 43 and the roller 39 is engaged with the arc groove 43a. Further, the shafts of the respective rollers are attached to the arc rails 21 and 22 by passing through the openings on the side surfaces of the arc grooves 43 and 43a. The roller group 41, as well shown in FIG. 5, includes rollers that contact the peripheral surface of the rail member 27 and rollers that contact both side surfaces of the rail member 27. Each roller has a shaft held by a bearing on a carriage 36.
The roller group 42 also includes rollers that come into contact with the peripheral surface of the rail member 31 and rollers that come into contact with both side surfaces of the rail member 31, and each roller shaft is held by bearings on the moving base 36. Therefore, the moving table 36 is
Rail member 27 in 8, 39 and roller groups 41, 42
By the roller contacting the peripheral surface of the pipe 11, 12, the movement of the pipes 11, 12 in the direction orthogonal to the central axis of the longitudinal direction, that is, FIG.
The vertical movement of the roller group 41, 4 is restricted.
The movement of the pipes 11 and 12 along the central axis direction of the pipes 11 and 12 is restricted by the rollers contacting both side surfaces of the rail member 27 in 2 so that the pipes 11 and 12 do not separate from the arc rails 21 and 22.
A smooth turning can be performed around the central axis of the pipes 11 and 12 in the longitudinal direction.

【0014】レール部材26の周面全体には、ギア44
が設けられている。このリングギア44にはピニオンギ
ア45がかみ合っている。ピニオンギア45はシャフト
を移動台36にある軸受に保持されている。モータ46
が移動台36の門柱部分に組み込まれ、モータシャフト
をピニオンギア45のシャフトに結合されている。
A gear 44 is provided on the entire peripheral surface of the rail member 26.
Is provided. A pinion gear 45 is engaged with the ring gear 44. The pinion gear 45 has a shaft held by a bearing on the moving base 36. Motor 46
Is incorporated in the gate post portion of the moving base 36, and the motor shaft is coupled to the shaft of the pinion gear 45.

【0015】移動台36における門柱部分の間には直線
レール47が掛け渡されている。直線レール47は両端
を門柱部分の各々に固定されている。移動台37は、上
部部材48に組み込まれたすべり軸受48を介して、直
線レール47に保持されている。これらの直線レール4
7の間にはボールねじ49が配置されている。また、直
線レール47は図1によく示されているように二本あ
り、ボールねじ49が直線レール47の間に直線レール
47と平行に配置され、両端を移動台36の門柱部分に
ある軸受に保持されている。モータ51は、移動台36
における片方の門柱部分に組み込まれおり、モータシャ
フトをボールねじ49に結合されている。ボールねじ4
9のナットは移動台37の部材48に組み込まれてい
る。
A straight rail 47 is laid between the gate columns of the moving table 36. Both ends of the linear rail 47 are fixed to each of the gate posts. The movable table 37 is held by a linear rail 47 via a slide bearing 48 incorporated in the upper member 48. These straight rails 4
A ball screw 49 is arranged between the seven. 1, there are two linear rails 47, and a ball screw 49 is arranged between the linear rails 47 in parallel with the linear rail 47, and both ends of the linear rail 47 are located at the gate pillar portion of the moving base 36. Held in. The motor 51 uses the moving table 36
, And the motor shaft is connected to the ball screw 49. Ball screw 4
The nut No. 9 is incorporated in the member 48 of the moving base 37.

【0016】移動台37は中空箱形の形態をなすもの
で、内部には距離検出ユニット52,加熱ユニット5
3,加熱ユニット53a,溶接ユニット54,温度検出
ユニット55および冷却ユニット56を組み込まれてい
る。
The moving table 37 is in the form of a hollow box, and has a distance detecting unit 52 and a heating unit 5 inside.
3, a heating unit 53a, a welding unit 54, a temperature detection unit 55 and a cooling unit 56 are incorporated.

【0017】図7および図8は距離検出ユニット52の
詳細を示している。距離検出ユニット52はレーザ変位
計および送り機構を具備している。送り機構はベース6
1,レール63,保持台64,ボールねじ65,モータ
66などからなっている。ベース61は、チャネル形断
面をもつ部材からなっており、下壁部分に開口62を具
備している。レール63は、ベース61の上下壁部分の
間に配置されていると共に、両端をこれらの壁部分に固
定されている。保持台64は、すべり軸受を介在してレ
ール63に取り付けられ、レール63に沿って、図7お
よび図8における上下方向に直線移動することができ
る。ボールねじ65は、レール63と平行にベース61
に配置され、両端をベース61の上下壁部分にある軸受
に保持されている。ボールねじ65のナットは保持台6
4に固定されている。モータ66はベース61に設置さ
れ、モータシャフトをボールねじ65の一端に結合され
ている。この送り機構は、ベース61の下壁部分にある
開口62を移動台37の下壁部部にある開口に一致させ
て、移動台37の内部に配置されていると共に、ベース
61を移動台37の内部にある座に固定されている。レ
ーザ変位計は、保持台64の内部に組み込まれ、モータ
66を作動させることによって、先端がベース61にあ
る開口62および移動台37にある開口を通して移動台
37の外部に突出する位置と移動台37の内部に引き込
まれた位置との間の移動を行える。
7 and 8 show details of the distance detection unit 52. The distance detection unit 52 includes a laser displacement meter and a feeding mechanism. Feed mechanism is base 6
1, a rail 63, a holding base 64, a ball screw 65, a motor 66 and the like. The base 61 is made of a member having a channel-shaped cross section, and has an opening 62 in the lower wall portion. The rail 63 is arranged between the upper and lower wall portions of the base 61, and both ends thereof are fixed to these wall portions. The holding base 64 is attached to the rail 63 via a slide bearing, and can be linearly moved along the rail 63 in the vertical direction in FIGS. 7 and 8. The ball screw 65 is provided on the base 61 in parallel with the rail 63.
And both ends are held by bearings on the upper and lower wall portions of the base 61. The nut of the ball screw 65 is the holder 6.
It is fixed at 4. The motor 66 is installed on the base 61, and the motor shaft is coupled to one end of the ball screw 65. This feeding mechanism is arranged inside the moving base 37 by aligning the opening 62 in the lower wall portion of the base 61 with the opening in the lower wall portion of the moving base 37, and also moves the base 61 into the moving base 37. It is fixed to the seat inside. The laser displacement meter is incorporated in the holding table 64, and the position where the tip projects outside the moving table 37 through the opening 62 in the base 61 and the opening in the moving table 37 by operating the motor 66. The movement to and from the position retracted inside 37 is possible.

【0018】加熱ユニット53,53aは、バーナおよ
び距離検出ユニット52における送り機構と同じ構成を
もつ送り機構をそれぞれ具備し、送り機構を介在して移
動台37に支持されている。バーナは、各々の送り機構
に含まれる保持台に組み込まれ、各々の送り機構にある
モータを作動させることによって、先端がベース61に
ある開口62および移動台37にある開口を通して移動
台37の外部に突出する位置と移動台37の内部に引き
込まれた位置との間の移動を行える。
The heating units 53, 53a are respectively provided with a feed mechanism having the same structure as the feed mechanism in the burner and the distance detection unit 52, and are supported by the moving table 37 via the feed mechanism. The burner is incorporated in a holding table included in each feeding mechanism, and by operating a motor in each feeding mechanism, the burner is passed through the opening 62 in the base 61 and the opening in the moving table 37 to the outside of the moving table 37. It is possible to move between a position protruding to the inside and a position retracted inside the movable table 37.

【0019】溶接ユニット54は溶接トーチと距離検出
ユニット52における送り機構と同じ送り機構を具備し
ている。溶接トーチは、送り機構に含まれる保持台に組
み込まれ、送り機構にあるモータを作動させることによ
って、先端がベース61にある開口62および移動台3
7にある開口を通して移動台37の外部に突出する位置
と移動台37の内部に引き込まれた位置との間の移動を
行える。そして、溶接トーチは、送り機構の保持台に三
つの関節をもつ機構を介して取り付けられ、互いに直交
する三軸を中心とする回転を行なえる。回転はたとえば
関節機構における回転アームの各々と保持台との間に組
み込まれた三つのモータによってなされている。
The welding unit 54 has the same feed mechanism as that of the welding torch and the distance detection unit 52. The welding torch is incorporated in a holding table included in the feed mechanism, and by operating a motor in the feed mechanism, the opening 62 whose tip is in the base 61 and the moving table 3 are provided.
It is possible to move between a position protruding to the outside of the movable table 37 and a position retracted inside the movable table 37 through the opening in 7. The welding torch is attached to the holding base of the feed mechanism via a mechanism having three joints, and can rotate about three axes orthogonal to each other. The rotation is performed by, for example, three motors incorporated between each of the rotary arms of the joint mechanism and the holding table.

【0020】温度検出ユニット55は温度検出器および
距離検出ユニット52における送り機構と同じ送り機構
を具備している。温度検出器は、送り機構の保持台に組
み込まれ、送り機構にあるモータを作動させることによ
って、先端がベース61にある開口62および移動台3
7にある開口を通して移動台37の外部に突出する位置
と移動台37の内部に引き込まれた位置との間の移動を
行える。
The temperature detection unit 55 has the same feed mechanism as the feed mechanism in the temperature detector and the distance detection unit 52. The temperature detector is incorporated in a holding base of the feed mechanism, and by operating a motor in the feed mechanism, the opening 62 whose tip is in the base 61 and the movable base 3 are provided.
It is possible to move between a position protruding to the outside of the movable table 37 and a position retracted inside the movable table 37 through the opening in 7.

【0021】これらのユニット52〜55のうち、加熱
ユニット53,53aは、図9に示すように、各々のバ
ーナ68をひとつのガス供給器69を介してガス源71
に接続されている。点火およびガスの流量調整はガス供
給器69によってなされている。溶接ユニット54の溶
接トーチ72は溶接ワイヤあるいは溶接線の駆動機構7
3および溶接電流などの溶接条件を設定するための溶接
電源74と一緒に溶接装置を構成している。加熱ユニッ
ト53,53aのノズル76は、開閉弁77を介して、
気体圧縮機、気体ボンベなどの冷却流体源78に接続さ
れている。
Among these units 52 to 55, the heating units 53 and 53a, as shown in FIG. 9, connect each burner 68 to one gas source 71 through one gas supplier 69.
It is connected to the. Ignition and gas flow rate adjustment are performed by the gas supply device 69. The welding torch 72 of the welding unit 54 is the driving mechanism 7 for the welding wire or welding line.
3 and a welding power source 74 for setting welding conditions such as welding current. The nozzles 76 of the heating units 53, 53a are
It is connected to a cooling fluid source 78 such as a gas compressor or a gas cylinder.

【0022】配管11,12の溶接接合は、配管11,
12における開先13を含む溶接継手を形成する部位の
予熱を行ない、それから、予熱しながら溶接を行ない、
そのあと、溶接継手形成部位を急冷することによってな
される。すなわち、加熱ユニット53,53aによって
溶接継手形成部位の予熱を行なったあとに、温度検出ユ
ニット55によって溶接継手形成部位の温度測定を行な
い、設定温度になったら、予熱を継続させながら溶接ユ
ニット54によって溶接を行ない、しかる後、冷却ユニ
ット56によって配管11,12の溶接継手近傍の表面
を急冷することでなされている。
The welded joints of the pipes 11 and 12 are made by connecting the pipes 11 and 12.
Preheating the portion forming the weld joint including the groove 13 in 12, and then performing welding while preheating,
After that, it is done by quenching the weld joint forming portion. That is, the temperature of the welded joint forming portion is measured by the temperature detection unit 55 after preheating the welded joint forming portion by the heating units 53 and 53a, and when the set temperature is reached, the preheating is continued by the welding unit 54. Welding is performed, and thereafter, the surfaces of the pipes 11 and 12 near the welded joints are rapidly cooled by the cooling unit 56.

【0023】この配管溶接機において、これら一連の作
業は制御装置100が溶接装置10を制御することで行
なっている。
In this pipe welding machine, the series of operations are performed by the control device 100 controlling the welding device 10.

【0024】制御装置100、は演算ユニット,制御ユ
ニット,記憶ユニットなどをもつもので、図9に示すよ
うに、移動台36に配管11,12の長手方向中心軸周
りの旋回をなさせるモータ46の駆動回路101および
エンコーダ102と、移動台37に配管11,12の長
手方向中心軸に沿う直線移動を行なわせるモータ51の
駆動回路103およびエンコーダ104と、距離検出ユ
ニット52のレーザ変位計67、送り機構のモータ66
の駆動回路105およびエンコーダ106と、加熱ユニ
ット53,53aの送り機構におけるモータ66の駆動
回路107、各々のモータのエンコーダ108およびガ
ス供給器69と、溶接ユニット54の送り機構にあるモ
ータおよび関節機構に含まれる回転アームの各々を動か
すモータに対する駆動回路109およびこれらのモータ
のエンコーダ110と、温度検出ユニット55における
温度検出器75、送り機構にあるモータの駆動回路11
1およびエンコーダ112と、冷却ユニット56の送り
機構にあるモータの駆動回路113、エンコーダ114
および開閉弁77と、溶接線駆動機構73および溶接電
源74とに接続されていて、モータ46によって移動台
36を旋回させ、モータ51によって移動台37を直線
移動させると共に、ユニット52〜55の送り機構のモ
ータを作動させることによってバーナ68、温度検出器
75,溶接トーチ72および冷却ノズル76の位置決め
を行うと共に、各々のユニット52〜55に作業を行な
わせることによって、圧縮残留応力が小さく、応力腐食
割れのない溶接継手を得られるようにしている。詳しく
説明する。
The control device 100 has an arithmetic unit, a control unit, a storage unit, etc., and as shown in FIG. 9, a motor 46 for causing the moving base 36 to turn around the central axis of the pipes 11, 12 in the longitudinal direction. Drive circuit 101 and encoder 102, the drive circuit 103 and encoder 104 of the motor 51 that causes the moving table 37 to perform linear movement along the longitudinal center axes of the pipes 11 and 12, and the laser displacement meter 67 of the distance detection unit 52. Motor 66 of feeding mechanism
Drive circuit 105 and encoder 106, the drive circuit 107 of the motor 66 in the feed mechanism of the heating units 53 and 53a, the encoder 108 and gas feeder 69 of each motor, and the motor and joint mechanism in the feed mechanism of the welding unit 54. Drive circuits 109 for the motors that move each of the rotary arms included in the encoder, encoders 110 for these motors, a temperature detector 75 in the temperature detection unit 55, and a drive circuit 11 for the motors in the feed mechanism.
1 and the encoder 112, the motor drive circuit 113 in the feed mechanism of the cooling unit 56, the encoder 114
Also, it is connected to the on-off valve 77, the welding line drive mechanism 73 and the welding power source 74, the motor 46 rotates the moving base 36, the motor 51 linearly moves the moving base 37, and the feeding of the units 52 to 55. The burner 68, the temperature detector 75, the welding torch 72 and the cooling nozzle 76 are positioned by operating the motor of the mechanism, and the respective units 52 to 55 are caused to perform work, so that the compressive residual stress is small and We are trying to obtain welded joints without corrosion cracking. explain in detail.

【0025】配管11,12に対する円弧レール21,
22の設置は、図4および図5を参照して説明すると、
配管表面における開先13の両側に、開先13と一定距
離を置いてあるいはこれと平行に、円弧レール21のセ
グメントを配管11,12の周りに配置し、各々のセグ
メントの突起32と溝33とをはめ合わせ、各々のセグ
メントの合わせ面を跨ぐように両側面に連結板34を配
置し、通しボルト35によって連結板34およびセグメ
ントを結合することによってなされる。円弧レール2
1,22の位置決めはベース24,28を配管11,1
2に吸着させることによってなされている。円弧レール
21,22に対する本体23の取り付けは、たとえば、
移動台36における片方の門柱部分にある二つの溝をレ
ール部材26,27に、もう片方の門柱部分にあるひと
つの溝をレール部材31にはめ、円弧溝43,43aに
ローラ38,39をはめて、本体23をサポート25,
29の間に配置することによってなされる。本体23
は、円弧レール21,22に載せられると、ローラ3
8,39とローラ群41,42とを介してサポート2
5,29とレール部材26,31とに支持されている。
このため、本体23はレール部材21,22に沿って配
管11,12の長手方向中心軸の周りに旋回を行える。
Arc rails 21 for the pipes 11, 12;
Installation of 22 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
On both sides of the groove 13 on the pipe surface, segments of the arc rail 21 are arranged around the pipes 11 and 12 with a certain distance or in parallel with the groove 13, and the projection 32 and the groove 33 of each segment are arranged. Are fitted together, the connecting plates 34 are arranged on both side surfaces so as to straddle the mating surfaces of the respective segments, and the connecting plates 34 and the segments are connected by the through bolts 35. Arc rail 2
The positioning of 1, 22 is performed by connecting the bases 24, 28 to the piping 11, 1
It is done by making it adsorb to 2. The attachment of the main body 23 to the circular arc rails 21 and 22 is performed by, for example,
Fit the two grooves in one of the gate columns of the moving base 36 to the rail members 26 and 27, fit one groove in the other gate column to the rail member 31, and fit the rollers 38 and 39 in the arc grooves 43 and 43a. Support the main body 23,
It is made by placing between 29. Body 23
Is placed on the arc rails 21 and 22, the roller 3
Support 2 via 8, 39 and roller groups 41, 42
5, 29 and rail members 26, 31.
Therefore, the main body 23 can swivel along the rail members 21 and 22 about the longitudinal center axes of the pipes 11 and 12.

【0026】溶接は、作業者が距離検出ユニット52,
加熱ユニット53,53aおよび温度検出ユニット55
と配管11,12の表面との間の距離、予熱温度、溶接
ユニット54および冷却ユニット56の旋回角度、溶接
層の数、溶接電流などの溶接条件を設定することによっ
て開始される。
In welding, the worker must detect the distance detection unit 52,
Heating units 53, 53a and temperature detection unit 55
It is started by setting welding conditions such as the distance between the surface of the pipes 11 and 12, the preheating temperature, the swivel angles of the welding unit 54 and the cooling unit 56, the number of welding layers, and the welding current.

【0027】この溶接機の運転が始まると、制御装置1
00は、プログラムにしたがって距離検出ユニット52
に開先13の形状の測定を行なわせる。開先形状の測定
は制御装置100が溶接装置10のモータ46,51を
作動させることによって開始される。図5において、モ
ータ46が作動すると、ギア45がリングギア44にか
み合いつつ回転し、移動台36が配管11,12の長手
方向中心軸の周りを旋回し、そして、モータ51が作動
すると、ねじ軸47が回転し、移動台37が配管11,
12の長手方向中心軸と平行に直線移動して、距離検出
ユニット52を開先13の上に移動する。そのあと、制
御装置100は、図6〜8に示す距離測定ユニット52
の送り機構にあるモータ66を作動させ、送りねじ65
を回転させ、レーザ変位計67の先端と開先13との間
隔が所定の間隔になるまで、保持台64を配管11,1
2の表面に向かって移動させる(図10のステップS
1)。レーザ変位計67がこのようにして位置決めされ
ると、制御装置100は、図5に示すモータ51を作動
させ、ねじ軸47を回転させ、移動台36を直線移動さ
せて、配管11,12の長手方向中心軸に沿う移動をレ
ーザ変位計67になさせ、同時に開先13の表面とレー
ザ変位計67との間の距離検出をレーザ変位計67に行
なわせる(図10のステップS2)。
When the operation of this welding machine is started, the controller 1
00 is the distance detection unit 52 according to the program.
To measure the shape of the groove 13. The measurement of the groove shape is started by the control device 100 activating the motors 46 and 51 of the welding device 10. In FIG. 5, when the motor 46 is operated, the gear 45 is rotated while being engaged with the ring gear 44, the movable base 36 is swiveled around the longitudinal center axes of the pipes 11 and 12, and when the motor 51 is operated, the screw is rotated. The shaft 47 rotates, the movable table 37 moves the pipe 11,
The distance detection unit 52 is moved above the groove 13 by linearly moving parallel to the central axis of the longitudinal direction 12. After that, the control device 100 controls the distance measuring unit 52 shown in FIGS.
Of the feed screw 65 by operating the motor 66 in the feed mechanism of
Is rotated, and the holder 64 is connected to the pipes 11, 1 until the distance between the tip of the laser displacement meter 67 and the groove 13 becomes a predetermined distance.
2 toward the surface (step S in FIG. 10).
1). When the laser displacement meter 67 is positioned in this way, the control device 100 operates the motor 51 shown in FIG. 5, rotates the screw shaft 47, and linearly moves the moving base 36 to move the pipes 11 and 12 together. The laser displacement meter 67 is caused to move along the central axis in the longitudinal direction, and at the same time, the laser displacement meter 67 is caused to detect the distance between the surface of the groove 13 and the laser displacement meter 67 (step S2 in FIG. 10).

【0028】制御装置100は、図10に示すように、
レーザ変位計67からの距離データによって開先13の
形状データを演算し(ステップS3)、該開先形状デー
タから開先13の位置座標を演算し(ステップS4)、
さらに、座標データから溶接トーチ72の移動量を算出
し(図10のステップS5)、移動量データを格納した
あと(ステップS6)、図6〜8における距離測定ユニ
ット52のモータ66を逆転させ、レーザ変位計67を
移動台37の内部に収納する。
The control unit 100, as shown in FIG.
The shape data of the groove 13 is calculated from the distance data from the laser displacement meter 67 (step S3), and the position coordinates of the groove 13 are calculated from the groove shape data (step S4).
Further, the movement amount of the welding torch 72 is calculated from the coordinate data (step S5 in FIG. 10), the movement amount data is stored (step S6), and then the motor 66 of the distance measuring unit 52 in FIGS. The laser displacement meter 67 is housed inside the moving table 37.

【0029】それから、制御装置100は、図5におけ
る配管11,12の長手方向中心軸に沿う直線移動を移
動台37に行わせるモータ46を作動させて、加熱ユニ
ット53,53aを開先13に沿って移動させると共
に、各々の加熱ユニット53,53aの送り機構にある
モータおよび温度検出ユニット55の送り機構にあるモ
ータ、すなわち、これらのユニットに含まれる図6〜8
に示す距離測定ユニット52のモータ66に対応するモ
ータを作動させて、バーナ68および温度検出器75の
先端と配管11,12の表面との間隔が所定値になるま
で、各々の送り機構の保持台を配管表面に向かって移動
させる(図10のステップS7)。バーナ68および温
度検出器75の位置決めがなされると、制御装置100
は、モータ46を作動させて、配管11,12の長手方
向中心軸周りの旋回を移動台36になさせると共に、図
9に示すガス供給器69を作動させ、ガスをバーナ68
に導き、かつバーナ68を点火して、加熱ユニット5
3,53aに開先13および配管11,12における開
先13の両側領域の予熱を行なわせると共に、温度検出
器75を作動させ、配管11,12における開先13の
両側領域の温度測定を温度検出器75に行なわせる(図
10のステップS8)。これらの予熱と温度測定とは、
設定された温度になるまで、たとえば温度149゜Cに
なるまで繰り返して行なわれる(図10のステップS
9)。温度検出器75が温度149゜C以上の温度を検
出すると、制御装置100は、温度検出ユニット55の
送り機構におけるモータを作動させ、該ユニットの保持
台を上昇させ、温度検出器75を移動台37の内部に引
き込むと共に(図10のステップS10)、モータ4
6,51を作動させて、加熱ユニット53,53aおよ
び温度検出ユニット55を図5に示す初期位置に移動さ
せる。
Then, the control device 100 operates the motor 46 that causes the moving base 37 to perform a linear movement along the longitudinal center axis of the pipes 11 and 12 in FIG. 5, and causes the heating units 53 and 53a to move to the groove 13. 6 along with the motors in the feeding mechanism of the heating units 53 and 53a and the motors in the feeding mechanism of the temperature detection unit 55, that is, in FIGS.
By operating a motor corresponding to the motor 66 of the distance measuring unit 52 shown in FIG. 3, each feed mechanism is held until the distance between the tips of the burner 68 and the temperature detector 75 and the surfaces of the pipes 11 and 12 reaches a predetermined value. The table is moved toward the surface of the pipe (step S7 in FIG. 10). When the burner 68 and the temperature detector 75 are positioned, the controller 100
Operates the motor 46 to cause the movable base 36 to swivel the pipes 11 and 12 about the longitudinal center axis, and also operates the gas supply device 69 shown in FIG. 9 to operate the gas burner 68.
To the heating unit 5 by igniting the burner 68.
3, 53a is caused to preheat the groove 13 and both sides of the groove 13 in the pipes 11 and 12, and the temperature detector 75 is operated to measure the temperature of both sides of the groove 13 in the pipes 11 and 12. The detector 75 is made to perform (step S8 of FIG. 10). These preheating and temperature measurement are
The process is repeated until the temperature reaches the set temperature, for example, the temperature reaches 149 ° C. (step S in FIG. 10).
9). When the temperature detector 75 detects a temperature of 149 ° C. or higher, the control device 100 operates the motor in the feeding mechanism of the temperature detection unit 55 to raise the holding base of the unit and move the temperature detector 75 to the moving base. While being pulled inside 37 (step S10 in FIG. 10), the motor 4
6, 51 are operated to move the heating units 53, 53a and the temperature detection unit 55 to the initial positions shown in FIG.

【0030】つぎに、オペレータはティーチングボック
スを操作し、開先形状13のティーチングを行なう。テ
ィーチングが始まると、制御装置100は、図10のス
テップS6において格納された開先形状データを呼び出
し(ステップS13)、開先形状と、図5におけるモー
タ46,51および溶接ユニット54における距離測定
ユニット52のモータ66に対応するモータの作動ステ
ップとの関係を格納すると共に(ステップS11)、図
5におけるモータ46,51を作動させ、加熱ユニット
53,53aおよび温度検出ユニット55を図5に示す
初期位置に移動させる。
Next, the operator operates the teaching box to teach the groove shape 13. When the teaching is started, the control device 100 calls the groove shape data stored in step S6 of FIG. 10 (step S13), and the groove shape and the distance measuring unit in the motors 46 and 51 and the welding unit 54 in FIG. The relationship between the motor 52 and the operation step of the motor corresponding to the motor 66 is stored (step S11), the motors 46 and 51 in FIG. 5 are operated, and the heating units 53 and 53a and the temperature detection unit 55 are initialized as shown in FIG. Move to position.

【0031】ティーチングがおわると、制御装置100
は、図10に示すように、設定溶接層数が単数かあるい
は複数かどうかを判定し(ステップS13)、単層が設
定されていると、図5に示すモータ46を作動させて、
配管11,12の長手方向中心軸の周りに移動台36を
旋回させて、溶接ユニット54を初期位置に移動させた
あと(図10のステップS14)、モータ51を作動さ
せ、溶接ユニット54を開先13の上に移動すると共
に、溶接ユニット54の送り機構におけるモータを作動
させ、保持台を下降させて、溶接トーチ72の先端と開
先13との間隔が所定値になるまで、溶接トーチ72を
配管表面に向かって移動させる(図10のステップS1
5)。それから、制御装置100は、モータ46を作動
させ、溶接トーチ72に配管11,12の長手方向中心
軸周りの旋回をなさせ、同時に、図9に示す溶接線駆動
機構73および溶接電源74を作動させて、設定された
溶接条件で溶接ユニット54に本溶接を行なわせると共
に、ガス供給器69を作動させて、バーナ68に開先1
3および配管11,12における開先13の両側領域の
加熱を行なわせる(図10のステップS16)。加熱溶
接がおわると、制御装置100は、図9における溶接線
駆動機構73,溶接電源74およびガス供給器69の作
動を止め、溶接ユニット54の送り機構に含まれるモー
タと加熱ユニット53,53aの送り機構にあるそれと
を逆転させて、溶接トーチ72およびバーナ68を各々
のユニットの内部に収納したあと(図10のステップS
17)、モータ46,51を作動させ、移動台36を旋
回させて、溶接ユニット54を初期位置に移動する。
When the teaching is over, the controller 100
As shown in FIG. 10, it is determined whether the number of set welding layers is single or plural (step S13), and if the single layer is set, the motor 46 shown in FIG.
After moving the moving table 36 around the central axis of the pipes 11 and 12 in the longitudinal direction to move the welding unit 54 to the initial position (step S14 in FIG. 10), the motor 51 is operated to open the welding unit 54. While moving to the tip 13, the motor in the feed mechanism of the welding unit 54 is operated to lower the holding table until the distance between the tip of the welding torch 72 and the groove 13 reaches a predetermined value. Is moved toward the surface of the pipe (step S1 in FIG. 10).
5). Then, the control device 100 actuates the motor 46 to cause the welding torch 72 to swivel about the longitudinal center axes of the pipes 11 and 12, and at the same time actuates the welding line drive mechanism 73 and the welding power source 74 shown in FIG. 9. Then, the welding unit 54 is caused to perform the main welding under the set welding conditions, and the gas supply device 69 is operated to cause the burner 68 to have the groove 1
3 and the regions on both sides of the groove 13 in the pipes 11 and 12 are heated (step S16 in FIG. 10). When the heating and welding are over, the control device 100 stops the operation of the welding line drive mechanism 73, the welding power source 74 and the gas supplier 69 in FIG. 9, and the motor included in the feed mechanism of the welding unit 54 and the heating units 53, 53a. After the welding torch 72 and the burner 68 are housed inside each unit by reversing that in the feed mechanism (step S in FIG. 10).
17), the motors 46 and 51 are operated, the movable base 36 is rotated, and the welding unit 54 is moved to the initial position.

【0032】それから、制御装置100は、図5におけ
るモータ51を作動させ、距離検出ユニット52を開先
13の上に移動させると共に、距離検出ユニット52の
送り機構にあるモータを作動させ、保持台を下降させ
て、レーザ変位計67の先端と溶接ビードとの間隔が所
定値になるまで、レーザ変位計67を配管11,12の
表面に向かって移動させたあと(図10のステップS1
8)、溶接ビートとの距離測定をレーザ変位計67に行
なわせる(図10のステップS19)。制御装置100
は、図10に示すように、レーザ変位計67からの距離
データを形状データに変換したあと、形状データにアン
ダーカットが含まれているか否かを判別し(ステップS
20)、アンダーカットが存在していると、図10にお
けるステップS15ないしステップS21を実行する。
アンダーカットがなければ、制御装置100は、図6〜
8に示す距離検出ユニット52の送り機構にあるモータ
66を作動させ、保持台64を上昇させて、レーザ変位
計67を移動台37の内部に収納する(ステップS2
1)。
Then, the control device 100 operates the motor 51 in FIG. 5 to move the distance detecting unit 52 above the groove 13, and also activates the motor in the feed mechanism of the distance detecting unit 52 to hold the holder. After moving the laser displacement meter 67 toward the surface of the pipes 11 and 12 until the distance between the tip of the laser displacement meter 67 and the welding bead reaches a predetermined value (step S1 in FIG. 10).
8) The laser displacement meter 67 is caused to measure the distance from the welding beat (step S19 in FIG. 10). Control device 100
10, after converting the distance data from the laser displacement meter 67 into shape data, it is determined whether or not the shape data includes an undercut (step S
20) If there is an undercut, steps S15 to S21 in FIG. 10 are executed.
If there is no undercut, the control device 100 is shown in FIG.
The motor 66 in the feed mechanism of the distance detection unit 52 shown in FIG. 8 is operated to raise the holding table 64, and the laser displacement meter 67 is housed inside the moving table 37 (step S2).
1).

【0033】収納が終わると、制御装置100は、図5
におけるモータ51を作動させ、冷却ユニット56を溶
接ビード上に移動させると共に、冷却ユニット56の送
り機構にあるモータを作動させて、ノズル76の先端と
溶接ビードとの間隔が所定値になるまで、ノズル76を
配管表面に向かって移動させる(図10のステップS2
2)。冷却ユニット56の位置決めがなされると、制御
装置100は、図9に示す開閉弁77を開くと共に、モ
ータ46を作動させて、ノズル76に配管11,12の
長手方向中心軸周りの旋回を行なわせ、冷却流体源78
からの冷却気体によって、溶接ビートおよび配管11,
12における溶接ビートに隣接する領域の冷却を行わせ
る(図10のステップS23)。ノズル76が設定され
た角度の旋回を行なうと、制御装置100は、モータ4
6の作動を停止し、開閉弁77を閉じ、冷却ユニット5
6の送り機構におけるモータを作動させ、ノズル76を
移動台37の内部に収納すると共に(図10のステップ
S24)、モータ46およびモータ51を作動させ、移
動台37を図5に示す初期位置にもどし、すべての構成
要素の作動を停止させる。
When the storage is completed, the control device 100 is operated as shown in FIG.
The motor 51 is operated to move the cooling unit 56 onto the welding bead, and the motor in the feeding mechanism of the cooling unit 56 is operated until the distance between the tip of the nozzle 76 and the welding bead reaches a predetermined value. The nozzle 76 is moved toward the pipe surface (step S2 in FIG. 10).
2). When the cooling unit 56 is positioned, the control device 100 opens the opening / closing valve 77 shown in FIG. 9 and operates the motor 46 to cause the nozzle 76 to swirl around the central axis in the longitudinal direction of the pipes 11 and 12. The cooling fluid source 78
The cooling gas from the welding beet and the pipe 11,
The region adjacent to the welding beat in 12 is cooled (step S23 in FIG. 10). When the nozzle 76 turns at the set angle, the control device 100 causes the motor 4 to move.
6 operation is stopped, the on-off valve 77 is closed, and the cooling unit 5
6, the nozzle 76 is housed inside the moving table 37 (step S24 in FIG. 10), the motor 46 and the motor 51 are operated, and the moving table 37 is moved to the initial position shown in FIG. Return and deactivate all components.

【0034】また、図10におけるステップS13にお
いて、設定された溶接層数nが複数であると、制御装置
100は、図11に示すように、設定された溶接条件で
溶接ユニット54に一層目の溶接を、加熱ユニット5
3,53aに配管11,12における開先13の両側領
域の加熱を行なわせ(ステップS25)、加熱溶接が終
了すると、実行した溶接層数n=1を記憶ユニットに書
き込むと共に(ステップS26)、図5におけるモータ
46を作動させ、溶接ユニット54を初期位置に旋回さ
せ、溶接ユニット54の送り機構におけるモータを作動
させて、溶接トーチ72を移動台37の内部に収納する
(ステップS27)。
Further, when the number n of welding layers set is plural in step S13 in FIG. 10, the control device 100 causes the welding unit 54 to perform the first welding under the set welding conditions as shown in FIG. Welding, heating unit 5
3, 53a is caused to heat the regions on both sides of the groove 13 in the pipes 11, 12 (step S25), and when the heating welding is completed, the executed welding layer number n = 1 is written in the storage unit (step S26). The motor 46 in FIG. 5 is operated to rotate the welding unit 54 to the initial position, and the motor in the feed mechanism of the welding unit 54 is operated to store the welding torch 72 inside the moving table 37 (step S27).

【0035】それから、制御装置100は、図5におけ
るモータ51を作動させ、配管11,12の長手方向中
心軸に沿って移動台37を直線移動させて、距離検出ユ
ニット52を開先13の上に移動し、距離測定ユニット
52の送り機構におけるモータ66を作動させ、レーザ
変位計67の先端と一層目の溶接ビードとの間隔が所定
値になるまで、レーザ変位計67を配管11,12の表
面に向かって移動したあと(ステップS28)、書き込
まれた値が偶数か否か判別し(ステップS29)、偶数
であれば、図5におけるモータ46を作動させ、移動台
37を直線移動させながら、レーザ変位計67に右側開
先面および溶接ビードの距離測定を行なわせ(ステップ
S30)、また、奇数であれば、左側開先面および溶接
ビードの距離測定をレーザ変位計67に行なわせる(ス
テップS31)。レーザ変位計67からの距離データは
制御装置100に送られる。制御装置100は図12に
示す片方の開先面aと溶接ビードbとの交点位置cある
いはもう片方の開先面dと溶接ビードbとの交点位置
e、および、溶接トーチ72の初期位置から交点位置c
あるいは交点位置eまでの溶接トーチ移動距離を算出す
る(ステップS32)。算出がなされると、制御装置1
00は、距離検出ユニット52の送り機構におけるモー
タ66を作動させ、レーザ変位計67を移動台37の内
部に収納する(ステップS33)。それから、制御装置
100は、図5に示すモータ51を作動させて、移動台
37を直線移動させて、溶接トーチ72を交点位置dあ
るいはeまでの移動を行なわせたあと、溶接ユニット5
4の送り機構におけるモータおよび加熱ユニット53,
53aの送り機構におけるそれを作動させ、溶接トーチ
72およびバーナ68の先端と一層目の溶接ビードとの
間隔が所定値になるまで、溶接トーチ72およびバーナ
68を配管表面に向かって移動させ(ステップS3
4)、次いで、図9における溶接線駆動機構73および
溶接電源74を作動させ、設定された溶接条件でもって
溶接ユニット54に二層目の溶接を行なわせ、同時に、
ガス供給器69を作動させ、開先13と配管11,12
における隣接領域との加熱をバーナ68に行なわせる
(ステップS35)。二層目の加熱溶接が終わると、制
御装置100は、実行溶接層数n=2を記憶ユニットに
書き込むと共に(ステップS36)、設定溶接層数nと
実行溶接層数mの値が同じかどうか判別し(ステップS
37)、n=mであれば、ステップS18からステップ
S24までを実行する。しかし、設定溶接層数と書き込
まれた溶接層数とが一致しなければ、つまりn≠mであ
ると、ステップS27からS36を繰り返して、三層目
の溶接作業を行なわせたあと、n=3を書き込み、ここ
でも実行溶接層数がn=mでなければ、ふたたびステッ
プS27からステップS36をn=mになるまで繰り返
して実行し、n=mになったところで、ステップS18
からステップS24までを実行する。
Then, the control device 100 operates the motor 51 shown in FIG. 5 to linearly move the moving table 37 along the central axis of the pipes 11 and 12 in the longitudinal direction to move the distance detecting unit 52 above the groove 13. To operate the motor 66 in the feed mechanism of the distance measuring unit 52, and connect the laser displacement meter 67 to the pipes 11 and 12 until the distance between the tip of the laser displacement meter 67 and the first welding bead reaches a predetermined value. After moving toward the surface (step S28), it is determined whether or not the written value is an even number (step S29). If it is an even number, the motor 46 in FIG. The laser displacement meter 67 is caused to measure the distance between the right groove surface and the welding bead (step S30). If the number is odd, the distance between the left groove surface and the welding bead is measured. Causes the laser displacement meter 67 (step S31). Distance data from the laser displacement meter 67 is sent to the control device 100. The control device 100 starts from the intersection position c between one groove surface a and the welding bead b shown in FIG. 12 or the intersection position e between the other groove surface d and the welding bead b and the initial position of the welding torch 72. Intersection point c
Alternatively, the welding torch movement distance to the intersection point position e is calculated (step S32). When the calculation is done, the control device 1
00 activates the motor 66 in the feed mechanism of the distance detection unit 52 to house the laser displacement meter 67 inside the movable table 37 (step S33). Then, the control device 100 operates the motor 51 shown in FIG. 5 to linearly move the moving base 37 to move the welding torch 72 to the intersection point d or e, and then the welding unit 5
Motor and heating unit 53 in the feeding mechanism 4;
It is operated in the feeding mechanism of 53a, and the welding torch 72 and the burner 68 are moved toward the pipe surface until the distance between the tip of the welding torch 72 and the burner 68 and the welding bead of the first layer becomes a predetermined value (step S3
4) Next, the welding line drive mechanism 73 and the welding power source 74 in FIG. 9 are operated to cause the welding unit 54 to perform the second layer welding under the set welding conditions, and at the same time,
The gas supplier 69 is operated to operate the groove 13 and the pipes 11 and 12.
The burner 68 is caused to perform heating with the adjacent region in step S35. When the second layer of heat welding is completed, the control device 100 writes the number of execution welding layers n = 2 in the storage unit (step S36), and whether the values of the set number of welding layers n and the number of execution welding layers m are the same. Determine (Step S
37), if n = m, steps S18 to S24 are executed. However, if the set number of weld layers and the written number of weld layers do not match, that is, if n ≠ m, steps S27 to S36 are repeated to perform welding work for the third layer, and then n = 3 is written, and again, if the number of executed welding layers is not n = m, steps S27 to S36 are repeatedly executed again until n = m, and when n = m, step S18 is executed.
To step S24 are executed.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の配管溶接機は、以上説明したよ
うに、配管の残留応力を改善して、応力腐食割れを防止
する溶接を行なえるばかりか、配管に設置するだけで、
作業を連続して、つまり溶接に伴って必要となる機器を
交換することなしに、配管の接合を行なえるので、作業
の省力化および迅速化が図れ、配管の直径が大きくて
も、作業の安全性を確保することができる。
As described above, the pipe welding machine of the present invention can improve the residual stress of the pipe and perform welding to prevent stress corrosion cracking.
Since the pipes can be joined continuously without changing the equipment required for welding, labor can be saved and the work can be speeded up. It is possible to ensure safety.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の配管溶接機の一実施例を示しており、
溶接装置の一部を省略された平面図である。
FIG. 1 shows an embodiment of a pipe welding machine of the present invention,
It is a top view with a part of the welding device omitted.

【図2】図1に示す配管溶接機の正面図である。2 is a front view of the pipe welding machine shown in FIG. 1. FIG.

【図3】図1に示す配管溶接機の側面図である。3 is a side view of the pipe welding machine shown in FIG. 1. FIG.

【図4】図1に示す配管溶接機における溶接装置本体ま
わりの斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view around a welding device body in the pipe welding machine shown in FIG.

【図5】図1〜図4に示す配管溶接機におけるの一部を
破断し、かつ一部を拡大した正面図である。
FIG. 5 is a front view in which a part of the pipe welding machine shown in FIGS. 1 to 4 is cut away and a part thereof is enlarged.

【図6】図5のA−A線にそう断面図である。6 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図7】図1〜図4に示す配管溶接機における溶接装置
本体に組み込まれた距離検出ユニットの拡大正面図であ
る。
FIG. 7 is an enlarged front view of the distance detection unit incorporated in the welding device body in the pipe welding machine shown in FIGS. 1 to 4.

【図8】図7に示す距離検出ユニットの拡大側面図であ
る。
8 is an enlarged side view of the distance detection unit shown in FIG.

【図9】図1〜図4に示す配管溶接機における溶接装置
と制御装置との電気接続状態を示す説明図である。
9 is an explanatory diagram showing an electrical connection state between a welding device and a control device in the pipe welding machine shown in FIGS. 1 to 4. FIG.

【図10】図1〜図4に示す配管溶接機における作動状
態の一部を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a part of an operating state of the pipe welding machine shown in FIGS. 1 to 4.

【図11】図1〜図4に示す配管溶接機における作動状
態の残余を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the remaining operating state of the pipe welding machine shown in FIGS. 1 to 4.

【図12】図1〜図4に示す配管溶接機における複層溶
接の状態を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a state of multi-layer welding in the pipe welding machine shown in FIGS. 1 to 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 …溶接装置 11,12 …配管 21,22 …円弧レール 36 …第一の移動台 37 …第二の移動台 44〜46 …第一の送り機構 47 …直線レール 49,51 …第二の送り機構 52 …距離検出ユニット 53,53a…加熱ユニット 54 …溶接ユニット 55 …温度検出ユニット 56 …冷却ユニット 63〜66 …第三の送り機構 100 …制御装置 10… Welding equipment 11, 12… Piping 21, 22 ... Arc rail 36 ... The first mobile platform 37 ... Second mobile platform 44 to 46 ... First feeding mechanism 47 ... Straight rail 49, 51 ... Second feeding mechanism 52 ... Distance detection unit 53, 53a ... Heating unit 54 ... Welding unit 55 ... Temperature detection unit 56 ... Cooling unit 63 to 66 ... Third feeding mechanism 100 ... Control device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 31/00 B23K 31/00 J M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B23K 31/00 B23K 31/00 J M

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仮付け溶接された配管を含み、形成され
る溶接継手と平行に配置される円弧レールと、円弧レー
ル上を走行する第一の移動台と、円弧レールと交差して
第一の移動台に配置された直線レールと、直線レール上
を走行する第二の移動台と、第一の移動台の前記走行を
なさせる第一の送り機構と、第二の移動台に前記走行を
なさせる第二の送り機構と、第二の移動台上で溶接継手
に向かって案内する機構を介在して第二の移動台に取り
付けられた予熱ユニット、溶接ユニットおよび冷却ユニ
ットを具備することを特徴とする配管溶接機。
1. A circular arc rail that includes tack welded piping and is arranged in parallel with a weld joint to be formed, a first moving base that travels on the circular arc rail, and a first crossing rail that crosses the circular arc rail. Linear rail arranged on the moving base, a second moving base that travels on the linear rail, a first feed mechanism that makes the traveling of the first moving base, and the traveling on the second moving base. And a preheating unit, a welding unit, and a cooling unit attached to the second moving table via a mechanism that guides the welding joint on the second moving table. A pipe welding machine characterized by.
【請求項2】 仮付け溶接された配管を含み、形成され
る溶接継手と平行に配置される円弧レールと、円弧レー
ル上を走行する第一の移動台と、円弧レールと交差して
第一の移動台に配置された直線レールと、直線レール上
を走行する第二の移動台と、第一の移動台の前記走行を
なさせる第一の送り機構と、第二の移動台に前記走行を
なさせる第二の送り機構と、第二の移動台上で溶接継手
に向かって移動させる第三の送り機構を介在して第二の
移動台に取り付けられた予熱ユニット、温度検出ユニッ
ト、溶接ユニット、距離検出ユニットおよび冷却ユニッ
トとを備える溶接装置と、予熱ユニットに溶接継手を形
成させる部位の予熱作業を、温度検出ユニットに前記部
位の温度測定を、温度検出ユニットからのデータにもと
づいて設定温度まで予熱ユニットに予熱作業をなさせた
あと、溶接ユニットに溶接をなさせ、それから、冷却ユ
ニットに前記部位の急冷をなさせて、配管の圧縮残留応
力に改善し、応力腐食割れを防止すると共に、これらの
作業を距離検出ユニットからのデータにもとづいて送り
機構および案内機構を作動させることによってなさせる
制御装置とを具備することを特徴とする配管溶接機。
2. A circular arc rail that includes tack welded piping and is arranged in parallel with a weld joint to be formed, a first moving base that travels on the circular arc rail, and a first rail that intersects the circular arc rail. Linear rail arranged on the moving base, a second moving base that travels on the linear rail, a first feed mechanism that makes the traveling of the first moving base, and the traveling on the second moving base. Preheating unit, temperature detection unit, and welding attached to the second moving table via the second feeding mechanism that moves the welding mechanism on the second moving table and the third feeding mechanism that moves toward the welding joint on the second moving table. A welding device including a unit, a distance detection unit, and a cooling unit, and preheating work of a portion where a welding joint is formed in the preheating unit, temperature measurement of the portion in the temperature detection unit, and setting based on data from the temperature detection unit Up to temperature After the preheating unit is preheated, the welding unit is welded, and then the cooling unit is rapidly cooled to improve the compressive residual stress of the pipe and prevent stress corrosion cracking. A pipe welding machine, comprising: a control device that performs these operations by operating a feed mechanism and a guide mechanism based on data from a distance detection unit.
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