JP2000176663A - 溶接方法 - Google Patents

溶接方法

Info

Publication number
JP2000176663A
JP2000176663A JP10355872A JP35587298A JP2000176663A JP 2000176663 A JP2000176663 A JP 2000176663A JP 10355872 A JP10355872 A JP 10355872A JP 35587298 A JP35587298 A JP 35587298A JP 2000176663 A JP2000176663 A JP 2000176663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
tubular body
cylindrical
groove
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10355872A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Nagasawa
裕二 長澤
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP10355872A priority Critical patent/JP2000176663A/ja
Publication of JP2000176663A publication Critical patent/JP2000176663A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器を製作する際の工期の短縮及びコストダ
ウンを図り、良好な品質の容器を製造し得るようにし、
現地施工の制約を減少させ、容器の材質によっては必要
であった溶接後熱処理を簡略化し得るようにする。 【解決手段】 直立している下部筒状体1の上部に上部
筒状体3を直立させ、YAGレーザのレーザビームを出
射するようにした溶接トーチ10を水平方向へ回動させ
つつ、上、下部筒状体3,1の対向部に形成された開先
に向けて略水平にYAGレーザのレーザビームを出射
し、上、下部筒状体3,1を周溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直立状態に積上げ
た筒状体同士の周溶接をYAGレーザを用いて横向きで
行い得るようにした溶接方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば原子炉圧力容器のような容器を製
作するために筒状体同士の周溶接を行う場合には、従来
は直立している筒状体を横向きに寝かせて筒状体同士を
対向配置し、筒状体同士の対向部の溶接を下向きで行っ
ており、その際の溶接方法としては以下に述べる方法が
ある。
【0003】電気エネルギにより溶加材を溶融させる
溶接方法(被覆アーク溶接(SMAW)、ティグ溶接
(GTAW)、マグ又はミグ溶接(GMAW)、サブマ
ージアーク溶接(SAW))
【0004】CO2レーザによる溶接方法
【0005】電子ビームによる溶接方法
【0006】プラズマによる溶接方法(プラズマアー
ク溶接(PAW))
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ごとく、筒状体を横向きに寝かせて溶接を行う場合に
は、直立している筒状体を横向きに寝かすための工程が
必要となるため、その分、工期が長期化し、又筒状体を
寝かせたり立てたりするための特別な治具や装置が必要
となってコストアップを招来し、更には横に寝かせて溶
接を行う場合には、筒状体は軸線方向へ所定の間隔で支
持部材により支持させるため、支持部材を支点として自
重により下方へ歪み、その結果、完成した容器に歪みに
よる形状不良が発生する虞れがある。
【0008】又、従来の溶接方法では、上述のの場合
には、エネルギ密度に制限があるため、板厚の厚いもの
に対してはI型開先で溶加材なしの1パス溶接は不可能
であり、能率の向上を図ることができなかった。
【0009】の場合には、CO2レーザの発振器の移
動はその構造上自由に行うことができないうえ、レーザ
の伝送はフレキシブルな光ファイバ等を用いて行うこと
はできず直線的で固いものを用いなければならない。こ
のため、CO2レーザによる溶接方法には、適用範囲に
制約があり、特に現地施工に適用することが困難であ
る。
【0010】の場合には、雰囲気を真空に近い状態に
しなければならないため大型の設備が必要となり現地施
工への適用範囲に制約がある。
【0011】の場合には、電極は消耗品であるため頻
繁に交換する必要があり、又電力を伝送するための電力
ケーブルが太く重いため、これらを支えたり補強するた
めの構造が必要となって現地施工への適用に制約があ
り、更にレーザ溶接と同等の溶込みを得るためには、大
入熱となり、それによる残留応力の増加、材料の脆化が
顕著となる。
【0012】本発明は、上述の実情に鑑み、短い工期で
能率良く容器の製作を可能とすると共に筒状体を寝かせ
たり立てたりするための特別な治具や装置を不要として
コストダウンを図り、又完成した容器に歪みによる形状
不良が生じないようにし、更には現地での周溶接を、溶
接部の残留応力が増加したり材料に顕著な脆化が生じる
ことなくしかも現地施工に制約を受けることなく行い得
るようにした溶接方法を提供することを目的としてなし
たものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の溶接方法は、直
立している第1の筒状体の上部に第2の筒状体を直立さ
せ、YAGレーザのレーザビームを出射するようにした
溶接トーチを第1、第2の筒状体の周方向へ水平に回動
させつつ、第1、第2の筒状体の対向部に形成された開
先に向けて前記溶接トーチから略水平に前記レーザビー
ムを出射し、第1、第2の筒状体を周溶接するものであ
る。
【0014】本発明の溶接方法では第1、第2の筒状体
の対向部に形成される開先を略I型の開先とし、溶加材
なしで第1、第2の筒状体の周溶接を行うようにした
り、或いは第1、第2の筒状体の対向部に開先を形成
し、溶加材を用いて第1、第2の筒状体の周溶接を行う
ようにできる。
【0015】本発明では、第1、第2の円筒体はYAG
レーザのレーザビームを用いて直立横向きで周溶接が行
われる。
【0016】本発明では、第1、第2の筒状体を横向き
に寝かす工程が不要となるうえ、YAGレーザのエネル
ギ密度が高くて周溶接時のパス回数が減少するため、能
率が向上して工期の短縮を図ることができる。
【0017】又、第1、第2の筒状体を横向きに寝かせ
たり立てたりする工程が不要となるうえ、周溶接時の溶
接トーチのパス回数が減少するため、コストダウンを図
ることができる。
【0018】更に、周溶接の終了した製品に歪みによる
形状不良が発生せず、良好な品質の製品を得ることがで
きる。
【0019】又更に、溶接トーチへYAGレーザのレー
ザビームを伝送する光ファイバはフレキシブルにするこ
とができ、YAGレーザを発生させるための制御装置や
レーザ発振器は比較的小型、軽量になるため、現地施工
に際しての制約が少く、容易に周溶接を行うことができ
る。
【0020】更に又、筒状体への入熱が少いため、その
材質によっては必要であった残留応力除去、材料の脆化
に伴う遅れ割れの防止といった溶接後熱処理を簡略化す
ることができる可能性がある。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。
【0022】図1〜図3は本発明の溶接方法を説明する
ためのもので、図1及び2は作業手順を示す概略正面
図、図3は図2のIII−III方向矢視図である。図
1、2中、1は建家のコンクリート床2に直立させて設
置した下部筒状体、3はクレーンのフック4にワイヤ5
を介し吊下げられて搬送され、下部筒状体1上に直立し
て設置される上部筒状体、6は下部筒状体1や上部筒状
体3を包囲するようコンクリート床2に立設された作業
台である。
【0023】作業台6には、下部筒状体1の外周側へ向
けて水平に支持部材7が突出されており、支持部材7に
は、下部筒状体1の上端近傍に配設されて下部筒状体1
を同心状に包囲するよう、環状レール8が取付けられて
いる。而して環状レール8には、環状レール8に沿って
円周方向へ自走可能にYAGレーザを用いる溶接装置9
が設けられており、溶接装置9には、下部筒状体1と下
部筒状体1上に直立させて設置した上部筒状体3の対向
部を溶接するための溶接トーチ10が水平向きに設置さ
れている。
【0024】上部のコンクリート床11には制御装置1
2及び制御装置12からの指令によりYAGレーザを発
振し得るようにしたレーザ発振器13が配設されてお
り、レーザ発振器13から発振されたYAGレーザは溶
接トーチ10へ送給されるよう、レーザ発振器13と溶
接トーチ10はフレキシブルな光ファイバ14により接
続されている。
【0025】次に、本発明の実施の形態において下部筒
状体と上部筒状体を周溶接するための手順を図4及び5
をも参照しつつ説明する。
【0026】図4は溶加材なしで下部筒状体と上部筒状
体を周溶接する場合の溶接トーチ先端部近傍の縦断側面
図、図5は溶加材を用いて下部筒状体と上部筒状体を周
溶接する場合の溶接トーチ先端部近傍の縦断側面図であ
る。
【0027】図4、5中、15は溶接トーチ10の中空
状のトーチ本体であり、トーチ本体15の先端には、レ
ーザビーム16を集束させる集光レンズ17が収納され
ると共にトーチ本体15の先端は、先細りとなるよう縮
径されている。又トーチ本体15の先端内周からはシー
ルドガス18を流出させ得るようになっている。
【0028】図4中、19は下部筒状体1と上部筒状体
3との対向部間に形成された開先で、開先19はI型開
先に近い0〜数度の開先角度となっている。又、図5
中、20は溶加材、21は下部筒状体1と上部筒状体3
との対向部間に形成された開先である。
【0029】下部筒状体1と上部筒状体3を溶接する際
には、図1に示すごとく、下部筒状体1をコンクリート
床2に直立状態に設置し、作業台6に取付けた支持部材
7に環状レール8を固設し、環状レール8に溶接装置9
を搭載しておく。
【0030】この際、環状レール8は下部筒状体1の上
端部近傍外周に下部筒状体1に対し同心状となるよう配
置し、溶接トーチ10の先端が開先19又は21に対し
近接して対向するようにしておく。又、コンクリート床
11には、制御装置12及びレーザ発振器13を設置
し、レーザ発振器13と溶接トーチ10とはフレキシブ
ルな光ファイバ14により接続しておく。
【0031】クレーンのフック4にワイヤ5を介して吊
下げられた上部筒状体3はクレーンにより下部筒状体1
の上方まで搬送される。そこで次に、クレーンのフック
4を下降させることにより、上部筒状体3を下部筒状体
1の直上に位置するよう下降させて位置決めし、仮溶接
等により上部筒状体3を下部筒状体1に対し仮止めす
る。これにより、上部筒状体3は下部筒状体1に対し直
立状態に設置され、下部筒状体1と上部筒状体3の対向
部には、開先19又は21が形成される。
【0032】上部筒状体3が下部筒状体1の上方に所定
の状態で配置されたら、制御装置12を起動してレーザ
発振器13へ指令を与えると共に溶接装置9の走行装置
を起動して溶接装置9を環状レール8に沿い移動させ
る。
【0033】レーザ発振器13から発振されたYAGレ
ーザのレーザビーム16は光ファイバ14を通ってトー
チ本体15へ伝送され、集光レンズ17で集束されて開
先19又は21に水平方向から出射される。YAGレー
ザはエネルギ密度が高いため、開先が図4に示すような
I型に近い開先19の場合下部筒状体1と上部筒状体3
のレーザビーム16照射部が溶融する。その結果、下部
筒状体1と上部筒状体3は開先19の部分において、溶
加材なしでも直立・横向きでしかも1パスで周溶接され
る。
【0034】因みに、YAGレーザにより、周溶接する
場合、上、下部筒状体3,1の溶接部の板厚を約10m
mとすると、金属表面におけるエネルギ密度は1500
〜2000J/cm・mm2程度である。一方、従来の
ティグ溶接では、溶接部の板厚を約10mmとすると、
金属表面におけるエネルギ密度は200〜500J/c
m・mm2程度である。従ってYAGレーザによる溶接
の場合、エネルギ密度が高く、溶加材なしでも1パスで
十分に深い溶込みの周溶接を得ることができる。その結
果、溶接装置9が環状レール8を1周すれば、周溶接は
終了する。
【0035】開先が図5に示すようなV型の開先21の
場合は、連続的に送給されている溶加材20の先端にY
AGレーザによるレーザビーム16を出射して溶加材2
0を溶融させ、溶融した溶加材を開先21に供給する。
このため下部筒状体1と上部筒状体3は直立・横向きに
周溶接される。溶加材20を用いる場合には、溶接終了
まで数パスを要するため、溶接装置9は環状レール8を
複数回周回する必要がある。しかし、YAGレーザはエ
ネルギ密度が高いため、例えば従来のティグ溶接により
溶接を行う場合等に比較して少い周回数で周溶接を完了
することができる。
【0036】光ファイバ14はフレキシブルであるた
め、溶接装置9が環状レール8に沿い移動する際にも、
溶接装置9は支障なく、円滑に移動することができる。
又制御装置12やレーザ発振器13は、比較的小型で軽
量であるため、溶接作業中の制御装置12やレーザ発振
器13の移動も容易且つ迅速に行うことができる。
【0037】本発明の実施の形態においては、下部筒状
体1と上部筒状体3は直立した状態で横向きの周溶接が
可能であるため、上、下部筒状体3,1を横向きに寝か
すための工程が不要となり、工期の短縮を図ることがで
きる。又上、下部筒状体3,1を寝かせたり立てたりす
るための特別な治具や装置が不要となり、コストダウン
を図ることができる。更に、直立した状態で上、下部筒
状体3,1の周溶接を行っているため、上、下部筒状体
3,1が溶接時に自重により歪むことがなく、完成した
容器に形状不良が発生することはない。従って、品質の
より高い製品を製造することができる。
【0038】本発明の実施の形態においては、エネルギ
密度の大きいYAGレーザを用いて周溶接を行っている
ため、溶加材20を用いることなく1パスで溶接を行う
場合は勿論のこと、溶加材20を用いて複数パスで溶接
を行う場合においても、パス回数の減少により従来の溶
接方法に比較して能率の向上を図ることができる。又、
YAGレーザの伝送に用いる光ファイバ14はフレキシ
ブルであり、制御装置12やレーザ発振器13も容易に
移動させることができるため、現地での施工を制約を受
けることなく容易に行うことができる。更にYAGレー
ザを用いることにより、低入熱で周溶接を行うことがで
きるため、残留応力が減少して材料の脆化を押えること
ができる。従って、従来筒状体の材質によっては必要で
あった残留応力除去、遅れ割れ防止等のための溶接後熱
処理を簡略化することができる。
【0039】なお、本発明の実施の形態においては、溶
接トーチを上、下部筒状体の外周に配置し、直立・横向
きの周溶接を上、下部筒状体の外周から行う場合につい
て説明したが、溶接トーチを上、下部筒状体の内周に配
置して内周側から直立・横向きの周溶接を行うようにし
たり、或いは溶接トーチを上、下筒状体の内、外周両側
に配置して内、外周の何れからも直立・横向きの周溶接
を行うようにすることもできること、原子炉圧力容器に
限らず全ゆる容器に適用可能なこと、その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等
は勿論である。
【0040】
【発明の効果】本発明の溶接方法によれば、請求項1〜
3の何れにおいても、下記のごとき種々の優れた効果を
奏し得る。
【0041】I)筒状体を横向きに寝かす工程が不要と
なるうえ周溶接時のパス回数が減少するため、能率が向
上して工期の短縮を図ることができる。
【0042】II)筒状体を横向きに寝かせたり立てた
りするための装置や治具が不要でありしかも周溶接のパ
ス回数を減少させることができるため、コストダウンを
図ることができる。
【0043】III)完成した製品に歪みによる形状不
良が発生することがなく、品質のより高い製品の製造が
可能となる。
【0044】IV)溶接トーチへYAGレーザを伝送す
る光ファイバはフレキシブルにすることができ、又YA
Gレーザを発生させるための制御装置やレーザ発振器は
比較的小型、軽量であるため、現地施工に際しての制約
が少く、容易に周溶接を行うことができる。
【0045】V)筒状体への入熱が少いため、その材質
によっては必要であった残留応力除去、遅れ割れ防止と
いった溶接後熱処理を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶接方法の作業手順を示し、下部筒状
体の設置後に上部筒状体を吊下げた状態を示す概略正面
図である。
【図2】本発明の溶接方法の作業手順を示し、上部筒状
体を下部筒状体の上に直立させた状態を示す概略正面図
である。
【図3】図2のIII−III方向矢視図である。
【図4】本発明の溶接方法において、溶加材なしで下部
筒状体と上部筒状体を周溶接する場合の溶接トーチ先端
部近傍の縦断面図である。
【図5】本発明の溶接方法において、溶加材を用いて下
部筒状体と上部筒状体を周溶接する場合の溶接トーチ先
端部近傍の縦断面図である。
【符号の説明】 1 下部筒状体(第1の筒状体) 3 上部筒状体(第2の筒状体) 10 溶接トーチ 16 レーザビーム 19 開先 20 溶加材 21 開先

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直立している第1の筒状体の上部に第2
    の筒状体を直立させ、YAGレーザのレーザビームを出
    射するようにした溶接トーチを第1、第2の筒状体の周
    方向へ水平に回動させつつ、第1、第2の筒状体の対向
    部に形成された開先に向けて前記溶接トーチから略水平
    に前記レーザビームを出射し、第1、第2の筒状体を周
    溶接することを特徴とする溶接方法。
  2. 【請求項2】 第1、第2の筒状体の対向部に形成され
    る開先を略I型の開先とし、溶加材なしで第1、第2の
    筒状体の周溶接を行う請求項1に記載の溶接方法。
  3. 【請求項3】 第1、第2の筒状体の対向部に開先を形
    成し、溶加材を用いて第1、第2の筒状体の周溶接を行
    う請求項1に記載の溶接方法。
JP10355872A 1998-12-15 1998-12-15 溶接方法 Pending JP2000176663A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10355872A JP2000176663A (ja) 1998-12-15 1998-12-15 溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10355872A JP2000176663A (ja) 1998-12-15 1998-12-15 溶接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000176663A true JP2000176663A (ja) 2000-06-27

Family

ID=18446166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10355872A Pending JP2000176663A (ja) 1998-12-15 1998-12-15 溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000176663A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1222989A2 (en) * 2000-12-26 2002-07-17 General Electric Company Method for large pressure vessel assembly
JP2007263106A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Daikin Ind Ltd 圧縮機
JP2007263105A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Daikin Ind Ltd 圧縮機
KR101124270B1 (ko) * 2006-03-03 2012-03-27 다이킨 고교 가부시키가이샤 압축기 및 그 제조 방법
CN103723512A (zh) * 2013-11-14 2014-04-16 苏州昌飞自动化设备厂 一种电子元件的双侧边脚焊接机的壳体三维搬运单元
CN105689940A (zh) * 2016-04-18 2016-06-22 句容五星机械制造有限公司 一种反应釜用焊接机器人
CN105710586A (zh) * 2016-04-18 2016-06-29 句容五星机械制造有限公司 一种用于压力容器加工的焊接机器人

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1222989A2 (en) * 2000-12-26 2002-07-17 General Electric Company Method for large pressure vessel assembly
EP1222989A3 (en) * 2000-12-26 2003-02-12 General Electric Company Method for large pressure vessel assembly
JP2007263106A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Daikin Ind Ltd 圧縮機
JP2007263105A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Daikin Ind Ltd 圧縮機
KR101124270B1 (ko) * 2006-03-03 2012-03-27 다이킨 고교 가부시키가이샤 압축기 및 그 제조 방법
US8167596B2 (en) 2006-03-03 2012-05-01 Daikin Industries, Ltd. Compressor and manufacturing method thereof
US8690558B2 (en) 2006-03-03 2014-04-08 Daikin Industries, Ltd. Compressor and manufacturing method thereof
CN103723512A (zh) * 2013-11-14 2014-04-16 苏州昌飞自动化设备厂 一种电子元件的双侧边脚焊接机的壳体三维搬运单元
CN105689940A (zh) * 2016-04-18 2016-06-22 句容五星机械制造有限公司 一种反应釜用焊接机器人
CN105710586A (zh) * 2016-04-18 2016-06-29 句容五星机械制造有限公司 一种用于压力容器加工的焊接机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2355539C2 (ru) Орбитальное сварочное устройство для строительства трубопроводов
US7009139B2 (en) Method and apparatus for composite YAG laser/arc welding
WO2011055373A1 (en) Niobium based superconducting radio frequency (scrf) cavities comprising niobium components joined by laser welding; method and apparatus for manufacturing such cavities
CN104384674B (zh) 主泵电机转子屏蔽套与转子护环的机动钨极氩弧焊接方法
JP2015120188A (ja) 狭開先レーザ溶接方法
JP2000176663A (ja) 溶接方法
CN110125515A (zh) 镍合金堆焊方法
WO2016132713A1 (ja) シリンダ、シリンダ装置及び作業車両
US8686316B2 (en) Automatic welding device of the MIG/MAG type
CN113523545B (zh) 一种用于镀锌钢的激光焊接方法
US5532445A (en) Apparatus and process for the longitudinal-side welding of tubes to flat steel bars
JP2006205171A (ja) 溶接装置及びそれを用いた溶接方法
JP2021167026A (ja) 溶接部欠陥の補修方法
US11801573B2 (en) Tack welding method and tack welding apparatus
CN106466759A (zh) 利用激光堆焊对孔内壁表面改性的表面改性的方法及装置
CN104646831B (zh) 用于空间偏移部件的复合焊接设备、系统和方法
WO2019039529A1 (ja) ハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置
JP2003001478A (ja) 構造部材の亀裂補修方法及び亀裂補修装置
JPH11129068A (ja) パイプライン固定管の円周溶接方法
JPH11129069A (ja) パイプライン固定管の円周溶接方法
KR20120077207A (ko) 자동 용접 장치
JP2004160516A (ja) レーザーフィラー溶接方法
JP4346564B2 (ja) クラッド溶接方法及びその装置
Vänskä et al. Orbital cutting and welding of stainless steel tubes with a fiber laser
JPH09295149A (ja) 極厚狭開先のtig溶接方法および溶接装置