JP2001287091A - 配管溶接スタンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異形管の溶接にも対応でき、簡素な構造で正
確に芯合わせして溶接できる配管溶接スタンドを提供す
る。 【解決手段】 配管同士を突き合わせてこれらの突合わ
せ部を溶接する際に使用する配管溶接スタンドであっ
て、溶接される前記配管に挿入する棒材１２ａ，１２ｂ
と、この棒材１２ａ，１２ｂに貫通されてこの棒材１２
ａ，１２ｂの長手方向に沿って移動する芯合わせ部材１
５とを備え、前記芯合わせ部材１５を前記配管１０，１
１，１２の内周面に嵌合してこれら配管１０，１１，１
２の芯を同一軸上に位置固定する配管溶接スタンドを使
用して溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の配管を芯ず
れの無いように固定して溶接するもので、特に小径の配
管溶接スタンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、配管を突き合わせてこれらを溶接
する場合、溶接される配管に外部から芯合わせ治具を被
せて固定して行われていた。この場合、治具に隙間を形
成し、溶接棒をこの隙間から挿入して接続部の溶接を行
っていた。

【０００３】一方、配管の内径側からこれらの芯合わせ
を行う治具として、例えば、図９に示すように筒状の本
体４１と、この本体４１の長手方向の２箇所以上に前記
本体の半径方向に伸縮自在の押圧部材４２‥４２とから
なる治具４０が知られている。この治具４０は、溶接さ
れる２つの配管をその軸方向に連ねて配置し、本体４１
を挿入させて使用する。挿入後、本体４１の異なる位置
に設けられた押圧部材４２‥４２をこれら配管の位置に
それぞれ対応させて、本体４１の長手方向の端部に設け
られたハンドル４３を回転させて前記押圧部材４２‥４
２を半径方向に張出して２つの配管の芯を一致させるも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、配管の外側か
ら被せて芯を位置させる治具にあっては、治具の隙間か
ら溶接棒を挿入して溶接しなければならず溶接部の視界
が十分に確保されず、また、溶接棒の角度も溝により制
限されていまい不便であった。また、かかる芯合わせ治
具で、Ｔ字状のチーズ管１０、Ｌ字状のエルボ又はフラ
ンジ付き配管等の異形管を溶接する場合、固定すること
自体が困難であった。

【０００５】一方、図９に示すような芯合わせ治具４０
は構造が複雑で精密に製造しなければならず、高価であ
る。

【０００６】そこで、本発明では、異形管の溶接にも対
応でき、簡素な構造で正確に芯合わせして溶接できる配
管溶接スタンドを提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、配管同士を
突き合わせてこれらの突合わせ部を溶接する際に使用す
る配管溶接スタンドであって、溶接される前記配管に挿
入する棒材と、この棒材に貫通されてこの棒材の長手方
向に沿って移動する芯合わせ部材とを備え、前記芯合わ
せ部材が前記配管の内周面に嵌合してこれら配管の芯を
同一軸上に位置固定する配管溶接スタンドにより上記課
題を解決する。

【０００８】本発明によれば、棒材沿って芯合わせ部材
を移動させて、溶接される配管の内周面に芯合わせ部材
を嵌合させているので、例えばフランジ管等の異形管を
溶接しようとする場合でも配管の外形にかかわらず極め
て容易に配管の芯を同一軸上に一致せしめることができ
る。また、溶接部分において、配管の内周面と芯合わせ
部材の外周面とはほとんど面一の状態となっているの
で、芯合わせ部材の外周面がブロックして溶接の際配管
の隙間から配管内部に溶着金属が垂れることがない。ま
た、裏ビードが平滑な面に形成される。このため、溶接
後の配管内部の仕上げ加工に費やす労力を大幅に軽減で
きる。なお、芯合わせ部材を銅で形成すれば、溶接時の
放熱効果も向上し、裏ビードをより平滑に形成できる。

【０００９】また、本発明では、前記配管スタンドにお
いて、前記棒材を異なる方向から１点で交わるように複
数設け、これら棒材をこれらの交点部で互いに着脱自在
とし、これら棒材に前記芯合わせ部材をそれぞれ設け
た。

【００１０】チーズ管やエルボ等のように屈曲した形状
の配管を溶接する場合、一本の直線状の棒材ではすべて
の溶接部分に前記芯合わせ部材を設けることができな
い。本発明によれば、かかる場合であっても、各溶接部
に対応した棒材を設けているので、屈曲した形状の配管
を溶接する場合であっても、すべての溶接部分に芯合わ
せ部材を設けることができ、容易に芯合わせをすること
ができる。

【００１１】更に本発明では、前記配管溶接スタンドに
おいて、この配管溶接スタンドに前記芯合わせ部材の外
周面に嵌合するシム材を備え、このシム材を、溶接され
る前記配管の一方の配管の内周面とこれらとは別の配管
の内周面とに嵌合させて両者の芯を同一軸上に位置固定
するようにした。

【００１２】本発明によれば、３個以上の配管を連ねて
溶接する場合に、例えばこれら配管の内径に製作誤差が
あり、前記芯合わせ部材のみではうまく芯合わせをでき
ない場合でも、配管の同士の芯を同一軸上に一致せしめ
ることができる。

【００１３】芯合わせ部材の先端部に嵌合される配管と
芯合わせ部材との芯は同一軸上に合わされる。一方、シ
ム材は芯合わせ部材の外周面に嵌合されるのでこれら両
者の芯も一致する。従って、芯合わせ部材により芯合わ
せされた配管と、シム材及び芯合わせ部材の双方により
芯合わせされた配管の３者の芯は結果的にすべて同一軸
上に芯合わせされる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明の１実施形態にかかる配管溶
接スタンドを使用してＴ字状のチーズ管１０の３方向の
端面にストレート管１１の一端をそれぞれ溶接し、更に
ストレート管１１の他端にフランジ管１２をそれぞれ溶
接する様子を示している。

【００１６】この配管溶接スタンドは、この配管溶接ス
タンド全体を支持する板状のベース部１と、配管溶接ス
タンドの上部で溶接する配管を貫通させて取付けるため
の棒材２ａ，２ｂと、ベース部１に立設して棒材２ａ，
２ｂを支持する複数の支持用の部材３，４，５から構成
されている。

【００１７】ベース部１は台形状の板材から成り、その
長手方向の中央には矩形状の板材１ａ，１ａが幅方向に
張出している。また、ベース部１の中心部には、円形状
の打ち抜き部１ｂを設けて軽量化を図っている。ベース
部１には、その下底部から上方に延びる筒状の支柱３
と、上底部から上方に延びる帯状の支持材４が設けられ
ている。また、ベース部１の幅方向に張出す板材１ａ，
１ａの先端部には上方に延びる棒状の別の支持棒５，５
が設けられている。なお、この図に示したベース部１
は、矩形状の板材１ａ，１ａがベース部本体１Ａと一体
に形成されたものを示したが、二つの支持棒５，５を両
端に設けた板材を本体と別体として設け、必要に応じて
ベース部１本体にねじ止めしたりしゃこ万力等で取付け
るようにしても構わない。

【００１８】支柱３の上部には棒材２ａを支柱３に支持
する筒状の取付け部材６が設けられている。この取付け
部材６は支柱３に貫通されていて、棒材２ａをその側面
から支持材４に向けて水平に延びるように支持してい
る。また、取付け部材６の側面には、棒材２ａが取付け
られる位置の反対側にねじ孔が形成されていて、このね
じ孔に先端にねじ部を有する固定ハンドル７を螺合させ
て取付け部材６を支柱３に固定している。更に、この支
柱３には取付け部材の下に円環状のストッパー８が固定
されていて、取付け部材６を下から支持して支柱３に沿
って落下するのを防止している。ベース部１の上底部１
ｄから上方に延びる支持材４の上端には板状の載置台４
ａが設けられていて、支柱３に支持された棒材２ａの先
端がこの載置台４ａに支持されている。また、支柱３に
取付けられた棒材２ａにはその長手方向の中心部にねじ
孔が形成されている。棒材２ａに直交する棒材２ｂは、
その先端にねじ部が形成されていて、このねじ部を棒材
２ａのねじ孔に螺合させて棒材２ａに着脱自在に取付け
られている。

【００１９】ベース部本体１Ａから幅方向に張出した板
材１ａ，１ａの先端部にそれぞれ設けられた支持棒５，
５は、細長い棒材から構成されていて、その上端には、
Ｌ字状の部材に切り欠きを設けて成り、棒材の端部を係
止するための係止部５ａ，５ａが設けられている。棒材
２ａに直交するように取付けられた棒材２ｂの先端は、
係止部５ａに形成された切り欠きに差し込まれて係止さ
れている。

【００２０】そして、支柱３に取付けられた棒材２ａに
はＴ字状のチーズ管１０がこの棒材２ａに貫通されて配
され、このチーズ管１０の両端にはこのチーズ管１０を
挟んでストレート管１１，１１がその一端面をチーズ管
１０の端面に対向させて配置されている。更に棒材２ａ
長手方向において、ストレート管１１の他端側にはフラ
ンジ管１２，１２がその端面をストレート管１１，１１
の他端面に対向させて配されている。また、棒材２ａに
直交する棒材２ｂにも、同様にしてチーズ管１０の端面
部にストレート管１１の一端が対向するように配され、
ストレート管１１の他端には、フランジ管１２が端面を
対向させて配されている。

【００２１】これら、チーズ管１０、ストレート管１１
‥１１及びフランジ管１２‥１２には、棒材２ａ，２ｂ
に貫通されて設けられた筒状の芯合わせ部材１５‥１５
が挿入され、更に、ストレート管１１‥１１及びフラン
ジ管１２‥１２には、芯合わせ部材１５の外周面に勘合
する薄肉筒状のシム材１６‥１６が挿入されて芯合わせ
される。なお、各棒材２ａ，２ｂには円筒状の押付リン
グ１７‥１７がそれぞれ設けられていて、芯合わせ部材
１５‥１５を挿入する際、この芯合わせ部材１５の端面
をこの押付リング１７‥１７で棒材２ａ，２ｂの結合点
に向けて押圧できるようになっている。

【００２２】この配管溶接スタンドに溶接しようとする
配管をセットして配管同士の芯を合わせて溶接するには
図２〜図５に示す手順により行う。なお、図４及び図５
において図３に示す部品と同一の部品については、同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００２３】先ず、前準備として図２に示すように、最
初に、押付リング１７を支柱３に支持された棒材２ａに
貫通されるように取付け、次いで、シム材１６と芯合わ
せ部材１５とを棒材２ａがこれらを貫通するようにして
取付ける。芯合わせ部材１５はその一端側が半球面状に
面取りされていて、取付けの際にはこの面取りされた球
状端面１５ａを棒材２ａの長手方向中央（図の右側）に
向けて取付ける。

【００２４】次に、図３に示すようにフランジ管１２、
ストレート管１１、チーズ管１０の順でこれらに棒材２
ａを貫通させて取付ける。この際、フランジ管１２をそ
の接続面である凸状部１２ａをストレート管１１側に向
けて取付ける。チーズ管１０を棒材２ａに取付けた後、
このチーズ管１０を棒材２ａの長手方向中央部に移動
し、このチーズ管１０の側方に延びる管部１０ａを棒材
接続部２０の位置に位置合わせする。そして、他の棒材
２ｂを管部１０ａの端面からチーズ管１０に挿入し、そ
の先端を棒材接続部２０で棒材２ａに螺合して取付け
る。

【００２５】その後、フランジ管１２及びストレート管
１１に芯合わせ部材１５を貫通させ、球状端面１５ａを
チーズ管１０に挿入する。チーズ管１０の内周面が各端
面から中央の管路合流部に向けて先細りのテーパー状に
形成されている場合、芯合わせ部材１５の球状端面１５
ａがテーパー面に嵌合し、当該芯合わせ部材１５がチー
ズ管１０にぐらつくこと無く位置固定される。このよう
に、チーズ管１０に芯合わせ部材１５が挿入されてその
端面がチーズ管１０の内周面に嵌合され、これら両者の
芯が同一軸上に位置合わせされる。

【００２６】そして、シム材１６をフランジ管１２の及
びストレート管１１双方の内周面と芯合わせ部材１５の
外周面との間に形成される微小な隙間に挿入してこれら
のガタをなくす。シム材１６の内周面と芯合わせ部材１
５の外周面との間には、微小なクリアランスしかないの
で、ストレート管及びフランジ管にシム材１６が挿入さ
れると、これらの芯と芯合わせ部材１５の芯が同一の軸
線上に位置調整される。その結果、最終的にはチーズ管
１０、ストレート管１１及びフランジ管１２すべての芯
が同一の軸線に一致されることになる。なお、芯合わせ
部材１５の径を溶接される配管１０，１１，１２の内径
に対してほとんど隙間が形成されない程度に形成した場
合には、シム材１６を設ける必要がなく、芯合わせ部材
１５だけでこれらすべての芯合わせを行うことができ
る。なお、チーズ管１０、ストレート管１１及びフラン
ジ管１２は、それぞれ所定の間隔を隔てて配置され、後
に溶接する際にそこに形成される隙間に溶接トーチを挿
入できるようにしている。

【００２７】以上の作業を、図４に示すように、棒材２
ａの先端側の部分（図の右側）及びこの棒材２ａに直交
する棒材２ｂにおいても同様に行い、チーズ管１０の３
つの管路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにストレート管１１及
びフランジ管１２をそれぞれ芯合わせして配置する。そ
の後、この図４に矢印で示されるチーズ管１０の端面と
ストレート管１１の端面とをそれぞれ溶接する。

【００２８】その後、図５に示すように、各シム材１６
‥１６を各棒材２ａ，２ｂの長手方向に沿って外側に移
動させ、その端面をフランジ管１２の端面より内側に引
き込ませる。そして、フランジ管１２の端面とストレー
ト管１１の端面とを溶接して製品を完成させる。

【００２９】図６及び図７は、チーズ管１０とストレー
ト管１１とを溶接する場合を例に配管同士を溶接する際
の溶接部の詳細を示している。先ず、チーズ管１０の端
面とストレート管１１の端面との間に形成された隙間に
溶接トーチ２５をこれらの外周側から挿入する。このと
き、溶接トーチ２５の先端を芯合わせ部材１５の外周面
の直近まで接近させる（図６参照）。そして、溶接トー
チ２５を配管１０，１１の周方向に沿って１周移動し
て、配管１０，１１の肉厚の約半分の厚さに１層目２６
の溶接を行う。その後、１層目２６の外周に２層目２７
の溶接を同様に全周について行う。この際、溶着金属２
７の外周縁がストレート管１１並びにチーズ管１０の外
周面とほぼ面一になるように行うとよい（図７参照）。

【００３０】この配管溶接スタンドによれば、配管には
芯合わせ部材１５が挿入されて、配管１０，１１の当接
部においてその外周面と配管１０，１１の内周面とがほ
ぼ面一の状態となるので、溶着金属が芯合わせ部材１５
の外周面にブロックされ、本図に破線で示すような垂れ
が生じることがない。また溶接の裏ビードが芯合わせ部
材１５の外周面により平滑な面に形成される。このた
め、溶接後に行われる内周面の仕上げ作業の負担が大幅
に軽減される。なお、芯合わせ部材を銅で形成すれば、
溶接時に発生する熱の放熱効果が向上し、溶接作業をよ
り効率的に行うことができ、また、裏ビードをより平滑
に形成することができる。

【００３１】以上、チーズ管にストレート管、フランジ
管を溶接する場合について説明したが、用途はこの場合
に限定されるものではなく、例えば、ストレート管をそ
の長手方向に複数連ねて溶接する場合、十字状のクロス
管にストレート管やフランジ管を溶接する場合又はＬ字
状のエルボにストレート管やフランジ管を溶接する場合
等様々な配管を溶接する際に使用することができる。

【００３２】なお、エルボに溶接を施す場合、棒材を貫
通させることができないので、例えば、図８に示すよう
に、エルボ３０に挿入する２つの棒材３１，３２のう
ち、一方の棒材３１の端部にねじ孔３１ａを設け、他方
の棒材３２の端部にねじ部３２ａを形成し、エルボ３０
の内部でねじ孔３１ａにねじ部３２ａを螺合してこれら
二つの棒材３１，３２を結合させるとよい。

【００３３】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ストレート管の
溶接のみならず、例えば、フランジ管やチーズ管等の異
形管を溶接する場合でも、簡単な構造の配管溶接スタン
ドにより、簡易かつ効率的に配管同士の芯を一致させて
溶接できる。また、溶着金属の裏ビードを平滑に形成で
きるので、溶接後の仕上げ加工を手間をかけずに行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形にかかる配管溶接スタンドに
溶接される配管をセットした状態を示す斜視図。

【図２】配管セット手順の第１段階の状態を示す図。

【図３】配管セット手順の第２段階の状態を示す図

【図４】溶接される配管がセットされた状態でチーズ管
とストレート管とを溶接する段階を示す図。

【図５】ストレート管とフランジ管とを溶接する段階の
状態を示す図。

【図６】チーズ管とストレート管との間に形成した隙間
に溶接トーチを挿入した状態を示す図。

【図７】溶接部分の断面図。

【図８】図１に示す配管溶接スタンドの棒材とは別の実
施形態を示す斜視図。

【図９】従来の芯合わせ用の治具を示す斜視図。

【符号の説明】

１ ベース部 ２ａ 棒材 ２ｂ 棒材 ３ 支柱 ４ 支持材 ４ａ 載置台 ５ 支持棒 ５ａ 係止部 １０ チーズ管 １１ ストレート管 １２ フランジ管 １５ 芯合わせ部材 １６ シム材 １７ 押付リング ２０ 棒材接続部 ２５ 溶接トーチ ３０ エルボ ３１ 棒材 ３２ 棒材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管同士を突き合わせてこれらの突合わ
   せ部を溶接する際に使用する配管溶接スタンドであっ
   て、 溶接される前記配管に挿入する棒材と、この棒材に貫通
   されてこの棒材の長手方向に沿って移動する芯合わせ部
   材とを備え、前記芯合わせ部材が前記配管の内周面に嵌
   合してこれら配管の芯を同一軸上に位置固定することを
   特徴とする配管溶接スタンド。
2. 【請求項２】 前記棒材が異なる方向から１点で交わる
   ように複数設けられ、これら棒材はこれらの交点部で互
   いに着脱自在であり、これら棒材には前記芯合わせ部材
   がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記
   載の配管溶接スタンド。
3. 【請求項３】 前記配管溶接スタンドは、前記芯合わせ
   部材の外周面に嵌合するシム材を備えており、このシム
   材は、溶接される前記配管の一方の配管の内周面とこれ
   らとは別の配管の内周面とに嵌合されて両者の芯を同一
   軸上に位置固定することを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の配管溶接スタンド。