JP2003080370A - 円筒体の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】開先加工などの前処理を施すことなく、強度的
に優れた円筒体を成形する溶接方法を提供する。 【解決手段】板体を予め円筒状に曲げ加工したワークＷ
の両端縁の突き合わせ部を溶接して円筒体を成形する溶
接方法であって、ワークＷの突き合わせ部の隙間を、間
隔保持手段２により内側面に裏ビートができるだけの所
定間隔に保持した状態で、当該ワークＷをガイド部材４
の挿通孔を通して溶接トーチ１に向かって送り込み、上
記隙間をミグ溶接もしくはマグ溶接する。間隔保持手段
２は突き合わせ部の隙間に挿入可能な複数の挿入刃２１
を、ワークＷの送り方向に循環自在に配置し、挿入刃２
１の循環速度をワークＷの送り速度と同調させながら、
挿入刃２１によりワークＷの隙間を所定間隔に保持す
る。突き合わせ部の隙間に挿入する挿入刃２１の先端部
２２がテーパー状に形成されており、前記隙間の間隔に
応じて挿入刃２１をワークＷに対して近接・離間させ
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、板体を予め円筒状
に曲げ加工したワークの両端縁の突き合わせ部を溶接し
て円筒体を成形する溶接方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、板体から円筒体を成形するには、
まず板体を円筒状に曲げ加工し、曲げ加工により生じた
両端縁の突き合わせ部を外側もしくは内側から溶接する
か、その両方を同時に溶接している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接す
る突き合わせ部の間隔は微小な幅であるため、この突き
合わせ部を外側から溶接すると、溶接部分が内側面まで
届かず、所謂裏ビートを作ることが出来なかった。

【０００４】このように溶接部分が内側面まで届かない
と、継ぎ目の強度が弱くなり、円筒体として高い強度が
要求される場合に、信頼性に欠けるという問題があっ
た。

【０００５】また、厚みの厚い板体を溶接する場合に
は、突き合わせ部を予め所定の形状に削る開先加工を施
して溶接する手法もあるが、予め前加工を行う必要があ
り、作業性を低下させるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、突き合わせ部を溶接する
際に、当該突き合わせ部を裏ビートが形成されるだけの
間隔に保持して溶接することで、開先加工などの前処理
を行うことなく、強度的に優れた円筒体を成形する溶接
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の円
筒体の溶接方法は、板体を予め円筒状に曲げ加工したワ
ークの両端縁の突き合わせ部を溶接して円筒体を成形す
る溶接方法であって、前記ワークの突き合わせ部の隙間
を、間隔保持手段により内側面に裏ビートができるだけ
の所定間隔に保持した状態で、当該ワークをガイド部材
の挿通孔を通して溶接トーチに向かって送り込み、上記
隙間をミグ溶接もしくはマグ溶接することを特徴とす
る。

【０００８】請求項２に係る発明の円筒体の溶接方法
は、前記間隔保持手段が、前記突き合わせ部の隙間に挿
入可能な複数の挿入刃を、ワークの送り方向に循環自在
に配置し、上記挿入刃の循環速度をワークの送り速度と
同調させながら、当該挿入刃によりワークの隙間を所定
間隔に保持することを特徴とする。

【０００９】請求項３に係る発明の円筒体の溶接方法
は、前記突き合わせ部の隙間に挿入する挿入刃の先端部
がテーパー状に形成されており、前記隙間の間隔に応じ
て挿入刃をワークに対して近接・離間させることを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明の円筒体の溶接方法を実施
するための溶接装置の概略構成を示す側面図である。

【００１２】この溶接装置は、ワークＷの両端縁の突き
合わせ部Ｗ１（図２参照）を溶接して円筒体を成形する
ものであって、当該ワークＷを図示しないプッシャ等の
送り手段により軸方向に且つ図１において左側となる矢
符Ｐ方向に送り込み自在になされている。

【００１３】このワークＷは、図２に示すように板体を
予め円筒状に曲げ加工したものであり、このように曲げ
加工して円筒状にすることで外周には軸方向に上述した
所定間隔Ｌの隙間を有する突き合わせ部Ｗ１が形成され
る。そして、この隙間の間隔Ｌは後述するミグ溶接もし
くはマグ溶接において突き合わせ部Ｗ１の内側面に裏ビ
ードを形成できるように予めワークＷの材質や管径など
により設定されている。

【００１４】一方、ワークＷの送り方向下流側には、溶
接トーチ１が配置されており、この溶接トーチ１によっ
てワークＷの突き合わせ部Ｗ１をミグ溶接もしくはマグ
溶接する。具体的には、例えば溶接トーチ１に図示ない
溶接ワイヤを供給しながらこの溶接ワイヤと母材となる
ワークＷの突き合わせ部Ｗ１の両端縁との間にアークを
発生させて溶接を行う。

【００１５】また、ワークＷの送り方向上流側には、前
記突き合わせ部Ｗの隙間を間隔Ｌで強固に保持した状態
でこのワークＷを溶接トーチ１に向かって送るための間
隔保持手段２が設けられている。

【００１６】この間隔保持手段２は、複数の挿入刃２１
が環状に連設されてなるもので、これら挿入刃２１が垂
直面上で循環自在に構成されている。具体的には、例え
ば左右のスプロケット（図示省略）に巻回されたチェー
ン３に上記複数の挿入刃２１が連続的に連設され、当該
チェーン３を図示しない駆動モータで矢符Ｑ方向に循環
駆動させるようにしている。

【００１７】そして、上記複数の挿入刃２１のうち、下
方側に配置された挿入刃２１群をトーチ１に向かって送
り込まれるワークＷの突き合わせ部Ｗ１の隙間に挿入す
るように配置しており、挿入刃２１の循環速度をワーク
Ｗの送り速度と同調させて循環駆動させるようにしてい
る。

【００１８】一方、各挿入刃２１の断面形状は、図３に
示すように先端部２２が漸次幅狭のテーパ部に形成され
ており、このテーパ状の先端部２２を突き合わせ部Ｗ１
の隙間内に挿入して当該隙間の間隔Ｌを保持するよう
に、ワークＷに対する下方側に配置された挿入刃２１群
の高さ位置が予め設定されている。

【００１９】また、上述のように循環駆動する間隔保持
手段２は図示ない昇降装置によりワークＷに対して昇降
自在に設けられている。従って、昇降装置により間隔保
持手段２を昇降させることによってワークＷの突き合わ
せ部Ｗ１に対する挿入刃２１の先端部２２の挿入量を可
変にすることができ、これにより突き合わせ部Ｗ１の隙
間の間隔Ｌが異なるワークＷや、管径が異なるワークＷ
に対しても対応することができる。

【００２０】さらに、ワークＷの外周部には、図１及び
図４に示すように当該ワークＷを送り方向に沿ってズレ
なく案内するためのガイド部材４が設けられている。具
体的には、ガイド部材４は、図４に示すようにワークＷ
の径に対応する大きさの円筒状の挿通孔４１が送り方向
に形成されており、この挿通孔４１内にワークＷを送り
方向上流側から挿入させてプッシャ等により送り込むこ
とで、ワークＷ全体を保持しながら溶接トーチ１に向け
て搬送するようにしている。なお、このガイド部材４の
上面には所定幅のスリット４２が送り方向に形成されて
おり、このスリット４２を通じて前記間隔保持手段２を
ワークＷの隙間に挿入させるようにしている。また、溶
接トーチ１と対向するスリット４２の下流側の部位はワ
ークＷの溶接の支障にならないように幅広に形成されて
いる。

【００２１】次に、上述のように構成された溶接装置に
より行われる本発明の円筒体の溶接方法について説明す
る。

【００２２】まず、板体を曲げ加工して円筒状のワーク
Ｗを成形する。この際、ワークＷの外周面には軸方向に
板体の両端縁が対峙した突き合わせ部Ｗ１が形成される
のであるが、この突き合わせ部Ｗ１はミグ溶接もしくは
マグ溶接によって内面側にも裏ビートが形成できる適正
間隔となるように予め加工している。

【００２３】そして、このワークＷをその突き合わせ部
Ｗ１が頂部に位置するように溶接装置の送り方向上流側
に配置し、この上流側から下流側の溶接トーチ１に向か
って軸方向に送り込み、ワークＷの突き合わせ部Ｗ１を
その送り方向前端から溶接トーチ１によって溶接ワイヤ
を供給しながらミグ溶接もしくはマグ溶接する。

【００２４】この際、ワークＷは、当該ワークＷの送り
速度と同調して循環駆動する挿入刃２１群の各先端部２
２が突き合わせ部Ｗ１の前端側から順次挿入されなが
ら、ガイド部材４の挿通孔４１内を通して送られる。こ
のように各挿入刃２１の先端部２２を突き合わせ部Ｗ１
の隙間に挿入することで、突き合わせ部Ｗ１の隙間の間
隔Ｌを各挿入刃２１により強固に保持することができ、
この状態でガイド部材４の挿通孔４１を通して溶接トー
チ１にワークＷの前端を送ることから、上記間隔Ｌが適
正に保持されながら溶接トーチ１によるミグ溶接もしく
はマグ溶接が行われることになる。

【００２５】これにより突き合わせ部Ｗ１の全体が、図
５に示すようにその外面側から内面側にかけて満遍なく
溶接され、この結果、溶接によって形成された継ぎ目の
内面側にも裏ビートＷ２が形成される。

【００２６】また、挿入刃２１は、上述したように突き
合わせ部Ｗ１の間隔Ｌを適正に保持する機能の他、突き
合わせ部Ｗ１の位置が円周方向にズレるのを規制する機
能も有しており、これによって突き合わせ部Ｗ１を溶接
トーチ１に対して適正な位置に送り込むことができ、溶
接を円滑に行うことができる。

【００２７】そして、ワークＷを送って突き合わせ部Ｗ
１の溶接が進むにつれて、各挿入刃２１は突き合わせ部
Ｗ１の前端側から順次離脱していき、突き合わせ部Ｗ１
の溶接が後端側に進んだ所定のタイミングで全ての挿入
刃２１が突き合わせ部Ｗ１の後端から離脱する。この全
ての挿入刃２１が突き合わせ部Ｗ１から離脱するタイミ
ングは、溶接が済んでいない残りの突き合わせ部Ｗ１の
間隔Ｌが挿入刃２１が無くても溶接が済んだ前端側の溶
接部によって適正に保持できる位置にワークＷが達した
ときであり、必ずしも突き合わせ部Ｗ１の溶接が完了す
る直前まで挿入刃２１によって当該突き合わせ部Ｗ１の
隙間を保持する必要はない。

【００２８】このように各挿入刃２１によりワークＷの
突き合わせ部Ｗ１の間隔Ｌを適正間隔に保持した状態で
溶接トーチ１によりミグ溶接もしくはマグ溶接を行うこ
とで、突き合わせ部Ｗ１では溶接によって形成した継ぎ
目の内側面にも裏ビートＷ２が全体に形成される。

【００２９】このように、間隔保持手段２により突き合
わせ部Ｗ１の間隔Ｌを保持しながら、ガイド部材４を通
してワークＷを溶接トーチ１に送り、溶接を行うこと
で、従来のような開先加工などを施すことなく、強度的
に優れた円筒体を容易に成形することができ、円筒体と
して高い強度が要求される場合でも信頼性の高い円筒体
を提供することができる。

【００３０】なお、本実施の形態では、間隔保持手段２
として、複数の挿入刃２１を循環駆動させながら当該挿
入刃２１の先端部２２で突き合わせ部Ｗ１の間隔Ｌを適
正間隔に保持するものについて説明したが、突き合わせ
部Ｗ１を適正間隔に保持する手段は上記挿入刃２１に限
らず、例えばローラ状のものなど、突き合わせ部Ｗ１を
適正間隔に保持することができるものであれば何でもよ
い。

【００３１】また、本実施の形態では、突き合わせ部Ｗ
１を頂部に配置して溶接を行うものについて説明した
が、溶接に支障の無い範囲で突き合わせ部Ｗ１の位置を
円周方向にズラして配置し溶接を行ってもよい。この場
合、挿入刃２１及び溶接トーチ１をその位置に対応して
配置するのは言うまでもない。

【００３２】さらに、円筒体は、本実施の形態のような
円形に限らず、楕円形であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の円筒体の溶
接方法によれば、ワークの突き合わせ部の隙間を所定間
隔に間隔保持手段により保持した状態で、当該ワークを
ガイド部材の挿通孔を通して溶接トーチに向かって送り
込み、上記隙間をミグ溶接もしくはマグ溶接すること
で、突き合わせ部では溶接によって形成した継ぎ目の内
面側にも裏ビートを全体に形成することができ、これに
より強度的に優れた円筒体を成形することができ、円筒
体として高い強度が要求される場合でも信頼性の高い円
筒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の円筒体の溶接方法を実施するための装
置の概略構成を示す側面図である。

【図２】ワークの形状を示す斜視図である。

【図３】各挿入刃の断面形状を示す断面図である。

【図４】ガイド部材を示す断面図である。

【図５】突き合わせ部の溶接状態を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 溶接トーチ ２ 間隔保持手段 ２１ 挿入刃 ２２ 先端部 ４ ガイド部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板体を予め円筒状に曲げ加工したワーク
   の両端縁の突き合わせ部を溶接して円筒体を成形する溶
   接方法であって、 前記ワークの突き合わせ部の隙間を、間隔保持手段によ
   り内側面に裏ビートができるだけの所定間隔に保持した
   状態で、当該ワークをガイド部材の挿通孔を通して溶接
   トーチに向かって送り込み、上記隙間をミグ溶接もしく
   はマグ溶接することを特徴とする円筒体の溶接方法。
2. 【請求項２】 前記間隔保持手段は、前記突き合わせ部
   の隙間に挿入可能な複数の挿入刃を、ワークの送り方向
   に循環自在に配置し、上記挿入刃の循環速度をワークの
   送り速度と同調させながら、当該挿入刃によりワークの
   隙間を所定間隔に保持することを特徴とする請求項１記
   載の円筒体の溶接方法。
3. 【請求項３】 前記突き合わせ部の隙間に挿入する挿入
   刃の先端部がテーパー状に形成されており、前記隙間の
   間隔に応じて挿入刃をワークに対して近接・離間させる
   ことを特徴とする請求項２記載の円筒体の溶接方法。