JP2005254278A - 管体の溶接装置及びその溶接方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】酸化スケールの発生を防止するとともに溶接線のズレの発生を無くして溶接の安定化を図ることのできる管体の溶接装置及びその溶接方法を提供する。
【解決手段】管体Ｗの継ぎ目Ｗ１を合致させるための溶接治具２にプッシャ３によって管体Ｗを送り込んで溶接治具２を通過させながらその継ぎ目Ｗ１を溶接する管体Ｗの溶接装置１において、溶接治具２を挟んでプッシャ３の反対側にはプッシャ３とで管体Ｗの両端を閉塞状態で挟持する挟持装置６が設けられるとともに、挟持装置６には管体Ｗ内に不活性ガスを導入する導入手段７が備えられてなり、管体Ｗが溶接位置Ｌに達した際に挟持装置６とプッシャ３とで管体Ｗをその内部が略密閉状態となるように挟持するとともに、導入手段７により管体Ｗ内に不活性ガスを充填させ、この状態でプッシャ３により管体Ｗを送りながら継ぎ目Ｗ１を溶接する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、板体を略真円状に曲げ加工した管体の継ぎ目を溶接する管体の溶接装置及びその溶接方法に関する。
従来、板体を略真円状に曲げ加工して管体を形成し、この管体の継ぎ目を合致させるための治具にプッシャによって当該管体を送り込んで通過させながらその継ぎ目を溶接する管体の溶接装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
特公平２−１５３１０号公報
ところで、上述のように管体の継ぎ目を溶接するに当たっては、溶接による酸化スケールの発生を防止して良好な状態で溶接する必要があるため、これを達成するのに通常は溶接トーチの周辺部にアルゴンガス等の不活性ガスを導きながら管体の継ぎ目を溶接している。
しかしながら、溶接トーチの周辺部分に不活性ガスを導きながら溶接するだけでは、酸化スケールの発生を抑制する幾分の効果が得られるものの、酸化スケールの発生は依然避けられず、これにより溶接後の後加工に時間と労力を費やしているのが実状であった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、管体内に不活性ガスを充填させた状態で溶接を行うことで、酸化スケールの発生を防止するとともに、プッシャと挟持部材とにより管体を挟持した状態で当該管体を送り込みながら溶接することで溶接線のズレの発生を無くして溶接の安定化を図ることのできる管体の溶接装置及びその溶接方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明の管体の溶接装置は、板体を曲げ加工して管体を形成し、この管体の継ぎ目を合致させるための溶接治具にプッシャによって管体を送り込んで当該溶接治具を通過させながらその継ぎ目を溶接する管体の溶接装置において、前記溶接治具を挟んでプッシャの反対側には当該プッシャとで管体の両端を閉塞状態で挟持する挟持装置が設けられるとともに、該挟持装置には管体内に不活性ガスを導入する導入手段が備えられたものである。
請求項２に係る発明の管体の溶接方法は、請求項１に記載の管体の溶接装置を用いた管体の溶接方法であって、前記管体が溶接位置に達した際に挟持装置とプッシャとで当該管体をその内部が略密閉状態となるように挟持するとともに、導入手段により管体内に不活性ガスを充填させ、この状態でプッシャにより管体を送りながら継ぎ目を溶接することを特徴とする。
本発明によれば、管体内に不活性ガスを充填して溶接することで、所謂ウラガス効果を良好に発揮して酸化スケールの発生を防止でき、これにより良好な状態で溶接することができ後加工も容易に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の管体の溶接装置の概略構成を示している。
この溶接装置１は、管体Ｗの継ぎ目Ｗ１を合致させるための溶接治具２にプッシャ３によって管体Ｗを送り込んで通過させながら当該管体Ｗの継ぎ目Ｗ１を溶接するものである。なお、管体Ｗは、予め板体を略真円状に曲げ加工して形成される。
溶接治具２は、その内部に例えば管体Ｗの直径に相当する縦断面円形の通孔２１が形成されている。この通孔２１は管体Ｗを一端側（図１において右側）からプッシャ３により送り込むことによって管体Ｗの継ぎ目Ｗ１部分を合致させるように形成されている。つまり、通孔２１は一端から他端側に亘って管体の継ぎ目Ｗ１が合致するように縮径されている。
そして、管体の継ぎ目Ｗ１が合致した状態で当該継ぎ目Ｗ１を溶接するように溶接治具２の他端側寄り上部に溶接トーチ４が配設されている。
また、溶接治具２の一端上部にはガイド刃５が設けられている。ガイド刃５は溶接治具２の通孔２１内に挿入される管体Ｗの継ぎ目Ｗ１内に挿入することによって当該管体Ｗを位置決めするものである。従って、管体Ｗは、ガイド刃５を継ぎ目Ｗ１内に挿入させることにより当該継ぎ目Ｗ１が位置決めされてズレることなく通孔２１内に送り込まれ、当該通孔内２１内において継ぎ目Ｗ１を合致させた状態で溶接されることになる。
前記プッシャ３は、当接部３１がシリンダ３２の伸縮動作により通孔２１内に挿入可能に構成されており、当該当接部３１が管体Ｗの一端面Ｗ２に当接して当該管体Ｗを溶接治具２の通孔２１内に送り込むようになっている。上記当接部３１は、管体Ｗの一端面Ｗ２と略同じ大きさに形成されており、一端面Ｗ２に当接することによってこの一端面Ｗ２が閉塞状態となるようにしている。
一方、前記溶接治具２を挟んでプッシャ３の反対側には挟持装置６が配設されている。この挟持装置６は、基本的には前記プッシャ３と同様に構成されている。即ち、当接部６１がシリンダ６２の伸縮動作によりプッシャ３と反対側から通孔２１内に挿入可能に構成されている。また、当接部６１も管体Ｗの他端面Ｗ２′と略同じ大きさに形成されており、他端面Ｗ２′に当接することによってこの他端面Ｗ２′が閉塞状態となるようにしている。
さらに、挟持装置６には導入手段７が設けられている。導入手段７は、後述するように挟持装置６がプッシャ３とによって管体Ｗを挟持する際にこの管体Ｗ内に不活性ガスを導入するためのものである。つまり、導入手段７によって図示しない供給装置から供給される不活性ガスを管体Ｗの他端面Ｗ２′と当接する当接部６１の当接面６１ａ側から管体Ｗ側に向けて噴射するようにしている。不活性ガスとしては、アルゴンガスの他、ヘリウムや窒素など溶接条件に適したものが用いられる。
次に、このように構成された溶接装置１を用いて管体Ｗを溶接する溶接方法について説明する。
まず、溶接治具２の一端側外方に管体Ｗを配置し、この管体Ｗの一端面Ｗ２にプッシャ３の当接部３１を当接させて当該プッシャ３によって管体Ｗを溶接治具２の通孔２１内に他端面Ｗ２′側から押し込んで行く。この際、管体Ｗは、その継ぎ目Ｗ１にガイド刃５が挿入されることによって周方向にズレることなく位置決めされた状態で通孔２１内に押し込まれて行く。
そして、管体Ｗの他端面Ｗ２′が通孔２１内の途中部まで達すると、縮径された通孔２１内の作用により継ぎ目Ｗ１が合致した状態となって溶接トーチ４の下方に送られる。
このように管体Ｗの他端面Ｗ２′が溶接トーチ４の下方に送られて当該他端面Ｗ２′が溶接位置Ｌ（図１参照）に達すると、プッシャ３による管体Ｗの送りを一旦停止させる。続いてこの状態で挟持装置６の当接部６１を管体Ｗの他端面Ｗ２′側に移動させてこの他端面Ｗ２′に当接させ、これによって挟持装置６とプッシャ３とで管体Ｗの両端を挟持する（図２参照）。
このように挟持装置６とプッシャ３とで管体Ｗを挟持することで、管体Ｗの両端面Ｗ２、Ｗ２′が各当接部６１、３１により閉塞された状態となり、管体Ｗ内は合致していない継ぎ目Ｗ１のスリット部分はあるものの略密閉された状態になる。
この際、上述した挟持装置６は管体Ｗ側への移動とともに導入手段７から不活性ガスを噴射しながらが管体Ｗの他端面Ｗ２′を閉塞し、導入手段７からは引き続き不活性ガスを略密閉された管体Ｗ内に導入し続ける。これにより、管体Ｗ内には不活性ガスが継ぎ目Ｗ１のスリット部分から幾分は外部に逃げるものの所定のガス圧で略均一に封入された状態になる。
この状態で、プッシャ３により挟持装置６の後退動作と同調させて管体Ｗを溶接治具２の他端側に送り込みながら溶接トーチ４によって合致した継ぎ目Ｗ１を溶接して行き（図３参照）、溶接した管体Ｗを溶接治具の他端外方まで移送させる。
このように管体Ｗ内に不活性ガスを封入して溶接することで、所謂ウラガス効果を良好に発揮して酸化スケールの発生を防止でき、これにより良好な状態で溶接することができ後加工も容易に行うことができる。
また、管体Ｗの両端を挟持した状態で当該管体Ｗを送りながら溶接を行うことで、溶接が完了するまで継ぎ目Ｗ１の周方向へのズレを防止することができ、これにより溶接線のズレの発生を無くすことができる。さらに、継ぎ目Ｗ１の周方向へのズレを防止することができることから管体Ｗの位置決めを行っているガイド刃５を継ぎ目Ｗ１内に深く挿入しなくとも良くなり、これによりガイド刃５の磨耗を軽減でき耐久性を高めることができるとともに、ガイド刃５が送りの抵抗になることもなく管体Ｗを円滑に移送させながら溶接することができる。
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々設計変更可能である。
例えば、溶接治具２は、縦断面が連続した円形状の通孔２１を形成したものについて述べたが、複数のローラなどを円周方向に配置して継ぎ目Ｗを合致させるようにしたものであってもよい。つまり、管体Ｗの継ぎ目Ｗ１を合致させるためのものであればどのような構造の溶接治具であってもよい。
本発明の管体の溶接装置の概略構成を示す一部切欠の側面図である。 同じくこの溶接装置を用いて行う溶接方法を説明するための図である。 同じくこの溶接装置を用いて行う溶接方法を説明するための図である。
符号の説明
１ 溶接装置
２ 溶接治具
３ プッシャ
６ 挟持装置
７ 導入手段

Claims (2)

  1. 板体を曲げ加工して管体を形成し、この管体の継ぎ目を合致させるための溶接治具にプッシャによって管体を送り込んで当該溶接治具を通過させながらその継ぎ目を溶接する管体の溶接装置において、
    前記溶接治具を挟んでプッシャの反対側には当該プッシャとで管体の両端を閉塞状態で挟持する挟持装置が設けられるとともに、該挟持装置には管体内に不活性ガスを導入する導入手段が備えられたことを特徴とする管体の溶接装置。
  2. 請求項１に記載の管体の溶接装置を用いた管体の溶接方法であって、
    前記管体が溶接位置に達した際に挟持装置とプッシャとで当該管体をその内部が略密閉状態となるように挟持するとともに、導入手段により管体内に不活性ガスを充填させ、この状態でプッシャにより管体を送りながら継ぎ目を溶接することを特徴とする管体の溶接方法。
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