JP2007229757A - 水中補修溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補修対象部を含む金属製構造物2の表面を養生板3によって覆うようにその養生板3を水中で構造物2に溶接する。溶接は、溶接部に不活性ガス10を供給しながら、養生板3の周囲を水中でレーザ溶接により溶接し、補修対象部を養生板3によって密封するものである。レーザ溶接におけるレーザ光7と同軸に溶接部に不活性ガス10を供給しながら溶接する。養生板3には溶接中に養生板3と構造物2との間に残留した水から発生する水蒸気を逃がすための開口があらかじめ設けられており、養生板3の周囲を構造物2に溶接した後に開口を封止する。
【選択図】図1
Description
図1および図2に示すように、本発明の第1の実施形態では、欠陥1を有する構造物2もしくは欠陥を発生する可能性を有する構造物2の欠陥部分を隔離するための養生板3と、養生板3と構造物2とを溶接するためのレーザ溶接ヘッド4とを用いる。溶接ヘッドは、発振器5から照射されファイバ6にて伝送されたレーザ光7を集光するための集光レンズ8と、レーザ光7と同軸に設置されたノズル9とで構成される。養生板3は、構造物2の欠陥部分とその周囲を被うように設置する。設置した養生板3の外周をノズル9から不活性ガス10を供給しながらレーザ光7を照射して溶接する。
図3(a)〜(i)それぞれに、溶接時に構造物2と養生板3との間の水から発生する水蒸気を逃がすためのスリット(開口)10が設けられている養生板3の例を示す。スリット12は、たとえば、幅0.1mmないし3mmとし、養生板側面の角部近傍に上下方向に0.3mm以上の長さで設け、養生板3の4辺いずれの辺に設置してもよい。また、スリット12は端面に貫通していてもよい。スリット12の形状は長方形の他にT字型やL字型でもよい。また、水平方向に上下に2本以上設けてもよい。
図15(a)〜(f)それぞれに、溶接時に構造物2と養生板3との間の水から発生する水蒸気を逃がすための円形の貫通孔(開口)16が設けられている養生板3の例を示す。貫通孔16は、たとえば直径0.1mm以上で中心間距離が1mm以上で2つ以上が養生板3の端面近傍の角部に上下方向に開けられている。レーザ溶接による養生板3の外周溶接は貫通孔16近傍の端面を最終溶接位置となるように溶接を実施する。
図16(a)〜(f)それぞれに、溶接時に構造物2と養生板3との間の水から発生する水蒸気を逃がすためのスリット12と円形の貫通孔16が設けられている養生板3の例を示す。スリット12および貫通孔16は養生板3の側面の角部近傍に設けられている。レーザ溶接による養生板3の外周溶接はスリット12もしくは貫通孔16近傍の端面を最終溶接位置となるように溶接を実施する。
図17、図18に、養生板3の水蒸気を逃がすためのスリット12および貫通孔16の封止溶接方法を示す。図示のように、欠陥1を有する構造物2に対して、欠陥部分を隔離するための養生板3と、養生板3と構造物2とを溶接するためのレーザ溶接ヘッド4とが配置される。養生板3には水蒸気を逃がすためのスリット12もしくは円形の貫通孔16もしくはスリット12と貫通孔16の両方が開いている。溶接ヘッド4には水蒸気を逃がすためのスリット12および貫通孔16が開いている範囲全体を覆うようシールドカバー13が設置され、シールドカバー内には不活性ガス10が供給できるようになっている。また、レーザ光7が照射される位置にフィラーワイヤ14が供給される。
図24に養生板の水蒸気を逃がすためのスリット12および貫通孔16の封止溶接方法を示す。図24に示すように、水蒸気を逃がすためのスリット12および貫通孔16が開いている範囲全体を覆うようシールドカバー13を設置し、シールドカバー内には不活性ガス10が供給できるようになっている。さらに、養生板3の表面を加熱するための高周波加熱源20を設置する。
図25に、養生板3に水蒸気を逃がすためのスリットおよび貫通孔が無い場合の養生板3の外周溶接方法を示す。図25に示すように、欠陥1を有する構造物2と欠陥部分を隔離するための養生板3と、養生板3と構造物2とを溶接するためのレーザ溶接ヘッド4とを用いる。溶接部にノズル9から不活性ガス10を供給しながら養生板3の外周のいずれかの位置に1mm以上の非溶接部30を残して外周の溶接を実施する。
養生板3の外周を溶接する際にノズル9、シールドカバー13に加えてサイドシールドノズル21を設置する例を図29、図30に示す。
図31、図32、図33に示すように、本発明に係る水中補修溶接方法の第11の実施形態では、欠陥1を有する炉内構造物22に対して、欠陥部分を溶接するためのレーザ溶接ヘッド4を配置する。溶接ヘッド4は発振器5から照射されファイバ6にて伝送されたレーザ光7を集光するための集光レンズ8とレーザ光と同軸に設置されたノズル9と欠陥部分を覆うためのシールドカバー13とを有する。欠陥部分をシールドカバー13で覆い、不活性ガス10を供給しながら、欠陥の下面から上面に向かってレーザ光7を照射して溶接する。
Claims (12)
- 補修対象部を含む金属製構造物の表面を養生板によって覆うようにその養生板を水中で構造物に溶接する水中補修溶接方法において、
前記溶接は、溶接部に不活性ガスを供給しながら、前記養生板の周囲を水中でレーザ溶接により溶接し、前記補修対象部を前記養生板によって密封するものであって、前記レーザ溶接におけるレーザ光と同軸に溶接部に不活性ガスを供給しながら溶接するものであること、
を特徴とする水中補修溶接方法。 - 前記養生板には溶接中に養生板と構造物との間に残留した水から発生する水蒸気を逃がすための開口があらかじめ設けられており、
前記養生板の周囲を前記構造物に溶接した後に前記開口を封止すること、
を特徴とする請求項1に記載の水中補修溶接方法。 - 前記開口が前記養生板のいずれかの辺に隣接して設けられ、前記養生板の周囲を前記構造物に溶接する作業は前記養生板に隣接する辺の溶接を最後に行なうこと、を特徴とする請求項2に記載の水中補修溶接方法。
- 前記開口の封止は、当該開口をシールドカバーで覆い、このシールドカバー内に不活性ガスを供給し、前記養生板と前記構造物の間の水を排出した後に、レーザ光を照射して下から上へ封止溶接を行なうこと、を特徴とする請求項2ないし請求項3のいずれか一項に記載の水中補修溶接方法。
- 前記養生板と前記構造物の間の水を排出する際に、前記養生板の表面から加熱することを特徴とする請求項4に記載の水中補修溶接方法。
- 前記養生板の周囲を溶接する工程は、
前記養生板の周囲の一部を残して溶接する第1の溶接工程と、
前記第1の溶接工程の後に、前記養生板と前記構造物の間に残留した水分を排出する水排出工程と、
前記水排出工程の後に、前記第1の溶接工程で残された前記養生板の周囲の一部を溶接する第2の溶接工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の水中補修溶接方法。 - 前記養生板の周囲を溶接する工程は、前記養生板端面から内側を溶接する1パス目と、前記1パス目の後に端面近傍の溶接を行なう2パス目とを含むこと、を特徴とする請求項1に記載の水中補修溶接方法。
- 前記溶接は、溶接部をシールドカバーで覆い、このシールドカバー内に不活性ガスを供給しながら行なうこと、を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の水中補修溶接方法。
- 前記養生板の周囲を溶接する際に、溶接部をシールドカバーで覆い、このシールドカバー内に不活性ガスを供給するとともに、前記シールドカバーの中で、養生板と前記構造物との間に不活性ガスを供給するサイドシールドノズルを設け、このサイドシールドノズルに不活性ガスを供給すること、を特徴とする請求項8に記載の水中補修溶接方法。
- 欠陥を有する金属構造物の補修対象部をシールドカバーで覆いながら、その欠陥の下面から上面に向かって、レーザ光を照射しながらその欠陥部分の封止溶接を行なうことを特徴とする水中補修溶接方法。
- 前記封止溶接は、前記シールドカバー内で、レーザ光と同軸に封止溶接部に不活性ガスを供給しながら溶接するものであること、を特徴とする請求項10に記載の水中補修溶接方法。
- 前記溶接は、キーホール型溶接、熱伝導型溶接、TIGアーク、MIGアーク、プラズマアークのいずれかを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の水中補修溶接方法。
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