JP2009233675A - 鋼管突き合わせ治具 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管の突き合わせ溶接において、溶接すべき鋼管の断面形状が扁平していても、鋼管端面を簡便に合致でき、しかも鋼管の口径が異なっても、それに応じた複数の突き合わせ治具を用意しなくともよいようにする。
【解決手段】複数のユニット１を直列にかつ互いに可動状態で取り外し可能に連結し、２本の鋼管の突き合わせ部を跨ぎ、鋼管の周囲を囲むようにして取り付けられる鋼管突き合わせ治具であって、ユニット１は、１対の相対峙するユニットプレート２と、これらユニットプレートを繋ぐベースプレート３と、このベースプレートに螺合する２個以上の押圧ボルト４と、前記ユニットプレート間を結合する結合ピン５とから構成され、少なくとも１個の押圧ボルトが一方の鋼管の、他の少なくとも１個の押圧ボルトが他方の鋼管の外周面を押圧する鋼管突き合わせ治具である。
【選択図】図２

Description

この発明は、ステンレス鋼管などの、特に大口径の鋼管を突き合わせ溶接する際に、２本の鋼管の端面を合致させるための鋼管突き合わせ治具に関する。

半導体装置、液晶表示装置などの製造工場では、その製造に際して大量のドライエア、窒素ガスなどのガスが使用され、その供給のために大口径のステンレス鋼管などの大口径鋼管を溶接した配管が用いられている。この種のガス配管には肉厚が薄い鋼管が用いられ、突き合わせ溶接が行われている。

この突き合わせ溶接においては、２本の鋼管の端面を正確に合致させる必要がある。鋼管間に段部が生じると溶接に伴い、部分的な溶融が生じ、きれいな裏波を得ることができない。
ところが、大口径の鋼管では、鋼管自体の自重などの影響により、断面形状が扁平しており、真円とはなっていないため、治具を用いて鋼管の全周にわたって端面を合致させることが行われている。
例えば、特開平１０−２２５７９５号公報には、このような突き合わせ治具が開示されている。特にこの突き合わせ治具は、ルートギャップを設けて端面を正確に合致させる際には有効である。

この先行発明で提案された治具は、円環状で鋼管の周囲に配される胴部と、この胴部に螺合されて進退可能に取り付けられた複数の柱脚とからなり、これら柱脚は、２列に並んで配置され、一方の列の柱脚が一方の鋼管端部に、他方の列の柱脚が他方の鋼管端部に接するようになっている。
この治具では、柱脚の調整用ハンドルを回転させることで、柱脚が鋼管側に前進、後退し、鋼管の胴部に対する相対的な位置を変化させ、これによって２本の鋼管の端面を合致させる。ついで、この状態で胴部の内側に周回可能に設置された自動溶接機によって端面間を溶接するものである。

この先行発明の治具にあっては、溶接すべき２本の鋼管の端面を合致させることができ、端面間のギャップを一定とすることができる。
しかしながら、この治具では、鋼管の口径が異なると、それに応じた径の異なる胴部を複数用意せねばならず、このため複数の突き合わせ治具を準備する必要がある。
特開平１０−２２５７９５号公報

よって、本発明における課題は、ステンレス鋼管などの鋼管の突き合わせ溶接において、溶接すべき鋼管の断面形状が扁平していても、鋼管端面を簡便に合致させることができ、しかも鋼管の口径が異なっても、それに応じた複数の突き合わせ治具を用意しなくともよいようにすることにある。

かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、複数のユニットを直列にかつ互いに可動状態で取り外し可能に連結し、２本の鋼管の突き合わせ部を跨ぎ、鋼管の周囲を囲むようにして取り付けられる鋼管突き合わせ治具であって、
前記ユニットは、１対の相対峙するユニットプレートと、これらユニットプレートを繋ぐベースプレートと、このベースプレートに螺合する２個以上の押圧ボルトと、前記ユニットプレート間を結合する結合ピンとから構成され、
少なくとも１個の押圧ボルトが一方の鋼管の、他の少なくとも１個の押圧ボルトが他方の鋼管の外周面を押圧することを特徴とする鋼管突き合わせ治具である。

請求項２にかかる発明は、前記押圧ボルトが、前記ベースプレートに螺合するネジ棒部と、このネジ棒部の先端に取り付けられて鋼管の外周面を押圧する押圧パッドとからなることを特徴とする請求項１記載の鋼管突き合わせ治具である。

本発明の鋼管突き合わせ治具にあっては、溶接すべき鋼管の断面形状が扁平していても、鋼管端面を簡便に合致させることができる。
さらに、連結するユニットの数を増減することで、突き合わせ治具の径を変化させることができる。このため、鋼管の口径に応じて複数の治具を用意する必要がない。

図１ないし図３は、本発明の鋼管突き合わせ治具の一例を示すもので、図１に示すように、この例の鋼管突き合わせ治具Ａは、複数のユニット１、１・・・を複数直列に連結してなり、全体が円環状とされ、溶接すべき鋼管の外側に配されるものである。また、この鋼管突き合わせ治具Ａでは、ユニット１を取り外すことが可能であり、また必要に応じてユニット１を付け加えることも可能となっている。

図２は、このユニット１の例を示すものである。
このユニット１は、一対の相対峙するユニットプレート２、２と、これらユニットプレート２、２間を繋ぐベースプレート３と、このベースプレート３に螺合する２個の押圧ボルト４、４と、前記ユニットプレート２、２間を結合する２本の結合ピン５、５とから概略構成されている。

ユニットプレート２は、厚さ５〜８ｍｍ、幅２０〜５０ｍｍ、長さ１００〜２６０ｍｍの長方形状の板体であって、その長手方向の両端部付近には、ピン５、５が挿通される貫通孔（図示略）が開けられている。
ベースプレート３は、厚さ５〜８ｍｍ、幅２０〜５０ｍｍ、長さ８０〜１２５ｍｍ
の長方形状の板体であって、その長手方向の両端部は、一対のユニットプレート２、２の側面に溶接などによって固着されている。これにより、一対のユニットプレート２、２がベースプレート３を挟んで相対峙するようになっている。ユニットプレート２、２間の間隔は８０〜１２５ｍｍとなっている。

ベースプレート３には、２本の押圧ボルト４、４が螺合されて回転可能に取り付けられている。この押圧ボルト４は、ネジ棒部４１とこのネジ棒部の先端部に取り付けられた押圧パッド４２とから構成され、ネジ棒部４１の上部には、ハンドル取り付け孔４３が形成され、図示しないハンドルを通してネジ棒部４１を回転できるようになっている。

ネジ棒部４１と押圧パッド４２とは球面継ぎ手により結合されており、これにより押圧パッド４２はネジ棒部４１に対してスリコギ運動が可能になっており、これにより押圧パッド４２が鋼管外周面に良好に密着できるようになっている。
また、押圧ボルト４は、そのネジ棒部４１を正転させれば、鋼管側に向けて前進し、逆転させれば鋼管側から後退するようになっている。

２本の押圧ボルト４、４間の間隔は６０〜１１０ｍｍとされ、２本の鋼管の突き合わせ部分を跨いで、それぞれの鋼管端部の外周面にそれぞれの押圧パッド４２が当たるようになっている。
また、一対のユニットプレート２、２間には、それぞれの貫通孔に結合ピン５、５が挿通され、ナット７、７・・によってユニットプレート２、２に止め付けられ、このナット７、７・・は必要に応じて取り外すことができるようになっている。

この例では、図１に示すように、このようなユニット１を複数直列に連結し、全体の形状を円環状として鋼管突き合わせ治具Ａとなっている。
ユニット１の連結は、ユニットプレート２の結合ピン５のナット７を一時的に取り外し、このユニットプレート２に別のユニット１のユニットプレート２を重ねて、２枚のユニットプレート２に結合ピン５を通し、ナット７を締め付ける作業にて行われ、通常のチェーンでの連結方法と同様である。
ユニット１の取り外しは、結合ピン５を締め付けているナット７を抜いて、ユニット１を取り外せばよい。

このように、ユニット１を必要に応じて増減することで、得られる鋼管突き合わせ治具Ａの径を変化させることができ、溶接すべき鋼管の口径が変動しても、１個の治具で対応することができる。

このような鋼管突き合わせ治具Ａの使用にあっては、図３に示すように、２本の鋼管Ｐ１、Ｐ２のうち、一方の鋼管Ｐ１に、突き合わせ治具Ａの他方側が後ほど固定する他方の鋼管Ｐ２に接しうる位置になるよう、一方の押圧ボルト４を全周にわたり固定する。ついで、他方の鋼管Ｐ２を突き合わせて仮配置状態とする。その後、突き合わせ治具を他方の鋼管Ｐ２側に移動させ、２個の押圧ボルトの押圧パッドがそれぞれの鋼管Ｐ１、Ｐ２の端部外周面に接しうる位置とする。
この時、他方のすべての押圧ボルト４は、後退位置となっている。

ついで、２本の鋼管Ｐ１、Ｐ２間のクリアランスを定めた後、すべての押圧ボルト４を前進させて押圧パッドが鋼管外周面に軽く接した状態とする。こののち、２本の鋼管Ｐ１、Ｐ２の端面が全周にわたって合致するように、目視によって観察しつつ、個々の押圧ボルト４を前進、あるいは後退させる。
これにより、鋼管が扁平していても、２本の鋼管の端面を全周にわたって合致させることができる。

この状態で、ユニット１の隙間から溶接トーチを差し込んで、鋼管Ｐ１と鋼管Ｐ２とを点溶接により仮固定する。ついで、突き合わせ治具のすべての押圧ボルト４、４・・を後退させてから、突き合わせ治具全体を抜き取り、さらに鋼管の端面が全周を本溶接する。

このような突き合わせ治具Ａによれば、溶接すべき鋼管が扁平していても、押圧ボルト４を前進、後退させることで、鋼管自体をわずかに変形させて、２本の鋼管の端面のズレを矯正することができる。また、鋼管端面を合致させるための作業時間も短縮できる。
さらに、前述の先行発明に開示された突き合わせ治具では、鋼管の口径に応じた複数種の治具を用意する必要があるが、本発明の突き合わせ治具では、ユニット１の増減により、１個のもので対応可能である。

本発明の鋼管突き合わせ治具の一例を示す斜視図である。 本発明の鋼管突き合わせ治具に用いられるユニットの一例を示す斜視図である。 本発明の鋼管突き合わせ治具の使用形態を表す概略構成図である。

符号の説明

Ａ・・鋼管突き合わせ治具、１・・ユニット、２・・ユニットプレート、３・・ベースプレート、４・・押圧ボルト、４１・・ネジ棒部、４２・・押圧パッド、４３・・ハンドル取り付け孔、５・・結合ピン、７・・ナット。

Claims (2)

1. 複数のユニットを直列にかつ互いに可動状態で取り外し可能に連結し、２本の鋼管の突き合わせ部を跨ぎ、鋼管の周囲を囲むようにして取り付けられる鋼管突き合わせ治具であって、
   前記ユニットは、１対の相対峙するユニットプレートと、これらユニットプレートを繋ぐベースプレートと、このベースプレートに螺合する２個以上の押圧ボルトと、前記ユニットプレート間を結合する結合ピンとから構成され、
   少なくとも１個の押圧ボルトが一方の鋼管の、他の少なくとも１個の押圧ボルトが他方の鋼管の外周面を押圧することを特徴とする鋼管突き合わせ治具。
2. 前記押圧ボルトが、前記ベースプレートに螺合するネジ棒部と、このネジ棒部の先端に取り付けられて鋼管の外周面を押圧する押圧パッドとからなることを特徴とする請求項１記載の鋼管突き合わせ治具。

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