JP2009513375A - 溶接部整形のための方法および装置 - Google Patents

溶接部整形のための方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009513375A
JP2009513375A JP2008539008A JP2008539008A JP2009513375A JP 2009513375 A JP2009513375 A JP 2009513375A JP 2008539008 A JP2008539008 A JP 2008539008A JP 2008539008 A JP2008539008 A JP 2008539008A JP 2009513375 A JP2009513375 A JP 2009513375A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weld
joint
milling
tool
milling tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008539008A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5199106B2 (ja
Inventor
バンダーポル、ジェラルド
ラーソン、レーン・エル.
Original Assignee
ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド filed Critical ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド
Publication of JP2009513375A publication Critical patent/JP2009513375A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5199106B2 publication Critical patent/JP5199106B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/013Arc cutting, gouging, scarfing or desurfacing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/12Trimming or finishing edges, e.g. deburring welded corners
    • B23C3/122Trimming or finishing edges, e.g. deburring welded corners of pipes or cylinders
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/303752Process
    • Y10T409/303808Process including infeeding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/3042Means to remove scale or raised surface imperfection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/3042Means to remove scale or raised surface imperfection
    • Y10T409/304256Means to remove flash or burr
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/306216Randomly manipulated, work supported, or work following device
    • Y10T409/306384Randomly manipulated, work supported, or work following device with work supported guide means
    • Y10T409/30644Randomly manipulated, work supported, or work following device with work supported guide means to guide tool to move in arcuate path
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/306216Randomly manipulated, work supported, or work following device
    • Y10T409/306496Randomly manipulated, work supported, or work following device with work follower
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/30784Milling including means to adustably position cutter
    • Y10T409/308512Compound angular adjustment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

第1、第2の被加工物の間の溶接接合部から溶接クラウンを除去するための方法は、接合部に関して切削アークを設定するために回転ミリング工具を接合部に近接して、あるオフセット角に位置決めするステップを含む。このミリング工具は切削アークが溶接接合部の各サイドで溶接クラウン、溶接止端および母材と交差するように位置決めされる。ミリング工具は、溶接クラウンを切り取るために接合部を横切りながら、溶接接合部に沿って被加工物間の位置合わせ不良を補正するようにサイドからサイドに傾き得る。溶接クラウン除去のための装置はミリング工具を、あるオフセット角に保持し、またミリング工具が被加工物間の位置合わせ不良を探知することを可能にして、切削アークを溶接接合部に沿って溶接止端および母材と交差した状態に保持するための追跡機構を備える。
【選択図】 図1

Description

(優先権主張)
本出願は、2005年10月31日に出願された米国仮出願第60/731,474号の優先権の恩恵を主張する。
本発明は、溶接接合部からの溶接クラウンの除去に関し、また特に溶接部全体に亘って広がる輪郭形成されたプロファイル(外形)を残すために溶接接合部から溶接クラウンと溶接止端とを除去するための方法と装置とに関する。
溶接継目に沿って隣接する非加工物を互いに溶接することによって隣接する金属の被加工物を接合することは当分野ではよく知られている。例えばパイプラインまたはパイプシステムは、パイプの長さの端部同士を溶接することによって製造される。典型的にはパイプ長さの端部は斜めに切られるか、そうでなければ用意されて(準備されて)、互いに接触させられるか、接近させられて、準備された端部の周りに溶接ビードを放出することによって互いに溶接される。仕上げられた溶接ビードは一般に、パイプの端部の周辺表面から外方向に延びるクラウン部またはプロファイルを有する。溶接接合部が滑らかな外面に仕上げられるようにこの溶接クラウンを除去することは、しばしば望ましく、またある場合には必要である。
溶接された被加工物または製品からの溶接クラウンの除去のために種々の工具が使用されてきた。溶接クラウンはしばしば、典型的には研削工具を使用して手動で実行される研削によって溶接継目から除去される。パイプ製造のプロセスにおいて、溶接部除去は携帯型旋盤といった専門の工具によって実行され得る。
パイプ製造で典型的に使用される携帯型旋盤は、パイプの周りに嵌合するように適合した静止型「クラムシェル(二枚貝の殻)」電力ユニットを備えており、この携帯型旋盤は、回転可能な切削リングと、この切削リングに切削工具を取り付けるための工具保持具とを有する。携帯型旋盤は、溶接接合部に隣接するパイプの1つの周りに取り付けられ、切削工具は溶接クラウンを除去するためにパイプの周りを回転させられる。一般に切削工具は、パイプの周りの狭い円周経路において溶接クラウンを切削する単一点切削工具であって、この切削工具は溶接クラウンを除去するために軸方向に進みながらパイプ軸の周りを回る。
携帯型旋盤は溶接クラウンを除去する際に有効であるが、この携帯型旋盤は切削工具の切削方向においてパイプの周りを円周方向に走る応力集中部を作り出す可能性がある。溶接クラウンの除去によって滑らかにされた溶接接合部の表面は、一般に元のまま残された溶接クラウンを有する溶接接合部より大きな強度あるいは疲労寿命の溶接接合部という結果をもたらすが、円周方向の応力集中部は溶接接合部の強度または疲労寿命を制限して、このような仕上げられた溶接接合部において最適の強度または疲労寿命が達成されることを制約すると考えられる。
溶接ビードを除去するために、他の環境では他の技法が使用されてきた。例えば1994年2月15日に公開された特開平6−39431号公報は、らせん状鋼パイプ製造の途中で溶接ビードクラウンがミリング・カッタを使用して切り取られる、らせん状鋼パイプ製造する方法を記載している。
パイプセクション間の溶接接合部の疲労寿命は、溶接クラウンが溶接接合部の各サイドに沿って少量の母材と共に除去された場合に著しく増加することが発見されている。
32インチ直径、70〜90,000PSI引っ張り強度のパイプを使用した溶接試験クーポンの評価では、溶接接合部の各サイドに沿って少量の母材と共に溶接クラウンを除去するための溶接クラウンを研削することと、その後の溶接接合部の表面を研磨することとは、溶接クラウンが除去されなかった溶接試験クーポンと比較して溶接接合部の3倍から4倍の疲労寿命改善という結果をもたらした。
したがって、単に溶接クラウンを除去することよりむしろ溶接接合部の各サイドに沿った少量の母材の除去を含む溶接接合部(溶接部プロファイル)に沿って輪郭形成され整形された表面の形成は、溶接接合部の品質の改善を達成するために、また特に溶接接合部の疲労寿命を改善するために望ましい。
しかしながら溶接クラウンを研削する手動プロセスは、それに続く研磨プロセスと共に、退屈で時間がかかり、コスト高である。更にこのような手動プロセスは、精度不足であって、材料の不十分な、または過度の除去によって特徴付けられる完成された溶接部プロファイルの不均一性という結果を招く可能性がある。
材料の不十分な除去は、溶接接合部と共に母材内に溶接部プロファイル輪郭を不適切に延長することによって所望の溶接接合部品質を作り出せなくする可能性がある。材料の過度の除去は、パイプ壁の厚さを臨界値または最小値より薄くすることによって被加工製品に損傷を与える結果になる可能性がある。また研削機によって生成される熱自体が、冶金的考慮事項に基づいて被加工製品の強度低下に寄与する可能性がある。
異なる卵形または非真円のパイプセグメントによって引き起こされる位置合わせ不良を含む、隣接する非加工物間の如何なる位置合わせ不良によっても、仕上げられた溶接部プロファイルを作り出すという作業における更なる困難が導入される。
特開平6−39431号公報
発明の概要
本発明は、溶接接合部からの溶接クラウンの除去に関し、また特に溶接部全体に亘って広がる輪郭形成されたプロファイルを残して溶接接合部の疲労寿命を改善するために、溶接接合部からの溶接クラウンと溶接止端とを除去するための方法、装置およびそれらの変形版に関する。
1つの好適な方法によれば、溶接クラウンの除去のための方法は、フライ・カッタといった円形のミリングヘッドを有するミリング工具を使用する。ミリング工具は、パイプの隣接セクションといった2つの隣接する非加工物間の溶接接合部に近接したミリングヘッドをもって配置される。ミリング工具は、ミリングヘッドが溶接クラウンを切り取るにつれて溶接接合部に沿って進行方向に動かされる。
好適なミリング工具は、ミリングヘッドの周囲円形エッジが溶接クラウンと非加工物とに関して切削アークを画定するように、ミリングヘッドの進行方向と回転軸とによって確定される平面内で僅かに斜めにされる、あるいは傾けられる。ミリング工具の傾き量を増加させることは、切削アークの深さを増やして半径をへらす。
ミリング工具は、ミリングヘッドの切削アークが溶接金属と溶接接合部の各サイドに沿った少量の母材を含む隣接溶接止端(または溶接面と母材との接合部)とに交差するような切削の深さに設定される。
ミリングヘッドの切削要素は、溶接クラウンを切削して、溶接ビードまで概ね横に延びる経路に輪郭形成された溶接部外形を形成する。こうして、溶接ビードの除去によって作り出される如何なる応力集中部も、溶接ビードの長さ方向でも円周方向でもなく、横方向に伝わる。更に正の入口角の鋭利な超硬切削要素の使用は、横の応力集中部を低減または除去して、滑らかでよく研磨された仕上がりを残す。母材の溶接止端領域の除去による長さ方向または円周方向の応力集中部の除去と横方向応力集中部の低減は、溶接クラウン除去のための既知の従来技法と比較して仕上げ溶接部の強度の大幅な改善に寄与する。
好適なミリング工具は溶接接合部に沿って動かされるので、ミリング工具は、切削アークが溶接クラウンと溶接接合部の各サイドに沿った少量の母材との両方を除去し続けるために、切削アークが第1、第2の被加工物止端領域と交差した状態に維持されるように、前記第1、第2の被加工物間の位置合わせのばらつきにしたがって進行方向に対して概ね横向きの平面内で傾斜または旋回させられ得る。
溶接クラウンの除去のための装置の一実施形態によれば、第1、第2の被加工物間の溶接接合部から溶接クラウンを除去するための装置は、進行方向に被加工物に沿って工具を搬送するために適応した可動部材を有する工具キャリアであって被加工物に取り付けられるように用意された工具キャリアを使用する。可動部材には、回転軸の周りに回転可能なミリング・カッタを有するミリング工具が取り付けられる。ミリング工具は、上記の被加工物の近接面に垂直な線と概ね一致する回転軸によって位置決めされるが、ミリング・カッタの切削半径がミリング・カッタのオフセット角と直径とによって画定されるように、オフセット角だけ、回転軸と進行方向とによって画定される第1の平面内で傾けられる。
追跡ホイールは、溶接接合部のいずれかのサイドで被加工物に係合し、切削深さが溶接部に隣接する被加工物表面に関して設定されることを可能にする。追跡ホイールはまた、ミリング・カッタを溶接クラウンとの切削係合状態に、また隣接被加工物溶接止端領域との交差状態に維持する。
本発明のこれら、および他の特徴、態様および利点は、下記の説明と添付の請求項と付属の図面とに関連して、よりよく理解されるであろう。
詳細な説明
図1を参照すると、ここに開示される方法による溶接部整形を実行するように構成された溶接部整形用の好適な装置が示されている。図示の溶接部整形装置の実施形態ではミリング工具102は、概ねパイプセクション間の溶接接合部5にしたがってパイプの周りの円周方向経路に沿って、回転駆動機構1によって搬送される。
この方法によれば、ミリング工具102は、2つの隣接被加工物3間の溶接接合部5に隣接したミリング・カッタまたはミリングヘッド104(図には概略的に示されている)をもって位置決めされる。ミリングヘッド104は、回転軸200の周りに回転可能である。ミリング工具102は、回転軸200が被加工物3のうちの少なくとも1つの被加工物の表面に概ね垂直であるが、下記に詳細に論じられるように僅かに傾けられるように位置決めされる。ミリング工具102は、溶接接合部5からのビードまたは溶接クラウン7の除去のために溶接接合部5に沿って動くように位置決めされる。図1の説明図では被加工物3は、パイプラインまたはパイプ構造体におけるパイプセクションである。溶接部整形のためのこの方法が図示のパイプセクションといった丸い、または円筒形の被加工物3ばかりでなく平坦な、または不規則に湾曲した表面または被加工物にも適用可能であることは無論、認められ得る。
ミリング工具102は、ミリングヘッド104が溶接クラウン7を切り取るにつれて、溶接接合部5に沿って進行方向に動かされる。ミリングヘッド104は、円形の切削経路を画定する少なくとも1つの切削部材を有するフライ・カッタまたはホッグ・ミルといった円形のミリング工具または切削工具である。正の入口角の鋭利な超硬切削部材の使用は、切削工具が高度に研磨された滑らかな仕上げ面を残すことを可能にし、溶接部整形を実行した後に溶接接合部の表面を更に研磨する必要を除去する。更にこのような切削部材は、例えば研削と比較して切削時の溶接ビード13および被加工物3の加熱を減らす。
ミリングヘッドのサイズと構成(および特に円形の切削経路の直径)は、溶接接合部5の幅にかかるように、また溶接接合部5の各サイドに沿った母材11と溶接止端9とに交差するように選択され得るので、溶接部プロファイルは溶接接合部5に沿ったミリング工具102の一回の通過によって切削され得る。
さて図2A、2Bを参照すると、ミリングヘッド104は、ミリングヘッド104の周辺円形エッジ202が溶接クラウン7と被加工物3とに関して切削アーク206またはプロファイルを画定するように、接合部に関してミリングヘッドの切削アークを設定するために、送り運動方向または進行方向と回転軸200とによって画定される平面内でカッタ送り方向に関して前方にミリング工具202の回転軸200を方向付ける、または傾けることによって僅かに(オフセット角または傾斜角θだけ)斜めにされる、または傾けられる。
図2A、2Bに図示されたパイプアプリケーションを参照すると、切削アーク206は本質的に、ミリングヘッド104の前縁210においてパイプと交差する横軸平面208へのミリングヘッド104の円形のカッティングエッジ(切れ刃)の直角投影であることが理解され得る。その結果、ミリング工具102のオフセット角θの量を増加させることは、切削アーク206の半径を減らして深さを増やす。図2A、2Bの例では、2インチ(6.37センチメートル)の直径214を有するミリングヘッド104は、約5度のオフセット角θを有し、約24インチの半径を有する切削アーク206という結果をもたらす。
図3A、3Bを参照すると、ミリングヘッド104は、より大きなオフセット角θで示されており、切削アーク206の深さと半径への影響を示している。2インチ(6.37センチメートル)の直径214を有するミリングヘッド104による約10度のオフセット角θは、約14インチの半径を有する切削アーク206という結果をもたらす。より大きなオフセット角θは、より小さな半径を有するより深い切削アーク206という結果をもたらすが、より小さなオフセット角θは、より大きな半径を有する、より浅い切削アーク206という結果をもたらすであろうことが認められ得る。
溶接クラウン7の上に概ね中心があるミリングヘッド104によって、ミリングヘッド104の切削要素は溶接接合部5に対して概ね横方向に延びる経路に沿って溶接クラウン7を切削する。
ミリング工具102は、ミリングヘッド104の切削アーク206が溶接ビード13の両側の母材11を含む溶接止端領域9と交差してこの領域を除去するような切削深さに設定される。
所望の切削深さとプロファイルを与えるように位置決めされたミリング工具102によって溶接クラウン7を除去するように、ミリング工具102は溶接接合部5に沿って動かされる。
ミリング工具102が溶接接合部5に沿って動かされるので、回転軸200は、切削アーク206が第1、第2の被加工物との交差状態に維持されるように第1、第2の被加工物間の位置合わせの変化または壁厚の変化にしたがって調整される。回転軸200は、概ね回転軸と溶接接合部に対して横方向の線とによって画定される平面内で溶接接合部5のサイドからサイドへミリング工具102を斜めにする、あるいは傾けることによって調整される。この調整は、切削アーク206が、被加工物3の外周間の僅かな軸位置合わせ不良にかかわりなく、溶接ビード13の各サイドに隣接する母材11を含む溶接止端9と交差するように方向付けられた状態に留まるようにする。
この結果は、ミリングヘッド104のサイズ(直径)と、ミリング工具102(と、したがってミリングヘッド104)のオフセット角θと、被加工物3間のオフセット量とによって決定される輪郭形成された溶接部プロファイルである。各変数は、切削アーク206のサイズと直径に影響を与える。
図2Cを参照すると、例示的溶接部プロファイル15が示されている(原寸に比例していない)。溶接部プロファイル15は、この溶接部プロファイル15が溶接ビード13の各サイドで溶接ビード13とオーバーラップする幅Wと、溶接ビード13内の最大深さDと、溶接ビード13と母材11との接合部における深さDと、によって特徴付けられる。
これらの寸法がオフセット角θとミリングヘッド104の直径とミリング工具102の深さの調整または設定とによって決定されるような切削アーク206にしたがって変化するであろうことは、認められ得る。また溶接部プロファイル15は、被加工物間の如何なる位置合わせ不良も探知して補正するために、ミリング工具102が溶接接合部5のサイドからサイドへ旋回するにつれて変化し、その結果、非対称の溶接部プロファイルになる可能性がある。
インチ(3.81センチメートル)の壁厚を有する32インチ(81.28センチメートル)パイプにおける3/4インチ(1.91センチメートル)溶接ビード13に関する例示的溶接部プロファイル15によれば、溶接部プロファイル15は、溶接ビード13の各サイド上で1インチのほぼ4分の1から8分の3(1/4〜3/8)(0.64〜0.95センチメートル)だけ母材11内に延びて、溶接ビード13の中心で0.03”〜0.05”(0.08〜0.13センチメートル)の深さ、および母材11において0.02”〜0.04”(0.05〜0.10センチメートル)の深さを有する。これらの寸法は単に例示的なものであって、これらの寸法がパイプ寸法および種々の異なるパイプとアプリケーションとに関する最小または最大壁厚仕様にしたがって変化するであろうことは理解され得る。
さて図1、4、5を参照すると、上記の方法による溶接部整形のための例示的装置が、より詳細に記載されている。図示の装置は、パイプセクション間の溶接接合部のために溶接部整形作業を実行するように構成されている。この装置が代替として平坦な、または不規則な被加工物間の溶接接合部も同様に整形するように構成され得ることは認められ得る。
2つの隣接する被加工物3間の溶接接合部5に沿ってミリング工具アセンブリ100を搬送するために、追跡機構が使用される。図示の実施形態では、被加工物3はパイプセグメントであり、追跡機構は2つの隣接被加工物3間の溶接接合部5に隣接して一方の被加工物3の周囲の周りに配置された回転駆動機構1である。
回転駆動機構1は、固定軌道部と、この固定軌道に沿って動き得る可動部とを備える。ミリング工具アセンブリ100は、回転駆動機構1の周りの円周上で、したがって回転駆動機構1が取り付けられた被加工物3の周りの円周上で、進行方向に回転駆動機構1の可動部によって搬送される。ミリング工具アセンブリ100は、ミリングヘッド104の進行方向と回転軸200とによって画定される平面内で工具の送り方向に僅かに(オフセット角θだけ)斜めにされた、あるいは傾けられたミリング工具102を含み、それによってミリングヘッド104は上記のように切削アーク206を画定する。
オフセット角θは、予め決められた角度に固定されることが可能であり、あるいは調整ねじとヒンジ取付けまたは可動取付けとの用意によって、または同様の装置の用意によって調整可能にされることが可能であり、それによってオフセット角θは連続的に、あるいは現場でリアルタイムに、あるいは交換可能なシム(詰め物)などの用意によって調整されることが可能であり、それによってオフセット角θは、ミリング工具102またはミリング工具アセンブリ100の最小限の分解と再組立てによって調整されることが可能である。
追跡機構が設けられ、それによってミリング工具102は、溶接接合部5のいずれかのサイドの被加工物3の隣接外壁領域間の位置合わせ不良を探知して補正することができるように、進行方向に対して横方向にサイドからサイドへ旋回可能である。
図示の実施形態では追跡機構の一変形版は、ミリングヘッド104に近接してミリング工具102に連結された1対の追跡ホイール106を含む。動作時に追跡ホイール106は、溶接接合部5の相対するサイド上で被加工物に接触させられる。追跡ホイール106が被加工物3に沿って進むにつれて、追跡ホイール106は、表面に関してミリングヘッド104の切削深さを維持するために隣接被加工物3の表面に追従し、またミリングヘッド104が進行方向に対して横方向にサイドからサイドへ斜めになるように被加工物3間の如何なる位置合わせ不良にもしたがってミリング工具102を旋回させ、それによって切削アーク206は溶接接合部5に沿って溶接止端9との交差を維持するように連続的に調整される。
追跡機構はまた、ミリング工具102が取り付けられたスプリング装備追跡モジュール124を含む。ミリング工具102自身は、スピンドルアセンブリ110が滑動可能に受けられるヘッドストック108を備える。スピンドルはスピンドルアセンブリ110内で回転可能である。ミリングヘッド104は、ヘッドストック108の下端部でスピンドル112に連結された工具保持具またはチャック114によって取外し可能に保持される。追跡ホイール106は、追跡ホイール106がミリングヘッド104に隣接して配置されるように、ヘッドストック108の下端部から延びる追跡ホイール保持具116に取り付けられる。
スプリング装備追跡モジュール124は、ミリングヘッド104の切削アーク206が被加工物3間の如何なる位置合わせ不良も、あるいはいずれかの、または両方の被加工物3の如何なる偏心性または非真球性または他の不規則性をも補正するために動き得るように、ミリング工具102がサイドからサイドに旋回することを可能にする。
さて図5〜8を参照するとスプリング装備追跡モジュール124の図示の実施形態は、回転可能な駆動機構1から延びる取付けプレート122に旋回可能に取り付けられ、車軸128の周りに旋回する第1のプレート部材126を備える。車軸128を収容するために第1のプレート部材126の貫通孔127と連携して適当な軸受機構が設けられる。
第1のプレート部材126は、第1のプレート部材126が旋回するにつれてミリングヘッド104が進行方向に対して横方向に僅かにサイドからサイドに動かされるように概ね進行方向に向けられた軸の周りに旋回可能である。スプリングで片寄らされた(バイアスされた)滑動ブロック132の滑動可能な取付けのために、第1のプレート部材126の前に追跡レールあるいは柱130が設けられる。図示の実施形態では追跡柱130は、第1のプレート部材126の最上部の張り出しヘッドピース127から垂れ下がっているが、代替の構成も使用可能である。滑動ブロック132は追跡柱130に滑動可能に配置される。バイアススプリング136は、滑動ブロック132がスプリング136によって下方に片寄らされるように第1のプレート部材126と滑動ブロック132との間に配置される。
ミリング工具102は、このミリング工具102がスプリング136によって被加工物3の方に滑動ブロック132と共に片寄らされるように滑動ブロック132に取り付けられる。図示の実施形態では、ミリング工具102は滑動ブロック132の前面138に画定された軌道127に滑動可能に係合させられる。ミリング工具102が滑動ブロック132に沿って適所に調整され得るように、ねじ山付きねじ部材140がミリング工具102と滑動ブロック132とを連結する。ねじ山付きねじ部材140は、追跡ホイール106を含むミリング工具102が被加工物3の近くに、または被加工物3から遠くに配置されることを可能にする。ミリング工具102が被加工物3に近くに配置されると、いったん追跡ホイール106が被加工物に接触した場合にスプリング136は被加工物に対するミリング工具102に大きなバイアスを与えるように、ますます大きく加重される。こうしてミリングヘッド104は被加工物3に押し付けられ、ミリング工具102は追跡ホイール106が被加工物表面に沿って動くにつれてサイドからサイドに旋回できるようにされる。
ミリング工具102の切削深さが調整され得るように、調整機構が設けられる。図示の構成では調整機構の一変形版は、ヘッドストック108の上のスピンドルアセンブリ110に取り付けられたスピンドルアセンブリ保持具118を含んでおり、このスピンドルアセンブリ保持具118はスピンドルアセンブリ110がねじ山付き送りねじ120を回転させることによってヘッドストック108の下端部から可変に延ばされ得るように、ねじ山付き送りねじ120によってヘッドストック108に連結される。ねじ山付き送りねじ120の調整は、スピンドルアセンブリ110をヘッドストック108から延ばすか引っ込め、また追跡ホイール106に関してスピンドルアセンブリ110を延ばすか、引っ込める。こうしてミリング工具102の切削深さは、追跡ホイール106によって感知されたように被加工物3の表面に関してねじ山付き送りねじ120を用いて調整され得る。
空気モータ、電気モータまたはスピンドル112を回転可能に駆動するための他の装置といった駆動手段111は、スピンドルアセンブリ保持具118に取り付けられ、スピンドル112に駆動可能に接続される。
図9〜12を参照すると、ミリング工具102のオフセット角θの調整を可能にする調整可能取付けアセンブリが示されている。調整可能取付けアセンブリは、回転可能な駆動機構1に固定された固定プレート902を備える。固定プレート902には、アーチ形スロット906を貫通するファスナによってバックプレート904が固定される。図示の実施形態では、各々のアーチ形スロット906が異なる半径908a、908bを有するが共通の中心908cを持つように、1対の同心のアーチ形スロット906が設けられている。
前述のようにミリング工具102を支持するために、バックプレート904から取付けプレート122が延びている。
このようにして、ミリング工具102のオフセット角θは、アーチ形スロット906によってガイドされて共通中心908cの周りにミリング工具102を回転させるようにファスナを緩めることによって調整される。所望のオフセット角θが設定されると、ファスナはミリング工具102の動作のために堅く締め付けられる。
アーチ形スロット906は好適には、共通中心908cがミリングヘッド104のカッティングエッジ(切れ歯)に、またはそれの近くに配置されるように画定される。ミリング工具アセンブリ100が種々の直径のパイプでの使用のために種々にサイズ決めされた駆動機構1上で最適のオフセット角θに位置決めされることを調整可能取付けアセンブリが可能にすることは図10〜12を参照することによって理解され得る。
本発明の前述の例示的実施形態が実際には例示的なものであって、本技術に精通する人々にはこれらの実施形態の修正版が思い浮かび得ることは理解されるであろう。したがって本発明は、ここに開示された例示的実施形態に限定されると見なされるべきでなく、添付の請求項に記載されたようにだけ限定されるものとする。
溶接されたパイプ接合部を整形するように位置決めされて図示された溶接部整形のための装置の環境斜視図である。 溶接されたパイプ接合部に関して切削アークを画定するようにミリングヘッドが角度決めされた溶接パイプ接合部溶接ビードを整形するために位置決めされた図1の装置で使用可能なミリングヘッドの概略の側面図である。 溶接されたパイプ接合部に関して切削アークを画定するようにミリングヘッドが角度決めされた溶接パイプ接合部溶接ビードを整形するために位置決めされた図1の装置で使用可能なミリングヘッドの概略の正面図である。 溶接パイプ接合部に形成された溶接プロファイル細部を示す接合されたパイプセグメントの部分断面図である。 図2Aに示されたものより深い切削アークを画定するようにミリングヘッドが角度決めされたパイプ接合部溶接ビードを整形するために位置決めされたミリングヘッドの概略の側面図である。 図2Bに示されたものより深い切削アークを画定するようにミリングヘッドが角度決めされたパイプ接合部溶接ビードを整形するために位置決めされたミリングヘッドの概略の正面図である。 溶接パイプ接合部を整形するように位置決めされて示された溶接部整形のための装置の正面図である。 図4に示された装置の断面側面図である。 溶接部整形用の装置のための旋回可能な追跡モジュールの旋回可能な第1のプレート部材の斜視図である。 本発明による溶接部整形用の装置のための回転可能な追跡モジュールの滑動ブロック部材の斜視図である。 図6の旋回可能な第1のプレート部材に取り付けられた図7の滑動ブロック部材を示す、本発明による溶接部整形用の装置のための旋回可能な追跡モジュールの斜視図である。 調整可能な取付けアセンブリを含み、それによってミリング工具オフセット角θが調整可能になる溶接部整形用の装置の斜視図である。 第1の直径のパイプにおける溶接部を整形するように構成された図9の溶接部整形用の装置の側面図である。 第2の直径のパイプにおける溶接部を整形するように構成された図9の溶接部整形用の装置の側面図である。 第3の直径のパイプにおける溶接部を整形するように構成された図9の溶接部整形用の装置の側面図である。

Claims (10)

  1. 第1の被加工物と第2の被加工物とに亘る固化した溶接金属によって画定された溶接接合部から溶接クラウンを除去するための方法であって、
    第1、第2の被加工物の隣接表面に概ね垂直に延びる回転軸の周りに回転可能なミリングヘッドを有するミリング工具を、前記接合部に沿った進行方向に動くように前記接合部に近接して位置決めすることと、
    前記ミリングヘッドの切削アークを前記接合部に関して設定するために、前記回転軸を含み、前記進行方向に添って延びる第1の平面内で前記回転軸を方向付けることと、
    溶接金属の全長と前記第1、第2の被加工物とを所望の深さに交差させる前記切削アークにしたがって前記接合部に沿って溶接部プロファイルを切削するために前記ミリング工具を前記進行方向に動かすことと、の各ステップを備える方法。
  2. 前記切削アークが前記第1、第2の被加工物と交差する関係に維持されるように前記第1、第2の被加工物の間の位置合わせの偏差にしたがって前記回転軸に調整を行うステップを更に備える、請求項1に記載の方法。
  3. 前記回転軸は前記回転軸と前記溶接接合部に概ね垂直な線とに交差する第2の平面内で調整される、請求項2に記載の方法。
  4. 前記回転軸は前記第2の平面内で傾けられる、請求項3に記載の方法。
  5. 前記調整は前記ミリング工具が前記進行方向に沿って動くにつれて連続的に行われる、請求項2に記載の方法。
  6. 前記ミリング工具を前記進行方向に動かす前に前記隣接表面に関して前記ミリングヘッドの切削深さを設定するように前記ミリング工具を位置決めするステップを更に備える、請求項1に記載の方法。
  7. 被加工物間の溶接接合部から溶接クラウンを除去するための装置であって、
    前記装置は、
    溶接クラウン位置に関して進行方向に工具を搬送するように適応した可動部材を有する工具キャリアを備え、
    前記工具は前記可動部材に取り付けられたミリング工具を備えており、前記ミリング工具は回転軸の周りに回転可能な円形のミリングヘッドを有して切削アークを画定し、
    前記回転軸は前記切削アークの半径がオフセット角と前記ミリングヘッドの直径とによって確定されるように、前記回転軸を含み前記進行方向に延びる第1の平面内で前記オフセット角だけ傾斜可能であり、
    それによって前記工具は溶接クラウンとの切削関係において前記切削アークによって、前記進行方向に沿った前記ミリングヘッドの進行時に前記溶接クラウンに沿って溶接部プロファイルを切削するように適応する、装置。
  8. 前記オフセット角は調整可能である、請求項7に記載の装置。
  9. 前記ミリング工具は前記ミリングヘッドが前記進行方向に対して横方向に揺動することを可能にするように旋回可能である、請求項7に記載の装置。
  10. 前記ミリングヘッドを被加工物の表面不規則性に追従するために旋回させるように配置され構成された1対の追跡ホイールを更に備える、請求項9に記載の装置。
JP2008539008A 2005-10-31 2006-10-30 溶接部整形のための方法および装置 Expired - Fee Related JP5199106B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US73147405P 2005-10-31 2005-10-31
US60/731,474 2005-10-31
US11/588,358 2006-10-27
US11/588,358 US7677846B2 (en) 2005-10-31 2006-10-27 Method and apparatus for weld profiling
PCT/US2006/042691 WO2007053699A2 (en) 2005-10-31 2006-10-30 Method and apparatus for weld profiling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009513375A true JP2009513375A (ja) 2009-04-02
JP5199106B2 JP5199106B2 (ja) 2013-05-15

Family

ID=38002739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008539008A Expired - Fee Related JP5199106B2 (ja) 2005-10-31 2006-10-30 溶接部整形のための方法および装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7677846B2 (ja)
EP (1) EP1942779B1 (ja)
JP (1) JP5199106B2 (ja)
CA (1) CA2624817C (ja)
WO (1) WO2007053699A2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7677846B2 (en) * 2005-10-31 2010-03-16 Tri Tool Inc. Method and apparatus for weld profiling
JP4801509B2 (ja) * 2006-06-01 2011-10-26 近畿車輌株式会社 金属板の表面処理方法とそれを用いた車両
US8689703B2 (en) * 2006-11-30 2014-04-08 The Kinki Sharyo Co., Ltd. Method for weld-joining attachment to outer panel of railway vehicle and car body side structure produced by the same
EP2121245B1 (en) * 2007-01-04 2012-11-28 Actuant Corporation Overlay sander
EP2047941A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-15 Siemens Aktiengesellschaft Method for the strengthening of a welded connexion, and/or for the increase of tolerance of a welded connexion in relation to fatigue load ; Element for a tower of a wind turbine ; Tower of a wind turbine and wind turbine
US20100037444A1 (en) 2008-08-15 2010-02-18 Reid Eric M Reconfigurable flexible rail apparatus and method
US8651780B2 (en) 2008-08-20 2014-02-18 The Boeing Company Cutting tool including a clamping system and a method for cutting a spar inside a wing of an aircraft
US7988029B2 (en) * 2008-12-11 2011-08-02 Lumco Manufacturing Company External deburring of welded pipe
EP2384847B1 (en) * 2010-05-04 2018-07-04 SANCASSIANO S.p.A. Tank for kneading machine
KR101308989B1 (ko) * 2012-11-21 2013-09-16 디씨에스이엔지 주식회사 원형재의 면깍기 작업시 최적의 작업조건을 제공하는 면취기 및 면깍기 방법
KR101497638B1 (ko) * 2015-01-15 2015-03-03 이종일 이동식 용접 개선용 파이프 외경 면취기
ITUA20162149A1 (it) * 2016-03-31 2017-10-01 Landgraf S R L Macchina per il taglio e bisellatura di barre
KR101702886B1 (ko) * 2016-04-01 2017-02-06 디씨에스이엔지 주식회사 배관 절단 및 베베링 기계
US11203103B2 (en) 2018-06-01 2021-12-21 Caterpillar Paving Products Inc. Rotor bit removal device
CN111318886B (zh) * 2018-12-13 2021-08-20 国核电站运行服务技术有限公司 一种密封焊缝维修精密加工装置
TWI738540B (zh) * 2020-10-20 2021-09-01 心源工業股份有限公司 可調整定位距離的角度頭及其定位裝置
CN112548316B (zh) * 2020-12-02 2023-08-29 四川航天长征装备制造有限公司 一种焊缝去飞边与质量检测装置与方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157711A (ja) * 1985-12-27 1987-07-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 管内面溶接ビ−ド除去装置
JPH07266085A (ja) * 1994-03-30 1995-10-17 Mitsubishi Nagasaki Mach Co Ltd 溶接ビード,バリ研削装置
JPH09131655A (ja) * 1995-11-06 1997-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 自動グラインダ装置
JPH11216647A (ja) * 1998-02-03 1999-08-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 研削装置
JP2001334447A (ja) * 2000-05-31 2001-12-04 Tohoku Giken Kogyo Kk レール熔接底面余肉残部の研削装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1749133A (en) * 1924-11-29 1930-03-04 Royal E Frickey Arc welding system
US1778973A (en) * 1930-01-31 1930-10-21 Welding Service Inc Arc welding system
GB667723A (en) * 1950-03-22 1952-03-05 Armstrong Whitworth Co Eng Improved tool for shaving down local protuberances
US3456555A (en) * 1966-10-10 1969-07-22 Laurel E Dunlap Flexible guide for cutting tools
JPS5850806B2 (ja) * 1975-07-25 1983-11-12 川崎重工業株式会社 ビ−ドセツサクキ
US4297061A (en) * 1978-05-10 1981-10-27 Westinghouse Electric Corp. Steam generator shell parting method and apparatus
SU716781A2 (ru) * 1978-08-17 1980-02-25 Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности Устройство дл удалени внутреннего грата в трубах
US4438600A (en) * 1981-09-14 1984-03-27 The Babcock & Wilcox Company Grinding, welding and cutting apparatus
US4543022A (en) * 1983-03-24 1985-09-24 Foster Wheeler Energy Corporation Self-positioning scarfing apparatus
DE3337056A1 (de) * 1983-10-12 1985-10-24 Dr. techn. Ernst Linsinger & Co GmbH, Steyrermühl Vorrichtung und verfahren zum abarbeiten von schweissraupen
US4600180A (en) * 1985-02-19 1986-07-15 Abbey Etna Machine Company Scarfing tool
EP0228905B1 (en) * 1985-12-27 1993-03-24 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Apparatus for treating ends of largediameter welded pipe
US4976176A (en) * 1989-08-14 1990-12-11 Tri Tool Inc. Weld crown removal module
US5189933A (en) * 1991-04-08 1993-03-02 Ricci Donato L Clamshell mounted pipe nozzle weld milling machine with centering apparatus
US5192013A (en) * 1991-09-20 1993-03-09 Abbey Etna Machine Company Scarfing apparatus
JPH0639431A (ja) 1992-07-06 1994-02-15 Nippon Steel Corp スパイラル鋼管の製造方法
US5456405A (en) * 1993-12-03 1995-10-10 Quality Tubing Inc. Dual bias weld for continuous coiled tubing
US5718545A (en) * 1995-10-23 1998-02-17 Husted; Ernie R. Tool positioning device
US5873686A (en) * 1997-10-08 1999-02-23 Elmore; David A. Laminate inlay cutting tool
EP1157777A3 (en) * 2000-05-25 2002-05-22 Mauro Colombo Operating head for automatic machine tools
US6627840B2 (en) * 2001-03-09 2003-09-30 Revelation Technologies, Llc Method and means for processing butt welds
JP4638416B2 (ja) * 2003-03-03 2011-02-23 ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド 切断ツール並びに軌道誘導システム
JP2006116597A (ja) * 2004-09-21 2006-05-11 Hitachi Ltd 形材加工装置および形材加工方法
US7677846B2 (en) * 2005-10-31 2010-03-16 Tri Tool Inc. Method and apparatus for weld profiling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157711A (ja) * 1985-12-27 1987-07-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 管内面溶接ビ−ド除去装置
JPH07266085A (ja) * 1994-03-30 1995-10-17 Mitsubishi Nagasaki Mach Co Ltd 溶接ビード,バリ研削装置
JPH09131655A (ja) * 1995-11-06 1997-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 自動グラインダ装置
JPH11216647A (ja) * 1998-02-03 1999-08-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 研削装置
JP2001334447A (ja) * 2000-05-31 2001-12-04 Tohoku Giken Kogyo Kk レール熔接底面余肉残部の研削装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20100129171A1 (en) 2010-05-27
EP1942779A2 (en) 2008-07-16
JP5199106B2 (ja) 2013-05-15
CA2624817A1 (en) 2007-05-10
EP1942779A4 (en) 2012-01-11
WO2007053699A3 (en) 2007-10-18
CA2624817C (en) 2013-11-26
US7914243B2 (en) 2011-03-29
EP1942779B1 (en) 2015-07-01
WO2007053699A2 (en) 2007-05-10
US20070102488A1 (en) 2007-05-10
US7677846B2 (en) 2010-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5199106B2 (ja) 溶接部整形のための方法および装置
EP1132167B1 (en) Friction stir welding
JP4897674B2 (ja) 切断装置
JP4169739B2 (ja) 回転対称の機械部品を研削する方法および装置
US6666630B2 (en) Milling machine and milling process
JP3852803B2 (ja) 管状材の端面円周角部の面取り加工装置および加工方法
JP2014500153A (ja) 航空機ターボシャフトエンジンのケーシングを機械加工するための方法および前記方法を実施するためのスクレーパ工具
JPH10249552A (ja) 摩擦溶接方法および装置並びに溶接に使用する溶接工具
JP3261432B2 (ja) 前処理を含む接合装置及び接合方法
US4752994A (en) Apparatus for removing burrs from welded material
KR20080002042A (ko) 브로치 커터의 연마 장치
JP2001286937A (ja) 板材の端部押圧成形装置
JPH09295251A (ja) 切削倣い装置
CN214685036U (zh) 一种焊接机用定位工装
JPH0144242Y2 (ja)
JPH1128616A (ja) 筒状体の加工用治具及び加工方法
JP3147668U (ja) Uo鋼管外面ビ−ド切削用カッタ−
JP2003205389A (ja) 帯状金属薄板材の溶接部の仕上げ処理方法
JPS63169208A (ja) 金属製建具等の溶接部仕上加工方法
JPH0466643B2 (ja)
JPH03294104A (ja) 材料の円筒状切断方法および装置
JP2001162506A (ja) グラインダ
JPH1199455A (ja) 車両用ホイールリムの溶接部の仕上げ加工装置
JPS624384Y2 (ja)
JPH0966450A (ja) フラッシュバット溶接部のバリ取り方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120124

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120423

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120501

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120518

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130207

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees