JP2013237068A

JP2013237068A - 溶接装置および溶接方法

Info

Publication number: JP2013237068A
Application number: JP2012111293A
Authority: JP
Inventors: Takasuke Fukuoka; 崇介福岡
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2032-05-15
Also published as: JP6021427B2

Abstract

【課題】計測器のように軸部分に対してヘッド部分が重いワークを用いる場合であっても、容易に２つのワーク間を隙間なく突き合わせる。
【解決手段】継ぎ手４および計測器５を略鉛直に配置し、計測器５の自重により計測器５を継ぎ手４に突き合わせて固定することが可能となるクランプ１と、クランプ１により固定された継ぎ手４と計測器５との突き合わせ部分を溶接する溶接ヘッド３とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、２つのワークを突き合わせて溶接する溶接装置および溶接方法に関するものである。

従来、２つの配管（ワーク）を突き合わせて溶接する場合、当該両配管を略水平に配置して突き合わせ、溶接ヘッドを当該突き合わせ部分に対して略垂直に設置して溶接を行う方式が一般的に用いられている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−３３４７６号公報

このような突き合わせ溶接においては、２つのワークを隙間なく突き合わせた状態で溶接を行うことが品質管理上重要である。しかしながら、計測器と継ぎ手との突き合わせ溶接に対して、特許文献１に開示された従来の溶接方式を適用した場合、隙間管理が困難になってしまうという課題がある。すなわち、従来のように２つのワークを略水平にして突き合わせる方式では、計測器のヘッド部分が軸部分に対して重いため、計測器と継ぎ手との間の隙間をなくすよう管理することが難しく、また、セット（位置合わせ）に時間を要してしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、２つのワークを突き合わせて溶接する溶接装置において、計測器のように軸部分に対してヘッド部分が重いワークを用いる場合であっても、容易に２つのワーク間を隙間なく突き合わせることができる溶接装置および溶接方法を提供することを目的としている。

この発明に係る溶接装置は、両ワークを略鉛直に配置し、一方のワークの自重により当該ワークを他方のワークに突き合わせて固定することが可能となるクランプと、クランプにより固定された両ワークの突き合わせ部分を溶接する溶接ヘッドとを備えたものである。

また、この発明に係る溶接方法は、両ワークを略鉛直に配置し、一方のワークの自重により当該ワークを他方のワークに突き合わせて固定するクランプステップと、クランプステップにおいて固定した両ワークの突き合わせ部分を溶接する溶接ステップとを有するものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、計測器のように軸部分に対してヘッド部分が重いワークを用いる場合であっても、容易に２つのワーク間を隙間なく突き合わせることができるため、隙間管理が不要となり、作業時間の短縮や管理コストの削減、品質向上を図ることができる。

この発明の実施の形態１に係る溶接装置の構成を示す正面図である。この発明の実施の形態１におけるクランプの構成を示す図であり、（ａ）上面図であり、（ｂ）側面図である。この発明の実施の形態１におけるクランプを開いた状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における溶接ヘッドの構成を示す図であり、（ａ）上面図であり、（ｂ）側面図である。この発明の実施の形態１における溶接ヘッドの構成を示す上断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る溶接装置の構成を示す正面図である。
溶接装置は、図１に示すように、クランプ１、給排気ノズル２および溶接ヘッド３から構成されている。

クランプ１は、ナット４１を有する継ぎ手（ワーク）４と計測器（ワーク）５とを略鉛直に配置し、計測器５の自重により計測器５を継ぎ手４に突き合わせて固定することが可能となるものである。このクランプ１は、図２に示すように、継ぎ手４を固定する第１のクランプ部１１と、計測器５を固定する第２のクランプ部１２とを有している。

第１のクランプ部１１には、所定箇所に、継ぎ手４の軸を保持可能な孔１１１が設けられている。また、第１のクランプ部１１は、図３に示すように、ロックレバー１１２を介して孔１１１部分が開閉可能に構成されており、継ぎ手４の軸を孔１１１内に収納可能としている。
第２のクランプ部１２には、第１のクランプ１の孔１１１と同軸上に、計測器５の軸を保持可能な孔１２１が設けられている。また、第２のクランプ部１２には、図３に示すように、ロックレバー１２２を介して孔１２１部分が開閉可能に構成されており、計測器５の軸を孔１２１内に収納可能としている。

給排気ノズル２は、溶接時に、継ぎ手４内および計測器５の軸内に溶接面を空気から遮断するためのガスを循環させるものである。この給排気ノズル２は、図１に示すように、継ぎ手４内および計測器５の軸内にガスを流入する給気ノズル２１と、継ぎ手４内および計測器５の軸内のガスを排出する排気ノズル２２とを有している。

溶接ヘッド３は、クランプ１により固定された継ぎ手４と計測器５との突き合わせ部分を全周に渡って溶接するものである。この溶接ヘッド３のヘッド部３１には、図４に示すように、ヘッド部３１の先端側に切り欠き３１１ａを有し、当該突き合わせ部分をヘッド部３１内に非接触で配置可能（図５参照）とする孔３１１が設けられている。また、ヘッド部３１内には、直流モータ（不図示）により孔３１１の軸心周りに回転するロータ３１２が設けられている。そして、このロータ３１２には、孔３１１の軸心に向かって伸び、孔３１１内に配置された突き合わせ部分との間でアークを発生することで、当該突き合わせ部分の溶接を行う電極３１３が設けられている。
また、溶接ヘッド３には、継ぎ手４と計測器５との突き合わせ部分の外部（組み付けられたクランプ１と溶接ヘッド３による空間内）に溶接面を空気から遮断するためのガスを循環させる第２の給排気ノズル（不図示）も設けられている。

次に、上記のように構成された溶接装置による溶接動作について説明する。
溶接装置による溶接動作では、まず、クランプ１により継ぎ手４および計測器５を略鉛直に配置し、計測器５の自重により計測器５を継ぎ手４に突き合わせて固定する（クランプステップ）。すなわち、まず、第１のクランプ部１１により継ぎ手４を固定する。具体的には、まず、ロックレバー１１２を外して、第１のクランプ部１１の孔１１１を開く。そして、継ぎ手４を、軸端面を上方に向けて略鉛直に配置し、孔１１１内に収納する。この際、継ぎ手４を所定高さに位置決めする。そして、第１のクランプ部１１の孔１１１を閉じ、ロックレバー１１２を第１のクランプ部１１に嵌め込んでロックする。
そして、第２のクランプ部１２により計測器５を継ぎ手４に突き合わせて固定する。具体的には、まず、ロックレバー１２２を外して、第２のクランプ部１２の孔１２１を開く。そして、計測器５を、軸端面を下方に向けて略鉛直に配置し、孔１２１内に収納する。この際、計測器５の自重により計測器５の軸端面が継ぎ手４の軸端面に突き合わさることで、継ぎ手４と計測器５とを間の隙間を容易になくすことができる。そして、第２のクランプ部１２の孔１２１を閉じ、ロックレバー１２２を第２のクランプ部１２に嵌め込んでロックする。

次いで、溶接ヘッド３のヘッド部３１を、切り欠き３１１ａを介して、クランプ１により固定された継ぎ手４と計測器５との突き合わせ部分に略水平方向から挿入し、クランプ１に組み付ける。また、継ぎ手４の下端に、給排気ノズル２を取り付ける。

次いで、溶接ヘッド３により、継ぎ手４と計測器５との突き合わせ部分を全周に渡って溶接する（溶接ステップ）。すなわち、ロータ３１２を孔３１１の軸心周りに回転させながら、電極３１３と当該突き合わせ部分との間でアークを発生することで、当該突き合わせ部分の溶接を行う。なお、溶接時には、給排気ノズル２および第２の給排気ノズルにより、継ぎ手４内および計測器５の軸内と突き合わせ部分の外部にガスを循環させている。

以上のように、この実施の形態１によれば、突合せ溶接を行う際に、継ぎ手４および計測器５を略鉛直に配置し、計測器５の自重により計測器５を継ぎ手４に突き合わせるように構成したので、計測器５のように軸部分に対してヘッド部分が重いワークを用いる場合であっても、容易に２つのワーク間を隙間なく突き合わせることができるため、隙間管理が不要となり、作業時間の短縮や管理コストの削減、品質向上を図ることができる。

なお、実施の形態１では、ワークとして、継ぎ手４と計測器５を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、その他のワークを用いた突き合わせ溶接に対しても同様に適用可能である。

また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１クランプ
２給排気ノズル
３溶接ヘッド
４継ぎ手（ワーク）
５計測器（ワーク）
１１第１のクランプ部
１２第２のクランプ部
２１給気ノズル
２２排気ノズル
３１ヘッド部
１１１孔
１１２ロックレバー
１２１孔
１２２ロックレバー
３１１孔
３１２ロータ
３１３電極

Claims

２つのワークを突き合わせて溶接する溶接装置において、
前記両ワークを略鉛直に配置し、一方のワークの自重により当該ワークを他方のワークに突き合わせて固定することが可能となるクランプと、
前記クランプにより固定された両ワークの突き合わせ部分を溶接する溶接ヘッドと
を備えたことを特徴とする溶接装置。
２つのワークを突き合わせて溶接する溶接方法において、
前記両ワークを略鉛直に配置し、一方のワークの自重により当該ワークを他方のワークに突き合わせて固定するクランプステップと、
前記クランプステップにおいて固定した両ワークの突き合わせ部分を溶接する溶接ステップと
を有することを特徴とする溶接方法。