JP2577224B2

JP2577224B2 - 溶接装置

Info

Publication number: JP2577224B2
Application number: JP62122533A
Authority: JP
Inventors: 利治永島; 由英近藤; 輝夫畠岡
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPS63290688A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は溶接装置特に中径管の突合せ自動溶接に好
適な溶接装置に関する。

〈従来の技術及びその問題点〉固定管の突合せ溶接に用いる全姿勢溶接装置は固定管
の周囲を溶接トーチが回転しながら溶接を行なう。この
ため、溶接ヘツドを管に取付ける必要がある。

130mm径以下の小径管の突合せ自動溶接装置としては
発明者等の提案にかかる発明（特開58−35075号公報）
による手段がある。

また600mm径を越える大径管については特開昭61−123
468号公報の発明がある。

これらの大径管と小径管の中間の径の管（以下150mm〜6
00mm外径の管を中径管と称す。）については、例えば管
外径がφ200以上の管に対しては、従来第４図に示され
るように、管にレールを固定しそのレール上を溶接ヘツ
ドが走行するタイプが一般的である。

その取付方法は第５図に示されるように、レールを取
付け後、開先からレールまでの距離L₁，L₂が同一となる
よう芯出しを行ない、固定する必要があり、レールの取
付け，芯出し，固定，溶接ヘツドのレールへの取付けに
時間を要していた。（これら一連の作業をヘッド取付け
作業と称する。）また、予熱や非破壊検査のために途中
でヘツドやレールを着脱する必要がある溶接に対して
は、不便であつた。特に原子力発電所の改造のような放
射線問題のある環境下では、溶接作業は遠隔操作でも可
能であるが、溶接ヘツドの取付けは人間が行なう必要が
あり、溶接ヘツドの取付けに要する時間はできるだけ短
い方がよく、従来の方法は適切な取付け方法ではなかつ
た。

ノズルやスタツブのような短管の全姿勢溶接の場合で
も、上記従来方法が用いられてきた。

〈発明が解決しようとする問題点〉上記従来技術は、レールやヘツドの着脱に時間を要す
るとともに、レールを取付けた際に開先に対し芯出しを
する必要があり、芯出し容易に着脱できるクランプ装置
の提案が要望されている。

〈発明の目的〉本発明の目的は極めて簡単に溶接ヘツドを取付けでき
るとともに、芯出し作業をなくするクランプ装置付きの
溶接装置の構造を提案することにある。

〈手段の概要〉溶接対象とする管が、ノズルやスタツプのような短管
で、非溶接側端面が開先側端面と平行に加工されている
場合において、第６図に示されるように、短管の短面を
基準面とし、溶接ヘツドの取付け面が溶接トーチの軌跡
と平行であることにより溶接装置の芯だしは不要とな
る。

また、連動して移動可能な複数個の爪をバネを介して
移動させ、短管の内径を把持後もさらにバネを圧縮（ま
たは引張）できるクランプ機構により、簡単に溶接ヘツ
ドを取付けることができるとともに溶接や予熱により短
管の熱膨脹が生じても、クランプは維持できる。

〈実施例１〉第１図は本発明の一実施例を示すもので、図示の装置
をクランプユニツトと称し、第２図はその右側面図（約
1/2切り欠き）である。

第３図は、本発明の実施に係るクランプユニツト27を
含む溶接ヘツド全体の構造を示し、クランプユニツトの
クランプ本体２にヘツド旋回ユニツト24が取付けられ、
ヘツド旋回ユニツト24にトーチ駆動ユニツト25が取付け
られており、その先端にトーチ26が取付けられている。
トーチ26はトーチ駆動ユニツト25により左右，上下に移
動し、ヘツド旋回ユニツト24により、管外周を移動する
構造となつている。

レバー16（芯出しレバー装置）はクランプ本体２にピ
ン17で外周上４ケ所にセツトされ、引張コイルバネ21に
より常に内側に引張られている。また、レバー16でノズ
ル１を傷つえないように当金18がネジ19で止められてい
る。シヤフト５はクランプ本体２に取付けられたネジ受
３の部分でネジになつており、エクステンシヨンバー6,
ノブ８とスプリングピン７で繋がれ固定されている。シ
ヤフト５には、ノブ８と反対方向から順に、円板15を押
圧する手段としスラストワッシャ9,スラストベアリング
10,円板15,圧縮コイルバネ11,バネ座12,スラストワツシ
ヤ9,スラストベアリング10,スラストワツシヤ9,押ナツ
ト13、ナツト14が入れられており、押ナツト13とナツト
14でこれらの部品の位置を決めると同時にはずれないよ
うになつている。

円板15の外周はテーパーになつており、これが移動す
ることによりレバー16がピン17を中心に首振り回動す
る。

〈実施例２〉この発明の実施にかかるクランプ機構は、溶接トーチ
の代りに超音波探触子を取付けることにより、超音波探
傷機としても使用できる。

〈作用〉クランプ本体２の端面はノズル１の端面との当り面
が、トーチ26の旋回による軌跡と平行になつていること
から、このクランプユニツトをノズル１に取付けるだけ
でトーチ26の開先との芯は出されるこことなる。

このクランプユニツトによる取付け順序は以下の通り
である。ノブ８を左に回すとシヤフト５は第１図の左方
に移動し、円板15もシヤフト５のツバ23により左に押さ
れて移動し、レバー16は引張コイルバネ21の作用により
内側に移動する。この結果、当金18の外径はノズル１の
内径よりも小さくなり、クランプユニツト27全体をノズ
ル１の中に挿入または引出しすることができる。そして
クランプ本体２の当り面をノズル１に確実に押し当てる
こととなる。ノブ８を右に回すとシヤフト５は右に移動
し、圧縮コイルバネ11を介して円板15を第１図右方に移
動させ、レバー16を押し広げ、当金18がノズル１の内径
に当る。さらにノブ８を回すと、円板15はレバー16によ
り移動できなくなるため、圧縮コイルバネ11は圧縮され
レバー16はノズル１に押しつけられる。クランプ力はこ
のバネの圧縮量に比例する。そして、溶接や予熱により
ノズル１が膨脹し直径が拡大しても、バネの圧縮量がそ
れを補償するためクランプ力は十分に確保できる。

図示の一実施例ではクランプ部の直径235.2mmのノズ
ルを対象にしたもので、クランプ力（トルク）は、当金
18がノズル１に接触してからノブ８をさらに１回転した
ときに、20Kg−ｍ以上であつた。そして、その状態でノ
ズル１を200℃に加熱し、クランプ力（トルク）を計つ
たが、20Kg−ｍ以上であつた。この溶接ヘツドのクラン
プ力（トルク）は2Kg−ｍもあれば十分であり、本実施
例のクランプユニツトは熱膨脹に対しても十分に対処で
きる機構となつている。

従来のヘツド取付け時間は芯出し時間も含め約15分／
回であり、この実施例のクランプユニツトでは約１分／
回であつた。

この実施例のクランプユニツトを有する溶接ヘツドを
原子力発電所のノズル改造作業に適用したが、ヘツドの
着脱回数は約15回もあり、ヘツド取付け時間の大幅な減
少となつた。

〈効果〉第６図に示されるように溶接ヘツドを短管に取付けた
際に、短管短面Ａとヘツド取付け面Ｂを全周にわたり接
触させていれば、溶接トーチ軌跡Ｃと開先Ｄは平行にな
るため、芯出しをしなくてよい。

また、内径を把持するクランプ機構は、クランプ後に
内径が予熱や溶接の際の熱で拡大するとクランプを維持
できなくなる。しかし本発明ではバネを圧縮（または引
張）しているため、内径が拡大してもバネの力により爪
が追従でき、溶接や予熱により短管が熱膨脹してもクラ
ンプは十分に維持できる。

この発明を実施することにより、従来のヘツド取付け
（レール取付け，芯出し等を含む）時間15分／回に対し
１分／回であり、溶接段取時間の大幅な減少となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す溶接装置の側面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ視図、第３図はこの発明の実施
例を示す溶接ヘツドを取付けた溶接装置の側面図、第４
図は従来の溶接ヘツドの取付け方法を示す側面図、第５
図はレールの取付け状態を示す側面図、第６図はこの発
明にかかる実施例の要旨を示す側面図である。１……ノズル、２……クランプ本体３……ネジ受、４……ボルト５……シヤフト、６……エクステンシヨンバー７……スプリングピン、８……ノブ９……スラストワツシヤ、10……スラストベアリング 11……圧縮コイルバネ、12……バネ座 13……押ナツト、14……ナツト 15……円板、16……レバー 17……ピン、18……当金 19……ネジ、20……バネ止メ 21……引張コイルバネ、22……割ピン 23……ツバ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中径ノズルに同径の短管ノズルを芯出して
突き合わせ溶接部を仮付けし周溶接をする溶接装置にお
いて、前記短管ノズル（１）の端面にクランプ本体
（２）を接触して設け、前記クランプ本体の外周側には
管内面に弾性的に接触しクランプ本体（２）を前記短管
ノズル（１）と同軸心にする複数の芯出しレバー（16）
を設け、前記クランプ本体（２）の中心を挿通しネジ接
続するノブ（８）付きシャフト（５）を設け、このシャ
フト（５）に挿通され滑動してその外周傾斜面で前記芯
出しレバー（16）を押圧して前記クランプ本体（２）を
前記短管ノズル（１）と同軸心にする円板（15）を設
け、前記シャフト（５）の他の端部には円板（15）をシ
ャフト軸心方向に弾性的に押圧する押圧手段（11）を設
け、前記クランプ本体（２）に前記中径ノズルと短管ノ
ズル（１）を周溶接接続をする装置を設けたことを特徴
とする溶接装置。
【請求項２】前記周溶接接続をする装置は、シャフト
（５）にエキステンションバー（６）を介し接続するヘ
ッド旋回ユニット（24）と、トーチユニット（25）と、
溶接トーチ（26）とよりなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の溶接装置。