JP2687574B2 - 配管の隅肉溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は配管の隅肉溶接装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、管の溶接において、第７図に示すように例
えば内管ａの外周に嵌合させた外管ｂ端部に隅肉溶接部
ｃをトーチｄにより溶接する場合があり、このような隅
肉溶接作業を自動化しようとする際には、溶接トーチｄ
を管a,bの軸心を中心に回転させるか、或いは管a,bを回
転させることによって行うようにしている。

上記隅肉溶接の場合には、通常必要な溶接強度を得る
ために多層盛の溶接を行っている。第７図は２層盛の場
合を示している。

ボイラの蒸気発生器等においては、前記第７図のよう
な内管ａの外周に対して外管ｂを隅肉溶接する作業の必
要が生じているが、前記蒸気発生器には非常に多くの管
が取付けられるために、狭隘な部分（φ20の管において
管相互の間隔が3cm前後）での溶接作業となる。

［発明が解決しようとする課題］ このため、上記したような狭隘部での隅肉溶接は専ら
手作業にて行っているのが現状である。

しかし、上記したような狭隘部における手作業での溶
接は、作業が非常にやりにくいために能率が大変悪く、
且つ溶接部が良く見えないために良好な溶接を行うこと
が困難であり、よって作業に熟練を要する等の問題があ
る。

このため、上記隅肉溶接を自動化させることが種々検
討されているが、前記隅肉溶接は隅肉溶接部ｃに対して
内管ａの軸心と略45゜の角度でトーチｄを対向させ、且
つ多層盛の各層の溶接毎に、前記角度を保持した状態で
矢印ｅ方向にトーチｄを移動調整する必要があり、この
ために調整機構が複雑、大型となって前記狭隘部での溶
接には適用し得ない問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に着目してなしたもの
で、隅肉溶接を行う際のトーチの移動調節を、リンク機
構を介して行わせることにより、装置の小型化を図って
狭隘部での隅肉溶接の自動化を可能にすることを目的と
している。

［課題を解決するための手段］ 本発明は近接・離反可能なクランプ爪を介して内管の
外周に装着し得るようにしたクランプ装置を備え、更に
該クランプ装置に一体に取付けられ、且つ前記クランプ
装置が装着された内管に嵌合する略馬蹄形を有して前記
内管の軸心を中心に回転駆動されるようにした回転筒を
有する回転駆動装置を備え、前記回転筒に取付けて回転
を行いつつ内管と外管の隅肉溶接部の溶接を行うように
した配管の隅肉溶接装置において、略馬蹄形を有して前
記内管に嵌合し得るトーチ支持体と、トーチを所要の傾
斜角度で取付けたトーチヘッドと、前記トーチ支持体の
両側に設けられ、前記トーチの傾斜角度を保持して前記
トーチヘッドを円弧移動可能に支持する四節リンク機構
を構成するリンクと、該リンクの回動を行なうトーチ移
動装置とを備えたことを特徴とする配管の隅肉溶接装置
にかかるものである。

［作用］ 駆動モータを駆動すると、四節リンク機構を構成する
リンクが回動されてトーチヘッドが円弧移動し、これに
よりトーチヘッドに所要の傾斜角度で取付けられたトー
チは、前記傾斜角度を保持した状態で隅肉溶接部に対し
て近接・離反する。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第６図は本発明の一実施例であり、図中１は
クランプ装置を示している。該クランプ装置１は第１、
６図に示すように固定ブロック２と、該固定ブロック２
の両端面にその一側が固定され且つその他側が被溶接配
管である内管３に嵌合する差込部４を有した略馬蹄形の
ガイド板5,6と、該ガイド板5,6と前記固定ブロック２の
両端部との間に位置し、前記固定ブロック２に設けた支
点ピン７を中心に回動して近接・離反可能に前記差込部
４の両側に対向して設けられたクランプ爪8,9と、該ク
ランプ爪8,9の相互間に設けられて該クランプ爪8,9を互
に押し離すように回動させる開放ばね10と、前記固定ブ
ロック２に摺動可能に取付けられて前記クランプ爪8,9
を押して回動することにより該クランプ爪8,9のクラン
プ８′,9′の間隔を調節するための移動ブロック11と、
該移動ブロック11と前記固定ブロック２との間に設けら
れて固定ブロック２に対する移動ブロック11の位置を調
整することにより前記クランプ爪8,9の回動を調節して
内管３への装着を行う調節ねじ12とを備えている。

前記クランプ装置１には、回動駆動装置13が一体に取
付けられている。該回転駆動装置13は、第１、５図に示
すように前記ガイド板5,6と一致する略馬蹄形を有した
ハウジング14と、該ハウジング14に一致する略馬蹄形を
有し且つ前記クランプ爪8,9によりクランプされた内管
３の軸心15を中心に前記ハウジング14に対し軸受面16を
介して回転自在に支持され、その外周に従動ギヤ17を有
した回転筒18と、該回転筒18の従動ギヤ17の周方向２個
所で噛合するアイドラ19,20と該アイドラ19,20と噛合す
る駆動ギヤ21と、該駆動ギヤ21を傘歯歯車22,23を介し
て回転駆動する空気式、油圧式、電気式等の駆動モータ
24とを有している。

前記回転筒18の反クランプ装置側端部には、回転筒18
に固定されたナット25と、該ナット25に螺合する前記軸
心15と平行な回転ねじ26と、該回転ねじ26を傘歯歯車2
7,28を介して回転させる調節ねじ29とを有し、前記回転
筒18と一体に回転し且つ回転筒18の軸心15方向に位置調
節が可能な連結部材30を有している。

上記連結部材30には、第１〜４図に示すように、隅肉
溶接装置31の後端がフランジ部32を介してボルト33によ
り固定されている。

隅肉溶接装置31は、前記回転筒18と一致する略馬蹄形
を有して前記フランジ部32と一体に構成されたトーチ支
持体34を有しており、該トーチ支持体34の前端部上部位
置には、トーチ支持体34の一側面に設けた２本のリンク
35,36と、他側面に設けた１本のリンク37により構成さ
れた四節リンク機構を介して前記軸心15と平行を保持し
た状態で矢印Ａで示すように円弧移動が可能に支持され
たトーチヘッド38が設けられている。更に、該トーチヘ
ッド38には、その先端が内管３と溶接によって取付ける
配管である外管40との隅肉溶接部41に対向したときに前
記管3,40の軸心に対して略45゜の角度となるような傾斜
角度θで取付けられている。

更に、前記トーチ支持体34の側部には、該トーチ支持
体34に対し軸心15方向にスライド可能なスライドナット
42が取付けられており、該スライドナット42は前記軸心
15と平行な連結リンク43を介して前記トーチヘッド38に
連結されている。更に、前記トーチヘッド38の側部に
は、前記スライドナット42に螺合させた回転ねじ軸44を
回転駆動する空気式、油圧式、電動式等のトーチ移動装
置45が設けられており、該トーチ移動装置45の作動によ
り、スライドナット42のスライド、連結リンク43の押し
引き、各リンク35,36,37の支点ピン35′,36′,37′を中
心とする回動により前記トーチヘッド38が矢印Ａ方向に
円弧移動されるようになっている。

更に、前記溶接装置31の外周には、前記回転筒18と一
致する略馬蹄形を有して包囲するよう形成したシールド
チャンバ46が前記フランジ部32に固定して設けられてい
る。図中47は給電用コネクタ、48はワイヤガイド、49は
冷却水供給管を示す。

前記隅肉溶接装置31は、クランプ装置１に回転駆動装
置13及び連結部材30を介して連結されているので、前記
クランプ装置１をクランプ爪8,9を介して内管３に装着
することにより内管３の外周に位置させることができ
る。

上記したように内管３の外周に位置された隅肉溶接装
置31は、調節ねじ29の調節により軸心15方向の移動を行
わせ、トーチ39の先端が常に隅肉溶接部41に向くように
微調整する。このとき、トーチ39は軸心15に対して略45
゜の傾斜角度θを有している。

続いてトーチ移動装置45の駆動により、スライドナッ
ト42のスライド、四節リンク機構を構成するリンク35,3
6,37の回動、トーチヘッド38の円弧移動Ａを行わせて、
トーチ39の先端を隅肉溶接部41に接近させた後、ワイヤ
ガイド48を介してワイヤ（図示せず）を送給しつつトー
チ39による隅肉溶接部41の隅肉溶接を開始すると共に回
転駆動装置13の駆動モータ24を作動して回転筒18を所要
の回転速度で回転させる。このとき、回転筒18は略馬蹄
形を有しているが、第５図に示すように駆動ギヤ21の回
転を２個のアイドラ19,20を介して回転筒18の従動ギヤ1
7に伝えるようになっているので、回転筒は360゜回転す
ることができる。

上記により、隅肉溶接部41の全周の第１層目の溶接を
自動で行うことができる。

続いて、トーチ移動装置45の作動により前記トーチ39
先端を隅肉溶接部41から若干離した後、上記第１層目と
同じ操作で第２層目の溶接を行う。

上記したように、トーチ39を有したトーチヘッド38を
四節リンク機構を構成するリンク35,36,37により、所要
の傾斜角度θを保持して円弧移動を行えるようにしたの
で、コンパクトな機構にてトーチ39の移動調整を行うこ
とができ、よって狭隘部での多層盛を必要とする隅肉溶
接の自動化を可能にして、高品質、高能率な溶接を行う
ことができる。

尚、本発明の配管の隅肉溶接装置は、上述の実施例に
のみ限定されるものではなく、内管に対するクランプ装
置の装着位置を、トーチの先端が隅肉溶接部に向うよう
に予め調整すれば、連結部材を省略することもできるこ
と、クランプ装置及び回転駆動装置には種々の方式のも
のが採用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の配管の隅肉溶接装置に
よれば、トーチを備えたトーチヘッドを四節リンク機構
を構成するリンクにより円弧移動させるようにしたの
で、コンパクトな構成にてトーチを所要の傾斜角度を保
持した状態で隅肉溶接部に近接・離反させることがで
き、よって多層盛を必要とする狭隘部での隅肉溶接の自
動化を可能にして、高品質、高能率な溶接作業を実施で
きる優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例を示す断面図、第２図は第１図の
II−II矢視図、第３図は第１図のIII−III矢視図、第４
図は第３図のIV方向矢視図、第５図は第１図のＶ方向矢
視図、第６図は第１図のVI−VI矢視図、第７図は配管の
隅肉溶接の一例を示す側面図である。 １はクランプ装置、２は固定ブロック、３は内管（配
管）、４は差込部、8,9はクランプ爪、11は移動ブロッ
ク、12は調節ねじ、13は回転駆動装置、14はハウジン
グ、15は内管３の軸心、17は従動ギア、18は回転筒、1
9,20はアイドラ、21は駆動ギヤ、24は駆動モータ、29は
調節ねじ、30は連結部材、31は隅肉溶接装置、34はトー
チ支持体、35,36,37はリンク、38はトーチヘッド、39は
トーチ、40は外管、41は隅肉溶接部、42はスライドナッ
ト、43は連結リンク、44は回転ねじ軸、45はトーチ移動
装置を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接近・離反可能なクランプ爪を介して内管
   の外周に装着し得るようにしたクランプ装置を備え、更
   に該クランプ装置に一体に取付けられ、且つ前記クラン
   プ装置が装着された内管に嵌合する略馬蹄形を有して前
   記内管の軸心を中心に回転駆動されるようにした回転筒
   を有する回転駆動装置を備え、前記回転筒に取付けて回
   転を行いつつ内管と外管の隅肉溶接部の溶接を行うよう
   にした配管の隅肉溶接装置において、略馬蹄形を有して
   前記内管に嵌合し得るトーチ支持体と、トーチを所要の
   傾斜角度で取付けたトーチヘッドと、前記トーチ支持体
   の両側に設けられ、前記トーチの傾斜角度を保持して前
   記トーチヘッドを円弧移動可能に支持する四節リンク機
   構を構成するリンクと、該リンクの回動を行なうトーチ
   移動装置とを備えたことを特徴とする配管の隅肉溶接装
   置。