JP2888718B2 - 周継手自動溶接装置 - Google Patents

周継手自動溶接装置

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JP2888718B2
JP2888718B2 JP3589393A JP3589393A JP2888718B2 JP 2888718 B2 JP2888718 B2 JP 2888718B2 JP 3589393 A JP3589393 A JP 3589393A JP 3589393 A JP3589393 A JP 3589393A JP 2888718 B2 JP2888718 B2 JP 2888718B2
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守彦 大沢
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勝司 藤原
富治 堀
進 羽生田
四郎 藤田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば大型円筒状容
器の胴部の周継手を自動的に溶接する溶接装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、たとえばステンレス鍛造品である
鏡板部と、薄板ステンレス製の胴板との周継手溶接は、
真円度を確保するため、複数の溶接士を容器周方向一定
間隔毎に配置し、手動のTIG溶接法(イナートガスア
ーク溶接)を横向き姿勢で同時に施工していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記容器の周
継手溶接は、高度な技術が要求される初層の裏なみビー
ド出現の均一性が全周囲にわたって要求されるケースが
多く、溶接士の疲労度が極めて大きかった。
【0004】本発明は、上記問題点を解決して、溶接士
の技量差に関係なく溶接部の品質確保が容易で安定した
溶接が行える周継手自動溶接装置を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の周継手自動溶接装置は、立置き状円筒部材
に周方向に設けられた溶接部上方に沿って、少なくとも
上面が平面状に形成されて熱変形を防止可能な補強リン
グを取付け、この補強リング上に、円筒部材の外周面ま
たは内周面に当接する台車倣いローラーを有し、台車本
体の四隅に配置されて走行駆動装置により回転されるマ
グネット車輪により、接線に対して進行方向前方で外周
面または内周面に接近する所定角度で走行して倣い走行
可能な倣い走行台車を設け、この倣い走行台車に補強リ
ング先端側に突出された支持アームに、倣い走行台車の
走行方向に沿う軸心回りに回動固定自在に取り付けられ
補強リング先端を迂回して下方に延びる回動フレームを
設け、この回動フレームに、円筒部材の補強リング下方
周方向に形成された水平面部に上下倣いローラーが下
方から付勢されて当接する垂直倣い機構と、円筒部材外
周面または内周面に左右倣いローラーが側方から付勢さ
れて当接する水平倣い機構とを介して溶接トーチを設け
たものである。
【0006】
【作用】上記構成において、溶接作業は、立置き状円筒
部材に周方向に設けられた溶接部の上方位置に熱変形防
止する補強リングを取付け、この補強リング上に倣い走
行台車を配置し、回動フレームを円筒部材側に回動して
上下倣いローラーを水平面部に下方から当て付けるとと
もに、左右倣いローラーを円筒部材の円筒部材外周面ま
たは内周面に側方当て付け、さらに溶接トーチを位置決
めする。これにより、補強リングへの装置の装着を容易
に行え、また台車倣いローラーと、マグネット車輪によ
倣い走行台車を円筒部材に沿って安定して倣い走行さ
せることができ、さらに上方に付勢された上下倣いロー
ラーが水平面部に下方から当接されて、台車本体のマグ
ネット車輪との間で円筒部材を上下に挟み付けることに
より、支持アームと回動リングにより補強リングの先端
側を迂回する装置の姿勢をより安定させることができ
る。さらにまた上下倣いローラーおよび左右倣いローラ
ーにより、溶接トーチが水平面部および内外周面を基準
とした一定経路上を移動して一定位置に保持され、安定
した高品質の溶接が可能となる。これにより、走行台車
と溶接部の全体の重量バランスと補強リングへの着脱性
を向上させ、また補強リングによる円筒部材の熱変形を
防止でき、極めて安定した装置全体の走行姿勢と、高精
度な周溶接を実現できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明に係る周継手自動溶接装置の一
実施例を図面に基づいて説明する。
【0008】この周継手自動溶接装置により溶接される
環状槽1は直径4.5m程度の筒状で、図8に示すよう
に、ベースプレート2上で外周板3と内周板4の間に配
置されており、下部リング5と上部リング6との間に外
胴(円筒部材)7および内胴(円筒部材)8が溶接接合
されて中空状に形成されるもので、この周継手自動溶接
装置は環状槽1の上下2つの溶接部9A,9Bのうち、
下部の溶接部9Aを溶接するものである。また、環状槽
1の外胴7の溶接作業は、図1に示すように、環状槽1
を、外胴7の外径より幾分小さい架台11上に立置きし
て、下部リング5の底部外周縁5aを水平面部に構成
し、仮付けされた溶接部9A上方の外胴7に補強リング
12が外嵌固定される。
【0009】この周継手自動溶接装置は、図1〜図7に
示すように、補強リング12上に外胴7の外周面に沿っ
て倣い走行可能な倣い走行台車22と、この倣い走行台
車22に外周側に突出された支持アーム23に、倣い走
行台車22の走行方向に沿う軸心回りに矢印A,B方向
に回動自在に垂下されて補強リング12の下方に延びる
回動フレーム24と、この回動フレーム24に設けられ
て下部リング5の底部外周縁5aに下方から上下倣いロ
ーラー25を当接させる垂直倣い機構26と、前記上下
倣いローラー25側の昇降フレーム27に設けられて外
胴7の外周面に左右倣いローラー28を当接させる水平
倣い機構29と、左右倣いローラー27側の横行フレー
ム30に位置調整可能に支持された溶接トーチ31とを
備えたものである。
【0010】以下詳細を説明する。倣い走行台車22
は、図1,図2,図4に示すように、走行駆動装置を有
する台車本体41の四隅に走行駆動装置により回転され
るマグネット車輪42が配置されるとともに、外胴7側
に台車倣い装置43が設けられている。この台車倣い装
置43は、台車本体41に設けられた取付ブラケット4
4に垂直ピン45を介して回動可能な倣いフレーム46
が設けられ、倣いフレーム46の前後位置に外胴7の外
周面に当接する台車倣いローラー47A,47Bが回転
自在に支持されている。そして、前記台車本体41の車
軸Lは接線Nに対して進行方向F前方に近づくようにα
°傾斜するように設定され、槽倣いフレーム46は外胴
7の接線N方向に沿って固定されており、したがって倣
い走行台車22は常に外胴7側に近寄る方向に前進し外
胴7に沿って走行することができる。
【0011】台車本体41の後部から外周側に突出され
た支持アーム23には、正面視L型の回動フレーム24
が台車本体41の車軸Lと平行な支持軸51を介して矢
印A,B方向に回動自在に支持され、固定ボルト52に
より補強リング12の下方に固定されている。
【0012】図3,図5に示すように、垂直倣い機構2
6は、回動フレーム24に設けられた垂直方向支持体5
3に、リニヤベヤリングを介して昇降フレーム27の昇
降枠27aに設けられた昇降ガイドロッド54が昇降自
在に支持され、昇降ガイドロッド54の上部に設けられ
た上方付勢ばね55により、昇降枠27aおよびローラ
ー支持アーム27bを介して上下倣いローラー25を上
方に付勢するように構成されている。また、上下ロッド
56間に設けられた昇降調整ねじ軸57により、昇降フ
レーム27の上下位置を調整することができる。
【0013】図3,図4,図6,図7に示すように、水
平倣い機構29は、昇降フレーム27の前部に設けられ
た水平方向支持体61に、リニヤベヤリングを介して横
行フレーム30の横行枠30aに設けられた左右ガイド
ロッド62がスライド自在に支持され、左右ガイドロッ
ド62間に設けられた付勢ロッド63の外端部の横行付
勢ばね64により、横行枠30aおよびローラー支持ア
ーム30bを介して左右倣いローラー28を外胴7側に
付勢するように構成されている。また、左右ロッド65
間に設けられた横行調整ねじ軸66により、横行フレー
ム30の左右位置を調整することができる。
【0014】横行フレーム30にはアーク長制御機構に
より制御されるトーチマウント67を介してTIG用溶
接トーチ31が位置調整可能に取り付けられている。次
に、この自動溶接装置による環状槽1の溶接作業を説明
する。溶接部9Aを仮止めした環状槽1を架台11上に
設置し、溶接部9Aの上方位置に補強リング12を外嵌
固定し、この補強リング12上に倣い走行台車22を配
置する。まず、回動フレーム24が外側に回動した状態
で倣い走行台車22をマグネット車輪42を介して補強
リング12上に載置し、台車倣い装置43の台車倣いロ
ーラー47A,47Bを外胴7の外周面に当接させて台
車本体41の車軸Lを調整する。そして、回動フレーム
24を環状槽1側に矢印A方向に回動して上下倣いロー
ラー25を下部リング5の底部外周縁5aに当て付ける
とともに、左右倣いローラー28を外胴7の外周面に当
て付け、さらにトーチマウント67を介して溶接トーチ
31を位置決めする。
【0015】そして、溶接トーチ30に溶接材ワイヤー
を供給しつつTIG溶接を行うとともに、倣い走行台車
22を所定速度で外胴7に沿って倣い走行させる。この
時、上下倣いローラー25が下部リング5の底部外周縁
5aに沿って移動し昇降フレーム27が垂直方向の一定
位置に保持されるとともに、左右倣いローラー28が外
胴7の外周面に沿って移動して横行フレーム30が水平
方向の一定位置に保持され、溶接トーチ31は下部リン
グ5の底部外周縁5aおよび外胴7の外周面すなわち環
状槽1の2面の直角な加工面に沿う一定経路上を移動す
る(倣う)構造とし、さらに台車本体41のマグネット
車輪42と上下倣いローラー25とで環状槽1を上下方
向に挟み込んで倣い走行台車22の姿勢をさらに安定さ
せることができ、高精度の自動溶接が可能となる。しか
も、倣い走行台車22に振動が生じても、垂直倣い機構
26の上方付勢ばね55により上下方向の振動が吸収さ
れるとともに、水平倣い機構29の横行付勢ばね64に
より左右方向の振動が吸収され、溶接トーチ31に伝達
されることがない。また、補強リング12により外胴7
の溶接による外胴7の熱変形も防止することができる。
さらに、回動フレーム24により溶接トーチ31を垂下
支持するように構成したので、周継手自動溶接装置11
の補強リング12への装着を容易に行うことができる。
【0016】なお、上記実施例では外胴7の溶接部9A
で説明したが、内胴8の溶接部9Aでも実施することが
できる。
【0017】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明によれば、
動フレームにより、熱変形を防止する補強リングへの装
置の装着を容易に行え、また台車倣いローラーと、マグ
ネット車輪により倣い走行台車を円筒部材に沿って安定
して倣い走行させることができ、さらに上方に付勢され
た垂直倣い機構の上下倣いローラーが水平面部に下方か
ら当接されて、台車本体のマグネット車輪との間で円筒
部材を上下に挟み付けることにより、支持アームと回動
リングにより補強リングの先端側を迂回する装置の姿勢
をより安定させることができる。さらにまた上下倣いロ
ーラーおよび左右倣いローラーにより、溶接トーチが水
平面部および内外周面を基準とした一定経路上を移動し
て一定位置に保持され、安定した高品質の溶接が可能と
なる。これにより、走行台車と溶接部の全体の重量バラ
ンスと補強リングへの着脱性を向上させ、また補強リン
グによる円筒部材の熱変形を防止でき、極めて安定した
装置全体の走行姿勢と、高精度な周溶接を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る周継手自動溶接装置の一実施例を
示す正面図である。
【図2】同周継手自動溶接装置の倣い走行台車を示す平
面図である。
【図3】同周継手自動溶接装置の平面断面図である。
【図4】同周継手自動溶接装置の側面図である。
【図5】図4に示すI−I断面図である。
【図6】図4に示すII−II断面図である。
【図7】図4に示すIII −III 断面図である。
【図8】同周継手自動溶接装置により溶接する環状槽を
示す横断面図である。
【符号の説明】
1 環状槽 5 下部リング 5a 底部外周縁 7 外胴 9A 溶接部 11 架台 12 補強リング 22 倣い走行台車 23 支持アーム 24 回動フレーム 25 上下倣いローラー 26 垂直倣い機構 27 昇降フレーム 28 左右倣いローラー 29 水平倣い機構 30 横行フレーム 31 溶接トーチ41 台車本体 42 マグネット車輪 43 台車倣い装置 47A,47B 台車倣いローラー 51 支持軸 55 上方付勢ぱね 64 横行付勢ばね 67 トーチマウント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 勝司 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 堀 富治 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 羽生田 進 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 藤田 四郎 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 木南 修介 大阪府大阪市天王寺区石ヶ辻町18番26号 キナミ機工株式会社内 (56)参考文献 実開 昭51−16725(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 37/02 B23K 9/00 501 B23K 9/12 331 B23K 9/127

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】立置き状円筒部材に周方向に設けられた溶
    接部上方に沿って、少なくとも上面が平面状に形成され
    て熱変形を防止可能な補強リングを取付け、 この補強リング上に、円筒部材の外周面または内周面に
    当接する台車倣いローラーを有し、台車本体の四隅に配
    置されて走行駆動装置により回転されるマグネット車輪
    により、接線に対して進行方向前方で外周面または内周
    面に接近する所定角度で走行して倣い走行可能な倣い走
    行台車を設け、 この倣い走行台車に補強リング先端側に突出された支持
    アームに、倣い走行台車の走行方向に沿う軸心回りに
    動固定自在に取り付けられ補強リング先端を迂回して
    方に延びる回動フレームを設け、 この回動フレームに、円筒部材の補強リング下方で周方
    向に形成された水平面部に上下倣いローラーが下方から
    付勢されて当接する垂直倣い機構と、円筒部材外周面ま
    たは内周面に左右倣いローラーが側方から付勢されて当
    接する水平倣い機構とを介して溶接トーチを設けたこと
    を特徴とする周継手自動溶接装置。
JP3589393A 1993-02-25 1993-02-25 周継手自動溶接装置 Expired - Lifetime JP2888718B2 (ja)

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JPH06246445A JPH06246445A (ja) 1994-09-06
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102717209A (zh) * 2011-12-26 2012-10-10 铜陵晟王铁路机械制造有限责任公司 一种应用于侧架支撑座自动焊机的焊接退让小车
CN105014221A (zh) * 2015-08-12 2015-11-04 泰州市恒源建材机械有限公司 滚焊机焊臂的调节机构

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