JP2905355B2 - 配管溶接装置 - Google Patents

配管溶接装置

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JP2905355B2
JP2905355B2 JP4877793A JP4877793A JP2905355B2 JP 2905355 B2 JP2905355 B2 JP 2905355B2 JP 4877793 A JP4877793 A JP 4877793A JP 4877793 A JP4877793 A JP 4877793A JP 2905355 B2 JP2905355 B2 JP 2905355B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は配管用炭素鋼鋼管の溶接
装置に関し、特に、配管取付型亜鉛鍍炭素鋼鋼管用の溶
接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】亜鉛鍍炭素鋼鋼管の溶接を行う場合に
は、亜鉛ガス火花の発生により溶接トーチのシールドガ
ス噴出口が閉塞することがあり、その上、建設現場など
の作業環境が劣悪であることが多く、連続して多量の溶
接作業を行うことが困難であった。そのため、亜鉛鍍炭
素鋼鋼管は、配管自動給送式溶接手段による連続的な溶
接作業にはなじまないとされ、従来は、配管をまずタッ
ク溶接により仮付けした後、溶接具と溶接棒とにより人
手により全姿勢溶接を行っていた。しかも亜鉛鍍炭素鋼
鋼管の溶接の際には、亜鉛の吹き上げによるブローホー
ルが発生することがあり、かかる弊害を回避しつつ人手
で作業を実施するためには、多大な熟練を要するため、
労力と時間の浪費となっていた。
【0003】また、配管の円周部を回転しながら溶接を
行う自動溶接装置としては、例えば、特開昭62−23
0479号、特開昭64−22468号などが知られて
いる。しかし、亜鉛鍍炭素鋼鋼管の溶接にあたっては、
上記のような弊害が生じるため、これらの自動溶接装置
を適用することができなかった。さらにまた、従来の自
動溶接装置は、配管円周に配管径に適合するレールを取
り付け、そのレール上を溶接装置が移動するように構成
されているため、配管の寸法の数だけレールが必要であ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
とするところは、従来の配管溶接装置が有する上記のよ
うな問題点に鑑み、亜鉛鍍炭素鋼鋼管(白ガス管)にも
適用可能であり、レールを用いずとも、各種の配管径の
配管に適用可能な新規かつ改良された配管溶接装置を提
供することである。
【0005】さらに、本発明の目的とするところは、人
手による熟練した技術を必要とせずに、従来困難とされ
た亜鉛鍍炭素鋼鋼管の自動溶接を可能とする新規かつ改
良された配管用自動溶接装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の観点によれば、配管を回転駆動する
ための回転手段を備えた駆動台車と、その駆動台車と配
管を挟んで対向する位置に位置決め可能であり、溶接ト
ーチを備えたトーチ台車と、上記トーチ台車と上記駆動
台車とを上記配管の被溶接部分の円周部に固定するため
の連結手段とから構成され、上記連結手段が上記配管を
挟んで対向するように配置された第1及び第2の連結部
材から成り、上記第1の連結部材は上記配管の配管径に
応じて長さを調整可能な基準手段として構成され、上記
第2の連結部材は弾性性能を有するクランプ手段として
構成されていることを特徴とする、配管溶接装置が提供
される。
【0007】さらに、本発明の別の観点によれば、上記
溶接トーチは配管の軸方向及び法線方向に可動に設置さ
れていることが好ましい。また、上記トーチ台車には位
置検出器が設けられており、その位置検出器により検出
された位置信号に応じて上記溶接トーチの位置制御を行
うことが可能なように構成されていることが好ましい。
さらに、上記駆動台車の上記回転手段に位置検出器が接
続され、その位置検出器により検出された位置信号に応
じて上記配管の回動制御を行うことが可能なように構成
されていることが好ましい。
【0008】
【作用】本発明に基づく配管溶接装置によれば、レール
などの部材を用いずに、トーチ台車と駆動台車を連結手
段により配管の被溶接部分の円周部に固定することが可
能なように構成されている。従って、駆動台車の回転手
段により配管を適宜回転させることにより、容易に全姿
勢溶接を行うことができる。
【0009】また、第1の連結部材は長さを調節するこ
とが可能なので、基準手段として作用し、溶接する配管
の径に応じてその長さを調節してトーチ台車と駆動台車
とを固定することができる。その結果、配管径に応じた
複数のレールを用いずに、各種の配管径に対応すること
ができる。
【0010】また、第2の連結部材は弾性性能を有した
クランプ手段として構成されている。従って、溶接を施
す配管の輪郭が変形している場合であっても、第2の連
結部材が緩衝機能を発揮し、トーチ台車と駆動台車との
間に配管をしっかりと固定することが可能である。
【0011】本発明に基づく配管溶接装置の別の観点に
よれば、トーチ台車の溶接トーチを配管の軸方向及び法
線方向に移動することが可能である。そのため、ティー
チング及びウィービング動作を容易に行うことができ
る。
【0012】本発明に基づく配管溶接装置のさらに別の
観点によれば、トーチ台車に位置検出器が設けられてお
り、位置検出器により検出された位置信号に応じて溶接
トーチの位置制御を行うことが可能なように構成されて
いる。その結果、上記ティーチング及びウィービングと
いった溶接動作を円滑かつ正確に実施することが可能で
ある。
【0013】本発明に基づく配管溶接装置のさらに別の
観点によれば、駆動台車の回転手段に位置検出器が接続
されており、位置検出器により検出された位置信号に応
じて配管の回動制御を行うことが可能なように構成され
ている。その結果、配管の回動制御を円滑かつ正確に実
施することが可能である。
【0014】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明に基
づく配管溶接装置の好適な実施例に付いて詳細に説明す
る。
【0015】図1には、本発明に基づく配管溶接装置1
の概略的な見取図が示されており、図2には、その正面
図が示されている。図示のように配管溶接装置1は、配
管2を挟持するための駆動台車3とトーチ台車4と、さ
らに駆動台車3とトーチ台車4とを配管2を挟んで連結
するための連結手段5、6を備えている。
【0016】駆動台車3には、配管2を回動するための
ゴムローラなどの回転手段7が設けられており、このゴ
ムローラ7を図示しない駆動モータにより、例えば50
〜1500mm/分で回転させることにより、ゴムロー
ラ7の回転面と配管2との摩擦係合により、配管2を所
望の方向、所望の移動量だけ回転させることが可能に構
成されている。
【0017】さらに、上記回転手段7にはエンコーダな
どの位置検出器が連結されており、その位置検出器によ
り検出された位置信号を図示しない制御器に送り、その
制御器から上記駆動モータに駆動信号を送るように構成
することにより、正確かつ円滑な位置制御が可能なよう
に構成されている。
【0018】また、この駆動台車3には、後述するワイ
ヤ式アーク溶接機の溶接トーチ8にワイヤ9を送給する
ためのワイヤ送給機10が組み込まれており、溶接用溶
材としてのワイヤを、適宜送給することが可能なように
構成されている。
【0019】上記駆動台車3と配管2を挟んで対向する
位置にはトーチ台車4が位置決めされている。トーチ台
車4の内部には配管に溶接を施すための溶接トーチ8が
組み込まれている。なお、図2においては、説明を容易
にするために、溶接トーチ8部分を外部から見えるよう
に図示している。
【0020】このトーチ台車4は、上下移動及びウィー
ビング機構を有している。配管の軸方向及び法線方向に
対して、各軸共2本のガイドシャフト(図示せず)にて
案内されるスライドベース(図示せず)をスクリューネ
ジ(図示せず)により溶接トーチ8を駆動することが可
能である。このように構成することにより、溶接トーチ
8を、図示しない上下移動用駆動モータにより、上下方
向に、例えば移動速度50〜500mm/分で移動する
ことが可能であると同時に、図示しないウィービング用
駆動モータにより、左右方向に、例えば移動速度150
〜1500mm/分で移動させることが可能である。
【0021】さらに、上下方向及び左右方向それぞれの
移動に対する位置検出用エンコーダが設けられており、
そのエンコーダにより検出された位置信号を制御器に送
り、その制御器から駆動信号を、上下移動用及び/又は
ウィービング用駆動モータに適宜送ることにより、正確
な位置決めを行うことが可能である。
【0022】駆動台車3とトーチ台車4とは連結手段
5、6により配管2の被溶接部分の円周部に固定され
る。この連結手段5、6のうちの第1の連結部材5は、
可変長の基準手段として構成されている。図示の例で
は、この基準用連結部材5は、駆動台車3に枢動自在に
取り付けられた板状部材5aから構成され、その板状部
材5aに穿設された複数の孔5bのいずれかにトーチ台
車4を固定することにより、配管径に応じて、駆動台車
3とトーチ台車4との対向距離を調整することができる
ように構成されている。
【0023】また、連結手段5、6のうちの第2の連結
部材6は、バネなどの弾性部材6aとフック6bとから
構成される。かかる構成により、フック6bにより駆動
台車3とトーチ台車4とをクランプ固定することが可能
である。それと同時に、クランプ機構が弾性部材6aに
より弾性性能を有しているので、配管2に変形が生じて
いる場合にも、その変形を吸収する緩衝機構として作用
し、常に最適な溶接条件を保持することが可能である。
【0024】図3には、図2とほぼ同様の本発明に基づ
く配管溶接装置1の平面図が示されている。ただし、図
3に示す実施例には、図2に示す実施例の場合よりも大
径の配管を溶接処理する場合を示している。そのため、
基準側連結部材5の板状部材5aに穿設された孔5bと
その孔に係合するトーチ台車4の位置とを調整すること
により、駆動台車3とトーチ台車4との対向距離を配管
径に対応させている。また、クランプ側連結部材6にお
いても、図2の実施例の場合よりも長いフック6bを用
いることにより、より大径の配管径に対応するように構
成されている。このように、本発明によれば、連結手段
5、6を適宜調節するのみで、レールなどの付加部材を
使用することなく、各種配管径に対応することが可能で
ある。
【0025】次に、本発明に基づいて構成された配管溶
接装置を用いて亜鉛鍍炭素鋼鋼管などの配管の溶接を行
う場合の手順について図4を参照しながら説明する。 1) 配管を、上述のように、本発明に基づく配管溶接
装置に取り付ける。 2) 配管を回動して、溶接開始点Aに溶接トーチを位
置決めする。 3) 配管を回動しながら、溶接線に沿ってティーチン
グを行う。 4) 再び、溶接開始点Aに溶接トーチを位置決めす
る。 5) 溶接開始 6) 溶接点AからB点およびC点経由でDにかけてウ
ィービング溶接移動を行う。なお、A〜B間、B〜C
間、C〜D間は、それぞれ移動速度及び溶接電流を自動
的に変更する。 7) 溶接点Dにおいて溶接を終了する。 8) 溶接点DからC点およびB点経由でA’に溶接ト
ーチを移動する。なお、A〜A’間は約6mmである。 9)溶接点A’から溶接を開始する。ただし、A〜A’
間は電流を、例えば10〜20A変化させる。 10)さらに、溶接点AからE点、F点およびD点経由
でD’点までウィービング溶接を行う。なお、A〜E
間、E〜F間、F〜D間の移動速度および溶接溶接電流
は、それぞれA〜B間、B〜C間、C〜D間と同じとす
る。またD〜D’間は電流を変化させて溶接を行う。 11)さらに、ラップをしてクレーター処理をして作業
を終了する。
【0026】なお、溶接面のギャップが広い場合には、
スイッチの切り換えにより3秒間移動及び電流を流し
(アークを発生し)、2秒間停止、という動作を反復す
ることにより、より良好な溶接を行うことが可能であ
る。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明に基づく配管溶接
装置によれば、レールなどの付加部材を用いずに、配管
をトーチ台車と駆動台車の間に固定して正確かつ円滑な
溶接を自動的に行うことが可能である。また、連結手段
の調節により各種の配管径に対応できると共に、連結手
段の緩衝機能により配管の変形に対応することが可能で
ある。また、本発明に基づく配管溶接装置においては、
ティーチングやウィービングといた溶接動作を容易、正
確かつ円滑に行うことが可能である。このように、本発
明によれば、特に亜鉛鍍炭素鋼鋼管にも適用可能な、配
管自動溶接装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づいて構成された配管溶接装置の概
略的な見取図である。
【図2】本発明に基づいて構成された配管溶接装置の正
面図である。
【図3】図3の配管よりも大径の配管に溶接処理を施す
場合の配管溶接装置の正面図である。
【図4】本発明に基づく配管溶接装置の動作を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1 配管溶接装置 2 配管 3 駆動台車 4 トーチ台車 5 基準側連結部材 6 クランプ側連結部材 7 回転手段 8 溶接トーチ 9 ワイヤ 10 ワイヤ送給機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−187376(JP,A) 実開 昭51−78235(JP,U) 実開 昭61−31588(JP,U) 特公 昭50−5994(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 9/028,37/047,37/053

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配管を回転駆動するための回転手段を備え
    た駆動台車と、 その駆動台車と配管を挟んで対向する位置に位置決め可
    能であり、溶接トーチを備えたトーチ台車と、 上記トーチ台車と上記駆動台車とを上記配管の被溶接部
    分の円周部に固定するための連結手段とから構成され、 上記連結手段が上記配管を挟んで対向するように配置さ
    れた第1及び第2の連結部材から成り、 上記第1の連結部材は上記配管の配管径に応じて長さを
    調整可能な基準手段として構成され、 上記第2の連結部材は弾性性能を有するクランプ手段と
    して構成されていることを特徴とする、配管溶接装置。
  2. 【請求項2】上記溶接トーチは配管の軸方向及び法線方
    向に可動に設置されていることを特徴とする、請求項1
    に記載の配管溶接装置。
  3. 【請求項3】上記トーチ台車には位置検出器が設けられ
    ており、その位置検出器により検出された位置信号に応
    じて上記溶接トーチの位置制御を行うことが可能なよう
    に構成されていることを特徴とする、請求項1又は2に
    記載の配管溶接装置。
  4. 【請求項4】上記駆動台車の上記回転手段に位置検出器
    が接続され、その位置検出器により検出された位置信号
    に応じて上記配管の回動制御を行うことが可能なように
    構成されていることを特徴とする、請求項1、2又は3
    のいずれかに記載の配管溶接装置。
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