JP3010735B2 - パイプ溶接用インターナルクランプの溶接裏当材のバッキング機構 - Google Patents

パイプ溶接用インターナルクランプの溶接裏当材のバッキング機構

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JP3010735B2 JP2330377A JP33037790A JP3010735B2 JP 3010735 B2 JP3010735 B2 JP 3010735B2 JP 2330377 A JP2330377 A JP 2330377A JP 33037790 A JP33037790 A JP 33037790A JP 3010735 B2 JP3010735 B2 JP 3010735B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はパイプの突合わせ部分に使用するパイプ溶接
用インターナルクランプの溶接裏当材のバッキング機構
に関する。
[従来の技術] 一般に、パイプの突合せ円周溶接においてはパイプの
突合せ部分の開先裏面に裏当材を裏当てして、例えばMA
G溶接法により外面から片面溶接を行っていた。
第8図はパイプの突合せ部分に裏当を行うために用い
る従来の裏当シールの斜視図である。この裏当材シール
1は粘着材付アルミ箔のテープ2に銅製の裏当材3を接
着させて置き、その上に剥離紙4を設けて形成されてい
るものである。
かかる裏当材シール1を用いてパイプ10の突合せ部分
に裏当てを行う場合、既設管であるパイプ10と新設管で
あるパイプ10との目違いを矯正した後に裏当材シール1
から剥離紙4を剥がし、第9図に示すようにテープ2の
粘着剤面をパイプ10の突合せ部分の両側に接着させ、裏
当材3を開先裏面に当接させていた。
[発明が解決しようとする課題] 上記のような従来の裏当材シールを用いたパイプの突
合せ部分に対する裏当では、テープ2をパイプ10の突合
せ部分に接着させて行っているため、人手に頼らなけれ
ばならず、インターナルクランプと併せて使用すること
は一般的に困難と考えられている。又、可能であっても
裏当材3の取り付けに多大の手間と時間がかかるという
問題点があった。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、パイプの突合わせ部分に裏当材を人手によらず、簡
単にしかも短時間で裏当てすることができるパイプ溶接
用インターナルクランプの溶接裏当材のバッキング機構
を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係るパイプ溶接用インターナルクランプの溶
接裏当材のバッキング機構は突合されたパイプ内に設置
されたパイプ溶接用インターナルクランプの2つのクラ
ンプ機構本体間に介装されたエアシリンダ保持盤と、エ
アシリンダ保持盤に90度の角度間隔で保持された四つの
エアシリンダと、各エアシリンダのパイプ半径方向に進
退するシリンダロッドの先端に取り付けられたカートリ
ッジ受具と、カートリッジ受具にワンタッチ継手で脱着
可能に取り付けられた円弧状の裏当材用カートリッジ
と、裏当材用カートリッジに配設され、パイプ突合せ部
分におけるパイプ内周面を四つに分割した範囲を裏当す
る弧状のセラミックス製裏当材と、裏当材用カートリッ
ジに形成され、該裏当材を抜け止めする爪部と、裏当材
用カートリッジの該裏当材の背部に配設され、裏当材を
適度に傾けて開先裏面に密着させるのに十分な所定厚み
を有するスポンジとからなるようにしたものである。
[作用] 本発明においては、パイプの突合せ部分の開先裏面位
置にパイプ溶接用バッキング機構が位置決めされたら、
パイプ溶接用バッキング機構の四つのエアシリンダを駆
動させて各々のシリンダロッドをパイプ内周面に向けて
半径方向に進出させ、シリンダロッドの先端に取り付け
られたカートリッジ受具にワンタッチ継手で脱着可能に
取り付けられている裏当材用カートリッジ内に配設さ
れ、適度に傾けて開先裏面に密着させるのに十分な所定
厚みを有するスポンジを背部に配しているセラミックス
製裏当材の裏当面部をパイプの突合せ部分の開先裏面に
押接させ、これら四つの裏当材によってパイプ突合せ部
分におけるパイプ内周面全体に裏当てを行う。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例であるパイプ溶接用バッキ
ング機構を有するパイプ溶接用インターナルクランプを
示す正面図、第2図は同パイプ溶接用インターナルクラ
ンプを示す側面図、第3図は同パイプ溶接用インターナ
ルクランプが目違いのあるパイプに設置された状態を示
す正面図、第4図は同パイプ溶接用インターナルクラン
プを示す部分断面図、第5図はパイプ溶接用バッキング
機構を示す断面図、第6図はパイプ溶接用バッキング機
構を示す部分断面図、第7図はパイプ溶接用バッキング
機構を示す別の部分断面図である。
第1図〜第4図はパイプ溶接用インターナルクランプ
の構成を示し、図において、11a,11bはパイプ溶接用イ
ンターナルクランプの二つのクランプ機構本体、12はこ
れらクランプ機構本体11a,11bを貫通するセンタシャフ
ト、13は各クランプ機構本体11a,11bに並設されたエア
シリンダ、14はエアシリンダ13内のピストン、15はセン
タシャフト12上を摺動するピストンロッド、16はピスト
ンロッド15の先端に設けられた円盤状のトラニオン、17
はトラニオン16の外周に等角度間隔で回動自在に取り付
けられた12本のリンク、18は各クランプ機構本体11a,11
bにパイプ中心からパイプ内周面に向けて半径方向に進
退自在に配設された複数のクランプで、各クランプはリ
ンク17と回動自在に連結されている。19はクランプ18の
先端に取り付けられたローラ部材、20は各クランプ機構
本体11a,11bに並設されたエアシリンダ13を収納するエ
アシリンダ収納筒、21は一方のエアシリンダ収納筒20に
収納されているエアタンク、22はクランプ機構本体11a
に設けられた走行用車輪、23は各エアシリンダ収納筒20
に設けられた走行用車輪である。
30は二つのクランプ機構本体11a,11b間に設けられた
パイプ溶接用バッキング機構である。このパイプ溶接用
バッキング機構30の構成は第5図〜第7図に示されてい
る。図において、31は(実際は2つのクランプ機構を連
結するセンターリングであるが簡単のために)パイプ溶
接用バッキング機構30のエアシリンダ保持盤で、二つの
クランプ機構本体11a,11b間に介装されている。32はエ
アシリンダ保持盤31に90度の等角度間隔で保持されてい
る4つのエアシリンダ、33aは相対向するエアシリンダ3
2のパイプ半径方向に進退する長ストロークのシリンダ
ロッド、33bはもう一方の相対向するエアシリンダ32の
パイプ半径方向に進退する短ストロークのシリンダロッ
ド、34は円弧状の裏当材用カートリッジ、35は各シリン
ダロッド33a,33bの先端に取り付けられたカートリッジ
受具である。そして、そのカートリッジ受具35に裏当材
用カートリッジ34がワンタッチ継手(図示せず)で脱着
可能に構成されている。39は裏当材用カートリッジ34に
裏当面部が外部に突出するように配設された弧状のセラ
ミックス製裏当材で、裏当材用カートリッジ部34の上縁
に形成された爪部36aで抜け止めされている。39は裏当
材用カートリッジ34のセラミックス製裏当材39の背部に
配設された裏当材39を適度に傾けて開先裏面に密着させ
るのに十分な所定の厚みを有する帯状のスポンジであ
る。各裏当材39はパイプ突合せ部分におけるパイプ内周
面の四分の一を裏当する。
上記のように構成されたパイプ溶接用インターナルク
ランプ溶接裏当材のバッキング機構においては、パイプ
10内の突合せ溶接をする場合、パイプ10内の突合せ部分
位置にパイプ溶接用インターナルクランプを設置し、し
かる後に一方のクランプ機構本体11aの12本のクランプ1
8をパイプ中心からパイプ内周面に向けて半径方向に進
出させ、各クランプ18の先端に取り付けられているロー
ラ部材19をパイプ10の突合せ部分に押接させて、既設管
であるパイプ10と芯合せを行う。次に、新設管側である
他方のクランプ機構本体11bの12本のクランプ18をパイ
プ中心からパイプ内周面に向けて半径方向に進出させ、
各クランプ18の先端に取り付けられているローラ部材19
をパイプ10の突合せ部分に押接させて新設管であるパイ
プ10と芯合せを行う。このようにして既設管と新設管の
パイプ10の芯合せができ、パイプ10の目違いが矯正され
る。
しかる後に、二つのクランプ機構本体11a,11b間にあ
って、パイプ10の突合せ部分の開先裏面位置にあるパイ
プ溶接用バッキング機構を動作させて4つの裏当材39に
よるパイプ10の突合せ部分に押接させる。
かかるバッキング機構の裏当動作は、まず相対向する
エアシリンダ32を駆動させて各々の長ストロークのシリ
ンダロッド33aをパイプ内周面に向けて半径方向に進出
させ、そのシリンダロッド33aの先端に取り付けられて
いる裏当材用カートリッジ34内に配設されている裏当材
39の裏当面部をパイプの突合せ部分の開先裏面に押接さ
せる。次に、もう一方の相対向するエアシリンダ32を駆
動させて各々の短ストロークのシリンダロッド33bをパ
イプ内周面に向けて半径方向に進出させ、そのシリンダ
ロッド33bの先端に取り付けられたカートリッジ受具35
にワンタッチ継手で脱着可能に取り付けられている裏当
材用カートリッジ34内に配設されている裏当材39の裏当
面部をパイプの突合せ部分の開先裏面に押接させる。な
お、裏当材39の背部にスポンジ38を配設したのは、裏当
材39が開先裏面に押接した時パイプの真円精度や目違い
に対応して裏当材39が適度に傾いて密着できるようにす
るためである。これら4つの裏当材39によって、パイプ
10の突合せ部分におけるパイプ内周面全体に裏当材の押
接が行われる。
このようにして裏当材の押接動作が終れば、パイプ10
の突合せ部分の開先に対して自動溶接機によって例え
ば、MAG溶接法により外面から片面溶接を行い、パイプ1
0の突合せ円周溶接を行うと裏当材の密着が確実に行え
るので安定した表、裏ビード形状が得られる溶接が実現
される。
一方、溶接が終了した場合はこの逆の動作になる。
裏当材はセラミックス製を使用している。
[発明の効果] 本発明は以上説明したように、パイプ溶接用インター
ナルクランプの二つのクランプ機構本体間に介装され、
パイプの突合せ部分の開先裏面位置に位置しているエア
シリンダ保持盤に90度の角度間隔で保持されている四つ
のエアシリンダを駆動させて各々のシリンダロッドをパ
イプ内周面に向けて半径方向に進出させ、シリンダロッ
ドの先端に取り付けられたカートリッジ受具にワンタッ
チ継手で脱着可能に取り付けられている裏当材用カート
リッジ内に配設されているセラミック製裏当材の裏当面
部をパイプの突合せ部分の開先裏面に押接すると、開先
が目違いを生じさせた場合でも裏当材の背部に配設した
裏当材を適度に傾けて開先裏面に密着させるのに十分な
所定の厚みを有するスポンジがあることにより、パイプ
の真円度や開先の目違いに対応して裏当材が適度に傾い
て密着するため、安定した裏ビード形状が得られる溶接
が実施でき、セラミックス製裏当て材でも簡単に且つ、
短時間に確実にパイプの開先裏面に密着させることが可
能で高能率、高品質が保障され、またパイプの溶接の自
動化省人化を容易にするという効果を有する。
また、裏当材は四つのエアシリンダに対応して用いる
ようにしているので、セラミックス製裏当材の端部の特
殊な加工を行う数が少なくて済み、経済的であるという
効果も有する。
さらに、裏当材用カートリッジはシリンダロッドの先
端に取り付けられたカートリッジ受具にワンタッチ継手
で脱着可能に取り付けられているので、裏当材用カート
リッジのカートリッジ受具への取り付けにネジ止めが不
要であり、裏当材用カートリッジの交換が容易であると
いう効果も有する。
また、裏当材用カートリッジに裏当材を抜け止めする
爪部が形成されているので、パイプの溶接中に溶接ビー
ド表層に形成されたスラグがセラミックス製裏当材に融
着しても、シリンダロッドの引込み時にセラミックス製
の裏当材が裏当材用カートリッジから外れることを防止
するという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるパイプ溶接用バッキン
グ機構を有するパイプ溶接用インターナルクランプを示
す正面図、第2図は同パイプ溶接用インターナルクラン
プを示す側面図、第3図は同パイプ溶接用インターナル
クランプが目違いのあるパイプに設置された状態を示す
正面図、第4図は同パイプ溶接用インターナルクランプ
を示す部分断面図、第5図はパイプ溶接用バッキング機
構を示す断面図、第6図はパイプ溶接用バッキング機構
を示す部分断面図、第7図はパイプ溶接用バッキング機
構を示す別の部分断面図、第8図は従来の裏当シールの
斜視図、第9図は同裏当シールによりパイプ突合せ部分
に裏当材を裏当した状態を示す断面図である。 10……パイプ、11a,11b……インナークランプ本体、30
……パイプ溶接用バッキング機構、31……エアシリンダ
保持盤、32……エアシリンダ、33b……シリンダロッ
ド、34……裏当材用カートリッジ、39……セラミックス
製裏当材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−15070(JP,A) 特開 昭59−40006(JP,A) 特開 昭56−111591(JP,A) 特開 昭55−92297(JP,A) 実開 昭48−59718(JP,U) 実開 昭48−76224(JP,U) 実開 平1−84894(JP,U) 実公 昭49−37927(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/028 B23K 37/053 B23K 37/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】突合されたパイプ内に設置されたパイプ溶
    接用インターナルクランプの2つのクランプ機構本体間
    に介装されたエアシリンダ保持盤と、 エアシリンダ保持盤に90度の角度間隔で保持された四つ
    のエアシリンダと、 各エアシリンダのパイプ半径方向に進退するシリンダロ
    ッドの先端に取り付けられたカートリッジ受具と、 カートリッジ受具にワンタッチ継手で脱着可能に取り付
    けられた円弧状の裏当材用カートリッジと、 裏当材用カートリッジに配設され、パイプ突合せ部分に
    おけるパイプ内周面を四つに分割した範囲を裏当する弧
    状のセラミック製裏当材と、 裏当材用カートリッジに形成され、該裏当材を抜け止め
    する爪部と、 裏当材用カートリッジの該裏当材の背部に配設され、裏
    当材を適度に傾けて開先裏面に密着させるのに十分な所
    定厚みを有するスポンジと からなることを特徴とするパイプ溶接用インターナルク
    ランプの溶接裏当材のバッキング機構。
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