JP3235796U

JP3235796U - 金属フレキシブルホースの溶接装置

Info

Publication number: JP3235796U
Application number: JP2021004230U
Authority: JP
Inventors: 保照安藤
Original assignee: 株式会社アイワエンジニアリング
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2031-11-02

Abstract

【課題】耐圧性に優れ、漏れのない、溶接を可能とする、金属フレキシブルホースの溶接装置を提供する。
【解決手段】金属フレキシブルホースの溶接装置１は、レーザートーチ２０を有するレーザー溶接部２と、ＭＩＧトーチ３０を有するＭＩＧ溶接部３と、レーザートーチ２０及びＭＩＧトーチ３０を搭載するロボットアーム４と、を備えている。このうち、レーザー溶接部２のレーザートーチ２０は、ファイバーレーザートーチであることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本考案は、レーザー溶接とＭＩＧ溶接を組み合わせて金属フレキシブルホースを溶接する、金属フレキシブルホースの溶接装置に関するものである。

従来から、高圧のガスや高圧の液体を輸送するために金属フレキシブルホース（超高圧ホース）が使用される。この金属フレキシブルホース（超高圧ホース）を接続する際に、金属フレキシブルホース（超高圧ホース）に接続リングを溶接する場合がある。このように金属フレキシブルホース（超高圧ホース）に接続リングを溶接する際には、従来はＴＩＧ溶接を用いることが多かった（金属フレキシブルホースについて特許文献１参照）。

特開２００５－３２５９３３号公報

しかしながら、従来のように金属フレキシブルホースに接続リングを溶接する際にＴＩＧ溶接を用いると、接続不良が５０％以上の確率で発生することがわかっている。

そこで、本考案は、耐圧性に優れ、漏れのない、溶接を可能とする、金属フレキシブルホースの溶接装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本考案の金属フレキシブルホースの溶接装置は、レーザートーチを有するレーザー溶接部と、ＭＩＧトーチを有するＭＩＧ溶接部と、前記レーザートーチ及び前記ＭＩＧトーチを搭載するロボットアームと、を備えている。

このように、本考案の金属フレキシブルホースの溶接装置は、レーザートーチを有するレーザー溶接部と、ＭＩＧトーチを有するＭＩＧ溶接部と、レーザートーチ及びＭＩＧトーチを搭載するロボットアームと、を備えている。このような構成であれば、耐圧性に優れ、漏れのない、溶接を可能とする金属フレキシブルホースの溶接装置となる。

実施例の金属フレキシブルホースの溶接装置（の写真）である。金属フレキシブルホースと接続リングの写真である。金属フレキシブルホースの溶接後の写真である。（ａ）は外観の写真であり、（ｂ）は断面の写真である。

以下、本考案の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成要素は例示であり、本考案の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

まず、図１を用いて本考案の金属フレキシブルホース（超高圧ホース）の溶接装置１の全体構成を説明する。ここにおいて、本実施例における、「金属フレキシブルホース（超高圧ホース）」とは、いわゆるフレキシブルメタルホースである。

この金属フレキシブルホース９０は、金属管に均一のヒダ（波形）を成形したチューブ９１（内側）と、内部流体の圧力によって延びようとするチューブ９１を拘束（保持）するブレイド９２（ワイヤー編組）と、から構成されている。そして、この金属フレキシブルホース９０と接続リング１００とを溶接するための、金属フレキシブルホースの溶接装置１について、以下に説明する。

本考案の金属フレキシブルホースの溶接装置１は、レーザートーチ２０を有するレーザー溶接部２と、ＭＩＧトーチ３０を有するＭＩＧ溶接部３と、レーザートーチ２０及びＭＩＧトーチ３０を搭載するロボットアーム４と、を備えている。なお、コントローラ（制御部；不図示）によって、レーザー溶接部２、ＭＩＧ溶接部３、ロボットアーム４、及び後述する回転テーブル５が制御されている。

すなわち、金属フレキシブルホースの溶接装置１は、従来のＴＩＧ溶接を見直し、レーザー溶接とＭＩＧ溶接を組合せている。これによって、レーザー溶接の溶け込みが深い利点を活用し、またＭＩＧ溶接によってレーザーで深く溶け込んだところにメタルを補充していく。

レーザー溶接部２としては、高出力型のファイバーレーザーが使用される。レーザーは、０．４ｍｍφと細く溶け込みは出力調整によって数ｍｍから２０ｍｍぐらいまで調整が可能で、金属フレキシブルホース９０（超高圧ホース）のサイズによって調整が可能である。

ただし、レーザーのみでは不十分であり、後述するＭＩＧ溶接と組合わせることによる相乗効果で優れた結果を出すことが可能となる。

ＭＩＧ溶接部３（メタル・イナート・ガスアーク溶接）は、溶接ワイヤとして電極線を用い、その先端と母材との間にアークを発生させ、両者を同時に溶融させて溶接する。

ＭＩＧ溶接部３は、フラックスが不要なためアークが安定しており、溶接方向に自由度が高く、また大気を遮断するため化学的に大気と反応しやすい金属（アルミ、銅、チタンなどの非鉄金属及びステンレス）であっても溶接が可能である。

そして、本実施例の金属フレキシブルホースの溶接装置１は、ロボットアーム４の下方において、金属フレキシブルホース９０を回転させることのできる回転テーブル５をさらに備えている。そして、ロボットアーム４と回転テーブル５とが協調して動作しながら溶接を実行するようになっている。

このように、金属フレキシブルホース（超高圧ホース）９０を高圧に耐え、漏れを完全に抑えるためには、レーザー溶接の条件とＭＩＧ溶接の条件を、ロボットアーム４や回転テーブル５を使用しながら、最適な状態に調整して実施する必要がある

（確認実験について）
本実施例の溶接装置１で、十分に機能が発揮できるか否かについての確認実験を下記の如く実施した。

この確認実験は、ロボット（図４）及び回転テーブル（図５）を使用し特殊チューブを回転しながらロボットにて溶接を行う方法を採用した。

レーザートーチとＭＩＧトーチの両方を搭載するため、大型ロボット（搭載重量２０ＫＧ）を採用した。超高圧ホースを回転するための回転テーブル５を設けて、ロボット４と回転テーブル５が協調しながら溶接を行うように装置を設計した。

超高圧ホースを最適な条件で溶接するために、回転速度、レーザー出力、ＭＩＧ出力を適切に調整して溶接実験を行った

（実験結果）
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、金属フレキシブルホース（超高圧ホース）９０の内部まで十分溶け込みが確認できる。接続リンク１００とチューブ９１及びブレイド９２が一体に溶接でき、高圧による機密性が保たれることが確認できた。また従来のＴＩＧ溶接と比較して、品質・効率が大幅に向上することが実証された

（総括）
金属フレキシブルホース（超高圧ホース）９０は、接続リング１００－チューブ９１、接続リング１００－ブレイド９２、という形状及び板厚が異なるものを溶接するため、ＴＩＧ溶接では不良品が多発するうえ、漏れ検査で不良の場合には切断後に再溶接する必要があるため、非常に非効率であった。これに対して、本考案の溶接装置１であれば、高出力レーザーを使用するため１個／６秒と非常に短時間での溶接が可能となる

（効果）
次に、本実施例の金属フレキシブルホースの溶接装置１の奏する効果を列挙して説明する

（１）上述してきたように、本実施例の金属フレキシブルホースの溶接装置１は、レーザートーチ２０を有するレーザー溶接部２と、ＭＩＧトーチ３０を有するＭＩＧ溶接部３と、レーザートーチ２０及びＭＩＧトーチ３０を搭載するロボットアーム４と、を備えている。このような構成であれば、耐圧性に優れ、漏れのない、溶接を可能とする金属フレキシブルホースの溶接装置１となる。

すなわち、これによって、レーザー溶接の溶け込みが深い利点を活用しつつ、さらにＭＩＧ溶接によってレーザーで深く溶け込んだところにメタルを補充していく、という機能を活用している。

（２）また、レーザー溶接部２のレーザートーチ２０は、ファイバーレーザートーチであるため、溶接ビード幅が狭く、熱の影響部が少なく、高強度（溶け込み深さが深い）の溶接を高速に実現できる。

（３）さらに、ロボットアーム４の下方において、金属フレキシブルホース９０を回転させることのできる回転テーブル５をさらに備えることで、ロボットアーム４とともに回転テーブル５を回転させることで、より繊細な溶接制御が可能となる。

（４）また、ロボットアーム４と回転テーブル５とが協調（連繋）して動作しながら溶接を実行するように制御されているので、レーザー溶接の条件とＭＩＧ溶接の条件を、ロボットアーム４や回転テーブル５を使用しながら、最適な状態に調整して実施できる。

以上、図面を参照して、本考案の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本考案の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本考案に含まれる。

１金属フレキシブルホースの溶接装置
２レーザー溶接部
２０レーザートーチ
３ＭＩＧ溶接部
３０ＭＩＧトーチ
４ロボットアーム
５回転テーブル
９０金属フレキシブルホース
９１チューブ
９２ブレイド
１００リング

Claims

レーザートーチを有するレーザー溶接部と、
ＭＩＧトーチを有するＭＩＧ溶接部と、
前記レーザートーチ及び前記ＭＩＧトーチを搭載するロボットアームと、
を備える、金属フレキシブルホースの溶接装置。
前記レーザー溶接部の前記レーザートーチは、ファイバーレーザートーチである、請求項１に記載された、金属フレキシブルホースの溶接装置。
前記ロボットアームの下方において、金属フレキシブルホースを回転させることのできる回転テーブルをさらに備える、請求項１又は請求項２に記載された、金属フレキシブルホースの溶接装置。
前記ロボットアームと前記回転テーブルとが協調して動作しながら溶接を実行するように制御される、請求項３に記載された、金属フレキシブルホースの溶接装置。