JP4583340B2

JP4583340B2 - パイプ保持器

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Publication number: JP4583340B2
Application number: JP2006164152A
Authority: JP
Inventors: 彰久村田
Original assignee: 彰久村田
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: JP2007330988A

Description

本発明は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークの円周方向の両端を突合せ溶接して短いパイプを作製するようにしたパイプの溶接に用いるパイプ保持器に係り、特に、作業性及び生産性の向上を図れると共に、ワークを保持固定したときにワークの外周面に傷が付くのを防止できるようにしたパイプ保持器に関するものである。

一般に、金属製の短いパイプを作製する場合、素材となるステンレス板等の金属板をロール等により曲げ加工して円筒状のワークを形成し、当該ワークの円周方向の両端をＴＩＧ溶接等により突合せ溶接している。

従来、パイプを作製する装置としては、円筒状のワークをマンドレルの外周面にセットしてマンドレル上でワークの円周方向の両端を突合せ固定し、この状態でワークの突合せ部をＴＩＧ溶接等により突合せ溶接するようにした水平型溶接装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４及び特許文献５等参照）。

即ち、前記水平型溶接装置は、図示していないが、フレーム本体に片持ち状態で支持され、円筒状に曲げ加工されたワークを支持する水平姿勢の長尺状のマンドレルと、マンドレルの上面側に設けた長尺状のバックバーと、マンドレル又はマンドレルの上方位置に設けられ、ワークの円周方向の両端がバックバー上で突合されるようにワークの端面の位置決めを行うセンター位置決め機構と、マンドレルの上方位置に配設され、ワークの円周方向の両端を突合せた状態でバックバー上へ押圧固定するクランプ機構と、マンドレルの上方位置に配設され、ワークの突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置とから構成されている。

而して、前記水平型溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークＰからパイプを作製するには、先ず、一個のワークＰをマンドレル２０に装着すると共に、ワークＰの軸線方向の両端位置にタブ材２１を隣接する状態で夫々配設し、次に、ワークＰの円周方向の両端をセンター位置決め機構により位置決めしてクランプ機構のクランプ板２２によりマンドレル２０のバックバー２３上で突合せ固定し、その後、ＴＩＧ溶接装置の溶接用トーチ２４を作動させて一方のタブ材２１に溶接用トーチ２４を臨ませてこのタブ材２１とタングステン電極棒２４ａとの間にアークを発生させ、この初期アークが安定した状態になってから溶接用トーチ２４をワークＰの突合せ部に沿って走行させてワークＰの突合せ部を突合せ溶接した後、他方のタブ材２１の上で通電を停止するようにしている（図１７（Ａ）及び（Ｂ）参照）。このようにすれば、ワークＰの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接することができるうえ、ワークＰの溶接開始部及び溶接終了部に溶け落ち等の溶接欠陥の無い突合せ溶接を行えることになる。

然し乍ら、水平型溶接装置を用いたパイプの溶接に於いては、円筒状のワークＰの両端位置にタブ材２１を夫々配設してパイプを一個宛作製するようにしていたため、パイプを一個作製する毎に作業員がマンドレル２０へのワークＰの装着、ワークＰの両端位置へのタブ材２１の配設、マンドレル２０上でのワークＰの円周方向の両端の突合せ、マンドレル２０からのパイプの取り外し等の各作業を行わなければならず、作業性及び生産性に極めて劣ると云う問題があった。
尚、水平型溶接装置のマンドレル２０に複数個のワークＰをセットし、この状態で各ワークＰの円周方向の両端を順次突合せ溶接すれば、パイプの生産性の向上を図ることができるが、この場合にも、マンドレル２０上に複数個のワークＰの溶接位置を正確に揃えて並べるのに可なりの時間が掛かり、作業性に劣ると云う問題があった。

又、前記パイプの溶接に於いては、ワークＰの突合せ部を一端部（ワークＰの溶接開始部）から他端部（ワークＰの溶接終了部）へ向かって突合せ溶接する際に、熱ひずみによりワークＰの他端部の突合せ部が開いて来るため、溶接終了後に作製されたパイプＰ′の一端部の外径寸法Ｄ_１と他端部の外径寸法Ｄ_２に違いが生じ、パイプＰ′（製品）の品質が著しく低下すると云う問題があった（図１８参照）。

更に、前記パイプの溶接は、ワークＰを一個だけマンドレル２０に装着してクランプ機構のクランプ板２２によりマンドレル２０に設けたバックバー２３上へ押圧固定するようにしているため、クランプ板２２により短いワークＰを一個だけバックバー２３上へ押圧固定した場合には、クランプ板２２に局部的な変形が生じると云う問題があった（図１９参照）。
実開昭６２−１１３８８４号公報実開昭６２−１１３８８５号公報実開昭６２−１１８６９３号公報特開２００３−２０５３６９号公報特開２００６−５１５３１号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、円筒状に曲げ加工したワークからパイプを作製する際に用いるものであり、作業性及び生産性の向上を図れると共に、ワークを保持固定したときにワークの外周面に傷が付くのを防止できるようにしたパイプ保持器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、円筒状に曲げ加工した金属板製の複数個のワークを各ワークのスリット部が夫々揃う状態で直列状に連ね、この状態で各ワークの円周方向の両端を突合せてその突合せ部を溶接装置により順次突合せ溶接する際に用いるものであり、前記各ワークを各ワークのスリット部が夫々揃うように直列状に連ねた状態で保持固定するパイプ保持器であって、前記パイプ保持器は、弾性を有する金属板を略Ｕ字状に折り曲げることにより形成されており、直列状に連ねた少なくとも二個の水平姿勢のワークの下半分を保持する略Ｕ字状の保持部と、保持部の両側上端に上方へ突出する姿勢で夫々連設され、水平姿勢のワークの両側面に弾性的に当接して各ワークの上半分を両側から挾持する対向する板状の挾持部とを備えており、前記左右の挾持部の上端はパイプ保持器内にワークを挿入し易いように外側へ折り曲げられ、又、パイプ保持器の少なくとも内面にガラス繊維テープを貼着したことに特徴がある。

本発明の請求項２の発明は、パイプ保持器の長さを直列状に連ねた三個以上のワークを保持固定できる長さに形成すると共に、パイプ保持器の対向する挾持部にパイプ保持器の長手方向に一定間隔毎に縦長のスリットを形成して対向する挾持部を長手方向に複数に分割し、分割した各挾持部により保持部に保持された複数個のワークを夫々挾持するようにし、更に保持部にパイプ保持器自体を軽量化するための貫通穴をパイプ保持器の長手方向に沿って一定間隔毎に形成したことに特徴がある。

本発明の請求項１のパイプ保持器は、円筒状に曲げ加工した金属板製の複数個のワークを各ワークのスリット部が夫々揃うように直列状に連ねた状態で保持固定し、この状態で各ワークをパイプ保持器と一緒にマンドレルに装着して各ワークの円周方向の両端を順次突合せ溶接できるため、一回の溶接で複数個のパイプを作製することができ、生産性の大幅な向上を図れる。
又、本発明の請求項１のパイプ保持器は、複数個のワークを直列状に連ねた状態でマンドレルに装着し、各ワークの円周方向の両端を突合せた状態でクランプ機構によりマンドレルに設けたバックバー上へ押圧固定できるため、短いワークからパイプを作製する場合であってもクランプ機構のクランプ板の局部的な変形が少なくなると共に、ワークの均一なクランプを行える。
更に、本発明の請求項１のパイプ保持器は、パイプ保持器の少なくとも内面にガラス繊維テープを貼着しているため、ワークを保持固定したときにワークの外周面に傷が付くのを防止することができる。

本発明の請求項２のパイプ保持器は、パイプ保持器の長さを直列状に連ねた三個以上のワークを保持固定できる長さに形成すると共に、パイプ保持器の対向する挾持部にパイプ保持器の長手方向に一定間隔毎に縦長のスリットを形成して対向する挾持部を長手方向に複数に分割し、分割した各挾持部により保持部に保持された複数個のワークを夫々挾持するようにしているため、一つのパイプ保持器で三個以上のワークを良好且つ確実に保持固定することができ、複数のパイプ保持器を必要とすることも無い。
又、本発明の請求項２のパイプ保持器は、パイプ保持器の保持部に貫通穴をパイプ保持器の長手方向に沿って一定間隔毎に形成しているため、パイプ保持器自体を軽量化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の実施の形態に係るパイプ保持器１の一例を示し、当該パイプ保持器１は、円筒状に曲げ加工した金属板製の二個のワークＰを各ワークＰのスリット部Ｐａが夫々揃う状態で直列状に連ね、この状態で各ワークＰの円周方向の両端を突合せてその突合せ部を溶接装置８により順次突合せ溶接する際に用いるものであり、前記二個のワークＰを各ワークＰのスリット部Ｐａが夫々揃うように直列状に連ねた状態で保持固定するものである。

即ち、前記パイプ保持器１は、弾性を有する金属板（この例では、厚さが１．０ｍｍのＳＵＳバネ鋼）を略Ｕ字状に折り曲げることにより形成されており、直列状に連ねた二個の水平姿勢のワークＰの下半分を保持する略Ｕ字状の保持部１′と、保持部１′の両側上端に上方へ突出する姿勢で夫々連設され、各ワークＰの上半分を両側から挾持する対向する左右の板状の挾持部１″とを備えている。このパイプ保持器１は、その内面側にガラス繊維テープが貼着されており、ワークＰを保持固定したときにワークＰの外周面に傷が付くのを防止するようになっている。

具体的には、前記保持部１′は、図１に示す如く、円筒状に曲げ加工した水平姿勢のワークＰの下端面に当接する水平姿勢の水平板１ａと、水平板１ａの両端に上方へ傾斜する姿勢で連設され、水平姿勢のワークＰの斜め方向の下面に当接する左右の傾斜板１ｂとから成り、水平板１ａと左右の傾斜板１ｂとで水平姿勢のワークＰの下半分を保持するようになっている。

一方、前記左右の挾持部１″は、図１に示す如く、夫々板状に形成されており、保持部１′の左右の傾斜板１ｂの上端に上方へ突出する姿勢で夫々連設され、水平姿勢のワークＰの両側面に弾性的に当接してワークＰを縮径させる方向へ挾持するようになっている。
又、左右の挾持部１″の上端部は、保持部１′に保持されたワークＰが保持部１′から上方へ抜け出さないように内側へ少しだけ折り曲げられている。
更に、左右の挾持部１″の上端は、パイプ保持器１内にワークＰを挿入し易いように外側へ折り曲げられている。

そして、前記パイプ保持器１には、外径の異なる数種類のワークＰを夫々保持固定することができるように数種類の大きさのパイプ保持器１が用意されている。この実施の形態に於いては、パイプ保持器１には、外径が６２ｍｍ、８２ｍｍ、１０２ｍｍ、１２２ｍｍ、１４０ｍｍのワークＰを夫々保持固定することができる５種類の大きさのパイプ保持器１が夫々用意されている。
尚、５種類の大きさのパイプ保持器１の各寸法Ｄ，Ｗ，Ｈ，Ｌは、下記の表１に示すような値に設定されている。

図３及び図４は本発明の実施の形態に係るパイプ保持器１の他の例を示し、当該パイプ保持器１は、円筒状に曲げ加工した金属板製の三個以上のワークＰを各ワークＰのスリット部Ｐａが夫々揃うように直列状に連ねた状態で保持固定するものである。

即ち、前記パイプ保持器１は、弾性を有する金属板（この例では、厚さが１．０ｍｍ又は１．５ｍｍのＳＵＳバネ鋼）を略Ｕ字状に折り曲げることにより形成されており、直列状に連ねた三個以上の水平姿勢の各ワークＰの下半分を保持する略Ｕ字状の保持部１′と、保持部１′の両側上端に上方へ突出する姿勢で夫々連設され、各ワークＰの上半分を両側から挾持する対向する左右の板状の挾持部１″とを備えている。このパイプ保持器１は、直列状に連ねた三個以上のワークＰを保持固定できる長さに形成されており、その内面側にガラス繊維テープが貼着され、ワークＰを保持固定したときにワークＰの外周面に傷が付くのを防止するようになっている。

具体的には、前記保持部１′は、図３に示す如く、円筒状に曲げ加工した水平姿勢のワークＰの下端面に当接する水平姿勢の水平板１ａと、水平板１ａの両端に上方へ傾斜する姿勢で連設され、水平姿勢のワークＰの斜め方向の下面に当接する左右の傾斜板１ｂとから成り、水平板１ａと左右の傾斜板１ｂとで水平姿勢のワークＰの下半分を保持するようになっている。
又、保持部１′の左右の傾斜板１ｂには、パイプ保持器１自体を軽量化するための貫通穴１ｃがパイプ保持器１の長手方向に沿って一定間隔毎に形成されている。この貫通穴１ｃは、主に大きい直径のワークＰを保持固定するパイプ保持器１に形成されている。

一方、前記左右の挾持部１″は、図３及び図４に示す如く、夫々板状に形成されており、保持部１′の左右の傾斜板１ｂの上端に上方へ突出する姿勢で夫々連設され、水平姿勢のワークＰの両側面に弾性的に当接してワークＰを縮径させる方向へ挾持するようになっている。
又、左右の挾持部１″は、両挾持部１″にパイプ保持器１の長手方向に一定間隔毎に形成した縦長のスリット１ｄにより長手方向に複数に分割された状態になっており、分割した各挾持部１″により保持部１′に保持された複数個のワークＰを夫々挾持するようになっている。
更に、左右の挾持部１″の上端部は、保持部１′に保持されたワークＰが保持部１′から上方へ抜け出さないように内側へ少しだけ折り曲げられ、又、左右の挾持部１″の上端は、パイプ保持器１内にワークＰを挿入し易いように外側へ折り曲げられている。

そして、前記パイプ保持器１には、外径の異なる数種類のワークＰを夫々保持固定することができるように数種類の大きさのパイプ保持器１が用意されている。この実施の形態に於いては、パイプ保持器１には、外径が６２ｍｍ、８２ｍｍ、１０２ｍｍ、１２２ｍｍ、１４０ｍｍのワークＰを夫々保持固定することができる５種類の大きさのパイプ保持器１が夫々用意されている。
尚、５種類の大きさのパイプ保持器１の各寸法Ｄ，Ｗ，Ｈ，Ｌ，ｄ，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｔは、下記の表２に示すような値に設定されている。

図５（Ａ）及び（Ｂ）は直径の大きいワークＰを突合せ溶接する際に、前記パイプ保持器１と一緒に用いるガイド板２である。このガイド板２は、ステンレス材により長尺の板状に形成されており、直径の大きいワークＰをマンドレル４に装着する際に、マンドレル４の両側面にマンドレル４に沿って取り付けられ、ワークＰを内周面側から支持するものである。
又、ガイド板２は、ボルトによりマンドレル４の両側面に着脱自在に取り付けられており、ガイド板２の一辺側に開口するように形成したボルトが挿通されるガイド溝２ａによって、ワークＰの直径に応じてマンドレル４への取り付け位置（取り付け高さ）を調整できるようになっている。

図６及び図７はパイプの溶接に用いる水平型溶接装置を示し、当該水平型溶接装置は、ボックス状のフレーム本体３と、フレーム本体３に片持ち状態で支持され、パイプ保持器１にて保持された複数個のワークＰを支持する水平姿勢の長尺状のマンドレル４と、マンドレル４の上面側に着脱自在に嵌め込まれ、後述するセンター位置決め機構６の長尺状のセンタープレート６ａが遊嵌状態で昇降自在に挿入され且つアルゴンガス等のシールドガスが流れるスリット状の溝５ａを形成する長尺状のバックバー５と、マンドレル４に設けられ、ワークＰの円周方向の両端がバックバー５上で突合されるようにワークＰの端面の位置決めを行う昇降自在なセンタープレート６ａを備えたセンター位置決め機構６と、マンドレル４の上方位置に配設され、ワークＰの両端を突合せ状態でバックバー５上に押圧固定する昇降自在な左右のクランプ板７ａを備えたクランプ機構７と、マンドレル４の上方位置に配設され、ワークＰの突合せ部を突合せ溶接する昇降自在且つ走行自在な溶接用トーチ８ａを備えたＴＩＧ溶接装置８とから構成されており、マンドレル４に支持されたワークＰの円周方向の両端をセンター位置決め機構６のセンタープレートレート６ａにより位置決めしてバックバー５のスリット状の溝５ａ上で突合せると共に、その突合せ部をクランプ機構７のクランプ板７ａによりバックバー５上に押圧固定し、この状態でワークＰの突合せ部をＴＩＧ溶接装置８の溶接用トーチ８ａにより突合せ溶接するようにしたものである。
この水平型溶接装置は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。

尚、図６及び図７に於いて、３ａはフレーム本体３の上面側に設けた上部フレーム、３ｂはフレーム本体３の下面側に設けたベース、８ｂは上部フレーム３ａの上面にガイドレール９を介してマンドレル４の長手方向へ往復移動自在に配設されたＴＩＧ溶接装置８の走行台、１０はフレーム本体３の上面に配設した旋回フレーム１１に設けられ、溶接条件や電極位置等を設定する操作盤、１２はロータリーアクチュエータ１３により水平位置から鉛直位置に亘って９０度正逆回転し、マンドレル４の先端部に設けた支持軸４ａに抜き差し自在に挿入されてマンドレル４の遊端部を支持するマンドレル受けである。

次に、上述したパイプ保持器１（図１及び図２に示すパイプ保持器１）及び水平型溶接装置等を用いて円筒状に曲げ加工した二個のワークＰから一回の突合せ溶接により二個のパイプを作製する場合について説明する。

尚、ワークＰには、厚みが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍ程度のステンレス、鉄、電気亜鉛メッキ鋼板、亜鉛メッキ鋼板等の金属板から成る円筒状に曲げ加工されたワークＰが使用されている。又、溶接電流、アーク長、シールドガスの供給量、溶接用トーチ８ａの走行速度、タングステン電極棒の先端形状等の溶接条件は、ワークＰの材質、板厚、幅等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。

先ず、図１及び図２に示すパイプ保持器１を用意し、当該パイプ保持器１に円筒状に曲げ加工した二個のワークＰの一端部を夫々挿入し、パイプ保持器１内で二個のワークＰを直列状に連ねると共に、各ワークＰのスリット部Ｐａを夫々真上を向くように揃える（図８参照）。これによって、二個のワークＰは、パイプ保持器１に保持固定されて一体化された格好になる。このとき、パイプ保持器１の内面にガラス繊維テープを貼着しているため、ワークＰを保持固定したときにワークＰの外周面に傷が付くのを防止することができる。
尚、円筒状に曲げ加工したワークＰは、円周方向の両端間に比較的大きなスリット部Ｐａが形成された状態になっているが、パイプ保持器１に挿入したときにはパイプ保持器１の挾持部１″により挾持されて縮径し、そのスリット部Ｐａも比較的小さなものとなる。

次に、マンドレル４にワークＰと同じ材質により形成したリング状の仮溶接開始側のタブ材１４と、パイプ保持器１にて一体化した二個のワークＰと、ワークＰと同じ材質により形成したリング状の仮溶接終了側のタブ材１４とをマンドレル４の先端部からマンドレル４に順次装着し（図９参照）、マンドレル４の先端部をマンドレル受け１２により支持して長尺状のマンドレル４の撓みを防止する。

引き続き、マンドレル４に設けたセンター位置決め機構６のセンタープレート６ａを上昇させてセンタープレート６ａの上端部をバックバー５の上面から上方へ突出させ、この状態でマンドレル４に支持された二個のワークＰの円周方向に於ける一方の端部の端面をセンタープレート６ａの一方の側面に夫々当接させると共に、各ワークＰの外側位置に配設したタブ材１４を各ワークＰの外側端に夫々当接させた後、クランプ機構７の一方のクランプ板７ａ（センタープレート６ａの側面に当接しているワークＰの端部の上方に位置するクランプ板７ａ）を下降させ、当該クランプ板７ａにより各ワークＰの一方の端部と各タブ材１４とをバックバー５上に押圧固定する（図１０参照）。
このとき、直列状に連ねたワークＰをクランプ機構７のクランプ板７ａによりバックバー５上へ押圧固定しているため、短いワークＰであってもクランプ機構７のクランプ板７ａの局部的な変形が少なくなると共に、ワークＰの均一なクランプを行える。

両ワークＰの円周方向の一方の端部及び両タブ材１４をクランプ板７ａによりバックバー５上に押圧固定したら、センター位置決め機構６のセンタープレート６ａを下降させ、センタープレート６ａの上端部をバックバー５のスリット状の溝５ａ内に収納する。

その後、両ワークＰの他方の端部の端面を目視によって先にバックバー５上に押圧固定しているワークＰの一方の端部の端面に突合せ、クランプ機構７の他方のクランプ板７ａを下降させて当該クランプ板７ａによりワークＰの他方の端部をバックバー５上に押圧固定する（図１１参照）。
このときにも、直列状に連ねたワークＰをクランプ機構７のクランプ板７ａによりバックバー５上へ押圧固定しているため、短いワークＰであってもクランプ機構７のクランプ板７ａの局部的な変形が少なくなると共に、ワークＰの均一なクランプを行える。

そして、両ワークＰの円周方向の両端がバックバー５のスリット状の溝５ａ上で突合せ固定されたら、バックバー５のスリット状の溝５ａにアルゴンガス等のシールドガスを供給しつつ、ＴＩＧ溶接装置８を作動させて溶接用トーチ８ａにより両ワークＰの突合せ部等を予め仮溶接Ｗ₁する。
即ち、ＴＩＧ溶接装置８の溶接用トーチ８ａが下降して一方のタブ材１４（仮溶接開始側のタブ材１４）から他方のタブ材１４（仮溶接終了側のタブ材１４）へ移動し、その間に一方のタブ材１４とこのタブ材１４に隣接するワークＰの突合せ部の外側端と、各ワークＰの突合せ部の隣接する部分同士と、他方のタブ材１４とこのタブ材１４に隣接するワークＰの突合せ部の外側端とを夫々仮溶接する（図１２（Ａ）及び（Ｂ）参照）。
尚、仮溶接の溶接条件は、電流４４Ａ、周波数３０Ｈｚ、溶接速度４００ｍｍ／ｍｉｎに設定されており、これらの各値は後述する本溶接の溶接条件の約半分程度である。

両ワークＰの仮溶接が終了したら、引き続いてバックバー５のスリット状の溝５ａにアルゴンガス等のシールドガスを供給しつつ、ＴＩＧ溶接装置８の溶接用トーチ８ａが前記と反対方向へ移動し、両ワークＰの突合せ部を本溶接Ｗ_２する。
即ち、溶接用トーチ８ａを他方のタブ材１４（仮溶接終了側のタブ材１４）に臨ませ、この状態で他方のタブ材１４と溶接用トーチ８ａに保持されたタングステン電極棒の先端との間にアークを発生させ、このアークが安定した状態になってから溶接用トーチ８ａを一方のタブ材１４（仮溶接開始側のタブ材１４）へ向かって移動させて両ワークＰの突合せ部を順次突合せ溶接した後、溶接用トーチ８ａが一方のタブ材１４の上へ来た時点で通電を停止してアークをストップする（図１３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。このように、他方のタブ材１４を本溶接Ｗ_２の開始点、一方のタブ材１４を本溶接Ｗ_２の終了点とすれば、ワークＰの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接することができるうえ、ワークＰの溶接開始部及び溶接終了部に溶け落ち等の溶接欠陥の無い突合せ溶接を行えることになる。
尚、本溶接の溶接条件は、電流６０Ａ、周波数６０Ｈｚ、溶接速度６００ｍｍ／ｍｉｎに設定されている。

両ワークＰの突合せ溶接が終了すると、バックバー５へのシールドガスの供給を停止すると共に、ＴＩＧ溶接装置８の溶接用トーチ８ａが元の位置へ復帰する。その後、クランプ機構７によるワークＰの押圧固定状態を解除し、マンドレル受け１２を鉛直位置から水平位置へ回動させてマンドレル４の先端部を開放し、作製された両パイプＰ′及び両タブ材１４をマンドレル４から引き抜く（図１４参照）。

最後に、両パイプＰ′からタブ材１４を夫々切り離すと共に、両パイプＰ′の溶接部で連結されている部分を切り離し、両パイプＰ′の溶接部をロールプラニッシャ（図示省略）で平滑に仕上げる。このようにして、円筒状に曲げ加工された二個のワークＰから一回の突合せ溶接により二個のパイプＰ′を作製することができる。
尚、切り離したタブ材１４は、リング状に形成されているため、マンドレル４に装着したときに回転させ、先の溶接個所をバックバー５に対してずらすことによって、何回も使用することができ、至極便利である。

上述したパイプの溶接に於いては、パイプ保持器１により二個のワークＰを各ワークＰのスリット部Ｐａが夫々揃うように直列状に連ねた状態で保持固定し、この状態で各ワークＰをパイプ保持器１と一緒にマンドレル４に装着して各ワークＰの円周方向の両端を順次突合せ溶接するようにしているため、一回の溶接で複数個のパイプを作製することができ、生産性の大幅な向上を図れる。
又、このパイプの溶接に於いては、両ワークＰの突合せ部を仮溶接した後、本溶接するようにしているため、両ワークＰの両端部の外径寸法に違いが生じることがなく、寸法精度の高いパイプを作製することができる。然も、両ワークＰの外側位置にタブ材１４を配設しているため、ワークＰの突合せ部の両端に溶け落ち等の溶接欠陥を生じることがない。その結果、パイプの品質が大幅に向上することになる。

尚、上記の実施の形態に於いては、マンドレル４の径よりも少しだけ大きめのワークＰを突合せ溶接するようにしたが、マンドレル４よりも可なり大きい直径のワークＰを突合せ溶接する場合には、マンドレル４の両側面に図５に示すガイド板２をボルトにより取り付け、当該左右のガイド板２によりワークＰを内周面側から支持するようにする（図１５参照）。このようにすれば、直径の大きなワークＰであっても、当該ワークＰをマンドレル４のバックバー５上へ安定した姿勢で確実にクランプすることができる。

又、上記の実施の形態に於いては、短めのパイプ保持器１を用いて二個のワークＰを保持固定し、この状態で各ワークＰを突合せ溶接して一回の溶接作業で二個のパイプＰ′を作製するようにしたが、他の実施の形態に於いては、図３及び図４に示すように長めのパイプ保持器１を用いて三個以上のワークＰを保持固定し、この状態で各ワークＰを突合せ溶接して一回の溶接作業で三個以上のパイプＰ′を作製するようにしても良い。
即ち、図３及び図４に示すパイプ保持器１内に円筒状に曲げ加工した三個以上のワークＰを夫々挿入し、パイプ保持器１内で各ワークＰを直列状に連ねると共に、各ワークＰのスリット部Ｐａが夫々真上を向くように揃える（図１６（Ａ）及び（Ｂ）参照）。これによって、三個以上のワークＰは、パイプ保持器１に保持固定されて一体化された格好になる。
このとき、パイプ保持器１は、その挾持部１″がパイプ保持器１の長手方向に複数に分割され、分割した各挾持部１″により保持部１′に保持された複数個のワークＰを夫々挾持できるようになっているため、ワークＰを一つ宛順番に位置決めして保持固定することができ、至極便利である。然も、一つのパイプ保持器１で三個以上のワークＰを良好且つ確実に保持固定することができ、複数のパイプ保持器１を必要とすることも無い。
そして、長めのパイプ保持器１で三個以上のワークＰを保持固定したら、この状態で二つのリング状のタブ材１４と一緒にマンドレル４に装着し、上述した操作と同様の操作により各ワークＰの突合せ部を突合せ溶接する。

更に、上記の実施の形態に於いては、パイプ保持器１の内面にガラス繊維テープを貼着したが、他の実施の形態に於いては、パイプ保持器１の全面にガラス繊維テープを貼着し、ワークＰを保持固定したときにワークＰの外周面に傷が付くのを防止するようにしても良い。

本発明のパイプの溶接に用いるパイプ保持器を示し、二個のワークを保持固定するパイプ保持器の正面図である。図１に示すパイプ保持器の側面図である。本発明のパイプの溶接に用いるパイプ保持器の他の例を示し、三個以上のワークを保持固定するパイプ保持器の正面図である。図３に示すパイプ保持器の側面図である。直径の大きいワークを突合せ溶接する際に用いるガイド板を示し、（Ａ）はガイド板の側面図、（Ｂ）はガイド板の正面図である。パイプの溶接に用いる水平型溶接装置の正面図である。図６に示す水平型溶接装置の側面図である。図１及び図２に示すパイプ保持器にて二個のワークを保持固定した状態の斜視図である。パイプ保持器にて保持固定した二個のワークと二つのタブ材とを水平型溶接装置のマンドレルに装着した状態の側面図である。マンドレルに装着したワークの円周方向の一方の端部を位置決めしてタブ材と一緒にクランプ板によりマンドレルのバックバー上へ押圧固定した状態の拡大断面図である。マンドレルに装着したワークの円周方向の端面同士を突合せた状態でクランプ板によりマンドレルのバックバー上へ押圧固定した状態の拡大断面図である。ワークの突合せ部等を溶接装置により仮溶接する状態を示し、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその平面図である。ワークの突合せ部等を溶接装置より本溶接する状態を示し、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその平面図である。突合せ溶接したワーク（パイプ）及びタブ材をマンドレルから取り外した状態の斜視図である。直径の大きいワークをマンドレルに装着し、当該ワークを内周面側からガイド板により支持した状態の拡大断面図である。図３及び図４に示すパイプ保持器にて三個以上のワークを保持固定した状態を示し、（Ａ）はワークを保持固定したパイプ保持器の側面図、（Ｂ）はワークを保持固定したパイプ保持器の平面図である。従来のパイプの溶接方法の説明図であり、（Ａ）はマンドレルのバックバー上へ押圧固定したワークの突合せ部を溶接する状態の断面図、（Ｂ）はその側面図である。円筒状に曲げ加工したワークから作製したパイプの平面図である。ワークをクランプ板によりマンドレル上へ押圧固定した状態の側面図である。

符号の説明

１はパイプ保持器、１′はパイプ保持器の保持部、１″はパイプ保持器の挾持部、１ｄは挾持部のスリット、２はガイド板、４はマンドレル、５はバックバー、７はクランプ機構、８は溶接装置、１４はタブ材、Ｐはワーク、Ｐａはワークのスリット部、Ｐ′はパイプ。

Claims

円筒状に曲げ加工した金属板製の複数個のワーク（Ｐ）を各ワーク（Ｐ）のスリット部（Ｐａ）が夫々揃う状態で直列状に連ね、この状態で各ワーク（Ｐ）の円周方向の両端を突合せてその突合せ部を溶接装置（８）により順次突合せ溶接する際に用いるものであり、前記各ワーク（Ｐ）を各ワーク（Ｐ）のスリット部（Ｐａ）が夫々揃うように直列状に連ねた状態で保持固定するパイプ保持器（１）であって、前記パイプ保持器（１）は、弾性を有する金属板を略Ｕ字状に折り曲げることにより形成されており、直列状に連ねた少なくとも二個の水平姿勢のワーク（Ｐ）の下半分を保持する略Ｕ字状の保持部（１′）と、保持部（１′）の両側上端に上方へ突出する姿勢で夫々連設され、水平姿勢のワーク（Ｐ）の両側面に弾性的に当接して各ワーク（Ｐ）の上半分を両側から挾持する対向する板状の挾持部（１″）とを備えており、前記左右の挾持部（１″）の上端はパイプ保持器（１）内にワーク（Ｐ）を挿入し易いように外側へ折り曲げられ、又、パイプ保持器（１）の少なくとも内面にガラス繊維テープを貼着したことを特徴とするパイプ保持器。
パイプ保持器（１）の長さを直列状に連ねた三個以上のワーク（Ｐ）を保持固定できる長さに形成すると共に、パイプ保持器（１）の対向する挾持部（１″）にパイプ保持器（１）の長手方向に一定間隔毎に縦長のスリット（１ｄ）を形成して対向する挾持部（１″）を長手方向に複数に分割し、分割した各挾持部（１″）により保持部（１′）に保持された複数個のワーク（Ｐ）を夫々挾持するようにし、更に保持部（１′）にパイプ保持器（１）自体を軽量化するための貫通穴（１ｃ）をパイプ保持器（１）の長手方向に沿って一定間隔毎に形成したことを特徴とする請求項１に記載のパイプ保持器。