JP6597697B2 - 溶接機用フラックス供給装置、サブマージアーク溶接機および鋼管の製造設備 - Google Patents

Description

本発明は、溶接機用フラックス供給装置、サブマージアーク溶接機および鋼管の製造設備に関する。

ＵＯＥ鋼管等の大口径鋼管の内面溶接を行うサブマージアーク溶接では、大口径鋼管の中に所定長さ（例えば２０ｍ）の溶接ブームを挿入し、溶接ブームの先端に設けられたフラックス散布口からフラックスを散布しつつ、同じく先端に設けられた溶接電極によって溶接を行う。そのため、溶接ブームに沿って設けられたフラックス輸送ホースを介して、フラックスを溶接ブームの先端側に輸送する必要があり、例えば特許文献１に示すような輸送装置を利用して、フラックスの輸送を行っている。

特開２００７−２４６２１８号公報

ここで、大口径鋼管のサブマージアーク溶接で使用しているフラックスは、溶融型フラックスと焼結型フラックスの２種類に大きく分類される。これらのフラックスは、それぞれ粒径と嵩密度が大きく異なるため、サブマージアーク溶接機における輸送方法についても、個別に設備設定が必要となる。すなわち、溶融型フラックスは、粒径が小さく嵩密度が大きいため、高圧力でバッチ輸送を行うことが望ましい。一方、焼結型フラックスは、粒径が大きく嵩密度が小さいため、粒の崩壊を抑制するために、低圧力で連続輸送を行うことが望ましい。

従来から、大口径鋼管の溶接部の仕様（例えば品質とコストのどちらが優先されるのか等）によって溶融型フラックスと焼結型フラックスを使い分けたいという需要はあるものの、異なる種類のフラックスを同一の輸送方法（同一の輸送装置）で輸送することができないという問題があった。

例えば、粒径が大きく嵩密度が小さい焼結型フラックスを高圧力でバッチ輸送すると、溶接ブームの先端に設けられたフラックスホッパーに衝突した際に粒が崩壊して細粒化してしまう。また、粒径が小さく嵩密度が大きい溶融型フラックスを低圧力で連続輸送すると、フラックスが重いため、当該フラックスによってフラックス輸送ホースが閉塞されてしまい、輸送が困難となる。また、フラックス輸送ホースの途中でフラックスが溜まらないように高圧力で連続輸送すると、フラックスホッパー内の圧力が高まり、フラックスホッパーに付属する排気ホースからフラックスが噴出してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる種類のフラックスを同一の輸送方法で輸送することが可能な溶接機用フラックス供給装置、サブマージアーク溶接機および鋼管の製造設備を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶接機用フラックス供給装置は、フラックスを貯留するフラックスタンクと、異なる圧力を有する複数の輸送用気体のうちの一方を間欠的に供給し、他方を連続的に供給することより、所定長さのフラックス輸送ホースを介して、前記フラックスを溶接機の先端側に設けられたフラックスホッパーに輸送するフラックス輸送装置と、前記フラックスタンクに貯留された前記フラックスを、振動させながら前記フラックス輸送装置に移送する振動フィーダと、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る溶接機用フラックス供給装置は、上記発明において、前記フラックス輸送装置は、前記振動フィーダから前記フラックスが投入される筒状部と、前記筒状部の下側に設けられ、前記筒状部を介して前記フラックスが投入される加圧タンクと、を備え、前記筒状部には、開閉することにより前記フラックスの流量を調整可能な複数のダンパが設けられ、前記複数のダンパの間に、前記フラックスを一時的に貯留可能な貯留部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る溶接機用フラックス供給装置は、上記発明において、前記加圧タンクには、前記フラックス輸送ホースが接続されており、前記フラックス輸送装置は、所定の圧力を有する第一の輸送用気体を前記加圧タンクに間欠的に供給しながら、前記第一の輸送用気体よりも高い圧力を有する第二の輸送用気体を前記フラックス輸送ホースに連続的に供給することにより、前記フラックスを前記フラックスホッパーに輸送することを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサブマージアーク溶接機は、前記した溶接機用フラックス供給装置を備えることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鋼管の製造設備は、前記したサブマージアーク溶接機を備えることを特徴とする。

本発明によれば、振動フィーダを用いることより、フラックス輸送装置にフラックスを安定的に投入することができる。また、フラックス輸送装置によって、複数の輸送用気体の一方を間欠的に、他方を連続的に供給することにより、フラックスを低圧で輸送することができる。従って、異なる種類のフラックスを同一の輸送方法で輸送することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態に係るサブマージアーク溶接機およびフラックス供給装置の要部の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係るフラックス供給装置の要部の構成を示す図である。

本発明に係る溶接機用フラックス供給装置、サブマージアーク溶接機および鋼管の製造設備について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

サブマージアーク溶接機（以下、「溶接機」という）１は、ＵＯＥ鋼管等の大口径鋼管の内面溶接を行うものであり、図１に示すように、溶接台車１１と、フラックスタンク１２と、フラックス輸送装置１３と、振動フィーダ１４と、ワイヤパック１５と、溶接ブーム１６と、フラックス輸送ホース１７と、ワイヤ送給管１８と、フラックスホッパー１９と、フラックス散布口２０と、溶接電極２１と、を備えている。

フラックス供給装置は、サブマージアーク溶接における溶接部にフラックスＦを供給するものであり、図２に示すように、少なくともフラックスタンク１２と、フラックス輸送装置１３と、振動フィーダ１４と、フラックス輸送ホース１７と、を備えている。なお、同図では、フラックス輸送装置１３の一部（加圧タンク１３２）について、内部の構成を図示している。

溶接台車１１は、溶接機１を構成する各装置を載置するためのものである。溶接台車１１の底部には、複数のローラ１１１が設けられており、鋼管Ｐの溶接方向に移動可能に構成されている。

フラックスタンク１２は、フラックスＦを貯留するものであり、下側に向かってすぼまった漏斗状に形成されている。また、フラックスタンク１２は、支持部材１１２を介して、溶接台車１１上に載置されている。フラックスタンク１２の底部には、開閉することによりフラックスＦの流量（落下量）を調整可能なダンパ１２１が設けられている。

なお、フラックスＦとしては、鋼管Ｐの溶接部の仕様に応じて、粒径が小さく嵩密度の大きい溶融型フラックスと、粒径が大きく嵩密度の小さい焼結型フラックスのいずれも用いることができる。また、溶接に用いるフラックスＦを、溶融型フラックスおよび焼結型フラックスのいずれか一方から他方へと切り替える場合は、フラックスタンク１２から一方のフラックスＦ（溶融型フラックスおよび焼結型フラックスのいずれか一方）を抜き取って清掃した後、他方のフラックスＦ（溶融型フラックスおよび焼結型フラックスのいずれか他方）をフラックスタンク１２に充填する。

フラックス輸送装置１３は、異なる圧力を有する複数の輸送用気体のうちの一方を間欠的に供給し、他方を連続的に供給することより、所定長さのフラックス輸送ホース１７を介して、フラックスＦを溶接機１の先端側に設けられたフラックスホッパー１９に輸送する。フラックス輸送装置１３は、溶接台車１１上に載置されている。また、フラックス輸送装置１３は、筒状部１３１と、加圧タンク１３２と、排気管１３３と、を備えている。

筒状部１３１は、円筒状に形成されている。筒状部１３１の上部は、振動フィーダ１４の出側と接続されており、当該振動フィーダ１４からフラックスＦが投入される。

筒状部１３１には、開閉することによりフラックスＦの流量（落下量）を調整可能な複数（本実施形態では２つ）のダンパ１３６ａ，１３６ｂが設けられている。これにより、筒状部１３１における複数のダンパ１３６ａ，１３６ｂの間には、振動フィーダ１４から投入されたフラックスＦを一時的に貯留可能な貯留部１３１ａが形成されている。従って、ダンパ１３６ａ，１３６ｂを開閉することにより、貯留部１３１ａに一定量のフラックスＦを貯留することができるため、最適な量のフラックスＦを加圧タンク１３２内に投入することが可能となる。

加圧タンク１３２は、下側に向かってすぼまった漏斗状に形成されている。加圧タンク１３２は、筒状部１３１の下側に設けられており、筒状部１３１を介してフラックスＦが投入される。

加圧タンク１３２には、フラックス輸送ホース１７が接続されている。このフラックス輸送ホース１７は、加圧タンク１３２の内部において、排出管１７１および供給管１７３と接続されている。また、加圧タンク１３２の底部には、複数の孔１３５ａが形成された仕切板１３５が設けられている。

また、加圧タンク１３２は、仕切板１３５の下側において、供給管１７２と接続されている。この供給管１７２，１７３には、気体の流量を調整可能なバルブ１３４ａ，１３４ｂが設けられている。

このような構成を備えるフラックス輸送装置１３は、所定の圧力を有する第一の輸送用気体を、供給管１７２から加圧タンク１３２内に間欠的に供給（バッチ供給）しながら（図２の矢印参照）、第一の輸送用気体よりも高い圧力を有する第二の輸送用気体を、供給管１７３からフラックス輸送ホース１７に連続的に供給（連続供給）する（同図の矢印参照）ことにより、フラックスＦをフラックスホッパー１９に輸送する。すなわち、第一の輸送用気体を供給管１７２から間欠的に供給することにより、加圧タンク１３２の仕切板１３５上のフラックスＦが、仕切板１３５の孔１３５ａを通る第一の輸送用気体によって吹き上がって流動化する。そして、この流動化したフラックスＦを、第二の輸送用気体によってフラックス輸送ホース１７へと輸送（風送）する（同図の白抜き矢印参照）。

なお、第一の輸送用気体の圧力は、例えば０．１ＭＰａ程度、第二の輸送用気体の圧力は、例えば０．２ＭＰａ程度であり、従来の輸送方法と比較していずれも低圧である。

排気管１３３は、加圧タンク１３２内を排気するためのものであり、気体の流量を調整可能な複数（本実施形態では２つ）のバルブ１３７ａ，１３７ｂが設けられている。

振動フィーダ１４は、フラックスタンク１２とフラックス輸送装置１３の筒状部１３１との間に設けられており、フラックスタンク１２に貯留されたフラックスＦを、振動させながら筒状部１３１に移送する。

なお、例えば振動フィーダ１４を設けず、フラックスタンク１２からフラックス輸送装置１３に対して直接フラックスＦを投入すると、フラックスＦの投入量（切出量）が安定せず、フラックスＦを安定的に輸送できない可能性がある。すなわち、焼結型フラックスを輸送する際にフラックスＦの投入量が多すぎると、輸送用気体の圧力を上げなければ輸送が困難となるため、フラックスＦが細粒化してしまう。また、溶融型フラックスを輸送する際にフラックスＦの投入量が多すぎると、フラックスＦによってフラックス輸送ホース１７が閉塞してしまう。

一方、本実施形態のように、フラックスタンク１２とフラックス輸送装置１３との間に振動フィーダ１４を設け、フラックスＦを振動させながらフラックス輸送装置１３に移送することにより、フラックスＦの投入量のバラツキを少なくすることができるため、低圧力の輸送用気体を利用して、安定的に輸送することが可能となる。

ワイヤパック１５は、溶接ワイヤＷを格納するものである。ワイヤパック１５は、溶接電極２１に送給する溶接ワイヤＷの本数に合わせて、溶接台車１１上に複数（本実施形態では４つ）載置されている。なお、図２では、便宜上、ワイヤパック１５を２つのみ図示している。

溶接ブーム１６は、所定長さ（例えば２０ｍ）の柱状に形成されており、一端側が溶接台車１１上に載置されており、他端側が鋼管Ｐの内面に挿入される。溶接ブーム１６の他端側には、開先倣いローラ１６１が設けられており、鋼管Ｐの内面の開先に沿って、溶接方向に移動可能に構成されている。

フラックス輸送ホース１７は、フラックスＦを輸送するための管状の部材であり、溶接ブーム１６の内部に、当該溶接ブーム１６に沿って設けられている。フラックス輸送ホース１７は、一端側がフラックス輸送装置１３の加圧タンク１３２に接続されており、他端側がフラックスホッパー１９に接続されている。

ワイヤ送給管１８は、溶接ワイヤＷを送給するための管状の部材であり、溶接ブーム１６の内部に、当該溶接ブーム１６に沿って設けられている。ワイヤ送給管１８は、一端側がワイヤパック１５に接続されており、他端側が溶接電極２１に接続されている。

フラックスホッパー１９は、溶接ブーム１６の先端に設けられている。フラックスホッパー１９の下側には、下側に向かってすぼまった漏斗状に形成されたフラックス散布口２０が設けられている。フラックス散布口２０は、溶接時にフラックスホッパー１９内のフラックスＦを、鋼管Ｐの内面の開先に沿って散布する。

溶接電極２１は、溶接機１の先端側に複数（本実施形態では４つ）設けられている。溶接電極２１は、溶接時にワイヤ送給管１８から送給された溶接ワイヤＷを、鋼管Ｐの内面の開先に沿って供給する。

以上のような構成を備えるフラックス供給装置および溶接機１、ならびに溶接機１を備える鋼管Ｐの製造設備によれば、振動フィーダ１４を用いることより、フラックス輸送装置１３にフラックスＦを安定的に投入することができる。また、フラックス輸送装置１３によって、複数の輸送用気体の一方を間欠的に、他方を連続的に供給することにより、フラックスＦを低圧で輸送することができる。従って、異なる種類のフラックスＦを同一の輸送方法で輸送することが可能となる。

以上、本発明に係る溶接機用フラックス供給装置、サブマージアーク溶接機および鋼管の製造設備について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、本明細書においては、固定された鋼管Ｐに対して溶接機１を溶接台車１１により移動する例について説明したが、逆に、溶接機１は固定したままで鋼管Ｐを移動させて溶接を実施する場合についても本発明は適用可能である 。

１ サブマージアーク溶接機（溶接機）
１１ 溶接台車
１１１ ローラ
１１２ 支持部材
１２ フラックスタンク
１２１ ダンパ
１３ フラックス輸送装置
１３１ 筒状部
１３１ａ 貯留部
１３２ 加圧タンク
１３３ 排気管
１３４ａ，１３４ｂ バルブ
１３５ 仕切板
１３５ａ 孔
１３６ａ，１３６ｂ ダンパ
１３７ａ，１３７ｂ バルブ
１４ 振動フィーダ
１５ ワイヤパック
１６ 溶接ブーム
１６１ 開先倣いローラ
１７ フラックス輸送ホース
１７１ 排出管
１７２，１７３ 供給管
１８ ワイヤ送給管
１９ フラックスホッパー
２０ フラックス散布口
２１ 溶接電極
Ｆ フラックス
Ｐ 鋼管
Ｗ 溶接ワイヤ

Claims (5)

1. フラックスを貯留するフラックスタンクと、
   異なる圧力を有する複数の輸送用気体のうちの一方を間欠的に供給し、他方を連続的に供給することにより、所定長さのフラックス輸送ホースを介して、前記フラックスを溶接機の先端側に設けられたフラックスホッパーに輸送するフラックス輸送装置と、
   前記フラックスタンクに貯留された前記フラックスを、振動させながら前記フラックス輸送装置に移送する振動フィーダと、
   を備え、
   前記フラックス輸送装置は、前記複数の輸送用気体を併用し、前記複数の輸送用気体のうちの一方によって吹き上げて流動化させた前記フラックスを、前記複数の輸送用気体のうちの他方によって、前記フラックス輸送ホースを介して前記フラックスホッパーに輸送することを特徴とする溶接機用フラックス供給装置。
2. 前記フラックス輸送装置は、
   前記振動フィーダから前記フラックスが投入される筒状部と、
   前記筒状部の下側に設けられ、前記筒状部を介して前記フラックスが投入される加圧タンクと、
   を備え、
   前記筒状部には、開閉することにより前記フラックスの流量を調整可能な複数のダンパが設けられ、
   前記複数のダンパの間に、前記フラックスを一時的に貯留可能な貯留部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶接機用フラックス供給装置。
3. 前記加圧タンクには、前記フラックス輸送ホースが接続されており、
   前記フラックス輸送装置は、所定の圧力を有する第一の輸送用気体を前記加圧タンクに間欠的に供給しながら、前記第一の輸送用気体よりも高い圧力を有する第二の輸送用気体を前記フラックス輸送ホースに連続的に供給することにより、前記フラックスを前記フラックスホッパーに輸送することを特徴とする請求項２に記載の溶接機用フラックス供給装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の溶接機用フラックス供給装置を備えることを特徴とするサブマージアーク溶接機。
5. 請求項４に記載のサブマージアーク溶接機を備えることを特徴とする鋼管の製造設備。

Images