JPH02108469A - 溶接用複合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶接技術に関し、より詳しくは連続状の水中管
路を構築するために管部材の環状継目を抵抗突合わせ溶
接する装置に関する。

以下余白 〔従来の技術〕 連続状の水中管路の構築上の問題は、管部材溶接装置を
設けた水に浮んだ船上で、ローリングやピッチングを受
けながら限られた空間内で連続状の管部材の環状継目を
溶接することである。

従来公知の管部材を溶接するレーザ光線装置（西ドイツ
特許８２５１５９２５号）は、管路敷設船の甲板に固着
された固定状の支持装置と、管路とそれに溶接すべき作
動位置を保持、整合及び維持する保持装置とを備えてい
る。

この装置の管路構築の生産性は高いが、レーザ光線技術
を使用するので費用が極めて高くつく。

又かなりの量の補助的装置と多数の操作員を必要とする
ことは云うまでもない。

費用低減を考慮して電弧溶接を使用した水中管路構築用
の溶接用複合装置（Ｗｅｌｄｉｎｇ　Ｊｏｕｒｎａｌ。

１９７８年９月号第１５〜２１頁Ｒ０Ｌ、Ｊｏｎｅｓ他
“ｌｓｉｎｇｔｈｅ　ｇａｓ　ｍｅｔａｌ　ａｒｃ　ｐ
ｒｏｃｅｓｓ　５ｐｅｅｄｓ　ｐｉｐｅｌａｙｉｎｇａ
ｎｄ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔ
ｉｍｅ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈ　５ｅａＰｉｐｅｌｉｎｅ”
）が公知である。この溶接用複合装置ははしけ型の工作
器の甲板上に設けるもので、管路と管部材とを溶接接合
する領域内の作動位置に配設された気密型の電弧溶接機
械と、作動位置に向って移動するように工作器に対する
移動径路に沿った管路と共軸の作動位置に設けられたぼ
り除去用トリマと、溶接すべき管部材の取付け、保持及
び維持をする固定状の保持装置とを備える。上記の溶接
機械とトリマとはそれらの作動位置において、管路の端
部部分を支持する支持装置と整合する。管路とそれに溶
接すべき管部材との共軸線から側方に偏移した位置に、
溶接すべき管部材を貯蔵しかつ該管部材を積荷位置に連
続的に供給するアキュムレータが設けられている。管部
材は管路に対して平行となるようにアキュムレータに積
み重ねられていて、水平方向及び垂直方向に平行移動し
て管路に衝合する位置に管部材を連続的に移動させる管
部材取扱い装置によって荷積みされる。溶接作業中にお
ける管路の端部部分と溶接すべき管部材との相対的位置
の安定性は工作器の特別な構造と水タンクの底に対する
関係位置の維持とによって保たれる。

しかしながらこの電弧溶接の生産性はさほど高くない。

何故ならば電弧溶接は手動による多くの入力を必要とし
、また多くの補助装置を必要としかつこれらの補助装置
を限られた作動空間に収めるために重要な問題を生ずる
。

これに反し、抵抗突合わせ溶接は生産性の高い溶接技術
であり、良質の溶接が得られかつ装置がかさ高とならぬ
ものであるが、水中管路敷設の分野には使われていなか
った。

しかし従来の溶接用複合装置に抵抗突合わせ溶接機械を
使用するには、ローリング及びピッチング時に接合すべ
き管部材の軸線を精確に整合させるには複雑な作業を必
要とすることと、溶接すべき管部材内に比較的長い管内
溶接機械または内部のぼり除去用トリマを挿入するには
余分な作業領域を必要とすること（上記の作業領域は工
作器の少なくとも管内溶接機械又は内部のぼり除去用ト
リマの長さに等しい）とが妨げとなる。

以下企白 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は、ローリングやピッチングを受ける工作
間の限られた空間内での管部材の溶接に都合のよい抵抗
突合わせ溶接をするために、保持装置に可動要素を導入
することによって連続状の水中管路構築用の経済的でか
つ効率のよい溶接用複合装置を提供することである。

本文に使用する「管部材」なる術語は、管路に一度に溶
接すべき所定の長さの管と理解すべきものである。「管
部材」は−本分の管の長さを有する場合もあれば、次の
処理に備えて数本の管を予め溶接して数本分の長さにす
る場合もある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、工作船上に設置する連続状水中管路構築
のための溶接用複合装置であって、管路とそれに溶接す
べき管部材との接続点に配設された溶接機械と；接続領
域において管路に対して移動するように咳管路に共軸状
に配設されたばり除去用トリマと；管路の端部部分を支
持する支持装置と；溶接すべき管部材と、溶接機械と、
管路の端部部分に軸線方向に整合したばり除去用トリマ
との取付け、保持及び維持をするように回転可能に設け
られた保持装置と；管路とそれに溶接すべき管部材との
共軸線から側方に偏移して配設されて、管部材を貯蔵し
かつ該管部材を積荷位置に連続状に供給するアキエムレ
ータとを備えたものにおいて、本発明によれば、上記保
持装置は、管路の軸線と抵抗突合わせ溶接機械によって
溶接すべき管部材の軸線とに共通の軸線に沿って移動可
能な台と、溶接すべき管部材を担持する担持装置を有す
る板部材とを備え、該板部材は、溶接すべき管部材に整
合する位置と積荷位置間に亘って回動するように台上の
尖軸に設けられると共に上記の回動のための回動駆動装
置に作動的に接続され；上記のアキュムレータは、供給
すべき管部材が管路の端部部分に対して所定の角度をな
して延設されていて、板部材を積荷位置に回動した時に
、管部材をアキュムレータから保持装置内に向けて長手
方向に移動できるようにした溶接用複合装置によって達
成される。

溶接用複合装置の上記の構造によって連続状の水中管路
の構築に抵抗突合わせ溶接を使用することができる。溶
接作用に使用する全ての溶接装置を担持した台が可動な
ので管路の端部部分の運動に追従させることができると
共に継目側から管部材を連続的に積込むことができる。

アキュムレータと回動可能な板部材との構造によって管
路と管部材との整合が精確であり、また溶接すべき端部
間の間隔が不変である。しかも溶接用複合装置の全長を
減らすことができる。さらに本発明の装置では長い管部
材を取り扱うことができる。このため現場で溶接すべき
継目数が減少することによって管路構築作業の効率を高
める。

溶接すべき管部材の長さ及び直径によって、本発明の溶
接用複合装置に備えられた抵抗突合わせ溶接機械は、管
内溶接機械即ち溶接すべき管部材に挿入可能な溶接機械
にすることもできるし、又は管部材の外部に設けた溶接
機械にすることができる。

保持装置の構造を単純化するために、保持装置の板部材
回動用尖軸が、管部材の溶接すべき端部の反対側の端部
の位置に、管路とそれに溶接すべき管部材との共通軸線
に整合して台上に設けられた流体圧シリンダのピストン
ロンドを含み、また台上の溶接すべき管部材の端部位置
には、管部材の整合位置において板部材と協働するよう
にした、ピストンロンドを有する少なくとも二つの流体
圧シリンダを設けて、上記の流体圧シリンダと協働して
、同一の水平面において溶接すべき管部材の軸線と管路
の軸線とを整合させると好都合である。

〔実施例〕

添付図面について説明すると、連続状水中管路２構築の
ための溶接用複合装置１　（第１図）は工作間４の甲板
３上に設けられている。溶接用複合装置１は、管路２の
端部部分を支持する支持装置５（甲板３上に設置された
ローラテーブル状に形成される）と抵抗突合わせ溶接用
管内溶接機械７（第２図）を担持する保持装置６と、ク
ランプ機構８．９と、外部のぼり除去用トリマ１ｏとを
含む。保持装置６の側方には溶接すべき管部材１２の貯
蔵及び連続供給をするためのアキュムレータ１１　（第
３．４図）が配設され、夫々の管部材は次の工程に備え
て一本の管又は予め溶接された数本の管からなりたって
いる。

溶接用複合□゛装置　（第１図）には発電装置１３（第
３．４図）から電力が供給される。この発電装置１３は
、工作間４の甲板３（第１図）上の制御ユニット（図示
せず）と−棒状に設けられ、また電カケープル１５を支
持する回転ブーム１４（第２図）を介して管内溶接機械
７に電気的に接続されている。

本発明において、保持装置６は管路２の軸線方向に延び
たレール１７に沿って甲板３上を往復移動するように設
けられた台１６を含む。台１６は作動装置１８と協働し
、作動装置は甲板３上に枢着された動力シリンダ状に形
成され、該作動装置１８のピストンロッドは台１６の車
輪１９の領域において台１６の底側に枢着されている。

台１６上の垂直尖軸２０の周りを回動するように設けら
れた板部材２１の末端には案内ローラ２２が設けられて
いて、板部材２１が尖軸２０の周りを回動すると該案内
ローラ２２は台１６上に設けた円弧状レール２３（第４
図）に沿って回動するようになっている。板部材２１に
は該板部材を回動させる回動駆動装置２４が設けられて
いる。この回動駆動装置２４は複動型流体シリンダ状に
形成されると共に回動駆動装置のハウジングは台１６に
枢着されまた回動駆動装置のピストンロッドは板部材２
１に枢着状に連結されている。

尖軸２０の領域において板部材２１　（第５図）上には
、管内溶接機械（例えば西独特許８２９１８０８２号の
ような抵抗突合わせ型管溶接機械のような公知の適宜の
管内溶接機械）を担持するロッド２６に作動的に連結さ
れた往復運動機構２５が設けられている。

この実施例の往復運動機構２５はラック−ピニオン式の
機構であるが、例えば流体圧シリンダのように往復運動
をする他の任意の機構にすることができる０台１６上に
は板部材２１の末端部に向き合ってクランプ機構８　（
第２図）が支持されている。クランプ機構８はアキュム
レータから受は取った管部材１２を管内溶接機械７の付
近で、台１６に関して管路２に整合させるものである。

このクランプ機構８は適宜の公知装置、例えばハウジン
グを台１６に固定した懸架トロリ型（ソビエト特許Ａ９
０４２４４号の溶接用複合装置に開示）にすることがで
きる。

板部材２１上であって、往復運動機構２５とクランプ機
構８の中間には、溶接すべき管部材１２を担持する担持
装置２７が設けられている。この実施例において担持装
置２７は、管部材１２の軸線方向の調節が容易な被動型
ローラテーブルで示されている。

本発明の好ましい実施例においては、板部材２１上の垂
直尖軸２０は台１６に取り付けた流体圧シリンダ２８　
（第５図）のピストンロッドで構成される。

板部材２１の末端部の下方には、台１６に設けられかつ
それらのピストンロッドで円弧状レール２３を支持する
流体圧シリンダ２９及び３０（第６図）が配設されてい
る。

流体圧シリンダ２８．２９．３０の組み合わせによって
、管路２の端部部分の軸線に対する、溶接すべき管部材
１２の軸線位置の調節・修正が得られる。即ちこれらの
二つの軸線を同一の水平面上に整合させる作動可能な整
合が得られる。これらの二つの軸線を同一の垂直面上に
整合させる作動可能な整合は、板部材２１を回動可能な
回動駆動装置即ち流体圧シリンダ２４　（第３．４図）
と水平移動機構３１　（第５図）によって達成される。

上記の水平移動機構３１は板部材２１上に設けた水平方
向を向いた二つの流体圧シリンダ３２．３３を備え、該
流体圧シリンダのピストンロッドは往復運動機構２５の
ハウジングのロッド２６の両側に衝合している。

板部材２１の輪郭を乗り越して台１６上に設けられたク
ランプ機構９　（第２，３図）は、管路２の端部に対し
て台１６を作動位置に維持するためのものである。クラ
ンプ機構９は前述のクランプ機構８と同様の構造にする
ことが好ましく、軸線方向に往復運動する外部のぼり除
去用トリマ１０のハウジングはアメリカ特許Ａ　３６５
７９６２号のような公知の構造にすることができる。

西独特許Ａ　２３６４５０２号に開示のような、溶接す
べき管部材１２の貯蔵及び連続供給用アキュムレータ１
１は、台１６　（第３，４図）のそばにおいて工作間４
の甲板３上に固着されて、供給される管部材１２の軸線
（即ち溶接用複合装置１の積荷位置）を管路２の軸線に
対して角度αだけ傾けている。角度αの実際値は必要空
間が最小でかつこの角度に亘って板部材２１を回動させ
る流体圧シリンダ２４の行程が最小となるように選択さ
れる。

しかし原理的にはこの値の範囲はかなり広い。

アキュムレータには溶接に備えて管部材１２の端部を揃
えるためにかき落し工具３４が設けられている。

第７図は本発明の変形実施例を示す概略図で、管内溶接
機械の代りに溶接用複合装置１と一体となった抵抗突合
わせ溶接用の外部搭載型溶接機械３５を備える。外部搭
載型溶接機械３５は例えば西独特許８２３３２００６号
のようにすることができる。

外部搭載型抵抗突合わせ溶接機械３５はクランプ機構８
を介して台１６と作動的に接続している。

この実施例の往復運動機構２５は、アメリカ特許Ａ　３
７４５３１９号等の任意の内部のぼり除去用トリマ３７
を有するロッド３６に作動的に接続している。

溶接用複合装置１の上記の実施例はその他の点に関して
は上述した実施例と類似である。

以下に、本発明の溶接用複合装置ｌの作動を説明する。

かき落し工具３４によって予め端部を処理した管部材１
２をアキュムレータ１１　（第３．４図）によって積荷
位置に供給する。回動駆動装置２４が作動して板部材２
１と共に管内溶接機械７を、尖軸２０の周りに角度αだ
け回動させ、管内溶接機械７の幾何学的軸線を当初のか
たよった位置から移動させて管路２の軸線に整合させる
。このように板部材２１を回動させると該板部材の案内
ローラ２２は円弧状レール２３によって導かれる。

これとは逆に溶接用複合装置１が外部搭載型溶接機械３
５．を備える場合には、板部材２１が回動するが外部搭
載型溶接機械３５は台１６上にとどまり、内部のぼり除
去用トリマ３７が板部材２１と共に回動する。

積荷位置において、管内溶接機械７　（或いは内部のぼ
り除去用トリマ３７）は、管部材１２を管内溶接機′Ｉ
ｆＡ７（或いは内部のぼり除去用トリマ３７）に移動さ
せるために、アキュムレータｌｌ上の管部材１２の下方
にある図示せぬ被動ローラテーブルによって供給された
管部材１２と共軸である。

回動駆動装置２４が逆方向に付勢され、板部材２１と管
内溶接機械７　（或いは内部のトリマ３７）及び収容さ
れた管部材１２は回動してクランプ機構８のハウジング
に衝合する当初の整合位置に移動する。

管部材１２は管内溶接機械７　（或いは内部のぼり除去
用トリマ３７）と−緒に管路２に向って移動してその端
面に衝合し、クランプ機構８によって予備クランプされ
る。次いで管部材１２の軸線と管路２の軸線とは、流体
圧シリンダ２８〜３０によって同一水平面上に、また板
部材２１の水平移動機構３１とその回動駆動装置２４と
によって同一垂直面上に整合される。管内溶接機械７を
有する実施例では第２．３図に示すように、往復運動機
構２５によって管内溶接機械７を管路２内に必要なだけ
押し込み管路２と管部材１２との継目の作動位置を獲得
する。次に管内溶接機械７の関連機構が、溶接すべき管
部材１２を管路２に対して最終心合わせ及びクランプを
行なう。これと同時にクランプ機構８は管部材１２のク
ランプを解放する。

外部に設けられた溶接機械３５　（第７図）を有する実
施例では、往復運動機［２５によって内部のぼり除去用
トリマ３７を管路２内に必要なだけ押し込み、他方管部
材１２を外部搭載型溶接機械３５内に移動させて、外部
から管部材１２の最終心合わせ及びクランプを行なう。

クランプ機構９が管路２に対して台１６を保持する作動
状態に保った侭でクランプ機構８を作動して管部材１２
を解放する。

ローリング又はピッチングによって管路２に対する工作
船の位置が変ると、管路２はクランプ機構９を介しての
台１６との協働と管内溶接機械７又は外部搭載型溶接機
械３５の締付けとによってレール１７に沿って台１６を
移動させ、溶接に関連した溶接用複合装置の全設備は台
１６と共に移動する。従ってこの台１６の移動性によっ
て、管部材１２と管路２との整合の信頼性と精度が保証
されまた管部材１２を管路２との溶接部の相対的軸線の
予備設定位置は変化しない。

もし台１６がほぼその中心位置からレール１７の長さ方
向に移動すると、作動装置１８が作動して中心位置に戻
し、かなり荒れた海上においても溶接作業が出来るよう
にする。或いは作動装置１８が流体圧緩衝装置の働きを
する。

上述の溶接用複合装置１の作動位置において、管内溶接
機械７又は外部搭載型溶接機械３５によって継目の溶接
を行なう。

溶接作業が終ると往復運動機構を作動して管内溶接機械
７又は内部のぼり除去用トリマ３７を溶接部を越して引
き込んで内部のぼりを除去する。

外部のぼりは外部トリマ１０又は外部搭載型溶接機械３
５を備えた実施例では該外部搭載型溶接機械３５に付属
したトリミング装置によって除去する。

次いでクランプ機構９が作動してそのローラから管路２
を解放する。（外部搭載型溶接機械を備える実施例にお
いてもクランプ機構９が作動して管路２を解放する。）
工作船４を、上述の管部材１２を接合した管路２に対し
て所要の距離だけ前進させ（この際上記の管路２は支持
装置５のローラテーブル上を自由にころがる）先程溶接
した管部材１２の端部が次回の溶接に必要な距離を離す
。

工作船４を保留し、管路２をクランプ機構９によって再
び台１６に対して保持して上述の作動サイクルを繰り返
えす。

以下余白 〔発明の効果〕 上記の説明から判るように本発明の溶接用複合装置は小
型でしかも作動上信幀性がある。溶接設備が占める長さ
が短かく又補助設備が占め名長さを切捨てた配置である
。

回動可能な板部材を設、げたので、溶接すべき管部材の
全長に等しい長さに亘って管内溶接機械（又は内部のぼ
り除去用トリマ）を引き込める必要がない。従って溶接
すべき管部材の長さを長くすることができるので現場に
おける継目の数が減少する。上記により管路構築の生産
性が高まり、沖合の抵抗突合わせ溶接ができることによ
って生産効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶接用複合装置を載置した管敷設工作
船の概略図、第２図は溶接用複合装置の全体を第１図よ
りも詳細に示した概略図、第３図及び第４図は、殊に作
動・積荷位置を示す溶接用複合装置の平面図、第５図は
第２図のＶ−Ｖ線についての断面図、第６図は第２図の
Ｖｌ−Ｖｌ線についての断面図、第７図は本発明の別の
実施例を全体的に示す概略図である。 ２・・・管路、 ５・・・支持装置、 ６・・・保持装置、 ７．３５・・・抵抗突合わせ溶接機械、１０．３７・・
・ぼり除去用トリマ、 １１・・・アキュムレータ、 １２・・・管部材、 １６・・・台、 ２０・・・尖軸、 ２１・・・板部材、 ２４・・・回動駆動装置、 ２７・・・担持装置、 ２Ｂ、２９．３０・・・流体圧シリンダ。 以下余白 Ｈ〃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工作船上に設置する連続状水中管路（２）構築のた
   めの溶接用複合装置であって、管路（２）とそれに溶接
   すべき管部材（１２）との接続点に配設された溶接機械
   と；溶接領域において管路（２）に対して移動するよう
   に該管路に共軸状に配設されたばり除去用トリマ（１０
   ，３７）と；管路（２）の端部部分を支持する支持装置
   （５）と；溶接すべき管部材（１２）と、溶接機械と、
   管路の端部部分に軸線方向に整合したばり除去用トリマ
   （１０，３７）との取付け、保持及び維持をするように
   回転可能に設けられた保持装置（６）と；管路（２）と
   それに溶接すべき管部材（１２）との共軸線から側方に
   偏移して配設されて、管部材（１２）を貯蔵しかつ該管
   部材（１２）を積荷位置に連続状に供給するアキュムレ
   ータ（１１）とを備えたものにおいて、 上記保持装置（６）は、管路（２）の軸線と抵抗突合わ
   せ溶接機械（７又は３５）によって溶接すべき管部材（
   １２）の軸線とに共通の軸線に沿って移動可能な台（１
   ６）と、溶接すべき管部材（１２）を担持する担持装置
   （２７）を有する板部材（２１）とを備え、該板部材（
   ２１）は、溶接すべき管部材（１２）に整合する位置と
   積荷位置間に亘って回動するように台（１６）上の尖軸
   （２０）に設けられると共に上記の回動のための回動駆
   動装置（２４）に作動的に接続され；上記のアキュムレ
   ータ（１１）は、供給すべき管部材（１２）が管路（２
   ）の端部部分に対して所定の角度をなして延設されてい
   て、板部材を積荷位置に回動した時に、管部材（１２）
   をアキュムレータ（１１）から保持装置（６）内に向け
   て長手方向に移動できるようにしたことを特徴とする溶
   接用複合装置。 ２、抵抗突合わせ溶接機械が、保持装置（６）の板部材
   （２１）上に設けた管内溶接機械（７）である請求項１
   に記載の溶接用複合装置。 ３、抵抗突合わせ溶接機械が、保持装置（６）の台（１
   ６）上に設けた外部搭載型溶接機械（３５）である請求
   項１に記載の溶接用複合装置。 ４、保持装置（６）の板部材回動用尖軸（２０）が、管
   部材（１２）の溶接すべき端部の反対側の端部の位置に
   、管路（２）とそれに溶接すべき管部材（１２）との共
   通軸線に整合して台（１６）上に設けられた流体圧シリ
   ンダ（２８）のピストンロッドを含み、また台（１６）
   上の溶接すべき管部材（１２）の端部位置には、管部材
   （１２）の整合位置において板部材（２１）と協働する
   ようにした、ピストンロッドを有する少なくとも二つの
   流体圧シリンダ（２９，３０）を設けて、上記の流体圧
   シリンダ（２８）と協働して、同一の水平面において溶
   接すべき管部材（１２）の軸線と管路（２）の軸線とを
   整合させた請求項１から３までのいずれか１項に記載の
   溶接用複合装置。