JPH02255272A - 円周自動溶接方法およびその装置 - Google Patents
円周自動溶接方法およびその装置Info
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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。
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〕
本発明は地中埋設パイプライン、プラント配管等を溶接
接続する場合に用いる円周自動溶接方法およびその装置
に関する。
接続する場合に用いる円周自動溶接方法およびその装置
に関する。
［従来の技術］
配管を突合溶接により接合する場合、平棒によるＴＩＧ
溶接は普及しており、自動ＴＩＧ円周自動溶接装置も見
受けられるが、いずれも装置の近くでオペレータが直接
、手動で操作するのが一般的であった。
溶接は普及しており、自動ＴＩＧ円周自動溶接装置も見
受けられるが、いずれも装置の近くでオペレータが直接
、手動で操作するのが一般的であった。
このような地中埋設パイプライン、プラント配管等を溶
接接続する場合には、狭い掘削溝（トレンチ）内で溶接
することがほとんどであり、足場も悪いことが多い。従
って、作業環境の改善、安全性の面から遠隔操作可能な
現地接合用円周ＴＩＧ自動溶接方法およびその装置の開
発が待望されていた。
接接続する場合には、狭い掘削溝（トレンチ）内で溶接
することがほとんどであり、足場も悪いことが多い。従
って、作業環境の改善、安全性の面から遠隔操作可能な
現地接合用円周ＴＩＧ自動溶接方法およびその装置の開
発が待望されていた。
本発明はこのような場合に、突合溶接部の手動溶接のた
めの会所掘りを省略し、自動的に良質な円周溶接を行う
方法およびその装置を提供することを目的とするもので
ある。
めの会所掘りを省略し、自動的に良質な円周溶接を行う
方法およびその装置を提供することを目的とするもので
ある。
〔課題を解決するための手段ｊ
本発明は、遠隔操作溶接をすることができるようにし、
かつ現地溶接が円滑に進められるようにしたもので、管
の突合溶接に当り、管の外周に管と同軸心の環状ガイド
を装着し、このガイドに沿って溶接ヘッドを走行させ、
アーク映像を撮像すると共にアーク音の集音を行い、デ
ィスプレイに表示した撮像映像およびマイクロフォンで
発音した集音音響を目視および聴取しながら、溶接条件
を調節して管の円周連続溶接をすることを特徴とする円
周自動溶接方法である０本発明方法はＴＩＧ、ＭＩＧ、
その他の溶接に適用できるものである。
かつ現地溶接が円滑に進められるようにしたもので、管
の突合溶接に当り、管の外周に管と同軸心の環状ガイド
を装着し、このガイドに沿って溶接ヘッドを走行させ、
アーク映像を撮像すると共にアーク音の集音を行い、デ
ィスプレイに表示した撮像映像およびマイクロフォンで
発音した集音音響を目視および聴取しながら、溶接条件
を調節して管の円周連続溶接をすることを特徴とする円
周自動溶接方法である０本発明方法はＴＩＧ、ＭＩＧ、
その他の溶接に適用できるものである。
本発明の装置は、溶接ヘッドにアーク映像を鮮明に捉え
ることができるように、特殊フィルタと超小型ＣＣＤ
（Ｃａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ 電荷
結合素子）カメラを搭載し、さらにアーク音を常時集音
する音響ピックアップを備え、映像を表示するディスプ
レイと映像に変化が現れる前にあらかじめ溶接の異常有
無をチエツクするためのスピーカを搭載し、以上の音と
映像の２重同時モニタリング操作により溶接条件を遠隔
操作する調節装置を備え、管敷設の現地で円周自動溶接
ができる装置である。
ることができるように、特殊フィルタと超小型ＣＣＤ
（Ｃａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ 電荷
結合素子）カメラを搭載し、さらにアーク音を常時集音
する音響ピックアップを備え、映像を表示するディスプ
レイと映像に変化が現れる前にあらかじめ溶接の異常有
無をチエツクするためのスピーカを搭載し、以上の音と
映像の２重同時モニタリング操作により溶接条件を遠隔
操作する調節装置を備え、管敷設の現地で円周自動溶接
ができる装置である。
本発明装置をＴＡＧ溶接装置とすれば、発煙がほとんど
なく撮像が容易で鮮明な画像を得ることができ極めて好
ましい。この場合、本発明装置は具体的に次の技術手段
からなるものである。
なく撮像が容易で鮮明な画像を得ることができ極めて好
ましい。この場合、本発明装置は具体的に次の技術手段
からなるものである。
（１） 円周ガイドに沿って走行する走行装置を備え
た溶接ヘッド、 （２） タングステン電極を中心にし、かつこれに近接
するように適切な傾斜角度を持って片側に特殊フィルタ
を備えたＣＣＤカメラおよび音響ピックアップ（マイク
ロフォン）を備え、これに対向するように、アーク照明
用ライトを適正角度で設置したＴＩＧ溶接ヘッド、 （３） ＣＣＤカメラによる撮像を鮮明アーク映像と
して表示するディスプレイおよびマイクロフォンにより
採取される規則的なアーク音を発音するスピーカを備え
た監視装置、 （４） 「映像と音」の２要素を同時にモニタしつつ
、溶接条件を遠隔操作するＴＩＧ円周自動溶接調節装置 から構成されている。
た溶接ヘッド、 （２） タングステン電極を中心にし、かつこれに近接
するように適切な傾斜角度を持って片側に特殊フィルタ
を備えたＣＣＤカメラおよび音響ピックアップ（マイク
ロフォン）を備え、これに対向するように、アーク照明
用ライトを適正角度で設置したＴＩＧ溶接ヘッド、 （３） ＣＣＤカメラによる撮像を鮮明アーク映像と
して表示するディスプレイおよびマイクロフォンにより
採取される規則的なアーク音を発音するスピーカを備え
た監視装置、 （４） 「映像と音」の２要素を同時にモニタしつつ
、溶接条件を遠隔操作するＴＩＧ円周自動溶接調節装置 から構成されている。
さらに。
（５） 厚肉管の場合にはカメラの輻射熱による損傷を
避けるために、カメラ外周部にアルゴンガスを吹付ける
ノズルを備える。
避けるために、カメラ外周部にアルゴンガスを吹付ける
ノズルを備える。
［作用Ｊ
本発明方法によれば、管突合溶接部のアーク映像とアー
ク音を杷えながら遠隔で連続自動溶接を行うことができ
る。従って、会所掘りを要せず。
ク音を杷えながら遠隔で連続自動溶接を行うことができ
る。従って、会所掘りを要せず。
高品質の溶接を連続的に自動的に行うことができる。
本発明装置は、上記本発明方法を容易確実に実施するこ
とができる０本発明に用いる溶接ヘッドは軽量かつ機高
が最大２００ｍ５程度のため、会所掘りが不要となり、
上向き姿勢溶接時に管の下に体をもぐり込ませて、溶接
アークを監視することも全く不要となった。
とができる０本発明に用いる溶接ヘッドは軽量かつ機高
が最大２００ｍ５程度のため、会所掘りが不要となり、
上向き姿勢溶接時に管の下に体をもぐり込ませて、溶接
アークを監視することも全く不要となった。
なお、この装置ではビデオテープに映像を記録すること
ができ、品質管理、技術向上に寄与する。
ができ、品質管理、技術向上に寄与する。
第１図は本発明方法の実施に用いる本発明装置の全体系
統図を示す。本発明装置は埋設管の突合溶接の場合に極
めて有用である。掘削溝内には溶接ヘッド３が鋼管ｌ外
周上にガイド２を介して設置される。
統図を示す。本発明装置は埋設管の突合溶接の場合に極
めて有用である。掘削溝内には溶接ヘッド３が鋼管ｌ外
周上にガイド２を介して設置される。
自動溶接ヘッドとしては、会所掘りが不要になることを
主眼におき、機高の低い米・ダイメトリックス社製自動
機を用いた。この装置では管周囲に２５０ｍｍのクリア
ランスがあれば全（支障な（溶接をすることができる。
主眼におき、機高の低い米・ダイメトリックス社製自動
機を用いた。この装置では管周囲に２５０ｍｍのクリア
ランスがあれば全（支障な（溶接をすることができる。
同時に本溶接ヘッドに対し、遠隔溶接を可能ならしめる
ためアーク溶接用カラーモニタ装置を付属させた。
ためアーク溶接用カラーモニタ装置を付属させた。
地上部には溶接電源装置４、アークシールド用ガスボン
ベ５、遠隔操作盤７、溶接条件をプリセットするプログ
ラマボックス６などが備えられている。プログラマボッ
クス６はケーブル１３を介して溶接電源装置４に結合さ
れており、遠隔操作盤７はモニタケーブル１４を介して
溶接ヘッド３に結合されている。また溶接ヘッド３はケ
ーブル１５により溶接電源装置４から操作される。
ベ５、遠隔操作盤７、溶接条件をプリセットするプログ
ラマボックス６などが備えられている。プログラマボッ
クス６はケーブル１３を介して溶接電源装置４に結合さ
れており、遠隔操作盤７はモニタケーブル１４を介して
溶接ヘッド３に結合されている。また溶接ヘッド３はケ
ーブル１５により溶接電源装置４から操作される。
１７．１８は電源ケーブルである。溶接が始まるとオペ
レータはディスプレイ８上に映るアーク映像とスピーカ
９より流れる規則的なアーク音を常時、監視しつつ異常
事態が起こらぬよう、操作盤７のダイヤル１０を適宜回
転、調節することになる。なお、１１はアンプ、１２は
ビデオ装置である。
レータはディスプレイ８上に映るアーク映像とスピーカ
９より流れる規則的なアーク音を常時、監視しつつ異常
事態が起こらぬよう、操作盤７のダイヤル１０を適宜回
転、調節することになる。なお、１１はアンプ、１２は
ビデオ装置である。
第２図に溶接ヘッドの要部を示す。第２図は、管１の外
面円周施工中の状況を示している。
面円周施工中の状況を示している。
中央にタングステン電極２２が管１の表面に対し垂直に
立っている。これを中心に左側３０度方向より３０万画
素のカラーＣＣＤカメラ２６ならびにノイズレス回路を
設けた音響ピックアップ（コンデンサマイクロフォン）
２７が平行して設置されており、ともにアーク映像およ
びアーク音を捉えている。ＣＣＤカメラは特殊フィルタ
２５を備えている。
立っている。これを中心に左側３０度方向より３０万画
素のカラーＣＣＤカメラ２６ならびにノイズレス回路を
設けた音響ピックアップ（コンデンサマイクロフォン）
２７が平行して設置されており、ともにアーク映像およ
びアーク音を捉えている。ＣＣＤカメラは特殊フィルタ
２５を備えている。
一方、右側３０度方向より１５０Ｗのハロゲンランプ２
８がアーク稼働中、投射されている。病接ワイヤ２４は
左側１５度方向より、タングステン電極近くに溶接中、
連続送給される。
８がアーク稼働中、投射されている。病接ワイヤ２４は
左側１５度方向より、タングステン電極近くに溶接中、
連続送給される。
第２図は台車進行方向が反時計針方向の場合であるが、
逆方向に溶接するときには、溶接トーチを中心にＣＣＤ
カメラ２６．マイクロフォン２７とハロゲンランプ２８
を１８０度回転させ、第２図とは逆位置の関係で溶接を
進めることになる。
逆方向に溶接するときには、溶接トーチを中心にＣＣＤ
カメラ２６．マイクロフォン２７とハロゲンランプ２８
を１８０度回転させ、第２図とは逆位置の関係で溶接を
進めることになる。
また、ＣＣＤカメラ２６の溶接による輻射熱を回避する
ため、厚肉バイブ溶接の場合にはカメラ外周部に紬調管
をスパイラル状に巻きつけ、この紬調管外面に多数穿孔
した穴よりアークシールド用ガスとして使っているアル
ゴンガスを常時吹付けるとよい。
ため、厚肉バイブ溶接の場合にはカメラ外周部に紬調管
をスパイラル状に巻きつけ、この紬調管外面に多数穿孔
した穴よりアークシールド用ガスとして使っているアル
ゴンガスを常時吹付けるとよい。
なお、アーク光を鮮明画像として捉えるため設けられた
特殊フィルタ２５は第３図に示す通り。
特殊フィルタ２５は第３図に示す通り。
透明ガラス４１．偏光フィルタ４２．干渉フィルタ４３
．偏光フィルタ４４、カラーフィルタ４５から構成され
ている。
．偏光フィルタ４４、カラーフィルタ４５から構成され
ている。
次に本発明の装置を用いて本発明方法、を実施した例を
示す、溶接条件は次の通りである。
示す、溶接条件は次の通りである。
炭素鋼鋼管の円周溶接
鋼管：３５０Ａｘ７．９も
旧材、ワイヤ ＫＴ−５０（φ１．０）シールドガス
アルゴン＋１５ｆｆ／ ｎ１ｎｌ 開先形状、第４図の通り 版厚（５１）ニア、９ｍｍ 開先角度ｆ５２）：９０〜１００度 ルート部隙間（５３）＋０．５ｍｍ ルート部厚さｆ５４）：０．５〜１．ｏｍｍ溶接条件：
ＴｉＧ溶接 積層、４層バス盛り（一方向連続回転溶接）この宴施例
によれば、アークおよび溶接金属の映像は極めて鮮明で
あり、アーク音により（８接状況の変化を事前に予知す
ることができ、極めて高品質の溶接を容易に行うことが
できた。
アルゴン＋１５ｆｆ／ ｎ１ｎｌ 開先形状、第４図の通り 版厚（５１）ニア、９ｍｍ 開先角度ｆ５２）：９０〜１００度 ルート部隙間（５３）＋０．５ｍｍ ルート部厚さｆ５４）：０．５〜１．ｏｍｍ溶接条件：
ＴｉＧ溶接 積層、４層バス盛り（一方向連続回転溶接）この宴施例
によれば、アークおよび溶接金属の映像は極めて鮮明で
あり、アーク音により（８接状況の変化を事前に予知す
ることができ、極めて高品質の溶接を容易に行うことが
できた。
〔発明の効果１
本発明方法はローパルスモード溶接、シンクロパルスモ
ード溶接にも好適であり、初層溶接、フィラーバス溶接
を高品質で行うことかできる。
ード溶接にも好適であり、初層溶接、フィラーバス溶接
を高品質で行うことかできる。
本発明装置によれば会所堀りが不要であり、円滑、確実
に地上にて遠隔操作溶接ができるようになった。従って
、現地配管工事の場合に土砂の掘削看、埋戻看の減少、
工事占有面積の減少、工事期間の短縮、コストの低減が
可能となった。
に地上にて遠隔操作溶接ができるようになった。従って
、現地配管工事の場合に土砂の掘削看、埋戻看の減少、
工事占有面積の減少、工事期間の短縮、コストの低減が
可能となった。
また、上の実施例にも示したように、−射的なＵ形開先
に替えて■形開先にも適用可能となり、開先加工費も約
２０％削減できるようになった。
に替えて■形開先にも適用可能となり、開先加工費も約
２０％削減できるようになった。
また、ビデオ記録が可能となり、品質管理が容易となっ
た。
た。
第１図は本発明装置の全体構成を示す斜視図、第２図は
その溶接ヘッド部の詳細を示す側面図、第３図はフィル
タの構成図、第４図は実施例の開先形状図である。 ■−・・管 ２・・・ガイド ３・・−溶接ヘッド ４・・・溶接電源装置 ５・・・ガスボンベ ６・・・プログラマボックス ７・・・遠隔操作盤 ８・・−ディスプレイ ９・・・スピーカ １０・・・ダイヤル ２２・・・タングステン電極 ２４・・・溶接ワイヤ ２５・・−フィルタ ２６・・・ＣＣＤカメラ ２７・・・音響ピックアップ フォノ） ２８−ハロゲンランプ （コンデンサマイクロ
その溶接ヘッド部の詳細を示す側面図、第３図はフィル
タの構成図、第４図は実施例の開先形状図である。 ■−・・管 ２・・・ガイド ３・・−溶接ヘッド ４・・・溶接電源装置 ５・・・ガスボンベ ６・・・プログラマボックス ７・・・遠隔操作盤 ８・・−ディスプレイ ９・・・スピーカ １０・・・ダイヤル ２２・・・タングステン電極 ２４・・・溶接ワイヤ ２５・・−フィルタ ２６・・・ＣＣＤカメラ ２７・・・音響ピックアップ フォノ） ２８−ハロゲンランプ （コンデンサマイクロ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 管の突合溶接に当り、該管の外周に該管と同軸心の
環状ガイドを装着し、該ガイドに 沿って溶接ヘッドを走行させ、アーク映像を撮像すると
共にアーク音の集音を行い、該撮像映像および集音音響
により、溶接条件を調節して該管の円周連続溶接をする
ことを特徴とする円周自動溶接方法。 ２ 円周ガイドに沿って自走する溶接ヘッドと、該ヘッ
ドに装着したＣＣＤカメラおよび音響ピックアップと、
該ＣＣＤカメラの撮像映像を表示するディスプレイおよ
び音響ス ピーカと、該溶接ヘッドの溶接条件を調整する調節装置
とを備えたことを特徴とする円周自動溶接装置。 ３ ＣＣＤカメラに向けてガス噴射ノズルを備えた請求
項２記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7678689A JPH02255272A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 円周自動溶接方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7678689A JPH02255272A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 円周自動溶接方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02255272A true JPH02255272A (ja) | 1990-10-16 |
| JPH05141B2 JPH05141B2 (ja) | 1993-01-05 |
Family
ID=13615295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7678689A Granted JPH02255272A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 円周自動溶接方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02255272A (ja) |
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| US9056365B2 (en) | 2009-09-11 | 2015-06-16 | Fronius International Gmbh | Monitoring module for monitoring a process with an electric arc |
| US9517524B2 (en) | 2013-11-12 | 2016-12-13 | Lincoln Global, Inc. | Welding wire spool support |
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| JP2017060968A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 株式会社Ｎｉｓｈｉｈａｒａ | 画像処理装置と画像処理方法及びレーザまたはｔｉｇ溶接装置とレーザまたはｔｉｇ溶接装置の制御方法 |
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-
1989
- 1989-03-30 JP JP7678689A patent/JPH02255272A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05141B2 (ja) | 1993-01-05 |
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