JPH029536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼管の内面溶接工程における管端溶接
品質保証のための終端溶接方法に関するものであ
る。

鋼管内面溶接において、管端溶接品質保証のた
め、通常タブ板と称する鋼板を両管端にあらかじ
め取付けておき、該タブ板に溶接始端及び溶接終
端を納め、溶接終了後にタブ板を取り外すことに
より、溶接始端及び溶接終端に発生し易い溶接欠
陥部を除去している。

従来、鋼管の内面溶接工程における終端溶接方
法は第１図に示すような倣いロールによるタブ板
溝倣い溶接方法がある。第１図において１は鋼管
で、２はタブ板であり、４は溶接用トーチであ
る。３は溶接ヘツドで倣いロール５、溶接用トー
チ４、その他図中に記していない給電ケーブル、
芯線送給装置、フラツクス供給および回収装置
を、具備し、ブーム９を介し矢印方向に移動する
ものである。倣いロール５は鋼管母材開先６（以
下単に母材開先と記す）及びタブ板２上に加工し
た溝７内を倣いながら移行し溶接用トーチ４と管
壁の間隔を一定に保持しながら母材開先６中心線
と溶接線を一致させるものである。次に従来方法
の実施例を第１図にて説明する。溶接ヘツド３の
全荷重を支えた倣いロール５が母材開先６に引き
続きタブ板２上に加工した溝７（（以下単にタブ
板溝と記す）内を倣いながら移行し、倣いロール
５後方に取付けた溶接用トーチ４により母材開先
６及びタブ板溝７内を溶接して行き、タブ板２を
溶接終端として溶接を終了する。しかし該溶接方
法では第２図イに示すようにタブ板溝７の斜め加
工等の溝加工精度不良及び鋼管１へのタブ板２の
傾斜取付け、母材開先６とタブ板溝７のセンター
ズレ等の取付け精度不良等により第２図ロに示す
ように倣いロール５がタブ板溝７に移行した時点
から管端部において本来溶接すべき母材開先６の
中心線と溶接ビード９の中心線がずれた溶接とな
り、第３図に示す溶接部断面のようなオフシーム
による溶接欠陥が発生するという欠点がある。

上記欠点を改善するものとして、イ）鋼管１に
タブ板２を取付けた後、人がグライダー等により
溝修正をする方法及びロ）第４図に示すように補
助ロール１０を設け、倣いロール５がタブ板２に
移行する前に補助ロール１０を溶接用ヘツド支持
台８（以下カートと記す）上の溝に乗せカート８
にて溶接用ヘツド３荷重を支え、倣いロール５に
よるタブ板溝７倣いを停止し補助ロール１０によ
るカート８溝倣いに移行する方法がある。しか
し、イ）の方法では作業者の熱練を要し、加工精
度の限界及び粉塵等の作業環境、更には溶接作業
能率低下等の問題があり、ロ）の方法ではタブ板
溝７による影響は除外されるが、カート８の取付
精度不良等により母材開先６の中心線とカート８
溝の中心線が異なり、従来の方法と同様にオフシ
ーム等の欠陥が発生し、更に溶接ヘツド３と管壁
との間隔が変化し溶接欠陥を発生するなどの問題
があつた。

本発明は前述の問題点である管端溶接部欠陥主
にオフシームを防止し、管端溶接部の品質保証と
するものである。

また、本発明は倣いロール５が母材開先６を倣
つている際中にカート８に設置した保持装置によ
り、溶接ヘツド３を任意の状に保持し倣いロール
５による母材開先倣いを中止し、溶接ヘツド３と
管壁との間隔を変えることなく移行させて管端溶
接をする方法を提供するものである。

以下、本発明を第５図、第６図に示す実施にも
とづいて詳細に説明する。第５図イ，ロは各各本
発明装置の正面図及び平面図、第６図は本発明装
置側面の部分図を示す。

第５，６図において１は鋼管、２はタブ板、３
は矢印方向に移動する溶接ヘツド、溶接トーチ
４、倣いロール５、倣いロール昇降用シリンダー
１１、サポートガイド１２、検出プレート１３を
具備している。５は倣いロールで倣いロール昇降
用シリンダー１１により上下方向に移動する。１
２は表面が円滑な平板のサポートガイドで、カー
ト８上に取付けられた保持装置のサポートロール
１４が溶接ヘツド３を確実に保持しながらスムー
ズに移行させるためのガイドである。保持装置の
水平サポートロール１４が溶接ヘツド３を確実に
保持しスムーズに移動させることが可能であれ
ば、例えばゴム等を溶接ヘツド３の側面に設けて
もよいが特別に設ける必要はない。１１は倣いロ
ール昇降用シリンダーで水平サポートロール１４
により、溶接ヘツド３が保持された時点で倣いロ
ール５による母材開先倣いを中止するために倣い
ロール５を上昇させるものであるが、倣いロール
５を開先内から移動させることができるものであ
れば、例えば電動機等を用いてもよい。１５は溶
接ヘツド位置検出のためのリミツトスイツチであ
り、レバー付リミツトスイツチのような接触型の
検出端でもノンタクトリミツトスイツチや光電
管、レーザー光線等を利用した非接触型の検出端
でもよく、更に確実に検出可能であれば近距離検
出端でも遠距離検出端でもかまわない。８はカー
トであり、１４は保持装置の左右２対の水平サポ
ートロールで回転自在のロールを有し、サポート
ロールクランプシリンダー１６により左右のバラ
ンスのとれるような力が加えられ、溶接ヘツドを
任意の状態で保持し、かつスムーズに移動させる
ものであり、左右１対以上であればよい。

固定装置はサポートロールクランプシリンダー
１６、ベース駆動スクリユー１７及び直流ギヤー
ドモータ１８からなり、サポートロールクランプ
シリンダー１６は溶接ヘツド３の自重により降下
を防止し、かつ溶接ヘツド３がスムーズに移動で
きる左右ロールのバランスのとれた圧力をサポー
トロール１４に加えて溶接ヘツド３を任意の状態
に保持するものであり、サポートロール１４に前
述の圧力を加えて保持可能であれば例えば電動機
等でもよい。ベース駆動用スクリユー１７、直流
ギユーモータ１８はサポートロール１４を一旦溶
接ヘツド３の近距離に接近させることにより、サ
ポートロール１４の溶接ヘツド３に与える衝撃力
を緩和するためにサポートロールクランプシリン
ダー１６本体を移動させるものであり近距離まで
移動させることが可能であれば、例えばシリンダ
ー等でもよく仮に溶接ヘツド３の移動がなく一定
位置に保持することが可能であれば特別に設ける
必要はない。第６図の１９は左右２対の垂直サポ
ートロールで、回転自在のロールを有し溶接ヘツ
ド３の垂直方向位置を一定に保持させるものであ
り、垂直方向位置を一定に保持可能で溶接ヘツド
３の移動を妨げることがなければ、例えば平板に
潤滑油等の潤滑材を用いるようなものでもよい。
２０は距離検出器で水平サポートロール１４に対
応して垂直サポートロール１９の直下に設けら
れ、溶接ヘツド３に設けられた検出プレート１３
との距離を測定することにより溶接ヘツド３の位
置及び状態を検出し、ベース駆動スクリユー１７
によるサポートロールクランプシリンダー１６本
体の移動量を検出するためのもので、変位計等の
接触型でも超音波等の非接触型でもよい。溶接ヘ
ツド位置検出ルミツト１５の検出位置は倣いロー
ル５がタブ板２に移行する以前であればどの位置
でもよいが、管端の母材開先６の急激な変動によ
る母材開先６中心と溶接ビート中心とのずれ発生
を防止するため倣いロール５がタブ板２に近い位
置程望ましい。

次に本発明装置の作用について説明する。

第５，６図において、ブーム９を介して矢印方
向に移行する溶接ヘツド３の全荷重を支持した倣
いロール５が母材開先６内を倣いながら移行し後
方に設けた溶接トーチ４により母材開先６の溶接
を進行する。そして、倣いロール５がタブ板２に
移行する以前に、カート８上に設置された溶接ヘ
ツド用検出用リミツト１５が動作（検知）すると
その信号によりカート８上に設けられた４つの距
離検出器２０が各々検出プレート１３までの距離
を検出し、各々の直流ギヤードモータ１８が起動
し、ベース駆動用スクリユー１７によりサポート
ロールクランプシリンダー１６本体をサポートガ
イド１２と水平サポートロール１４との距離が１
mm程度の位置まで移動させ、その後、溶接ヘツド
３の自重による降下を防ぎ、かつ水平サポートロ
ール１４が円滑に回転し、左右のバランスのとれ
た力をサポートロールクランプシリンダー１６に
より、全水平サポートロール１４に同時に加え水
平サポートロール１４と垂直サポートロール１９
を介して溶接ヘツド３を任意の状態で保持しスム
ーズに移行させる。それと同時に倣いロール昇降
用シリンダー１１により、倣いロール５を開先内
から外し、倣いロール５による開先倣いを終了す
る。そして水平サポートロール１４と垂直サポー
トロール１９により保持された溶接ヘツド３が溶
接を進行し、タブ板２上で溶接を終了する。

尚、ベース駆動用スクリユー１７によるサポー
トロールクランプシリンダー１６本体の移動停止
位置は水平サポートロール１４が溶接ヘツド３に
衝撃を与えず、更に溶接ヘツド３を移動させない
距離であればよい。

以上詳述した本発明方法の採用により、倣いロ
ールがタブ板に移行する前に溶接ヘツドを任意の
状態に保持し、次いで倣いロールを解放して管終
端を溶接するため、従来のタブ板取付精度、溝加
工精度不良等により発生していた管端部の溶接欠
陥、主にオフシームを防止し品質保証ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の実施例を示す図、第２図
イ，ロはタブ板取付不良の例を示す図、第３図は
オフシームの例を示す溶接部の断面図、第４図は
第１図の従来の改善装置の実施例を示す図、第５
図イ，ロは各々本発明装置の正面図及び平面図、
第６図は本発明装置側面の部分図である。 １……鋼管、２……タブ板、３……溶接用ヘツ
ド、４……溶接用トーチ、５……倣いロール、６
……鋼管母材開先、７……タブ板溝、８……カー
ト、９……ブーム、１０……補助ロール、１１…
…倣いロール昇降用シリンダー、１２……サポー
トガイド、１３……検出プレート、１４……水平
サポートロール、１５……溶接ヘツド位置検出
器、１６……サポートロールクランプシリンダ
ー、１７……ベース駆動用スクリユー、１８……
直流ギヤードモータ、１９……垂直サポートロー
ル、２０……距離検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼管の長手方向内面溶接において終端溶接を
   する際、タブ板に倣いロールが移行する前に、倣
   いロールによるトーチ倣いを中止し、溶接ヘツド
   と管壁との間隔を倣いロールによるトーチ倣いを
   中止する直前の状態で保持して溶接を行なうこと
   を特徴とする鋼管の内面溶接における管端溶接方
   法。