JPH03184672A - 杭継手部の多層自動溶接装置 - 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」 この発明は、杭継手部の多層自動溶接装置に関するもの
である。

「従来の技術、発明が解決せんとする問題点」一般に、
杭同士をその端部の継手部において自動溶接機により溶
接一体化することにより、長尺な杭として地中に打込む
施工が盛、んに実施されている。

そこで、このような溶接方法として従来、半自動又は全
自動溶接機により多層溶接することが一般的であるか、
杭の多層溶接においては上下の杭相互の継手部を突合せ
ることによりその周囲できた溶接開先の周囲に、杭の周
囲を旋回走行する走行架台に取付けた一本のアーク溶接
トーチを旋回させながら一層目の溶着金属の盛り上げを
全周に渡って行い、その後において再び−本のアーク溶
接トーチを開先周囲に旋回させながら、−層目の溶着金
属上に重ねて二層目の溶着金属の盛り土げを全周に渡っ
て行なうという多段階操作により溶接しているのか現状
である。

しかしながら、このような多段階溶接では、−回の多層
溶接にアーク溶接トーチを二回以り旋回させ、しかも−
・層目の溶接後その表面にできる溶接スラグを除去し、
更に溶接トーチの位置を調節した上で二層目を溶接する
という作業を伴うため、溶接作業か煩雑で時間かかかり
、作業効率か悪いという問題があった。

そのため、本出願人らは先に、杭周囲に設けたガイドレ
ールに沿って駆動走行する駆動架台に、その走行方向に
所定間隔で複数のアーク溶接トーチを取付け、この溶接
トーチを駆＠架台と共に杭継手部の開先周囲に旋回させ
、その旋回方向前方に位置するアーク溶接トーチにより
溶接した溶接スラグか硬化する前に、その上に重ねて後
続のアーク溶接トーチにより次層の溶着金属を盛り上げ
ることにより、アーク溶接トーチを一回旋回させるだけ
で多層溶接を完了させ、しかもスラグの除去や溶接トー
チの位置の調節を要することなく極めて単純に杭の溶接
を行い得るようにした溶接方法及び溶接装置を開発し、
既に特願平１−７２１７９号として特許出願した。

しかしながら、この多層溶接装置においては駆動架台に
溶接トーチやその取付調節機構などの溶接機材を取付け
たものであるため、装置全体として機構的に煩雑で重量
も嵩み、取扱いの容易性に多少難があり、また溶接機材
などの取付スペースにも多少制約かあるなど、その具体
化については改善すべき課題がある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は前記従来の課題を解決するために杭周囲に設
けたガイドレールに沿って自動走行する駆動架台に、こ
のガイドレールに沿って走行自在な溶接部架台を連結し
、この溶接部架台にその走行方向に所定間隔で複数のア
ーク溶接トーチを取付けた杭継手部の多層自動溶接装置
、この溶接部架台にアーク溶接トーチの設置部よりも走
行方向の前方及び後方にそれぞれ予熱用ガストーチ及び
スラグ除去用ブラシを設置した多層自動溶接装置、並び
に溶接部架台に溶接器具の設置部の側方に防風カバーを
設置した多層自動溶接装置を提案するものである。

「作用」 杭周囲を自動旋回する駆動架台を駆動してこれに連結し
た溶接架台を旋回走行させることにより、その旋回方向
に所定間隔で複数取付けたアーク溶接トーチは杭継手部
の開先周囲に旋回し、先ずその旋回方向前方に位置する
アーク溶接トーチにより一屑目の溶着金属が盛り上げら
れ、この−層目の溶着金属が硬化する前に、その上に重
ねて後続のアーク溶接トーチにより次層の溶着金属か盛
り上げられる。

従って、アーク溶接トーチを一回旋回させるだけで多層
溶接を完了させることができ、しかもスラグの除去や溶
接トーチの位置の調節な要することなく極めて単純に杭
の溶接を行うことか可能となる。

また、アーク溶接トーチやその取付調ｍ部材をなどの溶
接機材は、駆動架台とは分離してこれに連結した溶接架
台に設置されているため、溶接機材の取付スペースの制
約がなく設計に自由性かあり、製造上も容易であると共
に、予熱用ガストーチ、スラグ除去用ブラシ或いは防風
カバーなどの付帯機材を取付けることかでき、しかも駆
動架台と溶接架台の溶接部を別体にして軽量コンパクト
に構成できるため、装置の持ち運びや取付は取外しなど
の取扱いか極めて容易となる。

「実施例」 以下この発明を図面に示す実施例について説明すると、
下杭１′の上端継手部上に下端継手部を重ねた上杭ｌの
周囲には円環状の固定ベース２か固定ネジ３により取付
けられ、この固定ベース２の外周に取付けた円環状のガ
イドレール４に、駆動架台５及びこれに連結した溶接部
架台６かそれぞれ旋回走行自在に取付けられている。

駆動架台５は、その背面に取付けた上下の車輪７をガイ
ドレール４の上下に係合させ、ガイドレール４の表面に
取付けたラックレール８に噛み合う中間の駆動ピニオン
車輪９を変速モーターで回転駆動することにより、上杭
１の周囲を旋回走行するように構成されている。

溶接部架台６は、その背面に取付けた上下の車輪１０を
ガイドレール４の上下に係合させて走行し、その前端と
駆動架台５の後端に取付けた１例えばフック状の掛金具
とリング状の受金具等からなる屈曲自在な連結具１１に
より駆動架台５に連結して、牽引走行されるようになっ
ており、その走行停止時等において駆動架台５への追突
を防止するために、駆動架台５の後端にストッパー１２
か突設されている。　駆動架台５の表面には、昇降ロッ
ド１３を摺動自在に包持した複数（図では３個）の溝型
のガイドホルダー１４が左右に間隔を置いて取付けられ
。

各ガイドホルダー１４には昇降ロッド１３の側面に形成
したラック１５に噛み合うピニオンギヤ１６か回転自在
に支承されており、このピニオンギヤ１６の支軸１７を
回転摘まみ１８にて回転することにより、各昇降ロッド
１３の上下位置を昇降調節し、それぞれ所要位置におい
てクランプネジ１９により締付は固定できるように構成
されている。

各昇降ロット１３の下端には、溶接部架台６の前方に水
平に突出したガイドロッド２０か設けられ、このガイド
ロッド２０にこれを包持するように溝型の移動ホルダー
２１か進退自在に取付けられ、この移動ホルダー２ｉに
はガイドロッド２０の上面に形成したラック２２に噛み
合うピニオンギヤ２３か回転自在に支承されており、こ
のピニオンギヤ２３の支軸２４を回転摘まみ２５にて回
転することにより、各移動ホルダー２１の前後位置を進
退調節し、それぞれ所要位置においてクランプネジ２６
により締付は固定できるように構成されている。

各移動ホルダー２１には水平のブラケット２７が突設さ
れ、その底面にトーチ挟着基板２８又は２８′か縦の枢
軸２９により水平旋回自在に取付けられており、各トー
チ挟着基板２８゜２８′には枢軸２９を曲率中心とする
円弧スリット３０が設けられ、トーチ挟着基板２８の下
方から円弧スリット３０を通してブラケット２７の通孔
に挿通されたクランプボルト３１の突出上端にナツト３
２をねじ込み、各トーチ挟着基板２８．２８’を所要旋
回位置において固定できるようになっている。

溶接部架台６の走行方向の前端側及び後端側に位置する
ガイドロッド２０に沿って移動ホルダー２１と共に進退
するブラケット２７に取付けたトーチ挟着基板２８の下
方には、Ｖ型状のトーチ挟着板３３かその左右のフラン
ジ状端部において締結ボルト３４により取付けられてい
る。

溶接部架台６の走行方向の中間に位置するガイドロッド
２０に沿って移動ホルダー２１と共に進退するブラケッ
ト２７に取付けたトーチ挟着基板２８′は、本来上記ト
ーチ挟着基板２８と構成上回しでよいか、本実施例にお
いては設計上上記トーチ挟着基板２８．２８間の間隔を
狭くしたために、これらに重なることを避ける必要上、
その下方に垂直部３５を設け、これに水平に相対してト
ーチ挟着板３６がその左右のフランジ状端部において締
結ボルト３７により取付けられている。

上記溶接部架台６の旋回方向の前端側に位置するトーチ
挟着基板２８とトーチ挟着板２８′との間には、予熱用
ガストーチ３８がその本体部において挟着固定され、同
中間に位置するトーチ挟着基板２８“の垂直部３５とト
ーチ挟着板３６との間、および後端側に位置するトーチ
挟着基板２８とトーチ挟着板２８′との間には半自動又
は全自動アーク溶接トーチ３９の把手部及び同様のアー
ク溶接トーチ３９′の本体部がそれぞれトーチ先端を杭
周側に向けて挟着固定されている。

溶接部架台５の旋回方向の後端に設けたブラケット４０
には、先端部に取付けたスラグ除去用ブラシ４１を回転
駆動する本体部４２か取付けられている。

また、溶接部架台５の両側端には、その下方に所要形状
の取付ベースフレーム４３か設けられ、これに防風カバ
ー４４か予熱用ガストーチ３８及びアーク溶接トーチ３
９′の何方を覆うように、鉤形の掛金具４５あるいはビ
ス等により着脱自在に取付けられており、この防風カバ
ー４４には所要位置に遮光透視窓４６が開閉自在に設置
されている。

アーク溶接トーチ３９．３９’の溶接用コンジットケー
ブル４７は、杭打機４８等の適宜箇所に取付けたハンガ
ー４９に吊下げた半自動溶接機５０から繰り出す。

以上のように構成された全自動溶接機を用いて上杭ｌと
その上に載置した下杭ｌ゛相互の溶接を行う際には、上
杭ｌの周囲に固定ベース２を取付け、この固定ベース２
のガイドレール４に駆動架台５及び溶接部架台６を取付
け、両者を連結具１１により連結する。

次に、溶接部架台６の回転摘まみ１８にて各昇降ロッド
１３の上下位置を昇降調節し、予熱用ガストーチ３８及
びアーク溶接トーチ３９゜３９′の各トーチ先端の上下
位置を、上杭１と下杭１′相互の端板間の溶接開先５１
に合せて調節し、次いで回転摘まみ２５にて各移動ホル
タ−２１を進退調節すると共に、トーチ挟着板２８．２
８′を旋回調節しながら、予熱用ガストーチ３８及びア
ーク溶接トーチ３９．３９’の各トーチ先端を溶接開先
５１に適正近接位置及び角度に調節設定する。

特に、溶接部架台６の旋回方向前方に位置する一層目用
のアーク溶接トーチ３９を、後方に位置する二層目用の
アーク溶接トーチ３９′よりも先端位置か溶接開先５１
に対して深い位置になるように設定する。

また、スラグ除去用ブラシ４１は、適宜その本体部４２
の取付位置を調節して溶接開先５１上に合せる。

このようにして溶接準備作業が完了した後、駆動架台５
の走行速度を調節した上で起動スイッチを入れ、溶接部
架台６を牽引しながら旋回走行を開始すると同時に、こ
れに連動して溶接電源も入り、予熱用ガストーチ３８か
先行して溶接開先５１を加熱乾燥し、これに続いてアー
ク溶接トーチ３９．３９’は溶接開先５１の周囲を併行
して旋回しながら溶接を開始すると共に、多層溶接した
溶接部の表面なスラグ除去用ブラシ４１か回転しながら
摺接してスラグを自動的に除去する。

このとき、先行するアーク溶接トーチ３９が第一層目の
溶着金属の盛り付けを行ない、この溶着金属が硬化しな
い前に後続のアーク溶接トーチ３９°か第二層目の溶着
金属の盛り付けを行なうことか肝要で、そのようタイく
ングに各アーク溶接トーチ３９．３９’間の間隔及び旋
回走行速度を適正に調節する。

このようにして溶接開先５１の周囲を各アーク溶接トー
チ３９．３９’か一回旋回した後起動スイッチを切ると
、同時に溶接電源も自動的に切れ、ｌパスで多層溶接が
完了する。

また、溶接架台６の側面に取付けた防風カバーにより風
か遮断され、強風下においても安定した溶接が可能とな
ると共に、溶接火花の閃光をもｆ！蔽しく特に遮光透視
窓にて遮光しながら溶接状況を監視できる）、作業者は
遮光マスクを被らずに作業を行うことができる。

なお、以上の実施例ではアーク溶接トーチを二本併設し
た例を示したが、トーチを、二本以上として二層以上の
多層溶接も可能である。

実験例 直径７００ｍｍ、板厚１６ｍｍの二本の鋼管パイルを用
い、相互の継手端の周囲にノド厚１２ｍ５、先端開口巾
１０．４ｍｍのＵ形開先（底部Ｒ＝　３ｍｍ）を形成し
て下記の条件により多層溶接を行った。

トーチ３９．３９’の間隔・・５ｏ１＠トーチ３９のア
ーク電流・・・４００　Ａトーチ３９のアーク電圧・　
　　２６　Ｖトーチ３９゛のアーク電流・・４００Ａ１
１　　　　　　　電圧・　　２６　Ｖ駆動架台５の走行
速度・　　３５ｃｍ／分溶接ワイヤー・・径３．２厘−
ノーノンガスシールドワイ ヤー結果、溶接部の機械的性能（曲げ、引張強度等）は
本体材質５Ｓ−４１の規格を満足し、溶接部の破断もな
く良好な溶接効果が得られた。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、併設したアーク溶接トー
チを一回旋回させるたけて１パスで多層溶接を完了させ
ることができ、しかも従来のようにスラグの除去や溶接
層を重ねる毎に溶接トーチの位置の調節を要することな
く短時間で極めて単純かつ効率的に杭の溶接を行うこと
ができる。

また、アーク溶接トーチやその取付３！節部材をなどの
溶接機材は、駆動架台とは分離してこれに連結した溶接
架台に設置されているので、溶接機材の取付スペースの
制約かなく設計に自由性かあり、製造上も容易であると
共に、予熱用ガストーチ、スラブ除去用フラジ或いは防
風カバーなどの付帯機材を取付けることかでき、予熱用
ガストーチによる溶接開先部の予熱乾燥スラグ除去を溶
接と併行して一連に行うことができ、また防風カバーに
より強風下においても安定した溶接か可能で、溶接火花
の閃光をも遮蔽し、作業者は遮光マスクを被らずに作業
を行うことかできる。

また、駆動架台として従来の自動溶接機の架台を利用す
ることかできる。

さらに、駆動架台と溶接架台の溶接部を別体にして軽量
コンパクトに構成できるため、装置の持ち運びや取付は
取外しなどの取扱作業が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の溶接装置の設置状態を示す斜視図、
第２図はこの発明の溶接装置の正面図、第３図はこの発
明に係る駆動架台の側面図第４図はこの発明に係る溶接
部架台の側面図第５図はこの発明に係る溶接部架台の分
解斜視図、第６図は同平面図である。 １・・上杭、１′　　・下杭、２・・固定ベース、３・
・固定ネジ、４・・ガイドレール、５・・駆動架台、６
・・溶接部架台、 ７・・車輪、８・・ラックレール、 ９・・駆動ピニオン車輪、１０・・車輪、１１・・連結
具、１２・・ストッパー １３・・昇降ロッド、１４・・ガイドホルダー１５・・
ラック、１６・・ピニオンギヤ、１７・・支軸、１８・
・回転摘まみ、 １９・・クランプボルト、２０・・ガイドロット、２１
・・移動ホルダー、２２・・ラック、２３・・ピニオン
ギヤ、２４・・支軸、２５・・回転摘まみ、２６・・ク
ランプボルト２７・・ブラケット、２８．２８’　　　
・トーチ挟着基板、２９・・枢軸、３０・・円弧スリッ
ト、３１・・クランプボルト、３２・・ナツト３３・・
トーチ挟着板、３４・・締結ボルト、３５・・垂直部、
３６・・トーチ挟着板、３７・・締結ボルト、３８・・
予熱用ガストーチ、３９，３９°　　・アーク溶接トー
チ、４０・・ブラケット、４１・・スラブ除去用フラジ
、４２・・ブラシ本体、４３・・取付ベースフレーム、
４４・・防風カバー、４５・・掛金具、４６・・遮光透
視窓、４７・・溶接ワイヤー、４８・・杭打機、４９・
・ハンガー５０・・半自動溶接機、５１・・溶接開先。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）杭周囲に設けたガイドレールに沿って自動走行する
   駆動架台に、このガイドレールに沿って走行自在な溶接
   部架台を連結し、この溶接部架台にその走行方向に所定
   間隔で複数のアーク溶接トーチを取付けてなることを特
   徴とする杭継手部の多層自動溶接装置。 ２）溶接部架台には、アーク溶接トーチの設置部よりも
   前記溶接部架台の走行方向の前方に予熱用ガストーチを
   設置してなることを特徴とする請求項１記載の杭継手部
   の多層自動溶接装置。 ３）溶接部架台には、アーク溶接トーチの設置部よりも
   前記溶接部架台の走行方向の後方にスラグ除去用ブラシ
   を設置してなることを特徴とする請求項１又は請求項２
   記載の杭継手部の多層自動溶接装置。 ４）溶接部架台には、溶接器具の設置部の側方に防風カ
   バーを設置してなることを特徴とする請求項１、請求項
   ２又は請求項３記載の杭継手部の多層自動溶接装置。