JPH032586B2 - - Google Patents
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- JPH032586B2 JPH032586B2 JP7917785A JP7917785A JPH032586B2 JP H032586 B2 JPH032586 B2 JP H032586B2 JP 7917785 A JP7917785 A JP 7917785A JP 7917785 A JP7917785 A JP 7917785A JP H032586 B2 JPH032586 B2 JP H032586B2
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 81
- 238000007665 sagging Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は管を突き合せて多層円周溶接する方
法の改良に関し、管軸のたおれを防止して溶接で
きるようにしたものである。
法の改良に関し、管軸のたおれを防止して溶接で
きるようにしたものである。
種々の構造物のフレームや各種プラント等に
は、多数の管材が使用され、必要に応じ溶接され
ることも多い。
は、多数の管材が使用され、必要に応じ溶接され
ることも多い。
例えば、原子力プラントやボイラ等の蒸気プラ
ントの配管や伝熱管等にも管が使用されており、
内部に流される流体の圧力等の使用条件に応じそ
の肉厚が定められており、溶接に際しては、多層
円周溶接を行なわねばならない場合が多い。
ントの配管や伝熱管等にも管が使用されており、
内部に流される流体の圧力等の使用条件に応じそ
の肉厚が定められており、溶接に際しては、多層
円周溶接を行なわねばならない場合が多い。
管同志を突き合せて円周溶接する場合には、溶
接継手部分で生ずる収縮変形が大きな問題とな
り、管軸のたおれが生じ、溶接後の組立が円滑に
できなくなつてしまう。
接継手部分で生ずる収縮変形が大きな問題とな
り、管軸のたおれが生じ、溶接後の組立が円滑に
できなくなつてしまう。
現在、このような多層円周溶接を行なう場合に
は、手溶接で管の円周数箇所を仮付したのち、初
層から数層を手溶接し、収縮変形がほぼ一定とな
つたのち自動TIG溶接機等で自動溶接するように
している。
は、手溶接で管の円周数箇所を仮付したのち、初
層から数層を手溶接し、収縮変形がほぼ一定とな
つたのち自動TIG溶接機等で自動溶接するように
している。
このような手溶接を必要とするため溶接の能率
が低く、しかも、手溶接する場合にも、第５図に
示すように、管１，２の溶接継手部分３の各層の
円周溶接後、平らな定規４等を一方の管１の表面
に当て、他方の管２の管軸l2のたおれを計つて次
層の円周溶接の開始点を変えて溶接しており、非
常に煩雑であり、初層から自動溶接を行なうこと
のできる溶接方法の開発が望まれている。
が低く、しかも、手溶接する場合にも、第５図に
示すように、管１，２の溶接継手部分３の各層の
円周溶接後、平らな定規４等を一方の管１の表面
に当て、他方の管２の管軸l2のたおれを計つて次
層の円周溶接の開始点を変えて溶接しており、非
常に煩雑であり、初層から自動溶接を行なうこと
のできる溶接方法の開発が望まれている。
この発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
で、溶接による収縮変形が生じても管軸のたおれ
が生ずることを防止でき、しかも初層から自動溶
接することができる管の自動溶接方法を提供しよ
うとするものである。
で、溶接による収縮変形が生じても管軸のたおれ
が生ずることを防止でき、しかも初層から自動溶
接することができる管の自動溶接方法を提供しよ
うとするものである。
上記問題点を解決するためこの発明は、管を突
き合せて多層円周溶接するに際し、前層の溶接終
了後、一方の管に対する他方の管の管軸のたおれ
量を検出し、この検出値により管軸がたおれた方
向と反対側を溶接開始点として次層の溶接を行な
うよう制御することを特徴とするものである。
き合せて多層円周溶接するに際し、前層の溶接終
了後、一方の管に対する他方の管の管軸のたおれ
量を検出し、この検出値により管軸がたおれた方
向と反対側を溶接開始点として次層の溶接を行な
うよう制御することを特徴とするものである。
〔作用〕
溶接による収縮変形は円周溶接の場合、溶接開
始点側が最大となり、反対側が最小となるという
性質に基づき、前層の溶接終了後、一方の管に対
する管の管軸のたおれ量を検出し、検出値により
管軸がたおれた側と反対側を溶接開始点とし次層
の溶接を重ねて行くよう制御することで管軸のた
おれが生じないように自動溶接する。
始点側が最大となり、反対側が最小となるという
性質に基づき、前層の溶接終了後、一方の管に対
する管の管軸のたおれ量を検出し、検出値により
管軸がたおれた側と反対側を溶接開始点とし次層
の溶接を重ねて行くよう制御することで管軸のた
おれが生じないように自動溶接する。
以下この発明の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の管の自動溶接方法の原理説
明図である。
明図である。
互に突き合せられて多層円周溶接がされる管
１，２は、それぞれの管軸l1，l2が水平となるよ
う配置されて溶接継手３が円周溶接されるのであ
るが、一方の管１の管軸l1が円柱座標（半極座
標）のＺ軸と一致し、円柱座標γ，θが溶接継手
３と同一の鉛直平面となる座標を想定して溶接を
行なう。
１，２は、それぞれの管軸l1，l2が水平となるよ
う配置されて溶接継手３が円周溶接されるのであ
るが、一方の管１の管軸l1が円柱座標（半極座
標）のＺ軸と一致し、円柱座標γ，θが溶接継手
３と同一の鉛直平面となる座標を想定して溶接を
行なう。
まず、両方の管１，２の溶接継手３の円周数箇
所を仮付けする。そして、従来から使用されてい
る自動円周溶接装置を用い、管１に環状の走行レ
ールを固定し、この走行レール上を走行する走行
台車に搭載したTIG溶接装置で初層の円周溶接を
行なう。
所を仮付けする。そして、従来から使用されてい
る自動円周溶接装置を用い、管１に環状の走行レ
ールを固定し、この走行レール上を走行する走行
台車に搭載したTIG溶接装置で初層の円周溶接を
行なう。
こうして初層の円周溶接を行なうと、第１図に
示すように、管１の管軸l1に対し、管２の管軸l2
が倒れた状態となる。
示すように、管１の管軸l1に対し、管２の管軸l2
が倒れた状態となる。
そこで、上記の座標でＺを一定Z1、Z2としてθ
を０から360度回転しながら管１および管２の外
周のγの値を検出する。この検出結果R1、R2を
表わしたのが、第２図であり、管１の検出値R1
は実線のようにほぼ一定であるのに対し、管２の
検出値R2は破線のように大きく変化する。
を０から360度回転しながら管１および管２の外
周のγの値を検出する。この検出結果R1、R2を
表わしたのが、第２図であり、管１の検出値R1
は実線のようにほぼ一定であるのに対し、管２の
検出値R2は破線のように大きく変化する。
この検出値R2からその値が最大となつている
θ＝90度の方向に管軸l2が倒れていることがわか
る。
θ＝90度の方向に管軸l2が倒れていることがわか
る。
このようにして管２の管軸l2が倒れている方向
がわかつたら、これと反対側の点Ｓ（θ＝270度）
を２層目の溶接開始点とする。
がわかつたら、これと反対側の点Ｓ（θ＝270度）
を２層目の溶接開始点とする。
こうすることにより、溶接開始点Ｓ側の溶接に
よる収縮変形が最大となつて管軸l2のたおれを相
殺することとなる。
よる収縮変形が最大となつて管軸l2のたおれを相
殺することとなる。
したがつて、各層の円周溶接終了後、管軸l2の
たおれ量を検出し、最大のγ値となつているθ方
向と反対側の点（θ±180゜）を溶接開始点Ｓとし
て順次溶接を繰り返えすようにして多層溶接を完
了すれば良い。
たおれ量を検出し、最大のγ値となつているθ方
向と反対側の点（θ±180゜）を溶接開始点Ｓとし
て順次溶接を繰り返えすようにして多層溶接を完
了すれば良い。
次に、以上のような自動溶接原理に基づき実際
に溶接する場合について第３図により説明する。
に溶接する場合について第３図により説明する。
まず、基準となる管１の溶接継手部分３の付近
に環状の走行レール１０を取付け、この走行レー
ル１０上を走行する走行台車１１を搭載する。こ
の走行台車１１には、基準位置（θ＝０）からの
走行角度θを検出するロータリエンコーダ１２が
取付けてあり、制御装置１３に入力されるように
してある。
に環状の走行レール１０を取付け、この走行レー
ル１０上を走行する走行台車１１を搭載する。こ
の走行台車１１には、基準位置（θ＝０）からの
走行角度θを検出するロータリエンコーダ１２が
取付けてあり、制御装置１３に入力されるように
してある。
また、走行台車１１には、所定の高さγaで管１
の管軸l1と平行に伸縮する機構１４を具えたアー
ム１５が取付けてあり、その伸縮量Ｚをポテンシ
ヨメータ１６で検出して制御装置１３に入力する
ようにしてある。
の管軸l1と平行に伸縮する機構１４を具えたアー
ム１５が取付けてあり、その伸縮量Ｚをポテンシ
ヨメータ１６で検出して制御装置１３に入力する
ようにしてある。
このアーム１５の先端部には、管１の放射方向
γに伸縮する機構１７を具えた溶接トーチ１８が
取付けてあり、このγ方向の伸縮量γもポテンシ
ヨメータ１９により検出され、制御装置１３に入
力されるようになつている。
γに伸縮する機構１７を具えた溶接トーチ１８が
取付けてあり、このγ方向の伸縮量γもポテンシ
ヨメータ１９により検出され、制御装置１３に入
力されるようになつている。
したがつて、溶接トーチ１８の位置（γ，θ，
Ｚ）はロータリエンコーダ１２および２つのポテ
ンシヨメータ１６，１９によつて検出できる。
Ｚ）はロータリエンコーダ１２および２つのポテ
ンシヨメータ１６，１９によつて検出できる。
次に、管１，２を自動溶接する場合には、仮付
けされた状態の溶接継手部分３に溶接トーチ１８
の先端が位置するようアーム１５および溶接トー
チ１８の伸縮機構１４，１７を調整・固定し、走
行台車１１を一周走行させて初層の溶接を行な
う。
けされた状態の溶接継手部分３に溶接トーチ１８
の先端が位置するようアーム１５および溶接トー
チ１８の伸縮機構１４，１７を調整・固定し、走
行台車１１を一周走行させて初層の溶接を行な
う。
こののち、管１に対する管２の管軸l2のたおれ
量を検出するため、溶接トーチ１８と管１，２と
の間にわずかな電圧Ｖをかけ、溶接トーチ１８が
管１，２の表面に接触した瞬間を検知器２０で検
出できるようにし、この検出信号を制御装置１３
に入力する。
量を検出するため、溶接トーチ１８と管１，２と
の間にわずかな電圧Ｖをかけ、溶接トーチ１８が
管１，２の表面に接触した瞬間を検知器２０で検
出できるようにし、この検出信号を制御装置１３
に入力する。
そして、アーム１５の伸縮機構１４でアーム１
５を所定量縮めた状態（Ｚ＝Z1）として走行台車
１１を走行させ、溶接トーチ１８の伸縮機構１７
で管１の放射方向γに往復動させながら管１の表
面に溶接トーチ１８が溶接する瞬間である検出器
２０の検知信号が制御装置１３に入力されたとき
のポテンシヨメータ１９の値（γ値）を測定・記
憶して行く。
５を所定量縮めた状態（Ｚ＝Z1）として走行台車
１１を走行させ、溶接トーチ１８の伸縮機構１７
で管１の放射方向γに往復動させながら管１の表
面に溶接トーチ１８が溶接する瞬間である検出器
２０の検知信号が制御装置１３に入力されたとき
のポテンシヨメータ１９の値（γ値）を測定・記
憶して行く。
同様にして、アーム１５を所定量伸ばした状態
（Ｚ＝Z2）で管２の外周のγ値をポテンシヨメー
タ１９で測定・記憶して行く。
（Ｚ＝Z2）で管２の外周のγ値をポテンシヨメー
タ１９で測定・記憶して行く。
この管１，２の外周のγの値の測定を行なう場
合、走行台車１１に搭載されているアーム１５は
一定の高さ、すなわちγa値を有しているので、こ
の高さを基準として測定し、この値からの変化長
としてR3、R4を記憶するようにしており、その
結果を示したものが第４図である。
合、走行台車１１に搭載されているアーム１５は
一定の高さ、すなわちγa値を有しているので、こ
の高さを基準として測定し、この値からの変化長
としてR3、R4を記憶するようにしており、その
結果を示したものが第４図である。
そして、管軸l2のたおれ量はそれぞれの角度θ
の点におけるR3とR4の差として求められ、第４
図の場合には、θ＝90度の所で最小となつてお
り、この｜R3−R4｜の最小値が得られるθの方
向に管軸l2がたおれていることがわかる。
の点におけるR3とR4の差として求められ、第４
図の場合には、θ＝90度の所で最小となつてお
り、この｜R3−R4｜の最小値が得られるθの方
向に管軸l2がたおれていることがわかる。
そこで、制御装置１３により走行台車１１をθ
＝90゜＋180゜＝270゜の所まで走行させ、管軸l2がた
おれた方向と反対側のＳ点を第２層の溶接開始点
として円周溶接を行なう。
＝90゜＋180゜＝270゜の所まで走行させ、管軸l2がた
おれた方向と反対側のＳ点を第２層の溶接開始点
として円周溶接を行なう。
こうして、円周溶接と管軸のたおれ量の測定と
を繰り返すことで溶接作業が完了する。
を繰り返すことで溶接作業が完了する。
なお、上記実施例では、走行台車を管の外周に
取付けた環状のレールに沿つて走行させるように
して円周溶接および管軸のたおれ量を測定するよ
う構成したが、溶接装置を固定式とし、被溶接物
である管をその管軸まわりに摩擦ローラや回転チ
ヤツク等で回転駆動して円周溶接および管軸のた
おれ量を測定するよう構成しても良い。
取付けた環状のレールに沿つて走行させるように
して円周溶接および管軸のたおれ量を測定するよ
う構成したが、溶接装置を固定式とし、被溶接物
である管をその管軸まわりに摩擦ローラや回転チ
ヤツク等で回転駆動して円周溶接および管軸のた
おれ量を測定するよう構成しても良い。
また、走行台車の走行駆動やアームおよび溶接
トーチの伸縮駆動の各機構はラツクとピニオンを
用いるものや送りねじを用いるもの等種々の機構
を用いることができる。
トーチの伸縮駆動の各機構はラツクとピニオンを
用いるものや送りねじを用いるもの等種々の機構
を用いることができる。
さらに、この管の自動溶接方法は、TIG、
MIG、サブマージ等に適用することができる。
MIG、サブマージ等に適用することができる。
以上実施例とともに具体的に説明したようにこ
の発明によれば、管を突き合せて多層円周溶接す
る場合に前層の溶接終了後、一方の管に対する他
方の管の管軸のたおれ量を検出し、管軸がたおれ
た方向と反対側を溶接開始点として次層の溶接を
行なうよう制御するようにしたので、溶接による
収縮変形を最少にすることができ、例えば、管径
が200φmmで肉厚が25mmの鋳鋼管（ｃ／ｓ）やス
テンレス管（sus）を60度開先で溶接すると、管
の軸芯の収縮が５〜８mmも発生するが、この発明
方法によれば、これをほとんど無くすことができ
た。
の発明によれば、管を突き合せて多層円周溶接す
る場合に前層の溶接終了後、一方の管に対する他
方の管の管軸のたおれ量を検出し、管軸がたおれ
た方向と反対側を溶接開始点として次層の溶接を
行なうよう制御するようにしたので、溶接による
収縮変形を最少にすることができ、例えば、管径
が200φmmで肉厚が25mmの鋳鋼管（ｃ／ｓ）やス
テンレス管（sus）を60度開先で溶接すると、管
の軸芯の収縮が５〜８mmも発生するが、この発明
方法によれば、これをほとんど無くすことができ
た。
したがつて、溶接後の組立等を容易に行なうこ
とができる。
とができる。
また、従来方法では、仮付け後、初層から数
層、手溶接したのちでなければ自動溶接が困難で
あつたものが、初層から自動溶接することが可能
となり、溶接の無人化ができるとともに、溶接能
率の向上がはかられる。
層、手溶接したのちでなければ自動溶接が困難で
あつたものが、初層から自動溶接することが可能
となり、溶接の無人化ができるとともに、溶接能
率の向上がはかられる。
第１図〜第４図はこの発明の管の自動溶接方法
の一実施例にかかり、第１図は原理説明図、第２
図は管のγ軸長さの変化の説明図、第３図は溶接
装置の概略構成図、第４図は管のγ軸長さの変化
量を示す説明図、第５図は溶接変形の説明図であ
る。 １，２……管、３……溶接継手部分、１０……
走行レール、１１……走行台車、１２……ロータ
リエンコーダ、１３……制御装置、１４，１７…
…伸縮機構、１５……アーム、１６，１９……ポ
テンシヨメータ、１８……溶接トーチ、２０……
検出器、γ，θ，Ｚ……円柱座標、l1，l2……管
軸。
の一実施例にかかり、第１図は原理説明図、第２
図は管のγ軸長さの変化の説明図、第３図は溶接
装置の概略構成図、第４図は管のγ軸長さの変化
量を示す説明図、第５図は溶接変形の説明図であ
る。 １，２……管、３……溶接継手部分、１０……
走行レール、１１……走行台車、１２……ロータ
リエンコーダ、１３……制御装置、１４，１７…
…伸縮機構、１５……アーム、１６，１９……ポ
テンシヨメータ、１８……溶接トーチ、２０……
検出器、γ，θ，Ｚ……円柱座標、l1，l2……管
軸。
Claims (1)
- １ 管を突き合せて多層円周溶接するに際し、前
層の溶接終了後、一方の管に対する他方の管の管
軸のたおれ量を検出し、この検出値により管軸が
たおれた方向と反対側を溶接開始点として次層の
溶接を行なうよう制御することを特徴とする管の
自動溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7917785A JPS61238466A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 管の自動溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7917785A JPS61238466A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 管の自動溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238466A JPS61238466A (ja) | 1986-10-23 |
| JPH032586B2 true JPH032586B2 (ja) | 1991-01-16 |
Family
ID=13682694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7917785A Granted JPS61238466A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 管の自動溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61238466A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6522316B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2019-05-29 | 三菱重工業株式会社 | 円筒構造物の溶接システム及び溶接方法 |
| JP6508916B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2019-05-08 | 三菱重工業株式会社 | 円筒構造物の溶接システム及び溶接方法 |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP7917785A patent/JPS61238466A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238466A (ja) | 1986-10-23 |
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