JPH0332426B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、容器にパイプを溶接する場
合等に利用されるもので、シールドガスの消費量
が少なく、電極の取扱いの容易な円周溶接装置に
関するものである。

（従来の技術） 第８図、および、第９図に示すように、従来、
円周溶接装置が例えば、容器本体５１に差込まれ
た状態のジヨイントパイプ５２を溶接する場合、
図示していないモータによつて駆動力を与えられ
た駆動ギヤ５３がアイドルギヤ５４を介して回転
トーチ５５を回転させることによつて、回転トー
チ５５に固定された電極５６がジヨイントパイプ
５２の溶接部周囲を回転し、溶接する。この場
合、溶接時に発生する溶接部の酸化を防ぐため、
回転トーチ５５の上にシールドケース５７を被
せ、回転トーチ５５とシールドケース５７とで形
成される空間にフイルタ５８を介してシールドガ
ス５９を供給し、シールドガス５９を下方に流出
させた状態で、容器本体５１とジヨイントパイプ
５２を溶接する溶接部と前記電極５６の間でアー
クを発生させながらジヨイントパイプ５２の周囲
を一周して溶接を完了するものである。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来の技術で示した手段によつて、ジヨイ
ントパイプ５２を溶接する場合、ジヨイントパイ
プ５２以外のパイプ等と回転トーチ５５が位置的
な干渉をしないように、回転トーチ５５を極力小
形に作る必要があり、そのため、電極５６の長さ
が制限され、電極５６は、短く切断したものを使
用していた。電極５６が短いため、使用後の再研
摩が困難であり、わずかに消耗した場合でも取替
の必要が生じてメインテナンス性が悪く、また、
不経済であつた。さらに、シールドガス５９が流
出する回転トーチ５５下方部の面積が広いため、
シールドガス５９の消耗が、例えば、１分間に60
リツトルにも達して、不経済であるという問題が
あつた。また、回転トーチ５５に電極固定ビス６
０によつて固定された電極５６に溶接電流を通電
するため、回転トーチ５５には、図示していない
スリツプリング機構が必要となり、回転トーチ５
５の構造が複雑になるという問題があつた。

そこで本発明では、ジヨイントパイプのような
Ｌ字形をした被溶接体を溶接する場合であつて
も、トーチの形状、及び電極寸法を必要以上に小
さくすることなく円周溶接を可能にし、且つトー
チ自体にシールドガス供給通路を形成し、トーチ
先端部から局部的にシールドガスを溶接部に噴射
させることによつてシールドガスの消費量を少な
くさせるとともに、標準寸法の電極を使用できる
ようにすることによつて、メインテナンス性を向
上させることを解決すべき技術的課題とするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、円周溶接
装置を、円管棒状の被溶接体の軸心を中心として
回転する回転リングと、前記回転リングを回転駆
動するリング駆動機構と、前記被溶接体の軸心か
ら被溶接体の半径に所要のギヤツプを加えた距離
にあるポイントを回転中心として回転可能に前記
回転リングに取り付けられた偏芯リングと、前記
偏芯リングに取り付けられ、電極先端位置が前記
ポイントに一致するように電極を交換可能に保持
するとともに、前記被溶接体の溶接部の酸化を防
止するためのシールドガスを先端部から噴出させ
るためのシールドガス通路を形成したトーチとを
備えた構成にすることである。

（作用） 次に、本発明の作用を第１図、および、第２図
によつて説明する。

第１図において、円管棒状の被溶接体を１、被
溶接体１の中心Ｃ１を同芯として回転する回転リ
ングを２、回転リング２に保持されるとともに被
溶接体１の中心から被溶接体の半径ｄ／２とギヤ
ツプＧを加算した距離にある点Ｃ２を中心として
回転する偏芯リングを３、該偏芯リング３によつ
て支持されるトーチを４とする。

今、被溶接体１の中心Ｃ１を同芯として回転す
る回転リング２を回転停止状態にさせ、点Ｃ２を
中心として回転する偏芯リング３のみを回転さ
せ、偏芯リング３に支持されたトーチ４をａから
ｂに移動させたとき、トーチ４の先端は点Ｃ２に
あつて変化しない。すなわち、回転リング２と偏
芯リング３との間に相対的に回転が生じても、ト
ーチ４の先端位置は点Ｃ２にある。

第２図は、前記作用を整理して示したもので、
回転リング２が停止している場合、トーチ４の先
端位置は点Ｃ２にあることを示している。従つ
て、トーチ４の先端位置は偏芯リング３の回転動
作にかかわらず、回転リング２の回転状態によつ
て変化する。

本発明は、前記原理作用を利用するもので、前
記回転リング２を回転させることによつて、該回
転リング２に保持された偏芯リング３を回転さ
せ、偏芯リング３に支持されたトーチ４を、前記
被溶接体１の外周面と適切なギヤツプを保ちなが
ら、被溶接体１の外周に沿つて移動させ、被溶接
体１を円周状に溶接するものである。

この場合、被溶接体１が、第３図に示すよう
に、Ｌ字型に曲げられている場合、被溶接体１を
円周状に溶接する途中でトーチ４が被溶接体１の
水平部１Ｈと干渉する。トーチ４が被溶接体１の
水平部１Ｈと干渉した場合でもトーチ４の被溶接
体１に対する溶接角度が前記干渉状態に対応して
任意に変化することが可能なように、前記回転リ
ング２と偏芯リング３とが作用するため、トーチ
４は、被溶接体１の溶接部を円周状に全周に亘つ
て溶接する作用をする。また、トーチ４にはシー
ルドガス通路が形成されているため、外部から供
給されたシールドガスがトーチ４の先端部から溶
接部に対して局部的に噴射される。

（発明の実施例） 次に、本発明の一実施例の構成と作用を説明す
る。

第４図は、本発明の一実施例としての円周溶接
装置を使用して容器本体２１にジヨイントパイプ
２２を溶接する状況を示している。円周溶接装置
を容器本体２１とジヨイントパイプ２２との溶接
部にセツトするための移動装置２３は、移動装置
２３内に示したＸ、Ｙ、および、Ｚ方向に回転ボ
ス２４を移動させ、回転ボス２４をベースにして
取付けられた後述の円周溶接機能要素を適位置に
セツトさせる。始めに、前記回転ボス２４をＸ、
および、Ｙ方向に移動させ、ジヨイントパイプ２
２の溶接部と同直径を有し、上下方向移動可能に
ブツシユ２５に挿通されたセンタリングピン２６
の中心Ｃ１、とジヨイントパイプ２２の中心とを
一致させる。また、センタリングピン２６と、ト
ーチ２７の先端に取付けられた電極２８の間のギ
ヤツプＧを、最適溶接距離に調整したあと、セン
タリングピン２６を引抜き、図示していない落下
防止装置によつて固定し、そのあと、今度は回転
ボス２４をＺ方向、すなわち、この場合は下方に
移動させ、電極２８を溶接部に位置決めする。

前記準備作業が終了した状態において、モータ
２９に電源を供給し駆動させると、ギヤ３０を介
して回転リング３１に回転力が伝達され、回転ボ
ス２４と回転リング３１の間に設けらたベアリン
グ３１Ａを回転内径として回転リング３１が回転
する。

一方、ジヨイントパイプ２２の中心Ｃ１から、
ジヨイントパイプ２２の半径ｄ／２＋ギヤツプＧ
だけ離れた点を中心Ｃ２として回転する偏芯リン
グ３２は、バネ３３とベアリング３３Ａを介して
回転リング３１と半固定状態で係合され、偏芯リ
ング３２には、トーチ２７を支持するトーチホル
ダ３４が取付けられる。偏芯リング３２は、トー
チ２７がジヨイントパイプ２２と干渉しない回転
範囲において、回転リング３１と同時に回転し、
トーチ２７の先端に取付けられた電極２８もジヨ
イントパイプ２２の溶接部の周囲を回転する。

回転リング３１の回転が継続されるに従い、偏
芯リング３２とともに回転するトーチ２７が、第
５図に示すようにジヨイントパイプ２２と干渉す
る。第６図に示すように、トーチ２７がジヨイン
トパイプ２２と干渉しない回転範囲をθ1、トーチ
２７がジヨイントパイプ２２と干渉する回転範囲
をθ2とすれば、トーチ２７がジヨイントパイプ２
２と干渉するθ2の範囲まで回転し偏心リング３２
が回転を停止した場合でも、回転リング３１が回
転を継続すれば、ジヨイントパイプ２２によつて
トーチ２７は動きを抑制されながらも回転リング
３１と偏芯リング３２との相対位置変化によつて
トーチ２７の先端に位置する電極２８は回転を続
ける。すなわち、トーチ２７のジヨイントパイプ
２２に対する角度が、前記回転範囲θ1の範囲では
不変であり、回転範囲θ2の範囲では、前記回転リ
ング３１と偏芯リング３２の相対位置が変化する
ため、この相対位置の変化に対応して変化する。

この状況を第７図によつて説明する。第７図
は、ジヨイントパイプ２２の溶接部分における溶
接スタート点をとし、順次、反時計方向に、
、、、、、と円周状に溶接すること
を示している。溶接部分を円周状に溶接する過程
で、トーチ２７がジヨイントパイプ２２と干渉し
ない回転範囲θ1においては、トーチ２７のジヨイ
ントパイプ２２に対する角度は一定となり、トー
チ２７がジヨイントパイプ２２と干渉する回転範
囲θ2、すなわち、、、および、、の
範囲においては、トーチ２７のジヨイントパイプ
２２に対する角度は、変化する。従つて、トーチ
２７のジヨイントパイプ２２に対する角度変化を
ともなつて、電極２８は、ジヨイントパイプ２２
の溶接部の周囲を１周＋αだけ回転溶接する。

その結果、前記従来の円周溶接手段では、前記
トーチの回転範囲θ1の範囲でしか溶接できなかつ
たが、本実施例のように円周溶接装置に回転リン
グ３１と偏芯リング３２を採用することによつ
て、ジヨイントパイプ２２の溶接部の全周＋αの
範囲で溶接が可能となつた。

また、トーチ２７は、一般に使用されている標
準トーチが使用可能となり、シールドガス３５を
シールドガス供給口３６から供給し、電極２８の
周囲から噴出させることによつて、前記従来の溶
接手段におけるシールドガス消費量の1/6程度に
減少させることが可能となつた。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、円形状の被溶接
体の軸中心と同心で回転する回転リングに、被溶
接体の軸心から被溶接体の半径に所要のギヤツプ
を加えた距離にあるポイントを回転中心として回
転可能に偏芯リングを取り付け、更に偏芯リング
には、電極先端位置が前記ポイントに一致するよ
うに電極を取り付けたトーチを固定させるように
構成するとともに、トーチには溶接部の酸化を防
止するためのシールドガスをトーチ先端部から噴
出させるためのシールドガス通路を形成したた
め、Ｌ字形に曲げられたパイプのような被溶接体
を円周溶接する場合に、回転リングの回転による
偏芯リングの回転によりトーチが回動する途中で
トーチが被溶接体の水平部に当接して偏芯リング
の回転が停止しても、回転リングは回転を継続
し、回転リングと偏芯リングの相互作用によりト
ーチの先端部に取り付けられた電極の先端が継続
して被溶接体の外周面に沿つて移動するため、円
周溶接を行うことができるという効果がある。

また、トーチの先端部から被溶接体の溶接部に
対して局部的にシールドガスを噴射させることが
できるため、シールドガスの消費を節減すること
ができるという効果がある。

更に、標準寸法の電極を使用することができる
ため、メインテナンス性を向上させることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の作用を説明する説
明図、第４図は本発明の一実施例の構成を示す断
面図、第５図〜第７図は本発明の一実施例の作用
を示す説明図、第８図は従来の技術を示す断面
図、第９図はその正面図である。 ２１……容器本体、２２……ジヨイントパイ
プ、２３……移動装置、２４……回転ボス、２５
……ブツシユ、２６……センタリングピン、２７
……トーチ、２８……電極、２９……モータ、３
０……ギヤ、３１……回転リング、３２……偏芯
リング、３３……バネ、３４……トーチホルダ、
３５……シールドガス、３６……シールドガス供
給口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円管棒状の被溶接体の軸心を中心として回転
   する回転リングと、 前記回転リングを回転駆動するリング駆動機構
   と、 前記被溶接体の軸心から被溶接体の半径に所要
   のギヤツプを加えた距離にあるポイントを回転中
   心として回転可能に前記回転リングに取り付けら
   れた偏芯リングと、 前記偏芯リングに取り付けられ、電極先端位置
   が前記ポイントに一致するように電極を交換可能
   に保持するとともに、前記被溶接体の溶接部の酸
   化を防止するためのシールドガスを先端部から噴
   出させるためのシールドガス通路を形成したトー
   チとを備えたことを特徴とする円周溶接装置。