JPH0377779A - 材料継ぎ用溶接装置 - 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、電縫鋼管製造設備や鍛接鋼管製造設備等に
おいて材料コイルを連続的に処理するために使用する材
料継ぎ用溶接装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電縫鋼管製造設備においては、−船釣に、１個の
帯鋼コイルを巻き戻して平滑にした後、ダウンカットシ
ャにより帯鋼コイルの先端を切断し、次いで製管工程に
送給していたが、１個の帯鋼コイル毎に製管処理が行わ
れるから、能率が極めて悪いという欠点があった。

そこで、近年、片面自動溶接法により先行帯鋼コイル（
先行材料）の尾端と後行帯鋼コイル（後行材料）の先端
とを溶接接続して連続的に製管処理することが考えられ
ている。

この方法では、従来のように片面自動溶接法を１個の電
極を備えた１台又は２台の１電極溶接機を使用してサブ
マージアーク溶接により能率良く行っても、溶接時間が
かかり過ぎ、連続的な製管処理に対応できないから、溶
接作業の能率化が必然的に要求される。

溶接所要時間を大幅に短縮できる方法としては、複数個
の溶接機を備え、夫々の溶接機の電極をタンデム位置（
溶接線方向に一列）に配置した多電極溶接機を使用する
方策が考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、３台以上の１電極溶接機の同時使用等、
３個以上の電極を同時に使用した場合に直流アーク電圧
が高いと、３個の電極の同時使用では第８図、第９図に
示すように熔込みが浅く、偏平なビードとなり、応力割
れを惹起する恐れがあるビード不良が出始め、４個の電
極の同時使用ではそのビード不良が更に顕著に現れると
いう不都合を免れなかった。

〔発明の目的〕

この発明は前記課題を解決するためになしたもので、ビ
ード不良を確実に防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ この発明の材料継ぎ用溶接装置は、第１図〜第５図に示
す如く、材料移送ライン上に突き合わせ配置された先行
材料Ｐ１の尾端部と後行材料Ｐ２の先端部を夫々突合せ
継手の近くでクランプする入側クランプ装置２Ａ及び出
側クランプ装置２Ｂと、これらのクランプ装置２Ａ、２
Ｂによりクランプされた先行材料Ｐ１と後行材料Ｐ２の
突合せ継手を溶接する複数個のトーチ電極３ａ、４ａを
溶接線方向に一列に配置した複数台のアーク溶接機とを
設け、前記入側クランプ装置２Ａ及び出側クランプ装置
２Ｂのクランプ部に夫々、被溶接材料Ｐ＝　、Ｐｚにの
み接触する金属製の材料押え板１０Ａ１、ｌＯＡ′とＩ
ＯＢ、１０Ｂ′を絶縁して設けると共に、これらの入側
材料押え板１０Ａ、１０Ａ′及び出側材料押えＦｉｌ　
０　Ｂ、ＩＯＢ’を板幅方向に分割しその間を絶縁して
設け、夫々の人、出側材料押え板１０Ａ、ＩＯＢ及び１
０Ａ′１０Ｂ′には板幅方向における内側同志および外
側同志のトーチ電極に対応するアース電極を接続したこ
とを特徴としており、かかる構成によって前記目的を達
成するものである。

〔作　用］ 入側材料押え板１０Ａ、ＩＯＡ′と出側材料押え板１０
Ｂ、ＩＯＢ′は入側クランプ装置２Ａと出側クランプ装
置２Ｂのクランプ部に絶縁板１１．１２により絶縁して
設けられ、夫々の人、出側材料押え板１０Ａ、ＩＯＢ及
びＩＯＡ’、ＩＯＢ’には板幅方向における内側同志及
び外側同志のトーチ電極に対応するアース電極が接続さ
れて夫々突合せ継手の近くで先行材料Ｐ＋　と後行材料
Ｐ２に接触しているから、直流アークで問題となる磁気
吹きの発生が抑制される。このため、アーク溶接機のト
ーチ電極と材料Ｐ、　、Ｐ、との間に発生するアークは
垂直となる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を第１図〜第５図に沿って説明
する。

材料移送ライン上には、入側ガイド装置ＩＡ及び出側ガ
イド装置ＩＢと、これらにより両端を案内されて芯出し
配置され、突き合わせられた先行材料ＰＩの尾端部と後
行材料Ｐ２の先端部を夫々突合せ継手の近くでクランプ
する油圧作動の入側クランプ装置２Ａ及び出側クランプ
装置２Ｂとが設けられている。

材料移送ラインの両側には夫々、前記入側クランプ装置
２Ａと出側クランプ装置２Ｂにより夫々クランプされた
先行材料Ｐ１と後行材料Ｐ２の突合せ継手を溶接する１
電極溶接機３及び多電極溶接機４（実施例ではトーチ電
極を１個ずつ備える３台の直流アーク溶接機）が設けら
れ、また、前記溶接機３．４に夫々隣合わせて、先行材
料Ｐ。

及び後行材料Ｐ２の端面をその間に跨がって押さえ込む
サイド押えメタル５．６が設けられている。

入側クランプ装置２Ａと出側クランプ装置２Ｂはいずれ
も、材料移送ラインを挟んでその上下に対向して配置し
た固定クランプ台７及び該固定クランプ台７に対して移
動可能な可動クランプ台８と、該可動クランプ台８を移
動させるクランプシリンダ９とから構成されている。

入側クランプ装置２Ａと出側クランプ装置２Ｂの一方の
クランプ部（固定クランプ台７）には、被溶接材料（入
側では後行材料Ｐ　２　、出側では先行材料Ｐ＋）にの
み接触する金属製の入側材料押え板１０Ａ、ＩＯＡ”と
出側材料押え板１０Ｂ、１０Ｂ′が夫々絶縁板１１によ
り絶縁して設けられている。絶縁板１１はステンレス材
等非磁性材が好適である。

更に、入側材料押え板１０Ａと出側材料押え板１０Ｂは
いずれも前記絶縁材１１と同材質の絶縁板１２を介し材
料移送ラインと直角方向（以下、板幅方向という。）に
複数（実施例では２個）に分割され、材料押え板１０Ａ
、ＩＯＢにはトーチ電極３ａ、４ａａに対応するアース
電極１３が２本ずつ、また、材料押え板１０八′、１０
Ｂ′にはトーチ電極４　ａｌ、４　ａｚに対応するアー
ス電極１３が２本ずつ接続されている。

１電極溶接機３は、架台１４に設けた回転可能なスクリ
ュ軸１５に螺合され、かつ、ガイドバー１６に摺動可能
に嵌合され、架台１４に設けた駆動装置１７によりスク
リュ軸１５を介してガイドバー１６に沿い板幅方向に移
動可能に設けられており、トーチ電極３ａが前記材料Ｐ
＋、Ｐｇの一端部の所定位置から溶接を開始して多電極
溶接機４例の所定位置まで溶接し、多電極溶接機４と干
渉しないように溶接停止、逆送して元の溶接始点まで戻
るようになっている。

また、多電極溶接機４は、架台１４に設けた回転可能な
スクリュ軸１５′に螺合され、かつ、ガイドバー１６に
摺動可能に嵌合され、架台工４に設けた駆動装置１８に
よりスクリュ軸１５′を介してガイドバー１６に沿い板
幅方向に移動可能に設けられており、使用されるトーチ
電極４ａの内の最も反１電極溶接機３例のトーチ電極４
ａｚが前記材料Ｐｌ、Ｐｇの他端部の所定位置から溶接
を開始し、かつ、最も１電極溶接機３側のトーチ電極４
ａ＋が所定位置から溶接を開始して前記１電極溶接機３
の溶接終点を所定量通過するまで溶接するようになって
いる。

１電極溶接機３及び多電極溶接機４のトーチ電極移動ラ
インの下方（入側クランプ装置２Ａと出側クランプ装置
２Ｂとの間）には、支持フレーム１９を介して板幅方向
に連続した裏当て金２０が配設されている。

尚、この実施例では、入側材料押えＦｉｌｏＡ、１０Ａ
″と出側材料押え板１０Ｂ、ＩＯＢ”を、入側クランプ
装置２Ａと出側クランプ装置２Ｂの固定側クランプ部（
固定クランプ台７）に絶縁して設けた例について説明し
たが、入側クランプ装置２Ａと出側クランプ装置２Ｂに
おける固定側クランプ部（固定クランプ台７）、可動側
クランプ部（可動クランプ台８）のいずれか一方に絶縁
して設けていれば良い。

また、１電極溶接機３と多電極溶接機４を組み合わせて
使用した例について説明したが、この例に限定されず、
複数個のトーチ電極（特に３個以上）を溶接線方向に一
列に配置した直流アーク溶接機であればこの発明を適用
可能である。

以上の構成において、材料移送ライン上に先行材料Ｐ１
の尾端と後行材料Ｐ２の先端を入側ガイド装置ＩＡと出
側ガイド装置ＩＢにより芯出して突き合わせ配置し、入
側クランプ装置２Ａと出側クランプ装置２Ｂによるクラ
ンプで裏当て金２０に密着させる。かかる状態において
溶接作業が行われる。つまり、駆動装置１７．１８の同
時作動によって、１電極溶接機３のトーチ電極３ａは材
料Ｐ　ｒ、Ｐ　ｚの一端部から板幅方向内側に向かって
移動し、多電極溶接機４（使用電極数２）のトーチ電極
４ａｔは材料ＰＩ、Ｐ！の他端部から板幅方向内側に向
かって移動し、トーチ電極４ａ。

は前記トーチ電極４ａｚよりピッチル２離れた所より板
幅方向内側に向かって移動する。そして、駆動装置１７
．１８の制御によって、ｌ電極溶接機３のトーチ電極３
ａは溶接始点から溶接終点まで移動した後、多電極溶接
機４と干渉しないように停止、逆送して元の溶接始点ま
で戻るが、多電極溶接機４のトーチ電極４ａ、は溶接始
点から前記１電極溶接機３の溶接終点を所定量通過する
まで移動する。そして、１電極溶接機３のトーチ電極３
ａ及び多電極溶接機４のトーチ電極４ａ４ａ□と材料Ｐ
＋　、Ｐｇとの間に直流電圧を印加してアークを発生さ
せることによって溶接が行われ、材料Ｐｒ　、Ｐｇは両
端から溶接接続され、ｌ電極溶接機３により突合せ継手
の一端から途中まで溶接され、かつ、多電極溶接機４に
より突合せ継手の他端から溶接されて前記１電極溶接機
３の溶接残り部分が溶接されることになる。

この溶接作業において、出側クランプ装置２Ｂのクラン
プ部に絶縁板１１．１２により絶縁して設けられ、出側
材料押え板１０Ｂ、ＩＯＢ′が突合せ継手の近くで先行
材料Ｐ、にのみ接触し、かつ、入側クランプ装置２Ａの
クランプ部に絶縁板１１．１２により絶縁して設けられ
、入側材料押え板１０Ａ、ＩＯＡ’が突合せ継手の近く
で後行材料Ｐ２にのみ、接触しており、しかも、夫々の
人、出画材料押え板１０Ａ、ＩＯＢには、トーチ電極３
ａ、４ａｚに対応するアース電極が２本ずつ接続され、
また夫々の入、出両材料押え板１０Ａ”１０Ｂ′には、
トーチ電極４ａ＋、４８ｚに対応するアース電極が２本
ずつ接続されている。これによって直流アークで問題と
なる磁気吹きの発生を抑制でき、各トーチ電極３ａ、４
ａ＋　、４ａｚ、４ａ、と材料Ｐ＋、Ｐｇとの間に発生
するアークは垂直となり、第６図、第７図に示す如く、
材料Ｐ＋、Ｐｚの突合せ継手に正常な溶接ビードが得ら
れた。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明は、材料移送ライン上に突き合わ
せ配置された先行材料の尾端部と後行材料の先端部を夫
々突合せ継手の近くでクランプする入側クランプ装置及
び出側クランプ装置のクランプ部に夫々、被溶接材料に
のみ接触する金属製の材料押え板を絶縁して設け、これ
らの材料押え板を板幅方向に分割しその間を絶縁して設
けると共に、夫々の入、出両材料押え板には板幅方向お
ける内側同志及び外側同志のトーチ電極に対応するアー
ス電極を接続したから、溶接機のトーチ電極と材料との
間に発生するアークを垂直にすることができる。従って
、材料の突合せ継手に正常な溶接ビードを得て先行材料
と後行材料の突合せ継手を溶接することができるから、
連続的な製管処理等が確実に行え、生産能率の大幅な向
上が図れる。また、既存の材料継ぎ用溶接装置に容易に
適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はこの発明の実施例を示す正面
図、平面図、左側面図、第４図は要部の概略的な拡大側
面図、第５図は第４図のＸ矢視平面図、第６図、第７図
はこの発明による溶接品質を示す平面図、断面図、第８
図、第９図は従来例による溶接品質を示す平面図、断面
図である。 Ｐｌ・・・・・・先行材料、Ｐ２・・・・・・後行材料
、２Ａ・・・・・・入側クランプ装置、２Ｂ・・・・・
・出側クランプ装置、３・・・・・・１電極溶接機、４
・・・・・・多電極溶接機、３ａｂ　４ａ＋　ｓ　４ａ
ｚ　、４ａｉ　”・”・）−チ電極、７・・・・・・固
定クランプ台、８・・・・・・可動クランプ台、ＩＯＡ
、１０Ａ′・・・・・・入側材料押え板、１０Ｂ、１０
Ｂ′・・・・・・出側材料押え板、１１．１２・・・・
・・絶縁板、１３・・・・・・アース電極、２０・・・
・・・裏当て金。 Ｂ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、材料移送ライン上に突き合わせ配置された先行
   材料の尾端部と後行材料の先端部を夫々突合せ継手の近
   くでクランプする入側クランプ装置及び出側クランプ装
   置と、これらのクランプ装置によりクランプされた先行
   材料と後行材料の突合せ継手を溶接する複数個のトーチ
   電極が溶接線方向に一列に配置された複数台のアーク溶
   接機とを設け、前記入側クランプ装置及び出側クランプ
   装置のクランプ部に夫々、被溶接材料にのみ接触する金
   属製の材料押え板を絶縁して設け、これらの入側材料押
   え板と出側材料押え板を板幅方向に分割しその間を絶縁
   して設けると共に、夫々の入、出両材料押え板には板幅
   方向における内側同志及び外側同志のトーチ電極に対応
   するアース電極を接続したことを特徴とする材料継ぎ用
   溶接装置。