JPH0815666B2 - クラッド鋼管の溶接装置 - Google Patents
クラッド鋼管の溶接装置Info
- Publication number
- JPH0815666B2 JPH0815666B2 JP11694788A JP11694788A JPH0815666B2 JP H0815666 B2 JPH0815666 B2 JP H0815666B2 JP 11694788 A JP11694788 A JP 11694788A JP 11694788 A JP11694788 A JP 11694788A JP H0815666 B2 JPH0815666 B2 JP H0815666B2
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- Japan
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- welding
- tig
- hot wire
- clad steel
- steel pipe
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クラッド鋼管の溶接装置、特に高合金クラ
ッド鋼管の内面を長手方向に高能率かつ高精度に肉盛溶
接することができる溶接装置に関するものである。
ッド鋼管の内面を長手方向に高能率かつ高精度に肉盛溶
接することができる溶接装置に関するものである。
［従来の技術］ 例えばUOE鋼管の溶接法としては、内面溶接、外面溶
接共に多電極サブマージアーク溶接法が広く一般に使用
されている。高合金クラッド鋼管の場合も、鋼の部分は
最初に内面から、次いで外面から多電極サブマージアー
ク溶接法により溶接される。その他の方法としては、一
部の高級ソリッド管において多電極MIG溶接法が用いら
れた例があるが、アークの磁気吹き現象等の問題から最
近はあまり用いられていない。クラッド材の肉盛溶接と
しては、圧力容器等の小規模なものではプラズマ溶接、
TIG溶接、MIG溶接が使用されている。しかし、これらの
溶接法がこれまでにUOE法による高合金クラッド鋼管に
パイプライン上で使用されたことはなく、当然ながら内
面のクラッド部の肉盛溶接機も未だ実用化されていな
い。
接共に多電極サブマージアーク溶接法が広く一般に使用
されている。高合金クラッド鋼管の場合も、鋼の部分は
最初に内面から、次いで外面から多電極サブマージアー
ク溶接法により溶接される。その他の方法としては、一
部の高級ソリッド管において多電極MIG溶接法が用いら
れた例があるが、アークの磁気吹き現象等の問題から最
近はあまり用いられていない。クラッド材の肉盛溶接と
しては、圧力容器等の小規模なものではプラズマ溶接、
TIG溶接、MIG溶接が使用されている。しかし、これらの
溶接法がこれまでにUOE法による高合金クラッド鋼管に
パイプライン上で使用されたことはなく、当然ながら内
面のクラッド部の肉盛溶接機も未だ実用化されていな
い。
［発明が解決しようとする課題］ UOEプロセスで製造される高合金クラッド鋼管の内面肉
盛溶接に要求される事項は下記のとおりである。
盛溶接に要求される事項は下記のとおりである。
（１）適用パイプサイズ 最小管径16″φ（406mmφ） 最小長さ12m （２）溶接品質 耐食性の観点からビード表面が滑らかでピットやスラ
グ巻込み、割れ等の欠陥がないこと、また、溶着金属が
母材により希釈されるため、肉盛部の合金成分の安定化
を考慮し、多層溶接が望ましい。
グ巻込み、割れ等の欠陥がないこと、また、溶着金属が
母材により希釈されるため、肉盛部の合金成分の安定化
を考慮し、多層溶接が望ましい。
（３）溶接の信頼性 高合金クラッド鋼管は、小径サイズが多く、溶接後の
補修が物理的に不可能なことが多く、また技術的にも非
常に難しい。管の途中で溶接欠陥が発生すると製品とし
て使用できなくなり、高価なパイプが台無しとなる。こ
のため、通常の溶接に比して、はるかに高い信頼性が要
求される。
補修が物理的に不可能なことが多く、また技術的にも非
常に難しい。管の途中で溶接欠陥が発生すると製品とし
て使用できなくなり、高価なパイプが台無しとなる。こ
のため、通常の溶接に比して、はるかに高い信頼性が要
求される。
（４）溶接能率 他の工程との兼ね合いから短時間で溶接できなけれ
ば、待ち時間が長くなり、製造コストが大巾にアップす
る。
ば、待ち時間が長くなり、製造コストが大巾にアップす
る。
肉盛溶接ができる溶接法との観点からは、TIG溶接
法、ホットワイヤTIG溶接法、プラズマ溶接法、MIG溶接
法が考えられる。しかしながら、TIG溶接法の場合は、
溶接品質はすぐれているが、ワイヤの溶着速度がきわめ
て低いため、多電極にした場合の電極数が多くなりすぎ
実用に供し得ない。プラズマ溶接法は高能率の溶接法で
あるが、溶接トーチが大きいため、溶接ヘッドが大きく
なりすぎ、最小サイズの管の中を通過できない。MIG溶
接法は溶着速度は高いが、ビード幅が広く、比較的深い
開先溝を埋めるためには、少なくとも２電極が必要であ
り、磁気吹き現象によりアークが乱れることのほか、も
ともとアーク現象がやや不安定であり、溶接の信頼性に
欠けるという問題がある。
法、ホットワイヤTIG溶接法、プラズマ溶接法、MIG溶接
法が考えられる。しかしながら、TIG溶接法の場合は、
溶接品質はすぐれているが、ワイヤの溶着速度がきわめ
て低いため、多電極にした場合の電極数が多くなりすぎ
実用に供し得ない。プラズマ溶接法は高能率の溶接法で
あるが、溶接トーチが大きいため、溶接ヘッドが大きく
なりすぎ、最小サイズの管の中を通過できない。MIG溶
接法は溶着速度は高いが、ビード幅が広く、比較的深い
開先溝を埋めるためには、少なくとも２電極が必要であ
り、磁気吹き現象によりアークが乱れることのほか、も
ともとアーク現象がやや不安定であり、溶接の信頼性に
欠けるという問題がある。
これに対し、ホットワイヤTIG溶接法は、通常のコー
ルドワイヤを用いるTIG溶接法の弱点であるワイヤ溶着
速度が低い点を改良するために開発された手法であり、
60〜90gr/分の溶着速度が可能で、コールドワイヤ法の2
0〜30gr/分に比し、約３倍の溶着速度が得られる。した
がって、多電極化した場合の電極数もホットワイヤTIG
溶接法によれば、約1/3に減らすことが可能で、同時にT
IG溶接法のもつシールド性の高さ、ビード表面の滑らか
さ、溶着金属の品質の高さを維持することができる。
ルドワイヤを用いるTIG溶接法の弱点であるワイヤ溶着
速度が低い点を改良するために開発された手法であり、
60〜90gr/分の溶着速度が可能で、コールドワイヤ法の2
0〜30gr/分に比し、約３倍の溶着速度が得られる。した
がって、多電極化した場合の電極数もホットワイヤTIG
溶接法によれば、約1/3に減らすことが可能で、同時にT
IG溶接法のもつシールド性の高さ、ビード表面の滑らか
さ、溶着金属の品質の高さを維持することができる。
本発明は、上記のようなホットワイヤTIG溶接法の特
長を活かし、かつ磁気吹きによるアークの干渉を防止し
て多電極化を図るとともに、前記の要求事項を満たすこ
とができるクラッド鋼管の溶接装置を提供することを目
的とするものである。
長を活かし、かつ磁気吹きによるアークの干渉を防止し
て多電極化を図るとともに、前記の要求事項を満たすこ
とができるクラッド鋼管の溶接装置を提供することを目
的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係るクラッド鋼管の溶接装置は、被溶接部材
たるクラッド鋼管と複数のTIGトーチが直列に配置され
ているアームを相近づくように相対的に移動可能に設
け、上記のTIGトーチに送給されるホットワイヤを溶接
進行方向の後方から送給するようにし、さらにTIGトー
チの極性をマイナスとし、ホットワイヤにプラスの直流
電流または交流電流を流して溶接するものである。
たるクラッド鋼管と複数のTIGトーチが直列に配置され
ているアームを相近づくように相対的に移動可能に設
け、上記のTIGトーチに送給されるホットワイヤを溶接
進行方向の後方から送給するようにし、さらにTIGトー
チの極性をマイナスとし、ホットワイヤにプラスの直流
電流または交流電流を流して溶接するものである。
［作 用］ 本発明によるクラッド鋼管の溶接装置では、アームが
クラッド鋼管に対し相近づくように相対的に移動するた
め、アームに直列に配置された多電極ホットワイヤTIG
溶接装置によりクラッド鋼管の内面及び外面を長手方向
に１ランで多層肉盛溶接することができる。この場合に
おいて、ホットワイヤは溶接進行方向の後方から送給さ
れ、また極性をTIGトーチはマイナスに、ホットワイヤ
はプラスにして直流を流すか、またはホットワイヤに交
流を流すようにしたので、磁気吹きにするアークの干渉
を生じない。そのため、TIGトーチの間隔を小さくする
ことができ、電極数を多くすることができる。
クラッド鋼管に対し相近づくように相対的に移動するた
め、アームに直列に配置された多電極ホットワイヤTIG
溶接装置によりクラッド鋼管の内面及び外面を長手方向
に１ランで多層肉盛溶接することができる。この場合に
おいて、ホットワイヤは溶接進行方向の後方から送給さ
れ、また極性をTIGトーチはマイナスに、ホットワイヤ
はプラスにして直流を流すか、またはホットワイヤに交
流を流すようにしたので、磁気吹きにするアークの干渉
を生じない。そのため、TIGトーチの間隔を小さくする
ことができ、電極数を多くすることができる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図により説明する。
第１図は本発明の実施例の構成図で、４電極の場合を
示している。図において、１は被溶接部材（以下、パイ
プという）であり、台車２上に載置され、矢印ａ方向に
移動する。したがって、溶接方向は反対のｂ方向であ
る。３は固定のアームで、先端にはパイプ１の内面を転
動するガイドローラ４が設けられている。５はアーム３
に所定間隔で直列に配置されたTIGトーチで、それぞれ
高周波発生装置６を介して溶接電源７のマイナス側に接
続されている。溶接電源７のプラス側はパイプ１に接続
されている。８は各溶接トーチ５に対し溶接進行方向の
後方に配されたホットワイヤガイドノズルで、給電チッ
プ９を有し、給電チップ９はホットワイヤ電源10のプラ
ス側に接続されている。11はホットワイヤで、それぞれ
プルフィーダ12及びプッシュフィーダ13により一定速度
で送給される。14は開先倣い制御を行うためにアーム３
の先端部に設けられたCCDカメラで、ITV15を介し操作盤
16のモニタテレビ17で監視できるようになっている。18
はビードの状態を監視するためにアーム３の後部に設け
らえたCCDカメラで、ミラー19からの反射像をとらえる
ようになっており、同様にITV20を介して操作盤16のモ
ニタテレビ21で監視できるようになっている。22は制御
盤、23は台車２の駆動装置、24はシールドガス源、25は
減圧弁、26は流量調整装置、27はガス電磁弁、28はTIG
トーチ５の冷却装置である。
示している。図において、１は被溶接部材（以下、パイ
プという）であり、台車２上に載置され、矢印ａ方向に
移動する。したがって、溶接方向は反対のｂ方向であ
る。３は固定のアームで、先端にはパイプ１の内面を転
動するガイドローラ４が設けられている。５はアーム３
に所定間隔で直列に配置されたTIGトーチで、それぞれ
高周波発生装置６を介して溶接電源７のマイナス側に接
続されている。溶接電源７のプラス側はパイプ１に接続
されている。８は各溶接トーチ５に対し溶接進行方向の
後方に配されたホットワイヤガイドノズルで、給電チッ
プ９を有し、給電チップ９はホットワイヤ電源10のプラ
ス側に接続されている。11はホットワイヤで、それぞれ
プルフィーダ12及びプッシュフィーダ13により一定速度
で送給される。14は開先倣い制御を行うためにアーム３
の先端部に設けられたCCDカメラで、ITV15を介し操作盤
16のモニタテレビ17で監視できるようになっている。18
はビードの状態を監視するためにアーム３の後部に設け
らえたCCDカメラで、ミラー19からの反射像をとらえる
ようになっており、同様にITV20を介して操作盤16のモ
ニタテレビ21で監視できるようになっている。22は制御
盤、23は台車２の駆動装置、24はシールドガス源、25は
減圧弁、26は流量調整装置、27はガス電磁弁、28はTIG
トーチ５の冷却装置である。
次に、この実施例の動作について説明する。
パイプ１は台車２上に載置され、駆動装置23の差動に
よりａ方向に定速で移動する。このパイプ１に対し対向
するアーム３がパイプ１の中に進入してくる。アーム３
の進入に先立ち、パイプ１の端部に連結されたタブ板
（図示せず）上で最初のTIGトーチ５との間でアークを
発生させ、ホットワイヤ11を定速で送給しホットワイヤ
TIG溶接を行う。ホットワイヤTIG溶接を行う場合、ワイ
ヤの送り速度、加熱電力、アーク長、アーク電流等の溶
接パラメータを高精度に制御する必要があるが、この実
施例では制御盤22により集中制御するようになってい
る。
よりａ方向に定速で移動する。このパイプ１に対し対向
するアーム３がパイプ１の中に進入してくる。アーム３
の進入に先立ち、パイプ１の端部に連結されたタブ板
（図示せず）上で最初のTIGトーチ５との間でアークを
発生させ、ホットワイヤ11を定速で送給しホットワイヤ
TIG溶接を行う。ホットワイヤTIG溶接を行う場合、ワイ
ヤの送り速度、加熱電力、アーク長、アーク電流等の溶
接パラメータを高精度に制御する必要があるが、この実
施例では制御盤22により集中制御するようになってい
る。
さて、アーム３の進入に伴い、順次上記と同様に２番
目のTIGトーチ５、３番目のTIGトーチ５というようにア
ークを発生させ、ホットワイヤTIG溶接を行う。したが
って、この場合は１ランで４層の肉盛溶接が行われるこ
とになる。
目のTIGトーチ５、３番目のTIGトーチ５というようにア
ークを発生させ、ホットワイヤTIG溶接を行う。したが
って、この場合は１ランで４層の肉盛溶接が行われるこ
とになる。
第２図（ａ）〜（ｄ）は電極数が２〜４極の場合の積
層法を示すもので、この実施例は第２図（ｄ）に相当す
る場合である。これらの積層法は開先の大きさや溶接速
度により選択されるが、いずれの場合も１ランで溶接が
完了するように各電極の溶接パラメータを設定する。
層法を示すもので、この実施例は第２図（ｄ）に相当す
る場合である。これらの積層法は開先の大きさや溶接速
度により選択されるが、いずれの場合も１ランで溶接が
完了するように各電極の溶接パラメータを設定する。
次に、アークの電極吹きについて説明すると、本発明
では複数のTIGトーチ５に対してホットワイヤ11をそれ
ぞれ溶接進行方向の後方からある角度をもって送給する
ようになっており、しかも各TIGトーチ５の極性をマイ
ナスに、ホットワイヤ11の極性をプラスにして直流を流
すため、TIG電極相互間の磁場は、主としてホットワイ
ヤ電流によって作られるものに支配され、アークが互い
に引き合うことを防止することができる。ホットワイヤ
11に上記の極性の直流を流すと、アークはやや前方に振
り、また交流を流せばほぼ直下にアークは発生する。し
たがって、TIGトーチ５の間隔を小さくすることがで
き、電極数を多くすることができる。また、ホットワイ
ヤTIG溶接装置を小型にできるため、パイプの最小サイ
ズのものに対しても十分に適用することができる。
では複数のTIGトーチ５に対してホットワイヤ11をそれ
ぞれ溶接進行方向の後方からある角度をもって送給する
ようになっており、しかも各TIGトーチ５の極性をマイ
ナスに、ホットワイヤ11の極性をプラスにして直流を流
すため、TIG電極相互間の磁場は、主としてホットワイ
ヤ電流によって作られるものに支配され、アークが互い
に引き合うことを防止することができる。ホットワイヤ
11に上記の極性の直流を流すと、アークはやや前方に振
り、また交流を流せばほぼ直下にアークは発生する。し
たがって、TIGトーチ５の間隔を小さくすることがで
き、電極数を多くすることができる。また、ホットワイ
ヤTIG溶接装置を小型にできるため、パイプの最小サイ
ズのものに対しても十分に適用することができる。
なお、上記実施例では、パイプ内面の肉盛溶接につい
て説明したが、パイプ外面の肉盛溶接も同様に行うこと
ができるものである。
て説明したが、パイプ外面の肉盛溶接も同様に行うこと
ができるものである。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、多電極のホットワイヤ
TIG溶接によりクラッド鋼管の内面及び外面を高能率か
つ高精度に肉盛溶接することができ、製造コストの大幅
な低減を図ることができるものである。
TIG溶接によりクラッド鋼管の内面及び外面を高能率か
つ高精度に肉盛溶接することができ、製造コストの大幅
な低減を図ることができるものである。
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図（ａ）〜
（ｄ）は多電極にした場合の積層法を示す説明図であ
る。 １……被溶接部材 ３……アーム ５……TIGトーチ 11……ホットワイヤ
（ｄ）は多電極にした場合の積層法を示す説明図であ
る。 １……被溶接部材 ３……アーム ５……TIGトーチ 11……ホットワイヤ
Claims (1)
- 【請求項１】被溶接部材とアームとを相対的に接近する
方向に移動可能に設け、該アームに複数直列に配置され
溶接進行方向に対し後方からホットワイヤを送給可能な
TIGトーチを備え、前記TIGトーチの極性をマイナスと
し、前記ホットワイヤにプラスの直流電流または交流電
流を流すことにより溶接することを特徴とするクラッド
鋼管の溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11694788A JPH0815666B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | クラッド鋼管の溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11694788A JPH0815666B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | クラッド鋼管の溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289572A JPH01289572A (ja) | 1989-11-21 |
| JPH0815666B2 true JPH0815666B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=14699670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11694788A Expired - Fee Related JPH0815666B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | クラッド鋼管の溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815666B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002001538A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 多電極溶接方法及び多電極溶接装置 |
| WO2014141423A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | クラッド鋼管の接合方法及び接合構造 |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP11694788A patent/JPH0815666B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01289572A (ja) | 1989-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |