JPH0919767A - 固定管の周継ぎ手接合方法 - Google Patents

固定管の周継ぎ手接合方法

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JPH0919767A
JPH0919767A JP19106195A JP19106195A JPH0919767A JP H0919767 A JPH0919767 A JP H0919767A JP 19106195 A JP19106195 A JP 19106195A JP 19106195 A JP19106195 A JP 19106195A JP H0919767 A JPH0919767 A JP H0919767A
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JP
Japan
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pipe
joined
shaped groove
automatic welding
welding
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Pending
Application number
JP19106195A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Iwamoto
博之 岩本
Mamoru Oyama
護 大山
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Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械加工が難しく、溶接欠陥が発生し易いU
型開先に代えて加工し易い開先加工により固定管を溶接
できる方法を提供する。 【構成】 本固定管の周継ぎ手接合方法は、回転しない
管同士を自動溶接法により周継ぎ手接合する方法であ
る。本方法は、V角度90°以上のV型開先を設けるよ
うに、接合する管端部の双方の外側に開先加工を施し、
接合する双方の管端部を突き合わせて固定する。次い
で、ホットワイヤ式TIG自動溶接装置を突き合わせ部
のV型開先に沿って管の周方向に走行させつつV型開先
を埋めるようにして、双方の固定管を溶接接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転させることが
できない固定管の周継ぎ手接合方法に関し、更に詳細に
は大径のオーステナイト系ステンレス鋼管の周継ぎ手形
成に最適な固定管の周継ぎ手接合方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】大径の管を工場で予め溶接して長尺に接
合し、長尺の管を敷設場所に運搬して敷設する方法は、
大径の長尺管の輸送が実際上難しいことから、大径管の
周継ぎ手を形成するための溶接作業は、通常、管の敷設
現場で行われている。そして、現場における管の溶接工
事の機械化、省力化を図るために、全姿勢自動溶接法に
より管の溶接を行う工法が、従来から試みられている。
全姿勢自動溶接法とは、接合する双方の管に開先加工を
施した後に、突き合わせて固定し、管を回転する代わり
に自動溶接装置を周継ぎ手形成部に沿って管の周方向に
走行させつつ全姿勢で溶接することである。現場におけ
る管の溶接を全姿勢自動溶接装置により行うのは、現場
で大径管を回転させることが難しいために接合する双方
の管を固定し、代わりに溶接装置を動かすことが必要で
あるからである。また、従来の全姿勢自動溶接法によ
り、周継ぎ手全周にわたって良好な溶接品質と均一な裏
波を得るためには、図4に示すようなU型開先を機械加
工により形成し、しかも厳しくその寸法精度を管理する
ことが必要であった。図4中、角度αは長手方向に直交
する方向線とU開先の広がりとの間の角度を示し、gは
必要なギャップ間隔を示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】U型開先は図4に示す
ように厳密な形状及び寸法を必要とするので、直管の管
端部にU型開先を機械加工するのは、フィッティング類
に比べて比較的容易ではあるが、フィッティング類、特
にエルボ、ティ、異径継ぎ手等にU型開先加工を施すこ
とは困難である。これは、鋼板を曲げ、周方向端部を突
き合わせ、その突き合わせ部を溶接すことにより、大径
のエルボ類を製作しているために、エルボ等の長手方向
端面形状に局部的に曲率の合わない部分が生じたり、偏
平している場合が多いためと、通常エルボには直線部分
がなく、機械加工を行おうとする場合にその把持が困難
なことによる。
【0004】本発明の目的は、機械加工が難しいU型開
先に代えて加工し易い形状の開先を施すことにより固定
管を溶接できる方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、種々の実験を行った末に、V型開先と
ホットワイヤ式TIG自動溶接方法とを組み合わせるこ
とに着目し、更にV型開先の好ましい形状等を多数回の
溶接実験で確認して、本発明を完成するに到った。この
ようにして得た知見に基づき、本発明に係る固定管の周
継ぎ手接合方法は、回転できない固定した管同士をホッ
トワイヤ式TIG自動溶接装置により周継ぎ手接合する
方法であって、ホットワイヤ式TIG自動溶接装置のT
IGトーチが自在に接近できる広角のV型開先を形成す
るように、接合する双方の管端部の各々に開先加工を施
し、開先加工を施した双方の管端部を突き合わせて固定
し、次いで、突き合わせ部に設けたV型開先に沿ってホ
ットワイヤ式TIG自動溶接装置を管の周方向に走行さ
せつつ、初層溶接をホットワイヤ方式で施し、続いてV
型開先を埋めるようにして双方の管を溶接接合すること
を特徴としている。
【0006】本発明方法で使用するホットワイヤ式TI
G自動溶接装置は、送給する溶加材(以下、ワイヤと言
う)を加熱して溶着速度を上げるようにした既知の自動
溶接装置である。TIG溶接法は、ステンレス鋼を始め
とする高合金材料を溶接する上で、溶接欠陥の発生率が
低く、高品質の溶接継ぎ手を得ることができるものの、
アークの熱エネルギーの一部が送給されるワイヤを加熱
するために消費されるので、溶着速度(単位時間当たり
に溶接される金属量)が低くなると言う欠点がある。ホ
ットワイヤ式TIG自動溶接装置は、かかる欠点を解消
して溶着速度を高くした自動溶接装置である。本発明方
法では、ホットワイヤ式TIG自動溶接装置によりワイ
ヤを加熱して速い溶着速度で初層溶接を施すことより、
コールドワイヤ法より良好な裏波を形成することができ
る。また、初層以後の溶接能率を上げるために、初層に
引き続きその上層をホットワイヤ式TIG自動溶接装置
により肉盛りしても良い。V開先の角度は、ホットワイ
ヤ式TIG自動溶接装置のTIGトーチが容易に開先の
最深部に自在に接近できる角度である。
【0007】本発明の好適な実施態様は、V型開先のV
型角度が90°から110°の範囲に、ギャップ間隔が
0mmから0.5mmの範囲に、ルート面の厚さが0.1mm
から1.0mmの範囲にあるように、接合する双方の管端
部に開先加工を施すことを特徴としている。V型開先の
V角度を110°以下にしたのは、110°以上になる
と、溶着量が多くなり過ぎるからである。ギャップ間隔
があると、溶接の進行に従いギャップ間隔の変動が生
じ、全周にわたる良好な裏波と均一な溶接品質を得るこ
とが難しくなるので、ギャップ間隔は零に近い程好まし
い。また、裏波を出すためにルート面の厚さは薄い程好
ましい。また、本発明方法は、オーステナイト系ステン
レス鋼管の周継ぎ手接合に特に好適である。
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図1はホットワイヤ式T
IG自動溶接装置の構成を示す模式図、図2は別の形式
のホットワイヤ式TIG自動溶接装置の構成を示す模式
図、図3は本発明に係る固定管の周継ぎ手接合方法で使
用するV型開先の形状を示す図である。
【0009】ホットワイヤ式TIG自動溶接装置10
は、送給するワイヤに電流を流してワイヤの抵抗発熱現
象により、ワイヤを加熱して溶着速度を上げるようにし
た装置であって、図2に示すように、ワイヤ送給装置1
2と、ワイヤ加熱用電源14と、TIGトーチ16と、
溶接用電源18とを備えている。溶接用電源18は、プ
ラス側が母材20に、マイナス側がTIGトーチ16に
それぞれ接続され、TIGトーチ16と母材20との間
に溶接電流を流してアーク22を継続して発生させる。
一方、ワイヤ送給装置12は、送給ローラ24を電気モ
ータ26で回転させることによりワイヤリール28より
アーク22内の溶接部にワイヤ30を送給する。ワイヤ
30の適所に設けた通電端子32、ワイヤ30、母材2
0の溶接部に形成された溶融プール34及び母材20に
より構成される導電回路にケーブル36を介して電流を
流し、ワイヤ30自体の抵抗発熱によりワイヤ30を加
熱している。
【0010】別の形式のホットワイヤ式TIG自動溶接
装置40は、図1で説明した抵抗加熱方式の設備に代え
て、高周波誘導加熱方式による溶加材加熱装置42を備
えている。溶加材加熱装置42は、送給するワイヤ30
を高周波誘導加熱するソレノイド・コイル44と、ソレ
ノイド・コイル44に高周波電力を供給する高周波電源
46とを有する。48はソレノイド・コイル44と高周
波電源46とを接続するケーブル、50及び52はそれ
ぞれ駆動ローラ、及び案内ローラである。アーク発生機
構及びワイヤ供給機構は、図1と同じである。
【0011】本発明に係る固定管の周継ぎ手接合方法で
は、上述のようなホットワイヤ式TIG自動溶接装置1
0又は40(以下、溶接装置10又は40と言う)が、
走行車(図示せず)に搭載されて、周継ぎ手の接合部に
形成されたV型開先に沿って管の外周を走行しつつ全姿
勢で管の外側からV型開先を埋めるようにして自動溶接
する。走行車は、管の外周に沿って敷設された軌条上を
走行する方式のもの、或いは管の外周面上を直接走行す
る方式のもの等がある。
【0012】本発明方法で使用するV型開先は、図3に
示すように、好ましくは、角度θが90°から110°
の範囲に、ギャップGの間隔が0mm〜0.5mmの範囲
に、ルート面Lの厚さが0.1mm〜1.0mmの範囲にそ
れぞれ規制されている。本発明方法では、接合する双方
の管端部の外側面に以上のようなV型開先を形成し、管
の外側から装置10又は40により溶接し、管の内側か
らは溶接しない。また、V型開先部の管内側に裏当て金
或いはインサートリングを取り付ける必要もない。本発
明方法を管の溶接に適用するには、まず図3に示すよう
なV型開先が形成できるように、接合する双方の管端部
を機械加工し、開先加工を施した双方の管端部を突き合
わせて固定する。次いで、突き合わせ部に設けたV型開
先に沿ってホットワイヤ式TIG自動溶接装置を管の周
方向に走行させつつ、初層溶接をホットワイヤ方式で施
し、続いてV型開先を埋めるようにして双方の管を溶接
接合する。
【0013】実施例 本発明方法を評価するために、次のような条件でオース
テナイト系のステンレス鋼、SUS304製の呼び径3
6インチで肉厚7mmの管を120か所溶接し、長尺の管
を形成した。 1)V型開先の形状(図5参照) 角度θ :100° ギャップGの間隔 :0〜0.5mm ルート面Lの長さ :0.5〜1.0mm
【0014】 2)使用したホットワイヤ式TIG自動溶接装置:図1に示すような装置 使用ワイヤ :日本油脂(株)製のAT−308(商品名) 1.0mmφ 溶接用電流強度 :130〜150A 加熱用電流強度 :10〜20A ワイヤ送給速度 :80〜120cm/min TIGトーチの走行速度:80〜100mm/min 溶接層数 :5層(図6参照) 3)試験片の検査結果 引っ張り試験 :母材で破断 曲げ試験 :有害な欠陥なし
【0015】接合した周継ぎ手を全数目視検査した結
果、管の接合部の内側には良好な裏波が形成されてい
た。また各周継ぎ手の全周についてX線写真を撮影して
溶接内部欠陥の有無を検査したところ、有害な欠陥の発
生はなく、極めて良好な周継ぎ手を得ることができた。
【0016】
【発明の効果】本発明方法によれば、接合する双方の管
端部を突き合わせた突き合わせ部の外面に開先加工を施
して広角のV型開先を設け、次いで突き合わせ部に設け
たV型開先に沿って溶着速度の速いホットワイヤ式TI
G自動溶接装置を管の周方向に走行させつつV型開先を
埋めるようにして双方の管を溶接接合することにより、
良好な裏波と均一な溶接品質を有する周継ぎ手を得るこ
とができる。本発明方法では、寸法精度を維持すること
が難しいU型開先に代えて、開先加工の容易なV型開先
と、溶着速度の速いホットワイヤ式TIG自動溶接装置
とを組み合わせているので、固定管の周継ぎ手接合のた
めの溶接作業の能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ホットワイヤ式TIG自動溶接装置の一例の構
成を示す模式図である。
【図2】ホットワイヤ式TIG自動溶接装置の別の例の
構成を示す模式図である。
【図3】図3(a)及び(b)は、それぞれ本発明方法
で形成するV型開先の形状を示す断面図及びルート面の
厚さを示す拡大断面図である。
【図4】図4はU型開先の形状を示す断面図である。
【図5】実施例の開先形状を示す断面図である。
【図6】溶接層数を示す断面図である。
【符号の説明】
10 ホットワイヤ式TIG自動溶接装置 12 ワイヤ送給装置 14 ワイヤ加熱用電源 16 TIGトーチ 18 溶接用電源 20 母材 22 アーク 24 送給ローラ 26 電気モータ 28 ワイヤリール 30 ワイヤ 32 通電端子 34 溶融プール 36 ケーブル 40 別の形式のホットワイヤ式TIG自動溶接装置 42 溶加材加熱装置 44 ソレノイド・コイル 46 高周波電源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転できない固定した管同士をホットワ
    イヤ式TIG自動溶接装置により周継ぎ手接合する方法
    であって、 ホットワイヤ式TIG自動溶接装置のTIGトーチが自
    在に接近できる広角のV型開先を形成するように、接合
    する双方の管端部の各々に開先加工を施し、 開先加工を施した双方の管端部を突き合わせて固定し、 次いで、突き合わせ部に設けたV型開先に沿ってホット
    ワイヤ式TIG自動溶接装置を管の周方向に走行させつ
    つ、初層溶接をホットワイヤ方式で施し、続いてV型開
    先を埋めるようにして双方の管を溶接接合することを特
    徴とする固定管の周継ぎ手接合方法。
  2. 【請求項2】 V型開先のV型角度が90°から110
    °の範囲に、ギャップ間隔が0mmから0.5mmの範囲
    に、ルート面の厚さが0.1mmから1.0mmの範囲にあ
    るように、接合する双方の管端部に開先加工を施すこと
    を特徴とする請求項1に記載の固定管の周継ぎ手接合方
    法。
  3. 【請求項3】 固定管がオーステナイト系ステンレス鋼
    管であることを特徴とする請求項1又は2に記載の固定
    管の周継ぎ手接合方法。
JP19106195A 1995-07-04 1995-07-04 固定管の周継ぎ手接合方法 Pending JPH0919767A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2497639A2 (en) 2011-03-11 2012-09-12 Fujifilm Corporation Thermal positive-type planographic original printing plate and method of making planographic printing plate
CN103624378A (zh) * 2013-12-02 2014-03-12 昆山华恒焊接股份有限公司 管道对接热丝tig焊接方法
CN104801835A (zh) * 2015-02-26 2015-07-29 胜利油田龙玺石油工程服务有限责任公司 一种抗冰隔水管接头不清根焊接方法
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CN105397250A (zh) * 2015-12-31 2016-03-16 上海第一机床厂有限公司 高温气冷核反应堆堆芯壳环段自动焊接方法

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