JPH1024366A - 円周溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】仮付け溶接の前に溶接線の教示を行っている
と、仮付け溶接時の溶接熱によって開先が変形，収縮
し、教示で求めた仮想の溶接線が仮付け溶接後の溶接線
とはずれてしまい、本溶接のときの倣い精度が劣化し、
良好な溶接品質が得られなかった。 【解決手段】突き合わせて芯出して固定した２本の管１
ａ，１ｂの溶接継手２を円周溶接するときに、まず溶接
継手２の仮付け溶接１２ａ〜１２ｎを行い、その後、仮
付け溶接で変化した後の開先の各位置の一デ−タ１１ａ
〜１１ｎを読み取り、実際に本溶接をするときの開先形
状に応じた溶接線を仮想する。この仮想した溶接線に倣
って本溶接をして倣い精度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は固定管の突合せ溶
接継手の円周溶接方法、特にステンレス鋼管等のように
溶接熱によって開先変形が大きい継手の溶接品質の向上
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばガス本管等を突き合わせて全周溶
接する場合は、図２の正面図と図３の側面図に示すよう
に、接合する２本の管１ａ，１ｂを突き合わせて芯出し
て固定し、溶接継手２近傍に環状のガイドレ−ル３を固
定し、固定したガイドレ−ル３に対して走行台車４に搭
載した溶接装置５を配置する。そして仮付け溶接に先立
って走行台車４を走行させながら溶接装置５を利用して
溶接継手２の開先センタの複数の位置デ−タを教示させ
て制御装置６に記憶させ、制御装置６で複数の位置デ−
タを近似演算処理して溶接線を仮想させている。その
後、走行台車４を走行させ溶接装置５によって溶接ト−
チ８を仮想させた溶接線に沿うように管軸方向と円周方
向に移動しながら溶接電源７から電力を供給して仮付け
溶接をしたのち本溶接を行っている。

【０００３】開先センタの位置デ−タを取り込む方法と
しては、溶接継手２に沿って溶接装置５の溶接ト−チ８
を移動させながら、溶接継手２の任意の位置において開
先中心等の基準となる位置に溶接ト−チ８を一致させ、
このときの溶接ト−チ８の位置を溶接ト−チ８の管軸方
向スライド軸に設けたポテンショメ−タ等の位置センサ
で検出して逐次記憶させる方法や、溶接装置５の溶接ト
−チ８の取付部に溶接ト−チ８の代わりに差動変位セン
サ等を取付け、差動変位センサ等を開先に接触させなが
ら溶接継手２に沿って移動させて溶接継手２の各位置に
対応した溶接線変位デ−タを検出して記憶させる方法等
が使用されている。

【０００４】この溶接線を教示して円周溶接する従来の
作業工程は、走行台車４の制御ケ−ブルや溶接装置５の
溶接ケ−ブル等を本溶接の層数分だけ管１に本溶接の溶
接方向と逆方向に巻き付けておく。この状態で、図５の
工程説明図に示すように、走行台車４を一方向、例えば
管１の頂点である１２時の位置１０ａから時計方向ＣＷ
に移動しながら複数位置１０ａ〜１０ｎで位置デ−タ１
１ａ〜１１ｎの教示を行なって、走行台車４が溶接継手
２に沿って一周したら走行台車４を反時計方向ＣＣＷに
移動して管１の頂点位置１０ａに戻す。その後、走行台
車４を時計方向ＣＷに移動しながら複数位置に仮付け溶
接１２ａ〜１２ｎを行い、仮付け溶接１２ｎが終了した
ら走行台車４を再び反時計方向ＣＣＷに移動し管１の頂
点位置１０ａに戻してから本溶接を行うようにしてい
る。このように教示と仮付け溶接を行うたびに走行台車
４を逆方向に移動して初期位置１０ａに戻すことによ
り、ケ−ブル類の管１に対する巻きつけ回数が少なくな
るようにしている。

【０００５】他の作業工程としては、制御ケ−ブルや溶
接ケ−ブル等を本溶接の層数分に教示と仮付け溶接分の
２周分を加えて管１に溶接方向と逆方向で巻き付けてお
く。そして図６の作業工程図に示すように、走行台車４
を例えば時計方向ＣＷに移動しながら複数位置１０ａ〜
１０ｎで位置デ−タ１１ａ〜１１ｎの教示を行い、引き
続き教示のときと同じ方向ＣＷに走行台車４を走行させ
て複数位置に仮付け溶接１２ａ〜１２ｎを行い、そのま
ま同じ方向ＣＷに走行台車４を走行させて本溶接を行
い、教示と仮付け溶接の作業時間を短縮するようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように仮付け溶
接の前に溶接線の教示を行っていると、仮付け溶接時の
溶接熱によって開先が変形，収縮し、仮付け溶接前の教
示で取り込んだ位置デ−タ１１ａ〜１１ｎから求めた仮
想の溶接線が仮付け溶接後の溶接線とはずれてしまう。
例えば図７（ａ）の部分断面図に示すように、芯出後の
管１ａ，１ｂの端部にギャップＬがある場合、教示によ
る仮想の溶接線による溶接ト−チ８の狙い位置１３であ
るが、仮付け溶接によりギャップｄが収縮して、図７
（ｂ）に示すように、管１ｂの端部が管１ａ側に引き与
せられ開先センタが位置１４にずれてしまう。また、図
８の部分断面図に示すように、芯出後に管１ａ，１ｂの
端部に目違いＤがある場合には、開先の幾何学的センタ
は位置１５であるが、実際の溶接ト−チ８は位置１６を
狙うようにして教示している。しかしながら仮付け溶接
により目違い量が変わったり、円周上の目違い発生状況
が変わると、溶接ト−チ８の狙う位置１６が変化してし
まう。その結果、本溶接のときの倣い精度が劣化し、良
好な溶接品質が得られなかった。特に熱伝導率が小さ
く、熱膨張率が大きいステンレス鋼管では無視できない
誤差が生じてしまい、溶接品質を確保するためには、本
溶接中に倣い修正作業をする必要がある。

【０００７】また、図５に示すように、教示と仮付け溶
接を行うたびに走行台車４を逆方向に移動して初期位置
１０ａに戻す方法では、教示と仮付け溶接毎に走行台車
４を空走行させるため作業時間がかかる。図６に示すよ
うに、走行台車４を一方向に移動しながら教示と仮付け
溶接を連続的に行う方法では、管体に対するケ−ブルの
巻数が増えるため作業性が悪い等の問題があった。

【０００８】この発明はかかる短所を改善するためにな
されたものであり、溶接品質を高めるとともに溶接作業
時間を短縮することができる円周溶接方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る円周溶接
方法は、固定管の円周に沿って一方向に溶接ト−チを移
動させながら任意の複数の位置で仮付け溶接を行い、仮
付けが終了した後、溶接ト−チを仮付け溶接のときの溶
接ト−チ移動方向と逆方向に移動させながら任意の複数
の位置で開先位置を教示させて記憶させ円周継手の溶接
線を仮想させた後、仮想させた溶接線に追従して本溶接
を行うことを特徴とする。

【００１０】この発明に係る第２の円周溶接方法は、固
定管の円周に沿って一方向に溶接ト−チを移動させなが
ら任意の位置で仮付け溶接を行い、仮付けが終了した位
置又はその近傍で開先位置を教示させて記憶させること
を固定管の円周全体にわたり逐次繰り返して円周継手の
溶接線を仮想させた後、仮想させた溶接線に追従して本
溶接を行うことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の円周溶接方法は、突き
合わせて芯出して固定した２本の管の溶接継手を円周溶
接するときに、まず溶接継手の仮付け溶接を行い、その
後、仮付け溶接で変化した後の開先の各位置の教示を行
い、実際に本溶接をするときの開先形状に応じた溶接線
を仮想する。この仮想した溶接線に倣って本溶接をして
倣い精度を高める。

【００１２】また、走行台車を溶接継手に沿って移動し
ながら溶接継手の全周にわたり仮付け溶接したのち、走
行台車を仮付け溶接のときと反対方向に移動しながら開
先位置デ−タを教示し、付属ケ−ブル類の管に対する巻
き付け回数を低減する。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の仮付け溶接工程
と溶接線の教示工程を示す工程説明図である。この仮付
け溶接工程と溶接線の教示工程を行う前に、図２の正面
図と図３の側面図に示すように、接合する２本の管１
ａ，１ｂを突き合わせて芯出して固定し、円周継手２近
傍に環状のガイドレ−ル３を固定し、固定したガイドレ
−ル３に走行台車４に搭載した溶接装置５を配置してお
く。この状態で、仮付け溶接工程に入ると、図１の工程
説明図に示すように、走行台車４を一方向、例えば管１
の頂点である１２時の位置１０ａから時計方向ＣＷに移
動しながら溶接継手２の複数位置１０ａ〜１０ｎで仮付
け溶接１２ａ〜１２ｎを行い、走行台車４が一周して初
期位置１０ａに達したら溶接線の教示工程に入る。教示
工程に入ったら走行台車４を反時計方向ＣＣＷに移動し
ながら、複数位置１０ｎ〜１０ａで溶接ト−チ８の位置
を微調節して狙い位置（開先センタ）に一致させ、溶接
ト−チ８の位置デ−タ１１ｎ〜１１ａを読み取り制御装
置６のメモリに逐次格納する。この教示工程のときに、
制御装置６の演算処理部は読み取られた位置デ−タ１１
ｎ〜１１ａの隣接する位置デ−タを直線近似補間して仮
想の溶接線を形成しメモリに格納する。そして走行台車
４が一周して初期位置１０ａに戻ったら教示工程を終了
し、本溶接工程に入る。本溶接工程に入ると走行台車４
を移動しながら仮想の溶接線に倣って本溶接を行う。本
溶接を管１ａ，１ｂの厚さによって定まる溶接層数分だ
け連続して行ったら本溶接工程を終了する。

【００１４】このように、仮付け溶接をしてから溶接線
の教示を行って仮想の溶接線を決定するようにしたか
ら、仮付け溶接により変形や収縮が生じた実際に本溶接
するときの開先形状により仮想の溶接線を得ることがで
き、本溶接の倣い精度を高め溶接品質を向上させること
ができる。また、溶接継手２に沿って走行台車４を一周
移動してから反対方向に戻すときに教示を行うから、仮
付け溶接と教示の作業時間を短縮することができる。

【００１５】なお、上記実施例は溶接継手２の全周にわ
たり仮付け溶接をしてから溶接線の教示をする場合につ
いて説明したが、図４の工程説明図に示すように、溶接
継手２の位置１０ａで仮付け溶接１２ａを行い、仮付け
が終了した位置１０ａ又はその近傍で開先位置デ−タ１
１ａを教示させて記憶させ、その後、走行台車４を移動
しながら複数の位置１０ｎ〜１０ｂで上記と同様に仮付
け溶接と開先位置デ−タ１１ｎ〜１１ｂの教示を行うこ
とを繰返して、仮付け溶接と教示工程を行うようにして
も良い。ここで、図４に示すように、走行台車４を反時
計方向ＣＣＷに移動しながら仮付け溶接と開先位置デ−
タ１１ａ，１１ｎ〜１１ｂの教示をして初期位置１０ａ
に戻ったのち、走行台車４を時計方向に移動しながら本
溶接を行うと、本溶接のためにケ−ブル等を管１ａに巻
き付けておく回数を１層分だけ少なくすることができ、
ケ−ブル等の巻き付け工程の作業時間も短縮することが
できる。

【００１６】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、突き合
わせて芯出して固定した２本の管の溶接継手を溶接する
ときに、溶接継手の仮付け溶接を行ってから、仮付け溶
接で変化した後の開先の各位置の教示を行うようにした
から、実際に本溶接をするときの開先形状に応じた溶接
線を仮想することができ、本溶接のときの倣い精度を高
め、溶接品質を向上させることができる。

【００１７】また、走行台車を溶接継手に沿って移動し
ながら溶接継手の全周にわたり仮付け溶接したのち、走
行台車を仮付け溶接のときと反対方向に移動しながら開
先位置デ−タを教示することにより、仮付け溶接と開先
位置の教示の作業時間を短縮することができるとともに
付属ケ−ブル類の管に対する巻き付け回数を低減するこ
とができる。

【００１８】さらに、仮付け溶接をした位置で直ちに教
示を行うことにより、作業時間をより短縮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の工程説明図である。

【図２】走行台車と溶接装置の配置を示す正面図であ
る。

【図３】走行台車と溶接装置の配置を示す側面図であ
る。

【図４】他の実施例の工程説明図である。

【図５】従来例の工程説明図である。

【図６】他の従来例の工程説明図である。

【図７】溶接継手の部分断面図である。

【図８】他の溶接継手の部分断面図である。

【符号の説明】

１ 管 ２ 溶接継手 ４ 走行台車 ５ 溶接装置 ６ 制御装置 ８ 溶接ト−チ

フロントページの続き (72)発明者 三浦 定史 神奈川県横浜市鶴見区下野谷町１−24−３ ロ−ズハイツ307

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定管の円周に沿って一方向に溶接ト−
   チを移動させながら任意の複数の位置で仮付け溶接を行
   い、仮付けが終了した後、溶接ト−チを仮付け溶接のと
   きの溶接ト−チ移動方向と逆方向に移動させながら任意
   の複数の位置で開先位置を教示させて記憶させ円周継手
   の溶接線を仮想させた後、仮想させた溶接線に追従して
   本溶接を行うことを特徴とする円周溶接方法。
2. 【請求項２】 固定管の円周に沿って一方向に溶接ト−
   チを移動させながら任意の位置で仮付け溶接を行い、仮
   付けが終了した位置又はその近傍で開先位置を教示させ
   て記憶させることを固定管の円周全体にわたり逐次繰り
   返して円周継手の溶接線を仮想させた後、仮想させた溶
   接線に追従して本溶接を行うことを特徴とする円周溶接
   方法。