JPH1024367A - 溶接に用いられるシールド治具及びシールド方法 - Google Patents

溶接に用いられるシールド治具及びシールド方法

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JPH1024367A
JPH1024367A JP19699696A JP19699696A JPH1024367A JP H1024367 A JPH1024367 A JP H1024367A JP 19699696 A JP19699696 A JP 19699696A JP 19699696 A JP19699696 A JP 19699696A JP H1024367 A JPH1024367 A JP H1024367A
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JP
Japan
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balloon
hollow tube
shield
tube
pipe
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Application number
JP19699696A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Fujimura
浩史 藤村
Eizo Ide
栄三 井手
Hideharu Kobayashi
秀晴 小林
Fukunori Ura
福則 浦
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、少量の不活性ガスで効果的に溶接
部周囲の完全なシールド状態を得ることが出来る溶接に
用いられるシールド治具及びシールド方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 本発明は、検査孔からシールド治具を挿
入、所定の位置で風船状隔壁体を確実に膨らませて隔壁
効果を得るところに特徴がある。シールド治具の中空管
は検査孔より小径で、他端側にはシール部材とガス供給
口を設けている。また、風船状隔壁体の内壁先端部に
は、引き込み索の一端を固定し、引き込み索の他端は挿
入管、シール部材を介して外部に引き出されている。故
に、検査孔からシールド治具を挿入し、その先端方向を
パイプの中心線に一致させた状態で、ガス供給口から圧
縮ガスを送給すれば、風船状隔壁体が引き込み索を引っ
張りながら膨れ、その外周部がパイプ内面に密着して、
隔壁体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば裏波溶接等
に用いられるシールド治具及びシールド方法に係り、特
にパイプの溶接時に、内面ビードの酸化を防止するため
のシールド治具およびシールド方法に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、パイプを溶接する場合の内面シー
ルドの必要性について説明する。これらの溶接対象物は
一般に内部に作業員が入ったり、機材を持ち込んだりす
ることが不可能であるために、外側から溶接して内面側
の溶接ビードも形成される、いわゆる裏波溶接で施工さ
れる。この場合、裏波溶接ビードはパイプの内部に存在
する空気に直接曝されるため、内表面が酸化して、溶接
欠陥が発生したり、欠陥まで至らなくても、酸化膜が非
破壊検査の検出精度を落としたり、製品完成後、稼動中
に剥落して、閉塞事故の原因にさえなる事がある。この
ため、裏波溶接時には内部に不活性ガス等を充満させ
て、裏波溶接ビートの酸化を防止するいわゆる内面シー
ルドが行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】パイプの溶接には従来
からこの内面シールドが行われているが、実施工程は、
図7に示すように、複数本のパイプ6やエルボ8を仮組
みし、開先9の状態を確認した後に本溶接を実施するこ
とが多い。図7において、6は溶接の対象であるパイ
プ、7はパイプ6に開けられた検査孔、8は溶接する相
手のパイプまたはエルボ、9は両溶接対象物6および8
に成形された溶接開先、10’は仮組み用溶接タブ、1
1はシールドガス注入パイプである。この図7でも明ら
かなように、溶接部(溶接開先9)とシールドガス供給
部(シールドガス注入パイプ11取付端)とが離れてい
たり、又パイプ6及びエルボ8の内部は同一径の円筒の
連続体であるために、ガスが溜まりにくく、高価な不活
性ガスを多量に消費する割には完全なシールド状態が得
にくいという悩みがあった。本発明はかかる従来技術に
鑑み、少量の不活性ガスで効果的に溶接部周囲の完全な
シールド状態を得ることが出来る溶接に用いられるシー
ルド治具及びシールド方法を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1及び2記載の発
明はシールド治具に関するもので、請求項1において
は、中空管の一端に、流体導入により前記中空管内の収
納位置より中空管外に膨出可能な風船状隔壁体を設ける
とともに、該中空管の少なくとも隔壁体膨出側と異なる
中空管の所定位置に前記風船状隔壁体を中空管外に膨出
させる為の流体供給手段を設けたことを特徴とするもの
である。本発明においては後記するシールド機能を持た
せるために、前記風船状隔壁体を膨出させた場合、請求
項2記載のように引張り索で中空管内に収納させなくて
も負圧で吸引して収納させても良く、又流体排除により
しぼんだ状態で引抜くようにしても良い。
【0005】請求項2記載の発明は、中空管内の収納位
置より、該中空管の所定位置に設けた流体供給口より供
給された流体により前記中空管外に膨出可能な風船状隔
壁体を中空管の一端に設けるとともに、該隔壁体膨出時
に内面となる膨出体の内壁の所定位置に引張り索の一端
を取り付け、該引張り索の他端を、前記中空管の少なく
とも隔壁体膨出側と異なる位置より管外に引き出してい
ることを特徴とするものである。即ち、具体的には金属
または樹脂製の中空管の一端に、ゴム膜や樹脂膜等の可
撓性材料で製作され、膨らんだ時に球状、円筒状、円錐
状等の形状をした風船状隔壁体を設け、そして該隔壁体
は通常では中空管内に収納されているが、気体若しくは
液体の導入により前記中空管外より膨出するものであ
る。そして前記風船状隔壁体は、隔壁体膨出時に内面と
なる膨出体の内壁の所定位置、好ましくは膨出後再度収
納可能に、内壁先端に引張り索の一端を取り付け、一方
該引張り索の他端は、前記中空管及びシール部材を通じ
て管外部に引き出していることを特徴とする。
【0006】請求項3記載の発明はシールド方法に関す
るもので、パイプやチューブ等の溶接時に、内面ビード
の酸化を防止するためのシールド方法において溶接近傍
に穿孔した検査孔その他の開口を利用して風船状隔壁体
を具えたシールド治具をパイプ内に挿入し、該パイプ内
で前記風船状隔壁体を膨らます事によって隔壁にし、隔
壁により形成された溶接位置周囲の実質的な閉鎖空間に
シールドガスを送給することにより、少量の不活性ガス
でシールド効果をもたせることを特徴とするものであ
る。即ち、具体的に本発明を説明すると、パイプの溶接
近傍には、溶接後の非破壊検査時に放射線源を挿入する
ための検査孔が存在する。本発明は、例えばこの検査孔
を利用して風船状のシールド治具を挿入し、これを膨ら
ます事によって隔壁体にし、隔壁体間にシールドガスを
送給することによって、少量の不活性ガスで完全なシー
ルド効果を得ようとするものである。
【0007】
【作用】従って本発明は、例えば検査孔からシールド治
具を挿入、所定の位置で風船状隔壁体を確実に膨らまし
て隔壁効果を得るところに特徴がある。中空管(以下挿
入管という)は検査孔より小径で、その方向をパイプの
中心線に一致させるため湾曲させるのがよく、先端に風
船状隔壁体を気密が保てる状態で固定、他端にはシール
部材とガス供給口を設けている。また、風船状隔壁体の
内壁先端部には、引き込み索の一端を固定し、引き込み
索の他端は挿入管、シール部材を介して外部に引き出さ
れている。故に、検査孔からシールド治具を挿入し、そ
の先端方向をパイプの中心線に一致させた状態で、ガス
供給口から圧縮ガスを送給すれば、風船状隔壁体が引き
込み索を引っ張りながら膨れ、その外周部がパイプ内面
に密着して、隔壁体を形成する。
【0008】次に、もう一つのシールド治具を反対方向
に挿入、風船状隔壁体を膨らませれば、パイプ内に二つ
の隔壁体で隔離された閉鎖領域を作り出すことができ
る。この隔離された閉鎖領域は、検査孔の位置と、シー
ルド治具の挿入管の長さを選ぶことによって、溶接部を
またがるように設定することは可能である。故に、同じ
く検査孔から挿入したシールドガス注入パイプで、例え
ばアルゴン等の不活性ガスを吹き込めば、溶接部のルー
トギャップと検査孔を除いてほぼ閉塞空間を形成してい
るので、少量のシールドガスで、裏波溶接ビード表面の
酸化を確実に防止することができる。また、溶接終了後
は、これらの治具類は撤去する必要があるが、膨らんだ
風船状隔壁体は、ガス供給口のコックを開いて圧縮ガス
を解放すると同時に、引き込み索を引っ張れば、風船状
隔壁体は、挿入管内に確実に引き込まれるために、簡単
にしかも確実に隔壁体を撤去することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。但し、この実施形態に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に
特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。本発
明によるシールド治具の具体的構造の一例を図1、図2
に示す。図1は風船状隔壁体を挿入管内に引き込んだ状
態、図2は風船状隔壁体を膨らました状態を示したもの
で、同一部品に同一符号を用いる。図1及び図2に示す
ものは本発明の実施形態のシールド治具A、A’で、1
は先端を金属管、耐熱樹脂管若しくは耐熱ガラス管等
を、Jの字状若しくはLに湾曲させた挿入管で、Jの字
状若しくはLに湾曲させるのは図6に示すように、開先
位置(溶接位置)を挟んでその両側に風船状隔壁体2を
膨出させる為に膨出位置の距離を稼ぐためとパイプ6及
びチューブ8の中心線に一致させるためのものである。
2は開口を挿入管1の先端に固定された風船状隔壁体
で、ゴム膜や樹脂膜等の可撓性材料で製作され、膨らん
だ時に球状、円筒状、円錐状等の形状を成すように構成
する。3は風船状隔壁体2の内壁先端に一端が固定され
た引き込み索である。この場合挿入管内に収納状態にあ
るときは隔壁体2内壁が挿入管1内壁面と直接対面する
よになり、従って、隔壁体2内壁先端とは挿入管1内に
収納状態にあるときは挿入管1の後端に位置する隔壁体
2内壁端に引き込み索3の一端が固定されることにな
る。4は挿入管1の他端に固定させたシール部材で、前
記引き込み索3の他端はこのシール部材4を通じて気密
を保ちながら挿入管1の外部に引き出される。5は前記
挿入管1内に収納状態にある隔壁体2内壁の先端部付近
の挿入管1壁より気体が導入可能に取り付けられたガス
供給口で、開閉弁5aを具えているある。
【0010】かかる構成によればガス供給口5を通じ
て、不図示の圧縮ガス供給系から挿入管1に圧縮ガスを
送給すると、シール部材4によって圧縮ガスは外部に漏
れるのを防がれるために結局、図2に示すように風船状
隔壁体2を挿入管1から押し出す方向に圧縮力が印加さ
れ、該風船状隔壁体2を挿入管1外へ押出しながら、こ
れを膨らますことになる。そして膨らんだ風船状隔壁体
2は圧縮ガスを逃がしてしぼまさせた後、図1に示すよ
うに、引き込み索3の他端を外部から引っ張ることによ
って、風船状隔壁体2は反転しながら挿入管1の中に完
全に収納される。
【0011】次に、本シールド治具A、A’を用いた溶
接施工の手順を図3乃至図6で説明する。6は溶接対象
であるパイプまたはチューブの断面図、7はパイプまた
はチューブ6の溶接開先9位置近傍に開けられた検査
孔、8は溶接する相手のパイプまたはチューブ、9は両
溶接対象物端に成形された溶接開先、10は仮組み用溶
接タブ、11はシールドガス注入パイプ、12は裏波溶
接ビートである。
【0012】シールド手順は、先ず図3において、検査
孔7を通じて、風船状隔壁体2を挿入管1の中に完全に
収納した状態のシールド治具Aを挿入中の状況を示し、
本図においては検査孔より挿入された挿入管1先端が開
先位置を越えて相手側のチューブ8側に、且つその先端
方向をパイプの中心線に一致させた状態で位置するよう
に挿設する。図4はシールド治具Aを所定の位置に挿入
してガス供給口5から圧縮ガスを送給することによって
風船状隔壁体2を膨らましている状況、第5は完全に膨
らんで一方の隔壁体2を形成している状況を示す。
【0013】図6は、もうひとつのシールド治具A’を
図3、4と同様の手順で、本図においては検査孔より挿
入された挿入管1先端がシールド治具Aと反対方向のパ
イプ6側にセットして気密的閉鎖空間を形成した後にシ
ールドガスを充満させて溶接が終了した直後の状況を示
す。従ってこの状態では膨出した一対の風船状隔壁体
2、2により開先を挟んでその両側が気密的に閉塞され
閉塞空間を形成していることが理解できる。この状態で
シールドガス注入パイプを検査孔よりパイプ内に挿入
し、不活性ガス等を充満させて、いわゆる内面シールド
の状態で溶接が行われる。12は溶接後の裏波溶接ビー
トである。また、溶接終了後は、膨らんだ風船状隔壁体
2は、ガス供給口のコックを開いて圧縮ガスを解放する
と同時に、引き込み索3を引っ張ることにより、再び風
船状隔壁体2を挿入管1の中に完全に収納し、挿入管1
ごと撤去すれば、細い検査孔を通じて隔壁体2を確実に
撤去することができる。
【0014】
【発明の効果】従って本発明によれば、前記シールド治
具及びシールド方法を用いることにより、検査孔を利用
してパイプ内に隔壁体を確実に設置、撤去することがで
きるため、風船状隔壁体2と2によって気密閉塞される
閉鎖空間にシールドガスで裏波溶接ビードに対してほぼ
完全なシールド状況を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1乃至図2は、本発明の実施例に係わるシー
ルド治具を示し、図1は風船状隔壁体を挿入管の中に完
全に収納されている状態を示す説明図である。
【図2】図2は風船状隔壁体が挿入管より膨出している
状態を示す説明図である。
【図3】図3乃至図6は図1のシールド治具を使用した
パイプ、チューブ等の溶接時の内面シールドの方法の説
明図で、図3は挿入管を検査孔より挿入させた状態を示
す。
【図4】図4は検査孔より挿入させた挿入管が風船状隔
壁体が徐々に膨出している状態を示す。
【図5】図5は検査孔より挿入させた挿入管が風船状隔
壁体が完全に膨出しチューブ内を閉塞している状態を示
す。
【図6】図6は、もうひとつのシールド治具を図3、4
と同様の手順で、本図においては検査孔より挿入された
挿入管先端がシールド治具Aと反対方向のパイプ6側に
セットして気密的閉鎖空間を形成した後にシールドガス
を充満させて溶接が終了した直後の状況を示す。
【図7】従来のパイプ、チューブ等の溶接時の内面シー
ルドの方法の説明図である。
【符号の説明】
1 挿入管 2 風船状隔壁体 3 引き込み索 4 シール部材 5 シールドガス供給口 6 パイプまたはチューブ 7 検査孔 8 溶接する相手のパイプまたはチューブ 9 溶接開先 10 溶接タブ 11 シールドガス注入パイプ 12 裏波溶接ビード
フロントページの続き (72)発明者 浦 福則 長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空管の一端に、流体導入により前記中
    空管内の収納位置より中空管外に膨出可能な風船状隔壁
    体を設けるとともに、該中空管の少なくとも隔壁体膨出
    側と異なる中空管の所定位置に前記風船状隔壁体を中空
    管外に膨出させる為の流体供給手段を設けたことを特徴
    とするシールド治具。
  2. 【請求項2】 中空管内の収納位置より、該中空管の所
    定位置に設けた流体供給口より供給された流体により前
    記中空管外に膨出可能な風船状隔壁体を中空管の一端に
    設けるとともに、該隔壁体膨出時に内面となる膨出体の
    内壁の所定位置に引張り索の一端を取り付け、該引張り
    索の他端を、前記中空管の少なくとも隔壁体膨出側と異
    なる位置より管外に引き出していることを特徴とするシ
    ールド治具。
  3. 【請求項3】 パイプやチューブ等の溶接時に、内面ビ
    ードの酸化を防止するためのシールド方法において溶接
    近傍に穿孔した検査孔その他の開口を利用して風船状隔
    壁体を具えたシールド治具をパイプ内に挿入し、該パイ
    プ内で前記風船状隔壁体を膨らます事によって隔壁に
    し、隔壁により形成された溶接位置周囲の実質的な閉鎖
    空間にシールドガスを送給することにより、少量の不活
    性ガスでシールド効果をもたせることを特徴とするシー
    ルド方法。
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Cited By (6)

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Effective date: 20040525