JPS6115791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動溶接装置な関し、特に、原子力
プラントにおける蒸気発生器の管にプラグを封止
溶接する溶接機に関するものである。

作業員が入つていられる時間を制限するほど放
射能レベルが高い蒸気発生器の１次側にある漏洩
管中には上記のプラグを入れる。放射性の環境内
で作業を行う際に考慮すべき特別重要なことの一
つは、人的資源の賢明な利用である。目的は、各
作業員が被曝する放射線量を最小にするために、
人的資源を最も有効に使用することである。この
ことは、作業員が資格のある溶接士のような熟練
技術者である場合に特に重要である。放射線レベ
ルが高くなつてしまつている場合には、一つのプ
ラグを管板に溶接する工程によつて有資格溶接士
は規定量の放射線にさらされる。ここの記載した
装置は、有資格溶接士が溶接トーチ及びプラグに
関する適切な諸パラメータを放射性環境の外側か
ら設定することを可能にする。プラグ及び軸は溶
接装置から取り外され、訓練時間の少ない未熟練
労働者が放射性環境内にあつて、プラグを適当な
管に入れ込みそこに迅速に溶接装置を取り付ける
ことを可能にする。その後、有資格溶接士は封止
溶接を離れて行うことができる。ここに記載した
溶接装置は、作業員が溶接のたびに放射線にさら
される時間を減じるだけでなく、有資格熟練溶接
士に対する照射を全て事実上排除すると共に、そ
れにより溶接士の有用性及び生産性を向上させ
る。また、溶接処理を行うのに訓練量の少ない未
熟練作業員を使用可能であり、利用できる作業員
の人数が非常に増し、各作業員は許容量の放射能
を安全に受けることになろう。

本願と同一の出願人による特開昭53−110120号
及び特開昭53−110937号公報は、蒸気発生器の頭
部に設けられていて、頭部の一部分内の管端に対
して作動可能なように工具を遠くから位置決めす
る装置を開示している。工具は遠隔操作されてプ
ラグを漏洩管に入れ込み、そしてこの管に封止溶
接する。工具を蒸気発生器の頭部内側にセツトす
るのに要する時間は莫大であるから、閉塞すべき
管が多数存在する場合に、これ等の工具は利用価
値が認められる。

米国特許第4004125号明細書は複数の管を一つ
の管板に封止溶接する多頭溶接ガンについて記載
しているが、プラグに取り付けできる脱着可能の
軸を開示するものではない。

この発明について要約すると、一般に、管の端
との保持状態に入れ込まれた、軸孔を有するテー
パ付きプラグの溶接装置は、この発明に従つて構
成した場合、本体と、該本体に対して回転可能に
協働し、前記プラグの軸孔内に嵌合するようにな
つており、且つ、前記プラグに軸方向に整列した
状態で前記軸孔内に保持されるように着脱自在な
係合手段を有していて、前記本体を軸回りに回転
可能に装着する軸と、前記管の端及びプラグの接
合部を囲む溶接部をつくるために、前記軸の軸心
回りに前記本体と共に回転可能であるように前記
本体に装着され、且つ、前記プラグの周囲近傍に
溶接電極を有する溶接トーチとを備えており、前
記溶接装置は更に、前記本体を前記溶接トーチと
共に前記プラグの回りに回転させるために、前記
本体に装着されると共に、前記軸に係合するか又
は前記軸を形成する駆動軸を有する駆動体を含
む。従つて、この溶接装置は、一つの管内のプラ
グを溶接した後、別の管との保持状態に入れ込ま
れた別のテーパ付きプラグに迅速に移ることがで
きる。

この発明の諸々の目的及び利点は、添付図面に
関する以下の詳細な説明を読むことにより一層明
らかとなろう。

図面、特に第１図、第２図及び第５図を参照す
ると、管板７にある穴６に配置された漏洩管５内
にプラグ３を自動的に封止溶接する溶接装置１が
示されている。

溶接装置１は本体９と、この本体９に懸架され
る電気モータ１１と、本体９に枢着された溶接ト
ーチ１３とを備える。溶接トーチ１３は本体１５
と、タングステン電極１７と、電極１７を囲すセ
ラミツクキヤツプ１９とを備え、キヤツプ１９
は、電流をタングステン電極１７に印加した時に
形成される溶接池を覆うように、同キヤツプに供
給された不活性ガスを指向させるノズルを形成す
る。装着ブラケツト２１は任意の所定角度位置で
固定できるように本体９に枢着されており、ま
た、トーチ本体１５はブラケツト内の任意の滑動
位置で固定しうるような方法でブラケツト２１内
に滑動可能に配設されている。穴付き丸頭ねじ２
３或はその他の固定手段を使用してブラケツト２
１及びトーチ１３の本体１５を溶接装置１に関し
て固定しうる。

本体９及び電気モータ１１は、軸２７を受け容
れるに適する受け穴２５を有する。

第３図に最もよく示すように、軸２７は一端に
雄ねじ２９を設けた丸棒であり、他端３０はモー
タ１１にある穴２５に嵌合するため細くなつてい
る。即ち、この実施例においては、軸２７が駆動
体であるモータ１１の出力軸或は駆動軸になつて
いる。軸２７の中央部３１（大径部）は、図示し
ないレンチを受け容れるであろう対向平坦部３３
を有する。小径端３０の近くには円周溝３５が設
けられており、そして中央部３１には小径端３０
に連続する平坦部３７が機械加工されている。ま
た、軸２７は雄ねじ２９と中央部３１との間に小
径部３９を配設せしめている。

本体９にある穴２５は突出部４１を有し、この
突出部が軸２７にある平坦部３７に係合してモー
タ１１の駆動軸を軸２７に固定する。本体９内に
は、滑り板４３が滑動可能に設けられており、ば
ね４５により穴２５に向かつて付勢されている。
滑り板４３の端４７は月形になつて穴２５の中に
延びている。月形の端４７は軸２７にある円周溝
３５に係合して、突出部４１に係合する平坦部３
７と共に軸２７を溶接装置１中に取着する。ピン
４８が滑り板４３内に入つており、そして切欠き
４９が本体９に設けられていて、滑り板４３の移
動を制限すると共に、滑り板４３を穴２５に向け
て付勢するためにばね４５が作用する表面をつく
つている。

本体９はその一方の側に一対の耳部５０を配設
させている。これ等の耳部５０の中にはレバー５
１がピン５２により枢着されている。また、レバ
ー５１は、押された時に滑り板４３が軸２７及び
穴２５から離れる方向に動いて軸２７を溶接装置
から解放するような態様で滑り板４３の穴５３に
枢着されているので、軸２７は溶接装置１から容
易に取り除きうる。

第４図に最もよく示すように、プラグ３は、先
端から外側へ昇る段階５７，５８及び５９を有す
る大体円筒形のものである。プラグ３は後端から
内方へ延びる軸孔即ち穿孔６１を有し、穿孔６１
の底端には雌ねじ６３がある。また、穿孔６１は
二つのさら穴を有し、一方のさら穴６５は雌ねじ
６３の近くにあつてその主要部直径より若干直径
が小さく、他方のさら穴６７は後端の近くにあつ
て、プラグ３を管板７に溶接するためプラグ３の
後端近くに薄肉部６８を形成する。管５をドリル
で加工してプラグ３とのプレス嵌めをつくる。

従つて、上述の記載から諒解されるように、第
１図〜第５図に示した本発明の好適な第１実施例
においては、本体９に支持される軸２７は、プラ
グ３に軸方向に整列した状態で穿孔６１内に保持
されるようにプラグ３の雄ねじ６３に着脱自在に
係合する手段、即ち雄ねじ２９を有する。また、
溶接装置１は、本体９を溶接トーチ１３と共にプ
ラグ３の回りに回転させるために、本体９に装着
されると共に、軸２７を形成する駆動軸を有する
モータ１１を含んでいる。

上記溶接装置１は次のように作動する。軸２７
を溶接装置１にある穴２５に挿入する。レバー５
１を押して突出部４が平坦部３７に係合するのを
許容する。しかる後、レバー５１を解放して、滑
り板４３の月形の端４７が円周溝３５に係合する
のを許容し、軸２７を溶接装置１内に不動状態に
係止する。プラグ３は軸２７の外側にねじ係合す
るが、係合は軸２７を穴２５に入れる前又は後に
行うことができる。しかし、プラグは、軸を該プ
ラグに関して固着するように、しつかり締め付け
られていなければならない。軸２７及びプラグ３
を所定位置に設定したら、トーチ１３の位置を有
資格溶接士が調節する。溶接士は、丸頭ねじ２３
を緩めてトーチ１３及び装着ブラケツト２１の一
方又は双方を所望の通りに動かすことにより、プ
ラグ３の外縁４６に関してトーチ１３の位置を設
定して、トーチ１３を適正に整列させ、そして一
旦整列させたら、プラグ３をリーマ加工した穴に
挿入した時に良好な溶接部をつくるために、丸頭
ねじ２３を締め付けてトーチ１３及び装着ブラケ
ツト２１を所定位置に設定し固定する。レバー５
１を再び押して、滑り板４３をその月形の端４７
が円周溝３５から脱出するように動かし、軸２７
を前述した不動状態から解放するので、その後軸
２７をプラグ３と共に溶接装置から取り出しう
る。未熟練作業員は軸２７が取り付けられたプラ
グ３を取つて閉塞すべき管の穴にそれ等を挿入
し、そしてプラグを入れ込む。プラグ力嵌めで保
持する場合には、プラグ３を管の穴に圧入し、そ
して未熟練の作業員は次にレバー５１を溶接装置
に関して押し下げると共に、溶接装置を軸２７に
関して整列させ、レバー５１を離して溶接装置１
を軸２７に関して係止する。即ち、溶接トーチ１
３及びモータ１１等を支持する本体９を軸２７に
取着する。その後、有資格溶接士が溶接装置を遠
隔操作して、プラグ３を管５に溶接できる。溶接
部が完成した時には、未熟練作業員はレバー５１
を押し下げて溶接装置を軸から取り除き、平坦部
３３に対してレンチを使用してねじを緩めプラグ
３から軸２７を取り除く、全ての漏洩管を閉塞す
るまでこの操作を続ける。有資格溶接士は良好な
溶接部をつくるのに放射性環境の外側でプラグ
３、軸２７及び溶接装置１を組み立てることがで
きるので、有資格溶接士は蒸気発生器の容器内側
の放射能の照射を受けない。未熟練作業員が許容
量の放射能を被曝した時には、別の未熟練作業員
と交替する。未熟練作業員は、放射性の容器内で
行わねばならない諸操作のために最少量の訓練を
要するに過ぎない。

第６図はプラグ３を管５内に溶接するための別
の溶接装置１′を示す。溶接装置１′は基板７１
と、管内に嵌入し且つハンドル７５を回すことに
よつて管との保持状態に膨出されるマンドレル７
３とを備える。基板７１は、マンドレル７３と協
働するように関連したストツパ７６により管の端
近くに位置決めされる。基板７１の一方の側には
モータ７７が配設され、他方の側から軸７９及び
トーチ８１が使用される。軸７９はプラグ３と接
触する肩部８３を有しており、この肩部が軸７９
に関してプラグ３を固定する。トーチ８１は軸７
９に関して半径方向及び軸方向に調節可能である
から、溶接士はプラグ３及び管５の間に良好な溶
接部をつくるためにトーチ８１の適正位置を設定
できる。軸７９及びトーチ８１は一体として働き
且つ管板に向かつて付勢されるので、軸が動く時
にはいつでも、トーチは管板に関して同様の距離
を動く。

ベルト９３及び索車９５は、モータ７７からの
回転運動をトーチ８１に伝達する駆動体を形成す
る。また、当業者にとつて自明なように、この駆
動体は軸７９に係合する図示しない駆動軸を有す
る。

従つて、第６図に示した本発明の第２実施例に
おいては、基板７１に支持される軸７９は、プラ
グ３に軸方向に整列した状態で穿孔内に保持され
るようにプラグに着脱自在に係合する部分、即ち
肩部８３を有する。また、溶接装置１′は、電極
をプラグ３の周囲に沿つて回転させるべく溶接ト
ーチ８１に接続され且つ基板７１に支持される駆
動体（モータ７７、ベルト９３、索車９５）を備
えている。

第６図に示すような溶接装置１′は次の通り作
動する。プラグ３を肩部８３に当接するように軸
７９に設置し、トーチ８１を蒸気発生器の容器外
部から且つ放射性の環境から離れて有資格溶接士
が調節する。溶接士は良好な溶接部をつくるよう
にプラグに関してトーチを設定する。プラグを軸
から取り除き、未熟練の作業員がプラグ及び溶接
装置を持つて放射性環境即ち容器内に入り、プラ
グ３が管５の中で自身を保持するような態様で、
プラグを仕切り板又はチヤンネルヘツド近くの予
め用意した管穴に入れ込む。膨出可能なマンドレ
ル７３を近くの管５に挿入し、そして軸７９をプ
ラグ３の中に挿入する。ストツパ７６が管板に接
触するまで溶接装置１′を管板に向けて押す。管
板に関するプラグ３の位置変動を考慮して軸７９
及びトーチ８１を管板に向けて付勢するばねによ
つて、軸７９がプラグの中に保持される。ハンド
ル７５を回して、プラグに関して良好な溶接部を
形成する適正な位置にあるトーチ８１及び軸７９
と共に、溶接装置１′を管板に対して保持する。
即ち、トーチ８１、駆動体及び軸７９を支持する
基板７１を管５に取着する。しかる後、溶接士は
トーチ８１及びモータ７７を付勢して、プラグ３
と管との間に封止溶接部をつくる。ハンドル７５
を回してマンドレル７３を管５から解放すれば、
同溶接装置は取り外すことができ、そして放射性
環境外に持ち出すことができるので、資格のある
溶接士は別のプラグを取り付け上述した操作を続
けることが可能である。

上述した溶接装置は放射性環境内に入るのに未
熟練の作業員を使用できる利点があり、最少量の
訓練で良好な溶接部をつくるのに必要な仕事を遂
行可能であり、一方、熟練溶接士は全ての仕事を
放射性環境の外部で行うので、閉塞すべき管が多
数ある場合に多数の有資格溶接士を必要としな
い。

また、本発明の上述した溶接装置を使用すれ
ば、人的資源の有効利用を実現する他、大形且つ
強力な設備を要することなく、溶接装置と管及び
溶接すべきプラグとの間の相対運動が容易に回避
され、しかも溶接トーチの適切な位置決めが達成
される。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラグを管に自動的に封止溶接する装
置の平面図、第２図は第１図の装置を一部断面で
示す立面図、第３図はこの装置用の軸の立面図、
第４図はこの装置と共に使用するプラグの断面
図、第５図はこの装置及び管に挿入されたプラグ
を示す立面図、第６図はプラグを管に封止溶接す
る別の装置の立面図である。 １……溶接装置、１′……溶接装置、３……プ
ラグ、５……管、９……本体、１１……駆動体
（モータ）、１３……溶接トーチ、１７……電極、
２７……軸、２９……係合手段（雄ねじ）、６１
……軸孔（穿孔）、７１……基板、７７……モー
タ、７９……軸、８１……溶接トーチ、８３……
係合手段（肩部）、９３……ベルト、９５……索
車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管の端との保持状態に入れ込まれた、軸孔を
   有するテーパ付きプラグの溶接装置であつて、該
   溶接装置は、本体と、該本体に対して回転可能に
   協働し、前記プラグの軸孔内に嵌合するようにな
   つており、且つ、前記プラグに軸方向に整列した
   状態で前記軸孔内に保持されるように着脱自在な
   係合手段を有していて、前記本体を軸回りに回転
   可能に装着する軸と、前記管の端及びプラグの接
   合部を囲む溶接部をつくるために、前記軸の軸心
   回りに前記本体と共に回転可能であるように前記
   本体に装着され、且つ、前記プラグの周囲近傍に
   溶接電極を有する溶接トーチとを備えており、前
   記溶接装置は更に、前記本体を前記溶接トーチと
   共に前記プラグの回りに回転させるために、前記
   本体に装着されると共に、前記軸に係合するか又
   は前記軸を形成する駆動軸を有する駆動体を含む
   溶接装置。