JPS61500955A - パイプ内部溶接装置 - Google Patents

パイプ内部溶接装置

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JPS61500955A
JPS61500955A JP60500397A JP50039784A JPS61500955A JP S61500955 A JPS61500955 A JP S61500955A JP 60500397 A JP60500397 A JP 60500397A JP 50039784 A JP50039784 A JP 50039784A JP S61500955 A JPS61500955 A JP S61500955A
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    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/028Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 バイブ内部溶接装置 本発明は一般的にはバイブの内部溶接装置に関するもので、待に、この装置の制 御装置と共に溶接部の内部で作動し、溶接されるバイブの外部に全体が導通され た装置に関するものである。
バイブ当接部の内部を溶接することは従来から問題であった。この問題を解決す るため、多くの装置が考えられてきたが、満足なものはない。結合部から逸れる ことなく、この結合部に沿って溶接ビードを制御することは困難な場合がある。
人手で制御する装置の場合は作業員がバイブ内に入って操作するもので、パイプ 内の環境が快適なものでなくまた危険であること、および、溶接時にガス、高温 の金属粒等が撒きちらされてパイプ内の作業員に望ましいものでないことの理由 から満足すべきものではない。バイブがあまり大きなものではないと、このパイ プ内には作業員の充分なスペースもない。
したがって、パイプ端部間の結合部に正確に治って充分な溶接深さで強固にかつ 均一にこの溶接部の内部が最終的に主要な問題を生じることなく、このバイブ間 の信頼性のある溶接部を形成する自動内部溶接装置が望まれている。好ましい実 施例では、本発明は更にバイブクランプ装置を備えた内部溶接装置を提供するこ とを意図しており、したがって、バイブの外部から制御してこのバイブの溶接結 合部の内部を溶接することができる。
したがって、本発明はバイブの内部溶接装置を提供するもので、この溶接装置は 中実軸手段と、この中実軸手段の別個の端部の周囲に配置された環状ハブ手段の 対とを漏え、この各ハブ手段が中央のフランジを囲む壁を含み、前記ハブ手段の 一方はその壁を端部から端部に軸方向に貫通し中央の通路から半径方向外方に配 置されかつ平行な周方向に離隔した複数の通路と、前記ハブ手段の内端間で前記 中実軸手段の回りに回転可能に装着された横方向の板手段と、前記横方向の板手 段を前記中実軸手段の回りに回転させる手段と、前記板手段に装着されてこの板 部材と共に前記中実軸手段の回りに回転する少なくとも一個の溶接ヘッドとを備 え、これにより、前記溶接ヘッドが二つの当接したパイプ端部間の当接部に沿っ て移動し、このパイプ端部を内部で一体に溶接することができる。この本発明に よる装置は大量の溶接ワイヤを備え、溶接ワイヤを頻繁に補給することがないよ うにすることが好ましい。溶接を行うための溶接ワイヤおよびガスの供給は単純 な直線的方法により行なわれるため、溶接中にこの装置を停止することがない。
この装置はコンパクトで、このため重量も軽く、より使用が簡便でほとんど故障 することがない。
本発明の好ましい側面においては、上記装置は溶接ヘッドを複数個備え、これ等 の溶接ヘッドを同期させて使用し、バイブ周部の湾曲に沿って任意の順番で溶接 することができ、これにより、溶接時の熱による変形を防止することができる。
本発明の他の好ましい側面によれば、溶接チップが結合部の横方向に1ヱ動可能 τ゛、溶接ご一部でこの結合部をより好適に連結することのできる装置が提供さ れる。
本発明による溶接VR置により、溶接ビードが均一に形成され、グラインド及び 仕上げ加工する必要がない。
本発明の他のvI徴および利点は図面および好ましい実施例による下記詳細な説 明より明らかとなり、図において、第1は本発明の好ましい形態の装置の一部を 示づ軸方向断面図、 第2図は第1図に示す装置の残部を示す軸方向断面図、第3図は第1図の3−3 線に沿う横方向断面図、第4図は第1図に示す装置の部材の側部立面図、第4A 図は第4図の4A−4A線に沿う第4図の装置の端部の図、 第5図は本発明に組合わぜて使用するワイヤ供給組立体の端面図、 第6図は第5図に示す装置の側部立面図である。
第1図は本発明による溶接装置の一部を示すもので、中実軸10は両端に円筒状 の縮径部11.11aと、この縮径部に隣接した拡径部12.12aと、更に拡 大した拡径部13゜13aとを有する。僅かに縮径した縮径部14.14aが拡 径部13,15、および13a、15aの間に配設されており、これ等の拡径部 13.15および13a、15aは同一の径となっている。各軸の拡径部15. 15aの内端に隣接して満16が設けられている。中央の軸受部17の径は外方 に拡大してあり、この一端に隣接して環状のフランジ18を備えている。環状の ハブ体部20は第1図に示すように軸10の右端部を囲っている。体部20は厚 肉に形成されてこの厚肉部を貫通する4本の長子方向の通路21を有し、これ等 各通路は第3図および第5図に示すように90″離隔している。この体部20は 軸10上でキー22により回転不能に固定されている。この体部20は内端部に 外方に伸びる環状フランジ25を有し、このフランジ25の内端には段部が形成 されていてリング26を収容し、このリング26は周方向に離隔した複数個のね じ27でフランジ25に固定されている。リング26はこのリングを半径方向に 貫通し互いに周方向に離隔する通路28を複数個有する。この各通路28にはク ランクシューのビン29が摺動可能に配設されている。各ピン29には内端部に スロット30が設けてあり、このスロット30にピン32によりトグルバー31 が枢着されている。
円筒状の支持端部34はリング状に形成されて摺動部材35の回りに配置されて おり、この震動部材35は内部に軸受スリーブ36を備えている。軸受36は体 部20の外部で摺動する。各トグルバー31はリング37に凹設したスロット内 にビン38で枢着され−27いる。環状のピストン401.を摺動部材35の外 端部に、複数個の互いに周方向に離隔したねじ。
41で固定され、シール40a−40dで密封されている。
ピストン40は断面り字状に形成されたリング状の円筒形ハウジング43内に配 置されており、このピストン40の内面は44において体部20の回りに密封さ れて、支持体部にはシール45で密封されている。円筒状ハウジング43の端部 は周方向に離隔した複数個のねじ46で支持体部34に結合されている。ボート 47は取付は部材48aで導管48に結合され、ピストン40の左側に液体ある いはガス等の流体を導入しかつ排出し、また、取付は部材50aで1!@50に 結合されたボート4つはピストン40の右側に流体を導入しかつ排出する。
導管48.50は適当な圧力流体源に結合されており、この圧力流体は周知の方 法でピストンのいずれかの側に導入されてこのピストンを任意の方向に移動する 。ピストン40が移動すると、摺動部材はリング37内を体部20に沿って移動 し、シューピン29に結合されたトグルバー31を移動し、このシュービンをピ ストンの移動に対応した内方あるいは外方に移動させる。明らかなように、上記 装置はパイプ内部クランプ装置を備えており、このクランプ[iはパイプ内に設 置され、伸長されるとパイプ内部を押え付けて、パイプが設置されたパイプ端部 を円形とする。クランプ組立体60゜61は各バイブ端部を一体に溶接される所 定の位置に保持する。符号60は第1図に示すように右側のクランプ用組立体の 全体を示し、また、本実施例の溶接装置の左側にこれと同一で対称的なti@関 係のクランプ組立体61が設けてあり、このクランプ組立体は図には完全には示 されておらず、このいくつかの部材はクランプ組立体60のものと同一の参照符 号で示されている。
リング状の軸受64内に装着された回転ハブ63は中実軸10の軸受部17の回 りに配置される。回転板65あるいはディスクは回転ハブ63の回りに、周方向 に1111!シた複数個のねじ66で結合されている。内歯を有するリングギヤ 67は周方向に離隔した複数個のねじ68で回転ハブ63の回りに結合されてい る。クランプ組立体61の円形板26aは回転板65に図示のように僅かに隣接 して配置され′ている。スペーサリング69は体部20と回転ハブ63との間に 配置されてシール69aで密封されている。
リングギヤ67は円形ギヤ70で回転駆動される。ギヤ70は軸72の一端に装 置されており、この軸は体部20aの通路21aを挿通されて配置されている。
この軸72は管状のスリーブ71,125を通して配置されており、このスリー ブ71の内孔は偏心している。環状スリーブ71が回転されると軸72の軸線は 円形に移動し、軸72の位置を内歯リングギヤ67に対して変位する。この調整 によりギヤ7゜はリングギヤ67に対して締付けられ、ギヤの係合による振動お よびチャタリングは環状の軸71の回転によりなくなる。
軸72はスリーブ71内で回転駆動される。1乃至6個の溶接ヘッド75が回転 ディスク65に装置される。溶接ワイヤの案内管76はハブ体部20の4個の通 路の各々に配置されており、6管76は板65に装着された溶接ヘッド75まで 緩く延長されている。第3図には溶接ヘッド75を一個のみ示しである。第3図 から明らかなように、6管76は管部材係合クランプ77において溶接ヘッド7 5に締付けられており、この管76は固定部材78に結合され、溶接ワイヤはワ イヤ案内部材76aを介して溶接チップ79まで延長されている。
第1図に示すように、円形のリング80には円形に離隔したバー81が固定され ており、このバーは内方に湾曲してこの反対側端部に図示しないノーズリングが 固定されている。
図示しない溶接ワイヤのスプールはノーズリングの内方に装着された図示しない ブラケットC゛支えられている。、湾曲したバーおよびノーズリングの構造は当 該分野では周知である。
円形に離隔されたバー818の紺はこの装置の両側でリング80aに固定されて いる。バー81aは後端板133まで延び、この装置の後端は図示しない通常の 形態の駆vJ装百組立体に結合されている。
スペーサリング83は中実軸10の拡径部12の回りに配置されている。ねじを 形成した保持用のナツト84は中実軸10の拡径部12にねじ込まれる。固定リ ング85は中実軸1oの縮径部11の回りに配置される。これ等のスペーサリン グ83およびナツト84は中実軸に固定されるもので、リング83は図示しない 止めねじで、ナツト84はねじで固定される。
リング83とナツト84は中実軸10の拡径部12の回りに配置される。固定リ ング85は割型リングで、この上部において半径方向に割れ、この割れた箇所で 対向する端部は締付けねじ86により中実軸の縮径部11の回りで相互の方向に 強く引付けられて結合されている。支持体部87は円形で、軸10の縮径部11 の端部を収容する円形凹部88を備えている。支持体部87は周方向に離隔した 半径方向のスロット9oを複数個形成されかつ外方に縮径されたスロット部89 を有し、このスロット部89はリング85の中央開口部内に収容されて、縮径部 11とリング85間で強固に締付けられる。支持体部87は断面方形の延長部9 1を喝えている。この支持体部の形状は第4図および第4A図より明らかとなる 。
スロット形成部89について再度説明すると、このスロット形成部89は周方向 に離隔したスロット9oを備え、軸10の端部11の回りを摺動可能で密に嵌合 する。締付はリング85は支持体部87のスロット形成部89の周囲に密に嵌合 する。ねじ86を締付けると、締付はリング85は支持体部87のスロット形成 部89を軸10の端部の縮径部11に強固に締付ける。延長部91は第4図およ び第4A図に最も良く示すように各側部の縁部から離隔した一対のねじ孔93を 備えている。これ等のねじ孔はワイヤ供給組立体95を、以下ブロックと称する この延長部91に結合するのに使用される。第5図を参照すると、ブロック91 にワイヤ供給組立体が結合されている。フランジ97を貫通するねじ孔を通して 配置された2本のねじ96が一対のねじ孔93内にねじ込まれる。点線で示すよ うに、ワイヤ供給組立体95a、95b。
95cを同様な方法で更にブロック91に結合することも可能である。各ワイヤ 供給組立体95のワイヤ供給管98は体部20の通路21の一つと整合している 。各ワイヤ供給組立体(第6図参照)は駆動モータ99を含み、このモータはワ イヤ駆動ローラ102が装着された軸100上のサーボモータであるのが好まし い。軸104に装着された圧力ローラ103はアーム105で支持され、このア ームは枢軸ビン107でワイヤ供給体部106に枢動可能に装着されている。
このアーム105は端部にスロット108を有し、スロットヨーク109aの各 側部にテーパ状としだ面109を有し、この中にねじ110がナツト110bの 傘状の面110aIffi動することができる。ねじ110はビンあるいは軸1 12の回りに回転可能な継動マウント部材111内にねじ込まれ、したがって、 ねじ110は第6図に示すように左方に移動してスロット108から外れ、これ により、アーム105は上方に旋回して圧力ローラ103をワイヤ駆動ローラ1 02から分離することができる。2本のワイヤ案内管98の一部が示されており 、一方は管98aで示しである。溶接ワイヤ112は前述のようにノーズリング から垂れ下がりブラケットで回転可能に支持されたワイヤスプールから引出され 、体部106の側部内に固定された案内管98a内に入る。ローラ102.10 3管を通った溶接ワイヤはモータ99の作動およびローラ102の矢印114方 向の回転により圧力及び駆動ローラがワイヤ112の両側に配置された状態で移 動する。ワイヤは案内管98を介して排出され、第1図に示すように体部20を 通る通路21からクランプ組立体60.61管の空間内に入る。ワイヤの駆動ロ ーラ102はサーボモータ9つの軸上に直接装着されており、ワイヤ供給体部1 06内にはギヤあるいは他の駆動機構は何等必要ない。ワイヤ供給体部106は 中空で、図示のように圧力ローラおよび駆動ローラを収容する。ワイヤ組立体は 簡単な構造で溶接ワイヤをパイプ内部溶接装置内に溶接ワイヤな直接送り込むも のである。
4つのワイヤ供給組立体はブロック91の周囲に配設することができ、溶接ワイ ヤ案内管98は溶接ワイヤを第3図に示すようにそれぞれ溶接ヘッドまで伸びる 体部20の各通路21を挿通して配置されることは明らかである。第1図を参照 すると、クランプ組立体60.61間の空間内に溶接電流を送るケーブル115 が示されている。このケーブル115はポルト116でリングあるいは板26の 側部上に装着された端子117に結合されている。導管118体部26および板 8oの適宜の開口内に配置され、溶接電流源にケーブル119を介して結合され ている。ケーブル115はU字状に湾曲した弛みを設けてあり、クランプ組立体 60.61間の空間内で案内管76が移動するのと同様に溶接ヘッドを往復動す ることができる。
ができるものである。90°の移vJ範囲内で、溶接ヘッドは体部2oの開口2 1の各側部に約45°移動し、したがって、溶接ヘッドまで延びるケーブルおよ び案内管は過度の応力あるいは歪みを受(プることかなく、長期間の寿命を有す る。
第2図には、第1図に装置の左端部の一部が拡大されて示されている。ハブ体部 20aはその壁面を端部から端部に貫通した長手方向の通路21aを備えている 。この通路21a内にはライチスリーブ125が配置されている。前述したスリ ーブ71がこのスリーブ125内に配置されている。第2図に示すように端部キ ャップ126がスリーブ71の左端に固定されている。軸受127は@72の端 部を囲んでいる。
管71内の通路は偏心している。したがって、端部キャップ126を回転するこ とにより管71が回転されると、管72の軸線が円形に移動し、軸72の他端の ギヤ70は内歯のリングギヤ67に対して調節された位置となる。このため、ギ ヤ70はリングギヤ67に対して締付けられ、ギヤ係合部における振動およびチ ャタリングが発生しない。
第2図に示すように軸72の左端部は縮径されており、ギヤ128が軸72の端 部に装着されている。サーボモータ130はギヤ列131を介して駆動ギヤ12 8を駆動し、この第2図にはギヤ列の全ての部材は明確には示されていないが、 この機能については当該分野において明らかである。サーボモータ130が作動 すると、軸72が回転されてギヤ70を回転し、リングギヤ67が回転する。こ のリングギヤ67は回転ハブ63に周方向に離隔した複数個のねじ68で固定さ れている。回転ハブ63が回転すると、溶接ヘッド75を支持する板65が回転 される。モータ130は逆転可能な慴動モータであり、この溶接ヘッドはいずれ の方向へも回転することができる。
上側に半径方向の割目を有しかつ結合ねじ136を軸端部11aに締付けること で強固に装着されるクランブリング135は、軸端部11aに取付けられたリン グ138の環状の割目部]37(第1図の支持体部87の部分8つと同様)を保 持する。ねじ付きのナツト139が軸10の拡径部12aの回りに配置され、こ の拡径部12aにはねじが設けられ、軸11aの全径と端部11aの径との中間 の径となっている。
ここに記載の装置dは従来技術のものよりも改良されていることは明らかである 。4悶の溶接ヘッドをυいに当接したパイプ端部の溶接シームに沿い90”の円 弧で回転する信頼性のある装置が提供される。当該技術分野で通常行なわれてい るように溶接シーム周囲を174溶接するもので、2個の対向する溶接ヘッドを 一方向に90”移動し、その後、残りの溶接ヘッドの回転方向を逆にして2個の 溶接ヘッドでビードの残りを溶接する。この溶接工程ではパイプの熱変形が減少 される。溶接ヘッドはバイブ端部間の溶接間隙位置と同心のレール上に正確に保 持され、供給ライン、溶接ワイヤ案内管および電気供給ケーブルはバイブの回り の90°の範囲の中心の各側に45°移動するだけであるため、過度の力を受け ない。
通路21、溶接ヘッド75およびワイヤ供給装置が4個図示されているが、それ ぞれの間の角度および溶接円弧を変化させて1.2.4あるいは6個等任意の数 とすることもできる。
溶接および供給部材への近接手段が設けられており、通路21内を通過中の溶接 ワイヤにこの装置の外部から容易に接近することができる。溶接電流用のケーブ ルは固定部材117に固定されており、また、装置の外部から容易に接近できる 。板65上の溶接ヘッドは故障が生じた場合に修理あるいは交換のために容易に 接近することができる。クランプ装置60.61は通常のもので当該分野の熟練 作業員によく知られており、非熟練者でも容易に操作することができる。
これ等の作動は信頼性があり、頻瞥に故障を生じることがない。このクランプ’ HUは従来のものに比べて小さく、したがって、型口が軽く、コストが低い。
国際U4交報告 1++++* a++、+ba++ 、、pCT/Us 84102117

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.パイプの内部を溶接する溶接装置であって、中央軸手段と、この中央軸手段 の個々の端部の周囲に配置された環状ハブ手段の対とを備え、この各ハブ手段が 中央のフランジを囲む壁を含み、前記ハブ手段の一方はその壁を端部から端部に 軸方向に貫通し中央の通路から半径方向外方に配置されかつ平行な局方向に離隔 した複数の通路と、前記ハブ手段の内端周で前記中央軸手段の回りに回転可能に 装着された横方向の板手段と、この横方向の板手段を前記中央軸手段の回りに回 転させる手段と、前記板手段に装着されてこの板部材と共に前記中央軸手段の回 りに回転する少なくとも一個の溶接ヘッドとを備え、この溶接ヘッドが二つの当 接したパイプ端部間の当接部に沿って移動し、このパイプ端部を内部で一体に溶 接することを特徴とする溶接装置。
  2. 2.前記横方向の板手段は円形で、環状であるのが好ましい前記中央軸手段が内 部に配置される円形の中央開口を有する請求の範囲第1項に記載の溶接装置。
  3. 3.前記ハブの壁を介する前記通路を通して前記溶接ヘッドまで延びる前記溶接 ヘッドの作動を保持する手段を含む請求の範囲第1項又は第2項に記載の溶接装 置。
  4. 4.前記横方向の板手段の各側部に内側パイプクランプ手段を含む請求の範囲第 1,2又は3項に記載の溶接装置。
  5. 5.前記中央軸手段の前記横方向の板手段の回りに同心状に固定された内部リン グギヤと、この内部リングギヤに係合して前記板手段を前記中央軸手段の回りに 回転駆動するギヤ駆動手段とを含む請求の範囲第1.2.3又は4項に記載の溶 接装置。
  6. 6.前記ギヤ駆動手段が前記ハブ手段の他方の壁の外側を通りかつ中央の通路と 平行な円筒状の通路と、この円筒状の通路を介して回転可能に配置された駆動軸 と、この駆動軸の内端に装着され前記内側リングギヤに噛合う円形ギヤと、逆転 可能な電動モータであるのが好ましい駆動モータと、前記駆動軸の外端で前記駆 動軸を両方向へ回転するものが好ましいギヤ手段とを備える請求の範囲第5項に 記載の溶接装置。
  7. 7.前記駆動軸は前記円筒状通路内にその回りに偏心した内孔を有する調整スリ ーブ手段を有し、この調整スリーブ手段を回転することにより前記円形ギヤが前 記内部リングギヤに対して緊くあるいは緩める方向に移動されて係合を調整する 請求の範囲第6項に記載の溶接装置。
  8. 8.前記一方のハブ手段の端部に固定され、断面形状が方形の同心フロックと、 このブロツクに固定され前記ハブ通路を介して溶接ヘッドまで溶接ワイヤを供給 する少なくとも一の溶接ワイヤ供給組立体とを備える請求の範囲第1項乃至第7 項のいずれか1に記載の溶接装置。
  9. 9.端部と端部とが当接したパイプのシームに沿って溶接するバイブ内部の溶接 装置であって、それぞれが中央軸の回りに装着された回転不能の管状ハブを含み 、端部と端部が当接した一対のパイプに係合し溶接するための一対のパイプ内部 クランプ手段と、前記中央軸と平行で前記管状ハブの一方の壁を通る少なくとも 一個の通路と、前記パイプクランプ手段間の中央軸の回りに回転可能に装着され 、少なくとも一個の溶接ヘッドを前記シームの内部に隣接して担持する溶接ヘッ ド支持装置と、前記管状ハブの他方を介する駆動手段通路内に配設され前記中央 軸の回りを回転する溶接ヘッド支持装置を駆動する駆動装置とを備えることを特 徴とする溶接装置。
  10. 10.前記溶接ヘッド支持装置が前記中央軸の回りに同心状に回転するように配 置された円形板を備えかっこの板に同心状に固定された内部リングギヤを有し、 前記駆動装置が前記駆動手段通路を通して配置され内端に前記内部リングギヤと 噛合う円形ギヤを有する駆動軸を含み、この駆動軸は外端に固定された駆動ギヤ を有し、この駆動ギヤはギヤ列に噛合い、このギヤ列を駆動する位置に配置され たサーボモータであるのが好ましい逆転可能な電動モータが前記駆動軸および円 形板をいずれかの方向に回転駆動し、前記円形板で担持された溶接ヘッドが前記 シームに沿っていずれかの回転方向に移動される請求の範囲第9項に記載の溶接 装置。
  11. 11.前記駆動軸が前記駆動手段通路内面を覆う偏心スリーブを通して配置され 、この偏心スリーブが回転されたときに前記駆動軸および円形ギヤの前記内部リ ングギヤに対する位置が調整される請求の範囲第10項に記載の溶接装置。
  12. 12.前記一方の管状ハブの外端に同心状に装着された方形横断面のフロックを 含み、このフロックに少なくとも一の溶接ワイヤ供給組立体が装着され、供給さ れる溶接ワイヤが前記一方の管状ハブの通路の一を介して排出されて前記円形の 板で支持された溶接ヘッドまで延長され、前記シームの溶接に使用される請求の 範囲第10項又は11項に記載の溶接装置。
  13. 13.前記溶接ワイヤ供給組立体が複数設けられてこれ等の全てが前記フロック で支持され、それぞれから供給された溶接ワイヤが前記一方の管状ハブのそれぞ れ別個の通路から前記各溶接ヘッドまで排出される請求の範囲第12項に記載の 溶接装置。
  14. 14.前記溶接ヘッドは前記円形板により互いに周方向に離隔されて配置され、 この溶接ヘットの対向して配置された一方は前記円形板が一方向に回転したとき に前記シームの対向するセグメントを溶接するのに使用され、前記溶接ヘツドの 他方は前記円形板が他の方向に回転したときに前記シームの残りのセグメントを 溶接するのに使用される請求の範囲第12項又は13項に記載の溶接装置。
  15. 15.前記パイプ内部クランプ手段の一を通して配置され弛みを有するケーブル で溶接ヘッドに結合される各溶接ヘッドの溶接電流路を含み、前記円形板が回転 の中心位置からいずれの方向へも回転できる請求の範囲第13項又は14項に記 載の溶接装置。
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