JP2013086109A - 固定管の円周溶接方法及び消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2台の溶接ヘッド11A、11Bにより3時の方向と9時の方向に振り分けて溶接を進め、6時の位置にてビードの繋ぎを行う下進振分溶接を行い、3時の位置側の先行溶接工程と9時の位置側の後続溶接工程とをこの順に所定の時間差をもって実行する。そして、先行側の溶接ヘッド11Aの先行トーチ9による溶接終端位置と後行トーチ10による溶接終端位置を同じ位置に設定し、かつ後続側の溶接ヘッド11Bの先行トーチ9による溶接終端位置と後行トーチ10による溶接終端位置を同じ位置に設定して、後行トーチ10の溶接終端部でクレーター処理を行い1周分の溶接を終了する。
【選択図】図1
Description
図3はデュアルヘッド・デュアルトーチ式の自動溶接装置の一例の全体システムを示している。このシステムは、鋼管21、22、裏波形成用の銅裏当てを装備したクランプ23、ガイドレール24、それぞれ先行トーチと後行トーチ(符号省略)を搭載した2つの溶接ヘッド25、溶接ヘッド制御盤26、溶接ワイヤを溶接ヘッド25に供給するワイヤフィーダー27、溶接電源28、シールドガス供給系29から構成されている。鋼管21、22は裏波形成用の銅裏当てを装備したクランプ23で固定される。鋼管21、22上に取り付けられたガイドレール24上を溶接ヘッド25は、所定速度で移動しながら溶接する。
これら図4〜図7において、1は鋼管(水平固定管)、11Aは先行側の溶接ヘッド、11Bは後続側の溶接ヘッド、9及び10は各溶接ヘッド11A、11Bに装備された先行トーチ及び後行トーチである。また、2は先行側の溶接ヘッド11Aの先行トーチ9により形成された溶接ビード、3は先行側の溶接ヘッド11Aの後行トーチ10により形成された溶接ビード、4は後続側の溶接ヘッド11Bの先行トーチ9により形成された溶接ビード、5は後続側の溶接ヘッド11Bの後行トーチ10により形成された溶接ビード、6はクレーター処理が可能な溶接終端部(クレーター処理済みの溶接終端部とも言う)、7はクレーター処理が不可能な溶接終端部(クレーター未処理部ともいう)、8は先行側の溶接ヘッド11Aの先行トーチ9にのみ溶接された単層の溶接ビードで、後続側の溶接ヘッド11Bのトーチ(先行トーチ9または後行トーチ10のいずれか)によって溶融させる部分(便宜上、「単層のビード部分8」と呼ぶ)である。
図6は固定管の6時の位置での溶接ビードの繋ぎ方の第2の検討例を示す工程説明図、図7はその工程にて得られた6時の位置のビードの繋ぎ部の構造を示す図である。
前記溶接ヘッドは2台備えられ、そのうちの一つは先行溶接工程用として、また他の一つは後続溶接工程用として用いてもよい。
なお、請求項1,3で言う「同じ位置」とは、溶接対象物とトーチと互いに固定した状態で溶接したときに、溶融金属が広がる範囲を言い、具体的には溶接対象物のトーチ先端への対向部分を中心として前後15mmの範囲内にある領域を言う。
また、先行溶接工程における複数のトーチの溶接終端位置と後続溶接工程の複数のトーチの溶接終端位置とを同じ位置に設定するので、先行溶接工程の溶接ヘッドの先行するトーチのみにより溶接されたビードで、後続溶接工程の溶接ヘッドのトーチで溶融させる必要のある部分(上述した単層のビード部分(図5、図7において符号8で示す部分))が存在しなくなり、当該部分に後続溶接工程の溶接ヘッドのトーチでビードを積層することによる不具合を回避することができる。
本実施形態の円筒管の円周溶接装置は消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装置であり、全体システムは図3とほぼ同様の構成を有している。すなわち、走行レールに沿って移動する2台の溶接ヘッドと、これら2台の溶接ヘッドの動作を制御する溶接制御装置、溶接ヘッドに溶接ワイヤを供給するワイヤフィーダーなどを備えている。各溶接ヘッドは、水平固定管の突合せ端部に沿って円周方向に配置された走行レール(ガイドレール)上を移動する台車と、該台車に円周に沿った溶接方向に離間して配設された先行トーチ及び後行トーチをそれぞれに有しており、それら構成部材は、溶接制御手段(溶接ヘッド制御盤)から発せられる制御指令により、溶接ヘッドの台車を走行レールに沿って円周方向に移動させながら、先行トーチ及び後行トーチにより前記突合せ端部を所定の溶接シーケンスに従ってアーク溶接するように動作する。
図1は実施形態の溶接方法の工程説明図で、(a)は先行側の溶接ヘッドの先行トーチによる溶接終了時点の状態を示す図、(b)は先行側の溶接ヘッドの後行トーチによる溶接終了時点の状態を示す図、(c)は後続側の溶接ヘッドの先行トーチによる溶接終了時点の状態を示す図、(d)は後続側の溶接ヘッドの後行トーチによる溶接終了時点の状態を示す図である。また、図2は図1の全工程の実施により得られた6時の位置のビードの繋ぎ部の構造を示す図である。
例えば、前記実施形態では、溶接ヘッドを2台備えるデュアルヘッドを例に挙げて本発明を説明したが、これに限られることなく、溶接ヘッドを1台のみ備え、その溶接ヘッドを先行溶接工程用と後続溶接工程用の双方に用いるものにも本発明は適用可能である。
また、前記実施形態では、溶接ヘッドに先行トーチ9と後行トーチ10との2つのトーチを備えているが、これに限られることなく、溶接ヘッドに、溶接対象である固定管の円周方向に互いに離間配置された3個以上のトーチを備えるものにも本発明は適用可能である。
2 先行側の溶接ヘッドの先行トーチにより形成された溶接ビード
3 先行側の溶接ヘッドの後行トーチにより形成された溶接ビード
4 後続側の溶接ヘッドの先行トーチにより形成された溶接ビード
5 後続側の溶接ヘッドの後行トーチにより形成された溶接ビード
6 クレーター処理が可能な溶接終端部
7 クレーター処理が不可能な溶接終端部(クレーター未処理部)
9 先行トーチ
10 後行トーチ
11A 先行側の溶接ヘッド
11B 後続側の溶接ヘッド
Claims (3)
- 水平固定管の突合せ端部に沿って円周方向に、該円周方向に互いに離間して配置された複数のトーチを備える溶接ヘッドを移動させることで、前記突合せ端部を前記複数のトーチによりアーク溶接する消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装置を用いた固定管の円周溶接方法において、
前記水平固定管の円周方向の位置をクロックポジションで表現し、最高点の位置を12時の位置、最低点の位置を6時の位置、12時と6時の中間点の一方側の位置を3時の位置、他方側の位置を9時の位置とする場合、
前記溶接ヘッドを12時の位置から3時の方向と12時の位置から9時の方向とに振り分けて溶接を進め、6時の位置にてビードの繋ぎを行う下進振分溶接を行うこととして、
12時の位置から3時または9時の位置を経て6時の位置に溶接ヘッドを下向きに移動させて溶接を行う先行溶接工程と、12時の位置から9時または3時の位置を経て6時の位置に溶接ヘッドを下向きに移動させて溶接を行う後続溶接工程と、をこの順に所定の時間差をもって実行し、
前記先行溶接工程における複数のトーチのそれぞれの溶接終端位置を同じ位置に設定し、かつ前記後続溶接工程における複数のトーチのそれぞれの溶接終端位置を同じ位置に設定して1周分の溶接を終了することを特徴とする固定管の円周溶接方法。 - 前記溶接ヘッドは2台備えられ、そのうちの一つは先行溶接工程用として、また他の一つは後続溶接工程用として用いることを特徴とする請求項1の固定管の円周溶接方法。
- 水平固定管の突合せ端部に沿って円周方向に配置された走行レール上を移動する台車と、該台車に円周に沿った溶接方向に互いに離間して配置された複数のトーチを有する溶接ヘッドを備え、前記溶接ヘッドの台車を走行レールに沿って円周方向に移動させながら、前記複数のトーチにより前記突合せ端部をアーク溶接する消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装置において、
2台の前記溶接ヘッドを備えると共に、これら2台の溶接ヘッドの動作を制御する溶接制御手段を備えており、
前記溶接制御手段が、
前記水平固定管の円周方向の位置をクロックポジションで表現し、最高点の位置を12時の位置、最低点の位置を6時の位置、12時と6時の中間点の一方側の位置を3時の位置、他方側の位置を9時の位置とする場合に、
前記2台の溶接ヘッドによりそれぞれ、12時の位置から3時の方向と12時の位置から9時の方向とに振り分けて溶接を進め、6時の位置にてビードの繋ぎを行う下進振分溶接を行うこととして、
12時の位置から3時または9時の位置を経て6時の位置に先行側の溶接ヘッドを下向きに移動させて溶接を行う先行溶接工程と、12時の位置から9時または3時の位置を経て6時の位置に後続側の溶接ヘッドを下向きに移動させて溶接を行う後続溶接工程とをこの順番に所定の時間差をもって実行すると共に、
前記先行溶接工程における複数のトーチのそれぞれの溶接終端位置を同じ位置に設定し、かつ前記後続溶接工程における複数のトーチのそれぞれの溶接終端位置を同じ位置に設定して1周分の溶接を終了する制御を行うことを特徴とする消耗電極式ガスシールドアーク自動溶接装置。
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JP2003053535A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-26 | Kobe Steel Ltd | タンデムアーク自動溶接システム |
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