JP2751412B2 - 管内面溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特に熱交換器等の細径管の内面を溶接する
ための管内面溶接装置に関する。

［従来の技術］ 配管の溶接において、配管の周りに邪魔物が立て込ん
でいて溶接が困難である場合には、配管の内側から溶接
を行わなければならない。配管が大口径である場合に
は、溶接装置を配管内に挿入して溶接を行うことにな
る。

一般に、この種の溶接装置としてはティグ溶接装置が
用いられるが、アーク長が変動すると溶接品質に影響を
及ぼすので、トーチを管直角方向に駆動させてトーチと
管内面との間を適正な距離に調節するためのギヤ式等の
駆動機構が装備されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、配管が熱交換器等の小口径管である場
合には、上述したような駆動機構を有する溶接装置では
駆動機構が邪魔になって到底配管内に溶接装置を挿入す
ることができず、小口径管の内面を溶接することができ
ないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、熱交換
器等の小口径管の内面を適切に溶接することができる管
内面溶接装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、小口径管内に回
転自在に挿入される本体フレームと、該本体フレーム内
に長手方向に沿って配置されると共に、管内面に臨むト
ーチを有する先端部がそのトーチを管内面に接近離反さ
せるべく管直角方向に移動するように基端部が本体フレ
ームに枢支されたアームと、本体フレームの長手方向に
沿った直線駆動力を管直角方向に変換する傾斜したガイ
ドを有し、上記アームの先端部を管直角方向に駆動する
駆動機構とを備えたものである。

［作用］ 駆動機構が本体フレームの長手方向（すなわち管軸方
向）に沿った直線駆動力を管直角方向に変換する傾斜し
たガイドを有し、これにより管軸方向に配置され、先端
部にトーチを有するアームの先端部を基端部を支点に管
直角方向に駆動するようにしたので、駆動機構を含む溶
接装置全体を熱交換器等の小径管内に容易に挿入するこ
とが可能となる。

小径管内面の溶接を行う場合には、管内に溶接装置を
挿入してトーチが溶接すべき位置に位置するように位置
決めし、駆動機構によりトーチの管内面に対する距離
（アーク長）を調節して溶接を開始する。この場合、駆
動機構の管軸方向に沿った直線駆動力が傾斜したガイド
を介して管直角方向に変換され、アームの先端部を基端
部を支点に管直角方向に駆動してトーチを管内面に対し
て接近離反させることによりアーク長が調節されること
になる。なお、アーク長が適正か否かはアーク電圧に基
づいて検出すればよい。

従って、トーチを適正なアーク長に維持しつつ管内面
に沿って本体フレームと共に移動させることにより品質
の高い適切な溶接を行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。

第１図〜第３図において、１は熱交換器等の小径管で
あり、この管１の端部は管板２に固定されている。管１
内にはその内面を溶接するための溶接装置３が管板２側
から挿入されている。

この溶接装置３は管軸方向に沿って長尺の本体フレー
ム４を有し、この本体フレーム４は前部ピース５と後部
ピース６との間に左右一対の長尺の側部ピース７を取付
けてなっている。側部ピース７はセラミックス等の絶縁
部材により形成されている。両側部ピース７にはその長
手方向に沿ってアーム８が挟まれた状態で配置されると
共に、アーム８の後部ピース６側の基端部が支軸９を介
して両側部ピース７に枢支され、アーム８の先端部が支
軸９を支点に管直角方向に旋回できるようになってい
る。アーム８は銅等の導電部材により形成され、その先
端部には管１内面に臨むようにアーク溶接用のトーチ10
が直角に取付けられている。

アーム８の先端部には本体フレーム１の長手方向に沿
った直線駆動力を管直角方向に変換する傾斜したガイド
たる長穴13を有し、アーム８の先端部を管直角方向に駆
動する駆動機構12が連結されている。具体的にはアーム
８の先端部にはその旋回面内で管軸方向に対して傾斜し
た長穴13が形成されたガイドピース11が取付けられ、こ
のガイドピース11の長穴13にはネジ送り機構14により管
軸方向に直線駆動されてガイドピース11を管直角方向に
付勢する駆動ロッド15が係合されている。ガイドピース
11はセラミックス等の絶縁部材からなり、駆動ロッド15
は両側部ピース７間にその長手方向に沿ってガイド溝16
を介して摺動自在に支持されたＵ字状のスライダ17を有
し、このスライダ17の両側部間には上記ガイドピース11
が位置されると共に長穴13に通した駆動ロッド15が掛け
渡されている。

ネジ送り機構14は前部ピース５内に取付けられたモー
タ18を有し、その回転軸19には雌ネジ20が形成され、上
記スライダ17の基部には雄ネジ20が螺合する雄ネジ21が
形成されている。このネジ送り機構14によりスライダ17
を第２図の右方向に動かすとアーム８が支軸９を支点に
上方に旋回し、スライダ17を左方向に動かすとアーム８
が下方に旋回することになり、これによりトーチ10を管
１内面に対して接近離反させ、トーチ10と管内面との間
の距離（アーク長）Ｓを調節できるようになっている。

なお、実施例では前部ピース５に溶接装置３を管１内
に回転自在に支承するための支承リング27が回転自在に
取付けられているが、管１内からの溶接装置引き抜き時
に支承リング27が溶接肉盛部と干渉しないようにするた
めに支承リング27は後部ピース６に取付けるようにして
もよい。

溶接装置３を管１内の所望位置まで挿入すると共に回
転操作するために、後部ピース６には操作管28が連結さ
れ、管板２にはその操作管28を回転駆動する駆動装置29
がボルト止め30等により着脱自在に取付けられる。この
駆動装置29のケーシング31内には操作管28の外周を支持
するスリーブ32が軸受33を介して回転自在に取付けら
れ、このスリーブ32には歯車34,35を介してモータ36が
連結されている。このモータ36により溶接装置３は管１
内面を溶接するため及び電線等が絡み付かないようにす
るために１回転半位の範囲で回転駆動されるようになっ
ている。操作管28はケーシング31内に開口している。な
お、38は管１の端部に嵌装されて操作管28を回転自在に
支持するブッシュ、39は歯車34の回転を検出するセンサ
である。また、管１内の溶接部にはケーシング側から操
作管を介して不活性ガスが供給されるようになってい
る。

次に実施例の作用を述べる。

小径管内面の溶接を行う場合には、先ず溶接装置３を
管板２側から操作管28を介して管１内に挿入し、トーチ
10が溶接すべき位置に位置するように位置決めする。次
いで、駆動機構12によりトーチ10の管内面に対する距離
（アーク長）Ｓを調節して溶接を開始する。この場合、
駆動機構12のスライダ17をネジ送り機構14により動かす
と、スライダ17の直線駆動力が駆動ロッド15とガイドピ
ース11の長穴13とを介して管直角方向に変換され、例え
ばスライダ17を第２図の右側に動かすとアーム８が支軸
９を支点に上方に旋回し、スライダ17を左方向に動かす
とアーム８が下方に旋回するようになる。このアーム８
の操作によりトーチ10を管内面に対して接近離反させる
ことができ、これによりアーク長Ｓを任意に調節するこ
とができる。

ところで、駆動装置29により操作管28を介して溶接装
置３を旋回させると、溶接装置３は支持リング27を有す
るものの管１内に緩く支承されているので、際差運動を
するようになり、アーク長Ｓが変動する。そこで、アー
ク長Ｓをアーク電圧等に基づいて検出し、駆動機構12に
よりアーク長Ｓを一定値に制御しつつ溶接装置３を回転
して管内の溶接を行う。

このようにアーク長Ｓを一定値に制御しつつ溶接を行
うことができるので、品質の高い適切な溶接を行うこと
ができる。

特に、駆動機構12が管軸方向に沿った直線駆動力を管
直角方向に変換する傾斜した長穴13を設けたガイドピー
ス11を有し、これにより管軸方向に配置され、先端部に
トーチ10を有するアーム８の先端部を基端部の支軸９を
支点に管直角方向に駆動するようにしたので、駆動機構
12を含む溶接装置３全体を熱交換器等の小径管内な容易
に挿入することができ、小径管内の適切な溶接が可能と
なる。

なお、実施例ではアーム８側にガイドピース11を取付
けたが、これとは逆にアーム８側に駆動ロッド15を取付
け、ガイドピース11をネジ送り機構14により直線駆動す
るようにしてもよい。また、ガイドとしては傾斜した長
穴13の代わりに傾斜した突起を用い、駆動ロッド15の代
わりにその突起と係合する係合溝を用いるようにしても
よい。更に、ネジ送り機構14の代わりにシリンダを用い
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、熱交換器等の小口径管
の内面を適切に溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す管内溶接装置の平面
図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は第１図
の管内溶接装置を回転駆動する駆動装置の断面図であ
る。 図中、１は管、３は溶接装置、４は本体フレーム、８は
アーム、10はトーチ、12は駆動機構、13は長穴（ガイ
ド）、14はネジ送り機構、15は駆動ロッドである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小口径管内に回転自在に挿入される本体フ
   レームと、該本体フレーム内に長手方向に沿って配置さ
   れると共に、管内面に臨むトーチを有する先端部がその
   トーチを管内面に接近離反させるべく管直角方向に移動
   するように基端部が本体フレームに枢支されたアーム
   と、本体フレームの長手方向に沿った直線駆動力を管直
   角方向に変換する傾斜したガイドを有し、上記アームの
   先端部を管直角方向に駆動する駆動機構とを備えたこと
   を特徴とする管内面溶接装置。
2. 【請求項２】上記駆動機構がアームの先端部に設けられ
   た傾斜した長穴からなるガイドと、その長穴に係合さ
   れ、ガイドを管直角方向に付勢すべく本体フレームの長
   手方向に沿って直線駆動される駆動ロッドと、該駆動ロ
   ッドを直線駆動するネジ送り機構とからなることを特徴
   とする請求項１に記載の管内面溶接装置。