JP3940519B2 - シール溶接装置 - Google Patents
シール溶接装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3940519B2 JP3940519B2 JP06459099A JP6459099A JP3940519B2 JP 3940519 B2 JP3940519 B2 JP 3940519B2 JP 06459099 A JP06459099 A JP 06459099A JP 6459099 A JP6459099 A JP 6459099A JP 3940519 B2 JP3940519 B2 JP 3940519B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- tube
- torch
- seal
- seal welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば熱交換器を構成する複数本の液体流通管の管端周縁を、該流通管を支持する管板に円周溶接するために用いられるシール溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば原子力発電所、火力発電所等に設備される熱交換器としては、液体を流通させる複数本の液体流通管(以下、管と称す)を、管支持体(以下、管板と称す)に設けられた複数個の貫通孔にそれぞれ挿入し、その管端を管板の貫通孔の周囲部にシール溶接して各管を支持固定する構成のものがある。また、上記複数本の管の管端を管板の各貫通孔の周囲部に溶接する手段として、管端自動シール溶接装置が使用されている。
【0003】
図6は、従来の管端自動シール溶接装置の概略構造を示す側面図、図7はその詳細図である。図6において、溶接ヘッド本体1は、その下部にハンドグリップ部101を有し、この溶接ヘッド本体1の内部には図示しないモータによって回転する回転体2がベアリングを介して回転自在に支持されている。この回転体2は、溶接ヘッド本体1の一方の端面から外方へ軸方向に延出させたパイプ状のもので、その軸線上に溶接トーチ6が取り付くトーチ位置決め調整器3を備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この管端自動シール溶接装置による溶接方法は、タングステン電極を用いたTIG溶接法である。通常、管と管板の溶接継手の形状には様々な開先形状があり、管13が管板12から突き出した形状、あるいは管13が管板12から凹んだ形状などがある。
【0005】
前者の管13が管板12から突き出した形状の場合、図6、図7に示すように従来から市販されている溶接ヘッドのトーチの形式で、良好なシール溶接を行なうことが可能である。これは図7に示すように、溶接ヘッド先端部にあるガイド棒支持ロッド15に取り付けられたガイド棒16を管穴に差込み、管の外周に沿ってシール溶接を行なうものである。
【0006】
図8は、従来の溶接前の状態を示した断面図、図9は溶接後の状態を示した断面図である。後者の管13が管板12から凹んだ形状の場合、図8に示すように溶接トーチ7が管13の外側から内側を向いている構造のため、溶接中にアークの発生方向として開先内をねらうことができない。この溶接部をシール溶接する場合、図8に示すように溶接トーチ7先端にあるタングステン電極8の先端部を管板12の管穴端部に合わせて行なう。
【0007】
ところが、タングステン電極8の向きが管13の中心軸方向すなわち外側から内側を向いている構造であることから、管13とタングステン電極8とのクリアランス調整(アーク長調整)がしづらく、適正な溶接の施工が難しい状態である。
【0008】
この状態で溶接を行なうと、図9に示すように溶接部17が管13側を多く溶かすような溶け込み形状に形成され、良好なシール溶接ができない。また、溶接前のトーチの位置決め芯出し作業において、溶接開先面を目視で確認しづらく、溶接中のアークの発生状況の確認や溶接ビートの確認ができない状況になる。
【0009】
本発明の目的は、溶接部の位置決めを目視で容易に行なえ、位置決め精度の向上を図るとともに、良好なシール溶接を行なえるシール溶接装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のシール溶接装置は以下の如く構成されている。
【0011】
(1)本発明のシール溶接装置は、モータの回転によって回転する溶接トーチにより管と管板をシール溶接するシール溶接装置において、前記溶接トーチを支持する支持アームにおける切り欠き部に前記溶接トーチを貫通させ、前記管と前記管板の端部を内側から外側に向けて溶接可能とした。
【0012】
(2)本発明のシール溶接装置は上記(1)に記載の装置であり、かつ前記溶接トーチを前記支持アームに対して前後方向及び上下方向に調整する方向調整手段を備えた。
【0013】
(3)本発明のシール溶接装置は上記(1)または(2)に記載の装置であり、かつ前記溶接トーチの傾斜角度を調整する角度調整手段を備えた。
【0014】
(4)本発明のシール溶接装置は上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の装置であり、かつ前記支持アームを合金鋼で構成した。
【0016】
(5)本発明のシール溶接装置は上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の装置であり、かつ前記支持アームの先端に取り付けられる位置決め用当金を銅合金で構成した。
【0017】
上記手段を講じた結果、それぞれ以下のような作用を奏する。
【0018】
(1)本発明のシール溶接装置によれば、溶接トーチを管に対して内側から外側へ向けたことにより、溶接部のねらい位置を目視で容易に合わせ易くなり、位置決め精度が向上する。また、この状態で溶接を行なうことにより良好なシール溶接が行なえ、溶接部の品質が向上する。
【0019】
(2)本発明のシール溶接装置によれば、溶接トーチの管に対する位置決めの微調整を容易に行なうことができる。
【0020】
(3)本発明のシール溶接装置によれば、溶接トーチの管に対する傾斜角度の微調整を容易に行なうことができる。
【0021】
(4)本発明のシール溶接装置によれば、支持アームの切り欠き部による強度不足を補うことができる。
【0022】
(5)本発明のシール溶接装置によれば、管と管板の材質が異種金属である継手の場合に、それらの材質に合わせて溶け込み形状及び溶け込み深さを決め、溶接部を生成することができる。
【0023】
(6)本発明のシール溶接装置によれば、位置決め用当金のアーク熱による溶け落ちを防止できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0025】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る管端自動シール溶接装置の概略構造を示す側面図、図2はその詳細図である。図1,図2において、図6,図7と同一な部分には同符号を付してある。
【0026】
図1,図2において、溶接ヘッド本体1は、その下部にハンドグリップ部101を有し、この溶接ヘッド本体1の内部には図示しないモータによって回転する回転体2がベアリングを介して回転自在に支持されている。この回転体2は、溶接ヘッド本体1の一方の端面から外方へ軸方向に延出させたパイプ状のもので、その軸線上にトーチ位置決め調整器3を有している。
【0027】
トーチ位置決め調整器3には、溶接トーチ6を支持する絶縁材を兼ねたトーチ支持台5が取り付けられている。溶接トーチ6の先端部には、セラミックカップ7が装着され、溶接トーチ6内部に備えられたタングステン電極8の先端部がセラミックカップ7の先端から突出している。このタングステン電極8の先端部からアークが発生する。
【0028】
トーチ位置決め調整器3には、溶接トーチ6をラック&ピニオン機構により上下方向に位置決め調整するための上下調整ノブ3aと、トーチ支持台5全体をラック&ピニオン機構により前後方向に位置決め調整するための前後調整ノブ3bが設けられている。また、回転体2には、管板12の管穴121に対する溶接ヘッドの位置決めを行なう支持アーム4が設けられ、支持アーム4の先端には支持ロッド4aが設けられている。
【0029】
さらに、支持ロッド4aの周囲には当金10が設けられ、支持ロッド4aの先端には止めナット11が設けられている。なお図2に示すように、管13は管板12から凹んだ形状をなしている。
【0030】
以下、溶接を行なうための操作手順について説明する。溶接を行なう場合、溶接ヘッドの先端に取り付いている支持ロッド4a、当金10、及び止めナット11を管穴121に挿入する。溶接ヘッドの管長手方向の大まかな位置調整は、溶接ヘッド本体1から支持された前方位置決め具1aを管板12に押し当て位置決めを行なう。
【0031】
次に、トーチ位置決め調整器3の上下調整ノブ3aを回転させ、溶接する管13の外径に合うように溶接トーチ6を上下方向に位置決めすることで、溶接トーチ6の回転半径方向の位置を調整する。また、タングステン電極8を管13の開先部のコーナ部に向けるために、前後調整ノブ3bを回転させ、トーチ支持台5全体を前後方向に位置決め調整する。
【0032】
この場合、管端から溶接トーチ6の先端部まで、約2〜3mmのクリアランス(アーク長)をとるようにする。なお、タングステン電極8の位置決めは、図2に示すように精度良く、かつ微細に調整できるようになっている。
【0033】
管穴121の芯出しを行なう支持ロッド4aと当金10は、前述したように支持アーム4に取り付けられている。当金10には、材質として溶接時のアーク熱で溶け落ちないように銅合金を用い、表面にはクロームメッキを施している。この当金10は支持ロッド4aに差し込まれており、支持ロッド4aが回転中に当金10内で空回転し、当金10が管13の内面で回らない構造をなしている。
【0034】
また、溶接トーチ6が管13の内側から外側を向くため、支持アーム4は、その内部を溶接トーチ6が貫通するようくり抜かれた形状をなしており、この切り欠き部による強度不足を補うため材質に合金鋼を用いている。
【0035】
溶接トーチ6は、溶接ヘッド1内に内蔵されたモータにより回転軸2が回転することで、トーチ位置決め調整器3及びトーチ支持台5を介して回転する。この回転とともにタングステン電極8の先端部からアークが発生することで、管13の外周に沿って管13と管板12のシール溶接が行なわれる。
【0036】
図3は、本実施の形態に係る溶接前の状態を示した断面図、図4は溶接後の状態を示した断面図である。図3,図4において図1,図2と同一な部分には同符号を付してある。
【0037】
図3に示すように、外側向きの溶接トーチ6のタングステン電極8を管13の凹み型開先部にセットした場合、溶接を行なう前記開先部に対するタングステン電極8の向きがほぼ直角をなすことがわかる。さらに図4に示すように、前記開先部の溶接部14では、管13と管板12がほぼ同じ溶け込み形状で溶接されているのがわかる。
【0038】
この外向きトーチによる溶接方法は、開先ルート部を完全に溶融させることが可能となる方法であり、かつ品質的に優れた方法でもある。また、炭素鋼と低合金鋼、炭素鋼と高合金鋼、等の異種金属同士の溶接の場合、含有成分の違いで溶接時に母材の融合する希釈率が異なり、結果として溶け込み形状が変化してしまうことになる。
【0039】
これらを改善する対策として、トーチの向きを外側にし開先面を直角方向にすることで、溶接時の溶け込み形状を均等にし、さらに開先部ルート面を完全に溶融させることが可能となる。
【0040】
また溶接トーチ6は、トーチ位置決め調整器3により上下・前後方向を微調整できる構造をなしている。これにより、図4にも示したように開先ルート部を完全に溶かすことができ、溶け残りなどの融合不良、欠陥、及びブローホール等の溶接欠陥を防止できる。
【0041】
以上のように本第1の実施の形態の特徴は、溶接トーチ6の向きが溶接部の中心軸に対して外側を向いていることにある。このように溶接トーチ6を中心軸に対して外側に向かせるために、支持アーム4の中心軸芯を大きくくり抜き、溶接トーチ6をその間に通している。
【0042】
(第2の実施の形態)
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る管端自動シール溶接装置の概略構造を示す上面図である。図5において、図1,図2と同一な部分には同符号を付してある。
【0043】
図5は支持アーム4を真上方向から示しており、支持アーム4の中心軸芯は大きくくり抜かれている。溶接時にフィラーワイヤー(溶加ワイヤー)を添加させて用いる場合、このフィラーワイヤーはワイヤーノズル9を通して送給される。このフィラーワイヤーのねらい位置をタングステン電極8の位置に合わせるために、ワイヤーノズル9に設けられた前後調整ノブ9aを回転させ、ワイヤーノズル9を位置決め調整する。
【0044】
なお通常、溶接はその進行方向が時計回り方向すなわち右回転で行なわれるが、外側向きの溶接の場合は溶接の進行方向に対して前方にフィラーワイヤーを添加する必要があるため、半時計回り方向すなわち左回転で行なわれる。
【0045】
本第2の実施の形態によれば、外側向きの溶接ヘッドを使用することにより、ねらい位置を的確に合わせることができ、良好なシール溶接が可能となる。
【0046】
以上のように、従来の溶接ヘッドでは、溶接トーチの開先部の位置決め芯出し作業及び溶接中の監視、適正な溶接部品質の確保が困難であったが、これを解決する方法として、本実施の形態では溶接トーチの向きを従来の内側向きから外側向きに変更した。また、この変更を実施するには、通常の溶接ヘッドでは対応できないため、特殊な支持アームを有する溶接ヘッドを構成した。
【0047】
特に支持アームの形状は、従来の形状とは異なり、タングステン電極を備えた溶接トーチにより、シール溶接を管の内側方向から外側方向に向けて行なえるようになった。また、溶接トーチを管の内側から外側に向けたことにより、溶接部のねらい位置を目視で容易に合わせ易くなり、位置決め精度が向上し、溶接部の品質が大幅に向上する。さらに、管と管板の材質が異種金属の継手の場合、溶け込み形状及び溶け込み深さを制御することが可能になる。
【0048】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、溶接部の位置決めを目視で容易に行なえ、位置決め精度の向上を図るとともに、良好なシール溶接を行なえるシール溶接装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る管端自動シール溶接装置の概略構造を示す側面図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る管端自動シール溶接装置の概略構造を示す詳細図。
【図3】本実施の形態に係る溶接前の状態を示した断面図。
【図4】本実施の形態に係る溶接後の状態を示した断面図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る管端自動シール溶接装置の概略構造を示す上面図。
【図6】従来例に係る管端自動シール溶接装置の概略構造を示す側面図。
【図7】従来例に係る管端自動シール溶接装置の概略構造を示す詳細図。
【図8】従来例に係る溶接前の状態を示した断面図。
【図9】従来例に係る溶接後の状態を示した断面図。
【符号の説明】
1…溶接ヘッド本体
101…ハンドグリップ部
1a…前方位置決め具
2…回転体
3…トーチ位置決め調整器
3a…上下調整ノブ
3b…前後調整ノブ
4…支持アーム
4a…支持ロッド
5…トーチ支持台
6…溶接トーチ
7…セラミックカップ
8…タングステン電極
9…ワイヤーノズル
9a…ワイヤーノズル前後調整ノブ
10…当金
11…止めナット
12…管板
121…管穴
13…管
14…溶接部
15…ガイド棒支持ロッド
16…ガイド棒
17…溶接部
Claims (5)
- モータの回転によって回転する溶接トーチにより管と管板をシール溶接するシール溶接装置において、
前記溶接トーチを支持する支持アームにおける切り欠き部に前記溶接トーチを貫通させ、前記管と前記管板の端部を内側から外側に向けて溶接可能としたことを特徴とするシール溶接装置。 - 前記溶接トーチを前記支持アームに対して前後方向及び上下方向に調整する方向調整手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のシール溶接装置。
- 前記溶接トーチの傾斜角度を調整する角度調整手段を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のシール溶接装置。
- 前記支持アームを合金鋼で構成したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のシール溶接装置。
- 前記支持アームの先端に取り付けられる位置決め用当金を銅合金で構成したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のシール溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06459099A JP3940519B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | シール溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06459099A JP3940519B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | シール溶接装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000263224A JP2000263224A (ja) | 2000-09-26 |
JP3940519B2 true JP3940519B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=13262634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06459099A Expired - Fee Related JP3940519B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | シール溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3940519B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101936363B1 (ko) * | 2017-05-10 | 2019-01-08 | (주) 삼신웰테크 | 열교환기용 튜브 자동용접장치 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8168306B2 (en) * | 2007-09-18 | 2012-05-01 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Weld metal compositions for joining steel structures in the oil and gas industry |
CN112846602B (zh) * | 2021-02-26 | 2022-12-16 | 东莞市鸿煜模具有限公司 | 基于工业制造中的焊接***及方法 |
CN115635175B (zh) * | 2022-12-22 | 2023-04-11 | 河北时硕微芯科技有限公司 | 声表滤波器加工用封焊设备及封焊方法 |
-
1999
- 1999-03-11 JP JP06459099A patent/JP3940519B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101936363B1 (ko) * | 2017-05-10 | 2019-01-08 | (주) 삼신웰테크 | 열교환기용 튜브 자동용접장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000263224A (ja) | 2000-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102652046B (zh) | 焊接方法和焊接装置 | |
US4219717A (en) | Method of connecting metallic parts by means of arc fusion welding | |
JP5602458B2 (ja) | タングステン−不活性ガス溶接法によって2つの金属部分を結合するための方法ならびに該方法を実施するための装置 | |
JP3762676B2 (ja) | ワークの溶接方法 | |
US10328513B2 (en) | Welding process, welding system, and welded article | |
EP1830980B1 (en) | A laser welding process | |
US7253377B2 (en) | System and method of joining overlapping workpieces | |
NO316163B1 (no) | Fremgangsmåte ved buttsveising | |
US3769489A (en) | Welding of tubes to tube plates | |
JP3940519B2 (ja) | シール溶接装置 | |
JP4100593B2 (ja) | レーザ溶接装置 | |
JPH06198472A (ja) | 高速レーザ溶接法 | |
US4225772A (en) | Gas metal arc welding apparatus for repairing misaligned tube holes | |
JPH1080770A (ja) | Tig溶接方法 | |
US4283616A (en) | Gas metal arc welding method for preparing misaligned tube holes | |
KR100446357B1 (ko) | 원호 용접용 극소 협개선 미그 용접장치 | |
JP5471066B2 (ja) | Tig溶接用のトーチ及び補修溶接方法 | |
JP2749376B2 (ja) | 溶接機における突合せ溶接方法およびその方法に用いる溶接ヘッド | |
KR101783120B1 (ko) | 용접장치 | |
JP3163559B2 (ja) | ガスタングステンアーク溶接用トーチ | |
RU2085347C1 (ru) | Способ электронно-лучевой сварки труб | |
US3902038A (en) | Displaced electrode process for welding | |
JP2000024780A (ja) | 狭隘部用tig溶接トーチおよび該トーチを用いての溶接方法 | |
JPS61193788A (ja) | 溶接方法 | |
JPS58163574A (ja) | 溶接方法及び溶接装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060815 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061004 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070402 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140406 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |