JPH01289572A - クラッド鋼管の溶接装置 - Google Patents

クラッド鋼管の溶接装置

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JPH01289572A
JPH01289572A JP11694788A JP11694788A JPH01289572A JP H01289572 A JPH01289572 A JP H01289572A JP 11694788 A JP11694788 A JP 11694788A JP 11694788 A JP11694788 A JP 11694788A JP H01289572 A JPH01289572 A JP H01289572A
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祐司 杉谷
Tadashi Fujioka
藤岡 忠志
Shigemasa Kobayashi
重政 小林
Yasuro Suzuki
康郎 鈴木
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、クラッド鋼管の溶接装置、特に高合金クラッ
ド鋼管の内面を長手方向に高能率かつ高精度に肉盛溶接
することができる溶接装置に関するものである。
[従来の技術] 例えばUOE鋼管の溶接法としては、内面溶接、外面溶
接共に多電極サブマージアーク溶接法が広く一般に使用
されている。高合金クラッド鋼管の場合も、鋼の部分は
最初に内面から、次いで外面から多電極サブマージアー
ク溶接法により溶接される。その他の方法としては、一
部の高級ソリッド管において多電極MIG溶接法が用い
られた例があるが、アークの磁気吹き現象等の問題から
最近はあまり用いられていない。クラッド材の肉盛溶接
としては、圧力容器等の小規模なものではプラズマ溶接
、TIG溶接、MIG溶接が使用されている。しかし、
これらの溶接法がこれまでにUOE法による高合金クラ
ッド鋼管にパイプライン上で使用されたことはなく、当
然ながら内面のクラッド部の肉盛溶接機も未だ実用化さ
れていない。
[発明が解決しようとする課題] UOEプロセスで製造される高合金クラッド鋼管の内面
肉盛溶接に要求される事項は下記のとおりである。
(1)適用パイプサイズ 最小管径 16′φ(406龍φ) 最小長さ 12m (2)溶接品質 耐食性の観点からビード表面が滑らかでビットやスラグ
巻込み、割れ等の欠陥がないこと、また、溶着金属が母
材により希釈されるため、肉盛部の合金成分の安定化を
考慮し、多層溶接が望ましい。
(3)溶接の信頼性 高合金クラッド鋼管は、小径サイズが多く、溶接後の補
修が物理的に不可能なことが多く、また技術的にも非常
に難しい。管の途中で溶接欠陥が発生すると製品として
使用できなくなり、高価なパイプが台無しとなる。この
ため、通常の溶接に比して、はるかに高い信頼性が要求
される。
(4)溶接能率 他の工程との兼ね合いから短時間で溶接できなければ、
待ち時間が長くなり、製造コストが大巾にアップする。
肉盛溶接ができる溶接法との観点からは、TlG溶接法
、ホットワイヤTIG溶接法、プラズマ溶接法、MIG
溶接法が考えられる。しかしながら、TIG溶接法の場
合は、溶接品質はすぐれているが、ワイヤの溶着速度が
きわめて低いため、多電極にした場合の電極数が多くな
りすぎ実用に供し得ない。プラズマ溶接法は高能率の溶
接法であるが、溶接トーチが大きいため、溶接ヘッドが
大きくなりすぎ、最小サイズの管の中を通過できない。
MIG溶接法は溶着速度は高いが、ビード幅が広く、比
較的深い開先溝を埋めるためには、少なくとも2電極が
必要であり、磁気吹き現象によりアークが乱れることの
ほか、もともとアーク現象かやや不安定であり、溶接の
信頼性に欠けるという問題がある。
これに対し、ホットワイヤTIG溶接法は、通常のコー
ルドワイヤを用いるTIG溶接法の弱点であるワイヤ溶
着速度が低い点を改良するために開発された手法であり
、・60〜90gr/分の溶着速度が可能で、コールド
ワイヤ法の20〜30gr/分に比し、約3倍の溶着速
度が得られる。
したがって、多電極化した場合の電極数もホットワイヤ
TIG溶接法によれば、約1/3に減らすことが可能で
、同時にTIG溶接法のもつシールド性の高さ、ビード
表面の滑らかさ、溶着金属の品質の高さを維持すること
ができる。
本発明は、上記のようなホットワイヤTIG溶接法の特
長を活かし、かつ磁気吹きによるアークの干渉を防止し
て多電極化を図るとともに、前記の要求事項を満たすこ
とができるクラッド鋼管の溶接装置を提供することを目
的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明に係るクラッド鋼管の溶接装置は、被溶接部材た
るクラッド鋼管と複数のTIGトーチが直列に配置され
ている溶接ブームを相近づくように相対的に移動可能に
設け、上記のTIGトーチに送給されるホットワイヤを
溶接進行方向の後方から送給するようにし、さらにTI
Gトーチの極性をマイナスとし、ホットワイヤにプラス
の直流電流または交流電流を流して溶接するものである
[作 用コ 本発明によるクラッド鋼管の溶接装置では、溶接ブーム
がクラッド鋼管に対し相近づくように相対的に移動する
ため、溶接ブームに直列に配置された多電極ホットワイ
ヤTIG溶接装置によりクラッド鋼管の内面及び外面を
長平方向に1ランで多層肉盛溶接することができる。こ
の場合において、ホットワイヤは溶接進行方向の後方か
ら送給され、また極性をTIGトーチはマイナスに、ホ
ットワイヤはプラスにして直流を流すか、またはホット
ワイヤに交流を流すようにしたので、磁気吹きによるア
ークの干渉を生じない。そのため、TIG)−チの間隔
を小さくすることができ、電極数を多くすることができ
る。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図により説明する。
第1図は本発明の実施例の構成図で、4電極の場合を示
している。図において、1は被溶接部材(以下、パイプ
という)・であり、台車2上に載置され、矢印a方向に
移動する。したがって、溶接方向は反対のb方向である
。3は固定の溶接ブームで、先端にはバイブ1の内面を
転動するガイドローラ4が設けられている。5は溶接ブ
ーム3に所定間隔で直列に配置されたTIG)−チで、
それぞれ高周波発生装置6を介して溶接型R7のマイナ
ス側に接続されている。溶接電源7のプラス側はバイブ
1に接続されている。8は各溶接トーチ5に対し溶接進
行方向の後方に配されたホットワイヤガイドノズルで、
給電チップ9を有し、給電チッチ9はホットワイヤ電源
10のプラス側に接続されている。11はホットワイヤ
で、それぞれプルフィーダ12及びブツシュフィーダ1
3により一定速度で送給される。14は開先倣い制御を
行うために溶接ブーム3の先端部に設けられたCCDカ
メラで、ITV15を介し操作盤16のモニタテレビ1
7で監視できるようになっている。
18はビードの状態を監視するために溶接ブーム3の後
部に設けられたCCDカメラで、ミラー19からの反射
像をとらえるようになっており、同様にITV20を介
し操作盤16のモニタテレビ21で監視できるようにな
っている。22は制御盤、23は台車2の駆動装置、2
4はシールドガス源、25は減圧弁、26は流量調整装
置、27はガス電磁弁、28はTIG)−チ5の冷却装
置である。
次に、この実施例の動作について説明する。
バイブ1は台車2上に載置され、駆動装置23の作動に
よりa方向に定速で移動する。このバイブ1に対し対向
する溶接ブーム3がバイブ1の中に進入してくる。溶接
ブーム3の進入に先立ち、バイブ1の端部に連結された
タブ板(図示せず)上で最初のTIGトーチ5との間で
アークを発生させ、ホットワイヤ11を定速で送給しホ
ットワイヤTIG溶接を行う。ホットワイヤTIG溶接
を行う場合、ワイヤの送り速度、加熱電力、アーク長、
アーク電流等の溶接パラメータを高精度に制御する必要
があるが、この実施例では制御盤22により集中制御す
るようになっている。
さて、溶接ブーム3の進入に伴い、順次上記と同様に2
番目のTIGトーチ5.3番目のTIGトーチ5という
ようにアークを発生させ、ホットワイヤTIG溶接を行
う。したがって、この場合は1ランで4層の肉盛溶接が
行われることになる。
第2図(a)〜(d)は電極数が2〜4極の場合の積層
法を示すもので、この実施例は第2図(d)に相当する
場合である。これらの積層法は開先の大きさや溶接速度
により選択されるが、いずれの場合も1ランで溶接が完
了するように各電極の溶接パラメータを設定する。
次に、アークの磁気吹きについて説明すると、本発明で
は複数のTIGトーチ5に対してホットワイヤ11をそ
れぞれ溶接進行方向の後方からある角度をもって送給す
るようになっており、しかも各TIGトーチ5の極性を
マイナスに、ホットワイヤ11の極性をプラスにして直
流を流すため、TIG電極相互間の磁場は、主としてホ
ットワイヤ電流によって作られるものに支配され、アー
クが互いに引き合うことを防止することができる。
ホットワイヤ11に上記の極性の直流を流すと、アーク
はやや前方に振り、また交流を流せばほぼ直下にアーク
は発生する。したがって、TIGトーチ5の間隔を小さ
くすることができ、電極数を多くすることができる。ま
た、ホットワイヤTIG溶接装置を小型にできるため、
バイブの最小サイズのものに対しても十分に適用するこ
とができる。
なお、上記実施例では、バイブ内面の肉盛溶接について
説明したが、バイブ外面の肉盛溶接も同様に行うことが
できるものである。
[発明の効果コ 以上のように本発明によれば、多電極のホットワイヤT
IG溶接によりクラッド鋼管の内面及び外面を高能率か
つ高精度に肉盛溶接することができ、製造コストの大幅
な低減を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の構成図、第2図(a)〜(d
)は多電極にした場合の積層法を示す説明図である。 1・・・被溶接部材 3・・・溶接ブーム 5 ・・・ TIG   ト − チ 11・・・ホットワイヤ 代理人 弁理士  佐々木 宗 治 ば 2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相対的に接近する方向に移動可能に設けられた被溶接部
    材及び溶接ブームと、該溶接ブームに複数直列に配置さ
    れ溶接進行方向に対し後方からホットワイヤを送給可能
    なTIGトーチとを備え、前記TIGトーチの極性をマ
    イナスとし、前記溶接ワイヤにプラスの直流電流または
    交流電流を流すことにより溶接することを特徴とするク
    ラッド鋼管の溶接装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002001538A (ja) * 2000-06-21 2002-01-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 多電極溶接方法及び多電極溶接装置
WO2014141423A1 (ja) * 2013-03-14 2014-09-18 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 クラッド鋼管の接合方法及び接合構造

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