JPH09253845A - 2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法 - Google Patents

2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法

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JPH09253845A
JPH09253845A JP6797996A JP6797996A JPH09253845A JP H09253845 A JPH09253845 A JP H09253845A JP 6797996 A JP6797996 A JP 6797996A JP 6797996 A JP6797996 A JP 6797996A JP H09253845 A JPH09253845 A JP H09253845A
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JP
Japan
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welding
head
heads
circumference
operating method
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Application number
JP6797996A
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English (en)
Inventor
Yuuichi Maki
雄一 萬來
Ikuo Mibu
生男 壬生
Kenichi Maeda
謙一 前田
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Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より干渉回避制御を簡略化しつつ、溶接ヘッ
ドの空走時間を短縮して溶接能率を向上させることので
きる2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法を提
供する。 【解決手段】 溶接円周を2分して各溶接ヘッド5、6
の担当範囲を定め、各溶接ヘッドを、各ヘッドの担当範
囲を溶接させながら同範囲を往復させる。その際、2台
の溶接ヘッド5、6を円中心を間にして対向させ、かつ
同一方向に走行させる。2台の溶接ヘッドが円中心を間
にして対向しているため、溶接ヘッド間隔をほぼ可能な
最大値とすることができる。したがって、干渉回避制御
や溶接トラブル時の対応に自由度が増す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パイプの突き合わ
せ溶接のような円周形状の一本の溶接線を、2台の溶接
ヘッドを用いて溶接する際の溶接ヘッドの運行方法に関
する。特には、溶接ヘッドの空走(ノンアーク)時間を
短縮して溶接能率を向上させることのできる2ヘッド式
円周自動溶接装置のヘッド運行方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスパイプライン敷設工事の際には、突
き合わせて固定されている二本のパイプの端面を全周溶
接により接続する。この溶接を自動溶接による場合は、
パイプにベルト状のガイドレールを巻き、このガイドレ
ール上に溶接ヘッドを走らせMAG(メタル・アクティ
ブ・ガス)法等により溶接している。このような自動溶
接においては、元々は1本のガイドレール上を走行する
溶接ヘッドは1台であった。
【0003】しかし、溶接作業能率向上のために、1カ
所の円周溶接を2台の溶接ヘッドで行うこと(2ヘッド
方式)が行われ始めている。この2ヘッド方式において
は、当然のことながら2台の溶接ヘッドの干渉(衝突)
を防止する必要があり、ヘッド干渉を避けつつ高能率で
良好な溶接を行うために、各種の溶接ヘッドの運行方法
が提案されている。
【0004】それら、従来提案されている運行方法につ
いて説明する。図2は、2ヘッド同方向連続運行方法に
おけるトーチ軌跡を示す図である。図中(図3、4含
む)において、実線は No.1ヘッドのアークON走行経
路を示し、破線は No.2ヘッドのアークON走行経路を
示す。一点鎖線は No.1ヘッドのアークOFF走行経路
を示し、二点鎖線は No.2ヘッドのアークOFF走行経
路を示す。
【0005】まずスタート時において、 No.1ヘッド
(トーチ位置、以下同じ)は点P1 (最も上の点)にあ
り、 No.2ヘッド(トーチ位置、以下同じ)は点P1
ら干渉回避間隔Sだけ離れた位置にある。次に、 No.1
ヘッドは、点P1 から時計回りにスタートして初層の溶
接を行う。 No.2ヘッドは同時にP2 を時計回りにスタ
ートするが、P2 からP1 の間はアークOFF走行(空
走)である。 No.2ヘッドは、点P1 に達した時点でア
ークスタートし、 No.1ヘッドの初層溶接の上に2層目
の溶接を行う。No.1ヘッドがスタートしてから1周し
て点P1 に戻った後も、同じ方向(時計回り)に溶接走
行(3層目)を行う。同様に、 No.2ヘッドも2周目に
も時計回りに溶接走行して4層目を溶接する。
【0006】この2ヘッド同方向連続運行方法は、2台
のヘッドが常に同じ方向(時計回りなら時計回り)に折
り返すことなく動いていくものである。この方法は、き
わめて単純な方法で空走時間も短い。しかし、溶接ヘッ
ドに接続されているケーブルがパイプにどんどん巻き付
くこととなるため、1周毎に溶接ヘッドを停止してケー
ブルをつなぎ換える必要がある。
【0007】図3は、2ヘッド同方向1周反転運行方法
におけるトーチ軌跡を示す図である。両溶接ヘッドのス
タート位置は、前述のA方法と同様に、点P1 とそれか
ら干渉回避間隔離れた点P2 である。そして同じく前述
のA方法と同様に、 No.1ヘッドは、点P1 から時計回
りにスタートして初層の溶接を行う。 No.2ヘッドは同
時にP2 を時計回りにスタートするが、P2 からP1
間はアークOFF走行(空走)である。 No.2ヘッド
は、点P1 に達した時点でアークスタートし、 No.1ヘ
ッドの初層溶接の上に2層目の溶接を行う。
【0008】しかし、各溶接ヘッドが1周目の溶接を行
った後は走行経路が異なってくる。すなわち、 No.1ヘ
ッドは1周して点P1 に達するとアークOFFして折り
返し点P3 まで空走し、点P3 で折り返して走行方向を
反時計回りに変え、点P1 に達し、再びアークスタート
して2周目(4層目)の溶接を行う。一方、 No.2ヘッ
ドは、1周して点P1 に達するとアークONしたまま折
り返して、2周目(3層目)の溶接を行う。なお、点P
1 とP3 との距離は、干渉回避間隔に対応している。
【0009】この2ヘッド同方向1周反転運行方法で
は、1周毎に溶接ヘッドが折り返すので、2ヘッド同方
向連続運行方法の場合のようなケーブルの付け替えの問
題は解決された。しかし、1周毎に空走が生じるため溶
接能率が低下する。
【0010】図4は、2ヘッド同位置スタート反対方向
半周繰返し運行方法におけるトーチ軌跡を示す図であ
る。両溶接ヘッドのスタート位置は、前述のA方法と同
様に、点P1 とそれから干渉回避間隔離れた点P2 であ
る。 No.1ヘッドはP1 から時計回りに溶接スタート
(初層)するが、半周して点P4 (最下点)に達した
ら、ここで折り返して反時計回りに溶接走行(2層)す
る。そして、点P1 まで戻ったら、さらに折り返して時
計回りに溶接走行(3層)する。
【0011】一方、 No.2ヘッドは、点P2 からP1
で空走した後、点P1 で折り返すとともにアークスター
トして、反時計回りに溶接走行する(初層)。そして、
その後、 No.1ヘッド同様に点P1 とP4 の間(円周左
半分)を折り返しながら多層盛溶接を行う。なお、円周
の最下点P4 近辺でも、両溶接ヘッドが最接近した場合
にも干渉回避間隔Sが保たれる。
【0012】この2ヘッド同位置スタート反対方向半周
繰返し運行方法では、空走は当初に1回生じるのみで、
また2ヘッド同方向連続運行方法のようなケーブルの付
け替えもない。しかし、半周毎に、両溶接ヘッドが干渉
回避間隔近くまで接近するため、その都度干渉の危険が
生じ、これを取り除くための干渉回避制御の負担が大と
なる。なお、多層盛円周溶接では、上進溶接と下進溶
接、溶接姿勢、層数によってヘッドの走行速度が異なる
ため、干渉回避制御のパラメータも半周毎に異なること
となり、その都度別個の条件に基づいて干渉回避制御を
行う必要がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
2ヘッド運行方法はそれぞれに欠点を有しており、改善
の余地があった。また、片方のヘッドの些細なアーク停
止によって他方のヘッドの運行まで影響を受けるという
問題点もあった。本発明は、より干渉回避制御を簡略化
しつつ、溶接ヘッドの空走時間を短縮して溶接能率を向
上させることのできる2ヘッド式円周自動溶接装置のヘ
ッド運行方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行
方法は、 2台の溶接ヘッドを同一の円周軌道上を走行
させながら一円周の溶接線を多層盛溶接する2ヘッド式
円周自動溶接装置のヘッド運行方法であって;2台の溶
接ヘッドを円中心を間にして対向させ、かつ同一方向に
走行させながら、各溶接ヘッドを円周内を往復させるこ
とを特徴とする。本発明では、2台の溶接ヘッドが円中
心を間にして対向しているため、溶接ヘッド間隔をほぼ
可能な最大値とすることができる。したがって、干渉回
避制御や溶接トラブル時の対応に自由度が増す。
【0015】
【発明の実施の形態及び実施例】以下、図面を参照しつ
つより具体的に説明する。図1は、本発明の一実施例に
係る2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法を示
す図である。(A)はヘッドトーチの軌跡を示し、
(B)は溶接装置の概要を示す。
【0016】まず図1(B)から説明する。パイプ1の
外周面には、ガイドレール3が1周巻かれている。この
ガイドレール3上を2台の溶接ヘッド5及び6が走行す
る。溶接ヘッド5、6はトーチ7を有し、このトーチ7
から溶接ワイヤ8を連続的に繰り出し、そのワイヤ8先
端とパイプ間でアークを飛ばし、このアーク熱によって
ワイヤ8を溶かしながらパイプ1を突き合わせ溶接す
る。
【0017】次に図1(A)のトーチ軌跡について説明
する。この図に示されている運行方法は、 2台の溶接
ヘッドを同一の円周軌道上を走行させながら一円周の溶
接線を多層盛溶接する2ヘッド式円周自動溶接装置のヘ
ッド運行方法であって; 該円周を2分して各溶接ヘッ
ドの担当範囲を定め、各溶接ヘッドを、各ヘッドの担当
範囲を溶接させながら同範囲を往復させ、その際、2台
の溶接ヘッドを円中心を間にして対向させ、かつ同一方
向に走行させることを特徴とする。
【0018】まず、溶接ヘッド(トーチ)のスタート位
置は、 No.1ヘッドでは最上点Pであり、 No.2
ヘッドでは最下点P4 である。すなわち、両ヘッドは、
円周中心を間にして180°離れて対向している。な
お、後ほど説明するが、両ヘッドは必ずしも常に180
°離れているわけではない。両ヘッドは、スタート位置
1、P4 からまず時計回りにアークオンスタートし
(初層)、半周して点P4 、P1 に達する。そこで、折
り返し今度は反時計回りに溶接走行(2層目)し、スタ
ート点P1 、P4 に達する。ここでさらに折り返して時
計回りに溶接走行(3層目)する。後はこれを繰り返
す。
【0019】なお、パイプの円周溶接においては、下進
溶接(P1 →P4 )の方が上進(P4 →P1 )よりも速
いのが一般的である。そのため、溶接中のある時点にお
ける両ヘッドの離隔角度は180°からずれることがあ
る。ただし、各ヘッドの溶接分担量が同じで、溶接パス
数(層数)が偶数であるならば、平均すると両ヘッドの
離隔角度は180°である。なお、点P1 、P4 のよう
に溶接線の継ぎ目となるような部位においては、従来よ
り行われているオーバーラップ処理を適宜行うこととし
てよい。
【0020】図1の実施例のヘッド運行方法では、ヘッ
ドの空走区間は皆無となっており、溶接能率の向上が図
られている。また、両ヘッド間隔は、基本的には可能な
最大値となっているため、溶接ヘッド干渉回避のための
複雑な制御を行うこともない。なお、一方の溶接ヘッド
が該溶接ヘッドの分担区域の中央部でトラブル停止した
ような場合にあっても、他方のヘッドは停止ヘッドと干
渉することなく自らの分担区域を平常通り溶接走行する
こともできる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法は以下
の効果を発揮する。 ヘッド空走時間が短くなるので溶接ヘッドのアーク
ON率(稼働率)が向上する。 ヘッド干渉の危険がほとんどないため、その回避制
御も簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る2ヘッド式円周自動溶
接装置のヘッド運行方法を示す図である。(A)はヘッ
ドトーチの軌跡を示し、(B)は溶接装置の概要を示
す。
【図2】2ヘッド同方向連続運行方法におけるトーチ軌
跡を示す図である。
【図3】2ヘッド同方向1周反転運行方法におけるトー
チ軌跡を示す図である。
【図4】2ヘッド同位置スタート反対方向半周繰返し運
行方法におけるトーチ軌跡を示す図である。
【符号の説明】
1 パイプ 3 ガイドレール 5 No.1溶接ヘッド 6 No.2溶接ヘ
ッド 7 トーチ 8 溶接ワイヤ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2台の溶接ヘッドを同一の円周軌道上を
    走行させながら一円周の溶接線を多層盛溶接する2ヘッ
    ド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法であって;2台
    の溶接ヘッドを円中心を間にして対向させ、かつ同一方
    向に走行させながら、各溶接ヘッドを円周内を往復させ
    ることを特徴とする2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッ
    ド運行方法。
  2. 【請求項2】 2台の溶接ヘッドを同一の円周軌道上を
    走行させながら一円周の溶接線を多層盛溶接する2ヘッ
    ド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法であって;該円
    周を2分して各溶接ヘッドの担当範囲を定め、 各溶接ヘッドを、各ヘッドの担当範囲を溶接させながら
    同範囲を往復させ、 その際、2台の溶接ヘッドを円中心を間にして対向さ
    せ、かつ同一方向に走行させることを特徴とする2ヘッ
    ド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法。
  3. 【請求項3】 上記2台の溶接ヘッドが、上記円周上に
    おいて実質的に180°離れて対向している請求項1又
    は2記載の2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行方
    法。
JP6797996A 1996-03-25 1996-03-25 2ヘッド式円周自動溶接装置のヘッド運行方法 Pending JPH09253845A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010098030A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 パナソニック株式会社 溶接方法および溶接システム
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