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JPH05141B2 - - Google Patents
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JPH05141B2 - - Google Patents

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JPH05141B2
JPH05141B2 JP1076786A JP7678689A JPH05141B2 JP H05141 B2 JPH05141 B2 JP H05141B2 JP 1076786 A JP1076786 A JP 1076786A JP 7678689 A JP7678689 A JP 7678689A JP H05141 B2 JPH05141 B2 JP H05141B2
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JP
Japan
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welding
pipe
arc
ccd camera
circumferential
Prior art date
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Application number
JP1076786A
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English (en)
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JPH02255272A (ja
Inventor
Tomoya Fujimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は地中埋設パイプライン、プラント配管
等を溶接接続する場合に用いる円周自動溶接方法
およびその装置に関する。 〔従来の技術〕 配管を突合溶接により接合する場合、手棒によ
るTIG溶接は普及しており、自動TIG円周自動溶
接装置も見受けられるが、いずれも装置の近くで
オペレータが直接、手動で操作するのが一般的で
あつた。 このような地中埋設パイプライン、プラント配
管等を溶接接続する場合には、狭い掘削溝(トレ
ンチ)内で溶接することがほとんどであり、足場
も悪いことが多い。従つて、作業環境の改善、安
全性の面から遠隔操作可能な現地接合用円周TIG
自動溶接方法およびその装置の開発が待望されて
いた。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明はこのような場合に、突合溶接部の手動
溶接のための会所掘りを省略し、自動的に良質な
円周溶接を行う方法およびその装置を提供するこ
とを目的とするものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、遠隔操作溶接をすることができるよ
うにし、かつ現地溶接が円滑に進められるように
したもので、管の突合溶接に当り、管の外周に管
と同軸心の環状ガイドを装着し、このガイドに沿
つて溶接ヘツドを走行させ、アーク映像を撮像す
ると共にアーク音の集音を行い、デイスプレイに
表示した撮像映像およびマイクロフオンで発音し
た集音音響を目視および聴取しながら、溶接条件
を調節して管の円周連続溶接をすることを特徴と
する円周自動溶接方法である。本発明方法は
TIG,MIG、その他の溶接に適用できるもので
ある。 本発明の装置は、溶接ヘツドにアーク映像を鮮
明に捉えることができるように、特殊フイルタと
超小型CCD(Carge Coupled Device電荷結合素
子)カメラを搭載し、さらにアーク音を常時集音
する音響ピツクアツプを備え、映像を表示するデ
イスプレイと映像に変化が現れる前にあらかじめ
溶接の異常有無をチエツクするためのスピーカを
搭載し、以上の音と映像の2重同時モニタリング
操作により溶接条件を遠隔操作する調節装置を備
え、管敷設の現地で円周自動溶接ができる装置で
ある。 本発明装置をTIG溶接装置とすれば、発煙がほ
とんどなく撮像が容易で鮮明な画像を得ることが
でき極めて好ましい。この場合、本発明装置は具
体的に次の技術手段からなるものである。 (1) 円周ガイドに沿つて走行する走行装置を備え
た溶接ヘツド、 (2) タングステン電極を中心にし、かつこれに近
接するように適切な傾斜角度を持つて片側に特
殊フイルタを備えたCCDカメラおよび音響ピ
ツクアツプ(マイクロフオン)を備え、これに
対向するように、アーク照明用ライトを適正角
度で設置したTIG溶接ヘツド、 (3) CCDカメラによる撮像を鮮明アーク映像と
して表示するデイスプレイおよびマイクロフオ
ンにより採取される規則的なアーク音を発音す
るスピーカを備えた監視装置、 (4) 「映像と音」の2要素を同時にモニタしつ
つ、溶接条件を遠隔操作するTIG円周自動溶接
調節装置 から構成されている。 さらに、 (5) 厚肉管の場合にはカメラの輻射熱による損傷
を避けるために、カメラ外周部にアルコンガス
を吹付けるノズルを備える。 〔作用〕 本発明方法によれば、管突合溶接部のアーク映
像とアーク音を把えながら遠隔で連続自動溶接を
行うことができる。従つて、会所掘りを要せず、
高品質の溶接を連続的に自動的に行うことができ
る。 本発明装置は、上記本発明方法を容易確実に実
施することができる。本発明に用いる溶接ヘツド
は軽量かつ機高が最大200mm程度のため、会所掘
りが不要となり、上向き姿勢溶接時に管の下に体
をもぐり込ませて、溶接アークを監視することも
全く不要となつた。 なお、この装置ではビデオテープに映像を記録
することができ、品質管理、技術向上に寄与す
る。 〔実施例〕 第1図は本発明方法の実施に用いる本発明装置
の全体系統図を示す。本発明装置は埋設管の突合
溶接の場合に極めて有用である。。掘削溝内には
溶接ヘツド3が鋼管1外周上にガイド2を介して
設置される。 自動溶接ヘツドとしては、会所掘りが不要にな
ることを主眼におき、機高の低い米・ダイメトリ
ツクス社製自動機を用いた。この装置では管周囲
に250mmのクリアランスがあれば全く支障なく溶
接をすることができる。同時に本溶接ヘツドに対
し、遠隔溶接を可能ならしめるためアーク溶接用
カラーモニタ装置を付属させた。 地上部には溶接電源装置4、アークシールド用
ガスボンベ5、遠隔操作盤7、溶接条件をプリセ
ツトするプログラマボツクス6などが備えられて
いる。プログラマボツクス6はケーブル13を介
して溶接電源装置4に結合されており、遠隔操作
盤7はモニタケーブル14を介して溶接ヘツド3
に結合されている。また溶接ヘツド3はケーブル
15により溶接電源装置4から操作される。1
7,18は電源ケーブルである。溶接が始まると
オペレータはデイスプレイ8上に映るアーク映像
とスピーカ9より流れる規則的なアーク音を常
時、監視しつつ異常事態が起こらぬように、操作
盤7のダイヤル10を適宜回転、調節することに
なる。なお、11はアンプ、12はビデオ装置で
ある。 第2図に溶接ヘツドの要部を示す。第2図は、
第1の外面円周施工中の状況を示している。 中央にタングステン電極22が管1の表面に対
し垂直に立つている。これを中心に左側30度方向
より30万画素のカラーでCCDカメラ26ならび
にノイズレス回路を設けた音響ピツクアツプ(コ
ンデンサマイクロフオン)27が平行して設置さ
れており、ともにアーク映像およびアーク音を捉
えている。CCDカメラは特殊フイルタ25を備
えている。 一方、右側30度方向より150Wのハロケンラン
プ28がアーク稼動中、投射されている。溶接ワ
イヤ24は左側15度方向より、タングステン電極
近くに溶接中、連続送給される。 第2図は台車進行方向が反時計方向の場合であ
るが、逆方向に溶接するときには、溶接トーチを
中心にCCDカメラ2、マイクロフオン27とハ
ロゲンランプ28を180度回転させ、第2図とは
逆位置の関係で溶接を進めることになる。 また、CCDカメラ26の溶接による輻射熱を
回避するため、厚肉パイプ溶接の場合にはカメラ
外周部に細銅管をスパイラル状に巻きつけ、この
細銅管外面に多数穿孔した穴よりアークシールド
用ガスとして使つているアルゴンガスを常時吹付
けるとよい。 なお、アーク光を鮮明画像として捉えるため設
けられた特殊フイルタ25は第3図に示す通り、
透明ガラス41、偏光フイルタ42、干渉フイル
タ43、偏光フイルタ44、カラーフイルタ45
から構成されている。 次に本発明の装置を用いて本発明方法を実施し
た例を示す。溶接条件は次の通りである。 炭素鋼鋼管の円周溶接 鋼管:350A×7.9t 溶材:ワイヤ KT−50(φ1.0) シールドガス アルゴン(15/min) 開先形状:第4図の通り 板厚(51):7.9mm 開先角度(52):90〜100度 ルート部〓間(53):0.5mm ルート部厚さ(54):0.5〜1.0mm 溶接条件:TIG溶接
〔発明の効果〕
本発明方法はローパルスモード溶接、シンクロ
パルスモード溶接にも好適であり、初層溶接、フ
イラーパス溶接を高品質で行うことができる。 本発明装置によれば会所掘りが不要であり、円
滑、確実に地上にて遠隔操作溶接ができるように
なつた。従つて、現地配管工事の場合に土砂の掘
削量、埋戻量の減少、工事占有面積の減少、工事
期間の短縮、コストの低減が可能となつた。 また、上の実施例にも示したように、一般的な
U形開先に替えてV形開先にも適用可能となり、
開先加工費も約20%削減できるようになつた。ま
た、ビデオ記録が可能となり、品質管理が容易と
なつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の全体構成を示す斜視図、
第2図はその溶接ヘツド部の詳細を示す側面図、
第3図はフイルタの構成図、第4図は実施例の開
先形状図である。 1…管、2…ガイド、3…溶接ヘツド、4…溶
接電源装置、5…ガスボンベ、6…プログラマボ
ツクス、7…遠隔操作盤、8…デイスプレイ、9
…スピーカ、10…ダイヤル、22…タングステ
ン電極、24…溶接ワイヤ、25…フイルタ、2
6…CCDカメラ、27…音響ピツクアツプ(コ
ンデンサマイクロフオン)、28…ハロゲンラン
プ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 管の突合溶接に当り、該管の外周に該管と同
    軸心の環状ガイドを装着し、該ガイドに沿つて溶
    接ヘツドを走行させ、アーク映像を撮像すると共
    にアーク音の集音を行い、該撮像映像および集音
    音響により、溶接条件を調節して該管の円周連続
    溶接をすることを特徴とする円周自動溶接方法。 2 円周ガイドに沿つて自走する溶接ヘツドと、
    該ヘツドに装着したCCDカメラおよび音響ビツ
    クアツプと、該CCDカメラの撮像映像を表示す
    るデイスプレイおよび音響スピーカと、該溶接ヘ
    ツドの溶接条件を調整する調節装置とを備えたこ
    とを特徴とする円周自動溶接装置。 3 CCDカメラに向けてガス噴射ノズルを備え
    た請求項2記載の装置。
JP7678689A 1989-03-30 1989-03-30 円周自動溶接方法およびその装置 Granted JPH02255272A (ja)

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