JPH0556232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱交換器等の多管式罐を製造する管
と管板との溶接装置に係り、より詳しくは、その
構成を小型化・軽量化できる管と管板との溶接装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の溶接装置としては、第３図に示
す構成のものが知られている。この構成の溶接装
置について説明すると、主軸１１の前端部１２に
管１３内に回転自在に嵌入される芯出し器具１４
を配設し、その後端部１５に電動機等の駆動機構
１６を配設するとともに回転主軸１１を介して駆
動機構１６により芯出し器具１４とともに回転駆
動させる溶接トーチ１７を配設した構成よりなつ
ている（特開昭52−138448号、実開昭和58−
137587号公報参照）。

ここで、芯出し器具１４は、棒状で軸方向に複
数の切溝を形成し、その直径を可変とした構成の
ものが通常使用されており、また、駆動機構１６
はハウジング１８内に配設されていて、そのハウ
ジング１８の下方に一体に把手１９が形成されて
いる。

そして、この溶接装置は、芯出し器具１４を管
板２０に挿入された管１３内に嵌入し、管板２０
と管端部２１との溶接部２２と、溶接トーチ１７
のタングステン等の非消耗性電極２３の先端の距
離を一定に保つように溶接位置決めした後、駆動
機構１６を駆動させ主軸１１、芯出し器具１４を
回転させることにより、主軸１１に配設されてい
る溶接トーチ１７を一回転毎に正逆回転させると
ともに、電極２３で溶接アークを発生させ、溶接
部２２を溶接するように作動できるようになつて
いる。

この溶接装置は、全姿勢での管と管板との溶接
作業が自動的にできるという優れた作用を有して
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述の溶接装置は、次のような
問題がある。すなわち、 ハウジングの下方に一体に把手が形成されて
いる、すなわち、該ハウジングの軸線方向に対
して垂直方向に把手が一体固定されているの
で、既に、溶接している管等の邪魔になり、そ
の作業性が低下する。

駆動機構により回転駆動を付与される主軸の
先端部に溶接する管内に嵌入する芯出し器具が
直結あるいは間接的に配設され、主軸とともに
回転する構成となつているので、駆動機構にか
かる負荷が相当大きなものとなるため、駆動機
構をある程度、頑丈な構成としなければならな
い。

ケーシング（ハウジング）を固定形状とし、
また、駆動機構を固定しているので溶接トーチ
を駆動機構に配設するのに、その構造をより頑
丈にする必要がある。

溶接装置自体の構造が大型化するとともにそ
の重量が重く成らざるを得ない。

溶接装置の後部に溶接用ワイヤリールを配設
した場合、その重量は一層ますこととなり、作
業者がこれを片手で支えるようにして、溶接作
業を行うことが難しい。

本発明は、以上のような問題点に鑑み、その構
成を小型化するとともに軽量化した管と管板との
溶接装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そして、上述した目的を達成するための本発明
の管と管板との溶接装置は、管板と管板に挿入さ
れた管の管端部とによつて形成される溶接部に沿
つて回転しながら溶接を行う溶接トーチと、該溶
接トーチの非消耗性電極の先端と上記溶接部との
距離を一定に保ち溶接位置決めするための上記管
内に挿入・固定させるセンターロツドと、該セン
ターロツドの後端部に取り付けた固定軸と、該固
定軸の後端部に設けた把手と、該上記溶接トーチ
を保持し、かつ該固定軸を中心位置として回転す
るハウジングと、該ハウジング内に内挿され、か
つ該ハウジングを回転駆動させる駆動機構とを有
し、上記センターロツドと固定軸および把手が同
一線上に設けられている構成としている。

なお、上記説明中「固定軸を中心位置として」
とは固定軸は回転することなく、固定軸を支軸と
してというような意である。

〔作用〕

本発明の管と管板との溶接装置は、センターロ
ツドと固定軸および把手が同一線上に設けられて
いるので、既に、溶接している管等の邪魔になら
ないことより、そ作業性が向上するように作用す
る。また、センターロツドと固定軸とが、回転し
ないので、駆動機構にかかる負荷を小さくでき、
駆動機構を小型化・軽量化で、かつ溶接装置本体
を管に対して安定状態で保持できるように作用す
る。

また、把手が固定軸の後端部で、かつ同一線上
に取り付けられているので、センターロツドを管
内に軽い力でもつて押しつけ挿入固定できるよう
に作用する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて具体的に説明する。ここに、第１図は本発明
の実施例を示す一部切欠した側面図、第２図は第
１図の要部拡大図、第３図は従来装置の一部切欠
した側面図である。

本実施例の管と管板との溶接装置は、大別する
と、駆動機構３１、固定軸３２、溶接トーチ３３
および芯出し器具３４とより構成されている。

駆動機構３１は通常電動機により形成されてい
て、固定軸３２の中間部分の周囲に配設されてい
る。そして、駆動機構３１の駆動力は固定軸３２
の周囲に配設されているハウジングとしての回転
体３５に伝達され、駆動機構３１の回転駆動によ
り回転体３５が回転し、回転体３５に配設されて
いる溶接トーチ３３が一定の回転をするように構
成されている。

ここで、溶接トーチ３３は回転体３５と固定軸
３２との間に配設されている検出機構３６で上述
溶接トーチの移動位置を検出することにより正逆
回転をするように構成されている。すなわち、駆
動機構３１は溶接トーチ３３が０点より一方向に
一回転したとき検出機構３６により、その移動位
置が検出されることにより、溶接アークの発生を
止めたのち、さらに45度程度動方向に回転し、続
いて、溶接トーチ３３を０点に復帰させ検出機構
３６の検出により溶接アークを発生させながら逆
方向に一回転させると、検出機構３６によりその
位置が検出されることにより溶接アークの発生を
止め、続いて、さらに溶接トーチ３３を45度程度
同一方向に回転し、再び０点に復帰させるように
して溶接が行え、また、緊急時には緊急停止とリ
セツトが同時に行えるように駆動する構成をして
いる。

なお、検出機構３６は従来より公知である例え
ばリミツトスイツチとタイマー回路との組み合わ
せ等により容易に構成でき、このシーケンス回路
は上述の作動方法により、当業者であれば容易に
具体的回路、装置を得ることができるので、この
具体的構成については省略する。

そして、この構成とすることにより、検出機構
３６が一個でよいので、溶接装置全体の構成がよ
り簡略化できる。

固定軸３２はその先端部に後述する芯出し器具
３４が配設され、後端部には把手３７が配設さ
れ、さらにその中央部の周囲には駆動機構３１に
より回転する回転体３５が配設されている構成よ
りなつている。また、芯出し器具３４は固定軸３
２と放熱部材３８および絶縁部材４５を介して配
設されている。

そして、放熱部材３８は軸の周囲方向に凹凸形
状を形成した軸材で先端側に形成され、また絶縁
部材４５は放熱部材３８の後端側にベークライト
により形成されている。この構成とすることによ
り、管と管板との熱容量の差を減少でき、また溶
接トーチ３３の溶接アーク誤射によつて生じる影
響等を回避できる。

従来は、このような点について、芯出し器具３
４もしくは軸に冷却水穴を穿設し、この穴に冷却
水を流入出させることで解消していたが、このよ
うな構成の場合、装置の構造が大掛りになるとい
う問題点があるが、上述の構成とした場合はこの
ような問題点が回避できる。

溶接トーチ３３は一般に用いられる構成のもの
であつて、その芯線としてはタングステン等の非
消耗性電極３９を用いている。そして、この溶接
トーチ３３の電極３９の先端部が管４０と管板４
２との溶接部に向くように回動できるように回転
体３５に配設されている。

この溶接トーチ３３の電極３９はその突出長さ
が自動的に一定長さを維持するようにできるよう
にした構成とすることが好ましい。通常は消耗し
た場合、作業者がその芯出しを行つているが、そ
の作業にはある程度の熟練を必要とするからであ
る。

そして、その構成としては溶接トーチ３３内に
供給されるシールドガスのガス圧の変化に応じて
その電極３９の芯出しを行えるようにする。

芯出し器具３４は先端部分に４枚の板バネ４２
が中央で外方に突出するようにその後端部分より
スプリング状バネ４３によつて押圧し、さらにそ
の後端にバネ４３のバネ力を変化させるための止
め具４４が配設されている。

そして、管４０内に嵌入した時、板バネ４３と
止め具４４のそれぞれの外周面の二個所でもつ
て、管４０内を支持するように構成されている。

また、この芯出し器具３４は板バネ４２とスプ
リング状バネ４３の一体部分、止め具４４部分と
がそれぞれ部分として取り外しができて、管４０
の内径に合わせたり、また、補修等が任意にでき
るように構成している。また、放熱部材３８と絶
縁部材４５についても取り外しができるように構
成されている。

つぎに、以上の構成に基づいて、本実施例の作
用について説明する。ここでは、溶接棒（溶加材
料）として溶加材料のリングを用いた構成につい
て述べる。

まづ、管の周囲に上記リングを置いた後、把手
をもつて固定軸３２の先端部に配設された芯出し
器具３４を管板４２に挿入された管４０内に嵌入
して、管板４２と管４０端部との溶接部４６と、
溶接トーチ３３のタングステン等の非消耗性電極
３９の先端の距離を一定に保つように溶接位置決
めする。

続いて、電動機等の駆動機構３１を駆動させ、
固定されている固定軸３２を中心位置として固定
軸３２の周囲に配設されている回転体３５を回転
させることにより、溶接トーチ３３をともに回転
させ、回転体３５と固定軸３２との間に配設され
ている検出機構３６により溶接トーチ３３の移動
位置を検出し、一回転毎に正逆回転させる。そし
て、その回転中に電極３６で溶接アークを発生さ
せ、溶接部を溶接するように作用する。

なお、以上の実施例において回転体３５は図面
に示すようにハウジングを構成した形状に限られ
ることなく、例えば、単に板状の構成としてもよ
く、この場合、通常駆動機構３１のみがハウジン
グ内に配設された構成となる。

また、芯出し器具３４についても従来のものの
形状と同じような構成としてもよいことは明らか
であり、管４０内に嵌入できる構成であればいか
なる構成であつてもよい。また、溶接トーチ３３
の移動位置検出機構３６についても他の構成とし
てもよいことは明らかである。

〔発明の効果〕

以上の記載より明らかなように、本発明の管と
管板との溶接装置によれば、センターロツドと固
定軸および把手が、同一線上に設けられているの
で、既に、溶接している管等の邪魔にならないこ
とより、その作業性を向上できるという効果を有
する。

また、本発明の管と管板との溶接装置によれ
ば、センターロツドと固定軸とが、回転しないの
で、駆動機構にかかる負荷を小さくでき、駆動機
構を小型化・軽量化でき、かつ溶接装置本体を管
に対して安定状態で保持できるという効果を有す
る。

また、本発明の管と管板との溶接装置によれ
ば、把手が固定軸の後端部で、かつ同一線上に取
り付けられているので、センターロツドを管内に
軽い力でもつて押しつけ挿入固定できるという効
果を有する。

従つて、その構成が簡略化できるので、小型化
し、かつ軽量化できる管と管板との溶接装置を提
供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部切欠した側
面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図は従
来装置の一部切欠した側面図である。 ３１……駆動機構、３２……固定軸、３３……
溶接トーチ、３４……芯出し器具、３５……ハウ
ジング（回転体）、３６……検出機構、３７……
把手。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管板と管板に挿入された管の管端部とによつ
   て形成される溶接部に沿つて回転しながら溶接を
   行う溶接トーチと、該溶接トーチの非消耗性電極
   の先端と上記溶接部との距離を一定に保ち溶接位
   置決めするための上記管内に挿入・固定させるセ
   ンターロツドと、該センターロツドの後端部に取
   り付けた固定軸と、該固定軸の後端部に設けた把
   手と、該上記溶接トーチを保持し、かつ該固定軸
   を中心位置として回転するハウジングと、該ハウ
   ジング内に内挿され、かつ該ハウジングを回転駆
   動させる駆動機構とを有し、上記センターロツド
   と固定軸および把手が同一線上に設けられている
   ことを特徴とする管と管板との溶接装置。