(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接部材に対向する開口を備えたボックス装置と、このボックス装置内に設けられた、取り付け部材を支持する掴持装置と、取り付け部材を被溶接部材に溶接するためのＴＩＧ溶接装置と、ボックス装置に設けられた排水装置とからなる水中溶接装置において、前記ＴＩＧ溶接装置が、溶接トーチを取り付け部材の直線状の溶接線に沿って動かすための走行装置と溶接開先の幅方向および上下方向に動かすための電動スライドとを有することを特徴とする水中溶接装置。
【請求項２】
前記ＴＩＧ溶接装置の溶接部を照明するための水中照明装置と溶接アークをモニターするためのモニター装置を備えてなる請求項１記載の水中溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中溶接装置に関し、特に水中既設部材に新規取り付け部材を溶接する水中溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
水中に設けてある構造物に新たな部材を取り付けたり、或いは旧部材を取り外して新しい部材に交換したりする場合がある。例えば、原子力プラントの使用済燃料貯蔵ピットは、原子炉で所定の燃焼を終えた燃料集合体所謂使用済燃料を移送に便な状態になるまで冷却貯蔵する施設であるが、ここでは使用済燃料を受け入れて支持する使用済燃料貯蔵ラックが遮蔽・冷却水中に没して設けられている。このような使用済燃料貯蔵ラックを改修、改造する場合、溶接作業を含む工事の作業性を考慮すると、冷却水を全部排出して行うのが好都合ではあるが、反面、既に貯蔵中の大量の使用済燃料を取り出して別の施設に保管するのは、その設備を別に準備する必要があり、膨大なコストを要するばかりで無く、空間的な制約もある。
従って、水を排除することなく既設水中構造物に溶接作業を行うことができる水中溶接装置が求められている。
更に、水中溶接作業において、その水の水質に悪影響を与えないことも求められている。
従って、本発明の課題は、水中で既設構造物に対する溶接作業を行うことができ、更に周囲の水に悪影響を与えることのない水中溶接装置を提供することである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
如上の課題を解決するため、本発明によれば、水中溶接装置は、被溶接部材に対向する開口を備えたボックス装置と、このボックス装置内に設けられた、取り付け部材を支持する掴持装置と、取り付け部材を被溶接部材に溶接するＴＩＧ溶接装置と、ボックス装置に設けられた排水装置とからなる水中溶接装置において、前記ＴＩＧ溶接装置が、溶接トーチを取り付け部材の溶接線に沿って動かすための走行装置と溶接開先の幅方向および上下方向に動かすための電動スライドとを有している。好適には、前記ＴＩＧ溶接装置の溶接部を照明するための水中照明装置と溶接アークをモニターするためのモニター装置とがボックス装置に備えつけられる。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１乃至図３を参照するに、貯蔵ピットの壁はコンクリート構造物１で構成されていて、その壁面３はライニング等で構成され、水中既設構造物である旧支持材５が設けられている。本発明による水中溶接装置１０は、その旧支持材５を被溶接部材とし、これに取り付け部材である新支持材７を溶接するものである。
水中溶接装置１０のボツクス装置２０は、箱形の局部乾式ボックス２１及びその側部に設けられた固定用の吸盤２３とその作動シリンダ２５を有する。そして、局部乾式ボックス２１は壁面３に対向する一面が開口していて、その開口の周りには単泡スポンジからなるシール２７が貼着されている。溶接するに際し、吸盤２３を壁面３に押し付けて更に作動シリンダ２５を作動させれば、局部乾式ボックス２１が壁面３に押し付けられてシール２７が変形し、シールが確立される。このようなボツクス装置２０は、マニピュレータ２８’に支持枠２９’を介して保持される（図２参照）。
【０００５】
新支持材７を掴持して壁面３に押し付けるための掴持装置３０が局部乾式ボックス２１の中に設けられている。掴持装置３０は、ベース３１，新支持材７を固定するクランプシリンダを備えたクランプ機構３３及びクランプ機構３３を壁面３に押し付ける押し付けシリンダ３５を有する。
【０００６】
そして、特に図３に明示されるように、局部乾式ボックス２１の天井面及び底面には、ＴＩＧ溶接装置４０がそれぞれ設けられている。ＴＩＧ溶接装置４０が合計２基設けられているのは、新支持材７の上下両縁を同時に溶接するためで、一縁づつ溶接を行うのであれば１基で良い。構造は対称的であるから、一方についてのみ説明する。即ち、ＴＩＧ溶接装置４０は、溶接トーチ４１を局部乾式ボックス２１の長手方向すなわち新支持材７の直線状の溶接線に沿う方向に動かすための走行装置４３，溶接トーチ４１を溶接開先の幅方向に動かす電動スライド４５，溶接トーチ４１を溶接開先に対し上下方向に動かすための電動スライド４７及び溶接ワイヤ位置調節機構４９を有する。走行装置４３は溶接ワイヤ送給機構５１を搭載し、ここから溶接トーチ４１の近傍まで溶接ワイヤ用ガイドノズル５３が延びていて、溶接部に送給される溶接ワイヤを案内する。その溶接ワイヤ送給機構５１は、小径のワイヤリール、送給モータ、ローラ等を内蔵している。又、図示はされていないが、電動スライド４５には、その先端に壁面３の検知用センサが設けられ、溶接トーチ４１が壁面３に衝突するのを防止している。更に、アークモニター５５が取り付けられ、溶接トーチ４１によるアークの状況を監視できるようになっている。そのアークモニター５５はプリズムや小型ＣＣＤカメラを備えて、図示しない制御盤にあるモニター画面へ映像を送る。
【０００７】
再び、図１及び図２を参照するに、局部乾式ボックス２１の側面には、水中照明２８が溶接部を照らすように設けられ、更にその内部底面に開口した水給排ノズル２９が局部乾式ボックス２１の中に延び、これは水面上の大気空間まで延びている。この水給排ノズル２９は、水中溶接装置１０をセットした後、局部乾式ボックス２１から水を抜いて内部を大気空間と同じ雰囲気にし、溶接作業終了後、再び水を局部乾式ボックス２１に戻して、装置の取り外しを容易に行うものである。更に局部乾式ボックス２１からは、案内ホース２２が図示しない制御盤へ延びて、溶接用電源線、シールドガス送給ホース、映像信号線などを導いている。
【０００８】
次に図４乃至図７を参照して、以上の構成の水中溶接装置１０を用いて取り付け部材である新支持材７を被溶接部材としての壁面３へ溶接する際の手順を説明する。
先ず、図４に示すように、掴持装置３０に新部材７を掴持させ、ボックス装置２０をマニピュレータ２８で保持して、その開口を壁面３に対向させる。次いで、掴持装置３０のクランプ機構３３の押し付けシリンダ３５を作動して、図５に示すように、新部材７を壁面３に押し当てる。この状況を水中照明２８で映し出し、溶接開先位置が正しいか等を確認し、悪ければ位置を調整する。次に、図６に示すように、作動シリンダ２５の作動により吸盤２３を壁面３に押し付け、更に、作動シリンダ２５を短縮してシール２７を壁面３に押し付ける。しかる後、水給排ノズル２９により局部乾式ボックス２１の中の水を排出し、内部を溶接可能雰囲気とする。しかる後、走行装置４３や電動スライド４５を作動させ、図７に示すように、溶接トーチ４１を新支持材７の溶接開先部に位置決めし、ＴＩＧ溶接を行う。溶接は通常のやり方であり、説明は省略するが、アークモニター５５によりその状況を監視し、適切な溶接を行う。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、溶接トーチを取り付け部材の直線状の溶接線に沿って動かすための走行装置と、溶接トーチを溶接開先の幅方向および上下方向に動かすための電動スライドとを有しているＴＩＧ溶接装置により、溶接部を周囲の水空間から隔離して乾燥状態とし、遠隔的にＴＩＧ溶接を行うので、水中の既設構造物に対して直線状の溶接部を有する取り付け部材を適切に溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水中溶接装置の一部切欠斜視図である。
【図２】前記水中溶接装置の内部を開口部から見た正面図である。
【図３】前記水中溶接装置の立断面図である。
【図４】前記溶接装置の作用説明図である。
【図５】前記溶接装置の作用説明図である。
【図６】前記溶接装置の作用説明図である。
【図７】前記溶接装置の作用説明図である。
【符号の説明】
３    壁面
７    新支持材
１０  水中溶接装置
２０  ボックス装置
２１  局部乾式ボックス
２２  案内ホース
２３  吸盤
２５  作動シリンダ
２７  シール
２８  水中照明
２９  水給排ノズル
３０  掴持装置
３１  ベース
３３  クランプ機構
３５  押し付けシリンダ
４０  ＴＩＧ溶接装置
４１  溶接トーチ
４３  走行装置
４５  電動スライド
４７  電動スライド
４９  ワイヤ位置調整機構
５１  溶接ワイヤ送給機構
５３  ガイドノズル
５５  アークモニター
【図１】
0003637189.tif 000002
【図２】
0003637189.tif 000003
【図３】
0003637189.tif 000004
【図４】
0003637189.tif 000005
【図５】
0003637189.tif 000006
【図６】
0003637189.tif 000007
【図７】
0003637189.tif 000008