(57)【要約】【課題】作業空間の少ない場所で容易に配管溶接を実施することができる配管自動溶接装置を提供することにある。【解決手段】  配管溶接部に設置される溶接ヘッド２と、この溶接ヘッド２内に設けられる溶接電極７と、前記溶接ヘッド２外に設けられフレキシブルシャフト１０を介して前記溶接電極７を回転させる回転動力部４と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2017209693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接対象の配管の開先部に設置され不活性ガスが充填される溶接ヘッドと、この溶接ヘ
ッド内に設けられる溶接電極と、前記溶接ヘッド外に設けられフレキシブルシャフトを介
して前記溶接電極を前記配管の軸を中心に回転させる回転動力部と、を有することを特徴
とする配管自動溶接装置。
【請求項２】
前記溶接ヘッドを構成し不活性ガスが充填されるチャンバーは、溶接対象の配管の開先
部を保持し、そのずれを矯正することを特徴とする請求項１記載の配管自動溶接装置。
【請求項３】
前記溶接電極は前記溶接ヘッド内に複数設けられていることを特徴とする請求項１または
請求項２記載の配管自動溶接装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の配管自動溶接装置を使用した配管溶接方法におい
て、接続される溶接対象の配管の開先部同士を溶接材で構成されたインサートリングで接
続し、その後にこのインサートリングを起点にスペーサを設置した後に位置決め治具を設
置固定し、このスペーサを取り外した後に前記配管自動溶接装置を設置して前記配管接続
の溶接作業を行うことを特徴とする配管自動溶接方法。
【請求項５】
前記スペーサは、前記溶接ヘッドにおける溶接電極と前記配管の溶接開先の位置に合わせ
るように形状および大きさが設定されていることを特徴とする請求項４記載の配管自動溶
接方法。
【請求項６】
前記配管を前記インサートリングで接続する時に、配管の外径側あるいは内径側に前記
配管の位置を矯正できる突起部を有するインサートリングを使用することで、前記配管の
位置のずれを矯正することを特徴とする請求項４または請求項５記載の配管自動溶接方法
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、配管の自動溶接装置およびその溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラントや原子力発電プラント等の配管に装着して、その配管を周方向に
沿って自動溶接する配管自動溶接装置は種々知られている。
【０００３】
この配管自動溶接装置は、発電プラント等に配設される配管の周囲部に同軸的に取付けら
れるリングレールと、このリングレールに案内されて配管の周方向に沿う旋回動作を行う
台車と、この台車に搭載された自動溶接用のトーチとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５０２９７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４６６７２号公報
【特許文献３】特開平８−１６８８８０号公報
【特許文献４】特開２００２−１７２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発電プラント等の配管溶接では配管が林立した中でＴＩＧ溶接を行う場合がある。この
場合、隣接する配管が干渉してしまい自動溶接機を設置できないことがありえる。
【０００６】
この様な場合は配管の接合位置を溶接しやすい場所に変更したり、配管設置の順序を変更
したりする必要があり、工期や工法の制約になる可能性がある。特に発電プラントの配管
は現地溶接するものが多く、工期も厳しいため影響が大きくなることもありえる。
【０００７】
このため、配管自動溶接装置にはできるだけ小型化した溶接装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る配管自動溶接装置は、溶接対象の配管の開先部に設置され不活性ガス
が充填される溶接ヘッドと、この溶接ヘッド内に設けられる溶接電極と、前記溶接ヘッド
外に設けられフレキシブルシャフトを介して前記溶接電極を前記配管の軸を中心に回転さ
せる回転動力部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本実施形態に係る配管自動溶接方法は、接続される溶接対象の配管の開先部同士を
溶接材で構成されたインサートリングで接続し、その後にこのインサートリングを起点に
スペーサを設置した後に位置決め治具を設置固定し、このスペーサを取り外した後に上記
配管自動溶接装置を設置して前記配管接続の溶接作業を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、動力源を外部に設けることによって作業空間の少ない場所で
容易に配管自動溶接装置を設置することができ、配管溶接を実行することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る配管自動溶接装置の概略構成図。
【図２】図１に示した溶接ヘッドの縦断面図。
【図３】（ａ）から（ｄ）は本発明の実施形態に係る配管自動溶接方法の実施例を説明する概略工程図。
【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係る配管自動溶接方法の変形例を説明するインサートリングの概略縦断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る配管自動溶接装置の他の実施例を説明する概略平断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面において
同一部分には同一符号を付してその構成の説明をする。
【００１３】
（実施例１）
図１に本発明の実施形態に係る配管自動溶接装置の概略構成図を示し、図２に図１に示し
た溶接ヘッドの縦断面図を示す。
【００１４】
図１において、本発明の実施形態に係る配管自動溶接装置２０は、発電プラント等を構成
する溶接対象の配管１に溶接ヘッド２を取りつけ、電源ケーブル５に接続された回転動力
部である動力源を内蔵した制御装置４とケーブル３を用いて溶接ヘッド２に動力と電気を
供給する構成を有している。
【００１５】
配管溶接を実施する場合は、図２に示すように溶接対象の配管１の周囲に溶接ヘッド２
を構成するチャンバー６およびリング８を設置する。チャンバー６およびリング８は分割
式になっており配管設置後にも着脱できる構造と成っている。
【００１６】
チャンバー６を設置した後に、チャンバー６内部にケーブル３に含まれるガスケーブル（
図示せず）から窒素、アルゴン等の不活性ガスを供給し、チャンバー６内には不活性ガス
が充填される。
【００１７】
チャンバー６内を不活性ガスで満たした後に、リング８の側部（図中上部）に形成された
ラックギア１４をピニオンギア９が動かすことによりリング８を配管１の軸を中心に回転
させ、リング８に設けられている溶接電極７が配管１の周囲を回転することで、当該配管
１を接合させるＴＩＧ溶接を行う。
【００１８】
ピニオンギア９はフレキシブルシャフト１０の先端に接続されており、制御装置４内の回
転動力部よりフレキシブルシャフト１０を介して回転動力が伝達される。
【００１９】
制御装置４を溶接ヘッド２から分離することで溶接ヘッド２を小型化し、作業空間の少な
い場所での設置を容易にでき溶接を可能とすることができる。
【００２０】
なお、フレキシブルシャフトとはケーブルの内側に動力伝達のために可撓軸または、たわ
み軸と呼ばれる可撓自在な回転軸を入れたもので、動力を任意の方向に向けて自在に伝達
することができるシャフトのことである。また、溶接電極７への電気の供給はケーブル３
から直接接続されて供給されるか、摺電子によって供給されるように構成しても良い。
【００２１】
さらに、図２において、符号１１は溶接ヘッド２の位置決めを行う位置決めリング１１で
あり、符号１５は溶接ヘッド２を着脱自在に開閉動作させる開閉軸である。
【００２２】
（実施例２）
図２を参照して本発明の実施形態に係る配管自動溶接装置の実施例２を説明する。
【００２３】
配管ＴＩＧ溶接において、従来は据付時の誤差などが原因で溶接する配管同士がずれてし
まい、配管を曲げて配管同士の端部を合わせ、矯正を行ったあとに溶接を行う必要がある
ことがある。
【００２４】
図２に示す開閉式あるいは分割式のチャンバー６を用いることで、チャンバー６によって
配管１同士の開先部を保持して配管１の位置を矯正して突き合わせる。この状態で溶接す
ることによって、配管１を曲げる作業が削減でき、作業時間を短縮して施工を行うことが
できる。
【００２５】
（実施例３）
図３を参照して本発明の実施形態に係る配管自動溶接方法の実施例を説明する。
【００２６】
図３（ａ）から（ｄ）は本発明の実施形態に係る配管自動溶接方法の実施例を説明する概
略工程図である。
【００２７】
発電プラントなどの配管溶接では現地で配管の施工・加工を行うことがある。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、まず接続される溶接対象の配管１の開先部同士を溶接材で構成
されたインサートリング１２で接続する。
【００２９】
その後に、図３（ｂ）に示すように配管１の溶接開先部から決められた距離あるいはイン
サートリング１２を起点にスペーサ１３を設置した後に、位置決め用の治具である位置決
めリング１１を設置固定する。
【００３０】
そして、スペーサ１３を取り外し、図３（ｃ）に示すように位置決めリング１１に合わせ
てチャンバー６を設置し、半割状のラックギア１４が形成されたリング８をチャンバー６
内に設定することで、溶接電極７と配管１の開先を目視することなく図３（ｄ）に示すよ
うに配管自動溶接装置を高精度に設置することができ、作業低減と溶接品質向上を図るこ
とができる。
【００３１】
なお、位置決めリング１１およびチャンパー６は溶接後に取り外し可能なように分割でき
る構造とし、スペーサ１３は配管１に着脱自在なようにＵ字状、Ｃ字状、反割り状等に形
成される。
【００３２】
（実施例４）
図４を参照して本発明の実施形態に係る配管自動溶接方法の実施例の変形例を説明する
。
【００３３】
図４（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係る配管自動溶接方法の実施例の変形例を
説明するインサートリングの概略縦断面図である。
【００３４】
一般に配管溶接において据付時の誤差などが原因で溶接する配管同士がずれてしまい溶
接できず、配管を曲げて矯正を行ったあとに溶接を行う場合がある。このような場合にお
いて、図４（ａ）および（ｂ）に示すように配管の外径側あるいは内径側に配管を矯正で
きる突起部を有する構造を持つインサートリング１２ａ、１２ｂを、接続される溶接対象
の配管１の開先部同士に設置して配管１を接続することで配管１の位置が矯正され、配管
１を曲げる作業を削減して配管１同士を接続することができ、接続作業を短時間で実施す
ることができる。
【００３５】
（実施例５）
図５を参照して本発明の実施形態に係る配管自動溶接装置の他の実施例を説明する。
【００３６】
図５は本発明の実施形態に係る配管自動溶接装置の他の実施例を説明する概略平断面図で
ある。なお、図５において図２と同一部分には同一符号を付し、その構成の説明は省略す
る。
【００３７】
図５において、本実施例に係る配管自動溶接装置２１を構成する溶接ヘッド２２のリン
グ８の内側に複数の電極７を例えば配管１の中心軸に対して等角度配置にて設定している
。
【００３８】
このように電極７を複数設置することで、配管１を接続する１つの溶接線を複数の電極７
で溶接することができ、各電極の稼動距離を減らすことができる。これによりリング８の
回転角度を減らすことができるので、リング８およびピニオンギア９の構造を単純化する
ことができ、溶接ヘッド２を小型化し、スペースの無い場所での溶接を可能とすることが
できる。また、リング８の回転角度を減らすことができるので、溶接時間の短縮を行うこ
とができる。
【符号の説明】
【００３９】
１配管、２溶接ヘッド、３ケーブル、４制御装置（回転動力部）、５電源ケーブル、６チ
ャンバー、７溶接電極、８リング、９ピニオンギア、１０フレキシブルシャフト、１１位
置決めリング、１２,１２ａ,１２ｂインサートリング、１３スペーサ、１４ラックギア、
１５開閉軸、２０,２１配管自動溶接装置、２２溶接ヘッド。
【図１】
2017209693.tif 000003
【図２】
2017209693.tif 000004
【図３】
2017209693.tif 000005
【図４】
2017209693.tif 000006
【図５】
2017209693.tif 000007