[go: up one dir, main page]

JP2001170784A - Laser welding method and equipment - Google Patents

Laser welding method and equipment

Info

Publication number
JP2001170784A
JP2001170784A JP35693899A JP35693899A JP2001170784A JP 2001170784 A JP2001170784 A JP 2001170784A JP 35693899 A JP35693899 A JP 35693899A JP 35693899 A JP35693899 A JP 35693899A JP 2001170784 A JP2001170784 A JP 2001170784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
laser
groove
laser welding
steel pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP35693899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3348350B2 (en
Inventor
Tsutomu Tomita
勉 冨田
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.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP35693899A priority Critical patent/JP3348350B2/en
Publication of JP2001170784A publication Critical patent/JP2001170784A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3348350B2 publication Critical patent/JP3348350B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼管のレーザー溶接施工法および装置におい
て、レーザーを用いた1パス溶接の利点を損なうことな
く、溶接開先に対するレーザー光の狙い位置の位置精度
を向上させて溶接品質の向上を図る。 【解決手段】 鋼管11,11内に配置した溶接台車1
0に備える回転支持体16の回転中心線Oを、鋼管の中
心軸線に略一致させて固定し、回転支持体を回転してセ
ンシングディバイス35で鋼管の溶接開先位置Pを検出
し、その検出結果に基づいて溶接開先全周を含んだ開先
平面Sを演算し、回転支持体に立設したレーザー溶接ノ
ズル(レーザー溶接手段)を、その回転中心A点が開先
平面S内に至る位置まで移動調整した後、開先平面の演
算データを用いて開先平面内の傾斜軸を一次元制御しつ
つ、回転支持体を回転しレーザー溶接ノズルでレーザー
ビームを溶接開先位置に照射して溶接を行う。
(57) [Summary] In a laser pipe welding method and apparatus for a steel pipe, welding is performed by improving the positional accuracy of a target position of a laser beam with respect to a welding groove, without impairing the advantage of one-pass welding using a laser. Improve quality. SOLUTION: Welding truck 1 arranged in steel pipes 11, 11
0, the rotation center line O of the rotary support 16 is fixed substantially in line with the center axis of the steel pipe, the rotary support is rotated, and the welding groove position P of the steel pipe is detected by the sensing device 35, and the detection is performed. The groove plane S including the entire circumference of the welding groove is calculated based on the result, and the laser welding nozzle (laser welding means) erected on the rotating support is rotated so that the rotation center point A reaches the groove plane S. After moving and adjusting to the position, the rotation support is rotated and the laser beam is irradiated to the welding groove position by the laser welding nozzle while controlling the tilt axis in the groove plane one-dimensionally using the calculation data of the groove plane. Welding.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、たとえばパイプ
ラインやガス導管など大型鋼管の周継手を、光ファイバ
ーでの導光が可能なレーザービームを用いて溶接するレ
ーザー溶接施工法および装置に係る技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser welding method and apparatus for welding a peripheral joint of a large steel pipe such as a pipeline or a gas pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. Belongs to.

【0002】[0002]

【従来の技術】 従来、パイプライン等の溶接方法の中
に、たとえば図8に示すように、V形状をなすパイプの
突合せ位置で、熟練溶接工などにより、下側から、順次
ルート部にルートビート溶接1を行い、次いでホットパ
ス溶接2を行い、最後にフィラー溶接3を行う、所謂手
溶接による多層盛り溶接工法がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a welding method for a pipeline or the like, as shown in FIG. There is a so-called manual welding multi-layer welding method in which beat welding 1 is performed, hot-pass welding 2 is performed, and filler welding 3 is performed last.

【0003】また、他の溶接方法の中に、開先位置でパ
イプの周継手外周に、リング状レールに搭載した溶接装
置をセットし、その溶接装置を用いて上記手溶接と同じ
手順を経て外面から溶接する、所謂半自動溶接による多
層盛り溶接工法がある。
[0003] Among other welding methods, a welding device mounted on a ring-shaped rail is set on the outer periphery of a peripheral joint of a pipe at a groove position, and the same procedure as the above-mentioned manual welding is performed by using the welding device. There is a multi-layer welding method by so-called semi-automatic welding, which is welding from the outer surface.

【0004】しかし、手溶接の場合は、溶接が簡便では
あるが、すべて手動であるため作業に手間を要する上
に、熟練度に応じて施工に大きな人為差を生じ、溶接品
質の著しい低下を招く場合がある。一方、半自動溶接の
場合は、半ば自動のため、それだけ溶接作業の手間が多
少改善されるが、溶接装置を開先位置へ正確にセットす
るのに時間を要するなど、依然として溶接作業に手間が
かかる。
[0004] However, in the case of manual welding, although welding is simple, all operations are manual, which requires time and effort. In addition, there is a large artificial difference in construction depending on the skill level, and the welding quality is significantly reduced. May be invited. On the other hand, in the case of semi-automatic welding, since it is semi-automatic, the work of welding work is somewhat improved accordingly, but it takes time to accurately set the welding device to the groove position, and it still takes time to work. .

【0005】また、手溶接或いは半自動溶接にしろ、い
ずれも多層盛り溶接であるためパス数がかなり多くな
り、しかもアークタイムに長時間を要するなど、生産性
が低いという問題がある。さらに、いずれも溶接棒や溶
接ワイヤ等の溶接材料が別途必要であり、また、それぞ
れのビードごとに面倒なスラグの除去作業を伴うという
問題もあった。
[0005] Further, whether manual welding or semi-automatic welding is used, multi-pass welding is required, so that the number of passes is considerably large and the arc time is long, resulting in low productivity. Further, in each case, welding materials such as a welding rod and a welding wire are separately required, and there is a problem that a complicated slag removal operation is required for each bead.

【0006】そこで、従来の溶接方法の中に、溶接材料
を使用せず、レーザービームを用いて母材を溶かして1
パスで開先全周を溶接するレーザー溶接施工法が提案さ
れている。たとえば開先位置でパイプの周継手外方でリ
ング状レールに台車をセットし、その台車に搭載したレ
ーザー溶接ヘッドを台車とともに回転し、レーザービー
ムを開先に照射して開先全周を溶接するものがある。
Therefore, in the conventional welding method, the welding material is not used, and the base material is melted by using a laser beam.
A laser welding method for welding the entire circumference of a groove with a pass has been proposed. For example, a truck is set on a ring-shaped rail outside the pipe joint at the groove position, the laser welding head mounted on the truck is rotated together with the truck, and a laser beam is irradiated on the groove to weld the entire circumference of the groove. There is something to do.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 ところで、レーザー
溶接施工法では、溶材を供給する場合はあるものの、原
則的には母材を溶かして溶接するため、開先形状は切口
が平坦形状の突合せ開先とし、開先の突合せ外観は細い
線状となり、加えて1パスで溶接するため、レーザービ
ームの開先全周に対する狙い位置の厳密な位置精度が要
求される。ところが、上述した従来のレーザー溶接施工
法では、いずれもパイプの外側から開先全周にわたって
線状に狙い位置の基準を設定することになるが、そのよ
うにパイプの周方向に開先に対し線状の狙い位置基準を
正確に定めることは極めて困難であり、実際上は、レー
ザー光の開先に対する狙い位置にズレを生じやすく、結
果的に溶接品質の低下を招くおそれがあるという課題が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the laser welding method, although a molten material may be supplied, in principle, the base material is melted and welded. The butt appearance of the groove is a thin line shape, and in addition, since welding is performed in one pass, strict positional accuracy of the target position with respect to the entire circumference of the groove of the laser beam is required. However, in the conventional laser welding method described above, the reference position of the target position is set linearly over the entire circumference of the groove from the outside of the pipe. It is extremely difficult to accurately determine the linear target position reference.In practice, there is a problem that the target position with respect to the groove of the laser beam is likely to be shifted, which may result in a decrease in welding quality. there were.

【0008】そこで、本発明の目的は、上述のような鋼
管のレーザー溶接施工法および装置において、従来の課
題を解決し、レーザービームを用いた1パス溶接の利点
を損なうことなく、溶接開先に対するレーザービームの
狙い位置の位置精度を向上させて溶接品質の向上を図る
ことにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems in the above-described method and apparatus for laser welding steel pipes, and to provide a welding groove without impairing the advantages of one-pass welding using a laser beam. The purpose of the present invention is to improve the position accuracy of the target position of the laser beam with respect to the welding to improve the welding quality.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】 上記目的は、大型鋼管
の周継手を光ファイバーでの導光が可能なレーザービー
ムを用いて溶接するレーザー溶接施工法において、鋼管
内に挿入したレーザー溶接手段を搭載した溶接台車を走
行させて肌合わせ後の鋼管の略突合せ位置に停止し、レ
ーザー溶接手段を鋼管の管軸回りに回転可能に支持する
回転支持体の回転中心線を、鋼管の中心軸線に略一致さ
せて固定し、回転支持体を回転させてそれに搭載したセ
ンシングディバイスで鋼管の溶接開先位置を検出し、そ
の検出結果に基づいて溶接開先全周を含んだ開先平面を
演算し、レーザー溶接手段を、その回転中心が回転支持
体の回転中心線と演算した開先平面の交点まで回転支持
体の回転中心線に沿って移動調整した後、開先平面の演
算データを用いて該開先平面内の傾斜軸を一次元制御し
つつ、回転支持体を回転しレーザー溶接手段でレーザー
ビームを溶接開先位置に照射して溶接を行うことにより
達成される。
The object of the present invention is to provide a laser welding method for welding a peripheral joint of a large steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber, wherein a laser welding means inserted into the steel pipe is mounted. The welded bogie is moved to stop at the approximate butt position of the steel pipe after skin matching, and the rotation center line of the rotary support that rotatably supports the laser welding means around the pipe axis of the steel pipe is substantially aligned with the center axis of the steel pipe. Align and fix, rotate the rotating support, detect the welding groove position of the steel pipe with the sensing device mounted on it, calculate the groove plane including the entire circumference of the welding groove based on the detection result, After adjusting the laser welding means along the rotation center line of the rotating support to the intersection of the rotation center line of the rotation support and the calculated groove plane, the center of rotation is adjusted using the calculation data of the groove plane. This is achieved by rotating the rotary support and irradiating a laser beam to the welding groove position by laser welding means while performing one-dimensional control of the tilt axis in the groove plane to perform welding.

【0010】上記目的は、請求項1に記載のレーザー溶
接施工法において、前記レーザー溶接手段を、前記回転
支持体の回転中心線に沿って移動調整した後、レーザー
ビームの焦点が溶接部位に対して正しく当たるように鋼
管の半径方向に位置制御するとともに、開先平面の演算
データを用いて該開先平面内の傾斜軸を一次元制御しつ
つ、回転支持体を回転しレーザー溶接手段でレーザービ
ームを溶接開先位置に照射して溶接を行うより達成され
る。
[0010] The object of the present invention is to provide a laser welding method according to claim 1, wherein after the laser welding means is moved and adjusted along the rotation center line of the rotary support, the focal point of the laser beam is focused on the welding portion. The rotary support is rotated by laser welding means while controlling the position in the radial direction of the steel pipe so as to hit the steel pipe correctly, and one-dimensionally controlling the inclination axis in the groove plane using the calculation data of the groove plane. This is achieved by irradiating a beam to a welding groove position and performing welding.

【0011】上記目的は、大型鋼管の周継手を光ファイ
バーでの導光が可能なレーザービームを用いて溶接する
レーザー溶接施工装置において、溶接施工時、鋼管内に
走行可能に設置し、鋼管の肌合わせ後はその略突合せ位
置に停止する溶接台車と、レーザー溶接手段を回転可能
および管軸方向への移動可能および傾斜角度調整可能に
一体に立設した回転支持体と、回転支持体の回転中心線
を、鋼管の中心軸線に略一致させて回転支持体を鋼管の
半径方向に固定する固定手段と、回転支持体に搭載し、
溶接施工時、回転支持体を回転するときに鋼管の溶接開
先位置を検出するセンシングディバイスと、レーザー溶
接手段を鋼管内で回転支持体の回転中心線に沿って移動
させる直線移動手段と、レーザー溶接手段を、その回転
中心を支点として回転支持体の回転中心線に対する傾き
位置を調整する傾き移動調整手段と、センシングディバ
イスによる検出結果に基づいて溶接開先全周を含んだ開
先平面を演算し、直線移動手段の作動を制御してレーザ
ー溶接手段の回転中心が回転支持体の回転中心線と演算
した開先平面の交点までレーザー溶接手段を移動した
後、開先平面の演算データを用いて該開先平面内の傾斜
軸を一次元制御しつつ、回転駆動手段を制御して回転支
持体を回転させる制御手段とを備えることにより達成さ
れる。
An object of the present invention is to provide a laser welding apparatus for welding a peripheral joint of a large steel pipe by using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. After the joining, the welding cart stops at the approximate butting position, a rotating support body integrally erected such that the laser welding means is rotatable and movable in the tube axis direction and the inclination angle can be adjusted, and the rotation center of the rotating support body A fixing means for fixing the rotating support in the radial direction of the steel pipe by making the wire substantially coincide with the central axis of the steel pipe, and mounting the rotating support on the rotating support;
During welding, a sensing device for detecting the welding groove position of the steel pipe when rotating the rotating support, a linear moving means for moving the laser welding means along the rotation center line of the rotating support in the steel pipe, and a laser Tilting adjustment means for adjusting the tilting position of the rotating support with respect to the rotation center line with the rotation center as a fulcrum, and calculating a groove plane including the entire circumference of the welding groove based on the detection result by the sensing device; Then, by controlling the operation of the linear moving means and moving the laser welding means to the intersection of the calculated center plane and the center of rotation of the rotary support with the rotation center of the laser welding means, using the calculated data of the groove plane Control means for controlling the rotation driving means to rotate the rotary support while controlling the inclination axis in the groove plane one-dimensionally.

【0012】上記目的は、請求項3に記載のレーザー溶
接施工装置において、前記レーザー溶接手段を、レーザ
ービームの焦点が溶接部位に対して正しく当たるように
鋼管の半径方向に位置制御可能に前記回転支持体に立設
してなることにより達成される。
[0012] The object of the present invention is to provide a laser welding apparatus according to claim 3, wherein the laser welding means rotates the laser welding means so as to be position-controllable in the radial direction of the steel pipe so that the focal point of the laser beam is correctly focused on the welding part. This is achieved by standing upright on the support.

【0013】上記目的は、大型鋼管の周継手を光ファイ
バーでの導光が可能なレーザービームを用いて溶接する
レーザー溶接施工法において、鋼管内に挿入したレーザ
ー溶接手段を搭載した溶接台車を走行させて肌合わせ後
の鋼管の略突合せ位置に停止し、レーザー溶接手段を鋼
管の管軸回りに回転可能に支持する回転支持体の回転中
心線を、鋼管の中心軸線に略一致させて溶接台車を固定
し、回転支持体に搭載したセンシングディバイスで鋼管
の溶接開先位置を検出し、その検出結果に基づいて溶接
開先全周を含んだ開先平面を演算し、レーザー溶接手段
を、その回転中心が回転支持体の回転中心線と演算した
開先平面の交点まで回転支持体の回転中心線に沿って移
動調整した後、回転支持体を回転するとき、溶接開先位
置の検出を行いながら、そのデータを用いてレーザー溶
接手段の傾斜軸を一次元制御しつつ、レーザー溶接手段
でレーザービームを溶接開先位置に照射して溶接を行う
ことにより達成される。
An object of the present invention is to provide a laser welding method for welding a peripheral joint of a large-sized steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber, in which a welding bogie equipped with laser welding means inserted into the steel pipe is run. The welding bogie is stopped by stopping at approximately the butt position of the steel pipe after the skin fitting, and making the rotation center line of the rotary support body that rotatably supports the laser welding means around the pipe axis of the steel pipe substantially coincide with the center axis line of the steel pipe. The welding groove position of the steel pipe is detected by the sensing device mounted on the rotating support, and the groove plane including the entire circumference of the welding groove is calculated based on the detection result. After the center is moved and adjusted along the rotation centerline of the rotary support to the intersection of the calculated groove plane with the rotation centerline of the rotary support, when rotating the rotary support, the welding groove position should not be detected. Et al., The data using a while one-dimensional control the tilt axis of the laser welding means, is achieved by performing welding by irradiating a laser beam to the welding groove position by laser welding means.

【0014】上記目的は、請求項5に記載のレーザー溶
接施工法において、前記レーザー溶接手段を、前記回転
支持体の回転中心線に沿って移動調整した後、レーザー
ビームの焦点が溶接部位に対して正しく当たるように鋼
管の半径方向に位置制御するとともに、回転支持体を回
転するとき、溶接開先位置の検出を行いながら、そのデ
ータを用いてレーザー溶接手段の傾斜軸を一次元制御し
つつ、レーザー溶接手段でレーザービームを溶接開先位
置に照射して溶接を行うことにより達成される。
The object of the present invention is to provide a laser welding method according to claim 5, wherein after the laser welding means is moved and adjusted along the rotation center line of the rotary support, the focal point of the laser beam is focused on the welding portion. While controlling the position in the radial direction of the steel pipe so that it hits correctly, while rotating the rotating support, while detecting the welding groove position, using the data to control the tilt axis of the laser welding means one-dimensionally This is achieved by irradiating a laser beam to a welding groove position by laser welding means to perform welding.

【0015】上記目的は、大型鋼管の周継手を光ファイ
バーでの導光が可能なレーザービームを用いて溶接する
レーザー溶接施工装置において、溶接施工時、鋼管内に
走行可能に設置し、鋼管の肌合わせ後はその略突合せ位
置に停止する溶接台車と、レーザー溶接手段を回転およ
び管軸方向への移動可能および傾斜角度調整可能に一体
に立設した回転支持体と、回転支持体の回転中心線を、
鋼管の中心軸線に略一致させて回転支持体を鋼管の半径
方向に固定する固定手段と、回転支持体に搭載し、溶接
施工時、回転支持体を回転するときに鋼管の溶接開先位
置を検出するセンシングディバイスと、レーザー溶接手
段を鋼管内で回転支持体の回転中心線に沿って移動させ
る直線移動手段と、レーザー溶接手段を、その回転中心
を支点として回転支持体の回転中心線に対する傾き位置
を調整する傾き移動調整手段と、センシングディバイス
による検出結果に基づいて溶接開先全周を含んだ開先平
面を演算し、直線移動手段の作動を制御してレーザー溶
接手段の回転中心が回転支持体の回転中心線と演算した
開先平面内の交点までレーザー溶接手段を移動した後、
回転駆動手段を制御して回転支持体を回転させ、その回
転支持体の回転時、溶接開先の検出を行いながら、その
データを用いて該開先平面内の傾斜軸を一次元制御する
制御手段とを備えることにより達成される。
An object of the present invention is to provide a laser welding apparatus for welding a peripheral joint of a large-sized steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. After the joining, the welding cart stops at the approximate butt position, a rotating support body integrally erected so that the laser welding means can rotate and move in the pipe axis direction and adjust the inclination angle, and the rotation center line of the rotating support body To
Fixing means for fixing the rotary support in the radial direction of the steel pipe substantially in line with the central axis of the steel pipe, and mounting the rotary support on the rotary support so that the welding groove position of the steel pipe can be adjusted when rotating the rotary support during welding. A sensing device for detecting, a linear moving means for moving the laser welding means along the rotation center line of the rotary support in the steel pipe, and an inclination of the laser welding means with respect to the rotation center line of the rotary support with the rotation center as a fulcrum. The inclination movement adjusting means for adjusting the position and the groove plane including the entire circumference of the welding groove are calculated based on the detection result by the sensing device, and the rotation center of the laser welding means is rotated by controlling the operation of the linear movement means. After moving the laser welding means to the intersection of the rotation center line of the support and the calculated groove plane,
Controlling the rotation drive means to rotate the rotating support, and performing one-dimensional control of the tilt axis in the groove plane using the data while detecting the welding groove when the rotating support is rotating. Means.

【0016】上記目的は、請求項7に記載のレーザー溶
接施工装置において、前記レーザー溶接手段を、レーザ
ービームの焦点が溶接部位に対して正しく当たるように
鋼管の半径方向に位置制御可能に前記回転支持体に立設
してなることにより達成される。
The above object is achieved by the laser welding apparatus according to claim 7, wherein the laser welding means is capable of controlling the position of the laser beam in the radial direction of the steel pipe so that the laser beam can be properly focused on a welding portion. This is achieved by standing upright on the support.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】 以下、図面を参照しつつ、本発
明の実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図2に、本発明によるレーザー溶接施工装
置の概要を示す。図中符号10は、肌合せ後の鋼管1
1,11内に挿入して配置する、本発明によるレーザー
溶接施工装置の溶接台車である。溶接台車10は、外周
に駆動車輪12を軸支した第1の台車13と、外周に従
動車輪14を軸支した第2の台車15とからなる。そし
て、それら台車13,15間を回転支持体16で連結
し、その回転支持体16をベアリング17を介して回転
中心線Oを中心として回転自在に支持した構成としてな
る。
FIG. 2 shows an outline of a laser welding apparatus according to the present invention. In the drawing, reference numeral 10 denotes a steel pipe 1 after skin fitting.
1 is a welding cart of a laser welding apparatus according to the present invention, which is inserted and arranged in 1, 1; The welding trolley 10 includes a first trolley 13 having a drive wheel 12 pivotally supported on the outer periphery thereof, and a second trolley 15 having a driven wheel 14 pivotally supported on the outer periphery thereof. The carriages 13 and 15 are connected by a rotation support 16, and the rotation support 16 is rotatably supported about a rotation center line O via a bearing 17.

【0019】第1の台車13には、図中外周上側に第2
の台車15に向け突出して回転駆動モータ(回転駆動手
段)18を取り付けてある。そして、第1の台車13お
よび第2の台車15には、それら外周の互いに向き合う
側に、径方向に伸縮する構造の突っ張り機構19を、外
周方向に、たとえば120度のふり分け角度の間隔をあ
けて付設してある。
The first bogie 13 has a second
A rotation drive motor (rotation drive means) 18 is attached so as to protrude toward the cart 15. The first bogie 13 and the second bogie 15 are provided with a tension mechanism 19 having a structure that expands and contracts in the radial direction on the sides facing each other on the outer periphery, with an interval of a screening angle of, for example, 120 degrees in the outer periphery. It is attached to open.

【0020】回転支持体16は、略円筒状をなし、その
中央部を一段大径に形成し、その大径部16aの内側に
収納して溶接機構搭載フレーム20を支持する。大径部
16aには、上側に溶接機構搭載フレーム20を外部に
臨ませる開口16bをあけ、図中左側縁の外周に、回転
駆動モータ18のモータ歯車18aと噛み合う歯部16
cを設けてなる。
The rotary support 16 has a substantially cylindrical shape, the central portion of which is formed to have a larger diameter by one step, and is accommodated inside the large diameter portion 16a to support the welding mechanism mounting frame 20. The large-diameter portion 16a is provided with an opening 16b on the upper side for exposing the welding mechanism mounting frame 20 to the outside, and a tooth portion 16 meshing with the motor gear 18a of the rotary drive motor 18 is provided on the outer periphery of the left edge in the figure.
c is provided.

【0021】溶接機構搭載フレーム20内には、図3お
よび図4に示すように、全体を図中符号21で示す溶接
機構を備える。溶接機構21は、溶接作動部等を内蔵し
たノズル搭載ベース22上に、レーザー溶接ノズル(レ
ーザー溶接手段)23を、その回転中心A点を支点とし
て回転支持体16に対し後述する傾き移動調整手段で傾
き位置を調整可能に搭載してなる。そして、ノズル搭載
ベース22を、溶接機構搭載フレーム20の底部に回転
支持体16の回転中心線Oと平行に設けるLMガイド2
5に乗せて連結し、LMガイド25で案内して直線移動
可能に設置してなる。LMガイド25は、全体を長尺筒
状のジャバラ(図示省略)で保護している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the welding mechanism mounting frame 20 includes a welding mechanism indicated by reference numeral 21 in the figure. The welding mechanism 21 is provided with a laser welding nozzle (laser welding means) 23 on a nozzle mounting base 22 having a built-in welding operation part and the like. To adjust the tilt position. Then, the LM guide 2 that provides the nozzle mounting base 22 on the bottom of the welding mechanism mounting frame 20 in parallel with the rotation center line O of the rotary support 16.
5 and connected so as to be guided by an LM guide 25 so as to be linearly movable. The entire LM guide 25 is protected by a long cylindrical bellows (not shown).

【0022】レーザー溶接ノズル23には、光ファイバ
ー,制御/動力ケーブル24が接続されている。レーザ
ー溶接ノズル23はレーザービームの焦点が溶接部位に
対し正しく当たるよう鋼管の半径方向に位置制御され
る。レーザー溶接ノズル23で溶接する場合に用いるレ
ーザーとしては、光ファイバーでの導光が可能な所謂Y
AGレーザー,ヨウ素レーザーなどが好ましい。
An optical fiber and a control / power cable 24 are connected to the laser welding nozzle 23. The position of the laser welding nozzle 23 is controlled in the radial direction of the steel pipe so that the focal point of the laser beam is correctly applied to the welding portion. The laser used for welding with the laser welding nozzle 23 is a so-called Y capable of conducting light with an optical fiber.
AG laser, iodine laser and the like are preferable.

【0023】また、溶接機構搭載フレーム20には、図
3に示すように、その上部側に、ノズル搭載ベース22
をレーザー溶接ノズル23と一体に直線移動させる、直
線移動手段26を備える。
As shown in FIG. 3, a nozzle mounting base 22 is provided on the upper side of the welding mechanism mounting frame 20.
Is linearly moved integrally with the laser welding nozzle 23.

【0024】直線移動手段26は、溶接機構搭載フレー
ム20の上部左側にサーボモータ27を取り付け、サー
ボモータ27のモータ軸に、回転伝達用のカップリング
28aやサーボユニット28bを介して送り軸29の一
端を連結している。送り軸29の他端は、溶接機構搭載
フレーム20の上部右側でアンギュラ玉軸受30を介し
て支持する。そして、送り軸29に、それに係合するボ
ールネジ31を介してノズル搭載ベース22を連結して
いる。
The linear moving means 26 has a servomotor 27 mounted on the upper left side of the welding mechanism mounting frame 20, and has a motor shaft of the servomotor 27 connected to a feed shaft 29 via a rotation transmitting coupling 28a and a servo unit 28b. One end is connected. The other end of the feed shaft 29 is supported on the upper right side of the welding mechanism mounting frame 20 via an angular ball bearing 30. The nozzle mounting base 22 is connected to the feed shaft 29 via a ball screw 31 engaged with the feed shaft 29.

【0025】また、前述した回転支持体16には、後述
する溶接施工時に回転支持体16を回転するとき、鋼管
11,11の溶接開先位置を検出する後述のセンシング
ディバイスを搭載している。センシングディバイスとし
ては、光学的な検知形式のものや、機械的検知形式のも
のなどが考えられる。
The rotating support 16 described above is equipped with a sensing device, described later, for detecting the welding groove position of the steel pipes 11, 11 when the rotating support 16 is rotated during welding, which will be described later. As the sensing device, an optical detection type, a mechanical detection type, and the like can be considered.

【0026】さらに、回転支持体16には、図5に示す
ように、溶接機構搭載フレーム20のノズル搭載ベース
22に、レーザー溶接ノズル23をその回転中心Aを支
点として前記回転支持体16に対し傾き位置を調整する
傾き移動調整手段32を搭載している。
Further, as shown in FIG. 5, the rotary support 16 has a nozzle mounting base 22 of a welding mechanism mounting frame 20 and a laser welding nozzle 23 with its rotation center A as a fulcrum. A tilt movement adjusting means 32 for adjusting the tilt position is mounted.

【0027】傾き移動調整手段32は、回転支持体16
の回転中心線Oと直交する向きに、ノズル搭載ベース2
2で両端を回動可能に軸支した回転支持軸33を備え、
回転支持軸33と一体に立設した取付アーム34でレー
ザー溶接ノズル23を支持する。また、回転支持軸33
上にベベルギヤ35を取り付ける一方、ベベルギヤ35
と噛み合わせて送り軸29上にウォームギヤ36を取り
付けた構成とする。そして、サーボモータ27で駆動す
る送り軸29の回転を、ベベルギヤ35とウォームギヤ
36の噛み合いを介して回転支持軸33に伝達し、レー
ザー溶接ノズル23を回動して傾き位置を調整できるよ
うにしている。
The tilt movement adjusting means 32 is provided on the rotating support 16.
Nozzle mounting base 2 in a direction orthogonal to the rotation center line O of
2, a rotation support shaft 33 rotatably supported at both ends,
The laser welding nozzle 23 is supported by a mounting arm 34 erected integrally with the rotation support shaft 33. In addition, the rotation support shaft 33
The bevel gear 35 is mounted on the upper
And the worm gear 36 is mounted on the feed shaft 29. Then, the rotation of the feed shaft 29 driven by the servomotor 27 is transmitted to the rotation support shaft 33 via the engagement between the bevel gear 35 and the worm gear 36, and the laser welding nozzle 23 is rotated to adjust the tilt position. I have.

【0028】また、図示レーザー溶接施工装置は、図示
省略したが、電源,レーザー光発振器,冷却系供給手
段,制御パネル(制御手段)等を搭載した移動車両を含
めて構成される。そして、制御パネルにより全体の動作
をコントロールできるようにしている。
Although not shown, the illustrated laser welding apparatus includes a moving vehicle equipped with a power supply, a laser light oscillator, a cooling system supply unit, a control panel (control unit), and the like. The entire operation can be controlled by the control panel.

【0029】なお、図示レーザー溶接施工装置で用いら
れる、たとえばベアリング17,サーボユニット28
b,ボールネジ31等は、バックラッシュや取付誤差を
吸収できるように予圧構造が付与された構成になってい
る。
The bearing 17 and the servo unit 28 used in the laser welding apparatus shown in FIG.
b, the ball screw 31 and the like are configured to have a preload structure so as to absorb backlash and mounting errors.

【0030】さて次に、上述した構成のレーザー溶接施
工装置を用いて鋼管11,11を溶接施工する方法につ
いて説明する。
Next, a description will be given of a method for welding the steel pipes 11, 11 using the laser welding apparatus having the above-described configuration.

【0031】レーザー溶接においては、鋼管11,11
の溶接開先のルートギャップはたとえば0.2mm以下
とするのが望ましいが、鋼管11,11を肌合わせして
後、その中に溶接台車10を入れて配置する。そして、
図1(a)に示すように、溶接台車10を走行し、たと
えばオペレータがCCDカメラ等を用いて検知して鋼管
11,11の略突合せ位置B(たとえば突合せ位置から
前後25mm程度の範囲内)に停止させる。
In laser welding, the steel pipes 11, 11
It is desirable that the root gap of the welding groove is 0.2 mm or less, for example. However, after the steel pipes 11 and 11 are skinned, the welding carriage 10 is inserted and arranged therein. And
As shown in FIG. 1 (a), the welding carriage 10 travels, and the operator detects the position using a CCD camera or the like, and detects the approximate butting position B of the steel pipes 11 (for example, within a range of about 25 mm before and after the butting position). To stop.

【0032】次いで、突っ張り機構19を作動させ、図
1(b)に示すように、回転支持体16の回転中心線O
を鋼管11,11の中心軸線に略一致させて、溶接台車
10を停止位置で固定する。
Next, the tensioning mechanism 19 is operated, and as shown in FIG.
Are substantially coincident with the central axes of the steel pipes 11, 11, and the welding cart 10 is fixed at the stop position.

【0033】その後、回転駆動モータ18で回転支持体
16を回転し、図1(c)に示すように、センシングデ
ィバイス35で鋼管11,11の溶接開先位置Pを検出
し、その検出結果に基づいて溶接開先Pの全周を含んだ
開先平面Sを演算する。
Thereafter, the rotary support 16 is rotated by the rotary drive motor 18, and as shown in FIG. 1 (c), the welding groove position P of the steel pipes 11, 11 is detected by the sensing device 35. A groove plane S including the entire circumference of the welding groove P is calculated based on the groove.

【0034】そうして、直線移動手段26のサーボモー
タ27を作動して送り軸29を回動し、図1(d)に示
すように、ノズル搭載ベース22をレーザー溶接ノズル
23と一体に直線移動し、図6に示すように、レーザー
溶接ノズル23の回転中心Aが、演算した開先平面S内
に至る位置まで移動調整する。
Then, the servo motor 27 of the linear moving means 26 is operated to rotate the feed shaft 29, and the nozzle mounting base 22 is linearly integrated with the laser welding nozzle 23 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 6, the rotation center A of the laser welding nozzle 23 is moved and adjusted to a position where the rotation center A reaches the calculated groove plane S.

【0035】その上で、傾き移動調整手段32を作動
し、開先平面Sの演算データを用いてレーザー溶接ノズ
ル23を回転中心A点を支点として回転支持体16に対
する傾き位置を調整し、開先平面S内の傾斜軸Lを一次
元制御しつつ、回転支持体16を回転し、レーザー溶接
ノズル23からレーザービームを溶接開先位置に照射し
て溶接を行う。また、このときレーザー溶接ノズル23
の位置は、レーザービームの焦点が溶接部位に対し正し
く当たるよう鋼管の半径方向に制御される。
Then, the tilt movement adjusting means 32 is operated to adjust the tilt position of the laser welding nozzle 23 with respect to the rotary support 16 with the rotation center A as a fulcrum by using the calculation data of the groove plane S. While the tilt axis L in the front plane S is one-dimensionally controlled, the rotary support 16 is rotated, and a laser beam is irradiated from a laser welding nozzle 23 to a welding groove position to perform welding. At this time, the laser welding nozzle 23
Is controlled in the radial direction of the steel pipe so that the laser beam is properly focused on the welding site.

【0036】ところで、鋼管11,11の周継手、つま
り開先面が厳密な意味では回転支持体16の回転中心線
Oに直角であることは、実際上ほとんどなく、また、回
転中心線Oが鋼管11,11の中心軸線と必ずしも完全
には一致しない。したがって、図7に示すように、仮に
レーザー溶接ノズル23の回転中心が開先平面Sからず
れたB点にあり、そのためレーザー光と開先平面Sが平
行でないときに、そのB点周りで溶接する場合、レーザ
ー溶接ノズル23の傾斜角が回転角度位置で複雑で、レ
ーザー光の傾斜軸制御が2次元以上となり、その結果、
レーザー光の開先に対する狙い位置がずれて溶接品質が
低下するおそれがある。
In the strict sense, the circumferential joint of the steel pipes 11, ie, the groove surface, is seldom perpendicular to the rotation center line O of the rotary support 16 in practice. It does not always completely coincide with the central axis of the steel pipes 11,11. Therefore, as shown in FIG. 7, when the rotation center of the laser welding nozzle 23 is at the point B shifted from the groove plane S, and the laser light and the groove plane S are not parallel, welding is performed around the point B. In this case, the tilt angle of the laser welding nozzle 23 is complicated at the rotation angle position, and the tilt axis control of the laser beam becomes two-dimensional or more.
There is a possibility that the target position with respect to the groove of the laser beam is shifted and the welding quality is reduced.

【0037】しかし、本発明では、レーザー溶接ノズル
23の回転中心Aが開先平面S内にあるように移動調整
するため、そのA点周りで溶接する場合には、傾斜軸L
の制御は簡単なSINEカーブとなる一次元制御で済
み、それだけレーザー光の開先に対する狙い位置を正確
なものにすることができる。
However, in the present invention, since the center of rotation A of the laser welding nozzle 23 is moved and adjusted so as to be within the groove plane S, when welding is performed around the point A, the tilt axis L
Is only one-dimensional control that provides a simple SINE curve, and the target position with respect to the groove of the laser beam can be made more accurate.

【0038】さて、上述した実施の形態では、センシン
グディバイス35による開先位置の検知動作と、レーザ
ー溶接ノズル23によるレーザー照射溶接動作のたび
に、それぞれ回転支持体16を1回転させて溶接を行っ
た。しかし、本発明は、回転支持体16の1回転で開先
検知とレーザー照射溶接とを行うように構成することも
できる。
In the above-described embodiment, the welding is performed by rotating the rotary support 16 once each time the operation of detecting the groove position by the sensing device 35 and the operation of laser irradiation welding by the laser welding nozzle 23 are performed. Was. However, the present invention can also be configured to perform groove detection and laser irradiation welding with one rotation of the rotary support 16.

【0039】その場合にも、上記実施の形態におけるレ
ーザー溶接施工装置と同様な構造のレーザー溶接施工装
置を用いて溶接を行う。そして、レーザー溶接時、レー
ザー溶接手段たるレーザー溶接ノズル23を、その回転
中心Aが演算した開先平面S内に至る位置まで移動調整
した後、特に、前記回転支持体16を回転するとき、セ
ンシングディバイス35により溶接開先位置の検出を行
いながら、そのデータを用いて傾斜軸Lを一次元制御し
つつ、レーザー溶接ノズル23でレーザー光を溶接開先
位置に照射して溶接を行う。
Also in this case, welding is performed using a laser welding apparatus having the same structure as the laser welding apparatus in the above embodiment. Then, during laser welding, after the laser welding nozzle 23 as a laser welding means is moved and adjusted to a position where the rotation center A reaches the calculated groove plane S, especially when the rotation support 16 is rotated, sensing is performed. While detecting the welding groove position by the device 35, the laser beam is irradiated to the welding groove position by the laser welding nozzle 23 to perform welding while the tilt axis L is one-dimensionally controlled using the data.

【0040】つまり、回転支持体16を1回転するとき
に、レーザー光の照射に直前先行して溶接開先位置の検
知し、リアルタイムに開先位置を検知しながら、直後に
溶接開先位置にレーザー光を照射して溶接を行うように
コントロールする。なお、同様にレーザー溶接ノズル2
3の位置は、レーザービームの焦点が溶接部位に対し正
しく当たるよう鋼管の半径方向に制御される。
That is, when the rotating support 16 makes one rotation, the welding groove position is detected immediately before the irradiation of the laser beam, and while the groove position is detected in real time, the welding groove position is detected immediately thereafter. Control to perform welding by irradiating laser beam. In addition, similarly, the laser welding nozzle 2
The position of 3 is controlled in the radial direction of the steel pipe so that the laser beam is properly focused on the welding site.

【0041】[0041]

【発明の効果】 上述ように構成した本発明によれば、
次のような効果が得られる。
According to the present invention configured as described above,
The following effects can be obtained.

【0042】本発明のレーザー溶接施工法および装置に
よれば、鋼管内に設置して内側から、レーザー溶接手段
の回転支持体の回転中心軸を唯一の回転基準として回転
して開先位置を検出し、その検出結果に基づいて演算し
た開先全周を含む平面内の1点を基準として開先全周に
対するレーザービームの狙い位置を設定する構成である
ため、従来のように鋼管の外側からリング状のレールを
基準として溶接開先自動溶接を行う場合と異なり、レー
ザービームの開先に対する狙い位置にズレを生じ難く、
溶接現場での溶接開先に対するレーザービームの狙い位
置の厳密な設定を著しく容易にするとともに、その狙い
位置の精度を上げて溶接品質の向上を図ることができ
る。
According to the laser welding method and apparatus of the present invention, the groove position is detected by being installed in a steel pipe and rotating from the inside with the rotation center axis of the rotary support of the laser welding means as the sole rotation reference. Since the target position of the laser beam with respect to the entire circumference of the groove is set with reference to one point in the plane including the entire circumference of the groove calculated based on the detection result, as in the conventional case, Unlike in the case of performing automatic welding with a groove on the basis of a ring-shaped rail, the target position of the laser beam with respect to the groove is less likely to shift,
The strict setting of the target position of the laser beam with respect to the welding groove at the welding site is remarkably facilitated, and the accuracy of the target position is improved to improve the welding quality.

【0043】また、回転支持体の回転中心線が鋼管の中
心軸線に略一致するように溶接台車に搭載の回転支持体
を固定し、レーザー溶接手段の回転中心が、予め演算し
た開先平面内に至る位置までレーザー溶接手段を移動調
整する一方、開先平面の演算データを用いて傾斜軸のみ
一次元制御して溶接する構成とすることにより、鋼管の
周継手が回転支持体の回転中心線に例え直角でなく傾い
ていたとしても、これに正確に追従して溶接開先に対し
誤差なくレーザー光の狙い位置を合致させ、これによ
り、現場溶接中の機械的誤差要素が極小化されて溶接品
質の向上を図ることができる。
Further, the rotary support mounted on the welding carriage is fixed so that the rotation center line of the rotary support substantially coincides with the center axis of the steel pipe, and the rotation center of the laser welding means is set within a groove plane calculated in advance. While the laser welding means is moved and adjusted to the position where it reaches, the one-dimensional control of only the inclined axis is performed using the computation data of the groove plane, and the welding is performed. Even if it is not a right angle but inclined, it follows exactly this and matches the target position of the laser beam without error to the welding groove, thereby minimizing the mechanical error element during field welding. Welding quality can be improved.

【0044】もちろん、本発明は、光ファイバーでの導
光が可能なレーザーを用いて溶接するレーザー溶接施工
法および装置であるため、熟練度に応じて施工に大きな
人為差を生じることがない。また、従来のように多層盛
り溶接でなくレーザー溶接などのビーム溶接に特有の平
面開先(I開先)に対する1パス溶接であるため、アー
クタイムを著しく短縮できて生産性を上げることができ
る。さらに、母材溶け込みで溶接できるため溶接材料を
不要とすることも可能であり、また、面倒なスラグの除
去作業もなくして品質管理を簡素にすることができる。
Of course, the present invention is a laser welding method and apparatus for welding using a laser capable of guiding light through an optical fiber, so that there is no great difference in the work depending on the skill level. In addition, since it is one-pass welding on a flat groove (I groove) peculiar to beam welding such as laser welding instead of multi-layer welding as in the conventional case, the arc time can be remarkably reduced and the productivity can be increased. . Further, since welding can be performed by melting into the base material, a welding material can be made unnecessary, and quality control can be simplified without troublesome slag removal work.

【0045】加えて、請求項5および7のレーザー溶接
施工法および装置によれば、回転支持体を回転するとき
に、レーザー光の照射に直前先行して溶接開先位置の検
知を開始し、開先位置を検知しながら、直後に溶接開先
位置にレーザー光を照射し、回転支持体の1回転で開先
検知とレーザー溶接を行うように構成するため、それだ
け施工時間が短縮されて施工効率を上げることができ
る。
In addition, according to the laser welding method and apparatus according to the fifth and seventh aspects, when the rotating support is rotated, the detection of the welding groove position is started immediately before the irradiation of the laser beam, While detecting the groove position, immediately irradiate the laser beam to the welding groove position and perform the groove detection and laser welding with one rotation of the rotating support, so the construction time is shortened accordingly Efficiency can be increased.

【0046】さらに加えて、請求項2、4、6および8
のレーザー溶接施工法および装置によれば、レーザー溶
接手段の位置をレーザービームの焦点が溶接部位に対し
て正しく当たるように鋼管の半径方向に制御する構成と
することにより、溶接精度をより一層向上させることが
できる。
In addition, claims 2, 4, 6, and 8
According to the method and apparatus for laser welding, the position of the laser welding means is controlled in the radial direction of the steel pipe so that the focus of the laser beam is correctly focused on the welding area, thereby further improving welding accuracy Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明によるレーザー溶接施工装置を用いて
行うレーザー溶接施工法の施工工程を示す工程説明図で
ある。
FIG. 1 is a process explanatory view showing a construction process of a laser welding construction method performed by using a laser welding construction device according to the present invention.

【図2】 鋼管内の溶接開先位置に配置した本発明によ
るレーザー溶接施工装置を示す概略縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing a laser welding apparatus according to the present invention disposed at a welding groove position in a steel pipe.

【図3】 そのレーザー溶接施工装置の溶接機構搭載フ
レームに搭載した溶接機構を示す概略縦断面図である。
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a welding mechanism mounted on a welding mechanism mounting frame of the laser welding apparatus.

【図4】 その溶接機構を前側から見て示す概略構成図
である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the welding mechanism as viewed from the front side.

【図5】 レーザー溶接施工装置に備える傾き移動調整
手段を示す概略縦断面図である。
FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing a tilt movement adjusting means provided in the laser welding apparatus.

【図6】 溶接開先位置における開先平面での傾斜軸の
一次元制御状態を説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a one-dimensional control state of an inclined axis on a groove plane at a welding groove position.

【図7】 レーザー溶接ノズルの回転中心が開先平面に
ある場合とそれからずれた位置にある場合の位置調整制
御を比較して説明する説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for comparing and explaining position adjustment control when the rotation center of the laser welding nozzle is at a groove plane and at a position deviated therefrom.

【図8】 従来のレーザー溶接によらないで行う多層盛
り溶接状態を示す状態説明図である。
FIG. 8 is a state explanatory view showing a multi-layer welding state performed without using conventional laser welding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 溶接台車 11 鋼管 16 回転支持体 18 回転駆動モータ(回転駆動手段) 19 突っ張り機構(固定手段) 23 レーザー溶接ノズル(レーザー溶接手段) 26 直線移動手段 32 傾き移動調整手段 35 センシングディバイス A,B レーザー溶接ノズルの回転中心 O 回転支持体の回転中心線 P 溶接開先位置 S 開先平面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Welding trolley 11 Steel pipe 16 Rotary support body 18 Rotation drive motor (Rotation drive means) 19 Stretching mechanism (Fixing means) 23 Laser welding nozzle (Laser welding means) 26 Linear movement means 32 Tilt movement adjustment means 35 Sensing device A, B Laser Rotation center of welding nozzle O Rotation center line of rotating support P Weld groove position S Groove plane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 101:06 B23K 101:06 101:10 101:10 103:04 103:04 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B23K 101: 06 B23K 101: 06 101: 10 101: 10 103: 04 103: 04

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 大型鋼管の周継手を光ファイバーでの導
光が可能なレーザービームを用いて溶接するレーザー溶
接施工法において、 鋼管内に挿入したレーザー溶接手段を搭載した溶接台車
を走行させて肌合わせ後の鋼管の略突合せ位置に停止
し、 レーザー溶接手段を鋼管の管軸回りに回転可能に支持す
る回転支持体の回転中心線を、鋼管の中心軸線に略一致
させて固定し、 回転支持体を回転させてそれに搭載したセンシングディ
バイスで鋼管の溶接開先位置を検出し、その検出結果に
基づいて溶接開先全周を含んだ開先平面を演算し、 レーザー溶接手段を、その回転中心が回転支持体の回転
中心線と演算した開先平面の交点まで回転支持体の回転
中心線に沿って移動調整した後、 開先平面の演算データを用いて該開先平面内の傾斜軸を
一次元制御しつつ、回転支持体を回転しレーザー溶接手
段でレーザービームを溶接開先位置に照射して溶接を行
うことを特徴とするレーザー溶接施工法。
1. A laser welding method for welding a peripheral joint of a large steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. Stops at the approximated abutting position of the steel pipe after joining, and fixes the rotation center line of the rotating support that supports the laser welding means so that it can rotate around the pipe axis of the steel pipe so that it substantially matches the center axis of the steel pipe. The body is rotated, the welding groove position of the steel pipe is detected by the sensing device mounted on the body, the groove plane including the entire circumference of the welding groove is calculated based on the detection result, and the laser welding means is set to the rotation center. After moving and adjusting along the rotation center line of the rotary support to the intersection of the calculated groove plane and the rotation center line of the rotation support, the inclination axis in the groove plane is calculated using the calculation data of the groove plane. once While controlling a laser welding method and performing welding by irradiating a laser beam to the welding groove position rotated laser welding means rotating supports.
【請求項2】 請求項1に記載のレーザー溶接施工法に
おいて、前記レーザー溶接手段を、前記回転支持体の回
転中心線に沿って移動調整した後、レーザービームの焦
点が溶接部位に対して正しく当たるように鋼管の半径方
向に位置制御するとともに、開先平面の演算データを用
いて該開先平面内の傾斜軸を一次元制御しつつ、回転支
持体を回転しレーザー溶接手段でレーザービームを溶接
開先位置に照射して溶接を行うことを特徴とするレーザ
ー溶接施工法。
2. The laser welding method according to claim 1, wherein after the laser welding means is moved and adjusted along the rotation center line of the rotary support, the focal point of the laser beam is correctly adjusted with respect to the welding portion. In addition to controlling the position of the steel pipe in the radial direction so as to hit it, while controlling the tilt axis in the groove plane one-dimensionally using the calculation data of the groove plane, the rotating support is rotated and the laser beam is irradiated by the laser welding means. A laser welding method characterized by irradiating a welding groove position to perform welding.
【請求項3】 大型鋼管の周継手を光ファイバーでの導
光が可能なレーザービームを用いて溶接するレーザー溶
接施工装置において、 溶接施工時、鋼管内に走行可能に設置し、鋼管の肌合わ
せ後はその略突合せ位置に停止する溶接台車と、 レーザー溶接手段を回転可能および管軸方向への移動可
能および傾斜角度調整可能に一体に立設した回転支持体
と、 回転支持体の回転中心線を、鋼管の中心軸線に略一致さ
せて回転支持体を鋼管の半径方向に固定する固定手段
と、 回転支持体に搭載し、溶接施工時、回転支持体を回転す
るときに鋼管の溶接開先位置を検出するセンシングディ
バイスと、 レーザー溶接手段を鋼管内で回転支持体の回転中心線に
沿って移動させる直線移動手段と、 レーザー溶接手段を、その回転中心を支点として回転支
持体の回転中心線に対する傾き位置を調整する傾き移動
調整手段と、 センシングディバイスによる検出結果に基づいて溶接開
先全周を含んだ開先平面を演算し、直線移動手段の作動
を制御してレーザー溶接手段の回転中心が回転支持体の
回転中心線と演算した開先平面の交点までレーザー溶接
手段を移動した後、開先平面の演算データを用いて該開
先平面内の傾斜軸を一次元制御しつつ、回転駆動手段を
制御して回転支持体を回転させる制御手段と、 を備えることを特徴とするレーザー溶接施工装置。
3. A laser welding apparatus for welding a peripheral joint of a large-sized steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. Is a welding trolley that stops at the approximate abutment position, a rotating support that integrally mounts the laser welding means so as to be rotatable, movable in the pipe axis direction, and is capable of adjusting the inclination angle, and a rotation center line of the rotating support. A fixing means for fixing the rotary support in the radial direction of the steel pipe so as to substantially coincide with the central axis of the steel pipe, and a welding groove position for the steel pipe when the rotary support is rotated when the rotary support is mounted on the rotary support during welding. A linear sensing device that moves the laser welding means in the steel pipe along the rotation center line of the rotating support, and the laser welding means is rotated about the rotation center. A tilt movement adjusting means for adjusting the tilt position of the body with respect to the rotation center line, and a groove plane including the entire circumference of the welding groove based on the detection result by the sensing device, and controlling the operation of the linear moving means to control the laser. After moving the laser welding means to the intersection of the rotation center line of the rotating support and the calculated groove plane with the rotation center of the welding means, the tilt axis in the groove plane is one-dimensionally calculated using the calculation data of the groove plane. Control means for controlling the rotation drive means to rotate the rotary support while controlling the laser support means.
【請求項4】 請求項3に記載のレーザー溶接施工装置
において、前記レーザー溶接手段を、レーザービームの
焦点が溶接部位に対して正しく当たるように鋼管の半径
方向に位置制御可能に前記回転支持体に立設してなるこ
とを特徴とするレーザー溶接施工装置。
4. A laser welding apparatus according to claim 3, wherein said laser welding means is capable of controlling a position of said laser welding means in a radial direction of a steel pipe so that a laser beam is correctly focused on a welding portion. Laser welding equipment characterized by being installed upright in a building.
【請求項5】 大型鋼管の周継手を光ファイバーでの導
光が可能なレーザービームを用いて溶接するレーザー溶
接施工法において、 鋼管内に挿入したレーザー溶接手段を搭載した溶接台車
を走行させて肌合わせ後の鋼管の略突合せ位置に停止
し、 レーザー溶接手段を鋼管の管軸回りに回転可能に支持す
る回転支持体の回転中心線を、鋼管の中心軸線に略一致
させて溶接台車を固定し、 回転支持体に搭載したセンシングディバイスで鋼管の溶
接開先位置を検出し、その検出結果に基づいて溶接開先
全周を含んだ開先平面を演算し、 レーザー溶接手段を、その回転中心が回転支持体の回転
中心線と演算した開先平面の交点まで回転支持体の回転
中心線に沿って移動調整した後、 回転支持体を回転するとき、溶接開先位置の検出を行い
ながら、そのデータを用いてレーザー溶接手段の傾斜軸
を一次元制御しつつ、レーザー溶接手段でレーザービー
ムを溶接開先位置に照射して溶接を行うことを特徴とす
るレーザー溶接施工法。
5. A laser welding method for welding a peripheral joint of a large-sized steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber, the method comprising: The welding carriage is stopped by stopping at approximately the butted position of the steel pipes after the joining, and making the rotation center line of the rotary support body that rotatably supports the laser welding means around the pipe axis of the steel pipe substantially coincide with the center axis line of the steel pipe. The sensing device mounted on the rotating support detects the welding groove position of the steel pipe, calculates the groove plane including the entire circumference of the welding groove based on the detection result, and determines the laser welding means and the rotation center. After adjusting the movement along the rotation center line of the rotating support to the intersection of the calculated center plane and the rotation center line of the rotating support, when rotating the rotating support, the welding groove position is detected while detecting the welding groove position. While one-dimensional control the tilt axis of the laser welding means using the data, laser welding method and performing welding by irradiating a laser beam to the welding groove position by laser welding means.
【請求項6】 請求項5に記載のレーザー溶接施工法に
おいて、前記レーザー溶接手段を、前記回転支持体の回
転中心線に沿って移動調整した後、レーザービームの焦
点が溶接部位に対して正しく当たるように鋼管の半径方
向に位置制御するとともに、回転支持体を回転すると
き、溶接開先位置の検出を行いながら、そのデータを用
いてレーザー溶接手段の傾斜軸を一次元制御しつつ、レ
ーザー溶接手段でレーザービームを溶接開先位置に照射
して溶接を行うことを特徴とするレーザー溶接施工法。
6. The laser welding method according to claim 5, wherein after the laser welding means is moved and adjusted along the rotation center line of the rotary support, the focal point of the laser beam is correctly adjusted with respect to the welding portion. While controlling the position of the steel pipe in the radial direction so as to hit it, and detecting the welding groove position when rotating the rotary support, using the data to control the tilt axis of the laser welding means one-dimensionally, A laser welding method characterized by irradiating a laser beam to a welding groove position by welding means to perform welding.
【請求項7】 大型鋼管の周継手を光ファイバーでの導
光が可能なレーザービームを用いて溶接するレーザー溶
接施工装置において、 溶接施工時、鋼管内に走行可能に設置し、鋼管の肌合わ
せ後はその略突合せ位置に停止する溶接台車と、 レーザー溶接手段を回転および管軸方向への移動可能お
よび傾斜角度調整可能に一体に立設した回転支持体と、 回転支持体の回転中心線を、鋼管の中心軸線に略一致さ
せて回転支持体を鋼管の半径方向に固定する固定手段
と、 回転支持体に搭載し、溶接施工時、回転支持体を回転す
るときに鋼管の溶接開先位置を検出するセンシングディ
バイスと、 レーザー溶接手段を鋼管内で回転支持体の回転中心線に
沿って移動させる直線移動手段と、 レーザー溶接手段を、その回転中心を支点として回転支
持体の回転中心線に対する傾き位置を調整する傾き移動
調整手段と、 センシングディバイスによる検出結果に基づいて溶接開
先全周を含んだ開先平面を演算し、直線移動手段の作動
を制御してレーザー溶接手段の回転中心が回転支持体の
回転中心線と演算した開先平面内の交点までレーザー溶
接手段を移動した後、回転駆動手段を制御して回転支持
体を回転させ、その回転支持体の回転時、溶接開先の検
出を行いながら、そのデータを用いて該開先平面内の傾
斜軸を一次元制御する制御手段と、 を備えることを特徴とするレーザー溶接施工装置。
7. A laser welding apparatus for welding a peripheral joint of a large-sized steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. Is a welding cart that stops at the approximate abutment position, a rotary support that integrally mounts the laser welding means so that it can rotate and move in the pipe axis direction and adjust the tilt angle, and a rotation center line of the rotary support, Fixing means for fixing the rotary support in the radial direction of the steel pipe so as to substantially coincide with the central axis of the steel pipe; and mounting the rotary support on the rotary support so that the welding groove position of the steel pipe can be adjusted when the rotary support is rotated during welding. A sensing device for detecting, a linear moving means for moving the laser welding means along the rotation center line of the rotary support in the steel pipe, and a laser welding means for rotating the laser support means with the rotation center as a fulcrum. A tilt movement adjusting means for adjusting a tilt position with respect to a rotation center line; a laser welding means for calculating a groove plane including a whole circumference of a welding groove based on a detection result by a sensing device, and controlling an operation of the linear moving means. After moving the laser welding means to the intersection of the rotation center line of the rotation support and the calculated rotation center line in the groove plane, the rotation support is rotated by controlling the rotation drive means, and the rotation of the rotation support is performed. Control means for one-dimensionally controlling the tilt axis in the groove plane using the data while detecting the welding groove.
【請求項8】 請求項7に記載のレーザー溶接施工装置
において、前記レーザー溶接手段を、レーザービームの
焦点が溶接部位に対して正しく当たるように鋼管の半径
方向に位置制御可能に前記回転支持体に立設してなるこ
とを特徴とするレーザー溶接施工装置。
8. The rotary support according to claim 7, wherein the laser welding means is capable of controlling the position of the laser welding means in the radial direction of the steel pipe so that the focus of the laser beam is correctly applied to the welding portion. Laser welding equipment characterized by being installed upright in a building.
JP35693899A 1999-12-16 1999-12-16 Laser welding method and equipment Expired - Fee Related JP3348350B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35693899A JP3348350B2 (en) 1999-12-16 1999-12-16 Laser welding method and equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35693899A JP3348350B2 (en) 1999-12-16 1999-12-16 Laser welding method and equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001170784A true JP2001170784A (en) 2001-06-26
JP3348350B2 JP3348350B2 (en) 2002-11-20

Family

ID=18451538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35693899A Expired - Fee Related JP3348350B2 (en) 1999-12-16 1999-12-16 Laser welding method and equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3348350B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2999569A4 (en) * 2013-05-23 2017-02-22 CRC-Evans Pipeline International, Inc. Laser controlled internal welding machine for pipelines
US9821415B2 (en) 2014-03-28 2017-11-21 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Internal pipeline cooler
US10480862B2 (en) 2013-05-23 2019-11-19 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline
US10589371B2 (en) 2013-05-23 2020-03-17 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Rotating welding system and methods
US10695876B2 (en) 2013-05-23 2020-06-30 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Self-powered welding systems and methods
US10828715B2 (en) 2014-08-29 2020-11-10 Crc-Evans Pipeline International, Inc. System for welding
US11458571B2 (en) 2016-07-01 2022-10-04 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline
CN115446512A (en) * 2022-10-18 2022-12-09 立之力机械(广州)股份有限公司 Material conveying trolley for tank welding
US11767934B2 (en) 2013-05-23 2023-09-26 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Internally welded pipes

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2999569A4 (en) * 2013-05-23 2017-02-22 CRC-Evans Pipeline International, Inc. Laser controlled internal welding machine for pipelines
US10040141B2 (en) 2013-05-23 2018-08-07 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Laser controlled internal welding machine for a pipeline
US10480862B2 (en) 2013-05-23 2019-11-19 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline
US10589371B2 (en) 2013-05-23 2020-03-17 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Rotating welding system and methods
US10695876B2 (en) 2013-05-23 2020-06-30 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Self-powered welding systems and methods
US11175099B2 (en) 2013-05-23 2021-11-16 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline
US11767934B2 (en) 2013-05-23 2023-09-26 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Internally welded pipes
US9821415B2 (en) 2014-03-28 2017-11-21 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Internal pipeline cooler
US10828715B2 (en) 2014-08-29 2020-11-10 Crc-Evans Pipeline International, Inc. System for welding
US11458571B2 (en) 2016-07-01 2022-10-04 Crc-Evans Pipeline International, Inc. Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline
CN115446512A (en) * 2022-10-18 2022-12-09 立之力机械(广州)股份有限公司 Material conveying trolley for tank welding

Also Published As

Publication number Publication date
JP3348350B2 (en) 2002-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104364047B (en) For connecting the device of the end of the pipe being formed from steel by means of track welding
US6153853A (en) Laser beam welding apparatus
JP5864557B2 (en) Method and apparatus for laser joining thin metal plate parts
KR100515627B1 (en) Laser welding method and laser welding apparatus
KR20140141332A (en) Automatic welding device of circumference and flange
EP1148966B1 (en) Method and apparatus for welding pipes together
JP3348350B2 (en) Laser welding method and equipment
JPS59223817A (en) Microspectral control for following rim and seam
JP3380416B2 (en) Laser welding equipment
CN111496370B (en) Automatic sensing and control method of friction stir welding trajectory suitable for fillet joint
JPH11138298A (en) Welding equipment
CN102756198B (en) Automatic welding device for longitudinal joint of heavy-caliber elbow
JP3348351B2 (en) Laser welding method and equipment
KR20060074036A (en) Mixed Laser­Arc Welding Head Device
JP2000317666A (en) Laser beam welding machine
JP3726774B2 (en) Laser welding equipment
JP2000329885A (en) Manufacturing method and manufacturing device of control rod of nuclear reactor
KR20050070348A (en) The automatic welding system using laser vision sensor
JPH10180471A (en) Laser welding equipment
JPS589775A (en) Automatic welding device for branch pipe
JP2022037665A (en) Welding method and welding device
JPH07241687A (en) Method and device for laser machining
JPS5987990A (en) Laser processing machine
JP2740002B2 (en) Laser welding method and laser processing machine used for the method
JPS63154283A (en) Laser beam welding equipment

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees