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JP3348351B2 - Laser welding method and equipment - Google Patents

Laser welding method and equipment

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Publication number
JP3348351B2
JP3348351B2 JP35694299A JP35694299A JP3348351B2 JP 3348351 B2 JP3348351 B2 JP 3348351B2 JP 35694299 A JP35694299 A JP 35694299A JP 35694299 A JP35694299 A JP 35694299A JP 3348351 B2 JP3348351 B2 JP 3348351B2
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JP
Japan
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welding
steel pipe
laser welding
laser
rotation center
Prior art date
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JP35694299A
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Japanese (ja)
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Inventor
勉 冨田
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Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Jukogyo KK
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  • Laser Beam Processing (AREA)

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の鋼管の周継手を、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 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7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, for example, 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 multilayer build-up welding method by so-called semi-automatic welding, which welds 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パス溶接であ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
ビーム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 becomes a thin line and is one-pass welding, so that strict positional accuracy of the target position of the laser beam with respect to the entire circumference of the groove 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、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および管軸方向
への移動可能なように一体に立設した回転支持体の回転
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
に基づいて溶接姿勢毎の溶接開先位置を演算し、レーザ
ー溶接手段を、その回転中心が演算上の溶接開始位置に
至るまで回転支持体の回転中心線に沿って移動調整した
後、溶接開先位置の演算データを用いて回転支持体の回
転に合わせてレーザー溶接手段が回転支持体の回転中心
線に沿って移動するよう一次元制御しつつ、回転支持体
を回転しレーザー溶接手段でレーザー光を溶接開先位置
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 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 welding trolley is run and stopped at approximately the butt position of the steel pipe after skin matching, and the laser welding means can be rotated around the pipe axis of the steel pipe and in the pipe axis direction.
The rotation center line of the rotating support that is integrally erected so that it can move to the center of the steel pipe is fixed substantially in line with the central axis of the steel pipe, and the rotating support is rotated to make the steel pipe with a sensing device mounted on the rotating support. The welding groove position is detected, the welding groove position for each welding position is calculated based on the detection result, and the laser welding means is rotated until the rotation center reaches the calculated welding start position. After adjusting the movement along the center line, the one-dimensional control is performed so that the laser welding means moves along the rotation center line of the rotating support in accordance with the rotation of the rotating support using the calculation data of the welding groove position. This is achieved by rotating the rotary support and irradiating the welding groove position with laser light by laser welding means 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、溶接開先位置の
演算データを用いて回転支持体の回転に合わせてレーザ
ー溶接手段が回転支持体の回転中心線に沿って移動する
よう一次元制御しつつ、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。
[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. In addition to controlling the position of the steel pipe in the radial direction so that it hits correctly, the laser welding means is moved along the rotation center line of the rotary support in accordance with the rotation of the rotary support using the calculation data of the welding groove position. 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 to perform welding.

【0011】上記目的は、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なよう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、センシングディバイスによる検出結果に基づいて溶
接開先位置を演算し、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演算した溶接開先位置に至
る位置までレーザー溶接手段を移動した後、溶接開先位
置の演算データを用いて回転支持体の回転に合わせてレ
ーザー溶接手段が回転支持体の回転中心線に沿って移動
するよう一次元制御しつつ、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 steel pipe by using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. After that, a welding cart that stops at the approximate butt position, a rotating support body integrally erected so that the laser welding means can rotate and can move in the pipe axis direction, and a rotation center line of the rotating support body A fixing means for fixing the rotating support in the radial direction of the steel pipe so as to substantially coincide with the center axis of the steel pipe, and mounting on the rotating support to detect the welding groove position of the steel pipe when rotating the rotating support during welding work Calculating the welding groove position based on the detection result of the sensing device, the linear moving means for moving the laser welding means along the rotation center line of the rotating support in the steel pipe, and the detection result by the sensing device. After controlling the operation of the linear moving means to move the laser welding means to a position where the rotation center of the laser welding means reaches the calculated welding groove position, the rotation support is rotated using the calculated data of the welding groove position. Control means for controlling the rotation driving means to rotate the rotating support while controlling the laser welding means in one-dimensional manner so that the laser welding means moves along the rotation center line of the rotating support is achieved.

【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、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
回りに回転可能および管軸方向への移動可能なように一
体に立設した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、回転支持体に搭載したセンシ
ングディバイスで鋼管の溶接開始位置を検出し、レーザ
ー溶接手段を、その回転中心が溶接開始位置に至る位置
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回転支持体の回転に合わせ
てレーザー溶接手段が回転支持体の回転中心線に沿って
移動するよう一次元制御しつつ、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 steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. After stopping at approximately the abutting position of the steel pipe after the joining, the laser welding means is rotated so as to be rotatable about the pipe axis of the steel pipe and movable in the pipe axis direction.
The rotation center line of the rotating support erected on the body is fixed substantially in line with the central axis of the steel pipe, the welding device of the steel pipe is detected by the sensing device mounted on the rotating support, and the laser welding means is provided. After adjusting the movement along the rotation center line of the rotation support until the rotation center reaches the welding start position,
When rotating the rotating support, the laser welding means moves along the rotation center line of the rotating support according to the rotation of the rotating support by using the data while detecting the welding groove position. This is achieved by irradiating a laser beam to a welding groove position by laser welding means while performing control and performing welding.

【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
ータを用いて回転支持体の回転に合わせてレーザー溶接
手段が回転支持体の回転中心線に沿って移動するよう一
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. In addition to controlling the position in the radial direction of the steel pipe so that it hits correctly, when rotating the rotating support, while detecting the welding groove position, the laser welding means uses the data to match the rotation of the rotating support and This is achieved by irradiating a laser beam to a welding groove position by laser welding means while performing one-dimensional control so as to move along the rotation center line of the rotating support, thereby performing welding.

【0015】上記目的は、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
び管軸方向に移動可能なよう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を固定する固
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その
中心軸線に沿って移動させる直線移動手段と、センシン
グディバイスによる検出結果に基づいて、直線移動手段
の作動を制御してレーザー溶接手段が溶接開始位置に移
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、溶接開先位置の検出を行
いながら、そのデータを用いて回転支持体の回転中心線
方向の移動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 steel pipe by using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber. After that, a welding bogie that stops at the substantially abutting position, a rotating support that is integrally erected so that the laser welding means can rotate and can move in the pipe axis direction, and a rotation center line of the rotating support is Fixing means for fixing the rotating support in the radial direction of the steel pipe so that it substantially coincides with the central axis, and mounting on the rotating support to detect the welding groove position of the steel pipe when rotating the rotating support during welding Controlling the operation of the linear moving means based on the sensing device to perform, the linear moving means for moving the laser welding means along the central axis in the steel pipe, and the detection result by the sensing device. After the user welding means has moved to the welding start position, the rotation support means is rotated by controlling the rotation driving means, and at the time of rotation of the rotation support, the rotation is performed using the data while detecting the welding groove position. Control means for one-dimensionally controlling the movement of the support in the direction of the rotation center line.

【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を中心として鋼管11,11の管軸回りに回転
自在になるよう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 bogies 13 and 15 are connected by a rotary support 16, and the rotary support 16 is supported via a bearing 17 so as to be rotatable around the pipe axis of the steel pipes 11 and 11 about a rotation center line O. The configuration is as follows.

【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
25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25aで保護している。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
対して正しく当たるよう鋼管11の半径方向に制御され
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 has a laser welding nozzle (laser welding means) 23 mounted on a nozzle mounting base 22 containing a welding operation part and the like. Then, the nozzle mounting base 22 is mounted on the bottom of the welding mechanism mounting frame 20 on an LM guide 25 provided in parallel with the rotation center line O of the rotary support 16, and connected to the LM guide 25. Do it. The entire LM guide 25 is protected by a long cylindrical bellows 25a. The position of the laser welding nozzle 23 is controlled in the radial direction of the steel pipe 11 so that the focal point of the laser beam is correctly applied to the welding site.

【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YAG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. As a laser used for welding with the laser welding nozzle 23, a so-called YAG laser or iodine laser capable of guiding light with an optical fiber is 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 via a ball screw 31 that engages 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、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 mobile 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.

【0027】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。
For example, the bearing 17 and the servo unit 28 used in the illustrated laser welding apparatus are used.
b, the ball screw 31 and the like are configured to have a preload structure so as to absorb backlash and mounting errors.

【0028】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 method of welding the steel pipes 11 and 11 using the laser welding apparatus having the above-described configuration will be described.

【0029】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(たとえば突合せ位置か
ら前後25mm程度の範囲内)で停止させる。
In laser welding, the steel pipes 11, 11
The root gap of the welding groove is desirably, for example, 0.2 mm or less. However, after the steel pipes 11 and 11 are skinned, the welding carriage 10 is put in the steel pipes 11 and arranged. Then, as shown in FIG.
For example, the operator detects using a CCD camera or the like and stops at approximately the butting position of the steel pipes 11 (for example, within a range of about 25 mm before and after the butting position).

【0030】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 tension mechanism 19 is actuated, 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.

【0031】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位置Pを演算す
る。
Thereafter, the rotary support 16 is rotated by the rotary drive motor 18, and as shown in FIG. 1C, the welding groove position P of the steel pipes 11, 11 is detected by the sensing device 35. The welding groove position P is calculated based on the welding groove position P.

【0032】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、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1(d)に示すように、レーザー溶接ノズル23の回
転中心Aが、演算した溶接開先位置Pに至る位置まで回
転中心線O方向に移動調整する。
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 moved integrally with the laser welding nozzle 23,
As shown in FIG. 1D, the rotation center A of the laser welding nozzle 23 is moved and adjusted in the direction of the rotation center line O to a position reaching the calculated welding groove position P.

【0033】その上で、溶接開先位置の演算データを用
いて、図5および図6に示すように回転支持体16の回
転中心線Oに沿ってレーザー溶接手段の位置を一次元制
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て正しく
当たるよう鋼管11の半径方向に制御される。
Then, using the calculated data of the welding groove position, the position of the laser welding means is controlled one-dimensionally along the rotation center line O of the rotary support 16 as shown in FIGS. Then, the rotary support 16 is rotated, and a laser beam is irradiated from the laser welding nozzle 23 to the welding groove position to perform welding. At this time, the position of the laser welding nozzle 23 is controlled in the radial direction of the steel pipe 11 so that the focal point of the laser beam is correctly applied to the welding part.

【0034】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5に示すように、仮に
レーザー溶接ノズル23の回転中心が溶接開先位置から
ずれたB点にあり、そのためレーザービームと開先位置
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、レーザービームの制御が2次元以上となり、その結
果、レーザービーム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, that is, 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. 5, when the rotation center of the laser welding nozzle 23 is at the point B shifted from the welding groove position, and the laser beam and the groove position are not parallel, welding is performed around the point B. In this case, the inclination angle of the laser welding nozzle 23 is complicated at the rotation angle position, and the control of the laser beam becomes two-dimensional or more. As a result, the target position with respect to the groove of the laser beam is shifted and the welding quality may be deteriorated.

【0035】しかし、本発明では、鋼管管軸に略一致す
る回転支持体16の回転中心線Oに対しレーザー溶接ノ
ズル23の角度を固定したままレーザー溶接ノズル23
のレーザービームが溶接開先位置のA点にくるように回
転角に従ってレーザー溶接装置を回転中心線Oに沿って
A点に移動調整するため、鋼管11,11の継手全周を
溶接する場合には、回転中心線Oに直角または一定角の
レーザービームを鋼管11,11の中心軸に略一致させ
た回転中心線O方向に一次元制御することで、正確に溶
接開先位置をとらえることができる。
However, in the present invention, the laser welding nozzle 23 is fixed while the angle of the laser welding nozzle 23 is fixed with respect to the rotation center line O of the rotating support 16 substantially coinciding with the steel pipe axis.
When the laser beam is moved and adjusted to the point A along the rotation center line O according to the rotation angle so that the laser beam of the laser beam comes to the point A of the welding groove position. The laser beam at a right angle or a fixed angle to the rotation center line O is one-dimensionally controlled in the direction of the rotation center line O substantially coincident with the center axis of the steel pipes 11, 11, so that the welding groove position can be accurately detected. it can.

【0036】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 detecting operation of the groove position by the sensing device 35 and the laser irradiation welding operation 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.

【0037】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が溶接開始位置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制御手段によりレーザー溶接手
段の位置を回転支持体16の回線中心線O方向に一次元
制御しつつ、レーザー溶接ノズル23でレーザービーム
を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, at the time of laser welding, after adjusting the movement of the laser welding nozzle 23 as a laser welding means to a position where the rotation center A reaches the welding start position,
In particular, when the rotary support 16 is rotated, the position of the laser welding means is controlled by the control means using the data while the welding groove position is detected by the sensing device 35 in the direction of the line center line O of the rotary support 16. The laser welding nozzle 23 irradiates a laser beam to the welding groove position while performing one-dimensional control to perform welding.

【0038】つまり、回転支持体16を1回転するとき
に、レーザービームの照射に直前先行して溶接開先位置
の検知を開始し、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ビームを照射して溶
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23の位置は、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鋼管11の半径方向に
制御される。
That is, when the rotary support 16 makes one rotation, the detection of the welding groove position is started immediately before the irradiation of the laser beam, and the welding groove position is detected immediately after detecting the groove position in real time. Controls to perform welding by irradiating the position with a laser beam. In addition, similarly, the position of the laser welding nozzle 23 is controlled in the radial direction of the steel pipe 11 so that the focus of the laser beam is correctly applied to the welding part.

【0039】[0039]

【発明の効果】 上述の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.

【0040】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線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レーザ
ー溶接手段の回転中心の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 line of the rotary support of the laser welding means as the sole rotation reference. Then, based on the detection result, the target position of the laser beam with respect to the entire circumference of the groove is set based on the point of the center of rotation of the laser welding means, so that the ring-shaped rail from the outside of the steel pipe as in the past Unlike the case of performing automatic welding with a welding groove as a reference, the target position of the laser beam with respect to the groove is less likely to shift, and the rigorous setting of the target position of the laser beam with respect to the welding groove at the welding site is greatly facilitated. Therefore, the accuracy of the target position can be improved to improve the welding quality.

【0041】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
た溶接開先位置に至る位置までレーザー溶接手段を移動
調整する一方、溶接開先位置の演算データを用いて回転
支持体の回転中心線方向への移動のみ一次元制御して溶
接する構成とすることにより、鋼管の開先形状に追従し
て溶接開先に対し誤差なくレーザービームの狙い位置を
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 central axis of the steel pipe, and the rotation center of the laser welding means is adjusted to the welding groove position calculated in advance. By adjusting the movement of the laser welding means to the position up to, while using the calculation data of the welding groove position, only one-dimensional control of the movement of the rotating support in the direction of the rotation center line is performed and welding is performed. The target position of the laser beam is matched to the welding groove without error by following the groove shape, thereby minimizing the mechanical error factor during on-site welding and improving the welding quality.

【0042】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が
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 with 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. . Furthermore, since welding can be performed by melting into the base material, it is possible to eliminate the need for a welding material, and it is possible to simplify quality control without troublesome slag removal work.

【0043】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.

【0044】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】 溶接開先位置における回転支持体の回転中心
線の一次元制御状態を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a one-dimensional control state of a rotation center line of a rotary support at a welding groove position.

【図6】 レーザー溶接ノズルの回転中心が溶接開先位
置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. 6 is an explanatory diagram for comparing and explaining position adjustment control when the rotation center of the laser welding nozzle is at a welding groove position and at a position shifted therefrom.

【図7】 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. 7 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 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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Welding trolley 11 Steel pipe 16 Rotation support 18 Rotation drive motor (Rotation drive means) 19 Stretching mechanism (Fixing means) 23 Laser welding nozzle (Laser welding means) 26 Linear movement means 35 Sensing device A, B Rotation center of laser welding nozzle O Rotation center line of rotation support P Weld groove position

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B23K 101:06 B23K 101:06 101:10 101:10 103:04 103:04 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/30 B23K 15/00 B23K 37/02 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification symbol FI B23K 101: 06 B23K 101: 06 101: 10 101: 10 103: 04 103: 04 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name ) B23K 26/00-26/30 B23K 15/00 B23K 37/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 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および管
軸方向への移動可能なように一体に立設した回転支持体
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姿勢毎の溶接開先位置を演算し、 レーザー溶接手段を、その回転中心が演算上の溶接開始
位置に至るまで回転支持体の回転中心線に沿って移動調
整した後、 溶接開先位置の演算データを用いて回転支持体の回転に
合わせてレーザー溶接手段が回転支持体の回転中心線に
沿って移動するよう一次元制御しつつ、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 steel pipe by using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber, wherein a welding cart equipped with a laser welding means inserted into the steel pipe is run to match the skin. Stops at the approximate butt position of the later steel pipe, and the laser welding means can rotate around the pipe axis of the steel pipe.
A sensing device mounted on the rotating support by rotating the rotating support and fixing the center of rotation of the rotating support, which is integrally erected so that it can be moved in the axial direction , approximately in line with the center axis of the steel pipe. Detects the welding groove position of the steel pipe, calculates the welding groove position for each welding position based on the detection result, and rotates the laser welding means until the rotation center reaches the calculated welding start position. One-dimensional control so that the laser welding means moves along the rotation center line of the rotating support according to the rotation of the rotating support using the calculated data of the welding groove position after adjusting the movement along the rotation center line of A laser welding method comprising rotating a rotary support, irradiating a laser beam to a welding groove position by laser welding means, and performing welding.
【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、溶接開先位置の演算データ
を用いて回転支持体の回転に合わせてレーザー溶接手段
が回転支持体の回転中心線に沿って移動するよう一次元
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 in the radial direction of the steel pipe so as to hit it, one-dimensionally so that the laser welding means moves along the rotation center line of the rotating support according to the rotation of the rotating support using the calculation data of the welding groove position A laser welding method, wherein the welding is performed by rotating the rotating support and irradiating a laser beam to a welding groove position by laser welding means while controlling.
【請求項3】 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
能なよう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、 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
先位置を演算し、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演算した溶接開先位置に至る位
置までレーザー溶接手段を移動した後、溶接開先位置の
演算データを用いて回転支持体の回転に合わせてレーザ
ー溶接手段が回転支持体の回転中心線に沿って移動する
よう一次元制御しつつ、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 steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber, wherein the welding apparatus is installed so as to be able to run in the steel pipe during welding, and after the skin of the steel pipe is fitted. A welding bogie that stops at the approximate abutment position, a rotating support body integrally erected so that the laser welding means is rotatable and movable in the pipe axis direction, and a rotation center line of the rotating support body is set at the center of the steel pipe. A fixing means for fixing the rotating support in the radial direction of the steel pipe so as to be substantially coincident with the axis, and sensing mounted on the rotating support and detecting a welding groove position of the steel pipe when rotating the rotating support during welding. A linear moving means for moving the laser welding means along the rotation center line of the rotating support in the steel pipe; and calculating a welding groove position based on a detection result by the sensing device, and performing a linear movement. After controlling the operation of the moving means and moving the laser welding means to the position where the rotation center of the laser welding means reaches the calculated welding groove position, it is adjusted to the rotation of the rotary support using the calculated data of the welding groove position Control means for controlling the rotation drive means to rotate the rotary support while controlling the laser welding means in one-dimensional manner so as to move along the rotation center line of the rotary support. Construction equipment.
【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】 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および管
軸方向への移動可能なように一体に立設した回転支持体
の回転中心線を、鋼管の中心軸線に略一致させて固定
し、 回転支持体に搭載したセンシングディバイスで鋼管の溶
接開始位置を検出し、 レーザー溶接手段を、その回転中心が溶接開始位置に至
る位置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回転支持体の回転に合わせ
てレーザー溶接手段が回転支持体の回転中心線に沿って
移動するよう一次元制御しつつ、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 circumferential joint of a steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber, wherein a bogie equipped with a laser welding means inserted into the steel pipe is run and the skin is fitted. Stop at approximately the butt position of the steel pipe, and rotate the laser welding means around the pipe axis of the steel pipe.
The rotation center line of the rotating support, which is integrally erected so that it can be moved in the axial direction, is fixed substantially in line with the center axis of the steel pipe, and the sensing device mounted on the rotating support determines the welding start position of the steel pipe. After detecting and adjusting the laser welding means along the rotation center line of the rotary support until the rotation center reaches the welding start position, when rotating the rotary support, the welding groove position is detected. While using the data, one-dimensional control is performed so that the laser welding means moves along the rotation center line of the rotating support according to the rotation of the rotating support, and the laser beam is moved to the welding groove position by the laser welding means. Laser welding method characterized by irradiation and welding.
【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
いて回転支持体の回転に合わせてレーザー溶接手段が回
転支持体の回転中心線に沿って移動するよう一次元制御
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. In addition to controlling the position in the radial direction of the steel pipe so that it hits, while rotating the rotating support, while detecting the welding groove position, the laser welding means uses the data to match the rotation of the rotating support and rotates the rotating support. A laser welding method characterized by irradiating a laser beam to a welding groove position by laser welding means while performing one-dimensional control so as to move along a rotation center line of a body, and performing welding.
【請求項7】 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に移動可能
なよう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を固定する固定手段
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、 センシングディバイスによる検出結果に基づいて、直線
移動手段の作動を制御してレーザー溶接手段が溶接開始
位置に移動した後、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、溶接開先位置の
検出を行いながら、そのデータを用いて回転支持体の回
転中心線方向の移動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 steel pipe using a laser beam capable of guiding light with an optical fiber, wherein the welding apparatus is installed so as to be able to run in the steel pipe during welding, and after the skin of the steel pipe is fitted. A welding bogie that stops at the approximate abutment position, a rotary support that is integrally erected so that the laser welding means is rotatable and movable in the pipe axis direction, and a rotation center line of the rotary support is aligned with a center axis of the steel pipe. A fixing means for fixing the rotary support in the radial direction of the steel pipe so as to substantially match with the above, and a sensing for mounting the rotary support on the rotary support and detecting a welding groove position of the steel pipe when rotating the rotary support during welding work. A linear moving means for moving the laser welding means along the rotation center line of the rotating support in the steel pipe; and controlling an operation of the linear moving means based on a detection result by the sensing device. After the laser welding means has moved to the welding start position, the rotation support means is controlled to rotate the rotating support, and at the time of rotation of the rotating support, the welding groove position is detected while using the data. Control means for one-dimensionally controlling the movement of the rotary support in the direction of the rotation center line, and a laser welding apparatus.
【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.
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