技術開発

WAMSシステムは、当社の自動肉盛溶接の制御システムであり、Welding Alloysグループにて開発されています。第2世代からは、現地施工型と工場設置型に分類され、現在は第3世代まで開発が進んでいます。

Simpleシステムは、国内のニーズに合わせて開発され、レーザー計測器などの各種センサーとの連動や、PCによる複数装置の遠隔操作を可能にするなど、自社で機能を拡張し、進化させるための新たな溶接制御システムです。

WAMSをベースにした第1世代と、小型軽量化した第2世代を開発し、自動肉盛溶接に採用しています。また、非接触センサーを用いてスクリュの羽根に倣って動作するSimple-Screw、ロボット溶接システムと連動するSimple-Robotなど、機能拡張版もあります。

SPW（Smart Panel Welder）は、ボイラ火炉壁パネルの自動溶接用に国内で開発したシステムです。自動化を重視した工場設置型と、可搬性を重視した現地施工型の2種類があり、それぞれパネルの自動肉盛溶接に幅広く活用されています。
また、国産の半自動溶接機の機能を活かしているため、職人による半自動溶接への切り替えもスムーズに行えます。

ボイラ火炉におけるスクリーン管や各種ノズルなど、設備内の摩耗しやすい管の耐腐食・耐摩耗性を向上させるため、管の外面に肉盛溶接を施す装置を社内で開発し、施工に活用しています。また、溶接後の肉盛管には曲げ加工を施すことも可能です。なお、本方式の冷却方法について特許を取得済みです。

当社工場では、小ロットの新品ボイラ火炉壁パネルの製作に対応するため、隅肉溶接装置を開発しました。管の両側の隅肉を同時に溶接するため、溶接後の変形を抑えることができます。

溶接による補修施工では、対象表面が劣化・腐食していることが多く、清浄化が必要になります。清浄化にはブラスト加工や化学洗浄などの方法もありますが、手軽なグラインダやサンダーといった電動工具による研削作業が一般的です。しかし、研削作業は作業者の負担が大きく、代表的な労災リスクの一つでもあります。

当社では、設備に合わせた研削装置を開発し、作業の安全性向上に取り組んでいます。

肉盛溶接前には、表面の劣化層を除去する必要があります。しかし、ボイラパネルの管のR面では、ディスクグラインダーによる研削が困難であり、削りすぎや砥石の弾かれによる危険も伴います。

タンデム研削は、回転方向が異なる2本の砥石を左右一対で動作させることで、互いの反力を相殺し、安定した研削を可能にする特許技術です。特に、手作業が困難な管の両側面の研削におけるリスクを低減できます。また、手作業に応用することで、研削時の安定性も向上します。

竪型ミルなどの設備では、硬化肉盛溶接による再生を繰り返し行うことが可能ですが、再生を重ねることで古い硬化層が劣化することがあります。この場合、劣化した硬化肉盛層をガウジング（アークやエアを用いた溶接金属の除去作業）で除去する必要があります。当社では、肉盛溶接と同様にガウジングも自動化し、効率的に施工を行っています。また、本システムは現地施工にも対応しています。

竪型ミルの現地施工において、肉盛溶接前後のテーブルライナの形状を可視化するため、「パンチルトレーザー計測システム」を社内で開発しました。
非接触のレーザー変位計を制御することで、ローラやテーブルライナの周方向の高低差、および径方向の表面形状を計測することで、より正確な現地施工が可能となります。

竪型ミルの肉盛溶接前には、表面の凹凸を計測するためにレーザー計測システムを採用しています。従来のシステムでも計測は可能ですが、回転方向の凹凸を計測する場合は計測点の数だけ設備を周回する必要があり、大型設備ほど計測に時間がかかるという課題がありました。

本計測システムでは、機能を限定しつつ8台のレーザーヘッドを搭載することで、複数の計測点を同時に測定できるようになりました。さらに、計測時にPCを使用しないため、誰でも簡単に操作できるのも特長です。

本システムは、一直線上に照射されるレーザーを用いて、直線上の形状をワンタッチかつリアルタイムに計測できるシステムです。さまざまな製品の形状計測に活用されており、肉盛溶接による形状復元においても、新たな非接触形状計測方法として導入しています。

減肉した部品の計測は非常に困難です。特に、部品サイズが大型になると作業性が悪くなり、計測器の制限もあるため、計測が難航します。当社では、3Dカメラを採用することでこの問題を解決し、正確なデータを基に最適な肉盛溶接補修を実現しています。

株式会社キーエンスより導入した三次元測定機により、竪型ミルのローラやテーブルライナなどの大型製品の精密な形状計測が可能になりました。3D CADとの連携により、摩耗した製品の形状を計測し、設計寸法との差異を確認できます。また、製缶品のより正確な計測も可能となりました。

Boi-Runnerは、ローラー型の超音波探触子をボイラパネルに沿って走査し、管の肉厚を連続的に計測できる装置です。ローラー型の超音波探触子とリニアエンコーダを連動させることで、一直線上の厚さを測定すると同時に、計測位置を記録してデータ出力が可能です。

ボイラ水冷壁パネルでは、管の厚さが法律で定められた最小肉厚を下回らないよう、適切なメンテナンスが求められます。肉盛溶接の前に管の肉厚を確認する方法として、一般的には計測位置と間隔を定め、超音波厚さ計で一点一点計測を行います。しかし、Boi-Runnerを用いることで、計測位置の間の肉厚を確認でき、減肉部を発見しやすくなります。これにより、肉盛溶接の前に重要な箇所を確実に確認できるようになります。

肉盛溶接補修を行う場合、通常は図面を基に母材を確認しますが、途中で仕様変更や補修が行われている場合、材質が異なることがあります。当社では、可搬型成分分析計を使用することで、現場で溶接箇所の成分分析を行い、適切な溶接材料や条件を選定します。さらに、当社の蓄積されたデータを活用することで、柔軟に対応できる体制を整えています。

本ベアリング診断技術は、Parker Kittiwake（旧Holroyd Instruments Ltd.）によって開発され、国内総代理店である鉄原実業株式会社により販売されています。この音波式診断装置は、機械損耗の初期段階を検出でき、国内の製紙業界、石油・化学業界、電力業界、製鉄業界など、回転機器を多く使用する分野でのメンテナンスに活用されています。

本装置は、0.25～70,000rpmの範囲で低回転からの診断が可能であり、当社の独立駆動系システムと組み合わせることで、より精度の高い診断が可能となります。

硬化肉盛溶接においては、高い耐摩耗性を得るために、2～5%の炭素と15～30%程度のクロム（Cr）を含む高クロム鋳鉄系の溶接材料が一般的に使用されます。これらの材料は非常に割れやすいため、通常は接手溶接には使用されませんが、溶接割れを溶接範囲全体に分散させることで、溶接金属を破断させることなく溶着が可能になります。この割れをコントロールするためには、溶接時の温度管理が非常に重要です。当社では、サーモグラフィーを活用し、溶接中および余熱・後熱時の温度を視覚的に観察・記録することで、熱の影響をしっかりとコントロールしています。