JP3274335B2 - 棒鋼溶接用裏当て材 - Google Patents
棒鋼溶接用裏当て材Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋等の棒鋼の端
面と鋼板等のＴ型突き合わせ溶接に関するものであっ
て、特に棒鋼の直径がたとえば１９ｍｍ以上で５１ｍｍ
程度まである太径の場合に好適な技術を提供する。
面と鋼板等のＴ型突き合わせ溶接に関するものであっ
て、特に棒鋼の直径がたとえば１９ｍｍ以上で５１ｍｍ
程度まである太径の場合に好適な技術を提供する。
【０００２】
【従来の技術】鉄筋コンクリート構造物は近年建造物の
大型化、高層化に伴い使用する鉄筋の本数が増え、さら
に太径で長尺化する傾向にある。従来の鉄筋等の棒鋼の
Ｔ型突き合わせ溶接法は、特開平３−１６９４８６号公
報に示される能率の良いアークスタッド溶接法が用いら
れてきたが棒鋼の径が太くなるにつれ溶融金属の垂れに
よるアンダーカットや融合不良が問題となり溶接が困難
になり、特に棒鋼が横向きとなる溶接姿勢では棒鋼の直
径が２２ｍｍ程度が限界となっていた。
大型化、高層化に伴い使用する鉄筋の本数が増え、さら
に太径で長尺化する傾向にある。従来の鉄筋等の棒鋼の
Ｔ型突き合わせ溶接法は、特開平３−１６９４８６号公
報に示される能率の良いアークスタッド溶接法が用いら
れてきたが棒鋼の径が太くなるにつれ溶融金属の垂れに
よるアンダーカットや融合不良が問題となり溶接が困難
になり、特に棒鋼が横向きとなる溶接姿勢では棒鋼の直
径が２２ｍｍ程度が限界となっていた。
【０００３】したがって、太径棒鋼の溶接では図５に示
すように鋼柱１２の側面に鋼板１３を仮付け溶接１７し
ておき、さらにその上に棒鋼１０を配置して仮付け溶接
１７し、棒鋼端部と鋼柱の間の開先１４をアーク溶接で
肉盛り溶接を行っていた。しかし鋼板を仮付けした後に
棒鋼本体を溶接するため、溶接に要する作業が多くなり
能率が極めて悪いという問題があった。
すように鋼柱１２の側面に鋼板１３を仮付け溶接１７し
ておき、さらにその上に棒鋼１０を配置して仮付け溶接
１７し、棒鋼端部と鋼柱の間の開先１４をアーク溶接で
肉盛り溶接を行っていた。しかし鋼板を仮付けした後に
棒鋼本体を溶接するため、溶接に要する作業が多くなり
能率が極めて悪いという問題があった。
【０００４】一方、本発明者らはすでに棒鋼と鋼板のＴ
字突き合わせ溶接法として、棒鋼と鋼板を所定の開先空
間を設けて固定し、上部に開口を設けたセラッミックス
製の裏当て材で当該開先空間を包囲し、溶接ワイヤを当
該開口部から開先内部に挿入して開先底部から溶接を行
う自動アーク溶接法を開発している。
字突き合わせ溶接法として、棒鋼と鋼板を所定の開先空
間を設けて固定し、上部に開口を設けたセラッミックス
製の裏当て材で当該開先空間を包囲し、溶接ワイヤを当
該開口部から開先内部に挿入して開先底部から溶接を行
う自動アーク溶接法を開発している。
【０００５】アーク溶接では溶接ワイヤと被溶接物の間
にアークプラズマを発生させ、その熱を利用して溶接ワ
イヤを溶かし被溶接物の接合を行っている。このため被
溶接物と溶接ワイヤとの電気的な導通は不可欠である
が、上記溶接法においてはアークスタート位置となる開
先底部はセラミックスであるため導電性がなく、アーク
スタートを行うことができない。そこで開先底部と被溶
接物との間に導電性を与えるため、開先底部にスチール
ウールを敷き詰めてアークスタートを行っている。しか
しながらスチールウールを敷き詰める方法は手間が掛か
るため著しく溶接能率を損ない、また均一に敷き詰めら
れていない場合はアークスタートに失敗してしまうとい
う問題があった。さらに、本方法では棒鋼の固定時に棒
鋼と鋼板の間の開先空間を精度良く保つ簡便な方法がな
いため開先幅にばらつきが生じやすく溶接欠陥の原因と
なる場合があった。
にアークプラズマを発生させ、その熱を利用して溶接ワ
イヤを溶かし被溶接物の接合を行っている。このため被
溶接物と溶接ワイヤとの電気的な導通は不可欠である
が、上記溶接法においてはアークスタート位置となる開
先底部はセラミックスであるため導電性がなく、アーク
スタートを行うことができない。そこで開先底部と被溶
接物との間に導電性を与えるため、開先底部にスチール
ウールを敷き詰めてアークスタートを行っている。しか
しながらスチールウールを敷き詰める方法は手間が掛か
るため著しく溶接能率を損ない、また均一に敷き詰めら
れていない場合はアークスタートに失敗してしまうとい
う問題があった。さらに、本方法では棒鋼の固定時に棒
鋼と鋼板の間の開先空間を精度良く保つ簡便な方法がな
いため開先幅にばらつきが生じやすく溶接欠陥の原因と
なる場合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術を解決すべく、棒鋼のＴ型突き合わせ溶接にお
いてアークスタートを安定させ、さらに棒鋼固定時の開
先幅変動をなくすことによって溶接継手部を高能率で高
品質に仕上げるための裏当て材を提供することを目的と
する。
従来技術を解決すべく、棒鋼のＴ型突き合わせ溶接にお
いてアークスタートを安定させ、さらに棒鋼固定時の開
先幅変動をなくすことによって溶接継手部を高能率で高
品質に仕上げるための裏当て材を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の棒鋼溶接用裏当て材は溶接スタート位置にあた
る開先底部にコの字形状をなす金具を敷くことによって
溶接ワイヤと被溶接物となる棒鋼および鋼板との導電性
をもたせ確実なアークスタートを可能とし、さらに本金
具を利用して棒鋼と鋼板の開先幅の均一化を図ることを
特徴とする。
本発明の棒鋼溶接用裏当て材は溶接スタート位置にあた
る開先底部にコの字形状をなす金具を敷くことによって
溶接ワイヤと被溶接物となる棒鋼および鋼板との導電性
をもたせ確実なアークスタートを可能とし、さらに本金
具を利用して棒鋼と鋼板の開先幅の均一化を図ることを
特徴とする。
【０００８】すなわち本発明の要旨とするところは、棒
鋼と鋼板を所定の開先空間を設けて固定し、上部に開口
を設けた溶接終了後は除去する裏当て材で当該開先空間
を包囲し、溶接ワイヤを当該開口部から開先内部に挿入
して棒鋼と鋼板との溶接を行うための裏当て材であっ
て、前記裏当て材底部にはアークスタート用の金具が取
り付けられ、かつ、該金具がコの字形状をなし、被溶接
物の棒鋼と鋼板に挟まれることにより開先幅を一定に保
持することを特徴とする棒鋼溶接用裏当て材である。こ
こにおいて上記溶接終了後は除去する裏当て材がセラミ
ックス製であること、または銅製であって、棒鋼長手方
向の分割面で２分割できるものであることを特徴とす
る。
鋼と鋼板を所定の開先空間を設けて固定し、上部に開口
を設けた溶接終了後は除去する裏当て材で当該開先空間
を包囲し、溶接ワイヤを当該開口部から開先内部に挿入
して棒鋼と鋼板との溶接を行うための裏当て材であっ
て、前記裏当て材底部にはアークスタート用の金具が取
り付けられ、かつ、該金具がコの字形状をなし、被溶接
物の棒鋼と鋼板に挟まれることにより開先幅を一定に保
持することを特徴とする棒鋼溶接用裏当て材である。こ
こにおいて上記溶接終了後は除去する裏当て材がセラミ
ックス製であること、または銅製であって、棒鋼長手方
向の分割面で２分割できるものであることを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の棒鋼溶接用裏当て
材を図面を用いて詳しく説明する。図１に示すように裏
当て材１は棒鋼を囲むような円筒形状をしており溶接ワ
イヤ挿入のため上部に開口２を設けている。また、ビー
ド外観検査を行うため、裏当て材の材質は溶接金属と溶
着しないで溶接終了後除去可能なセラミックスもしくは
銅が好ましい。
材を図面を用いて詳しく説明する。図１に示すように裏
当て材１は棒鋼を囲むような円筒形状をしており溶接ワ
イヤ挿入のため上部に開口２を設けている。また、ビー
ド外観検査を行うため、裏当て材の材質は溶接金属と溶
着しないで溶接終了後除去可能なセラミックスもしくは
銅が好ましい。
【００１０】セラミックス製の裏当て材を用いる場合は
溶接終了後セラミックスを粉砕して除去することができ
る。裏当て材の底部には金具３を取り付けるが、これは
図２に示すようにコの字の形状をなしており、棒鋼の固
定時に棒鋼端面と鋼板のギャップを一定にし、さらに溶
接開始時に溶接ワイヤ先端と棒鋼および鋼板がこの金具
を介して電気的に導通し確実にアークスタートを行わせ
るためのものである。金具の板厚はギャップ保持の強度
を考え１．０ｍｍ以上とし、また溶接時の溶け残りを無
くすため１．５ｍｍ以下とすることが好ましい。なお図
２において１６は金具固定用の爪である。
溶接終了後セラミックスを粉砕して除去することができ
る。裏当て材の底部には金具３を取り付けるが、これは
図２に示すようにコの字の形状をなしており、棒鋼の固
定時に棒鋼端面と鋼板のギャップを一定にし、さらに溶
接開始時に溶接ワイヤ先端と棒鋼および鋼板がこの金具
を介して電気的に導通し確実にアークスタートを行わせ
るためのものである。金具の板厚はギャップ保持の強度
を考え１．０ｍｍ以上とし、また溶接時の溶け残りを無
くすため１．５ｍｍ以下とすることが好ましい。なお図
２において１６は金具固定用の爪である。
【００１１】一方、銅製裏当て材においては図３に示す
ように長手方向の分割面１５でに２分割できるようにし
ておくことによって溶接終了後容易に取り外すことがで
きる。銅製の裏当て材においてもセラミックス製の裏当
て材と同様に金具３を取り付けることによって、棒鋼の
固定時に棒鋼端面と鋼板のギャップを一定にし、さらに
溶接開始時に溶接アークが銅製裏当て材に直接触れるこ
とを防止できるため銅の損傷を防ぐことができる。
ように長手方向の分割面１５でに２分割できるようにし
ておくことによって溶接終了後容易に取り外すことがで
きる。銅製の裏当て材においてもセラミックス製の裏当
て材と同様に金具３を取り付けることによって、棒鋼の
固定時に棒鋼端面と鋼板のギャップを一定にし、さらに
溶接開始時に溶接アークが銅製裏当て材に直接触れるこ
とを防止できるため銅の損傷を防ぐことができる。
【００１２】セラミックス製の裏当て材を使うことの利
点は、溶接中にセラミックスが溶け溶融スラグとなるた
めビード表面が滑らかに仕上がることであり、銅製の裏
当て材を使うことの利点は裏当て材の繰り返し利用が可
能となるため裏当て材のコストを下げられることにあ
る。
点は、溶接中にセラミックスが溶け溶融スラグとなるた
めビード表面が滑らかに仕上がることであり、銅製の裏
当て材を使うことの利点は裏当て材の繰り返し利用が可
能となるため裏当て材のコストを下げられることにあ
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例として棒鋼溶接用の自
動溶接機を用いて直径３５ｍｍの鉄筋と板厚１９ｍｍの
ＳＳ４００材のＴ字突き合わせ溶接を行ったので説明す
る。溶接方法は炭酸ガスシールドのアーク溶接で、溶接
ワイヤには６０ｋｇｆ／ｍｍ2 用のワイヤを使用した。
図４は使用した装置の概略図で一部は断面を示してい
る。装置は溶接トーチ４および溶接トーチの棒鋼直径方
向移動５、開先幅方向移動６、トーチ引き上げ方向移動
７のための各機構（図示せず）、また棒鋼固定用のクラ
ンプ８、ワイヤ矯正機９などで成り立っている。
動溶接機を用いて直径３５ｍｍの鉄筋と板厚１９ｍｍの
ＳＳ４００材のＴ字突き合わせ溶接を行ったので説明す
る。溶接方法は炭酸ガスシールドのアーク溶接で、溶接
ワイヤには６０ｋｇｆ／ｍｍ2 用のワイヤを使用した。
図４は使用した装置の概略図で一部は断面を示してい
る。装置は溶接トーチ４および溶接トーチの棒鋼直径方
向移動５、開先幅方向移動６、トーチ引き上げ方向移動
７のための各機構（図示せず）、また棒鋼固定用のクラ
ンプ８、ワイヤ矯正機９などで成り立っている。
【００１４】図４により溶接前の準備工程について述べ
る。まず、被溶接材の棒鋼（鉄筋）１０の端部に本発明
のアークスタート金具付き裏当て材１を取り付け、裏当
て材内部の金具３で鋼板１１と鉄筋１０の開先間隔を８
ｍｍに保ちながらクランプ８で鉄筋を固定した。鉄筋固
定時は開先幅を一定とするため鉄筋１０を鋼板に押し当
て、鉄筋１０、金具３、鋼板１１が密着するようにセッ
トした。鉄筋固定時の開先間隔を測定した結果、開先間
隔の変動は±０．３ｍｍ程度であった。ただし裏当て材
１の内径は鉄筋端部への取付がスムーズに行えるように
公称鉄筋径の１割増しとし、また金具３の厚みは開先幅
保持のための強度を考慮して１．２ｍｍとした。
る。まず、被溶接材の棒鋼（鉄筋）１０の端部に本発明
のアークスタート金具付き裏当て材１を取り付け、裏当
て材内部の金具３で鋼板１１と鉄筋１０の開先間隔を８
ｍｍに保ちながらクランプ８で鉄筋を固定した。鉄筋固
定時は開先幅を一定とするため鉄筋１０を鋼板に押し当
て、鉄筋１０、金具３、鋼板１１が密着するようにセッ
トした。鉄筋固定時の開先間隔を測定した結果、開先間
隔の変動は±０．３ｍｍ程度であった。ただし裏当て材
１の内径は鉄筋端部への取付がスムーズに行えるように
公称鉄筋径の１割増しとし、また金具３の厚みは開先幅
保持のための強度を考慮して１．２ｍｍとした。
【００１５】次に溶接トーチ４を裏当て材上部の所定の
位置に配置した。このとき、溶接トーチは鋼板にぶつか
らないように所定の角度をつけるため、上述のワイヤ矯
正機９で強制的に曲げ癖をつけ溶接ワイヤ先端が開先中
央を狙えるようにした。
位置に配置した。このとき、溶接トーチは鋼板にぶつか
らないように所定の角度をつけるため、上述のワイヤ矯
正機９で強制的に曲げ癖をつけ溶接ワイヤ先端が開先中
央を狙えるようにした。
【００１６】このようにして溶接準備ができたところ
で、溶接電源から電流を流し、開先奥部からトーチ側に
かけて溶接を行った。溶接方法として本発明のアークス
タート用金具を用いた場合と用いない場合について比較
を行ったので表１にまとめた。
で、溶接電源から電流を流し、開先奥部からトーチ側に
かけて溶接を行った。溶接方法として本発明のアークス
タート用金具を用いた場合と用いない場合について比較
を行ったので表１にまとめた。
【００１７】
【表１】
【００１８】まず、セラミックス製の裏当て材において
アークスタート用金具を用いた場合は、安定したアーク
状態を保ちかつ優れたビード外観となった。また、引張
り試験においても母材破断と良好な結果となった。一方
アークスタート用金具を用いない場合は溶接開始時にア
ークが不安定となり開先底部に融合不良の欠陥が発生し
たためＨＡＺ破断となった。また、鉄筋固定時に開先幅
を均一にすることが困難となるため、溶着量にも若干の
変動がみられた。
アークスタート用金具を用いた場合は、安定したアーク
状態を保ちかつ優れたビード外観となった。また、引張
り試験においても母材破断と良好な結果となった。一方
アークスタート用金具を用いない場合は溶接開始時にア
ークが不安定となり開先底部に融合不良の欠陥が発生し
たためＨＡＺ破断となった。また、鉄筋固定時に開先幅
を均一にすることが困難となるため、溶着量にも若干の
変動がみられた。
【００１９】一方、銅製の裏当て材を用いた場合はアー
クスタート用金具の有無に関わらずアーク状態は安定
し、引張り試験では母材破断となった。しかしながら、
アークスタート用金具を用いることによって銅裏当ての
損傷を少なくすることが可能となり、裏当て材のコスト
低減に有効であることが明らかとなった。
クスタート用金具の有無に関わらずアーク状態は安定
し、引張り試験では母材破断となった。しかしながら、
アークスタート用金具を用いることによって銅裏当ての
損傷を少なくすることが可能となり、裏当て材のコスト
低減に有効であることが明らかとなった。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の棒鋼溶接用
裏当て材を用いることによって、鉄筋などの鋼棒と鋼板
のＴ字突き合わせ溶接において棒鋼固定時のギャップ変
動の低減ならびにアークスタートの安定化に成功し、高
品質、高能率で行うことができるようになった。したが
って本発明は高層建築物、海洋構造物などの鉄筋の溶接
施工において極めて有益である。
裏当て材を用いることによって、鉄筋などの鋼棒と鋼板
のＴ字突き合わせ溶接において棒鋼固定時のギャップ変
動の低減ならびにアークスタートの安定化に成功し、高
品質、高能率で行うことができるようになった。したが
って本発明は高層建築物、海洋構造物などの鉄筋の溶接
施工において極めて有益である。
【図１】本発明の棒鋼溶接用裏当て材を示す図
【図２】本発明の裏当て材のアークスタート用の金具を
示す図
示す図
【図３】本発明の棒鋼溶接用裏当て材で分割式のものを
示す図
示す図
【図４】実施例で使用した溶接装置の概略図
【図５】棒鋼のＴ字突き合わせ溶接の従来法を示す図
１ 裏当て材 ２ 開口 ３ 金具 ４ 溶接トーチ ５ 棒鋼直径方向移動 ６ 開先幅方向移動 ７ トーチ引き上げ方向移動 ８ 棒鋼固定用クランプ ９ ワイヤ矯正機 １０ 鉄筋（棒鋼） １１ 鋼板 １２ 鋼柱 １３ 鋼柱に取り付ける鋼板 １４ 開先 １５ 分割面 １６ 爪 １７ 仮付け溶接
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小畑 三四郎 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日 本製鐵株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−262353（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−37993（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193298（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 37/06 B23K 9/038
Claims (3)
- 【請求項１】 棒鋼と鋼板を所定の開先空間を設けて固
定し、上部に開口を設けた溶接終了後は除去する裏当て
材で当該開先空間を包囲し、溶接ワイヤを当該開口部か
ら開先内部に挿入して棒鋼と鋼板との溶接を行うための
裏当て材であって、前記裏当て材底部にはアークスター
ト用の金具が取り付けられ、かつ、該金具がコの字形状
をなし、被溶接物の棒鋼と鋼板に挟まれることにより開
先幅を一定に保持することを特徴とする棒鋼溶接用裏当
て材。 - 【請求項２】 溶接終了後は除去する裏当て材がセラミ
ックス製であることを特徴とする請求項１記載の棒鋼溶
接用裏当て材。 - 【請求項３】 溶接終了後は除去する裏当て材が銅製で
あって、棒鋼長手方向の分割面で２分割できるものであ
ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼溶接用裏当て
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33767295A JP3274335B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 棒鋼溶接用裏当て材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33767295A JP3274335B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 棒鋼溶接用裏当て材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09155591A JPH09155591A (ja) | 1997-06-17 |
| JP3274335B2 true JP3274335B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=18310878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33767295A Expired - Fee Related JP3274335B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 棒鋼溶接用裏当て材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3274335B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103846598B (zh) * | 2014-03-07 | 2016-03-16 | 芜湖三花自控元器件有限公司 | 一种四通阀支架点焊夹具结构 |
-
1995
- 1995-12-04 JP JP33767295A patent/JP3274335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09155591A (ja) | 1997-06-17 |
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