JP7342603B2 - Welding method - Google Patents
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Description
本発明は、建物の鉄骨柱を構成する柱部材の接合部分を溶接する溶接方法に関する。 The present invention relates to a welding method for welding joints of column members that constitute steel columns of a building.
従来、建物の鉄骨柱は、複数の鋼管等の柱部材を上下方向に溶接により接合して構築される。この鋼管の溶接作業において、溶接ロボットを利用する場合がある（例えば、特許文献１，２参照。）。特許文献１に記載の溶接システムでは、直線部と曲線部とを有したコーナユニットを用いたガイドレールを、溶接対象の角形鋼管の外周に取り付け、ガイドレールに、溶接ロボットを摺動可能に設ける。更に、特許文献２に記載の溶接方法では、建設現場において、隣接する建て入れ冶具間毎に溶接ロボットを用いて初期溶接を行い、初期溶接終了後に、建て入れ冶具を撤去して、残りの溶接を行い、溶接終了後にエレクションピースを除去する。 Conventionally, steel columns for buildings are constructed by vertically welding together column members such as a plurality of steel pipes. In this steel pipe welding work, welding robots are sometimes used (for example, see Patent Documents 1 and 2). In the welding system described in Patent Document 1, a guide rail using a corner unit having a straight portion and a curved portion is attached to the outer periphery of a square steel pipe to be welded, and a welding robot is slidably provided on the guide rail. . Furthermore, in the welding method described in Patent Document 2, at a construction site, a welding robot is used to perform initial welding between adjacent construction jigs, and after the initial welding is completed, the construction jigs are removed and the remaining welding is performed. and remove the erection piece after welding is complete.
鉄骨柱を構成する鋼管の下端部又は上端部には、複数のエレクションピースが設けられている。これらエレクションピースは、上下に接合する際の位置合わせを正確に行なうために用いられる。具体的には、上下の鋼管の複数のエレクションピースを、スプライスプレート等で挟み込んで一直線に保持することにより、上下の鋼管の位置合わせを行なう。そして、溶接ロボットは、鋼管の上端部と下端部とを溶接する。この場合、エレクションピースが取り付けられた状態では、溶接ロボットは、エレクションピースに対応する部分を溶接することができず、または良好な品質で溶接することができない。 A plurality of erection pieces are provided at the lower end or upper end of the steel pipe that constitutes the steel column. These erection pieces are used for accurate alignment when joining the upper and lower parts. Specifically, the upper and lower steel pipes are aligned by sandwiching a plurality of erection pieces of the upper and lower steel pipes with splice plates or the like and holding them in a straight line. Then, the welding robot welds the upper end and the lower end of the steel pipe. In this case, with the erection piece attached, the welding robot cannot weld the part corresponding to the erection piece, or cannot weld with good quality.
そのため、従来では、溶接ロボットは、図１１（ａ）に示す角形鋼管５１，５２の端部を溶接する場合、まず、エレクションピース５１ｅ，５２ｅが設けられていない対向する２つの角部分Ｗｃ１，Ｗｃ２を溶接し、その後、図１１（ｂ）に示すように残りの角部分Ｗｃ３，Ｗｃ４を溶接する。そして、図１１（ｃ）に示すようにすべてのエレクションピース５１ｅ，５２ｅを取り除いた後、図１１（ｄ）に示すように、対向する２つの直線部Ｗｓ１，Ｗｓ２を溶接し、図１１（ｅ）に示すように、残りの対向する２つの直線部Ｗｓ３，Ｗｓ４を溶接する。 Therefore, conventionally, when welding the ends of the square steel pipes 51 and 52 shown in FIG. Then, as shown in FIG. 11(b), the remaining corner portions Wc3 and Wc4 are welded. Then, as shown in FIG. 11(c), after removing all the erection pieces 51e and 52e, as shown in FIG. 11(d), the two opposing straight parts Ws1 and Ws2 are welded, and as shown in FIG. ), the remaining two opposing straight parts Ws3 and Ws4 are welded.
上述したように、溶接ロボットで鋼管を溶接する場合、エレクションピースが障害となるため、先行して行なうエレクションピースを設置した状態の溶接と、その後に行なうエレクションピースを除去した状態の溶接とを分けて行なう必要がある。このために発生する溶接継ぎ部の処理は難しく、手間が掛かっていた。 As mentioned above, when welding steel pipes with a welding robot, the erection piece becomes an obstacle, so it is necessary to separate the welding with the erection piece in place, which is carried out first, and the welding with the erection piece removed, which is carried out afterwards. It is necessary to do so. For this reason, processing of the welded joints that occur is difficult and time-consuming.
上記課題を解決する溶接方法は、複数のエレクションピースを備え上下に配置された２つの柱部材の端部を、前記柱部材に取り付けた溶接ロボットを用いて溶接する溶接方法であって、前記エレクションピースを用いて、上方の前記柱部材を、下方の前記柱部材に対して位置合わせを行なって固定する第１工程と、隣接するエレクションピース間の領域であって、前記柱部材の中心軸に対して対向する第１溶接領域及び第２溶接領域を溶接する第２工程と、前記第１溶接領域と前記第２溶接領域とに挟まれた第３溶接領域及び第４溶接領域のうち少なくとも前記第３溶接領域に配置された前記エレクションピースを取り除く第３工程と、前記第３溶接領域を、前記第１溶接領域及び前記第２溶接領域に渡るように溶接する第４工程とを備える。 A welding method for solving the above problem is a welding method in which the ends of two column members having a plurality of erection pieces and arranged one above the other are welded using a welding robot attached to the column members, A first step of aligning and fixing the upper column member to the lower column member using a piece; and a step of aligning and fixing the upper column member to the lower column member; and a second step of welding a first welding region and a second welding region facing each other; and at least one of a third welding region and a fourth welding region sandwiched between the first welding region and the second welding region. The method includes a third step of removing the erection piece placed in the third welding region, and a fourth step of welding the third welding region across the first welding region and the second welding region.
本発明によれば、柱部材の溶接継ぎ部の箇所数を抑制して、溶接の作業効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the number of welded joints of a column member and improve welding efficiency.
（第１実施形態）
以下、図１～図５を用いて、溶接方法を具体化した第１実施形態を説明する。本実施形態では、同じ１本の柱を構成するために、複数の角形鋼管を上下方向に接合する際の溶接方法について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the welding method will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. In this embodiment, a welding method for joining a plurality of rectangular steel pipes in the vertical direction to form one column will be described.
図１は、角形鋼管１１の上に配置した角形鋼管１２にガイドレール３０及び溶接ロボット４０を設置した斜視図であり、図２はその平面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態では、溶接対象の角形鋼管１１，１２は、同じ形状を有し、例えば、３階分の長さを有する。これら角形鋼管１１，１２は、１／４円の円弧形状の四つ角を有する環状の鋼管（断面四角形状）である。角形鋼管１１，１２の上端部及び下端部の各辺の中央部には、上下方向の端部にエレクションピース１１ｅ，１２ｅが設けられている。エレクションピース１１ｅ，１２ｅには、複数の貫通孔が列に並んで形成される。上下の角形鋼管１１，１２のエレクションピース１１ｅ，１２ｅ同士は、２枚のスプライスプレート２０で挟み込まれて、直線状に整合する。そして、エレクションピース１１ｅ，１２ｅは、スプライスプレート２０の貫通孔に挿通されたボルトと、これに螺合するナットとで固定される。これにより、上下の角形鋼管１１，１２が一直線に整合する。
FIG. 1 is a perspective view showing a guide rail 30 and a welding robot 40 installed on a square steel pipe 12 placed on a square steel pipe 11, and FIG. 2 is a plan view thereof.
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the square steel pipes 11 and 12 to be welded have the same shape, and have a length of, for example, three floors. These square steel pipes 11 and 12 are annular steel pipes (square cross section) having four arc-shaped corners of a quarter circle. In the center of each side of the upper and lower ends of the square steel pipes 11 and 12, erection pieces 11e and 12e are provided at the ends in the vertical direction. A plurality of through holes are formed in rows in the erection pieces 11e and 12e. The erection pieces 11e and 12e of the upper and lower square steel pipes 11 and 12 are sandwiched between two splice plates 20 and aligned linearly. The erection pieces 11e and 12e are fixed with bolts inserted into the through holes of the splice plate 20 and nuts screwed into the bolts. As a result, the upper and lower square steel pipes 11 and 12 are aligned in a straight line.
（ガイドレール及び溶接ロボットの構成）
上の角形鋼管１２において、下端部の近傍には、ガイドレール３０が取り付けられる。このガイドレール３０は、溶接対象である角形鋼管１１，１２の外周を囲う環形状を有している。具体的には、ガイドレール３０は、角形鋼管１１，１２の各角に対応する４つのコーナユニット３１を備えている。各コーナユニット３１は、角形鋼管１１，１２の角に対応する１／４円の円弧形状の曲線部と、この曲線部の両端部にそれぞれ接続する２つの直線部とを有している。ここで、角形鋼管１１，１２のサイズが大きい場合には、各コーナユニット３１の間に直線状のレールを増設して、角形鋼管１１，１２のサイズに合わせたガイドレール３０とすることもできる。更に、ガイドレール３０は、上方の角形鋼管１２の外周に離間して配置される複数の取付部３５を備える。この取付部３５は、ボルトを締め付けることによりボルトの先端を角形鋼管１２の外周面に押し付けて、ガイドレール３０を角形鋼管１２の外周に固定する。
(Configuration of guide rail and welding robot)
A guide rail 30 is attached near the lower end of the upper square steel pipe 12. This guide rail 30 has an annular shape surrounding the outer periphery of the square steel pipes 11 and 12 to be welded. Specifically, the guide rail 30 includes four corner units 31 corresponding to each corner of the square steel pipes 11 and 12. Each corner unit 31 has a quarter-circle arc-shaped curved portion corresponding to the corners of the square steel pipes 11 and 12, and two straight portions connected to both ends of this curved portion, respectively. Here, if the size of the square steel pipes 11 and 12 is large, a straight rail may be added between each corner unit 31 to form a guide rail 30 that matches the size of the square steel pipes 11 and 12. . Furthermore, the guide rail 30 includes a plurality of attachment parts 35 arranged at a distance from each other on the outer periphery of the upper square steel pipe 12. The mounting portion 35 fixes the guide rail 30 to the outer circumference of the square steel pipe 12 by tightening the bolt and pressing the tip of the bolt against the outer circumference of the square steel pipe 12 .
溶接ロボット４０は、摺動可能にガイドレール３０に取り付けられる。本実施形態では、ガイドレール３０に２つの溶接ロボット４０を取り付ける。また、溶接ロボット４０としては、例えば、ＭＨＩソリューションテクノロジーズ株式会社の「多層盛溶接ロボット石松」を用いる。 Welding robot 40 is slidably attached to guide rail 30. In this embodiment, two welding robots 40 are attached to the guide rail 30. Further, as the welding robot 40, for example, "Multilayer welding robot Ishimatsu" manufactured by MHI Solution Technologies Co., Ltd. is used.
溶接ロボット４０は、台車４１、制御ケーブル４２、コンジットケーブル４４及び溶接トーチ４５を備えている。台車４１は、ガイドレール３０に取り付けられる。台車４１は、制御ケーブル４２を介して、制御装置（図示せず）からの制御信号に応じた速度でガイドレール３０を摺動する。コンジットケーブル４４内には、溶接ワイヤが貫通されており、送出される溶接ワイヤを溶接トーチ４５に供給している。溶接トーチ４５は、先端が、ガイドレール３０の下方に位置する溶接部分に対向するように配置されており、溶接部分において溶接ワイヤを用いて溶接を行なう。 The welding robot 40 includes a cart 41, a control cable 42, a conduit cable 44, and a welding torch 45. The trolley 41 is attached to the guide rail 30. The trolley 41 slides on the guide rail 30 at a speed according to a control signal from a control device (not shown) via a control cable 42 . A welding wire passes through the conduit cable 44 and supplies the welding wire to the welding torch 45 . The welding torch 45 is disposed such that its tip faces the welding portion located below the guide rail 30, and welds the welding portion using a welding wire.
（溶接方法）
次に、図３を用いて、本実施形態の溶接方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、角形鋼管１１の上に、角形鋼管１２を配置して固定する（第１工程）。具体的には、角形鋼管１１，１２のエレクションピース１１ｅ，１２ｅ同士を、一直線に整合させて、スプライスプレート２０で挟み込み、ボルトとナットで固定する。
(Welding method)
Next, the welding method of this embodiment will be explained using FIG. 3.
First, as shown in FIG. 3(a), the square steel pipe 12 is arranged and fixed on the square steel pipe 11 (first step). Specifically, the erection pieces 11e and 12e of the square steel pipes 11 and 12 are aligned in a straight line, sandwiched between splice plates 20, and fixed with bolts and nuts.
次に、各溶接ロボット４０を用いて、角形鋼管１１，１２の溶接対象領域の第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２をそれぞれ溶接する（第２工程）。第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２は、角領域をそれぞれ含み、角形鋼管１１，１２の中心軸Ｃ１に対して対称となる対向する領域である。そして、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２は、溶接対象領域（全周）において、隣接するエレクションピース１１ｅ，１２ｅの間に位置する。本実施形態では、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２として、エレクションピース１１ｅ，１２ｅが配置された状態で、溶接ロボット４０により（通常の溶接操作で）溶接可能な最大範囲を設定する。 Next, each welding robot 40 is used to weld the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 of the welding target areas of the square steel pipes 11 and 12, respectively (second step). The first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 each include a corner area and are opposing areas that are symmetrical with respect to the central axis C1 of the square steel pipes 11 and 12. The first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 are located between adjacent erection pieces 11e and 12e in the welding target area (entire circumference). In this embodiment, the maximum range that can be welded by the welding robot 40 (in a normal welding operation) is set as the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 in a state where the erection pieces 11e and 12e are arranged.
次に、図３（ｂ）に示すように、エレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除く（第３工程）。具体的には、ボルト、ナット及びスプライスプレート２０をエレクションピース１１ｅ，１２ｅから取り外す。そして、ガス切断等により、エレクションピース１１ｅ，１２ｅを角形鋼管１１，１２から切断する。この場合、角形鋼管１１，１２は、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２の溶接部分で接合されている。このため、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２に含まれる各角を結ぶＸ－Ｘ軸が弱軸になる。 Next, as shown in FIG. 3(b), the erection pieces 11e and 12e are removed (third step). Specifically, the bolts, nuts, and splice plate 20 are removed from the erection pieces 11e and 12e. Then, the erection pieces 11e and 12e are cut from the square steel pipes 11 and 12 by gas cutting or the like. In this case, the square steel pipes 11 and 12 are joined at the welded portions of the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2. Therefore, the XX axis connecting the corners included in the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 becomes a weak axis.
そして、図３（ｃ）に示すように、各溶接ロボット４０を用いて、第３溶接領域Ｗａ３及び第４溶接領域Ｗａ４をそれぞれ溶接する（第４工程）。第３溶接領域Ｗａ３及び第４溶接領域Ｗａ４は、それぞれ角を含み、対向する未溶接の部分であって、それぞれ第１溶接領域Ｗａ１から第２溶接領域Ｗａ２の隣接範囲である。
以上により、下方の角形鋼管１１の上端部と上方の角形鋼管１２の下端部の全周が溶接により接合されて、上下の角形鋼管１１，１２が一体化される。
Then, as shown in FIG. 3C, each welding robot 40 is used to weld the third welding area Wa3 and the fourth welding area Wa4 (fourth step). The third welding area Wa3 and the fourth welding area Wa4 each include a corner, are opposing unwelded parts, and are adjacent ranges from the first welding area Wa1 to the second welding area Wa2, respectively.
As described above, the entire circumferences of the upper end of the lower square steel pipe 11 and the lower end of the upper square steel pipe 12 are joined by welding, and the upper and lower square steel pipes 11 and 12 are integrated.
（溶接方法の妥当性の評価処理）
次に、図４及び図５を用いて、溶接方法の妥当性の評価処理について説明する。ここでは、図３に示す溶接方法の妥当性の評価を行なう。なお、図３に示す溶接方法の妥当性を確認できない場合には、後述する第２又は第３実施形態の溶接方法を使用する。
(Evaluation process of validity of welding method)
Next, a process for evaluating the validity of a welding method will be described using FIGS. 4 and 5. Here, the validity of the welding method shown in FIG. 3 will be evaluated. Note that if the validity of the welding method shown in FIG. 3 cannot be confirmed, the welding method of the second or third embodiment described later is used.
図４は、溶接方法の妥当性の評価処理の処理手順の流れ図であり、図５は、算出する水平力ＰやモーメントＭを説明するための柱梁架構の構造の説明図である。図５に示すように、下の角形鋼管１１は、梁１５を介して他の柱部材１３に固定されている。また、この図では、角形鋼管１１の上方に溶接される角形鋼管１２は、溶接前である。このため、角形鋼管１１，１２は、エレクションピース１１ｅ，１２ｅを介して固定されている。 FIG. 4 is a flowchart of the processing procedure for evaluating the validity of the welding method, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the structure of the column-beam frame for explaining the horizontal force P and moment M to be calculated. As shown in FIG. 5, the lower square steel pipe 11 is fixed to another column member 13 via a beam 15. Moreover, in this figure, the square steel pipe 12 to be welded above the square steel pipe 11 is before welding. For this reason, the square steel pipes 11 and 12 are fixed via erection pieces 11e and 12e.
図４に示すように、まず、仮設時に溶接部に作用する水平力Ｐを算出する（ステップＳ１－１）。具体的には、図５に示す水平力Ｐとして、水平震度ｋと、柱組立材（シャフト）である角形鋼管１２の重量Ｗとの積を算出する。ここでは、水平震度ｋとしては、例えば「０．２」を用いる。 As shown in FIG. 4, first, the horizontal force P acting on the welded portion during temporary construction is calculated (step S1-1). Specifically, as the horizontal force P shown in FIG. 5, the product of the horizontal seismic intensity k and the weight W of the square steel pipe 12, which is the column assembly material (shaft), is calculated. Here, for example, "0.2" is used as the horizontal seismic intensity k.
次に、仮設時に溶接部に作用するモーメントＭを算出する（ステップＳ１－２）。具体的には、図５に示す柱継手（溶接部）から柱組立材（シャフト）である角形鋼管１２の重心までの距離Ｌと、水平力Ｐとの積を、モーメントＭとして算出する。 Next, the moment M acting on the welded portion during temporary construction is calculated (step S1-2). Specifically, the moment M is calculated as the product of the distance L from the column joint (welded part) shown in FIG. 5 to the center of gravity of the square steel pipe 12, which is the column assembly material (shaft), and the horizontal force P.
次に、溶接部に作用する曲げ応力σ及びせん断応力τを算出する（ステップＳ１－３）。具体的には、曲げ応力σとして、モーメントＭを溶接部の弱軸回りの断面係数Ｚで除算した値と、角形鋼管１２の重量Ｗを溶接部の合計断面積Ａで除算した値との和を算出する。また、せん断応力τとして、水平力Ｐを溶接部の合計断面積Ａで除算した値を算出する。ここで、本実施形態では、溶接部の弱軸回りの断面係数Ｚは、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２を溶接した場合の溶接部の弱軸（Ｘ－Ｘ軸）回りの断面係数であり、溶接部の合計断面積Ａは、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２を溶接した場合の溶接部（第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２）の合計断面積である。 Next, the bending stress σ and shear stress τ acting on the weld are calculated (step S1-3). Specifically, the bending stress σ is the sum of the moment M divided by the section modulus Z around the weak axis of the weld and the weight W of the square steel pipe 12 divided by the total cross-sectional area A of the weld. Calculate. Moreover, the value obtained by dividing the horizontal force P by the total cross-sectional area A of the welded portion is calculated as the shear stress τ. Here, in this embodiment, the section modulus Z around the weak axis of the weld is the cross section around the weak axis (XX axis) of the weld when the first weld area Wa1 and the second weld area Wa2 are welded. is a coefficient, and the total cross-sectional area A of the welded part is the total cross-sectional area of the welded part (first welded area Wa1 and second welded area Wa2) when the first welded area Wa1 and the second welded area Wa2 are welded. .
そして、妥当性を判定する（ステップＳ１－４）。具体的には、算出した曲げ応力σが、溶接部の降伏応力度σｙ以下であり、かつせん断応力τが、溶接部の降伏せん断応力度τｙ以下の場合には、妥当と判定する。ここで、溶接部の降伏応力度σｙ及び溶接部の降伏せん断応力度τｙは、慣用的に母材の降伏応力度及び母材の降伏せん断応力度を使用する。ここで、母材とは、角形鋼管１１，１２の材料である。
そして、妥当と判定した場合には、上述した本実施形態の溶接方法を用いて、角形鋼管１１の上端部と角形鋼管１２の下端部を溶接する。
Then, validity is determined (step S1-4). Specifically, if the calculated bending stress σ is less than or equal to the yield stress degree σy of the welded portion, and the shear stress τ is less than or equal to the yield shear stress degree τy of the welded portion, it is determined to be appropriate. Here, as the yield stress σy of the weld and the yield shear stress τy of the weld, the yield stress of the base material and the yield shear stress of the base metal are conventionally used. Here, the base material is the material of the square steel pipes 11 and 12.
If it is determined to be appropriate, the upper end of the square steel pipe 11 and the lower end of the square steel pipe 12 are welded using the welding method of the present embodiment described above.
（作用）
対向する位置の第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）を溶接した後、全てのエレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除く。そして、第１溶接領域Ｗａ１と第２溶接領域Ｗａ２との間となる第３及び第４溶接領域（Ｗａ３，Ｗａ４）を溶接する。これにより、角形鋼管１２を、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）の溶接部分で保持させるので、第３及び第４溶接領域（Ｗａ３，Ｗａ４）を、ガイドレール３０から溶接ロボット４０を取り外すことなく連続的に溶接できる。更に、第３及び第４溶接領域（Ｗａ３，Ｗａ４）の溶接時に、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）の両端だけが溶接継ぎ部になる。
(effect)
After welding the first and second welding areas (Wa1, Wa2) at opposing positions, all the erection pieces 11e, 12e are removed. Then, third and fourth welding areas (Wa3, Wa4) between the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 are welded. As a result, the square steel pipe 12 is held at the welded portions of the first and second welding areas (Wa1, Wa2), so that the welding robot 40 is moved from the guide rail 30 to the third and fourth welding areas (Wa3, Wa4). Can be welded continuously without removal. Furthermore, when welding the third and fourth welding areas (Wa3, Wa4), only both ends of the first and second welding areas (Wa1, Wa2) become welded joints.
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１－１）本実施形態では、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２を溶接した後、全てのエレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除き、第１溶接領域Ｗａ１と第２溶接領域Ｗａ２とを繋ぐ第３溶接領域Ｗａ３及び第４溶接領域Ｗａ４を溶接する。これにより、エレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り外して溶接するので、溶接ロボット４０は、エレクションピース１１ｅ，１２ｅがあった溶接領域に自由に近づいて溶接することができる。また、エレクションピース１１ｅ，１２ｅがある場合には溶接トーチ４５を左右に振るなどの操作が必要であったが、このような操作をしなくともエレクションピース１１ｅ，１２ｅがあった溶接領域を自由に溶接できるため、角形鋼管１１，１２の溶接部分の全線（全周）に渡って高い品質を確保できる。また、溶接継ぎ部を少なくすることができ、第３及び第４溶接領域（Ｗａ３，Ｗａ４）を連続して溶接できるので、作業効率を向上できる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1-1) In this embodiment, after welding the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2, all the erection pieces 11e and 12e are removed and the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 are connected. The third welding area Wa3 and the fourth welding area Wa4 are welded. Thereby, the erection pieces 11e and 12e are removed and welded, so the welding robot 40 can freely approach the welding area where the erection pieces 11e and 12e were and weld. Additionally, when there are erection pieces 11e and 12e, operations such as swinging the welding torch 45 from side to side were required, but the welding area where the erection pieces 11e and 12e were located can be freely moved without such operations. Since welding is possible, high quality can be ensured over the entire line (entire circumference) of the welded portion of the square steel pipes 11 and 12. Furthermore, the number of welded joints can be reduced and the third and fourth welding areas (Wa3, Wa4) can be continuously welded, so that work efficiency can be improved.
（１－２）本実施形態では、対向する位置にある第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）を溶接した後、対向する位置にある第３及び第４溶接領域（Ｗａ３，Ｗａ４）を溶接する。対向する位置にある溶接領域をほぼ同時に溶接するので、溶接により角形鋼管の端部材料が縮んだ場合にも、均等化して、角形鋼管１１，１２の傾きを抑制できる。 (1-2) In this embodiment, after welding the first and second welding areas (Wa1, Wa2) located at opposing positions, we weld the third and fourth welding areas (Wa3, Wa4) located at opposing positions. Weld. Since the welding areas located at opposing positions are welded almost simultaneously, even if the end material of the square steel pipes shrinks due to welding, it can be equalized and the inclination of the square steel pipes 11 and 12 can be suppressed.
（１－３）本実施形態では、２つの溶接ロボット４０により、第３及び第４溶接領域（Ｗａ３，Ｗａ４）をそれぞれ溶接する。これにより、対象位置でのバランスを維持して、効率的な溶接を実現することができる。 (1-3) In this embodiment, the two welding robots 40 weld the third and fourth welding areas (Wa3, Wa4), respectively. This makes it possible to maintain balance at the target position and achieve efficient welding.
（第２実施形態）
次に、図６を用いて、溶接方法を具体化した第２実施形態を説明する。本実施形態は、上記実施形態と溶接方法が異なるのみであり、角形鋼管１１，１２や溶接ロボット４０等については同じである。また、以下の実施形態においては、上述した実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment embodying a welding method will be described using FIG. 6. This embodiment differs from the above embodiments only in the welding method, and the square steel pipes 11 and 12, the welding robot 40, etc. are the same. Furthermore, in the following embodiments, parts similar to those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
本実施形態の溶接方法は、例えば、第１実施形態の溶接方法では妥当と判断できなかった場合等に用いる。
まず、図６（ａ）に示すように、上記実施形態と同様に、角形鋼管１１の上に、角形鋼管１２を配置して固定する（第１工程）。そして、上記実施形態と同様に、各溶接ロボット４０が、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２をそれぞれ溶接する（第２工程）。
The welding method of this embodiment is used, for example, when the welding method of the first embodiment is not judged to be appropriate.
First, as shown in FIG. 6(a), the square steel pipe 12 is arranged and fixed on the square steel pipe 11, similarly to the above embodiment (first step). Then, similarly to the above embodiment, each welding robot 40 welds the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2 (second step).
次に、図６（ｂ）に示すように、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２の間にある離間した２つの未溶接の溶接領域のうち、一方の溶接領域（第３溶接領域Ｗａ３）にあるエレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除く（第３工程）。なお、この場合、図中のＸ－Ｘ線が弱軸になる。 Next, as shown in FIG. 6(b), one welding area (third welding area Wa3) of two unwelded welding areas spaced apart between the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2. ) are removed (third step). Note that in this case, the line XX in the figure becomes the weak axis.
そして、図６（ｃ）に示すように、１つの（第１の）溶接ロボット４０が、第３溶接領域Ｗａ３を溶接する。この場合、本実施形態では、第３溶接領域Ｗａ３における中心軸側部分Ｗｆ３を溶接する初期溶接を実行する（第４工程）。中心軸側部分Ｗｆ３は、第３溶接領域Ｗａ３における中心軸Ｃ１側（溶接ロボット４０の反対側）の数層を溶接した部分であって、第１溶接領域Ｗａ１から第２溶接領域Ｗａ２までに渡る範囲である。この中心軸側部分Ｗｆ３は、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）と合計した溶接部の合計断面積ＡがステップＳ１－４において妥当と判定できる面積になる部分である。 Then, as shown in FIG. 6(c), one (first) welding robot 40 welds the third welding area Wa3. In this case, in the present embodiment, initial welding is performed to weld the central axis side portion Wf3 in the third welding area Wa3 (fourth step). The central axis side portion Wf3 is a portion where several layers on the central axis C1 side (opposite side of the welding robot 40) in the third welding area Wa3 are welded, and extends from the first welding area Wa1 to the second welding area Wa2. range. This central axis side portion Wf3 is a portion where the total cross-sectional area A of the welded portion, which is the sum of the first and second welding areas (Wa1, Wa2), is an area that can be determined to be appropriate in step S1-4.
そして、図６（ｄ）に示すように、中心軸側部分Ｗｆ３の溶接が完了後、残りのエレクションピース１１ｅ，１２ｅを角形鋼管１１，１２から取り除く（第５工程）。なお、この場合、図中のＹ－Ｙ線が弱軸になる。 Then, as shown in FIG. 6(d), after welding of the central axis side portion Wf3 is completed, the remaining erection pieces 11e and 12e are removed from the square steel pipes 11 and 12 (fifth step). In this case, the YY line in the figure becomes the weak axis.
次に、図６（ｅ）に示すように、第１の溶接ロボット４０を用いて、残りの第３溶接領域Ｗａ３の溶接を行なう。また、もう１つの（第２の）溶接ロボット４０を用いて、第４溶接領域Ｗａ４を溶接する（第６工程）。ここで、第４溶接領域Ｗａ４は、第３溶接領域Ｗａ３と対向する位置に配置された未溶接領域であって、第１溶接領域Ｗａ１から第２溶接領域Ｗａ２まで渡る範囲である。
以上により、下方の角形鋼管１１の上端部と上方の角形鋼管１２の下端部の全周が溶接により接合されて、上下の角形鋼管１１，１２が一体化される。
Next, as shown in FIG. 6(e), the remaining third welding area Wa3 is welded using the first welding robot 40. Furthermore, another (second) welding robot 40 is used to weld the fourth welding area Wa4 (sixth step). Here, the fourth welding area Wa4 is an unwelded area located at a position facing the third welding area Wa3, and is a range extending from the first welding area Wa1 to the second welding area Wa2.
As described above, the entire circumferences of the upper end of the lower square steel pipe 11 and the lower end of the upper square steel pipe 12 are joined by welding, and the upper and lower square steel pipes 11 and 12 are integrated.
（作用）
第３溶接領域Ｗａ３にあるエレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除き、第３溶接領域Ｗａ３の中心軸側部分Ｗｆ３を初期溶接する。この初期溶接時には、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）において溶接した部分と、２つのエレクションピース１１ｅ，１２ｅとによって角形鋼管１２を保持できる。更に、中心軸側部分Ｗｆ３の初期溶接の終了後、エレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除き、第４溶接領域Ｗａ４を溶接する。この溶接時には、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）と第３溶接領域Ｗａ３の中心軸側部分Ｗｆ３とで、角形鋼管１２を保持できる。
(effect)
The erection pieces 11e and 12e in the third welding area Wa3 are removed, and the central axis side portion Wf3 of the third welding area Wa3 is initially welded. During this initial welding, the square steel pipe 12 can be held by the welded portions in the first and second welding areas (Wa1, Wa2) and the two erection pieces 11e, 12e. Furthermore, after the initial welding of the central axis side portion Wf3 is completed, the erection pieces 11e and 12e are removed and the fourth welding area Wa4 is welded. During this welding, the square steel pipe 12 can be held by the first and second welding areas (Wa1, Wa2) and the central axis side portion Wf3 of the third welding area Wa3.
本実施形態によれば、上記（１－２）と同様な効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（２－１）本実施形態では、第３溶接領域Ｗａ３の初期溶接においては、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）において溶接した部分と、２つのエレクションピース１１ｅ，１２ｅとによって角形鋼管１２を保持する。更に、第４溶接領域Ｗａ４の溶接時には、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）と第３溶接領域Ｗａ３の中心軸側部分Ｗｆ３とで、角形鋼管１２を保持できる。これにより、安全性を確保して、溶接継ぎ部の発生を抑制して溶接部分の品質を確保し、連続して効率的に溶接することができる。
According to this embodiment, in addition to the effects similar to (1-2) above, the following effects can be obtained.
(2-1) In the present embodiment, in the initial welding of the third welding area Wa3, the parts welded in the first and second welding areas (Wa1, Wa2) and the two erection pieces 11e, 12e form a rectangular steel pipe. Hold 12. Furthermore, when welding the fourth welding area Wa4, the square steel pipe 12 can be held by the first and second welding areas (Wa1, Wa2) and the central axis side portion Wf3 of the third welding area Wa3. Thereby, it is possible to ensure safety, suppress the occurrence of welded joints, ensure the quality of the welded portion, and perform continuous and efficient welding.
（２－２）本実施形態では、第１の溶接ロボット４０が第３溶接領域Ｗａ３を溶接する。そして、第３溶接領域Ｗａ３の中心軸側部分Ｗｆ３の初期溶接が終了した後、第２の溶接ロボット４０が第４溶接領域Ｗａ４を溶接する。これにより、第４溶接領域Ｗａ４を溶接する第２の溶接ロボット４０が待機する時間を短くして、角形鋼管１１，１２の全周を、短時間で溶接することができる。 (2-2) In this embodiment, the first welding robot 40 welds the third welding area Wa3. After the initial welding of the central axis side portion Wf3 of the third welding area Wa3 is completed, the second welding robot 40 welds the fourth welding area Wa4. Thereby, the waiting time of the second welding robot 40 that welds the fourth welding area Wa4 can be shortened, and the entire circumferences of the square steel pipes 11 and 12 can be welded in a short time.
（第３実施形態）
次に、図７を用いて、溶接方法を具体化した第３実施形態を説明する。本実施形態は、上記実施形態の角形鋼管１１，１２とは、エレクションピースを設けた位置のみが異なる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment that embodies a welding method will be described using FIG. 7. This embodiment differs from the square steel pipes 11 and 12 of the above embodiments only in the position where the erection pieces are provided.
図７に示すように、本実施形態の角形鋼管２１，２２には、エレクションピース２１ｅ，２２ｅが、中央よりも対向する２つの角に寄った位置に設けられる。
本実施形態では、エレクションピース２１ｅ，２２ｅが設けられた状態で、ステップＳ１－４において妥当と判定できるようなエレクションピース２１ｅ，２２ｅの位置を特定する。例えば、第１溶接領域Ｗｂ１及び第２溶接領域Ｗｂ２の合計断面積Ａによるせん断応力τが、溶接部の降伏せん断応力度τｙ以下等となるように、エレクションピース２１ｅ，２２ｅの位置を特定する。ここで、第１溶接領域Ｗｂ１及び第２溶接領域Ｗｂ２は、上記第１溶接領域Ｗｂ１及び第２溶接領域Ｗｂ２と同様に、角をそれぞれ含み、角形鋼管２１，２２の中心軸Ｃ１に対して対称となる対向する位置に設けられ、隣接するエレクションピース１１ｅ，１２ｅの間に位置する溶接ロボット４０が（通常の溶接操作で）溶接できる最大範囲の領域である。
As shown in FIG. 7, in the square steel pipes 21 and 22 of this embodiment, erection pieces 21e and 22e are provided at positions closer to two opposing corners than the center.
In this embodiment, with the erection pieces 21e and 22e provided, the positions of the erection pieces 21e and 22e that can be determined to be appropriate in step S1-4 are specified. For example, the positions of the erection pieces 21e and 22e are specified so that the shear stress τ due to the total cross-sectional area A of the first welding region Wb1 and the second welding region Wb2 is equal to or less than the yield shear stress degree τy of the welded portion. Here, the first welding area Wb1 and the second welding area Wb2 each include a corner, similarly to the first welding area Wb1 and the second welding area Wb2, and are symmetrical with respect to the central axis C1 of the square steel pipes 21 and 22. This is the maximum area that can be welded (in a normal welding operation) by the welding robot 40 located between the adjacent erection pieces 11e and 12e.
そして、本実施形態においては、上記第１実施形態と同様に溶接する。
ここでは、図７（ａ）に示すように、下方の角形鋼管２１の上に、角形鋼管２２を配置して固定する（第１工程）。具体的には、角形鋼管２１，２２のエレクションピース２１ｅ，２２ｅ同士を、一直線に整合させて、スプライスプレート２０で挟み込み、ボルトとナットで固定する。
In this embodiment, welding is performed in the same manner as in the first embodiment.
Here, as shown in FIG. 7(a), the square steel pipe 22 is arranged and fixed on the lower square steel pipe 21 (first step). Specifically, the erection pieces 21e and 22e of the square steel pipes 21 and 22 are aligned in a straight line, sandwiched between the splice plates 20, and fixed with bolts and nuts.
次に、各溶接ロボット４０が、第１溶接領域Ｗｂ１及び第２溶接領域Ｗｂ２をそれぞれ溶接する（第２工程）。この場合、第１溶接領域Ｗｂ１及び第２溶接領域Ｗｂ２として、エレクションピース２１ｅ，２２ｅが上記第１実施形態よりも離間しているため、連続した広い溶接領域を確保できる。 Next, each welding robot 40 welds the first welding area Wb1 and the second welding area Wb2, respectively (second step). In this case, since the erection pieces 21e and 22e are spaced apart from each other as the first welding region Wb1 and the second welding region Wb2 than in the first embodiment, a continuous wide welding region can be secured.
次に、図７（ｂ）に示すように、エレクションピース２１ｅ，２２ｅを取り除く（第３工程）。この場合、第１溶接領域Ｗｂ１及び第２溶接領域Ｗｂ２の溶接部分で、角形鋼管２１，２２が接合される。 Next, as shown in FIG. 7(b), the erection pieces 21e and 22e are removed (third step). In this case, the square steel pipes 21 and 22 are joined at the welded portions of the first welding area Wb1 and the second welding area Wb2.
そして、図７（ｃ）に示すように、各溶接ロボット４０が、第３溶接領域Ｗｂ３及び第４溶接領域Ｗｂ４をそれぞれ溶接する（第４工程）。これら第３溶接領域Ｗｂ３及び第４溶接領域Ｗｂ４は、それぞれ角を含み、対向する未溶接の部分であって、それぞれ第１溶接領域Ｗｂ１から第２溶接領域Ｗｂ２までの範囲である。
以上により、下方の角形鋼管１１の上端部と上方の角形鋼管１２の下端部の全周が溶接により接合されて、上下の角形鋼管１１，１２が一体化される。
Then, as shown in FIG. 7C, each welding robot 40 welds the third welding area Wb3 and the fourth welding area Wb4, respectively (fourth step). These third welding area Wb3 and fourth welding area Wb4 each include a corner, are opposing unwelded portions, and are each a range from the first welding area Wb1 to the second welding area Wb2.
As described above, the entire circumferences of the upper end of the lower square steel pipe 11 and the lower end of the upper square steel pipe 12 are joined by welding, and the upper and lower square steel pipes 11 and 12 are integrated.
（作用）
エレクションピース２１ｅ，２２ｅの位置をずらすので、第３及び第４溶接領域（Ｗｂ３，Ｗｂ４）の溶接時には、広い面積の第１及び第２溶接領域（Ｗｂ１，Ｗｂ２）に形成した溶接部分で角形鋼管１２を保持できる。
(effect)
Since the positions of the erection pieces 21e and 22e are shifted, when welding the third and fourth welding areas (Wb3, Wb4), the square steel pipe is Can hold 12.
本実施形態によれば、上記（１－２）及び（１－３）と同様な効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（３－１）本実施形態では、エレクションピース２１ｅ，２２ｅの位置をずらして、溶接する第１溶接領域Ｗｂ１及び第２溶接領域Ｗｂ２の面積を大きくして、第３及び第４溶接領域（Ｗｂ３，Ｗｂ４）を溶接する。これにより、溶接部の曲げ応力σ及びせん断応力τを小さくすることができ、仮設時の安全性を高めることができる。あるいは、第一実施形態では妥当と判定されない場合であっても、本実施形態では妥当な溶接を行なうことができる。更に、溶接継ぎ部を少なくすることができるので、角形鋼管１１，１２の溶接部分の品質を確保し、第３及び第４溶接領域（Ｗｂ３，Ｗｂ４）を連続して効率的に溶接することができる。
According to this embodiment, in addition to the effects similar to (1-2) and (1-3) above, the following effects can be obtained.
(3-1) In this embodiment, the positions of the erection pieces 21e and 22e are shifted to increase the area of the first welding area Wb1 and the second welding area Wb2 to be welded, and the third and fourth welding areas (Wb3 , Wb4). Thereby, the bending stress σ and shear stress τ of the welded portion can be reduced, and safety during temporary construction can be improved. Alternatively, even if it is determined that welding is not appropriate in the first embodiment, appropriate welding can be performed in this embodiment. Furthermore, since the number of welded joints can be reduced, the quality of the welded parts of the square steel pipes 11 and 12 can be ensured, and the third and fourth welding areas (Wb3, Wb4) can be continuously and efficiently welded. can.
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記第１実施形態における溶接方法は、妥当性の判定処理（ステップＳ１－４）において、算出した曲げ応力σが、溶接部の降伏応力度σｙ以下であり、かつせん断応力τが、溶接部の降伏せん断応力度τｙ以下の場合には妥当と判定した。ここで、上方の角形鋼管１２を、つなぎ梁を介して他の柱に連結し、角形鋼管１２に作用する水平力Ｐを他の柱に負担させて、上記第１実施形態の溶接方法を行なってもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- In the welding method in the first embodiment, in the validity determination process (step S1-4), the calculated bending stress σ is less than or equal to the yield stress σy of the weld, and the shear stress τ is It was judged as appropriate if the yield shear stress degree τy or less. Here, the upper square steel pipe 12 is connected to another column via a connecting beam, the horizontal force P acting on the square steel pipe 12 is borne by the other column, and the welding method of the first embodiment is performed. It's okay.
具体的には、図８に示すように、つなぎ梁１６を介して角形鋼管１２を、隣接する柱部材１４に連結する。この柱部材１４は、溶接部分Ｃｐ１において、下の柱部材１３に接合される。柱部材１３は角形鋼管１１と梁１５により固定される。なお、溶接部分Ｃｐ１の代わりに、柱部材１３，１４のエレクションピースを用いて、柱部材１３，１４を固定してもよい。 Specifically, as shown in FIG. 8, the square steel pipe 12 is connected to the adjacent column member 14 via the connecting beam 16. This column member 14 is joined to the lower column member 13 at the welded portion Cp1. The column member 13 is fixed by a square steel pipe 11 and a beam 15. Note that the pillar members 13, 14 may be fixed using erection pieces of the pillar members 13, 14 instead of the welded portion Cp1.
ここで、図９に示すように、つなぎ梁１６は、溶接する角形鋼管１１，１２の弱軸（Ｘ－Ｘ線）方向に水平力Ｐを伝達できる方向となるように、角形鋼管１２に設ける。図９（ａ）は、つなぎ梁１６を２方向に設置した状態を示す。ここで、つなぎ梁１６は、本設梁及び仮設梁の何れでもよい。また、仮設梁の場合等においては、図９（ｂ）に示すように、角形鋼管１２の角に、隣接する柱部材からのつなぎ梁１６を介して、つなぎ梁１６を１方向に設置してもよい。そして、第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）の溶接後、角形鋼管１２に作用する水平力Ｐを、つなぎ梁１６を介して柱部材１４，１３に負担させた状態で、エレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除き、第３及び第４溶接領域（Ｗａ３，Ｗａ４）を溶接する。これにより、つなぎ梁１６により、水平力Ｐを負担できる。 Here, as shown in FIG. 9, the connecting beam 16 is provided on the square steel pipe 12 in such a direction that the horizontal force P can be transmitted in the direction of the weak axis (X-X line) of the square steel pipes 11 and 12 to be welded. . FIG. 9(a) shows a state in which the connecting beams 16 are installed in two directions. Here, the connecting beam 16 may be either a permanent beam or a temporary beam. In addition, in the case of temporary beams, as shown in FIG. 9(b), connecting beams 16 are installed in one direction at the corners of the square steel pipes 12 via connecting beams 16 from adjacent column members. Good too. After welding the first and second welding areas (Wa1, Wa2), the horizontal force P acting on the square steel pipe 12 is borne by the column members 14 and 13 via the connecting beam 16, and the erection piece 11e , 12e are removed, and the third and fourth welding areas (Wa3, Wa4) are welded. Thereby, the horizontal force P can be borne by the connecting beam 16.
また、図１０に示すように、つなぎ梁１６で連結した各角形鋼管１１，１２における第１及び第２溶接領域（Ｗａ１，Ｗａ２）を、隣接する柱の間の中間に位置する垂直面に対して面対称となる位置に配置する。更に、第２溶接領域Ｗａ２を、隣接する２つの柱に対向する位置に配置する。これにより、角形鋼管１１，１２の溶接部分の弱軸方向を９０度ずつ回転させることができるため、隣接する角形鋼管１２同士で弱点を補うことができる。なお、この場合、角形鋼管１１，１２を溶接する時には、隣接する角形鋼管１１，１２の溶接が未完了の状態でもよいし、またエレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除いた状態でもよい。 In addition, as shown in FIG. 10, the first and second welding areas (Wa1, Wa2) of each square steel pipe 11, 12 connected by a connecting beam 16 are connected to a vertical plane located in the middle between adjacent columns. Place it in a position that is symmetrical to the plane. Furthermore, the second welding area Wa2 is arranged at a position facing two adjacent columns. Thereby, the weak axis directions of the welded portions of the square steel pipes 11 and 12 can be rotated by 90 degrees, so that the weak points of the adjacent square steel pipes 12 can be compensated for. In this case, when welding the square steel pipes 11 and 12, the welding of the adjacent square steel pipes 11 and 12 may be incomplete, or the erection pieces 11e and 12e may be removed.
・上記第２実施形態では、第３溶接領域Ｗａ３の中心軸側部分Ｗｆ３を溶接した後、残りのエレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除いて、第４溶接領域Ｗａ４を溶接した。１つの溶接ロボット４０で溶接する場合等、第３溶接領域Ｗａ３をすべて溶接し、残りのエレクションピース１１ｅ，１２ｅを取り除いた後で、第４溶接領域Ｗａ４を溶接してもよい。 - In the second embodiment, after welding the central axis side portion Wf3 of the third welding area Wa3, the remaining erection pieces 11e and 12e were removed and the fourth welding area Wa4 was welded. When welding is performed using one welding robot 40, the fourth welding area Wa4 may be welded after all the third welding area Wa3 is welded and the remaining erection pieces 11e and 12e are removed.
・上記各実施形態では、第１工程において、角形鋼管１１，１２，２１，２２のエレクションピース１１ｅ，１２ｅ，２１ｅ，２２ｅを、スプライスプレート２０、ボルト及びナットを用いて整合させて固定した。エレクションピース１１ｅ，１２ｅ，２１ｅ，２２ｅを用いて、角形鋼管１２を、角形鋼管１１に対して位置合わせを行なって固定する方法は、スプライスプレート２０を用いる場合に限られない。例えば、スプライスプレート２０の代わりに、エレクションピース１１ｅ，１２ｅ，２１ｅ，２２ｅ同士を固定する公知の専用の鉄骨建方冶具（専用工器具）を用いてもよい。 - In each of the above embodiments, in the first step, the erection pieces 11e, 12e, 21e, 22e of the square steel pipes 11, 12, 21, 22 were aligned and fixed using the splice plate 20, bolts and nuts. The method of aligning and fixing the square steel pipe 12 to the square steel pipe 11 using the erection pieces 11e, 12e, 21e, and 22e is not limited to the case where the splice plate 20 is used. For example, instead of the splice plate 20, a known dedicated steel frame erection jig (dedicated tool) for fixing the erection pieces 11e, 12e, 21e, and 22e to each other may be used.
・上記各実施形態では、角形鋼管１１，１２，２１，２２の各辺にエレクションピース１１ｅ，１２ｅ，２１ｅ，２２ｅを１つずつ設けた。エレクションピースの数は１つに限られない。例えば、角形鋼管１１，１２の大きさや形状によっては、各辺に複数のエレクションピースを設けた角形鋼管に適用してもよい。この場合には、第２工程として、隣接するエレクションピースの間にあり、かつ対向する位置に配置される第１溶接領域及び第２溶接領域を溶接する。ここで、エレクションピースが均等に配置されていない場合には、より面積が大きくなる溶接部分を第１溶接領域及び第２溶接領域として溶接することが好ましい。また、第１溶接領域及び第２溶接領域は、角を含まない領域でもよい。そして、溶接した第１溶接領域から第２溶接領域までの２つの未溶接領域のうち少なくとも１方の領域のエレクションピースを取り除いて、溶接を行なう。この場合においても、溶接継ぎ部を少なくすることができる。 - In each of the above embodiments, one erection piece 11e, 12e, 21e, 22e is provided on each side of the square steel pipes 11, 12, 21, 22. The number of election pieces is not limited to one. For example, depending on the size and shape of the square steel pipes 11 and 12, the invention may be applied to square steel pipes provided with a plurality of erection pieces on each side. In this case, as a second step, a first welding area and a second welding area that are located between adjacent erection pieces and located at opposing positions are welded. Here, when the erection pieces are not evenly arranged, it is preferable to weld the welded portions having a larger area as the first welding area and the second welding area. Moreover, the first welding area and the second welding area may be areas that do not include corners. Then, the erection piece in at least one of the two unwelded areas from the first welded area to the second welded area is removed and welding is performed. Also in this case, the number of welded joints can be reduced.
・上記各実施形態においては、２台の溶接ロボット４０を用いて、角形鋼管１１，１２，２１，２２の接合部分を溶接した。溶接ロボット４０は、２台に限られず、１台でもよい。
・上記各実施形態においては、上下に配置した角形鋼管１１，１２，２１，２２の端部を溶接した。上下に配置された上端部と下端部とを溶接する柱部材は、角形鋼管に限られない。例えば、円形鋼管や溶接組立箱型断面柱の柱部材を、上下に溶接する場合にも用いることができる。ここで、円形鋼管は、通常、等間隔に４つのエレクションピースを用いて固定される。このため、隣接するエレクションピース間であって、対向する位置にある溶接領域を第１溶接領域及び第２溶接領域として溶接する（第２工程）。そして、エレクションピースを取り除き（第３工程）、第１溶接領域から第２溶接領域に渡る第３及び第４溶接領域を溶接する（第４工程）。この場合においても、溶接継ぎ部を少なくして効率的に溶接することができる。
- In each of the above embodiments, two welding robots 40 were used to weld the joint portions of the square steel pipes 11, 12, 21, and 22. The number of welding robots 40 is not limited to two, and may be one.
- In each of the above embodiments, the ends of the square steel pipes 11, 12, 21, 22 arranged above and below are welded. The column member for welding the upper end portion and the lower end portion arranged above and below is not limited to a square steel pipe. For example, it can be used when welding a circular steel pipe or a column member of a welded assembled box-shaped cross-sectional column vertically. Here, the circular steel pipe is usually fixed using four erection pieces at equal intervals. For this reason, the welding areas located at opposing positions between adjacent erection pieces are welded as the first welding area and the second welding area (second step). Then, the erection piece is removed (third step), and the third and fourth welding regions extending from the first welding region to the second welding region are welded (fourth step). In this case as well, efficient welding can be achieved by reducing the number of welded joints.
・上記各実施形態においては、溶接方法の妥当性の評価処理を実行する。この処理をコンピュータに実行させてもよい。この場合には、コンピュータに、各種値（水平震度ｋ、角形鋼管１２の重量Ｗ、距離Ｌ、溶接部の弱軸回りの断面係数Ｚ、第１溶接領域Ｗａ１及び第２溶接領域Ｗａ２の合計断面積Ａ）を入力する。そして、コンピュータが、モーメントＭ、曲げ応力σ及びせん断応力τを算出し、降伏応力度σｙ及び降伏せん断応力度τｙと比較して妥当性の判定処理を実行し、妥当性の判定結果を出力する。 - In each of the above embodiments, the process of evaluating the validity of the welding method is executed. This process may be executed by a computer. In this case, various values (horizontal seismic coefficient k, weight W of the square steel pipe 12, distance L, section modulus Z around the weak axis of the welded part, total cross section of the first welding area Wa1 and the second welding area Wa2) are input to the computer. Enter area A). Then, the computer calculates the moment M, the bending stress σ, and the shear stress τ, compares them with the yield stress degree σy and the yield shear stress degree τy, executes a validity determination process, and outputs the validity determination result. .
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（ａ）前記第３工程においては、前記第３溶接領域に対応して配置されたエレクションピースのみを取り除き、
前記第４工程においては、前記第３溶接領域において、前記第１溶接領域から前記第２溶接領域に渡るように前記中心軸側の部分を溶接する初期溶接を行ない、
前記初期溶接の終了後、前記第４溶接領域に配置されたエレクションピースを取り除く第５工程と、
前記第４溶接領域を溶接する第６工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。
Next, technical ideas that can be understood from the above embodiment and other examples will be additionally described below.
(a) In the third step, only the erection piece placed corresponding to the third welding area is removed,
In the fourth step, in the third welding area, initial welding is performed to weld a portion on the central axis side from the first welding area to the second welding area,
a fifth step of removing the erection piece placed in the fourth welding area after the initial welding is completed;
The welding method according to claim 1, further comprising a sixth step of welding the fourth welding area.
Ｃ１…中心軸、Ｃｐ１…溶接部分、Ｗａ１，Ｗｂ１…第１溶接領域、Ｗａ２，Ｗｂ２…第２溶接領域、Ｗａ３，Ｗｂ３…第３溶接領域、Ｗａ４，Ｗｂ４…第４溶接領域、Ｗｃ１，Ｗｃ２，Ｗｃ３，Ｗｃ４…角部分、Ｗｆ３…中心軸側部分、Ｗｓ１，Ｗｓ２，Ｗｓ３，Ｗｓ４…直線部、１１，１２，２１，２２，５１，５２…角形鋼管、１３，１４…柱部材、１１ｅ，１２ｅ，２１ｅ，２２ｅ，５１ｅ，５２ｅ…エレクションピース、１５…梁、１６…つなぎ梁、２０…スプライスプレート、３０…ガイドレール、３１…コーナユニット、３５…取付部、４０…溶接ロボット、４１…台車、４２…制御ケーブル、４４…コンジットケーブル、４５…溶接トーチ。 C1... Central axis, Cp1... Welding part, Wa1, Wb1... First welding area, Wa2, Wb2... Second welding area, Wa3, Wb3... Third welding area, Wa4, Wb4... Fourth welding area, Wc1, Wc2, Wc3, Wc4... Corner portion, Wf3... Central axis side portion, Ws1, Ws2, Ws3, Ws4... Straight portion, 11, 12, 21, 22, 51, 52... Square steel pipe, 13, 14... Column member, 11e, 12e , 21e, 22e, 51e, 52e... erection piece, 15... beam, 16... connecting beam, 20... splice plate, 30... guide rail, 31... corner unit, 35... attachment part, 40... welding robot, 41... trolley, 42...Control cable, 44...Conduit cable, 45...Welding torch.
Claims (5)
前記エレクションピースは、前記柱部材の中心軸を挟んで対向する２組の２面に設けられ、
前記エレクションピースを用いて、上方の前記柱部材を、下方の前記柱部材に対して位置合わせを行なって固定する第１工程と、
隣接するエレクションピース間の領域であって、前記柱部材の中心軸に対して対向する第１溶接領域及び第２溶接領域を溶接する第２工程と、
前記第１溶接領域と前記第２溶接領域とに挟まれた第３溶接領域及び第４溶接領域のうち少なくとも前記第３溶接領域に配置された前記エレクションピースを取り除く第３工程と、
前記第３溶接領域を、前記第１溶接領域及び前記第２溶接領域に渡るように溶接する第４工程とを備えることを特徴とする溶接方法。 A welding method for welding the ends of two pillar members having a plurality of erection pieces arranged above and below using a welding robot attached to the pillar members, the welding method comprising:
The erection pieces are provided on two sets of two faces facing each other across the central axis of the column member,
A first step of aligning and fixing the upper column member to the lower column member using the erection piece;
a second step of welding a first welding region and a second welding region that are regions between adjacent erection pieces and are opposite to the central axis of the column member;
a third step of removing the erection piece located in at least the third welding region among the third welding region and the fourth welding region sandwiched between the first welding region and the second welding region;
A welding method comprising: a fourth step of welding the third welding area across the first welding area and the second welding area.
前記角形鋼管の４面に、前記エレクションピースが設けられ、
前記第３工程において、前記第３溶接領域及び前記第４溶接領域に設けられたすべての前記エレクションピースを取り除き、
前記第４工程において、前記第３溶接領域とともに、前記第３溶接領域に対向する前記第４溶接領域を溶接することを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。 The column member is a square steel pipe,
The erection piece is provided on four sides of the square steel pipe,
In the third step, all the erection pieces provided in the third welding area and the fourth welding area are removed,
2. The welding method according to claim 1, wherein in the fourth step, the fourth welding region opposite to the third welding region is welded together with the third welding region.
前記第２工程において、前記溶接ロボットが、前記第１溶接領域及び前記第２溶接領域をそれぞれ溶接し、
前記溶接ロボットが、前記第３溶接領域及び前記第４溶接領域をそれぞれ溶接することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接方法。 The two welding robots are attached to the pillar member,
In the second step, the welding robot welds the first welding area and the second welding area, respectively,
3. The welding method according to claim 1, wherein the welding robot welds the third welding area and the fourth welding area, respectively.
前記角形鋼管の各面に設けられた前記エレクションピースを用いて、上方の前記角形鋼管を、下方の前記角形鋼管に対して位置合わせを行なって固定する第１工程と、
隣接するエレクションピース間の領域であって、前記角形鋼管の中心軸に対して対向する第１溶接領域及び第２溶接領域を溶接する第２工程と、
前記第１溶接領域と前記第２溶接領域とに挟まれた第３溶接領域及び第４溶接領域のうち少なくとも前記第３溶接領域に配置された前記エレクションピースを取り除く第３工程と、
前記第３溶接領域を、前記第１溶接領域及び前記第２溶接領域に渡るように溶接する第４工程とを備え、
前記第１溶接領域及び前記第２溶接領域が大きくなるように、前記第３溶接領域又は前記第４溶接領域の角を挟んで隣接する２つの前記エレクションピースを、各辺の中央よりも前記角に近い位置に配置したことを特徴とする溶接方法。 A welding method for welding the ends of two square steel pipes arranged one above the other with a plurality of erection pieces using a welding robot attached to the square steel pipes, the method comprising:
A first step of aligning and fixing the upper square steel pipe to the lower square steel pipe using the erection pieces provided on each side of the square steel pipe;
a second step of welding a first welding region and a second welding region that are regions between adjacent erection pieces and are opposite to the central axis of the square steel pipe;
a third step of removing the erection piece located in at least the third welding region among the third welding region and the fourth welding region sandwiched between the first welding region and the second welding region;
a fourth step of welding the third welding area across the first welding area and the second welding area,
In order to make the first welding area and the second welding area larger , the two erection pieces that are adjacent to each other across the corner of the third welding area or the fourth welding area are set so that the corner is larger than the center of each side. A welding method characterized by placing the welding at a position close to.
前記エレクションピースを用いて、上方の前記柱部材を、下方の前記柱部材に対して位置合わせを行なって固定する第１工程と、
隣接するエレクションピース間の領域であって、前記柱部材の中心軸に対して対向する第１溶接領域及び第２溶接領域を溶接する第２工程と、
前記第１溶接領域と前記第２溶接領域とに挟まれた第３溶接領域及び第４溶接領域のうち少なくとも前記第３溶接領域に配置された前記エレクションピースを取り除く第３工程と、
前記第３溶接領域を、前記第１溶接領域及び前記第２溶接領域に渡るように溶接する第４工程とを備え、
前記第３工程よりも前に、前記上方の柱部材は、つなぎ梁を介して他の柱に固定されていることを特徴とする溶接方法。 A welding method for welding the ends of two pillar members having a plurality of erection pieces arranged above and below using a welding robot attached to the pillar members, the welding method comprising:
A first step of aligning and fixing the upper column member to the lower column member using the erection piece;
a second step of welding a first welding region and a second welding region that are regions between adjacent erection pieces and are opposite to the central axis of the column member;
a third step of removing the erection piece located in at least the third welding region among the third welding region and the fourth welding region sandwiched between the first welding region and the second welding region;
a fourth step of welding the third welding area across the first welding area and the second welding area,
A welding method characterized in that, before the third step, the upper column member is fixed to another column via a connecting beam.
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