JP2000079480A - スタッド部材の溶接取付け方法及びこれに使用するフェルール及びスタッド部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェルールの先端部及びスタッドの先端部の
形状を改善して、高い溶接強度を実現するスタッド部材
の溶接取付け方法及びこれに使用するフェルール及びス
タッド部材を提供する。 【解決手段】 左右両側に対象物１０との連結を行う溶
接ビード２１が形成された幅狭の連結板２０の中央平面
部２２に、スタッド部材３０を溶接取付けする方法であ
って、スタッド部材３０の先端部３１に装着して溶融金
属の形状を整えるフェルール４０の先端部４１の両外側
に、中心に対して左右対称形の傾斜部４２を設け、左右
両側の溶接ビード２１とフェルール４０との干渉を避け
て、スタッド部材３０を連結板２０の中央平面部２２に
アークスタッド溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、都市ごみ
や産業廃棄物等を高温で処理する溶融炉のボイラーチュ
ーブ等を連結する連結板にスタッドを溶接取付けする方
法及びこれに使用するフェルール及びスタッド部材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、都市ごみや産業廃棄物等を高温で
処理する溶融炉では、都市ごみや産業廃棄物等を焼却溶
融処理をする際に発生するダイオキシンを少なくするた
めに、１４００℃以上の高温に加熱している。しかし、
溶融炉の中の温度が高いため、炉壁の背面にボイラーチ
ューブを設けて圧力水を通し、炉壁を冷却している。炉
壁は、通常キャスターと呼ばれている不定形耐火材で構
成されるが、ボイラーチューブの間にステンレス鋼など
からなる連結板を溶接により固着し、該連結板にスタッ
ドをアークスタッド溶接して、スタッドによって耐火材
をボイラーチューブに取付けている。具体的に説明する
と、例えば図４に示すように、隣り合うボイラーチュー
ブ６０を連結する連結板６１にスタッド６２をアークス
タッド溶接する場合、スタッド６２の先端部に溶融金属
の形状を整えるための磁器製等の耐熱絶縁材料からなる
中空筒状のフェルール６３を装着し、スタッド６２の先
端を連結板６１に近づけ、連結板６１との間にアークを
発生させて先端を溶融すると共に、スタッド６２を連結
板６１の中央平面部に押しつけることにより、フェルー
ル６３によって溶融部分のはみ出しを防ぐと共に、形状
を整えた状態でスタッド６２を連結板６１に溶接取付け
をしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スタッド６
２を連結板６１にアークスタッド溶接する場合、次に述
べるような問題があった。 連結板６１を対象物である複数のボイラーチューブ６
０の間に溶接で固着する際に、連結板６１の左右両側に
ボイラーチューブ６０との連結を行う溶接ビード６４が
形成されるが、連結板６１の幅が狭い場合、中空筒状の
フェルール６３の先端が盛り上がった溶接ビード６４に
当たって、連結板６１とフェルール６３の先端との間に
隙間Ｇが生じ、その隙間Ｇからアークスタッド溶接の際
の溶融部分が流れ出したり、形状が不定形となって、ス
タッド６２の溶接強度が低下する。 連結板６１の幅が狭い場合、スタッド６２の先端の角
部が連結板６１の左右両側に形成された溶接ビード６４
に接近するかもしくは接触して、最初に角部からアーク
が発生し、スタッド６２の先端の中央部の溶け込みが不
十分となり、スタッド６２の溶接強度が低下する。本発
明はかかる事情に鑑みてなされたもので、フェルールの
先端部及びスタッドの先端部の形状を改善して、高い溶
接強度を実現するスタッド部材の溶接取付け方法及びこ
れに使用するフェルール及びスタッド部材を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明の
第１の発明に係るスタッド部材の溶接取付け方法は、左
右両側に対象物、例えばボイラーチューブや支柱などと
の連結を行う溶接ビードが形成された幅狭の連結板の中
央平面部にスタッド部材を溶接取付けする場合、前記ス
タッド部材の先端部に装着して溶融金属の形状を整える
フェルールの先端部の両外側に、中心に対して左右対称
形の傾斜部を設け、前記左右両側の溶接ビードと該フェ
ルールとの干渉を避けて、前記スタッド部材を前記連結
板の中央平面部にアークスタッド溶接を行う。このよう
に、フェルールの先端部の両外側に傾斜部を設けて、連
結板の左右両側の溶接ビードとフェルールとの干渉を避
けて、スタッド部材を連結板の中央平面部にアークスタ
ッド溶接をするので、連結板とフェルールとの間に隙間
が生じることがなく、アークスタッド溶接の際の溶融部
分のはみ出しを防止し、形状が整えられ、スタッドの溶
接強度が向上する。

【０００５】本発明の第２の発明に係るスタッド部材の
溶接取付け方法に使用するフェルールは、スタッド部材
の先端部に装着する中空筒状の耐熱絶縁材料からなるフ
ェルールにおいて、前記先端部の両外側に、中心に対し
て左右対称形の傾斜部を設けてある。このような構成に
より、フェルールの先端部の両外側に設けた傾斜部を溶
接ビードの方向に向けることによって、溶接ビードの長
手方向と傾斜部が略平行になり、連結板の左右両側の溶
接ビードとフェルールとの干渉を避けることができる。
したがって、連結板とフェルールとの間に隙間が生じる
ことがなく、アークスタッド溶接の際の溶融部分のはみ
出しがなくなると共に、溶融部分の形状が整えられて、
スタッドの溶接強度が向上する。また、フェルールの傾
斜部を溶接ビードの方向に向けることにより、連結板に
取付けた複数個のスタッド部材の方向を全て一定の方向
に向くようにすることができる。

【０００６】本発明の第３の発明に係るスタッド部材の
溶接取付け方法に使用するスタッド部材は、スタッド部
材の先端部には、円錐台状のテーパー部を介して低い小
径の円柱部が形成され、該円柱部の先端中央に突起が設
けられている。このような構成により、スタッド部材を
連結板の中央平面部にアークスタッド溶接を行う際、ス
タッド部材の先端部に形成した円錐台状のテーパー部
は、連結板の左右両側の溶接ビードから離れる。したが
って、スタッド部材の外周付近からはアークは発生しな
いが、スタッド部材の先端部の小径円柱部の先端中央に
設けられた突起が連結板に接触し、スタッド部材の先端
中央部と連結板の中央平面部との間にアークが発生す
る。そのため、スタッドの先端中央部の溶け込みが十分
となり、スタッドの溶接強度が向上する。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態のスタッド部材の溶接取付け方法に使用する部品を配
列した正面図、図２は同溶接取付け方法でスタッド溶接
する直前の状態を示す正面図、図３は同側断面図であ
る。

【０００８】図１に示すように、本発明の実施の形態に
係るスタッド部材の溶接取付け方法を実施する場合、ま
ず、対象物の一例である複数のボイラーチューブ１０の
間に幅狭の連結板２０を挿入し、ボイラーチューブ１０
と連結板２０を、連結板２０の左右両側でアーク溶接し
ておく。その際、連結板２０の左右両側には、それぞれ
ボイラーチューブ１０との連結を行う溶接ビード２１が
形成されている。なお、ボイラーチューブ１０、連結板
２０共に耐熱・耐蝕性が要求されるので、オーステナイ
ト系ステンレス鋼を使用している。また、連結板２０に
溶接取付けするスタッド部材３０はオーステナイト系ス
テンレス鋼からなる丸棒を加工して準備するが、その先
端部３１には、円錐台状のテーパー部３２を介して低い
小径の円柱部３３が形成され、円柱部３３の先端中央に
アルミニウムからなる突起（フラックス）３４が設けら
れている。スタッド部材３０の根元は互いに反対方向に
二股に分かれた枝部３５が設けられ、逆Ｙ字状に形成し
てある。また、スタッド部材３０の先端部３１に溶融金
属の形状を整えるために装着するフェルール４０を準備
する。フェルール４０は、中空筒状の耐熱絶縁材料から
なり、先端部４１の両外側に、中心に対して左右対称形
の傾斜部４２を設けてある。なお、両方の傾斜部４２の
先端の間隔は、溶接ビード２１の間隔より狭くしてあ
る。

【０００９】次に、スタッド部材の溶接取付け方法を図
２及び図３に基づいて説明する。まず、スタッド部材３
０の先端部３１にフェルール４０を装着する。この際、
フェルール４０の傾斜部４２は、スタッド部材３０の先
端側にくるようにし、かつ枝部３５の分かれた方向と同
じ方向に向ける。次に、フェルール４０の傾斜部４２が
溶接ビード２１の方向に向くようにして、スタッド部材
３０を連結板２０の二つの溶接ビード２１の間の中央平
面部２２に近づけ、フェルール４０を連結板２０の中央
平面部２２に接触させる。この状態で、スタッド部材３
０と連結板２０との間にアークを発生させ、スタッド部
材３０を連結板２０に押しつけてアークスタッド溶接を
行う。このとき、フェルール４０の先端部４１の両外側
に傾斜部４２を設けてあるので、溶接ビード２１の長手
方向と傾斜部４２が略平行になり、連結板２０の左右両
側の溶接ビード２１とフェルール４０との干渉を避ける
ことができる。したがって、連結板２０とフェルール４
０との間に隙間が生じることがなく、アークスタッド溶
接の際の溶融部分のはみ出しがなくなり、溶融部分の形
状が整えられる。

【００１０】また、フェルール４０の傾斜部４２を溶接
ビード２１の方向に向けることにより、フェルール４０
を装着したスタッド部材３０の方向を一定の方向、すな
わち枝部３５が分かれている方向を一定の方向にするこ
とができる。これにより、連結板２０に取付けられた複
数のスタッド部材３０の枝部３５の向く方向は全て一定
方向に揃うので、図２に二点鎖線で示すような、枝部３
５によって係合する耐火材５０の取付けが容易となる。
また、スタッド部材３０の先端部３１に円錐台状のテー
パー部３２を介して低い小径の円柱部３３が形成されて
いるので、スタッド部材３０を連結板２０の中央平面部
２２にアークスタッド溶接を行う際、スタッド部材３０
のテーパー部３２は、連結板２０の左右両側の溶接ビー
ド２１から離れるので、スタッド部材３０の外周付近か
らはアークは発生しない。そのため、スタッド部材３０
の先端中央に設けられた突起３４が最初に連結板２０に
接触してアークが発生する。したがって、スタッド部材
３０の先端中央部の溶け込みが十分となる。

【００１１】

【発明の効果】請求項１記載のスタッド部材の溶接取付
け方法においては、フェルールの先端部の両外側に傾斜
部を設けて、連結板の左右両側の溶接ビードとフェルー
ルとの干渉を避けて、スタッド部材を連結板の中央平面
部にアークスタッド溶接を行うので、連結板とフェルー
ルとの間に隙間が生じることがなく、アークスタッド溶
接の際の溶融部分のはみ出しが防止されると共に、溶融
部分の形状が整えられ、スタッド部材の溶接強度が向上
する。

【００１２】請求項２記載のスタッド部材の溶接取付け
方法に使用するフェルールは、スタッド部材の先端部に
装着する中空筒状の耐熱絶縁材料からなり、先端部の両
外側に、中心に対して左右対称形の傾斜部を設けてあ
る。このような構成により、フェルールの先端部の両外
側に設けた傾斜部を溶接ビードの方向に向けることによ
って、連結板の左右両側の溶接ビードとフェルールとの
干渉を避けることができるので、連結板とフェルールと
の間に隙間が生じることがなく、アークスタッド溶接の
際の溶融部分のはみ出しがなくなると共に、溶融部分の
形状が整えられて、スタッドの溶接強度が向上する。ま
た、フェルールの傾斜部を溶接ビードの方向に向けるこ
とにより、フェルールを装着したスタッド部材の方向を
一定の方向に向くようにすることができるので、連結板
に複数個取付けたスタッド部材に設けた枝部の向く方向
は全て一定方向に揃い、例えば枝部によって係合する耐
火材等の取付けが容易となる。

【００１３】請求項３記載のスタッド部材の溶接取付け
方法に使用するスタッド部材は、スタッド部材の先端部
には、円錐台状のテーパー部を介して低い小径の円柱部
が形成され、該円柱部の先端中央に突起が設けられてい
るので、スタッド部材を連結板の中央平面部にアークス
タッド溶接を行う際、スタッド部材の先端部に形成した
円錐台状のテーパー部は、連結板の左右両側の溶接ビー
ドから離れ、スタッド部材の外周付近からはアークは発
生しないが、スタッド部材の先端部の小径の円柱部の先
端中央に設けられた突起が連結板に接触し、スタッド部
材の先端中央部と連結板の中央平面部との間にアークが
発生する。そのため、スタッド部材の先端中央部の溶け
込みが十分となり、スタッド部材の溶接強度が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のスタッド部材の溶接取
付け方法に使用する部品を配列した正面図である。

【図２】同溶接取付け方法でスタッド溶接する直前の状
態を示す正面図である。

【図３】同溶接取付け方法でスタッド溶接する直前の状
態を示す側断面図である。

【図４】従来例のスタッド溶接する直前の状態を示す正
面図である。

【符号の説明】

１０ ボイラーチューブ ２０ 連結板 ２１ 溶接ビード ２２ 中央平面
部 ３０ スタッド部材 ３１ 先端部 ３２ テーパー部 ３３ 円柱部 ３４ 突起 ３５ 枝部 ４０ フェルール ４１ 先端部 ４２ 傾斜部 ５０ 耐火材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右両側には対象物との連結を行う溶接
   ビードが形成された幅狭の連結板の中央平面部に、スタ
   ッド部材を溶接取付けする方法であって、 前記スタッド部材の先端部に装着して溶融金属の形状を
   整えるフェルールの先端部の両外側に、中心に対して左
   右対称形の傾斜部を設け、前記左右両側の溶接ビードと
   該フェルールとの干渉を避けて、前記スタッド部材を前
   記連結板の中央平面部にアークスタッド溶接を行うこと
   を特徴とするスタッド部材の溶接取付け方法。
2. 【請求項２】 スタッド部材の先端部に装着する中空筒
   状の耐熱絶縁材料からなるフェルールにおいて、 前記先端部の両外側に、中心に対して左右対称形の傾斜
   部を設けたことを特徴とするフェルール。
3. 【請求項３】 左右両側には対象物との連結を行う溶接
   ビードが形成された幅狭の連結板の中央平面部に、フェ
   ルールを装着した状態でアークスタッド溶接を行うスタ
   ッド部材において、 前記スタッド部材の先端部には、円錐台状のテーパー部
   を介して低い小径の円柱部が形成され、該円柱部の先端
   中央に突起が設けられていることを特徴とするスタッド
   部材。