JP2000094188A - 角形鋼管柱製造用の角溶接エンドタブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角溶接エンドタブを用いて角形鋼管柱を製造
する際の製造コスト削減を達成する。 【解決手段】 Ｖ開先を有する保護プレート18を水冷式
エンドタブ本体17に形成した保護プレート用溝23内にセ
ットして水冷式角溶接エンドタブ27とする。タブホルダ
13上に載置した水冷式角溶接エンドタブ27を、箱型断面
に組み立てたスキンプレート１、２の角部端面に突き合
わせて連続したＶ開先を形成し、サブマージアーク溶接
を行う。水冷式エンドタブ本体17は、繰り返して使用で
きると共に、保護プレート18は水冷式エンドタブ本体17
による冷却により軽量化され、スクラップ量を減少で
き、角形鋼管柱の製造コスト削減が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４枚の鋼板を箱型
断面に組み立て４箇所の角部をサブマージアーク溶接し
て角形鋼管柱を製造するのに好適な角溶接エンドタブに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】中、高層ビル等の建築に用いられる長尺
の建築用鉄骨柱には、箱型断面を有する角形鋼管柱と十
字型断面を有する十字型鉄骨柱とがある。角形鋼管柱
（ボックス柱ともいう）は、図13に示すように４枚の鋼
板（以下、スキンプレートという）１、２、３、４を箱
型断面に組み立て、４箇所の角シーム部11をサブマージ
アーク溶接して角形鋼管柱10が製造される。サブマージ
アーク溶接は、箱型断面に組み立てた４枚のスキンプレ
ート１、２、３、４の先端部Ａからを開始され、角シー
ム部11に沿って溶接を進めて後端部Ｂで終了する。この
場合、溶接を開始する先端部Ａの近傍および溶接を終了
する後端部Ｂの近傍での溶接が不安定になり易く、この
ため先端部Ａおよび後端部Ｂの近傍に形成されたシーム
部11に溶接不良を発生するという問題点があった。

【０００３】この問題点を解決するため図９、図10およ
び図11に示すように、箱型断面に組み立てた４枚のスキ
ンプレート１、２、３、４の角部をサブマージアーク溶
接する前に角溶接エンドタブ８を取り付けることが行わ
れている。角溶接エンドタブ８は、例えば鋼板５、６を
組み合わせてＶ型開先を形成すると共に裏当金７を配設
して溶接により一体化した構造である。箱型断面に組み
立てた４枚のスキンプレート１、２、３、４の角部に形
成したＶ型開先の先端部Ａおよび後端部Ｂに、それぞれ
角溶接エンドタブ８を水平に当て、面タッチ部を溶接に
より固定される。なお、図12は、鋼板５、６を組み合わ
せてレ型開先を形成すると共に裏当金７を配設し、溶接
により一体化した構造の角溶接エンドタブ８を接続する
場合を示しており、開先をレ型にしたこと以外は前記の
ものと同じである。

【０００４】箱型断面に組み立てた４枚のスキンプレー
ト１、２、３、４に対するサブマージアーク溶接は、先
端部Ａ側に接続した角溶接エンドプレート８の途中から
開始され、溶接が安定した状態でスキンプレート先端部
Ａに到達し、そのまま安定した溶接状態を保持してスキ
ンプレート後端部Ｂを通過し、後端部Ｂ側の角溶接エン
ドプレート８で溶接を終了する。このため鋼板１、２、
３、４の先端部Ａから後端部Ｂに至るシーム部11のサブ
マージアーク溶接を確実に安定した状態で行うことがで
き、良好なシーム部11が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、角溶接エンドタブ８は、箱型断面に組み
立てた４枚のスキンプレート１、２、３、４の角部に溶
接により固定してあるため、溶接が終了したらエンドタ
ブ８を取り付け溶接部からガス切断により取り除く必要
がある。このガス切断を注意深く行わないと、角形鋼管
柱10を溶損する危険性があり、損傷部が発生したら補修
する必要があるので作業能率が悪くなるという問題点が
あった。また角溶接エンドタブ８は、サブマージアーク
溶接により高温に晒されるため、角形鋼管柱10と同板厚
の鋼板を使用して強度を維持すると共に精度よく製作す
る必要があるのでコストがかかる。それにもかかわらず
角溶接エンドタブ８は、１回の使用で全部をスクラップ
として廃却するためコストが嵩むという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は、前記従来技術の問題点を解消
し、角溶接エンドプレートを溶接することなく４枚のス
キンプレートの角部に配置することができると共に、ス
クラップとして廃却する部分を減少することができる角
形鋼管柱製造用の角溶接用エンドタブを提供することを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、箱型断面に組み立てた４枚のスキンプレー
トの角部に形成した開先に当接配置する角形鋼管柱製造
用の角溶接エンドタブにおいて、前記スキンプレートの
角部に形成した開先と同サイズ、同形状の開先を形成し
た保護プレートと、当接側および上面側を開放状態に形
成した保護プレート用溝内に、前記スキンプレートの角
部端面に突き合わせ可能に前記保護プレートをセットす
る水冷式エンドタブ本体とからなることを特徴とする角
形鋼管柱製造用の角溶接エンドタブである。

【０００８】請求項２記載の本発明は、前記保護プレー
トと前記保護プレート用溝との間にライナを介在させた
ことを特徴とする請求項１記載の角形鋼管柱製造用の角
溶接エンドタブである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。４枚のスキンプレートを箱
型断面に組み立てて角形鋼管柱を溶接するに際し、図１
に示すようにスキンプレート１、２の角部に形成したＶ
型開先（開先角度θ＝35〜45°）と同サイズで同形状の
Ｖ型開先を有する保護プレート18と、スキンプレート
１、２の角部への当接側および上面側を開放状態とした
保護プレート用溝23を有する水冷式エンドタブ本体17と
を製作する。そして保護プレート18を水冷式エンドタブ
本体17に形成した保護プレート用溝23内に精度よくセッ
ト（収容）して水冷式角溶接エンドタブ27とする。

【００１０】架台12に設けたタブホルダ13上に水冷式角
溶接エンドタブ27を載置し、保護プレート18のＶ型開先
をスキンプレート１、２に形成したＶ型開先に一致させ
た状態で互いの端面を突き合わせる。水冷式エンドタブ
本体17に精度よくセットした保護プレート18は、スキン
プレート１、２の角部に当接させるだけで、保護プレー
ト18とスキンプレート１、２による連続的なＶ型開先が
形成され、安定したサブマージアーク溶接を行うことが
可能になる。水冷式エンドタブ本体17の給水口25、排水
口26にそれぞれ冷却水用ホース24が接続してある。

【００１１】水冷式エンドタブ本体17は、金属製であ
り、例えば長さ400mm 、幅60mm、高さ70mm程度のサイズ
であり、保護プレート18をセットすることができる断面
形状で当接側および上面側が開放した保護プレート用溝
23を設けてあるのは前述の通りである。なお、この実施
形態での水冷式エンドタブ本体17は冷却能をアップする
ため熱伝導率のよい銅材料を使用して製作してある。ま
た、図２に示すように水冷式エンドタブ本体17には内径
６〜７mmφの通水路22が設けてあり、給水口25から供給
された冷却水は通水路22を通過する間に冷却媒体として
作用した後、排水口26から排出される。

【００１２】図３に示すように保護プレート18は、厚み
10mmほどの２枚の鋼板を組み合わせた開先部19と19〜22
mm角程度の鋼材を使用した裏当金部20を溶接により一体
化した構造である。なお、必要に応じて図４に示すよう
な鋼板製のライナ21を用意しておき、水冷式エンドタブ
本体17に形成した保護プレート用溝23と保護プレート18
との間にライナ21を介在させ、保護プレート18の高さを
調節するようにしてもよい。

【００１３】図５および図６に示すように、タブホルダ
13に載置した水冷式角溶接エンドタブ27が箱型断面に組
み立てた４枚のスキンプレート１、２、３、４の先端部
Ａおよび後端部Ｂに対応して配置される。なお、例えば
図７に示すように、架台12のタブホルダ13にホルダ垂直
部14を設け、ホルダ垂直部14に固定したナット15にボル
ト16を水平にねじ込む構造にすることもできる。この場
合、タブホルダ13上に載置した水冷式角溶接エンドタブ
27は、ボルト16を水平にねじ込んでスキンプレート１、
２の角部端面に押し付けられるのでより安定した状態を
保持できる。水冷式角溶接エンドタブ27の押しつけ手段
は、ボルト・ナット式に限定するものではなく、バネ式
あるいは押圧シリンダ等の各種押しつけ機構を採用でき
る。

【００１４】なお、箱型断面に組み立てた４枚のスキン
プレート１、２、３、４の角部に形成する開先には、図
８に示すようにさまざまな形状があるので水冷式エンド
タブ本体17に設ける保護プレート用溝23の形状は、保護
プレート18の外形に合わせたさまざまな形状になる。例
えば、図８において(A) は、２枚の鋼板を組み合わせて
Ｖ型開先を有する保護プレート18を製作した場合であ
り、水冷式エンドタブ本体17に設ける保護プレート用溝
23の形状を保護プレート18の外形に合わせてＶ形状にし
たものを示し、(B) はＶ型開先ではあるが保護プレート
18の外形がコの字状なので保護プレート用溝23の形状を
コの字状にしたものを示す。(C) は３枚の鋼板を組み合
わせてコの字型開先を有する保護プレート18を製作し、
保護プレート用溝23をコの字形状にしたものを示し、
(D) は２枚の鋼板と裏当金部20を組み合わせてレ型開先
を有する保護プレート18を製作し、保護プレート用溝23
をレ形状にしたものを、また(E) は２枚の鋼板を組み合
わせてレ型開先を有する保護プレート18を製作し、保護
プレート用溝23をレ形状にしたものを、（Ｆ）はボック
スの端部が部分溶込みの場合に使用するものを示してい
る。

【００１５】次に本発明の作用について説明する。図５
に示すようにスキンプレート１、２と１、４の前後に配
置したタブホルダ13上に水冷式角溶接エンドタブ27をそ
れぞれ載置する。各水冷式エンドタブ本体17内にセット
した保護プレート18の先端部を、スキンプレート１、２
と１、４の前後端角部の上側４箇所にそれぞれ突き合わ
せ、これにより保護プレート18のＶ型開先とスキンプレ
ート１、２と１、４に形成したそれぞれのＶ型開先を連
続した状態にする。図１に示す冷却水用ホース24から給
水口25に冷却水を供給し、水冷式エンドタブ本体17に設
けた通水路22を通過させ、排水口26から冷却水ホース24
に排出して水冷式エンドタブ本体17を介して保護プレー
ト18を冷却する。

【００１６】例えば図５に示すスキンプレート１、２の
上側前部に配置した水冷式エンドタブ本体17内にセット
した保護プレート18の溶接開始点Ｃでサブマージアーク
溶接を開始し、溶接条件が安定した状態でスキンプレー
ト１、２の先端部Ａを通過させ、スキンプレート１、２
に形成したＶ型開先Ａでの溶接を経由して後端部Ｂを通
過させ、後端部Ｂ側に接続した保護プレート18の溶接終
了点Ｄでサブマージアーク溶接を終了する。このような
サブマージアーク溶接を、スキンプレート１、２と１、
４の上側について行った後、その位置を上下反転して下
側の角部を前記の場合と同様の手順によりサブマージア
ーク溶接を行う。

【００１７】水冷式角溶接エンドタブ27を配置したスキ
ンプレート１、２、３、４の角部に対するサブマージア
ーク溶接が終了したら、保護プレート用溝23から保護プ
レート18を切り離してタブホルダ13上に載置されている
水冷式エンドタブ本体17を撤去する。保護プレート18
は、サブマージアーク溶接により形成された肉盛りシー
ム部11と一体化されているのでスキンプレート１、２、
３、４の角部に固着した状態で残る。しかしながら保護
プレート18は、水冷式エンドタブ本体17により冷却され
ているのでサブマージアーク溶接時の溶解が少なく、ス
キンプレート１、２、３、４の角部を溶損することなく
保護プレート18をガス切断により簡単に除去できる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、箱
型断面に組み立てた４枚のスキンプレートの角部に形成
した開先と同サイズ、同形状の開先を形成した保護プレ
ートと、当接側および上面側を開放した保護プレート用
溝内に、前記スキンプレートの角部に突き合わせ可能に
前記保護プレートをセットする水冷式エンドタブ本体と
からなる水冷式角溶接エンドタブを用いて角形鋼管柱を
溶接するので、４枚のスキンプレートの先端部および後
端部近傍の溶接を安定した状態で行うことができ、スキ
ンプレートの先端部から後端部まで良好なシーム部によ
り溶接することができる。

【００１９】水冷式エンドタブ本体は繰り返して使用す
ることができると共に、保護プレートは水冷式エンドタ
ブ本体による冷却により軽量化され、溶接後のスクラッ
プ量を減少できる。その結果、水冷式角溶接エンドタブ
による角形鋼管柱の製造コスト削減が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水冷式角溶接エンドタブを示す斜視図
である。

【図２】本発明の水冷式角溶接エンドタブを示す断面図
である。

【図３】本発明の保護プレートを示す断面図である。

【図４】本発明のライナを示す断面図である。

【図５】本発明の水冷式角溶接エンドタブをスキンプレ
ーとの先端部および後端部に配置した状況を示す平面図
である。

【図６】図５のＡ−Ａ矢視方向を示す正面図である。

【図７】本発明の水冷式角溶接エンドタブを示す側面図
である。

【図８】本発明の水冷式角溶接エンドタブを保護プレー
トの形態別に示す説明図である。

【図９】従来の角溶接エンドタブをスキンプレーとの先
端部および後端部に配置した状況を示す平面図である。

【図10】図９のＣ−Ｃ矢視方向を示す正面図である。

【図11】従来の角溶接エンドタブの配置状況を示す斜視
図である。

【図12】従来の他の角溶接エンドタブの配置状況を示す
斜視図である。

【図13】従来の４枚のスキンプレートを組み立て箱型断
面に形成する状況を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、２、３、４ スキンプレート ５、６ 鋼板 ７ 裏当金 ８ 角溶接エンドタブ ９ 保護プレート 10 角形鋼管柱 11 シーム部 12 架台 13 タブホルダ 14 ホルダ垂直部 15 ナット 16 ボルト 17 水冷式エンドタブ本体 18 保護プレート 19 開先部 20 裏当金部 21 ライナ 22 通水路 23 保護プレート用溝 24 冷却水用ホース 25 給水口 26 排水口 27 水冷式角溶接エンドタブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E163 DA08 FB07 FB09 4E001 AA03 BB05 CA01 DA01 DA02 DF05 4E028 EB05 4E081 AA12 BA02 BA40 CA05 DA11 DA31 YB03 YB08 YX02 YX08 YY11 YY12 YY14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱型断面に組み立てた４枚のスキンプレ
   ートの角部に形成した開先に当接配置する角形鋼管柱製
   造用の角溶接エンドタブにおいて、前記スキンプレート
   の角部に形成した開先と同サイズ、同形状の開先を形成
   した保護プレートと、当接側および上面側を開放状態に
   形成した保護プレート用溝内に、前記スキンプレートの
   角部端面に突き合わせ可能に前記保護プレートをセット
   する水冷式エンドタブ本体とからなることを特徴とする
   角形鋼管柱製造用の角溶接エンドタブ。
2. 【請求項２】 前記保護プレートと前記保護プレート用
   溝との間にライナを介在させたことを特徴とする請求項
   １記載の角形鋼管柱製造用の角溶接エンドタブ。