JP2000158128A - 溶接継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接部のルート割れを防止でき、用途性を広
げることが可能な溶接継手を提供する。 【解決手段】 一方の被溶接部材１の嵌合凹部１Ａに、
他方の被溶接部材２の嵌合凸部２ｂが嵌入されるととも
に、前記嵌合凹部の開口部周縁において、両被溶接部材
が溶接固定されてなる溶接継手である。前記嵌合凹部１
Ａの開口端の内側に位置して、前記嵌合凸部２ｂの外周
面に環状溝５が形成されている。これにより、溶接時に
溶着金属が上記環状溝５内に十分溶け込み、溶接後にル
ート部が残らず、溶着金属のルート割れが防止され、機
械的強度が増強される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車部品など
の各種資材として使用される溶接継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の継手として、図２に示す
ものがある。この継手は、例えば金属製パイプのよう
に、筒形の嵌合凹部２１Ａを有する被溶接部材２１と、
端面２２ａに縮径状の嵌合凸部２２ｂが一体形成された
金属製中実丸棒からなる被溶接部材２２とによって構成
されている。

【０００３】そして、一方の被溶接部材２１の前記嵌合
凹部２１Ａに、他方の被溶接部材２２の前記嵌合凸部２
２ｂを嵌入すると共に、一方の被溶接部材２１の端面２
１ａに他方の被溶接部材２２の端面２２ａを突き合わ
せ、この状態で両被溶接部材２１，２２の突き合わせ部
外周面の開先処理部２１ｃ，２２ｃに、たとえばアーク
溶接等を施し、これにより、両被溶接部材２１，２２を
一体結合したものである。

【０００４】このような溶接継手においては、被溶接部
材２１の嵌合凹部２１Ａに他方の被溶接部材２１の嵌合
凸部２２ｂを嵌入する構成のため、溶接時の被溶接部材
２１，２２の軸ずれが起きず、溶接作業が円滑に行える
などの利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この形態の
溶接継手は、両被溶接部材２１，２２の突き合わせ端面
２１ａ，２２ａの間から、嵌合凹部２１Ａの周面（被溶
接部材２１の内周面）と嵌合凸部２２ｂの基端部外周面
との界面にかけて、ルート部が形成されるため、これに
起因して溶着金属Ｍにルート割れが発生することが多
い。

【０００６】上記ルート割れが生じると、溶接継手の引
張り強度などの低下につながるため、機械的強度に厳密
な条件が要求される資材、たとえば保安用の資材には、
適用できないなど、用途が限定されるという欠点があっ
た。

【０００７】この発明は、上記欠点を解消するためにな
されたもので、嵌合凹部に嵌合凸部を嵌入する形式の溶
接継手において、溶着金属のルート割れを防止でき、汎
用性に優れた溶接継手を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、一方の被溶
接部材の嵌合凹部に、他方の被溶接部材の嵌合凸部が嵌
入されるとともに、前記嵌合凹部の開口部周縁におい
て、両被溶接部材が溶接固定されてなる溶接継手におい
て、前記嵌合凹部の開口端の内側に位置して、前記嵌合
凸部の外周面に環状溝が形成されていることを特徴とす
る溶接継手によって解決される。

【０００９】この溶接継手によれば、嵌合凹部の開口端
の内側に位置して、前記嵌合凸部の外周面に環状溝が形
成されているので、溶接部が完全溶け込みし、嵌合凹部
周面と嵌合凸部外周面との界面にルート部が残らず、溶
着金属のルート割れが防止され、機械的強度が増す。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態に係
る溶接継手について、図面に従って説明する。

【００１１】図１は、この発明の一実施形態に係る溶接
継手を示す一部破断正面図である。

【００１２】同図において、この溶接継手は、筒形の嵌
合凹部１Ａを有する被溶接部材、たとえばＡｌ製のパイ
プ１と、このパイプ１の端面１ａに結合される別の被溶
接部材、たとえばＡｌ製の中実丸棒２と、パイプ１と丸
棒２との突き合わせ部外周面に溶接された溶着金属（溶
接部）Ｍとからなる。

【００１３】上記パイプ１には、その嵌合凹部１Ａの開
口部の外周面に、開先処理により端面１ａ側に至るにつ
れて径小化する環状のテーパ面１ｃが、たとえば４５度
の傾斜角度で形成されている。

【００１４】なお、上記パイプ１に限らず、嵌合凹部１
Ａを有するものであれば、被溶接部材としての形状や材
質は、任意である。

【００１５】他方、上記丸棒２は上記パイプ１とほぼ同
じ外径を有するとともに、上記パイプ１に対する結合側
の外周面に、開先処理により端面２ａ側に至るにつれて
径小化する環状のテーパ面２ｃが、たとえば４５度の傾
斜角度で形成されている。さらに、上記結合側の端面２
ａには、上記パイプ１の嵌合凹部１Ａに嵌入される縮径
状の嵌合凸部２ｂが一体形成されている。この嵌合凸部
２ｂは、前記嵌合凹部１Ａの内径とほぼ同じかわずかに
小さい外径の断面円形に形成されている。

【００１６】そして、この嵌合凸部２ｂを上記パイプ１
の嵌合凹部１Ａ内に嵌合して、パイプ１の端面１ａと丸
棒２の端面２ａを突き合わせると、上記テーパ面１ｃ，
２ｃにより、開先角度が９０度の断面Ｖ形の溶接用環状
凹所４が形成される。

【００１７】なお、この溶接用環状凹所４の開先角度
は、９０度に限らず、任意の値に設定可能である上記丸
棒２における嵌合凸部２ｂの外周面には、その基端部に
位置して、断面形状がたとえばコ字形の環状溝５が形成
されている。勿論、この溝の断面形状は、半円形などで
あってもよい。

【００１８】上記溶接部Ｍは、アーク溶接、プラズマ溶
接，レーザ溶接，さらには電子ビーム溶接のような各種
の溶融溶接法のうちから選択された任意の方法で形成さ
れる。

【００１９】上記構成において、パイプ１と丸棒２を溶
接で結合させるには、まず、パイプ１の嵌合凹部１Ａに
上記丸棒２の嵌合凸部２ｂを嵌入して、パイプ１の端面
１ａと丸棒２の端面２ａを突き合わせる。すると、嵌合
凹部１Ａの開口端の内側に位置して、前記嵌合凸部２ａ
の環状溝５が存在し、該環状溝５の位置において、嵌合
凹部１Ａの周面（パイプ１の内周面）と嵌合凸部２ａの
外周面との間には大きな隙間が形成される。

【００２０】この状態で、パイプ１と丸棒２の突き合わ
せ部の外周面、具体的には、上記溶接用環状凹所４に溶
接を施せば、溶加材と母材とが溶融した溶着金属Ｍによ
り、パイプ１と丸棒２が一体に結合・固定され、溶接継
手が製作される。

【００２１】上記溶接に際しては、パイプ１の嵌合凹部
１Ａに上記丸棒２の嵌合凸部２ｂを嵌合させるので、両
材１，２の軸ずれもなく、安定状態で溶接を速やかに行
うことができる。

【００２２】とくに、上記嵌合凸部２ｂの基端部外周面
に環状溝５を形成してあるので、溶着金属Ｍが両溶接部
材１，２の突き合わせ端面１ａ，２ａの間から上記環状
溝５内に溶け込み、パイプ１の嵌合凹部１Ａの周面と丸
棒２の嵌合凸部２の基端部外周面との界面にルート部が
残るのが抑制される。このため、上記溶着金属Ｍにルー
ト割れが起きにくくなり、機械的強度を高めることがで
きる。この結果、この溶接継手を使用条件の厳しい各種
資材に積極的に適用させることができる。

【００２３】而して、上記環状溝５の断面積が小さすぎ
ると、上記溶着金属Ｍの溶け出しが十分に行えず、逆
に、大きすぎると、被溶接部材２側の強度が低下する。
したがって、環状溝５の幅Ｗは、０．５〜１０ｍｍ、深
さＤは、０．５〜５ｍｍに設定するのが好ましい。

【００２４】

【実施例】次に、上記構成の溶接継手の実施例１〜３を
従来例と比較して説明する。

【００２５】各例の溶接継手の製造条件は、以下の通り
である。

【００２６】Ａ．供試材として、Ａｌ製（６０６１ーＴ
６）のパイプ１とＡｌ製（６０６１ーＴ６）の丸棒２
を、それぞれ複数本用意した。

【００２７】上記パイプ１は、厚さが４ｍｍ、直径が３
０ｍｍ、長さが１００ｍｍであり、また、丸棒２は、直
径が３０ｍｍ、長さが１００ｍｍで、一端面に直径（差
し込み径）２２ｍｍの嵌合凸部２ｂが形成されている。

【００２８】そして、丸棒２の嵌合凸部２ｂをパイプ１
の嵌合凹部１Ａに、パイプ材と丸棒の端面１ａ、２ａが
突き合わされるまで嵌入した。また、両部材の端面はテ
ーパ加工して、突き合わせ状態において、溶接用環状凹
所４が形成されるようにした。

【００２９】また、丸棒２の嵌合凸部２ｂの基端部周面
には、断面コ字形の環状溝５を形成しておき、パイプと
の組み付け状態で、パイプの嵌合凹部１Ａの開口端の内
側に前記環状溝が位置するようにした。

【００３０】そして、環状溝５の溝形状を表１のように
各種に変えたものを製作した。また、従来例として、環
状溝を形成しなかったものも製作した。

【００３１】Ｂ．溶加材として、５３５６ｗｙ−１．２
ｍｍを使用した。

【００３２】Ｃ．溶接法として、アーク溶接であるＭＩ
Ｇによる自動溶接を採用し、溶接用環状凹所４の全周に
わたって溶接した。

【００３３】Ｄ．溶接条件は、溶接電流が１６０Ａ、ア
ーク電圧が２１Ｖ、溶接速度が６０ｃｍ／分、シールド
ガス流量が２０リットル／分とした。

【００３４】この条件下で製作した各溶接継手につい
て、引張強さおよびＪＩＳ Ｚ３１０５に基づくＸ線透
過試験を行った。その結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、従来例では、引
張強さが２２０Ｎ／ｍｍ² で、Ｘ線透過試験もＪＩＳ規
格の４類に留まっているのに対して、実施例１〜３で
は、引張強さが、従来例の２２０Ｎ／ｍｍ² を大幅に上
回る値となり、Ｘ線透過試験結果もＪＩＳ規格の１類を
クリアーできることが判った。従って、本発明実施品に
よれば、ルート割れを防止して接合強度の高い良好な溶
接継手となし得ることを確認し得た。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明の溶接継手は、
嵌合凹部の開口端の内側に位置して、前記嵌合凸部の外
周面に環状溝が形成されているから、溶接部が完全溶け
込みし、嵌合凹部周面と嵌合凸部外周面との界面にルー
ト部が残らず、従って溶着金属のルート割れを防止し得
て、機械的強度を増大することができる。その結果、機
械的強度に厳密な条件が要求される資材にも十分適用で
き、用途範囲の拡大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る溶接継手を示す一
部破断正面図である。

【図２】従来の溶接継手を示す一部破断正面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・パイプ（被溶接部材） １Ａ・・・・・・・・・嵌合凹部 ２・・・・・・・・・・丸棒（被溶接部材） ２ｂ・・・・・・・・・嵌合凸部 ５・・・・・・・・・・環状溝 Ｍ・・・・・・・・・・溶接部（溶着金属）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 雄一 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者 成願 茂利 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB08 CB01 CC03 DA06 DF05 DF09 4E081 YQ01 YX02 YX08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の被溶接部材の嵌合凹部に、他方の
   被溶接部材の嵌合凸部が嵌入されるとともに、前記嵌合
   凹部の開口部周縁において、両被溶接部材が溶接固定さ
   れてなる溶接継手において、 前記嵌合凹部の開口端の内側に位置して、前記嵌合凸部
   の外周面に環状溝が形成されていることを特徴とする溶
   接継手。