JP2002263836A - すみ肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法及びすみ肉溶接継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの部材の角すみに形成されたすみ肉ビー
ドを、その強度を保ちつつ、容易に整形する。 【解決手段】 Ｔ継手１１の角すみに形成されたすみ肉
ビード１４に肉盛り材１５を押付けてこの肉盛り材１５
を高速回転させ、すみ肉ビード１４と肉盛り材１５との
接触面に摩擦熱を発生させることにより、肉盛り材１５
等を塑性流動化させてすみ肉ビード１４上に供給する。
これにより、既存のすみ肉ビード１４上に滑らかな整形
ビード１６を形成することができ、整形ビード１６の各
止端部１６Ａ，１６Ｂ等に応力が集中することがなく、
すみ肉ビード１４及び整形ビード１６からなるすみ肉ビ
ードの疲労強度を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば平板等の２
つの部材を互いにすみ肉溶接によって接合してなるすみ
肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法及びすみ肉溶接継手
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、２つの金属部材間を接合する場
合には、アーク等の熱源を用いて接合対象の部材を加
熱、溶融させ、溶融金属の再凝固によって接合する方法
が広く採用されている。

【０００３】そして、２つの金属板をある角度をもって
当接させた状態で、両者の角すみ部にすみ肉溶接を施す
ことにより、Ｔ継手、かど継手、重ね継手等のすみ肉溶
接継手を形成することができる。

【０００４】そこで、例えばアーク溶接によってＴ継手
を形成する場合について、図１７及び図１８を参照しつ
つ説明する。

【０００５】図中、１は金属板からなる母材、２は該母
材１に接合される他の金属板からなる母材で、これら各
母材１，２のうち一方の母材（例えば、母材１）を作業
台上に水平に載置し、他方の母材２を母材１上にほぼ９
０度の角度をもって当接させる。

【０００６】次に、例えば溶加材３を溶接電極とし、母
材１，２を他の電極とし、溶加材３を各母材１，２に対
して斜めに傾けた状態で、これら溶加材３と母材１，２
との間にアークを発生させる。そして、このアークによ
って溶加材３、母材１，２の表面を溶融させつつ、母材
１，２に沿って溶加材３を水平方向に移動させる水平溶
接を施す。これにより、母材１，２の角すみにすみ肉ビ
ード４が形成され、該すみ肉ビード４によって母材１，
２がＴ型に接合されたＴ継手を形成することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の如く母
材２を母材１に対してほぼ垂直に当接させた状態で溶接
作業を行った場合には、垂直面となった母材２の表面が
アークによって溶融したときに、この溶融金属の一部が
重力によって母材１側へと流落ちてしまう。これは、一
般的に溶接だれと呼ばれている。

【０００８】これにより、すみ肉ビード４の表面が凹凸
状となり、すみ肉ビード４の母材１側の止端部４Ａと母
材２側の止端部４Ｂのうち、始端部４Ａの周辺に母材１
の表面から隆起したオーバラップ４Ｃが発生してしま
う。また、母材２の表面には、すみ肉ビード４の止端部
４Ｂ近傍に位置して凹陥状にえぐられたアンダカット２
Ａが発生してしまう。そして、これらすみ肉ビード４の
オーバラップ４Ｃ、母材２のアンダカット２Ａ等の溶接
欠陥は、例えば溶接作業を短時間で行うため、溶接速度
を大きくしたり、アークの発熱量を大きくすることによ
り一層発生し易くなるものである。

【０００９】そして、上述したすみ肉ビードの溶接欠陥
部には応力が集中しやすく、すみ肉ビードの疲労強度が
低下することが知られており、特に建設機械の作業装置
を構成するブーム、アーム等の大きな負荷が繰返して作
用する溶接構造物においては、すみ肉ビード、及びその
止端部形状を平滑に仕上げる必要がある。

【００１０】このため、従来では、凹凸状となったすみ
肉ビード４の表面をグラインダ等を用いてほぼ円弧状に
削落とし、すみ肉ビード４、及びその止端部４Ａ，４Ｂ
の形状を滑らかに整形したり、すみ肉ビード４上に化粧
ビードを施すことにより、これらすみ肉ビード４の止端
部４Ａ，４Ｂ等に応力が集中するのを避けるようにして
いる。

【００１１】しかし、上述の如くグラインダ等を用いて
すみ肉ビード４の表面を削落とす場合には、すみ肉ビー
ド４の厚みが小さくなる分、その強度が低下してしまう
という問題がある。また、すみ肉ビード４に化粧ビード
を施す場合には、すみ肉ビード４に対する過度の入熱に
よりその金属組織に悪影響を及ぼすという問題がある。

【００１２】さらに、グラインダ等を用いたすみ肉ビー
ド４の整形作業は、通常、作業者の手作業で行われるた
め、作業者の負担が大きく、また、削取られたすみ肉ビ
ード４の粉塵によって作業環境が悪化し易いという問題
がある。

【００１３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、２つの部材の角すみに形成されたすみ肉
ビードを、その強度を保ちつつ、かつ、容易に整形する
ことができるようにしたすみ肉溶接継手のすみ肉ビード
整形方法及びすみ肉溶接継手を提供することを目的とし
ている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、請求項１の発明は、２つの部材をある角度をもっ
て当接させ、これら２つの部材の角すみにすみ肉ビード
を形成してなるすみ肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法
であって、消耗式肉盛り材の端部を前記すみ肉ビードに
押付けつつ相対移動することにより摩擦熱を発生させる
摩擦熱発生工程と、この摩擦熱により塑性流動化した前
記肉盛り材を前記すみ肉ビード上に供給しつつ該肉盛り
材を移動することにより、すみ肉ビードの形状を滑らか
に整形する整形工程とからなる。

【００１５】このようなすみ肉ビード整形方法によれ
ば、肉盛り材をすみ肉ビードに押付けて相対移動させる
ことにより、肉盛り材及びすみ肉ビードの一部が摩擦熱
によって塑性流動化し、肉盛り材の移動に伴ってすみ肉
ビード表面の凹部へと供給される。そして、この塑性流
動化部分が、すみ肉ビードの表面を覆った後、徐々に固
化することにより、すみ肉ビードを滑らかに整形するこ
とができる。

【００１６】この場合、既存のすみ肉ビード上に、さら
に肉盛り材等からなる整形ビードが追加して形成される
ことになるので、例えばグラインダ等を用いてすみ肉ビ
ードの表面を削落として整形する方法に比較して、すみ
肉ビードの疲労強度を高めることができる。

【００１７】請求項２の発明によるすみ肉ビード整形方
法は、消耗式肉盛り材の端部をすみ肉ビード及び該すみ
肉ビード止端部周辺に押付けつつ相対移動することによ
り摩擦熱を発生させる摩擦熱発生工程と、この摩擦熱に
より塑性流動化した肉盛り材をすみ肉ビード上及びすみ
肉ビード止端部に供給しつつ該肉盛り材を移動すること
により、すみ肉ビード及びすみ肉ビード止端部の形状を
滑らかに整形する整形工程とからなる。

【００１８】このようなすみ肉ビード整形方法によれ
ば、肉盛り材をすみ肉ビード及びその止端部周辺に押付
けて相対移動させることにより、肉盛り材、すみ肉ビー
ド、及びその止端部周辺が摩擦熱によって塑性流動化
し、肉盛り材の移動に伴ってすみ肉ビードの表面、すみ
肉ビードの止端部周辺へと供給される。そして、この塑
性流動化部分が徐々に固化することにより、すみ肉ビー
ド及びすみ肉ビードの止端部を滑らかに整形することが
できる。

【００１９】請求項３の発明によるすみ肉ビード整形方
法は、消耗式肉盛り材の端部をすみ肉ビード止端部周辺
に押付けつつ相対移動することにより摩擦熱を発生させ
る摩擦熱発生工程と、この摩擦熱により塑性流動化した
肉盛り材をすみ肉ビード止端部に供給しつつ該肉盛り材
を移動することにより、すみ肉ビード止端部の形状を滑
らかに整形する整形工程とからなる。

【００２０】このようなすみ肉ビード整形方法によれ
ば、肉盛り材をすみ肉ビードの止端部周辺に押付けて相
対移動させることにより、肉盛り材及びすみ肉ビードの
止端部周辺が摩擦熱によって塑性流動化し、肉盛り材の
移動に伴ってすみ肉ビードの止端部周辺へと供給され
る。そして、この塑性流動化部分が、すみ肉ビードの止
端部周辺を覆った後、徐々に固化することにより、すみ
肉ビードの止端部を滑らかに整形することができる。

【００２１】請求項４の発明によるすみ肉溶接継手は、
２つの部材をある角度をもって当接させこれら２つの部
材の角すみにすみ肉ビードを形成し、消耗式肉盛り材の
端部をすみ肉ビードに押付けつつ相対移動することによ
り摩擦熱を発生させ、この摩擦熱により塑性流動化した
肉盛り材をすみ肉ビード上に供給しつつ該肉盛り材を移
動することにより、すみ肉ビードの形状を滑らかに整形
する構成としている。

【００２２】このように構成したことにより、２つの部
材の角すみに形成された既存のすみ肉ビード上に、肉盛
り材等からなる整形ビードが追加して形成されることに
なるので、例えばグラインダ等を用いてすみ肉ビードの
表面を削落としたすみ肉溶接継手に比較して、すみ肉ビ
ードの疲労強度を高めることができる。

【００２３】請求項５の発明によるすみ肉溶接継手は、
２つの部材をある角度をもって当接させこれら２つの部
材の角すみにすみ肉ビードを形成し、消耗式肉盛り材の
端部をすみ肉ビード及び該すみ肉ビード止端部周辺に押
付けつつ相対移動することにより摩擦熱を発生させ、こ
の摩擦熱により塑性流動化した肉盛り材をすみ肉ビード
上及びすみ肉ビード止端部に供給しつつ該肉盛り材を移
動することにより、すみ肉ビード及びすみ肉ビード止端
部の形状を滑らかに整形する構成としている。

【００２４】このように構成したことにより、２つの部
材の角すみに形成された既存のすみ肉ビード及びその止
端部に、さらに肉盛り材等からなる整形ビードが形成さ
れるので、すみ肉ビードの疲労強度を高めることができ
る。

【００２５】請求項６の発明によるすみ肉溶接継手は、
２つの部材をある角度をもって当接させこれら２つの部
材の角すみにすみ肉ビードを形成し、消耗式肉盛り材の
端部をすみ肉ビード止端部周辺に押付けつつ相対移動す
ることにより摩擦熱を発生させ、この摩擦熱により塑性
流動化した肉盛り材をすみ肉ビード止端部に供給しつつ
該肉盛り材を移動することにより、すみ肉ビード止端部
の形状を滑らかに整形する構成としている。

【００２６】このように構成したことにより、２つの部
材の角すみに形成された既存のすみ肉ビードの止端部
に、肉盛り材等からなる整形ビードを形成することがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るすみ肉ビード
整形方法、及びすみ肉溶接継手の実施の形態を、図１な
いし図１６を参照しつつ説明する。

【００２８】まず、図１ないし図６は第１の実施の形態
を示し、１１はすみ肉ビード整形方法が適用されるすみ
肉溶接継手としてのＴ継手で、該Ｔ継手１１は、金属板
からなる２枚の母材１２，１３を、互いにほぼ９０度の
角度をもって当接させた状態で、これら母材１２，１３
の角すみにすみ肉溶接を施すことにより形成されてい
る。

【００２９】１４は母材１２，１３の角すみに形成され
たすみ肉ビードで、該すみ肉ビード１４は、図３に示す
ように、母材１２側の止端部１４Ａから母材１３側の止
端部１４Ｂにかけて、ほぼ三角形の断面形状をもって形
成されている。ここで、すみ肉ビード１４の表面は凹凸
状となり、止端部１４Ａの近傍は母材１２の表面から隆
起したオーバラップ１４Ｃとなっている。

【００３０】１５はすみ肉ビード１４を整形するために
用いられる消耗式肉盛り材で、該肉盛り材１５は、例え
ばすみ肉ビード１４、各母材１２，１３と同一の材料を
用いて細長い円柱形状をなす棒状体として形成されてい
る。ここで、肉盛り材１５の外径寸法Ｄ１は、すみ肉ビ
ード１４の止端部１４Ａ，１４Ｂ間の距離（ビード幅）
Ｗとほぼ等しいか、あるいは小さく（Ｄ１≦Ｗ）設定さ
れている。

【００３１】そして、肉盛り材１５は、後述の摩擦肉盛
り装置２１に取付けられ、該摩擦肉盛り装置２１によっ
てすみ肉ビード１４に向けて図１中の矢示Ａ方向に加圧
され、その下端部をすみ肉ビード１４上に押付けつつ、
該すみ肉ビード１４と相対移動すべく矢示Ｂ方向に高速
で回転されるものである。

【００３２】これにより、肉盛り材１５はすみ肉ビード
１４との間で摩擦熱を発生させ、この摩擦熱によって両
者の摩擦接触部には塑性流動が生じる。そして、この塑
性流動化部分が、すみ肉ビード１４表面の凹部、オーバ
ラップ１４Ｃの周辺部等に供給された後、徐々に固化す
ることにより、図６に示すように、すみ肉ビード１４上
に整形ビード１６が追加して設けられた新たなＴ継手１
７を形成するものである。

【００３３】次に、図２を参照して本実施の形態で用い
る摩擦肉盛り装置２１について説明する。まず、摩擦肉
盛り装置２１は、下側の脚部２２と、該脚部２２に対し
て上，下に昇降可能に設けられた昇降台２３と、後述の
電動モータ２８及びチャック２９とにより大略構成され
ている。

【００３４】２４は昇降台２３上に設けられた支持テー
ブル、２５，２５は支持テーブル２４を昇降台２３と共
に上，下に駆動する加圧シリンダを示し、これらの各加
圧シリンダ２５は、摩擦肉盛り装置２１の脚部２２と昇
降台２３との間に配設され、例えば図２中の矢示Ａ1 方
向に昇降台２３を押動することにより、チャック２９に
把持された肉盛り材１５を、後述のスライド台２６に取
付けられたＴ継手１１のすみ肉ビード１４に向けて相対
的に矢示Ａ方向に加圧するものである。

【００３５】２６は支持テーブル２４上に摺動可能に設
けられたスライド台で、このスライド台２６上には、Ｔ
継手１１が図示の如く、母材１２，１３が水平方向に対
してほぼ４５度の角度をもって傾斜し、すみ肉ビード１
４が肉盛り材１５と正対するようにボルト等（図示せ
ず）を用いて強固に固定される。そして、スライド台２
６は、スライド装置（図示せず）により、図１中の矢示
Ｃ方向（Ｔ継手１１の長手方向）に駆動される構成とな
っている。

【００３６】２７は支持テーブル２４の後側に位置して
脚部２２上に設けられたモータスタンド、２８はモータ
スタンド２７の上部側に設けられた回転源となる電動モ
ータを示し、この電動モータ２８は、肉盛り材１５を把
持するチャック２９を矢示Ｂ方向に回転駆動する。これ
により、肉盛り材１５は、例えば１６００〜３０００ｒ
ｐｍ程度の速度で回転される。

【００３７】また、肉盛り材１５をＴ継手１１のすみ肉
ビード１４に向けて矢示Ａ方向に押付ける加圧力は、例
えば０〜９０ＭＰａ程度に設定され、スライド台２６に
よりＴ継手１１を肉盛り材１５に対し矢示Ｃ方向に移動
させる送り速度は、例えば０．１〜６ｍｍ／秒程度に設
定されている。

【００３８】次に、上述の摩擦肉盛り装置２１を用いた
Ｔ継手１１のすみ肉ビード１４に対するすみ肉ビード整
形方法について、図２ないし図５を参照して説明する。

【００３９】まず、摩擦肉盛り装置２１のスライド台２
６上にＴ継手１１を載置し、該Ｔ継手１を、母材１２，
１３が水平方向に対してほぼ４５度の角度をもって傾斜
し、すみ肉ビード１４が肉盛り材１５と正対するように
スライド台２６に固定する（固定工程）。

【００４０】次に、Ｔ継手１１をスライド台２６上に固
定したままの状態で、加圧シリンダ２５を駆動して支持
テーブル２４を昇降台２３と共に矢示Ａ1 方向に押圧す
ることにより、肉盛り材１５をＴ継手１１のすみ肉ビー
ド１４に押付けつつ、肉盛り材１５を電動モータ２８に
よって高速回転（相対移動）させる。

【００４１】このため、肉盛り材１５の下端部がすみ肉
ビード１４に押付けられた状態で、該すみ肉ビード１４
の表面に隆起したオーバラップ１４Ｃ等の凸部に摩擦接
触し続け、両者の接触面には、例えば８００〜１２００
℃程度の摩擦熱が発生する（摩擦熱発生工程）。

【００４２】そして、この摩擦熱により、肉盛り材１５
とすみ肉ビード１４との接触面部が漸次塑性流動化して
軟化するようになる。このとき、肉盛り材１５には矢示
Ａ方向への加圧力が作用しているので、図４に示すよう
に、軟化した肉盛り材１５及びすみ肉ビード１４の塑性
流動化部分は、すみ肉ビード１４表面の凹部内に強制的
に供給される。また、塑性流動化した肉盛り材１５の下
端側は、すみ肉ビード１４の表面に沿って各止端部１４
Ａ，１４Ｂの近傍まで拡径するように変形し、すみ肉ビ
ード１４の表面をほぼ全幅に亘って覆う。

【００４３】次に、この状態でスライド台２６を駆動す
ると、肉盛り材１５は、すみ肉ビード１４に摩擦接触し
つつ、該すみ肉ビード１４に沿ってＴ継手１１の長手方
向に０．１〜６ｍｍ／秒程度の速度で徐々に相対移動す
る。このため、肉盛り材１５及びすみ肉ビード１４の塑
性流動化部分は、すみ肉ビード１４の表面に取り残され
てそこに付着する。これにより、肉盛り材１５及びすみ
肉ビード１４の塑性流動化部分は、すみ肉ビード１４の
表面を止端部１４Ａ，１４Ｂにかけてのほぼ全幅に亘っ
て覆いつつ、該すみ肉ビード１４の長さ方向（Ｔ継手１
１の長手方向）に延びていく。

【００４４】そして、すみ肉ビード１４の表面に付着し
た肉盛り材１５等は、図５に示すように加熱源となる肉
盛り材１５が遠ざかることにより徐々に固形化する。こ
のようにして、すみ肉ビード１４上に、表面の凹凸やオ
ーバラップがない滑らかな整形ビード１６を追加して形
成することができる（整形工程）。

【００４５】なお、上述したすみ肉ビード１４の整形方
法では、例えば肉盛り材１５の回転速度、すみ肉ビード
１４に対する肉盛り材１５の矢示Ｃ方向への移動速度
（スライド台２６の移動速度）等を変化させることによ
り、すみ肉ビード１４への肉盛り材１５の供給量を調整
することができ、すみ肉ビード１４と整形ビード１６か
らなるすみ肉脚長を適宜に調整することができる。

【００４６】かくして、図６に示すように、すみ肉ビー
ド１４上に整形ビード１６が追加された、新たなすみ肉
溶接継手としてのＴ継手１７を得ることができる。この
場合、整形ビード１６の表面は凹凸のない平滑面とな
り、母材１２側の止端部１６Ａは該母材１２の表面から
滑らかに連続し、母材１３側の止端部１６Ｂは該母材１
３の表面から滑らかに連続している。このため、整形ビ
ード１６の各止端部１６Ａ，１６Ｂ等に応力が集中する
ことがなく、すみ肉ビード１４及び整形ビード１６から
なるすみ肉ビードの疲労強度を高めることができ、各母
材１２，１３間の接合強度を高めることができる。

【００４７】また、すみ肉ビード１４の表面を凹凸のな
い滑らかな整形ビード１６によって覆うことにより、該
整形ビード１６が設けられたＴ継手１７全体の外観美を
高めることができる。

【００４８】従って、例えば建設機械の作業装置を構成
するブーム、アーム等の溶接構造物のすみ肉ビード上
（いずれも図示せず）に上述の如き整形ビード１６を追
加して形成することにより、これら溶接構造物の強度を
高めることができ、また、外観品質を高めることができ
る。

【００４９】かくして、本実施の形態によれば、Ｔ継手
１１の角すみに形成されたすみ肉ビード１４に肉盛り材
１５を押付けて該肉盛り材１５を高速回転させ、すみ肉
ビード１４と肉盛り材１５との接触面に摩擦熱を発生さ
せることにより、肉盛り材１５等を塑性流動化させてす
み肉ビード１４上に供給することができ、この状態で肉
盛り材１５をすみ肉ビード１４に沿って移動させること
により、該すみ肉ビード１４上に滑らかな整形ビード１
６を形成することができる。

【００５０】このため、整形ビード１６の各止端部１６
Ａ，１６Ｂ等に応力が集中することがなく、すみ肉ビー
ド１４及び整形ビード１６からなるすみ肉ビードの疲労
強度を高めることができ、各母材１２，１３間の接合強
度を高めることができる。

【００５１】しかも、整形ビード１６は、既存のすみ肉
ビード１４上に追加して設けられるため、例えばグライ
ンダ等を用いてすみ肉ビード１４の表面を削落として整
形する場合に比較して、ビードの厚みを大きく確保する
ことができ、すみ肉ビード１４及び整形ビード１６から
なるすみ肉ビードの疲労強度を一層高めることができ
る。また、すみ肉ビード１４に化粧ビードを施す場合に
比較して、すみ肉ビード４に対する過度の入熱によって
金属組織に悪影響を及ぼすこともない。

【００５２】さらに、グラインダ等を用いてすみ肉ビー
ド１４の表面を整形する作業を不要とすることができる
ので、作業者の負担を解消できると共に、溶接作業場所
の作業環境を良好に保つことができる。

【００５３】次に、図７ないし図１０は本発明の第２の
実施の形態を示し、本実施の形態は、肉盛り材を用いて
すみ肉ビード及びすみ肉ビード止端部の形状を滑らかに
整形するものである。なお、本実施の形態では、上述し
た第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００５４】図中、３１は第１の実施の形態で用いた肉
盛り材１５に代えて本実施の形態に用いた肉盛り材で、
該肉盛り材３１は、前記肉盛り材１５と同一の材料によ
り円柱形状の棒状体として形成されているものの、肉盛
り材３１の外径寸法Ｄ２は、Ｔ継手１１に形成されたす
み肉ビード１４の止端部１４Ａ，１４Ｂ間の距離（ビー
ド幅）Ｗよりも大きく（Ｄ２＞Ｗ）設定されている。

【００５５】そして、肉盛り材３１は、摩擦肉盛り装置
２１によりすみ肉ビード１４に向けて矢示Ａ方向に加圧
され、その下端部をすみ肉ビード１４上、及び該すみ肉
ビード１４の各止端部１４Ａ，１４Ｂ周辺に押付けつつ
矢示Ｂ方向に高速で回転されることにより塑性流動化
し、この塑性流動化部分をすみ肉ビード１４、及び各止
端部１４Ａ，１４Ｂ周辺に供給するものである。

【００５６】本実施の形態は上述の如き肉盛り材３１を
用いてＴ継手１１のすみ肉ビード１４、及びその止端部
１４Ａ，１４Ｂ周辺を整形するもので、まず、図７に示
すように、摩擦肉盛り装置２１のスライド台２６上にＴ
継手１１を固定し、肉盛り材３１とすみ肉ビード１４と
を正対させた後、肉盛り材３１をすみ肉ビード１４、及
びその止端部１４Ａ，１４Ｂ周辺となる母材１２，１３
の表面に押付けつつ、矢示Ｂ方向に高速回転させる。

【００５７】これにより、肉盛り材３１の下端部がすみ
肉ビード１４、及び止端部１４Ａ，１４Ｂの周辺（母材
１２，１３）に摩擦接触し、このときに発生する摩擦熱
により、図８に示すように、肉盛り材３１、すみ肉ビー
ド１４、母材１２，１３が塑性流動化する（摩擦熱発生
工程）。

【００５８】このとき、肉盛り材３１がすみ肉ビード１
４に押付けられることにより、肉盛り材３１等の塑性流
動化部分は、すみ肉ビード１４表面の凹部内に強制的に
供給されると共に各止端部１４Ａ，１４Ｂの周辺部に供
給される。

【００５９】そして、スライド台２６によって肉盛り材
３１をＴ継手１１の長手方向に移動させることにより、
図９に示すように、すみ肉ビード１４の表面をその全幅
に亘って覆い、さらに各止端部１４Ａ，１４Ｂから母材
１２，１３内に入込むように広がる広幅な整形ビード３
２を形成することができる（整形工程）。

【００６０】かくして、図１０に示すように、すみ肉ビ
ード１４上に整形ビード３２が追加された、新たなすみ
肉溶接継手としてのＴ継手３３を得ることができる。こ
の場合、整形ビード３２の表面は凹凸のない平滑面とな
り、各止端部３２Ａ，３２Ｂは母材１２，１３の表面か
ら滑らかに連続している。しかも、整形ビード３２は、
肉盛り材３１、すみ肉ビード１４に加え、該すみ肉ビー
ド１４の止端部１４Ａ，１４Ｂ周辺の母材１２，１３が
塑性流動化して互いに融合することにより形成されたも
のであるから、すみ肉ビード１４及び整形ビード３２か
らなるすみ肉ビードの疲労強度を高めることができ、各
母材１２，１３間の接合強度を高めることができる。

【００６１】次に、図１１ないし図１５は本発明の第３
の実施の形態を示し、本実施の形態は、肉盛り材を用い
てすみ肉ビード止端部の形状を滑らかに整形するもので
ある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の
形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省
略するものとする。

【００６２】図中、４１はすみ肉ビード整形方法が適用
されるすみ肉溶接継手としてのＴ継手で、該Ｔ継手４１
は、金属板からなる２枚の母材４２，４３を、互いにほ
ぼ９０度の角度をもって当接させた状態で、これら母材
４２，４３の角すみにすみ肉溶接を施すことにより形成
されている。

【００６３】４４は母材４２，４３の角すみに形成され
たすみ肉ビードで、該すみ肉ビード４４は、母材４２側
の止端部１４Ａから母材４３側の止端部１４Ｂにかけ
て、ほぼ三角形の断面形状をもって形成されている。こ
こで、すみ肉ビード４４の表面は凹凸状となり、止端部
４４Ａの近傍は母材４２の表面から隆起したオーバラッ
プ４４Ｃとなっている。また、母材４３には止端部４４
Ｂの近傍に位置して凹陥状にえぐられたアンダカット４
３Ａが発生している。

【００６４】４５はすみ肉ビード４４を整形するために
用いられる消耗式肉盛り材で、該肉盛り材４５は、例え
ばすみ肉ビード４４、各母材４２，４３と同一の材料を
用いて細長い円柱形状をなす棒状体として形成されてい
る。ここで、肉盛り材４５の外径寸法Ｄ３は、例えば第
１の実施の形態に用いた肉盛り材１５の外径寸法Ｄ１よ
りも小さく（Ｄ３＜Ｄ１）設定されている。

【００６５】本実施の形態は上述の如き肉盛り材４５を
用いてＴ継手４１に形成されたすみ肉ビード４４の止端
部４４Ａ，４４Ｂ周辺を整形するもので、まず、図１１
に示すように、例えば支持テーブル２４に対するスライ
ド台２６の取付角度を変化させ、肉盛り材４５の下端部
を、スライド台２６に固定されたＴ継手４１のすみ肉ビ
ード４４の止端部４４Ａ周辺に正対させる。

【００６６】そして、肉盛り材４５を矢示Ａ方向に加圧
し、該肉盛り材４５の下端部を、すみ肉ビード４４の止
端部４４Ａ周辺となるオーバラップ４４Ｃ及び母材４２
の表面に押付けつつ、矢示Ｂ方向に高速回転させる。こ
れにより、肉盛り材４５の下端部が、すみ肉ビード４４
のオーバラップ４４Ｃ及び母材４２に摩擦接触し、この
ときに発生する摩擦熱により、肉盛り材４５、すみ肉ビ
ード４４（オーバラップ４４Ｃ）、母材４２が塑性流動
化する（摩擦熱発生工程）。

【００６７】このとき、肉盛り材４５がすみ肉ビード４
４と母材４２とに押付けられることにより、肉盛り材４
５等の塑性流動化部分は、すみ肉ビード４４の止端部４
４Ａ周辺部に供給される。そして、スライド台２６によ
って肉盛り材４５をＴ継手４１の長手方向に移動させる
ことにより、図１２に示すように、すみ肉ビード４４の
止端部４４Ａと母材４２との間に、母材４２の表面から
滑らかに連続する狭幅な整形ビード４６を形成すること
ができる（整形工程）。

【００６８】次に、図１３に示すように、例えば支持テ
ーブル２４に対するスライド台２６の取付角度をさらに
変化させ、肉盛り材４５の下端部を、スライド台２６に
固定されたＴ継手４１のすみ肉ビード４４の止端部４４
Ｂ周辺（アンダカット４３Ａ）に正対させる。

【００６９】そして、肉盛り材４５を矢示Ａ方向に加圧
し、該肉盛り材４５の下端部を、すみ肉ビード４４の止
端部４４Ｂ周辺、及び母材４３の表面に押付けつつ、矢
示Ｂ方向に高速回転させる。これにより、肉盛り材４５
の下端部が、すみ肉ビード４４の止端部４４Ｂ及び母材
４３に摩擦接触し、このときに発生する摩擦熱により、
肉盛り材４５、すみ肉ビード４４、母材４２が塑性流動
化する（摩擦熱発生工程）。

【００７０】このとき、肉盛り材４５がすみ肉ビード４
４と母材４３とに押付けられることにより、肉盛り材４
５等の塑性流動化部分は、すみ肉ビード４４の止端部４
４Ｂ周辺部に供給され、母材４３のアンダカット４３Ａ
内に充填される。そして、スライド台２６によって肉盛
り材４５をＴ継手４１の長手方向に移動させることによ
り、図１４に示すように、すみ肉ビード４４の止端部４
４Ｂと母材４３との間に、アンダカット４３Ａを埋め、
母材４３の表面から滑らかに連続する狭幅な整形ビード
４７を形成することができる（整形工程）。

【００７１】かくして、図１５に示すように、すみ肉ビ
ード４４の止端部４４Ａ周辺に整形ビード４６が追加さ
れ、止端部４４Ｂ周辺に整形ビード４７が追加された、
新たなすみ肉溶接継手としてのＴ継手４８を得ることが
できる。この場合、整形ビード４６は母材４２からすみ
肉ビード４４にかけて滑らかに連続し、整形ビード４７
は母材４３からすみ肉ビード４４にかけて滑らかに連続
している。このため、すみ肉ビード４４及び整形ビード
４６，４７からなるすみ肉ビードの疲労強度を高めるこ
とができ、各母材４２，４３間の接合強度を高めること
ができる。

【００７２】なお、上述した各実施の形態では、すみ肉
ビードを整形する対象として、母材１３（４３）の母材
１２（４２）側の当接端部が平面状に形成されたＴ継手
１１（４１）を例に挙げて説明したが、本発明はこれに
限るものではなく、例えば図１６に示す変形例のよう
に、母材５１と、該母材５１側の当接端部が開先部５２
Ａとなった母材５２とからなり、これら各母材５１，５
２の角すみにすみ肉ビード５３が形成されたＴ継手５４
にも適用することができる。

【００７３】また、上述した各実施の形態では、すみ肉
溶接継手としてＴ継手を例に挙げたが、本発明はこれに
限らず、例えばかど継手、重ね継手等の他のすみ肉溶接
継手にも広く適用することができる。

【００７４】さらに、すみ肉溶接継手を構成する２つの
部材は、鋼板等の鉄系材料に限るものではなく、例えば
銅、アルミニウム、またはこれらの合金材料等を用いて
もよく、また、金属に限らず加熱によって塑性流動性を
示す、例えばプラスチックを用いてもよく、基本的には
２つの部材と肉盛り材とは、同一の材料を用いて形成で
きるものである。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明に係
るすみ肉ビード整形方法によれば、肉盛り材の端部をす
み肉ビードに押付けつつ相対移動することにより摩擦熱
を発生させる摩擦熱発生工程と、この摩擦熱により塑性
流動化した肉盛り材をすみ肉ビード上に供給しつつ該肉
盛り材を移動することにより、すみ肉ビードの形状を滑
らかに整形する整形工程とからなるので、既存のすみ肉
ビード上に、さらに肉盛り材等からなる整形ビードを追
加して形成することにより、すみ肉ビードを滑らかに整
形することができる。

【００７６】このため、すみ肉ビードの止端部等に応力
が集中することがなく、すみ肉ビードの疲労強度を高め
ることができ、２つの部材間の接合強度を高めることが
できる。この場合、肉盛り材等からなる整形ビードが、
既存のすみ肉ビード上に追加して設けられるため、例え
ばグラインダ等を用いてすみ肉ビードの表面を削落とし
て整形する場合に比較して、ビードの厚みを大きく確保
することができ、すみ肉ビードの疲労強度を一層高める
ことができる。また、既存のすみ肉ビードに化粧ビード
を施す場合に比較して過度の入熱によって金属組織に悪
影響を及ぼすこともない。

【００７７】また、グラインダ等を用いて既存のすみ肉
ビードの表面を整形する作業を不要とすることができる
ので、作業者の負担を解消できると共に、溶接作業場所
の作業環境を良好に保つことができる。

【００７８】さらに、すみ肉ビードを滑らかに整形する
ことができるので、すみ肉溶接継手の外観品質を高める
ことができる。

【００７９】また、請求項２の発明に係るすみ肉ビード
整形方法によれば、肉盛り材を、すみ肉ビード上及びす
み肉ビード止端部周辺に押付けて相対移動させることに
より、肉盛り材、すみ肉ビード、及びその止端部周辺が
摩擦熱によって塑性流動化し、肉盛り材の移動に伴って
すみ肉ビードの表面、すみ肉ビードの止端部周辺へと供
給されるので、すみ肉ビード及びすみ肉ビード止端部を
滑らかに整形することができる。

【００８０】また、請求項３の発明に係るすみ肉ビード
整形方法によれば、肉盛り材を、すみ肉ビード止端部周
辺に押付けて相対移動させることにより、肉盛り材及び
すみ肉ビード止端部周辺が摩擦熱によって塑性流動化
し、肉盛り材の移動に伴ってすみ肉ビードの止端部周辺
へと供給されるので、すみ肉ビードの止端部を滑らかに
整形することができる。

【００８１】また、請求項４の発明に係るすみ肉溶接継
手によれば、２つの部材の角すみに形成されたすみ肉ビ
ードに肉盛り材の端部を押付けつつ相対移動させ、この
ときに発生する摩擦熱により塑性流動化した肉盛り材を
すみ肉ビード上に供給することにより、すみ肉ビードの
形状を滑らかに整形する構成としたので、すみ肉ビード
の止端部等に応力が集中することがなく、すみ肉ビード
の疲労強度を高めることができ、２つの部材間の接合強
度を高めることができる。

【００８２】また、請求項５の発明に係るすみ肉溶接継
手によれば、２つの部材の角すみに形成されたすみ肉ビ
ード及びすみ肉ビード止端部に肉盛り材の端部を押付け
つつ相対移動させ、このときに発生する摩擦熱により塑
性流動化した肉盛り材をすみ肉ビード上及びその止端部
に供給することにより、すみ肉ビード及びすみ肉ビード
止端部の形状を滑らかに整形することができ、すみ肉ビ
ードの疲労強度を高めることができる。

【００８３】さらに、請求項６の発明に係るすみ肉溶接
継手によれば、２つの部材の角すみに形成されたすみ肉
ビードの止端部周辺に肉盛り材の端部を押付けつつ相対
移動させ、このときに発生する摩擦熱により塑性流動化
した肉盛り材をすみ肉ビード止端部に供給することによ
り、すみ肉ビード止端部の形状を滑らかに整形すること
ができ、すみ肉ビードの疲労強度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるすみ肉ビード
整形方法に用いるＴ継手及び肉盛り材等を示す斜視図で
ある。

【図２】第１の実施の形態に用いる摩擦肉盛り装置を示
す全体図である。

【図３】第１の実施の形態による摩擦熱発生工程を示す
断面図である。

【図４】第１の実施の形態による整形工程を示す図３と
同様位置での断面図である。

【図５】すみ肉ビード上に整形ビードが形成された状態
を示す図３と同様位置での断面図である。

【図６】すみ肉ビードが整形されたＴ継手を示す断面図
である。

【図７】第２の実施の形態による摩擦熱発生工程を示す
断面図である。

【図８】第２の実施の形態による整形工程を示す図７と
同様位置での断面図である。

【図９】すみ肉ビード及びすみ肉ビード止端部周辺に整
形ビードが形成された状態を示す図７と同様位置での断
面図である。

【図１０】すみ肉ビード及びすみ肉ビード止端部が整形
されたＴ継手を示す断面図である。

【図１１】第３の実施の形態による摩擦熱発生工程を、
すみ肉ビードの一方の止端部で実行している状態を示す
断面図である。

【図１２】第３の実施の形態による整形工程を、すみ肉
ビードの一方の止端部で実行している状態を示す図１１
と同様位置での断面図である。

【図１３】第３の実施の形態による摩擦熱発生工程を、
すみ肉ビードの他方の止端部で実行している状態を示す
断面図である。

【図１４】第３の実施の形態による整形工程を、すみ肉
ビードの他方の止端部で実行している状態を示す図１１
と同様位置での断面図である。

【図１５】すみ肉ビード止端部が整形されたＴ継手を示
す断面図である。

【図１６】すみ肉ビード整形方法が適用されるＴ継手の
変形例を示す断面図である。

【図１７】従来技術によるＴ継手にすみ肉ビードを形成
する状態を示す斜視図である。

【図１８】従来技術によるＴ継手のすみ肉ビードを示す
断面図である。

【符号の説明】

１２，１３，４２，４３，５１，５２ 母材（部材） １４，４４ すみ肉ビード １５，３１，４５ 肉盛り材 １６，３２，４６，４７ 整形ビード １７，３３，４８ Ｔ継手（すみ肉溶接継手）

フロントページの続き (72)発明者 平川 学 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 篠田 剛 愛知県名古屋市瑞穂区豊岡通り３丁目17番 地 Ｆターム(参考） 4E067 BG00 4E081 DA10 DA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの部材をある角度をもって当接さ
   せ、これら２つの部材の角すみにすみ肉ビードを形成し
   てなるすみ肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法であっ
   て、 消耗式肉盛り材の端部を前記すみ肉ビードに押付けつつ
   相対移動することにより摩擦熱を発生させる摩擦熱発生
   工程と、 この摩擦熱により塑性流動化した前記肉盛り材を前記す
   み肉ビード上に供給しつつ該肉盛り材を移動することに
   より、すみ肉ビードの形状を滑らかに整形する整形工程
   とからなるすみ肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法。
2. 【請求項２】 ２つの部材をある角度をもって当接さ
   せ、これら２つの部材の角すみにすみ肉ビードを形成し
   てなるすみ肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法であっ
   て、 消耗式肉盛り材の端部を前記すみ肉ビード及び該すみ肉
   ビード止端部周辺に押付けつつ相対移動することにより
   摩擦熱を発生させる摩擦熱発生工程と、 この摩擦熱により塑性流動化した前記肉盛り材を前記す
   み肉ビード上及びすみ肉ビード止端部に供給しつつ該肉
   盛り材を移動することにより、すみ肉ビード及びすみ肉
   ビード止端部の形状を滑らかに整形する整形工程とから
   なるすみ肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法。
3. 【請求項３】 ２つの部材をある角度をもって当接さ
   せ、これら２つの部材の角すみにすみ肉ビードを形成し
   てなるすみ肉溶接継手のすみ肉ビード整形方法であっ
   て、 消耗式肉盛り材の端部を前記すみ肉ビード止端部周辺に
   押付けつつ相対移動することにより摩擦熱を発生させる
   摩擦熱発生工程と、 この摩擦熱により塑性流動化した前記肉盛り材を前記す
   み肉ビード止端部に供給しつつ該肉盛り材を移動するこ
   とにより、すみ肉ビード止端部の形状を滑らかに整形す
   る整形工程とからなるすみ肉溶接継手のすみ肉ビード整
   形方法。
4. 【請求項４】 ２つの部材をある角度をもって当接させ
   これら２つの部材の角すみにすみ肉ビードを形成し、消
   耗式肉盛り材の端部を前記すみ肉ビードに押付けつつ相
   対移動することにより摩擦熱を発生させ、この摩擦熱に
   より塑性流動化した前記肉盛り材を前記すみ肉ビード上
   に供給しつつ該肉盛り材を移動することにより、すみ肉
   ビードの形状を滑らかに整形する構成としてなるすみ肉
   溶接継手。
5. 【請求項５】 ２つの部材をある角度をもって当接させ
   これら２つの部材の角すみにすみ肉ビードを形成し、消
   耗式肉盛り材の端部を前記すみ肉ビード及び該すみ肉ビ
   ード止端部周辺に押付けつつ相対移動することにより摩
   擦熱を発生させ、この摩擦熱により塑性流動化した前記
   肉盛り材を前記すみ肉ビード上及びすみ肉ビード止端部
   に供給しつつ該肉盛り材を移動することにより、すみ肉
   ビード及びすみ肉ビード止端部の形状を滑らかに整形す
   る構成としてなるすみ肉溶接継手。
6. 【請求項６】 ２つの部材をある角度をもって当接させ
   これら２つの部材の角すみにすみ肉ビードを形成し、消
   耗式肉盛り材の端部を前記すみ肉ビード止端部周辺に押
   付けつつ相対移動することにより摩擦熱を発生させ、こ
   の摩擦熱により塑性流動化した前記肉盛り材を前記すみ
   肉ビード止端部に供給しつつ該肉盛り材を移動すること
   により、すみ肉ビード止端部の形状を滑らかに整形する
   構成としてなるすみ肉溶接継手。