JP2003225766A - スタッド溶接用フェルール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 略鉛直面を構成する母材にスタッドを溶接す
る場合でも、スタッドの上部側と下部側の溶融金属を略
均等にすることができるスタッド溶接用フェルールを提
供すること。 【解決手段】 スタッド挿通孔１５より大径の空間部１
２を形成するとともに、この空間部１２を囲繞する周壁
１１の一部にガス抜き溝１４を形成したスタッド溶接用
フェルールにおいて、ガス抜き溝１４の分布範囲を７０
〜１１０°の角度範囲に設定するとともに、ガス抜き溝
１４が分布する空間部１２ａに対するガス抜き溝１４の
開口割合を２０〜８０％に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタッド溶接用フ
ェルールに関し、特に、略鉛直面を構成する母材にスタ
ッドを溶接する際に使用するスタッド溶接用フェルール
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スタッド溶接を行う際に、溶接部
近傍域の空気の流通を遮断することにより、発生したア
ークによって溶融した金属が、空気と接触することによ
って酸化されることを防止し、良好な溶接を行うことが
できるようにするため、セラミック製等のスタッド溶接
用フェルールが使用されている。

【０００３】この場合、略水平の母材にスタッドを溶接
する際に使用するスタッド溶接用フェルールは、スタッ
ド挿通孔より大径の空間部が形成されるとともに、該空
間部を囲繞する周壁に、全周に亘って略等間隔にガス抜
き溝が形成されている。したがって、このスタッド溶接
用フェルールを用いて、略鉛直面を構成する母材にスタ
ッドを溶接しようとすると、アークによって溶融した金
属が底部側のガス抜き溝から漏出してしまい、スタッド
の上部側においては、溶融した金属が不足して余盛欠損
による溶接不良が生じやすいという問題があった。

【０００４】そこで、本件出願人は、先に、略鉛直の母
材にスタッドを溶接するときに使用して好適なスタッド
溶接用フェルールを提案している（特開２０００−１０
２８７２号公報参照）。このスタッド溶接用フェルール
１０は、図３に示すように、空間部１２を囲繞する周壁
１１の天部側部分にのみガス抜き溝１４を形成するとと
もに、空間部１２の天部側部分１Ａを深く、また、底部
側部分１Ｂを浅く形成している。これにより、このスタ
ッド溶接用フェルール１０は、略鉛直の母材にスタッド
を溶接する場合でも、アークによって溶融した金属のガ
ス抜き溝１４からの漏出を防止するとともに、溶融した
金属の垂れる量を、空間部１２の底部側部分１Ｂを浅く
することによって抑制している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスタッド溶接用フェルールは、上記のように溶融し
た金属の漏出を抑制して、余盛欠損による溶接不良を防
止することができるが、重力の影響によって、スタッド
の上部側の溶融金属が下部側より若干少なくなるという
問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来のスタッド溶接用フェ
ルールが有する問題点に鑑み、略鉛直面を構成する母材
にスタッドを溶接する場合でも、スタッドの上部側と下
部側の溶融金属を略均等にすることができるスタッド溶
接用フェルールを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスタッド溶接用フェルールは、スタッド挿
通孔より大径の空間部を形成するとともに、該空間部を
囲繞する周壁の一部にガス抜き溝を形成したスタッド溶
接用フェルールにおいて、前記ガス抜き溝の分布範囲を
７０〜１１０°の角度範囲に設定するとともに、ガス抜
き溝が分布する空間部に対するガス抜き溝の開口割合を
２０〜８０％に設定したことを特徴とする。

【０００８】このスタッド溶接用フェルールは、ガス抜
き溝の分布範囲を７０〜１１０°の角度範囲に設定する
とともに、ガス抜き溝が分布する空間部に対するガス抜
き溝の開口割合を２０〜８０％に設定したことから、ア
ークによって発生するガス流の方向性を強めて、溶融し
た金属をこのガス流によってガス抜き溝側に送ることが
でき、これにより、略鉛直面を構成する母材にスタッド
を溶接する場合でも、スタッドの上部側と下部側の溶融
金属を略均等に余盛形成することができる。

【０００９】この場合において、前記空間部を、ガス抜
き溝側が対向部側より浅くなるように形成することがで
きる。

【００１０】これにより、ガス流の速度を増大させ、溶
融金属の送り作用を強めることができ、スタッドの上部
側での溶融金属の均等な余盛形成を容易にすることがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスタッド溶接用フ
ェルールの実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１２】図１〜図２に、本発明のスタッド溶接用フ
ェルールの一実施例を示す。このスタッド溶接用フェル
ール１は、略鉛直面を構成する母材ＷにスタッドＳを溶
接する際に使用するもので、スタッド挿通孔１５にスタ
ッドＳの先端部を挿入し、フェルール１の周壁１１によ
りスタッドＳの溶接部の外周を囲むように、通常、スタ
ッドガン（図示省略）に装着して使用される。

【００１３】このスタッド溶接用フェルールは、スタッ
ド挿通孔１５より大径の空間部１２を形成するととも
に、該空間部１２を囲繞する周壁１１の一部に、端面１
３から切欠したガス抜き溝１４を形成している。

【００１４】この場合、ガス抜き溝１４の分布範囲を、
フェルール１の周壁１１の天部側部分１Ａの７０〜１１
０°、より好ましくは、８０〜１００°の角度範囲（図
示の実施例においては、９０°）にするとともに、ガス
抜き溝１４を大きく矩形に形成することによって、ガス
抜き溝１４が分布する空間部（面取り部１７を含む。）
１２ａに対するガス抜き溝１４の開口割合（ガス抜き溝
１４の開口面積／ガス抜き溝１４が分布する空間部１２
ａの面積）を、２０〜８０％、より好ましくは、３０〜
６０％（図示の実施例（直径２２ｍｍスタッド溶接用フ
ェルール）においては、９６ｍｍ²（ガス抜き溝１４の
幅８ｍｍ×高さ４ｍｍ×個数３）／２４０ｍｍ²（ガス
抜き溝１４が分布する空間部１２ａの幅３０ｍｍ×高さ
８ｍｍ）＝４０％）とすることができる。なお、フェル
ール１の周壁１１の底部側部分１Ｂをはじめとして、天
部側部分１Ａの７０〜１１０°の角度の外には、ガス抜
き溝１４を形成しないようにする。ちなみに、図３に示
すスタッド溶接用フェルール１０は、ガス抜き溝１４の
分布範囲を、フェルール１０の周壁１１の天部側部分１
Ａの２３０°にするとともに、ガス抜き溝１４を小さい
三角形に形成することによって、ガス抜き溝１４が分布
する空間部（面取り部１７を含む。）１２ａに対するガ
ス抜き溝１４の開口割合（ガス抜き溝１４の開口面積／
ガス抜き溝１４が分布する空間部１２ａの面積）を、５
８．５ｍｍ²（ガス抜き溝１４の底辺３ｍｍ×高さ３ｍ
ｍ×１／２×個数１３）／８４０ｍｍ²（ガス抜き溝１
４が分布する空間部１２ａの幅７０ｍｍ×高さ１２ｍ
ｍ）＝７％にしている。

【００１５】また、このスタッド溶接用フェルール１
は、前記空間部１２を、ガス抜き溝１４側すなわち天部
側部分１Ａが、対向する底部側部分１Ｂより浅くなるよ
うに形成している。この場合、ガス抜き溝１４側の空間
部１２の深さは、スタッドＳの上部側で溶融金属Ｓａに
よる余盛形成が適正に行われる深さとしている。また、
空間部１２には面取り部１７が全周に亘って形成されて
いるが、この面取り部１７の傾斜角度は、ガス抜き溝１
４側が対向する底部側より緩やかな傾斜面に形成されて
おり、これにより、ガス流がガス抜き溝１４に円滑に流
れるようになっている。

【００１６】一方、このスタッド溶接用フェルール１で
は、天部側部分１Ａ及び底部側部分１Ｂが外観上識別し
やすいように、フェルール１の周壁１１の基端側に突起
状の目印１６を形成している。これにより、スタッド溶
接用フェルール１の天部側部分１Ａ及び底部側部分１Ｂ
を、目印１６によって容易に識別することができ、フェ
ルール１を装着する際の方向の間違いを防止することが
できる。

【００１７】以下、このスタッド溶接用フェルール１を
用いて、略鉛直面を構成する母材Ｗに略垂直にスタッド
Ｓを溶接する方法について説明する。スタッド溶接ガン
に、スタッドＳを装着するとともに、このスタッドＳに
適合したスタッド挿通孔１５を有するスタッド溶接用フ
ェルール１を、フェルール１の周壁１１によりスタッド
Ｓの溶接部の外周を囲むようにして、装着するようにす
る。この場合、スタッド溶接用フェルール１は、その天
部側部分１Ａ及び底部側部分１Ｂを、目印１６によって
識別し、スタッド溶接用フェルール１の内部に形成した
空間部１２が、天部側部分１Ａが浅く、底部側部分１Ｂ
が深くなるようにして装着する。

【００１８】次に、スタッド溶接ガンを操作することに
より、スタッドＳを母材Ｗに一旦当接した後、離間し
て、スタッドＳと母材Ｗ間にアークを発生させる。この
場合、アークによって溶融した金属Ｓａが、空気と接触
することによって酸化されることをフェルール１により
防止することができる。このとき、本実施例のスタッド
溶接用フェルール１は、ガス抜き溝１４の分布範囲を狭
く限定するとともに、ガス抜き溝１４が分布する空間部
１２ａに対するガス抜き溝１４の開口割合を広げたこと
から、アークによって発生するガス流の方向性を強め
て、溶融した金属Ｓａをこのガス流によってガス抜き溝
１４側に送ることができ、これにより、略鉛直面を構成
する母材ＷにスタッドＳを溶接する場合でも、スタッド
Ｓの上部側と下部側の溶融金属Ｓａを略均等に余盛形成
することができる。

【００１９】また、空間部１２を、ガス抜き溝１４側が
対向部側より浅くなるように形成したことにより、上記
ガス流の速度を増大させ、溶融金属Ｓａの送り作用を強
めることができ、これにより、スタッドＳの上部側での
溶融金属Ｓａの均等な余盛形成を容易にすることができ
る。

【００２０】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明のスタッド溶接用フェルールは、この実施例に記載し
た内容に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しな
い範囲において適宜に変更することが可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明のスタッド溶接用フェルールによ
れば、ガス抜き溝の分布範囲を７０〜１１０°の角度範
囲に設定するとともに、ガス抜き溝が分布する空間部に
対するガス抜き溝の開口割合を２０〜８０％に設定した
ことから、アークによって発生するガス流の方向性を強
めて、溶融した金属をこのガス流によってガス抜き溝側
に送ることができ、これにより、略鉛直面を構成する母
材にスタッドを溶接する場合でも、スタッドの上部側と
下部側の溶融金属を略均等に余盛形成することができ
る。

【００２２】また、前記空間部を、ガス抜き溝側が対向
部側より浅くなるように形成することにより、ガス流の
速度を増大させ、溶融金属の送り作用を強めることがで
き、スタッドの上部側での溶融金属の均等な余盛形成を
容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスタッド溶接用フェルールの一実施例
を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底
面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は中央縦断面図であ
る。

【図２】同実施例のスタッド溶接用フェルールを用いて
スタッド溶接を行ったときの断面図である。

【図３】従来のスタッド溶接用フェルールを示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は中央縦断面図、（ｃ）は底面
図である。

【符号の説明】

１ スタッド溶接用フェルール １Ａ 天部側部分 １Ｂ 底部側部分 １１ 周壁 １２ 空間部 １２ａ ガス抜き溝が分布する空間部 １３ 端面 １４ ガス抜き溝 １５ スタッド挿通孔 １６ 目印 １７ 面取り部 Ｓ スタッド Ｓａ 溶融した金属 Ｗ 母材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタッド挿通孔より大径の空間部を形成
   するとともに、該空間部を囲繞する周壁の一部にガス抜
   き溝を形成したスタッド溶接用フェルールにおいて、前
   記ガス抜き溝の分布範囲を７０〜１１０°の角度範囲に
   設定するとともに、ガス抜き溝が分布する空間部に対す
   るガス抜き溝の開口割合を２０〜８０％に設定したこと
   を特徴とするスタッド溶接用フェルール。
2. 【請求項２】 前記空間部を、ガス抜き溝側が対向部側
   より浅くなるように形成したことを特徴とする請求項１
   記載のスタッド溶接用フェルール。