JP2003334658A - 棒鋼の突き合わせ溶接方法および棒鋼の突き合わせ溶接用治具 - Google Patents
棒鋼の突き合わせ溶接方法および棒鋼の突き合わせ溶接用治具Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼材の種類に関わらず、アーク溶接による棒
鋼の突き合わせ溶接における熱影響部近傍での破断を防
止することである。 【解決手段】 ベース部材としての筒部材１に、突き合
わせ溶接される鉄筋棒鋼Ａに開先隙間Ｂを空けて別々に
保持する２つの保持部材２ａ、２ｂを取り付け、棒鋼の
軸方向にスライド可能とした一方の保持部材２ａを、開
先隙間Ｂに溶接金属が充填された直後の開先部分が高温
の状態で、油圧シリンダ３により押圧して、鉄筋棒鋼Ａ
間に軸方向の圧縮圧力を負荷することにより、熱影響部
での結晶粒の粗大化を防止するとともに、熱影響部と溶
接金属との接合性を向上させ、安価な鋼材を用いても、
熱影響部近傍での破断を防止できるようにした。
鋼の突き合わせ溶接における熱影響部近傍での破断を防
止することである。 【解決手段】 ベース部材としての筒部材１に、突き合
わせ溶接される鉄筋棒鋼Ａに開先隙間Ｂを空けて別々に
保持する２つの保持部材２ａ、２ｂを取り付け、棒鋼の
軸方向にスライド可能とした一方の保持部材２ａを、開
先隙間Ｂに溶接金属が充填された直後の開先部分が高温
の状態で、油圧シリンダ３により押圧して、鉄筋棒鋼Ａ
間に軸方向の圧縮圧力を負荷することにより、熱影響部
での結晶粒の粗大化を防止するとともに、熱影響部と溶
接金属との接合性を向上させ、安価な鋼材を用いても、
熱影響部近傍での破断を防止できるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アーク溶接によ
る棒鋼の突き合わせ溶接方法とその突き合わせ溶接用治
具に関するものである。
る棒鋼の突き合わせ溶接方法とその突き合わせ溶接用治
具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄筋棒鋼等の棒鋼をアーク溶接で突き合
わせ溶接する際には、突き合わせ溶接される棒鋼同士
を、その端面間に開先隙間を空けて軸方向に直列に配置
し、アークを発生させながら溶接ワイヤや溶接棒の溶接
金属を開先隙間に充填している。
わせ溶接する際には、突き合わせ溶接される棒鋼同士
を、その端面間に開先隙間を空けて軸方向に直列に配置
し、アークを発生させながら溶接ワイヤや溶接棒の溶接
金属を開先隙間に充填している。
【０００３】また、このような棒鋼の突き合わせ溶接で
は、同一のベース部材に、突き合わせ溶接される棒鋼同
士を、その端面間に開先隙間を空けて別々に保持する２
つの保持部材を設けた突き合わせ溶接用治具が用いられ
ることが多い。
は、同一のベース部材に、突き合わせ溶接される棒鋼同
士を、その端面間に開先隙間を空けて別々に保持する２
つの保持部材を設けた突き合わせ溶接用治具が用いられ
ることが多い。
【０００４】一般に、アーク溶接による突き合わせ溶接
では、開先部分に形成される熱影響部が、溶接の入熱で
再結晶して結晶粒が粗大化し、この結晶粒の粗大化した
熱影響部の靱性が低下して、熱影響部やその境界部での
破断が生じやすくなることが知られている。
では、開先部分に形成される熱影響部が、溶接の入熱で
再結晶して結晶粒が粗大化し、この結晶粒の粗大化した
熱影響部の靱性が低下して、熱影響部やその境界部での
破断が生じやすくなることが知られている。
【０００５】従来、このような熱影響部近傍での破断を
防止する手段としては、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ等の強化元素を
素材に添加し、熱影響部近傍の靱性を高める方法が採用
されている。
防止する手段としては、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ等の強化元素を
素材に添加し、熱影響部近傍の靱性を高める方法が採用
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の強化元
素を素材に添加する方法は、鋼材のコストが高くなる問
題がある。特に、鉄筋棒鋼のように、比較的安価な鋼材
が用いられるものでは、実用的ではない。
素を素材に添加する方法は、鋼材のコストが高くなる問
題がある。特に、鉄筋棒鋼のように、比較的安価な鋼材
が用いられるものでは、実用的ではない。
【０００７】そこで、この発明の課題は、鋼材の種類に
関わらず、アーク溶接による棒鋼の突き合わせ溶接にお
ける熱影響部近傍での破断を防止することである。
関わらず、アーク溶接による棒鋼の突き合わせ溶接にお
ける熱影響部近傍での破断を防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の棒鋼の突き合わせ溶接方法は、突き合
わせ溶接される棒鋼同士を、その端面間に開先隙間を空
けて配置し、アーク溶接により前記開先隙間に溶接金属
を充填する棒鋼の突き合わせ溶接方法において、前記開
先隙間に溶接金属を充填した直後の開先部分が高温の状
態で、前記突き合わせ溶接された棒鋼間に軸方向の圧縮
圧力を負荷する方法を採用した。
めに、この発明の棒鋼の突き合わせ溶接方法は、突き合
わせ溶接される棒鋼同士を、その端面間に開先隙間を空
けて配置し、アーク溶接により前記開先隙間に溶接金属
を充填する棒鋼の突き合わせ溶接方法において、前記開
先隙間に溶接金属を充填した直後の開先部分が高温の状
態で、前記突き合わせ溶接された棒鋼間に軸方向の圧縮
圧力を負荷する方法を採用した。
【０００９】すなわち、溶接金属を充填された開先部分
に、高温の状態で軸方向の圧縮圧力を負荷することによ
り、高温状態の開先部分にひずみを付与し、溶接の入熱
で再結晶する熱影響部での結晶粒の粗大化を防止するよ
うにした。また、この圧縮圧力の負荷により、溶接金属
内でのブローホールやピットの発生を抑制できるととも
に、熱影響部と溶接金属との接合性も向上させることが
できる。さらに、この圧縮圧力の負荷は、後の図６に示
すように、熱影響部を棒鋼の断面内で均一に広げる効果
も有することがわかり、熱影響部近傍での材質をより均
質化することができる。このような副次的な効果も含め
て、本発明に係る棒鋼の突き合わせ溶接方法は、熱影響
部近傍での破断を確実に防止することができる。
に、高温の状態で軸方向の圧縮圧力を負荷することによ
り、高温状態の開先部分にひずみを付与し、溶接の入熱
で再結晶する熱影響部での結晶粒の粗大化を防止するよ
うにした。また、この圧縮圧力の負荷により、溶接金属
内でのブローホールやピットの発生を抑制できるととも
に、熱影響部と溶接金属との接合性も向上させることが
できる。さらに、この圧縮圧力の負荷は、後の図６に示
すように、熱影響部を棒鋼の断面内で均一に広げる効果
も有することがわかり、熱影響部近傍での材質をより均
質化することができる。このような副次的な効果も含め
て、本発明に係る棒鋼の突き合わせ溶接方法は、熱影響
部近傍での破断を確実に防止することができる。
【００１０】前記開先隙間に溶接金属を充填するとき
に、溶接金属の開先隙間への充填率が３０％以上となっ
た状態で、前記突き合わせ溶接される棒鋼間に、軸方向
の圧縮圧力を少なくとも１回負荷することにより、熱影
響部を棒鋼の断面内でより均一に広げ、熱影響部近傍で
の材質をさらに均質化することができる。この溶接金属
の充填途中での中押しは、突き合わせ溶接される棒鋼の
断面積が大きな場合により有効であり、突き合わせ溶接
の真直度の確保にも効果がある。
に、溶接金属の開先隙間への充填率が３０％以上となっ
た状態で、前記突き合わせ溶接される棒鋼間に、軸方向
の圧縮圧力を少なくとも１回負荷することにより、熱影
響部を棒鋼の断面内でより均一に広げ、熱影響部近傍で
の材質をさらに均質化することができる。この溶接金属
の充填途中での中押しは、突き合わせ溶接される棒鋼の
断面積が大きな場合により有効であり、突き合わせ溶接
の真直度の確保にも効果がある。
【００１１】前記突き合わせ溶接される棒鋼は、比較的
安価な鋼材が用いられる鉄筋棒鋼に好適である。
安価な鋼材が用いられる鉄筋棒鋼に好適である。
【００１２】また、この発明の棒鋼の突き合わせ溶接用
治具は、同一のベース部材に、突き合わせ溶接される棒
鋼同士を、その端面間に開先隙間を空けて別々に保持す
る２つの保持部材を設けた棒鋼の突き合わせ溶接用治具
において、前記保持部材の一方を、前記突き合わせ溶接
される棒鋼の軸方向にスライド可能とし、このスライド
可能な保持部材に保持される棒鋼を、他方の保持部材に
保持される棒鋼側へ押圧する手段を設けた構成を採用し
た。
治具は、同一のベース部材に、突き合わせ溶接される棒
鋼同士を、その端面間に開先隙間を空けて別々に保持す
る２つの保持部材を設けた棒鋼の突き合わせ溶接用治具
において、前記保持部材の一方を、前記突き合わせ溶接
される棒鋼の軸方向にスライド可能とし、このスライド
可能な保持部材に保持される棒鋼を、他方の保持部材に
保持される棒鋼側へ押圧する手段を設けた構成を採用し
た。
【００１３】すなわち、保持部材の一方を棒鋼の軸方向
にスライド可能とし、この保持部材に保持される棒鋼を
他方の保持部材に保持される棒鋼側へ押圧する手段を設
けることにより、溶接金属を充填された開先部分に、高
温の状態で軸方向の圧縮圧力を負荷できるようにした。
にスライド可能とし、この保持部材に保持される棒鋼を
他方の保持部材に保持される棒鋼側へ押圧する手段を設
けることにより、溶接金属を充填された開先部分に、高
温の状態で軸方向の圧縮圧力を負荷できるようにした。
【００１４】前記２つの保持部材の少なくとも一方に、
前記突き合わせ溶接される棒鋼同士の芯出しをする手段
を設けることにより、棒鋼同士を精度よく突き合わせ溶
接することができる。
前記突き合わせ溶接される棒鋼同士の芯出しをする手段
を設けることにより、棒鋼同士を精度よく突き合わせ溶
接することができる。
【００１５】前記ベース部材を、前記保持される棒鋼の
軸方向に延びる開口を有する筒部材とし、この筒部材の
両端側に前記２つの保持部材を別々に取り付け、前記一
方の保持部材を、前記筒部材の一端側にスライド可能に
内嵌されたスライド部を有し、このスライド部に前記開
口を通した連結部で前記棒鋼を保持する保持部に連結し
たものとし、このスライド可能なスライド部を内嵌した
筒部材の一端側にシリンダを取り付け、このシリンダで
前記スライド可能な保持部材のスライド部を押圧するこ
とにより、この保持部材の前記保持部に保持された棒鋼
を、前記筒部材の他端側に取り付けられた他方の保持部
材に保持される棒鋼側へ押圧することができる。
軸方向に延びる開口を有する筒部材とし、この筒部材の
両端側に前記２つの保持部材を別々に取り付け、前記一
方の保持部材を、前記筒部材の一端側にスライド可能に
内嵌されたスライド部を有し、このスライド部に前記開
口を通した連結部で前記棒鋼を保持する保持部に連結し
たものとし、このスライド可能なスライド部を内嵌した
筒部材の一端側にシリンダを取り付け、このシリンダで
前記スライド可能な保持部材のスライド部を押圧するこ
とにより、この保持部材の前記保持部に保持された棒鋼
を、前記筒部材の他端側に取り付けられた他方の保持部
材に保持される棒鋼側へ押圧することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。図１および図２は、棒鋼
の突き合わせ溶接用治具を示す。図１は平面図、図２は
平面断面図である。この突き合わせ溶接用治具は、ベー
ス部材としての筒部材１と、突き合わせ溶接される鉄筋
棒鋼Ａを筒部材１の両端側で別々に保持する２つの保持
部材２ａ、２ｂとで基本的に構成され、筒部材１の一端
側に一方の保持部材２ａを押圧する油圧シリンダ３が着
脱されるようになっている。
の発明の実施形態を説明する。図１および図２は、棒鋼
の突き合わせ溶接用治具を示す。図１は平面図、図２は
平面断面図である。この突き合わせ溶接用治具は、ベー
ス部材としての筒部材１と、突き合わせ溶接される鉄筋
棒鋼Ａを筒部材１の両端側で別々に保持する２つの保持
部材２ａ、２ｂとで基本的に構成され、筒部材１の一端
側に一方の保持部材２ａを押圧する油圧シリンダ３が着
脱されるようになっている。
【００１７】前記各保持部材２ａ、２ｂは、筒部材１に
スライド可能に内嵌された有底筒状のスライド部４と、
スライド部４から水平方向に張り出す板状の連結部５
と、連結部５の先端で鉄筋棒鋼Ａを保持する保持部６と
から成る。筒部材１は、その中央内部にストッパ壁７が
設けられて、この両側に各保持部材２ａ、２ｂのスライ
ド部４を外方へ付勢するコイルばね８ａ、８ｂが配置さ
れ、その両端側には各保持部材２ａ、２ｂの連結部６を
通す軸方向に延びる開口９ａ、９ｂが設けられている。
スライド可能に内嵌された有底筒状のスライド部４と、
スライド部４から水平方向に張り出す板状の連結部５
と、連結部５の先端で鉄筋棒鋼Ａを保持する保持部６と
から成る。筒部材１は、その中央内部にストッパ壁７が
設けられて、この両側に各保持部材２ａ、２ｂのスライ
ド部４を外方へ付勢するコイルばね８ａ、８ｂが配置さ
れ、その両端側には各保持部材２ａ、２ｂの連結部６を
通す軸方向に延びる開口９ａ、９ｂが設けられている。
【００１８】前記筒部材１の一端側には、油圧シリンダ
３を取り付けるリング状金具１０が螺着され、この金具
１０の外側端面に設けられた複数のＬ字状切込み１１
に、油圧シリンダ３の端部外周面に設けられた各爪１２
が嵌め込まれて、油圧シリンダ３が着脱される。コイル
ばね８ａで付勢された保持部材２ａのスライド部４は、
その外側底部を油圧シリンダ３のロッド３ａに当接され
ている。
３を取り付けるリング状金具１０が螺着され、この金具
１０の外側端面に設けられた複数のＬ字状切込み１１
に、油圧シリンダ３の端部外周面に設けられた各爪１２
が嵌め込まれて、油圧シリンダ３が着脱される。コイル
ばね８ａで付勢された保持部材２ａのスライド部４は、
その外側底部を油圧シリンダ３のロッド３ａに当接され
ている。
【００１９】また、筒部材１の他端側には、円板状金具
１３が螺着され、この金具１３に保持部材２ｂの軸方向
位置を位置決めする位置決めボルト１４が螺合されて、
その先端がコイルばね８ｂで付勢されたスライド部４の
外側底部に当接されている。この位置決めボルト１４の
螺合位置を変えることにより、各鉄筋棒鋼Ａの端面間の
開先隙間Ｂが調節される。なお、開先隙間Ｂの部分に
は、溶接金属を受けるＵ字状の受け部材１５が配置され
ている。
１３が螺着され、この金具１３に保持部材２ｂの軸方向
位置を位置決めする位置決めボルト１４が螺合されて、
その先端がコイルばね８ｂで付勢されたスライド部４の
外側底部に当接されている。この位置決めボルト１４の
螺合位置を変えることにより、各鉄筋棒鋼Ａの端面間の
開先隙間Ｂが調節される。なお、開先隙間Ｂの部分に
は、溶接金属を受けるＵ字状の受け部材１５が配置され
ている。
【００２０】図３および図４に示すように、前記各保持
部材２ａ、２ｂの保持部６は、横向きの略コ字状断面
で、鉄筋棒鋼Ａを受ける下側の横向き受け部６ａが樋状
に僅かに湾曲させて形成され、上側の横向き天井部６ｂ
に螺合された締付けボルト１６で、鉄筋棒鋼Ａが受け部
６ａとの間に挟持されるようになっている。
部材２ａ、２ｂの保持部６は、横向きの略コ字状断面
で、鉄筋棒鋼Ａを受ける下側の横向き受け部６ａが樋状
に僅かに湾曲させて形成され、上側の横向き天井部６ｂ
に螺合された締付けボルト１６で、鉄筋棒鋼Ａが受け部
６ａとの間に挟持されるようになっている。
【００２１】図３に示すように、前記保持部材２ａの連
結部５を通す開口９ａは、連結部５の厚みよりも僅かに
広く形成され、開口９ａの両側には連結部５の上下面を
案内する板部材１７が溶接されている。したがって、保
持部材２ａはスライド部４を筒部材１の内周面で、連結
部５を上下の板部材１７で案内され、保持部６を横向き
水平に保って筒部材１の軸方向にスライド可能とされて
いる。なお、上側の板部材１７には、油圧シリンダ３を
取り外したときに保持部材２ａを抜け止めする止めボル
ト１８が螺合されている。
結部５を通す開口９ａは、連結部５の厚みよりも僅かに
広く形成され、開口９ａの両側には連結部５の上下面を
案内する板部材１７が溶接されている。したがって、保
持部材２ａはスライド部４を筒部材１の内周面で、連結
部５を上下の板部材１７で案内され、保持部６を横向き
水平に保って筒部材１の軸方向にスライド可能とされて
いる。なお、上側の板部材１７には、油圧シリンダ３を
取り外したときに保持部材２ａを抜け止めする止めボル
ト１８が螺合されている。
【００２２】図４に示すように、前記保持部材２ｂの連
結部５を通す開口９ｂは、連結部５の厚みよりも十分に
広く形成され、開口９ｂの両側に上下の芯出しボルト１
９を螺合した板部材２０が溶接されている。したがっ
て、上下の芯出しボルト１９で連結部５を適切な位置に
挟持することにより、保持部材２ｂの保持部６に保持さ
れた鉄筋棒鋼Ａを、保持部材２ａの保持部６に保持され
た鉄筋棒鋼Ａに合わせて芯出しすることができる。各芯
出しボルト１９は、それぞれナット２１で緩み止めされ
る。
結部５を通す開口９ｂは、連結部５の厚みよりも十分に
広く形成され、開口９ｂの両側に上下の芯出しボルト１
９を螺合した板部材２０が溶接されている。したがっ
て、上下の芯出しボルト１９で連結部５を適切な位置に
挟持することにより、保持部材２ｂの保持部６に保持さ
れた鉄筋棒鋼Ａを、保持部材２ａの保持部６に保持され
た鉄筋棒鋼Ａに合わせて芯出しすることができる。各芯
出しボルト１９は、それぞれナット２１で緩み止めされ
る。
【００２３】以下に、上述した突き合わせ溶接用治具を
用いて鉄筋棒鋼Ａを突き合わせ溶接する手順を説明す
る。まず、クランプ部材等を用いて、図１に示したよう
に、突き合わせ溶接用治具を各保持部材２ａ、２ｂの保
持部６が水平方向へ横向きに向けられるように固定し、
筒部材１の一端側に油圧シリンダ３を取り付ける。
用いて鉄筋棒鋼Ａを突き合わせ溶接する手順を説明す
る。まず、クランプ部材等を用いて、図１に示したよう
に、突き合わせ溶接用治具を各保持部材２ａ、２ｂの保
持部６が水平方向へ横向きに向けられるように固定し、
筒部材１の一端側に油圧シリンダ３を取り付ける。
【００２４】つぎに、各保持部材２ａ、２ｂの保持部６
に、突き合わせ溶接される鉄筋棒鋼Ａを端面間に開先隙
間Ｂを開けて保持し、必要に応じて、位置決めボルト１
４により開先隙間Ｂの間隔を調節する。こののち、各芯
出しボルト１９で突き合わされた鉄筋棒鋼Ａ間の芯出し
を行ない、開先隙間Ｂの部分に受け部材１５をセットす
る。
に、突き合わせ溶接される鉄筋棒鋼Ａを端面間に開先隙
間Ｂを開けて保持し、必要に応じて、位置決めボルト１
４により開先隙間Ｂの間隔を調節する。こののち、各芯
出しボルト１９で突き合わされた鉄筋棒鋼Ａ間の芯出し
を行ない、開先隙間Ｂの部分に受け部材１５をセットす
る。
【００２５】以上の段取りを行なったのち、アーク溶接
により開先隙間Ｂへの溶接金属の充填を開始する。鉄筋
棒鋼Ａの断面積が比較的大きい場合は、開先隙間Ｂへ溶
接金属が３０％以上充填された状態で油圧シリンダ３を
作動させ、溶接途中の鉄筋棒鋼Ａ間に軸方向の圧縮圧力
を少なくとも１回負荷するとよい。
により開先隙間Ｂへの溶接金属の充填を開始する。鉄筋
棒鋼Ａの断面積が比較的大きい場合は、開先隙間Ｂへ溶
接金属が３０％以上充填された状態で油圧シリンダ３を
作動させ、溶接途中の鉄筋棒鋼Ａ間に軸方向の圧縮圧力
を少なくとも１回負荷するとよい。
【００２６】こののち、開先隙間Ｂへの溶接金属の充填
が完了した直後に、溶接金属を充填された開先部分が高
温の状態で、油圧シリンダ３を作動させて、溶接された
鉄筋棒鋼Ａ間に軸方向の圧縮圧力を負荷する。この圧縮
圧力を負荷するときの開先部分の温度は、鉄筋棒鋼Ａの
再結晶温度以上であればよく、鉄筋棒鋼Ａや一般の棒鋼
に使用される一般構造用鋼ＳＳの場合は、５００℃以
上、好ましくは６００℃以上程度であればよい。
が完了した直後に、溶接金属を充填された開先部分が高
温の状態で、油圧シリンダ３を作動させて、溶接された
鉄筋棒鋼Ａ間に軸方向の圧縮圧力を負荷する。この圧縮
圧力を負荷するときの開先部分の温度は、鉄筋棒鋼Ａの
再結晶温度以上であればよく、鉄筋棒鋼Ａや一般の棒鋼
に使用される一般構造用鋼ＳＳの場合は、５００℃以
上、好ましくは６００℃以上程度であればよい。
【００２７】
【実施例】上述した突き合わせ溶接方法で形成した鉄筋
棒鋼Ａの溶接継手を用意した。鉄筋棒鋼Ａは一般構造用
鋼ＳＳ４１製で、呼び径が２５ｍｍのものを用い、溶接
金属の充填完了後に油圧シリンダ３で鉄筋棒鋼Ａ間に負
荷する圧縮圧力は４５ＭＰａとした。この実施例では、
溶接の途中で開先隙間Ｂへの溶接金属の充填率が５０％
になったときにも、油圧シリンダ３で鉄筋棒鋼Ａ間に圧
縮圧力を負荷した。このときの圧縮圧力は１５ＭＰａと
した。また、比較例として、同じ鉄筋棒鋼Ａを用い、圧
縮圧力を全く負荷しない従来の溶接継手も用意した。
棒鋼Ａの溶接継手を用意した。鉄筋棒鋼Ａは一般構造用
鋼ＳＳ４１製で、呼び径が２５ｍｍのものを用い、溶接
金属の充填完了後に油圧シリンダ３で鉄筋棒鋼Ａ間に負
荷する圧縮圧力は４５ＭＰａとした。この実施例では、
溶接の途中で開先隙間Ｂへの溶接金属の充填率が５０％
になったときにも、油圧シリンダ３で鉄筋棒鋼Ａ間に圧
縮圧力を負荷した。このときの圧縮圧力は１５ＭＰａと
した。また、比較例として、同じ鉄筋棒鋼Ａを用い、圧
縮圧力を全く負荷しない従来の溶接継手も用意した。
【００２８】上記実施例と比較例の溶接継手について、
引張破断試験による破断部位の観察と、マクロ試験によ
る開先部分近傍の断面組織観察とを行なった。
引張破断試験による破断部位の観察と、マクロ試験によ
る開先部分近傍の断面組織観察とを行なった。
【００２９】図５は、引張破断させた実施例の溶接継手
の外観写真である。写真には４本の継手を示すが、いず
れの継手も溶接部から十分に離れた母材部分で破断して
おり、本発明に係る棒鋼の突き合わせ溶接方法が、熱影
響部近傍での破断防止に有効であることがわかる。な
お、比較例の外観写真は省略するが、比較例の溶接継手
は、いずれも熱影響部近傍で破断した。
の外観写真である。写真には４本の継手を示すが、いず
れの継手も溶接部から十分に離れた母材部分で破断して
おり、本発明に係る棒鋼の突き合わせ溶接方法が、熱影
響部近傍での破断防止に有効であることがわかる。な
お、比較例の外観写真は省略するが、比較例の溶接継手
は、いずれも熱影響部近傍で破断した。
【００３０】図６（ａ）、（ｂ）は、マクロ試験におけ
る開先部分近傍の断面写真を示す。（ａ）は実施例のも
の、（ｂ）は比較例のものである。これらの断面写真か
らも分かるように、比較例のものの熱影響部は、上方が
広く下方が狭いＶ字状に形成されているが、実施例のも
のの熱影響部は、上下方向でほぼ一律の広い幅に形成さ
れている。また、溶接金属との接合部についても、比較
例のものは熱影響部との境界が鮮明に形成されている
が、実施例のものは溶接金属の溶け込みが多く、熱影響
部との境界が比較例のものほど鮮明ではない。なお、こ
れらの断面の顕微鏡写真は省略するが、比較例のもので
は熱影響部の結晶粒が粗大化していたのに対して、実施
例のものでは熱影響部の結晶粒度は母材部分とほぼ同じ
であった。
る開先部分近傍の断面写真を示す。（ａ）は実施例のも
の、（ｂ）は比較例のものである。これらの断面写真か
らも分かるように、比較例のものの熱影響部は、上方が
広く下方が狭いＶ字状に形成されているが、実施例のも
のの熱影響部は、上下方向でほぼ一律の広い幅に形成さ
れている。また、溶接金属との接合部についても、比較
例のものは熱影響部との境界が鮮明に形成されている
が、実施例のものは溶接金属の溶け込みが多く、熱影響
部との境界が比較例のものほど鮮明ではない。なお、こ
れらの断面の顕微鏡写真は省略するが、比較例のもので
は熱影響部の結晶粒が粗大化していたのに対して、実施
例のものでは熱影響部の結晶粒度は母材部分とほぼ同じ
であった。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明の棒鋼の突き合
わせ溶接方法は、溶接金属を充填された開先部分に、高
温の状態で軸方向の圧縮圧力を負荷することにより、高
温状態の開先部分にひずみを付与して熱影響部での結晶
粒の粗大化を防止するとともに、熱影響部と溶接金属と
の接合性を向上させ、さらに、熱影響部を棒鋼の断面内
で均一に広げて熱影響部近傍での材質をより均質化する
ようにしたので、安価な鋼材を用いても、熱影響部近傍
での破断を防止することができる。
わせ溶接方法は、溶接金属を充填された開先部分に、高
温の状態で軸方向の圧縮圧力を負荷することにより、高
温状態の開先部分にひずみを付与して熱影響部での結晶
粒の粗大化を防止するとともに、熱影響部と溶接金属と
の接合性を向上させ、さらに、熱影響部を棒鋼の断面内
で均一に広げて熱影響部近傍での材質をより均質化する
ようにしたので、安価な鋼材を用いても、熱影響部近傍
での破断を防止することができる。
【００３２】前記開先隙間に溶接金属を充填するとき
に、溶接金属の開先隙間への充填率が３０％以上となっ
た状態で、突き合わせ溶接される棒鋼間に、軸方向の圧
縮圧力を少なくとも１回負荷することにより、熱影響部
を棒鋼の断面内でより均一に広げ、熱影響部近傍での材
質をさらに均質化することができる。
に、溶接金属の開先隙間への充填率が３０％以上となっ
た状態で、突き合わせ溶接される棒鋼間に、軸方向の圧
縮圧力を少なくとも１回負荷することにより、熱影響部
を棒鋼の断面内でより均一に広げ、熱影響部近傍での材
質をさらに均質化することができる。
【００３３】また、この発明の棒鋼の突き合わせ溶接用
治具は、同一のベース部材に、突き合わせ溶接される棒
鋼同士を、その端面間に開先隙間を空けて別々に保持す
る２つの保持部材を設け、この保持部材の一方を、突き
合わせ溶接される棒鋼の軸方向にスライド可能とし、こ
のスライド可能な保持部材に保持される棒鋼を、他方の
保持部材に保持される棒鋼側へ押圧する手段を設けたの
で、溶接金属を充填された開先部分に、高温の状態で軸
方向の圧縮圧力を負荷して、熱影響部近傍での破断を防
止することができる。
治具は、同一のベース部材に、突き合わせ溶接される棒
鋼同士を、その端面間に開先隙間を空けて別々に保持す
る２つの保持部材を設け、この保持部材の一方を、突き
合わせ溶接される棒鋼の軸方向にスライド可能とし、こ
のスライド可能な保持部材に保持される棒鋼を、他方の
保持部材に保持される棒鋼側へ押圧する手段を設けたの
で、溶接金属を充填された開先部分に、高温の状態で軸
方向の圧縮圧力を負荷して、熱影響部近傍での破断を防
止することができる。
【図１】棒鋼の突き合わせ溶接用治具の実施形態を示す
平面図
平面図
【図２】図１の平面断面図
【図３】図２のIII −III 線に沿った断面図
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図
【図５】引張破断試験を行なった実施例の溶接継手の外
観写真
観写真
【図６】ａ、ｂは、それぞれマクロ試験における実施例
と比較例の溶接継手の開先部分近傍の断面写真
と比較例の溶接継手の開先部分近傍の断面写真
１ 筒部材
２ａ、２ｂ 保持部材
３ 油圧シリンダ
３ａ ロッド
４ スライド部
５ 連結部
６ 保持部
６ａ 受け部
６ｂ 天井部
７ ストッパ壁
８ａ、８ｂ コイルばね
９ａ、９ｂ 開口
１０ 金具
１１ 切込み
１２ 爪
１３ 金具
１４ ボルト
１５ 受け部材
１６ ボルト
１７ 板部材
１８、１９ ボルト
２０ 板部材
２１ ナット
Claims (6)
- 【請求項１】 突き合わせ溶接される棒鋼同士を、その
端面間に開先隙間を空けて配置し、アーク溶接により前
記開先隙間に溶接金属を充填する棒鋼の突き合わせ溶接
方法において、前記開先隙間に溶接金属を充填した直後
の開先部分が高温の状態で、前記突き合わせ溶接された
棒鋼間に軸方向の圧縮圧力を負荷することを特徴とする
棒鋼の突き合わせ溶接方法。 - 【請求項２】 前記開先隙間に溶接金属を充填するとき
に、溶接金属の開先隙間への充填率が３０％以上となっ
た状態で、前記突き合わせ溶接される棒鋼間に、軸方向
の圧縮圧力を少なくとも１回負荷するようにした請求項
１に記載の棒鋼の突き合わせ溶接方法。 - 【請求項３】 前記突き合わせ溶接される棒鋼が鉄筋棒
鋼である請求項１または２に記載の棒鋼の突き合わせ溶
接方法。 - 【請求項４】 同一のベース部材に、突き合わせ溶接さ
れる棒鋼同士を、その端面間に開先隙間を空けて別々に
保持する２つの保持部材を設けた棒鋼の突き合わせ溶接
用治具において、前記保持部材の一方を、前記突き合わ
せ溶接される棒鋼の軸方向にスライド可能とし、このス
ライド可能な保持部材に保持される棒鋼を、他方の保持
部材に保持される棒鋼側へ押圧する手段を設けたことを
特徴とする棒鋼の突き合わせ溶接用治具。 - 【請求項５】 前記２つの保持部材の少なくとも一方
に、前記突き合わせ溶接される棒鋼同士の芯出しをする
手段を設けた請求項４に記載の棒鋼の突き合わせ溶接用
治具。 - 【請求項６】 前記ベース部材を、前記保持される棒鋼
の軸方向に延びる開口を有する筒部材とし、この筒部材
の両端側に前記２つの保持部材を別々に取り付け、前記
一方の保持部材を、前記筒部材の一端側にスライド可能
に内嵌されたスライド部を有し、このスライド部に前記
開口を通した連結部で前記棒鋼を保持する保持部に連結
したものとし、このスライド可能なスライド部を内嵌し
た筒部材の一端側にシリンダを取り付け、このシリンダ
で前記スライド可能な保持部材のスライド部を押圧する
ことにより、この保持部材の前記保持部に保持された棒
鋼を、前記筒部材の他端側に取り付けられた他方の保持
部材に保持される棒鋼側へ押圧するようにした請求項４
または５に記載の棒鋼の突き合わせ溶接用治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002142808A JP2003334658A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 棒鋼の突き合わせ溶接方法および棒鋼の突き合わせ溶接用治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002142808A JP2003334658A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 棒鋼の突き合わせ溶接方法および棒鋼の突き合わせ溶接用治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003334658A true JP2003334658A (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=29702984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002142808A Pending JP2003334658A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 棒鋼の突き合わせ溶接方法および棒鋼の突き合わせ溶接用治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003334658A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106392433A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 中国冶集团有限公司 | 钢筋连接定位辅助装置 |
| KR101865522B1 (ko) * | 2017-12-11 | 2018-06-07 | 한국철강산업(주) | 철근이송길이 완충기를 이용한 연속 공급되는 직선철근 간 용접장치, 철근이송길이 완충기를 이용한 코일철근 제조장치, 철근이송길이 완충기를 이용한 철근 케이지 제조장치 |
| CN110170795A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-27 | 佘娟 | 一种用于汽车管件加工的焊接设备 |
| CN112427761A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-02 | 广西天正钢结构有限公司 | 一种钢材焊接工艺 |
-
2002
- 2002-05-17 JP JP2002142808A patent/JP2003334658A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106392433A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 中国冶集团有限公司 | 钢筋连接定位辅助装置 |
| CN106392433B (zh) * | 2016-11-30 | 2018-10-23 | 中国一冶集团有限公司 | 钢筋连接定位辅助装置 |
| KR101865522B1 (ko) * | 2017-12-11 | 2018-06-07 | 한국철강산업(주) | 철근이송길이 완충기를 이용한 연속 공급되는 직선철근 간 용접장치, 철근이송길이 완충기를 이용한 코일철근 제조장치, 철근이송길이 완충기를 이용한 철근 케이지 제조장치 |
| CN110170795A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-27 | 佘娟 | 一种用于汽车管件加工的焊接设备 |
| CN110170795B (zh) * | 2019-06-20 | 2021-01-08 | 极能电气(苏州)有限公司 | 一种用于汽车管件加工的焊接设备 |
| CN112427761A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-02 | 广西天正钢结构有限公司 | 一种钢材焊接工艺 |
| CN112427761B (zh) * | 2020-11-11 | 2022-03-25 | 广西天正钢结构有限公司 | 一种钢材焊接工艺 |
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