JP2005118825A - 溶接用裏当金及び溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 裏当金を取り付ける際の作業効率を向上させることができる溶接用裏当金及び溶接方法を提供する。
【解決手段】 角コラム２をダイアフラム鋼板に突き合わせ溶接するために用いられる裏当金１に、角コラム２の内面に形成された溶接ビード面２ｃに合わせて凹部６を形成した。裏当金１の凹部６を溶接ビード面２ｃに合わせて角コラム２と裏当金１とを溶接し、少なくとも凹部６において角コラム２とダイアフラム鋼板とを仮溶接した後、角コラム２とダイアフラム鋼板とを溶接した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼管を用いた鉄骨構造物において鋼管を被溶着部に突き合わせ溶接するために用いられる溶接用裏当金及びその溶接用裏当金を用いた溶接方法に関する。

従来、角コラムや丸コラムなどの鋼管を柱材等として用いた鉄骨構造物において、例えば、図１０に示すように、角コラム２の端部の溶接開先をダイアフラム鋼板３に突き合わせて溶接接合し、ダイアフラム鋼板３に梁材４を溶接する方法が一般に用いられている。そして、角コラム２をダイアフラム鋼板３に突き合わせ溶接する際には、角コラム２の端部の溶接開先とダイアフラム鋼板との間の寸法管理及び溶接不良の防止のため、図１１に示すように、角コラム２の端部の内面に裏当金１を密着させて取り付けてから溶接することが知られている。

なお、角コラム２は一般に、図１２に示すように２枚のコ字形状の鋼板２ａ，２ｂを溶接接合、または図１３に示すように１枚の鋼板を曲げ加工して端部を溶接接合して製造されるために、内面から突出した溶接ビード面２ｃを有している。したがって、裏当金１を取り付ける際には、裏当金１を角コラム２の内面に密着させるために、予めこの溶接ビード面２ｃをグラインダーなどで研削または切削しておく必要があった。
特開平８−１５５６７９号公報

ところで、この溶接ビード面の研削または切削は、鋼管の内面で行う面倒な作業であり、さらに、削り過ぎると鋼管の母材に損傷を与える虞があり、慎重に作業しなければならないことから、裏当金を取り付ける際の作業効率が極めて悪いといった問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、裏当金を取り付ける際の作業効率を向上させることができる溶接用裏当金及び溶接方法を提供することをその目的とする。

本発明の請求項１記載の溶接用裏当金は、鋼管を被溶着部に突き合わせ溶接するために用いられる溶接用裏当金であって、前記鋼管の内面に形成された溶接ビード面に合わせて凹部を形成したものである。

本発明の請求項２記載の溶接方法は、請求項１記載の溶接用裏当金の前記凹部を前記溶接ビード面に合わせて前記鋼管と前記溶接用裏当金とを溶接し、少なくとも前記凹部において前記鋼管と前記被溶着部とを仮溶接した後、前記鋼管と前記被溶着部とを溶接するものである。

本発明の請求項３記載の溶接方法は、請求項２において、前記凹部における前記鋼管と前記被溶着部との仮溶接は、前記鋼管の厚さの範囲外で行なうものである。

本発明の請求項１記載の溶接用裏当金によれば、鋼管の内面に形成された溶接ビード面に合わせて凹部を形成することで、面倒な溶接ビード面の研削または切削を行なわなくとも裏当金を鋼管の内面に密着させることができ、鋼管の母材に損傷を与える虞もなく、裏当金を取り付ける際の作業効率を大幅に向上させることができる。また、裏当金を鋼管の内面に密着させることができるので、所定の寸法と精度を確保でき、溶接の品質向上を図ることができる。

本発明の請求項２記載の溶接方法によれば、溶接用裏当金の凹部において鋼管と被溶着部とを仮溶接した後、鋼管と被溶着部とを溶接することで、仮溶接時に溶接ビード面と凹部との間の隙間を埋めて、溶接ビード面においても裏当金を鋼管の内面に密着させることができ、その後、鋼管と被溶着部とを溶接することで、溶接を容易に行なうことができる。また、凹部を溶接位置の基準とすれば、溶接の位置決めの罫書きが凹部において省略でき、仮溶接を行なう際の作業効率を向上させることができる。

本発明の請求項３記載の溶接方法によれば、凹部における鋼管と被溶着部との仮溶接を鋼管の厚さの範囲外で行なうことによって、鋼管と被溶着部とを容易に溶接することができる。

以下、本発明における好ましい実施例について、添付図面を参照しながら説明する。

図１〜図７に基づいて、第１実施例について説明する。１は鋼管たる角コラム２を被溶着部たるダイアフラム鋼板３に突き合わせ溶接するために用いられる溶接用裏当金たる裏当金であって、鉄骨構造物の柱材等として用いられる角コラム２の端部の内面に密着させて取り付けられる。この裏当金１は、断面がコ字形状の２本の裏当金１ａ，１ｂから構成されており、角コラム２の内面の全周にわたって、角コラム２の端部の溶接開先５からある一定の幅Ｗだけ突出して設けられる。そして、この幅Ｗだけ突出した裏当金１によって、角コラム２とダイアフラム鋼板３を突き合わせて溶接接合する際に、角コラム２とダイアフラム鋼板３の位置関係が適切に保たれ、溶接時の寸法管理を確実に行なって溶接不良を防止することができるようなっている。

角コラム２は、断面がコ字形状の２枚の鋼板２ａ，２ｂを溶接接合して製造されたものであって、角コラム２の内面には２枚の鋼板２ａ，２ｂの溶接接合に起因した溶接ビード面２ｃを有している。この溶接ビード面２ｃは、角コラム２の内面から突出しており、通常は断面がある曲率Ｒを有し、幅Ａを有する曲面状に形成されている。なお、従来は、この溶接ビード面２ｃは裏当金１を角コラム２の内面に密着させるために、グラインダーなどで研削または切削していたが、本実施例では研削または切削する必要はない。

裏当金１ａ，１ｂの両端部には、溶接ビード面２ｃに合わせた形状の凹部６が形成されている。この凹部６は、溶接ビード面２ｃに合わせて曲率Ｒを有する曲面状に形成されている。そして、凹部６と溶接ビード面２ｃとの間と、裏当金１ａ，１ｂと角コラム２との間は、ともにほとんど隙間なく密着している。また、裏当金１ａの凹部６ａと、裏当金１ｂの凹部６ｂの断面形状は、相互に線対称となっており、凹部６ａと凹部６ｂは、それぞれ裏当金１ａ，１ｂの端部から長さＬの範囲で形成されている。なお本実施例では、この長さＬは２０〜３０ｍｍ程度となっている。また、裏当金１ａと裏当金１ｂとの間は、若干の隙間Ｔが設けられている。

７は裏当金１と角コラム２との溶接部、８は角コラム２とダイアフラム鋼板３の仮溶接部、９は角コラム２とダイアフラム鋼板３の溶接部である。仮溶接部８は、溶接ビード面２ｃの幅Ａと同じ幅で、相互に等しい間隔Ｂをおいて形成されている。なお、仮溶接部８の位置は、溶接ビード面２ｃを基準に決められており、角コラム２とダイアフラム鋼板３は、少なくとも溶接ビード面２ｃに対応する位置すなわち凹部６において仮溶接されている。

つぎに、本実施例の裏当金１を用いた角コラム２とダイアフラム鋼板３との溶接方法について説明する。まず、裏当金１の端部に溶接ビード面２ｃの形状に合わせて凹部６を形成する。なお、この凹部６の形成方法としては、切削，熱間プレス加工，冷間プレス加工などがあるが、これらに限定されない。そして、図５に示すように、凹部６を溶接ビード面２ｃに合わせて裏当金１を角コラム２の内面に密着させ、角コラム２の端部の溶接開先５からある一定の幅Ｗだけ突出した状態で数箇所の溶接部７で局所的に溶接することで裏当金１を角コラム２に取り付け、固定する。なお、この溶接部７は角コラム２に裏当金１が固定されればよく、任意の位置に設ければよい。

その後、図６，図７に示すように、角コラム２の溶接開先５をダイアフラム鋼板３と突き合せ、仮溶接部８において角コラム２とダイアフラム鋼板３を仮溶接する。このとき、凹部６の仮溶接部８を基準として、幅Ａを有する複数の仮溶接部８の位置を等しい間隔Ｂで罫書いてから仮溶接する。なお、凹部６の仮溶接部８は、凹部６が基準となっているので罫書きを省略できる。

そして、凹部６で仮溶接を行なうと、溶接ビード面２ｃと凹部６との間の隙間が溶融した金属で埋まり、溶接ビード面２ｃにおいて裏当金１と角コラム２の内面が密着する。なお、図７に示すように、凹部６で仮溶接を行なうことによって、仮溶接部８を角コラム２の厚さの範囲Ｘの外に設ける。そして、最後に、溶接開先５の全周にわたり、溶接部９において角コラム２とダイアフラム鋼板３とを溶接する。このとき、角コラム２の厚さの範囲Ｘが溶接部９で完全に埋まるように溶接する。角コラム２は２枚の鋼板２ａ，２ｂを接合して形成されるため、特に溶接ビード面２ｃの近傍における溶接強度を得ることが重要であるが、このように、仮溶接部８を角コラム２の厚さの範囲Ｘの外に設けることによって、溶接ビード面２ｃの近傍において角コラム２とダイアフラム鋼板３とを容易に溶接することができる。

以上のように本実施例の溶接用裏当金では、鋼管たる角コラム２を被溶着部たるダイアフラム鋼板３に突き合わせ溶接するために用いられる溶接用裏当金たる裏当金１であって、前記角コラム２の内面に形成された溶接ビード面２ｃに合わせて凹部６を形成している。

この場合、角コラム２の内面に形成された溶接ビード面２ｃに合わせて凹部６を形成することで、面倒な溶接ビード面２ｃの研削または切削を行なわなくとも裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができ、角コラム２の母材に損傷を与える虞もなく、裏当金１を取り付ける際の作業効率を大幅に向上させることができる。また、裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができるので、所定の寸法と精度を確保でき、溶接の品質向上を図ることができる。

また、本実施例の溶接方法では、裏当金１の前記凹部６を前記溶接ビード面２ｃに合わせて前記角コラム２と前記裏当金１とを溶接し、少なくとも前記凹部６において前記角コラム２と前記ダイアフラム鋼板３とを仮溶接した後、前記角コラム２と前記ダイアフラム鋼板３とを溶接している。

このようにすると、裏当金１の凹部６において角コラム２とダイアフラム鋼板３とを仮溶接した後、角コラム２とダイアフラム鋼板３とを溶接することで、溶接ビード面２ｃと凹部６との間に隙間があったとしても、仮溶接時にその隙間を埋めて、溶接ビード面２ｃにおいても裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができ、その後、角コラム２とダイアフラム鋼板３とを溶接することで、溶接欠陥を容易に防止することができる。また、凹部６を溶接位置の基準とすれば、溶接の位置決めの罫書きが凹部６において省略でき、仮溶接を行なう際の作業効率を向上させることができる。

さらに、本実施例の溶接方法では、前記凹部６における前記角コラム２と前記ダイアフラム鋼板３との仮溶接は、前記角コラム２の厚さの範囲Ｘ外で行なっている。

この場合、凹部６における角コラム２とダイアフラム鋼板３との仮溶接を角コラム２の厚さの範囲Ｘ外で行なうことによって、溶接ビード面２ｃの近傍において角コラム２とダイアフラム鋼板３とを容易に溶接することができる。

図８に第２実施例を示す。なお、上記第１実施例と共通の箇所には共通の符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。本実施例では、裏当金１ａの端部に溶接ビード面２ｃに合わせた形状の凹部６ｃが形成されている。この凹部６ｃは、溶接ビード面２ｃに合わせて曲率Ｒを有する曲面状に形成されている。そして、凹部６ｃと溶接ビード面２ｃとの間と、裏当金１ａ，１ｂと角コラム２との間は、ともにほとんど隙間なく密着している。なお、裏当金１ｂの端部に凹部は形成されていない。

また、本実施例の裏当金１を用いた場合においても、第１実施例と同様の溶接方法によって、角コラム２とダイアフラム鋼板３とを溶接することができ、第１実施例と同様の効果が得られる。

以上のように本実施例では、角コラム２をダイアフラム鋼板３に突き合わせ溶接するために用いられる裏当金１であって、前記角コラム２の内面に形成された溶接ビード面２ｃに合わせて凹部６ｃを形成している。

この場合、角コラム２の内面に形成された溶接ビード面２ｃに合わせて凹部６ｃを形成することで、面倒な溶接ビード面２ｃの研削または切削を行なわなくとも裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができ、角コラム２の母材に損傷を与える虞もなく、裏当金１を取り付ける際の作業効率を大幅に向上させることができる。また、裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができるので、所定の寸法と精度を確保でき、溶接の品質向上を図ることができる。

図９に第３実施例を示す。本実施例では、裏当金１ａの端部に溶接ビード面２ｃに合わせて、凹部６ｄが形成されている。この凹部６ｃは、裏当金１ａと角コラム２の間に隙間が生じることなく密着するように、溶接ビード面２ｃを避けて断面Ｌ字形状に形成されている。なお、凹部６ｄと溶接ビード面２ｃとの間には若干の隙間が生じるが、仮溶接時に溶接ビード面２ｃと凹部６ｄとの間の隙間を埋めて、溶接ビード面２ｃにおいても裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができる。また、裏当金１ｂの端部に凹部は形成されていない。

また、本実施例の裏当金１を用いた場合においても、第１実施例と同様の溶接方法によって、角コラム２とダイアフラム鋼板３とを溶接することができ、第１実施例と同様の効果が得られる。

以上のように本実施例では、角コラム２をダイアフラム鋼板３に突き合わせ溶接するために用いられる裏当金１であって、前記角コラム２の内面に形成された溶接ビード面２ｃに合わせて凹部６ｄを形成している。

この場合、角コラム２の内面に形成された溶接ビード面２ｃに合わせて凹部６ｄを形成することで、面倒な溶接ビード面２ｃの研削または切削を行なわなくとも裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができ、角コラム２の母材に損傷を与える虞もなく、裏当金１を取り付ける際の作業効率を大幅に向上させることができる。また、裏当金１を角コラム２の内面に密着させることができるので、所定の寸法と精度を確保できる。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、本実施例では鋼管に角コラムを用いた場合を例にとって説明したが、丸コラムなどほかの形状の鋼管を用いてもよい。また、被溶着部にダイアフラム鋼板を用いた場合を例にとって説明したが、被溶着部はこれに限定されず、被溶着部を鋼管として鋼管同士を溶接するようにしてもよい。

また、上記各実施例は、裏当金を断面がコ字形状の２本の裏当金から構成した場合を例にとって説明したが、１本の裏当金から構成してもよい。さらに、角コラムは断面がコ字形状の２枚の鋼板を溶接接合して製造された場合を例にとって説明したが、１枚の鋼板を曲げ加工して端部を溶接接合して製造されてもよい。

そのほか、裏当金に形成した凹部は、鋼管の内面に形成された溶接ビード面に合わせて形成されておればよく、凹部の形状や位置は上記各実施例に示したものに限らず、例えば、裏当金の端部以外に凹部を形成してもよい。

第１実施例における裏当金と角コラムの溶接前の斜視図である。 同上裏当金と角コラムの溶接後の斜視図である。 同上裏当金の凹部近傍の斜視図である。 同上裏当金と角コラムの溶接後の水平方向の断面図である。 同上裏当金と角コラムの溶接後の垂直方向の断面図である。 同上角コラムとダイアフラム鋼板の溶接後の側面図である。 同上角コラムとダイアフラム鋼板の溶接後の垂直方向の断面図である。 第２実施例における裏当金と角コラムの溶接後の水平方向の断面図である。 第３実施例における裏当金と角コラムの溶接後の水平方向の断面図である。 従来例における角コラムの使用例を示す斜視図である。 同上角コラムとダイアフラム鋼板の溶接後の断面図である。 同上角コラムの製造時の断面図である。 同上角コラムの製造時の断面図である。

符号の説明

１ 裏当金（溶接用裏当金）
２ 角コラム（鋼管）
２ｃ 溶接ビード面
３ ダイアフラム鋼板（被溶着部）
６，６ｃ，６ｄ 凹部
Ｘ 厚さの範囲

Claims (3)

1. 鋼管を被溶着部に突き合わせ溶接するために用いられる溶接用裏当金であって、前記鋼管の内面に形成された溶接ビード面に合わせて凹部を形成したことを特徴とする溶接用裏当金。
2. 請求項１記載の溶接用裏当金の前記凹部を前記溶接ビード面に合わせて前記鋼管と前記溶接用裏当金とを溶接し、少なくとも前記凹部において前記鋼管と前記被溶着部とを仮溶接した後、前記鋼管と前記被溶着部とを溶接することを特徴とする溶接方法。
3. 前記凹部における前記鋼管と前記被溶着部との仮溶接は、前記鋼管の厚さの範囲外で行なうことを特徴とする請求項２記載の溶接方法。

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