JP2006167738A - 基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルール - Google Patents

Abstract

【課題】基材上に薄板を接合する際に、溶接部に欠陥が生じたり、薄板が損耗しないようにした基材上に薄板を接合するためのスタッドを提供すること。
【解決手段】スタッド溶接部本体１１の下面に、薄板Ｗの板厚に対応した寸法の切欠部１４を形成し、この切欠部１４に薄板Ｗを嵌入して溶接を行うようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、スタッド及びフェルールに関し、特に、基材上に薄板を接合する際に、溶接部に欠陥が生じたり、薄板が損耗しないようにした基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルールに関するものである。

従来、土木、建築構造物や機械装置等において、部材同士を接合したり、単体の部材（スタッド）を基材等に取り付けるために、アークスタッド溶接が汎用されている。

従来から用いられているスタッド及びフェルールは、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、円形又は矩形の均一な断面形状を有するスタッド１と、このスタッド１に対応した形状をし、下面にガス抜き溝を略等間隔に形成したセラミック製のフェルール２を用い、フェルール２のスタッド挿通孔にスタッド１の先端部を挿入することにより、フェルール２の周壁によりスタッド１の溶接部の外周を囲むようにして、スタッド１の基端部をスタッドガン（図示省略）に装着して、アークスタッド溶接を行うようにしている。

ところで、この従来から用いられているスタッド１及びフェルール２を用いて、図４に示すような、鋼板等の基材Ｂ上に鋼板等の薄板Ｗを接合するアークスタッド溶接を行った場合、スタッド１の下面（溶接面）と、基材Ｂ及び薄板Ｗの表面との距離が、基材Ｂの部分と薄板Ｗの部分とで不均一となり、これにより、スタッド１の溶融、溶接が均一に行われず、溶接部に欠陥Ｐが生じたり、薄板Ｗが損耗しやすいという問題があった。
また、同様に、フェルール２の下面と、基材Ｂ及び薄板Ｗの表面との距離が、基材Ｂの部分と薄板Ｗの部分とで不均一となり、これにより、アークによって溶融した金属が、フェルール２の下面と基材Ｂ及び薄板Ｗの表面との間に形成された不均一な隙間からガスと共に漏出してしまい、その部分の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、溶接部に欠陥Ｐが生じやすいという問題があった。

本発明は、上記従来のスタッド及びフェルールを用いて基材上に薄板を接合する場合の問題点に鑑み、基材上に薄板を接合する際に、溶接部に欠陥が生じたり、薄板が損耗しないようにした基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のスタッドは、基材上に薄板を接合するためのスタッドにおいて、スタッド溶接部本体の下面に、前記薄板の板厚に対応した寸法の切欠部を形成し、該切欠部に薄板を嵌入して溶接を行うようにしたことを特徴とする。

この場合において、スタッドを、スタッド溶接部本体と、上部片と、該スタッド溶接部本体と上部片とを一体に接続するこれらより小断面の連接部とからなるように構成することができる。

また、同じ目的を達成するため、本発明のスタッド用フェルールは、基材上に薄板を接合するためのスタッド用フェルールにおいて、フェルールの下面に、前記薄板の板厚に対応した寸法の切欠部を形成し、該切欠部に薄板を嵌入して溶接を行うようにしたことを特徴とする。

本発明のスタッドによれば、基材上に薄板を接合するためのスタッドにおいて、スタッド溶接部本体の下面に、前記薄板の板厚に対応した寸法の切欠部を形成し、該切欠部に薄板を嵌入して溶接を行うようにしているので、スタッドの下面（溶接面）と、基材及び薄板の表面との距離が、基材の部分と薄板の部分とで不均一にならず、これにより、スタッドの溶融、溶接が均一に行われ、溶接部に欠陥が生じたり、薄板が損耗することを防止し、基材上に薄板を確実に接合することができる。

また、スタッドを、スタッド溶接部本体と、上部片と、該スタッド溶接部本体と上部片とを一体に接続するこれらより小断面の連接部とからなるように構成することにより、スタッドの高さに制約がある場合でも、溶接後に打撃、ねじ切り等によって連接部を破断することにより上部片を除去して、スタッドの高さを所要の高さに納めることができ、また、スタッドの高さに制約がない場合でも、溶接部の突出高さを少なくし、溶接部をコンパクトに形成することができる。

また、本発明のスタッド用フェルールによれば、基材上に薄板を接合するためのスタッド用フェルールにおいて、フェルールの下面に、前記薄板の板厚に対応した寸法の切欠部を形成し、該切欠部に薄板を嵌入して溶接を行うようにしているので、フェルールの下面と、基材及び薄板の表面との距離が、基材の部分と薄板の部分とで不均一にならず、これにより、アークによって溶融した金属が、フェルールの下面と基材及び薄板の表面との間に形成された不均一な隙間からガスと共に漏出するようなことがなく、これにより、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ず、溶接部に欠陥が生じることを防止し、基材上に薄板を確実に接合することができる。

以下、本発明の基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルールの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルールの実施例を示す。

このスタッド１及びフェルール２は、図２に示すように、鋼板等の基材Ｂ上に鋼板等の薄板Ｗをアークスタッド溶接によって接合する際に、溶接部に欠陥が生じたり、薄板Ｗが損耗しないようにするためのものである。

このうち、スタッド１は、図１（ａ）に示すように、スタッド１を構成するスタッド溶接部本体１１の下面に、薄板Ｗの板厚に対応した寸法の切欠部１４を形成し、この切欠部１４に薄板Ｗを嵌入して溶接を行うようにする。
この場合において、薄板Ｗの板厚ｔ０と、切欠部１４の高さ方向の寸法ｔ１との関係は、特に限定されるものではないが、ｔ０−α≦ｔ１≦ｔ０＋α（ここで、α＝０．１・ｔ０〜０．５・ｔ０、好ましくは、α＝０．１・ｔ０〜０．３・ｔ０）に設定することが好ましく、ｔ０≦ｔ１≦ｔ０＋α（ここで、α＝０．１・ｔ０〜０．５・ｔ０、好ましくは、α＝０．１・ｔ０〜０．３・ｔ０）に設定することがより好ましい。
また、切欠部１４の面積は、スタッド１の下面（溶接面）の面積の１／４〜３／４、好ましくは、１／３〜２／３、より好ましくは、１／２程度に設定するようにする。

このスタッド１によれば、図２に示すように、スタッド１の下面（溶接面）と、基材Ｂ及び薄板Ｗの表面との距離が、基材Ｂの部分と薄板Ｗの部分とで不均一にならず、これにより、スタッド１の溶融、溶接が均一に行われ、溶接部に欠陥が生じたり、薄板Ｗが損耗することを防止し、基材Ｂ上に薄板Ｗを確実に接合することができる。

そして、スタッド１は、切欠部１４を除いて均一な断面形状を有するように形成するほか、本実施例に示すように、スタッド溶接部本体１１と、上部片１２と、スタッド溶接部本体１１と上部片１２とを一体に接続するこれらより小断面の連接部１３とからなるように構成することができる。
これにより、スタッドの高さに制約がある場合でも、溶接後に打撃、ねじ切り等によって連接部１３を破断することにより上部片１２を除去して、スタッドの高さを所要の高さに納めることができ、また、スタッドの高さに制約がない場合でも、溶接部の突出高さを少なくし、溶接部をコンパクトに形成することができる。

また、スタッド１（スタッド溶接部本体１１及び上部片１２）の断面形状は、図１（ａ）に示す円形のほか、正六角形等の多角形状、矩形等、任意の形状に形成することができる。

一方、フェルール２は、図１（ａ）に示すように、フェルール２の下面に、薄板Ｗの板厚に対応した寸法の切欠部２１を形成し、この切欠部２１に薄板Ｗを嵌入して溶接を行うようにする。
この場合において、薄板Ｗの板厚ｔ０と、切欠部２１の高さ方向の寸法ｔ２との関係は、特に限定されるものではないが、ｔ０−α≦ｔ２≦ｔ０＋α（ここで、α＝０．１・ｔ０〜０．５・ｔ０、好ましくは、α＝０．１・ｔ０〜０．３・ｔ０）に設定することが好ましく、ｔ０≦ｔ２≦ｔ０＋α（ここで、α＝０．１・ｔ０〜０．５・ｔ０、好ましくは、α＝０．１・ｔ０〜０．３・ｔ０）に設定することがより好ましい。
また、切欠部２１の面積は、フェルール２の下面の面積の１／４〜３／４、好ましくは、１／３〜２／３、より好ましくは、１／２程度に設定するようにする。

このフェルール２によれば、フェルール２の下面と、基材Ｂ及び薄板Ｗの表面との距離が、基材Ｂの部分と薄板Ｗの部分とで不均一にならず、これにより、アークによって溶融した金属が、フェルール２の下面と基材Ｂ及び薄板Ｗの表面との間に形成された不均一な隙間からガスと共に漏出するようなことがなく、これにより、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ず、溶接部に欠陥が生じることを防止し、基材Ｂ上に薄板Ｗを確実に接合することができる。

スタッド１及びフェルール２の各々の形状、組み合わせは、上記図１（ａ）のものに限定されるものではない。
より具体的には、図１（ｂ）に示すように、スタッド１の下面に切欠部１４を形成していないものを使用したり、図１（ｃ）に示すように、スタッド１及びフェルール２を、斜め溶接のために、その中心軸が傾斜するように形成することができる。
また、図１（ｄ）〜図１（ｇ）に示すように、スタッド１及びフェルール２の断面形状を矩形に形成することができる。このうち、図１（ｄ）は、スタッド１及びフェルール２の矩形の短辺側の下面に切欠部１４、２１を形成したものであり、図１（ｅ）は、スタッド１及びフェルール２の矩形の長辺側の下面に切欠部１４、２１を形成したものである。また、図１（ｆ）及び図１（ｇ）に示すように、スタッド１の下面に切欠部１４を形成していないものを使用することができる。

以上、本発明の基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルールについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、スタッド及びフェルールを組み合わせて用いるほか、スタッド及びフェルールをそれぞれ単独で用いることもできる（これによっても、一定の作用効果を享受することができる。）等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルールは、基材上に薄板を接合する際に、溶接部に欠陥が生じたり、薄板が損耗しないようにした基材上に薄板を接合することができることから、土木、建築構造物や機械装置等において、基材上に薄板を接合する用途、特に、高い信頼性を必要とする用途に好適に用いることができる。

本発明の基材上に薄板を接合するためのスタッド及びフェルールの実施例を示す説明図である。 本発明のスタッド及びフェルールを用いて、基材上に薄板を接合した例を示す説明図である。 従来のスタッド及びフェルールを示す説明図である。 従来のスタッド及びフェルールを用いて、基材上に薄板を接合した例を示す説明図である。

符号の説明

１ スタッド
１１ スタッド溶接部本体
１２ 上部片
１３ 連接部
１４ 切欠部
２ フェルール
２１ 切欠部
Ｂ 基材
Ｗ 薄板

Claims (3)

1. 基材上に薄板を接合するためのスタッドにおいて、スタッド溶接部本体の下面に、前記薄板の板厚に対応した寸法の切欠部を形成し、該切欠部に薄板を嵌入して溶接を行うようにしたことを特徴とする基材上に薄板を接合するためのスタッド。
2. スタッドを、スタッド溶接部本体と、上部片と、該スタッド溶接部本体と上部片とを一体に接続するこれらより小断面の連接部とからなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の基材上に薄板を接合するためのスタッド。
3. 基材上に薄板を接合するためのスタッド用フェルールにおいて、フェルールの下面に、前記薄板の板厚に対応した寸法の切欠部を形成し、該切欠部に薄板を嵌入して溶接を行うようにしたことを特徴とする基材上に薄板を接合するためのスタッド用フェルール。

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