JP2013237058A

JP2013237058A - 溶接用治具

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Publication number: JP2013237058A
Application number: JP2012110386A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Wakamatsu; 文利若松
Original assignee: TOYO GAS ASSETSU CO Ltd
Current assignee: TOYO GAS ASSETSU CO Ltd
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2032-05-14
Also published as: JP5459730B2

Abstract

【課題】風の影響を受け難く少ないシールドガスで２本の棒状の被溶接部材例えば２本の鉄筋の端面間への空気の侵入を防止する溶接用治具を提供する。
【解決手段】２本の棒状の被溶接部材例えば２本の鉄筋を、互いの端面を溶接し得る間隔をあけて突き合わせてアーク溶接により接合する際に用いられる。端面間を含む２本の被溶接部材の端部の外周を治具本体で覆い、治具本体に、端面間をアーク溶接する溶接トーチを挿入する挿入空間を設け、挿入空間を区画形成する治具本体の壁面に、溶接トーチの挿入方向を軸とするガスの渦流を挿入空間内で発生させて端面間への空気の侵入を防止するシールドガスを噴出する噴出口を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、２本の棒状の被溶接部材例えば２本の鉄筋を互いの端面を突き合わせた状態でアーク溶接により接合する際に用いられる溶接用治具に関するものである。

棒状の被溶接部材、例えば、２本の鉄筋を建設現場等において接合することが行われている。この鉄筋の接合（継手）の１つの手段として、２本の鉄筋を互いの端面を突き合わせた状態でアーク溶接により接合するものが知られている。このように２本の鉄筋の接合を行う際には溶接用治具が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。溶接用治具は、２本の鉄筋の端面を所定の間隔をあけて突き合わせ、この端面間を含む２本の鉄筋の端部の外周を覆うもので、溶接用治具内の２本の鉄筋の端面間をアーク溶接する溶接トーチを挿入するための挿入空間を有している。この挿入空間を区画形成する内壁面には、シールドガスの噴出口が設けられており、この噴出口から挿入空間内に噴出されたシールドガスにより２本の鉄筋の端面間に空気が侵入するのを防止し、シールドガス雰囲気下で２本の鉄筋の端面間をアーク溶接により接合しようとしている。

特公平４−２０７０７号公報

ところで、前述の溶接用治具では、挿入空間を区画形成する内壁面が断面矩形状に形成され、２つの長辺内壁面に、シールドガスを噴出する噴出口がそれぞれ設けられている。噴出口は、端面間から遠い箇所に設けられた第１噴出口と、近い箇所に設けられた第２噴出口とからなる。第１噴出口及び第２噴出口は、互いに対向する第１噴出口及び第２噴出口に向けてシールドガスが噴出するように形成されている。第１噴出口からそれぞれ噴出されたシールドガスは、挿入空間の中央で衝突して合体し、挿入空間から外部に噴出するように流れる。第２噴出口からそれぞれ噴出されたシールドガスは、挿入空間の中央で衝突して合体し、挿入空間の内部へとすなわち鉄筋の端面間へと流れる。このように、シールドガスによるガスカーテン（溶接窓からの挿入空間への外気侵入防止）用の第１噴出口と、溶接シールド用の第２噴出口の２種類を設けて、２本の鉄筋の端面間に空気が侵入するのを防止しようとしている。

しかし、鉄筋を接合する場合、建設現場等の室外で行うことが多く、風の影響を受け、例えば、風が強いと、第１噴出口及び第２噴出口からシールドガスを噴出しても空気すなわち酸素が鉄筋の端面間に侵入して鉄筋の接合に影響を及ぼすことがあった。このため、風が吹くと、第１噴出口及び第２噴出口から噴出させるシールドガスのガス量を多くして、鉄筋の端面間に空気が侵入するのを防止していたが、大量のシールドガスが必要になり経済的ではなかった。

本発明が解決しようとする課題は、風の影響を受け難く少ないシールドガスで２本の棒状の被溶接部材例えば２本の鉄筋の端面間への空気の侵入を防止する溶接用治具を提供することにある。

前記課題を解決するため本発明に係る溶接用治具は、２本の棒状の被溶接部材を、互いの端面を溶接し得る間隔をあけて突き合わせてアーク溶接により接合する際に用いられる溶接用治具であって、前記端面間を含む２本の被溶接部材の端部の外周を治具本体で覆い、前記治具本体に、前記端面間をアーク溶接する溶接トーチを挿入する挿入空間を設け、前記挿入空間を区画形成する前記治具本体の内壁面に、前記溶接トーチの挿入方向を軸とするガスの渦流を前記挿入空間内で発生させて前記端面間への空気の侵入を防止するシールドガスを噴出する噴出口を設けたことを特徴とする。

これにより、噴出口からシールドガスが噴出されると、溶接トーチの挿入方向を軸とするシールドガスの渦流が挿入空間内に発生して端面間への空気の侵入が防止される。このように、挿入空間内でシールドガスの渦流が発生することで、シールドガスが挿入空間内の隅々まで行きとどくので、空気の排出と侵入を風の影響を受けることなく防止することができる。また、シールドガスの渦流が発生することで、シールドガスが挿入空間内にとどまっている滞留時間が長いので、ガスの使用量を少なくすることができる。従って、風が吹いている場所で使用しても風の影響を受け難く、少ないガス量で空気が被溶接部材の端面間に侵入することが防止される。

この場合において、噴出口を、挿入空間の溶接トーチが挿入される側の外側端部と端面間側の内側端部との間の内壁面に設け、挿入空間を、外側端部よりも噴出口の設置箇所の方が広いとともに、噴出口の設置箇所よりも内側端部の方が広くなるように拡開して形成することができる。また、内壁面が、被溶接部材の軸及び溶接トーチの挿入方向に対してそれぞれ直交する方向に長い断面矩形状の４つの内壁面からなり、４つの内壁面のうち長辺側の２つの長辺内壁面に、溶接トーチの挿入方向に対して直交する方向である幅方向に間隔をあけて噴出口を複数設け、一方の長辺内壁面に設けられた複数の噴出口のうち少なくとも幅方向の中央から一端側までの間に設けられている噴出口を、溶接トーチの挿入方向から見たとき、一方の長辺内壁面に直交する方向に対して一方の長辺内壁面の他端側に傾斜した方向に向けてシールドガスを噴出するように形成し、かつ、他方の長辺内壁面に設けられた複数の噴出口のうち少なくとも幅方向の中央から一方の長辺内壁面の他端と対向する側の一端側までの間に設けられている噴出口を、溶接トーチの挿入方向から見たとき、他方の長辺内壁面に直交する方向に対して他方の長辺内壁面の他端側に傾斜した方向に向けてシールドガスを噴出するように形成することができる。

本発明によれば、風の影響を受け難く少ないシールドガスで２本の棒状の被溶接部材例えば２本の鉄筋の端面間への空気の侵入を防止することができる。

本発明に係る一例の実施形態の溶接用治具の外観を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。なお、（ｃ）の平面図は、（ｂ）の側面図を基にした図である。本実施形態の一例の溶接用治具の内部を示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。本実施形態の一例の溶接用治具の内部のガス流の状態を示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）中のＤ−Ｄ線矢視断面図である。本実施形態の一例の溶接用治具がクランプを備えた外観を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

以下、本発明に係る溶接用治具の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１〜図４に示すように、本実施形態の一例の溶接用治具１は、２本の棒状の被溶接部材を、互いの端面を溶接し得る間隔をあけて突き合わせてアーク溶接により接合する際に用いられるものである。被溶接部材としては、特に限定されず、一例として鉄筋コンクリートに用いられる鉄筋が挙げられる。鉄筋としては、鉄筋コンクリートに用いられるものであれば特に限定されず、例えば、半円状突条（節）及び軸方向突条（リブ）の突出部分を有する異形鉄筋等が挙げられる。なお、本実施形態では、棒状の被溶接部材として鉄筋を用いた場合について説明するが、これに限定されるものではない。

本実施形態の一例の溶接用治具１は、２本の鉄筋１１の端面１１ａを所定の間隔（溶接し得る間隔）をあけて突き合わせ、この端面１１ａ間を含む２本の鉄筋１１の端部の外周を覆う治具本体１ａを有している。治具本体１ａは、当て金２とシールドキャップ３とからなる。当て金２は、例えば、銅製で、直方体状のブロックの一面（当接面２ａ）に断面略半円状に凹ませた溝である凹部２１を有する断面略Ｕ字状に形成されている。当て金２の当接面２ａの凹部２１の軸方向（凹部２１が延びる方向（第１方向））の長さは、２本の鉄筋１１の端面１１ａを溶接し得る間隔をあけて突き合わせたとき、その端面１１ａ間を含む２本の鉄筋１１の端部を覆う寸法から任意に設定される。当て金２の当接面２ａの第１方向に直交する方向（第２方向）の長さは、鉄筋１１の直径より長い寸法で形成されている。当て金２の残りの長さ（当接面２ａに直交する方向（第３方向）の長さ）は、鉄筋１１の半径より長い寸法で形成されている。凹部２１は、例えば、接合を行う鉄筋１１の径より若干大きな径の略半円状に形成されている。凹部２１の軸方向の中央部には、円周方向に沿って凹んだ裏あて材４が装着される装着溝２２が設けられている。裏あて材４としては、特に限定されず、例えば、従来から溶接用治具１に用いられているセラミック製などのもの等が用いられる。なお、本実施形態では裏あて材４を用いて２本の鉄筋１１の接合を行う場合について説明するが、これに限定されず、裏あて材を用いないで２本の鉄筋１１の接合を行うようにしてもよい。この場合、装着溝２２が不要となる。

当て金２の当接面２ａと反対側のクランプ取付面２ｂには、取付部材５１を取り付けるための４つのネジ孔２３が設けられている。取付部材５１は、第１方向の長さが当て金２の第１方向の長さより例えば約３倍長い寸法で、かつ、第２方向の長さが当て金２の第２方向の長さと略同じ寸法の細長の直方体状に形成されている。取付部材５１には、４つの取付穴５１ａが設けられている。取付部材５１の第１方向の中央部を当て金２のクランプ取付面２ｂに当接させた状態で、例えば、螺合部材である４つのボルト１５をそれぞれ取付穴５１ａを通してネジ孔２３に螺合させることで、取付部材５１が当て金２に取り付けられるようになっている。取付部材５１の当て金２から突出する両側には、それぞれクランプ５が設けられている。

クランプ５としては、接合する２本の鉄筋１１の端部の外周にそれぞれ個別に固定されるもので、その構造は特に限定されない。これにより、互いの端面１１ａを溶接し得る間隔をあけて突き合わせた２本の鉄筋１１の端部に２つのクランプ５をそれぞれ固定することで、２本の鉄筋１１が互いの端面１１ａを溶接し得る間隔をあけて突き合わされた状態で位置決めされるとともに、２本の鉄筋１１の端部の外周の周方向の略半分が当て金２に覆われ、かつ、当て金２の装着溝２２に装着されている裏あて材４に２本の鉄筋１１の端部の外周が押し付けられるようになっている。なお、クランプ５は、当て金２に取付部材５１を介して取り付けられているが、これに限定されず、当て金２に直接取り付けるようにしてもよい。

シールドキャップ３は、図１〜図３に示すように、例えば、銅製で、当て金２に取り外し可能に取り付けられるものである。シールドキャップ３は、天板部３１と脚部３２と壁部３３とからなる。天板部３１は、第１方向の長さが当て金２の第１方向の長さと略同じ寸法で、第２方向の長さが当て金２の第２方向の長さより２つの壁部３３の厚さ分足した寸法の矩形平板状に形成されている。天板部３１の略中央部には、溶接窓６が設けられている。

溶接窓６は、溶接トーチ１２を挿入可能で挿入した溶接トーチ１２で２本の鉄筋１１の端面１１ａ間をアーク溶接により接合し得る大きさに形成されている。溶接窓６は、溶接トーチ１２で鉄筋１１の接合を行え得る大きさであればその形状は特に限定されず、例えば、矩形状などの多角形状、楕円形状、小判形状等に形成され、一例としては、図示するように第２方向に長い略矩形状に形成されている。溶接窓６の長手方向の長さは、鉄筋１１の直径より長い例えば若干長い寸法で形成されている。溶接窓６の短手方向の長さは、接合する２本の鉄筋１１の端面１１ａ間の長さより長い例えば若干長い寸法で形成されている。溶接窓６は、シールドキャップ３を当て金２に取り付けたとき、溶接窓６から２本の鉄筋１１の端面１１ａ間及び２本の鉄筋１１の端部が目視できるように天板部３１に設けられている。天板部３１の溶接窓６と第２方向に延びる両縁部との間には、脚部３２を取り付けるための取付穴３１ａが例えば２つずつ合計４つ設けられている。

脚部３２は、第１方向から見たとき、当て金２を上下逆にした逆Ｕ字状に形成されている。脚部３２の第１方向の長さは、天板部３１の溶接窓６と第２方向に延びる縁部との間の長さより短い寸法で形成されている。脚部３２の凹部３４を有する面（当接面）３２ａと反対側の取付面３２ｂには、２つのネジ孔３５が設けられている。２つの脚部３２をそれぞれ取付面３２ｂを天板部３１の一方の面の第１方向の両側に接した状態で、例えば、ビス１６を天板部３１の取付穴３１ａを通してネジ穴３５に螺合させることで、天板部３１の一方の面の両側にそれぞれ脚部３２が取り付けられて、第２方向から見ると、天板部３１と脚部３２とでコ字状に形成されている。脚部３２の両側面（第３方向に沿った両面）の第３方向の略中央部から取付面３２ｂと反対側の端部との間には、壁部３３を取り付けるためのネジ孔３６が例えば２つそれぞれ設けられている。

壁部３３は、第２方向から見たとき、第３方向に長い矩形平板状に形成されている。壁部３３の第３方向の長さは、脚部３２の第３方向の長さより長い寸法で形成されている。壁部３３の第１方向の長さは、天板部３１の第１方向の長さと略同じ寸法で形成されている。壁部３３の第３方向に沿った両縁部の近傍には、２つの取付穴がそれぞれ設けられている。２つの壁部３３を天板部３１と脚部３２とでコ字状に形成されている２つの脚部３２の両側部に接触させるとともに、壁部３３の端面を天板部３１の一方の面に接触又は近接させた状態で、例えば、ビス１７を壁部３３の取付穴３７を通して脚部３２のネジ穴３６に螺合させることで、天板部３１と脚部３２とでコ字状に形成された両側部の開口部（第２方向の両端の開口部）が壁部３３で覆われて、略矩形筒体状のシールドキャップ３が形成されるようになっている。なお、シールドキャップ３は、天板部３１と脚部３２と壁部３３との３つの部材により形成したが、これに限定されず、例えば、天板部３１と脚部３２と壁部３３とが一体的に形成された１つの部材で形成するようにしてもよい。

また、壁部３３の幅方向（第１方向）の略中央部であって壁部３３を脚部３２に取り付けたとき脚部３２より突出（延出）する箇所には、シールドキャップ３を当て金２に取り付けるための取付穴３８が設けられている。また、シールドキャップ３の２つの脚部３２の当接面３２ａを当て金２の当接面２ａに当接させたとき、２つの壁部３３の下方が当て金２の第２方向と直交する２つの面の上方を覆い、この当て金２の２つの壁部３３の取付穴３８に対応する位置には、ネジ孔３９がそれぞれ設けられている。これにより、シールドキャップ３の２つの脚部３２の当接面３２ａを当て金２の当接面２ａに当接させた状態で、例えば、蝶ボルト１８を壁部３３の取付穴３８を通して当て金２のネジ孔３９に螺合させることで、シールドキャップ３が当て金２に取り付けられるようになっている。

シールドキャップ３の脚部３２及び壁部３３で区画形成される空間及び溶接窓６を区画形成する空間が挿入空間７として形成されている。挿入空間７は、２本の鉄筋１１の端面１１ａ間をアーク溶接する溶接トーチ１２を挿入して、挿入した溶接トーチ１２で２本の鉄筋１１の端面１１ａ間をアーク溶接により接合し得る大きさに形成されている。挿入空間７の脚部３２及び壁部３３で区画形成される空間は、溶接窓６の空間より大きな断面矩形状に形成されている。挿入空間７を区画形成する脚部３２の内壁面３２ｃは、トーチ挿入方向である第３方向の中央より溶接窓６側から当接面３２ａ側の端部までの箇所の内壁面３２ｅが凹んだ段に形成されている。この脚部３２の段の境３２ｆは、内壁面３２ｃに対して垂直でもよいが傾斜して形成されていることが好ましい。これにより、挿入空間７は、溶接窓６の箇所の空間が一番狭く、脚部３２の内壁面３２ｃの段の下側の箇所の空間が一番狭い３段階に形成されている。なお、挿入空間７は、溶接窓６側の外側端部よりも当接面３２ａ側の内側端部の方が広くなって拡開していればその形状は特に限定されず、段階的に広くなっていてもよし、脚部３２の内壁面３２ｃが外側端部側から内側端部側にかけて漸次傾斜させて連続的に広くなっていてもよい。

２つの脚部３２の上段側の内壁面である長辺内壁面３２ｄには、シールドガスを噴出する噴出口８がそれぞれ設けられている。噴出口８は、各脚部３２の長辺内壁面に第２方向である幅方向に間隔をあけて複数図示例では４つそれぞれ設けられている。各脚部３２の噴出口８が設けられている位置の内部には、幅方向に延びるガス供給路８１が設けられている。ガス供給路８１の一端は、一方の壁部３３の貫通穴を介してシールドガスの供給管８２に接続されている。シールドガスが、供給管８２からガス供給路８１を介して噴出口８から挿入空間７内に噴出されるようになっている。シールドガスは、２本の鉄筋１１を接合する際に用いられるものであれば特に限定されず、不活性ガスでもよいし、一例として炭酸ガス（ＣＯ_２ガス）が用いられる。噴出口８は、噴出させたシールドガスにより第３方向である溶接トーチ１２の挿入方向を軸とするシールドガスの渦流を挿入空間７内で発生させて２本の鉄筋１１の端面１１ａ間への空気の侵入を防止するように形成されている。

噴出口８は、シールドガスの渦流を発生させることができればどのように形成してもよく、例えば、一方の脚部３２の長辺内壁面３２ｄに設けられた複数の噴出口８のうち少なくとも幅方向の中央から一端側までの間に設けられている噴出口８が、溶接トーチ１２の挿入方向から見たとき、一方の脚部３２の長辺内壁面３２ｄに直交する方向に対して一方の脚部３２の長辺内壁面３２ｄの他端側に傾斜した方向に向けてシールドガスを噴出するように形成され、他方の脚部３２の噴出口８は、一方の脚部３２の噴出口８と左右対称に形成されていることが好ましい。つまり、他方の脚部３２の長辺内壁面３２ｄに設けられた複数の噴出口８のうち少なくとも幅方向の中央から一端側（一方の長辺内壁面３２ｄの他端と対向する側の一端側）までの間に設けられている噴出口８が、溶接トーチ１２の挿入方向から見たとき、他方の脚部３２の長辺内壁面３２ｄに直交する方向に対して他方の脚部３２の長辺内壁面３２ｄの他端側に傾斜した方向に向けてシールドガスを噴出するように形成されている。すなわち、各脚部３２の噴出口８において、脚部３２の長辺内壁面３２ｄの幅方向の中央から一端までの半分に位置されている噴出口８が斜めにシールドガスを噴出するように形成されていれば、残りの半分に位置されている噴出口８は、斜めでも長辺内壁面３２ｄに対して直交する方向に真直ぐにシールドガスを噴出するようにしてもよい。具体的には一例として、図示するように、脚部３２の長辺内壁面３２ｄの幅方向に間隔をあけて４つの噴出口８が設けられている場合、他端側（他端に一番近い）の噴出口８が長辺内壁面３２ｄに対して直交する方向に真直ぐにシールドガスを噴出し、残りの３つの噴出口８は、斜めにシールドガスを噴出するようにそれぞれ形成されている。

シールドガスを斜めに噴出する際の角度（溶接トーチ１２の挿入方向から見たときの角度）は、特に限定されないし、噴出口８毎に同じであっても異なるようにしてもよい。また、噴出口８の噴出方向は、特に限定されず、溶接トーチ１２の挿入方向に対して直交する方向でもこの方向から当て金２の方向に傾斜つまり斜め下方でもよく、図示例では、溶接トーチ１２の挿入方向に対して直交する方向すなわち真直ぐな方向である。また、噴出口８の径は、同じでも位置によって異なるようにしてもよい。さらに、各脚部３２の長辺内壁面３２ｄにおける噴出口８の個数は、特に限定されず、図示するように４つでもその他の数でもよく、また、接合する鉄筋１１の径に応じて噴出口８の個数を変えるようにしてもよい。

さて、この溶接用治具１を用いて２本の鉄筋１１を接合する場合について説明する。まず、当て金２に取付部材５１を介して２つのクランプ５を取り付けておくとともに、装着溝２２に、２本の鉄筋１１の端面１１ａ間（端面１１ａ間の空間）を接合する際に溶接金属が端面１１ａ間から流れ出ないように裏あて材４を装着しておく。２本の鉄筋１１を互いの端面１１ａを溶接し得る間隔をあけて突き合わせた状態にして、これら２本の鉄筋１１の端部に２つのクランプ５をそれぞれ固定する。これにより、２本の鉄筋１１が互いの端面１１ａを溶接し得る間隔をあけて突き合わされた状態で位置決めされる（固定される）とともに、２本の鉄筋１１の端部の外周の周方向の略半分が当て金２の凹部２１に近接されて当て金２で覆われ、かつ、当て金２の装着溝２２に装着されている裏あて材４に２本の鉄筋１１の端部の外周が押し付けられる。

次に、当て金２の当接面２ａに、シールドキャップ３の２つの脚部３２の当接面３２ａを当接させ、当て金２で略半分が覆われている２本の鉄筋１１の外周の残りの略半分をシールドキャップ３で覆う。このとき、当て金２の２つの面の上方がシールドキャップ３の２つの壁部３３の下方によって覆われ、蝶ボルト１８を壁部３３の取付穴３８を通して当て金２のネジ孔３９に螺合させ、シールドキャップ３を当て金２に取り付ける。このように、当て金２にシールドキャップ３を被せて、端面１１ａ間を含む２本の鉄筋１１の外周を覆う本実施形態の溶接用治具１が構成される。

そして、シールドガスであるＣＯ_２ガスを供給管８２からガス供給路８１を介して噴出口８から溶接用治具１の挿入空間７に噴出させる。噴出されたＣＯ_２ガスによって挿入空間７及び２本の鉄筋１１の端面１１ａ間が満たされ、２本の鉄筋１１の端面１１ａ間への空気の侵入が防止される。このように、噴出口８からＣＯ_２ガスを噴出させながら、溶接トーチ１２を溶接窓６から挿入空間７に挿入してアーク溶接により２本の鉄筋１１の端面１１ａ間に溶接金属を盛り付けて充填し、２本の鉄筋１１の端面１１ａ間をＣＯ_２ガス雰囲気下で接合する。

このとき、噴出口８から噴出されたＣＯ_２ガスは、挿入空間７内で溶接トーチ１２の挿入方向を軸とする渦流となり、一部が溶接窓６から外部に流れ、残りが２本の鉄筋１１の端面１１ａ間へ流れる。このように、挿入空間７内でＣＯ_２ガスの渦流が形成されると、ＣＯ_２ガスが真直ぐ噴出されて挿入空間の中央で衝突してＣＯ_２ガスのガス流の勢いが弱くなる場合に比べて、ＣＯ_２ガスの挿入空間７内でのガス流の勢いが強くＣＯ_２ガスが挿入空間７内の隅々まで行きとどくので、シール性に優れ挿入空間７への空気の排出と侵入を風の影響を受けることなく防止することができる。その結果、２本の鉄筋１１の端面１１ａ間への空気の侵入が防止された状態で２本の鉄筋１１の接合を行える。また、ＣＯ_２ガスの渦流が発生することで、ＣＯ_２ガスが挿入空間７内にとどまっている滞留時間が長いので、ＣＯ_２ガスの使用量を少なくすることができる。接合後、溶接金属を冷却して凝固させてから蝶ボルト１８を緩めてシールドキャップ３を当て金２から取り外し、クランプ５を鉄筋１１から開放して当て金２を鉄筋１１から取り外すことで、２本の鉄筋１１の接合が終了する。

したがって、本実施形態の溶接用治具１は、風の影響を受け難く少ない量のシールドガスで２本の鉄筋１１の端面１１ａ間への空気の侵入を防止した状態で、２本の鉄筋１１の接合を行うことができる。この鉄筋１１の接合は、鉄筋１１の種類・節形状・径差によらず鉄筋１１の接合を行え、固定された鉄筋１１間での接合が可能で、小型・軽量なので携帯性に優れ、高所や狭陰部での施行が可能であるとともに水平筋と垂直筋のいずれにも適用可能で、外観検査と内部検査の両方の実施が可能であるというメリットがある。

また、噴出口８から噴出されたＣＯ_２ガスが挿入空間７内で渦流となって一部が溶接窓６から外部に流れ、残りが２本の鉄筋１１の端面１１ａ間へ流れて、溶接窓６からの挿入空間７への外気侵入防止と溶接シールドの２つの作用を奏するので、従来のように、シールドガスによるガスカーテン（溶接窓からの挿入空間への外気侵入防止）用の第１噴出口と、溶接シールド用の第２噴出口の２種類の噴出口を設ける必要がない。その結果、構造が簡単でメンテナンスが容易で、低コスト化を図れる等といったメリットが本実施形態の溶接用治具１にはある。

挿入空間７は、脚部３２及び壁部３３で区画形成される空間に比べて溶接窓６により区画形成される空間の方が小さく、噴出口８が溶接窓６ではなく脚部３２の内壁面３２ｄに設けられていることで、噴出口８から噴出されて形成されるＣＯ_２ガスの渦流が溶接窓６から外部に出難い。このため、挿入空間７内でのＣＯ_２ガスの滞留時間を確実に長くすることができ、シール性に優れ、確実に空気が２本の鉄筋１１の端面１１ａ間に侵入することが防止される。また、脚部３２の内壁面３２ｃは、噴出口８より溶接トーチ１２の挿入方向の当接面３２ａ側が凹んだ段状に形成されて、挿入空間７は当接面３２ｄ側が広く形成されていることで、挿入空間７内で形成されたＣＯ_２ガスの渦流が２本の鉄筋１１の端面１１ａ間の方向に案内されることになるので、端面１１ａ間のシール性が良好になり、確実に空気が２本の鉄筋１１の端面１１ａ間に侵入することが防止される。

各脚部３２の噴出口８において、脚部３２の内壁面３２ｄの幅方向の中央から一端までの半分に位置されている噴出口８が斜めにＣＯ_２ガスを噴出するように形成されている、例えば、脚部３２の内壁面３２ｄの幅方向に間隔をあけて４つの噴出口８が設けられている場合、他端側（他端に一番近い）の噴出口８が内壁面３２ｄに対して直交する方向に真直ぐにＣＯ_２ガスを噴出し、残りの３つの噴出口８は、斜めにＣＯ_２ガスを噴出するようにそれぞれ形成されていることで、２本の鉄筋１１の端面１１ａ間への空気の侵入を防止し得るＣＯ_２ガスの渦流を確実に生じさせることができる。

１溶接用治具
１ａ治具本体
２当て金
３シールドキャップ
６溶接窓
７挿入空間
８噴出口
１１鉄筋
１１ａ端面
１２溶接トーチ
３１
３２ｄ内壁面
３２ｅ内壁面

Claims

２本の棒状の被溶接部材を、互いの端面を溶接し得る間隔をあけて突き合わせてアーク溶接により接合する際に用いられる溶接用治具であって、
前記端面間を含む２本の被溶接部材の端部の外周を治具本体で覆い、
前記治具本体に、前記端面間をアーク溶接する溶接トーチを挿入する挿入空間を設け、
前記挿入空間を区画形成する前記治具本体の内壁面に、前記溶接トーチの挿入方向を軸とするガスの渦流を前記挿入空間内で発生させて前記端面間への空気の侵入を防止するシールドガスを噴出する噴出口を設けたことを特徴とする溶接用治具。
前記噴出口は、前記挿入空間の前記溶接トーチが挿入される側の外側端部と前記端面間側の内側端部との間の内壁面に設けられ、
前記挿入空間は、前記外側端部よりも前記噴出口の設置箇所の方が広いとともに、前記噴出口の設置箇所よりも前記内側端部の方が広くなるように拡開して形成されている請求項１に記載の溶接用治具。
前記内壁面は、前記被溶接部材の軸及び前記溶接トーチの挿入方向に対してそれぞれ直交する方向に長い断面矩形状の４つの内壁面からなり、
前記４つの内壁面のうち長辺側の２つの長辺内壁面に、前記溶接トーチの挿入方向に対して直交する方向である幅方向に間隔をあけて前記噴出口が複数設けられ、
一方の長辺内壁面に設けられた複数の噴出口のうち少なくとも幅方向の中央から一端側までの間に設けられている噴出口が、前記溶接トーチの挿入方向から見たとき、前記一方の長辺内壁面に直交する方向に対して前記一方の長辺内壁面の他端側に傾斜した方向に向けて前記シールドガスを噴出するように形成され、かつ、他方の長辺内壁面に設けられた複数の噴出口のうち少なくとも幅方向の中央から前記一方の長辺内壁面の他端と対向する側の一端側までの間に設けられている噴出口が、前記溶接トーチの挿入方向から見たとき、前記他方の長辺内壁面に直交する方向に対して前記他方の長辺内壁面の他端側に傾斜した方向に向けて前記シールドガスを噴出するように形成されている請求項１又は２に記載の溶接用治具。