JP2689367B2 - 四面セス溶接組立材用ダイアフラム及び四面セス溶接組立材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四面セス溶接組立材用
ダイアフラム、及び内部にダイアフラムを溶着設置した
四面セス溶接組立材に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨構造物では、各種鋼製部材を溶接、
リベット、ボルト等を用いて所定の構造に組立てる。こ
こで、箱形断面を有する鋼製部材は、矩形箱形断面柱と
して、主に構造物の柱に用いられ、この箱形断面柱５０
には、図４に示すように、例えば、Ｈ形断面の梁５１等
の各種部材を取付ける。そして、箱形断面柱５０の前記
取付部には集中的に荷重が加わるので、その内部に鋼製
のプレート、すなわちダイアフラム１１を取付けて強度
を高め、変形を防止する。

【０００３】かかるダイアフラム１１を箱形断面柱５０
内部に取付けるには、図５（ａ）に示すように、ダイア
フラム１１の一方の対向する端辺５３に溶接を行った後
に箱を閉じ、図５（ｂ）に示すように、他方の対向する
端辺５４にセス溶接を行ってなる二面セス溶接組立材及
びその溶接方法が知られており、さらに、ダイアフラム
１１の四辺を全てセス溶接してなる四面セス溶接組立材
及びそのセス溶接方法も知られている。

【０００４】ここで、四面セス溶接方法とは、図６に示
すように、鋼製プレート１０と、ダイアフラム１１と、
セス裏当材１２とによって囲まれる溶接部、すなわち開
先部に消耗ノズル１３を立て、これを通してワイヤ１４
を連続供給し、スラグ浴１５の中を通過する電流により
発生する電気抵抗発熱を熱源として、ワイヤ１４とノズ
ル１３又はワイヤ１４を溶融すると同時に接合される開
先面をも溶融して、下方から上方に向かって連続的に溶
接１６を行なうものである。

【０００５】そして、上記四面セス溶接方法では、一方
の対向する二辺の溶接（一次セス）と、他方の対向する
二辺の溶接（二次セス）とを別の工程で行う必要があ
り、そのために様々な方法が提案されている。例えば、
本発明と同一出願人による出願、特開平５−２４５６６
１では、図７（ａ）に示すように、二か所に配されたダ
イアフラム１１と、セス裏当材１２と、縦シーム裏当材
１７と、鋼製プレート１０ａ，１０ｂとにより箱型に組
立てた、一次セス施工前の四面セス溶接ＢＯＸ２０が開
示されている。ここで、図７（ｂ）に示すように、ダイ
アフラム１１の四辺にはセス裏当材１２が取付けられて
ダイヤフラム１１とセス溶接用の溝を形成し、その外周
には対向する二組の鋼製プレート１０ａ，１０ｂが前記
セス溶接用の溝を置いて取付けられている。この時、セ
ス裏当材１２は、図７（ｂ）に示すように、その外周が
矩形となるように配置され、したがって、セス裏当材１
２の外周は全長に渡って鋼製プレート１０ａ，１０ｂの
内面に当接する。また、縦シーム裏当材１７端部は、そ
れぞれセス裏当材１２表面に当接するように配置する。
そして、一方の対向する鋼製プレート１０ｂの内面とダ
イアフラム１１の端面１１ｂとの間の上記溝に鋼製プレ
ート１０ａの一次セス溶接用切欠き３３から一次セス溶
接を施し、他方の開先２１を設けた対向する鋼製プレー
ト１０ａの内面とダイアフラム１１の端面１１ａとの間
の溝に鋼製プレート１０ｂの二次セス孔２３ｂより二次
セス溶接を施す。また、前記一方の対向する鋼製プレー
ト１０ａと向い会うダイアフラム１１の端面１１ａの両
端部には、漏れ止めとしてのフラックスタブ２２を装着
し、さらに、他方の対向する鋼製プレート１０ｂに孔設
した二次セス孔２３ｂには、銅製キャップ２４を装着す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の四面セス溶接組立材及び四面セス溶接方法におい
て、縦シーム裏当材１７は、予めダイアフラム１１間の
長さ等に応じて鋼材を切断して所定長さに作成するため
誤差が生じ易く、したがって、縦シーム裏当材１７が所
定長さよりも短かい場合には、この縦シーム裏当材１７
端面とセス裏当材１２端面との間に隙間が生じて、縦シ
ーム溶接時に溶融金属がこの隙間から漏れでるため使用
することができず、これを廃棄するといった無駄が生じ
る。他方、縦シーム裏当材１７が所定長さよりも長くな
った場合には、電動研磨機や電動切削機によって短くす
る手間が生じるという問題点がある。

【０００７】また、漏れ止め材としてのフラックスタブ
２２の厚さも、ダイヤフラム１１と同じ厚さとする必要
があり、縦シーム裏当材１７と同様に、高い精度が要求
される。

【０００８】そこで、本発明は、上記問題点を解消する
べくなされたもので、縦シーム裏当材や漏れ止め材の製
作作業を容易にするとともに、縦シーム裏当材や漏れ止
め材の長さ精度が低くても四面セス溶接組立材が製作可
能な、四面セス溶接組立材用ダイアフラム及び四面セス
溶接組立材を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を鑑
みてなされたものであり、その要旨は、端部に切欠きを
備えない第一及び第二のセス裏当材を矩形のダイアフラ
ムの全ての辺の両面に配置し、該矩形のダイアフラムの
全ての端面と前記第一及び第二のセス裏当材との間にセ
ス溶接用の開先を形成した四面セス溶接組立材のための
ダイアフラムにおいて、前記矩形のダイアフラムの対向
する二辺と同じ長さに形成した第一のセス裏当材の両端
を、該対向する二辺の両端と揃えて配置して第一のセス
溶接用開先を形成し、第二のセス裏当材を該矩形のダイ
アフラムの残りの対向二辺におい て前記第一のセス裏当
材間に当接して配置して第二のセス溶接用開先を形成
し、かように第一及び第二のセス裏当材を配置すること
により、第一及び及び第二のセス裏当材の端部が相互に
当接する四隅には、四面セス溶接組立材構成用の鋼製プ
レートに付設する縦シーム裏当材を嵌合すると共にセス
溶接漏れを防止するための漏れ止め材を嵌合する段差が
形成されたことを特徴とする四面セス溶接組立材用ダイ
アフラムにある。

【００１０】また本発明の別の要旨は、溶接組立材の内
周に補強用のダイアフラムをセス溶接により溶着設置し
た四面セス溶接組立材であって、矩形のダイアフラム
と、該矩形のダイアフラムの対向する二辺と同じ長さに
形成され、該対向する二辺の両端と揃えて配置されて第
一のセス溶接用開先を形成するように該ダイアフラムの
対向する二辺からそれぞれ突出して取り付けられた第一
のセス裏当材と、該第一のセス裏当材間に当接して配置
され、二次セス溶接用開先を形成するように該ダイアフ
ラムの残りの対向二辺からそれぞれ突出して取り付けら
れた第二のセス裏当材とを備え、前記第一のセス裏当材
及び第二のセス裏当材の端部には切欠きが形成されるこ
と無く、第一のセス裏当材及び第二のセス裏当材の端部
が相互に当接する四隅には段差が形成され、該段差にお
いて第一及び第二のセス裏当材とダイアフラム端面とに
当接して設けられ、セス溶接漏れを防止する漏れ止め材
と、前記第一及び第二のセス裏当材の周囲に取付けて、
箱形に組立てられた鋼製プレートと、前記段差の第一の
セス裏当材端面に当接して設けられ、前記鋼製プレート
相互の当接部に沿って前記段差の両面方向から取付けら
れ、これらの両端面がダイアフラム当接部分でダイアフ
ラムと略同等の厚さの間隙を形成する縦シーム裏当材と
を備え、前記鋼製プレートと前記第一のセス裏当材と前
記ダイアフラム端面とによって囲まれた一次セス溶接用
開先に一次セス溶接を行い、さらに、前記一次セス溶接
終了後に二次セス溶接用開先に二次セスを行ってなる四
面セス溶接組立材にある。

【００１１】本発明において、ダイヤフラムは、外周が
矩形の鋼製プレートであれば内部に穴を形成しても良
く、これによってダイヤフラムの軽量化を図ることがで
きる。また、セス裏当材のうち、ダイヤフラムの一方の
対向する二辺の両面に取り付けるセス裏当材の長さを、
そのダイヤフラムの辺長と同じとしても良く、このセス
裏当材をダイヤフラムに取り付けると、各段差において
セス裏当材端面とダイヤフラム端面とで一つの平面を形
成することができるため、この平面によって漏れ止め材
の取付けが安定し、確実にセス溶接の漏れ止め効果が得
られる。

【００１２】本発明において、漏れ止め材を立方体とし
ては、この立方体を構成する縦×横×高さのうち、縦ま
たは横の一方の長さと、ダイヤフラム辺長と異なる長さ
のセス裏当材の、ダイヤフラム端部からの突出長さと
を、略同等とし、これらの同じ長さの部位を当接して、
漏れ止め材を段差に取り付ける。また、縦シーム裏当材
の軸方向に直交する断面と、セス裏当材の縦×横断面と
を並べ合わせた形状を、段差形状と同じにすることによ
って、セス溶接する際にセス溶接漏れが防止できる。さ
らに、縦シーム裏当材と漏れ止め材とを同一部材、例え
ば、同一角形鋼棒等から作成しても良く、その場合には
原材料の種類を少なくすることができて、コストの削減
を図れる。

【００１３】また、本発明において、漏れ止めとは、高
温の溶融金属に触れてもその熱により溶解せず、またド
リル等により容易に破壊できる焼結した耐火性物質、例
えば、フラックスを所定形状に加工したものとすること
もできる。

【００１４】

【作用】本発明の四面セス溶接組立材では、セス裏当材
端部が相互に当接する四隅において段差を有しており、
この四つの段差にセス溶接の漏れ止め材を取り付け、さ
らに、この段差に縦シーム裏当材を漏れ止め材と隣接さ
せて取り付けつつ、鋼製プレートを組み立てる。組立
後、一次および二次セス溶接を行って四面セス溶接組立
材を完成させる。

【００１５】前記漏れ止め材は、段差を構成するセス裏
当材端面とダイアフラム端面とに当接させて取り付ける
ため、セス裏当材の間に取り付けるような場合と異な
り、ある程度の長さの誤差を許容することができる。さ
らに、前記縦シーム裏当材も、漏れ止め材側面とセス裏
当材端面と鋼製プレートとに当接させて取り付けるた
め、セス裏当て材表面と鋼製プレートとに当接させて取
り付けるような場合と異なり、ある程度の長さ誤差を許
容することができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の四面セス溶接組立材１
（以下、本明細書中において「四面セスＢＯＸ」とい
う。）のセス溶接前の一部破断斜視図であり、図２は、
図１の四面セスＢＯＸ１の開口部を柱軸方向から見た、
四面セス溶接組立方法の説明平面図である。四面セスＢ
ＯＸ１は、矩形のダイアフラム２と、第一のセス裏当材
３ｂ，３ｄと、第二のセス裏当材３ａ，３ｃと、縦シー
ム裏当材５ａ，５ｂと、鋼製プレート４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄとで構成される。

【００１８】ここで、ダイアフラム１の一方の対向する
二辺２ｂ，２ｄの両面には、辺２ｂ，２ｄと同じ長さの
第一のセス裏当材３ｂ，３ｄ（図２（ｂ）参照）を、そ
の端部が、二辺２ｂ，２ｄの端部と揃うような配置で二
辺２ｂ，２ｄから突出して取付け、他方の対向する二辺
２ａ，２ｃの両面には、第一のセス裏当材３ｂ，３ｄ間
の長さと等しい第二のセス裏当材３ａ，３ｃを、第一の
セス裏当材３ｂ，３ｄ間に当接して配置し、二辺２ａ，
２ｃから突出して取付ける。かようにして取り付けられ
た第一及び第二のセス裏当材３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの
端部には、相互に当接する四隅において、寸法Ｘ×Ｙの
段差７が形成される。したがって、各段差は第一及び第
二のセス裏当材端面とダイアフラムの端面とで構成され
る。例えば図２（ｂ）左上の段差７は、第二のセス裏当
材３ａ及び第一のセス裏当材３ｄの端面とダイアフラム
２の端面とで構成される。

【００１９】この段差７に、セス溶接漏れを防止するた
めの漏れ止め材６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（図２（ｃ）参
照）が、それぞれ第一及び第二のセス裏当材の端面とダ
イアフラム２の端面とに当接して取付けられている。こ
の漏れ止め材の寸法をＸ₁×Ｙ₁×Ｚとし、断面寸法をＸ
₁×Ｙ₁とすると、長さＸ₁は長さＸより短くし、長さＹ₁
は段差７の寸法Ｙ、すなわち、第二及び第一のセス裏当
材３ａ，３ｂの突出長さと同等にする。また長さＺ（図
１参照）は、ダイアフラム２の片面のセス裏当材表面か
ら他面のセス裏当材表面までの長さ（ダイヤフラム厚＋
セス裏当材厚×２）と略同等とする。なお、長さＺは、
前記寸法に対して−５mm程度までの誤差を許容すること
ができ、＋側の誤差は作業に支障を来さない程度まで許
容できる。上記寸法の漏れ止め材６ａは、ダイアフラム
２の辺２ａと、第二及び第一のセス裏当材３ａ，３ｄの
端面とに当接して取り付けられているとともに、その他
の漏れ止め材６ｂ，６ｃ，６ｄも同様に、それぞれの段
差において、ダイアフラム２の辺と、第一及び第二のセ
ス裏当材の端面とに当接して取り付けられている。

【００２０】縦シーム裏当材５ａ，５ｂは、鋼製プレー
ト相互の当接部に沿って、且つ、段差７の第一のセス裏
当材端面と漏れ止め材側面とに当接して取り付けられて
いる。また、縦シーム裏当材５ａと５ｂとは、段差７の
ダイアフラム当接部分でダイアフラムと略同等の厚さＷ
（図１参照）の間隙を形成している。

【００２１】かかる四面セスＢＯＸを組み立てるには、
最初に、図２（ｂ）に示すように、矩形鋼製プレート２
の四隅に段差を形成するよう、鋼製プレート２の四辺の
両面に第一及び第二のセス裏当材３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄを溶接する。次に、図２（ｃ）に示すように、漏れ止
め材６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ段差７に、セス
裏当材端面とダイアフラム端面とに当接させて取り付け
る。この第一及び第二のセス裏当材３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄと漏れ止め材６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとが取付けら
れたダイアフラム２を、図２（ｄ）に示すように、縦シ
ーム裏当材５ａ，５ｂと共に、開先を有する鋼製プレー
ト４ｃに取り付ける。そして、側面の鋼製プレート４ｂ
と４ｄとをそれぞれ縦シーム裏当材５ａ，５ｂと共に、
第一のセス裏当材３ｂ，３ｄ端面に取付ける。そして更
に、縦シーム裏当材５ａと５ｂとを、それぞれ漏れ止め
材６ａ，６ｂと第一のセス裏当材３ｂ，３ｄと鋼製プレ
ート４ｂ，４ｄとに当接して取付け、その後に、開先を
有する鋼製プレート４ａを溶接する。なお、図３に示す
ように、鋼製プレート４ａ，４ｃには、一次セス開先８
（図２（ｅ）斜線部）と連通する一次セス用切欠３３が
設けられている。

【００２２】そして、箱型に組立て仮留めした四面セス
ＢＯＸ１には、図２（ｅ）に斜線で示したセス溶接によ
り一次セス溶接を行う。この際に、図２（ｅ）に示した
ように、一次セス開先８を鉛直にし、前記一次セス用切
欠３３から前記ノズル１３を挿入して溶接する。

【００２３】なお、図５に示すセス溶接は、セスネット
（日鐵溶接工業株式会社製）という商品名にて販売され
ており、セス溶接の能率をさらに高めかつ経済性を向上
させるためノズル１３を溶かさずにワイヤ１４のみの溶
融によってスラグ溶接するもので、直流定電圧特性の電
源を用いることと細径のワイヤ（１．６ｍｍ）を用いる
ことから溶接が安定しており、また、溶接速度が速いた
め高能率であり、溶接継手性能をも改善する。

【００２４】一次セスが終了したら、二次セス用に穿孔
を行う。ここで、一次セス終了後の二次セス用孔設部
は、図２（ｆ）に示すように、前記漏れ止め６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄと、鋼製プレート４ｂ，４ｄと、これら
に挾まれた一次セス溶着金属とからなり、これらをドリ
ル等で破壊して穿孔する。孔設作業が終了したら、前記
四面セスＢＯＸ１を９０度回転して二次セス開先９（図
２（ｆ）斜線部）を鉛直にし、二次セス開先９に前記セ
スネットによるセス溶接を行う。

【００２５】二次セスが終了したら、公知の方法によ
り、さらに、セスタボ除去、Ｖ型開先３１へのサブマー
ジアーク溶接、柱トップ溶接、歪取り、フェージング、
仕上げ組み立て、仕上げ溶接、ケレン等の各作業を行い
四面セスＢＯＸ１を完成する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の四面セス溶接組立材では、それ
自体が切欠きを備えていない第一及び 第二のセス裏当材
端部が相互に当接する四隅において段差を形成している
ため、鋼製プレート相互の当接部に沿って段差の両面方
向から取付ける縦シーム裏当材の長さに誤差が生じた場
合、例えば、所定長よりも長いといった場合でも、縦シ
ーム裏当材をそのまま使用することができる他、同様
に、漏れ止め材の長さに誤差が生じた場合でも、端部を
切削する等の微調整をする必要がない。したがって、四
面セス溶接組立材を迅速かつ安価に製作することができ
るという効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の四面セス溶接組立材のセス溶接前の一
部破断斜視図である。

【図２】図１の四面セス溶接組立材の開口部を柱軸方向
から見た、四面セス溶接組立方法の説明平面図である。

【図３】本発明の四面セス溶接組立材に用いる鋼製プレ
ートの平面図である。

【図４】箱形断面柱をダイアフラムによって補強した状
況を示す説明図である。

【図５】箱形断面柱にダイアフラムを取付ける従来の方
法の一例を示す説明図で、（ａ）はダイアフラムの一方
の対向する端辺にＣＯ₂溶接を行う状況、（ｂ）はダイ
アフラムの他方の対向する端辺にセス溶接を行う状況を
各々示す。

【図６】セスネットによりセス溶接を行う状況を示す説
明図である。

【図７】従来の４面セス溶接方法を示す説明図で、
（ａ）はダイアフラムを加工して突起部を設けた状況、
（ｂ）は二次セス用の孔を穿設する状況を各々示す。

【符号の説明】

１ 四面セスＢＯＸ（四面セス溶接組立材） ２ ダイアフラム ３ａ，３ｃ 第二のセス裏当材 ３ｂ，３ｄ 第一のセス裏当材 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 鋼製プレート ５ａ，５ｂ 縦シーム裏当材 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 漏れ止め ７ 段差８ 一次セス溶接用開先 ９ 二次セス溶接用開先

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端部に切欠きを備えない第一及び第二の
   セス裏当材を矩形のダイアフラムの全ての辺の両面に配
   置し、該矩形のダイアフラムの全ての端面と前記第一及
   び第二のセス裏当材との間にセス溶接用の開先を形成し
   た四面セス溶接組立材のためのダイアフラムにおいて、 前記矩形のダイアフラムの対向する二辺と同じ長さに形
   成した第一のセス裏当材の両端を、該対向する二辺の両
   端と揃えて配置して第一のセス溶接用開先を形成し、第
   二のセス裏当材を該矩形のダイアフラムの残りの対向二
   辺において前記第一のセス裏当材間に当接して配置して
   第二のセス溶接用開先を形成し、 かように第一及び第二のセス裏当材を配置することによ
   り、第一及び及び第二のセス裏当材の端部が相互に当接
   する四隅には、四面セス溶接組立材構成用の鋼製プレー
   トに付設する縦シーム裏当材を嵌合すると共にセス溶接
   漏れを防止するための漏れ止め材を嵌合する段差が形成
   されたことを特徴とする四面セス溶接組立材用ダイアフ
   ラム。
2. 【請求項２】 溶接組立材の内周に補強用のダイアフラ
   ムをセス溶接により溶着設置した四面セス溶接組立材で
   あって、矩形の ダイアフラムと、該矩形の ダイアフラムの対向する二辺と同じ長さに形成
   され、該対向する二辺の両端と揃えて配置されて第一の
   セス溶接用開先を形成するように該ダイアフラムの対向
   する二辺からそれぞれ突出して取り付けられた第一のセ
   ス裏当材と、 該第一のセス裏当材間に当接して配置され、二次セス溶
   接用開先を形成するように該ダイアフラムの残りの対向
   二辺からそれぞれ突出して取り付けられた第二のセス裏
   当材とを備え、 前記第一のセス裏当材及び第二のセス裏当材の端部には
   切欠きが形成されること無く、第一のセス裏当材及び第
   二のセス裏当材の端部が相互に当接する四隅には段差が
   形成され、 該 段差において第一及び第二のセス裏当材とダイアフラ
   ム端面とに当接して設けられ、セス溶接漏れを防止する
   漏れ止め材と、 前記第一及び第二のセス裏当材の周囲に取付けて、箱形
   に組立てられた鋼製プレートと、 前記段差の第一のセス裏当材端面に当接して設けられ、
   前記鋼製プレート相互の当接部に沿って前記段差の両面
   方向から取付けられ、これらの両端面がダイアフラム当
   接部分でダイアフラムと略同等の厚さの間隙を形成する
   縦シーム裏当材とを備え、前記 鋼製プレートと前記第一のセス裏当材と前記ダイア
   フラム端面とによって囲まれた一次セス溶接用開先に一
   次セス溶接を行い、さらに、前記一次セス溶接終了後に
   二次セス溶接用開先に二次セスを行ってなる四面セス溶
   接組立材。