JP2691697B2 - 鉄筋の接合方法 - Google Patents

鉄筋の接合方法

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JP2691697B2
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高橋 重博
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋を溶接によって接
合する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄筋の接合方法には、ガス圧接法、電気
圧接法、アーク溶接に代表される電気溶接法などの各種
方法があり、接合する鉄筋径の大小や、工事現場の状
況、コストなどそれぞれの条件に応じて用いられてい
る。そして、アーク溶接によって二本の鉄筋を軸方向に
突き合わせて接合する場合、二本の鉄筋を支持器に装着
し、炭酸ガス半自動溶接機を用いて装着した鉄筋の相対
する各端面間に形成された開先間隙に溶接用線材を挿入
し、この溶接用線材と開先間隙との間にアークを発生さ
せて溶接用線材を溶融させた状態で充満させて、鉄筋を
接合する方法が用いられてきた。
【0003】上記従来の方法においては、図1に示され
ている開先間隙Wに対して、作業員が溶接トーチを把持
して、溶接用線材13の位置を操作し、発生させたアー
クによって溶接用線材13を溶かせた溶融金属14を開
先間隙Wに隙間が生じないよう充填して、鉄筋を接合し
ていた。そして、その際、開先間隙Wの一方の周囲に裏
あて材を装着することはあったが、ガス圧接法や電気圧
接法におけるような軸方向内側に加圧することは行われ
ていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記各種方法のうち、
ガス圧接法は、端面の合い工合、面の荒さ、さびその他
異物の付着などの接合前の面の状態により強度に影響が
出易いという欠点がある上、近年、鉄筋に多用されるよ
うになった電炉材にはいろいろな不純物が含まれている
ため、材質上十分な接合が出来ないという制約がある。
また、電気圧接法についても、ガス圧接法と同様な欠点
が見られるほか、熱影響範囲が広くなるという欠点があ
った。そして、これら両方の圧接法は、いずれも母材を
溶融して接合するというものであるため、接合後におい
て鉄筋が縮むことを避けることが出来なかった。
【0005】例えば、図6は電気圧接法のうちのアップ
セット・バット溶接の原理を示すもので、固定台電極1
と移動台電極2を通じて鉄筋3、3aに通電し、抵抗発
熱と加圧力によって鍛接を行うものであるが、溶接部5
に溶融金属が供給されないため、溶接部5の径が拡大す
るのに比例して鉄筋の長さは短くならざるを得ないので
ある。
【0006】他方、電気溶接法では、軸方向の圧縮圧力
が加わらないため、溶融金属が充填されない部分が生じ
易く、又、十分に充填させるために作業時間が長くなっ
たり、鉄筋に溶接用線材が直接触れる等の作業ミスも生
じるという不都合もあった。また、開先間隙の周囲を当
て金で囲むエンクローズ溶接法においては、熱が逃げに
くく、熱影響による品質不良や強度低下が生じやすいと
いう欠点があった。
【0007】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、熟練を要せずに溶融金属の密着性を向上
させ、しかも鉄筋を縮ませることのない品質及び強度の
優れた鉄筋の接合方法を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の第1の接合方法は、二本の鉄筋を軸方向
に突き合わせて支持器に装着し、装着した前記鉄筋の相
対する各端面間に形成された開先間隙に溶接用線材を挿
入して溶接を行なうに際し、前記開先間隙の一部に発生
させたアーク溶接用線材融して溶融金属が該開先
間隙間に滞留している状態において、円筒形の本体の両
端部付近に鉄筋の把持部が所定の間隔をなして平行に突
設された支持器に備えた加圧機構により、前記鉄筋をそ
れぞれ軸方向内側に加圧し、これらを溶着するのであ
る。
【0009】また、本発明の第2の接合方法は、二本の
鉄筋を軸方向に突き合わせて支持器に装着し、装着した
前記鉄筋の相対する各端面間に形成された開先間隙に溶
接用線材を挿入して溶接を行なうに際し、前記開先間隙
の一方の周囲に溶融金属が漏れない程度の多数の孔を開
設した裏あて材を装着した後、前記溶接用線材を裏あて
材と反対側の開口から挿入して溶接を開始し、前記開先
間隙の一部に発生させたアークによって溶接用線材を溶
かせた溶融金属が滞留している状態において、前記鉄筋
をそれぞれ軸方向内側に加圧し、前記各鉄筋と裏あて材
を溶着するのである。
【0010】
【作用】本発明の第1の接合方法は、開先間隙の一部に
発生させたアーク溶接用線材融して溶融金属が
開先間隙間に滞留している状態において、円筒形の本体
の両端部付近に鉄筋の把持部が所定の間隔をなして平行
に突設された支持器に備えた加圧機構により、前記鉄筋
をそれぞれ軸方向内側に加圧し、これらを溶着したの
で、前記溶融金属と溶接熱によって溶けた鉄筋の先端部
の溶融金属が溶け合って、鉄筋間の開先間隙を隙間なく
埋めて、鉄筋同を固着する。
【0011】また、本発明の第2の接合方法は、開先間
隙の一方の周囲に溶融金属が漏れない程度の多数の孔を
開設した裏あて材を装着した後、前記溶接用線材を裏あ
て材と反対側の開口から挿入して溶接を開始し、前記開
先間隙の一部に発生させたアークによって溶接用線材を
溶かせた溶融金属が滞留している状態において、前記鉄
筋をそれぞれ軸方向内側に加圧し、前記各鉄筋と裏あて
材を溶着したので、前記溶融金属と溶接熱によって溶け
た鉄筋の先端部の溶融金属が溶け合って、鉄筋間の開先
間隙を隙間なく埋めると共に、加圧によって開先間隙か
ら漏れ出た溶融金属が裏あて材の孔及び裏あて材の内面
と鉄筋との間の隙間に充満して、鉄筋同志及びこれらと
裏あて材とを固着する。
【0012】
【実施例】以下、添付した図面に示す実施例に基づき、
本発明方法を説明する。図1は請求項1の発明の接合方
法を示す図、図2は請求項2の発明の接合方法を示す
図、図3(a)は本発明の接合方法に使用する加圧機構
を備えた支持器とこれを作動させるラチェット工具の嵌
合状態を示す斜視図、図3(b)は本発明の接合方法に
使用するスライドねじによる加圧機構を備えた支持器の
構成を示す図、図4は本発明の接合方法に使用する電動
ポンプと油圧シリンダによる加圧機構を備えた支持器の
構成を示す図、図5は請求項2の発明の接合方法によっ
た場合の鉄筋と裏あて材の溶接状態を示す断面図であ
る。
【0013】図面において、11は本発明の接合方法に
用いる支持器で、円筒形の本体11aの両端部附近に鉄
筋の把持部11bが所定の間隔をなして平行に1対突設
されており、該把持部11bにはそれぞれ止ねじ12が
螺着されていて、鉄筋を1本ずつ突き合わせて着脱でき
ると共に手動又は電動の加圧機構を備えうる構成となっ
ている。
【0014】図1は請求項1の発明の接合方法を示す図
であるが、13は炭酸ガス半自動溶接器の溶接トーチの
先端に導出された溶接用線材であり、軸方向に突き合わ
せて支持器11に装着された2本の鉄筋3、3aの各端
面間に形成された開先間隙Wに挿入して溶接を行い、開
先間隙Wに溶接用線材13を溶かせた溶融金属14を充
満させる。
【0015】溶接を開始してアークが発生するとアーク
柱の温度は小電流の場合でも約5000Kに上るので、溶接
用線材13の先端が溶融して、開先間隙Wの一部に溶融
金属14が供給されると共に、開先間隙Wに面した鉄筋
3、3aの先端部が溶接熱の影響を受け溶融する。そし
て、このように溶融金属が滞留している状態において支
持器11に備えられた加圧機構を作動させて、図1に白
抜き矢印で示す方向に鉄筋3、3aをそれぞれ軸方向内
側に加圧するのである。
【0016】図3(a)は、支持器11の本体11aの
片側にスライドねじ15を設けた手動による加圧機構の
一例を示す斜視図であり、スライドねじ15に嵌合され
たラチェット工具16を作業員の手で上下動させること
により、支持器11の本体11aに組み込まれたスライ
ドねじ15を回動させて軸方向への加圧を行っている。
17は、鉄筋枠に固定された自動溶接機の溶接トーチで
あり、本発明の接合方法においては加圧により溶融金属
が隙間なく埋まるので、直線的な運棒となる自動溶接機
との組み合わせが可能となる。
【0017】図4は、支持器11の本体11aの片側に
電動ポンプと連結された加圧器22を設けた電動による
加圧機構の構成の一例を示す図であり、電動ポンプから
油圧ホース24を経由して加圧器22に伝達された油圧
力により支持器11の本体内に軸方向に移動可能に組み
込まれた油圧シリンダ23を移動させて、鉄筋3、3a
をそれぞれ軸方向内側へ加圧している。加圧能力は他の
方法の場合、鉄筋断面に対し300Kgf/cm2以上を有するも
のが用いられているが、本発明方法においては200Kgf/c
m2程度で十分である。なお、加圧機構としては、図示し
たもの以外にも、足踏ポンプ式の加圧器なども使用する
ことが可能である。
【0018】図7は請求項2の発明の接合方法に使用す
る裏あて材21の拡大図であり、例えば、外径37mm、
肉厚4mm、長さ45mmのステンレス製の円筒を中央で軸
方向に2分割した形状を成しており、溶融金属が漏れな
い程度の径、例えばφ5mmの孔21aをピッチ10mmで
並例に設けている。なお、裏あて材21は開先間隙の周
囲となる部分に溶融金属14が漏れない程度の多数の孔
21aが設けられていればよく、例えば、溶接用線材の
挿入口となる開口部が設けられていれば全体が円筒状で
あってもよい。
【0019】図2は図7の裏あて材21を使用した請求
項2の発明の接合方法を示す図であり、2本の鉄筋3、
3aを軸方向に突き合わせて支持器11に装着し、装着
した鉄筋3、3aの相対する各端面間に例えば7mm幅の
開先間隙を形成し、この開先間隙の一方の周囲に裏あて
材21を装着した後、溶接用線材13を裏あて材21と
反対側の開口から開先間隙に挿入し、溶接を開始した状
態を示している。この状態においては、溶接用線材13
の先端が溶けて供給された溶融金属14が開先間隙の一
部に滞留し、鉄筋3、3aの先端部は溶接熱の影響を受
け一部溶融しているが、さらに支持器11に備えられた
加圧機構を作動させて、図2に白抜き矢印で示す方向に
鉄筋3、3aをそれぞれ軸方向内側に加圧するのであ
る。
【0020】請求項2の発明の接合方法においては、溶
融金属14が漏れない程度の多数の孔が設けられている
裏あて材21を開先間隙の周囲に装着しているので、鉄
筋3、3aの端面間に充填された溶融金属14の熱が裏
あて材の孔21aから外気に放熱されると共に、加圧に
よって開先間隙から漏れ出た溶融金属14が裏あて材の
孔21a及び裏あて材21の内面と鉄筋3、3aとの間
の隙間に充満する。その結果、鉄筋3、3aと裏あて材
21の溶接状態は、図5の断面図に示すように溶接用線
材13が溶けて供給された溶融金属14と溶接熱によっ
て溶けた鉄筋3、3aの先端部の溶融金属14が溶け合
って、鉄筋3、3a及び裏あて材21を固着するのであ
る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の接合方法
は、溶接用線材の先端部を溶かして溶融金属を供給しな
がら加圧するので、鉄筋に縮みが生じることなく鉄筋を
接合できるという設計上の利点を有する。
【0022】また、本発明の接合方法は、溶融金属が開
先間隙の一部に滞留している状態において軸方向の圧縮
圧力を加えるため、熟練を要せずに溶融金属を隙間なく
充填させることができる。さらに、作業時間の短縮や作
業ミスの減少により、接合部が熱影響を受けにくく、熱
影響を受けた部分も加圧により密着して体積も減少する
ので、品質の劣化が防止できる。
【0023】そして、請求項2の発明の接合方法におい
ては、裏あて材に設けられた孔が溶融金属の逃げ場とな
って、鉄筋と裏あて材が位置関係を保ったまま密着する
ことができると共に、溶融金属が孔の一部に侵入した状
態で固着するので、強度上優れた接合状態を得ることが
できる。また、溶接完了後には裏あて材の孔を通じて鉄
筋間に充填された溶融金属の状態を目視して検査でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の接合方法を示す図である。
【図2】請求項2の発明の接合方法を示す図である。
【図3】(a)は、本発明の接合方法に使用する加圧機
構を備えた支持器とこれを作動させるラチェット工具の
嵌合状態を示す斜視図、(b)は、本発明の接合方法に
使用するスライドねじによる加圧機構を備えた支持器の
構成を示す図である。
【図4】本発明の接合方法に使用する電動ポンプと油圧
シリンダによる加圧機構を備えた支持器の構成を示す図
である。
【図5】請求項2の発明の接合方法によった場合の鉄筋
と裏あて材の溶接状態を示す断面図である。
【図6】電気圧接法のうちのアップセット・バット溶接
の原理を示す説明図である。
【図7】請求項2の発明の接合方法に使用する裏あて材
の拡大図である。
【符号の説明】
11 支持器 12 止ねじ 13 溶接用線材 14 溶融金属 15 スライドねじ 16 ラチェット工具 17 溶接トーチ 21 裏あて材 21a 孔 22 加圧器 23 油圧シリンダ 24 油圧ホース
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 E04C 5/18 102 E04C 5/18 102

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二本の鉄筋を軸方向に突き合わせて支持
    器に装着し、装着した前記鉄筋の相対する各端面間に形
    成された開先間隙に溶接用線材を挿入して溶接を行う鉄
    筋の接合方法であって、前記開先間隙の一部に発生させ
    たアーク溶接用線材溶融して溶融金属が該開先間隙
    間に滞留している状態において、円筒形の本体の両端部
    付近に鉄筋の把持部が所定の間隔をなして平行に突設さ
    れた支持器に備えた加圧機構により、前記鉄筋をそれぞ
    れ軸方向内側に加圧し、これらを溶着することを特徴と
    する鉄筋の接合方法。
  2. 【請求項2】 二本の鉄筋を軸方向に突き合わせて支持
    器に装着し、装着した前記鉄筋の相対する各端面間に形
    成された開先間隙に溶接用線材を挿入して溶接を行なう
    鉄筋の接合方法であって、前記開先間隙の一方の周囲に
    溶融金属が漏れない程度の多数の孔を開設した裏あて材
    を装着した後、前記溶接用線材を裏あて材と反対側の開
    口から挿入して溶接を開始し、前記開先間隙の一部に発
    生させたアークによって溶接用線材を溶かせた溶融金属
    が滞留している状態において、前記鉄筋をそれぞれ軸方
    向内側に加圧し、前記各鉄筋と裏あて材を溶着すること
    を特徴とする鉄筋の接合方法。
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