JP2694598B2 - 鉄骨コアの製造方法 - Google Patents

鉄骨コアの製造方法

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JP2694598B2
JP2694598B2 JP5166034A JP16603493A JP2694598B2 JP 2694598 B2 JP2694598 B2 JP 2694598B2 JP 5166034 A JP5166034 A JP 5166034A JP 16603493 A JP16603493 A JP 16603493A JP 2694598 B2 JP2694598 B2 JP 2694598B2
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繁 中山
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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、筒形状のコラムの端部
にダイヤフラムを溶接して鉄骨コアを製造する方法に関
するもので、とくに裏当て金を用いない鉄骨コアの製造
方法に関するものである。
【0002】本明細書において、ダイクビード部とは、
母材の面上に対し、裏当て金に相当するものとしてあら
かじめ溶接ビードによって形成された突条部のことを称
するものとする。
【0003】
【従来の技術】従来、筒形状のコラムとダイヤフラムと
を溶接しようとする場合には、裏当て金を用いることが
通例とされていた。それは、コラムの形状が筒形であっ
てそのために内側からの溶接が不可能であるため、外側
からの溶接だけで、尚且つ十分な継手強度を得るために
は、ダイヤフラム上またはコラムの内面上にあらかじめ
裏当て金を付けるとともに、コラムの外側に開先を形成
しておき、開先に向かって外側から裏波溶接をする。こ
の場合の裏当て金は、平鋼を曲げて製造する場合と、曲
げられた平鋼を専門の業者から購入する場合とがある。
裏当て金を用いる場合は、コラムに裏当て金を密着させ
る必要があり、とくにコラムコーナ部ではコラムの曲げ
精度が悪いため、各コーナに合った曲げ形状の裏当て金
を入手する必要がある。裏当て金に関するこれらの問題
を解決するために、さきに提案されている技術として、
特願平2−418825号のもの、あるいは特願平4−
134117号のものがある。これらのものには、一方
の母材の溶接部裏面側に対し、または他方の母材の開先
裏面側と上記一方の母材の溶接部裏面側との両方に対
し、アーク溶接法によるビードオンプレート溶接によっ
てダイクビード部を形成し、他方の母材の開先裏面側端
部を上記ダイクビード部に当接させるか、あるいはその
近傍に配置した状態で開先表面側から溶接を行うことに
より、上記一方の母材の裏面側に形成されたダイクビー
ド部と他方の母材の開先裏面側との間、または上記一方
の母材の裏面側に形成されたダイクビード部と他方の母
材の開先裏面側に形成されたダイクビード部との間に裏
波ビードを形成する方法が開示されており、いずれも裏
当て金を用いないで一方側からの溶接により目的を達し
ようとするものである。そのための手段として、母材の
裏面側にダイクビード部をあらかじめ設けておくことに
より、裏波溶接時に溶融金属が裏側へ吹き抜けようとす
ることを防止するようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の溶接方法では、これを鉄骨コアの製造に適用し
ようとする場合、つぎのような問題点がある。
【0005】(a) ダイクビードの量、すなわちその大き
さ(高さ)の設定が問題となる。大き過ぎると裏波ビー
ド形状が深溶込み型となり、割れが発生し易く、反対に
ダイクビードの量が少なくてその高さが低過ぎると、溶
融金属の吹き抜けが起こり易い。図5は、上記のさきに
提案されている技術の一例を示すもので、一方の母材と
してのダイヤフラム3上にダイクビード部5が形成さ
れ、他方の母材としてのコラム1の開先4の側から溶接
を行ってダイクビード部5と開先4の裏側との間に裏波
ビードを形成させるものである。この場合に、ダイクビ
ードの量が少ないと、アンダカット9が生じて吹き抜け
10が起き、正常な裏波ビードの形成が不可能である。
また、吹き抜け10が起きると、ダイクビード部5の止
端部11におけるダイクビードと溶融金属との融合が不
良となり易い。このように、ダイクビードの量の設定が
敏感に溶接作業の成否に影響し、安定した作業の維持が
困難である。
【0006】(b) 鉄骨コアの溶接作業は、前記のよう
に、筒形状のコラムの端部にダイヤフラムを溶接する作
業を、コラムの周囲を一周する要領で行うものである
が、一個のコラムに対する溶接作業の開始点と終了点と
は、当然に同一場所となって互いに重なり合うことにな
り、始終端の会合部付近における裏波溶接のビードの形
状は、作業が正常に進行するその他の場所におけるもの
と比較して、形状が均一性を欠き、不定形なものとなる
傾向がある。その結果、特にこの部分に割れが発生し易
くなる。
【0007】本発明は、このような従来技術の現状にか
んがみてなされたもので、裏当て金を用いないで外側か
らの裏波溶接によって鉄骨コアを製造するに際し、ビー
ドの溶け込み状態ならびにビードの形状の安定化を図る
ことができて、作業能率の増進と作業の信頼度を高め、
製品の精度の向上と価格の低廉化を実現することのでき
る製造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】上記の課題を解決するた
めに本発明の鉄骨コアの製造方法は、請求項1に示すよ
うに、鉄骨コアを構成する筒形状のコラムとダイヤフラ
ムとを互いに溶接するための手段として、ダイヤフラム
の溶接部裏面側に対し、またはコラムの開先裏面側とダ
イヤフラムの溶接部裏面側との両方に対し、アーク溶接
法によるビードオンプレート溶接によってダイクビード
部を形成してコラムの開先裏面側端部を上記ダイクビー
ド部に当接させた状態あるいはその近傍に配置した状態
で、開先表面側から溶接を行うことにより上記ダイヤフ
ラムの裏面側に形成されたダイクビード部とコラムの開
先裏面側との間、または上記ダイヤフラムの裏面側に形
成されたダイクビード部とコラムの開先裏面側に形成さ
れたダイクビード部との間に対し裏波ビードを形成する
手段を用いて鉄骨コアを製造する方法において、初層裏
波溶接姿勢を横向姿勢とし、ダイヤフラムの配置態様
を、溶接作業側の開先表面側が低く開先裏面側が高い傾
斜状態として水平面に対するダイヤフラムの該傾斜角を
10゜〜40゜として作業を行うものであり、コラムの
周囲を一周して行われるコラムとダイヤフラムとの溶接
作業の開始点と終了点との始終端の会合部付近における
流の作業条件と、上記会合部付近から離れた領域にお
ける電流の作業条件との間の移行の態様を、漸増ないし
漸減のスロープ状の移行態様とするとともに終了点近く
で長径:短径の比が2:1程度の長径の方向を溶接線方
向と一致させた長円形のウィービングを行うようにした
ものである。
【0009】この場合、溶接作業中のトーチの中心線の
姿勢を、請求項2のように、トーチの進行方向と直交す
る線に対して10°〜50°の後退角をそなえる方向の
姿勢で作業が行われることが好ましい。
【0010】
【0011】
【作用】鉄骨コアの製造にあたり、請求項1の構成によ
れば、初層裏波溶接姿勢を横向きの姿勢とし、ダイヤフ
ラムの配置態様を溶接作業側の開先表面側が低く裏面側
が高い傾斜状態として水平面に対する該傾斜角を10°
〜40°として作業が行われる。このようにすると、ダ
イヤフラムの溶接部裏面側に前以て形成したダイクビー
ド部とコラムの開先裏面側との間、あるいはコラムの開
先裏面側とダイヤフラムの溶接部裏面側との両方に前以
て形成したダイクビード部同士の間に形成される樋状の
隙間から、トーチによって開先裏面側に向かって押し上
げられる裏波ビードに対して、ダイヤフラムの傾斜角に
起因して生じる裏波ビードの重力の分力が、適度の押し
戻し力として働いて、そのため裏波ビードの開先裏面側
への過度の吹き抜けが抑制され、溶接部裏面側に対して
むらのない正常な形のビードを連続して形成することが
可能となって、その結果ビードの不定形が原因となって
生じるとされる割れの発生も防止される。
【0012】特に、コラムの周囲を一周して行われるコ
ラムとダイヤフラムとの溶接作業に当たって、作業の開
始点と終了点との始終端の会合部付近における電流の
業条件と、上記会合部付近から離れた領域における電
作業条件との間の移行の態様を漸増ないし漸減のスロ
ープ状の移行態様とするとともに、終了点近くで長径:
短径の比が2:1程度で長径の方向を溶接線方向と一致
させた長円形の軌跡に沿ったウィービングをトーチに対
して行わせ、それによって作業条件の急激な変化を避け
ることにより、通常この部分に発生し易い裏波ビードの
割れの発生を減少することができる。
【0013】また、溶接作業中のトーチに対し、請求項
2に示すように、トーチの中心線の方向がトーチの進行
方向と直交する線に対して10゜〜50゜の後退角をな
す方向のもとにトーチを保持して作業を行うと、ダイク
ビードの止端部と裏波ビードとの融合のための対接距離
が、斜め方向の対接であるためにそれだけ長くなり、そ
のため融合の円滑化が行われて、その結果この箇所に発
生し易い融合不良が防止され、裏波ビードの形状に関
し、より一層の改善が図られて品質の向上と安定とが実
現する
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面によって説明する。図
1〜図3は、本発明方法による溶接作業の説明図で、筒
形状のコラム1の端部に対し、トーチ2を使ってダイヤ
フラム3を溶接する状態を示すものである。コラム1の
端部には開先4が設けられており、ダイヤフラム3に
は、コラム1を溶接する側の面にダイクビード部5が図
2のように前以て形成されている。
【0015】溶接作業は横向姿勢のもとに行われる。ダ
イヤフラム3の配置態様を、溶接作業側の開先表面側が
低く裏面側が高い傾斜状態とし、その水平面に対する傾
斜角αを10°〜40°とする。実施例では、傾斜角α
の好適な数値として約25°とした例を示す。その上に
コラム1を配置して、コラム1の開先4の裏面側端部を
ダイヤフラム3のダイクビード部5に当接させるか、あ
るいは図2のようにその近傍に配置した状態で、開先4
の表面側から溶接を行う。このようにすると、図2のよ
うに、ダイクビード部5とコラム1の開先4の裏面側と
の間に形成される樋状の隙間6から、トーチ2によって
開先4の裏面側に向かって押し上げられる裏波ビード7
に対し、ダイヤフラム3の傾斜角αに起因して生じる重
力の分力が適度の押し戻し力として働いて、そのため裏
波ビード7の開先裏面側への過度の吹き抜けが抑制さ
れ、溶接部裏面側に対してむらのない正常な形の裏波ビ
ード7を連続して形成することが可能となって、そのた
めビードの割れの発生も防止される。
【0016】コラム1とダイヤフラム3とのトーチ2に
よる溶接作業は、開始点8から始められ、矢印P方向に
進行する。このとき作業中のトーチ2の中心線の方向
が、トーチ2の進行方向と直交する線Hに対する後退角
βを10°〜50°とする方向のもとに作業が行われる
ようにする。図3には、その好適例として後退角βを3
0°にセットした状態が示されている。またトーチ2
の、ダイヤフラム3の面からの立ち上がり角α′は、約
20°〜25°とされる。このようにトーチ2の姿勢を
設定することによって、ダイクビード部5の止端部と裏
波ビード7との融合の円滑化が行われて、その結果この
箇所に発生し易い融合不良が防止される。
【0017】さらに本実施例では、開始点8からスター
トしてP矢の方向に溶接を進め、コラム1の周囲を一周
して再び開始点8の位置に戻ってくるまでの溶接作業を
通じて、開始点と終了点との始終端の会合部付近におけ
る電流などの作業条件と、上記の会合部付近から離れた
領域における電流などの作業条件との間の移行の態様
を、漸増ないし漸減のスロープ状の移行態様とするとと
もに、溶接トーチに対し終了点近くで長径:短径の比が
2:1程度で長径の方向を溶接線方向と一致させた長円
形のウィービングを行うようにした作業を行う。このよ
うにして作業の途中における作業条件の急激な変化を避
けることにより、通常ともすればこの部分に発生し易い
裏波ビードの割れの発生を減少することができる。
【0018】図4は異なる実施例を示し、本例では、ト
ーチ2によって開先4の裏面側に向かって押し上げられ
る裏波ビード7が、コラム1の開先4の裏面側に形成さ
れたダイクビード部5aと、ダイヤフラム3の裏面側に
形成されたダイクビード部5bとの間に形成される樋状
の隙間6を通って裏面側に押し出されるので、ビードの
形成がさらに無理のない状態で行われ、疲労性能の面で
一層すぐれた結果を得ることができる。
【0019】
【発明の効果】本発明の鉄骨コアの製造方法は、前記の
ように構成されるので、つぎのような効果が得られる。
【0020】(1)請求項1に示す構成によって、ダイ
クビード部に沿って形成される樋状の隙間から、トーチ
によって開先裏面側に押し上げられる裏波ビードに対し
て、ダイヤフラムの10゜〜40゜の傾斜角に起因して
生じる重力の分力が適度の押し戻し力として裏波ビード
に働くので、裏波ビードの開先裏面側への過度の吹き抜
けが抑制され、溶接部裏面側に対してむらのない正常な
形のビードを連続して形成することが可能となり、それ
につれてビードの不定形が一因となって生じるとされる
割れの発生も防止されて、製品品質の向上と安定化が実
現する。それに加えて、作業の開始点と終了点との始終
端の会合部付近における電流の作業条件と、上記会合部
付近から離れた領域における電流の作業条件との間の移
行の態様を漸増ないし漸減のスロープ状の移行態様と
し、終了点近くで長径:短径の比が2:1程度で長径の
方向を溶接線方向と一致させた長円形のウィービングを
行うようにすることによって、作業条件の急激な変化が
起きないようにしたので、通常この部分に発生し易い裏
波ビードの割れの発生を減少することができ、製品の歩
溜まり向上に貢献する。
【0021】(2) 請求項2の構成により、トーチの中心
線の方向がトーチの進行方向と直交する線に対して10
°〜50°の後退角をなす方向のもとに作業を行うこと
によって、ダイクビードの止端部と裏波ビードとの融合
の円滑化が行われ、この箇所に発生し易い融合不良が防
止されるとともに、裏波ビードの形状に関して、より一
層の改善が図られる。
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明方法の一実施例を説明するための斜視
図である。
【図2】図1の要部の断面図である。
【図3】図2のIII−III線における断面図である。
【図4】この発明方法の他の実施例の要部の断面図であ
る。
【図5】従来の溶接方法における要部の断面図である。
【符号の説明】
1 コラム 2 トーチ 3 ダイヤフラム 4 開先 5,5a,5b ダイクビード部 6 隙間 7 裏波ビード 8 開始点
───────────────────────────────────────────────────── 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 B23K 9/022 B23K 9/022 A 9/035 9/035 Z 9/12 331 9348−4E 9/12 331Q E04C 3/32 E04C 3/32 (72)発明者 河原 秀夫 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平4−238670(JP,A) 特開 昭57−130766(JP,A) 特開 平6−23544(JP,A) 松村裕之他著 (社)溶接学会第136 回溶接法研究委員会資料「新裏波溶接法 (ダイクビード法)の開発」(1992−2 −5)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄骨コアを構成する筒形状のコラムとダ
    イヤフラムとを互いに溶接するための手段として、 ダイヤフラムの溶接部裏面側に対し、またはコラムの開
    先裏面側とダイヤフラムの溶接部裏面側との両方に対
    し、アーク溶接法によるビードオンプレート溶接によっ
    てダイクビード部を形成してコラムの開先裏面側端部を
    上記ダイクビード部に当接させた状態あるいはその近傍
    に配置した状態で、開先表面側から溶接を行うことによ
    り上記ダイヤフラムの裏面側に形成されたダイクビード
    部とコラムの開先裏面側との間、または上記ダイヤフラ
    ムの裏面側に形成されたダイクビード部とコラムの開先
    裏面側に形成されたダイクビード部との間に対し裏波ビ
    ードを形成する手段を用いて鉄骨コアを製造する方法に
    おいて、 初層裏波溶接姿勢を横向姿勢とし、ダイヤフラムの配置
    態様を、溶接作業側の開先表面側が低く開先裏面側が高
    い傾斜状態として水平面に対するダイヤフラムの該傾斜
    角を10゜〜40゜とし、 コラムの周囲を一周して行われるコラムとダイヤフラム
    との溶接作業の開始点と終了点との始終端の会合部付近
    における電流の作業条件と、上記会合部付近から離れた
    領域における電流の作業条件との間の移行の態様を、漸
    増ないし漸減のスロープ状の移行態様とするとともに終
    了点近くで長径:短径の比が2:1程度の長径の方向を
    溶接線方向と一致させた長円形のウィービングを行うよ
    うにしたことを特徴とする鉄骨コアの製造方法。
  2. 【請求項2】 溶接作業中のトーチの中心線の方向がト
    ーチの進行方向と直交する線に対して10゜〜50゜の
    後退角をなす方向のもとに作業が行われる請求項1記載
    の鉄骨コアの製造方法。
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