JP3392522B2 - 鋼材と鉄板とのフレア部溶接方法 - Google Patents
鋼材と鉄板とのフレア部溶接方法Info
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Description
溶接方法に関し、更に詳細には例えば鉄筋のような鋼材
の曲面部と鉄板表面とが交わるフレア部を溶接する方法
に関する。
の端部を鉄骨に溶接して継手を形成する場合がある。そ
の際、このような継手は、鉄筋が断面円形で、その側部
の湾曲周面と鉄板表面の平面とが交わる部分を溶接で接
合していることから、一般にフレア継手と呼ばれてい
る。
定部分の断面形状から使用されているもので、従って鉄
板に対する被接合部材は鉄筋に限られるものではない。
すなわち、溶接予定部分を構成する少なくとも一方が曲
面である場合にその部分がフレア形状となることからこ
のフレア部分を溶接で接合した継手をフレア継手と呼ん
でいるのである。
来、特に確立された方法はなく、常法に従って鉄筋の周
面を鉄板に対して開先を形成する程度に間隔をあけて位
置決めし、鉄筋の両サイドをその長手方向に沿って所定
長さ溶接していた。
法による鉄筋と鉄板との溶接では、種々の問題が存在
し、そのため構造上主要でない部分にのみ使用されてい
た。その問題点としては、鉄筋の両サイドに長手方向に
沿って施された所定長さの溶接部において、特にその始
端部と終端部とに不良が発生しやすいと言う問題であっ
た。具体的には、熱の影響や溶接の欠陥により鉄筋が
「延びのない破断」を生じやすいと言うことである。こ
の問題を解決するには、溶接時に十分な予熱、鉄筋の開
先加工、並びにエンドタブ等が必要となり、そのため結
果的にコストが上昇する。
が、この応力は前述した溶接部の溶着金属を介して鉄板
に伝達されることになる。しかし、このような応力の伝
達は一様ではなく、引張応力を受ける側に近い溶接部の
端部に集中する傾向があり、そのためこの溶接端部が特
に破断を起こしやすい。そして、この部分に破断が起こ
り始めると、他の溶接部分が比較的に良好な接合であっ
ても溶接部全体への破壊が容易に進み、継手としての機
能は簡単に喪失することが明らかとなっている。
溶接がしにくく、溶着金属の溶け込み不良が発生しやす
く、そのため溶接部の機械的強度が低下することがあり
信頼性に問題があった。
決するためになされたもので、例えば鉄筋のような鋼材
の曲面部と比較的に平坦な表面とが交わるフレア部を溶
接する時、溶接部の機械的強度をコストの上昇を招くこ
となく向上させる鋼材と鉄板とのフレア部溶接方法を提
供することにある。
フレア部溶接方法であり、前述した技術的課題を解決す
るために以下のように構成されている。すなわち、本発
明における鋼材と鉄板とのフレア部溶接方法は、長手方
向に連続又は不連続な突起部12が外表面に形成された
鋼材10の一部分を、その突起部12が鉄板11表面に
接触するように配置し、前記鋼材10の各湾曲側部と前
記鉄板11表面との間のフレア部13を溶接予定長さ範
囲に亘って前記鉄板に溶接する際、前記溶接予定長さ範
囲において前記鋼材10が比較的に応力を受けにくい側
を始端14aとして比較的に大きな応力を受けるその終
端14bまで順次溶接し、次いで、前記溶接予定長さ範
囲の終端14bで溶接ビード15を中断することなく連
続的に前記始端14a方向へ折り返して適宜の長さだけ
溶接することを特徴とする。以下、本発明における鋼材
と鉄板の溶接方法について各構成要件ごとに説明する。
表面に突起部12を形成したものが使用される。この突
起部12は鋼材10の長手方向直線上に存在するように
形成されるが、必ずしも連続している必要はなく、不連
続であってもよい。すなわち、例えば突起部12は鋼材
10の表面に長手方向に直線的に形成することにより直
線状の突起部12とすることができる。また、突起部1
2を鋼材の表面に螺旋状に形成することにより螺旋状突
起部とすることができる。後者の螺旋状突起部の場合に
は、これを長手方向について直線的に見ると不連続な突
起部となる。
鋼材10は、この突起部12が鉄板11表面に当接する
ように配置される。これにより、この鋼材11の本体部
は、その突起部12の高さ分だけ鉄板11表面から間隔
をあけて位置することになる。この間隔が即ち開先とな
り、従って鋼材10は鉄板に対して溶接予定長さ範囲全
体に亙って正確な開先を形成することとなる。
溶接)鋼材10の各側部は湾曲面であり、この湾曲側面
と鉄板11表面との間のフレア部13は、常法に従って
溶接される。すなわち、溶接予定長さ範囲の一端から他
端に向かって連続的に溶接がなされる。このとき、鋼材
10は前述した突起部12により所定の高さだけ浮き上
がった状態となっているため、ルート部の奥まで見やす
くなることと、溶接予定長さ範囲すべてに亙って正確な
開先の形成が可能となることと、更には溶接棒がフレア
部13の奥まで入りやすいことから、極めて良好な溶接
が可能となる。
接)鉄板11に溶接された鋼材10が構造物の構成要素
として機能している時には、一般的に引張応力を受ける
ことが多い。このような引張応力は、鋼材10の引張作
用を受ける側に最も近いフレア継手の溶接ビード15に
おける端部に集中する。そのため、応力が集中する溶接
ビード15の端部を特に良好且つ高強度に溶接する必要
がある。
11表面との間のフレア部13を溶接予定長さ範囲に亘
って前記鉄板11に溶接する際、前記溶接予定長さ範囲
において前記鋼材10が比較的に応力を受けにくい側を
始端14aとして比較的に大きな応力を受けるその終端
14bまで順次溶接し、次いで、前記溶接予定長さ範囲
の終端14bで溶接ビード15を中断することなく連続
的に前記始端14a方向へ折り返して適宜の長さだけ溶
接する。
材と鉄板とのフレア部溶接方法は、前述した必須の構成
要素からなるが、その構成要素が具体的に以下のような
場合であっても成立する。その付加的構成要素とは、前
記鋼材10が鉄筋であり、前記鉄板11が鉄骨又は鋼管
であることを特徴とする。
鉄筋10の端部を鉄板11に溶接によって接合し、フレ
ア継手を形成することが多い。また、鋼管杭16と基礎
鉄筋の場合にも同様である。そして、通常、これらの鉄
筋10には引張応力が作用するためこの溶接方法を適用
した場合フレア継手の強度を著しく向上させることがで
き、これにより構造物全体の強度維持に対する信頼性の
向上を図ることもできる。鉄筋には、単純な丸棒鉄筋を
始めとして異形鉄筋、ネジ鉄筋、丸鋼を使用した筋交い
等があり、いずれの場合でも適用可能である。
法によると、最初に、長手方向に連続又は不連続な突起
部12が外表面に形成された鋼材10の一部分を、その
突起部12が鉄板11表面に接触するように配置する。
これにより、鋼材10の実質部即ち本体部は、その突起
部12の高さ分だけ鉄板11表面から間隔をあけて位置
することになる。この間隔が即ち開先となる。そのた
め、鋼材10は鉄板11に対する溶接予定長さ範囲にお
ける開先がその溶接予定長さ範囲全体に亙って正確に形
成される。
表面との間のフレア部13を溶接予定長さ範囲に亘って
溶接する。この時の溶接は常法に従って行われる。しか
し、鋼材10が鉄板11に対して突起部12の高さ分だ
け浮き上がった状態となっているためルート部の奥まで
見やすくなり、しかも溶接棒がフレア部13の奥まで入
り易いことから溶け込み不良の発生がなく極めて良好な
溶接部の提供が図れることになる。
ア部溶接方法によると、溶接工程の時に溶接予定長さ範
囲において鋼材が比較的に応力を受けにくい側を終端1
4として比較的に大きな応力を受けるその終端14bま
で順次溶接し、次いで、溶接予定長さ範囲の終端14b
で溶接ビード15を中断することなく連続的に始端14
a方向へ折り返して適宜の長さだけ溶接する。これによ
り、溶接ビード15において応力が集中する端部は、十
分な余熱が与えられて溶接されると共に連続した二層溶
接ともなるためその端部の溶接強度が著しく向上する。
方法を図に示される実施例を参照して更に詳細に説明す
る。図1には、本発明における鋼材と鉄板とのフレア部
溶接方法によって鉄板11とその上に配置された異形鉄
筋10とのフレア部を溶接した状態が示されている。
の低い螺旋状又は単に長手方向に並列した多数のリング
状のリブ10aが一体的に形成され、更にその周面には
これらのリブ10aを横断するように長手方向に沿って
直線状に伸長する突起部12が形成されている。この突
起部12の高さは、リブ10aのそれより高い寸法で形
成されている。
なように突起部12がこの異形鉄筋10の中心軸線を挟
んで相対向する位置に形成されている。異形鉄筋10の
周面に複数本の突起部12を形成する理由は、これを鉄
板11に溶接する際にその位置の選択が容易になること
である。従って、このような突起部12を異形鉄筋10
の端面からみて十字方向位置に4本形成しておくことも
好ましい。
部12を鉄板11の表面に当接させながら両者が所望の
位置関係となるように設置される。その後、異形鉄筋1
0と鉄板11とは、図1及び図2に示されるように異形
鉄筋両側部における曲面部と鉄板11表面との間のフレ
ア部13において所定の長さ範囲に亘り溶接される。
鉄板11の表面に当接して配置されているため、異形鉄
筋10の実質部即ち本体部は、鉄板11に対して突起部
12の高さ分だけ鉄板11から浮き上がったような状態
即ち間隔をあけて設置されることになる。
形鉄筋10と鉄板11とのフレア部即ち溶接予定部の開
先がその溶接予定長さ範囲の全長に亙って正確に設定さ
れ、また異形鉄筋10のようなリブ付きのものでもルー
ト部の奥まで溶接棒が入りやすく且つ見やすくなる。そ
の結果、溶接の溶け込み不良の発生を防止することがで
きる。
力が及びにくい異形鉄筋10の端部側を始端14aとし
て異形鉄筋10の他端側へ向かって連続的に行われる。
そして、溶接が溶接予定長さ範囲の終端14bまで進む
と、溶接ビード15をそこで中断することなく連続的に
始端14a側へ折り返して溶接予定長さ範囲のほぼ1/
3程度まで二層目の溶接として連続的に続行される。
筋10の両側部と鉄板11とのフレア部13における溶
接ビードの全体を示し、符号15aは溶接ビード15の
うち溶接予定長さ範囲の終端14bから折り返して溶接
された部分を示している。この結果、応力の集中が予想
される溶接予定長さ範囲の終端14bは前述したように
二層溶接が中断することなく連続的に施されたことにな
り、この部分の溶接強度を向上させることができる。
返し部分15aは、一層目の溶接の際に既に母材が熱せ
られていることから予熱が不要であり、そのため溶接作
業が容易で且つコストが掛からないと言う利点がある。
と鉄板11とのフレア部13を溶接する場合について説
明されたが、本発明のフレア部溶接方法はこのような場
合に限定されるものではなく、図3に示されるようにU
字状に曲げられた異形鉄筋10のそのU字形部10bを
鉄板11に設置して、そのフレア部を溶接する場合も含
まれる。
形部10bにおける中央部が最も応力の及ばない部分で
あるので、図3のように中央部を溶接予定長さ範囲の始
端14aとし、そこから屈曲部側へ向かって溶接が行わ
れ、屈曲部側を終端14bとしてそこから前述の実施例
と同様に連続的に折り返し溶接が行われる。
4及び図5に示されるように異形鉄筋10の端部を鋼管
杭16に溶接する場合やH形鋼17に異形鉄筋10の端
部を溶接する場合等がある。また、前述した実施例にお
いて異形鉄筋10が使用されたが、丸鋼等を使用した筋
交い、ネジ鉄筋、シアコネクタ、耐力壁の鉄筋を始めと
して外表面が曲面で形成された種々の鋼材に適用でき、
またここで言う「鉄板」とは鉄骨、鋼管などを含む概念
で使用されている。
0に形成された突起部12は、図1から明らかなように
長手方向に直線的に連続して伸長するものであったが、
この突起部12の役割は、異形鉄筋10の実質部を鉄板
11の表面から所定高さだけ浮かせることにあることか
ら、突起部12が必ずしも連続している必要はなく、不
連続であってもよい。
の周面に形成されている螺旋状のリブ10aを溶接予定
範囲長さに亘って多少高めに形成しておくことにより突
起部としての機能を持たせることができる。
板とのフレア部溶接方法によれば、鋼材に突起部を設
け、この突起部を鉄板表面に接触させるように配置する
ことにより鋼材の本体部が溶接予定長さ範囲に亙って正
確に間隔をあけることができることから異形鉄筋のよう
なリブ付きのものでもルート部の奥まで溶接棒が入りや
すく且つ見やすくなることから、溶接の溶け込み不良を
防止することができ、これにより溶接部の質が向上して
その強度を上げることができる。
接方法を使用することにより、「延びを十分に生かせる
接合部の構造」を得ることができる。更に、本発明の鋼
材と鉄板とのフレア部溶接方法によれば、前述したフレ
ア部の溶接予定長さ範囲において鋼材に及ぼされる応力
の小さい方を始端として溶接を開始し、溶接予定長さ範
囲の終端で溶接ビードを中断することなく連続的に始端
方向に折り返して所定長さ溶接するようにしたことによ
り、応力が集中する溶接予定長さ範囲の終端での溶接を
連続した二層とすることができ、これによりこの部分の
溶接強度を向上させることができると共にエンドタブ、
鉄筋、鉄板等の開先加工が不用となると言う効果を奏す
る。
は、一層目の溶接の際に母材が既に暖められていること
から予熱が不要となり、そのため溶接作業が容易で且つ
コストが掛からないと言う利点がある。
り異形鉄筋と鉄板とを溶接した状態を示す斜視図であ
る。
部方向からみた端面図である。
部溶接方法によって鉄板に溶接した状態を示す正面図で
ある。
管杭に溶接した状態を示す斜視図である。
形鋼に溶接した状態を示す端面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】長手方向に連続又は不連続な突起部が外表
面に形成された鋼材の一部分を、その突起部が鉄板表面
に接触するように配置し、前記鋼材の各湾曲側部と前記
鉄板表面との間のフレア部を溶接予定長さ範囲に亘って
前記鉄板に溶接する際、前記溶接予定長さ範囲において
前記鋼材が比較的に応力を受けにくい側を始端として比
較的に大きな応力を受けるその終端まで順次溶接し、次
いで、前記溶接予定長さ範囲の終端で溶接ビードを中断
することなく連続的に前記始端方向へ折り返して適宜の
長さだけ溶接することを特徴とする鋼材と鉄板とのフレ
ア部溶接方法。 - 【請求項2】 前記鋼材が鉄筋であり、且つ前記鉄板が
鉄骨或いは鋼管であることを特徴とする請求項1に記載
の鋼材と鉄板とのフレア部溶接方法。
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0819861A JPH0819861A (ja) | 1996-01-23 |
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Family Applications (1)
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JP15226194A Expired - Fee Related JP3392522B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 鋼材と鉄板とのフレア部溶接方法 |
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JP3411888B2 (ja) | 1999-08-26 | 2003-06-03 | 新日本製鐵株式会社 | 接合構造体 |
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DE102009048425A1 (de) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Häussler Innovation GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung geschweißter Verbindungen |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP15226194A patent/JP3392522B2/ja not_active Expired - Fee Related
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