JP3428592B2 - 鉄骨構造物の片側溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築構造物・橋梁
構造物・一般構造物等において、溶接継手部材端面部の
裏面に肉盛溶接を行った後、消耗式の裏当金や裏当材を
用いず、部材を片側から溶接施工する片側溶接方法で継
手溶接し、溶接継手部材端面部の部材の板厚・板幅を超
えるのど厚を獲得する技術の方法の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術では、図１及び図２に示すよ
うに、鉄骨溶接は片側から施工する裏当金付き継手が標
準になっている。従来の方法では、部材の接合予定端部
の開先加工をしてから、裏当金の製作及び裏当金取付の
仮付溶接を行っている。

【０００３】また、従来の方法では、本溶接の前に、図
１４のようにＴ継手における鉄骨ダイアフラム１の裏面
に溶接ビードを置いたり、図１５のようにＴ継手におけ
る鉄骨ダイアフラム１の裏面及び対向する部材２の開先
裏面に予め溶接ビードを置く方法が公表されている。ま
た、溶接開始点と終了点が重なる四角パイプや丸パイプ
の周溶接と異なり、Ｈ型鋼のフランジの端部を溶接する
場合、フランジ幅が有限幅になり、溶接の始端部と終端
部に欠陥のない良好な溶接を得るために、従来の方法で
は、図２６に示すように鋼製エンドタブ２５が必要にな
る。なお、この鋼製エンドタブの代わりにセラミックス
製のエンドタブを使用することが最近増加しつつある。

【０００４】更に、本出願図３の一例に示すように、溶
接継手部材端面部の裏面に肉盛溶接を行った後、消耗式
の裏当金や裏当材を用いず、図１１に示すように部材を
片側から溶接施工する片側溶接方法で継手溶接し、溶接
継手部材端面部の部材の板厚・板幅を超えるのど厚を獲
得する技術の方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、図１に
示すように部材１及び２が裏当金３と接する開先５のル
ート部に２カ所の凹みコーナ１Ｒ及び２Ｒが存在して、
この部分が溶融し難く溶込み不良の原因になり易く、ま
た、図１及び図２に示すように、開先５の加工をした後
に裏当金３の製作及び裏当金取付の仮付溶接４を必要と
し、継手溶接能率面から製作工数が大きく掛かる上に、
その後の継手溶接６では、裏当金３を放置している為、
仮付溶接４の残留や裏当金３と部材１及び２との間に応
力集中をもたらす有害なノッチ７及び７Ａが残留するこ
とになり、曲げ延性・疲労強度や耐震強度等の継手性能
を阻害する要因となっている。

【０００６】更に、図１及び図２に示す従来の方法で
は、部材の接合予定端面部の開先加工をしてから、裏当
金３の製作・裏当金取付の仮付溶接４を必要とし、本継
手の溶接６に直ちに着手できない為、製作工程手順面か
ら鉄骨製作工数が大きくかかるという不利益がある。ま
た、従来の技術では、裏当金３を省略すると開先の表側
から第１層目の裏面に欠陥の無い整った波形のビードを
作る裏波溶接を行う必要があるが、鉄骨製作では素材の
寸法精度に起因する開先精度の保持の困難性、裏波溶接
技量の確保の困難性、及び初層からの大電流使用の困難
性があるため、その実現が困難である。また、良好な裏
波ビード形成のために消耗式の裏当材の使用も可能であ
るが、この方法では消耗式の裏当材が高価で取付の作業
及び取り外しの作業が掛かるという問題がある。図６０
に示す建築鉄骨の仕口部のように内部が閉じられた空間
になる場合は溶接後の消耗式の裏当材の取り外しが出来
ないという問題もある。

【０００７】一方、図１４の施工法のように、Ｔ継手の
端面でない方の部材１の上に予め肉盛溶接１３を置いて
から、部材２をあてがい開先の表側から第１層目の溶接
１４を行い、しかる後に、継手溶接６を行う方法があ
る。この方法は裏当金を省略できるという簡便さはある
が、肉盛溶接ビードの波の凹凸がある上に予め肉盛溶接
１３の位置を決めておくため寸法精度が一定でない部材
同士の肌合わせ位置の調整及び変更が容易でないこと、
溶接姿勢が横向きでないと施工が難しいこと、裏波ビー
ド形成のため図１４の部材１が一定の傾きを必要とする
こと、裏面からの第１層目の溶接１４に熟練が必要であ
り且つ大電流が使えないこと、のど厚２Ａの増加には繋
がらないことなどの問題がある。

【０００８】また、図１５のように、Ｔ継手の端面でな
い方の部材１に加え端面部材２にそれぞれ予め溶接肉盛
ビード１３及び１３Ａを置いてから、部材２をあてがい
開先の表側から第１層目の溶接１４を行い、しかる後
に、継手溶接６を行う方法がある。この方法も裏当金を
省略できるという簡便さはあるが、図１４と同様な問題
がある。更に、図１５の部材１３Ａの先端に肉盛溶接す
るときの溶接が容易でなく、そのうえ、Ｔ継手の両部材
にそれぞれに予め肉盛溶接を置く必要があり、本発明に
係る請求項１の端面部材のみに溶融しない裏当材を使用
して肉盛溶接するのに比較し溶接施工の難しさ及び製作
工数増加の問題がある。

【０００９】また、図２６に示すように、有限幅のＨ型
鋼のフランジ端部に対し、有限長の溶接を行いその始端
部及び終端部の健全性を得るためのエンドタブを用いて
いるが、そのエンドタブの製作費と取付費が掛かるた
め、このエンドタブを省略する安価で容易な施工法が望
まれる。この鋼製エンドタブの代わりにセラミックス製
のエンドタブを使用することが最近増加しつつあるが、
この場合もセラミックス製の高価な製作費用と取付作業
が必要になる。更に、このエンドタブでは端部に溶接ビ
ード始終端が集まりやすく溶接欠陥が発生しやすいとい
う問題がある。

【００１０】また、本出願図３の一例に示すように、溶
接継手部材端面部の裏面に肉盛溶接を行った後、消耗式
の裏当金や裏当材を用いず、部材を片側から溶接施工す
る片側溶接方法で継手溶接し、溶接継手部材端面部の部
材の板厚・板幅を超えるのど厚を獲得する技術の方法が
ある。本方法においては、肉盛溶接及び継手溶接のなお
一層の能率向上が望まれている。

【００１１】

【目的】本発明は、上記の継手溶接能率面からみた製作
工数の削減、製作工程手順面からみた鉄骨製作工数の削
減、継手部材間の位置調整の容易性の向上、溶接施工性
の向上、のど厚の増大、及び、裏当金又はエンドタブと
部材との間に応力集中をもたらす有害なノッチが残留す
ることによる継手性能の阻害要因の排除を、継手部材そ
のものによって形成されるよりも大きな開先面を形成さ
せること、カットワイヤ等の補助材料を用いること、及
び、アーク熱等の溶接熱源により溶融しない裏当材の形
状改良をすることなどにより達成することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
為には、図１の１Ｒ及び２Ｒのルート部のコーナをなく
し、製作工数の掛かる裏当金の製作とその仮付溶接を省
略すると共に、有害なノッチの排除・のど厚の増大、溶
着効率の増大、及び、必要溶着量の減少等を図る必要が
ある。

【００１３】そこで、請求項１の発明に係る方法では、
図１に示すような溶接後に継手に残留する裏当金３を用
いず、開先加工前のＴ型溶接継手部材２の端面２Ｔ又は
突合せ継手部材の片方の端面１又は両端面に、図３に示
すように、アーク熱等の溶接熱源により溶融しない金属
又は非金属の裏当材８をあてがい、溶接継手端面部の裏
面と該裏当材８との間で所定の形状に肉盛溶接９を行っ
て部材端面部板厚を増大させてから、図４に示すように
該肉盛溶接金属を含めて開先加工面１０を有するように
溶接継手端面部材の開先加工を共に同一面になるように
行い、しかる後、図５及び図６に示すように継手部材同
士１と２を対向させて、図７又は図８に示すように開先
部空間部の１部又は全部にカットワイヤ又は鉄粉３７を
充填し、開先の表側から該肉盛溶接金属開先面１０を溶
融しながら溶接継手部材同士１と２を溶接接合して、図
１１に示すように溶接継手端面部の部材の板厚２Ａを超
えるのど厚１Ａを確保する片側溶接を行う。

【００１４】請求項１の本発明に係る方法では、Ｔ型溶
接継手及び突合せ継手の施工において、図５及び図６に
示すように肉盛溶接後に開先加工した継手部材端面部の
先端部を相手部材の所定位置に当接させセットしてから
そのまま該開先加工部１０に継手溶接すれば良いので、
図１の裏当金３の省略ができ、部材２のセットの容易性
が得られ、裏面肉盛溶接部９による裏面からの支持及び
カットワイヤ又は鉄粉３７があるため第１層目の大電流
使用が可能になり、裏当金３のない部材２の板厚２Ａよ
りも深い開先１Ｃのため、部材ルート部１Ｒと２Ｒの良
好な溶込みが容易に得られ、このように溶け込みが容易
に得られるので開先ギャップ２Ｇを裏当金使用時の約７
ｍｍに比較し５０％程度に縮小できて開先断面積を減少
させる事ができるので継手溶着金属量を減少させること
ができ溶接時間の短縮と溶接ひずみを減少させることが
できる上にカットワイヤ又は鉄粉による溶着量の加算と
溶接積層時パス間温度の低下が得られ、これらの効果の
複合により、部材ルート部の欠陥防止や継手溶接施工面
から鉄骨製作工数の削減を５０％以上に大幅に行うこと
が出来、鉄骨寸法精度の確保を図ることが出来る。な
お、カットワイヤとしては、直径１ｍｍで長さ１ｍｍ程
度のものが適当である。鉄粉としては、入手可能な任意
の粒径をのものを用いる。

【００１５】また、請求項１の本発明に係る方法では、
図１４及び図１５の例のように溶接作業性の面で裏波溶
接１３を安定に行うための溶接姿勢が横向きに制限され
ることもなく、肉盛溶接部による裏面からの支持によ
り、通常の継手溶接と同様に全姿勢で安定な施工が可能
である。同時に、開先加工後の裏当金の製作と取付のオ
フライン作業工程を省略し、開先加工前に肉盛溶接をし
ておけば、開先加工から始めて多くの継手溶接を連続し
て行えるので、製作工程手順面から鉄骨製作工数の削減
を大幅に行うことが出来る。また、本発明にかかる方法
では、図２の従来法のノッチ７をなくし、ノッチ７Ａに
相当するノッチは存在してものど厚の増大を図ることが
出来るので有害なノッチとならず、継手曲げ延性や疲労
強度の向上が得られ、耐震強度が容易に確保できる。実
験に依れば、のど厚の増加が１０％以上であれば、継手
の曲げ延性が２倍程度に向上し、疲労強度が１０倍程度
に改善できた。

【００１６】また、請求項２の発明に係る方法では、請
求項１の本発明に係る方法においてアーク熱等の溶接熱
源により溶融しない裏当材８を図３のように端面部材の
端面２Ｔに当接して肉盛溶接するのではなく、単に、図
３に示すように継手部材２の端部となる開先加工予定部
の裏面に予め所定形状の肉盛溶接９を行うのでもなく、
また、単に、図１６，図３３及び図３４に示すように、
有限幅の継手側面を含めた開先加工予定部に肉盛溶接す
るのでもない。請求項２の発明に係る方法では、Ｔ型溶
接継手部材の端面又は突合せ溶接継手部材の端部となる
開先加工予定部に於いて、図１７、図１８、図１９又は
図２０に示すように、該開先加工予定部裏面に溶接熱源
により溶融しない裏当材８を用いて該裏当材８をガイド
としてあてがい、肉盛溶接９を行うか、又は、該予定部
側面に溶接熱源により溶融しない裏当材８Ｗを用いて該
裏当材８Ｗをガイドとしてあてがい、肉盛溶接９を行う
か、又は、該予定部裏面及び側面の両方に、図３５、図
３６、図３７及び図３８に示すように、溶接熱源により
溶融しない裏当材８、８Ｗ、又は８Ｘを用いて該裏当材
をガイドとしてあてがい、肉盛溶接９を行った後、図
４、図３１又は図３２に示すように、開先予定部の部材
及び該肉盛溶接金属を共に切断して開先加工を行い、し
かる後、図５又は図６に示すように、継手部材１と２を
対向させて開先の表側から該肉盛溶接金属開先面１０を
溶融しながら溶接継手部材同士１と２を溶接接合し、図
１１又は図１２に示すように、溶接継手端面部の部材の
板厚２Ａを超える板厚方向ののど厚１Ａ又は図３１に示
すように板幅２Ｐを超える板幅方向ののど厚２Ｑ、又は
板厚・板幅方向の両のど厚を各々超えるのど厚を確保す
る片側溶接方法である。

【００１７】請求項２の本発明に係る方法では、継手部
材の端部となる開先加工予定部裏面に、単に予め所定形
状の肉盛溶接を行わず、該裏当材をガイドとしてあてが
い肉盛溶接を行うので無駄な肉盛溶接が減少し、最適な
滑らかな肉盛形状が得られ為、高能率で鉄骨製作工数の
削減が向上する。

【００１８】請求項２の本発明に係る方法では、請求項
１の発明に係る方法と同様な溶接前開先形状と溶接完了
時の継手形状が得られるので、請求項１の発明に係る方
法と同様な良好な継手性能の確保が出来る。

【００１９】請求項２の本発明に係る方法では、請求項
１と同様に、開先部空間部の１部又は全部にカットワイ
ヤ又は鉄粉を充填し、開先の表側から該肉盛溶接金属開
先面を溶融しながら溶接継手部材同士を溶接接合し、溶
接継手端面部の部材の板厚を超える板厚方向ののど厚を
確保することが可能である。

【００２０】請求項２の本発明に係る方法では、四角パ
イプや丸パイプの周溶接のように溶接開始点と終了点が
重なることのないＨ型鋼のフランジに溶接を適用する場
合、鋼板が有限幅になり、従来の裏当金取付による溶接
施工を適用した場合に、溶接の始端部と終端部に欠陥の
無い良好な溶接を得るために、図２６に示すようなエン
ドタブ２５やこれに変わるセラミックス製エンドタブな
どが必要になるのを省略する手段をも提供するものであ
る。

【００２１】請求項２の本発明に係る方法は、請求項１
の記載の方法において有限幅の鋼板溶接継手部材端面部
の裏面と該裏当材との間で肉盛溶接を行う場合、又は、
請求項２の記載の方法において有限幅の鋼板継手部材の
端部となる開先加工予定部裏面に肉盛溶接を行う場合
に、図３５、図３６、図３７及び図３８に示すように、
鋼板側面を含めて肉盛溶接した後、図３１又は図３２に
示すように鋼板裏面部及び側面部の該肉盛溶接金属を含
めて溶接継手端面部材の開先加工を行い、継手部材その
ものにより形成されるよりも大きな開先面１０を形成さ
せ、しかる後、図５又は図６のように継手部材１と２を
対向させて開先の表側から該肉盛溶接金属を含めた開先
面１０を溶融しながら溶接継手部材同士を溶接接合し、
図１１に示す溶接継手端面部の部材の板厚２Ａを超える
板厚方向ののど厚１Ａ又は図３１に示す板幅２Ｐを超え
る板幅方向ののど厚２Ｑ又は板厚・板幅方向の両のど厚
を各々超えるのど厚を確保する片側溶接方法である。す
なわち、本発明により、継手溶接後、従来の裏当て方式
の継手に比較し、図２の７及び７Ａのような又は図２６
の２５Ａのようなエンドタブに起因する有害なノッチに
よる応力集中が無く、継手の断面において板厚及び板幅
を増加させ、継手の面内引張強度の増加や、継手の板厚
方向及び板幅方向の曲げ強度・曲げ延性・疲労強度を増
加させることができる。また、図２６に示すような鋼製
エンドタブやこれに変わるセラミックス製エンドタブな
どを省略することが可能になる。尚、セラミックス製エ
ンドタブは溶接欠陥が生じやすい場合があり、本発明に
係る施工法はこの点でも有効である。

【００２２】請求項３の本発明にかかる方法では、鉄骨
構造物において、Ｔ型溶接継手部材の端面又は突合せ溶
接継手部材の片方又は両端面に、図９の断面図に示すよ
うに、溶接熱源により溶融せず且つ長手方向に沿って突
起８Ｐを有する裏当材８を用いて、該裏当材突起端部８
Ｐを開先予定部２Ｃに肉盛溶接ガイドとしてあてがい、
溶接継手部材端面部２Ｔの裏面と該裏当材８との間で肉
盛溶接を行った後、図１０に示すように溶接継手端面部
材２の開先加工３０を行い、少なくとも一方の継手部材
板厚２Ａを越える開先深さを得て後、図５又は図６に示
すように継手部材１及び２をを対向させて、図１１又は
図１２に示すように開先の表側から該肉盛溶接金属部９
を溶融しながら溶接継手部材同士１及び２を溶接接合
し、溶接継手端面部の継手部材２の板厚２Ａを超える板
厚方向ののど厚１Ａを確保する片側溶接方法を行う。

【００２３】本発明によれば、該突起８Ｐにより、肉盛
溶接のルート部が成形されて予め開先空間となるところ
が図１０に示すように空間３５として確保される。従っ
て、肉盛溶接部９の開先加工が不要で、部材だけを開先
加工すれば、部材板厚２Ａを越える開先深さが得られ、
図１１に示すように溶接継手端面部の継手部材２の板厚
２Ａを超える板厚方向ののど厚１Ａを確保することが容
易に可能である。また、該空間３５が存在するために肉
盛溶接金属９が少なくて済む。従って、本発明によれ
ば、肉盛溶接９の高能率化及び継手部材１の開先加工３
０の高能率化が可能になる。更に、本発明によれば、開
先加工後は図５と同様に継手部材がセットされ、図１１
に示すように請求項１及び２と同様な継手断面形状と継
手性能が得られる。なお、該突起８Ｐは裏当材８の本体
に付随するものであるが、分離しても問題はない。ま
た、その場合に、本体８と突起８Ｐが異材であっても問
題はない。

【００２４】請求項４の本発明にかかる方法では、鉄骨
構造物において、Ｔ型溶接継手部材の端面又は突合せ溶
接継手部材の端部となる開先加工予定部の裏面に、図２
１又は図２２の断面図に示すように、溶接熱源により溶
融せず且つ長手方向に沿って突起８Ｐを有する裏当材８
を用いて、該裏当材突起端部８Ｐを開先予定部１５Ｂに
肉盛溶接ガイドとしてあてがい、肉盛溶接９を行った
後、開先予定部１５Ｂの継手部材２の開先加工を行い、
図５又は図６に示すように、少なくとも一方の継手部材
板厚２Ａを越える開先深さ１Ｃを得て後、継手部材１及
び２を対向させて、開先の表側から該肉盛溶接金属部９
及び部材開先面１０を溶融しながら溶接継手部材同士１
及び２を溶接接合し、図１１又は図１２に示すように溶
接継手端面部の部材２の板厚２Ａを超える板厚方向のの
ど厚１Ａ又は図３１における板幅２Ｐを超える板幅方向
ののど厚２Ｑ又は板厚・板幅方向の両のど厚を各々超え
るのど厚を確保する片側溶接方法である。

【００２５】本発明によれば、該突起突起８Ｐにより、
肉盛溶接のルート部が成形されて図２１及び図２２に示
すように部材２と肉盛溶接金属に挟まれた空間として確
保される。従って、この空間部があるため、図５又は図
６に示すように、少なくとも一方の継手部材板厚２Ａを
越える開先深さ１Ｃを得る為には、開先予定部１５Ｂの
位置で開先加工をする場合、肉盛溶接部９の開先加工が
不要で、部材２だけを開先加工すれば、図５又は図６に
示す部材板厚２Ａを越える開先深さ１Ｃが得られ、図１
１又は図１２に示すように溶接継手端面部の継手部材２
の板厚２Ａを超える板厚方向ののど厚１Ａを確保するこ
とが容易に可能である。また、肉盛部に該空間が存在す
るために肉盛溶接金属９が少なくて済む。従って、本発
明によれば、肉盛溶接９の高能率化及び継手部材２の開
先加工３０の高能率化が可能になる。更に、本発明によ
れば、開先加工後は図５と同様に継手部材がセットさ
れ、図１１に示すように請求項１及び２と同様な継手断
面形状と継手性能が得られる。なお、請求項３と同様
に、該突起８Ｐは裏当材８の本体に付随するものである
が、分離しても問題はない。また、その場合に、本体８
と突起８Ｐが異材であっても問題はない。

【００２６】請求項５の発明に係る方法は、外部委託加
工など製作工程の都合で肉盛溶接前に開先加工をした場
合は、請求項１に係る発明の実施はできないため、先に
開先加工をした端面部材に対し非溶融式裏当材を用いて
肉盛溶接することにより、端面部材で形成される開先面
積を増大させる方法を提供するものである。

【００２７】請求項５の発明に係る方法は、鉄骨構造物
において、図５１に示すように予め開先加工３２をした
Ｔ型溶接継手部材２の端面又は突合せ継手部材２の片方
又は両端面に、アーク熱等の溶接熱源により溶融しない
裏当材８をあてがい、溶接継手部材端面部の裏面又は側
面を含む裏面と該裏当材との間で肉盛溶接９を行った
後、該肉盛溶接金属９の該裏当材当接面の一部３３を本
体部材継手開先３２の延長とし、しかる後、図５又は図
６のように継手部材１及び２を対向させて、図７又は図
８に示すように開先部空間部の１部又は全部にカットワ
イヤ又は鉄粉３７を充填し、開先の表側から該肉盛溶接
金属開先面を溶融しながら溶接継手部材同士１及び２を
溶接接合し、図１１のように溶接継手端面部の部材の板
厚２を超える板厚方向のど厚２Ａ又は図３１に示す板幅
２Ｐを超える板幅方向ののど厚２Ｑ又は板厚・板幅方向
の両のど厚を各々超えるのど厚を確保する片側溶接方法
である。

【００２８】本発明に係る方法は、既に開先加工を施し
た端面の継手溶接には請求項１に係る発明の代替として
有効であり、且つカットワイヤ又は鉄粉を開先部に充填
しているので高能率で溶接継手部材同士１及び２の溶接
が実施できる。図５１において非溶融式裏当材の一部垂
直面３１を設けたのは、溶接肉盛金属を相手部材のレ型
開先に当接させ、部材２の左右軸方向の位置決めのため
に設定したものである。

【００２９】本発明に係る方法は、請求項１と同様の方
式でなされるので外部委託加工など製作工程の都合で肉
盛溶接前に開先加工がされた場合に利点を有し、且つ公
知の図１４のダイアフラム部材１だけに裏当材無しで肉
盛溶接する方法と異なり、また、図１５のダイアフラム
と柱の両部材に裏当材無しで肉盛溶接する方法とも方式
が異なるが、本発明では、請求項１と同様に図１４及び
図１５の欠点を補い、請求項１の効果が達成できる方法
である。

【００３０】発明の実施の形態について、図面を参照し
て説明する。図１は、従来の鉄骨溶接の一例を示す断面
図である。部材１及び３５度に開先加工した部材２をＴ
継手で溶接接合するのであるが、溶接を片側から安定し
て完全溶け込みにするため裏当金３を裏面からあてがい
仮付け溶接４を行う。そして、図２のように継手溶接６
を行う。

【００３１】しかしながら、この場合、図２に示すよう
に、裏当金３を部材１及び２に取り付ける仮付け溶接４
が継手溶接に先立って必要になる。このような作業は、
裏当金３の製作、裏当金３のセット、裏当金の仮付溶接
等多くの工数を費やす。しかも、この裏当金の取付は開
先５の加工と継手の溶接６との間の行程で施工する必要
があり、裏当金取付けがオフラインでなされる必要があ
り、工場内あるいは現場でのスムーズな物流が妨げられ
製作工程手順の上で非効率となる。

【００３２】その上、従来方法では溶接完了後、図２に
示すように裏当金３と部材１及び２との間に不溶着部分
７及び７Ａがあり、これらが有害なノッチとなり部材２
に引張又は曲げ荷重が掛かったとき応力集中を引き起こ
すもととなる。実験では、図２の継手形式で部材２が上
向きの曲げ荷重２Ｂを受けたときほとんどが有害なノッ
チ部７又は７Ａで亀裂が発生し継手が破壊した。

【００３３】そこで、図３に示すように、部材２の端部
に溶接熱源により溶融損傷しない非金属裏当材８又は水
冷又は非水冷の銅製裏当材８をあてがって、溶接継手部
材端面部２Ｔの裏面と該裏当て材との間で肉盛溶接９を
行い、図４に示すように部材端部を肉盛溶接を含めて開
先加工し、図５又は図６のように相手の部材面にあてが
い、図７又は図８に示すようにカットワイヤ又は鉄粉３
７を開先部に充填して、図１１のように継手溶接６をす
れば、上記に述べた裏当金３の取付に伴う諸作業がなく
なり、開先加工から継手溶接までの一貫した連続作業が
可能になる。

【００３４】従って、裏当金の省略・部材２のセットの
容易性・第１層目の大電流使用・鉄骨寸法精度の確保を
図ることが出来るので継手溶接施工面から鉄骨製作工数
の削減を大幅に行うことが出来る。同時に、開先加工後
の裏当金の製作と取付のオフライン作業工程を省略し、
多くの継手溶接を連続して行え、且つカットワイヤ又は
鉄粉を開先部に充填して溶接するので要着効率が５０％
以上向上し、製作工程手順面から鉄骨製作工数の削減を
大幅に行うことが出来る。また、本発明にかかる方法で
は、有害なノッチの排除・のど厚の増大・鉄骨寸法精度
の確保を図ることが出来るので、曲げ延性・疲労強度及
び耐震強度を容易に確保できる。

【００３５】継手溶接能率面の能率向上と製作工程手順
面の効率化により鉄骨製作工数の削減を大幅に行うこと
によって、実施工では、本発明に係る肉盛溶接施工の工
数を含めても、平均板厚２５ｍｍの継手では約５０％の
製作工数の削減が可能になった。また、図１１に於い
て、肉盛溶接９がない場合に継手ののど厚は２Ａである
が、部材と一体化された肉盛溶接部を含めた開先部に本
溶接して得られた継手ののど厚１Ａを本発明に係るのど
厚と呼べば、本発明に係る溶接施工では、継手部ののど
厚が２Ａから１Ａに増大する。実験によれば、図２に示
す従来の継手では部材２の曲がり角度が１５乃至２５度
の時にルート部から割れが発生し、本発明に係る施工に
於いて、部材１と同材質の溶接材料を使って得られた溶
接継手ののど厚増加が部材２の１０％以上の増加であれ
ば、部材２に上向きの曲げ荷重２Ｂが掛かっても部材２
の割れ発生角度は５０度以上でありほとんどが割れ発生
が認められず、部材２が曲がるのみであった。即ち、本
発明に係る継手ではのど厚増加があるため、図１１の継
手溶接部６のルート部９Ｂにおける若干の未溶着部の存
在は応力集中の悪影響因子として働かないことを示して
いる。

【００３６】尚、本発明に係る継手溶接部のルート部９
Ｂは、部材１が部材２よりも薄い場合など剛性が低い場
合に水平溶接で裏波溶接を行ったり、更に、Ｈ型鋼フラ
ンジのように外部に露出している場合にルート部９Ｂへ
の追加溶接やグラインダー仕上げすることにより応力集
中部をなくすことができ、このことにより継手の一層疲
労強度を向上させることも可能である。

【００３７】請求項６の発明に係る方法は、鉄骨構造物
において、図５２に示すように、Ｔ型溶接継手部材の端
面２Ｔ又は突合せ溶接継手部材の片方又は両端面に、溶
接熱源により溶融しない裏当材８を裏当材の面８Ｆを端
面２Ｔに斜めにあてがい、溶接継手部材端面部の端面２
Ｔ及び端面部の裏面２Ｕと該裏当材８との間で、図５３
に示すように、肉盛溶接９を行い、図５４に示すよう
に、少なくとも一方の継手部材２の板厚２Ａを越える深
さの開先１Ｃを形成した後、継手部材１と２を対向させ
て、図５又は図６に示すように、開先の表側から該肉盛
溶接金属開先面１０を溶融しながら、図１１又は図１２
に示すように溶接継手部材同士１と２を溶接接合し、溶
接継手端面部の部材の板厚２Ａを超える板厚方向ののど
厚１Ａを確保する片側溶接方法である。

【００３８】本発明にかかる方法では、裏当金やエンド
タブを用いないため、現在問題となっている裏当金によ
る応力集中、エンドタブによる応力集中、裏当金使用に
よる溶接能率低下などの問題が解消され、更に、開先加
工が不要なので、該開先加工工程で発生する部材の搬送
及び開先加工工数の低減に効果が発揮される。本発明に
かかる方法では部材板厚が１６ｍｍ以下の場合に特に能
率向上が図れ、従来工法の図２の方式の比較し５０％以
上の能率向上が図れた。

【００３９】請求項７の発明に係る方法は、請求項１、
２、３、４、５又は６の記載の方法に係る肉盛溶接を行
う場合に、非溶融式裏当材と肉盛溶接金属とのなじみが
悪くて非溶融式裏当材側に所定の脚長を得るためには大
きめの肉盛溶接を行う必要がある場合に、非溶融式裏当
材と肉盛溶接金属とのなじみを良くし、肉盛溶接部の両
止端部の間でなだらかな肉盛溶接ビード形状を形成させ
る方法に関するものである。

【００４０】請求項７の発明に係る方法は、請求項１、
２、３、４、５又は６の記載の方法に係る肉盛溶接を行
う場合に、即ち、溶接継手部材端面部又は該端面予定部
の裏面と該裏当材との間で肉盛溶接を行う場合に、図４
０、図４１、図４２、図４３、図４４、及び図４５に示
すように、溶接熱源により溶融しない裏当材８の肉盛溶
接側に当接させ肉盛溶接金属９又は溶接継手部材２と同
類材の薄鋼板２９をあてがい、該薄鋼板２９を溶融しな
がら肉盛溶接９を行った後、図４６の一例に示すように
開先加工線３０に於いて図４７に示すように該肉盛溶接
金属９を含めた溶接継手端面部材２の開先加工又は溶接
継手端面部材２のみの開先加工を行い、しかる後、継手
部材１及び２を対向させて、図４８又は図４９に示すよ
うに両部材を突き合わせ、開先の表側から該肉盛溶接金
属９の開先面を溶融しながら溶接継手部材同士１及び２
を溶接接合して、図５０に示すように溶接継手端面部の
部材の板厚２Ａを超える板厚方向ののど厚１Ａ又は図３
１に示す板幅２Ｐを超える板幅方向ののど厚２Ｑ又は板
厚・板幅方向の両のど厚を各々超えるのど厚を確保する
片側溶接方法である。

【００４１】図３９に示すように、事前に肉盛溶接金属
又は溶接継手部材と同類材の薄鋼板２９を非溶融式裏当
材８の肉盛溶接側に密着させ、図４０に示すように非溶
融式裏当材８部材２との間で肉盛溶接９を実施する方法
があるが、該薄鋼板２９は肉盛溶接時に一部溶融される
と表面張力により溶融金属を薄鋼板側即ち非溶融式裏当
材の方向に引き寄せる効果があり、非溶融式裏当材８か
ら部材２に至るなだらかな肉盛溶接ビード形状９を得る
のに有効である。このなだらかな肉盛溶接ビード形状９
により、最小の肉盛量で最大の非溶融式裏当材側の肉盛
溶接脚長が得られる。このように、薄鋼板２９は自身の
溶融時に肉盛金属の形状をなだらかに形成するのに役立
ち、該薄鋼板２９の厚さは溶接時の溶け込み・経済性・
後工程の開先加工を考慮すると３ｍｍ以下が適当で合っ
た。また、薄鋼板２９によりその厚さの分だけ肉盛溶着
速度が向上し、肉盛溶接の能率向上が図れるという利点
がある。請求項１、２、３、４、５又は６の記載本発明
にかかる方法に、請求項７の発明に係る方法を適用した
場合では、請求項１、２、３、４、５又は６で得られる
効果を一層高め、且つ請求項７の発明に係る方法で得ら
れる滑らかな脚長の増加と肉盛溶接の能率向上が図れる
という利点がある。

【００４２】請求項８の発明にかかる方法は、請求項
１、２、３、４、５又は６の記載の方法に於いて、Ｔ型
溶接継手部材又は突合せ溶接継手部材継手に対し、図５
５に示すように、肉盛溶接部９の裏面に溶接熱源により
溶融しない裏当材８をあてがい、裏波溶接を行った上で
片側溶接を行う方法である。即ち、本発明にかかる方法
によれば、図５５及び図５６に示すように、裏面に肉盛
溶接９して片側溶接６をする場合に、裏面に該裏当金８
を設置し裏波溶接を可能にさせる点に新規性がある。本
発明によれば、図１１に示すように、ルート部９Ｂが大
きくなると溶接時に溶け落ちが生じやすくなったり、部
材１の肉厚が部材２の肉厚と同等以下になるとルート部
のノッチにより応力集中が大きくなるのを防止できる。
また、本発明にかかる方法を用いれば、肉盛溶接９の量
を少なくし肉盛溶接の効率を向上させることも可能であ
る。なお、Ｈ形鋼フランジの溶接のように片側溶接する
ものでも外面に露出している継手の場合は外部からのア
クセスが可能である。

【００４３】請求項９の発明にかかる方法は、請求項
１、２、３、４、５又は６の記載の方法に於いて、Ｔ型
溶接継手部材又は突合せ溶接継手部材継手に対し、図５
７に示すように、肉盛溶接部９の下部ルート部で、裏面
から肉盛溶接部９と継手の相手部材１とを溶接３６した
後に、継手の片側溶接６を行う方法である。即ち、本発
明にかかる方法によれば、図５７及び図５８に示すよう
に、裏面に肉盛溶接９して片側溶接６をする場合に、裏
面にシーリング溶接３６を行った上で完全溶け込み溶接
を可能にさせる点に新規性がある。本発明によれば、請
求項８と同様に、図１１に示すように、ルート部９Ｂが
大きくなると溶接時に溶け落ちが生じやすくなったり、
部材１の肉厚が部材２の肉厚と同等以下になるとルート
部のノッチにより応力集中が大きくなるのを防止でき
る。また、本発明にかかる方法を用いれば、肉盛溶接９
の量を少なくし肉盛溶接の効率を向上させることも可能
である。請求項８は工場溶接で実施しやすく、請求項９
は現場に於いて実施するのに適している。なお、Ｈ形鋼
フランジの溶接のように片側溶接するものでも外面に露
出している継手の場合は外部からのアクセスが可能であ
り、シーリング溶接３６は溶接継手部材１と肉盛溶接９
との組立溶接の延長として行えばよいので大きな工数の
増加にはならない。

【００４４】請求項１０の発明にかかる方法は、１、
２、３、４、５又は６の記載の方法に於いて、Ｔ型溶接
継手部材又は突合せ溶接継手部材継手に対し、図５９に
示すように、肉盛溶接予定部にカットワイヤ又は鉄粉３
７を予め充填して、図３に示すように、溶接継手部材端
面部２Ｔの裏面と該裏当材８との間で肉盛溶接９を行う
方法である。本発明にかかる方法によれば、図５９に示
すように、裏面に肉盛溶接９をする場合に、従来法図２
の裏当金付きの継手よりも高性能で溶接効率が高い肉盛
溶接法で肉盛溶接予定部に溶接補助材料であるカットワ
イヤ又は鉄粉３７を予め充填して、肉盛溶接効率を増加
させる点に新規性がある。実験によれば５０％以上の能
率向上が得られた。カットワイヤとしては、直径１ｍｍ
で長さ１ｍｍ程度のものが適当である。

【００４５】請求項１１の発明にかかる方法は、請求項
２、３、４、又は６の記載の方法に於いて、Ｔ型溶接継
手部材又は突合せ溶接継手部材継手に対し、図７又は
図８に示すように、開先部空間部の１部又は全部にカッ
トワイヤ又は鉄粉３７を予め充填して、開先の表側から
該肉盛溶接金属開先面１０を溶融しながら溶接継手部材
同士１と２を溶接接合する片側溶接方法である。本発明
にかかる方法によれば、従来法図２の裏当金付きの継手
よりも高性能で溶接効率が高い肉盛溶接法で、開先部空
間部の１部又は全部に溶接補助材料であるカットワイヤ
又は鉄粉３７を予め充填して、継手溶接効率を更に高め
る点に新規性がある。実験によれば５０％以上の能率向
上が得られた。カットワイヤとしては、直径１ｍｍで長
さ１ｍｍ程度のものが適当である。

【００４６】実施例１ 図１１及び図１３は、請求項１の発明に係る一例であ
る。図１１は、通常のＴ継手に対する応用の一例である
が、図１３に建築鉄骨仕口部などにある四角パイプ柱と
ダイアフラムとの継手断面図の一例を示す。従来方法で
は、四角パイプ１１の内周に裏当金を取り付けて継手溶
接するため、裏当金取付の為の四角パイプ縦継手の除去
が必要で、柱裏当金の製作・部材同士の位置合わせ・仮
付溶接に手間が掛かり、製作工数が大きく掛かるが、請
求項１の本発明に係る方法では、四角パイプ端面に予め
肉盛溶接９がなされているので角パイプ１１をダイアフ
ラム１２にあてがうだけで、四角パイプ１１のダイアフ
ラム１２に対する位置調整が容易で、四角パイプ１１と
ダイアフラム１２との間のギャップ調整や仮付溶接が不
要で、高能率で溶接姿勢に依らず直ちに継手溶接６が可
能となる。図１３は四角パイプに対する応用であるが、
丸パイプについても同様に応用できる。

【００４７】実施例２ 図１８及び図２１に、請求項２及び４に係る発明の実施
例を示す。請求項２の発明に係る方法において、継手部
材の端部となる開先加工予定部１５Ａの裏面に予め所定
形状の肉盛溶接９は通常１乃至３パス施工するのである
が、図１８では、肉盛溶接を１パスで余盛を得た後、開
先予定部の部材及び該肉盛溶接金属を共に相手部材面に
対し所定の角度で切断した一例である。この例のように
切断したあと、請求項１に係る発明と同様に、図４に示
すように肉盛溶接金属を含めて開先加工する。また、図
２０及び図２２は１パスよりも大きい２パスの肉盛溶接
を行った後、開先予定部の開先角度と同じ角度で切断し
切断面をそのまま開先面とするものである。このように
２パスの肉盛溶接を行えば１パスの場合より大きな余盛
りと開先が得られる。しかる後、Ｔ継手の例では、図１
１又は図１２のように継手溶接を実施する。尚、図１
７、図１８、図１９、図２０、図２１及び図２２におけ
る継手部材の端部となる開先加工予定部の寸法１５Ａは
通常０乃至５００ｍｍである。

【００４８】実施例３ 図２３に、鉛直に立てられた四角パイプ又は丸パイプ柱
の突合せ継手の従来法による組み立ての一例の断面図を
示す。パイプ同士の組み立ての肌合わせ及び開先ギャッ
プの調整は難しいため、この例では１つの継手に裏当金
１８とストッパー１９を用い、上部部材１６に仮付され
た裏当金１８を下部部材１７に印籠で挿入することによ
り肌合わせを行い、裏当金１８の上下位置及び長短及び
ストッパー１９の上下位置により開先ギャップを調整し
ている。この従来法は、裏当金とストッパーの製作と正
確な取付に組み立て工数が掛かる上に、パイプの製品寸
法精度のバラツキにより調整が難しい。

【００４９】図２４に、請求項１，２，３，４又は５の
発明に係る方法において、鉛直に立てられた四角パイプ
又は丸パイプ柱の突合せ継手の組立ての一例の断面図を
示す。図２４から自明のように、両部材間に目違いが多
少有っても両部材を当接させるだけで部材の間隔及びギ
ャップは一定に保たれ、図２５に示すように継手溶接に
より十分な溶け込みと部材板厚を超えるのど厚が容易に
確保される。この場合、部材板厚程度ののど厚を安定確
保するだけであれば、図２５の肉盛溶接２２を縮小又は
省略することができる。尚、本施工例は、建築だけでは
なく、パイプライン、土木構造物や水圧鉄管の外側又は
内側からの安定した溶接施工にも容易に適用でき、その
継手の強度と品質の確保及び製作工数の削減に有効であ
る。

【００５０】実施例４ 図６０に、従来法に係る建築鉄骨仕口部ダイアフラム１
２と四角パイプ柱１１との継手、及び該ダイアフラム１
２とＨ型鋼フランジ２６との継手の一例を示す。継手は
いずれも裏当金３及び仮付溶接４が多用されている。

【００５１】図６１に、図６０と同じ継手に対し、本発
明の請求項１、２、３，４、又は５に係る方法におい
て、継手溶接６を適用する場合を示す。図６１におい
て、ダイアフラム１２と角パイプ１１との溶接では、請
求項１、２、３、４又は５に係る発明が適用され、裏当
金３及び仮付溶接４がなく角パイプ１１の裏面の肉盛溶
接９により、深い溶け込みと有害なノッチが無い状況が
示されている。また、図６０では、ダイアフラム１２と
Ｈ型鋼フランジ２６との継手において、大きな開口部で
あるスカラップ２８、裏当金及び仮付溶接が示されてい
るが、図６１では、ダイアフラム１２とＨ型鋼フランジ
２６との継手において、請求項１、２、３、４、又は５
の発明に係る方法により肉盛溶接９が施工され、継手溶
接６が施工される直前の様子が示され、点線では仕口部
の継手溶接６及びノンスカラップのウエブの溶接予定部
２７Ａを示している。この場合、図６１では、裏当金と
その取付のための仮付溶接が無く、深い溶け込みと有害
なノッチが無い状態が示されており、スカラップ２８も
無い様子が図示されている。従って、本発明に係る方法
で、鉄骨仕口部のＨ型鋼梁の接合部がノンスカラップ工
法で施工が容易にできる。図６０の従来法の例では、ス
カラップを無くせば裏当金をウエブ２７の両側に分けて
２本使うなど特殊な工夫が必要になり、本発明に係る実
施例では、図６０の裏当金３やスカラップ２８が不要
で、継手の安全性及び製作工数削減の面で優れている。

【００５２】実施例５ 本発明の請求項１から１１の方法において、図１１に示
す非溶融式裏当材８と継手端面部材２との間で施工する
溶接肉盛９に使用する溶接材料として、該継手端面部材
２よりも低強度の溶接材料を用いれば、図１１に示す継
手溶接６の引張強度を確保し且つ塑性ひずみの分散によ
り応力集中の緩和をもたらし、溶接継手としての曲げ延
性や疲労強度の向上により一層役立った。

【００５３】実施例６ 本発明の請求項１から１１の方法において、図１１に示
すように開先の表側から該肉盛溶接金属開先面１０を溶
融しながら溶接継手部材１と２を溶接する場合に、該溶
接継手のルート部即ち第一層目の溶接に該溶接継手部材
１及び２よりも低強度の溶接材料を用いれば、ルート部
における割れ発生感受性を緩和させることができ、該溶
接継手部材よりも高強度の溶接材料を用いればルート部
の強度を向上させ、いずれも溶接継手としての曲げ延性
や疲労強度の向上に更に有効であった。

【００５４】実施例７ 本発明の請求項１から６の方法において、図６２に示す
ように溶接部材２と肉盛溶接９と共に開先加工する時、
又は、裏当材の形状を変えることにより、開先底部３４
に１乃至５ｍｍの曲率半径の曲面を形成するようにする
と、開先底部３４が広がり図１１に示す継手溶接６のル
ート部における深い溶け込みが更に容易に得られること
に有効であった。

【００５５】

【発明の効果】本発明による効果は従来法に比べ次の通
りである。 １ 応力集中や溶接欠陥を発生しやすく溶接能率を低下
させる裏当金及びその仮付溶接が不要である。 ２ のど厚が部材板厚よりも大きくとれ、裏当金使用に
伴う有害なノッチや応力集中が実効的に無くなるため、
曲げ延性・疲労強度や耐震強度面でより安全な継手とな
る。 ３ 裏当金が無く、開先深さが大きくて、深い溶け込み
が得られるのでルート部の欠陥が発生しがたく、開先断
面積もおおよそ２０％縮小されるので溶接工数が大幅に
低減される。 ４ 端部に肉盛溶接した部材２を部材１にあてがうだけ
で、その取付の位置合わせが容易で、且つ寸法精度が確
保しやすい。 ５ 肉盛溶接するための銅などの裏当材は非溶融式で非
消耗式であり、資源の浪費が少ない。 ６ 溶接肉盛を行ってから部材と共に開先加工し継手溶
接を実施する本発明に係る施工法では、裏当金取付に伴
う諸作業がなくなり、開先加工から継手溶接までの工程
で一貫した連続作業が可能になり、継手溶接能率面の能
率向上と製作工程手順面の効率化により鉄骨製作工数の
削減を大幅に行うことが出来る。 ７ 肉盛溶接を施工してから開先加工を行うので、部材
及び肉盛溶接部を含む開先面が精度良く得られ、継手溶
接の欠陥防止に有効である。 ８ 鋼板裏面及び側面を含めて肉盛溶接し、肉盛溶接部
を含めて開先加工した場合、エンドタブが不要になり、
同時に部材の板厚を超える板厚方向ののど厚又は部材板
幅を超える板幅方向ののど厚又は板厚・板幅の両のど厚
を各々超えるのど厚が確保され、引張強度・曲げ強度・
疲労強度の向上が得られる。 ９ 非溶融式裏当材に当接させ薄鋼板をあてがい非溶融
式裏当材・薄鋼板とフランジ等の部材との間で溶接肉盛
を施工すると、よりなだらかな肉盛溶接ビードが得られ
溶接肉盛の溶着量の低減などの効率化が図れる。 １０ 従来法では、裏当金を角パイプの内面に取り付け
るのに角パイプ内面の縦シーム溶接ビードを除去する必
要があったが、本発明に係る肉盛溶接では角パイプ等の
縦シーム溶接ビードの除去が不要で工数の削減に有効で
ある。 １１ 耐震強度の高いノンスカラップ工法にも容易に適
用できる。 １２ カットワイヤ又は鉄粉を用いた場合、溶着効率が
５０％以上向上し、肉盛溶接及び継手溶接の生産性が向
上した。 １３ 部材端面切断のまま裏当材を使用し端面及び裏面
に肉盛溶接した場合、開先加工なしで部材板厚よりも大
きな実効のど厚が得られ、部材板厚１６ｍｍ以下では６
０％以上の生産効率が得られた。 １４ 請求項７から１１までのいくつかを併用した場
合、従来法に比較し５０％以上の生産効率が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】片側溶接実施前の従来の継手形状の断面図の一
例

【図２】片側溶接実施後の従来の継手の断面図の一例

【図３】部材端部に水冷又は非水冷の銅製型枠をあてが
い肉盛溶接した断面図の一例

【図４】部材端部に肉盛溶接し部材端部及び肉盛溶接部
を共に開先加工した状態の断面図で、部材２は図３と上
下反対に表示。

【図５】Ｔ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工し相
手部材にあてがった状態の断面図

【図６】突合せ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工
し相手部材にあてがった状態の断面図

【図７】Ｔ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工し相
手部材にあてがいカットワイヤ又は鉄粉を開先内に充填
した状態の断面図

【図８】突合せ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工
し相手部材にあてがいカットワイヤ又は鉄粉を開先内に
充填した状態の断面図

【図９】部材端部端面に突起付き非溶融式裏当材をあて
がい、肉盛溶接を実施した状況の断面図

【図１０】部材端部端面に突起付き非溶融式裏当材をあ
てがい、肉盛溶接を実施し該裏当材をはずし開先切断線
を示す状況の断面図

【図１１】部材端部に肉盛溶接と開先加工しＴ継手の相
手部材にあてがい溶接した状態の断面図

【図１２】部材端部に肉盛溶接と開先加工し突合せ継手
の相手部材にあてがい溶接した状態の断面図

【図１３】四角パイプ柱をダイアフラムに溶接した本発
明に係る鉄骨溶接事例の断面図。

【図１４】Ｔ継手のダイアフラムなどの部材表面の継手
予定部裏面に予め肉盛溶接をして、Ｔ継手両部材を片側
から裏波溶接する片側溶接方法を示す断面図。

【図１５】Ｔ継手のダイアフラムなどの部材表面の継手
予定部裏面及び開先加工済みの継手端面部裏面の両方に
肉盛溶接して、Ｔ継手両部材を片側から裏波溶接する片
側溶接方法を示す断面図。

【図１６】部材開先予定部に１パス肉盛溶接して、部材
及び肉盛溶接部を共に切断する断面図。

【図１７】部材開先予定部に非溶融式裏当材をあてが
い、１パス肉盛溶接して、部材及び肉盛溶接部を共に切
断加工する断面図。

【図１８】部材開先予定部に非溶融式裏当材をあてが
い、１パス肉盛溶接して、部材及び肉盛溶接部を共に斜
めに開先加工する断面図。

【図１９】部材開先予定部に非溶融式裏当材をあてが
い、２パス肉盛溶接して、部材及び肉盛溶接部を共に切
断加工する断面図。

【図２０】部材開先予定部に非溶融式裏当材をあてが
い、２パス肉盛溶接して、部材及び肉盛溶接部を共に斜
めに開先加工する断面図。

【図２１】部材開先予定部に非溶融式突起付き裏当材の
突起部をあてがい、１パス肉盛溶接して、部材に斜めに
開先加工する断面図。

【図２２】部材開先予定部に非溶融式突起付き裏当材の
突起部をあてがい、２パス肉盛溶接して、部材に斜めに
開先加工する断面図。

【図２３】鉛直に立てられた四角パイプ又は丸パイプ柱
の突合せ継手の従来法による組み立ての一例の断面図

【図２４】鉛直に立てられた四角パイプ又は丸パイプ柱
の突合せ継手の本発明に係る組み立ての一例の断面図

【図２５】鉛直に立てられた四角パイプ又は丸パイプ柱
の突合せ継手の本発明に係る溶接施工の一例の断面図

【図２６】柱梁継手の従来法によるエンドタブ取付施工
例

【図２７】有限幅の鋼板溶接継手部材端面部の裏面及び
側面と非溶融式裏当金との間で肉盛溶接する施工図

【図２８】有限幅の鋼板溶接継手部材端面部の裏面及び
側面と２個の非溶融式裏当金８との間で肉盛溶接する施
工図

【図２９】有限幅の鋼板溶接継手部材端面部の裏面及び
側面と非溶融式裏当金との間で肉盛溶接を施工した後の
外観図

【図３０】有限幅のＨ型鋼フランジ溶接継手部材端面部
の裏面及び側面と非溶融式裏当金との間で肉盛溶接を施
工した後の外観図

【図３１】有限幅の鋼板溶接継手部材端面部の裏面及び
側面と非溶融式裏当金との間で肉盛溶接を施工した後、
開先加工を実施した場合の外観図

【図３２】有限幅のＨ型鋼フランジ溶接継手部材端面部
の裏面及び側面と非溶融式裏当金との間で肉盛溶接を施
工した後、開先加工を実施した場合の外観図

【図３３】有限幅の鋼板溶接継手予定部への肉盛溶接状
況

【図３４】非溶融式裏当材を使用した有限幅の鋼板溶接
継手予定部への肉盛溶接状況

【図３５】非溶融式裏当材を使用した有限幅の鋼板溶接
継手裏面及び側面予定部への肉盛溶接状況の立体図

【図３６】非溶融式裏当材を使用した有限幅の鋼板溶接
継手裏面及び側面予定部への肉盛溶接状況の上面図

【図３７】非溶融式裏当材を使用した有限幅のＨ形鋼鋼
板溶接継手ウエブフランジへの裏面及び側面予定部への
肉盛溶接状況の立体図

【図３８】非溶融式裏当材を使用した有限幅のＨ形鋼鋼
板溶接継手ウエブフランジへの裏面及び側面予定部への
肉盛溶接状況の立体図（裏面に裏当材を２本した場合）

【図３９】非溶融式の裏当材の肉盛溶接側に薄鋼板をあ
てがって部材２と共にセットした状況

【図４０】非溶融式の裏当材の肉盛溶接側に薄鋼板をあ
てがって部材２と共に肉盛溶接した状況

【図４１】非溶融式の突起付き裏当材の肉盛溶接側に薄
鋼板をあてがって部材２と共に肉盛溶接した状況の断面
図

【図４２】部材開先予定部に非溶融式裏当材及び薄鋼板
をあてがい、１パス肉盛溶接して、部材及び肉盛溶接部
を共に開先加工する断面図。

【図４３】部材開先予定部に非溶融式の突起付き裏当材
及び薄鋼板をあてがい、１パス肉盛溶接して、部材に開
先加工する断面図。

【図４４】非溶融式裏当材及び薄鋼板を、開先加工をし
た継手部材端面にあてがい肉盛溶接したことを示す断面
図

【図４５】非溶融式裏当材及び薄鋼板を、継手部材の端
面部にあてがい、端面及び端面部裏面へ肉盛溶接する状
況の断面図。

【図４６】非溶融式の裏当材の肉盛溶接側に薄鋼板をあ
てがって部材２と共に肉盛溶接した後、非溶融式裏当材
を除去し、肉盛溶接部を含めた開先形成のための加工位
置を示した断面図

【図４７】非溶融式の裏当材の肉盛溶接側に薄鋼板をあ
てがって部材２と共に肉盛溶接した後、非溶融式裏当材
を除去し、肉盛溶接部を含めて開先加工した断面図

【図４８】非溶融式の裏当材の肉盛溶接側に薄鋼板をあ
てがって部材２と共に肉盛溶接した後、非溶融式裏当材
を除去し肉盛溶接部を含めて開先加工した後、Ｔ継手相
手部材と突き合わせた状態の断面図

【図４９】非溶融式の裏当材の肉盛溶接側に薄鋼板をあ
てがって部材２と共に肉盛溶接した後、非溶融式裏当材
を除去し肉盛溶接部を含めて開先加工した後、突合せ継
手相手部材と突き合わせた状態の断面図

【図５０】非溶融式の裏当材の肉盛溶接側に薄鋼板をあ
てがって部材２と共に肉盛溶接し、肉盛溶接部を含めて
開先加工し、継手溶接した断面図

【図５１】非溶融式裏当材を開先加工をした継手部材端
面にあてがい肉盛溶接したことを示す断面図

【図５２】非溶融式裏当材を、継手部材の端面部にあて
がい、端面及び端面部裏面へ肉盛溶接待ちの状況の断面
図。

【図５３】非溶融式裏当材を、継手部材の端面部にあて
がい、端面及び端面部裏面へ肉盛溶接した状況の断面
図。

【図５４】非溶融式裏当材を、継手部材の端面部にあて
がい、端面及び端面部裏面へ肉盛溶接し相手部材へ突き
合わせ継手溶接待ちの状況の断面図。

【図５５】Ｔ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工を
施し、肉盛溶接部裏面に非溶融式裏当材をセットして、
相手部材にあてがった状態の断面図

【図５６】Ｔ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工を
施し、肉盛溶接部裏面に非溶融式裏当材をセットして、
相手部材にあてがった後、継手溶接を実施した状態の断
面図

【図５７】Ｔ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工を
施し、肉盛溶接部裏面に相手部材とシーリング溶接を実
施した状態の断面図

【図５８】Ｔ継手で、部材端部に肉盛溶接と開先加工を
施し、肉盛溶接部裏面に相手部材とシーリング溶接を実
施した後、継手溶接を実施した状態の断面図

【図５９】部材端部に水冷又は非水冷の非溶融式裏当材
をあてがい、該裏当材と部材端部との間にカットワイヤ
又は鉄粉を充填し肉盛溶接待ちしている状況の断面図

【図６０】従来工法の建築仕口部の柱・ダイアフラム及
びダイアフラム・梁の溶接部の例

【図６１】本発明に係る建築仕口部の柱・ダイアフラム
及びダイアフラム・梁の溶接部の例

【図６２】部材端部に肉盛溶接し部材端部及び肉盛溶接
部を共に、曲面で開先加工した状態の断面図。

【符号の説明】 １ 溶接継手部材、例えば、建築鉄骨の柱や仕口部ダイ
アフラムなど １Ａ 図１１における継手溶接６ののど厚 １Ｃ 開先深さ ２ 開先加工予定の、又は、行った溶接部材 ２Ａ 部材２の板厚ｔ、及び、図２における継手溶接の
のど厚 ２Ｂ 上向きの荷重又は曲げモーメント ２Ｃ 開先加工予定位置 ２Ｇ 溶接継手部材２の裏面位置における溶接開先ギャ
ップ ２Ｐ 継手部材幅 ２Ｑ 部材側面肉盛した場合の肉盛幅又は幅方向ののど
厚。 ２Ｔ Ｔ型溶接継手部材２の開先加工前の端面 ２Ｕ 溶接継手部材端面部の裏面 ２Ｗ Ｈ型鋼部材のウエブ部分 ３ 裏当金 ４ 裏当金の仮付溶接 ５ 開先 ６ 継手溶接 ７ Ｔ継手の端面部材側のノッチによる応力集中部 ７Ａ Ｔ継手の部材表面側のノッチによる応力集中部 ８ 溶接熱源によって溶融しない裏当材、即ち、非溶融
式裏当材。例えば、水冷又は非水冷の銅裏当て金、又
は、炭素板など ８Ｆ 溶接熱源によって溶融しない裏当材の肉盛溶接当
たり面 ８Ｐ 溶接熱源により溶融しない裏当材の突起部。本体
裏当材との分割も可能である。 ８Ｗ 有限幅部材の側面に宛われた溶接熱源によって溶
融しない裏当材で溶接施工時に溶接ビード形状を成形す
るものである。 ８Ｘ 有限幅部材の裏面に宛われた溶接熱源によって溶
融しない裏当材で溶接施工時に溶接ビード形状を成形す
るものである。 ９ 肉盛溶接 ９Ｂ ルート部 １０ 継手端面部材と肉盛溶接部とを共に開先加工した
開先加工面、又は、継手端面部材のみに開先加工した開
先加工面 １１ 四角パイプ柱 １２ ダイアフラム １３ Ｔ継手の部材表面側に施工した肉盛溶接 １３Ａ Ｔ継手の端面部材側表面に施工した肉盛溶接 １４ 裏波溶接 １５ 部材開先予定部に肉盛溶接して、部材及び肉盛溶
接部を共に切断する面の位置 １５Ａ 継手部材の端部となる開先加工予定部 １５Ｂ 部材開先予定部に肉盛溶接して、部材切断する
面の位置 １６ 四角パイプ柱又は丸パイプ柱の上部部材 １７ 四角パイプ柱又は丸パイプ柱の下部部材 １８ 従来法の上部裏当金 １９ 従来法の下部ストッパー ２０ 上部部材に取り付けられた上部裏当金の仮付溶接 ２１ 下部部材に取り付けられた下部ストッパー１９の
仮付溶接 ２２ 上部部材に開先加工前に施工された溶接肉盛 ２３ 下部部材に開先加工前に施工された溶接肉盛 ２４ 横向き継手溶接 ２５ エンドタブ ２５Ａ 部材とエンドタブの隙間により発生するノッチ ２６ Ｈ型鋼フランジ ２７ Ｈ型鋼ウエブ ２７Ａ ノンスカラップ溶接予定部 ２８ スカラップ ２８Ａ 柱・ウエブの隅肉溶接 ２９ 薄鋼板 ３０ 開先加工線 ３１ 非溶融式裏当材の一部に形成された垂直面 ３２ 部材に対して形成された開先 ３３ 肉盛溶接金属の非溶融式裏当材当接面の一部 ３４ 開先底部 ３５ 部材端面部裏面と肉盛金属で囲まれた空間 ３６ 建築の組立溶接を兼ねた、継手相手部材と肉盛溶
接金属部との間で施工する裏面からのシーリング溶接 ３７ カットワイヤ又は鉄粉 ３８ フランジ幅 ３９ フランジ側面溶接による幅方向ののど厚

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/00 E04B 1/24

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨構造物において、Ｔ型溶接継手部材
   の端面又は突合せ溶接継手部材の片方又は両端面に溶接
   熱源により溶融しない裏当材をあてがい、溶接継手部材
   端面部の裏面と該裏当材との間で肉盛溶接を行った後、
   該肉盛溶接金属を含めて溶接継手端面部材の開先加工を
   行い、しかる後、継手部材を対向させて、肉盛溶接を含
   めて形成させた開先部空間部の１部又は全部にカットワ
   イヤ又は鉄粉を充填し、開先の表側から該肉盛溶接金属
   開先面を溶融しながら溶接継手部材同士を溶接接合し、
   溶接積層時パス間温度の低下をもたらすことを特徴とす
   る溶接継手端面部の部材の板厚を超える板厚方向ののど
   厚を確保する片側溶接方法。
2. 【請求項２】 鉄骨構造物において、Ｔ型溶接継手部材
   の端面又は突合せ溶接継手部材の端部となる開先加工予
   定部裏面又は側面又はその両方の肉盛溶接施工箇所に、
   溶接熱源により溶融しない裏当材を用いて該裏当材をガ
   イドとしてあてがい肉盛溶接量を減少させて、肉盛溶接
   を行った後、開先予定部の部材及び該肉盛溶接金属を共
   に切断して開先加工を行い、しかる後、継手部材を対向
   させて開先の表側から該肉盛溶接金属開先面を溶融しな
   がら溶接継手部材同士を溶接接合し、溶接継手端面部の
   部材の板厚を超える板厚方向ののど厚又は板幅を超える
   板幅方向ののど厚又は板厚・板幅方向の両のど厚を各々
   超えるのど厚を確保する片側溶接方法。
3. 【請求項３】 鉄骨構造物において、Ｔ型溶接継手部材
   の端面又は突合せ溶接継手部材の片方又は両端面に、溶
   接熱源により溶融せず且つ長手方向に沿って突起を有す
   る裏当材の該裏当材突起端部をガイドとしてあてがい、
   溶接継手部材端面部の裏面と該裏当材との間で肉盛溶接
   を行った後、溶接継手端面部材の開先加工を行い、少な
   くとも一方の継手部材板厚を越えるの開先深さを得てし
   かる後、継手部材を対向させて、開先の表側から該肉盛
   溶接金属部を溶融しながら溶接継手部材同士を溶接接合
   し、溶接継手端面部の継手部材の板厚を超える板厚方向
   ののど厚を確保する片側溶接方法。
4. 【請求項４】 鉄骨構造物において、Ｔ型溶接継手部材
   の端面又は突合せ溶接継手部材の端部となる開先加工予
   定部の裏面に、溶接熱源により溶融せず且つ長手方向に
   沿って突起を有する裏当材の該裏当材突起端部をガイド
   としてあてがい、肉盛溶接を行った後、開先予定部の継
   手部材を切断して開先加工を行い、少なくとも一方の継
   手部材板厚を越える開先深さを得て後、継手部材を対向
   させて開先の表側から該肉盛溶接金属部及び部材開先面
   を溶融しながら溶接継手部材同士を溶接接合し、溶接継
   手端面部の部材の板厚を超える板厚方向ののど厚又は板
   幅を超える板幅方向ののど厚又は板厚・板幅方向の両の
   ど厚を各々超えるのど厚を確保する片側溶接方法。
5. 【請求項５】 鉄骨構造物において、開先加工をしたＴ
   型溶接継手部材の端面又は突合せ継手部材の片方又は両
   端面に溶接熱源により溶融しない裏当材をあてがい、溶
   接継手部材端面部の裏面又は側面を含む裏面と該裏当材
   との間で肉盛溶接を行い、該肉盛溶接金属の該裏当材当
   接面の一部を本体継手開先の延長とし、しかる後、継手
   部材を対向させて、肉盛溶接を含めて形成させた開先部
   空間部の１部又は全部にカットワイヤ又は鉄粉を充填
   し、開先の表側から該肉盛溶接金属開先面を溶融しなが
   ら溶接継手部材同士を溶接接合し、溶接積層時パス間温
   度の低下をもたらすことを特徴とする溶接継手端面部の
   部材の板厚を超える板厚方向のど厚又は板幅を超える板
   幅方向ののど厚又は板厚・板幅方向の両のど厚を各々超
   えるのど厚を確保する片側溶接方法。
6. 【請求項６】鉄骨構造物において、Ｔ型溶接継手部材の
   端面部又は突合せ溶接継手部材の片方又は両端面部に、
   溶接熱源により溶融しない裏当材をあてがい、溶接継手
   部材端面部の端面及び裏面と該裏当材との間で肉盛溶接
   を行い、少なくとも一方の継手部材板厚を越える深さの
   開先を形成した後、継手部材を対向させて、開先の表側
   から該肉盛溶接金属開先面を溶融しながら溶接継手部材
   同士を溶接接合し、溶接継手端面部の部材の板厚を超え
   る板厚方向ののど厚を確保する片側溶接方法。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５又は６の記載
   の方法において、溶接継手部材端面部又は該端面予定部
   の裏面と該裏当材との間で肉盛溶接を行う場合に、溶接
   熱源により溶融しない裏当材の肉盛溶接側に当接させ肉
   盛溶接金属又は溶接継手部材と同類材の薄鋼板をあてが
   い、該薄鋼板を溶融しながら肉盛溶接を行った後、該肉
   盛溶接金属を含めて溶接継手端面部材の開先加工を行
   い、しかる後、継手部材を対向させて、開先の表側から
   該肉盛溶接金属開先面を溶融しながら溶接継手部材同士
   を溶接接合して、溶接継手端面部の部材の板厚を超える
   板厚方向ののど厚又は板幅を超える板幅方向ののど厚又
   は板厚・板幅方向の両のど厚を各々超えるのど厚を確保
   する片側溶接方法。
8. 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５又は６の記載
   の方法に於いて、肉盛溶接部裏面に溶接熱源により溶融
   しない裏当材をあてがい、裏波溶接を行った上で継手の
   片側溶接を行う方法。
9. 【請求項９】請求項１、２、３、４、５又は６の記載の
   方法に於いて、肉盛溶接部下部ルート部で裏面から肉盛
   部溶接部と継手相手部材とを溶接した後に、継手の片側
   溶接を行う方法。
10. 【請求項１０】 請求項１、２、３、４、５又は６の記
    載の方法に於いて、肉盛溶接予定部にカットワイヤ又は
    鉄粉を予め充填して、溶接継手部材端面部の裏面と該裏
    当材との間で肉盛溶接を行う方法。
11. 【請求項１１】 請求項２、３、４、又は６の記載の方
    法に於いて、開先空間部の１部又は全部にカットワイヤ
    又は鉄粉を予め充填して、開先の表側から該肉盛溶接金
    属開先面を溶融しながら溶接継手部材同士を溶接接合す
    る片側溶接方法。