JP4102589B2

JP4102589B2 - Ceramic end tabs for welding

Info

Publication number: JP4102589B2
Application number: JP2002119664A
Authority: JP
Inventors: 洋三高須賀; 力石橋; 和生古藤
Original assignee: SUNOUCHI CORPORATION
Current assignee: SUNOUCHI CORPORATION
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-04-22
Also published as: JP2003311485A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接用セラミックス製エンドタブに関し、さらに詳細には、開先加工面を形成した第一母材を第二母材の側面に突き合わせて溶接する際に用いる溶接用セラミックス製エンドタブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アーク溶接によって、複数の鋼材を突き合わせ溶接や隅肉溶接する際には、溶接ビードの両端部における溶接余長部を可及的に減少せしめるために、所定の溶接作業の実施に先立って、溶接用エンドタブが、それら複数の鋼材における溶接線の始端と終端の両端の縁部にそれぞれ当接せしめられて、取り付けられている。
【０００３】
そして、従来から、そのようなエンドタブの多くが、溶接されるべき母材(複数の鋼材)と同種の鋼材にて構成されていること、またかかる母材の溶接完了後にはエンドタブの一部を残して切除されるベきものであり、溶接用エンドタブの母材への取り付けは、部分溶け込み溶接によって行われ、その位置や方法について建築学会の図書にて標準化されている。
【０００４】
そのため、従来においては、鋼製のエンドタブを母材に取り付ける際の部分溶け込み溶接のショートビードや部分欠損部、および本溶接完了後のタブ材のガス切断時におけるガスノッチ部に応力が集中し、その部分から破断する事が懸念されている。亦、第二母材より第一母材の幅が狭い場合における溶接完了後のタブ材の切断除去は、接合態様から行うこと自体が極めて困難であるとも言える。
本溶接は、完全溶け込み溶接で行なわれるとはいえ、エンドタブ材と母材との完全溶け込み部以外に接合されない隙間、所謂ノッチ状の部分が存在し、上記同様に破断の原因となる事が判明しているのである。
【０００５】
そこで、近年では、そのような部分溶け込み溶接によって母材に取り付けられる鋼製のものに代わって、セラミックス製等の耐火物等より成るエンドタブ、例えば、特開昭61-119398号公報等に開示される如きものが、一部において使用されている。即ち、かかる公報に開示の溶接用エンドタブにあっては、溶融金属に対して融合や冶金的反応がない無機材質であるフラックスまたはセラミックスにて構成されており、それによって、母材の溶接完了後に、容易に取り外すことができ、且つ、溶接の積層状況を目視する事が得られる。以て該母材の近傍より切断、研磨の作業が不要であり、作業効率を効果的に向上され得るようになっているのである。
【０００６】
しかしながら、このような高融点セラミックス製エンドタブの場合には、溶融金属のこのエンドタブヘの熱の伝わりが遅いため、母材と溶融金属の境界部にアンダーカットや高温割れが発生しやすいという問題がある。この問題はセラミックスの熱伝導率(0.5〜1.8Kcal/m.h.℃)が、母材(鋼)(36.0〜64.8Kcal/m.h.℃)に対して極めて低いため、溶接開始時には溶融金属の熱を奪い、溶接完了時には溶融金属に比して冷却速度が遅く保温状態が続くことがその原因である。
【０００７】
本発明は、セラミックス製エンドタブの母材との接蝕部分の面積を極力少なくすることで、上記のアンダーカット等の発生を抑制することができ、かつ母材とタブ材との間に隙間を作ることによって母材への溶け込みを促進することのできる溶接用セラミックス製エンドタブを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための乎段】
上記課題は、本発明の下記（１）〜（１０）の構成のいずれかにより解決される。
（１）開先加工面を形成した第一母材を第二母材の側面に突き合わせて溶接する際に用いられ、開先断面にほぼ対応して窪まされて形成された溶接金属接触面と、
この溶接金属接触面に対し相対的に突出し、前記第一母材の端面に接触する母材接触面とを有する溶接用セラミックス製エンドタブにおいて、
前記母材接触面に、その開先対応面から２ｍｍ以上離れた位置から複数の突起が形成されており、
前記開先対応面と母材接触面が交差する稜辺部にアールを付けたことを特徴とする溶接用セラミックス製エンドタブ。
（２）母材ルートギャップＧを７ｍｍとしたとき、前記突起が、前記開先対応面から２〜１１ｍｍ離れた位置から形成されている上記（１）の溶接用セラミックス製エンドタブ。
（３）前記突起が、縦方向および横方向のすべてに独立な単独突起である上記（１）または（２）の溶接用セラミックス製エンドタブ。
（４）前記突起の形状が、円錐、円錐台、角錐および角錐台のいずれかである上記（３）の溶接用セラミックス製エンドタブ。
（５）前記突起全体の第一母材への接触面積が、前記母材接触面全体の面積の45％以下である上記（１）〜（４）のいずれかの溶接用セラミックス製エンドタブ。
（６）前記突起の高さが、0.2〜2.Ommである上記（１）〜（５）のいずれかの溶接用セラミックス製エンドタブ。
（７）前記複数の突起が、前記開先対応面と平行な列に並べられて配置されている（１）〜（６）のいずれかの溶接用セラミックス製エンドタブ。
（８）前記各突起の底部面積が４．５〜１１３ｍｍ^２、頂部面積が５０ｍｍ^２以下である（１）〜（７）のいずれかの溶接用セラミックス製エンドタブ。
（９）前記稜辺部のアールの半径が１〜２０ｍｍである上記（１）〜（８）のいずれかの溶接用セラミックス製エンドタブ。
（１０）前記稜辺部のアールの半径が２〜１０ｍｍである上記（１）〜（８）のいずれかの溶接用セラミックス製エンドタブ。
【０００９】
【発明の作用・効果】
本発明の溶接用セラミックス製エンドタブにおいては、該タブの母材接触面に突起を設けることで、母材との接触面積を極カ少なくして、上記のアンダーカット等の発生を抑制し、かつ母材とタブ材との間に隙間を作ることによって母材への溶け込みを促進することができる。
また、上記突起を、前記母材接触面の開先対応面から２ｍｍ以上離れた位置から形成し、母材接触面に、開先対応面に隣接する突起無形成領域を設けることにより、母材ルートギャップヘの適用範用が広がった。
さらに、突起と突起の問の空間によって形成された第一母材とタブとの間の通路によって、溶接の際に使用するシールドガスを逃がすことができ、これによってアーク先端を中心とする円形のシールドに乱れが生じることない効率的なシール効果を得る事ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態による溶接用セラミックス製エンドタブについて説明する。
本発明の溶接用セラミックス製エンドタブ10は、図1に示したように、開先加工面m11を形成した第一母材m1を、立て板側母材である第二母材m2の側面に突き合わせて溶接する際に用いられるものである。本明細書において、セラミックスとは、セラミックス自身の他、石膏、コンクリート等の熱伝導率の低い無機材料も含むものとする。なお、図1において、符号Bは裏当て金を示す。
タブ10は、第一母材m1の開先断面m11にほぼ対応して窪まされて形成された溶接金属接触面12と、この溶接金属接触面12に対し相対的に突出し、上記第一母材m1の端面m12に接触する母材接触面14とを有する。
なお、図1において、符号16は第二母材m2への接触面を示す。
上記溶接使用面12および母材接触面14は、第一母材m1の両側で使用できるように、タブ材10の両側に設けられていることが好ましい。
【００１１】
上記母材接触面14には、複数の突起が形成されている。この突起としては、平行に設けられた複数の線状突起等であってもよいが、図示したように、縦方向および横方向のすべてに独立な２個以上の単独突起20であることが望ましい。この突起20により、図1に示したように、第一母材m1の端面m12と母材接触面14との間には、問隙Sが形成される。この「縦方向および横方向のすべてに独立な」という用語は、突起20同土が、縦方向および横方向の総てに連続していないことを意味する。
上記の突起20の形状は、円錐、円錐台、角錐および角錐台のいずれかであることが好ましく、特に円錐台が好ましい。
上記複数の突起20は、図3に最もよく示したように、上記母材の非溶接部への接触面14の上記溶接金属接触面12に隣接する辺すなわち斜めの開先対応面22と平行な列に並べられて配置されていることが好ましい。上記突起20は、上記辺22に最も近い突起が、該辺から２mm以上離されていることが必要である。この距離としては、３〜１０ｍｍが好ましい。例えば、図3に示した間隔Dが２〜1１mmであることが好ましい。この間隔Dが上記の範囲未満であると、母材ルートギャップ対する適用範囲が狭くなり、且つ、上記辺22の溶着金属が波型になる傾向があり、超えるとタブ材の固定を確保するために突起20の高さを0.２mm未満にする必要があり、本発明の作用効果が得られなくなる傾向がある。
上記突起20全体の母材への接触面積は、上記母材の非溶接部分へのタブ材の接触面14全体の45%以下であることが好ましい。すなわち、母材に対する接触面積比率が45%以下であることが好ましい。この値が45%を超えると、接触面積が多くなりすぎ、本発明の効果を発揮できなくなり、アンダーカット等が生じやすくなるおそれがある。なお、この値の下限値は、3%程度である。
この値未満になると突起先端部分が欠け易く、タブ材の固定確保に問題が生じる。
【００１２】
また、上記突起20の高さは、0.2〜2.0mmが好ましい。上記の値の範囲未満になると、熱の拡散効果が減少し、超えると母材とタブ材の隙間に溶融金属が流れ込み易くなり、本発明の作用効果を得られなくなる傾向があるため上記の範囲が好ましい。
上記突起20の底部面積は、4.5〜113mm²が好ましい。
上記の値の範囲未満になると、頂部面積が少なくなり突起の配置数を多くする必要であって、母材とタブ材の隙間を形成し難くなり、超えると突起の配置数が少なくなるので、上記範囲が好ましい。突起の配置数は、上述のように２個以上であり、因みに例を挙げるとするならば、後述する実施例に供した５〜３０個が特に好ましい。
更に、上記突起20の頂部面積は、50mm²以下が好ましい。上記の値を超えるとタブ材への熱の伝わりが高くなり本発明の作用効果が薄れる。亦、この値の下限は、上記の接触面積比率を考慮して決定される。
【００１３】
なお、上記第二母材m2への接触面16には、図3等に示したように、幅方向に延びる複数の通し溝24を設けることが好ましい。この溝24により、溶接時に使用されるシールドガスの掻ね返りを防止するとともに、上記の突起と同様、母材非溶接部への接触面積率を低減することにより、アンダーカットの発生を防止する。なお、以上のタブは、フランジ幅が異なる場合の完全溶け込み溶接に適したものであるが、フランジ幅が同じ場合の完全溶け込み溶接に適したタブの場合には、図9に示したように、第二母材m2の端面に接する第二の母材接触面30にも上記と同様の突起20を設けることが好ましい。
また、上記開先対応面と母材接触面が交差する稜辺部には、図１０および図１１に示したようにアールＲを付けることが好ましい。これにより、溶接部の外観が向上し、その結果強度も向上する。上記稜辺部のアールＲの半径は、１〜２０ｍｍ、特に２〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００１４】
【実施例】
まず、図2以下に示した形状のエンドタブのサンプルをムライト結晶にアルカリ土類金属酸化物１０％添加し、熱伝導率を1.25〜1.3Kcal／m.h.℃、見掛気孔率を32〜38%とした焼結体を製作した。突起20の形状は円錐台とし、高さを0.7mm、底部面積を12.56mm²、頂部面積を7.07ｍｍ²、この突起による母材非溶接部との接触面積比率を14.6％、距離Dを3.0mmとした。なお、上記稜辺部の形状は角であり、その角度は１２０度とした。このサンプルを作成し、実施例−１のサンプルとした。
上記実施例−１に用いたサンプルのファクターのうち、上記距離Ｄを５ｍｍ、１０ｍｍおよび１２ｍｍにしたものを、それぞれ実施例−２、実施例−３、および実施例−４のサンプルとした。なお、この距離Ｄの変化により、接触面積比率も表１に示したように変化した。また、突起を複数の水平に延びる線状突起とし、各ファクターを表に示したものとしたものを実施例−５のサンプルとした。
一方、実施例−1のサンプルで、突起の無いものを比較例−１のサンプルとした。また、実施例−１のサンプルで、距離Ｄを１．０ｍｍとしたものを比較例−２のサンプルとした。
【００１５】
実験例１
以上のサンプルを用いて、図1に示したようにして各部材を配置し、下記の条件で実際にガスシールド溶接実験を行い、溶接完了後、始終端部ビードの目視検査と計測、および溶着金属を0.1ｍｍ残して切削・研磨し、マクロ状態を検査した。実験要領および評価基準を下記する。また、上記の実験の結果を表１にまとめた。
実験要領
（１）試験体の形状
▲１▼第一母材厚：２５ｍｍ
▲２▼溶接長：２５０ｍｍ
▲３▼開先角度：３５°
▲４▼ルートギャップ：７ｍｍ（図１に符号Ｇで示した）
（２）溶接条件
▲１▼電流：３４０±１０Ａ
▲２▼電圧：３４±１Ｖ
▲３▼溶接速度：３０±５ｃｍ／ｍｉｎ
▲４▼入熱：１９〜２９Ｋｊｕｌ／ｃｍ
▲５▼ワイヤ径：１．２ｍｍφ
実験の評価基準
(1)検査項目は、下記の３項目について検査を行なった。
▲１▼検査１溶接後の端部ビードの外観
▲２▼検査２溶接後の端部にアンダーカットの有無、および発生のある場合はその大きさを下段に記載する。(単位mm)
▲３▼検査３マクロ検査における母材への溶け込み状況
(2)検査の評価は、以下の五段階に分類した。
▲１▼検査１（外観）の評価
◎ 優秀積層状況・融合状況等の外観上良好であった。
○ 良普通の評価。
△ 可多少外観に問題がある。
▲ 不可外観にもカットやポックが検出された。
× 不合格著しいビードの不整や融合不良の不合格欠陥の発生。
▲２▼検査（カット有無）２の評価
◎ 優秀全く発生が無かった。
○ 良基準値内の発生が多少あるが、問題がない。
△ 可問題がない程度のポックマークが検出された。
▲ 不可問題の残る欠陥（0.5≦深さ≦1.0ｍｍの欠陥の合計が7ｍｍ以上。
× 不合格深さ１ｍｍ以上の不合格欠陥が発生。
▲３▼検査３（マクロ）の評価
◎ 優秀第一、二母材側ともに2.0ｍｍ以上の良好な溶け込みが確保されている。
○ 良通常の仕上がりが確保されている。
△ 可の上僅かな溶け込み不足が検出された。
▲ 可不合格とならない溶け込み不足が検出された。
× 不合格第一、二母材側共に外観検査では判別できない、融合不良や溶け込み不足が検出され、明らかに不合格の発生が大であった。
【００１６】
【表１】

以上の表１から本発明の効果が明らかである。
【００１７】
実験例２
次に、実施例−１、実施例−２、実施例−５で、稜辺部に５ｍｍのアールＲを付けたものを、それぞれ実施例−６、実施例−７、実施例−８のサンプルとした。また、実施例−３、実施例−４で、それぞれ稜辺部に１０ｍｍ、１２ｍｍのアールＲを付けたものを、それぞれ実施例−９、実施例−１０のサンプルとした。これらのサンプルに加え、実施例−２〜５および比較例−２のサンプルを用い、ルートギャップＧを、１２ｍｍと広げたこと以外は、実験例１と同様にして溶接実験を行った。その結果を表２に示した。
【００１８】
【表２】

【００１９】
本発明の実施例のもの（特にアールＲを付けたもの）では、母材のルートギャップが１２ｍｍと広がっても、各検査評価は満足の行くものであったが、比較例のものでは、各検査ともに１〜２段階評価が下がってしまい、特に検査１では評価が×となってしまった。
実際の溶接では、母材ルートギャップ（間隔）は、通常７ｍｍが標準であるが、実施工では本実験の１２ｍｍ以上広がる事が普通であり、現在、その対応に苦慮しているのが、現状である。従って、本発明は、その一助となる事が予想される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接用セラミックエンドタブを用いて実際の溶接作業を行う際の各部材の配置状態を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態による溶接用セラミックエンドタブの斜視図である。
【図３】図２に示した溶接用セラミックエンドタブの正面図である。
【図４】図２に示した溶接用セラミックエンドタブの底面図である。
【図５】図２に示した溶接用セラミックエンドタブの平面図である。
【図６】図２に示した溶接用セラミックエンドタブの背面図である。
【図７】図２に示した溶接用セラミックエンドタブの左側面図である。
【図８】図２に示した溶接用セラミックエンドタブの右側面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態による溶接用セラミックエンドタブの斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態による溶接用セラミックエンドタブの正面図である。
【図１１】図１０に示した溶接用セラミックエンドタブの底面図である。
【符号の説明】
ｍ１第一母材
ｍ２第二母材
Ｂ裏当て金
Ｓ間隙
Ｄ間隔
１０溶接用セラミックエンドタブ
１２溶接使用面
１４母材接触面
１６第二母材への接触面
２０突起
２２辺
２４通し溝
３０第二母材への接触面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic end tab for welding, and more particularly to a ceramic end tab for welding used when welding a first base material having a grooved surface formed against a side surface of a second base material. is there.
[0002]
[Prior art]
In general, when butt welding or fillet welding of a plurality of steel materials by arc welding, prior to performing a predetermined welding operation, in order to reduce as much as possible the extra welding length at both ends of the weld bead. The welding end tabs are attached so as to be brought into contact with the edges of both ends of the weld line in the plurality of steel materials, respectively.
[0003]
Conventionally, many of such end tabs are made of the same kind of steel material as the base material (a plurality of steel materials) to be welded, and after completion of the welding of the base material, a part of the end tab is used. It should be cut off and the end tab for welding is attached to the base metal by partial penetration welding, and its position and method are standardized in Architectural Institute books.
[0004]
For this reason, in the past, stress is concentrated on the short bead or partial missing part of partial penetration welding when attaching the steel end tab to the base metal, and the gas notch part at the time of gas cutting of the tab material after the completion of the main welding. There is concern about breaking from the part. It can be said that it is extremely difficult to cut and remove the tab material after completion of welding when the width of the first base material is narrower than that of the second base material.
Although this welding is performed by full penetration welding, there is a gap that is not joined other than the full penetration part between the end tab material and the base material, so-called notch-like part, and it has been found that it causes breakage in the same manner as above. It is doing.
[0005]
Therefore, in recent years, instead of the steel ones attached to the base metal by such partial penetration welding, end tabs made of refractories such as ceramics, for example, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-119398 etc. Some are used in some cases. That is, the welding end tab disclosed in the above publication is made of an inorganic material flux or ceramics that does not have fusion or metallurgical reaction with the molten metal, and thus, after the welding of the base metal is completed. It can be easily removed, and it is possible to visually check the welding lamination state. Therefore, cutting and polishing operations are unnecessary from the vicinity of the base material, and the working efficiency can be effectively improved.
[0006]
However, in the case of such a high-melting-point ceramic end tab, there is a problem that undercut or hot cracking is likely to occur at the boundary between the base metal and the molten metal because the heat transfer of the molten metal to the end tab is slow. . This problem is because the thermal conductivity of ceramics (0.5 to 1.8 Kcal / mh ° C) is extremely low compared to the base metal (steel) (36.0 to 64.8 Kcal / mh ° C), so the heat of the molten metal is taken away at the start of welding, The cause is that when the welding is completed, the cooling rate is slower than the molten metal and the heat insulation state continues.
[0007]
The present invention can suppress the occurrence of the above-mentioned undercut and the like by reducing the area of the portion in contact with the base material of the ceramic end tab as much as possible, and provides a gap between the base material and the tab material. An object of the present invention is to provide a ceramic end tab for welding which can promote melting into a base material.
[0008]
[Handan to solve the problem]
The above-described problems are solved by any one of the following configurations (1) to ( 10 ) of the present invention.
(1) A weld metal contact surface formed to be recessed substantially corresponding to a groove section, which is used when welding a first base material on which a groove working surface is formed butted against a side surface of a second base material; ,
In a ceramic end tab for welding having a base metal contact surface protruding relative to the weld metal contact surface and contacting the end surface of the first base material,
A plurality of protrusions are formed on the base material contact surface from a position 2 mm or more away from the groove corresponding surface,
An end tab made of a ceramic for welding, wherein a radius is provided at a ridge side where the groove-corresponding surface and the base material contact surface intersect .
(2) The ceramic end tab for welding according to (1), wherein the protrusion is formed from a position 2 to 11 mm away from the groove-corresponding surface when the base material route gap G is 7 mm.
(3) The ceramic end tab for welding according to the above (1) or (2), wherein the protrusion is a single protrusion independent of all of the vertical direction and the horizontal direction .
(4) The ceramic end tab for welding according to (3), wherein the shape of the protrusion is any one of a cone, a truncated cone, a pyramid, and a truncated pyramid.
(5) The ceramic end tab for welding according to any one of (1) to (4), wherein a contact area of the entire protrusion with the first base material is 45% or less of an entire area of the base material contact surface.
(6) The ceramic end tab for welding according to any one of (1) to (5), wherein the height of the protrusion is 0.2 to 2.Omm.
(7) The ceramic end tab for welding according to any one of (1) to (6), wherein the plurality of protrusions are arranged in a row parallel to the groove-corresponding surface.
(8) said bottom area 4.5～113Mm ² of each projection, the top area is 50 mm ² or less (1) either welding ceramic end tab to (7).
(9) The ceramic end tab for welding according to any one of ( 1) to (8), wherein the radius of the radius of the ridge side portion is 1 to 20 mm.
(10) The ceramic end tab for welding according to any one of ( 1) to (8), wherein the radius of the radius of the ridge side portion is 2 to 10 mm.
[0009]
[Operation and effect of the invention]
In the welding ceramic end tab of the present invention, by providing a protrusion on the base material contact surface of the tab, the contact area with the base material is extremely reduced, and the occurrence of the above undercut and the like is suppressed, and By forming a gap between the base material and the tab material, it is possible to promote melting into the base material.
In addition, the protrusion is formed at a position 2 mm or more away from the groove-corresponding surface of the base material contact surface, and the base material contact surface is provided with a protrusion non-forming region adjacent to the groove-corresponding surface. The scope of application to the material root gap has expanded.
Furthermore, the passage between the first base material and the tab formed by the space between the protrusions and the protrusions allows the shielding gas used during welding to escape, and this allows a circular shape centered on the arc tip. It is possible to obtain an efficient sealing effect that does not disturb the shield.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a ceramic end tab for welding according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the welding ceramic end tab 10 according to the present invention has the first base material m1 formed with the grooved surface m11 butted against the side surface of the second base material m2 that is the vertical plate side base material. It is used when welding. In this specification, ceramics includes inorganic materials having low thermal conductivity such as gypsum and concrete, in addition to ceramics themselves. In FIG. 1, symbol B indicates a backing metal.
The tab 10 has a weld metal contact surface 12 formed to be recessed substantially corresponding to the groove cross section m11 of the first base material m1, and projects relative to the weld metal contact surface 12, and the first base material and a base material contact surface 14 that contacts an end surface m12 of m1.
In FIG. 1, reference numeral 16 denotes a contact surface to the second base material m2.
The welding use surface 12 and the base material contact surface 14 are preferably provided on both sides of the tab material 10 so that they can be used on both sides of the first base material m1.
[0011]
A plurality of protrusions are formed on the base material contact surface 14. The protrusions may be a plurality of linear protrusions provided in parallel, but as illustrated, it is desirable that the protrusions are two or more independent protrusions 20 that are independent in all of the vertical and horizontal directions. . Due to the protrusions 20, as shown in FIG. 1, a clearance S is formed between the end surface m12 of the first base material m1 and the base material contact surface. The term “independent of all of the vertical and horizontal directions ” means that the protrusions 20 are not continuous in all of the vertical and horizontal directions .
The shape of the protrusion 20 is preferably any one of a cone, a truncated cone, a pyramid, and a truncated pyramid, and particularly preferably a truncated cone.
The plurality of protrusions 20 are parallel to the side adjacent to the weld metal contact surface 12 of the contact surface 14 to the non-welded portion of the base metal, that is, as shown in FIG. It is preferable that they are arranged in a row. The protrusion 20 needs to have a protrusion closest to the side 22 separated from the side by 2 mm or more. This distance is preferably 3 to 10 mm. For example, the distance D shown in FIG. 3 is preferably 2 to 11 mm. If the distance D is less than the above range, the applicable range for the base material root gap is narrowed, and the weld metal of the side 22 tends to be corrugated, and if exceeding, the tab material is secured. The height of the protrusion 20 is 0.2mm The effect of the present invention tends not to be obtained.
The contact area of the entire protrusion 20 to the base material is preferably 45% or less of the entire contact surface 14 of the tab material to the non-welded portion of the base material. That is, the contact area ratio with respect to the base material is preferably 45% or less. If this value exceeds 45%, the contact area becomes too large, the effects of the present invention cannot be exhibited, and undercutting or the like may easily occur. The lower limit of this value is about 3%.
If it is less than this value, the tip of the protrusion tends to be chipped, causing a problem in securing the tab material.
[0012]
The height of the protrusion 20 is preferably 0.2 to 2.0 mm. When the value is less than the above range, the heat diffusion effect decreases, and when it exceeds, the molten metal tends to flow into the gap between the base material and the tab material, and the above-described range tends to be lost. Is preferred.
The bottom area of the protrusion 20 is preferably 4.5 to 113 mm ² .
When it is less than the above value range, it is necessary to reduce the top area and increase the number of protrusions, and it becomes difficult to form a gap between the base material and the tab material. The above range is preferred. The number of protrusions is two or more as described above, and 5 to 30 used in the examples described later is particularly preferable if an example is given.
Further, the top area of the protrusion 20 is preferably 50 mm ² or less. If the above value is exceeded, the heat transfer to the tab material is increased and the effect of the present invention is reduced.下限, the lower limit of this value is determined in consideration of the above contact area ratio.
[0013]
Note that it is preferable to provide a plurality of through grooves 24 extending in the width direction on the contact surface 16 to the second base material m2 as shown in FIG. The groove 24 prevents the shield gas used during welding from being repelled, and prevents the occurrence of undercuts by reducing the contact area ratio to the non-welded portion of the base metal, as in the case of the above projection. . The above tabs are suitable for full penetration welding when the flange widths are different, but in the case of tabs suitable for full penetration welding when the flange widths are the same, as shown in FIG. It is preferable that the second base material contact surface 30 in contact with the end surface of the second base material m2 is provided with the same protrusion 20 as described above.
In addition, it is preferable to add a radius R as shown in FIGS. 10 and 11 to the ridge portion where the groove-corresponding surface and the base material contact surface intersect. Thereby, the appearance of the welded portion is improved, and as a result, the strength is also improved. The radius of R of the ridge side is preferably 1 to 20 mm, particularly preferably 2 to 10 mm.
[0014]
【Example】
First, an end tab sample having the shape shown in FIG. 2 and below was added to a mullite crystal with 10% alkaline earth metal oxide, a thermal conductivity of 1.25 to 1.3 Kcal / mh ° C., and an apparent porosity of 32 to 38%. The sintered body was manufactured. The shape of the projection 20 is a truncated cone, the height is 0.7 mm, the bottom area is 12.56 mm ² , the top area is 7.07 mm ² , the contact area ratio of the projection to the non-welded base metal is 14.6%, and the distance D is 3.0. mm. In addition, the shape of the said ridge side part was a corner | angular, and the angle was 120 degree | times. This sample was prepared and used as the sample of Example-1.
Of the factors of the sample used in Example 1, those having the distance D of 5 mm, 10 mm, and 12 mm were used as the samples of Example-2, Example-3, and Example-4, respectively. The contact area ratio also changed as shown in Table 1 due to the change in the distance D. Further, the sample of Example-5 was a projection having a plurality of horizontally extending linear projections and the factors shown in the table.
On the other hand, the sample of Example-1 having no protrusion was used as the sample of Comparative Example-1. Further, the sample of Example-1 with the distance D set to 1.0 mm was used as the sample of Comparative Example-2.
[0015]
Experimental example 1
Using the above samples, each member was placed as shown in FIG. 1, and a gas shield welding experiment was actually performed under the following conditions.After welding was completed, visual inspection and measurement of the start and end bead and welding were performed. The metal was cut and polished leaving 0.1 mm, and the macro state was inspected. The experimental procedure and evaluation criteria are described below. The results of the above experiment are summarized in Table 1.
Experimental procedure (1) Shape of test specimen (1) First base material thickness: 25 mm
(2) Weld length: 250mm
(3) Groove angle: 35 °
(4) Route gap: 7 mm (indicated by symbol G in FIG. 1)
(2) Welding conditions (1) Current: 340 ± 10A
(2) Voltage: 34 ± 1V
(3) Welding speed: 30 ± 5 cm / min
(4) Heat input: 19-29 Kjul / cm
(5) Wire diameter: 1.2mmφ
Evaluation criteria for experiments
(1) As for the inspection items, the following three items were inspected.
(1) Inspection 1 Appearance of end bead after welding (2) Inspection 2 The presence or absence of undercut at the end after welding, and the size of any occurrence, are listed below. (Unit: mm)
(3) Inspection 3 Melting condition in base material in macro inspection
(2) The evaluation of the inspection was classified into the following five stages.
(1) Evaluation of inspection 1 (appearance) ◎ Excellent Appearance was good in terms of the appearance of lamination and fusion.
○ Good Normal evaluation.
△ Yes Some appearance problems.
▲ Impossible A cut or pock was also detected on the appearance.
× Failed Significant bead irregularities or unsatisfactory fusion defects.
(2) Evaluation of inspection (cut presence / absence) 2 Excellent: No occurrence at all.
○ Good There are some occurrences within the standard value, but there is no problem.
△ Yes A pock mark with no problem was detected.
▲ Impossible defects (0.5 ≦ depth ≦ 1.0mm total of defects 7mm or more)
× Failed A defective defect with a depth of 1 mm or more occurred.
(3) Evaluation of inspection 3 (macro) ◎ Excellent Good penetration of 2.0 mm or more is secured on both the first and second base metal sides.
○ Good Normal finish is secured.
Δ: Slightly insufficient penetration was detected.
▲ Acceptable Poor penetration was detected without failing.
× Failed Both the first and second base metal sides were detected as defective fusion and insufficient penetration that could not be determined by visual inspection, and the occurrence of failure was clearly large.
[0016]
[Table 1]

From the above Table 1, the effect of the present invention is clear.
[0017]
Experimental example 2
Next, in Example-1, Example-2, and Example-5, samples with Example-5, Example-7, and Example-8, respectively, with a 5 mm radius R on the ridge side part. It was. In addition, Samples of Example-9 and Example-10 were obtained by adding the round R of 10 mm and 12 mm to the ridge sides in Example-3 and Example-4, respectively. In addition to these samples, the samples of Examples-2 to 5 and Comparative Example-2 were used, and a welding experiment was performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that the root gap G was widened to 12 mm. The results are shown in Table 2.
[0018]
[Table 2]

[0019]
In the examples of the present invention (especially those with R), each test evaluation was satisfactory even when the root gap of the base material widened to 12 mm. In both inspections, the evaluation was reduced by 1 to 2 stages, and in the inspection 1 in particular, the evaluation was x.
In actual welding, the base material root gap (spacing) is usually 7 mm as standard, but the actual work usually spreads over 12 mm in this experiment, and currently it is difficult to cope with it. It is. Therefore, the present invention is expected to help.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an arrangement state of each member when an actual welding operation is performed using a ceramic end tab for welding according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a ceramic end tab for welding according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view of the ceramic end tab for welding shown in FIG. 2. FIG.
4 is a bottom view of the welding ceramic end tab shown in FIG. 2; FIG.
5 is a plan view of the ceramic end tab for welding shown in FIG. 2. FIG.
6 is a rear view of the ceramic end tab for welding shown in FIG. 2. FIG.
7 is a left side view of the ceramic end tab for welding shown in FIG. 2. FIG.
8 is a right side view of the welding ceramic end tab shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 9 is a perspective view of a ceramic end tab for welding according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a front view of a ceramic end tab for welding according to another embodiment of the present invention.
11 is a bottom view of the welding ceramic end tab shown in FIG. 10; FIG.
[Explanation of symbols]
m1 1st base material m2 2nd base material B Backing metal S Gap D Interval 10 Welding ceramic end tab 12 Welding use surface 14 Base material contact surface 16 Contact surface 20 to second base material 20 Protrusion 22 Side 24 Through groove 30 First Contact surface to two base materials

Claims

A weld metal contact surface formed by being depressed substantially corresponding to the groove cross section, used when welding the first base material formed with the groove working surface against the side surface of the second base material,
In a ceramic end tab for welding having a base metal contact surface protruding relative to the weld metal contact surface and contacting the end surface of the first base material,
A plurality of protrusions are formed on the base material contact surface from a position 2 mm or more away from the groove corresponding surface,
An end tab made of a ceramic for welding, wherein a radius is provided at a ridge portion where the groove-corresponding surface and the base material contact surface intersect .

2. The ceramic end tab for welding according to claim 1, wherein when the base material route gap G is 7 mm, the projection is formed from a position 2 to 11 mm away from the groove-corresponding surface.

The ceramic end tab for welding according to claim 1 or 2, wherein the protrusion is a single protrusion independent of all of the vertical direction and the horizontal direction .

The end tab made of ceramics for welding according to claim 3, wherein the shape of the protrusion is any one of a cone, a truncated cone, a pyramid and a truncated pyramid.

5. The ceramic end tab for welding according to claim 1, wherein a contact area of the entire protrusion with the first base material is 45% or less of an entire area of the base material contact surface.

The ceramic end tab for welding according to any one of claims 1 to 5, wherein a height of the protrusion is 0.2 to 2.Omm.

The ceramic end tab for welding according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of protrusions are arranged in a row parallel to the groove-corresponding surface.

Either welding ceramic end-tab of the claims 1 to 7 the bottom area of each protrusion 4.5~113mm ^2, the top area is 50 mm ² or less.

The ceramic end tab for welding according to any one of claims 1 to 8, wherein the radius of the radius of the ridge side portion is 1 to 20 mm.

The ceramic end tab for welding according to any one of claims 1 to 8, wherein a radius of a radius of the ridge side portion is 2 to 10 mm.