JP4317307B2 - 鉄筋溶接継手工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、土木、建築工事の鉄筋工事において、半自動炭酸ガスアーク溶接による鉄筋の溶接継手工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、土木、建築工事における鉄筋の継手溶接は、ガス圧接工法が多用されてきたが、近年は、炭酸ガスアーク溶接による継手溶接工法が採用されるようになってきた。
【０００３】
この炭酸ガスアーク溶接による継手溶接工法は、溶接の裏当金の役割と炭酸ガスの洩気を防止する鋼板製のＵ字形継手スリーブを用い、継手スリーブ内に互いに接続せんとする鉄筋の端部を嵌め込み、鉄筋の端部と端部を炭酸ガスアーク溶接により溶接し、両鉄筋を互いに接続するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、炭酸ガスアーク溶接工法では、溶接によって鉄筋の端部温度が通常１５００℃〜１６００℃程度になり、この溶接部分を自然の大気下に放置して冷却させると、急冷状態となる。また、寒期や強風下ではそれ以上に急冷されることになる。
【０００５】
通常、溶接部の引っ張り試験では、母材鉄筋の破断となり溶接部に十分な強度が得られているが、９０°の曲げ試験では溶接部付近が破損することがある。
【０００６】
これは、母材鉄筋の端部域が急冷により焼き入れされた状態となり、この焼き入れされた部分の硬度が増し、折れやすくなることが原因であることが実験の結果判明した。
【０００７】
このように、従来の炭酸ガスアーク溶接による継手溶接工法においては、溶接部分の曲げ性が低下するという問題がある。
【０００８】
また、鉄筋の溶接部分は、欠陥がないか超音波による探傷検査を行う必要があるが、継手スリーブが長いと鉄筋の溶接部分の周囲に存在する継手スリーブが探傷検査の邪魔になり、探傷検査が行い難いという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、炭酸ガスアーク溶接による継手溶接時に鉄筋の急冷を防ぎ、鉄筋端部の硬度上昇を抑えることにより、曲げ性を向上させて品質と性能の優れた溶接が得られ、溶接後の超音波による探傷検査が容易に行える鉄筋溶接継手工法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、裏当て金として金属製Ｕ字形の継手スリーブを使用して半自動炭酸ガスアーク溶接により鉄筋を溶接するに際し、鉄筋の溶接部分を高周波電磁加熱機で鋼種、鉄筋径に応じて必要な温度に先行加熱し、その直後に炭酸ガスの洩気防止機能を有する風防フードを溶接しようとする鉄筋に装着し、続いて半自動炭酸ガスアーク溶接により鉄筋を溶接する構成を採用したものである。さらに、請求項１の発明は、金属製Ｕ字形の継手スリーブに、鉄筋の端面間隔より外側となる２箇所の位置に周方向のスリットが設けられ、半自動炭酸ガスアーク溶接による鉄筋の溶接完了後、継手スリーブのスリットより外側の部分を除去する構成を採用したものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記半自動炭酸ガスアーク溶接による鉄筋の溶接を、風防フードの内部に鉄筋溶接部分を包み込むようなかたちで、溶接用開口を持つ無機質断熱材を充填した状態で行い、この無機質断熱材で溶接部分の急冷による焼き入れ作用の防止をなし、溶接部分の曲げ性を確保する構成を採用したものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記金属製Ｕ字形の継手スリーブが、溶接せんとする鉄筋の端面間隔より２．５倍の長さを有する構成を採用したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１４】
図示のように、この発明の鉄筋溶接継手工法の実施は、溶接せんとする鉄筋１、１に対して弾力的に外嵌する金属製Ｕ字形の継手スリーブ２と、鉄筋１、１の溶接部分を先行加熱するポータブル型の高周波電磁加熱機３と、炭酸ガスの洩気防止機能を有する風防フード４と、鉄筋溶接部分を包み込むようなかたちで溶接部分の急冷による焼き入れ作用を防止するための無機質断熱材５と、半自動炭酸ガスアーク溶接手段とが用いられる。
【００１５】
上記継手スリーブ２は、溶接せんとする鉄筋１、１の端面間隔（溶接ルート間隔）Ｈより２．５倍程度の長さを有し、鉄筋１、１の端面間隔Ｈより外側となる２箇所の位置に両側から周方向のスリット６が設けられ、スリット６より外側の部分を折り取り除去できるようになっている。
【００１６】
上記高周波電磁加熱機３は、溶接せんとする鉄筋１、１に上部から外嵌するコ字状に形成した加熱部７の上面にハンドル８を設け、加熱部７内に組み込んだコイル９をハンドル８から引き出したコード１０を介して電源と接続することにより、鉄筋１、１の溶接せんとする部分を高周波電磁加熱によって加熱するような構造になっており、この高周波電磁加熱機３を用い、鉄筋１、１の溶接部分を、鋼種と鉄筋径に応じた必要な温度、例えば３００℃〜４５０℃程度に先行加熱するものである。
【００１７】
前記風防フード４は、耐熱性の材料を用いた一対の半箱体１１と１２からなり、両半箱体１１と１２は、三面からなる周壁１３と底壁１４を有し、嵌め合わせた周壁１３の両側端部をピン１５で互いに結合し、両周壁１３の端縁には、閉鎖時に鉄筋１へ嵌合する半円状の切り欠１６を設けて形成され、閉鎖時は上部が開口して下部が閉鎖された下部窄まりの角形容器状となり、開放時はピン１５を支点に両半箱体１１と１２を外方へ開くことにより、底壁１４が離反して両周壁１３の端縁がハ字状となり、鉄筋１、１に対する着脱が自在になる。
【００１８】
上記一対の半箱体１１と１２は、ピン１５との間に張設したスプリング１７で互いに閉じる方向の弾性が付勢されている。
【００１９】
前記無機質断熱材５は、風防フード４の内部に鉄筋溶接部分を包み込むようなかたちで充填する徐冷パッドに形成され、溶接用開口５ａが設けられている。
【００２０】
次に、鉄筋溶接継手工法の施工方法を説明する。
【００２１】
図１と図２に示すように、継手スリーブ２内に両鉄筋１、１の端部を、端面間隔Ｈを確保して嵌め込んだ状態で、両鉄筋１、１の上部から高周波電磁加熱機３の加熱部７を外嵌し、コイル９への通電により両鉄筋１、１の溶接部分を電磁波で３００℃〜４５０℃程度に先行加熱する。このとき、両鉄筋１、１の端部は、継手スリーブ２のスリット６よりも内側に位置している。
【００２２】
この先行加熱を行う高周波電磁加熱機３は、一定の加熱電流値に対して鉄筋１の鋼種や径に合わせた加熱時間を設定し、所定の温度に加熱した条件をセンサーで検出することにより、アラームで表示するようになっている。
【００２３】
上記先行加熱の終了直後に、図８のように、鉄筋１、１の溶接せんとする部分に、開放した一対の半箱体１１と１２を挿入し、切り欠き１６が鉄筋１、１に臨む状態で半箱体１１と１２を閉じることで、炭酸ガスの洩気防止機能を有する風防フード４を装着し、続いて図４乃至図６のごとく、風防フード４の内部に、溶接用開口５ａを持つ無機質断熱材５を鉄筋１、１の溶接部分を包み込むようなかたちで充填し、この後、炭酸ガスアーク溶接により鉄筋１、１の端部と端部を溶材Ａで溶接する。
【００２４】
このとき、鉄筋１、１の端部は予熱されているので、炭酸ガスアーク溶接が効率よく行えると共に、風防フード４で強風や寒風から溶接部分を保護すると共に、溶接部分は風防フード４で囲まれているため、炭酸ガスの洩気を防止する。
【００２５】
また、半自動炭酸ガスアーク溶接により鉄筋１、１を溶接するに際し、図４乃至図６のごとく、風防フード４の内部に、溶接用開口５ａを持つ無機質断熱材５を鉄筋１、１の溶接部分を包み込むようなかたちで充填しておくことにより、溶接部分の急冷による焼き入れ作用の防止をなし、溶接部分の曲げ性を確保して鉄筋溶接部分の品質と性能を向上させることができる。
【００２６】
溶接が完了して一定時間が経過すると、溶接部分から無機質断熱材５を取り出し、続いて風防フード４を取り外して回収し、次の溶接に再使用すればよい。
【００２７】
また、鉄筋の溶接完了後、図９に示すように、継手スリーブ２のスリット６より外側の部分を除去することにより、継手スリーブ２は短尺化して鉄筋１、１の外面に対する重なり量が少なくなり、超音波による溶接部探傷検査の邪魔にならないので、該探傷検査が容易に行えることになる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、鉄筋の溶接部分を高周波電磁加熱機で先行加熱し、その直後に炭酸ガスの洩気防止機能を有する風防フードを溶接しようとする鉄筋に装着し、続いて半自動炭酸ガスアーク溶接により鉄筋を溶接するようにしたので、鉄筋の先行加熱により半自動炭酸ガスアーク溶接が効率良く行え、かつ、風防フードが溶接作業時の炭酸ガスの洩気を防止し、溶接部分に対し、炭酸ガスによる酸化防止効果を維持することができ、これによって、品質と性能の優れた鉄筋の溶接が得られることになる。
【００２９】
また、鉄筋を溶接した直後、風防フードの内部に鉄筋溶接部分を包み込むようなかたちで無機質断熱材を充填することにより、溶接部分の急冷による焼き入れ作用の防止をなし、溶接部分の曲げ性を確保することができる。
【００３０】
更に、金属製Ｕ字形の継手スリーブの２箇所の位置に周方向のスリットが設けられ、半自動炭酸ガスアーク溶接による鉄筋の溶接完了後、継手スリーブのスリットより外側の部分を除去することにより、超音波による溶接部探傷検査を行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉄筋溶接継手工法を示す先行加熱状態の正面図
【図２】同上の縦断側面図
【図３】継手スリーブの斜視図
【図４】風防フードと無機質断熱材を装着した鉄筋溶接継手工法の鉄筋溶接状態を示す縦段正面図
【図５】同上の平面図
【図６】同上の縦断側面図
【図７】風防フードの開放状態を示す斜視図
【図８】鉄筋に風防フードを装着した状態を示す斜視図
【図９】鉄筋溶接後における継手スリーブの部分除去を示す正面図
【符号の説明】
１ 鉄筋
２ 継手スリーブ
３ 高周波電磁加熱機
４ 風防フード
５ 無機質断熱材
５ａ 溶接用開口
６ スリット

Claims (3)

1. 裏当て金として金属製Ｕ字形の継手スリーブを使用して半自動炭酸ガスアーク溶接により鉄筋を溶接するに際し、鉄筋の溶接部分を高周波電磁加熱機で鋼種、鉄筋径に応じて必要な温度に先行加熱し、その直後に炭酸ガスの洩気防止機能を有する風防フードを溶接しようとする鉄筋に装着し、続いて半自動炭酸ガスアーク溶接により鉄筋を溶接する鉄筋溶接継手工法であって、
   金属製Ｕ字形の継手スリーブには、鉄筋の端面間隔より外側となる２箇所の位置に周方向のスリットが設けられ、半自動炭酸ガスアーク溶接による鉄筋の溶接完了後、継手スリーブのスリットより外側の部分を除去することを特徴とする鉄筋溶接継手工法。
2. 前記半自動炭酸ガスアーク溶接による鉄筋の溶接を、風防フードの内部に鉄筋溶接部分を包み込むようなかたちで、溶接用開口を持つ無機質断熱材を充填した状態で行い、この無機質断熱材で溶接部分の急冷による焼き入れ作用の防止をなし、溶接部分の曲げ性を確保することを特徴とする請求項１に記載の鉄筋溶接継手工法。
3. 前記金属製Ｕ字形の継手スリーブが、溶接せんとする鉄筋の端面間隔より２．５倍の長さを有する請求項１又は２に記載の鉄筋溶接継手工法。

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