JPH02251369A - エンクローズアーク溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鉄筋等の棒状の被溶接材を垂直に立てて又は水
平においてエンクローズアーク溶接するエンクローズア
ーク溶接方法に関し、特に狭開先の場合に有効であって
、裏当材を使用して溶接欠陥を防止したエンクローズア
ーク溶接方法に関する。

［従来の技術］ 第６図（ａ）、（ｂ）はいずれも従来のエンクローズア
ーク溶接方法を示す断面図であり、第６図（ａ）は水平
筋の場合、第６図（ｂ）は垂直筋の場合についてのもの
である。水平筋の場合は、第６図（ａ）に示すように、
鉄筋１にその長手方向に直交する接合面１ａを形成し、
この接合面１３間を所定の開先幅で離隔させて両者を水
平に配置する。そして、この開先空間の下半部にあてが
うようにして断面がＵ字形の銅当金２を配置し、この開
先空間の上方側に設けた銅当金２の溶接口から溶接棒（
いずれも図示せず）を開先空間内に挿入し、被覆アーク
溶接により開先空間の下部から上部に向かって溶接金属
３を充填していく。この場合に、スラグ４が発生してこ
のスラグ４が鉄筋１と銅当金２との間を埋めてビードを
形成する作用を有する。

また、垂直筋の場合は、第６図（ｂ）に示すように、鉄
筋５を垂直に配置し、その接合面５ａを鉄筋５の長手方
向に対して傾斜させて形成すること以外は水平筋の場合
と同様である。

第７図（ａ）、（ｂ）は鋼製スリーブ１０を使用した被
覆アーク溶接方法を示す断面図である。

水平筋の場合は、第７図（ａ）に示すように、鉄筋１１
をその略垂直の接合面間に所定の開先幅をおいて水平に
配置し、この開先空間を囲繞するようにして鋼製スリー
ブ１０を嵌合する。そして、このスリーブ１０の上端の
開口部１０ａを介して溶接棒（図示せず）を開先空間内
に挿入し、被覆アーク溶接する。これにより、溶接金属
１２が開先空間内に盛りつけられる。この鋼製スリーブ
１０は継手の一部となる。

垂直筋の場合は、第７図（ｂ）に示すように、鉄筋１２
を垂直に配置し、下方の鉄筋１２には水平の接合面を形
成し、上方の鉄筋１２にはスリーブ１０の開口部１０ａ
が上方に開いた傾斜接合面を形成する。その他の溶接条
件は水平筋の場合と同様である。

第８図はガスメタルアーク溶接方法を示す図である。但
し、第８図（ａ）、（ｂ）は水平筋の場合の夫々正面断
面図及び側面断面図であり、第８図（Ｃ）は垂直筋の場
合の側面断面図である。水平筋の場合は、その接合面が
鉄筋中心軸に対して略直角の開先面の鉄筋２１を相互間
に所定の開先幅をおいて水平に配置し、断面がＵ字形を
なす銅当金２０を開先空間を中心として鉄筋２１の両端
部を下方から抱くように配置し、鉄筋２１の下半部と銅
当金２０との間にガラス製テープ２２を介装する。そし
て、溶接棒２３を開先空間にその上部から挿入し、ガス
メタルアーク溶接する。このガラス製テープ２２は銅当
金２０のアークによる損傷を防止すると共に、良好なス
ラグを形成するために開先空間の底部に配設される。

なお、ガラステープ２２の替わりに、鋼製裏当金を使用
することもある。即ち、第８図（Ｃ）に示すように、垂
直筋について鋼製裏当金を使用した場合は、接合面が水
平の鉄筋２４を下方に配置し、接合面が傾斜した鉄筋２
４を上方に配置すると共に、開先空間に望ませて凹所２
５ａを設けた銅当金２５を１対の鉄筋２４の両端部を囲
繞するように配設する。そして、この凹所２５ａに鋼製
裏当金２６を挿入して配置し、同様にしてガスメタルア
ーク溶接する。この鋼製裏当金は継手の一部となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の溶接方法はいずれも以下
に示すような欠点を存する。

先ず、第６図に示す従来のエンクローズアーク溶接方法
においては、銅当金２が直接溶接アークに曝されるため
、銅当金２の損傷が著しい。このため、銅当金２を頻繁
に交換する必要があり、溶接用治具に要する費用が極め
て高い。

また、第７図に示す被覆アーク溶接方法においては、鋼
製スリーブ１０がスラグ１３と濡れる性質があるので、
開先外へのスラグ１３の排出が困難である。このため、
スラグ１３の巻込みが発生すると共に、アンダーカット
１４が発生しやすい。

また、鋼製スリーブ１０は銅当金に比して溶接金属に対
する冷却作用が小さいため、スリーブ１０と鉄筋１１と
の間の間隙に溶接金属が侵入してオーバーラツプ１５が
発生しやすい。更に、この方法は連続溶接が困難である
ため、溶接能率が低いという難点がある。

更に、第８図に示すガスメタルアーク溶接方法において
は、ガラステープ２２を使用する場合は、このガラステ
ープ２２を開先の底部に設けるため、溶接開始時にはア
ークを開先の側壁部との間で発生させる必要がある。し
かしながら、狭開先の場合には、開先側壁部に対してト
ーチ角度を大きくとることが困難である。また、ガラス
テープ２２に溶接ワイヤが指向してしまい、ワイヤのガ
ラステープ２２へのスティックが発生し、これに起因し
てワイヤ送給不良等が生起されるので、アークスタート
を安定して且つ良好に行うことができない。

更にまた、鋼製裏当金２６を使用する場合は、被覆アー
ク溶接方法（第７図）の場合と同様に、アンダーカット
２７及びオーバーラツプ２８が発生する。また、特にガ
スシールドアーク溶接であることから、スラグによるビ
ード形成作用を得にくり、滑らかな裏ビードが得にくい
という難点がある。

上述の如く、異径断面の棒鋼である鉄筋の突合せ溶接に
おいては、鋼製スリーブ１０及び鋼製裏当金２６のよう
に鋼材の場合、又は銅当金２．２０のように鋼材の場合
のいずれにおいても、これらの当金と鉄筋又は開先空間
との間の間隔が、鉄筋のリブ及び節の形状に起因して、
鉄筋の任意の断面において不規則であるため、種々の溶
接欠陥が発生する。

また、銅当金がアークに直接曝される場合には、銅当金
の損傷が激しく、交換頻度が高い。

更に、銅当金と開先空間との間に鋼製裏当金を設けると
アンダーカット又はオーバーラツプ等の溶接欠陥が発生
しやすい。

更にまた、ガラステープ又はセラミックス材等を銅当金
と開先空間との間に設けるとスラグ生成作用が得られる
ものの、電気絶縁性のためにアークの安定起動が阻害さ
れる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
溶接欠陥が防止されると共に、当金の損傷も軽減される
エンクローズアーク溶接方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るエンクローズアーク溶接方法は、棒状の一
対の被溶接材をその接合面間に所定の開先空間を設けて
配置すると共に、前記開先空間の外周の一部を囲む当金
を配置して溶接するエンクローズアーク溶接方法におい
て、前記当金と前記被溶接材及び開先空間との間に、少
なくとも導電部材と、耐火性可撓性部材との複合体から
なる裏当材を、この裏当材の導電部材を前記被溶接材及
び開先空間側に配置して当金との間に介装したことを特
徴とする。

［作用］ 本発明においては、当金と被溶接材との間に、裏当材を
配置する。この裏当材は被溶接材側に設けられてこれと
接触する導電部材と、当金側の可撓性部材との複合体で
あるから、アークは導電部材との間で発生するため、安
定して且つ良好にアークが起動される。また、可撓性部
材がこの導電部材の裏に配設されているので、被溶接材
の表面に凹凸があり、又は一対の被溶接材間に若干の位
置の偏りがあっても、可撓性部材が変形して裏当材は一
対の被溶接材の両端部に確実に接触するので、溶接金属
を開先空間内に保持することができる。即ち、溶接金属
の漏出が防止されるので、これによりオーバラップ及び
アンダカット等の溶接欠陥の発生を抑制することができ
る。

なお、この可撓性部材としては、セラミックス繊維体又
はセラミックスペースト等があり、可撓性を有すると共
に、溶接金属と接触しても完全に溶融しないような耐火
性を有するものであれば、種々の材料のものを使用する
ことができる。一方、導電部材としては、薄鋼帯板、鉄
筋をバインダで固めたもの、又は小径の鋼条材等がある
。この導電部材は、可撓性部材の特性を駆動せずに、裏
当材全体としても可撓性を保持できるものであることが
必要である。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。

第１図は本発明の実施例方法にて使用する裏当材を示す
斜視図、第２図は第１図の■−■線による断面図、第３
図は同じく前記裏当材の平面図である。この裏当材３０
は帯板状の可撓性部材３１と、この可視性部材３１上に
重ねられた帯板状の導電部材３２とを有する°。導電部
材３２は溶接金属と略同系の化学組成を有し、裏開先幅
と路間−の幅を有する。例えば、導電部材３２としては
、厚さがｏ、ｅ龍、幅が！５謙−のＪＩＳ　Ｇ　３１４
１冷間圧延鋼帯（ＳＰＣＣ）を使用することができる。

また、可撓性部材３１は裏開先幅より広幅であり、かつ
、導電部材３２よりも幅が広い。この可撓性部材３１と
しては、例えばアルミナシリカ系の帯吠セラミックス繊
維体がある。また、その形状は、例えば厚さが２關、幅
が２５ｍｍである。この可撓性部材３１は溶接金属が接
触しても完全に溶融しないものであることが必要であり
、このため１５００℃以上の融点を有することが好まし
い。

そして、可撓性部材３１の長手方向の中央には、丁字形
のスリット３４が形成されており、導電部材３２と同一
の冷間圧延鋼帯で形成されたかしめ部材３３をこのスリ
ット３４に挿通させて、裏当材３０の厚さ方向に機械的
にかしめることにより、導電部材３２と可撓性部材３１
とを一体的に固定しである。

本実施例方法においては、上述の如（構成された裏当材
を例えば垂直に配置された鉄筋の対向端部の側面に押し
付けてエンクローズアーク溶接する。即ち、例えば第４
図（ａ）に示すように、−対の鉄筋４０の接合面４０ａ
を鉄筋４０の軸方向に対して略垂直に形成し、この接合
面間に所定の開先幅に相当する間隔を設けて両鉄筋４０
を対向させる。

そして、その水平断面が略Ｕ字形をなす銅当金４１を鉄
筋４０間の開先空間を側方から囲むようにして配設し、
この銅当金４１の上端及び下端に配設されたクランプを
夫々上方の鉄筋４０及び下方の鉄筋４０に締結する。こ
の場合に、裏当材３０をその導電部材３２が鉄筋４０側
に、可撓性部材３１が銅当金４１側になるように、銅当
金４１と鉄筋４０との間に介装する。そうすると、導電
部材３２が鉄筋４０に接触して両者が電気的に接続され
る。また、可撓性部材３１は銅当金４１と鉄筋４０との
間に挾まれ、前述のクランプを締結することにより可撓
性部材３１は銅当金４１により鉄筋４０に向けて押圧さ
れて変形し、銅当金４１の内面と鉄筋４０の周面との双
方に密着して両者間に介在する。

上述の如く各部材を設定し、溶接電源のアース端子と鉄
筋４０とを電気的に接続した後、溶接棒を開先空間に挿
入してアークを形成する。この場合に、開先空間の奥に
は鉄筋４０に接続された導電部材３２が配設されている
ので、溶接棒と導電部材３２との間に安定した良好なア
ークが生起される。次いで、アークを下方の鉄筋４０の
接合面と導電部材３２との境界部に移動させ、アークを
短くしながらセミウィービングを実施する。これにより
、溶接金属を下方鉄筋４０の接合面上に盛り付けていき
、下方鉄筋４０と上方鉄筋４０との間を橋絡させ、更に
開先の最前部まで溶接金属を盛り付けて開先空間を溶融
金属で充填する。次いで、アークを停止し、溶接金属を
冷却させて凝固させた後、前記クランプを外して銅当金
４１を取り外して溶接を終了する。

本実施例方法においては、銅当金４１と鉄筋４０との間
に裏当材３０のセラミックス繊維からなる可視性部材３
１が介在しているので、溶接金属が開先空間から漏出す
ることはない。従って、アンダーカット及びオーバーラ
ツプ等の溶接欠陥の発生は防止される。なお、薄鋼帯状
の導電部材３２は溶接金属と接触して溶融し、余盛を形
成して継手の一部となる。

可撓性部材３１は銅当金４１と鉄筋４０との間に挾まれ
て変形するので、第４図（ｂ）に示すように、例えば上
方鉄筋４０の接合面が鉄筋４０のリブの位置に形成され
たため、上方の接合面の直径が下方の接合面の直径より
も大きい場合にも、可撓性部材３１の上部が下部より多
く撓んで同様に銅当金４１と鉄筋４０との間を封止する
。従って、異径断面の鉄筋であっても、溶接金属の漏出
は確実に防止される。

なお、可撓性部材３１はその溶融損耗を防止するために
融点が１５００℃以上のものを使用することが好ましい
。

また、例えば、融点が６００℃、厚さがｌ■重以下のガ
ラステープを薄鋼帯状導電部材３２とセラミ・ックス可
撓性部材３１との間に挿入しておくと、導電部材３２が
溶接金属と接触して溶融する際にこのガラステープも溶
融してスラグを形成するので、溶接部の外観が美麗にな
る。

更に、導電部材及び耐火性可撓性部材を夫々複数個積層
して裏当材を構成することにより、その厚さを任意に設
定することができる。

第５図（ａ）乃至（ｉ）は夫々裏当材の変形例を示す。

第５図（ａ）に示す裏当材５０は、セラミックス繊維体
５１を金属製メツシュ５２で被覆し、メツシュ５２の中
央に軟鋼板５３を配設したものである。

第５図（ｂ）に示す裏当材５４は、セラミックス繊維体
５５を金属製メツシュ５６で被覆しただけのものである
。

第５図（Ｃ）に示す裏当材５７は、セラミックス繊維体
５８の中央に軟鋼板５９をパンチングしたものである。

第５図（ｄ）に示す裏当材６０は、セラミックス繊維体
６１の表裏面を金属メツジュロ２で挾んで構成されるも
のを２層積層させたものである。

第５図（ｅ）に示す裏当材６３は、セラミックス繊維体
６４と金属メツシュ６６との間で金属板線６５を挟持し
たものである。

第５図（ｆ）に示す裏当材６７は、セラミックス繊維体
６８と金属メツシュア０との間で金属板６９を挟持した
ものである。

第５図（ｇ）に示す裏当材７１は、テープ状のセラミッ
クス繊維体７２にガラステープ７３を重ね、更にこれら
に金属テープ７４を重ねてその長手方向の両端部で金属
テープ７４によりかしめて固定したものである。

第５図（ｈ）に示す裏当材７５は、セラミックス繊維体
７６を２つ折りし、これを金属テープ７７によりその長
手方向に巻回して一体化したものである。

第５図（ｉ）に示す裏当材７８は、セラミックス繊維体
７９を２つ折りし、これを金属メツシュ８０により被覆
したものである。

これらのいずれの裏当材も、第１図乃至第３図に示す裏
当材３０と同様の効果を奏する。

なお、本発明は上記実施例に限定されないことは勿論で
ある。例えば、第４図に示す実施例のように■形開先の
垂直筋の場合に限らず、接合面が傾斜した斜めＩ形開先
のもの又は水平筋の場合等、種々の変形が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、導電部材と、耐火
性可撓性部材との複合体からなる裏当材を当金と被溶接
材との間に配設するから、前記可撓性部材が変形して当
金と被溶接材との間に密着して介在するので、溶接金属
の漏出が確実に防止され、溶接欠陥の発生が回避される
。また、開先空間の奥には、導電部材が配設されている
ので、狭開先であってもアークは安定して生起される。

このようにして、本発明によれば、溶接欠陥がない美麗
な裏ビードを高効率で形成することができる。

なお、本発明はエンクローズアーク溶接方法であり、裏
当金の導電部材はアークが形成された後に溶融して裏ビ
ードを形成する。従って、継手の一部として裏当金が残
存する被覆アーク溶接法（第７図）及びガスメタルアー
ク溶接法（第８図）では不可能であった外観検査が、継
手の全周に亘って実施できる。また、超音波探傷検査に
ついても問題なく適用可能であり、本発明は溶接部の品
質保証上極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例方法にて使用する裏当材を示す
斜視図、第２図は第１図の■−■線による断面図、第３
図は同じくその裏当材の平面図、第４図（ａ）、（ｂ）
は本実施例方法を示す縦断面図、第５図（ａ）乃至（ｉ
）はいずれも裏当材の変形例を示す模式図、第６図（ａ
）、（ｂ）は従来のエンクローズ溶接方法を示す図、第
７図（ａ）、（ｂ）は従来の被覆アーク溶接方法を示す
図、第８図（ａ）乃至（Ｃ）は従来のガスメタルアーク
溶接方法を示す図である。 ３０．５０，５４，５７，８０．Ｅ３３．７１゜７５゜ ７８；裏当材、 ；可撓性部材、 ３２　； 導電部材、 ３３；かしめ部材、 ４０；鉄筋、 ；接合面、 ；銅当金 （ａ） 第 図 （ｂ） （ａ） （ｂ） 第 図（１） 第 図 第 図 （ｅ） 第 図（２） （ｉ） 第 図（３） 第 票′ ７図 第 図 （Ｃ） 第８図 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 事件の表示 平成１年特許願第７１２７６号 発明の名称 エンクローズアーク溶接方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住所　兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号名称
　　　（１１９）株式会社　神　戸　製　鋼　所代表者
亀高素吉 ４、代理人 住所 東京都港区浜松町２丁目３番２９号 磯山第２ビル４階（〒１０５） ７、補正の内容 明細書の第１８頁第８行目と第９行目との間に下記文章
を挿入する。 「上述し′た本発明の効果は、被覆アーク溶接法及びガ
スメタルアーク溶接法は勿論、セルフシールドアーク溶
接法においても同様に奏されるものである。特に、セル
フシールドアーク溶接法による施工はハンドリング及び
能率の点でガスメタルアーク溶接法及び被覆アーク溶接
法に比して宵利である。」 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）棒状の一対の被溶接材をその接合面間に所定の開
   先空間を設けて配置すると共に、前記開先空間の外周の
   一部を囲む当金を配置して溶接するエンクローズアーク
   溶接方法において、前記当金と前記被溶接材及び開先空
   間との間に、少なくとも導電部材と、耐火性可撓性部材
   との複合体からなる裏当材を、この裏当材の導電部材を
   前記被溶接材及び開先空間側に配置して当金との間に介
   装したことを特徴とするエンクローズアーク溶接方法。
2. （２）前記導電部材は帯板状をなし、前記可撓性部材は
   前記導電部材より広幅の帯板状をなしていることを特徴
   とする請求項１に記載のエンクローズアーク溶接方法。
3. （３）前記可撓性部材はセラミックス繊維で構成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載のエンクローズア
   ーク溶接方法。
4. （４）前記可撓性部材は１５００℃以上の融点を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載のエンクローズアーク
   溶接方法。