JPH04135062A - 箱形柱状物の角部溶接方法 - 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、いわゆるボックス柱やボックス梁の製作、ま
たはこれらの接合、もしくはこれらと他部材との接合等
に適用される箱形柱状物の角部溶接方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、ボックス柱等に適用される箱形柱状物の角部溶接
を行う場合、その構成素材であるフランジとウェブとの
接合部に、Ｙ形またはし形等の傾斜した開先を形成する
ことが多い、第２１図は、このような従来の溶接方法を
適用して完全溶込溶接を行う場合の開先形状を示したも
ので、フランジ１の表面側端部にウェブ２の傾斜端縁を
接合することにより、深いし形の開先３ａを形成゛して
いる。また、第２２図は部分溶込溶接を行う場合の開先
形状を示したもので、ウェブ２の端縁部を部分的に傾斜
させることにより、浅いし形の開先３ｂを形成している
。

ところが、このような開先３ａ、３ｂを用いる場合には
、ウェブ２の端縁部を傾斜させるためにガス切断等の工
程が必要となり、また開先断面が大きいため溶接工程も
犬掻りとなる。

このことから近年、例えば第２３図に示すように、２ラ
ンジ１とウェブ２とを直角端縁のまま一定の間隙をあけ
て接合し、この間隙を真当金等の補助材４で塞ぐことに
より、断面略工形の溝状開先３Ｃを形成することが行わ
れている。なお、第２３区は完全溶込溶接の場合で、開
先３ｃを深く設定している０部分溶造溶接の場合には、
第２４図に示すように、溝内に角棒等の他の補助材５を
挿入することにより、開先３Ｃを浅く設定している。

（発明が解決しようとする課題） 上述のようにＩ形開先を用いる方法によれば、傾斜状の
開先形成が不要となり、しかも開先断面が小さくなるた
め、溶接工程が大幅に減少して加工コストを低減できる
。

ところで、柱内継手の性能は、柱主材〈ウェブ）厚さの
ｔ／２又は２ｔ／３の部分溶造溶接で充分溝たされるこ
とが証明され、建築学会に発表されている。そして、さ
らに検討を進めたところ、第２４ｒｊ１に示すような真
当金としての補助材４は、必ずしも溶接強度に影響を与
えず、むしろ部分潜込溶接用の補助材５と合せた場合、
組立て溶接工程を増加させる不利益をもたらすことが判
明した。

なお、以上のことは、箱形柱状物の構成素材であるフラ
ンジとウェブとの接合のみに限らず、これらの接合によ
り構成された箱形柱状物の端部とこれに直交する板材と
の接合である箱形柱状物の角部溶接についても同様であ
る。

本発明はこのような事情に着目してなされたもので、高
溶接強度を維持しつつ工程数の一層の減少が図れるとと
もに、開先の寸法設定も容易かつ確実に行なえ製品品質
の向上も図れる箱形柱状物の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） 上記目的を達成するために、本発明の箱形柱状物の角部
溶接方法は、箱形柱状物の構成素材である板材の接合、
またはこれらの接合により構成された箱形柱状物の端部
とこれに直交する他の板材との接合に適用される箱形柱
状物の角部溶接方法であって、その開先を、互いに直交
状態で突合う被溶接材である一方の板材の端縁部と他方
の板材の平面部との間に形成された間隙およびその間隙
を塞ぐ補助材により断面略工形の溝状開先とするものに
おいて、前記補助材として予め前記板材のいずれかに組
立溶接した棒状のライナを適用し、このライナは実質的
に前記開先のルート部の幅と同一厚さで、かつその開先
となる溝内に挾入されるものとしている。

（作用効果） 本発明によれば、断面略工形の溝状開先を構成する補助
材として、実質的に開先のルート部の幅と同一厚さで、
かつその開先となる溝内に挾入される棒状のライナを適
用するので、次のような作用効果が奏される。

すなわち、従来の■形開先に適用される真当金が省略さ
れ、本発明のライナのみを被溶接材に組立て溶接すれば
よいから、工程数および部品数が大幅に減少し、作業性
向上および低コスト化等が図れる。勿論、ガス切断等に
よる被溶接材の端部加工も不要である。

また、本発明のライナは開先のルート部の幅と同一厚さ
であるから、このライナを挾むようにして被溶接材を当
接させるだけで開先幅が自動的に設定される。したがっ
て、面倒な開先寸法合せ等が省略でき、この点でも作業
性の向上が図れるとともに、寸法精度の高度化も図れ、
溶接製品の品質向上に有効なものとなる。

特に厚肉な被溶接材を使用するような場合には、高溶接
強度維持と溶接量低減により効率よく溶接製品が得られ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

く第１実施例〉 第１図は本発明の方法により溶接された柱状体を一部断
面で示す斜視図、第２図および第３図はそれぞれ第１図
の■−■線および１１線断面図、第４図〜第６図は本発
明の第１実施例の方法による溶接工程を順次に示す斜視
図、第７図は同断面図である。

本実施例は、いわゆる鋼製ボックス柱の角部溶接方法に
ついてのものである。ボックス柱の構成素材として、被
溶接材である各一対の鋼製板材、すなわちフランジ１１
　（ｌｌａ、１ｌｂ）および鋼製のウェブ１２　（１２
ａ、１２ｂ）を用意する。

これら７ランジ１１およびウェブ１２は、構成すべき柱
の高さ及び幅に対応させる。なお、これらの各端縁部は
側面に対して直交状態である。また、これらと溶接可能
な材料、例えば鋼材その他の金属材料等からなる複数本
のライナ１３を用意する。

このライナ１３は例えば長尺な薄板状のものとし、その
厚さｔは角部溶接用の開先１４のルート部１４ａ（大７
図参照）の幅と同一寸法に設定する。

なお、ライナ１３の幅Ｗは角部溶接時の溶込みに耐え得
る寸法に設定し、長さはフランジ１１およびウェブ１２
と同一長さとする。

そして溶接に際しては、まず第４図に示すように、一方
のフランジｌｌａを水平に載！し、このフランジｌｌａ
の上面となる表面の両側縁部近傍に一対のライナ１３を
位置決めして組立て溶接する。このライナ１３の位置は
、フランジｌｌａの各側縁から一定距離離間させた平行
位置とする。

このフランジｌｌａの各側縁からの距離１は、予め算定
した角部溶接用の開先の深さに一致させる。

なお、ライナ１３のフランジｌｌａへの組立て溶接は、
そのライナ１３が定位置に固定されるように複数箇所、
間隔的に行なえばよい。

次に第５図に示すように、フランジｌｌａの上面各側縁
部に、ライナ１３をそれぞれ挾むようにして、一対のウ
ェブ１２ａ、１２ｂを載置し、仮溶接等で固定する。こ
れらのウェブ１２ａ、１２ｂの固定により、溶接用の工
形開先１４が形成される。すなわち、各ウェブ１２ａ、
１２ｂのライナ１３への当接により、フランジｌｌａ、
ウェブ１２ａ、１２ｂおよびライナ１３によって外側面
が開口する溝が形成され、これが角部溶接用の開先１４
となるものである。この開先１４の深さは、ウェブ１２
ａ、１２ｂを載置する際、そのウェブ１２ａ、１２ｂの
外表面をそれぞれフランジ１１ａの側縁部に一致させる
ことにより、一義的に定まる。また、開先１４の幅も、
ウェブ１２ａ、１２ｂのライナ１３への当接によって一
義的に定まる。

この後、各ウェブ１２ａ、１２ｂの上向きとなっている
側縁に、他の一対のライナ１３を位置決めして組立て溶
接する。この各ライナ１３の位置は、フランジｌｌａ上
のライナ１３に対向させることで、前記同様に開先形成
位置に設定される。

そして、各ウェブ１２ａ、１２ｂの上に、他方の７ラン
ジｌｌｂを各ライナ１３を挾むようにして載置し、位置
決め後、仮溶接等によって固定する。

この場合にも前記同様に、フランジｌｌｂのライナ１３
への当接によって、所定の開先１４が形成される。これ
により、フランジ１１およびウェブ１２を構成要素とす
るボックス柱の予備製品Ａ１が形成される。なお、柱内
に補強部材、例えばダイヤフラム等を組込む必要がある
場合には、上記工程の初段階で予めダイヤフラム等を挿
入しておく。

しかして、上記工程で形成されたボックス柱の予備製品
Ａ１を第６図に示すように、例えば開先１４が上向きと
なるよう姿勢を変え、その開先１４に沿ってアーク溶接
装置等の溶接具１５を移動させて溶接を行なう、開先１
４は工形をなし幅狭断面であるなめ、第７図に示すよう
に、溶接部１６の広がりは小さく、溶接作業は能率よく
行なわれる。　以上の溶接方法によって、第１図に示す
ボックス柱Ａの本体部が構成される。なお、第１図中、
１１−は補強部材としてのダイヤフラムを示す。

本実施例によれば、従来の工形開先に適用される真当金
が省略され、ライナ１３のみをフランジ１１およびウェ
ブ１２に組立て溶接すればよいから、工程数および部品
数が大幅に減少し、作業性向上および低コスト化等が図
れる。

また、ライナ１３は開先１４のルート部１４ａの幅と同
一厚さであるがら、このライナ１３を挾むようにしてフ
ランジ１１およびウェブ１２を当接させるだけで開先１
４の幅が自動的に設定される。したがって、面倒な開先
寸法合せ等が省略でき、この点でも作業性の向上が図れ
るとともに、寸法精度の高度化も図れ、溶接製品の品質
向上に有効なものとなる。

特に７ランジ１１およびウェブ１２の厚肉が大きい場合
等には、高溶接強度維持と溶接量低減により効率よく溶
接製品が得られる。

なお、本実施例では、ボックス柱Ａの下端部と、これを
支持する脚部片１７どの溶接についても本発明の方法を
適用している。すなわち、第１図および第３図に示すよ
うに、水平載置の脚部片１７の上面に、ボックス柱Ａの
横断面に対応した前記同様のライナ１８を組立て溶接し
ておく、そして、このライナ１８を挾むようにして、ボ
ックス柱Ａの下端面を脚部片１７に載置してＩ形開先１
９を形成する。この開先１９に沿う溶接部２０を施すこ
とにより、角部溶接を行ない、ボックス柱Ａと脚部片１
７とが接合固定できる。

この方法においても、ボックス柱Ａと脚部片１７どの溶
接について、高溶接強度を維持しつつ工程数の一層の減
少が図れるとともに、開先の寸法設定が容易に行なえる
等、前記同様の作用効果が奏される６ 〈第２実施例〉 第８図は本発明の第２実施例を示す斜視図、第９図は要
部の断面図である。

本実施例が、前記第１実施例と異なる点は、本発明の方
法をボックス梁Ｂに適用した点である。

すなわち、ボックス梁Ｂを構成するフランジ２１および
ウェブ２２と、ライナ２３を用意し、前記第４図〜第７
図と同様に１形の開先２４を形成して溶接施工を行なう
、２５は溶接部を示す、なお、溶接工程上では特に前記
第１実施例と変わりはない、溶＃製品としてのボックス
梁Ｂは第８図に示すように、例えば裏当金２６を用いて
ボックス柱Ａに溶接固定され、第１図の如く建物梁等に
適用される。

この実施例によっても、前記第１実施例と同様に、ボッ
クス梁Ｂの溶接について、高溶接強度を維持しつつ工程
数の一層の減少が図れるとともに、開先の寸法設定が容
易に行なえる等の作用効果が奏される。

く第３実施例〉 第１０図は本発明の第３実施例を示すもので溶接された
柱状体を一部断面で示す斜視図、第１１図〜第１３図は
それぞれ第１０図のＸＩ−ＸＩ線、ｘ■−ｘｎｍおよび
ｘｍ−ｘｍｍ断ｍｍ、第１４図〜第１６図は第３実施例
による溶接工程を順次に示す斜視図、第１７図および第
１８図は同断面図である。

本実施例は他のボックス柱Ｃの製作に適用したものであ
り、前記第１実施例と興なる点は、本発明の方法による
部分溶込溶接と完全溶造溶接とを併用した点である。す
なわち、本実施例では、ボックス柱Ｃの梁り接続部に完
全溶造溶接を適用し、その他の部位に前記第１実施例と
同様の方法を部分溶込溶接として適用している。

完全溶込溶接部Ｃ１では、フランジ１１とウェブ１２と
の間隙全体を開先１４−とし、その開先１４′は角棒等
からなる裏当金３０で塞ぐ、これにより、梁荷重が作用
する部位を強化するものである。なお、完全溶込溶接部
Ｃ１と部分溶込溶接部Ｃ２との境界部では、本発明にお
けるライナ１３と、裏当金３０とを接合する。

また、その接合部において、ライナ１３を接合端部側に
漸次幅狭に傾斜させれば、溶接がスムーズに行なえる。

本実施例の方法によれば、前記第１実施例と同様に、ボ
ックス柱Ｃの製作について、高溶接強度を維持しつつ工
程数の減少が図れるとともに、開先の寸法設定が容易に
行なえる等の作用効果が奏されるが、特に部分的に完全
溶造溶接を適用したことにより、さらに強度向上が図れ
るようになる。

なお、本実施例では、補強用ダイヤフラム３１を溶接す
る方法として、ドリルによる窪孔およびその孔を介して
のエレクトロスラグ溶接を適用している。すなわち、第
１４図に示すように、予めダイヤフラム３１を組込んだ
状態でフランジ１１およびウェブ１２の接合を行ない、
角部溶接終了後に第１７図および第１８図に示すよう樟
、ドリル３２によってダイヤフラム３１の挿入部位に穿
孔を行なう。

これにより形成された孔３３に、第１５図および第１６
図に示すように、エレクトロスラグ溶接装置の溶接具３
４を挿入し、ダイヤフラム３１の溶接固定を行なうもの
である。

〈第４実施例〉 第１９図は本発明の第４実施例を示す断面図である。

本実施例が上記各実施例と異なる点は、開先１４を略■
形断面に保持した状態で、その開先１４に若干の拡傾斜
θを与えた点であり、その他の点は上記各実施例と同様
である。

このように開先１４に拡傾斜θを与えても、その傾斜角
度が溶接具１５の横移動不要な範囲内の一定値以下であ
れば、前記各実施例と同様の作用効果が奏されるもので
ある。

くその他の実施例〉 第２０図（ａ）〜（０）はそれぞれ本発明で適用される
各種のライナ形状を例示する断面図である。

これらの図に示すように、ライナ１３はフランジ１１お
よびウェブ１２等の被溶接材に挾入されて開先形状を設
定し、かつ溶込み補助となるものであれば、各種形状の
ものが適用できる。

すなわち、例えば直方体状のものく第２０図（ａ）、（
ｆ）等）、直方体状で開先側を溶接溶込みに対応するよ
う凹凸形状としたもの（同図（ｂ）、（ｃ）、（ｇ）、
（ｈ）、（ｉ）、（１）等シ、一部に斜面を形成したも
の（同図（ｄ）（ｅ）、（ｎ）、（ｏ）等）、断面り字
状としたもの（同図（ｊ）、（ｋ）等）、さらに球状と
したもの（同図（ｍ））等が適用できる。なお、図示し
たちの以外にも、種々の形状とすることが可能なこと勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により溶接された柱状体を一部断
面で示す斜視図、第２図および第３図はそれぞれ第１図
のＩＩ−ＸＩ線および■−■線断面図、第４図〜第６図
は本発明の第１実施例の方法による溶接工程を順次に示
す斜視図、第７図は同断面図、第８図は本発明の第２実
施例の方法を示す斜視図、第９図は同断面図、第１Ｏ図
は本発明の第３実施例を示すもので溶接された柱状体を
一部断面で示す斜視図、第１１図〜第１３図はそれぞれ
第１０図のＸＩ−ＸＩ線、ｘｍ−ｘ■線、およびｘｍ−
ｘｍ線断面図、第１４図〜第１６図は第３実施例による
溶接工程を順次に示す斜視図、第１７図および第１８図
は同断面図、第１９図は本発明の第４実施例を示す断面
図、第２０図（ａ）〜（ｏ）はそれぞれ本発明で適用さ
れる各種開先形状を例示する断面図、第２１図〜第２４
図はそれぞれ異なる従来例を示す断面図である。 １１．２１・・・フランジ（被溶接材）１２．２２・・
・ウェブ（被溶接材） １３．２３・・・ライナ １４．２４・・・開先 ′７≧Ｎ 第 図 第 図 第 図 第 旧 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 と 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 箱形柱状物の構成素材である板材の接合、またはこれら
   の接合により構成された箱形柱状物の端部とこれに直交
   する他の板材との接合に適用される箱形柱状物の角部溶
   接方法であって、その開先を、互いに直交状態で突合う
   被溶接材である一方の板材の端縁部と他方の板材の平面
   部との間に形成された間隙およびその間隙を塞ぐ補助材
   により断面略Ｉ形の溝状開先とするものにおいて、前記
   補助材として予め前記板材のいずれかに組立溶接した棒
   状のライナを適用し、このライナは実質的に前記開先の
   ルート部の幅と同一厚さで、かつその開先となる溝内に
   挾入されるものであることを特徴とする箱形柱状物の角
   部溶接方法。