JPH0534864Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はレール溶接用の銅当金に関するもので
ある。

（従来の技術および考案が解決しようとする課
題） レールを自動溶接する際に用いられる銅当金と
して、特公昭45−14173号公報および特公昭44−
24249号公報に記載されている銅当金が知られて
いる。前者の銅当金はレール底部から腹部、頭部
を連続的にガスシールドアーク溶接方法を用いて
溶接する際に使用されるものであり、せき板とシ
ールドガス送給孔を設けた移動可能な囲み板と裏
当金を載置する水冷銅裏当金で構成されるもので
ある。しかしながらこれらは銅当金としては大型
であり現場適用に際しては操作上煩雑であるとい
う問題点があるとともに、溶融金属と直接接する
ことになるシールドガス供給口に溶融金属が入り
込み、溶接後シールドガス供給孔を設けた囲み板
が溶接部から外せなくなる恐れがある。

また後者の銅当金はレール底部を潜孤溶接で溶
接し、その後レール腹部、頭部をエレクトロスラ
グ溶接を用いて溶接する際にレール側面に密着す
るように取り付けられ使用するものであるが、こ
の際レール底部にできる余盛形状によつては円滑
なエレクトロスラグ溶接を行えない問題点があ
る。即ち余盛形状が過大であると銅当金をレール
に密着させることができず、従つてレールと銅当
金の隙間よりスラグ漏れを起こし、また余盛形状
が過小であると銅当金下部と余盛との隙間よりス
ラグ漏れを起こし、場合によつては溶接を途中で
中断せざるを得ないものである。また両銅当金
共、溶接終了後銅当金は溶接部の溶接後のわずか
な収縮のためにレール腹部に接する箇所が上下方
向から強く挾まれており、銅当金の取り外しにお
いて溶接部に対して後方に引き出す方法しか取り
得ない両銅当金においては多大の力を要する問題
点がある。

（課題を解決するための手段） 本考案は上記従来技術の課題に鑑みなされたも
のであり、その要旨とするところは、レール溶接
に用い、レール周囲を囲む銅当金において、該銅
当金は、溶接開始前に予めレール側面に密着固定
する固定銅当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、レー
ル上面に密着固定する固定銅当金２ａ，２ｂと、
レール足部位置側面方向にレール面より離れて位
置する固定銅当金３ａ，３ｂと、裏当材を収納す
る裏当材収納ケース４と、レール足部の溶接完了
後摺動させて、レール腹部、頭部側面に密着させ
る摺動銅当金５ａ，５ｂとで構成され、固定銅当
金１ａ，１ｂ，２ａおよび１ｃ，１ｄ，２ｂ、は
それぞれピン６により回転自在に結合されてお
り、固定銅当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞ
れに、あるいは少なくとも１ａ，１ｂにシールド
ガス吹き出し口を備えていることを特徴とするレ
ール溶接用銅当金、あるいは裏当材を収納する裏
当材収納ケース４を単なる銅裏当金とした上記レ
ール溶接用銅当金にある。

（実施例および作用） 以下、図面に示す実施例銅当金に従い本考案を
詳細に説明する。

第１図は本考案の銅当金の実施態様の一例を示
す斜視図である。該銅当金は、レール側面に密着
固定する固定銅当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、レ
ール上面に密着固定する固定銅当金２ａ，２ｂ、
レール足部位置側面方向にレール面より離れて位
置する固定銅当金３ａ、又図面上には表されてい
ないが、レールを挾んで３ａと相対する位置にあ
る固定銅当金３ｂ、裏当材を収納する裏当材収納
ケース４、溶接開始後途中から摺動し、レール腹
部、頭部側面を囲む摺動銅当金５ａ，５ｂ、シー
ルドガス吹き出しボツクス３３ａ，３３ｂ、及び
囲みボツクス３３ｃ，３３ｄで構成され、固定銅
当金１ａ，１ｂ，２ａ、および１ｃ，１ｄ，２ｂ
はそれぞれピン６により、また裏当材収納ケース
４は固定銅当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとピン７
によつて結合されている。全体として上部に溶接
トーチ挿入用の隙間は開いているものの、レール
側面方向及び底面は銅当金または裏当材収納ケー
スにより囲まれており隙間は少なく、溶接部のシ
ールド性を確保する構造となつている。

固定銅当金１ａの実施態様の一例の正面図、平
面図を第２図イ，ロに示す。固定銅当金１ａはレ
ール溶接開先近傍のレール側面に密着しスラグ及
び溶融金属の漏れを防止するものであり、縦断面
形状において片側はレール足部、腹部、頭部の側
面形状に沿つた形状をなし、反対側は重量軽減の
ため強度的に問題ない部分を削除し、概略形状と
してＬ字形をなしている。また上部高さはレール
高さ位置よりは高くなつており、レール頭部上面
に形成される余盛に対応できる高さとなつている
と共に、固定銅当金２ａとの結合のためのピン６
に対応する穴８、また下部には裏当材収納ケース
と結合するためのピン７に対応するための穴９、
及びシールドガス吹き出しボツクス３３ａを取り
付けるための凹穴３４を設けている。またレール
の接する面の溶接側の角部は第２図ロに一例を示
すごとく３mmから８mmの面取り１０を施してお
り、溶接部の止端形状を整えるようにしている。
固定銅当金１ｂ，１ｃ，１ｄは特に図を用いない
がその機能は固定銅当金１ａと同様であり、形状
は固定銅当金１ａと同じかまたは左右対称のもの
である。１１はレールである。

ガスシールド吹き出しボツクス３３ａの実施態
様の一例の正面図、平面図を第３図イ，ロに示
す。ガスシールド吹き出しボツクス３３ａは固定
銅当金１ａに固定され溶接部にシールドガスを供
給すると共に溶接部を囲い、風などによる溶接部
のシールド性劣下を防止するものである。シール
ドガスはシールドガス供給口３５につながれたガ
スホースよりシールドガス吹き出しボツクス内に
送られ、反対側に設けられたシールドガス吹き出
し口３６より溶接部に向かつて放出される。又シ
ールドガス吹き出しボツクスの下部には突起部３
７が設けられており、固定銅当金１ａの凹穴３４
と嵌合し、固定銅当金１ａに対し着脱容易に固定
されるようになつている。着脱容易であることは
次に示す事から望ましいことである。即ち、後述
するように溶接時には溶接補助材であるカツトワ
イヤを予め溶接開先内に散布し使用する。その作
業を行う際に、シールドガス吹き出しボツクスが
取り外されていれば開先近傍の作業空間が広くと
れて作業がやり易くなることからである。ガスシ
ールド吹き出しボツクス３３ｂは図示しないが、
シールドガス吹き出しボツクス３３ａと同様の機
能を持ち、シールドガス吹き出しボツクス３３ａ
とはレールを挾んで反対側に位置しシールドガス
を供給するものであり、形状も同じものである。
またシールドガス吹き出しボツクスと相対する囲
みボツクス３３ｃ，３３ｄはシールドガス吹き出
しボツクス３３ａと同様の形状をし、溶接部にシ
ールドガスを供給するものでもよいが、すでにシ
ールドガス吹き出しボツクス３３ａと３３ｂによ
りシールドガスが溶接部に供給されているので特
にシールドガスを供給する機能を持たなくてもよ
く、溶接部を囲み風によるシールド性劣下を防止
する機能さえ有ればよく、従つて固定銅当金１
ｃ，１ｄに固定されるものであれば平板でも構わ
ず、形状を特に規定するものではない。又前述し
たカツトワイヤを開先内に散布する作業において
もシールドガス吹き出しボツクス３３ａ，３３ｂ
が取り外されていれば充分なる作業空間がとれる
ので、囲みボツクス３３ｃ，３３ｄは固定銅当金
１ｃ，１ｄに対して、それぞれ着脱容易である必
要はなく、従つて固定銅当金１ｃ，１ｄと一体化
されたものでも構わない。

固定銅当金２ａの実施態様の一例の正面図、平
面図を第４図イ，ロに示す。固定銅当金２ａはレ
ール上面に密着し、スラグ及び溶融金属の漏れを
防止し、レール上面に余盛を形成せしめるために
使用するものであり、その下面はレール上面に沿
つた形状を成している。また両脇は固定銅当金１
ａ，１ｂとピン６にて結合するための穴１２を設
けている。穴１２はレール形状の誤差に対応して
固定銅当金２ａが固定銅当金１ａ，１ｂと相対的
に動けるようにピン６よりはやや大きめの長穴と
なつている。固定銅当金２ｂは図示しないが固定
銅当金２ａと同様の機能を持ち形状は同じもので
ある。

裏当材収納ケース４の実施態様の一例の正面
図、平面図を第５図イ，ロに示す。裏当材収納ケ
ース４は箱形をなしており裏当材を収納し、裏当
材をレール底面に押し付ける機能を持つと同時に
固定銅当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとピン７によ
り結合することによりレール断面全周において固
定銅当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，２ａ，２ｂ，
３ａ，３ｂと裏当材収納ケース４自らを固定する
機能を持つ。裏当材収納ケース４の下部には裏当
材をレール底面に押し付けるためのネジ１３を有
すると共にピン７によつて固定銅当金１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄの穴９と結合するための穴１４を
上部に設けている。押し付けネジ１３は裏当材を
レールに押し付けるためのものであるが、必ずし
もネジである必要はなくレール底面に裏当材を押
し付けるものであれば第６図に示すごとくバネ１
５を用いた構造であつても構わない。また固定銅
当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとの結合にはピン７
を用いて脱着可能に結合できるようにしている
が、容易に脱着可能であればどの様な結合形態で
もよく、たとえば第７図に示すごとくパツチン錠
１６を使用するものでもよい。

またこの裏当材収納ケースの代わりに銅裏当金
を直接用いても構わない。その場合銅裏当金はレ
ール底面に密着することが必要であり、固定銅当
金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとの結合には第７図に
示すようなパツチン錠１６を使用することが望ま
しい。

固定銅当金３ａの実施態様の一例の斜視図を第
８図に示す。固定銅当金３ａはレール足部位置側
面方向にレール面より離れて位置するものであ
り、固定銅当金１ａ，１ｃの間にあつて摺動銅当
金５ａの通る間隙を確保すると共にレール足部溶
接時における溶融金属の漏れ、および溶接部を囲
みシールド性の劣下を防止するものである。固定
銅当金３ａは固定銅当金１ａ，１ｃのいずれか一
方に固定されていることが望ましく取扱作業上良
好である。もしくは裏当材収納ケースの上面に固
定されていても同様の効果を得ることができる。
本考案の第１図における実施態様の一例において
は、固定銅当金３ａは図示しないネジにより固定
銅当金１ａに固定されているものである。固定銅
当金３ｂは形状、機能は固定銅当金３ａと同様の
ものであるが、対応する固定銅当金は１ｂ，１ｄ
であり、又摺動銅当金は５ｂである。

摺動銅当金５ａの実施態様の一例の正面図、平
面図を第９図イ，ロに示す。摺動銅当金５ａはレ
ール足部溶接後、レール腹部、頭部の溶接時、レ
ール方向に移動し溶接部側面を密閉し、スラグ及
び溶融金属の漏れを防止し、腹部、頭部の円滑な
溶接を行わせしむるとともに、溶接部を囲みシー
ルド性を確保するために用いるものである。摺動
銅当金５ａはレール方向の面１７にレール腹部及
び頭部形状に沿つた曲面を有しており、その反対
側にはつば１８を有している。つば１８は摺動銅
当金５ａがレール方向に押し付けられたときに固
定銅当金１ａ，１ｃに当接し、固定銅当金１ａ，
１ｃと摺動銅当金５ａとの間に生じる隙間を密閉
し、スラグ及び溶融金属の漏れを防止すると共
に、それ以上の移動が行われないようになつてお
り、レールとレール方向の面１７の間には適度の
空間を有することができる。この空間ではそのま
まレール溶接金属の側面部分の余盛形成が行わ
れ、アンダーカツトの発生を防止することができ
る。また下部後方には尾部１９を有し、摺動銅当
金５ａの後方からのスラグ及び溶融金属の漏れを
防止している。また摺動銅当金５ａの背面側には
ピン２０、カラー２１、座金２２を有して図示し
ていない油圧駆動式押し付け機構との脱着を容易
にしている。押し付け機構の１部である押し付け
板と摺動銅当金５ａの１部を示した斜視図を第１
０図に示す。押し付け板２３にはあり溝とピン２
０の頭２４より大きな穴２５を設けており、ピン
の頭２４をこの穴に通しピンの頭より小さい幅の
Ｕ溝２６をきつている板２７を差し込むと、押し
付け板２３と摺動銅当金５ａは結合される。また
板２７を抜けば簡単に押し付け板と摺動銅当金と
は分離することができる。押し付けるときには押
し付け板は座金２２とカラー２１を介して、摺動
銅当金５ａを押すことになる。また摺動銅当金５
ｂは摺動銅当金５ａと機能、形状において同様の
ものであるが、対応する固定銅当金は１ｂ，１ｄ
である。

上記説明したレール溶接用銅当金を用い、本考
案者らが考案したレール足部をガスシールド溶接
法にて溶接し、レール腹部、頭部を連続してエレ
クトロスラグ溶接法にて行うレール自動溶接方法
に適用したところ、順調な溶接を行うことができ
た。その状況を第１１図に示す。即ちシールドガ
ス吹き出し口３６より供給されるガスによりシー
ルドされ、レール足部一層目をガスシールド溶接
方法を用い１パス裏波溶接し、その後溶接ノズル
はそのまま反転し二層目以降も連続してガスシー
ルド溶接を行い、溶接ノズルの上昇高さに応じて
溶接ノズルの横行幅を徐々に狭めていく。レール
足部を溶接後、溶接ノズルはレール中央部にて停
止し、そのとき摺動銅当金５ａ，５ｂは油圧押し
付け装置によりレール方向に押し付けられる。摺
動銅当金５ａ，５ｂが押し付けられるとともに開
先上部より必要数量のフラツクスが開先内に添加
され、添加されたフラツクスは溶接金属の熱とア
ークによる熱とで速やかに溶けてスラグ化し、エ
レクトロスラグ溶接に移行することができる。こ
の間、溶接ノズルは電流検知方式によりワイヤ突
きだし長さを一定に保ちつつ自動上昇すると共
に、溶融金属面がレール頭部に達するとまたレー
ル頭部の幅だけ横行を再開しレール頭部上面に適
当な余盛を形成して溶接を終了する。第１１図に
おいては、図面前面側の固定銅当金を図示してい
ない。また２８は溶接ワイヤであり、２９は裏当
材、３０は溶接金属、３１はカツトワイヤであ
る。カツトワイヤは裏波溶接を行う際に一般的に
使用される補助材であり１mm³程度の金属小体の集
まりであり、銅当金を溶接部にセツトした後、溶
接開始前に溶接開先底部に散布しておく。

溶接終了後摺動銅当金５ａ，５ｂを油圧押し付
け装置より分離し、また裏当材収納ケース４、お
よびシールドガス吹き出しボツクス３３ａ，３３
ｂ、囲みボツクス３３ｃ，３３ｄを取り外すと第
１２図に示す状態で固定銅当金および摺動銅当金
が溶接部に残る。シールドガス吹き出しボツクス
３３ａ，３３ｂのシールドガス吹き出し口３６は
溶融金属に直接触れることがないので、溶融金属
がシールドガス吹き出し口に詰まることがなく、
従つてシールドガス吹き出しボツクスおよび囲み
板の取り外しは容易である。また摺動銅当金５
ａ，５ｂの油圧押し付け装置よりの分離、及び裏
当材収納ケースの取り外しは前述したごとく容易
である。固定銅当金および摺動銅当金はレール腹
部に接する面で溶接部の収縮により上下方向から
強く挾まれており後方へ引き出すには多大な力を
要するが、それぞれの固定銅当金はレール軸線方
向の厚みが比較的薄く、またそれぞれの固定銅当
金の間にはわずかながら間隙があることから、レ
ール軸線方向への木づちによる固定銅当金の側面
への打撃で簡単に溶接部から取り外すことができ
る。銅当金除去後、余分な余盛を削除しレール継
手部を完成する。

（考案の効果） 以上説明したごとく本考案の銅当金を使用する
ことにより、レール溶接作業の能率を向上し、か
つスラグ漏れ及び溶融金属の漏れのない円滑な溶
接作業を行うことができるのでその工業的価値は
高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるレール溶接用銅当金の実
施態様の一例を示す斜視図、第２図はシールドガ
ス吹き出しボツクス３３ａの実施態様の一例を示
すイ正面図、ロ平面図、第３図は固定銅当金１ａ
の実施態様の一例を示すイ正面図及びロ平面図、
第４図は固定銅当金２ａの実施態様の一例を示す
イ正面図、ロ平面図、第５図は裏当材収納ケース
の実施態様の一例を示すイ正面図、ロ平面図、第
６図はバネを説明する斜視図、第７図はパツチン
錠を説明する正面図、第８図は固定銅当金３ａの
実施態様の一例を示す斜視図、第９図は摺動銅当
金５ａの実施態様の一例を示すイ正面図、ロ平面
図、第１０図は摺動銅当金５ａと押し付け板２３
の脱着を説明する斜視図、第１１図は溶接を説明
する正面図、第１２図は溶接後の銅当金の状態を
説明する斜視図である。 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ……固定銅当金、２
ａ，２ｂ……固定銅当金、３ａ，３ｂ……固定銅
当金、４……裏当材収納ケース、５ａ，５ｂ……
摺動銅当金、６……ピン、７……ピン、８……
穴、９……穴、１０……面取り、１１……レー
ル、１２……穴、１３……ネジ、１４……穴、１
５……バネ、１６……パツチン錠、１７……面、
１８……つば、１９……尾部、２０……ピン、２
１……カラー、２２……座金、２３……押し付け
板、２４……ピンの頭、２５……穴、２６……Ｕ
溝、２７……板、２８……溶接ワイヤ、２９……
裏当材、３０……溶接金属、３１……カツトワイ
ヤ、３２……揺動軌跡、３３ａ，３３ｂ……シー
ルドガス吹き出しボツクス、３３ｃ，３３ｄ……
囲みボツクス、３４……凹穴、３５……シールド
ガス供給口、３６……シールドガス吹き出し口、
３７……突起部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) レール溶接に用い、レール周囲を囲む銅当金
   において、該銅当金は、溶接開始前に予めレー
   ル側面に密着固定する固定銅当金１ａ，１ｂ，
   １ｃ，１ｄと、レール上面に密着固定する固定
   銅当金２ａ，２ｂと、レール足部位置側面方向
   にレール面より離れて位置する固定銅当金３
   ａ，３ｂと、裏当材を収納する裏当材収納ケー
   ス４と、レール足部の溶接完了後摺動させて、
   レール腹部、頭部側面に密着させる摺動銅当金
   ５ａ，５ｂとで構成され、固定銅当金１ａ，１
   ｂ，２ａ、および１ｃ，１ｄ，２ｂ、はそれぞ
   れピン６により回転自在に結合されており、固
   定銅当金１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれ
   に、あるいは少なくとも１ａ，１ｂにシールド
   ガス吹き出し口を備えていることを特徴とする
   レール溶接用当金。 (2) 裏当材を収納する裏当材収納ケース４に代え
   て銅裏当金を用いた実用新案登録請求の範囲第
   １項のレール溶接用銅当金。