JPH0724585A - 構造部材の溶接方法 - Google Patents

構造部材の溶接方法

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JPH0724585A
JPH0724585A JP19302493A JP19302493A JPH0724585A JP H0724585 A JPH0724585 A JP H0724585A JP 19302493 A JP19302493 A JP 19302493A JP 19302493 A JP19302493 A JP 19302493A JP H0724585 A JPH0724585 A JP H0724585A
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JP
Japan
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welding
side plate
diaphragm
backing
plate
Prior art date
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Application number
JP19302493A
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English (en)
Inventor
Hisahiro Onoe
久浩 尾上
Toru Iesawa
徹 家沢
Ken Kanetani
研 金谷
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Tomoe Corp
Original Assignee
Tomoe Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 側板の熱影響部の硬さ又は側板と裏当て金間
の隙間(切欠き部)に着目して溶接低温割れの発生の防
止を図った構造部材の溶接方法を提供する。 【構成】 ダイヤフラム2に鋼製裏当て金3を取り付
け、該裏当て金3が当接する側板1の表面に、該側板1
を構成する高張力鋼板と同等又はそれ以下の強度の溶接
材料を用いて少くとも一層のバタリング溶接を行うか、
裏当て金3にレ形開先11を形成して、完全又は部分溶
込み溶接により裏当て金3を側板1の表面に接合した
後、ダイヤフラム2と側板1との間に形成した柱状空間
部6にエレクトロスラグ溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄骨、橋梁、造船等
の鋼構造物において側板とダイヤフラムとをエレクトロ
スラグ溶接する構造部材の溶接方法に関し、特に溶接欠
陥の防止に優れた溶接方法に関する。
【0002】
【従来技術】従来よりエレクトロスラグ溶接は溶接施工
の能率向上の観点から広く普及している。この溶接は溶
接入熱量が大きいことから、材料の熱影響部の機械的性
質が劣化することが知られている。これを改善する技術
として、特開昭48−99050号公報、実公昭57−
15939号公報等に記載されたものが提案されてい
る。
【0003】前記エレクトロスラグ溶接は溶接金属中の
拡散性水素量が比較的に少いこと、また溶接入熱量が大
きく材料の熱影響部が硬化し難いことから、一般的には
溶接割れ発生の危険性は少いと考えられており、溶接低
温割れに関しては、特に新たな技術提案はなされていな
いのが現状である。
【0004】しかし、近年、構造物の大型化に伴い使用
鋼材が780N/mm2 の厚板になる等、高張力鋼化や
板厚の増大化が図られ、エレクトロスラグ溶接といえど
も非常に苛酷な溶接環境下(例えば溶接時に湿度が高く
温度差が激しい場合、低温期に気温の変化が激しく閉構
造の溶接継手部が結露した場合、合金元素の種類と添加
量が増加して非常に焼入性が高い鋼材の場合等)では溶
接低温割れの発生が懸念される。
【0005】溶接低温割れの発生機構は概略以下のよう
に説明できる。溶接後に溶接金属中の拡散性水素は水素
濃度が薄い母材側へ拡散する。この際、溶接継手に引張
りの拘束応力(溶接残留応力)があり、かつ材料の熱影
響部が焼入れ硬化し、マルテンサイト組織等の硬化組織
となっている場合には、溶接後数時間ないし1〜2日後
に、溶接部ルートが溶接されないことで形成された切欠
き部等から脆い状態の割れ(拡散性水素の集積による遅
れ割れ)が発生することがある。これを溶接低温割れと
いう。
【0006】即ち、溶接低温割れの主たる発生要因は、
溶接金属中の拡散性水素量、継手の拘束度(溶接部ルー
トの切欠き部の存在により影響が大きくなる)及び材料
の熱影響部の硬さであり、これらの値が高くなるほど割
れが発生し易くなるといえる。従って、今後予想される
構造物の大型化に伴う780N/mm2 鋼等使用鋼材の
高張力鋼化や板厚の増大化の状況下では、苛酷な溶接環
境下における溶接低温割れの発生を完全に防止できる新
たな技術が必要となる。
【0007】
【発明の解決しようとする課題】高張力鋼部材或いは厚
肉の鋼部材を側板としてダイヤフラムにエレクトロスラ
グ溶接するとき、図8及び図9(1)に示すように側板
1とダイヤフラム2との間を両側から裏当て金3で覆っ
て、該ダイヤフラム3と側板1との間に形成した柱状空
間部6にエレクトロスラグ溶接することが行われる。こ
の場合には、図9(2)に示すように側板1と裏当て金
3との間の間隙8の一部が溶接されずに切欠き部9とし
て残存する。ところで、溶接後の冷却中に、図3に示す
ように溶着金属7の収縮により切欠き部9と側板1の熱
影響部(粗粒域)とにはほぼ垂直に引張り応力が作用す
るので、前記切欠き部9の先端に応力集中が起こる。側
板1が高強度材である場合や板厚が厚い場合には、前記
熱影響部の硬さが更に高くなる。従って、前記各種要因
が相乗すると、苛酷な溶接環境下では、図9(2)にc
で示すように切欠き部9の先端から溶接低温割れが発生
するおそれがある。
【0008】この発明は上記課題を解決するためになし
たもので、その第1の目的とするところは、側板の熱影
響部の硬さに着目して溶接低温割れの発生の防止を図っ
た構造部材の溶接方法を提供することにある。
【0009】また、この発明の第2の目的とするところ
は、側板と裏当て金との隙間に着目して溶接低温割れの
発生の防止を図った構造部材の溶接方法を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、この発明は、請求項1に記載したように、高
張力鋼板よりなる側板にダイヤフラムを鉛直に当接させ
てエレクトロスラグ溶接により接合する溶接方法におい
て、前記ダイヤフラムに鋼製裏当て金を取り付け、該裏
当て金が当接する前記側板の表面に、前記高張力鋼板と
同等又はそれ以下の強度の溶接材料を用いて少くとも一
層のバタリング溶接を行った後、前記ダイヤフラムと前
記側板との間に形成した柱状空間部にエレクトロスラグ
溶接を行うものである。
【0011】また、上記第2の目的を達成するために、
この発明は、請求項2に記載したように、高張力鋼板よ
りなる側板にダイヤフラムを鉛直に当接させてエレクト
ロスラグ溶接により接合する溶接方法において、前記ダ
イヤフラムに鋼製裏当て金を取り付け、該裏当て金と前
記側板との間にレ形開先を形成して、完全又は部分溶込
み溶接により前記裏当て金を前記側板の表面に接合した
後、前記ダイヤフラムと前記側板との間に形成した柱状
空間部にエレクトロスラグ溶接を行うものである。
【0012】
【作用】上記請求項1記載の構成によれば、エレクトロ
スラグ溶接に先立って、ダイヤフラムに鋼製裏当て金を
取り付け、該裏当て金が当接する側板の表面に、該側板
を構成する高張力鋼板と同等又はそれ以下の強度の溶接
材料を用いて少くとも一層のバタリング溶接を行う。こ
のため、側板と裏当て金との間の間隙の一部がエレクト
ロスラグ溶接されないことで形成された切欠き部の先端
に臨む側板の熱影響部の硬さはバタリング溶接なしの場
合に比べて低下する。従って、溶着金属の収縮により前
記切欠き部にほぼ垂直に引張り応力が作用しても、溶接
熱影響部の硬さが低いため、溶接低温割れは発生しな
い。
【0013】また、上記請求項2記載の構成によれば、
エレクトロスラグ溶接に先立って、前記ダイヤフラムに
取り付けた鋼製裏当て金にレ形開先を形成して、完全又
は部分溶込み溶接により前記裏当て金を側板の表面に接
合する。このため、割れの発生起点となる裏当て金との
隙間(切欠き部)自体がなくなる。従って、溶接低温割
れは発生しない。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。
【0015】図1はこの発明方法の一実施例になるボッ
クス柱の一例を示す断面図、図2(1)は同ボックス柱
におけるバタリング溶接の状態を示す平断面図、(2)
は(1)のバタリング溶接後に行ったエレクトロスラグ
溶接の状態を示す平断面図、図3は図1(2)の詳細拡
大図である。
【0016】図1に示すように、高張力鋼板よりなる側
板1にダイヤフラム2を当接し、まず底面を溶接する。
次いで、ダイヤフラム2の両側の縁辺に側板1を鉛直に
当接させて溝形に組み立てた後、開放面を利用して比較
的に低入熱の溶接、例えばCO2 溶接を図示斜線の範囲
に行ってダイヤフラム2を各側板1の表面に接合する。
次いで、請求項1のこの発明方法による溶接を行って、
前記開放面を覆う側板1と前記ダイヤフラム2の残りの
縁辺とを接合した後、前記各側板1の隣合う側縁を角溶
接する。これによってボックス柱を製作する。
【0017】この発明方法では、まず、ダイヤフラム2
に鋼製裏当て金3を取り付け、該裏当て金3が当接する
側板1の表面に、該側板1を構成する高張力鋼板と同等
又はそれ以下の強度の溶接材料を用いて少くとも一層の
バタリング溶接を行い、これによってバタリング溶接部
4を形成する。次いで、このバタリング溶接部4の表面
を切削仕上げして平滑面5を形成した後、該平滑面5に
前記裏当て金3を当接させて前記ダイヤフラム2と側板
1との間に形成した柱状空間部6にエレクトロスラグ溶
接を行い、これによって溶着金属部7を形成する。尚、
図2(1)に示す8はエレクトロスラグ溶接前に側板1
と裏当て金3との間に形成された間隙、図2(2)に示
す9はエレクトロスラグ溶接で前記間隙8の一部が溶接
されないことで形成された切欠き部、図3に示す10は
エレクトロスラグ溶接による側板1の粗粒熱影響部であ
る。
【0018】上記構成によれば、エレクトロスラグ溶接
に先立って、ダイヤフラム2に裏当て金3を取り付け、
該裏当て金3が当接する側板1の表面に、該側板1を構
成する高張力鋼板と同等又はそれ以下の強度の溶接材料
を用いて少くとも一層のバタリング溶接を行って、前記
切欠き部9の先端に臨む側板1の熱影響部10の硬さを
バタリング溶接なしの場合に比べて低下させる。このた
め、図3に示すように、溶着金属部7の収縮により切欠
き部9にほぼ垂直に図示矢印方向の引張り応力が作用す
るが、切欠き部9の先端の溶接熱影響部10の硬さが低
いので、溶接低温割れは発生しない。
【0019】また、前記バタリング溶接を裏当て金3が
当接する側板1の表面だけに行い、しかも一層でも良
い。このため、この発明方法はエレクトロスラグ溶接に
よる施工性を損うことなく容易に実施される。
【0020】なお、側板1をダイヤフラム2の三方の縁
辺にCO2 溶接により鉛直に当接させて溝形に組み立て
た後、前記ダイヤフラム2の残りの縁辺に側板1をこの
発明方法によって溶接したが、図4に示すように、ダイ
ヤフラム2の4つの縁辺に側板1をこの発明方法によっ
て溶接しても良く、また、この発明方法を2つの縁辺乃
至3つの縁辺に適用してもこの発明の効果が発現される
ことは言うまでもない。
【0021】次に、この発明の他の実施例を図面に基づ
いて説明する。
【0022】図5はこの発明方法の他の実施例になるボ
ックス柱の一例を示す断面図、図6は同ボックス柱にお
ける完全溶込み溶接の状態を示す平断面図、図7は同ボ
ックス柱における部分溶込み溶接の状態を示す平断面図
である。
【0023】まず、図5に示すように、請求項2のこの
発明方法による溶接を図示斜線の範囲に行って、高張力
鋼板よりなる側板1をダイヤフラム2の三方の縁辺に接
合した後、上記バタリング溶接後の側板1を前記ダイヤ
フラム2の残りの縁辺と接合し、次いで、前記各側板1
と裏当て金3との間に形成された柱状空間部6をエレク
トロスラグ溶接することでボックス柱を製作する。
【0024】この発明方法では、ダイヤフラム2に鋼製
裏当て金3を取り付け、該裏当て金3にレ形開先11を
形成し、該開先11を半自動溶接等によって図6に示す
ように完全に溶し込むか、或いは図7に示すように部分
的に溶し込んで前記裏当て金3を前記側板1の表面に接
合した後、前記ダイヤフラム2と前記側板1との間に形
成した柱状空間部6にエレクトロスラグ溶接を行う。
【0025】上記構成によれば、エレクトロスラグ溶接
に先立って、ダイヤフラム2に取り付けた鋼製裏当て金
3にレ形開先11を形成して、完全又は部分溶込み溶接
により前記裏当て金3を側板1の表面に接合する。この
ため、割れの発生起点となる隙間(切欠き部9)自体が
なくなる。従って、溶接低温割れは発生しない。
【0026】上記2つの実施例では、この発明方法をボ
ックス柱の製作に使用したが、何等これに限定されない
ことは言うまでもない。
【0027】また、ダイヤフラムの2面に請求項1の発
明を用い、残りの2面に請求項2の発明を適用する等、
この組み合わせを適宜活用してもこの発明の効果を損な
うものではない。
【0028】さらに、側板の隣合う縁部の角溶接を側板
とダイヤフラムをエレクトロスラブ溶接をする前に行っ
ても、後に行っても良いことは言うまでもないことであ
る。
【0029】
【発明の効果】以上の通り、この発明は、請求項1にお
いては、高張力鋼板よりなる側板にダイヤフラムを鉛直
に当接させてエレクトロスラグ溶接により接合する溶接
方法において、前記ダイヤフラムに鋼製裏当て金を取り
付け、該裏当て金が当接する前記側板の表面に、前記高
張力鋼板と同等又はそれ以下の強度の溶接材料を用いて
少くとも一層のバタリング溶接を行った後、前記ダイヤ
フラムと前記側板との間に形成した柱状空間部にエレク
トロスラグ溶接を行うため、該エレクトロスラグ溶接に
先立って行った前記バタリング溶接によって、側板と裏
当て金との間にエレクトロスラグ溶接で形成された切欠
き部の先端に臨む側板の熱影響部の硬さを低下させるこ
とができる。従って、溶着金属の収縮により前記切欠き
部にほぼ垂直に引張り応力が作用しても、該切欠き部の
先端の溶接熱影響部の硬さが低いので、溶接低温割れの
発生を確実に防止でき、これによって構造部材の信頼性
の向上が図れる。また、裏当て金が当接する側板の表面
だけにバタリング溶接を行い、しかも一層でも良いこと
から、エレクトロスラグ溶接による施工性を損うことも
ない。
【0030】また、この発明は、請求項2においては、
高張力鋼板よりなる側板にダイヤフラムを鉛直に当接さ
せてエレクトロスラグ溶接により接合する溶接方法にお
いて、前記ダイヤフラムに鋼製裏当て金を取り付け、該
裏当て金にレ形開先を形成して、完全又は部分溶込み溶
接により前記裏当て金を前記側板の表面に接合した後、
前記ダイヤフラムと前記側板との間に形成した柱状空間
部にエレクトロスラグ溶接を行うため、該エレクトロス
ラグ溶接に先立って行った完全又は部分溶込み溶接によ
り、割れの発生起点となる裏当て金との隙間自体をなく
して、溶接低温割れの発生を確実に防止でき、これによ
って構造部材の信頼性の向上が図れる。また、裏当て金
と側板との間の完全又は部分溶込み溶接で済むことか
ら、エレクトロスラグ溶接による施工性を損うこともな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明方法の一実施例になるボックス柱の一
例を示す断面図である。
【図2】(1) 同ボックス柱におけるバタリング溶接
の状態を示す平断面図である。 (2) (1)のバタリング溶接後に行ったエレクトロ
スラグ溶接の状態を示す平断面図である。
【図3】図1(2)の詳細拡大図である。
【図4】この発明方法の一実施例になるボックス柱の他
の例を示す断面図である。
【図5】この発明方法の他の実施例になるボックス柱の
一例を示す断面図である。
【図6】同ボックス柱における完全溶込み溶接の状態を
示す平断面図である。
【図7】同ボックス柱における部分溶込み溶接の状態を
示す平断面図である。
【図8】ボックス柱の溶接前の状態を示す斜視図であ
る。
【図9】(1) 図8の要部を示す断面図である。 (2) 溶接後の状態を示す(1)の断面図である。
【符号の説明】
1 側板 2 ダイヤフラム 3 鋼製裏当て金 4 バタリング溶接部 6 柱状空間部 7 溶着金属部 11 レ形開先

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高張力鋼板よりなる側板にダイヤフラム
    を鉛直に当接させてエレクトロスラグ溶接により接合す
    る溶接方法において、前記ダイヤフラムに鋼製裏当て金
    を取り付け、該裏当て金が当接する前記側板の表面に、
    前記高張力鋼板と同等又はそれ以下の強度の溶接材料を
    用いて少くとも一層のバタリング溶接を行った後、前記
    ダイヤフラムと前記側板との間に形成した柱状空間部に
    エレクトロスラグ溶接を行うことを特徴とする構造部材
    の溶接方法。
  2. 【請求項2】 高張力鋼板よりなる側板にダイヤフラム
    を鉛直に当接させてエレクトロスラグ溶接により接合す
    る溶接方法において、前記ダイヤフラムに鋼製裏当て金
    を取り付け、該裏当て金にレ形開先を形成して、完全又
    は部分溶込み溶接により前記裏当て金を前記側板の表面
    に接合した後、前記ダイヤフラムと前記側板との間に形
    成した柱状空間部にエレクトロスラグ溶接を行うことを
    特徴とする構造部材の溶接方法。
JP19302493A 1993-07-09 1993-07-09 構造部材の溶接方法 Pending JPH0724585A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07204841A (ja) * 1994-01-20 1995-08-08 Nippon Steel Corp 非対称のど厚を有する裏波溶接ビードルート止端部の折れ込み状欠陥の防止方法
US5987591A (en) * 1995-12-27 1999-11-16 Fanuc Limited Multiple-sensor robot system for obtaining two-dimensional image and three-dimensional position information
CN114226931A (zh) * 2021-12-30 2022-03-25 宝钢钢构有限公司 一种高冲击值电渣焊“t”型接头的加工方法

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