JPH07323373A - 鋼板の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的板厚の厚い鋼板２と被溶接材１との重
ね合わせ部を迅速に且つ確実に溶接する方法を提供する
こと。 【構成】 鋼板２の重ね合わせ部に穿設された孔３を通
して、被溶接材１表面にスタッド５先端を接触し、その
スタッド５をアークスタッド溶接機４に着脱自在に把持
させる。次いで、そのアークスタッド溶接機４を起動さ
せ、スタッド５先端と被溶接材１との間に自動的に放電
を行わせることにより、鋼板２の孔３の縁部と被溶接材
１との間を溶接固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的板厚の厚い二枚
の鋼板間にスペーサ用棒材を多数介装し、鋼板コンクリ
ート用壁パネルを製作したり、板厚の厚いデッキプレー
トを建築用鋼梁や土木用の鋼桁に接合するのに適した鋼
板の溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】厚板鋼板のデッキプレートを鋼梁に複数
の点状に溶接する方法として特公昭５７−１４２７１号
公報に記載された次の溶接方法が知られている。鋼梁フ
ランジ上にデッキプレートを載置し、その重ね合わせ部
に貫通アーク溶接を１０秒程行った後に、その貫通部に
スタッド溶接をする。これは、低水素系溶接棒を用いて
１０秒程度デッキプレート上に円を描きながら貫通部を
順次大きくし、貫通アーク手溶接を行う。次いで、そこ
にアークスタッド溶接を行うものである。また、二枚の
鋼板の内面側に夫々多数のスタッドを植設し、そのスタ
ッドの先端間をその後接続することにより鋼板コンクリ
ート用壁パネルを製造する方法が、特開昭６２−１２９
４２９号として知られている。これは、先ず一対の鋼板
の内面側に夫々多数のスタッドを植設しておき、その先
端部に係合孔を形成しておく。ついで両鋼板を向い合
せ、夫々の係合孔に鉄筋を挿通することにより、両鋼板
の夫々のスタッドボルト間を接合するものである。そし
て、それらの間にコンクリートを充填し、鋼板コンクリ
ート用壁パネルを製作するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】第一のデッキプレート
の溶接方法は、貫通アーク手溶接を行うのに余りにも時
間がかかり過ぎ、作業性に欠ける欠点があった。また、
従来の鋼板コンクリート用壁パネルの製作方法は、夫々
に植設されたスタッド間を棒材等により接合する際に、
その整合が容易でない等の欠点があった。そこで本発明
は、比較的板厚の厚い鋼板と被溶接材とを重ね合わせ、
その重ね合わせ部を直接溶接固定すると共に、その溶接
を迅速に行い得る溶接方法を提供することを目的とし、
その目的達成のために次の構成をとる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の鋼板の溶接方法
は、スペーサ用棒材の端または梁等の被溶接材１に、鋼
板２を重ね合わせて両者間を溶接固定するものにおい
て、前記鋼板２の前記重ね合わせ部に穿設された孔３を
通して前記被溶接材１表面に、アークスタッド溶接機４
に着脱自在に把持されたスタッド５の先端を接触し、次
いでそのアークスタッド溶接機４を起動させて、前記ス
タッド５先端と前記被溶接材１との間に放電を自動的に
行わせることにより、前記鋼板２の前記孔３の縁部と前
記被溶接材１との間を溶接固定することとしたものであ
る。さらには、多数の頭部付のスペーサ用棒材１ｂの夫
々の先端を互いに離間して第一の鋼板２ｂにスタッド溶
接する工程と、そのスペーサ用棒材１ｂの前記頭部７に
第二の鋼板２ｃを重ね合わせて、その第二の鋼板２ｃの
前記重ね合わせ部に穿設された孔３を通して前記頭部７
の表面に、アークスタッド溶接機４に着脱自在に把持さ
れたスタッド５の先端を接触し、次いでアークスタッド
溶接機４を起動させて、前記スタッド５先端と前記スペ
ーサ用棒材１ｂとの間に放電を自動的に行わせることに
より、前記第二の鋼板２ｃの前記孔３の縁部と前記スペ
ーサ用棒材１ｂとの間を溶接固定し、鋼板コンクリート
用壁パネルを製作することとしたものである。また、多
数の頭部付のコンクリート埋設用棒材１ｃの夫々の先端
を互いに離間して鋼板２にスタッド溶接する工程と、そ
の鋼板２の表面に断面Ｌ字状のアングル材等の補強用鋼
材15の平面を重ね合わせて、その補強用鋼材15の前記重
ね合わせ部に穿設された孔３を通して前記鋼板２の表面
に、アークスタッド溶接機４に着脱自在に把持されたス
タッド５の先端を接触し、次いでアークスタッド溶接機
４を起動させて、前記スタッド５先端と前記鋼板２との
間に放電を自動的に行わせることにより、前記補強用鋼
材１ｃの前記孔３の縁部と前記鋼板２との間を溶接固定
し、鋼板コンクリート用壁パネルを製作することとした
ものである。

【０００５】

【実施例】次に、図面に基づいて本発明の実施例につき
説明する。図１及び図２は、二枚の第一の鋼板２ｂ，第
二の鋼板２ｃ間に多数のスペーサ用棒材１ｂを介装し、
スペーサ用棒材１ｂの両端をスタッド溶接により固定
し、鋼板コンクリート用壁パネルを製作する順序を順に
示したものである。又、図３はその第二の鋼板２ｃとス
ペーサ用棒材１ｂの頭部７とを接合する接合方法の一例
を示す要部拡大図であり、図４は同方法により製作され
た鋼板コンクリート用壁パネルの部分斜視図である。通
常の建屋の鋼板コンクリート用壁パネルを製作するに
は、板厚が２．３ｍｍ〜３．２ｍｍ程度の第一の鋼板２
ｂ上に、一例として軸径が５ｍｍ程度で長さが１２５ｍ
ｍ〜２００ｍｍ程度の多数の頭部７付スペーサ用棒材１
ｂをスタッド溶接し、その先端に溶接部12を形成して第
一の鋼板２ｂ上に植設する。なお、頭部７の代わりに円
板をスペーサ用棒材１ｂの後端に予めスタッド溶接して
おき、その先端をさらに第一の鋼板２ｂにスタッド溶接
してもよい。

【０００６】次に、このような多数のスペーサ用棒材１
ｂで構成された被溶接材１の上面に第二の鋼板２ｃ（鋼
板２）を載置する。この鋼板２上には予めスペーサ用棒
材１ｂの軸線上に中心が位置する孔３が穿設される。こ
の孔３の形状は、皿状に上方へ拡開する形状が好まし
い。一例として、この拡開角度は９０°〜１５０°程度
である。次に、図示しないアークスタッド溶接機本体に
連結された溶接ガン９のチャックにスタッド５を装着す
ると共に、その外周にアークシールド８をシールド保持
体11を介して図３の如く被嵌する。なお、スタッド５は
その先端部外周に首部６が形成されたものである。この
首部６の形状は、図３の如く円錐形でも或いは図５の如
く棒状乃至は薄板状であってもよい。そして、この首部
６より先端側部分の体積は、アークスタッド溶接でその
先端側部分を溶融して孔３部分を埋めるのに充分なもの
である。又、スタッド５先端にはフラックス９が固定さ
れている。

【０００７】そこで次に、図２に示す如く溶接ガン９に
装着されたスタッド５の先端をスペーサ用棒材１ｂ上端
面に接触させる。そして、溶接ガン９の引金を引くこと
により、アークスタッド溶接を起動する。すると、先ず
スタッド５と頭部７との間が通電し、次いでスタッド５
が自動的に僅かに上昇し、スタッド５先端と頭部７との
間に小隙が生じる。そしてそれらの間にアーク放電が行
われる。すると、頭部７表面及び孔３の孔縁部に溶融池
が形成されると共に、スタッド５の先端部が溶融し、そ
の溶融材が放電に伴って頭部７及び孔３の縁部に溶射さ
れる。それにより、鋼板２（第二の鋼板２ｃ）と被溶接
材１（スペーサ用棒材１ｂ）の頭部７とが接合される。
このスタッド溶接時間は通常１秒前後であり、極めて短
時間で終了する。

【０００８】なお、アークスタッド溶接の最終段階にお
いて、スタッド５を軸方向に押圧する場合と、その押圧
を行わない場合とが考えられる。前者においては、アー
クスタッド溶接機の設定条件を変えて、通電を終了して
から数秒経過し、溶融部が充分硬化した後にスタッドを
軸方向に押し込む場合と、溶融池がある程度溶融状態の
ままそれを行う場合とがある。溶融池が溶融状態でスタ
ッド５を軸方向に押圧した場合には、スタッド５の上部
と下部とが連続した状態でスタッド溶接される。この場
合には、スタッド５の上部をハンマー等で叩くことによ
り、首部６を境としてスタッド５の下部と上部とを分離
することが可能である。又、溶融部が充分硬化した後に
スタッドを軸方向に押圧した場合には、スタッドの残部
と溶融部とが接合されることはない。さらに後者の如
く、スタッド溶接において最終段階でスタッド５を軸方
向に押圧しないようにするには、アークスタッド溶接機
の溶接ガンに内装されたスタッド押圧バネを極めて弱く
するか或いはそれを取り除けばよい。

【０００９】このようにして多数のスペーサ用棒材１ｂ
の頭部７と鋼板２との間を、孔３を介してアークスタッ
ド溶接機４によりスタッド溶接する。図４はこのように
して製作された鋼板コンクリート用壁パネルの部分斜視
図である。このようなパネルは建屋の内部における壁面
として配置され、一対の第一の鋼板２ｂと第二の鋼板２
ｃとの間にコンクリートが充填されるものである。な
お、図６及び図７は第二の鋼板２ｃとスペーサ用棒材１
ｂとの溶接部12を模式的に示したものである。又、スタ
ッド５の先端と鋼板２の孔３との関係は図８又は図９に
示すような場合も考えらえる。図８の場合は、スタッド
５の外周縁が孔３に接触し、そこからアークがスタート
するものである。また、図９は鋼板２の板厚が極めて厚
い場合に、段付状の孔３をそれに穿設したものである。

【００１０】また、図１０は鋼板２の板厚が６ｍｍ〜１
２ｍｍ程度の厚いものを使用する場合を示し、この場合
には第一の鋼板２ｂ及び第二の鋼板２ｃに予め多数の中
間スタッド14をスタッド溶接すると共に、スペーサ用棒
材１ｂの先端を第一の鋼板２ｂにスタッド溶接した後
に、第二の鋼板２ｃをスペーサ用棒材１ｂ上に載置し、
その頭部と第二の鋼板２ｃの孔３との間にスタッド溶接
により溶接部12を形成するものである。次に、図１１は
鋼板２として比較的板厚の厚いデッキプレート２ａを、
被溶接材１である建築用の鋼梁１ａ（土木用鋼桁を含
む、以下同じ）のフランジに載置し、その鋼梁１ａの孔
３を介してスタッド溶接により両者間を接合する例を図
示したものであり、そのスタッド溶接方法は図２及び図
３のそれと同一であるので省略する。図１２にその溶接
状態の略図を示す。また、図１３は頭付スタッド５を用
いてデッキプレート２ａの孔３内（孔縁部を含む）にス
タッド溶接を行い、そのスタッド５を孔３上に突設した
ものである。このように突設された頭付スタッド５は、
後工程でデッキプレートおよび梁上に充填されるコンク
リートと、梁またはデッキプレートとの一体化を確実に
行うものである。

【００１１】さらに図１４は、先ず 鋼板２の表面に断
面Ｌ字状のアングル材等の補強用鋼材15の平面を重ね合
わせて、その補強用鋼材15の前記重ね合わせ部に穿設さ
れた孔３を通して前記鋼板２の表面に、アークスタッド
溶接機４に着脱自在に把持されたスタッド５の先端を接
触する。次いでアークスタッド溶接機４を起動させて、
前記スタッド５先端と前記鋼板２との間に放電を自動的
に行わせることにより、前記補強用鋼材15の前記孔３の
縁部と前記鋼板２との間を溶接固定する。さらに、多数
の頭部付のコンクリート埋設用棒材１ｃの夫々の先端を
互いに離間して鋼板２にスタッド溶接し、鋼板コンクリ
ート用壁パネルを製作する。このような補強用鋼材15を
設けて、鋼板の平面を水平に維持すると共に、スタッド
溶接で補強用鋼材を溶接することにより、溶接熱に伴う
鋼板の歪みを最小限に抑えることができる。なお、この
鋼板コンクリート用壁パネルは原子力発電所等の壁面に
用いることができる。

【００１２】

【発明の作用・効果】本発明の鋼板の溶接方法は、鋼板
２等に穿設された孔３を通して孔３表面にアークスタッ
ド溶接機４によりスタッド溶接をするように構成したた
め、比較的厚い鋼板２等を被溶接材１等に短時間で効率
良く確実に溶接することが可能となる。しかも、鋼板２
等の孔３にスタッド溶接を行うため、溶接部において鋼
板２と被溶接材１とが接触していることを同時に確認で
き、溶接の信頼性が向上する。またアークスタッド溶接
機４は、スタッド５の先端を被溶接材１等の表面に接触
して起動させることにより自動的に放電が行われ、孔３
の口縁部及び被溶接材１の表面に溶融池が形成されると
共に、スタッド５先端部の溶融した金属がそこに溶射さ
れて、鋼板２と被溶接材１との間を迅速に溶接固定する
ことが可能となる。

【００１３】さらには、スタッド５の先端部外周に首部
６を設けたものを用い、その首部６から先端を溶接固定
するようにしたものは、鋼板２表面から溶接部が突出す
る量を規制し、体裁のよい溶接部を提供できる。また、
多数の頭部付のスペーサ用棒材１ｂの先端を第一の鋼板
２ｂにスタッド溶接する工程と、そのスペーサ用棒材１
ｂの頭部７に第二の鋼板２ｃを重ね合わせて、その重ね
合わせ部に穿設された孔３を通してアークスタッド溶接
機４によりスタッド溶接を行うものにおいては、鋼板コ
ンクリート用壁パネルを極めて容易に製作できると共
に、強度の高い鋼板コンクリート用壁パネルを提供でき
る。さらには鋼板２の表面に断面Ｌ字状のアングル材等
の補強用鋼材15の平面を重ね合わせてアークスタッド溶
接を行い、前記補強用鋼材15の前記孔３の縁部と前記鋼
板２との間を溶接固定して鋼板コンクリート用壁パネル
を製作するものにおいては、鋼板の平面を水平に維持す
ると共に、スタッド溶接で補強用鋼材を溶接することに
より溶接熱に伴う鋼板の歪みを最小限に抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の溶接方法の第一工程を示
す。

【図２】同第二工程を示す。

【図３】同工程における要部縦断面図。

【図４】本方法により製作された壁パネルの部分斜視
図。

【図５】本方法に用いられるスタッド５の他の実施例。

【図６】本方法により接合された被溶接材１と鋼板２と
の間の溶接部12の一例を示す。

【図７】同他の一例を示す。

【図８】本方法によるスタッド５と鋼板２の孔３との関
係の一例を示す。

【図９】同他の一例を示す。

【図１０】本方法により製作された鋼板コンクリート用
壁パネルの他の実施例。

【図１１】本方法によりデッキプレート２ａと鋼梁１ａ
（土木用鋼桁を含む）とを溶接する説明図。

【図１２】同溶接後の状態を示す略図。

【図１３】本方法によりデッキプレート２ａと鋼梁１ａ
（土木用鋼桁を含む）とを溶接する他の説明図。

【図１４】本方法により製作された鋼板コンクリート用
壁パネルの他の実施例。

【符号の説明】

１ 被溶接材 １ａ 鋼梁 １ｂ スペーサ用棒材 １ｃ コンクリート埋設用棒材 ２ 鋼板 ２ａ デッキプレート ２ｂ 第一の鋼板 ２ｃ 第二の鋼板 ３ 孔 ４ アークスタッド溶接機 ５ スタッド ６ 首部 ７ 頭部 ８ アークシールド ９ フラックス 10 溶接ガン 11 シールド保持体 12 溶接部 13 端部 14 中間スタッド 15 補強用鋼材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 一平 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 田中 秀男 東京都大田区田園調布南八番十号 日本ド ライブイット株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペーサ用棒材の端または鋼梁等の被溶
   接材１に、鋼板２を重ね合わせて両者間を溶接固定する
   ものにおいて、 前記鋼板２の前記重ね合わせ部に穿設された孔３を通し
   て前記被溶接材１表面に、アークスタッド溶接機４に着
   脱自在に把持されたスタッド５の先端を接触し、次いで
   そのアークスタッド溶接機４を起動させて、前記スタッ
   ド５先端と前記被溶接材１との間に放電を自動的に行わ
   せることにより、前記鋼板２の前記孔３の縁部と前記被
   溶接材１との間を溶接固定することとした鋼板の溶接方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記被溶接材１が鋼
   梁１ａであり、前記鋼板２がデッキプレート２ａである
   溶接方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、頭部付のスタッド５
   が前記孔３上に突設固定されるようにした溶接方法。
4. 【請求項４】 請求項１において、その先端部外周に断
   面を他より縮小した首部６が設けられた前記スタッド５
   により、その首部６から先端を前記溶接固定に用いた溶
   接方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記溶接固定の後
   に、前記スタッド５の前記首部６でそのスタッドを分離
   することとした、溶接方法。
6. 【請求項６】 請求項４において、前記放電の開始によ
   り、前記首部６までスタッドの金属を溶射し、そのスタ
   ッドを溶融池に押圧することなく終了することとした溶
   接方法。
7. 【請求項７】 多数の頭部付のスペーサ用棒材１ｂの夫
   々の先端を互いに離間して第一の鋼板２ｂにスタッド溶
   接する工程と、 そのスペーサ用棒材１ｂの前記頭部７に第二の鋼板２ｃ
   を重ね合わせて、その第二の鋼板２ｃの前記重ね合わせ
   部に穿設された孔３を通して前記頭部７の表面に、アー
   クスタッド溶接機４に着脱自在に把持されたスタッド５
   の先端を接触し、 次いでアークスタッド溶接機４を起動させて、前記スタ
   ッド５先端と前記スペーサ用棒材１ｂとの間に放電を自
   動的に行わせることにより、前記第二の鋼板２ｃの前記
   孔３の縁部と前記スペーサ用棒材１ｂとの間を溶接固定
   し、鋼板コンクリート用壁パネルを製作することとした
   鋼板の溶接方法。
8. 【請求項８】 多数の頭部付のコンクリート埋設用棒材
   １ｃの夫々の先端を互いに離間して鋼板２にスタッド溶
   接する工程と、 その鋼板２の表面に断面Ｌ字状のアングル材等の補強用
   鋼材15の平面を重ね合わせて、その補強用鋼材15の前記
   重ね合わせ部に穿設された孔３を通して前記鋼板２の表
   面に、アークスタッド溶接機４に着脱自在に把持された
   スタッド５の先端を接触し、 次いでアークスタッド溶接機４を起動させて、前記スタ
   ッド５先端と前記鋼板２との間に放電を自動的に行わせ
   ることにより、前記補強用鋼材15の前記孔３の縁部と前
   記鋼板２との間を溶接固定し、鋼板コンクリート用壁パ
   ネルを製作することとした鋼板の溶接方法。