JPH08332573A - 鋼板の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板２と被溶接部材１との重ね合わせ部を迅
速に且つ確実に高強度で溶接する方法を提供すること。 【構成】 この方法は、鋼板２の溶接部分に設けた孔３
部分を挟んで、鋼板２の片面に被溶接部材１、他面に板
状の当て金４を夫々重ね合わる。そして当て金４の表面
にスタッド５の先端を接触させアークスタッド溶接機を
起動して、スタッド溶接をする。 【効果】 当て金４の溶融により充分な溶融池が形成さ
れ、溶接部１０の周囲に凹部を生じることなく高強度で
溶接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、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】デッキプレートのような鋼板に複数の鋼
梁を所定間隔で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。この方法は鋼梁の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行った
後、その貫通部にスタッド溶接をする。すなわち低水素
系溶接棒を用い、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て貫通アーク手溶接を行
い、次いで、そこにアークスタッド溶接を行うものであ
る。

【０００３】また、平行に置かれた二枚の鋼板の内面側
の夫々に多数のスタッドを所定間隔で植設し、次いでそ
のスタッドの先端間を接続して鋼板コンクリート用壁パ
ネルを製造する方法が特開昭６２−１２９４２９号公報
に記載されている。この方法は、先ず一対の鋼板の内面
側に夫々所定間隔で多数のスタッドを植設しておき、そ
れらの先端部に係合孔を形成しておく。次いで両鋼板を
向かい合わせ、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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし前者のデッキプ
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、作業性に欠けるという問題があ
った。また、後者の鋼板コンクリート用壁パネルの作製
方法は、夫々の鋼板に植設されたスタッドの先端部間を
接合する際に、その整合をすることが容易でないという
問題があった。そこで本発明は、鋼板と被溶接部材とを
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は被溶接部材に鋼
板を重ね合わせて溶接する方法である。この方法は先ず
鋼板に孔を穿設しておき、その孔部分を挟んで鋼板の片
面に被溶接部材、他面に板状の当て金をそれぞれ重ね合
わせる。次いで、その当て金の表面にアークスタッド溶
接機に着脱自在に把持されたスタッドの先端を接触さ
せ、アークスタッド溶接機を起動させて前記スタッド先
端と当て金との間に放電を自動的に行わせる。それによ
りスタッドの先端と共に、それに接触する当て金部分を
溶融させ、鋼板の孔の縁部と被溶接部材との間を溶接固
定することを特徴とする。上記溶接方法における好まし
い実施態様は、当て金に溶接対象の鋼板と同じ材料の鋼
板片が使用される。

【０００６】上記溶接方法における他の好ましい実施態
様においては、頭部付のスタッドが用いられ、そのスタ
ッドが鋼板から突設固定されるようになされる。このよ
うにすることにより、鋼板上にコンクリートを充填した
場合に、そのスタッドの突出部がアンカー部材として作
用する。上記溶接方法における別の好ましい実施態様に
おいては、軸部と先端部との間に断面を他より縮小した
首部が設けられたスタッドを使用し、その首部から先を
前記溶接固定に用い、溶接固定の後にそのスタッドの首
部で軸部を切断する。その際好ましくは、放電の開始に
より首部までスタッドの金属を溶融し、そのスタッドを
溶融池に押圧することなく溶接を終了する。

【０００７】

【作用】本発明の鋼板の溶接方法によれば、鋼板に穿設
された孔を通して孔表面にアークスタッド溶接機でスタ
ッド溶接するように構成したため、鋼板を被溶接部材に
短時間で効率良く確実に溶接することができる。そし
て、この溶接方法においては、アークスタッド溶接機を
起動してスタッド溶接を開始すると、先ずスタッドの先
端部と当て金の間にアークを生じ、それによりスタッド
の先端部が僅かに溶融すると共にその部分の当て金が溶
融する。当て金の溶融によりアークは孔内まで拡大して
該部分に溶融池を作り、鋼板の孔の縁部と被溶接部材が
溶接固定される。その際、当て金の溶融により充分な溶
融池が溶接部に形成されて溶接部分に凹みなどを生じる
こともなく、さらに溶接部分の厚さが当て金により厚く
なり、高強度の溶接部を形成することができる。

【０００８】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の鋼板の溶接方法
の実施例につき説明する。図１は本発明の溶接方法を実
施している状態を示し、図２はその要部の拡大図であ
る。この例は被溶接部材１である建築用の鋼梁１ａ（土
木鋼梁も含む、以下同じ）のフランジに鋼板２としてデ
ッキプレート２ａを重ね合わせてスタッド溶接してい
る。デッキプレート２ａの各溶接部分には貫通した孔３
が夫々設けられており、該孔３を挟んで片面に鋼梁１ａ
のフランジ、他面に板状の当て金４が重ね合わされる。
なお孔３は皿状に上方へ拡開する形状が好ましく、一例
としてこの拡開角度は９０°〜１５０°程度とされる。

【０００９】当て金４は、スタッド溶接においてスタッ
ド５の先端との間のアークによりその部分が溶融して貫
通孔を生じるような厚さと材料に選定され、好ましくは
デッキプレート２ａ（鋼板２）と同じ材料の当て金を使
用する。また、当て金４の形状は円板状、矩形板状また
は多角形板状等に形成することができ、その面積は少な
くともその周辺が孔３の縁部に掛かる大きさとされ、さ
らに好ましくはスタッド溶接による溶接部の周縁に僅か
な未溶接部が残り、その部分がデッキプレート２ａと密
着して補強効果をさらに増大するような大きさとされ
る。

【００１０】スタッド５は軸部５ａと先端部６を有し、
それらの間に断面を他より縮小した首部５ｂを設けたも
のが使用されている。後述するように、この首部５ｂは
溶接後にその部分で軸部５ａを切断して切り離すために
有用である。首部５ｂの形状としては図示のようなテー
パー状ではなく、断面を他より縮小した棒状または薄板
状としてもよい。そしてこの首部５ｂより先端部分の体
積は、スタッド溶接でその先端部分を溶融して孔３を埋
めるのに充分なものである。また、先端部６の先端には
フラックス６ａが固定されている。なお本発明の方法に
おいては、このような首部を設けたもの以外に、軸部と
先端部を有する通常のスタッドを使用できることは勿論
である。

【００１１】スタッド溶接に際しては、先ず図１および
図２に示すように、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７のチャックにスタッド５を装
着すると共に、その外周にセラミック製のアークシール
ド８をシールド保持体９を介して被嵌する。そしてスタ
ッド５の先端をデッキプレート２ａの孔３上における当
て金４上面に接触させる。次に溶接ガン７の引金を引く
ことによりアークスタッド溶接機を起動すると、先ずス
タッド５の先端と当て金４との間が通電し、次いでスタ
ッド５が僅かに上昇してスタッド５の先端と当て金４と
の間に小隙が生じる。すると、それらの間にアーク放電
が行われて当て金４の一部が溶融し、それによりさらに
アークが拡大してデッキプレート２ａの孔３内に溶融池
が形成されると共に、スタッド５の先端部６が溶融し、
それら溶融材が放電に伴って鋼梁１ａのフランジおよび
孔３の縁部に溶射されて、デッキプレート２ａは鋼梁１
ａに溶接固定される。このスタッド溶接の時間は通常１
秒前後であり、極めて短時間で終了する。

【００１２】なお、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５を軸方
向に押し込む場合と、溶融池がある程度溶融している状
態のままそれを行う場合とがある。溶融部が充分硬化し
た後にスタッド５を軸方向に押圧する場合には、首部５
ｂがそのままの状態で残るので、溶接後にスタッド５か
ら溶接ガン７を外し、次いでハンマーなどの適当な工具
等によりスタッド５の頭部を叩いて首部５ｂから軸部５
ａを切断し、それらを容易に切り離すことができる。こ
のようにして軸部５ａを切り離した状態を図３に示す。

【００１３】溶融池が溶融状態のときにスタッド５を軸
方向に押圧した場合には、スタッド５の首部５ｂが先端
部６と一体化され、上部の軸部５ａと下部の先端部６が
連続した状態で溶接される。この場合には首部５ｂが先
端部６と一体化されて切断しにくくなるが、この方法は
溶接後に軸部５ａをデッキプレート２ａから突出させた
状態で残したいときには有効である。さらに後者の如
く、スタッド溶接の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、例えば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
するか或いは取り除けばよい。

【００１４】このようにしてデッキプレート２ａと鋼梁
１ａは溶接部１０により溶接固定されるが、この溶接部
１０はスタッド５の先端部６と当て金４の溶融により形
成されるので、その厚さは少なくとも当て金４による分
だけ大きくなる。さらにこの溶接部１０の周囲には当て
金４の溶融しなかった残りの周辺部分が密着され、それ
らの作用により当て金４を使用しない場合に比べ、溶接
強度を高めることができる。さらに溶接の際の溶射の作
用や溶接後の冷却等によりその周囲に凹み部等を生じる
こともない。図４は比較のため当て金４を使用しないこ
と以外は、前記と同様にして溶接部１０を形成した状態
を示す。溶接部１０の厚さは当て金４を使用しない分小
さくなり、さらにその周囲にリング状の凹部１０ａが形
成されている。このような凹部１０ａが形成されると溶
接強度はその分だけ低くなる。

【００１５】図５は本発明の方法によって溶接固定され
たデッキプレート２ａと鋼梁１ａの斜視図である。図６
は軸部５ａと先端部６、さらに先端部６と反対側に拡大
された頭部５ｃを有する通常のスタッド５を使用し、本
発明の方法で鋼板２としてのデッキプレート２ａに被溶
接部材１である鋼梁１ａを溶接固定したものである。す
なわち、スタッド５は溶接後にその軸部５ａを切り離さ
ず、デッキプレート２ａから突設固定した状態とされて
いる。そして例えばデッキプレート２ａの上からコンク
リートを流し込むときに、スタッド５の軸部５ａおよび
頭部５ｃはアンカーとして作用し、鋼梁１ａとデッキプ
レート２ａおよびその上に形成されるコンクリートの３
者が強固に一体化できる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明の鋼板の溶接方法に
よれば、鋼板に穿設された孔を通して孔表面にアークス
タッド溶接機でスタッド溶接するように構成したため、
鋼板を被溶接部材に短時間で効率良く確実に溶接するこ
とができる。さらに当て金の溶融により充分な溶融池が
溶接部に形成されて、溶接部分に凹みなどを生じること
もなく、さらに溶接部分の厚さが当て金により厚くな
り、より高強度の溶接部を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶接方法を実施している状態を示す正
面図。

【図２】図１における要部の拡大図。

【図３】図１の方法によるデッキプレート２ａと鋼梁１
ａの溶接部分を示す図。

【図４】当て金を使用しない他は図１と同様にして溶接
したデッキプレート２ａと鋼梁１ａの溶接部分を示す
図。

【図５】本発明の方法によって溶接固定されたデッキプ
レート２ａと鋼梁１ａの斜視図。

【図６】軸部５ａと先端部６、さらに先端部６と反対側
に拡大された頭部５ｃを有する通常のスタッド５を使用
し、本発明の方法で鋼板２としてのデッキプレート２ａ
に被溶接部材１である鋼梁１ａを溶接固定した図。

【符号の説明】

１ 被溶接部材 １ａ 鋼梁 ２ 鋼板 ２ａ デッキプレート ３ 孔 ４ 当て金 ５ スタッド ５ａ 軸部 ５ｂ 首部 ５ｃ 頭部 ６ 先端部 ６ａ フラックス ７ 溶接ガン ８ アークシールド ９ シールド保持体 １０ 溶接部 １０ａ 凹部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被溶接部材１に鋼板２を重ね合わせて溶
   接する方法であって、前記鋼板２に孔３を穿設し、その
   孔３部分を挟んで鋼板２の片面に被溶接部材１、他面に
   板状の当て金４をそれぞれ重ね合わせ、前記当て金４の
   表面にアークスタッド溶接機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
   を起動させて前記スタッド５の先端と当て金４との間に
   放電を自動的に行わせることにより、前記スタッド５の
   先端と共にそれに接触する当て金４部分を溶融させ、前
   記鋼板２の孔３の縁部と被溶接部材１との間を溶接固定
   することを特徴とする鋼板の溶接方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、当て金４が鋼板２と
   同種の材料から作られたものである溶接方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、被溶接部材１が鋼梁
   １ａであり、鋼板２がデッキプレート２ａである溶接方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１において、頭部５ｃ付きのスタ
   ッド５が前記鋼板２から突設固定されるようにした溶接
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１において、軸部５ａと先端部６
   との間に断面を他より縮小した首部５ｂが設けられたス
   タッド５を用い、その首部５ｂから先を前記溶接固定
   し、その溶接固定後に前記スタッド５の首部５ｂで軸部
   ５ａを切断する溶接方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記放電の開始によ
   り先端部６から首部５ｂまでスタッド５の金属を溶融
   し、そのスタッド５を溶融池に押圧することなく溶接を
   終了する溶接方法。