JPH09295169A - 溶接施工方法 - Google Patents

溶接施工方法

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JPH09295169A
JPH09295169A JP13969696A JP13969696A JPH09295169A JP H09295169 A JPH09295169 A JP H09295169A JP 13969696 A JP13969696 A JP 13969696A JP 13969696 A JP13969696 A JP 13969696A JP H09295169 A JPH09295169 A JP H09295169A
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JP
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welding
web
flange
groove
lower flange
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JP13969696A
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English (en)
Inventor
Noburo Saeki
信郎 佐伯
Junichi Ifukuro
順一 衣袋
Seiichi Sato
精一 佐藤
Yoshitaka Kawakami
善孝 川上
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フランジとウェブで構成されるI桁などを突
き合わせ溶接する場合に、フランジとウェブの交差部の
ウェブ開先断面下方にスラグ巻き込み欠陥や融合不良が
生じない健全な溶接部を能率良く得る溶接施工方法を提
供する。 【解決手段】 上下フランジのうち少なくとも下フラン
ジとウェブの交差部のウェブ開先断面の隣接部であるフ
ランジの開先内に固形耐火物を挿入した後、フランジを
溶接し、次いで該固形耐火物を除去した空隙部をたとえ
ばエンクローズ溶接したり、空隙部およびウェブを連続
してエレクトロスラグ溶接したりする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フランジとウェブ
で構成される、例えば橋梁I桁を高能率に突き合わせ溶
接する施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に示す橋梁I桁の溶接方法として
は、まず下フランジ1Aの開先部3Aを被覆アーク溶接
またはガスシールドアーク溶接方法で下向き溶接した
後、ウェブ2の開先部4を被覆アーク溶接またはガスシ
ールドアーク溶接方法で立向き溶接される。また、橋梁
の大型化に伴いI桁の使用鋼板も厚肉長尺になり、ウェ
ブ2の開先部4を単層で溶接できるフラックス入りワイ
ヤを用いたエレクトロガス溶接方法も採用されるように
なった。
【0003】下フランジ1Aの溶接においては、下フラ
ンジ1Aとウェブ2の交差部のウェブが障害となって、
交差部のウェブ開先断面下方の下フランジ開先部3Aの
溶接ができない。そこで、図3に示すように下フランジ
1Aとウェブ2の交差部のウェブ開先断面下方の下フラ
ンジ開先部3Aの溶接を可能とするためにスカラップ5
を設けなければならない。したがって、そのスカラップ
5は下フランジ1Aを下向き溶接した後、穴埋め用のプ
レートで埋めなければならないので非常に能率が悪くな
る。
【0004】図4に示すように、スカラップを設けずに
下フランジ1Aとウェブ2の交差部のウェブ開先断面下
方の下フランジ開先部3Aに空隙部6が残るように下フ
ランジ開先部を溶接すると、スカラップ穴埋め用のプレ
ートを埋める作業が省略できて高能率な施工が期待でき
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のごとく、下フラ
ンジ1Aとウェブ2の交差部のウェブ開先断面下方のフ
ランジ開先部3Aに空隙部が残るようにフランジ開先部
3Aをアーク溶接すると、図5に図4のA−A断面を示
すように空隙部6の溶接端部の溶接金属7が垂れて凹凸
状となる。空隙部6の凹凸部をこのままでエンクローズ
溶接やエレクトロスラグ溶接をすると、溶接金属が特に
凹部に届かずスラグ巻き込み欠陥や融合不良が生じる。
【0006】本発明は、フランジとウェブを溶接する場
合において、フランジとウェブの交差部のウェブ開先断
面下方にスラグ巻き込み欠陥や融合不良が生じない健全
な溶接部を能率良く得る溶接施工方法を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、 (1)フランジおよびウェブで構成される構造物を突き
合わせ溶接する方法において、上下フランジのうち少な
くとも下フランジとウェブの交差部のウェブ開先断面の
隣接部であるフランジの開先内に固形耐火物を挿入した
後、フランジを溶接し、次いで該固形耐火物を除去した
空隙部およびウェブを溶接することを特徴とする溶接施
工方法。 (2)固形耐火物が挿入されるフランジ部の開先面は板
厚方向にほぼ垂直であることを特徴とする(1)記載の
溶接施工方法。 (3)フランジの溶接後に固形耐火物を除去した空隙部
をエンクローズ溶接することを特徴とする(1)または
(2)記載の溶接施工方法。 (4)フランジの溶接後に固形耐火物を除去した空隙部
とウェブの開先部を連続してエレクトロスラグ溶接する
ことを特徴とする(1)または(2)記載の溶接施工方
法にある。
【0008】
【発明の実施の形態】図6に下フランジ1Aのウェブ2
との交差部近傍のフランジの開先3Aの断面形状を示
す。また図1は図6の一方の開先面内を見た斜視図で、
これに固形耐火物8を挿入した状態を示す。固形耐火物
8は下フランジ1Aとウェブ2の交差部のウェブ開先断
面の隣接部、すなわち下フランジにあってはウェブの下
方のフランジ開先内に挿入される。固形耐火物8が挿入
されるフランジ部の開先9は板厚方向にほぼ垂直とす
る。これによって、固形耐火物8の挿入および下フラン
ジ1Aのアーク溶接後のこれの除去が容易になるととも
に、図7に示すように下フランジ開先部3Aのアーク溶
接時に、溶接金属7が下フランジ1Aとウェブ2の交差
部下の空隙部6に垂れることなく、溶接端部が凹凸とな
ることがないので空隙部6をエンクローズ溶接やエレク
トロスラグ溶接する場合にスラグ巻き込みや融合不良な
どの溶接欠陥が生じることがない。
【0009】なお、固形耐火物8は、コージライト、ス
テアライト等の高融点セラミックスまたはSiO2 、A
23 、CaO、MgO、ZrO2 等の成分からなる
固形フラックスを用いることができ、形状は固形耐火物
挿入部のフランジ開先9の形状に合わせるが、角柱,そ
の他多角柱のいずれも適用可能である。また、固形耐火
物はフランジ表面よりわずかに上方のウェブ開先部まで
挿入し、下方はフランジ底面よりわずか下方に位置する
ようにするのが好ましい。
【0010】下フランジ1Aの溶接は、裏当材を用い片
面溶接するとともに下フランジ1Aの端部はタブ材を当
て、ウェブ2を境に左右多層盛り溶接を行う。その後固
形耐火物8を除去した図7に示す空隙部6を、図8に示
すようにエンクローズ溶接する。これによって、下フラ
ンジ1Aとウェブ2の交差部のウェブ開先断面下方の下
フランジ開先部3Aをスカラップなしで溶接が可能とな
り、高能率な溶接施工ができる。
【0011】なお、図8に一例を示すエンクローズ溶接
方法は、空隙部6下に水冷の銅タブ10をセットし、こ
の上に例えば1.0mm径のワイヤを長さ1mmにカッ
トしたアークスタート安定剤11を散布する。次いで、
空隙部6に不活性ガスを流しながら(図示せず)溶接ト
ーチ12からソリッドワイヤまたはフラックス入りワイ
ヤ13を供給しながらフランジ表面までエンクローズ溶
接方法で空隙部6を溶接する。または上記の溶接ワイヤ
による溶接に代えて被覆アーク溶接で行なってもよい。
【0012】また、固形耐火物8を除去した図7に示す
空隙部6を、図9に一例を示すようにウェブの開先部4
まで連続してエレクトロスラグ溶接を行う。これによっ
て、下フランジ1Aとウェブ2の交差部のウェブ開先断
面下方の下フランジ開先部3Aをスカラップなしで、か
つウェブ開先部4まで連続して溶接することができ、さ
らに高能率な溶接施工が可能となる。
【0013】図9は橋梁I桁の固形耐火物8を除去した
空隙部6とウェブ開先部4とをエレクトロスラグ溶接で
連続溶接する一実施態様を示す説明図で、13は溶接ワ
イヤ、14は溶接装置、15は給電ノズル、16は水冷
銅板、17はスタート用銅タブ、18はエンド用銅タ
ブ、19は溶接装置固定治具、20はノズル固定具であ
る。このような構成によって、下フランジ1Aとウェブ
2の交差部下の空隙部6からウェブ開先部4まで連続で
エレクトロスラグ溶接を行う。
【0014】なお、橋梁I桁の溶接においては、図9に
示すように上フランジ1Bの溶接も考慮する必要がある
が、上フランジ1Bの場合アーク溶接による下向き溶接
時にウェブ2が障害とならないので、一方の端から他端
まで連続溶接が可能である。ただし、エレクトロスラグ
溶接の前に、ウェブ2と上フランジ1Bとの交差部はド
リル等で孔を開ける必要がある。また、下フランジ1A
と同様にウェブ2との交差部に固形耐火物を挿入して、
上部にも空隙部を残して上フランジ開先部3Bの溶接を
行なってからエレクトロスラグ溶接することも可能であ
る。
【0015】また、図9のエレクトロスラグ溶接におけ
る給電ノズル15は、鋼パイプあるいは鋼パイプにフラ
ックスを塗布した消耗式ノズルを示したが、給電ノズル
15が溶接と共に上昇する非消耗式ノズルも適用可能で
ある。
【0016】
【実施例】表1に示す板厚および開先形状のフランジ1
A、1Bおよびウェブ2を、図2に示す橋梁I桁の形状
に組み立て、ウェブ2との交差部のウェブ開先断面下方
のフランジの開先部3Aに固形耐火物8を挿入した後、
1.6mm径のJIS Z3312 YGW11のソリ
ッドワイヤで下向き炭酸ガスシールドアーク溶接で多層
盛溶接した。なお、初層の溶接は、フランジ開先部裏に
裏当材を当てて片面溶接を行った。また、上フランジ1
Bのウェブ2との交差部は空隙部6を残さずに全面下フ
ランジと同一材料で溶接して試験に供した。なお、フラ
ンジ1A、1Bおよびウェブ2の鋼種は490N/mm
2 級高張力鋼で、フランジ1A、1Bの長さ1000m
m、ウェブ2の長さ1500mmとした。
【0017】また、エンクローズ溶接は、図8に示す方
法でJIS Z3312 YGW21のソリッドワイヤ
1.6mm径を用いて450A、36vの溶接条件で下
フランジ1A表面までガスメタルアークエンクローズ溶
接した。ウェブ2は下フランジ1の溶接に用いたソリッ
ドワイヤで2層盛の立向ガスシールドアーク溶接を行っ
た。
【0018】エレクトロスラグ溶接は、上フランジ1B
とウェブ2との交差部を上フランジ1B側からドリルで
25mm径の孔を開け、図9に示すように消耗式エレク
トロスラグ溶接で、下フランジ1Aからウェブ2および
上フランジ1Bまで連続で溶接した。給電ノズル15は
外径10mm、フラックス被覆2mm、長さ1800m
mで、ワイヤは2.4mm径のJIS Z3551 Y
S−M4該当品を用いた。溶接条件は380A、46
V、20〜24mm/minで行った。
【0019】比較のために、それぞれ下フランジの開先
部3Aのウェブ2との交差部のウェブ開先断面下方に固
形耐火物を挿入しないで空隙部6が残るように下フラン
ジの開先3Aをアーク溶接した後に、ガスメタルアーク
エンクローズ溶接およびエレクトロスラグ溶接も実施し
た。
【0020】それぞれの試験例について、下フランジ1
Aとウェブ2の交差部下側の溶接部を超音波探傷試験で
溶接欠陥の有無を調べた。それらの結果を表1にまとめ
て示す。表1中、試験No.1およびNo.2は空隙部
をガスメタルアークエンクローズ溶接で施工した例、試
験No.3およびNo.4はエレクトロスラグ溶接で下
フランジの空隙部から上フランジまで連続で溶接施工し
た例を示す。
【0021】
【表1】
【0022】本発明例であるNo.1は、フランジとウ
ェブとの交差部のウェブ開先断面下方のフランジ開先部
に三角柱状の固形耐火物を挿入してフランジの溶接をし
たので、空隙部の溶接端部の溶接金属が垂れて凹凸状と
ならず平坦であったので、ガスメタルアークエンクロー
ズ溶接部に溶接欠陥が生じることなく高能率に橋梁I桁
の溶接ができた。
【0023】No.3は、フランジとウェブとの交差部
のウェブ開先断面下方のフランジ開先部に四角柱状の固
形耐火物を挿入してフランジの溶接をしたので、空隙部
の溶接端部の溶接金属が垂れて凹凸状とならず平坦であ
ったので、エレクトロスラグ溶接方法で空隙部から上フ
ランジまで連続で溶接でき、溶接欠陥もなく非常に高能
率に橋梁I桁の溶接ができた。
【0024】比較例のNo.2およびNo.4は、フラ
ンジとウェブとの交差部のウェブ開先断面下方のフラン
ジ開先部に固形耐火物を挿入しないでフランジの溶接を
したので、空隙部の溶接端部の溶接金属が垂れて凹凸状
となり、No.2のガスメタルアークエンクローズ溶接
方法およびNo.4のエレクトロスラグ溶接方法のいず
れも溶接欠陥が生じた。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の溶接施工
方法によれば、フランジとウェブの交差部のウェブ開先
断面の隣接部のフランジ開先はフランジ板厚方向にほぼ
垂直で同形の固形耐火物を挿入した後、フランジを溶接
することにより、空隙部の溶接端部の溶接金属が垂れて
凹凸状とならず平坦となって、エンクローズ溶接方法お
よびエレクトロスラグ溶接方法のいずれの溶接施工にお
いても溶接欠陥が生じない健全な溶接部を能率良く得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法により固形耐火物が挿入された状
態を示す斜視図
【図2】橋梁I桁を示す斜視図
【図3】スカラップ有りのフランジとウェブの交差部を
示す斜視図
【図4】スカラップ無しでフランジの溶接をした場合の
斜視図
【図5】図4のA−A断面で、固形耐火物を挿入しない
でフランジの溶接をした場合を示す断面図
【図6】本発明における下フランジとウェブの交差部近
傍の開先形状を示す断面図
【図7】固形耐火物を挿入してフランジ部を溶接した場
合の空隙部の溶接端部の状態を示す断面図
【図8】エンクローズ溶接方法の一例を示す断面図
【図9】エレクトロスラグ溶接方法の一例を示す断面図
【符号の説明】
1A 下フランジ 1B 上フランジ 2 ウェブ 3A 下フランジ開先部 3B 上フランジ開先部 4 ウェブ開先部 5 スカラップ 6 空隙部 7 溶接金属 8 固形耐火物 9 固形耐火物挿入部のフランジ開先 10 銅タブ 11 アークスタート安定剤 12 溶接トーチ 13 ワイヤ 14 溶接装置 15 給電ノズル 16 水冷銅板 17 スタート用銅タブ 18 エンド用銅タブ 19 溶接装置固定具 20 ノズル固定具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 善孝 千葉県習志野市東習志野七丁目6番1号 日鐵溶接工業株式会社機器事業部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フランジおよびウェブで構成される構造
    物を突き合わせ溶接する方法において、上下フランジの
    うち少なくとも下フランジとウェブの交差部のウェブ開
    先断面の隣接部であるフランジの開先内に固形耐火物を
    挿入した後、フランジを溶接し、次いで該固形耐火物を
    除去した空隙部およびウェブを溶接することを特徴とす
    る溶接施工方法。
  2. 【請求項2】 固形耐火物が挿入されるフランジ部の開
    先面は板厚方向にほぼ垂直であることを特徴とする請求
    項1記載の溶接施工方法。
  3. 【請求項3】 フランジの溶接後に固形耐火物を除去し
    た空隙部をエンクローズ溶接することを特徴とする請求
    項1または請求項2記載の溶接施工方法。
  4. 【請求項4】 フランジの溶接後に固形耐火物を除去し
    た空隙部とウェブの開先部を連続してエレクトロスラグ
    溶接することを特徴とする請求項1または請求項2記載
    の溶接施工方法。
JP13969696A 1996-05-10 1996-05-10 溶接施工方法 Pending JPH09295169A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014005692A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Takenaka Komuten Co Ltd 柱梁接合構造及び柱梁接合方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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