JPH0976080A

JPH0976080A - 棒鋼の突合せ接合方法及び接合装置

Info

Publication number: JPH0976080A
Application number: JP26103595A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Nomura; 博一野村; Saburo Mori; 三郎森; Tadashi Takimoto; 正滝本; Hideyuki Chiyoda; 頴征千代田; Kiyoteru Hirabayashi; 清照平林
Original assignee: Nippon Kokan Koji KK
Current assignee: Nippon Kokan Koji KK
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】鉄筋等の棒鋼を突合せ接合するときに、接合時
間が多くかかり、作業性が悪かった。そこで異形棒鋼を
短時間で確実に突合せ接合することができるとともに、
性能の良好な接合部を得る。【解決手段】同一軸心で保持して接合端面を加圧接触さ
せた１対の異形棒鋼１ａ，１ｂの一方の異形棒鋼１ｂの
端部に振動を加える。この振動により異形棒鋼１ａ，１
ｂの接合端面を摩擦し、発生した摩擦熱と加圧力により
異形棒鋼１ａ，１ｂの接合端面を圧接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はこの発明は、鉄筋
コンクリ−ト構造物に使用する鉄筋等の棒鋼を突合せて
融着する突合せ接合方法及び接合装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、鉄筋コンクリ−ト構造物の大型化
に伴い、高強度，大径の異形棒鋼が使用されている。こ
れらの異形棒鋼を連結するために、２本の異形棒鋼の端
面を突合せて接合した突合せ継手が使用されている。こ
れは２本の異形棒鋼を並べて針金で固縛して連結した従
来の重ね継手よりも強度が大きく耐震性に優れているか
らである。

【０００３】この異形棒鋼を突合せて接合する方法とし
ては、ガス炎を用いるガス圧接継手工法や、スリ−ブあ
るいはねじを用いて連結する機械式継手工法、ア−ク熱
を用いるア−ク溶接継手工法又は抵抗熱を用いる抵抗溶
接継手工法などが使用されている。

【０００４】ガス圧接継手工法は、研削して平坦にした
異形棒鋼の端面を加圧接触させながらガス炎を用いて加
熱して圧接する方法である。機械式継手工法の代表的な
方法は、継手部に異形棒鋼の外径に応じた鋼スリ−ブを
同心円状に配置し、周囲から加圧させて圧着させる方法
と、異形棒鋼自体にねじを加工しておき、これにナット
を捩じ込んで接合する方法がある。ア−ク溶接継手工法
は被覆ア−ク溶接法や炭酸ガスア−ク溶接法なとを用
い、あらかじめ所定間隔で設けた異形棒鋼端面間の隙間
を溶融金属で充填しながら接合する方法である。抵抗溶
接継手工法にはアプセット工法とフラッシュ工法の２種
類あり、アプセット工法は異形棒鋼の端面を接触させ、
これに大電流を流してジュ−ル熱で加熱した後に圧接す
る方法である。フラッシュ工法は大電流を用いるが、端
面の加熱に短絡ア−ク熱を用いて圧接する方法である。

【０００５】また、二つの被溶接物の接合面に圧力をか
けた状態で互いに相対的な回転を与え、摩擦発熱により
接合部が適当な高温に達したときに相対的な回転速度を
ゼロにして加圧力を増加して圧接する回転摩擦溶接法に
より鉄筋を接合する方法も、例えば実開平４−50447号
公報や実開昭61−136011号公報に開示されている。

【０００６】実開平４−50447号公報に示された方法は
角型の鋼板の両面に鉄筋と雄ネジ棒を回転摩擦溶接によ
り溶着して杭頭接合金物を形成している。実開昭61−13
6011号公報に示された方法は、あらかじめ必要な寸法に
加工された雄ねじを接合すべき鉄筋端部に回転摩擦圧接
法により圧着し、この雄ねじを雌ねじを有するカプラ−
に螺合して、異形鉄筋を接合するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガス圧
接継手工法は固相接合のため、異形棒鋼端面の研削の良
否や加熱温度，加圧力，加熱時間などの作業条件が適正
に守られていない場合には接合面に不純物の介在するフ
ラット面と呼ばれる欠陥が生じ易く、作業条件の管理が
容易でなかった。機械式継手工法はスリ−ブやナットを
使用しているため、継手が太くなり、補助筋の配置が容
易でなく多くの作業時間を要した。ア−ク溶接継手工法
は異形棒鋼端面間に溶融金属を充填するに当たり熟練を
要するという問題があった。抵抗溶接継手工法は溶接条
件を設定すればそれに従って接合できるので、継手性能
は良いが、設備がかなり複雑になり重量も大きくなって
しまうという短所があった。

【０００８】また、実開平４−50447号公報や実開昭61
−136011号公報に示され回転摩擦による鉄筋の接合方法
は、接合する鉄筋全体を機械的に回転させるため、接合
装置が巨大化し現場で適用することは困難であった。さ
らに棒鋼全体を機械的に回転させるため、回転数に限度
があり、接合するために必要な摩擦熱を得るのに長時間
かかり、作業能率が悪いとともに端部の加熱帯域が広く
なって熱影響部が広くなり性能に悪影響を与えるという
短所があった。

【０００９】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、異形棒鋼や丸鋼を短時間で確実に突
合せ接合することができるとともに、性能の良好な接合
部を得ることができる棒鋼の突合せ接合方法及び接合装
置を得ることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る棒鋼の突
合せ接合方法は、同一軸心で保持して接合端面を加圧接
触させた１対の異形棒鋼又は丸棒鋼の一方又は双方の端
部に振動を加え、該振動により１対の異形棒鋼又は丸棒
鋼の接合端面を摩擦し、発生した摩擦熱と加圧力により
１対の異形棒鋼又は丸棒鋼の接合端面を圧接することを
特徴とする。

【００１１】上記接合端面を加圧接触させる接合圧力Ｐ
を25Ｎ／mm²から75Ｎ／mm²の範囲とし、振動は振幅Ａ＝
0.5mmから５mm，周波数ｆ＝50Ｈｚから250Ｈｚの範囲
で、接合圧力Ｐが75Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝0.5mm，周
波数ｆ＝50Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ及び周
波数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超えた範囲
であり、接合圧力Ｐが25Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝５m
m，周波数ｆ＝215Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ
及び周波数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超え
ない範囲にすることが望ましい。このとき、端部の振動
時間を５秒から60秒の範囲に設定すると良い。

【００１２】また、この発明に係る接合装置は、１対の
異形棒鋼又は丸棒鋼を同一軸心で保持するクランプ手段
と、クランプ手段で保持された１対の異形棒鋼又は丸棒
鋼の端面を加圧接触させる加圧手段と、異形棒鋼又は丸
棒鋼の一方又は双方の端部近傍に取付けられ、端部に振
動を与える振動発生手段を備えたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明においては、１対の異形
棒鋼を突合せ接合する接合装置をクランプ手段と加圧手
段及び振動発生手段で構成する。クランプ手段は複数本
の摺動用支柱に固定された固定梁に隣接して設けられた
クランプ用油圧シリンダと、複数本の摺動用支柱に沿っ
て摺動する加圧梁に設けられたクランプ用油圧シリンダ
を有し、接合する１対の異形棒鋼をそれぞれ同一軸心で
保持する。加圧手段は加圧梁と摺動用支柱を固定した固
定部との間に設けられたアプセット用油圧シリンダを有
し、アプセット用油圧シリンダにより加圧梁を移動して
加圧梁に保持された異形棒鋼の端面を他方の異形棒鋼に
加圧して、接合面に接合圧力を与える。振動発生手段は
電気−油圧サ−ボ機構により異形棒鋼の一方又は双方の
端部を所定の振幅と周波数で振動させる。そして加圧手
段で加えられる接合圧力Ｐと振動発生手段で加えられる
振動により１対の異形棒鋼の接合面に摩擦熱を発生さ
せ、発生した摩擦熱で接合面を半溶融状態にしながら接
合圧力Ｐで加圧して接合面を圧接させる。

【００１４】このように１対の異形棒鋼を接合するとき
に、接合端面を加圧接触させる接合圧力Ｐを25Ｎ／mm²
から75Ｎ／mm²の範囲として接合面を確実に圧接する。
また、接合圧力Ｐを25Ｎ／mm²から75Ｎ／mm²の範囲にす
るとともに、異形棒鋼の端部に与える振動を振幅Ａ＝0.
5mm〜５mm，周波数ｆ＝50Ｈｚか250Ｈｚの範囲で、接合
圧力Ｐが75Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝0.5mm，周波数ｆ＝
50Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ及び周波数ｆの
積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超えた範囲であり、
接合圧力Ｐが25Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝５mm，周波数
ｆ＝215Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ及び周波
数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超えない範囲
にすることにより、接合面の摩擦により単位時間に発生
する熱量を多くして、接合面を確実に半溶融状態にさ
せ、溶融金属の重力による垂れ下がりを防ぎ、良好な継
手を短時間で形成する。

【００１５】さらに、端部の振動時間を５秒から60秒の
範囲に設定して、発生する全熱量が不足したり過剰にな
ることを防ぐ。

【００１６】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の上面図である。
図に示すように、１対の異形棒鋼１ａ，１ｂを接合する
接合装置２は固定部３と３本の摺動用支柱４ａ，４ｂ，
４ｃと固定梁５と加圧梁６及び可動梁７とを有する。固
定部３には、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すよう
に、両端の水平位置に摺動用支柱４ａ，４ｂが固定さ
れ、中央上端部に摺動用支柱４ｃが固定されている。こ
の固定部３の摺動用支柱４ａ，４ｂを固定した位置の中
間部には異形棒鋼１ｂを通すガイド溝３１が設けられて
いる。固定梁５は摺動用支柱４ａ，４ｂ，４ｃの端部に
固定され、固定部３のガイド溝３１と対応する位置に異
形棒鋼１ａを通すガイド溝５１が設けられている。

【００１７】摺動用支柱４ａ，４ｂの固定梁５を取り付
けた位置の固定部３側には、図３の断面図に示すよう
に、異形棒鋼１ａの端部を把持して固定するクランプ用
油圧シリンダ８がそれぞれ設けられている。加圧梁６と
可動梁７は固定部３と固定梁５の間の３本の摺動用支柱
４ａ，４ｂ，４ｃに摺動自在に取り付けられ、図１のＢ
−Ｂ断面図である図４に示すように、固定部３のガイド
溝３１と対応する位置に異形棒鋼１ｂを通すガイド溝６
１，７１が設けられている。加圧梁６は摺動用支柱４
ａ，４ｂを貫通して固定部３に取り付けられたアプセッ
ト用油圧シリンダ９に連結され、摺動用支柱４ａ，４ｂ
を貫通した固定梁５側にはそれぞれ異形棒鋼１ｂを把持
して固定するクランプ用油圧シリンダ１０が設けられて
いる。そして加圧梁６は異形棒鋼１ｂをクランプ用油圧
シリンダ１０で固定した状態でアプセット用油圧シリン
ダ９により固定梁５の方向に移動して、異形棒鋼１ａ，
１ｂの端部を接触させて加圧する。可動梁７には異形棒
鋼１ｂの端部を把持して振動を与える振動発生手段１１
が取り付けられている。

【００１８】振動発生手段１１は、図５のブロック図に
示すように、異形棒鋼１ｂの端部を把持するクランプ手
段１２を装着した振動用油圧シリンダ１３と電気−油圧
サ−ボ弁１４及び油圧シリンダ１３の移動量を検出する
例えば差動トランス等の変位検出器１５とを有する。こ
の振動発生手段１１は振動制御部１６と油圧ユニット１
７に接続されている。振動発生手段１１の動作を制御す
る振動制御部１６には振動周波数ｆと振幅Ａ及び振動時
間Ｔを入力する入力部１８と、入力部１８から入力され
た振動周波数ｆと振幅Ａ及び振動時間Ｔで制御信号を発
生する信号発生部１９と、サ−ボ増幅器２０及び変位検
出器１５からの変位信号を増幅するフィ−ドバック用の
増幅器２１とを有する。油圧ユニット１７にはアプセッ
ト用油圧シリンダ制御部２２を介してアプセット用油圧
シリンダ９が接続され、クランプ用油圧シリンダ制御部
２３を介してクランプ用油圧シリンダ８，１０が接続さ
れている。

【００１９】上記のように構成された接合装置１で異形
棒鋼１ａ，１ｂを接合するときは、まず、加圧梁６を固
定部３側に後退させた状態で油圧ユニット１７を作動さ
せ、異形棒鋼１ａの端部を固定梁５に隣接して設けたク
ランプ用シリンダ８で把持，固定し、異形棒鋼１ｂの端
部から一定距離だけ離れた位置を加圧梁６に設けたクラ
ンプ用シリンダ１０で把持，固定する。次に、可動梁７
を異形棒鋼１ｂの端部近傍に移動して、可動梁７に設け
た振動発生手段１１のクランプ手段１２で異形棒鋼１ｂ
の端部を把持する。

【００２０】この状態で振動制御部１６の入力部１８に
所定の振動周波数ｆと振幅Ａ及び振動時間Ｔを入力して
設定し、アプセット用油圧シリンダ制御部２２に所定の
接合圧力Ｐを設定してから振動発生手段１１の動作を開
始する。振動発生手段１１の動作を開始すると信号発生
部１９は設定された振動周波数ｆと振幅Ａに応じた信号
Ｖiをサ−ボ増幅器２０に送る。サ−ボ増幅器２０は送
られた信号Ｖiを電流Ｉに変換して電気−油圧サ−ボ弁
１４に送る。電気−油圧サ−ボ弁１４は送られた電流に
より主スプ−ルを移動させ、振動用油圧シリンダ１３に
送る圧油の流れ方向を可変して振動用油圧シリンダ１３
のピストンを移動する。この振動用油圧シリンダ１３の
移動量を変位検出器１５で検出し、増幅器２１で増幅し
てフィ−ドバック信号Ｖfとしてサ−ボ増幅器２０に送
り、信号Ｖiとフィ−ドバック信号Ｖfが比較演算され、
閉ル−プ系を構成している。したがってサ−ボ増幅器２
０に所定の振動周波数ｆと振幅Ａに応じた信号Ｖiを送
ることにより、振動用油圧シリンダ１３を所定の振動周
波数ｆと振幅Ａに応じて振動させることができ、クラン
プ手段１２で把持した異形棒鋼１ｂの端部を一定の方向
に振動させる。このように異形棒鋼１ｂを端部から一定
距離だけ隔てた位置で固定して振動させるから、任意の
周波数で異形棒鋼１ｂを振動させることができる。

【００２１】上記のようにして振動発生手段１１により
異形棒鋼１ｂの端部の振動を開始したら、アプセット用
油圧シリンダ制御部２２でアプセット用油圧シリンダ９
を作動させて異形棒鋼１ｂをクランプした加圧梁６を固
定梁５の方向に移動して、異形棒鋼１ａ，１ｂの端面を
接触させて所定の接合圧力Ｐで加圧する。この接合圧力
Ｐと異形棒鋼１ｂ端部の振動により異形棒鋼１ａ，１ｂ
の接合面に摩擦熱が発生し、異形棒鋼１ａ，１ｂの接合
面を融着させる。そして振動制御部１６の入力部１８に
設定した振動時間Ｔが経過したら信号発生部１９からサ
−ボ増幅器２０に送る信号Ｖiをゼロにして振動用油圧
シリンダ１３の動作を停止させる。

【００２２】この異形棒鋼１ａ，１ｂを接合するとき
に、接合面に発生する単位時間当たりの摩擦熱は接合圧
力Ｐと異形棒鋼１ｂの振動の周波数ｆと振幅Ａにより異
なる。そして接合面を溶かすためには、接合面の摩擦に
よる仕事量に相当する接合圧力Ｐと振動の振幅Ａと周波
数ｆとの積Ｐ・Ａ・ｆが一定の限界値以上になる必要が
ある。

【００２３】例えば１グラムの軟鋼を室温から1500℃の
半溶融状態にするのに必要な熱量Ｑmは、軟鋼の1500℃
までの平均比熱を0.17とするとＱm＝0.17×1500（cal）
になる。但し熱量Ｑmは加熱温度を軟鋼の融点直下の150
0℃としているので溶融潜熱は省略してある。そして一
定容量、例えば直径ｄの異形棒鋼の端部から長さＬcmま
での容量を半溶融状態に加熱するのに必要な熱量Ｑは、
Ｑ＝（7.8・π・ｄ²・Ｌ・Ｑm)/４になる。ここで7.8は
軟鋼の比重である。いまＬ＝0.7cmとすると、Ｑ＝1392
πｄ²／４になる。この必要な熱量Ｑを異形棒鋼１ａ，
１ｂの摩擦により発生する熱量Ｑfで与える必要があ
る。

【００２４】摩擦により発生する熱量Ｑfは、Ｑf＝(ｋ
・Ｆ・Ａ・ｆ・ｔ)になる。ここで、ｋは摩擦係数、Ｆ
は加圧力、ｔは振動時間である。この摩擦により発生す
る熱量Ｑfで必要な熱量Ｑを与えるから、(ｋ・Ｆ・Ａ・
ｆ・ｔ)＝1392πｄ²／４になる。接合圧力Ｐは、Ｐ＝Ｆ
／（πｄ²／４）で与えられ、ｋ＝１／100とすると、上
記式から、接合圧力Ｐは、Ｐ＝(1392×100)／(Ａ・ｆ・
ｔ)で与えられる。

【００２５】ここで異形棒鋼１ｂの振動時間の適正時間
を５秒から60秒の範囲とすると、接合圧力Ｐは、Ｐ＝27
840／(Ａ・ｆ)からＰ＝2320／(Ａ・ｆ)の範囲になる。

【００２６】また、継手性能が良好な接合をするために
必要な各種条件を調べた結果、適正接合圧力Ｐは25Ｎ/m
m²(260kgf/cm²)から75Ｎ/mm²(770kgf/cm²)の範囲である
ことが判明した。すなわち、接合圧力Ｐが25Ｎ/mm²未満
の場合には、接合面の温度が摩擦熱によって高くなって
も、圧着不足のために所定の接合強度が得られず、接合
圧力Ｐが75Ｎ/mm²を超えると接合面全体が粗いビ−ドに
なり、好ましい条件とはならないからである。

【００２７】また、異形棒鋼１ａ，１ｂの接合面の相対
変位量すなわち振動の振幅Ａは0.5mmから５mmの範囲が
適正であった。すなわち振幅Ａを0.5mm未満にすると、
摩擦面があまりにも小さくなり過ぎて、接合に必要な摩
擦熱を短時間を得ることが困難であり、軟化域が大きく
なり過ぎて良好な継手を得ることができなかった。ま
た、振幅Ａが５mmを超えると接合面での芯ずれを起こし
やすく、寸法精度が良好とならないからである。

【００２８】さらに、振動の周波数ｆは50Ｈｚから250
Ｈｚが適正範囲であった。すなわち、周波数が50Ｈｚ以
下の振動では加熱時間が長くなり、加熱帯の幅が大きく
なって継手の性能が劣化し、周波数が250Ｈｚを超える
と正常で滑らかな継手が得られないことが確認された。

【００２９】また、異形棒鋼１ｂの振動時間ｔは、異形
棒鋼の大きさや材質，所要接合強度レベルなどにより異
なるが５秒から60秒の範囲が適正時間であった。すなわ
ち、振動時間ｔが５秒未満の場合には、接合端面は接合
に必要とされる温度分布まで上昇せず、良好な継手が得
られず、振動時間ｔが60秒を越えると、接合箇所での摩
擦面は過熱しすぎて、熱影響部が大きくなりすぎ材質劣
化を招いてしまうからである。

【００３０】そこで、これらの各種条件と、半溶融状態
で接合するために必要な熱量Ｑを得る接合圧力Ｐと振幅
Ａ及び周波数ｆの関係を示す上記Ｐ＝27840／(Ａ・ｆ)
からＰ＝2320／(Ａ・ｆ)までの範囲から、図６に示すよ
うに、良好な継手性能が得られる限界は、接合圧力Ｐを
25Ｎ／mm²(260kgf/cm²)から75Ｎ/mm²(770kgf/cm²)の範
囲とし、振動は振幅Ａ＝0.5mm〜５mm，周波数ｆ＝50Ｈ
ｚから250Ｈｚの範囲で、接合圧力Ｐが75Ｎ／mm²のとき
の振幅Ａ＝0.5mm，周波数ｆ＝50Ｈｚを基準として接合
圧力Ｐと振幅Ａ及び周波数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を
示す曲線Ａを超えた範囲であり、接合圧力Ｐが25Ｎ／mm
²のときの振幅Ａ＝５mm，周波数ｆ＝215Ｈｚを基準とし
て接合圧力Ｐと振幅Ａ及び周波数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一
定値を示す曲線Ｂを超えない範囲の領域で示される条件
を最適条件としたのである。

【００３１】このように半溶融状態で接合する条件を設
定した結果、振動時間が５秒から60秒の短時間で良好な
継手を得ることができるとともに、溶接姿勢に限定され
ずに良好な継手を得ることができる。

【００３２】また、冷却は強制冷却、自然冷却のいずれ
でも良いが、強制冷却の場合に急冷すると接合面が硬く
なり過ぎて伸び特性が十分でなくなるから、冷却時間を
適正に管理することが望ましい。

【００３３】なお、上記実施例は異形棒鋼１ｂを水平方
向に振動させる場合について説明したが、任意の方向に
振動させてても良い。また、振動は直線状の振動や円弧
状の軌跡を描く振動のいずれでも良い。また、上記実施
例は異形棒鋼１ｂに振動を与える場合について説明した
が、異形棒鋼１ａ，１ｂの双方に振動を与えるようにし
ても良い。また、上記実施例は異形棒鋼１ａ，１ｂを突
合せ接合する場合について説明したが丸棒鋼を突合せ接
合する場合にも同様にして溶着することができる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、１対の
棒鋼をそれぞれクランプ手段で同一軸心に保持し、加圧
手段で一方の棒鋼の端面を他方の棒鋼に圧接ながら、棒
鋼の一方又は双方の端部を振動発生手段で所定の振幅と
周波数で振動させ、加圧手段で加えられる接合圧力Ｐと
振動発生手段で加えられる振動により１対の棒鋼の接合
面に摩擦熱を発生させ、発生した摩擦熱で接合面を半溶
融状態にしながら接合圧力Ｐで加圧して、接合面を圧接
させるから、棒鋼を確実に突合せ接合することができ
る。

【００３５】また、棒鋼を接合するときに、棒鋼の端部
を振動させるから、棒鋼を簡単に振動させることができ
るとともに、振動の振幅Ａと周波数ｆを任意に可変する
ことができる。

【００３６】このように１対の棒鋼を接合するときに、
半溶融状態で接合するために必要な熱量Ｑを得るための
条件として、接合端面を加圧接触させる接合圧力Ｐを25
Ｎ／mm²から75Ｎ／mm²の範囲とし、振動は振幅Ａ＝0.5m
m〜５mm，周波数ｆ＝50Ｈｚから250Ｈｚの範囲で、接合
圧力Ｐが75Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝0.5mm，周波数ｆ＝
50Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ及び周波数ｆの
積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超えた範囲であり、
接合圧力Ｐが25Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝５mm，周波数
ｆ＝215Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ及び周波
数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超えない範囲
とすることにより、接合面の摩擦により単位時間に発生
する熱量を多くして、接合面を確実に溶融させることが
でき、良好な継手を短時間で形成することができる。し
たがって、接合の作業効率を大幅に高めることができ
る。また、半溶融状態で接合するから溶接姿勢に限定さ
れずに良好な継手を得ることができる。

【００３７】さらに、端部の振動時間を５秒から60秒の
範囲に設定して、発生する全熱量が不足したり過剰にな
ることを防ぐことにより、信頼性の高い継手を安定して
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す上面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】上記実施例の構成を示す断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】上記実施例の振動発生手段を示すブロック図で
ある。

【図６】接合圧力Ｐと振動周波数ｆ×振幅Ａの特性図で
ある。

【符号の説明】

１異形棒鋼２接合装置３固定部４摺動用支柱５固定梁６加圧梁７可動梁８クランプ用油圧シリンダ９アプセット用油圧シリンダ１０クランプ用油圧シリンダ１１振動発生手段１２クランプ手段１３振動用油圧シリンダ１４電気−油圧サ−ボ弁１５変位検出器１６振動制御部１７油圧ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｅ０４Ｇ 21/12 １０５Ｅ０４Ｇ 21/12 １０５Ｅ (72)発明者平林清照東京都品川区西大井３−16−20−203

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一軸心で保持して接合端面を加圧接触
させた１対の異形棒鋼又は丸棒鋼の一方又は双方の端部
に振動を加え、該振動により１対の異形棒鋼又は丸棒鋼
の接合端面を摩擦し、発生した摩擦熱と加圧力により１
対の異形棒鋼又は丸棒鋼の接合端面を圧接することを特
徴とする棒鋼の突合せ接合方法。
【請求項２】上記接合端面を加圧接触させる接合圧力
Ｐを25Ｎ／mm²から75Ｎ／mm²の範囲とし、振動は振幅Ａ
＝0.5mmから５mm，周波数ｆ＝50Ｈｚから250Ｈｚの範囲
で、接合圧力Ｐが75Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝0.5mm，周
波数ｆ＝50Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ及び周
波数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超えた範囲
であり、接合圧力Ｐが25Ｎ／mm²のときの振幅Ａ＝５m
m，周波数ｆ＝215Ｈｚを基準として接合圧力Ｐと振幅Ａ
及び周波数ｆの積Ｐ・Ａ・ｆが一定値を示す曲線を超え
ない範囲である請求項１記載の棒鋼の突合せ接合方法。
【請求項３】上記端部の振動時間を５秒から60秒の範
囲に設定した請求項２記載の棒鋼の突合せ接合方法。
【請求項４】１対の異形棒鋼又は丸棒鋼を同一軸心で
保持するクランプ手段と、クランプ手段で保持された１
対の異形棒鋼又は丸棒鋼の端面を加圧接触させる加圧手
段と、異形棒鋼又は丸棒鋼の一方又は双方の端部近傍に
取付けられ、端部に振動を与える振動発生手段とを備え
たことを特徴とする棒鋼の接合装置。