JPH11267829A - ボックス構造継手の溶接施工方法 - Google Patents
ボックス構造継手の溶接施工方法Info
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- JPH11267829A JPH11267829A JP7217398A JP7217398A JPH11267829A JP H11267829 A JPH11267829 A JP H11267829A JP 7217398 A JP7217398 A JP 7217398A JP 7217398 A JP7217398 A JP 7217398A JP H11267829 A JPH11267829 A JP H11267829A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 開先面内に仮付けがあっても、溶接線全線に
亘って、十分な溶け込み深さが確保できる新規な高能率
溶接施工方法の提供。 【解決手段】 鋼材１、２からなるボックス構造継手に
おけるレ形開先又はＶ形開先を、開先面内に仮付けを施
した上で本溶接するに際し、非消耗電極式アークまたは
プラズマを熱源とする溶接方法で、且つ溶接材料を用い
ないで仮付け５を行い、その後消耗電極式アーク溶接法
で本溶接を行うボックス構造継手の溶接施工方法であ
る。また、本溶接時に、仮付溶接部３を含めて、仮付溶
接時の溶込み深さより大きくなる溶接条件で溶接するこ
とを特徴とする。
亘って、十分な溶け込み深さが確保できる新規な高能率
溶接施工方法の提供。 【解決手段】 鋼材１、２からなるボックス構造継手に
おけるレ形開先又はＶ形開先を、開先面内に仮付けを施
した上で本溶接するに際し、非消耗電極式アークまたは
プラズマを熱源とする溶接方法で、且つ溶接材料を用い
ないで仮付け５を行い、その後消耗電極式アーク溶接法
で本溶接を行うボックス構造継手の溶接施工方法であ
る。また、本溶接時に、仮付溶接部３を含めて、仮付溶
接時の溶込み深さより大きくなる溶接条件で溶接するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広範な利用分野に
亘って鋼構造物を製作する上において、より優れた強度
を得るための溶接施工方法に関する。
亘って鋼構造物を製作する上において、より優れた強度
を得るための溶接施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼構造物のボックス構造継手におけるレ
形開先又はＶ形開先を溶接するに際しては、多くの場
合、鋼構造物の組立精度を確保するために、継手部を仮
付けした上で、本溶接を行う工程が適用されている。し
かしながら、少なくとも最終組立部材については、形状
の関係で開先裏面側に仮付けが施せないケースが多いこ
とから、表面側の開先面内に仮付けを施さねばならない
場合が生じる。
形開先又はＶ形開先を溶接するに際しては、多くの場
合、鋼構造物の組立精度を確保するために、継手部を仮
付けした上で、本溶接を行う工程が適用されている。し
かしながら、少なくとも最終組立部材については、形状
の関係で開先裏面側に仮付けが施せないケースが多いこ
とから、表面側の開先面内に仮付けを施さねばならない
場合が生じる。
【０００３】この場合、本溶接時に適用する条件より低
い溶接電流でＭＡＧ溶接あるいはＣＯ2 溶接により仮付
けしたのち、本溶接を行っているのが現状である。これ
ら従来の仮付け方法では、必ず溶接材料が用いられてい
た。これは、仮付け溶接部の強度を溶着金属（溶接材料
が溶融して凝固した部分がその大部分を占める）の「の
ど厚」で確保するという考え方に由来する。
い溶接電流でＭＡＧ溶接あるいはＣＯ2 溶接により仮付
けしたのち、本溶接を行っているのが現状である。これ
ら従来の仮付け方法では、必ず溶接材料が用いられてい
た。これは、仮付け溶接部の強度を溶着金属（溶接材料
が溶融して凝固した部分がその大部分を占める）の「の
ど厚」で確保するという考え方に由来する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１の開先溶接部断面
図の例に示すように、Ｔ形継手のレ型開先の溶接におい
ては、溶接後の未溶着長さ（図中、ｒ）が、継手の強度
を大きく左右し、これが大きくなると強度が大幅に減少
するため、極力小さくなるような施工を行うのが望まし
い。しかしながら前述のように、仮付けを行った場合開
先面内に仮付けビードが存在し、本溶接時の溶込み深さ
が該仮付けビード部では定常部に較べて浅くなるため、
この溶接溶込み深さが溶接線方向で変動して、前記仮付
けビード部分の未溶着長さが大きくなり、結果として継
手の強度が低下してしまう。
図の例に示すように、Ｔ形継手のレ型開先の溶接におい
ては、溶接後の未溶着長さ（図中、ｒ）が、継手の強度
を大きく左右し、これが大きくなると強度が大幅に減少
するため、極力小さくなるような施工を行うのが望まし
い。しかしながら前述のように、仮付けを行った場合開
先面内に仮付けビードが存在し、本溶接時の溶込み深さ
が該仮付けビード部では定常部に較べて浅くなるため、
この溶接溶込み深さが溶接線方向で変動して、前記仮付
けビード部分の未溶着長さが大きくなり、結果として継
手の強度が低下してしまう。
【０００５】一方、溶接後の未溶着長さを小さくする狙
いで、元のルート厚さを０〜２mm程度と小さく設定した
場合、本溶接時に、能率が向上する高電流条件で施工す
ると、溶け落ちが発生するため、初層を低電流条件で溶
接した後、２層目、３層目と施工する方法を採らざるを
得なく、これが層数の増加につながる。従って、仮付け
溶接部を含めて未溶着長さが小さくかつ高能率な溶接条
件で適用できる溶接施工方法が斯界において強く望まれ
ている。
いで、元のルート厚さを０〜２mm程度と小さく設定した
場合、本溶接時に、能率が向上する高電流条件で施工す
ると、溶け落ちが発生するため、初層を低電流条件で溶
接した後、２層目、３層目と施工する方法を採らざるを
得なく、これが層数の増加につながる。従って、仮付け
溶接部を含めて未溶着長さが小さくかつ高能率な溶接条
件で適用できる溶接施工方法が斯界において強く望まれ
ている。
【０００６】本発明は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本発明の目的は、開先面内
に仮付けがあっても、溶接線全線に亘って、十分な溶け
込み深さが確保できる新規な高能率溶接施工方法を提供
することにある。
ために成されたものであり、本発明の目的は、開先面内
に仮付けがあっても、溶接線全線に亘って、十分な溶け
込み深さが確保できる新規な高能率溶接施工方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】しかして、上記の目的を
達成するために、本発明者等によって鋭意研究と実験を
重ねた結果、以下に述べる構成とすることにより、上記
課題を解決できることを見出し、ここに本発明を完成す
るに至ったものである。
達成するために、本発明者等によって鋭意研究と実験を
重ねた結果、以下に述べる構成とすることにより、上記
課題を解決できることを見出し、ここに本発明を完成す
るに至ったものである。
【０００８】即ち、本発明に係る請求項１の発明に関し
ては、鋼材からなるボックス構造継手におけるレ形開先
又はＶ形開先を、開先面内に仮付けを施した上で、本溶
接する溶接施工方法において、非消耗電極式アークまた
はプラズマを熱源とする溶接方法で、且つ溶接材料を用
いないで仮付けを行い、その後消耗電極式アーク溶接法
で本溶接を行うことを特徴とするボックス構造継手の溶
接施工方法である。
ては、鋼材からなるボックス構造継手におけるレ形開先
又はＶ形開先を、開先面内に仮付けを施した上で、本溶
接する溶接施工方法において、非消耗電極式アークまた
はプラズマを熱源とする溶接方法で、且つ溶接材料を用
いないで仮付けを行い、その後消耗電極式アーク溶接法
で本溶接を行うことを特徴とするボックス構造継手の溶
接施工方法である。
【０００９】また、本発明に係る請求項２の発明は、前
記請求項１の発明に関して、本溶接時に、仮付溶接部を
含めて、仮付溶接時の溶込み深さより大きくなる溶接条
件で溶接することを特徴とするボックス構造継手の溶接
施工方法である。
記請求項１の発明に関して、本溶接時に、仮付溶接部を
含めて、仮付溶接時の溶込み深さより大きくなる溶接条
件で溶接することを特徴とするボックス構造継手の溶接
施工方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、添付図面を参照しながら従来の溶接手段との比較の
上で具体的に説明する。
を、添付図面を参照しながら従来の溶接手段との比較の
上で具体的に説明する。
【００１１】図２（イ）、（ロ）に示すように、従来の
消耗電極式アーク溶接による仮付け溶接では、比較的低
溶着速度条件で溶接しても、本溶接時の溶込み深さが仮
付け部３’において浅くなり、継手全体としては、高強
度のものが得られない。仮に図３に示すように、仮付け
溶接部３”において仮付けビード５’より溶込み深さが
深くなるような条件で本溶接を行ったとすると（図３
（イ）参照）、定常部４において溶け落ち６が発生し易
くなる（図３（ロ）参照）。また、溶け落ち６が発生し
ない場合でも、仮付け部の溶込みは定常部４に較べてか
なり小さいものになるため、継手全体の未溶着長さを小
さくするという目的は達成できない。
消耗電極式アーク溶接による仮付け溶接では、比較的低
溶着速度条件で溶接しても、本溶接時の溶込み深さが仮
付け部３’において浅くなり、継手全体としては、高強
度のものが得られない。仮に図３に示すように、仮付け
溶接部３”において仮付けビード５’より溶込み深さが
深くなるような条件で本溶接を行ったとすると（図３
（イ）参照）、定常部４において溶け落ち６が発生し易
くなる（図３（ロ）参照）。また、溶け落ち６が発生し
ない場合でも、仮付け部の溶込みは定常部４に較べてか
なり小さいものになるため、継手全体の未溶着長さを小
さくするという目的は達成できない。
【００１２】図４に本発明の実施の形態に係る非消耗電
極（この例ではＴＩＧ溶接）による、レ形開先における
仮付け溶接後の溶接ビード形状が模式図で示される。一
方、図５には、ＭＡＧ溶接により極めて低い溶着速度の
条件（１８０Ａ−２２Ｖ−７０ cm/mn）下の比較例に係
るレ形開先における仮付け溶接後の溶接ビード形状が模
式図で示される。
極（この例ではＴＩＧ溶接）による、レ形開先における
仮付け溶接後の溶接ビード形状が模式図で示される。一
方、図５には、ＭＡＧ溶接により極めて低い溶着速度の
条件（１８０Ａ−２２Ｖ−７０ cm/mn）下の比較例に係
るレ形開先における仮付け溶接後の溶接ビード形状が模
式図で示される。
【００１３】本発明の実施の形態では、溶接材料を用い
ないため、図５のＭＡＧ溶接によるものに比較して仮付
けビード５表面から先端部をエッジ形状にした方の部材
１の裏面（図中、下側の面）までの厚さが小さくなるこ
とが判る。さらに、本発明の実施の形態は、仮付けビー
ド５表面の幅が両部材１、２側に亘って広くなっている
ことが判る。この二つの特徴が、後に施工する本溶接時
に有効な働きをするのである。
ないため、図５のＭＡＧ溶接によるものに比較して仮付
けビード５表面から先端部をエッジ形状にした方の部材
１の裏面（図中、下側の面）までの厚さが小さくなるこ
とが判る。さらに、本発明の実施の形態は、仮付けビー
ド５表面の幅が両部材１、２側に亘って広くなっている
ことが判る。この二つの特徴が、後に施工する本溶接時
に有効な働きをするのである。
【００１４】先ず前者の部材１裏面までの厚さが小さく
なるという特徴については、本溶接における溶込みが、
仮付け溶接時のものを超え易くなる状況が形成されてい
ることにつながる。一方、仮付けビード５表面の幅が広
くなるという特徴については、本溶接時における定常部
４と仮付け部４の溶込み深さの差を極度に減少させるこ
とにつながる。すなわち、図６に示すように、仮付けの
ない個所はレ形開先のままであり、両側部材１、２の存
在により、溶接ルート方向へのアークの集中が阻害され
る。一方、仮付け部４は、残のど厚は定常部４に較べて
大きいが、仮付けビード５表面が広いため、アークが集
中し易くなることから、双方の個所の溶込み深さの差が
少なくなるのである。このことは、本溶接時に仮付け溶
接時の溶込み深さを超える条件で溶接しても、従来方法
のように定常部４で溶け落ちが発生することがなく、従
って、溶接線全線の未溶着長さを小さくする施工法の実
現につながるのである。
なるという特徴については、本溶接における溶込みが、
仮付け溶接時のものを超え易くなる状況が形成されてい
ることにつながる。一方、仮付けビード５表面の幅が広
くなるという特徴については、本溶接時における定常部
４と仮付け部４の溶込み深さの差を極度に減少させるこ
とにつながる。すなわち、図６に示すように、仮付けの
ない個所はレ形開先のままであり、両側部材１、２の存
在により、溶接ルート方向へのアークの集中が阻害され
る。一方、仮付け部４は、残のど厚は定常部４に較べて
大きいが、仮付けビード５表面が広いため、アークが集
中し易くなることから、双方の個所の溶込み深さの差が
少なくなるのである。このことは、本溶接時に仮付け溶
接時の溶込み深さを超える条件で溶接しても、従来方法
のように定常部４で溶け落ちが発生することがなく、従
って、溶接線全線の未溶着長さを小さくする施工法の実
現につながるのである。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１６】第１実施例 Ｔ形継手における面内仮付け及び本溶接時の溶込み比較
試験を本発明の実施例と比較例とを対比した上で、鋼材
のＴ形継手において、本発目による方法と従来方法との
溶接各部の溶込み深さ（未溶着長さ）で比較した。この
場合の開先形状を図７に示す。鋼材は、部材１、２とも
軟鋼を用い、試験板長さは３００mmとした。
試験を本発明の実施例と比較例とを対比した上で、鋼材
のＴ形継手において、本発目による方法と従来方法との
溶接各部の溶込み深さ（未溶着長さ）で比較した。この
場合の開先形状を図７に示す。鋼材は、部材１、２とも
軟鋼を用い、試験板長さは３００mmとした。
【００１７】試験の手順として、先ず、ＭＡＧ溶接法及
び本発明による方法で、溶接線中央部に８０mm長さの仮
付け溶接し、次いでＭＡＧ溶接により定常部及び仮付け
部を連続的に本溶接した。ＭＡＧ溶接における溶接材料
は市販の１．２mmφワイヤを用い、シールドガスはＡｒ
＋２０％ＣＯ2 とした。
び本発明による方法で、溶接線中央部に８０mm長さの仮
付け溶接し、次いでＭＡＧ溶接により定常部及び仮付け
部を連続的に本溶接した。ＭＡＧ溶接における溶接材料
は市販の１．２mmφワイヤを用い、シールドガスはＡｒ
＋２０％ＣＯ2 とした。
【００１８】表１に仮付溶接条件、表２に本溶接条件を
それぞれ示す。溶接後、それぞれの継手から、仮付け溶
接部と定常部より断面マクロ試験片を採取し、未溶着長
さを測定した。なお、本継手の判定基準として、仮付け
部を含めて未溶着長さが本溶接部のそれよりも小さいも
のを合格とした。
それぞれ示す。溶接後、それぞれの継手から、仮付け溶
接部と定常部より断面マクロ試験片を採取し、未溶着長
さを測定した。なお、本継手の判定基準として、仮付け
部を含めて未溶着長さが本溶接部のそれよりも小さいも
のを合格とした。
【００１９】表３に試験条件及び評価結果を示す。この
表に示すように、本発明による条件では未溶着長さが仮
付け部を含めて満足することが確認された。
表に示すように、本発明による条件では未溶着長さが仮
付け部を含めて満足することが確認された。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】第２実施例 第１実施例に示された試験に沿って、部材１におけるル
ート厚さを２mmとした上で、本発明による方法であるＴ
ＩＧ溶接及びプラズマ溶接により仮付け溶接し、次いで
本溶接を行い従来法と比較した。この継手における未溶
着長さの判定基準としては、仮付け部、本溶接部それぞ
れの未溶着長さが２mm以下のものを合格とした。
ート厚さを２mmとした上で、本発明による方法であるＴ
ＩＧ溶接及びプラズマ溶接により仮付け溶接し、次いで
本溶接を行い従来法と比較した。この継手における未溶
着長さの判定基準としては、仮付け部、本溶接部それぞ
れの未溶着長さが２mm以下のものを合格とした。
【００２４】表４に仮付け溶接条件、表５に本溶接条件
をそれぞれ示す。また、表６に試験条件及び評価結果を
示す。表６に示されるように、本発明による条件では未
溶着長さが仮付け部を含めて満足することが確認され
た。
をそれぞれ示す。また、表６に試験条件及び評価結果を
示す。表６に示されるように、本発明による条件では未
溶着長さが仮付け部を含めて満足することが確認され
た。
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】第３実施例 Ｔ形継手における曲げ疲労試験を行った。第１実施例に
おける、本発明例のＮｏ．１０と、比較例であるＮｏ．
５とについて、それぞれ２層目を３６０Ａ−３６Ｖ−３
５cm/minの条件で仕上げ溶接し、これの仮付け溶接個所
から図８に示すような疲労試験片を採取し、曲げ疲労試
験を実施した。試験は部材２から２０mm離れた部材１の
表裏面に貼付された歪ゲージにより応力を設定し、応力
振幅１６kgf/mm2 における破断繰り返し数を比較した。
おける、本発明例のＮｏ．１０と、比較例であるＮｏ．
５とについて、それぞれ２層目を３６０Ａ−３６Ｖ−３
５cm/minの条件で仕上げ溶接し、これの仮付け溶接個所
から図８に示すような疲労試験片を採取し、曲げ疲労試
験を実施した。試験は部材２から２０mm離れた部材１の
表裏面に貼付された歪ゲージにより応力を設定し、応力
振幅１６kgf/mm2 における破断繰り返し数を比較した。
【００２９】表７に各試験片の曲げ疲労試験結果（破断
繰り返し数）を示す。この表７に示すように、本発明に
係るＴ形継手は、仮付け溶接部の未溶着長さが小さいこ
とから、比較例に較べて破断繰り返し数が極めて高く、
高強度であることが確認された。
繰り返し数）を示す。この表７に示すように、本発明に
係るＴ形継手は、仮付け溶接部の未溶着長さが小さいこ
とから、比較例に較べて破断繰り返し数が極めて高く、
高強度であることが確認された。
【００３０】
【表７】
【００３１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３２】すなわち本発明によれば、従来は溶接開先
面内に仮付け溶接が必要な場合の問題であった、仮付け
溶接部及び本溶接部の溶込み深さの不均一に起因する継
手強度の劣化を、溶接能率を低下させずに確実に防止す
ることが可能であって、高い信頼性を有する継手を得る
ことができた。
面内に仮付け溶接が必要な場合の問題であった、仮付け
溶接部及び本溶接部の溶込み深さの不均一に起因する継
手強度の劣化を、溶接能率を低下させずに確実に防止す
ることが可能であって、高い信頼性を有する継手を得る
ことができた。
【図１】Ｔ形継手の開先溶接部の断面図である。
【図２】（イ）は従来のＴ形継手におけるアーク溶接の
模式図、（ロ）は（イ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図で
ある。
模式図、（ロ）は（イ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図で
ある。
【図３】（イ）は従来のＴ形継手におけるアーク溶接の
仮付け部の模式図、（ロ）は同じく定常部の模式図であ
る。
仮付け部の模式図、（ロ）は同じく定常部の模式図であ
る。
【図４】本発明の実施の形態に係るレ形開先における仮
付け溶接後の溶接ビード形状を示す模式図である。
付け溶接後の溶接ビード形状を示す模式図である。
【図５】比較例に係るレ形開先における仮付け溶接後の
溶接ビード形状を示す模式図である。
溶接ビード形状を示す模式図である。
【図６】レ形開先における仮付けがない個所の本溶接を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図７】試験用Ｔ形継手のレ形開先部の寸法図である。
【図８】（イ）はＴ形継手の曲げ疲労試験を行うための
試験片の側面図、（ロ）は同じく正面図である。
試験片の側面図、（ロ）は同じく正面図である。
１…部材 ２…部材 ３…仮
付け部 ４…定常部 ５…仮付けビード ６…溶
け落ち
付け部 ４…定常部 ５…仮付けビード ６…溶
け落ち
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼材からなるボックス構造継手における
レ形開先又はＶ形開先を、開先面内に仮付けを施した上
で、本溶接する溶接施工方法において、非消耗電極式ア
ークまたはプラズマを熱源とする溶接方法で、且つ溶接
材料を用いないで仮付けを行い、その後消耗電極式アー
ク溶接法で本溶接を行うことを特徴とするボックス構造
継手の溶接施工方法。 - 【請求項２】 本溶接時に、仮付溶接部を含めて、仮付
溶接時の溶込み深さより大きくなる溶接条件で溶接する
請求項１記載のボックス構造継手の溶接施工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217398A JPH11267829A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ボックス構造継手の溶接施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217398A JPH11267829A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ボックス構造継手の溶接施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11267829A true JPH11267829A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13481582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7217398A Pending JPH11267829A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ボックス構造継手の溶接施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11267829A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105817745A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-03 | 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 | 一种转炉炉壳现场安装环焊缝的焊接方法 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP7217398A patent/JPH11267829A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105817745A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-03 | 马鞍山十七冶工程科技有限责任公司 | 一种转炉炉壳现场安装环焊缝的焊接方法 |
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