JPS60141381A - 鋼材のガス圧接法 - Google Patents

鋼材のガス圧接法

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JPS60141381A
JPS60141381A JP24778183A JP24778183A JPS60141381A JP S60141381 A JPS60141381 A JP S60141381A JP 24778183 A JP24778183 A JP 24778183A JP 24778183 A JP24778183 A JP 24778183A JP S60141381 A JPS60141381 A JP S60141381A
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butt
pressure
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press welding
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Ichiro Oi
一郎 大井
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NIPPON GAS ASSETSU KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/028Butt welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄筋等鋼材のガス圧接方法に関し、さらに訂し
くは、突合せ接触面間に相対運動、摺接運動を与えなか
ら圧接に移行するガス圧接法に係る。
鋼材、主として鉄筋のガス圧接には現在二段アプセット
法あるいは三段アプセット法が使用されている。
上記二段アプセット法は第1図、第2図に示すように被
接合鉄筋1.2の一方を固定チャック3、他方を可動チ
ャック4でクランプ(ポルト5で締付け)して端面を突
合せ、シリンダー6にてその断面積に応じた定加圧力a
(実用されている圧力は3〜6Kgf/mrn’の範囲
で選択された定加圧力)を与えつつ、21点よりリング
カスバーナ(図示省略)により加熱を開始し、該定加圧
下における加熱の進行により突合せ間隙が閉じ、若干の
圧縮ふくらみが生じた後、22点にていったん加圧ポン
プを停止しく初期圧接工程)、引続き加熱を進行させつ
つ残圧a′により圧接な進行させ、圧力が23点の所定
の値まで低下したところで一定圧力に達するまで再加圧
を行って上記膨みの生長を促し、所定大のふくらみを得
たところで作業を完了する方法である。
又後者の三段アプセット法は比較的最近開発された方法
で、特公昭58−第23192号にその詳細が公開され
ているように、」二記二段アプセットと同様の初期圧接
工程を経た後、同公報記載の如き所定の圧力管理の下で
一次再加圧と二次再加圧を経て圧接を完了する圧接法で
ある。
」−記両圧接法は何れも初期加圧力aを一定の高水準に
保持しつつ上記初期圧接工程を経させる点で共通してい
る。
ところでカス圧接接合部の溶接欠陥は主としてフラット
破面の有無、その生成面積によって判断されている。フ
ラット破面とは圧接した構造の接合部を破断した時に、
その破面に認められる灰白色の平坦で非結晶の面を古い
、その解消が圧接継手の健、不全を左右する大きな要因
となっている。
そもそもガス圧接工法と言われる溶接法の接合原理ある
いは接合機構は、拡散溶接法あるいは古くは鍛接などと
類似と考えられている。従って−に記の二段及び三段ア
プセット法による鉄筋のガス圧接のように、最初から一
定の圧力aあるいは少なくともその半分程度以上の高圧
力を予め突合せ端面間に加えてから加熱するというのは
突合せ間隙を出来るだけ早く閉じた方が端面の酪化防止
1−有利であるとの考え方にもとづくものである。
しかし本発明者はすでに(特願昭58−第17.993
8号)にて」二足二段及び三段アプセットの何れとも異
なる新規なガス圧接法を提供していこの発明の要旨は鋼
材端面を突合せ、該突合せ加圧と加熱とを与えて突合せ
間隙を解消しつつ圧縮ふくらみを生成する初期圧接工程
において、−]−記突合せ部へ与える加圧力を」二足加
熱進行に伴ない段階的に上A又は漸次」1昇させる過程
を経て」二足初期圧接を行わせるようにした鋼材ガス圧
接方法に特徴を有するものである。
本発明は、好ましい例としてこの新規なガス圧接方法が
少なくとも加熱初期においては端面間に加圧力を加えて
いないことに注目し、フラット破面部分(正確には破面
に認められる不完全な接合部)の成因とみられている酸
化膜を主として上記圧接作業の初期段階に摺接運動を与
えることによって破壊し圧接に移行せんとするものであ
る。
即ち、同ガス圧接法を示す第5図を例に要述するならば
、鋼材端面同士を単に接触させているだけで圧接のため
の加圧力を与えていない無加圧力al領域から段階的に
加圧力が」1昇する加圧a2領域の極めて初期の段階に
至る間(この区間は、 例えば後述の振動機のパワーと
加圧力の上M速度に依存する)接合面間に相対運動(微
摺接運動)を与えることにより端面上に生成するかも知
れない酸化膜をやふり(a化膜は破られれば、夫々は自
己の表面張力により球形になる)、端面間の鉄原子等の
相互拡散を容易ならしめてフラット破面部の生成を解消
せんとするガス圧接方法に特徴を有する。
ガス圧接に際しては鋼材の突合せ面をなるべく静的状態
に保つことが常識とされていた。然しなから、鋼材の突
合せた圧接を進行させるに際し、鋼材端面がまだ接触状
態にある時、これを微摺接動させつつ、圧接に移行する
ことは」−記の如く極めて有益である。振動機は微摺接
動の必要な区間を含めば、圧接の全工程で作動させても
、そのパワー設定により突合せ接触状態にある初期の段
階だけ突合せ面に摺接動を生じさせることができる。
即ち、融合に至るある過程において突合せ部に、より強
力な圧力が与えられている時、振動機は全く機能してい
ないと同様の状態となり、振動を生じて突合せ部に悪影
響を及ぼすことは全くない。勿論加圧領域a2の初期の
段階で振動機の電源を切っても良い。
本発明の実施例を実験例に従い具体的に説明する。
使用鉄筋は5D35.D25とし、第5図に示した加圧
方法を用いた。また本実験においては第3、第4図に示
すように鋼材1.2の端面間に上記相対運動を与える手
段として、圧接器(鉄筋把持器)の可動側チャック部4
(この部分は鉄筋のアプセットの為軸方向に可動である
ことは勿論であるが、鉄筋の中心軸を合せる必要上、軸
に直角方向にも、若干の範囲内で可動である)の側面に
神鋼電機株式会社製シントロンバイブレータV4B(商
品名)7(入力25W、衝リカtoKg)をポルト8に
より取り伺けた。このパイブレークはコイルの端面に鉄
片を対設し、コイルへの通電にて鉄片の振動を得る電磁
式振動機である。
これによりII工動側チャンクに把持された鉄筋の14
1面は固定側鉄筋の端面との間に軸に直角方向に若トの
相対運動をすることになるわけで、本実験においては加
熱開始前から圧接終了まで全期間このパイプlノー夕7
を作動状IEとした。
鉄筋端面間のすきまは0III11および3■とし、端
面の前処理は現場作業同様サングーと言われるハンドグ
ラインダにより研削した。斯くして第3図に示す如く鉄
筋1.2を突合せ、加圧力alは第5図に示す如く最初
OKgf/mm′の状態にしておき、」1記バイブレー
タ7の作動丁で欽筋圧接用リングパーすにより加熱を開
始(加熱開始点Pa1)L、該加熱開始点Palから鉄
筋の接触部の温度が圧接適温(900°C−1000”
c付近)に到達するまで零細圧に等しい状態(零細圧力
al)を保持する。
零細圧下における初期加熱開始点Palから圧接適温到
達点Pa2までの所用時間は24秒とした。
適温到達点Pa2において、図示の如く段階的又は漸次
加圧力を上yノさせ、最終的にPa3点にて所定の加圧
力a(この実験では鉄筋公称断面績当り5Kgf/mr
n’とした)とする。
図中a2は上記段階的に上昇される加圧力の状態を示し
、同段階的加圧力a2は電動ポンプを所定のプログラム
に従いパルス通電にて作動させることによって得られる
。この段階的加圧力a2の印加工程の極初期の段階でパ
イブレークはそのパワーが完全に抑止された状態となる
上記圧接適温到達点Pa2 (初期加圧開始点でもある
)から所定加圧力到達点Pa3までの所要時間は約17
秒であった。
そして突合せ間隙が閉じるまで(実験では念のため突合
せ間隙+l+s+*まで圧縮)所定の加圧力aによる加
圧状態を持続し突合せ部に若干の圧縮ふくらみを生じ突
合せ間隙が完全に認められなくなったところで、前記し
た二段アプセットの加圧要領通り電動ポンプの作動を中
止する。初期加圧終了点P2までが前記二段及び三段ア
プヤット法で説明した初期圧接工程に和尚する。
」1妃加圧力停止により時間の経過と共に次第に圧力は
低重するが、残圧により上記圧縮ふくらみは引続き生長
を促される。
次で加圧力aが半減したところで再びポンプを作動させ
て再加圧を行ない(il)加圧開始点P3)圧縮ふくら
みが所定の量に達したところで接合を完了した。
上記による一口当りの全圧接所要時間は約90秒、全圧
縮量は約25s+mであった。
以」二の作業要領による試験片につき、破面検査、機械
試験を行った。破面検査については接合部に機械的に切
り込み(ノツチ)を作り、引張試験機により(曲げ試験
機でも良い)ノツチ部から破断させ、その破面を目視に
より観察したが、フラット破面その他の欠陥は皆無であ
った。又機械試験は1.OD(標準仕様書は0.8Dと
なっているが、従来しばしば認められるところの、周辺
部近くに円周に沿って発生し勝ちなフラット破面の部分
を、この試験では、もしあれば、機械切除したくないた
め)に旋盤加コーし、引張試験及び曲げ試験を実施した
が、引張試験ではiJJ材部切断、曲げ試験では170
”まで何らの欠陥もなく曲げることができた。
また別の実験として、第5図における22点で作業を中
断し、バイブレータ付加の有無による、その時点での接
合面の破面を比較したところ、パイブレータ付加試験で
はこの時点では約3分の2位は結晶破面な呈し残り3分
の1位も点々と結晶破面部が認められ、バイブレータ付
加のない試験片の破面と比較して、明瞭な差異が認めら
れた(カス圧接においては、この後のアプセット−L程
が接合に極めて大きな効果を発揮するという研究報告が
発表されている)。
以上D25の鉄筋についてその実験結果の一例を示した
が、パイブレークによる酸化膜除去の効果は上述のガス
圧接作業における初期、即ち鋼材1.2の両端面間が接
触はしているが、(勿論全面的に、ではないが)加圧は
無し、あるいは極〈軽微な加圧状態下で、小さなパワー
の振動機でも相対運動が未だ可能な時期に、より効果的
である。
本発明の(曲用は鉄筋径の如何を問わないムのでアリ、
・IS¥5D35.D32についての別の実験でも、に
述D25と同様の極めて満足すべきガス圧接継手が得ら
れることを確認している。尚振動機のパワー設定によっ
て突合せ端面の接触状態下でのこすり合いをうることが
できれば鋼材の突合せ加圧下でも本発明を実施しても良
い。
また、本実験では振動数6000回/分のものを用いた
が、要は端面間に相対運動にすり合わす摺接運動)さえ
与えればよいわけであるから、極〈低速の鉄筋軸に直角
方向か、あるいは円弧状の往復運動でも十分の効果を発
揮するはづで、この意味から相対運動の誘起には必らず
しもバイブレータ使用に限定するものではない。
以上本発明は従来の鋼材のガス圧接法において全く考慮
さえされていなかった突合せ接触面への摺接運動付加と
いう要素を圧接作業工程中にとり込む新規なガス圧接法
を提供するものであって、これにより特願昭58=第1
79938号を含め従来の二段又は三段アプセットに係
る鋼材のガス圧接方法に適用することによって、更に信
頼性の高いガス圧接方法に高めることが出来たわけで、
鉄筋コンクリート構造物の重要部材である鉄筋の継手を
一層健全なものとした効果は極めて大きい。また末法は
必らずしも鉄筋分野への応用のみでなく、広く一般鋼材
たとえばレールのガス圧接などにも適用して十分その効
果を期待し得るものである。
尚上記突合せ接触面に対する摺接運動の付加は、チャン
クを介して間接的に与える他、直接鋼材に与えても良い
【図面の簡単な説明】
第1図は最も初期の頃の鋼材のガス圧接法を圧力と時間
の関係を以って説示するグラフ、第2図はガス圧接装置
の代表例を示す平面図、第3図は本発明の実施例に使用
したガス圧接装置を例示する平面図、第4図は同正面図
、第5図は本発明の実施例に採用した鋼材のガス圧接法
を圧力と時間の関係を以って示すグラフである。 1.2・・・鉄筋、3・・・固定側チャック、4・・・
Elf動側子側チャック・・・バイブレータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 鋼材の突合せガス圧接法において、鋼材突合せ接触面へ
    の無加圧又は/及び加圧下において突合せ接触面間に摺
    接運動を与えながら上記圧接に移行することを特徴とす
    るガス圧接法。
JP24778183A 1983-12-29 1983-12-29 鋼材のガス圧接法 Granted JPS60141381A (ja)

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JP24778183A JPS60141381A (ja) 1983-12-29 1983-12-29 鋼材のガス圧接法

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JPS643598B2 JPS643598B2 (ja) 1989-01-23

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104889622A (zh) * 2015-06-05 2015-09-09 无锡阳工机械制造有限公司 一种钢条焊接工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5222553A (en) * 1975-08-15 1977-02-19 Fumiaki Ikeda Metal pressure welding process and device thereof
JPS577035A (en) * 1980-06-16 1982-01-14 Tokyo Shibaura Electric Co Vacuum valve

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