KR101023816B1 - 철근의 용접이음방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근콘크리트 구조물에 사용되는 철근의 용접이음에 관한 것으로서, 철근의 용접이음시 철근의 인장취성을 억제하면서 철근이 가지고 있는 특성이 유지되도록 하여 고품질의 용접이음이 이루어지도록 하는 철근의 용접이음방법에 관한 것이다.
본 발명은 건축물의 철근콘크리트 구조물에 매립되는 고정철근과 연장철근을 용접이음 하는 철근의 용접이음방법에 있어서, 상기 콘크리트 구조물에 매립된 상기 고정철근과 상기 연장철근의 각 단부를 소정각도로 절단하여 용접면을 형성하는 단계(S1)와 상기 고정철근과 상기 연장철근이 마주한 상태로 수평 및 수직을 이루도록 양 철근의 단부에 지지치구를 고정하는 단계(S2)와 상기 연장철근을 가변시키면서 상기 고정철근과 상기 연장철근을 소정 간격으로 이격시키는 단계(S3)와 이격된 양 철근 사이에 용착물이 채워지는 용접루트가 형성되도록 상기 양 철근의 이면을 감싸는 이음 슬리브를 가접하는 단계(S4)와 상기 용접루트에 용접과 쉼을 반복하여 용접루트에 용착물을 채우는 단계(S5)와 상기 이음 슬리브의 양단부를 용접하고, 상기 용접루트에 용접을 통해 용착물이 상기 철근의 외경보다 좀 더 높게 형성되도록 하여 용접을 마무리하는 단계(S6) 및 용접 마무리된 용접부위에 아크열을 일으켜 상기 용접부위를 650도 내지 750도로 후열시키는 후열단계(S7)로 이루어진다.

Description

철근의 용접이음방법 {method for welding a connection with reinforced steel bar}

본 발명은 철근콘크리트 구조물에 사용되는 철근의 용접이음에 관한 것으로서, 철근의 용접이음시 철근의 인장취성을 억제하면서 철근이 가지고 있는 특성이 유지되도록 하여 고품질의 용접이음이 이루어지도록 하는 철근의 용접이음방법에 관한 것이다.

일반적으로, 철근콘크리트 구조물은 철근과 콘크리트의 결합구조로서, 압축력과 인장력을 함께 가지도록 하는 구조이다.

철근콘크리트 구조는 철근 배근 후 거푸집을 설치하고 이에 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트 구조물을 시공하게 되는데, 시공과정에서 철근은 필요에 따라 일정 길이의 규격품을 서로 이어가며 시공해야 하기 때문에 철근의 길이 방향으로 당연히 조인트부가 발생하게 된다.

이러한 조인트부에는 소정의 인장력과 압축력이 함께 작용하게 되는데, 이러한 힘에 충분히 대응하기 위해서는 철근 상호 간에 긴밀한 연결 상태가 유지되어야 하며, 여기에는 통상 겹침 이음, 압접, 용접이음과 커플러를 이용한 기계식 이음 등의 방법이 적용되고 있다.

최근에는 건축 구조물이 고층화, 대형화 되어가고 있고 내진설계 등으로 철근의 지름이 굵고 인장력이 높은 초고강도인 SD(Steel Deformed)500 철근의 수요가 해 마다 늘어 가고 있으며, 철근의 이음 기술도 상당한 기술을 확보하지 않으면 않되는 시점에 와있는 실정이다.

아울러, 철근의 이음 품질과 경제성이 시급히 요구되고, 특히 건축법에서는 극한 강도 설계법에 의한 철근의 정착과 이음에 의한 구조 제한사항으로 D35(D:철근경)를 초과하는 철근은 원칙적으로 겹침이음 금지를 규정하고 있고, 건축시방서 [제5장 철근콘크리트공사]에서는 D29 이상의 철근은 겹침이음금지를 명문화시켜 놓고 있기 때문에, 철근 이음 시 기준 항복점의 125 % 이상의 인장강도를 가지는 철근의 용접이음 방법이 제시되고 있다.

상기 용접이음은 양 철근의 단부를 상호 맞댄 상태로 고정하여 양 철근의 단부를 용접하는 방법이다.

그러나, 초고강도인 SD500 철근의 경우 SD300(일반 강) 과 SD400(고강) 까지는 어느 정도 용접이음이 가능하였으나, 이후 SD300, SD400보다 더 강도가 높은 SD500(일명:슈퍼 바)의 수요가 늘면서 SD500의 경우 철근의 용접이음이 사실상 불가능하였다.

이는, 상기 SD500이 초고강도임에 따라 상기 SD500이 기본적으로 가지고 있는 항복점과 인장강도가 강하기 때문에 용접에 의해 이음을 할 경우 강력한 아크발생에 따른 고온의 열이 용접 경계면 주위(대략적으로 상,하 좌,우 약 10mm)에 영향을 주게되어 그 영향부에 용접취성이 발생하여 원하는 품질을 얻을 수 없기 때문이다.

따라서, 철근이음의 품질은 철근 콘크리트 구조물의 안전성과 직접적인 관계가 있으므로 고층 건물이나 교량 지하철 등 토목건축 전반에 심각한 문제를 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 용접이음의 기술적 한계를 위해 안출된 것으로서, 초고강도 철근인 SD500을 용접이음 시공시 기본 항복점의 125% 이상의 인장강도를 얻을 수 있도록 하면서 철근의 변형을 최소화하는 고품질의 용접방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 철근의 용접방법은, 건축물의 철근콘크리트 구조물에 매립되는 고정철근과 연장철근을 용접이음 하는 철근의 용접방법에 있어서, 상기 콘크리트 구조물에 매립된 상기 고정철근과 상기 연장철근의 각 단부를 소정각도로 절단하여 용접면을 형성하는 단계(S1); 상기 고정철근과 상기 연장철근이 마주한 상태로 수평 및 수직을 이루도록 양 철근의 단부에 지지치구를 고정하는 단계(S2); 상기 연장철근을 가변시키면서 상기 고정철근과 상기 연장철근을 소정 간격으로 이격시키는 단계(S3); 이격된 양 철근 사이에 용착물이 채워지는 용접루트가 형성되도록 상기 양 철근의 이면을 감싸는 이음 슬리브를 가접하는 단계(S4); 상기 용접루트에 용접과 쉼을 반복하여 용접루트에 용착물을 채우는 단계(S5); 상기 이음 슬리브의 양단부를 용접하고, 상기 용접루트에 용접을 통해 용착물이 상기 철근의 외경보다 좀 더 높게 형성되도록 하여 용접을 마무리하는 단계(S6); 및 용접 마무리된 용접부위에 아크열을 일으켜 상기 용접부위를 650도 내지 750도로 후열시키는 후열단계(S7);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철근의 용접방법이 제공된다.

이때, 상기 콘크리트 구조물에 매립된 상기 고정철근과 상기 연장철근의 각 단부를 소정각도로 절단하여 용접면을 형성하는 단계에서 상기 각 용접면의 각도는 10 내지 15도가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 고정철근과 상기 연장철근의 간격은 5 내지 10mm 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 쉼 시간은 1 내지 2분인 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 철근의 용접방법에 의하면, 초고강도 철근인 SD500의 용접이음 용접부위가 인장강도가 125% 이상으로 유지되도록 하여 철근의 변형을 최소화함으로써 인장취성을 방지하는 효과가 있다.

또한, 철근의 고품질의 용접이 이루어짐에 따라 건축 구조물의 고층화, 대형화에 맞는 초고강도 철근의 사용이 가능하여 건축 구조물의 안전성이 보장되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철근의 용접이음방법을 나타낸 플로우차트.
도 2는 지지치구에 의해 양 철근의 수평을 유지하면서 이음 슬리브가 고정된 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명을 구성하는 이음 슬리브가 양 철근에 용접된 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 용접이음방법에 의해 용접루트에 용착물이 충진되는 과정을 나타낸 참고도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다. 본 실시예 및 도면은 본 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.

본 발명의 철근의 용접이음방법은, 건축 구조물의 고층화, 대형화에 맞는 초고강도의 철근의 이음공법 뿐 아니라, 건축 구조물의 보 또는 지하 구조물의 양쪽이 매립된 철근에도 상기의 공법이 적용될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 철근의 용접방법은 초고강도 철근인 SD500을 예를 들어 설명하지만, SD300(일반 강), SD400(고강) 등과 같은 고강도를 갖는 철근의 용접이음에도 사용가능함으로 사용범위를 반드시 한정하지는 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 철근의 용접이음방법을 나타낸 플로우챠트이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 철근의 용접이음방법은 상기 콘크리트 구조물에 매립된 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 각 단부를 소정각도로 절단하여 용접면(10a,20a)을 형성하는 단계(S1); 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)이 마주한 상태로 수평 및 수직을 이루도록 양 철근(10.20)의 단부에 지지치구(30)를 고정하는 단계(S2); 상기 연장철근(20)을 가변시키면서 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)을 소정 간격으로 이격시키는 단계(S3); 이격된 양 철근(10,20) 사이에 용착물(60)이 채워지는 용접루트(40)가 형성되도록 상기 양 철근(10,20)의 이면을 감싸는 이음 슬리브(50)를 가접하는 단계(S4); 상기 용접루트(40)에 용접과 쉼을 반복하여 용접루트(40)에 용착물(60)을 채우는 단계(S5); 상기 이음 슬리브(50)의 양단부를 용접하고, 상기 용접루트(40)에 용접을 통해 용착물(60)이 상기 철근의 외경보다 좀 더 높게 형성되도록 하여 용접을 마무리하는 단계(S6); 및 용접 마무리된 용접부위에 아크열을 일으켜 상기 용접부위를 650도 내지 750도로 후열시키는 후열단계(S7); 통해서 이루어지게 된다.

도 2는 지지치구에 의해 양 철근의 수평을 유지하면서 이음 슬리브가 고정된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명을 구성하는 이음 슬리브가 양 철근에 용접된 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 용접이음방법에 의해 용접루트에 용착물이 충진되는 과정을 나타낸 참고도이다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 철근의 용접이음방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 콘크리트 구조물에 매립된 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 각 단부를 소정각도로 절단하여 용접면(10a,20a)을 형성하는 단계(S1)는, 용접을 통해 주입되는 용착물(60)이 상기 용접면(10a,20a)에 용착되도록 용접면(10a,20a)을 형성하는 단계이다.

양 철근(10,20)의 단부에 형성된 용접면(10a,20a)에 변형이 발생하였거나 요철(凹凸)이 있는 경우 용접에 지장을 초래하기 때문에 절단기계(미도시)를 이용하여 매끈하게 절단해야 한다.

이때, 상기 각 용접면(10a,20a)의 각도는 10 내지 15도인 것이 바람직하며, 작업공간의 위치 및 주변환경에 따라 달라질 수 있으므로 각도를 반드시 한정하지는 않는다.

상기 용접면(10a,20a)은 후술하게 되는 상기 용접루트(40)에 아크를 발생시키기 위해 용접와이어가 진입할 때 접근성을 용이함으로써, 상기 용접와이어가 용접과 쉼을 반복하면서 원하는 아크 지점에 도달할 때 상기 양 철근(10,20)에 닿아 용접와이어가 끊어지는 것을 방지한다.

그리고, 상기 용접면(10a,20a)과 그 주변에 부착되어 있는 녹, 기름류, 흙이나 시멘트 등은 용접에 방해요소이기 때문에 반드시 제거되어야 할 대상이다.

다음으로, 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)이 마주한 상태로 수평 및 수직을 이루도록 양 철근(10,20)의 단부에 지지치구(30)를 고정하는 단계(S2)는, 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 축선(軸線)을 잡아주는 단계이다.

먼저, 상기 철근콘크리트 구조물의 설치상태에 따라 수평 또는 수직하게 노출된 상기 고정철근(10)의 단부에 지지치구(30)의 일단을 고정하고, 상기 지지치구(30)의 타단에는 상기 고정철근(10)과 용접이음되는 상기 연장철근(20)의 단부가 고정된다.

이때, 상기 지지치구(30)는 고정철근(10)과 연장철근(20)이 상호 마주한 상태를 유지하도록 하면서 양 철근(10,20)이 수평 및 수직 상태를 이루도록 한다.

상기 클램프(35)는 양 철근(10,20)의 용접이음을 시공할 때 상기 철근의 축선을 정확하고 견고하게 잡아주면서 후술하게 되는 양 철근(10,20) 사이에 용접을 통한 용착물(60)이 채워지는 공간인 용접루트(40)가 형성될 수 있도록 양 철근(10,20)을 고정하는 장치이다.

상기 지지치구(30)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 지지치구(30) 몸체(33)로부터 상기 양 철근(10,20)이 각각 안치되는 2개의 클램프(35)가 돌출 형성되어 있으며, 이중 어느 하나의 상기 클램프(35)는 이동가능한 구조를 갖는다.

이는, 상기 클램프(35)의 이동을 통해 상기 고정철근(10)과 연장철근(20) 사이의 간격이 조절되도록 하기 위함이다.

또한, 상기 클램프(35)에는 클램프(35)에 안치되는 철근을 눌러 철근의 유동을 방지하는 고정볼트(37)가 구비되어 있다.

또한, 상기 클램프(35)는 상기 지지치구 몸체(33)와 일체로 형성되어 있기 때문에 철근콘크리트 구조물의 위치에 따라 양 철근(10,20)의 수평 또는 수직한 상태를 유지시킬 수가 있으며, 설령 양 철근(10,20)의 위치가 다소 차이가 나더라도 상기 클램프(35)에 의해 철근의 위치 조절이 가능하다.

다음으로, 상기 연장철근(20)을 가변시키면서 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)을 소정 간격으로 이격시키는 단계(S3)는, 고정철근(10)과 연장철근(20) 사이에 간격을 형성하여 후술하게 되는 상기 이음 슬리브(50)에 의해 상기 용접루트(40)가[이] 형성되도록 하는 것이다.

이때, 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 간격은 5 내지 10mm로 유지되는 것이 바람직하다.

이는, 상기 간격이 5mm이하인 경우 상대적으로 용접이 이루어질 수 있는 간격이 협소하기 때문에 용착물(60)이 원활하게 유입되기가 어렵고, 반면 간격이 10mm이상인 경우 상대적으로 많은 공간이 확보되기 때문에 용착물(60)의 유입이 많아짐과 동시에 작업시간이 길어지는 문제가 있다.

따라서, 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 간격이 5 내지 10mm일 때 용접이 원활하게 이루어질 수 있고, 가장 최적의 용접상태를 유지할 수 있다.

다음으로, 이격된 양 철근(10,20) 사이에 용착물(60)이 채워지는 용접루트(40)가 형성되도록 상기 양 철근(10,20)의 이면을 감싸는 이음 슬리브(50)를 가접하는 단계(S4)는, 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20) 사이로 용접루트(40)을 형성하는 단계이다.

먼저, 상기 이음 슬리브(50)를 소정의 간격을 유지하고 있는 양 철근(10,20) 사이에 위치시켜 용접을 통해 가접시킨다. 이때, 상기 이음 슬리브(50)가 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 이면을 감싼 상태로 고정되면서 고정철근(10)과 연장철근(20) 사이의 간격을 일부 커버함에 따라 용접루트(40)을 형성하게 된다.

상기 용접루트(40)는 용접기를 통해 주입되는 용착물(60)이 채워지는 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)을 이어주는 이음부 공간이다.

상기 이음 슬리브(50)는 용접이음 하고자 하는 양 철근(10,20)을 감싼 상태로 고정되기 때문에 철근의 굵기에 따라 선택적으로 사용됨으로 그 직경 및 형상에 대해서는 한정하지 않는다.

그리고, 상기 이음 슬리브(50)는 용접루트(40)에 용착물(60)이 용입될 때 철근의 이면 즉 후방으로 용착물(60)이 흘러내리지 않게 하고, 후술하는 용접과 쉼을 반복할 때 역시 양 옆으로 용착물(60)이 새지 않도록 한다.

이때, 상기 이음 슬리브(50)는 양 철근(10,20)의 이면을 감싼 상태이기 때문에 상기 용착물(60)의 후열 시간을 지속시켜 철근을 구성하는 분자의 활동에 의한 안정적인 재결정 구조를 갖게 함으로써 신뢰성이 있는 고품질의 용접이 이루어지게 된다.

한편, 상기 이음 슬리브(50)의 가접상태는 마무리 용접시 재용융이 될 수 있는 크기로 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)이 서로 접촉되는 부위에 조금씩만 용접되는 것이 바람직하다.

또한, 철근의 이음용접에 사용되는 용접기는 탄산가스 쉴드아크 반자동(半自動) 용접기(일명 'CO2용접' 이라 함)가 사용되며, 용접에 사용되는 용접용와이어는 연강과 고장력강 MAG 용접용 솔리드 와이어가 사용되고, 용접용 탄산 가스가 사용된다.

상기 탄산가스 쉴드아크 반자동(半自動) 용접기는 통상적으로 알려진 용접기임으로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 상기 용접루트(40)에 용접과 쉼을 반복하여 용접루트(40)에 용착물(60)을 채우는 단계(S5)는, 상기 용접루트(40)에 용접에 의한 용착물(60)이 다수회 반복되어 주입되는 것으로서 첨부된 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 상기 이음 슬리브(50)에 의해 형성된 상기 용접루트(40)에 용접을 한다. 이때, 상기 용접루트(40)에 채워지는 용착물(60)은 용접루트(40)의 1/4 정도가 되도록 용접되는 것이 바람직하다.

이후, 용접을 멈춘 다음 소정 시간 동안 쉼(자연냉각)을 갖도록 한다.

이때, 상기 용접면(10a,20a) 주변의 온도는 용접루트(40)의 용접에 의해 온도가 상승하게 되어 쉼 시간을 갖더라도 자연예열이 된 상태이다.

반면, 상기 용접면(10a,20a)은 쉼 시간을 통해 자연냉각이 이루어짐은 물론이다.

이 경우, 상기 쉼 시간은 1 내지 2분인 것이 바람직하다.

이때, 쉼 시간에 따른 상기 용접면(10a,20a) 주변의 온도는 760도 내지 1200도로 형성된다.

이는, 상기 용접면(10a,20a) 주변의 온도가 760도인 경우 양 철근(10,20)의 용접 영향부가 최초로 결정구조의 조직을 바꾸기 위한 에너지가 소모되는 온도로 자연예열보다는 훨씬 높은 온도이나 철근을 구성하는 분자의 활동이 일어나지 않기 때문이고, 1200도까지는 철근의 결정이 입방체를 하고 있어 온도의 상승에 따라 입방격자의 변화가 일어나 용접와이어의 화학적 성분이 모재의 성분과 활발히 이동하여 보완적 재결정되는 온도이기 때문이다.

따라서, 온도가 떨어지면서 철근은 안정적인 물성을 유지하게 된다.

한편, 용접과 쉼을 반복적으로 수행함으로써 상기 용착물(60)에 생성되는 용접 슬래그가 매번 제거 함에 따라 고품질의 용접이 이루어지게 된다.

이후, 상기 용접루트(40)에 용접과 쉼을 반복적으로 수행하면서 상기 용착물(60)을 상기 철근의 외경에 이르는 부분까지 순차적으로 채우고 다시 1 내지 2분간의 쉼 시간을 갖는다(도 4a의 점선 참조).

아래는 용접과 쉼을 반복적으로 수행한 결과를 나타낸 그래프이다.

상기의 그래프에 나타난 바와 같이, 용접과 쉼이 반복적으로 이루어지면 쉼 시간 동안 용접면(10a,20a) 주변의 온도가 760도 내지 1200도를 유지하기 때문에 주변의 급격한 냉각을 지연시켜 철근 간의 용접이음이 양호하게 형성되게 하고, 다음 용접할 부분에 대해서는 예열의 효과를 줌으로써 철근의 급격한 온도 상승에 따른 철근의 물성 변화를 최소화하여 용접 이후에도 철근 본래의 특성을 유지할 수 있다.

반면, 쉼 과정을 거치지 않고 용접이 한 번에 이루어지는 경우에는, 한 번에 고온의 온도에 도달하기 때문에 철근의 용접부위에 대한 용접취성의 발생과 냉각지속시간 단축도 문제일 뿐만 아니라 고온의 온도를 서서히 식히기 위해서는 냉각방법과 그에 따른 그만큼 장시간의 냉각지속시간이 필요하기 때문에 시공성이 떨어지게 된다.
또한, 아래 비교예는 쉼없이 철근들을 용접하여 연결한 철근과 상술한 바와 같이 연결부위를 1 내지 2분 간격으로 용접과 쉼을 반복하며 연결한 철근의 인장강도를 나타낸 것이다.

상기한 비교예의 구분 1은 쉼없이 철근을 용접이음한 철근을 한국건자재시험연구원에 2010.01.04일자로 의뢰하여 얻은 시험데이터(BUR104119호)로서 시료마다 인장강도의 편차가 크게 발생하였고 기준강도인 550에 절반가량 미달되었다.
반면에 구분 2는 철근의 용접이음시 용접과 쉼을 1분 내지 2분간격으로 행한 철근을 2010.01.14일자로 부산.울산지방중소기업청의 시험연구지원팀에 의뢰하여 얻은 시험데이터(제02-2009-00106호)로서 시료전체가 기준강도를 초과하였으며 각시료의 인강강도 편차폭이 작아 균일한 인장강도를 얻을 수 있다.
즉, 용접과 쉼을 1 내지 2분 간격으로 유지함으로써, 최적의 인장강도를 얻을 수 있게 되며, 2분 이상으로 쉬게되면 연결부위가 급격히 냉각되어 인장강도가 떨어지게 되고, 1분 이하로 쉬게 되면 고온의 상태가 유지되어 연속용접 때와 같이 인장강도가 떨어지게 된다.

다음으로, 상기 이음 슬리브(50)의 양단부를 용접하고, 상기 용접루트(40)에 용접을 통해 용착물(60)이 상기 철근의 외경보다 좀 더 높게 형성되도록 하여 용접을 마무리하는 단계(S6)는, 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 용접이음을 마무리하는 단계이다.

먼저, (S5)단계에서 상기 용착물(60)을 상기 철근의 외경에 이르는 부분까지 채우고 다시 1 내지 2분 간의 쉼 시간을 갖는 상태에서 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)에 가접된 상기 이음 슬리브(50)의 양단부를 용접한다.

이후, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상기 용접루트(40)에 철근의 외경에 이르는 부분까지 채워진 상기 용착물(60)의 표면 상부로 용착물(60)이 상기 철근의 외경보다 좀 더 높게 형성되도록 용접을 하면서 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 용접이음을 마무리한다.

이때, 상기 용착물(60)은 상기 이음 슬리브(50)의 양쪽 끝 부분과 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)이 일체화 되도록 도톰하게 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 철근의 외경보다 약간 경이 커지면서 용접부위에 인장력이 더 발생되도록 하기 위함이다.

마지막으로, 용접 마무리된 용접부위에 아크열을 일으켜 상기 용접부위를 650도 내지 750도로 후열시키는 후열단계(S7)는, 상기 양 철근(10,20)의 용접이음이 마무리된 상태에서 용착물(60)의 고온의 열이 급냉되지 않도록 용접부위에 아크열을 발생시키는 별도의 발열장치(미도시)를 접지시킨다.

이때, 상기 아크열의 온도는 650도 내지 750도로 설정되는데, 이는 철근의 분자구조가 다른 물질 즉 용접와이어의 용착물(60)과 섞이면서 새로운 분자구조를 이룰 수 있는 가장 이상적인 온도이기 때문이다.

이렇게 되면, 상기 양 철근(10,20)의 용접부위는 상기 아크열에 의해 냉각속도가 지속 됨에 따라 고품질의 용접상태를 이룰 수 있어 인장취성의 발생이 방지된다.

한편, 본 발명의 철근의 용접이음방법에서는 용접과 쉼을 가짐으로써 용접이 반복적으로 이루어져, 철근의 용접이음이 하나인 경우에는 다소 번거롭지만 통상적으로 현장에서는 용접이음이 이루어지는 철근이 다수개가 한 묶음으로 형성되어 있기 때문에 쉼을 갖는 동안 번갈아 가면서 용접이 이루어지게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 상기 철근의 용접방법은, 용접이음된 철근의 용접부위의 인장취성을 억제하면서 철근이 가지고 있는 본래의 특성을 유지시키는 효과가 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 다양한 개조나 변형 가능함을 이해할 것이다.

예를 들어, 철근의 종류 및 외경, 용접면(10a,20a)의 각도, 철근의 지지방법, 이음 스리브의 형상, 고정철근(10)과 연장철근(20)의 간격, 쉼 시간 및 쉼의 횟수, 후열방법 등은 본 발명의 기술적 범위를 정하는 기준이 될 수 없고, 오로지 특허청구범위에 의해서만 정해짐은 말할 나위가 없다.

10 : 고정철근 20 : 연장철근
10a,20a : 용접면 30 : 지지치구
33 : 지지치구 몸체 35 : 클램프
37 : 고정볼트 40 : 용접루트
50 : 이음 슬리브 60 : 용착물

Claims (4)

1. 건축물의 철근콘크리트 구조물에 매립되는 고정철근(10)과 연장철근(20)을 용접이음 하는 철근의 용접이음방법에 있어서,
   상기 콘크리트 구조물에 매립된 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)의 각 단부를 소정각도로 절단하여 용접면(10a,20a)을 형성하는 단계(S1);
   상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)이 마주한 상태로 수평 및 수직을 이루도록 양 철근(10,20)의 단부에 지지치구(30)를 고정하는 단계(S2);
   상기 연장철근(20)을 가변시키면서 상기 고정철근(10)과 상기 연장철근(20)을 소정 간격으로 이격시키는 단계(S3);
   이격된 양 철근(10,20) 사이에 용착물(60)이 채워지는 용접루트(40)가 형성되도록 상기 양 철근(10,20)의 이면을 감싸는 이음 슬리브(50)를 가접하는 단계(S4);
   상기 용접루트(40)에 용접과 쉼을 반복하여 용접루트(40)에 용착물(60)을 채우는 단계(S5);
   상기 이음 슬리브(50)의 양단부를 용접하고, 상기 용접루트(40)에 용접을 통해 용착물(60)이 상기 철근의 외경보다 좀 더 높게 형성되도록 하여 용접을 마무리하는 단계(S6); 및
   용접 마무리된 용접부위에 아크열을 일으켜 상기 용접부위를 650도 내지 750도로 후열시키는 후열단계(S7);를 포함하되,
   상기 용접루트(40)에 용접과 쉼을 반복하여 용접루트(40)에 용착물(60)을 채우는 단계(S5)에서 상기 쉼 시간은 1 내지 2분인 것을 특징으로 하는 철근의 용접이음방법.
   
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