WO2015025671A1

WO2015025671A1 - 溶接用裏当て材

Info

Publication number: WO2015025671A1
Application number: PCT/JP2014/069465
Authority: WO
Inventors: 康二渡部; 光和久井
Original assignee: 株式会社スノウチ
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2015-02-26
Also published as: CN104661790B; KR101740107B1; CN104661790A; TWI611860B; KR20150051936A; TW201524661A

Abstract

　溶接抜け、溶接部の異物混入を防止し、固化溶融金属の表面を滑らかにする溶接用裏当て材を提供すべく、本発明では、第１側壁面（２０）は、連結シート接着面の一方の側縁から上方に所定長立ち上がる第１立ち上がり部（２４）、およびこの第１立ち上がり部（２４）の上端から被溶接物接触面まで延びる凸弧状部（２６）を備え、第２側壁面（２２）は、連結シート接着面の他方の側縁から上方に第１立ち上がり部よりは短く所定長立ち上がる第２立ち上がり部（２８）、およびこの第２立ち上がり部（２８）の上端から、凸弧状部の半径以上の半径で被溶接物接触面まで延びる凹弧状部（３０）を備え、溶接用裏当て材が平坦状態にあるときには、凹弧状部（３０）に隣接する裏当て材部品の凸弧状部（２６）が比較的浅く嵌合しており、連結シート側を外にして曲げられたときには、隣接する裏当て材部品の凸弧状部（２６）が凹弧状部（３０）により深く嵌合する構成とした。

Description

溶接用裏当て材

　本発明は、溶接用裏当て材に関し、特に、異形鉄筋の溶接の際に使用される溶接用裏当て材に関するものである。

　異形鉄筋の溶接の際に使用される溶接用裏当て材としては、特許第３３７８１３６号公報に記載されたエンクローズ溶接用裏当材が知られている。
　特許第３３７８１３６号の第１の発明に係るエンクローズ溶接用裏当材は、複数本の棒状のセラミクス部材と、前記セラミクス部材を並列に整列させ、隣接するセラミクス部材同士を夫々屈曲可能に繋支する繋止材とを有し、前記繋止材はセラミクス繊維、セラミクス帯及びセラミクス網からなる群から選択された１種の可撓性部材により構成されていて、前記セラミクス部材の表面に固定されていることを特徴とするものである。

　特許第３３７８１３６号の第２の発明に係るエンクローズ溶接用裏当材は、複数本の棒状のセラミクス部材と、前記セラミクス部材を並列に整列させ、隣接するセラミクス部材同士を夫々屈曲可能に繋止する繋止材とを有し、前記繋止材は金属線により構成されていることを特徴とするものである。

　特許第３３７８１３６号の第３の発明に係るエンクローズ溶接用裏当材は、１枚の矩形板状のセラミクス部材により構成されており、前記セラミクス部材の１方の面には幅方向に延びる複数本の平行な切り欠きが前記セラミクス部材の長手方向に一定ピッチで形成されており、前記セラミクス部材に形成された前記切り欠きに対して直交する方向に繋止材が固定されており、折曲時に前記繋止材により前記セラミクス部材が繋止され、前記繋止材はセラミクス繊維、セラミクス帯及びセラミクス網からなる群から選択された１種の可撓性部材により構成されていて、前記他方の面に固定されていることを特徴とするものである。

特許第３３７８１３６号公報

　前記特許第３３７８１３６号の第１および第２の発明に係るエンクローズ溶接用裏当材においては、裏当て材の構成要素であるセラミック部材が棒状であったり、矩形板状であったりするため、当初から隣り合うセラミック部材同士の間に隙間ができ、また第３の発明に係るエンクローズ溶接用裏当材においては、鉄筋表面のカーブに合わせて折り曲げた時に、前記切欠きの部分から割れてしまい、この部分に亀裂ないしは隙間が出来、その結果、ロボット溶接をする場合、溶接抜けが生じ、ロボットが停止してしまうという問題がある。

　また、前記隙間または亀裂のため、固化した溶融金属の表面に凹凸が生じてしまい、表面加工等の後処理が必要な場合がある。
　さらにまた、前記特許のエンクローズ溶接用裏当材においては、実際に使用するとき、繋止材が被溶接物である鉄筋側に来るので、異物が溶接部に入り込み、溶接欠陥となる恐れがある。さらに、固化した溶融金属の表面に繋止材痕が生じてしまい、この場合にも、表面加工等の後処理が必要な場合がある。

　そこで、本発明は、溶接抜けを防止でき、溶接部に異物が混入生ぜず、また固化した溶融金属の表面が滑らかで綺麗にすることができる溶接用裏当て材を提供することを目的とする。

　前記目的は、本発明の次の（１）～（１４）の構成の溶接用裏当て材により達成される。
（１）
　並列して並べられた複数本の棒状の無機質材料製裏当て材部品を金属製連結シートで連結してなる溶接用裏当て材であって、
　前記裏当て材部品の各々が、その底部の前記連結シートが接着される連結シート接着面、その上部の被溶接物に接触する被溶接物接触面、および第１および第２側壁面を備え、
　前記第１側壁面は、全体で見て、横に凸型をしており、前記連結シート接着面の一方の側縁から上方に所定長立ち上がる第１立ち上がり部、およびこの第１立ち上がり部の上端から前記被溶接物接触面まで延びる凸弧状部を備え、
　前記第２側壁面は、全体で見て、横に凹型をしており、前記連結シート接着面の他方の側縁から上方に前記第１立ち上がり部よりは短く所定長立ち上がる第２立ち上がり部、およびこの第２立ち上がり部の上端から、前記凸弧状部の半径以上の半径で前記被溶接物接触面まで延びる凹弧状部を備えており、該溶接用裏当て材が平坦状態にあるときには、前記凹弧状部に隣接する裏当て材部品の凸弧状部が比較的浅く嵌合しており、前記連結シート側を外にして曲げられたときには、前記隣接する裏当て材部品の凸弧状部が前記凹弧状部により深く嵌合するようになっている
ことを特徴とする溶接用裏当て材。
（２）
　前記凸弧状部と凹弧状部の半径が同じである請求項１の溶接用裏当て材。
（３）
　被溶接物の表面の曲面に合わせて、曲げて使用される前記（１）または（２）の溶接用裏当て材。
（４）
　前記裏当て材部品は、主成分としてSiO₂とAl₂O₃を含有する材料で形成されている前記（１）～（３）のいずれかの溶接用裏当て材。
（５）
　前記裏当て材部品の材料が、鋳物用珪砂、礬土頁岩、カイヤナイト類、蝋石、ドロマイト、およびマグネサイト等の耐火物原料から選ばれた少なくとも一種の材料である前記（４）の溶接用裏当て材。
（６）
　前記溶接用裏当て材の材料が、溶接用エンドタブ材または裏当て材製造不具合品または使用済み棄材の粉砕物である前記（１）～（５）のいずれかの溶接用裏当て材。
（７）
　溶接用裏当て材の材料が、製鉄・非鉄精錬・焼成炉等の炉材や湯路等の廃棄用耐火物の粉砕物である前記（１）～（５）のいずれかの溶接用可撓性裏当て材。
（８）
　溶接用裏当て材の材料が、フラックス粉である前記（１）～（３）のいずれかの溶接用裏当て材。
（９）
　前記金属シートが、アルミニウム製である前記（１）～（８）のいずれかの溶接用裏当て材。
（１０）
　前記被溶接物接触面には、溶接継手部に溶融金属の余盛りを形成するための凹部が前記裏当て材部品の幅方向に延びるように形成されている前記（１）～（９）のいずれかの溶接用裏当て材。
（１１）
　前記凹部は、側面形状が短軸を中心とした楕円弧状のものである前記（１０）の溶接用裏当て材。
（１２）
　前記凹部の楕円弧の楕円度が、０．８５７～０．９５である前記（１１）の溶接用裏当て材。
（１３）
　前記凹部の最大深さが、０．５～２．０ｍｍである前記（１０）～（１２）のいずれかの溶接用裏当て材。
（１４）
　前記連結シートの両側部は、前記裏当て材部品の長手方向の両端部より張り出しており、溶接用裏当て材を溶接母材へ取り付ける際の取り付け部となっている前記（１）～（１３）のいずれかの溶接用裏当て材。

　本発明の溶接用裏当て材においては、該溶接用裏当て材を構成する複数の裏当て材部品の第１および第２側壁面が凹弧状部とこれに嵌合する凸弧状部を有するので、隣り合う裏当て材部品の間の間隙が狭く、しかもストレートではなく、更には被溶接物である鉄筋の表面に合わせるべく曲げたとき、凸弧状部が更に深く凹弧状部に嵌合するので、前記間隙の幅が更に狭くなり、または全くなくなり、したがって、平坦状態で使用しても、曲面状態で使用しても溶接抜けを極力抑止できる。

　更には、裏当て材部品同士を連結する連結シートは、溶接用裏当て材を使用するとき、被溶接物の表面とは反対側になり、通常は溶融金属に触れることがないので、溶接部に異物が混入することがない。

本発明の実施形態による溶接用裏当て材の斜視図である。図１に示した溶接用裏当て材を構成する裏当て材部品の隣り合った２つを代表して示した正面図である。図２等に示した裏当て材部品の側面図である。（ａ）および（ｂ）は、図１に示した溶接用裏当て材を異なる径の鉄筋に適用した例を示す正面図である。

　以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態による溶接用裏当て材１０について説明する。
　本発明の実施の形態による溶接用裏当て材１０は、並列して並べられた複数本の棒状の無機質材料製裏当て材部品１２を金属製連結シート１４で連結してなるものである。前記連結シート１４の両側部は、前記裏当て材部品の長手方向の両端部より張り出しており、溶接用裏当て材を溶接母材へ取り付ける際の取り付け部１４ａとなっていることが好ましい。すなわち、前記連結シート１４の幅は、裏当て材部品１２の長手方向両端部から該裏当て材部品の長さと同程度か、それ以上の長さを持っていることが好ましい。そして、その取り付け部１４ａの裏当て材側表面には、予め接着剤層が形成され、その上に剥離紙が貼り合わされていることが好ましい。

　前記裏当て材部品１２の各々は、その底部の前記連結シート１４が接着される連結シート接着面１６、その上部の被溶接物（図３に符号Ｍで示した）に接触する被溶接物接触面１８、および第１および第２側壁面２０および２２を備えている。

　前記第１側壁面２０は、図２に良く示されているように、全体で見て、横に凸型をしており、前記連結シート接着面の一方の側縁から上方に所定長立ち上がる第１立ち上がり部２４、およびこの第１立ち上がり部の上端から前記被溶接物接触面１８まで延びる凸弧状部２６を備えている。この凸弧状部２６の直径は、前記第２側壁面は１２の高さより大きく設定されている。この凸弧状部の弧の中心をＣ１で示した。

　前記第２側壁面２２は、全体で見て、横に凹型をしており、前記連結シート接着面１６の他方の側縁から上方に前記第１立ち上がり部２４よりは短く所定長立ち上がる第２立ち上がり部２８、およびこの第２立ち上がり部の上端から、前記凸弧状部の半径以下の半径で前記被溶接物接触面１８まで延びる凹弧状部３０を備えている。この凹弧状部３０の弧の半径と凸弧状部２６の弧の半径は、互いに嵌合することが出来る限りにおいて、実質的に等しいことが望ましい。

　これら凸弧状部２６と凹弧状部３０は、該溶接用裏当て材１０が図１に示した平坦状態にあるときには、前記凹弧状部３０に隣接する裏当て材部品１２の凸弧状部２６が比較的浅く嵌合しており、図３に示したように前記連結シート１４側を外にして曲げられたときには、前記隣接する裏当て材部品１２の凸弧状部２０が前記凹弧状部２２により深く嵌合するようになっている。

　本溶接用裏当て材１０は、図４に示したように被溶接物の表面の曲面に合わせて、曲げて使用される。図４の（ａ）の被溶接物の鉄筋Ｍ１は、直径が２２ｍｍの鉄筋であり、図４の（ｂ）の被溶接物の鉄筋Ｍ２は、直径が３６ｍｍの鉄筋である。図４の（ａ）と（ｂ）から、小さい半径で曲げられた方が、凸弧状部２０がより深く凹弧状部２２に嵌合（密接）していることが分かる。

　前記裏当て材部品１２は、主成分としてSiO₂とAl₂O₃を含有する材料で形成されていることが好ましい。
　前記裏当て材部品の材料は、鋳物用珪砂、礬土頁岩、カイヤナイト類、蝋石、ドロマイト、およびマグネサイト等の耐火物原料から選ばれた少なくとも一種の材料であることが望ましい。

　上記裏当て材部品の粉体の材料は、また、溶接用エンドタブ材または裏当て材製造不具合品または使用済み棄材の粉砕物であることが特に望ましい。
　上記裏当て材部品の材料は、更にまた、製鉄・非鉄精錬・焼成炉等の炉材や湯路等の廃棄用耐火物の粉砕物であることが望ましい。これにより、産業廃棄物の再利用が図れ、廃棄コスト等を節約できる。
　上記裏当て材部品の材料は、フラックス粉とすることもできる。
　前記金属シートは、アルミニウム製であることが好ましい。

　前記被溶接物接触面１８には、図３に示したように、側面形状が短軸を中心とした楕円弧状の凹部３２が前記裏当て材部品１２の幅方向に延びるように形成されている。前記凹部３２の楕円弧の扁平率は、０．８５７～０．９５であることが好ましい。凹部３２は、円弧状や、両側が円弧もしくは楕円弧であって、中央部が平坦なものや、矩形状のものであってもよい。

　前記凹部３２の楕円弧の短軸は、前記裏当て材部品１２の幅方向中心線位置にあることが好ましい。また、前記凹部３２の最大深さＡは、０．５～２．０ｍｍであることが好ましい。

　以上説明した本発明の実施の形態による溶接用裏当て材においては、該溶接用裏当て材を構成する複数の裏当て材部品の第１および第２側壁面が凹弧状部とこれに嵌合する凸弧状部を有するので、隣り合う裏当て材部品の間の間隙が狭く、しかもストレートではなく、更には被溶接物である鉄筋の表面に合わせるべく曲げたとき、凸弧状部が更に深く凹弧状部に嵌合するので、前記間隙の幅が更に狭くなり、または全くなくなり、したがって、平坦状態で使用しても、曲面状態で使用しても溶接抜けを極力抑止できる。
　更には、裏当て材部品同士を連結する連結シートは、溶接用裏当て材を使用するとき、被溶接物の表面とは反対側になり、通常は溶融金属に触れることがないので、溶接部に異物が混入することがない。

　１０　溶接用裏当て材
　１２　裏当て材部品
　１４　連結シート
　１６　連結シート接着面
　１８　被溶接物接触面
　２０　第１側壁面
　２２　第２側壁面
　２４　第１立ち上がり部
　２６　凸弧状部
　２８　第２立ち上がり部
　３０　凹弧状部
　Ｍ１　被溶接物
　Ｍ２　被溶接物

Claims

　並列して並べられた複数本の棒状の無機質材料製裏当て材部品を金属製連結シートで連結してなる溶接用裏当て材であって、
　前記裏当て材部品の各々が、その底部の前記連結シートが接着される連結シート接着面、その上部の被溶接物に接触する被溶接物接触面、および第１および第２側壁面を備え、
　前記第１側壁面は、全体で見て、横に凸型をしており、前記連結シート接着面の一方の側縁から上方に所定長立ち上がる第１立ち上がり部、およびこの第１立ち上がり部の上端から前記被溶接物接触面まで延びる凸弧状部を備え、
　前記第２側壁面は、全体で見て、横に凹型をしており、前記連結シート接着面の他方の側縁から上方に前記第１立ち上がり部よりは短く所定長立ち上がる第２立ち上がり部、およびこの第２立ち上がり部の上端から、前記凸弧状部の半径以上の半径で前記被溶接物接触面まで延びる凹弧状部を備えており、該溶接用裏当て材が平坦状態にあるときには、前記凹弧状部に隣接する裏当て材部品の凸弧状部が比較的浅く嵌合しており、前記連結シート側を外にして曲げられたときには、前記隣接する裏当て材部品の凸弧状部が前記凹弧状部により深く嵌合するようになっている
ことを特徴とする溶接用裏当て材。
　前記凸弧状部と凹弧状部の半径が同じである請求項１の溶接用裏当て材。
　被溶接物の表面の曲面に合わせて、曲げて使用される請求項１または２の溶接用裏当て材。
　前記裏当て材部品は、主成分としてSiO₂とAl₂O₃を含有する材料で形成されている請求項１～３のいずれかの溶接用裏当て材。
　前記裏当て材部品の材料が、鋳物用珪砂、礬土頁岩、カイヤナイト類、蝋石、ドロマイト、およびマグネサイト等の耐火物原料から選ばれた少なくとも一種の材料である請求項４の溶接用裏当て材。
　前記溶接用裏当て材の材料が、溶接用エンドタブ材または裏当て材製造不具合品または使用済み棄材の粉砕物である請求項１～５のいずれかの溶接用裏当て材。
　溶接用裏当て材の材料が、製鉄・非鉄精錬・焼成炉等の炉材や湯路等の廃棄用耐火物の粉砕物である請求項１～５のいずれかの溶接用可撓性裏当て材。
　溶接用裏当て材の材料が、フラックス粉である請求項１～３のいずれかの溶接用裏当て材。
　前記金属シートが、アルミニウム製である前記請求項１～８のいずれかの溶接用裏当て材。
　前記被溶接物接触面には、溶接継手部に溶融金属の余盛りを形成するための凹部が前記裏当て材部品の幅方向に延びるように形成されている請求項１～９のいずれかの溶接用裏当て材。
　前記凹部は、側面形状が短軸を中心とした楕円弧状のものである請求項１０の溶接用裏当て材。
　前記凹部の楕円弧の楕円度が、０．８５７～０．９５である請求項１１の溶接用裏当て材。
　前記凹部の最大深さが、０．５～２．０ｍｍである請求項１０～１２のいずれかの溶接用裏当て材。
　前記連結シートの両側部は、前記裏当て材部品の長手方向の両端部より張り出しており、溶接用裏当て材を溶接母材へ取り付ける際の取り付け部となっている請求項１～１３のいずれかの溶接用裏当て材。