JP2000210794A

JP2000210794A - 割れても分離しない溶接用耐火物製裏当材法に使用する導電体

Info

Publication number: JP2000210794A
Application number: JP11013622A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hasegawa; 和夫長谷川
Original assignee: EIHOU BUSSAN KK
Current assignee: EIHOU BUSSAN KK
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、割れても落下することがなく、ま
たアーク溶接中に導電性を付与するための部材が曲がっ
たり、分離したりして溶接を継続することが出来なくな
ることがない溶接用耐火物製裏当材を提供すること。【解決手段】溶接用耐火物製裏当材本体２の長手方向
に耐熱性の金属棒３が埋め込まれており、必要に応じて
一方の溶接母材12に接触する部分６および溶接溝14を構
成する部分７が少なくとも露出し、他の部分９が埋め込
まれている導電性を有する金属材４が取り付けられてい
ることを特徴とする割れても分離しない溶接用耐火物製
裏当材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、割れても分離しない溶
接用耐火物製裏当材に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つの溶接母材を溶接する場合、図８の
(a)(b)に示すように一方の溶接母材12および他方の溶接
母材13の下側に裏当金15を仮付け溶接16により固定した
後本溶接をしている。この仮付け溶接16は部分溶接であ
るため、一方の溶接母材12および他方の溶接母材13を部
分的に加熱することになるので、冷却時に歪みが発生す
ることになる。この状態で地震などで大きな繰り返し荷
重がかかった場合に破壊の起点となるおそれがあるた
め、最近は仮付け溶接16をしない方法が推奨されるよう
になってきた。なお、図中の符号14は溶接溝である。

【０００３】そこで、仮付け溶接16をしなくてもよいよ
うに、２つの溶接用母材12、13の間の下側に溶接用耐火
物製裏当材を裏当材支持治具により固定して溶接する方
法が提案され、実施されている。しかし、溶接用耐火物
製裏当材は、靱性が低く衝撃に弱いため、ごく僅かであ
るが作業中に割れて落下するという問題があった。低い
ところで割れても危険は少ないが、高所での作業中に割
れて落下すると、地上の作業者のヘルメットを貫通する
程度まで加速される場合があるので、非常に危険であっ
た。そのため割れても落下することがないようにする必
要があったが、全く対策が取られていなかった。

【０００４】また、溶接用耐火物製裏当材は、導電性が
非常に低いためにアークを発生することができないの
で、アーク溶接には使用することができなかった。そこ
で、溶接用耐火物製裏当材をアーク溶接にも使用するこ
とができるようにするため、図９の(a)(b)に示すように
溶接用耐火物製裏当材本体２の一方の溶接母材12に接す
る側に金属製の棒17などを固定する方法が発明され、特
許出願（特開平９─１０９３０公報）されている。

【０００５】しかし、この溶接用耐火物製裏当材１を使
用して溶接すると、アークによって発生する熱による曲
げ応力が金属製の棒17に発生し、これにより金属製の棒
17などが曲がって溶接用耐火物製裏当材１を移動した
り、金属製の棒17などが上方に曲がって溶接ができなく
なるような場合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、割れても落
下することがなく、またアーク溶接中に導電性を付与す
るための部材が曲がったり、分離したりして溶接を継続
することが出来なくなることがない溶接用耐火物製裏当
材を提供することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の割れても分離しない溶接用耐火物製裏当材
においては、一体形、帯状などの溶接用耐火物製裏当材
本体の中に鉄、軟鋼または耐熱鋼などからなる１３１０
℃以下では溶融しない耐熱性の金属棒が１本以上埋め込
まれているものとすることである。さらに、本発明の割
れても分離しない溶接用耐火物製裏当材においては、耐
熱性の金属棒が２本以上埋め込まれている場合には、少
なくとも１本は上面近くに埋め込まれ、また少なくとも
１本は底面近くに埋め込まれているものとすることであ
る。

【０００８】また、本発明の割れても分離しない溶接用
耐火物製裏当材においては、溶接用耐火物製裏当材本体
の長手方向に鉄、軟鋼または耐熱鋼などからなる耐熱性
の金属棒が埋め込まれているとともに、鉄、炭素鋼、特
殊鋼、ステンレス鋼、超合金などのいずれか１種から製
造された金属製の板などの金属材が少なくとも一方の溶
接母材に接触する部分および溶接溝を構成する部分が露
出し、他の部分が埋め込まれているものとすることであ
る。

【０００９】また、本発明の割れても分離しない溶接用
耐火物製裏当材においては、溶接用耐火物製裏当材本体
の中の長手方向に耐熱性の金属棒が埋め込まれていると
ともに、一方の溶接母材に接触する部分、溶接溝を構成
する部分および溶接溝を構成する部分の対称部分に鉄、
炭素鋼、特殊鋼、ステンレス鋼または超合金のいずれか
１種から製造された略コの字状の金属材が被せられてい
るものとすることである。なお、上記耐熱性の金属棒に
は、金属線といわれるものも含むものである。さらに上
記一方の溶接母材は、電源の一方の端子が接続されてい
るもののことである。また略コの字状には、上の水平部
分の先端を下方に、下の水平部分の先端を上方に曲げた
ものも含むものである。

【００１０】次に、本発明を図１〜図７を参考にして説
明する。図１は、本発明の一実施例の溶接用耐火物製裏
当材およびその使用方法を説明するための概念側面図、
図２は、本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材お
よびその使用方法を説明するための概念側面図、図３
は、本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材および
その使用方法を説明するための概念側面図、図４〜図７
は、本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材の斜視
図である。

【００１１】本発明は、図４の(a) および図７の(b) に
示すように溶接用耐火物製裏当材本体２の長手方向に耐
熱性の金属棒３が埋め込まれていること、および必要に
応じてこれに金属材４またはコの字状金属材５を取り付
けることなどを特徴とする割れても分離しない溶接用耐
火物製裏当材１であるが、この溶接用耐火物製裏当材本
体２に埋め込まれる耐熱性の金属棒３は、熱膨張率が高
いと溶接用耐火物と熱膨張率が異なるため、焼成中に割
れを発生することがあり、さらに細く靱性値が低いと衝
撃で破断する場合があるとともに必要の強度が得られな
い場合があり、また融点が低いと焼成中に溶解するおそ
れがあるので、熱膨張率があまり高くなく、０．２ｍｍ
以上の太さがあり、融点が１３１０℃以上、好ましくは
１４００℃以上のもの、例えば鉄線、軟鋼線、耐熱鋼な
どの細線が好適である。

【００１２】また、この耐熱性の金属棒３は、図１、図
２、図４の(a) などに示すように１本を中央などに埋め
込んでもよいが、２本以上、例えば、図３、図４の(b)
、図５の(b) 、図６の(b) および図７の(a) に示すよ
うに２本を埋め込み、そのうちの少なくとも１本を溶接
用耐火物製裏当材本体２の上面近くに埋め込み、少なく
とも他の１本を底面近くに埋め込むほうが、割れの原因
となる衝撃がかかった場合、その方向により一方の応力
が小さくなる場合があるので、そのように埋め込むのが
好ましい。また、この耐熱性の金属棒３は、断面が円形
のものでも、４角形などの他の形のものでよい。また埋
め込み方法としては直線状のものを埋め込んでもよい
し、屈曲したものを埋め込んでもよい。

【００１３】本発明のこの溶接用耐火物製裏当材本体２
は、溶接用耐火物製裏当材なら如何なる成分組成のも
の、例えば、SiO₂、Al₂O₃、ＣａＯなどを主成分とする
粉末を成形して焼成したもの、フラックスを成形したも
の、ガラスウール、ロックウールの不織布などでもよ
い。さらに、その形状は図１〜図７の(a) に示すように
一体形のものでもよいし、図７の(b) に示すように帯状
のもので、必要の長さに切断して使用するものなどの如
何なるものでもよい。

【００１４】また、溶接用耐火物製裏当材本体２の具体
的形状は、図１に示すように溶接用耐火物製裏当材本体
２に金属製の板などの金属材４が少なくとも一方の溶接
母材12に接触する部分６および一方の溶接母材12と他方
の溶接母材13とで構成する溶接溝14の部分７が露出し、
他の部分９が埋め込まれるようにして取り付けられる場
合には、溶接用耐火物製裏当材本体２には金属製の板な
どの金属材４を取り付けるための溝10を設ける必要があ
る。また略コの字状の金属材５が被せられる場合には、
そのままの形状でもよいが、必要に応じて被せられる部
分の寸法を小さくしてもよい。また図６の(b) に示すよ
うに略コの字状の上の水平部分の先端を下方に、下の水
平部分の先端を上方に曲げたものには曲げた部分が入る
浅い溝11を設ける必要がある。

【００１５】本発明の溶接用耐火物製裏当材本体２に他
の部分が埋め込まれる金属材４または略コの字状の金属
材５は、溶接中に溶解して溶接金属に混入するので、溶
接金属または溶接ワイヤもしくは溶接棒と同じ成分組成
のものが好ましいが、わずかであるので溶接金属に害を
与える金属以外のものであればいかなる金属でもよい。
具体的には、鉄、炭素鋼、特殊鋼、ステンレス鋼または
超合金のいずれか１種で、溶接金属もしくわ溶接ワイヤ
と同じ成分組成または類似の成分組成のものが好まし
い。

【００１６】このうちの溶接用耐火物製裏当材本体２に
一部を埋め込む金属材４の形状は、一方の溶接母材12に
接触する部分６および溶接溝を構成する部分７が露出
し、その他の部分９が埋め込まれるようにして取り付け
ることができる形状であれば特に限定されないが、図１
に示すように板状のものでもよいし、図２、図５の(a)
〜図６の(a) に示すように一方の溶接母材側が下方に曲
げられたもの、さらに先端が曲げられて埋め込まれてい
るものなどでもよい。

【００１７】また、本発明の溶接用耐火物製裏当材本体
２に被せる略コの字状の金属材５は、図３、図７の(a)
に示すように一方の溶接母材12に接触する部分６、溶接
溝を構成する部分７および溶接溝を構成する部分の対称
部分８が設けられているものでも、図６の(b) に示すよ
うに溶接溝を構成する部分７および溶接溝を構成する部
分の対称部分８の先端を曲げて浅い溝11に引っ掛かける
ようにするものでもよい。

【００１８】

【作用】本発明の割れても分離しない溶接用耐火物製裏
当材１は、接用耐火物製裏当材本体２に長手方向に耐熱
性の金属棒３が埋め込まれているので、強度が高く、ま
た使用中に割れても２個以上に分離することがないた
め、落下を防止することができる。また、導電性を有す
る金属材４の他の部分９が溶接用耐火物製裏当材本体２
に埋め込まれ、または導電性を有する略コの字状の金属
材５が溶接用耐火物製裏当材本体２に被せるようになっ
ているので、アーク溶接中に金属材４および略コの字状
の金属材５が曲がったり、分離したりして溶接を継続す
ることが出来なくなることがない。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実施例１Ａｌ₂Ｏ₃：５０．９％、ＳｉＯ₂：３８．８％、Ｍｇ
Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｆｅ₂Ｏ ₃およびＣａＯ；全部で２．７％
からなる原料に径が１．５ｍｍの鉄棒（耐熱性の金属棒
３に相当）をほぼ中央に埋め込んで成形し、乾燥した後
１２８０〜１３００℃で焼成して図４の(a) に示すよう
に厚さ１０、幅２５ｍｍおよび長さ２５０ｍｍの溶接用
耐火物製裏当材１を製造した。この溶接用耐火物製裏当
材１は、焼成中に割れることはなかった。また、この溶
接用耐火物製裏当材１を台の上に載せて中央に衝撃を加
えて割ったところ、耐火物の部分は２個に割れたが、鉄
棒は切れず、２個の耐火物は繋がったままであった。

【００２０】実施例２実施例１と同様な原料および方法で径が１．５ｍｍの鉄
棒（耐熱性の金属棒３に相当）を一方の溶接母材12に接
する側と反対側のほぼ中央に埋め込んで図１に示すよう
に一方の溶接母材12側の厚さ７ｍｍ、これと反対側の厚
さ１２、幅２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍで、深さ３ｍｍお
よび幅０．１ｍｍ、長さ２５０ｍｍの溝10を有する溶接
用耐火物製裏当材本体２を製造した。なお、溝は０．１
ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ２５０ｍｍの金属板を挟んで成形
し、乾燥後にこれを抜き取って焼成した。これに厚さ
０．１ｍｍ、幅１１ｍｍ、長さ２５０ｍｍの０．２０％
の炭素鋼板（金属材４に相当）を埋め込んで溶接用耐火
物製裏当材１を製造した。

【００２１】この溶接用耐火物製裏当材１を図１に示し
たように配置し、図示してない裏当材支持治具を用いて
固定し、図示してないエンドタブを両端に固定し、０．
２０％の炭素鋼の溶接ワイヤを使用して通常のアーク溶
接を実施したところ、溶接中に炭素鋼板は熱歪みにより
若干凸凹になったが、溶接を終了することができた。そ
の後溶接用耐火物製裏当材１を手で剥離しようとしたと
ころ、溝に入っている部分が溶接金属に溶着していたた
め、剥離することができず、一方の溶接母材12と溶接用
耐火物製裏当材１との間に工具を入れ、振動を与えて抜
き取った。その後突出した炭素鋼板（金属材４の一部）
を工具で挟んで捩じることによって切断して除去するこ
とができた。また、抜き取った溶接用耐火物製裏当材１
を台の上に載せて中央に衝撃を加えて割ったところ、耐
火物の部分は２個に割れたが、鉄棒は切れず、２個の耐
火物は繋がったままであった。

【００２２】実施例３実施例１と同様な原料および方法で径が１．５ｍｍの
０．２％の炭素鋼製棒（耐熱性の金属棒３に相当）を一
方の溶接母材12に接する側と反対側のほぼ中央に埋め込
み、図２の金属材４と同じ形状のものを固定した形状の
成形用上型を押しつけて図２の金属材４のないものと同
じ形状の約幅２５ｍｍ、厚さ１２ｍｍ、長さ２５０ｍ
ｍ、中央部に深さ３ｍｍの円弧状の溝および金属材４を
固定する溝を設けたものを成形し，焼成して溶接用耐火
物製裏当材本体２を製造した。これに図２に記載した形
状の厚さ０．１ｍｍ長さ２５０ｍｍの鉄板を曲げて製造
した金属体４を埋め込んで溶接用耐火物製裏当材１を製
造した。

【００２３】この溶接用耐火物製裏当材１を図２に示し
たように配置し、図示してない裏当材支持治具を用いて
固定し、図示してないエンドタブを両端に固定し、０．
２０％の炭素鋼の溶接ワイヤを使用して通常のアーク溶
接を実施したところ、溶接中に金属材４は熱歪みにより
若干凸凹になったが、溶接を終了することができた。そ
の後溶接用耐火物製裏当材１を手で剥離したところ、溶
接用耐火物製裏当材本体２を容易剥離することができ
た。その後突出した鉄板（金属材４の一部）を工具で挟
んで捩じることにより除去することができた。また、抜
き取った溶接用耐火物製裏当材１を台の上に載せて中央
に衝撃を加えて割ったところ、耐火物の部分は２個に割
れたが、炭素鋼製棒は切れず、２個の耐火物は繋がった
ままであった。

【００２４】実施例４実施例１と同様な原料および方法で径が１．５ｍｍの鉄
棒（耐熱性の金属棒３に相当）２本を図３のように埋め
込み、幅２５ｍｍ、厚さ１０ｍｍおよび長さ２５０ｍｍ
の溶接用耐火物製裏当材本体２を製造した。これに厚さ
０．１ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの０．２％の
炭素鋼板を曲げて図３に記載した形状のコの字形の金属
材５を取り付けて溶接用耐火物製裏当材１を製造した。

【００２５】この溶接用耐火物製裏当材１を図３に示し
たように配置し、図示してない裏当材支持治具を用いて
固定し、図示してないエンドタブを両端に固定し、０．
２％の炭素鋼の溶接ワイヤを使用して通常のアーク溶接
を実施したところ、溶接中に金属材５は熱歪みにより若
干凸凹になったが、溶接を終了することができた。その
後溶接用耐火物製裏当材１を手で剥離したところ、溶接
用耐火物製裏当材本体２を容易を剥離することができ
た。その後突出したＬ形の炭素鋼板（金属材４の一部）
を工具で挟んで捩じることにより除去することができ
た。また、抜き取った溶接用耐火物製裏当材１を台の上
に載せて中央に衝撃を加えて割ったところ、耐火物の部
分は２個に割れたが、鉄線は切れず、２個の耐火物は繋
がったままであった。

【００２６】なお、図面に記載した溶接用耐火物製裏当
材１の形状は例示であって、本発明はこれに限定される
ものでないことはもちろんである。

【００２７】

【発明の効果】本発明の溶接用耐火物製裏当材は、上記
構成にしたことより、次のような優れた効果を奏する。（１）溶接用耐火物製裏当材本体２に長手方向に耐熱性
の金属棒３を埋め込んでいるため、強度が高く、また使
用中に割れても２個以上に分離することがないので、落
下を防止することができる。（２）また、導電性を有する金属材４は他の部分９が溶
接用耐火物製裏当材本体２に埋め込まれており、また導
電性を有する略コの字状の金属材５は溶接用耐火物製裏
当材本体２に被せるようになっているので、アーク溶接
中に金属材４および略コの字状の金属材５が曲がった
り、分離したりして溶接を継続することが出来なくなる
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の溶接用耐火物製裏当材およ
びその使用方法を説明するための概念側面図である。

【図２】本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材お
よびその使用方法を説明するための概念側面図である。

【図３】本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材お
よびその使用方法を説明するための概念側面図である。

【図４】本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材の
斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材の
斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材の
斜視図である。

【図７】本発明の他の実施例の溶接用耐火物製裏当材の
斜視図である。

【図８】従来の裏当金を使用して溶接する場合を説明す
るための概念側面図である。

【図９】従来の導電性を有する溶接用耐火物製裏当材の
斜視図である。

【符号の説明】

１溶接用耐火物製裏当材２溶接用耐火物製裏当材本体３耐熱性の金属棒４金属材５コの字状の金属材６一方の溶接母材側に接触する部分７溶接溝を構成する部分８溶接溝を構成する部分の対称部分９他の部分 10 他の部分を埋め込む溝 11 浅い溝 12 一方の溶接母材 13 他方の溶接母材 14 溶接溝 15 裏当金 16 仮付け溶接 17 金属製の棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接用耐火物製裏当材本体（２）の長手
方向に耐熱性の金属棒（３）が埋め込まれていることを
特徴とする割れても分離しない溶接用耐火物製裏当材。
【請求項２】上記耐熱性の金属棒（３）が２本以上埋
め込まれている場合には、少なくとも１本は上面近くに
埋め込まれ、少なくとも１本は底面近くに埋め込まれて
いることを特徴とする請求項１記載の割れても分離しな
い溶接用耐火物製裏当材。
【請求項３】溶接用耐火物製裏当材本体（２）の長手
方向に耐熱性の金属棒（３）が埋め込まれているととも
に、導電性を有する金属材（４）が一方の溶接母材（1
2）に接触する部分（６）および溶接溝を構成する部分
（７）が少なくとも露出し、他の部分（９）が埋め込ま
れていることを特徴とする割れても分離しない溶接用耐
火物製裏当材。
【請求項４】溶接用耐火物製裏当材本体（２）の長手
方向に耐熱性の金属棒（３）が埋め込まれているととも
に、少なくとも一方の溶接母材（12）に接触する部分
（６）、溶接溝を構成する部分（７）および溶接溝を構
成する部分の対称部分（８）からなる略コの字状の金属
材（５）が被せられていることを特徴とする割れても分
離しない溶接用耐火物製裏当材。
【請求項５】上記耐熱性の金属棒（３）が鉄、軟鋼ま
たは耐熱鋼のいずれか１種で製造されていることを特徴
とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の割れて
も分離しない溶接用耐火物製裏当材。
【請求項６】上記金属材（４）または略コの字状の金
属材（５）が鉄、炭素鋼、特殊鋼、ステンレス鋼および
超合金のいずれか１種で製造されていることを特徴とす
る請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の割れても分
離しない溶接用耐火物製裏当材。