JP2000280079A

JP2000280079A - ガス圧接方法

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Publication number: JP2000280079A
Application number: JP11089574A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Aoyama; 武嗣青山; Takeo Kimata; 武夫木全; Takashi Yasutomi; 考安富; Hitoshi Muraoka; 仁村岡; Yoshiharu Maeda; 芳晴前田; Yasunobu Yamazaki; 恭布山崎; Harumi Okada; 晴美岡田
Original assignee: TOA ASSETSU KK; Toagosei Co Ltd; Yamazaki Corp; Matsumoto Kikai Co Ltd
Current assignee: TOA ASSETSU KK; Toagosei Co Ltd; Yamazaki Corp; Matsumoto Kikai Co Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP4145411B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アセチレンガスよりも安全性においてメリッ
トの大きいエチレンガスあるいはエチレンガスを主剤と
するガスを使用するガス圧接方法を提供する。【解決手段】ガス圧接を行う加熱用バーナー１０は、
基管１、ガス供給管２等により構成され、基管１の一端
側には燃料ガス供給管８と酸素ガス供給管９が接続され
ている。基管１の他端側には周方向に一部が切欠かれた
リング状に延びるガス供給管２が設けられており、ガス
供給管２の内周面には複数の火炎噴出部３がリングの中
心に向いた方向に設けられている。燃料ガスとしてエチ
レンガスのみを用いる場合は、酸素比が０．５〜２．０
になるようにエチレンガスおよび酸素ガスの流量を調整
して燃焼させる。燃料ガスとしてエチレンガスに助燃剤
を混合して用いる場合は、酸素比が０．５〜２．５にな
るようにエチレンガスおよび酸素ガスの流量を調整して
燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋等の鋼材の接
合面を突き合わせて圧接器で加圧するとともに、加熱用
バーナーによって接合部を加熱して鋼材同士を接合させ
るガス圧接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼材を接合する方法の一つにガス圧接方
法が知られている。ガス圧接方法は以下のように行われ
る。まず、鋼材の接合面をできるだけ軸に対して直角に
調整し、グラインダ等による研削によって平滑および清
浄に仕上げる。そして、接合面間には何等の異物を介在
させることなく端面同士を突き合わせて圧接器（支持
器）でクランプし、軸方向へ加圧（社団法人日本圧接協
会発行の「鉄筋のガス圧接工事標準仕様書」（１９９４
年改訂）の５３ページの記載によれば３０ＭＰａ以上で
ある）しながら、突き合わせ部周辺を加熱用バーナーに
より加熱する。この加熱により、突き合わせた部分は赤
熱され、接合面同士が接合される。通常、加熱用バーナ
ーとしては燃焼口が一つの単孔火口バーナーが用いら
れ、燃料ガスとしてアセチレンガスが用いられる。しか
しながら、燃料ガスとしてアセチレンガスを用いる場合
には、以下のような問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アセチレンガスは最低
発火温度が約３０５℃と比較的低く、かつ爆発限界濃度
範囲が空気中で２．５〜８０％と広いことから逆火しや
すく、取り扱いが面倒である。そこで、アセチレンガス
を利用する際に生じる前記の問題を起こさない他の燃料
ガス、例えばエチレンガスあるいはエチレンガスを主剤
とする燃料ガスを用いる方法が考えられるが、単孔火口
を備えた従来タイプの加熱用バーナーでは十分な火力を
得ることができない。燃料ガスに対する酸素ガスの混合
体積比を種々に変化させても火力が十分とならず、接合
不良の原因となることが判明した。

【０００４】しかしながら、エチレンガスをアセチレン
ガスの代替とすることができれば、安全性においてメリ
ットが大きいことから、本発明者らはエチレンガスを用
いるガス圧接方法について鋭意検討した。その結果、従
来の加熱用バーナーを改良したうえで好適な条件を与え
れば、アセチレンガスを用いることなく、エチレンガス
を使用することで、鋼材を良好にガス圧接できる事を見
出す事に成功した。本発明では、アセチレンガスよりも
安全性においてメリットの大きいエチレンガスあるいは
エチレンガスを主剤とする燃料ガスを使用するガス圧接
方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、被圧接物の接合部を複数
方向から加熱して圧接するために複数方向から火炎を噴
出する加熱用バーナーに、エチレンガスに対する酸素ガ
スの混合体積比を０．５〜２．０に調整したエチレンガ
スと酸素ガスの混合ガスを供給して燃焼させることを特
徴としている。請求項１に記載のガス圧接方法を用いれ
ば、複数方向から火炎を噴出する加熱用バーナーを用い
るために、エチレンガスあるいはエチレンガスを主剤と
する燃料ガスを従来の単孔火口の加熱用バーナーによっ
て燃焼させる場合には得られない高火力が得られる。ま
た、複数方向から火炎を噴出する加熱用バーナーを用い
るために、圧接端面全体がバーナー火炎に覆われ、炉の
内部のような状態となり圧接端面の酸化防止の効果が得
られる。以上の結果より、鋼材を良好にガス圧接するこ
とが可能になる。燃料ガスとして、空気中での最低発火
温度が高く、かつ爆発限界濃度範囲が狭いエチレンガス
を用いるため、安全性が高い。

【０００６】また請求項２に記載の発明は、被圧接物の
接合部を複数方向から加熱して圧接するために複数方向
から火炎を噴出する加熱用バーナーに、炭素数が１〜１
２個のアルコール類、炭素数が２〜１２個のエーテル
類、炭素数が３〜１２個のケトン類、炭素数３〜１２個
のエステル類及び前記以外の炭化水素であって炭素数が
５〜１２個のものから選ばれた少なくとも１種以上の助
燃剤をエチレンガスに混入させた燃料ガスに対する酸素
ガスの混合体積比を０．５〜２．５に調整した燃料ガス
と酸素ガスの混合ガスを供給して燃焼させることを特徴
としている。請求項２に記載のガス圧接方法を用いれ
ば、複数方向から火炎を噴出する加熱用バーナーを用い
るために、エチレンガスを主剤とする燃料ガスを従来の
単孔火口の加熱用バーナーによって燃焼させる場合には
得られない高火力が得られ、鋼材を良好にガス圧接する
ことが可能になる。又、助燃剤を利用しない場合に比し
て、酸素ガスの混合体積比の範囲を広くする事が可能と
なり、ガス圧接作業がより多様な条件下で実施可能とな
る。また、アセチレンガスを利用しないので安全性が高
い。

【０００７】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載のガス圧接方法であって、助燃剤がトルエン、ア
セトン、メタノール、オクタン、オクタノールの中の１
種以上であることを特徴とする。請求項３に記載のガス
圧接方法を用いれば、助燃剤の燃焼性が特に良いため、
さらなる高火力を得ることができ、鋼材をより良好にガ
ス圧接することが可能になる。

【０００８】また、請求項４に記載の発明は、請求項
１、２または３に記載のガス圧接方法であって、前記加
熱用バーナーに供給する前記エチレンガスの供給流量を
２５〜１００リットル／分とすることを特徴としてい
る。この流量範囲を用いると、ほぼ全ての鉄筋径にわた
って鉄筋を良好にガス圧接することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態を
図１〜図４を用いて説明する。なお、図１は加熱用バー
ナーの斜視図、図２は火炎噴出部の一部切除斜視図、図
３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図２のＩＶ
−ＩＶ線断面図である。図１に示すように加熱用バーナ
ー１０は、基管１、ガス供給管２等により構成されてい
る。基管１の一端側には燃料ガス供給管８と酸素ガス供
給管９が接続されており、基管１内で燃料ガス（例えば
エチレンガス）と、酸素ガスが混合可能に構成されてい
る。なお、燃料ガスおよび酸素ガスの流量は図示してい
ない流量制御手段により所定の流量に制御可能に構成さ
れている。助燃剤を使用する場合は、エチレンガスに助
燃剤を添加した燃料ガスを所定の流量に制御して燃料ガ
ス供給管８から基管１へ供給する。基管１の他端側には
周方向に一部が切欠かれたリング状に延びるガス供給管
２が設けられており、ガス供給管２の内周面には所定の
間隔をおいて複数の火炎噴出部３がリングの中心に向い
た方向に設けられている。

【００１０】図２に良く示されているように、火炎噴出
部３は略円筒状に形成され、その中心をガス供給管２ま
で貫通する主噴出口４と、主噴出口４を取り囲む位置に
隣接して配置されてガス供給管２まで貫通する二対の副
噴出口５，５，６，６が設けられている。一対の周方向
副噴出口５は、主噴出口４を挟んでリング状ガス供給管
２の周方向に沿う方向に配置されている。一対の幅方向
副噴出口６は、主噴出口４を挟んでリング上のガス供給
管２の軸芯方向に配設されている。そして、火炎噴出部
３の先端には、主噴出口４と周方向副噴出口５および幅
方向副噴出口６を取り囲む状態で筒壁７が立設してい
る。

【００１１】図３、図４に示すように、周方向副噴出口
５および幅方向副噴出口６の中心軸５ａおよび６ａは、
それぞれ主噴出口４の中心軸４ａに対して先拡がりとな
るように開き角度をもって形成されており、幅方向副噴
出口６の開き角度θ１は周方向副噴出口５の開き角度θ
２よりも広く形成されている。図１に示すリング状のガ
ス供給管の周方向の一部に形成された切欠部を通して圧
接する鉄筋をリング内に取り込み、そのリングの軸心に
沿って鉄筋を配置したとき、周方向副噴出口５の開き角
度θ２は比較的に狭いために、各火炎噴出部３に生じた
火炎による加熱範囲は鉄筋に集中し、幅方向副噴出口６
の開き角度θ１は比較的に広いために、各火炎噴出部３
に生じた火炎による加熱範囲は鉄筋の長さ方向にある広
がりを持って及ぶ。このようにして、この加熱バーナー
１０によると、接合部を周方向からムラなく加熱するこ
とができるうえ、接合部および接合部付近（鉄筋の長さ
方向の隣接部）を同時に加熱することができる。なお、
周方向副噴出口５および幅方向副噴出口６の数は必要に
応じて変更可能である。

【００１２】加熱用バーナー１０は、エチレンガスまた
はエチレンガスに助燃剤を混入させた燃料ガスを用いて
燃焼させることができる。エチレンガスは、工業原料と
して用いられているものを特に精製して使用する必要は
なく、そのままの状態で使用可能であり、その純度は９
９モル％以上であることが好ましい。助燃剤は、下記
（１）〜（５）から選択される１種又は２種以上の炭化
水素を用いることができる。（１）炭素数が１〜１２個のアルコール類（２）炭素数が２〜１２個のエーテル類（３）炭素数が３〜１２個のケトン類（４）炭素数が３〜１２個のエステル類（５）前記（１）〜（４）以外の、炭素数が５〜１２個
の炭化水素（特にトルエン等の芳香族炭化水素やオクタ
ン等のパラフィン系炭化水素が好ましい）これらの助燃
剤の中でも、トルエン、アセトン、メタノール、オクタ
ン及びオクタノールが燃焼性の面で好ましい。また、エ
チレンガスにその助燃剤を混入させた燃料ガス中の助燃
剤の割合は、エチレンガス１００重量部に対して０．１
〜３０重量部の範囲において使用するのが好ましい。助
燃剤の割合が３０重量部を超えると燃料ガスが気化しに
くく、一方０．１重量部未満では、助燃剤を混入させな
い場合、すなわちエチレンガスのみを燃料ガスとして使
用する場合の燃焼性とほとんどかわらない。

【００１３】次に、本発明の一実施の形態のガス圧接方
法について説明する。鋼材として例えば鉄筋のガス圧接
を行う場合には、まず従来の方法と同様にして鉄筋の接
合面をできるだけ軸に対して直角にし、グラインダ等に
よる研削によって平滑および清浄に仕上げる。そして、
接合面間には何等の異物を介在させることなく端面同士
を突き合わせて図示しない圧接器（支持器）によりクラ
ンプする。また、ガス圧接装置としては手動圧接装置、
半自動圧接装置、自動圧接装置等が使用できる。なお、
鉄筋には通常用いられている外径１９〜５１ｍｍのもの
が使用可能である。

【００１４】次に、圧接器によって鉄筋の軸方向への加
圧（３０ＭＰａ以上）を行いながら、突合わせ部周辺を
加熱用バーナー１０によって加熱する。この加熱に際し
ては、燃料ガス供給管８からエチレンガスを、また酸素
ガス供給管９から酸素ガスをそれぞれ所定の流量に調整
した後、基管１へ供給し、エチレンガスと酸素ガスとの
混合ガスを火炎噴出部３で燃焼させる。そして、火炎の
状態を確認後、鋼材の接合部をガス供給管２のリングの
中心付近に挿入して加熱する。このとき複数の火炎噴出
部３の周方向副噴出口５および幅方向副噴出口６から噴
出する火炎が接合部を取り囲む状態になるため、鉄筋の
接合部および接合部付近を均一かつ短時間に加熱するこ
とができる。

【００１５】エチレンガスに対する酸素ガスの混合体積
比は、０．５〜２．０の範囲に調整することができる。
この混合体積比は最初から一定に維持してもよいが、圧
接加工中の初期に酸素ガスの割合が多すぎると接合部表
面に酸化皮膜が形成されて接合部の機械強度が低下する
ことから、最初は酸素ガスの割合を少なく（例えば、エ
チレンガス／酸素ガスの体積比を０．５〜１．０）し、
その後に酸素ガスの割合を所定の割合まで増やすことが
望ましい。なお、エチレンガスに対する酸素ガスの混合
体積比の調整は、燃料ガス供給管８および酸素ガス供給
管９の上流側に設けられた図示しない流量制御手段の測
定値に従って行うことができる。また、ガス供給管２内
に酸素濃度をオンラインで測定可能な自動検出器を設け
ることもできる。この場合には、自動検出器による酸素
濃度測定値を確認しながら燃料ガス（例えばエチレンガ
ス）および酸素ガスの流量の調整を行う。

【００１６】また、エチレンガスに、助燃剤としてトル
エン等の芳香族炭化水素やオクタン等のパラフィン系炭
化水素やアセトン等のケトン類あるいはメタノールやオ
クタノール等のアルコール類を混入させたものを燃料ガ
スとして用い、加熱用バーナー１０で燃焼させることも
できる。この場合は、燃料ガス供給管８からエチレンガ
スと助燃剤（例えばトルエン）を、また酸素ガス供給管
９から酸素ガスをそれぞれ所定の流量に調整後、基管１
へ供給し、エチレンガスと助燃剤と酸素ガスとの混合ガ
スを火炎噴出部３で燃焼させる。なお、エチレンガスと
助燃剤との合計に対する酸素ガスの混合体積比（以下、
「酸素比」という。）は、０．５〜２．５の範囲に調整
することができ、燃料ガスとしてエチレンガスのみを用
いる場合の酸素比（０．５〜２．０）に比べ酸素比の範
囲を広くすることができる。したがって、加熱用バーナ
ー１０の調整を容易に行うことができる。

【００１７】上記の方法で鉄筋の接合部の加熱を行う
と、接合部および接合部付近は赤熱され塑性変形を起こ
して若干の膨らみを生じる。このとき、幅方向副噴出口
６の開き角度θ１は周方向副噴出口５の開き角度θ２よ
りも広く形成しており、鉄筋の長さ方向に火炎が広がり
をもって及び、接合部および接合部付近を均一に加熱す
る。そして、加熱用バーナー１０による加熱を燃料ガス
の流量や酸素比等に応じた所定の時間継続する。圧接器
により所定の圧縮量に達したら圧力を開放し、加熱用バ
ーナー１０を消火してガス圧接を終了する。この時の接
合部の温度は１，１００〜１，３００℃であることが好
ましい。また、接合部の圧接に要する総圧接時間は鉄筋
径２５ｍｍの場合で６０〜９０秒程度であり、総圧接時
間が９０秒以上かかっていた従来タイプの単孔火口バー
ナーに比べて作業時間を短縮することができる。

【００１８】ガス圧接を終了したあとの圧接結果の評価
は、例えば既知の外観検査（焼き割れ、垂れ下がりの有
無を確認する）、曲げ破断測定（接合部にノッチを入れ
て曲げ加工を行う）、フラット面積測定（全破面に対す
るフラット破面の面積比率を求める）と、同条件で別途
ガス圧接を行った試験片についてＪＩＳＺ３１２０
（鉄筋コンクリート用棒鋼ガス圧接継手の検査方法）に
記載の方法で行う引張り試験およびＪＩＳＺ３８８１
（ガス圧接技術検定における試験方法及び判定基準）に
記載の方法で行う曲げ試験との結果により行う。

【００１９】以上説明した方法を、実施例および比較例
を挙げて更に詳細に説明する。以下の実施例および比較
例等においては、種々の組成の燃料ガスと酸素ガスの混
合ガスを用い、その混合ガスを種々の火口形状の加熱用
バーナーで燃焼させて鉄筋のガス圧接を行った。なお、
鉄筋としては、ＪＩＳＧ３１１２に記載のＳＤ３４５
−Ｄ２５を用いた。以下に示す表１〜表７は実際に鉄筋
のガス圧接を実施した時の実施条件（燃料ガス流量、助
燃剤の割合、酸素ガス流量、酸素比、バーナー火口の形
状等）およびその結果である。表１〜３には、本実施例
の複孔火口バーナーを用いて数々の条件で鉄筋のガス圧
接を行った結果の一部を示している。ガス圧接の実施条
件として、燃料ガス量を２２．６〜３６リットル／分、
助燃剤の割合をエチレン１００重量部に対して０〜５重
量部、酸素ガス量を１０．１〜６０リットル／分、酸素
比を０．４５〜２．６１とした場合のデータを示してい
る。また、バーナーの火口形状としては、火口の主噴出
口の有無、副噴出口の有無のデータを示している。な
お、燃料ガスとしてエチレンガスに助燃剤を混入させた
ガスを用いた例を表１〜２に記載した実施例１〜１０、
比較例１ａ〜１ｃ、３〜４に示し、燃料ガスとしてエチ
レンガスのみを用いた例を表３に記載した実施例１１、
比較例２、５〜６に示している。

【００２０】表４〜５は、表１〜３に示す本実施例等に
おける結果の概要を示している。また、表６〜７は、従
来の単孔火口バーナーを用いた場合の結果（実施例に対
する比較例）の概要を示している。表４〜表７には、エ
チレン流量あるいはエチレンガスに助燃剤を混入させた
燃料ガスの流量を２２．６〜３６リットル／分、酸素流
量を５７．５〜６０リットル／分とした場合について示
している。また、表４および表６は助燃剤を混入させた
ケースであり、表５および表７は助燃剤を混入させてい
ないケースである。なお、表４〜表７中のセル内の表示
は、上段が酸素比の数値をあらわし、また下段は接合部
の判定結果および表１中に実施例のあるものはその実施
例の番号をあらわしている。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】（実施例１〜５）加熱用バーナーとして本
実施例の複孔火口バーナーを用い、燃料ガスとしてエチ
レンガスに助燃剤を混入させた燃料ガスを用いた場合の
結果が実施例１〜５である。この場合、燃料ガス３４リ
ットル／分に対して酸素ガス５９リットル／分の量を供
給し、酸素比は１．７４であった。また、総圧接時間は
８１〜８６秒であった。このときのガス圧接の結果は、
表１および以下の表４に示すように合格であった。

【００２５】

【表４】

【００２６】（実施例６〜７）実施例１〜５に示す条件
から燃料ガスの流量を２９．２リットル／分まで低下さ
せた場合の結果が実施例６である。この場合、酸素比は
２．０２であり、総圧接時間は７１秒であった。さら
に、実施例６に示す条件から燃料ガスの流量を３２．４
リットル／分まで増加させた場合の結果が実施例７であ
る。この場合、酸素比は１．８５であり、総圧接時間は
９２秒であった。これらのガス圧接の結果は、表２に示
すように合格であった。

【００２７】（実施例８〜９）実施例１〜５に示す条件
から燃料ガスの流量を２９．１リットル／分まで低下さ
せた場合の結果が実施例９である。なお、実施例８も実
施例９とほぼ同じ条件下で行った。これらの場合、酸素
比は２．０３であり、総圧接時間は８２〜８６秒であっ
た。これらのガス圧接の結果は、表２および表４に示す
ように合格であった。

【００２８】（実施例１０)実施例９に示す条件からさ
らに燃料ガスの流量のみを２５．９リットル／分まで低
下させた場合の結果が実施例１０である。この場合、酸
素比は２．２８であり、総圧接時間は７６秒であった。
このときのガス圧接の結果は、表１および表４に示すよ
うに合格であった。

【００２９】(比較例３)実施例１０に示す条件からさら
に燃料ガスの流量のみを２２．６リットル／分まで低下
させた場合の結果が比較例３である。この場合、酸素比
は２．６１であり、総圧接時間は８３秒であった。この
ときのガス圧接の結果は、表２および表４に示すように
不合格であった。したがって実施例１〜１０、比較例３
から、酸素比を高くし過ぎるとガス圧接が不良となるこ
とが確認された。

【００３０】(比較例４)比較例３に示す条件から酸素ガ
スの流量のみを１０．１リットル／分まで低下させて酸
素比を０．４５にした場合の結果が比較例４である。こ
の場合、表２に示すように総圧接時間が１８０秒以上か
かったためガス圧接は中止した。したがって、比較例３
とは逆に酸素比を低くし過ぎると、酸素不足により鉄筋
が圧接できないことが確認された。

【００３１】（実施例１１）加熱用バーナーとして本実
施例の複孔火口バーナーを用い、燃料ガスとしてエチレ
ンガスのみを用いた場合の結果が実施例１１である。こ
の場合、エチレンガス３４リットル／分に対して酸素ガ
ス５９リットル／分の量を供給し、酸素比は１．７４で
あった。総圧接時間は８０秒であった。このときのガス
圧接の結果は、表３および以下の表５に示すように合格
であった。

【００３２】

【表５】

【００３３】（比較例５）実施例１１に示す条件からエ
チレンガスの流量を２９．１リットル／分まで低下させ
た場合の結果が比較例５である。この場合、酸素比は
２．０３であり、総圧接時間は８２秒であった。このと
きのガス圧接の結果は、表３および表５に示すように不
合格であった。

【００３４】（比較例６）比較例５に示す条件からさら
にエチレンガスの流量のみを２５．９リットル／分まで
低下させた場合の結果が比較例６である。この場合、酸
素比は２．２８であり、総圧接時間は８２秒であった。
このときのガス圧接の結果は、表３および表５に示すよ
うに不合格であった。

【００３５】（比較例１ａ〜１ｃ）以下の表６に示すよ
うに、加熱用バーナーとして従来の単孔火口バーナーを
用い、燃料ガスとしてエチレンガスに助燃剤を混入させ
たガスを用いた場合の結果が比較例１ａ〜１ｃである。
この場合、燃料ガス３６リットル／分に対して酸素ガス
６０リットル／分の量を供給し、酸素比は１．６７であ
り、総圧接時間は９３〜９９秒であった。このときのガ
ス圧接の結果は、表１および表６に示すように曲げ試験
の結果が不合格であった以外は合格であった。

【００３６】

【表６】

【００３７】（比較例２）以下の表７に示すように、加
熱用バーナーとして従来の単孔火口バーナーを用い、燃
料ガスにエチレンガスのみを用いた場合の結果が比較例
２である。エチレンガス３４．４リットル／分に対して
酸素ガス５７．５リットル／分の量を供給し、酸素比は
１．６７であり、総圧接時間は１０２秒であった。この
ときのガス圧接の結果は不合格であった。なお、燃料ガ
スにエチレンガスのみを用いた場合は、酸素比等のガス
圧接条件を種々変化させても良好なガス圧接状態は得ら
れなかった。

【００３８】

【表７】

【００３９】上記の実施例および比較例から、従来の単
孔火口バーナーに替えて本実施例の複孔火口バーナーを
用いることにより、燃料ガスとしてエチレンガスのみを
用いた場合でも、従来の単孔火口バーナーではうまくい
かなかったガス圧接が可能となった。また、燃料ガスと
してエチレンガスに助燃剤を混入させた燃料ガスを用い
た場合は、ガス圧接が可能となる条件範囲、例えば酸素
比の条件範囲が拡大することが確認された。そして、本
実施例の複孔火口バーナーを用いてガス圧接を行うこと
ができる好適な条件について種々検討した結果、本発明
者らは以下に示す（Ａ）および（Ｂ）のような条件を見
出した。（Ａ）燃料ガスとしてエチレンガスに助燃剤を混入させ
たガスを用いた場合は、酸素比が２．６１および０．４
５で不合格でありその間は合格であった。このことか
ら、燃料ガスとしてエチレンガスに助燃剤を混入させて
用いる場合は、酸素比を０．５〜２．５の範囲に調整す
ることにより良好なガス圧接を行うことができる。（Ｂ）燃料ガスとしてエチレンガスのみを用いた場合
は、酸素比が１．７４で合格であり、２．０３で不合格
であった。このことから、燃料ガスとしてエチレンガス
のみを用いる場合は、酸素比を０．５〜２．０の範囲に
調整することにより良好なガス圧接を行うことができ
る。

【００４０】以上のように構成した本実施の形態のガス
圧接方法によれば、燃料ガスとしてエチレンガスのみを
用いたガス圧接において、酸素比を０．５〜２．０の範
囲に調整することにより、外観検査、曲げ、フラット面
積測定、引張り試験、曲げ試験等をクリアした良好なガ
ス圧接状態を得ることができる。また、エチレンガスに
助燃剤を混入させたガスを燃料ガスとして用いると、エ
チレンガスと酸素ガスのみを用いる場合に比べ、酸素比
の範囲を０．５〜２．５まで広くすることができる。し
たがって、加熱用バーナーの調整の幅が広がるため、例
えば鉄筋のガス圧接をより容易に行うことができる。ま
た、鉄筋の接合部で鉄筋の中心軸に向かう主噴出口４
と、接合部の近傍を加熱可能な周方向副噴出口５および
幅方向副噴出口６を設けたため、加熱用バーナー１０を
鉄筋に対して往復動させることなく、短時間に均一に接
合部および接合部付近の加熱ができる。また、加熱用バ
ーナー１０による加熱効率が上がり燃料ガスの消費量が
少なくて済む。また、エチレンガスの供給流量を適宜変
化させて実験したところ、エチレンガスの流量として２
５〜１００リットル／分とすることにより、各種の鉄筋
径（１９〜５１ｍｍ）に対応して良好なガス圧接状態を
得ることができる。また、アセチレンガスに比べて最低
発火温度が高く、かつ爆発限界が狭いエチレンガスを主
剤として用いるため、安全性を高めることができる。ま
た、アセチレンガスに比べてガスコスト、運搬コストお
よび貯蔵コストの安価なエチレンガスを主剤として用い
るため、経済性を高めることができる。また、燃料ガス
としてエチレンガスを用いるため、アセチレンガスを燃
焼させた場合に発生する遊離炭素の発生が少なく、いわ
ゆる浸炭といわれる加熱部の表面硬化を防止することが
できる。

【００４１】以上の実施の形態では、リング状に形成さ
れたガス供給管２の内周面に複数の火炎噴出部３を設け
たが、これに代えて、図５に示すように、リング状のガ
ス供給管１２の内周面にガス供給管１２の周方向に直交
する形状に複数のスリット溝１３を所定の間隔をおいて
設け、火炎噴出孔として用いることもできる。このよう
に火炎噴出孔をスリット溝１３とすることにより、スリ
ット溝１３から噴出する炎は鉄筋の軸芯方向に広がる扇
状に形成され鉄筋を一定の幅にわたって加熱することか
ら、鉄筋の接合部を均一に加熱することができる。ま
た、このスリット溝１１の形状は種々変更可能であり、
例えばガス供給管１２の円周方向のスリット溝と軸方向
のスリット溝とからなる十字溝であってもよい。

【００４２】さらに、図６に示すようにガス供給管２２
の断面形を楕円形状に形成し、ガス供給管２２の内周面
に設けられた火炎噴出部２３を楕円形状に形成し、周方
向副噴出口２５および幅方向副噴出口２６の噴出方向を
主噴出口２４の噴出方向と平行に形成してもよい。この
場合には、各火炎噴出部２３に生じた火炎による加熱範
囲は略楕円形状となり、接合部の周方向をムラなく加熱
することができるうえ、接合部での加熱と同時に接合近
傍部も加熱することができる。

【００４３】また、本実施の形態では各火炎噴出部３に
一つの主噴出口４と、一対の周方向副噴出口５および一
対の幅方向副噴出口６を設けたが、主副噴出口４〜６の
数、形状、配置等は必要に応じて種々変更可能である。
また、主噴出口４、周方向副噴出口５および幅方向副噴
出口６は火炎噴出部３内に設けたが、ガス供給管２の内
周面に直接設けることもできる。この場合でも、噴出口
４〜６を取り囲む形態に筒壁７を設けることが望まし
い。また、周方向副噴出口５の開き角度θ２および幅方
向副噴出口６の開き角度θ１は、必要に応じて種々変更
可能である。また、ガス供給管２は被圧接物を囲むリン
グ状に設けたが、ガス供給管２の複数の火炎噴出部３か
らの火炎により被圧接物を複数方向から加熱可能に構成
されていればよく、ガス供給管２の横断面形状は種々変
更可能である。また、ガス供給管２の形状は被圧接物の
形状等に応じて変更可能であり、例えば三角形状や四角
形状に形成することもできる。また、ガス供給管２は基
管１に一対設けたが、ガス供給管２の数は用途に応じて
増やすこともできる。また、鋼材の接合部で鋼材の中心
軸に向かう主噴出口と、接合部の近傍を加熱可能な副噴
出口を設けたため、加熱用バーナーを鋼材に対して往復
動させることなく、短時間に均一に接合部および接合部
付近の加熱ができる。したがって、従来タイプの単孔火
口の加熱用バーナーを用いた場合に比べ総圧接時間を短
縮することができるうえ、作業者の熟練度を問うことな
くガス圧接の品質を均質化することができる。さらに、
加熱用バーナーの加熱効率が上がり燃料ガスの消費量を
低減させることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
ガス圧接方法を用いれば、燃料ガスとしてアセチレンガ
スを利用しないで、エチレンガスのみを利用した鋼材の
ガス圧接が可能となるため、ガス圧接作業の安全性を向
上させることができる。また、請求項２に記載のガス圧
接方法を用いれば、燃料ガスとしてエチレンガスのみを
用いる場合に比して、酸素比の範囲を広くすることがで
き、加熱用バーナーの調整の幅を広げることができるた
め、鋼材のガス圧接をより容易に行うことができる。ま
た、請求項３に記載のガス圧接方法を用いれば、助燃剤
の燃焼性が特に良いため、さらなる高火力を得ることが
でき、鋼材をより良好にガス圧接することができる。ま
た、請求項４に記載のガス圧接方法を用いれば、鋼材と
して鉄筋を用いる場合に、各種の鉄筋径に対応して良好
にガス圧接することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の加熱用バーナーの斜視
図である。

【図２】火炎噴出部部分の一部切除斜視図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】別の形態のガス供給管の斜視図である。

【図６】さらに別の形態のガス供給管の部分斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…基管２，１２，２２…ガス供給管３，２３…火炎噴出部４，２４…主噴出口５，２５…周方向副噴出口６，２６…幅方向副噴出口７…筒壁８…燃料ガス供給管９…酸素ガス供給管１０…加熱用バーナー１３…スリット

フロントページの続き (71)出願人 391037308 マツモト機械株式会社大阪府八尾市老原４丁目153番地 (72)発明者青山武嗣愛知県名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者木全武夫愛知県名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者安富考大阪府大阪市中央区３−６−２東亞合成株式会社大阪支店内 (72)発明者村岡仁大阪府大阪市東淀川区小松５丁目１番23号東亜圧接株式会社研究所内 (72)発明者前田芳晴大阪府大阪市東淀川区小松５丁目１番23号東亜圧接株式会社研究所内 (72)発明者山崎恭布大阪府大阪市平野区加美東２丁目３番40号ヤマザキ産業株式会社内 (72)発明者岡田晴美大阪府八尾市老原４丁目153番地マツモト機械株式会社内Ｆターム(参考） 3K017 CA00 CB02 CD03 CF00 4E067 AA02 BC00 EC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被圧接物の接合部を複数方向から加熱し
て圧接するために複数方向から火炎を噴出する加熱用バ
ーナーに、エチレンガスに対する酸素ガスの混合体積比
を０．５〜２．０に調整したエチレンガスと酸素ガスの
混合ガスを供給して燃焼させることを特徴とするガス圧
接方法。
【請求項２】被圧接物の接合部を複数方向から加熱し
て圧接するために複数方向から火炎を噴出する加熱用バ
ーナーに、炭素数が１〜１２個のアルコール類、炭素数
が２〜１２個のエーテル類、炭素数が３〜１２個のケト
ン類、炭素数３〜１２個のエステル類及び前記以外の炭
化水素であって炭素数が５〜１２個のものから選ばれた
少なくとも１種以上の助燃剤をエチレンガスに混入させ
た燃料ガスに対する酸素ガスの混合体積比を０．５〜
２．５に調整した燃料ガスと酸素ガスの混合ガスを供給
して燃焼させることを特徴とするガス圧接方法。
【請求項３】請求項２に記載のガス圧接方法であっ
て、前記助燃剤はトルエン、アセトン、メタノール、オ
クタン、オクタノールの中の１種以上であることを特徴
とするガス圧接方法。
【請求項４】請求項１、２または３に記載のガス圧接
方法であって、前記加熱用バーナーに供給する前記エチ
レンガスの供給流量を２５〜１００リットル／分とする
ことを特徴とするガス圧接方法。