JP2002018596A

JP2002018596A - 溶接用裏当て

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Publication number: JP2002018596A
Application number: JP2000206620A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujioka; 敏雄藤岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼構造物の、溶接継手において、ルート部に溶
接欠陥が生じることを防止しつつ、裏当てによる応力集
中を低減する溶接用裏当てを提供する。【解決手段】垂直母材１に水平材３をT継手溶接にて溶
接するための板状の溶接用裏当て２１であって、板状の
溶接用裏当て２１にはガス抜け用の隙間３１を有するこ
とを特徴とする。ここで、溶接用裏当て２１は溶接ワイ
ヤー等の金属と同等の材質からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、鋼構造物における
突合せ継手溶接またはT継手溶接のガスシールドアーク
溶接法による片面溶接継手に使用する裏当てに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築鉄骨の柱梁接合部等の溶接
（例えば図１〜３）では、裏当て金１２を使用するのが
一般的となっている。柱１と梁２の接合部では、梁ウエ
ブ４がボルトで柱１に接合され、フランジ３は溶接で柱
１に接合される。溶接が行われる、２部材の間には、開
先と呼ばれる溝が設けられ、溶接金属１１がこの部位に
充填される。フランジ３の溶接時には、裏当て金１２を
使用することにより、高電圧の溶接が可能となり、効率
を高めることができる。また、フランジ３の両側にはエ
ンドタブ１４が設けられている。

【０００３】ところが、この裏当て金やエンドタブは溶
接時に表面付近が溶接金属に同化し、結果として溶接部
には応力集中の原因となる形状不連続部分が形成され
る。また、溶接開始直後の初層では、溶接時に発生する
ガスによるブローホール等の欠陥が発生しやすく、破断
の原因となる。

【０００４】応力集中やスラグ巻込み等の欠陥を防止す
るための提案としては、例えば、特開平９−２７１９９
２示す技術がある。この手法によれば、水平材と裏当て
金の間にスリットが形成されているので応力集中が緩和
される。また溶接時には該スリットへスラグが収納され
るのでスラグ巻込み等の欠陥を防止できる。しかし、垂
直材と裏当て金の部分には依然形状不連続部分が形成さ
れ、ルート部にはブローホール等の欠陥が発生する可能
性がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】溶接部の応力集中の原
因となる形状不連続部分をなるべく少なくして、かつ、
溶接開始直後の初層溶接時に、ブローホール等の欠陥が
発生しずらいような、溶接用裏当てを提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明（例えば図４，８，９）は、
垂直母材１または水平母材に水平材３を突合せ継手溶接
またはT継手溶接にて溶接するための板状の溶接用裏当
て２１であって、板状の溶接用裏当て２１にはガス抜け
用の隙間３１を有することを特徴とする。ここで、溶接
用裏当て２１は溶接ワイヤー等の金属と同等の材質から
なる。

【０００７】この、請求項１の発明によれば、ガス抜け
用の隙間が設けられているためブローホール等の溶接欠
陥を抑制できる。また、板状の溶接用裏当ては滑らかに
垂直母材または水平母材と水平材を接合する溶接部の形
状となるため、形状不連続部分の存在による応力集中を
低減することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明（例えば図９〜１
４）は、板状の溶接用裏当てに設けられた隙間が、上面
から下面に行くに従い、しだいに狭まっていくことを特
徴とする請求項１に記載の溶接用裏当てである。

【０００９】この、請求項２の発明によれば、隙間は、
ガスの吹き付け元から吹き付け先に向かって、しだいに
狭まっていくため、気流の流れを円滑にできるととも
に、溶接ワイヤーが溶融した溶滴を、好適に受け止める
ことができる。

【００１０】請求項３に記載の発明（例えば図６）は、
垂直母材１の側面に水平材３をT継手溶接にて溶接する
ためのビード状の溶接用裏当て１６であって、当該水平
材の先端に滑らかに盛上がると共に、開先（溶接する２
部材の間に設ける溝）の面から連続した斜め面をなした
形状を有することを特徴とするビード状の溶接用裏当て
である。

【００１１】この、請求項３の発明によれば、梁フラン
ジの端部は滑らかに溶接金属と接して応力集中を低減で
きる。

【００１２】請求項４に記載の発明（例えば図７）は、
垂直母材１の側面に水平材３をT継手溶接にて溶接する
ための溶接用裏当て１７，１８，２１であって、第１の
ビード状の溶接用裏当て１７は、水平材３の先端に滑ら
かに盛上がると共に、開先面から連続した斜め面をなし
た形状を有し、第２のビード状の溶接用裏当て１８は、
垂直母材１側に凸状に形成され、第２のビード状の溶接
用裏当て１８と第１のビード状の溶接用裏当て１７の先
端部には隙間が設けられており、前記隙間にはガス抜け
用の隙間を有する板状の溶接用裏当て２１が設けられて
いることを特徴とする溶接用裏当て構造である。

【００１３】この、請求項４の発明によれば、第１と第
２のビード状の溶接用裏当てがあるため、梁フランジの
端部と柱は溶接金属を介して滑らかに接するため応力集
中を低減できる。また、ルート部は左右から窄んでいる
ため、ブローホール等の欠陥が発生しにくい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る溶接用裏当て
の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】（第１の実施の形態）図１〜３に示すよう
に、従来の建築鉄骨の柱梁接合部等の溶接では、裏当て
金１２を使用するのが一般的となっている。柱１と梁２
の接合部では、梁ウエブ４がボルトで柱１に接合され、
フランジ３は溶接で柱１に接合される。また、フランジ
３の両側にはエンドタブ１４が設けられている。

【００１６】本発明は、従来の溶接用裏当て金１２に代
えて、図9に示す、ガス抜け用の隙間３１を有する板状
の溶接用裏当て２１を用いる。溶接時には溶接金属を大
気から遮蔽するために、ノズルからＣＯ２ガス等（炭酸
ガスアーク溶接時）が上面から下面に向かって流れる。
隙間３１は、上面から下面に行くに従い、しだいに狭ま
っていく形状をなしているため、気流の流れを円滑にで
きる。また、溶接ワイヤーは、アークの熱により溶融
し、溶滴となって溶接用裏当て２１上の溶融池に落ち
る。隙間３１は、先端が窄まっているため溶滴を好適に
受け止めることができる。

【００１７】前記裏当て２１は、図４に示すように柱の
垂直材１と梁フランジ３溶接部の裏側にあてがわれてい
る。梁２のウエブ４には、梁フランジ３を連続して溶接
するための切欠き状のスカラップ１３が設けられてい
る。溶接時のアークの熱により溶かされた梁フランジ３
の一部は、アーク熱により溶かされた図示しない溶接ワ
イヤ−と融合し、溶接金属１１となって接合すべき開先
を充填する。溶接金属１１と梁フランジ３との境界には
ボンド部１９が形成される。

【００１８】また、図８の断面図に示すように、開先の
側面を覆うような形状の裏当て２１ａを用いて良い。こ
れによれば平面視、柱の垂直材１と梁フランジ３は溶接
金属１１を介して滑らかに溶接されるため、応力集中が
低減される。また、裏当て２１には、隙間が設けられて
いるため、溶接欠陥を低減できる。

【００１９】（第２の実施の形態）図５に示す第２の実
施の形態は、第１の実施の形態に加えて、柱１に溶接用
裏置きビード１５が設けられている。これによれば、開
先形状は左右から窄まったものとなるため、溶接金属近
傍の応力集中を低減できる。

【００２０】（第３の実施の形態）図６に示す第３の実
施の形態は、第１の実施の形態に加えて、ビード状の裏
当て１６を梁フランジ３に設けたものである。ビード状
の裏当て１６は、梁フランジ３の先端に滑らかに盛上が
ると共に、開先面から連続した斜め面をなした形状をを
なしている。これによれば、梁フランジ３と溶接金属１
１は滑らかに接するため応力集中を低減できる。

【００２１】（第４の実施の形態）図７に示す第４の実
施の形態は、第３の実施の形態に加えて、柱１に第２の
ビード状の溶接用裏当て１８が設けられている。これに
よれば、左側の第２のビード状の溶接用裏当て１８と右
側の第１のビード状の溶接用裏当て１７により、開先形
状は窄まったものとなるため、溶接金属近傍の応力集中
を低減できるとともに、溶滴の母材への移行が円滑に行
われる。

【００２２】図１０〜１４は、ガス抜け用の隙間３２〜
３６を有する、溶接用裏当て２２〜２６の変形例であ
る。ビード状の溶接用裏当て１６は、図１５に示すよう
に、梁フランジ４に凸形のビード１６，１６ａを溶接
し、その後に開先加工により先端部３ａ，１６ａを切断
して製作することができる。その他タブを当てて溶接し
て製作して良い。

【００２３】なお、本発明の溶接用裏当ては上記の実施
形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において、種々の改良ならびに設計の変更を行って
も良い。例えば、溶接用裏置きビード１５やビード状の
溶接用裏当て１６等は、図示の形状に限らず、三角形や
扇形として良い。また実施例の４において、左右のビー
ド状の溶接用裏当て１７，１８との隙間が１ｍｍ程度で
ある場合は、裏当て２１は用いなくても良い。また、裏
当て２１の裏面には、アルミニウム等のより融点の高い
材料を張り合わせるか、或いは溶滴を保持できる程度の
剛性を有する耐火性材料をコーティングしても良い。ま
た、アルミニウム等のより融点の高い材料、或いは溶滴
を保持できる程度の剛性を有する耐火性材料を単独で用
いても良い。また、図８の、裏当て２１と裏当て２１ａ
は一体として成形して良い。ビード状の溶接用裏当て等
も適宜側面に設けてよい。また、図１４の隙間３６は、
開先ルート部の隙間にまたがるような、長いものとして
も良い。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ガス抜け用の
隙間が設けられているためブローホール等の溶接欠陥を
抑制できる。また、板状の溶接用裏当ては滑らかに垂直
母材または水平母材と水平材を接合する溶接部の形状と
なるため、形状不連続部分の存在による応力集中を低減
することができる。

【００２５】請求項２の発明によれば、隙間は、ガスの
吹き付け元から吹き付け先に向かって、しだいに狭まっ
ていくため、気流の流れを円滑にできるとともに、溶接
ワイヤーが溶融した溶滴を、好適に受け止めることがで
きる。

【００２６】請求項３の発明によれば、梁フランジの端
部は滑らかに溶接金属と接して応力集中を低減できる。

【００２７】請求項４の発明によれば、第１と第２のビ
ード状の溶接用裏当てがあるため、梁フランジの端部と
柱は溶接金属を介して滑らかにと接するため応力集中を
低減できる。また、ルート部は左右から窄んでいるた
め、ブローホール等の欠陥が発生しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の裏当てを用いた柱梁接合部の一例を示す
縦側面図である。

【図２】同、柱梁接合部の一例を示す平断面図である。

【図３】同、柱梁接合部の一例を示すＡ部縦側面図であ
る。

【図４】本発明の、溶接用裏当ての一例を示す縦側面図
である（実施例１）。

【図５】同、溶接用裏当ての他の一例を示す縦側面図で
ある（実施例２）。

【図６】同、溶接用裏当てのさらに他の一例を示す縦側
面図である（実施例３）。

【図７】同、溶接用裏当てのさらに他の一例を示す縦側
面図である（実施例４）。

【図８】本発明の、溶接用裏当てを側面に取付けた平断
面図である。

【図９】本発明の、溶接用裏当ての変形例の斜視図であ
る。

【図１０】本発明の、溶接用裏当ての他の変形例の斜視
図である。

【図１１】本発明の、溶接用裏当てのさらに他の変形例
の斜視図である。

【図１２】本発明の、溶接用裏当てのさらに他の変形例
の斜視図である。

【図１３】本発明の、溶接用裏当てのさらに他の変形例
の斜視図である。

【図１４】本発明の、溶接用裏当てのさらに他の変形例
の斜視図である。

【図１５】本発明の、ビード状の溶接用裏当ての製造方
法を示す断面図である。

【符号の説明】

１柱２梁３梁フランジ４梁ウエブ１１溶接金属１２従来の裏当て１３スカラップ１４エンドタブ１５裏置きビード１６ビード状の裏当て１７第１のビード状裏当て１８第２のビード状裏当て１９ボンド部２１〜２６隙間を有する裏当て３１〜３６隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直母材または水平母材に水平材を突合
せ継手溶接またはT継手溶接にて溶接するための板状の
溶接用裏当てであって、板状の溶接用裏当てにはガス抜
け用の隙間を有することを特徴とする溶接用裏当て。
【請求項２】前記隙間は、上面から下面に行くに従
い、しだいに狭まっていくことを特徴とする請求項１に
記載の溶接用裏当て。
【請求項３】垂直母材の側面に水平材をT継手溶接に
て溶接するためのビード状の溶接用裏当てであって、当
該水平材の先端に滑らかに盛上がると共に、開先面から
連続した斜め面をなした形状を有することを特徴とする
ビード状の溶接用裏当て。
【請求項４】垂直母材の側面に水平材をT継手溶接に
て溶接するための溶接用裏当てであって、第１のビード
状の溶接用裏当ては、水平材の先端に滑らかに盛上がる
と共に、開先面から連続した斜め面をなした形状を有
し、第２のビード状の溶接用裏当ては、垂直母材側に凸
状に形成され、第２のビード状の溶接用裏当と第１のビ
ード状の溶接用裏当ての先端部には隙間が設けられてお
り、前記隙間にはガス抜け用の隙間を有する板状の溶接
用裏当てが設けられていることを特徴とする溶接用裏当
て構造。