JPH01192472A

JPH01192472A - エンクローズアーク溶接方法

Info

Publication number: JPH01192472A
Application number: JP1424988A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tanaka; 治田中; Yoshiaki Nakano; 中野　俶明
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1989-08-02
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07108458B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は鉄筋等の棒状の被溶接材を垂直に立てて配置し
た状態でエンクローズ溶接するエンクローズアーク溶接
方法に関する。

［従来の技術］従来の立向継手の場合のエンクローズアーク溶接方法は
所謂斜めＩ形の開先を加工して行っていた（特公昭５２
−３５６２４号）。第６図は従来の立向継手の場合のエ
ンクローズアーク溶接方法を示す側面図、第７図はその
■−■線による断面図である。この方法においては、例
えば、異形の鉄筋１を、その接合面をその軸方向に対し
て傾斜させて設け、２本の鉄筋１を両者間に所定の開先
空間を設けて上下に配置し、分割式の１対の銅当金２を
この開先空間を取囲むように配設する。そして、開先空
間の上方側に設けた銅当金２の溶接口４から溶接棒３を
開先空間内に挿入し、開先空間の下部から上部に向がっ
て溶接金属を充填していく。これにより、固定された垂
直姿勢の被溶接材を迅速に且つ健全に接合することがで
きる。

而して、近年、鉄筋コンクリート造建築物のコンクリー
ト柱の中に埋込まれる鉄筋の接合工法としては、建築現
場で１本づつ継いでいく方法の効率化をねらって先組工
法で組付けられることが多くなってきた。つまり、工場
内又は地上において、複数本の鉄筋を先組みし、これを
建築現場で積み重ねていき、積み重ねられた組立体同士
を横向姿勢で溶接していく先組工法が大規模の鉄筋コン
クリート造建築物には採用されている。

前述のエンクローズアーク溶接方法は、接合継手部形状
が過度に肥大化することなく、後工程であるフープ筋の
施工性が良いという利点を有するため、この先組工法に
はエンクローズアーク溶接方法が使用されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来のエンクローズアーク溶接方法は、
溶接開先形状が斜めＩ形であるため、以下に示す欠点を
有する。つまり、この斜め■形の開先の場合には、溶接
は開先面の延長方向の上方から溶接棒を開先内に挿入し
て行う必要があるという制約がある。このため、先組鉄
筋工法においては、予め溶接施工の方向を勘案して開先
がその方向になるように鉄筋を先組する必要があり、ま
た接合しようとする鉄筋の両端には、開先を溶接施工の
方向を勘案して傾斜した接合面が相互に平行になるよう
に加工する必要がある。

このため、先組時の鉄筋の方向性を厳しく管理する必要
があり、迅速且つ高効率化を目的として先組工法を採用
しているにも拘らず、実際上作業が極めて煩雑で非能率
的であるという問題点がある。

また、鉄筋の接合面をその軸に対して傾斜させて加工す
ることは、工程が煩雑であると共に切捨量が多くなり、
歩留が低下するという問題点がある。更に、この開先加
工を現場でガス切断により行う場合は、ガスノツチが発
生し易く、開先面（接合面）のグラインダ研削作業に多
くの労力が消費されるという欠点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
開先の接合面の加工が容易であって、開先加工時間が短
縮されると共に、先組上の制約がなく迅速に且つ容易に
先組が可能であって、しかも、鉄筋の溶接継手部の健全
性を向上させることができ、外観検査によって、簡便に
その結果の良否を判定することができ、高効率の溶接施
行を可能にするエンクローズアーク溶接方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係るエンクローズアーク溶接方法は、棒状をな
し、その接合面がその軸方向に実質的に垂直の１対の被
溶接材を、その接合面間に所定の開先空間を設けて上下
に配置し、１１００’Ｃ以上の軟化点を有する耐火物か
らなる当材を、下方の被溶接材の側面に接触させると共
に上方の被溶接材との間に所定の間隙を設け前記開先空
間の一部を囲むようにして配設し、次いで、前記接合面
間でアーク溶接することを特徴とする９なお、接合面が棒状の被溶接材の軸方向に対して実質的
に垂直とは、本願発明方法により溶接施工するに際し、
当材の取り付は位置及び温材の挿入位置等に制限を与え
る程度の傾斜を有しないことを意味し、換言すれば、施
工上、溶接の方向性を考慮しなくても問題がない程度の
傾斜は含まれる。

また、当材を下方の被溶接材の側面に重ねた場合に、そ
の重ね合わせた領域の全面にて当材を被溶接材に接触さ
せる必要はなく、その一部の領域にて接触していればよ
い。また、当材は下方の被溶接材の側面の全面に接触す
る必要がないことは勿論である。

［作用コ本発明においては、水平の開先を設け、下方の被溶接部
材の側面に接触させて当材を配設する。

この当材は開先空間の一部を囲むと共に、上方の被溶接
材との間に所定の間隙を設けて配設される。

そして、例えば、前記当材の近傍にて下方の被溶接材側
から溶接金属を盛って橋絡部を形成する。

この場合に、開先の奥側に当材を配設しであるから、溶
接開始時に被溶接材の接合面の端部が溶落することはな
い。また、この当材を利用して上方及び下方の被溶接材
の接合面間に容易に橋絡部を設けることができる。更に
、スラグは上方に浮いていき、当材と上方の被溶接材と
の間に形成された間隙から排出されるので、接合面間の
溶接部にスラグが残存することはない。

更にまた、当材は軟化点が１１００℃以上（ゼーゲルコ
ーン　ＳＫＯ１ａ以上）の耐火物で成形されているので
、アーク熱で溶融した溶融金属と接してもスラグを介し
て、その溶融金属を受けることが可能で、最も欠陥の発
生しやすいスタート部の健全性を向上させることが容易
となる。従って、溶接終了後には当材を回収し再使用す
ることができると共に、溶接後には当材が離脱している
ので溶接部の外観及び性状を容易に目視観察することが
でき、欠陥の有無を判定することもできる。

しかも、耐火物製当材に接触した溶接部の接触面は滑ら
かであるから、美麗な溶接部が得られる。

し実施例］以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。第１図（ａ＞乃至（ｅ）は本発明の実施例に係
るエンクローズアーク溶接方法を工程順に示す模式図、
第２図は第１図（ａ）の■−■線による断面図である。

上方の鉄筋１１と下方の鉄筋１２とは、その接合面が軸
方向に対して実質的に垂直であり、従って、鉄筋１１．
１２をその軸方向を一致させて垂直に配置すると、両接
合面は略々水平に且つ平行に対向する。銅当金１４は水
平断面がコ字形をなし、上鉄筋１１と下鉄筋１２との間
に形成される開先空間１５を中心として鉄筋１１．１２
を抱くようにして配設される０両鉄筋１１．１２はその
対向端部にてその軸心が一致するようにいずれも銅当金
１４に固定された１対のクランパ（図示せず）に握持さ
れており、この銅当金１４及びクランパを介して上下に
対向して配設される。

鉄筋１１．１２間の開先空間１５の背後の銅当金１４に
は凹所１６が形成されており、当材１３が下方の鉄筋１
２の裏側の側周面に接触して凹所１６内に配設されてい
る。この当材１３は銅当金１４を水平方向に貫通するボ
ルト１７によりその背後から下方鉄筋１２に対して押付
けられて固定されている。

当材１３は、コージェライト又はフォルステライト等の
ような非金属耐火材を用いるのが好まじり・このようにして、上鉄筋１１、下鉄筋１２、当材１３及
び銅当金１４を配置した後、第１図（ａ）に示すように
、溶接棒１８を銅当金１４のコ字開放側から開先空間１
５内に挿入し、当材１３の近傍（開先空間１５の奥側）
がら溶接を開始する。

つまり、先ず、下方鉄筋１２の接合面における当材１３
の手前５乃至６關の位置にてアークをスタートさせ、直
ちに、下方鉄筋１２の接合面と当材１３とのコーナ一部
にアークを移動させ、アークを短くしながら、セミウィ
ービングを実施し、溶融金属の盛り上がりを待つ。

そして、第１図（ｂ）に示すように、溶融金属２０を当
材１３を利用し下方鉄筋１２の接合面上に盛り付けてい
く、この場合に、生成するスラグ２１は溶融金属２０上
に浮遊する。そして、上方鉄筋１１の接合面（上開先）
と溶融金属２ｏとの間隔が２乃至３ＩＩＩＢになったと
きにセミウィービングを停止し、アークを静止させて上
開先の角部を溶融させ、橋絡させる。

上鉄筋１１と下鉄筋１２とが橋絡した後は、第１図（ｃ
）に示すように、セミウィービングを行いながら、発生
スラグを上方鉄筋１１と当材１３との間の間隙を利用し
て開先外に排出しつつ、溶接棒１８を上方及び下方に交
互に向けて上聞先側と下開先側の溶°け込みを確保する
。このようにして、第１図（ｄ）及び第１図（ｅ）に示
すように、開先の最前部まで溶融金属２ｏの積層を継続
する。

次いで、アークを中止し、溶融金属２ｏを冷却させて凝
固させた後、前記クランパを外し、当材１３を溶接部か
ら離脱させて、溶接を終了する。

本実施例方法においては、銅当金１４の奥部に小片の耐
火物製当材１３を下鉄筋１２側に当接させることにより
、上鉄筋１１と下鉄筋１２との溶接金属２０の橋絡を可
能にする。そして、上鉄筋１１と下鉄筋１２との接合面
で形成されるＩ形開先を立向でアーク溶接する。当材１
３を使用せずに溶接すると、Ｉ形量先部の奥部において
上鉄筋１１と下鉄筋１２との適正な橋絡は形成されない
。

溶接姿勢の関係上、溶融金属２０は下鉄筋１２の開先面
（接合面）上に広がるのみで上鉄筋１１にまで到達し難
いからである。このように、小片の当材１３は開先奥部
において溶融金属２０を堆積させ、上下鉄筋間での橋絡
を促進させる機能を有する。

また、当材１３は軟化点が１１００°Ｃ以上の耐火物で
成形されているから、アーク熱を受けて溶融した金属と
接しても溶融せず、溶接部に融着することはない。従っ
て、溶接終了後に当材１３を溶接部から容易に離脱させ
ることができ、露出した溶接部の外観及び性状を目視観
察して欠陥の有無を把握することができる。更に、当材
１３としてガラス質の耐火物を使用すれば、光沢がある
滑らかな表面が得られ、美麗な溶接部が得られる。

上述の如く、当材１３を利用して橋絡を形成するために
は、当材１３における下方鉄筋１２の周方向の両端部が
鉄筋１２の軸心となす中心角度θが３０°以上であるこ
とが必要である。但し、当材が大きすぎる場合にはエン
クローズアーク溶接中のスラグ２１を開先外へ排出する
ことが困難となり、大規模なスラグ巻き込み及びこれに
起因する融合不良等の溶接欠陥を発生させ易くなる。こ
のため、当材１３は中心角度θで被溶接鉄筋１１゜１２
の外周の約（１５０／３６０）’以下の大きさの領域を
覆う程度に止める。

また、上鉄筋１１と当材１３との間隔ｄ（ｍｍ）は、２
乃至Ｄ　／　２　ｍｍとすることが好ましい。但し、Ｄ
（＋ｎｍ）は上鉄筋１１と下鉄筋１２との間の間隔であ
る。ｄが２市未満であると、スラグ２１の逃げが悪くな
り、スラグの巻き込みが発生しやすい。

また、スラグ２１を排出するために高度の技能及び溶接
条件の厳格な監視が必要となる。一方、ｄがＤ／２を超
えると、溶融金属２０による橋絡部が形成され難い。こ
のため、継手が完成しない。

なお、溶接施工上、当材１３の内周面と、鉄筋１２の外
周面が同一の曲率で湾曲し、当材１３が鉄筋１２に対し
、前述の中心角度θの範囲で全面的に接触することが理
想的である。しかし、第３図（ａ）に示すように、下方
鉄筋１２の直径が大きくて、当材１３の中央部と鉄筋１
２との間に間隙ａが形成される場合と、第３図（ｂ）に
示すように、下方鉄筋１２の直径が小さくて、当材１３
の両端部が鉄筋１２の周面からｂの間隔で離隔する場合
がある。この場合にも、ａは約２　＋ｕ以下、ｂは２乃
至３１ｍｍとすれば、当材１３の全面で下方鉄筋１２に
接触したのと同様の効果が得られる。

これにより、断面直径が異なる鉄筋毎に専用の当材１３
を用意するという煩雑さを回避することができる。

なお、当材１３の替わりに、第４図及び第５図にその形
状を示す当材２２を使用することにより、裏波ビードを
形成させて溶接部の外観を整えることができる。当材２
２は全体的に円弧状に湾曲しているが、その下半部の下
方鉄筋１２の周面に接触する部分が厚く、開先空間１５
を囲む上半部が薄くなるように、その内面に段差が形成
されている。この段差により当材２２の内面に形成され
る凹所２３により、開先空間１５の裏側に若干の空間が
形成される。

従って、アーク溶接中に生成するスラグの一部が浮上し
きれずに開先空間の下部に滞留しても、このスラグは凹
所２３内に逃げるので、スラグが下方鉄筋１２の接合面
上に残存することはない。

また、溶融金属２０の裏波ビードがこの凹所２２内に形
成されるので、上下鉄筋１１．１２の接合面間には欠陥
が極めて少ない清浄な溶接部を形成することができ、継
手強度を高めることができる。

また、上記アーク溶接は被覆アーク溶接のみによって開
先空間に溶融金属を盛っても良いし、この溶接過程の一
部で炭酸ガス（ＣＯ２）アーク溶接を実施し、被覆アー
ク溶接と炭酸ガスアーク溶接とを組み合わせても良い。

次に、本発明の実施例方法により実際にＩ開先の立向溶
接を実施した結果について説明する。

使用鉄筋；　５Ｄ３５，５Ｄ４０　（Ｊ　Ｉ　Ｓ）鉄筋
形状、ＪＩＳ　　Ｇ３１１２（鉄筋コンクリート用棒鋼
）鉄筋径　；Ｄ２１及びＤ３８溶接棒　；５Ｄ３５の場合は、ＪＩＳＤ５８１６を使用５Ｄ４０の場合は、ＪＩＳＤ７０１６を使用開先間隔；Ｄ２２の場合は１０ｍｍ及び１４龍、Ｄ３８
の場合は１２ｍｍ及び１６龍当　　材；幅が２５ＩＩＩ１１、長さが２０＋ｓｍ、厚
さが１０ＩＩ１１のコージェライト（軟化点１３００〜１４００℃）溶接電流；Ｄ３８の場合は１５０乃至１７０Ａ、Ｄ２２
の場合は１２０乃至１３０Ａこの溶接条件により溶接した場合に得られた溶接部の特
性を下記第１表に示す。

いずれも十分な強度及び延性を有する。

また、下記第２表は直径がＤ４１の鉄筋を使用して、本
発明の実施例方法により溶接した場合と、従来方法によ
り溶接した場合とについてその溶接結果を両者を比較し
て示す。

第２表この第２表から明らかなように、本実施例方法によれば
、従来方法に比較して所要時間が略半減し、極めて高能
率化された。

また、上述の如く、接合面を水平にしてエンクローズア
ーク溶接することができるから、鉄筋の先組みに際し、
その方向性を考慮して鉄筋を組立てる必要はなく、従っ
て、迅速に先組みすることができ、先組工法のメリット
を十分に生かすことができる。また、鉄筋にはその軸方
向に実質的に垂直の接合面を形成すればよいから、開先
形状の形成が容易であると共に、切捨部が少ないから歩
留りが高い。

［発明の効果］本発明によれば、開先形状が被溶接材の軸方向に垂直の
Ｉ形であり、施工しようとする鉄筋軸に対する方向性上
の制約を受けないという利点がある。また、開先は鉄筋
軸に垂直であるから、鉄筋の入手のまま、又は高速切断
若しくはガス切断のまま使用することができ、加工が簡
単である。

更に、溶接終了までスラグ除去が不要であり、また開先
面積が従来法の７０％と減少するので更に一層高能率で
溶接することができる。

更にまた、当材は耐火物で成形されているがら、溶接後
に当材を溶接部から容易に離脱させることができ、裏波
の形成された溶接部を目視観察することができるので溶
接性状を容易に判定することができる。

更にまた、接合しようとする鉄筋同士を引き寄せる必要
がなく、拘束された鉄筋の継手施工が可能である。

これらの結果、本発明によれば、建築現場での作業が極
めて高効率化され、低コストで溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施例に係るエンク
ローズアーク溶接方法を工程順に示す模式図、第２図は
第１図（ａ）の■−■線による断面図、第３図（ａ）、
（ｂ）は鉄筋の平面断面図、第４図は当材の変形例を示
す斜視図、第５図は同じくこの当材を開先空間に配置し
た状態を示す模式図、第６図は従来方法を示す側面図、
第７図は第６図の■−■線による断面図である。１１．１２：鉄筋、１Ｂ、２２：当材、１４；銅当金、
１５；開先空間、２３；凹所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）棒状をなし、その接合面がその軸方向に実質的に
垂直の１対の被溶接材を、その接合面間に所定の開先空
間を設けて上下に配置し、１１００℃以上の軟化点を有
する耐火物からなる当材を、下方の被溶接材の側面に接
触させると共に上方の被溶接材との間に所定の間隙を設
け前記開先空間の一部を囲むようにして配設し、次いで
、前記接合面間でアーク溶接することを特徴とするエン
クローズアーク溶接方法。
（２）前記当材の近傍にて溶接を開始し、下方の被溶接
材側から溶融金属を盛って橋絡部を形成することを特徴
とする請求項１に記載のエンクローズアーク溶接方法。
（３）前記当材と前記上方の被溶接材との間隙が２ｍｍ
以上であって、前記上方及び下方の被溶接材の接合面間
の間隔の１／２以下であることを特徴とする請求項１又
は２に記載のエンクローズアーク溶接方法。
（４）前記当材は前記下方の被溶接材の軸心に対し中心
角が３０乃至１５０゜をなす領域で接触していることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエン
クローズアーク溶接方法。