JPH0318544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、長大な鋼管柱または角形鋼管はり
に、はり仕口を形成するための、特に剛仕口で柱
貫通タイプを構成する複数枚の内ダイヤフラム
（以下、略してダイヤフラムともいう）を前記鋼
管内壁に溶接する工法および、その装置に関す
る。

＜従来の技術＞ 柱はり仕口には各部材の軸力、曲げモーメン
ト、せん断力等が集中し、仕口部の狭い部分で釣
合うことになるため充分な耐力と剛性を持つよう
に設計しなければならない。柱はり仕口の接合形
式は、ボルト・高力ボルトなどを使用するフアス
ナー接合と溶接接合とに大別されるが、鋼管柱を
用いる構造では部材断面が閉鎖型になつてフアス
ナー接合が容易でないため、一般に溶接接合が採
用され、したがつて前記構成は、剛仕口となつて
大きな曲げモーメントとせん断力とを伝達するこ
とが要求されることになる。そして、その構成は
工場溶接したブラケツト型の場合と現場溶接の場
合とがあつて施工性、信頼性の上からブラケツト
型が広く採用されているのが現状であつた。

しかしながら工場溶接によるブラケツト型柱は
り仕口は、いずれのタイプのものも複雑な構造で
溶接個所が多く、コストアツプの要因となり、し
かも現場における組付けに多くの工数を必要とし
ている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ そこで本発明では、従来工法における上記問題
点の存在に鑑み、長尺の鋼管を通し柱として使用
するときに、柱、はり仕口に相当する個所の鋼管
内部に、設計またはオーダーに応じて、あらかじ
め所定枚数のダイヤフラムを溶着するよう柱貫通
タイプのはり仕口成形のための予備加工を施した
長尺鋼管または角形鋼管より成る、通し柱（コラ
ム）を工場内において確実かつ正確で、しかも均
質に加工する工法および装置を開発し、以て現場
における鉄鋼構造物の構築工数を経済的に短縮す
ることが可能な長尺の鋼管を提供しようとするも
のである。

ロ 発明の構成 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上述目的を達成するため、以下に述
べるような要件を具備する。

(1) 角形鋼管の断面内壁に適合した外形を備えた
ダイヤフラムの周縁を開先加工し、前記開先加
工部に対応し、同ダイヤフラムの裏面周縁に、
前記ダイヤフラム平面内で各放射方向に可動
で、外縁が鋼管断面内壁の形に等しい複数枚よ
り成る裏当て手段を取付け、それらを軸端に設
けたチヤツクにより、その長手軸に直角に、か
つ着脱自在に保持したまま、前記鋼管内に所定
長さだけ挿入・位置決めし、前記裏当て手段を
鋼管内壁面に押当てた後、前記軸に取付けた自
動溶接装置のトーチを鋼管内壁面と前記ダイヤ
フラム平面とにより形成される、すみ部開先縁
に近接させ、すみ肉溶接をしながら同部に沿つ
て相対的に移動するよう制御することにより、
両者の間にすみ肉溶接継手を形成することを特
徴とする鋼管における内ダイヤフラム溶接工
法。

(1) ダイヤフラムの仮付け溶接工程および本溶接
を同一の自動溶接装置を制御して施すことより
成る上記第(1)項記載の鋼管における内ダイヤフ
ラム溶接工法。

(3) 複数台の自動溶接装置を備えた仮付け溶接装
置によりダイヤフラムを鋼管長手方向所定位置
に仮付けした後、同装置を外して本溶接装置に
置換え、ダイヤフラム周辺と鋼管内壁との間に
連続的な、すみ肉溶接継手を形成させることよ
り成る上記第(1)項記載の鋼管における内ダイヤ
フラム溶接工法。

(4) 複数台の自動溶接装置を備えた仮付け溶接装
置により複数枚のダイヤフラムを順次、鋼管長
手方向所定位置に仮付けした後、同装置を外し
て本溶接装置に置換え、これを仮付けダイヤフ
ラムの窓孔を通して挿通し、前記装置のトーチ
をダイヤフラムと鋼管内壁とで形成された、す
み部に近接させ、すみ肉溶接をしながら同部に
沿つて相対的に移動するよう制御し、両者の間
にすみ肉溶接継手を形成することを、各ダイヤ
フラムについて行うようにして成る上記第(1)項
または第(3)項記載の鋼管における内ダイヤフラ
ム溶接工法。

(5) 長尺の角形鋼管の固定手段と、同鋼管断面内
壁に適合した外形を有するダイヤフラムを着脱
自在に保持するチヤツク、 ダイヤフラム裏面周縁に設けた裏当て手段
を、鋼管内壁面に押当てるよう鋼管外側から操
作する機構、 遠隔制御可能な自動溶接装置およびセンタ位
置決め機構を先端部に具える挿入軸とより成
り、 前記軸は鋼管固定手段に対向し、その長手方
向に移動して保持したダイヤフラムを鋼管内部
に、かつ、鋼管長手軸に直角を保つて挿入可能
で、しかも、その停止位置を指定することがで
き、また挿入軸と前記溶接装置との間には、溶
接トーチがダイヤフラム周縁と鋼管内壁面とよ
り形成される、すみ部に対し所定間隔の範囲内
の距離を保つて同部に沿い相対的に移動するよ
うに誘導する手段を介在させ、少なくともダイ
ヤフラム溶接加工前までにセンタ位置決め機構
を作動させて鋼管と挿入軸とのセンタを合致さ
せるようにしたことを特徴とする鋼管における
内ダイヤフラム溶接装置。

(6) 長尺の鋼管の固定手段は、同鋼管を固定した
ままで鋼管を、その長手軸線の周りに回動させ
る機構を具えて成る上記第(5)項記載の鋼管にお
ける内ダイヤフラム溶接装置。

(7) 長尺の鋼管の長手軸を水平方向に保持するよ
うにした前記鋼管固定手段および同鋼管の中心
軸の延長線上に重ねて、ダイヤフラム保持用チ
ヤツク、自動溶接装置等を装備した挿入軸を設
けたことより成る上記第(5)項記載の鋼管におけ
る内ダイヤフラム溶接装置。

(8) 自動溶接装置の誘導手段は、鋼管と前記溶接
装置との相対的回転に伴なつて、トーチを鋼管
内壁とダイヤフラム平面とで形成する、すみ部
に沿つて、正方形または矩形の形に連続し、ま
たは不連続に移動させるよう制御することより
成る上記第(5)ないし第(7)項記載の鋼管における
内ダイヤフラム溶接装置。

＜作用＞ (1) 長尺の既成の角形鋼管を移送・定置し、その
周面の三ないし四点を長手軸両端付近で把持部
材により保持して挿入軸心に対し、長手軸方向
にセンタ出しをして固定する。

(2) 前記鋼管断面内壁の形に適合した外形を具え
たダイヤフラムを用意し、その周縁を開先加工
する。前記ダイヤフラムの型式は、 (i) 片面だけ開先加工を施す。

(ii) 開先加工側と反対面に放射方向に移動可能
な、その周縁が鋼管断面内壁形と、ほぼ同形
の裏当て部材を取付ける。前記ダイヤフラム
の中央には裏当て部材操作用のカム部材を挿
脱できる窓孔を設けている。

(iii) 周縁の両面に開先加工を施す。この型式の
ダイヤフラムは、中央に自動溶接装置を挿通
できる程度の大きさの窓孔を穿設する。

上述、形式のダイヤフラムの一つを、挿入軸
の先端に設けたチヤツクに取付け、前記鋼管の
センタと挿入軸心とを略々一致させた後、たと
えば、ラツク・ピニオン機構により挿入軸を軸
心方向に移送して前記ダイヤフラムおよび挿入
軸・自動溶接装置を鋼管内に挿入する。

ここで上記挿入軸の移動工程（ストローク）
は、少なくとも鋼管の長さの1/2だけ必要であ
る。そして、挿入軸の移動距離は、角形鋼管内
に溶着される、はり仕口のダイヤフラムの位
置・寸法の精度に関係するから、ラツク・ピニ
オン機構とか油圧のシリンダ・ピストンまたは
プランジヤ機構のような位置制御が確実な手段
を施すことを要する。

(3) かくしてダイヤフラムが鋼管の長手軸上、所
定位置を占めると、挿入軸に設けたセンタ位置
決め手段を拡げて鋼管内壁に対し、挿入軸のセ
ンタ出しを行つて、自動溶接装置の誘導手段の
センタを鋼管のそれに一致させる。

(4) すみ肉部に両側または片面本溶接を施す前
に、両者を仮溶接しても良い。この工程を加入
することにより以後の本溶接を安定して施すこ
とができる。

(i) このときには専用の仮溶接用自動溶接装置
を複数台、挿入軸端に装備しておいて一斉に
ダイヤフラム各辺を鋼管壁に仮溶接してもよ
い。前記溶接装置の誘導機構を極めて簡単に
できる。ただし、別に本溶接装置を用意して
置いて、後で個々のダイヤフラムにつき片面
ないし両面の本溶接を施す必要がある。

(ii) 本溶接溶接装置を用いて仮付けを施す。こ
の際は点溶接または連続溶接が行われるよう
誘導手段の制御プログラムを別に用意する必
要がある。

(5) 仮溶接を施すことなく、直ちに本溶接を施
す。その際にも、次の各工程が行われる。

(i) 直ちに片面本溶接にかかり、自動溶接装置
のトーチ部を、すみ部に沿つて誘導しダイヤ
フラムの全周にわたつて片面溶接継手を形成
する。もつともダイヤフラムが正方形または
矩形のときは各隅部に対してスカラツプを取
る。

この際、長尺鋼管の長手軸の周りに、前記
鋼管を回動することにより溶接装置のトーチ
部を相対的にダイヤフラム周縁に沿つて移動
させてもよいが、そのときでも鋼管断面内壁
の形が正方形または矩形である場合は、溶接
装置のトーチ部を鋼管の回転に伴なつて放射
方向に出し入れ制御するような誘導手段を、
溶接装置と挿入軸との間に設備するのを欠か
すことができない。

また、自動溶接装置を二つ以上整備して、
挿入軸または鋼管を180゜回動しなくともダイ
ヤフラムの全周の溶接を可能にする。

鋼管を回転させるときには、同管の長手軸
を水平に設定するようにすれば、ダイヤフラ
ムの溶接中、常時トーチを下向きに保持した
ままで加工することができる。

(ii) 両面に本溶接を施すときには、ダイヤフラ
ムの周縁の両側面に、それぞれ開先加工を施
すこと、およびダイヤフラムの中央部に、別
の挿入軸、センタ位置決め装置および自動溶
接装置を出し入れできる程度の窓孔を穿設し
たものを使用するほか(i)と同工程である。

このときは、複数枚のダイヤフラムを片面
本溶接により順次、鋼管の所定位置に溶接し
た後、反対端側から溶着ダイヤフラムの中央
孔（窓孔）に、別の挿入軸端に装備した自動
溶接装置を挿入して、既設のダイヤフラム面
を基準にし、それと鋼管内壁との間にすみ肉
溶接継手を形成する。前記挿入軸の長さは、
少なくとも鋼管の長さ以上、必要な場合があ
る。このプロセスは、一度に複数枚のダイヤ
フラムを鋼管に仮付けした後に施されるダイ
ヤフラムの本溶接工程と殆んど同一である。

(iii) ダイヤフラムに裏当て手段を設けたとき
は、挿入軸を通して設けた裏当て板押し当て
機構を操作して、裏当て板周面を鋼管内壁面
に圧接させダイヤフラムの外周縁と管内壁と
の間の〓間を無くし、これによつて、その後
すみ肉部に施される本溶接の溶融金属を裏側
から保持して溶け落ちを防ぎ、健全で均一な
裏波ビードを生成させる。この際も(i)で述べ
たような溶接操作が可能であることは、改め
て説明するまでもない。

(6) ダイヤフラムを鋼管内の所定位置に溶着し終
ると、ダイヤフラムを保持したチヤツクを外
し、自動溶接装置を含めて挿入軸を前記鋼管か
ら引出す。

ダイヤフラムを鋼管内に複数枚溶着するとき
には、新たにダイヤフラムを用意して再び前記
(2)工程以下の工程を繰返す。その際の挿入軸の
ストロークは前工程の、それよりも短い。つま
り、ダイヤフラムは原則的に遠い側から順に鋼
管内に溶着するものである。

(7) 本発明工法および装置により加工される目的
物は原則として、角形鋼管柱、矩形鋼管柱また
は矩形断面鋼管はり材等を対象としている。

＜実施例＞ 第１図は、本発明工法を実施する装置の一実施
例の模式側断面図であつて裏当て手段無しのダイ
ヤフラムの仮付け装置の概略を示すものである。

図中、 １は長尺の大径角形鋼管で、縦に設けたコツク
ピツト様の竪穴２の側壁３の四面上、下に、それ
ぞれ取付けた液圧機構の固定シリンダ４，４′…
により水平方向に往復移動するプランジヤ５，
５′…の先端で四辺を保持され竪穴２の中心に垂
直方向に固定されている。その上、下方向位置は
竪穴２の底面により規制される。前記鋼管は後述
する挿入軸機構を竪穴２の上部から移動させた
上、ウインチ等によつて吊下げて竪穴２内に収容
する。６は角形鋼管１の断面内壁形に適合した外
形を具えたダイヤフラムで、その四縁外周には開
先加工７が施されている。

片面溶接のみですみ肉溶接継手を形成する際
は、前述開先加工７は、図で上側面縁のみ施す
が、両面溶接によりダイヤフラム６を固定する場
合は、ダイヤフラムの上、下側面に開先加工を行
う（第５図参照）。

８は、ダイヤフラム６のチヤツク９、自動溶接
装置１０およびセンタ位置決め装置１１等を一方
端に装備した挿入軸で、その長手軸心を竪穴２に
固定した前述角形鋼管１のセンタ延長線と、略々
一致させたり、外したり移動することができ、ま
た、両者のセンタを一致させたとき軸方向に移動
してダイヤフラム６等を鋼管１の長手軸上の所定
寸法位置に移送できるよう他方端付近において摺
動自在に軸受部材１２により軸支する。

１３は、挿入軸８に沿つて設けたラツクで、ピ
ニオン１４と噛合い、軸受部材１２に取付けた、
たとえばパルスモータ１５により駆動される前記
ピニオン１４によつてラツク１３および挿入軸８
を軸方向に移動し、軸８すなわちダイヤフラム６
の鋼管１の長手軸方向に占める位置を特定する。

自動溶接装置１０は、ダイヤフラム６の仮付け
のみの場合、挿入軸８に対し放射方向に複数個の
トーチを設けておいて、挿入軸８が所定長さ鋼管
１内に挿入され、ダイヤフラム６の取付位置が確
定した後に一度に稼動させて、ダイヤフラム６の
四周複数個所を鋼管１内壁面に仮付け溶接をす
る。もつとも仮付け工程前にセンタ位置決め装置
１１を動かして鋼管１と挿入軸８とのセンタを一
致させれば、溶接トーチと仮付け溶着部との間隔
を所望のとおり、かつ均一にセツトすることがで
きる。なお、自動溶接機には炭酸ガス溶接、アル
ゴンガス溶接、レーザービーム等を利用すること
が好ましい。前述センタ位置決め装置１１は、挿
入軸８を鋼管１内に長く挿入する際に、軸８と鋼
管内壁面とのセンタが不一致になると、その後の
ダイヤフラムの自動溶接における溶接継手の仕上
り品質に影響がでるため、溶接加工前に作動させ
て鋼管・挿入軸管のセンタ合わせをするためのも
のであつて、以下に説明する各実施例装置に必ず
装備されている。今、その概略拡大側面図を示す
と第２図のとおりである。図中、１は長大な大型
角形鋼管、８は挿入軸、１１はセンタ位置決め装
置で、その構成は、軸８に固定したエアシリンダ
１６およびプランジヤにより挿入軸長手方向に摺
動可能なリング部材１７を支持し、同リング部材
１７には、先端部を鋼管各内側壁に当接すること
ができ、中間位置で挿入軸８に軸支されたレバー
１８の他端と、杆１９を介して、それぞれ回動自
在に軸支してある。そこでエアシリンダ１６を作
動させてリング部材１７を下降・摺動させればレ
バー１８の先端部が直径方向に均等に広がり、同
端が鋼管内壁面に当接して、軸８のセンタが鋼管
１のセンタと一致するようになる。リング部材１
７を上昇させればレバー１８端が直径方向に挟ま
り、挿入軸８を鋼管１に対して開放して、これを
移動自在にする。

第３図は、裏当て手段付仮付け装置の概略断面
図を示し、この場合は、第１図示の装置に対しダ
イヤフラム６の裏側に設けた裏当て手段を放射方
向に移動させるための機構を挿入軸８に付設する
ことを要する。そのためダイヤフラム６には中央
に窓孔１９を穿設し、また第４図ａ，ｂに拡大し
て示すように裏面に裏当て機構を設けている。第
４図ａは、第３図の一部拡大図であつて、鋼管１
内にセツトされたダイヤフラム６の断面図を示
し、第４図ｂは、その裏面図で、図中、１は角形
鋼管、６はダイヤフラム、８は挿入軸、９はチヤ
ツク、１９は、ダイヤフラム６に設けた窓孔であ
つて、同孔１９を通してカム部材２０を操作して
裏当て板２１を放射方向に押出すようにする。

裏当て板２１はダイヤフラム６の四辺下面に、
それぞれ一枚宛設けてダイヤフラム６のセンタに
対し放射方向に摺動可能に保持し、その後縁に当
接するカム部材２０を挿入軸８の軸方向に引上げ
ることにより拡開して、その外縁を鋼管内壁に圧
接させ、ダイヤフラム６の周縁と鋼管内壁面との
間に生じている〓間をふさぎ、これによりすみ肉
溶接の際に溶融金属を裏側から保持して溶け落ち
を防ぎ、健全で均一な裏波ビードを生成させるた
めのものである。なおカム部材２０には割溝２２
が複数条設けてあつて、ダイヤフラム６をチヤツ
ク９で保持するときには裏当て板２１の後縁を前
述割溝２２に通して止める。

ただし、第３図示の装置は、ダイヤフラムの仮
付け溶接をするだけであるから、その溶接装置は
第１図示の場合と同様であつて複雑な誘導装置を
装備する必要はない。また、同図で、２３はカム
部材２０を操作する竪杆で挿入軸８の中心軸孔に
同軸と同心的に設けられ、その上端は挿入軸８に
取付けたエアシリンダ２４により同軸の長手方向
に作動するプランジヤに連結し、同じく軸８に取
付けられたエアシリンダ２５により、竪杆２３
を、その長手軸心を中心にして揺動させるアーム
２６に結合している。これによりカム部材２０
は、第４図ｂに示す位置に揺動した後に同図ａで
上方向に引上げられ、これによつて裏当て板２１
の後縁を水平・拡開方向に押出すことができる。

第５図は、裏当て手段無しの片面本溶接装置の
概略側断面図を示し、その大部分の機構は、第１
図に示した実施例において説明したとおりであ
り、その際、同図面に使用された部材符号と同一
符号を付したものは実質上同一部材である。

上記の片面本溶接は、ダイヤフラム６を、あら
かじめ第１図示の装置を用い、または、この装置
に付設した誘導装置に仮付けプログラムを入力し
て仮付け溶接した後工程であつても、また、直ち
に本溶接を施しても良い。

この溶接装置の特徴は、挿入軸８と自動溶接装
置１０との間に、トーチをダイヤフラム周縁と鋼
管内壁面とにより形成されたすみ部に沿つて360゜
誘導するための制御機構２６を介在させた点にあ
る。

その為に、スペースが必要になり相当に鋼管断
面内側が大きくなければ複数台の自動溶接装置を
設備するのが困難な場合があるが、可能であれば
複数台用意して、より能率的な溶着をすることが
できる。誘導手段２６の詳細は第６図ａおよびｂ
に示すように、挿入軸８の周面上に同軸８の長手
軸に直交するよう立設した支軸２７の周りに揺動
自在に軸着した環状部材２８、同部材２８に支承
され、支軸２７に直交する主軸２９に沿つて前後
（矢印方向）に移動できるように設けられた自動
溶接機１０および支軸２７から離れた揺動環部材
２８の一部と挿入軸８の周面の一部との間を伸縮
制御可能なアーム３０により連結している。

また、挿入軸８は自動溶接機１０を取付けたま
まで、その長手軸の周りに360゜回動する。ただ
し、ダイヤフラム６のチヤツク９は、まわらない
ようにしておくことを要する。

なお、鋼管側を回動させる場合は軸８を回転さ
せる必要はない。

かくして、自動溶接機１０のトーチの軌跡は、
一応挿入軸８の長手軸周りの回転角と、アーム３
０の伸縮制御による∠αの変化と、主軸２９に沿
う前・後進移動との三次元制御によつて、第６図
ｂにおいて角形鋼管の内壁面形状すなわちダイヤ
フラム外形に沿うものとなる。若し、鋼管断面が
丸形であれば溶接機１０の位置は軸８の長手軸周
りの回転角の制御のみで良いし、矩形断面の場合
は正方形のものと、制御プログラムに幾らか差異
を設けねばならない。

前述の伸縮可能アーム３０のストロークおよび
主軸２９に沿う溶接機の移動距離の制御は、挿入
軸８の回転角の変化に関連しパルスモータにより
回転駆動されるリードねじと、これに螺合するナ
ツトを利用するのが比較的に簡単である。

また、流体を用いるアクチユエータを環状部材
およびアーム３０に内蔵して、これにより遠隔制
御することができ、場合によつては、それぞれを
電気と流体とで制御してもよい。

上記の制御は、プログラムを変えるだけで丸形
ダイヤフラム、正方形および矩形ダイヤフラムな
らびに、その径の大小に対応できることは勿論で
ある。

さらに、前記プログラムを変更して、同一溶接
機を使用し、本溶接前のダイヤフラムの仮付け溶
接を施すことも極めて容易である。このようにす
れば、第１図示のようなダイヤフラムの仮付け専
用装置は不要になるが、プログラムその他の機構
が、やや複雑になることを免れ難い。

自動溶接機１０は、たとえば炭酸ガスアーク溶
接、アルゴンガスアーク溶接またはレーザービー
ム等の手段を使用する片面溶接が典型的である
が、必ずしも、これに限られない。

再び第５図を参照して、自動溶接機１０を挿入
軸８の長手軸の周りに360゜回動させるために溶接
機１０を取付けた軸８′は、その長手軸と同一軸
心のウオームホイール３１、これに噛合うウオー
ム３２によつて駆動される。かくして、ダイヤフ
ラム６の全周縁（ただし隅角部を除くことがあ
る）の開先部７には鋼管内壁との間で片面すみ肉
溶接継手が形成され、鋼管長手軸方向の所定位置
にダイヤフラムを一枚、溶接・固着することがで
きる。

なお、ダイヤフラム６が既に仮付けされている
ときには、挿入軸端に設けたダイヤフラム保持チ
ヤツク９の代りに、ダイヤフラムの位置を感知す
るセンサーを設ければ良い。

第７図は、複数枚のダイヤフラム６を両面本溶
接した角形鋼管１の断面図で、この場合はダイヤ
フラム６の上、下面周縁に開先加工７，７′を施
すことおよび中央部に少なくとも自動溶接装置を
挿通できる大きさの窓孔１９′を穿設しておいて、
各ダイヤフラム６の下側から上向きに順次、一枚
宛片面溶接をして鋼管に固定し、反対側から各窓
孔１９′を通して自動溶接機をダイヤフラム裏側
のすみ部に近接させて、反対側のダイヤフラムの
すみ部にも溶接継手を形成させたものである。

第８図は、裏当て手段付本溶接装置の概略側断
面図を示す。前記装置に組付けられた各機構・部
材については、すべて説明済であるから再説しな
い。この場合も、誘導手段のプログラムに仮付け
工程を入力しておいてダイヤフラム６を、あらか
じめ仮付けした後に本溶接を施してもよいし、ま
た、直ちに本溶接を施すこともできる。また、ダ
イヤフラム６を複数枚仮付け溶接した後の工程と
して第８図示の装置を用いるときには第７図示同
様、ダイヤフラム６の中央部に少なくとも自動溶
接装置を挿通することができる程度の大きな窓孔
１９′を穿設しておく必要がある。

第８図は、その工程をも示すものである。

鋼管１の長手軸を水平位置にして固定して、そ
の中心軸の周りに回動させ、ダイヤフラム溶接の
際、自動溶接機１０のトーチを常時ほぼ下向きに
して行うようにする装置は、第５図、第７図およ
び第８図示のものを、横形に設備すること、およ
び溶接装置の誘導手段用プログラムを幾分は手直
しするだけで実施可能である。

ハ 発明の効果 以上のとおりであるから本発明によれば、長大
な鋼管、たとえば角形鋼管通し柱、矩形鋼管柱ま
たは矩形鋼管はり等に対し庫出しの段階で、該当
する柱はり仕口の予備加工を、すべて工場内にお
いて確実かつ精密に、しかも均質で能率的、経済
的に施すことができるので、本発明に基づく鋼管
を通し柱または、はりとして使用し柱貫通タイプ
のはり仕口を構成するようにすれば、現場におけ
る複数床を有する鉄鋼構造物の構築工数を節減
し、施工日数を短縮して経済性を高め、また剛性
の高い仕口を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図および第８図は、本発明工
法を実施する装置の各実施例の模式図であつて、
そのうちの第１図は、裏当て手段無しダイヤフラ
ム仮付け溶接装置の側断面図、第２図は、挿入軸
のセンタ位置決め装置の拡大側断面図、第３図
は、裏当て手段付仮付け装置の側断面図、第４図
ａは第３図の一部拡大図、第４図ｂは、その裏面
図、第５図は、裏当て手段無し片面本溶接装置の
側断面図、第６図ａ，ｂは自動溶接機の誘導機
構、第８図は、裏当て手段付本溶接装置の側断面
図を示し、第７図は、本発明工法を実施した長尺
の大型鋼管の一部側断面図である。 １……長尺の大径鋼管、２……竪穴、３……側
壁、４，４′および１６，２４，２５……シリン
ダー、５，５′……プランジヤ、６……ダイヤフ
ラム、７……開先部、８，８′……挿入軸、９…
…チヤツク、１０……自動溶接機、１１……セン
タ位置決め装置、１２……挿入軸軸受部材、１３
……ラツク、１４……ピニオン、１５……パルス
モータ、１７……摺動環、１８……レバー、１
９，１９′……窓孔、２０……カム手段、２１…
…裏当て板、２２……割溝、２３……竪杆、２６
……誘導手段、２７……支軸、２８……環状部
材、２９……主軸、３０……アーム、３１……ウ
オームホイール、３２……ウオーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 角形鋼管の断面内壁に適合した外形を備えた
   ダイヤフラムの周縁を開先加工し、前記開先加工
   部に対応し、同ダイヤフラムの裏面周縁に、前記
   ダイヤフラム平面内で各放射方向に可動で、外縁
   が鋼管断面内壁の形に等しい複数枚より成る裏当
   て手段を取付け、それらを軸端に設けたチヤツク
   により、その長手軸に直角に、かつ着脱自在に保
   持したまま、前記鋼管内に所定長さだけ挿入・位
   置決めし、前記裏当て手段を鋼管内壁面に押当て
   た後、前記軸に取付けた自動溶接装置のトーチを
   鋼管内壁面と前記ダイヤフラム平面とにより形成
   される、すみ部開先縁に近接させ、すみ肉溶接を
   しながら同部に沿つて相対的に移動するよう制御
   することにより、両者の間にすみ肉溶接継手を形
   成することを特徴とする鋼管における内ダイヤフ
   ラム溶接工法。 ２ ダイヤフラムの仮付け溶接工程および本溶接
   を同一の自動溶接装置を制御して施すことより成
   る特許請求の範囲第１項記載の鋼管における内ダ
   イヤフラム溶接工法。 ３ 複数台の自動溶接装置を備えた仮付け溶接装
   置によりダイヤフラムを鋼管長手方向所定位置に
   仮付けした後、同装置を外して本溶接装置に置換
   え、ダイヤフラム周辺と鋼管内壁との間に連続的
   な、すみ肉溶接継手を形成させることより成る特
   許請求の範囲第１項記載の鋼管における内ダイヤ
   フラム溶接工法。 ４ 複数台の自動溶接装置を備えた仮付け溶接装
   置により複数枚のダイヤフラムを順次、鋼管長手
   方向所定位置に仮付けした後、同装置を外して本
   溶接装置に置換え、これを仮付けダイヤフラムの
   窓孔を通して挿通し、前記装置のトーチをダイヤ
   フラムと鋼管内壁とで形成された、すみ部に近接
   させ、すみ肉溶接をしながら同部に沿つて相対的
   に移動するよう制御し、両者の間にすみ肉溶接継
   手を形成することを、各ダイヤフラムについて行
   うようにして成る特許請求の範囲第１項または第
   ３項記載の鋼管における内ダイヤフラム溶接工
   法。 ５ 長尺の角形鋼管の固定手段と、同鋼管断面内
   壁に適合した外形を有するダイヤフラムを着脱自
   在に保持するチヤツク、 ダイヤフラム裏面周縁に設けた裏当て手段を、
   鋼管内壁面に押当てるよう鋼管外側から操作する
   機構、 遠隔制御可能な自動溶接装置およびセンタ位置
   決め機構を先端部に具える挿入軸とより成り、 前記軸は鋼管固定手段に対向し、その長手方向
   に移動して保持したダイヤフラムを鋼管内部に、
   かつ、鋼管長手軸に直角を保つて挿入可能で、し
   かも、その停止位置を指定することができ、また
   挿入軸と前記溶接装置との間には、溶接トーチが
   ダイヤフラム周縁と鋼管内壁面とより形成され
   る、すみ部に対し所定間隔の範囲内の距離を保つ
   て同部に沿い相対的に移動するように誘導する手
   段を介在させ、少なくともダイヤフラム溶接加工
   前までにセンタ位置決め機構を作動させて鋼管と
   挿入軸とのセンタを合致させるようにしたことを
   特徴とする鋼管における内ダイヤフラム溶接装
   置。 ６ 長尺の鋼管の固定手段は、同鋼管を固定した
   ままで鋼管を、その長手軸線の周りに回動させる
   機構を具えて成る特許請求の範囲第５項記載の鋼
   管における内ダイヤフラム溶接装置。 ７ 長尺の鋼管の長手軸を水平方向に保持するよ
   うにした前記鋼管固定手段および同鋼管の中心軸
   の延長線上に重ねて、ダイヤフラム保持用チヤツ
   ク、自動溶接装置等を装備した挿入軸を設けたこ
   とより成る特許請求の範囲第５項記載の鋼管にお
   ける内ダイヤフラム溶接装置。 ８ 自動溶接装置の誘導手段は、鋼管と前記溶接
   装置との相対的回転に伴なつて、トーチを鋼管内
   壁とダイヤフラム平面とで形成する、すみ部に沿
   つて、正方形または矩形の形に連続し、または不
   連続に移動させるよう制御することより成る特許
   請求の範囲第５ないし第７項記載の鋼管における
   内ダイヤフラム溶接装置。