JPH04190999A - 異形棒鋼の溶接裏当て材および裏当て材治具 - Google Patents

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、建設用鉄筋などの異形棒鋼の溶接時に使用さ
れる裏当て材および溶接裏当て材治具に関する。

従来技術とその問題点 異形棒鋼、特に建設用鉄筋として使用されている異形棒
鋼（以下特に必要でない限り、建設用鉄筋を以て代表さ
せる）は、主に土中回収スクラップを主原料とする建設
用鉄筋は、不純物濃度が高いため、再熱割れ、脆化など
のおそれがあり、電気溶接には適していないとされてい
る。

低炭素鋼製の鉄筋については、セラミックス製（例えば
、コージライト系セラミックスなど）の裏当て材を使用
して、炭酸ガスシールドアーク溶接により接合する方法
かある。しかしながら、この方法では、セラミックス製
の裏当て材が、溶接時の熱衝撃のために、ひび割れたり
、破壊されたり、或いはセラミックス自体が鉄筋表面の
酸化鉄溶融物とガラス状物を形成して鉄筋と融着するの
で、裏当て材を再使用することができない。その結果、
溶接終了時に裏当て材を破壊して取り除いた後、コンク
リートの打設を行なう必要があるので、作業性が低くな
らざるを得ない。

また、低炭素鋼製の鉄筋の溶接部分をパイプ継手により
囲うとともに、炭酸ガスシールドアーク溶接するいわゆ
る“ＮＴ工法”が実用化されている。この方法は、接合
部の強度が高い、作業性に優れているなどの利点を有し
ている。しかしながら、この方法には、（イ）鉄筋相互
の溶接位置を合わせるために、溶接部分をパイプ継手に
より固定する必要かある、（ロ）パイプ継手の内面も溶
接により溶融されるので、鉄筋溶接には直接必要のない
消費電力が増大し、且つ溶接時間も延長される、（ハ）
放熱面積か増大するので、溶接部分か急冷されて、熱歪
みが残留しゃすい、（ニ）溶接部分と一体化したパイプ
継手の存在により、接合部分の外観検査か不可能となる
、（ホ）接合部分の外径かパイプ径の分だけ増大するの
で、コンクリ−１・の打設時にコンクリートの流れが妨
げられて、骨材が分離しやすくなるなどの問題点も存在
する。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて鋭意研究を
進めた結果、窒化硼素の焼結体か、耐熱性、耐熱衝撃性
などに優れ且つ鉄および酸化鉄の溶融物と化学的親和性
を有しないという、鉄筋の溶接用裏当て材として極めて
優れた性質を備えていることを見出し、さらに研究を重
ねた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記の異形棒鋼の溶接裏当て材お
よび溶接裏当て材治具を提供するものである： ■窒化硼素の焼結体からなることを特徴とする異形棒鋼
の溶接裏当て材。

■異形棒鋼と接触すべき窒化硼素の焼結体からなる溶接
裏当て材、該裏当て材の異形棒鋼との非接触面側に断熱
材層および断熱材層保持枠を順次設けた異形棒鋼の溶接
裏当て材治具。

以下図面に示す実施態様を参照しつつ、本発明の詳細な
説明する。

第１図は、本発明による溶接裏当て材を備えた鉄筋の溶
接裏当て材治具の一例の概要を示す平面図である。

また、第２図は、第１図に示す溶接裏当て材冶具のＡ−
Ａ線に沿う断面図である。

本発明による鉄筋の溶接裏当て材治具（１）は、窒化硼
素焼結体製の溶接裏当て材（３）、断熱材層（５）およ
び断熱材層保持枠（７）により主として構成されている
。

本発明による溶接裏当て材（３）は、窒化硼素焼結体に
より構成されている。この焼結体は、常法に従って予め
形成された塊状焼結体から切削加工により切り出しても
良く、或いは常法に従って焼結原料を所定形状に成形し
た後、焼結して製造しても良い。窒化硼素焼結体は、溶
融した鉄および酸化鉄との化学的親和性を出来るたけ低
下させるために、純度９８％以上であることが好ましい
。

焼結体材料として窒化硼素以外の材料を使用する場合に
は、耐熱衝撃性が不十分であったり、鉄および鉄酸化物
の溶融物と反応したりして、繰返し使用か不可能となる
。図面においては、溶接裏当て材（３）は、外側に開い
たＵ字型の断面形状を有しているが、その断面形状は、
溶接時に鉄筋（９）、　　（’１１）を収容し得る限り
、特に限定されない。

溶接裏当て材（３）の鉄筋（９）、　　（１１）との非
接触面側には、断熱材層（５）が配置されている。断熱
材としては、特に限定されるものではないか、通常アル
ミナ繊維、ジルコニア繊維、珪酸アルミニウム繊維など
の耐熱性無機繊維を綿状にしたちの：これらの無機繊維
を少し焼結させて固化させたちの；バブルアルミナを固
化させたものなとか使用される。この断熱材層（５）は
、鉄筋のアーク溶接時に発生する熱か、第２図における
下方側に伝わらない様にするために、設けられている。

断熱材層支持枠（７）は、断熱材層（５）を直接支持す
るとともに、断熱材層（５）および裏当て材（３）を間
接的に支持し、さらに溶接時には鉄筋（９）、　　（１
１）をも間接的に支持する。断熱材層支持枠（７）の形
状、構成材料なども特に限定されない。下記第３図に示
す実施態様においては、断熱材層支持枠（７）は、マグ
ネットによる保持を可能とするために、普通鋼により形
成されている。

なお、参考までに、本発明による溶接裏当て材治具（１
）を使用する鉄筋の溶接方法の一例を第３図に示す。溶
接裏当て材治具（１）全体は、保持具（１３）上に設置
されている。保持具（１３）は、底板（１５）　、垂直
移動板（１７）、底板（１５）に固定され且つ垂直移動
板（１７）を貫通する支持棒（１９）、（２１）、底板
（１５）と垂直移動板（１７）との間に挿設されたばね
（２３）、　（２５）および支持棒（１９）。

（２１）の上端にそれぞれ設けられたマグネット（２７
）、（２９）により構成されている。鉄筋（９）、　　
（１１）の先端部分は、先端間に所定の間隔が形成され
るように、窒化硼素焼結体からなる溶接裏当て材（３）
の内側に収容されるとともに、それぞれの後端部分は、
マグネット（２７）。

（２９）により吸着保持されている。かくして、鉄筋（
９）、　　（１１）による荷重により、ばね（２３）、
　　（２５）が圧縮されて垂直移動板（１７）が下降し
、鉄筋（９）、　　（１１）は、水平に或いは底板（１
５）に平行に保持される。この状態で、フィラーワイヤ
ーを使用する通常の炭酸ガスシールドアーク溶接を行な
い、鉄筋（９）。

（１１）を接合させれば良い。

発明の効果 本発明によれば、下記の様な顕著な効果が達成される。

（イ）窒化硼素焼結体からなる溶接用裏当て材は、耐熱
性および耐熱衝撃性に優れているので、ア−り溶接時に
鉄の融点以上の高温に急速に加熱された場合にも、溶融
、分解、クラックの発生などを生じない。

（ロ）窒化硼素焼結体からなる溶接用裏当て材は、溶融
した鉄、酸化鉄などに対する化学的親和性を示さす、こ
れらと実質的に反応しない。

（ハ）また、窒化硼素焼結体は、高温においても絶縁体
としての特性を示すので、溶接用裏当て材として好適で
ある。

（ニ）上記の様な各種の優れた効果の結果として、本発
明による窒化硼素焼結体からなる溶接裏当て材は、繰返
し使用が可能である。使用条件などにもよるが、現在ま
でに、既に数百回程度の繰返し使用が行なわれている例
がある。

従って、裏当て材の管理費が著しく減少し、溶接コスト
も低下する。

（ホ）窒化硼素焼結体は、熱伝導性が比較的良好である
が、裏当て材の外面側に断熱材層を設ける場合には、熱
損失が抑制され、溶接時間が短縮される。

また、溶接部分が急冷されないので、熱歪みが残留せず
、普通鋼以外の高炭素鋼をも溶接することができる。

（へ）上述の様に、溶接裏当て材と鉄筋とが融着しない
ので、溶接部分の外観検査を容易且つ確実に行ない得る
。

（ト）鉄筋の溶接部分の形状乃至外径が殆ど変化しない
ので、コンクリートの打設時に何ら影響しない。

（チ）大径の鉄筋でも、現場で容易に接合することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による溶接裏当て材治具の平面図であ
る。 第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 第３図は、本発明による溶接裏当て材治具を使用して行
なう溶接作業の一例の概要を示す側面図である。 （１）・・・溶接裏当て材治具 （３）・・・窒化硼素製溶接裏当て材 （５）・・・断熱材層 （７）・・・断熱材層保持枠 （９）、　　（１１，）・・・鉄筋 （１３）・・・保持具 （１５）・・・底板 （１７）・・・垂直移動板 （１９）、　　（２１）・・・支持棒 （２３）、　　（２５）・・・ばね （２７）、　　（２９）・・・マグネット（以　上） 第２図 １５′′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）窒化硼素の焼結体からなることを特徴とする異形
   棒鋼の溶接裏当て材。
2. （２）異形棒鋼と接触すべき窒化硼素の焼結体からなる
   溶接裏当て材、該裏当て材の異形棒鋼との非接触面側に
   断熱材層および断熱材層保持枠を順次設けた異形棒鋼の
   溶接裏当て材治具。