JPH051108B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアークスタツドの溶接にかかり、板材
又はアングル材で形成されたスタツドに関する。

〔従来技術及びその問題点〕

アークスタツド溶接はスタツドと母材との間に
アークを発生させ、適当な溶融池が生じたときに
両者を急速に圧着してスタツドを植えつけるもの
である。このようなアークスタツド溶接用のスタ
ツドはボルトや各種ピンの如くその横断面がほぼ
円形に形成されたものからなつていた。ところ
が、板材又はアングル材の先端を母材にスタツド
溶接することができれば、それらの溶接作業が容
易迅速となることはいうまでもない。しかしなが
ら、本発明者の実験によれば、板材又はアングル
材の先端を従来のボルトやピンのスタツド溶接と
同様に溶接作業を行つても、良好なスタツド溶接
が出来ないことが明らかとなつた。

即ち、板厚に比較して比較的幅広のアングルや
板材の先端をスタツド溶接すると、溶接のアーク
が第１１図及び第１２図の如く一ケ所に集中し、
一例として第１３図の如く溶接下端に空間部１１
が生ずることがしばしば起こる。これは、スタツ
ド材の板厚が薄い（一例として３mm）ため、初期
のアーク発生個所でスタツド先端部が吹き飛んで
欠損する傾向が見られるからである。

第１１図及び第１２図はアークの発生状態の一
例を夫々示し、このようなアーク１２はスタツド
本体１下端面の全体から発生せず、局部的に発生
すると共に、このアーク１２が一定のところにと
どまらず、あちこちに走り廻ることもしばしば起
こる。これは、アーク発生初期において第１１図
の如くアース電位の低い方へアーク１２がまず飛
び出す。そして、その部分にアークが集中し、部
分的にスタツド材が溶融する。すると、その溶融
個所は母材とスタツド間のギヤツプが大きくなる
ため、アークが途切れる。次に、母材とスタツド
のギヤツプが少ない方向へと第１２図の如くアー
クが移動する。そして、その部分が過度に溶融
し、アークが途切れる。

以上の繰り返しがアーク時間設定中行われるた
め、アークが走る状態が見られる。そして、スタ
ツドを溶融池に押しつけて溶接した後の状態を見
ると、溶融部はブローホールが多数発生してい
る。さらに同一溶接条件で溶接しても、その都度
溶接結果はバラバラに表れる。

〔発明の概要〕

そこで、本発明者は溶接側端面の形状を各種変
えて実験をした結果、溶接側の端面を一方向へ傾
斜面に形成することにより、アークが傾斜の先端
から次第に全体に均一に広まり、良好なスタツド
溶接ができることを発見した。

本発明はこの発見に基づいてその欠切部の条件
を実験的に確認し、それに基づいて板材又はアン
グル材からなる溶接性の優れたスタツドを提供す
ることを目的とし、その要旨とするところは次の
とおりである。

即ち、スタツド本体１が板材又はアングル材に
よりなり、そのスタツド本体１の溶接側の端面に
傾斜面３を形成する。この傾斜面３はスタツド本
体１の側縁２に対して角θ＝85°〜60°となるよう
にその一端部から他端部に向けて欠切されたもの
である。

〔発明の実施例〕

次に図面に基づいて本発明の実施例につき説明
する。

第１図〜第５図は本発明の第１実施例であつ
て、アングル材からなるスタツドを示し、第１図
はその要部正面図、第２図は同右側面図、第３図
は同アングル材をその中央線８を中心に平面状に
展開した展開図である。又、第４図は同スタツド
を母材の表面に溶接する準備段階を示す縦断立面
図、第５図は第４図の−矢視断面図、第６図
は第４図の−矢視断面図である。又、第７図
は本発明の第２実施例のスタツドであり、先端に
フラツクスボール１３が設けられたものである。
又、第８図は同第３実施例のスタツドの斜視略図
であり、第９図は同正面図である。

なお、スタツド本体１の溶接側の端面に溶融し
たアルミニウムを溶射しておいてもよい。

〔実験１〕 第１図〜第３図の第１実施例において、各寸法
を次の値にしてスタツド溶接を行い、その溶接性
の良否を実験してみた。

(1) 板厚ｔがｔ＝４mm、３mm、２mmで且つ、夫々
の厚さｔに対して、アングル材の全幅ｂ（中央
線８からアングル材の側縁までの幅の２倍）を
8t、12t、16t、20tのものを用意した。

(2) 上記アングル材からなるスタツド本体１の先
端面をグラインダーで斜めに切削し、その傾斜
面３を一方の側縁２に対し、角θ＝60°、65°、
70°、75°、80°、85°の６種類用意した。

このようにスタツド本体１の溶接側端面を全体
に傾斜面３としたのは、スタツド本体１の溶接側
端面を側縁２に直交させたもののスタツド溶接を
観察した結果、その不具合を取り除くためであ
る。即ち、前記観察では溶接のアークがスタート
点に集中し、そこに欠損部分が生じたので、欠損
により溶接側端面が全体に平坦になるように、欠
損部だけ予め傾斜させた傾斜面を形成することと
したのである。

〔実験結果〕

以上の実験のもとで行われたスタツド溶接につ
き、夫々溶接部の外観を観察すると共に、そのス
タツドをハンマーで側方から衝打し、溶接強度を
確認した。その結果、上記の範囲に於いて即ち、
θ＝60°〜85°、ｂ＝8t〜20t、板厚ｔ＝２mm〜４mm
の範囲でいずれも第１０図に示す如く余盛り１０
がほぼ均一に形成されると共に、充分なる溶接強
度を得ることができた。そして、特にθ＝70°〜
75°で最良の溶接結果を得た。

なお、この実験においてアークスタツド溶接機
は溶接電流の最大が2000アンペアのものを使用
し、夫々の板厚その他に応じて最良の溶接が行わ
れるように溶接電流を調節した。そして、図示し
ない溶接機の電極ホルダーに各スタツド本体１を
保持させると共に、スタツド先端部に第４図〜第
６図に示すようなアークシールド４を被嵌した。
このアークシールド４は陶器からなり、各スタツ
ドの横断面よりわずかに大なるスタツド嵌着部が
夫々形成されると共に、下端面にガス抜き溝５が
適宜間隔で形成されている。そして、第４図の如
くスタツド本体１及びアークシールド４を位置さ
せて通電すると共に、スタツド本体１のみをわず
かに上方に引き上げる。そして、スタツドと母材
との間にアークを発生させ、適宜な溶融池が生じ
たとき自動的に両者を急速に圧着してスタツドを
植えつける。この間、１秒程である。次に、アー
クシールド４をハンマーで壊すことにより溶接作
業を完了した。

〔実験２〕 次に、第７図の如くスタツド本体１の溶接側端
面の一部に長さｌの平坦面９を形成させ、それ以
外の大部分を前記同様に傾斜面３としてみた。な
お、この長さｌは全幅ｂに対しｂ／４以下として
みた。その結果、上記実験１の同様の結果を得
た。

〔実験３〕 次に、第８図及び第９図に示すような平板状の
板材に対し、第１実施例のときと同様に角θで、
厚さｔを１mm間隔で２〜９mm、全幅ｂをｂ＝8t、
12t、16t、20tのもので夫々前記同様の実験を行
つた。その結果、前記第１実施例とほぼ同一の実
験結果を得ることができた。

〔まとめ〕

上記実験結果からアングル材又は板材を母材に
良好なるスタツド溶接するためには、スタツド本
体１の溶接側端面をほぼ全体として傾斜面３で形
成し、傾斜面３と側縁２との角度θを60°〜85°と
する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明かなよにう、本発明のアーク
スタツド溶接用のスタツドは次の構成からなる。

即ち、スタツド本体１が板材又はアングル材に
よりなり、そのスタツド本体１の溶接側の端面に
傾斜面３を形成する。この傾斜面３はスタツド本
体１の側縁２に対して角θ＝85°〜60°となるよう
にその一端部から他端部に向けて欠切されたこと
を特徴とする。

本発明のアークスタツド溶接用のスタツドは以
上のような構成からなり、次の効果を有する。

(1) 本発明の構成によれば、上記実験に示すよう
にアークスタツドの溶接性が極めて良好なスタ
ツドを提供し得る効果がある。即ち、上記構成
の範囲においては比較的板厚が薄く、且つ幅の
広い板材又はアングル材からなるスタツドであ
つても、その溶接部先端面が均一に溶接される
と共に、溶接部の余盛りが全周に渡つて良好に
形成される。そして、スタツドの一部に溶接さ
れない部分が生じることがない。

(2) 又、本スタツドは、その傾斜面３が極めて単
純な形に形成されたものであるから、その製作
が容易で安価に提供できる。即ち、単純な切断
又は切削当の作業により本スタツドを容易に製
作し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の第１実施例であつ
て、アングル材からなるスタツドを示し、第１図
はその要部正面図、第２図は同右側面図、第３図
は同アングル材を中央線８を中心に平面状に展開
した展開図である。又第４図は同スタツドを母材
の表面に溶接する準備段階を示す縦断立面図、第
５図は第４図の−矢視断面図、第６図は第４
図の−矢視断面図である。又、第７図は本発
明の第２実施例のスタツドであり、第８図は同第
３実施例のスタツドの斜視略図であり、第９図は
同正面図である。第１０図は本発明のアングル材
からなるスタツドの溶接後の状態を示す斜視図、
第１１図〜第１３図はスタツド下端を水平に形成
した場合の溶接状態の一例。 １……スタツド本体、２……側縁、３……傾斜
面、４……アークシールド、５……ガス抜き溝、
６……余盛り用空間、７……母材、８……中央
線、９……平坦面、１０……余盛り、１１……空
間部、１２……アーク、１３……フラツクスボー
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板材又はアングル材によりスタツド本体１を
   構成し、該スタツド本体１の溶接側の端面が該本
   体の側縁２に対して角θ＝85°〜60°となるように
   該端面の一端部から他端部に向けて欠切した傾斜
   面３を有することを特徴とするアークスタツド溶
   接用のスタツド。