JPH0553784U - レール自動溶接用銅当金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レール足部から頭部までを連続してエレクト
ロスラグ溶接するレールの自動溶接に用いる銅当金にお
いて、作業能率がよく健全な継手が得られる銅当金を提
供する。 【構成】 レール足部裏面に当接する当金をレール軸線
方向に３分割とし、中央の当金には凹状の溝を溶接線方
向に設け、中央の当金とピン等で組上げる両脇の当金に
は冷却水を通すための管を溶接線方向に設けた銅当金で
あり更に中央の当金をレール軸線方向に２分割した銅当
金であり、更に中央の当金表面に設けた凹状の溝の側壁
が底部から開放端に向って傾斜を有する上部広口状の溝
である銅当金である。 【効果】 高能率で溶融中のスラグ漏れや溶接ビード形
成不良の無いレールの自動溶接作業が軽作業，低コスト
で行うことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レールをエレクトロスラグ溶接方法で自動溶接する際に用いる銅当 金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

レールをエレクトロスラグ溶接方法で突き合わせ溶接する際に用いられる銅当 金としては、特開昭５８−１５１９８０号公報に記載されている底部材と、特開 平２−２８０９８２号公報に記載されている裏当金がある。

【０００３】 特開昭５８−１５１９８０号公報に記載された底部材は、単体材料表面の溶接 線方向に長いくぼみを備え、溶接する際にはくぼみ及び表面に断熱材とインサー トを装填して溶接中の底部材への溶接金属の焼き付き及び溶融スラグの漏れを防 ぎ均一な溶接部を形成する底部材である。

【０００４】 また特開平２−２８０９８２号公報に記載された裏当金は、単体材料表面の溶 接線方向に溶接を開始した後エレクトロスラグ溶接の溶融スラグ浴がレール足部 に達する前に安定した状態に成りうるのに必要なだけの深さを持った溝を設けた 裏当金である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上述の従来技術はいずれもエレクトロスラグ溶接でレールを自動溶接する際に 用いられるレール足部裏面に当接される裏当金であり、溶接作業を簡便に行うた めに種々工夫は成されているが、まだ幾つかの課題を残している。

【０００６】 即ち特開昭５８−１５１９８０号公報に記載されている底部材においては、溶 接の際に用いて溶融スラグの流出防止と溶接ビードの形成に効果のある断熱材と インサートを底部材に装填する時、その作業は溶接が順調に進行するうえで重要 であり、装填が不十分であった場合にはレール足部裏面への密着性が不十分とな り、溶接中の溶融スラグ等の流出が起こり溶接を中断せざるをえない状態となり 作業能率と溶接の健全性において問題がある。

【０００７】 また特開平２−２８０９８２号公報に記載されている裏当金においては、単体 の材料で枠体を形成しているため裏当金の容積は放熱効果を得るため大型化し側 面から見た幅も広くなっている。そのためレール足部裏面に裏当金を当接しよう とした場合、レール足部裏面と裏当金表面との間の密着性は必ずしも十分とはい えず溶接中に溶融スラグが漏れ出す可能性がある。また裏当金が大型化すること は重量の増加にもなり溶接作業者への労働負担が大きくなる。また溶接線方向に 設けられたエレクトロスラグ溶接を安定させるための深い溝も、その側壁が底部 から開放端まで垂直であるため溶接後の取り外し作業において凝固したスラグが 溶接金属と溝内壁の隙間に噛み込み取り外しに時間がかかる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その要旨は、レ ール足部から頭部までを連続してエレクトロスラグ溶接方法で溶接するレールの 自動溶接に用いるレール周囲を囲む銅当金において、レール足部裏面に当接する 当金を溶接線と直交するレール軸線方向に３分割とし、中央の当金には溶接開始 の際エレクトロスラグ溶接を安定させるための凹状の溝を溶接線方向に設け、中 央の当金とピン等で組み上げて使用する両脇の当金には対向する水流を通すため の一対の管を備えたレールの自動溶接用銅当金であり、更に中央の当金をレール 軸線方向に２分割したレールの自動溶接用の銅当金であり、更に中央の当金表面 に設ける凹状の溝において凹部側壁が底部から開放端に向かって傾斜を有する上 部広口状の溝であるレールの自動溶接用の銅当金にある。

【０００９】

【作用】

以下、図面に示す銅当金を用いて本考案を詳細に説明する。 図１，図２は本考案の銅当金の実施態様の１例を示す側面図と斜視図である。 図において１ａ，１ｂはレールであり、お互いが軸線に対して垂直な断面を突き 合わせる形で配置され溶接の際の開先を形成する。また該銅当金は中央の当金２ 、両脇の当金３ａ，３ｂ、溶接線方向に向けられた凹状の溝４、貫通穴５、皿付 きのボルト６ａ，６ｂ、底板７、ボルト８ａ，８ｂ、管９ａ，９ｂから構成され 、中央の当金２は皿付きのボルト６ａ，６ｂを締め付けることによりレール１ａ ，１ｂの足部裏面にまたがる形で左右対称に当接され溶接中の溶融スラグの流出 を阻み凹状の溝４の中でエレクトロスラグ溶接を安定化する。

【００１０】 また貫通穴５はボルト８ａ，８ｂで両脇の当金３ａ，３ｂと中央の当金２を組 み上げるための穴でボルト８ａ，８ｂの外径より大きな穴径とすることで中央の 当金には穴径とボルト外径の寸法差だけ、両脇の当金３ａ，３ｂの間で上下と奥 行きに自由度を持つことができる。また両脇の当金３ａ，３ｂは底板７の表面に ボルト等で固定され中央の当金２を支持すると同時に両脇の当金３ａ，３ｂに備 えられた管９ａ，９ｂを流れる冷却水により中央の当金２を間接的に冷却し放熱 効果を得ることで中央の当金２が溶接中に抵抗熱で溶け出し焼き付くのを防ぐの で中央の当金２の容積を最小限にすることができ、本考案の銅当金全体の構成を 小型化しレール１ａ，１ｂ足部裏面への当接を容易にする。

【００１１】 更に中央の当金２の幅が従来の裏当金より狭くできることによりレール１ａ， １ｂの芯出しが甘く裏面に段差がある場合にも、従来の裏当金より裏面に対する 密着性はよく溶接中の溶融スラグ等の流出が防げる。また当金を３分割にしたこ とにより、溶接中に不慮の事故で中央の当金２が溶接金属と焼き付いてしまった 場合には、両脇の当金３ａ，３ｂを新たに製作する必要は無く、中央の当金２だ けを製作すればよく、従来の裏当金が焼き付いて新たに製作する場合よりも製作 コストを低く押さえることができる。また両脇の当金３ａ，３ｂの材質は直接溶 融スラグ等に接触する訳ではないので銅製にこだわる必要はなく熱伝導率のよい ものであればよく、かつ比重の小さいものであれば本考案全体の軽量化になり作 業労力の改善ができる。

【００１２】 またボルト８ａ，８ｂは中央の当金２と両脇の当金３ａ，３ｂ及び底板７を組 み上げることができればよいのであり、特にボルトにこだわることなく、単にピ ンであってもよい。また皿付きのボルト６ａ，６ｂは中央の当金２を両脇の当金 ３ａ，３ｂの間で自由に移動可能な範囲でレール１ａ，１ｂの足部裏面に当接す るためのボルトであり、特に皿付きであることにこだわる必要はないが皿付きの ボルトの方が中央の当金２の裏面を傷付ける事も無く、中央の当金２をレール１ ａ，１ｂの足部裏面に水平に当接できるので溶接中の溶融スラグ等の流出を確実 に押さえることができる。

【００１３】 また中央の当金２及び凹状の溝４は図１に示す断面形状であってもよいが、溶 接後に銅当金をレール１ａ，１ｂから取り外す作業において溶接中に形成された 凝固スラグが凹状の溝４の内壁と溶接金属の隙間に噛み込み容易に取り外せない ことがある。そのため中央の当金２は本考案の請求項２及び図３で示すように２ 分割であれば、もし溶接後に溶融スラグが噛み込んでしまった場合にも中央の当 金２を凹状の溝４の側面幅方向の中心近傍から分割して取り外すことができるの で作業効率がよい。

【００１４】 更に本考案の請求項３及び図４で示すように凹状の溝４の凹部側壁が底部から 開放端に向かって傾斜を有する上部広口状の溝であれば、溶融スラグが噛み込ん でいてもそのまま取り外すことができるので作業効率がよい。また本考案の銅当 金は図２に示す形態で従来から考案されている銅当金の下部に載置しストッパー 等で組み合わせて使用する。この際ストッパーの止める位置は図２の位置にこだ わる必要はなく、本考案の銅当金がレール１ａ，１ｂの足部から頭部を覆う銅当 金から脱落しないように２箇所以上止めてあればよい。

【００１５】

【実施例】

上述した本考案の銅当金の請求項３を従来の技術である特開平２−２８０９８ ２号公報で提案されているレール足部から頭部までを連続してエレクトロスラグ 溶接方法で行うレールの自動溶接方法に適用した例を図５の断面図に示し説明す る。また実施例においては両脇の当金３ａ，３ｂの材質にアルミニウム合金を使 用し、貫通穴の穴径はφ１０としボルト８ａ，８ｂはＭ６を使用している。また 取り付けの形態としては図２に示すストッパー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ を固定銅当金１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの正面にそれぞれボルトで固定し 本考案の銅当金を引き上げるように取り付けて使用した。

【００１６】 図において中央の当金２は皿付きのボルト６ａ，６ｂを締め込み固定銅当金１ １ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと尾部銅当金１５ａ，１５ｂの裏面及びレール１ ａ，１ｂの足部裏面に密着固定された状態であり、尾部銅当金１５ａ，１５ｂの 上には溶接がレールの足部を終了し連続して腹部に入る際に矢印の方向に駆動装 置で摺動して溶融スラグ等の流出を防ぎ溶接部の形状を形成する摺動銅当金１２ ａ，１２ｂが載置されている。溶接は溶接ノズル１６を溶接の軌道１７のレール 形状に沿って状態で横行し溶接電流検知により溶接ノズルの上昇を行い、溶接部 各箇所で必要量の溶融型フラックス散布しながらレール頭部の上に若干の余盛を 形成し終了した。また溶接中に溶融スラグ等の流出は無く、溶接後の銅当金の取 り外しにおいてもストッパー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを解放しただけで 何の問題も無く取り外すことができた。また両脇の当金３ａ，３ｂにアルミニウ ム合金を使用したことにより銅で製作したものが１４kgであったのに対して実施 例では９kgと軽量化できたので能率の良い溶接作業が行えた。

【００１７】

【考案の効果】

以上述べた如く本考案によれば、高能率で溶接中のスラグ漏れや溶接ビード形 成不良の無いレールの自動溶接が軽作業，低コストで行うことができる。

【提出日】平成４年４月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】 図において中央の当金２は皿付きのボルト６ａ，６ｂを締め込み固定銅当金１ １ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと尾部銅当金１５ａ，１５ｂの裏面及びレール１ ａ，１ｂの足部裏面に密着固定された状態であり、尾部銅当金１５ａ，１５ｂの 上には溶接がレールの足部を終了し連続して腹部に入る際に矢印の方向に駆動装 置で摺動して溶融スラグ等の流出を防ぎ溶接部の形状を形成する摺動銅当金１２ ａ，１２ｂが載置されている。溶接は溶接ノズル１６を溶接の軌道１７のレール 形状に沿った状態で横行し溶接電流検知により溶接ノズルの上昇を行い、溶接部 各箇所で必要量の溶融型フラックスを散布しながらレール頭部の上に若干の余盛 を形成し終了した。また溶接中に溶融スラグ等の流出は無く、溶接後の銅当金の 取り外しにおいてもストッパー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを解放しただけ で何の問題も無く取り外すことができた。また両脇の当金３ａ，３ｂにアルミニ ウム合金を使用したことにより銅で製作したものが１４kgであったのに対して実 施例では９kgと軽量化できたので能率の良い溶接作業が行えた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による銅当金の実施態様の１例を示す側
面図である。

【図２】本考案による銅当金の取り付け方を示す斜視図
である。

【図３】本考案の請求項２を説明するための銅当金の実
施態様の１例である側面図である。

【図４】本考案の請求項３を説明するための銅当金の実
施態様の１例である側面図である。

【図５】本考案の実施例を説明するための正面から見た
断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ レール ２ 中央の
当金 ３ａ，３ｂ 両脇の当金 ４ 凹状の
溝 ５ 貫通穴 ６ａ，６ｂ
皿付きのボルト ７ 底板 ８ａ，８ｂ，８
ｃ，８ｄ ボルト ９ａ，９ｂ 管 １０ ストッ
パー １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 固定銅当金 １２ａ，１２１ｂ 摺動銅当金 １３ａ，１３
ｂ 固定銅当金 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ ピン １５ａ，１５ｂ 尾部当金 １６ 非消
耗ノズル １４ 溶接の軌跡

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年４月２３日

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

フロントページの続き (72)考案者 狩峰 健一 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールの足部から頭部までを連続してエ
   レクトロスラグ溶接方法で溶接するレールの自動溶接に
   用いるレール周囲を囲む銅当金において、レール足部裏
   面に当接する当金を溶接線と直交するレール軸線方向に
   ３分割とし、中央の当金には溶接開始の際エレクトロス
   ラグ溶接を安定させるための凹状の溝を溶接線方向に設
   け、中央の当金とピン等で組み上げて使用する両脇の当
   金には対向する水流を通すための一対の管を備えたこと
   を特徴としたレール自動溶接用銅当金。
2. 【請求項２】 中央の当金をレール軸線方向に２分割す
   ることを特徴とした請求項１に記載のレール自動溶接用
   銅当金。
3. 【請求項３】 中央の当金表面に設ける凹状の溝におい
   て凹部側壁が底部から開放端に向かって傾斜を有する上
   部広口状の溝であることを特徴とした請求項１または２
   に記載のレール自動溶接用銅当金。