JPH07214347A - 四面セス溶接組立材及び四面セス溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、縦シーム裏当材や漏れ止め
材の製作作業を容易にするとともに、縦シーム裏当材や
漏れ止め材の長さ精度が低くても四面セス組立材が製作
可能な、四面セス溶接組立材及び四面セス溶接方法を提
供すること。 【構成】 本発明の四面セス溶接組立材は、ダイアフラ
ムと、このダイアフラム外周の両面にダイアフラム端部
から突出して取り付けられたセス裏当材と、このセス裏
当材端部が相互に当接する四隅において形成された段差
と、この段差においてセス裏当材端面とダイアフラム端
面とに当接して設けられ、セス溶接漏れを防止する漏れ
止め材と、前記セス裏当材の周囲に取付けて、箱形に組
立てられた鋼製プレートと、前記鋼製プレート相互の当
接部に沿って前記段差の両面方向から取付けられ、端部
がセス裏当材端面に当接し、これらの両端面がダイアフ
ラム当接部分でダイアフラムと略同等厚さの間隙を形成
する縦シーム裏当材とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四面セス溶接組立材及
び四セス溶接方法に関し、特に、セス溶接組立材の内部
にダイアフラムを溶着設置した四面セス溶接組立材及び
その四セス溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨構造物では、各種鋼製部材を溶接、
リベット、ボルト等を用いて所定の構造に組立てる。こ
こで、箱形断面を有する鋼製部材は、矩形箱形断面柱と
して、主に構造物の柱に用いられ、この箱形断面柱５０
には、図４に示すように、例えば、Ｈ形断面の梁５１等
の各種部材を取付ける。そして、箱形断面柱５０の前記
取付部には集中的に荷重が加わるので、その内部に鋼製
のプレート、すなわちダイアフラム１１を取付けて強度
を高め、変形を防止する。

【０００３】かかるダイアフラム１１を箱形断面柱５０
内部に取付けるには、図５（ａ）に示すように、ダイア
フラム１１の一方の対向する端辺５３に溶接を行った後
に箱を閉じ、図５（ｂ）に示すように、他方の対向する
端辺５４にセス溶接を行ってなる二面セス溶接組立材及
びその溶接方法が知られており、さらに、ダイアフラム
１１の四辺を全てセス溶接してなる四面セス溶接組立材
及びそのセス溶接方法も知られている。

【０００４】ここで、四面セス溶接方法とは、図６に示
すように、鋼製プレート１０と、ダイアフラム１１と、
セス裏当材１２とによって囲まれる溶接部、すなわち開
先部に消耗ノズル１３を立て、これを通してワイヤ１４
を連続供給し、スラグ浴１５の中を通過する電流により
発生する電気抵抗発熱を熱源として、ワイヤ１４とノズ
ル１３又はワイヤ１４を溶融すると同時に接合される開
先面をも溶融して、下方から上方に向かって連続的に溶
接１６を行なうものである。

【０００５】そして、上記四面セス溶接方法では、一方
の対向する二辺の溶接（一次セス）と、他方の対向する
二辺の溶接（二次セス）とを別の工程で行う必要があ
り、そのために様々な方法が提案されている。例えば、
本発明と同一出願人による出願、特開平５−２４５６６
１では、図７（ａ）に示すように、二か所に配されたダ
イアフラム１１と、セス裏当材１２と、縦シーム裏当材
１７と、鋼製プレート１０ａ，１０ｂとにより箱型に組
立てた、一次セス施工前の四面セス溶接ＢＯＸ２０が開
示されている。ここで、図７（ｂ）に示すように、ダイ
アフラム１１の四辺にはセス裏当材１２が取付けられて
ダイヤフラム１１とセス溶接用の溝を形成し、その外周
には対向する二組の鋼製プレート１０ａ，１０ｂが前記
セス溶接用の溝を置いて取付けられている。この時、セ
ス裏当材１２は、図７（ｂ）に示すように、その外周が
矩形となるように配置され、したがって、セス裏当材１
２の外周は全長に渡って鋼製プレート１０ａ，１０ｂの
内面に当接する。また、縦シーム裏当材１７端部は、そ
れぞれセス裏当材１２表面に当接するように配置する。
そして、一方の対向する鋼製プレート１０ｂの内面とダ
イアフラム１１の端面１１ｂとの間の上記溝に鋼製プレ
ート１０ａの一次セス溶接用切欠き３３から一次セス溶
接を施し、他方の開先２１を設けた対向する鋼製プレー
ト１０ａの内面とダイアフラム１１の端面１１ａとの間
の溝に鋼製プレート１０ｂの二次セス孔２３ｂより二次
セス溶接を施す。また、前記一方の対向する鋼製プレー
ト１０ａと向い会うダイアフラム１１の端面１１ａの両
端部には、漏れ止めとしてのフラックスタブ２２を装着
し、さらに、他方の対向する鋼製プレート１０ｂに孔設
した二次セス孔２３ｂには、銅製キャップ２４を装着す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の四面セス溶接組立材及び四面セス溶接方法におい
て、縦シーム裏当材１７は、予めダイアフラム１１間の
長さ等に応じて鋼材を切断して所定長さに作成するため
誤差が生じ易く、したがって、縦シーム裏当材１７が所
定長さよりも短かい場合には、この縦シーム裏当材１７
端面とセス裏当材１２端面との間に隙間が生じて、縦シ
ーム溶接時に溶融金属がこの隙間から漏れでるため使用
することができず、これを廃棄するといった無駄が生じ
る。他方、縦シーム裏当材１７が所定長さよりも長くな
った場合には、電動研磨機や電動切削機によって短くす
る手間が生じるという問題点がある。

【０００７】また、漏れ止め材としてのフラックスタブ
２２の厚さも、ダイヤフラム１１と同じ厚さとする必要
があり、縦シーム裏当材１７と同様に、高い精度が要求
される。

【０００８】そこで、本発明は、上記問題点を解消する
べくなされたもので、縦シーム裏当材や漏れ止め材の製
作作業を容易にするとともに、縦シーム裏当材や漏れ止
め材の長さ精度が低くても四面セス組立材が製作可能
な、四面セス溶接組立材及び四面セス溶接方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を鑑
みてなされたものであり、その要旨は、溶接組立材の内
周に補強用のダイアフラムをセス溶接により溶着設置し
た四面セス溶接組立材であって、ダイアフラムと、この
ダイアフラム外周の両面にダイアフラム端部から突出し
て取り付けられたセス裏当材と、このセス裏当材端部が
相互に当接する四隅において形成された段差と、この段
差においてセス裏当材端面とダイアフラム端面とに当接
して設けられ、セス溶接漏れを防止する漏れ止め材と、
前記セス裏当材の周囲に取付けて、箱形に組立てられた
鋼製プレートと、前記段差のセス裏当材端面に当接して
設けられ、前記鋼製プレート相互の当接部に沿って前記
段差の両面方向から取付けられ、これらの両端面がダイ
アフラム当接部分でダイアフラムと略同等の厚さの間隙
を形成する縦シーム裏当材とを備え、前記ダイアフラム
の一方の対向する各端面の、前記鋼製プレートと前記セ
ス裏当材と前記ダイアフラム端面とによって囲まれた開
先部に一次セス溶接を行い、さらに、前記一次セス溶接
終了後にダイアフラムの他方の対向する各端面の開先部
に二次セスを行ってなる四面セス溶接組立材にある。

【００１０】本発明の四面セス溶接組立材において、ダ
イヤフラムは、外周が矩形の鋼製プレートであれば内部
に穴を形成しても良く、これによってダイヤフラムの軽
量化を図ることができる。また、セス裏当材のうち、ダ
イヤフラムの一方の対向する二辺の両面に取り付けるセ
ス裏当材の長さを、そのダイヤフラムの辺長と同じとし
ても良く、このセス裏当材をダイヤフラムに取り付ける
と、各段差においてセス裏当材端面とダイヤフラム端面
とで一つの平面を形成することができるため、この平面
によって漏れ止め材の取付けが安定し、確実にセス溶接
の漏れ止め効果が得られる。

【００１１】本発明の四面セス溶接組立材においては、
漏れ止め材を立方体として、この立方体を構成する縦×
横×高さのうち、縦または横の一方の長さと、ダイヤフ
ラム辺長と異なる長さのセス裏当材の、ダイヤフラム端
部からの突出長さとを、略同等とし、これらの同じ長さ
の部位を当接して、漏れ止め材を段差に取り付ける。ま
た、縦シーム裏当材の軸方向に直交する断面と、セス裏
当材の縦×横断面とを並べ合わせた形状を、段差形状と
同じにすることによって、セス溶接する際にセス溶接漏
れが防止できる。さらに、縦シーム裏当材と漏れ止め材
とを同一部材、例えば、同一角形鋼棒等から作成しても
良く、その場合には原材料の種類を少なくすることがで
きて、コストの削減を図れる。

【００１２】また、本発明の四面セス溶接組立材におい
て漏れ止めとは、高温の溶融金属に触れてもその熱によ
り溶解せず、またドリル等により容易に破壊できる焼結
した耐火性物質、例えば、フラックスを所定形状に加工
したものとすることもできる。 また本発明の別の要旨
は、溶接組立材の内周に補強用のダイアフラムをセス溶
接により溶着設置して四面セス溶接組立材とするため
の、四面セス溶接方法において、前記四面セス溶接方法
が、ダイアフラム外周の両面にダイアフラム端部から突
出するセス裏当材を取付けて、セス裏当材端部が相互に
当接する四隅において、段差を形成する工程と、前記セ
ス裏当材の周囲に鋼製プレートを取付けて箱形に組立て
る工程と、前記ダイアフラムの一方の対向する各端面
の、前記鋼製プレートと前記セス裏当材と前記ダイアフ
ラム端面とによって囲まれた開先部に一次セス溶接を行
う工程と、前記一次セス溶接終了後に二次セス溶接用の
孔を穿設する工程と、ダイアフラムの他方の対向する各
端面の前記開先部に二次セスを行う工程とからなり、さ
らに、前記セス裏当材取付け工程が、漏れ止め材を前記
段差のセス裏当材端面とダイアフラム端面とに当接して
設けて、セス溶接漏れを防止する工程を含み、且つ前記
箱型に組立てる工程が、縦シーム裏当材を前記鋼製プレ
ート相互の当接部に沿ってセス裏当材段差の両面方向か
ら取付け、この縦シーム裏当材相互の端面がダイアフラ
ム当接部分でダイアフラムと略同等の厚さの間隙を形成
する工程を含むことを特徴とする四面セス溶接方法にあ
る。

【００１３】

【作用】本発明の四面セス溶接組立材及びその溶接方法
では、セス裏当材端部が相互に当接する四隅において段
差を有しており、この四つの段差にセス溶接の漏れ止め
材を取り付け、さらに、この段差に縦シーム裏当材を漏
れ止め材と隣接させて取り付けつつ、鋼製プレートを組
み立てる。組立後、一次および二次セス溶接を行って四
面セス溶接組立材を完成させる。

【００１４】前記漏れ止め材は、段差を構成するセス裏
当材端面とダイアフラム端面とに当接させて取り付ける
ため、セス裏当材の間に取り付けるような場合と異な
り、ある程度の長さの誤差を許容することができる。さ
らに、前記縦シーム裏当材も、漏れ止め材側面とセス裏
当材端面と鋼製プレートとに当接させて取り付けるた
め、セス裏当て材表面と鋼製プレートとに当接させて取
り付けるような場合と異なり、ある程度の長さ誤差を許
容することができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の四面セス溶接組立材１
（以下、本明細書中において「四面セスＢＯＸ」とい
う。）のセス溶接前の一部破断斜視図であり、図２は、
図１の四面セスＢＯＸ１の開口部を柱軸方向から見た、
四面セス溶接組立方法の説明平面図である。四面セスＢ
ＯＸ１は、矩形のダイアフラム２と、セス裏当材３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄと、縦シーム裏当材５ａ，５ｂと、鋼
製プレート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとで構成される。

【００１７】ここで、ダイアフラム１の一方の対向する
二辺２ｂ，２ｄの両面には、辺２ｂ，２ｄと同じ長さの
セス裏当材３ｂ，３ｄ（図２（ｂ）参照）を二辺２ｂ，
２ｄから突出して取付け、他方の対向する二辺２ａ，２
ｃの両面には、セス裏当材３ｂ，３ｄ間の長さと等しい
セス裏当材３ａ，３ｃを二辺２ａ，２ｃから突出して取
付ける。かようにして取り付けられたセス裏当材３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄの端部は、相互に当接する四隅におい
て、寸法Ｘ×Ｙの段差７を形成する。したがって、各段
差はセス裏当材端面とダイアフラムの端面とで構成され
る。例えば図２（ｂ）左上の段差７は、セス裏当材３
ａ，３ｄの端面とダイアフラム２の端面とで構成され
る。

【００１８】この段差７に、セス溶接漏れを防止するた
めの漏れ止め材６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（図２（ｃ）参
照）が、それぞれセス裏当材の端面とダイアフラム２の
端面とに当接して取付けられている。この漏れ止め材の
寸法をＸ₁×Ｙ₁×Ｚとし、断面寸法をＸ₁×Ｙ₁とする
と、長さＸ₁は長さＸより短くし、長さＹ₁は段差７の寸
法Ｙ、すなわち、セス裏当材３ａ，３ｂの突出長さと同
等にする。また長さＺ（図１参照）は、ダイアフラム２
の片面のセス裏当材表面から他面のセス裏当材表面まで
の長さ（ダイヤフラム厚＋セス裏当材厚×２）と略同等
とする。なお、長さＺは、前記寸法に対して−５mm程度
までの誤差を許容することができ、＋側の誤差は作業に
支障を来さない程度まで許容できる。上記寸法の漏れ止
め材６ａは、ダイアフラム２の辺２ａと、セス裏当材３
ａ，３ｄの端面とに当接して取り付けられているととも
に、その他の漏れ止め材６ｂ，６ｃ，６ｄも同様に、そ
れぞれの段差において、ダイアフラム２の辺と、二つの
セス裏当材の端面とに当接して取り付けられている。

【００１９】縦シーム裏当材５ａ，５ｂは、鋼製プレー
ト相互の当接部に沿って、且つ、段差７のセス裏当材端
面と漏れ止め材側面とに当接して取り付けられている。
また、縦シーム裏当材５ａと５ｂとは、段差７のダイア
フラム当接部分でダイアフラムと略同等の厚さＷ（図１
参照）の間隙を形成している。

【００２０】かかる四面セス溶接組立材を組み立てるに
は、最初に、図２（ｂ）に示すように、矩形鋼製プレー
ト２の四隅に段差を形成するよう、鋼製プレート２の四
辺の両面にセス裏当材３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを溶接す
る。次に、図２（ｃ）に示すように、漏れ止め材６ａ，
６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ段差７に、セス裏当材端面
とダイアフラム端面とに当接させて取り付ける。このセ
ス裏当材３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと漏れ止め材６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄとが取付けられたダイアフラム２を、図
２（ｄ）に示すように、縦シーム裏当材５ａ，５ｂと共
に、開先を有する鋼製プレート４ｃに取り付ける。そし
て、側面の鋼製プレート４ｂと４ｄとをそれぞれ縦シー
ム裏当材５ａ，５ｂと共に、セス裏当材３ｂ，３ｄ端面
に取付ける。そして更に、縦シーム裏当材５ａと５ｂと
を、それぞれ漏れ止め材６ａ，６ｂとセス裏当材３ｂ，
３ｄと鋼製プレート４ｂ，４ｄとに当接して取付け、そ
の後に、開先を有する鋼製プレート４ａを溶接する。な
お、図３に示すように、鋼製プレート４ａ，４ｃには、
一次セス開先８（図２（ｅ）斜線部）と連通する一次セ
ス用切欠３３が設けられている。

【００２１】そして、箱型に組立て仮留めした４面セス
溶接組立材１には、図２（ｅ）に斜線で示したセス溶接
により一次セス溶接を行う。この際に、図２（ｅ）に示
したように、一次セス開先８を鉛直にし、前記一次セス
用切欠３３から前記ノズル１３を挿入して溶接する。

【００２２】なお、図５に示すセス溶接は、セスネット
（日鐵溶接工業株式会社製）という商品名にて販売され
ており、セス溶接の能率をさらに高めかつ経済性を向上
させるためノズル１３を溶かさずにワイヤ１４のみの溶
融によってスラグ溶接するもので、直流定電圧特性の電
源を用いることと細径のワイヤ（１．６ｍｍ）を用いる
ことから溶接が安定しており、また、溶接速度が速いた
め高能率であり、溶接継手性能をも改善する。

【００２３】一次セスが終了したら、二次セス用に穿孔
を行う。ここで、一次セス終了後の二次セス用孔設部
は、図２（ｆ）に示すように、前記漏れ止め６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄと、鋼製プレート４ｂ，４ｄと、これら
に挾まれた一次セス溶着金属とからなり、これらをドリ
ル等で破壊して穿孔する。孔設作業が終了したら、前記
四面セス溶接組立材１を９０度回転して二次セス開先９
（図２（ｆ）斜線部）を鉛直にし、二次セス開先９に前
記セスネットによるセス溶接を行う。

【００２４】二次セスが終了したら、公知の方法によ
り、さらに、セスタボ除去、Ｖ型開先３１へのサブマー
ジアーク溶接、柱トップ溶接、歪取り、フェージング、
仕上げ組み立て、仕上げ溶接、ケレン等の各作業を行い
４面セス溶接組立材１を完成する。

【００２５】

【発明の効果】本発明の四面セス溶接組立材及び四面セ
ス溶接方法では、セス裏当材端部が相互に当接する四隅
において段差を有しているため、鋼製プレート相互の当
接部に沿って段差の両面方向から取付ける縦シーム裏当
材の長さに誤差が生じた場合、例えば、所定長よりも長
いといった場合でも、縦シーム裏当材をそのまま使用す
ることができる他、同様に、漏れ止め材の長さに誤差が
生じた場合でも、端部を切削する等の微調整をする必要
がない。したがって、四面セス溶接組立材を迅速かつ安
価に製作することができるという効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の四面セス溶接組立材のセス溶接前の一
部破断斜視図である。

【図２】図１の四面セス溶接組立材の開口部を柱軸方向
から見た、四面セス溶接組立方法の説明平面図である。

【図３】本発明の四面セス溶接組立材に用いる鋼製プレ
ートの平面図である。

【図４】箱形断面柱をダイアフラムによって補強した状
況を示す説明図である。

【図５】箱形断面柱にダイアフラムを取付ける従来の方
法の一例を示す説明図で、（ａ）はダイアフラムの一方
の対向する端辺にＣＯ₂溶接を行う状況、（ｂ）はダイ
アフラムの他方の対向する端辺にセス溶接を行う状況を
各々示す。

【図６】セスネットによりセス溶接を行う状況を示す説
明図である。

【図７】従来の４面セス溶接方法を示す説明図で、
（ａ）はダイアフラムを加工して突起部を設けた状況、
（ｂ）は二次セス用の孔を穿設する状況を各々示す。

【符号の説明】

１ 四面セス溶接組立材 ２ ダイアフラム ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ セス裏当材 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 鋼製プレート ５ａ，５ｂ 縦てシーム裏当材 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 漏れ止め ７ 段差

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接組立材の内周に補強用のダイアフラ
   ムをセス溶接により溶着設置した四面セス溶接組立材で
   あって、 ダイアフラムと、このダイアフラム外周の両面にダイア
   フラム端部から突出して取り付けられたセス裏当材と、
   このセス裏当材端部が相互に当接する四隅において形成
   された段差と、この段差においてセス裏当材端面とダイ
   アフラム端面とに当接して設けられ、セス溶接漏れを防
   止する漏れ止め材と、前記セス裏当材の周囲に取付け
   て、箱形に組立てられた鋼製プレートと、前記段差のセ
   ス裏当材端面に当接して設けられ、前記鋼製プレート相
   互の当接部に沿って前記段差の両面方向から取付けら
   れ、これらの両端面がダイアフラム当接部分でダイアフ
   ラムと略同等の厚さの間隙を形成する縦シーム裏当材と
   を備え、 前記ダイアフラムの一方の対向する各端面の、前記鋼製
   プレートと前記セス裏当材と前記ダイアフラム端面とに
   よって囲まれた開先部に一次セス溶接を行い、さらに、
   前記一次セス溶接終了後にダイアフラムの他方の対向す
   る各端面の開先部に二次セスを行ってなる四面セス溶接
   組立材。
2. 【請求項２】 溶接組立材の内周に補強用のダイアフラ
   ムをセス溶接により溶着設置して四面セス溶接組立材と
   するための、四面セス溶接方法において、 前記四面セス溶接方法が、ダイアフラム外周の両面にダ
   イアフラム端部から突出するセス裏当材を取付けて、セ
   ス裏当材端部が相互に当接する四隅において、段差を形
   成する工程と、 前記セス裏当材の周囲に鋼製プレートを取付けて箱形に
   組立てる工程と、 前記ダイアフラムの一方の対向する各端面の、前記鋼製
   プレートと前記セス裏当材と前記ダイアフラム端面とに
   よって囲まれた開先部に一次セス溶接を行う工程と、 前記一次セス溶接終了後に二次セス溶接用の孔を穿設す
   る工程と、 ダイアフラムの他方の対向する各端面の前記開先部に二
   次セスを行う工程とからなり、 さらに、前記セス裏当材取付け工程が、漏れ止め材を前
   記段差のセス裏当材端面とダイアフラム端面とに当接し
   て設けて、セス溶接漏れを防止する工程を含み、 且つ
   前記箱型に組立てる工程が、縦シーム裏当材を前記鋼製
   プレート相互の当接部に沿ってセス裏当材段差の両面方
   向から取付け、この縦シーム裏当材相互の端面がダイア
   フラム当接部分でダイアフラムと略同等の厚さの間隙を
   形成する工程を含むことを特徴とする四面セス溶接方
   法。