JPH1133722A - 建築鉄骨柱仕口部のエレクトロガス溶接制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的短い溶接長となる仕口部分をエレクト
ロガス溶接できれいに溶接する溶接方法を提供する。 【構成】 コラム柱の側面あるいはダイヤフラムプレー
トにフランジプレートの端面を所定の開先間隔を隔てて
配置し、この開先部分をエレクトロガス溶接で溶着する
にあたり、溶接が進行するにしたがって溶接電圧を段階
的に降下させるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、鋼材の突合せ溶接制御
方法に関し、特に、柱仕口部におけるコラムとフランジ
プレート、あるいはダイヤフラムとフランジプレートと
の突合せ溶接部の溶接制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】柱仕口部には、柱貫通形式と梁貫通形式
とがあり、一般に柱仕口部は炭酸ガス半自動溶接による
多層盛り溶接で行われいた。そして、柱貫通形式では、
柱本体にブラケット、スチフナーを取り付け溶接するこ
とになるから、柱部材を水平においた状態で組み立てる
ことになり、溶接姿勢は横向きとなっていた。また、梁
貫通形式では、仕口ブロックを先組して溶接を行い、そ
の後、柱本体との大組立を行い、柱本体との溶接を実施
する。このため、仕口ブロックと柱本体との溶接は仕口
ブロックの姿勢を変えることにより常に下向きの姿勢で
行うことがができる。

【０００３】ところが、いずれの場合でも、多層盛り溶
接であることから、各溶接層間において、スラグの巻き
込み等に起因する溶接欠陥が発生しやすいという問題が
ある。特に、柱貫通形式の場合には、溶接姿勢が横向き
であることから、より条件が不利になる。一方、梁貫通
形式の場合には、溶接姿勢は下向きになるが、製品の姿
勢を頻繁に変える必要があり、姿勢変更のために余分な
作業時間が必要となり、作業効率が悪いという問題があ
る。

【０００４】このような点から、従来、柱部材と梁との
溶接部において、その突合せ部の片方あるいは両側の部
材の少なくとも一方の面にベベル切断を施すとともに、
端面の厚み方向中央部に長さ方向の溝条を穿設し、ベベ
ル部分を仮付け溶接した後、溝条部分をエレクトロスラ
グ溶接又はエレクトロガス溶接によって、単層上進溶接
するものが提案されている(特開平５−２７７２５号)。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがエレクトロガ
ス溶接では、溶接の進行に伴いビード幅が広くなるとい
う傾向がある。そして、この傾向は溶接全長が４０〜５
０cm以下の場合に特に顕著にあわられ、例えば溶接長が
３０cmの場合、溶接始端部でのビード幅と溶接終端部で
のビード幅の差は４mm程度となる。これはエレクトロガ
ス溶接では入熱量が多く、溶接長が５０cm以下もので
は、溶接下手側での放熱量が入熱量に対応しておらず、
溶接下手側に熱が蓄積してしまうことによると考えられ
る。本発明は、このような点に着目して、比較的短い溶
接長となる仕口部分をエレクトロガス溶接できれいに溶
接する溶接方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、コラム柱の側面あるいはダイヤフラムプ
レートにフランジプレートの端面を所定の開先間隔を隔
てて配置し、この開先部分をエレクトロガス溶接で溶着
するにあたり、溶接が進行するにしたがって溶接電圧を
段階的に降下させるように制御するように構成したこと
を特徴としている。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、全溶接長
の中央部を基準電圧とし、それよりも溶接始端側の溶接
電圧を高く、中央部よりも溶接終端側の溶接電圧を低く
設定したことを特徴とし、請求項３に記載の発明は全溶
接長を４つの区間に区切り、各区間にごとに溶接電圧を
制御するようにしたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明では、溶接の進行に伴いエレクトロガス
溶接の溶接電圧を降下させるようにしていることから、
溶接時の溶接棒による入熱量が溶接終期ほど抑制される
ことになる。この結果、溶接方向の下手側での入熱量が
過大になることがなく、適正なビード幅を形成するもの
と思われる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図は本発明方法を適用したコラム
とフランジプレートとの溶接概念図を示し、図１は斜視
図、図２はその溶接個所の取り出し斜視図である。図中
符号(１)はコラム柱、(２)はフランジプレートであり、
フランジプレート(２)の端面にはレ型開先が形成してあ
る。そして、このフランジプレート(２)は所定の開先間
隙を隔ててコラム柱(１)に対置してあり、開先間隙の裏
側に裏当て金(３)を配置するとともに溶接線の始端側及
び終端側に捨て金(４)が配置してある。

【００１０】そして、このようにセットしたコラム柱
(１)とフランジプレート(２)との開先部分をエレクトロ
ガス溶接により一層で溶着する。この溶接時に、溶接電
圧を制御して溶接ビード幅(Ｗb)を調整する。なお、こ
の制御は溶接長を複数の区間に分割し、各区間ごとに溶
接電圧を変化させるようにしており、全溶接長の中央部
分を基準電圧とし、溶接始端側ほど溶接電圧が高くな
り、溶接終端側ほど溶接電圧が低くなるように制御して
いる。

【００１１】次に板厚２５mm、長さ３００mmのフランジ
プレート(２)をコラム柱(１)に、溶接電流３８０Ａ、基
準溶接電圧４２Ｖ、溶接速度５２mm／分でエレクトロガ
ス溶接するにあたり、溶接電圧調整した場合としない場
合での溶接ビード幅を表１に示す。この場合、溶接区間
を４区分に区画し、下から２番目の区間を基準電圧で、
一番下側(溶接開始区間)の溶接電圧を４４Ｖに、上から
２番目の区間の溶接電圧を４０Ｖに、一番上側(溶接終
了区間)の溶接電圧を３８Ｖに設定している。なお、測
定位置は溶接部の下端からの距離を示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】また、板厚３６mm長さ３００mmのフランジ
プレート(２)を使用して、溶接電圧調整した場合と溶接
電圧調整しない場合での溶接ビード幅を表２に示す。な
お、この場合の基準溶接電圧及び溶接電流は、前記板厚
２５mmの場合と同様であり、溶接速度を２５mm／分に設
定している。

【００１４】

【表２】

【００１５】上述の溶接長とビード幅との関係を図３に
示す。なお、図中○は板厚２５ｍｍを電圧制御した場
合、●は板厚２５mmを電圧制御しない場合、□は板厚３
０mmを電圧制御した場合、■は板厚３０mmを電圧制御し
ない場合をそれぞれ示す。

【００１６】以上の結果から明らかなように、溶接電圧
での調整を行わない場合には、溶接始端部から溶接終端
部に向かって溶接ビード幅は順次拡がり、溶接終端部で
の溶接ビード幅は溶接始端部での溶接ビード幅よりも約
４mm拡がっているのに対し、溶接電圧の調整を行った場
合には、溶接始端部と溶接終端部とのビード幅はほとん
ど変化なく、溶接長の全長にわたって均一な溶接ビード
幅が得られることが分かる。

【００１７】なお、上記実施形態ではコラムの側面にフ
ランジプレートを突き合わせ溶接するものについて説明
したが、柱の仕口部材として上下端面部分にダイヤフラ
ムプレートを溶着固定したものを使用する場合には、こ
の仕口部材のダイヤフラムプレートとフランジプレート
との突き合わせ溶接の場合にも適用することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明では、建築用鉄骨での仕口部での
溶接をエレクトロガス溶接で行うにあたり、その溶接中
の溶接電圧を段階的に減少するように調整しているの
で、溶接時の入熱量が順次減少するとともに、アーク長
も短縮化されることから、溶接部の母材での熱の蓄積が
過大になることがなく、溶接ビード幅を全長にわたって
均一に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コラムとフランジプレートの組み付け状態を示
す斜視図である。

【図２】コラムとフランジプレートとの溶接部の取り出
し斜視図である。

【図３】溶接長とビード幅との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…はコラム柱、２…フランジプレート、３…裏当て
金、４…捨て金、Ｗb…溶接ビード幅。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラム柱の側面あるいはダイヤフラムに
   フランジプレートの端面を所定の開先間隔を隔てて配置
   し、この開先部分をエレクトロガス溶接で溶着するにあ
   たり、溶接が進行するにしたがって溶接電圧を段階的に
   降下させるように制御するように構成したことを特徴と
   する建築鉄骨柱仕口部のエレクトロガス溶接制御方法。
2. 【請求項２】 全溶接線長の中央部を基準に溶接始端側
   の電圧を高く、溶接終端側の電圧を低く制御するように
   構成した請求項１に記載の建築鉄骨柱仕口部のエレクト
   ロガス溶接制御方法。
3. 【請求項３】 全溶接長を四つの区間に区切り、各区間
   毎に溶接電圧を制御するようにした請求項１又は請求項
   ２に記載の建築鉄骨柱仕口部のエレクトロガス溶接制御
   方法。