(57)【要約】【課題】母材形状に良好に沿わせることができるとともに、実密度の低下が抑制され、溶接不良を防止できる溶接用裏当金を提供する。【解決手段】  本願に開示する溶接用裏当金は、短冊状であり、複数の母材を互いに溶接するときに、溶接部に近接配置される。当該溶接用裏当金は、折曲げ部と、複数の溝とを備える。前記折曲げ部は、折り曲げ可能である。前記複数の溝は、前記折曲げ部に形成され、長手方向に対し交差する交差方向に各々延びており、第１深さの第１溝と、第２深さの第２溝とを少なくとも１つずつ含む。前記第２深さは、前記第１深さより浅い。少なくとも１つの前記第１溝と少なくとも１つの前記第２溝とは、前記長手方向に交互に並んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短冊状であり、複数の母材を互いに溶接するときに、溶接部に近接配置される溶接用裏当金であって、
折り曲げ可能な折曲げ部と、
前記折曲げ部に形成され、長手方向に対し交差する交差方向に各々延びており、第１深さの第１溝と、前記第１深さより浅い第２深さの第２溝とを少なくとも１つずつ含む複数の溝
とを備え、
少なくとも１つの前記第１溝と、少なくとも１つの前記第２溝とは、前記長手方向に交互に並んでいる、溶接用裏当金。
【請求項２】
前記複数の溝は、前記第１深さより浅く前記第２深さより深い第３深さの２つの第３溝を更に含み、
前記２つの第３溝は、前記折曲げ部における前記長手方向の両端部に配設される、請求項１に記載の溶接用裏当金。
【請求項３】
全板厚のうちの前記第１溝が形成されている残りの部分における第１板厚は、０．７〜１．８ミリメートルである、請求項１又は請求項２に記載の溶接用裏当金。
【請求項４】
全板厚のうちの前記第２溝が形成されている残りの部分における第２板厚は、３．７〜４．３ミリメートルである、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の溶接用裏当金。
【請求項５】
前記複数の溝の幅は、各々１．０〜２．０ミリメートルであり、前記複数の溝のうち隣り合う２つの溝の間隔は、１．０〜２．０ミリメートルである、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の溶接用裏当金。
【請求項６】
前記第１溝が前記折曲げ部に形成されるピッチは、５．７ミリメートル以上である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の溶接用裏当金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接用裏当金に関し、特に、鋼管の突合せ溶接に好適な溶接用裏当金に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼管の突合せ溶接に使用される溶接用裏当金として、特許文献１には、２本の角型鋼管を端部同士で接合する際に使用される溶接用裏当金が記載されている。当該裏当金は、短冊状であり、折曲げ可能な折曲げ部を有している。折曲げ部は、９０度程度の角度に折り曲げられ、２本の角型鋼管における各接合端部の角部に、内側からあてがわれる。
【０００３】
具体的には、図６（ｂ）に示すように、特許文献１に記載の溶接用裏当金１００は、折曲げ部１０１に、複数の溝１０２を有している。複数の溝１０２は、溶接用裏当金１００の幅方向に延びており、一定の間隔で長手方向に並んでいる。溶接用裏当金１００における全板厚のうち、溝１０２が形成されている残りの部分における板厚は、１ミリメートルよりも小さくされており、溝１０２が形成されている残りの部分が容易に撓むことによって、当該裏当金は、折曲げ部１０１において手で折り曲げることができるようになっている。
【０００４】
また、特許文献１に記載の溶接用裏当金においては、折曲げ部１０１に複数の溝１０２が形成されることから、折曲げ部１０１の各部における曲率半径を容易に調整でき、折曲げ部１０１を各接合端部の角部に良好に沿わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−４７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の溶接用裏当金においては、図６（ｂ）に示すように、折曲げ部１０１が折り曲げられたとき、各溝１０２が変形し、各溝１０２の体積は小さくなるものの、合算すれば、比較的に大きな体積の空洞が溶接用裏当金１００の内部に形成される。溶接用裏当金１００の内部に大きな体積の空洞が形成されると、裏当金として機能する材料の実密度は小さくなり、溶接欠陥又は溶接抜けの原因となり得る。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、母材形状に沿うように容易に折曲げできるとともに、実密度の低下が抑制され、溶接不良を防止できる溶接用裏当金を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に開示する溶接用裏当金は、短冊状であり、複数の母材を互いに溶接するときに、溶接部に近接配置される。当該溶接用裏当金は、折曲げ部と、複数の溝とを備える。前記折曲げ部は、折り曲げ可能である。前記複数の溝は、前記折曲げ部に形成され、長手方向に対し交差する交差方向に各々延びており、第１深さの第１溝と、第２深さの第２溝とを少なくとも１つずつ含む。前記第２深さは、前記第１深さより浅い。少なくとも１つの前記第１溝と、少なくとも１つの前記第２溝とは、前記長手方向に交互に並んでいる。
【０００９】
本願に開示する溶接用裏当金において、前記複数の溝は、第３深さの２つの第３溝を更に含む。前記第３深さは、前記第１深さより浅く前記第２深さより深い。前記２つの第３溝は、前記折曲げ部における前記長手方向の両端部に配設される。
【００１０】
本願に開示する溶接用裏当金において、全板厚のうち、前記第１溝が形成されている残りの部分における第１板厚は、０．７〜１．８ミリメートルである。
【００１１】
本願に開示する溶接用裏当金において、全板厚のうち、前記第２溝が形成されている残りの部分における第２板厚は、３．７〜４．３ミリメートルである。
【００１２】
本願に開示する溶接用裏当金において、前記複数の溝の幅は、各々１．０〜２．０ミリメートルであり、前記複数の溝のうち隣り合う２つの溝の間隔は、１．０〜２．０ミリメートルである。
【００１３】
本願に開示する溶接用裏当金において、前記第１溝が前記折曲げ部に形成されるピッチは、５．７ミリメートル以上である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の溶接用裏当金によれば、母材形状に沿うように容易に折曲げできるとともに、実密度の低下が抑制され、溶接不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す斜視図である。
【図２】図１とは別の状態における溶接用裏当金を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す平面図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す部分拡大図である。
【図５】使用時における溶接用裏当金を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、実施形態に係る溶接用裏当金と、溶接母材とを示す部分拡大図である。（ｂ）は、従来例に係る溶接用裏当金と、溶接母材とを示す部分拡大図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る溶接用裏当金を示す部分拡大図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態に係る溶接用裏当金を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る溶接用裏当金に関する実施の形態について、添付の図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。
【００１７】
［基本原理］
図１〜図４を参照して、本発明の基本原理を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す斜視図である。図２は、図１とは別の状態における溶接用裏当金を示す斜視図である。図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す平面図である。図３（ｂ）は、本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す正面図である。図４は、本発明の実施形態に係る溶接用裏当金を示す部分拡大図である。
【００１８】
図１に示すように、実施形態に係る溶接用裏当金１は、短冊状であり、複数の母材を互いに溶接するときに、溶接部に近接配置される。溶接用裏当金１は、折曲げ部１０と、複数の溝１１とを備える。図２に示すように、折曲げ部１０は、折り曲げ可能であり、実施形態においては、９０度程度の角度に折り曲げられる。溶接用裏当金１は、母材と同程度以上の強度を有する材料から形成される。母材が建築構造用圧延鋼材であれば、溶接用裏当金１は、例えば４９０Ｎ級鋼から形成することができる。
【００１９】
複数の溝１１は、図１、図３、図４に示すように、溶接用裏当金１における長手方向Ｘ１に対し交差する交差方向Ｘ２に各々延びており、第１深さＬ１の第１溝１１Ａと、第２深さＬ２の第２溝１１Ｂとを少なくとも１つずつ含む。複数の溝１１は、溶接用裏当金１における２つの主面のうち一方の主面に形成される。第２深さＬ２は、第１深さＬ１より浅い。少なくとも１つの第１溝１１Ａと、少なくとも１つの第２溝１１Ｂとは、長手方向Ｘ１に交互に並んでいる。なお、実施形態においては、交差方向Ｘ２は、長手方向Ｘ１に対し直交する方向である。また、複数の溝１１の数量は、母材における接合端部の角部内径に応じた数量に設定される。例えば、複数の溝１１の数量は、７〜２１個である。
【００２０】
第１深さＬ１は、実施形態においては、溶接用裏当金１における全板厚のうち、第１溝１１Ａが形成されている残りの部分における板厚が、溶接用裏当金１を手で折り曲げることができる程度の板厚となるように設定される。第２深さＬ２は、実施形態においては、溶接用裏当金１を折曲げ部１０において折り曲げても、溶接用裏当金１において第２溝１１Ｂが形成されている残りの部分が、容易に撓まない程度の板厚を有するように設定される。
【００２１】
次に、図５、図６を参照して、溶接用裏当金１の使用例を説明する。図５は、使用時における溶接用裏当金を示す斜視図である。図６（ａ）は、実施形態に係る溶接用裏当金と、溶接母材とを示す部分拡大図である。図６（ｂ）は、従来例に係る溶接用裏当金と、溶接母材とを示す部分拡大図である。
【００２２】
図５に示すように、溶接用裏当金１は、実施形態においては、溶接母材としての２つの角形鋼管２０における各端部２１を溶接する際に使用される。２つの角形鋼管２０における各端部２１を溶接するとき、溶接用裏当金１は、折曲げ部１０において折り曲げられ、各端部２１に角形鋼管２０の内側からあてがわれる。溶接用裏当金１が各端部２１にあてがわれるとき、折曲げ部１０は、各端部２１の角部２１ａにあてがわれる。溶接用裏当金１が各端部２１にあてがわれた状態で、角形鋼管２０の外側から溶接が行われると、溶接用裏当金１が母材とともに溶融し、角形鋼管２０の内側にも溶接部が形成される。
【００２３】
以上、図１〜図５を参照して説明したように、実施形態に係る溶接用裏当金１においては、折曲げ部１０に、複数の溝１１が形成されており、変形に対し溶接用裏当金１の内部にスペース的な余裕があることから、折曲げ部１０の各部における曲率半径を容易に調節できる。従って、折曲げ部１０を各端部２１の角部２１ａに良好に沿わせることができ、溶接用裏当金１を母材形状に良好に沿わせることができる。
【００２４】
また、実施形態に係る溶接用裏当金１においては、少なくとも１つの第１溝１１Ａと少なくとも１つの第２溝１１Ｂとが長手方向Ｘ１に交互に形成されている。第２溝１１Ｂの第２深さＬ２が、第１溝１１Ａの第１深さＬ１より小さい寸法であることから、図４に示すように、全板厚のうち、第２溝１１Ｂが形成されている残りの部分における第２板厚Ｌ１２は、第１溝１１Ａが形成されている残りの部分における第１板厚Ｌ１１より大きな寸法になっている。すなわち、Ｌ１２＞Ｌ１１である。
【００２５】
Ｌ１２＞Ｌ１１であることから、折曲げ部１０において、第２溝１１Ｂが形成されている残りの部分は、第１溝１１Ａが形成されている残りの部分より剛性が高く、曲がり難くなっている。第１溝１１Ａが、曲がり難い部分の間に挟まれていることから、溶接用裏当金１を折曲げ部１０において折り曲げたとき、図６（ａ）に示すように、第１溝１１Ａは、周囲の圧力によって容易に潰れる。従って、溶接用裏当金１が折曲げ部１０において折り曲げられると、第１溝１１Ａについては空洞がほとんど残らない状態となる。
【００２６】
一方、第２溝１１Ｂは、溶接用裏当金１が折曲げ部１０において折り曲げられたとき、第１溝１１Ａとの隔壁が撓み、図６（ｂ）に示す従来例の溝１０２と同様に、開口側に向かって溝幅が小さくなるように変形する。従って、第２溝１１Ｂは、従来例の溝１０２と同程度の割合で体積が小さくなる。また、第２溝１１Ｂの第２深さＬ２が第１溝１１Ａの第１深さＬ１より小さい寸法であることから、第２溝１１Ｂについて溶接用裏当金１の内部に残る空洞の体積は更に小さくなる。
【００２７】
以上のとおり、第１溝１１Ａと第２溝１１Ｂとを交互に配置することによって、折曲げ部１０において溶接用裏当金１を手で折り曲げることも可能とする一方で、第１溝１１Ａについては空洞がほとんど残らないようにすることができる。また、第２溝１１Ｂについても、隔壁の撓み、及び第２深さＬ２が第１深さＬ１より浅いことによって、溶接用裏当金１の内部に残る空洞の体積を小さくできる。従って、溶接用裏当金１が折曲げ部１０において折り曲げられたときに溶接用裏当金１の内部に残る空洞の体積を顕著に小さくすることができ、溶接用裏当金１における実密度の低下を抑制し、溶接不良を防止できる。
【００２８】
なお、以上の説明から明らかなように、折曲げ部１０の両端部には、第１溝１１Ａと第２溝１１Ｂのうち第１溝１１Ａを配設することが好ましい。折曲げ部１０は、主に、第１溝１１Ａが形成されている残りの部分が撓むことによって、全体として９０度程度の角度に折れ曲がる。従って、第２溝１１Ｂを折曲げ部１０の両端部に配しても、両端部に配された第２溝１１Ｂは、ほとんど原形を留めた空洞として残るだけであり、折曲げ部１０が９０度程度の角度に折れ曲がることには殆ど寄与しないからである。
【００２９】
また、溶接用裏当金１の内部に残る空洞の体積を小さくするために、第２溝１１Ｂの数量を多くすることも考えられるが、上述したとおり、第２溝１１Ｂが形成されている残りの部分は撓みにくい。従って、第２溝１１Ｂを長手方向Ｘ１に連続して設けると、第２溝１１Ｂが連続する部分は手では殆ど曲がらないこととなり、母材との隙間をなくすように曲げるためには、金槌などを使用する必要がある。実施形態に係る溶接用裏当金１によれば、第１溝１１Ａと第２溝１１Ｂとが交互に設けられることで、折曲げ部１０の全ての部分において自由に曲率半径を調整でき、母材との隙間をなくすように母材形状に沿わせることができる。
【００３０】
次に、図４を参照して実施形態に係る溶接用裏当金１を更に詳しく説明する。図４に示すように、複数の溝１１は、第３深さＬ３の２つの第３溝１１Ｃを更に含む。第３深さＬ３は、第１深さＬ１より浅く第２深さＬ２より深い。そして、２つの第３溝１１Ｃは、折曲げ部１０における長手方向Ｘ１の両端部に配設される。
【００３１】
以上、図４を参照して説明したように、実施形態に係る溶接用裏当金１においては、２つの第３溝１１Ｃが、折曲げ部１０における長手方向Ｘ１の両端部に配設される。上述したとおり、折曲げ部１０の両端部には、比較的に深い溝１１である第１溝１１Ａを配設することが好ましい。しかしながら、折曲げ部１０の両端部は、平坦部との境界に位置している。折曲げ部１０において、平坦部との境界における曲率半径は、他の部分における曲率半径より大きい方が、溶接用裏当金１を母材形状により良く沿わせることができる。従って、第３深さＬ３の第３溝１１Ｃを折曲げ部１０の両端部に配置することによって、折曲げ部１０の両端部における曲率半径を他の部分における曲率半径より大きくすることが容易になり、溶接用裏当金１を母材形状により良く沿わせることができる。
【００３２】
なお、溶接用裏当金１における全板厚のうち、第１溝１１Ａが形成されている残りの部分における第１板厚Ｌ１１は、０．７〜１．８ミリメートルであることが好ましく、０．９〜１．６ミリメートルであることがより好ましく、１．０〜１．５ミリメートルであることが更に好ましい。第１板厚Ｌ１１が上記範囲の上限値以下であることによって、溶接用裏当金１を手で曲げられるように折曲げ部１０を曲げやすくできる。また、第１板厚Ｌ１１が上記範囲の下限値以上であることによって、必要とされる機械的強度を折曲げ部１０に与えることができる。
【００３３】
また、溶接用裏当金１における全板厚のうち、第２溝１１Ｂが形成されている残りの部分における第２板厚Ｌ１２は、３．７〜４．３ミリメートルであることが好ましく、３．８〜４．２ミリメートルであることがより好ましく、３．９〜４．１ミリメートルであることが更に好ましい。第２板厚Ｌ１２が上記範囲の下限値以上であることによって、第２溝１１Ｂが形成されている残りの部分に十分な剛性を与えることができ、折曲げ部１０において溶接用裏当金１を折り曲げたときに、第１溝１１Ａを潰れやすくし、溶接用裏当金１の内部に残る空洞の体積を小さくし、溶接不良をより効果的に防止できる。第２板厚Ｌ１２が上記範囲の上限値以下であることによって、折曲げ部１０を折り曲げたときに、変形に対し十分なスペース的余裕を与えることができ、溶接用裏当金１を母材形状に良好に沿わせることができる。
【００３４】
また、複数の溝１１の幅Ｌ２１は、各々、１．２〜１．８ミリメートルであることが好ましく、１．３〜１．７ミリメートルであることがより好ましく、１．４〜１．６ミリメートルであることが更に好ましい。また、溶接用裏当金１の材質にもよるが、複数の溝１１のうち隣り合う２つの溝１１の間隔Ｌ２２は、１．２〜１．８ミリメートルであることが好ましく、１．３〜１．７ミリメートルであることがより好ましく、１．４〜１．６ミリメートルであることが更に好ましい。
【００３５】
幅Ｌ２１を上記範囲の下限値以上とすることによって、折曲げ部１０において溶接用裏当金１を折り曲げたときに、適宜のスペース的余裕を折曲げ部１０に与えることができ、溶接用裏当金１を溶接母材に良好に沿わせることができる。また、幅Ｌ２１を上記範囲の上限値以下とすることによって、空洞の体積が大きくなることを防止でき、溶接不良を防止できる。
【００３６】
また、間隔Ｌ２２を上記範囲の上限値以下とすることによって、第１溝１１Ａと第２溝１１Ｂとの隔壁を撓みやすくし、第２溝１１Ｂから生成される空洞を小さくできる。また、間隔Ｌ２２を上記範囲の下限値以上とすることによって、折曲げ部１０における溝１１の本数が多くなりすぎることを防止でき、空洞を小さくし、溶接不良をより効果的に防止できる。
【００３７】
また、第１溝１１Ａが折曲げ部１０に形成されるピッチＬ３１は、５．７ミリメートル以上であることが好ましい。ピッチＬ３１が上記範囲に設定されることによって、溝１１の数量が多くなり過ぎることを防止でき、折曲げ部１０において溶接用裏当金１を折り曲げたとき、溶接用裏当金１の内部に残る空洞の体積が大きくなることを防止でき、溶接不良をより良く防止できる。なお、ピッチＬ３１の上限については、溶接用裏当金１の用途に対応し、折曲げ部１０を折り曲げる角度に応じ適宜に設定できる。
【００３８】
以上、図面（図１〜図６）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記（１））。
【００３９】
（１）実施形態においては、折曲げ部１０の両端部に第３溝１１Ｃを配置するものとしたが、これに限られず、折曲げ部１０の両端部には、図７に示すように、第１溝１１Ａを配置してもよく、図８に示すように、第２溝１１Ｂを配置してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
Ｌ１…第１深さ
Ｌ２…第２深さ
Ｌ３…第３深さ
Ｌ１１…第１板厚
Ｌ１２…第２板厚
Ｌ２１…溝の幅
Ｌ２２…各溝の間隔
Ｌ３１…ピッチ
Ｘ１…長手方向
Ｘ２…交差方向
１…溶接用裏当金
１０…折曲げ部
１１…溝
１１Ａ…第１溝
１１Ｂ…第２溝
１１Ｃ…第３溝
２０…角形鋼管
【図１】
2020019053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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