(57)【要約】【課題】アーク溶接によって母材同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にする溶接用エンドタブおよび溶接方法を提供することを目的とする。【解決手段】第１の母材３をアーク溶接によって第２の母材５に接合する際に使用される非鉄製の溶接用エンドタブ１Ａにおいて、第１の母材３の開先面７ａに連なり、且つ溶接線Ｌに沿って延在する開先延長面１９が形成された延長壁部２１と、開先延長面１９の終端で、溶接線Ｌの延長線ＥＬに交差するように延長壁部２１から突き出して設けられた湯止まり壁部２５と、を備える。溶接用エンドタブ１Ａを利用することで、溶接の開始点を開先延長面１９上にシフトでき、開始点で生じやすい溶込不良などを第１の母材３の外側に逃がすことができ、第１の母材３と第２の母材５との溶接継手１１は健全な状態で接合される。【選択図】図２
2010115707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の母材の開先面が形成された縁部に裏当材を当てた状態で、その縁部をアーク溶接によって第２の母材に接合する際に、溶接線の始点側及び終点側の少なくとも一方側で、前記第１の母材に当接されて使用される非鉄製の溶接用エンドタブにおいて、
前記第１の母材の開先面に連なり、且つ溶接線に沿って延在する開先延長面が形成された延長壁部と、
前記開先延長面の終端で、前記溶接線の延長線に交差するように前記延長壁部から突き出して設けられた湯止まり壁部と、を備えたことを特徴とする溶接用エンドタブ。
【請求項２】
前記開先延長面は、前記開先面と同一面上に存在することを特徴とする請求項１記載の溶接用エンドタブ。
【請求項３】
前記開先延長面は、前記開先面に面一に連なることを特徴とする請求項１記載の溶接用エンドタブ。
【請求項４】
前記湯止まり壁部は、直線状の線分を介して前記開先延長面に接する湯止まり面を有し、
前記湯止まり面は、前記裏当材側の下端に比べて上端の方が前記第１の母材から離れるように開いた傾斜面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の溶接用エンドタブ。
【請求項５】
第１の前記延長壁部及び第１の前記湯止まり壁部を有する表部分と、第２の前記延長壁部及び第２の前記湯止まり壁部を有する裏部分とを備え、
前記表部分と前記裏部分とは、同一形状で一体的に設けられ、且つ前記表部分と前記裏部分とを分けた場合の仮想境界面の中心に対して点対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の溶接用エンドタブ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載の溶接用エンドタブを使用した溶接方法において、
第１の母材の開先面が形成された縁部に裏当材を当てた状態で、その縁部を第２の母材に向けて配置し、前記溶接用エンドタブを溶接線の始点及び終点に配置し、前記溶接線の始点側に配置された前記溶接用エンドタブの前記開先延長面に狙いを定めて溶接を開始した後、前記溶接線に沿って終点に向けて溶接を行い、前記溶接線の終点側に配置された前記溶接用エンドタブの前記開先延長面上で溶接を終了することを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接を行う際に、溶接線の始点または終点の処理を的確に行うことができる非鉄製の溶接用エンドタブおよび該溶接用エンドタブを使用した溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接継手の始終端部においては溶接アークが不安定な状態なので溶接を開始する溶接線の始点側に溶込み不良やブローホールが発生しやすく、また終点側でもクレータ割れが発生しやすい。これらの溶接欠陥を、溶接線を延長して継手の外側に排除するために、鋼製のエンドタブが使用されている。しかしながら、鋼製のエンドタブでは、本溶接の前に母材との間で鋼製のエンドタブをタック溶接して仮止めする必要があり、タック溶接がショートビードとなって自由端部が硬化する危険もあった。
【０００３】
さらに、鋼製のエンドタブは溶接量も多く溶接作業時間も多くかかることや溶接線の端部に湯止まりが無いため、作業終了端面の仕上がりは悪く、内装の仕上げでは邪魔であり、また鋼製であるがため溶接で母材と融合してしまう。鋼製のエンドタブは残しておくと応力集中や疲労荷重を受ける箇所などが生じるなどの悪影響があり、鋼製のエンドタブを使用した場合には、鋼製のエンドタブを切断し、さらに、グラインダーで仕上げの処理をする必要があった。
【０００４】
従って、鋼製のエンドタブの作業性の欠点を改良するべく代替エンドタブまたは固形タブ（以下、「代替タブ」と称す）と呼ばれる公知の技術が実施されている（特許文献１参照）。これらの代替タブは、例えばセラミック製であり、母材との融合が発生しないため、溶接後は母材から簡単に取り外すことができ、応力集中や疲労荷重を受ける箇所が出現しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８２９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の代替タブを使用した場合、溶接継手内の主要な溶接線上の始終点では不安定なアークとなるため、この始終点で溶込不良やブローホールが残りやすい。このような不具合を解消するために、例えば、バックステップ法にて溶接を行うことが提案されている。バックステップ法では、溶接線の始点側の端部よりも内側に数ｍｍ程度入った位置から溶接を開始して外側の端部にむけて溶接を行い、外側の端部で折り返して今度は溶接線に沿って逆方向に溶接を行う。さらに、終点に到達すると、この終点から数ｍｍ程度後戻りして溶接を完了する。しかしながら、バックステップ法を利用したとしても、終点から僅かに戻った部分で必ずクレータが形成されてしまい、不健全部が継手内に残ってしまう。従って、アーク溶接によって母材同士を接合する際に代替タブを利用したとしても、溶接の不具合が継手内に残るので継手不良を解消するのは困難であり、その不具合を溶接技術で解消するためには高度な溶接技術が要求され、溶接に従事する技能者全てに期待するのは無理であった。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、アーク溶接によって母材同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にする溶接用エンドタブおよび溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の母材の開先面が形成された縁部に裏当材を当てた状態で、その縁部をアーク溶接によって第２の母材に接合する際に、溶接線の始点側及び終点側の少なくとも一方側で、第１の母材に当接されて使用される非鉄製の溶接用エンドタブにおいて、第１の母材の開先面に連なり、且つ溶接線に沿って延在する開先延長面が形成された延長壁部と、開先延長面の終端で、溶接線の延長線に交差するように延長壁部から突き出して設けられた湯止まり壁部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る溶接用エンドタブは、アーク溶接を行う際に、溶接線の始点側及び終点側の少なくとも一方側で第１の母材に当接されて配置される。第１の母材を第２の母材に接合する際には、始点側から終点側に向けて溶接線に沿った溶接が行われる。溶接用エンドタブを始点側に配置している場合には、溶接の開始点を第１の母材の端部よりも外側の位置、すなわち、延長壁部の開先延長面上にまでシフトすることができる。その結果として、開始点で溶込不良やブローホールなどが発生したとしても、その不具合は、第１の母材の端から外れ、第１の母材と第２の母材との溶接継手は健全な状態で接合される。同様に、溶接用エンドタブを溶接線の終点側に配置している場合には、溶接の終了点を第１の母材の端部より外側の位置、すなわち、延長壁部の開先延長面上にまでシフトすることができる。その結果として、終了点で溶込不良やブローホールなどが発生したとしても、その不具合は、第１の母材の端から外れ、第１の母材と第２の母材との溶接継手は健全な状態で接合される。さらに、溶接用エンドタブには、湯止まり壁部が設けられているため、高度な練度を要することなく溶接線の止端部の形状を整えることができる。さらに、溶接用エンドタブは非鉄製であるため、第１の母材と第２の母材とを接合した後には簡単に取り外しでき、応力集中も生じ難く、切断などの仕上げ処理は不要である。以上により、本発明によれば、アーク溶接によって母材同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にする。
【００１０】
さらに、開先延長面は、開先面と同一面上に存在すると好適である。第１の母材の開先面から外側にはみ出したビードの部分は、第１の母材の開先面と開先延長面とが同一面上に存在するので、健全な接合に有効である。
【００１１】
また、開先延長面は、開先面に面一に連なると好適である。第１の母材の開先面から外側にはみ出したビードの部分は、第１の母材の開先面と開先延長面とが面一なので、段差は無くなり、健全な接合に有効である。
【００１２】
さらに、湯止まり壁部は、直線状の線分を介して前記開先延長面に接する湯止まり面を有し、湯止まり面は、裏当材側の下端に比べて上端の方が第１の母材から離れるように開いた傾斜面であると好適である。傾斜面は上端の方が開いているため、溶接の開始点を狙いやすくなり、溶接欠陥の発生を効果的に抑え、且つ、作業性が向上する。
【００１３】
さらに、第１の延長壁部及び第１の湯止まり壁部を有する表部分と、第２の延長壁部及び第２の湯止まり壁部を有する裏部分とを備え、表部分と裏部分とは、同一形状で一体的に設けられ、且つ表部分と裏部分とを分けた場合の仮想境界面の中心に対して点対称に配置されていると好適である。この構成によれば、表部分と裏部分とを使い分けることで、例えば、表部分を始点側に用い、裏部分を終点側に用いることができて利便性が向上する。
【００１４】
また、本発明は、上記の溶接用エンドタブを使用した溶接方法において、第１の母材の開先面が形成された縁部に裏当材を当てた状態で、その縁部を第２の母材に向けて配置し、溶接用エンドタブを溶接線の始点及び終点に配置し、溶接線の始点側に配置された溶接用エンドタブの開先延長面に狙いを定めて溶接を開始した後、溶接線に沿って終点に向けて溶接を行い、溶接線の終点側に配置された溶接用エンドタブの開先延長面上で溶接を終了することを特徴とする。本発明によれば、アーク溶接の開始点および終了点で溶込不良やブローホールなどが発生したとしても、その不具合は、溶接用エンドタブの開先延長面上に生じることとなり、第１の母材の端部からは外れ、第１の母材と第２の母材との溶接継手は健全な状態で接合される。その結果として、アーク溶接によって母材同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アーク溶接によって母材同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る溶接用エンドタブの斜視図である。
【図２】本実施形態に係る溶接用エンドタブを設置した状態を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る溶接用エンドタブを仮想境界面で切断し、表部分と裏部分とに分割した状態を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る溶接用エンドタブの正面と背面を示し、（ａ）は図１のＡ１矢視図であり、（ｂ）は図１のＡ２矢視図である。
【図５】本実施形態に係る溶接用エンドタブの側面を示し、（ａ）は図１のＢ１矢視図であり、（ｂ）は図１のＢ２矢視図である。
【図６】本実施形態に係る溶接用エンドタブの平面と底面を示し、（ａ）は図１のＣ１矢視図であり、（ｂ）は図１のＣ２矢視図である。
【図７】溶接用エンドタブを所定位置に設置した状態を示し、（ａ）は第１の溶接用エンドタブを拡大して示す斜視図であり、（ｂ）は第２の溶接用エンドタブを拡大して示す斜視図である。
【図８】アーク溶接のスタート開始時を示す図である。
【図９】第１の母材の両端に第１及び第２の溶接用エンドタブを配置してアーク溶接を行っている状態を示す平面図である。
【図１０】第１の母材の両端に従来の鋼製エンドタブを配置してアーク溶接を行っている状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【図１１】第１の母材の両端に従来の代替タブを配置してアーク溶接を行っている状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。
【図１２】アーク溶接を行う際に生じやすい溶接欠陥及び溶接欠陥の位置を説明するための図であり、（ａ）はアークスタート時の初層部での溶接欠陥を示す図であり、（ｂ）は表層部でのクレータを示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る溶接用エンドタブを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る溶接用エンドタブの斜視図であり、図２は、第１の母材の縁部に溶接用エンドタブを当接させて配置した状態を示す斜視図である。また、図３は、溶接用エンドタブを仮想の境界面で切断した状態を示す斜視図である。また、図４は、溶接用エンドタブの正面または背面を示し、（ａ）は図１のＡ１矢視図であり、（ｂ）は図１のＡ２矢視図である。また、図５は、溶接用エンドタブの側面を示し、（ａ）は図１のＢ１矢視図であり、（ｂ）は図１のＢ２矢視図である。また、図６は、溶接用エンドタブの平面及び底面を示し、（ａ）は図１のＣ１矢視図であり、（ｂ）は図１のＣ２矢視図である。
【００１８】
図２に示されるように、例えば、鋼材からなる梁部材などの第１の母材３を柱状のＨ形鋼などからなる第２の母材５に接合する際には、突き合わせ溶接などのアーク溶接が行われる。第１の母材３は、開先面７ａが形成された縁部７を有し、第１の母材３は、縁部７を第２の母材５に向けて突き当てるように配置される。第１の母材３の縁部７には、鋼材からなるプレート状の裏当材９が裏側から当てられ、開先面７ａの長手方向に沿ってアーク溶接が行われる。アーク溶接によって第１、第２の母材３，５及び裏当材９が融合して接合され、溶接継手１１が形成される。開先面７ａの長手方向に沿った領域は溶接ビードが形成される溶接線Ｌとなる。
【００１９】
溶接線Ｌの始点Ｌａや終点Ｌｂでは、溶接欠陥やブローホールが残りやすい。この溶接欠陥やブローホールを溶接継手１１内ではなく、外側に逃がすようするために溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂが用いられる。本実施形態では、二つの溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂを用意し、一方（第１）の溶接用エンドタブ１Ａを溶接線Ｌの始点Ｌａ側に配置し、他方（第２）の溶接用エンドタブ１Ｂを溶接線Ｌの終点Ｌｂ側に配置しており、始点Ｌａ側の溶接用エンドタブ１Ａを狙ってアーク溶接が開始される。なお、溶接用エンドタブ１Ａと溶接用エンドタブ１Ｂとは同一の形状および構成からなるため、以下の説明では、溶接用エンドタブ１Ａを中心にして説明し、溶接用エンドタブ１Ｂの詳細説明は省略する。
【００２０】
溶接用エンドタブ１Ａは、ブロンズ系、セラミックス系またはフラックス系などからなる非鉄製の耐火物からなるが、アーク溶接の際に溶融しない耐熱性の材料で有れば他の素材を利用することもできる。なお、セラミックス系とは、概ね焼結温度が１０００℃以上のもの、フラックス系とは、概ね１０００℃未満で焼結された素材を意図している。
【００２１】
溶接用エンドタブ１Ａは、仮想の直方体Ｒｅ（図１参照）の一対の対角部分をそれぞれ同一形状にて切り欠いたような形状をなし、対角部分それぞれに二つの傾斜面が形成されている。説明の便宜上、一方の対角部分を含む半片を表部分１７と称し、他方の対角部分を含む半片を裏部分３０と称する。表部分１７と裏部分３０とは（図３参照）、仮想の境界面（仮想境界面）Ｓで切断した場合に同一形状となる。さらに、仮想の境界面Ｓは長方形となり、表部分１７と裏部分３０とは、境界面Ｓの中心に対して点対称となるように配置されている。すなわち、図３〜図５に示されるように、境界面Ｓの中心Ｃに対して正面と背面とが点対称となり、左面と右面とが点対称となり、平面と底面とが点対称となる。このように表部分１７と裏部分３０とが同じ形であり、同じ機能を発揮できるので、一つの溶接用エンドタブ１Ａで２回以上の使用が可能であり、利便性が向上する。
【００２２】
溶接用エンドタブ１Ａには、裏当材９上に載置される第１及び第２の載置面１３Ａ，１３Ｂが形成され、また、アーク溶接の際に第１の母材３に突き当てられる第１及び第２の当接面１５Ａ，１５Ｂが形成されている。第１及び第２の載置面１３Ａ，１３Ｂは境界面Ｓの中心Ｃに対して点対称であり、また、第１及び第２の当接面１５Ａ，１５Ｂは境界面Ｓの中心Ｃに対して点対称である。
【００２３】
表部分１７に形成された二つの傾斜面は互いに交差するように繋がっており、一方の傾斜面が開先延長面１９となり、他方の傾斜面が湯止まり面２３となる。開先延長面１９は、第１の当接面１５Ａに繋がっており、第１の当接面１５Ａを第１の母材３の縁部７に突き当てた際に、第１の母材３の開先面７ａと同一面上に存在するような勾配、特に、面一に連なるような勾配を有する。開先延長面１９が形成された部位が延長壁部２１となる。第１の母材３の開先面７ａと開先延長面１９とが同一面上に存在するので、健全な接合に有効であり、特に、開先面７ａと開先延長面１９とが面一に連なるため、第１の母材３の開先面７ａから外側にはみ出したビードの部分は、段差は無くなり、健全な接合に有効である。
【００２４】
開先延長面１９の溶接線Ｌに沿った方向の幅（以下、「延長幅」という）は、例えば、第１の母材３の厚さの約２倍もしくは１０ｍｍ以上とし、好ましくは、２倍もしくは１５ｍｍ以上、特に好ましくは２倍もしくは２０ｍｍ以上、とりわけ好ましくは２倍もしくは２５ｍｍ以上とする。延長幅を、このような寸法にすることの利点について説明する。バックステップ法での溶接を行った場合には、終点Ｌｂで折り返してクレータ処理を行う必要がある。クレータ処理を行う場合は、円形、楕円形に限らず必ず溶融池が形成されてしまう。溶接用エンドタブ１Ａの表層部では、不安定なアーク状態になったり、クレータ収縮が生じたりする。溶接が終了してアークを止めると、その途端に溶接した部分が外周から冷え込み、熱収縮が起こる。この熱収縮は、最後に中心が冷え固まる時に最大となり大きな窪みとなる。この現象がクレータ収縮である。クレータＣｒ（図１２（ｂ）参照）には割れが発生し易いことからも、クレータ収縮は第１の母材３の外側で的確に処理（クレータ処理）しなければならない。本実施形態では、上述の延長幅を採用することで、クレータ収縮を第１の母材３の外側で行わせる十分なスペースを確保できる。
【００２５】
湯止まり面２３は、開先延長面１９の終端、すなわち、第１の当接面１５Ａとは逆側の端で、直線状の線分を介して開先延長面１９に接するように連なっている。湯止まり面２３が形成された部位は湯止まり壁部２５であり、湯止まり壁部２５は、延長壁部２１から溶接線Ｌの延長線ＥＬに交差するように突き出して設けられている。湯止まり壁部２５は、裏当材９上に載置される第１の載置面１３Ａ側（下端側）の幅が、第２の載置面１３Ｂ側（上端側）の幅よりも広くなっている。その結果として、湯止まり面２３は、上端側が下端側に比べて第１の母材３から離れるように開いた傾斜面になっている。
【００２６】
湯止まり面２３が上端側で開いているような傾斜面であるため、裏当材９から垂直に立ち上がっている場合に比べて、初層の溶接トーチ４１（図８参照）の狙い操作が容易になり、不整端面防止になり、さらにはシールドガスの抜け道も広がる。さらに、溶接完了後の端面の不整も、上層の溶接が下層の溶接を覆い込む形で重なるため、結果として良好な端面の仕上がりを作りやすくなる。なお、湯止まり面２３が上端側で開いているような傾斜面とすることで、種々の利点を享受できるが、本発明は湯止まり面２３が傾斜面である場合に限定されず、裏当材９から垂直に立ち上がっている態様も含まれる。
【００２７】
裏部分３０は、表部分１７と同一の形状であり、開先延長面３１が形成された延長壁部３３と湯止まり面３５が形成された湯止まり壁部３７とを有し、湯止まり壁部３７は、所定位置に設置された際に、延長壁部３３から溶接線Ｌの延長線ＥＬに交差するように突き出して設けられている。なお、表部分１７の延長壁部２１は第１の延長壁部に相当し、さらに、湯止まり壁部２５は第１の湯止まり壁部に相当する。また、裏部分３０の延長壁部３３は第２の延長壁部に相当し、さらに、湯止まり壁部３７は第２の湯止まり壁部に相当する。
【００２８】
図７および図９に示されるように、第１の母材３の開先面７ａを左右から挟むようして第１の溶接用エンドタブ１Ａと第２の溶接用エンドタブ１Ｂとが配置される。第１の溶接用エンドタブ１Ａと第２の溶接用エンドタブ１Ｂとは、板ばねなどを利用した押え金具（図示せず）を利用して、所定位置に設置されている。第１の溶接用エンドタブ（図６（ａ）参照）１Ａは、表部分１７が利用されて溶接線Ｌの始点Ｌａ側に配置され、第２の溶接用エンドタブ（図６（ｂ）参照）１Ｂは、裏部分３０が利用されて溶接線Ｌの終点Ｌｂ側に配置される。
【００２９】
始点Ｌａ側の第１の溶接用エンドタブ１Ａは、表部分１７が開先面７ａに並ぶように裏当材９に載せられ、第１の当接面１５Ａが第１の母材３に突き当てられる。この状態で、表部分１７の開先延長面１９は開先面７ａに面一に連なる。溶接用エンドタブ１Ａを所定位置に設置すると、開先延長面１９、湯止まり面２３、裏当材９及び第２の母材５の壁面によって袋小路状の領域が形成される。
【００３０】
終点Ｌｂ側の第２の溶接用エンドタブ１Ｂは、始点Ｌａ側の溶接用エンドタブ１Ａを裏返したような状態で配置され、裏部分３０が開先面７ａに並ぶように裏当材９に載せられ、第２の当接面１５Ｂが第１の母材３に突き当てられる。この状態で、裏部分３０の開先延長面３１は開先面７ａに面一に連なる。溶接用エンドタブ１Ｂを所定位置に設置すると、開先延長面３１、湯止まり面３５、裏当材９及び第２の母材５の壁面によって袋小路状の領域が形成される。
【００３１】
アーク溶接を開始する際には、始点Ｌａ側の第１の溶接用エンドタブ１Ａの開先延長面１９と湯止まり面２５とが交わる隅の位置を狙ってアーク溶接が開始される（図８参照）。その後、溶接トーチ４１は開先延長面１９及び開先面７ａの長手方向（溶接線Ｌ）に沿って終点Ｌｂ側に移動される。終点Ｌｂでは、溶接トーチ４１は第１の母材３から外側に外れ、第２の溶接用エンドタブ１Ｂの袋小路領域内にまで達する。溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂを利用することで、溶接線Ｌの始点Ｌａ側及び終点Ｌｂ側で生じやすい溶接不良やブローホールを溶接継手１１の外側に逃がすことができ、さらに、溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂは溶接継手１１から簡単に取り外しできるので溶接線Ｌの端部で母材３と融合しないから応力集中の発生を抑え、後の仕上げ処理も不要となる。
【００３２】
次に、溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂを利用する際の利点を従来のエンドタブと比較しながら具体的に説明する。まず、従来の鋼製のエンドタブ（以下、「鋼製エンドタブ」という）１００について説明する。図１０は、鋼製エンドタブ１００を利用してアーク溶接を行う場合の説明図であり、（ａ）は第１の母材３の両側に鋼製エンドタブ１００を配置した状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。なお、図１０（ａ）では、溶接トーチの軌道を矢印で示しており、バックステップ法を利用してアーク溶接を行う状態を示している。
【００３３】
鋼製エンドタブ１００は突き合わせ溶接の端部処理の基本的な考え方に基づくものであり、鋼製エンドタブ１００を取り付ける際には、タック溶接で母材３や裏当材９を仮止めしなければならない。鋼製エンドタブ１００は、開先面７ａに面一となる傾斜面１００ａを有するブロックであり、仮止めは、原則開先面７ａ以外のところでタック溶接にて取り付けを行うが、母材３の開先面７ａと傾斜面１００ａとの間の部分Ｐ１のみでタック溶接が許されている。ここで、母材３の開先面７ａと傾斜面１００ａとの間の部位Ｐ１は、溶接完了時に本溶接の一部となるため、仮止めと言えどもショートビードで急熱急冷を避けなければならない部位である。さらに、鋼製エンドタブ１００は溶接完了時に融合され、鋼製エンドタブ１００で応力集中を生じるために応力集中による破損を避ける必要があり、溶接完了後は、鋼製エンドタブ１００を切断して仕上げ処理を施す必要がある。さらに、鋼製エンドタブ１００は湯止まり壁となる部分を備えていないため、運棒の技術で溶着金属だけを利用して接合線の止端部を整えなければならないが、そのような処理は非常に難しく高度な練度を要してしまう。
【００３４】
鋼製エンドタブ１００に比較して本実施形態に係る溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂでは、押え金具での拘束によって所定位置に設置でき仮止めは不要であるため悪影響である急熱急冷現象は起こらない。さらに、溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂは、セラミックなどの非鉄製の耐火物であるため、本溶接完了後は、押え金具を外すことで簡単に剥離でき、結果として残るのは、母材３から突き出したビードの部分だけである。そのため、鋼製エンドタブ１００を利用した場合のように応力集中は発生せず、繰り返し荷重を受ける部位でも構造上の問題は無い。さらに、仕上げ処理は不要となり、溶接作業に伴う作業効率も格段に向上する。さらに、溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂは湯止まり面２３，３５が形成された湯止まり壁部２５，３７を有するので、高度な練度を要することなく溶接線Ｌの止端部の形状を整えることができる。
【００３５】
次に、従来の代替タブについて説明をする。図１１は、代替タブ２００を利用してアーク溶接を行う場合の説明図であり、（ａ）は第１の母材３の両側に代替タブ２００を配置した状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。なお、図１１（ａ）では、溶接トーチの軌道を矢印で示しており、バックステップ法を利用してアーク溶接を行う状態を示している。
【００３６】
代替タブ２００はセラミック製等であり、タック溶接での仮止めは不要であり、鋼製エンドタブ１００の様な急熱急冷の問題が生じない点は評価できる。しかしながら、アークスタート時の溶接開始箇所が溶接継手２０３内であるため、アークスタート時の不安定な状態に起因して溶接継手２０３内に欠陥を引き起こす可能性が非常に高い（図１２（ａ）参照）。また、バックステップ法によって溶接線の終点を処理しようとした場合には、主要な溶接線の表層部にクレータＣｒが残ってしまい（図１２（ｂ）参照）良好で健全な溶接継手２０３を確保する事は非常に難しい。なお、図１２は、アーク溶接に伴う溶接欠陥の発生場所を説明するための図であり、（ａ）は、溶接開始時の初層に生じる溶接欠陥を示し、（ｂ）は表層部に生じるクレータを示している。
【００３７】
一方で本実施形態に係る溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂによれば、開先延長面１９，３１が形成された延長壁部２１，３３を有するので、例えば、溶接用エンドタブ１Ａを始点Ｌａ側に配置した場合には、溶接用エンドタブ１Ａの袋小路領域に初層Ｆｆの溶接開始点（溶接線の始点）Ｌａをシフトでき、アークスタート時の不安定な電圧電流で発生しやすい溶込み不良等をここに追い出す事ができる。さらに、溶接用エンドタブ１Ａでは、開先延長面１９，３１の溶接線Ｌ方向の幅は、例えば、第１の母材３の厚さの２倍または２５ｍｍ以上としている。そのため、例えば、溶接用エンドタブ１Ｂを終点Ｌｂ側に配置した場合には、溶接完了時に表層部に形成されるクレータＣｒを溶接用エンドタブ１Ｂの袋小路領域内に収めるようにして溶接継手１１の外に素直に形成でき、溶接初心者でも健全で安心な溶接を確保する事ができる。
【００３８】
図１２（ａ）に示されるように、初層Ｆｆのスタート時点での溶込み不良やブローホールなどの欠陥は、第１の母材３の開先面７ａ側よりも、溶接される側の母材、すなわち第２の母材５と裏当材９との接点で発生しやすい。この現象は、第２の母材５が裏当材９に対して垂直であり、且つ初層Ｆｆのルートギャップ幅が７ｍｍ程度と狭く、溶接技能者から見えにくい事も原因の一つである。しかしながら、溶接用エンドタブ１Ａでは、湯止まり面２３が上端側で広がるような傾斜面であるため、溶接技能者が溶接開始箇所を狙いやすく、従って、上述の溶込み不良やブローホールなどの欠陥は発生し難くなる。
【００３９】
さらに、本実施形態に係る溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂを利用した溶接により、溶接線Ｌを第１の母材３の溶接継手１１の外側まで延長できるので、非破壊検査（主として超音波探傷検査）も容易になる。超音波探傷検査は検査機器の性質上検査部位が、極端に探触子の近傍にあると不感帯となり正確な検査ができない。上述の代替タブ２００の場合は、第１の母材３から２〜３ｍｍ程度の距離で止まり壁を形成しているので正確な検査は不能であった。しかしながら、溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂでは、開先延長面１９，３１を有するので、溶接線Ｌを第１の母材３の溶接継手１１の外側、具体的には、第１の母材３の止端部分から２５ｍｍ程度離れた位置まで延長でき、溶接継手１１の母材端部の評価を正確に行うことが可能となる。
【００４０】
さらに、本実施形態に係る溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂの優位性について、例えば、開先延長面が溶接線に沿って平面状に延在することなく、開先延長面と湯止まり面とが湾曲に連続した状態で連なる形態（以下、「比較形態」という）に比較して説明する。比較形態の場合にも、本実施形態と同様に、応力集中の緩和は認められ、さらにトーチ操作が容易になる可能性はある。しかしながら、比較形態では、開先延長面が溶接線に沿って延在していないため、溶接線の端部を母材の外側に逃がすための領域を十分広くとることはできず、結果的に、初層のアークスタート時の欠陥や表層部のクレータ処理を行うことができない。一方で、溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂでは、開先延長面１９は、溶接線Ｌに沿って平面状に延在し、さらに、直線状の線分を介して屈曲するように湯止まり面２３に接し、互いに連なっている。その結果として、溶接線Ｌの端部を母材３の外側に逃がすための領域を広くとることが容易であり、アーク溶接によって母材３，５同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にすることができる。
【００４１】
（溶接方法）
次に、図９を参照して本実施形態に係る溶接方法について説明する。第１の母材３は、所定の勾配を有する開先面７ａが形成された縁部７を有する。この縁部７には、裏側から裏当材９が当てられて溶接によって仮止めされている。縁部７の長手方向の両端には、それぞれ上述の溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂが当接され、押え金具によって固定されている。第１の母材３の縁部７は、第２の母材５に向けて裏当材９が当接するように配置され、適宜、仮止めされて本溶接のための準備が完了する。
【００４２】
本実施形態では、アーク溶接による多層盛溶接によって第１の母材３と第２の母材５との接合が行われる。また、本実施形態では、バックステップ法を利用したアーク溶接を例示するが、湯止まり面２３または湯止まり面３５が裏当材９と接する部位を直接狙った溶接法でも良い。
【００４３】
最初に、溶接線Ｌの始点Ｌａ側に配置された第１の溶接用エンドタブ１Ａの開先延長面１９がある袋小路領域に狙いを定め、初層Ｆｆを形成すべくアーク溶接を開始する。この位置は、第１の母材３の縁部７の端から外側にずれた位置である。その後、溶接トーチ４１を移動させ、湯止まり面２３で溶接線Ｌの止端部をきれいに揃えた後、折り返して終点Ｌｂ側に向けて移動させ、開先延長面１９及び第１の母材３の開先面７ａに沿った溶接を行う。溶接線Ｌの終点Ｌｂ側では、第１の母材３の端から意図的に第２の溶接用エンドタブ１Ｂの開先延長面３１に逃げるように溶接を継続し、湯止まり面３５で溶接線Ｌの止端部をきれいに揃えた後、溶接用エンドタブ１Ｂの袋小路領域内で折り返し、溶接用エンドタブ１Ｂの開先延長面３３上の表層部でクレータ処理を行って溶接を終了する。
【００４４】
以上の溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂおよび溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂを用いた溶接方法によれば、溶接線Ｌの始点Ｌａおよび終点Ｌｂで溶込不良やブローホールなどが発生したとしても、その不具合は、第１の母材３の端からは外れ、第１の母材３と第２の母材５との溶接継手１１は健全な状態で接合される。その結果として、アーク溶接によって母材３，５同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にする。
【００４５】
本発明の他の実施形態に係る溶接用エンドタブ１Ｃについて、図１３を参照して説明する。溶接用エンドタブ１Ｃは、上述の溶接用エンドタブ１Ａと同様に、ブロンズ系、セラミックス系またはフラックス系などからなる非鉄製の耐火物からなり、裏当材９上に載置される第１及び第２の載置面５１Ａ，５１Ｂが形成され、また、アーク溶接の際に第１の母材３に突き当てられる第１及び第２の当接面５２Ａ，５２Ｂが形成されている。なお、溶接用エンドタブ１Ｃでは、載置面５１Ａ，５１Ｂ同士の幅は１７ｍｍ程度の薄型のものであるが、例えば、４０ｍｍ以上の厚型のものとすることも可能である。
【００４６】
また、溶接用エンドタブ１Ｃは、仮想境界面Ｓで切断した場合に同一形状となる表部分５０と裏部分６０とを有し、表部分５０と裏部分６０とは、仮想境界面Ｓの中心に対して点対称となるように配置されている。なお、表部分５０と裏部分６０とは同じ形であり、同じ機能を発揮できるので、一つの溶接用エンドタブ１Ｃで２回以上の使用が可能であり、利便性が向上する。以下、表部分５０を中心に説明し、裏部分６０の説明は省略する。
【００４７】
表部分５０は、第１の母材３の開先面７ａと同一面上に存在し、且つ溶接線Ｌに沿って延在する第１の傾斜面５１ａ及び第１の傾斜面５１ａに連なる第２の傾斜面５１ｂが形成された延長壁部５１と、第２の傾斜面５１ｂの終端で、溶接線Ｌの延長線に交差するように延長壁部５１から突き出して設けられた湯止まり壁部５２とを有する。
【００４８】
表部分５０を使用する態様において、第１の傾斜面５１ａは、溶接用エンドタブ１Ｃを第１の母材３に突き当てた際に、第１の母材３の開先面７ａと同一面上に存在し、且つ面取りを介して連なるような勾配を有する。本実施形態に係る第１の傾斜面５１ａの傾斜角度αは、裏当材９に当接される載置面５１Ａ，５１Ｂの法線に沿った直線に対して、例えば、３５度程度（勾配は５５度程度）となっている。第２の傾斜面５１ｂは、第１の傾斜面５１ａの傾斜角度αに比べて小さな傾斜角度（勾配）となっている。第１の傾斜面５１ａと第２の傾斜面５１ｂとで開先延長面５３が構成される。開先延長面５３の溶接線Ｌに沿った方向の幅（延長幅）は、例えば、第１の母材３の厚さの約２倍もしくは１０ｍｍ以上とし、好ましくは、２倍もしくは１５ｍｍ以上、特に好ましくは２倍もしくは２０ｍｍ以上、とりわけ好ましくは２倍もしくは２５ｍｍ以上とする。
【００４９】
湯止まり壁部５２には、開先延長面５３に連なる湯止まり面５２ａが形成されている。湯止まり面５２ａは、溶接線Ｌ（図９参照）の延長線ＥＬに直交する。また、湯止まり面５２ａ及び第２の傾斜面５１ｂの交線と、載置面５１Ａ，５１Ｂの法線に沿った直線との間の角度βは、例えば、１５度程度になる。
【００５０】
溶接用エンドタブ１Ｃは、上述の表部分５０と裏部分６０とが一体的に形成されてなる。また、溶接用エンドタブ１Ｃの縁部には、３ｍｍ程度の断面二等辺三角形が切り取られたような面取りが施されている。この面取りは、製造時に型から外し易くなるように、すなわち欠けにくくするために形成されるものであるが、溶接部と接する部分の面取りは、溶接部の応力集中を避けることができるという更なる効果を奏し、また、溶接後に取り外し易くなるという効果も奏する。
【００５１】
以上の溶接用エンドタブ１Ｃおよび溶接用エンドタブ１Ｃを用いた溶接方法によれば、上述の溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂおよび溶接用エンドタブ１Ａ，１Ｂを用いた溶接方法と同様に、アーク溶接によって母材３，５同士を接合する際の継手不良を抑制し、溶接技能者の練度に依存することなく、健全な接合を可能にする。
【００５２】
さらに、溶接用エンドタブ１Ｃによれば、開先延長面５３の第１の傾斜面５１ａは、開先面７ａと同一面上に存在するので、健全な接合に有効である。
【００５３】
本発明は、以上の実施形態のみに限定されず、例えば、母材同士の配置の態様は突き合わせ継手に限定されず、開先継手であってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…溶接用エンドタブ、３…第１の母材、５…第２の母材、７…縁部、７ａ…開先面、９…裏当材、１７，５０…表部分、１９，３１，５３…開先延長面、２１，３３，５１…延長壁部、２５，３７，５２…湯止まり壁部、２３，３５，５２ａ…湯止まり面、３０，６０…裏部分、Ｌ…溶接線、Ｌａ…始点、Ｌｂ…終点、ＥＬ…溶接線の延長線、Ｓ…仮想境界面、Ｃ…仮想境界面の中心。
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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