(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開先加工した母材の開先端面を別の母材に向かい合わせてその間に開先溝部を形成し、アーク溶接によって該開先溝部に溶融金属を充填して溶接を行う際に該開先溝部の底部を形成するように前記両母材に亘って配置される溶接用裏当て金であって、
前記開先溝部の長さに相当する長さで、鋼製であって、溶接後は、前記両母材に溶着される裏当て金本体、該裏当て金本体の少なくとも一方の端部から外方に延びるように設けられ、溶融金属の初層助走部を形成するための助走形成部、および前記裏当て金本体と助走形成部の臨界部の近接外側部分のみの裏面に幅方向に延びるように設けられ、溶接後の助走形成部の切り離しに利用できるとともに、地震等により助走形成部に発生することのある応力を母材に伝達させないための機能溝を備える溶接用裏当て金。
【請求項２】
前記機能溝が１本形成された請求項１の溶接用裏当て金。
【請求項３】
前記機能溝が複数形成された請求項１の溶接用裏当て金。
【請求項４】
前記機能溝が２本形成された請求項３の溶接用裏当て金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接用裏当て金に関し、さらに詳細には、ＭＡＧ(Metal Active Gas)溶接等のアーク溶接によって母材をその他の母材に溶接する際に用いられる溶接用裏当て金に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築鉄骨の組立において、自動アーク溶接機によって２つの母材例えば梁フランジを互いに溶接する場合、一方の梁フランジの端部は開先加工により傾斜端面即ち開先端面として形成され、他方の梁フランジの端面は垂直端面として成形される。これら双方の梁フランジは、一方の梁フランジの開先端面を他方の梁フランジの垂直端面に向かい合わせてその間に略Ｖ字形横断面の開先溝部を形成するように配置され、双方の梁フランジの端部底面間にはそこを跨るように溶接用裏当て金が適用されて該開先溝部の底部とされる。溶接用裏当て金は双方の開先溝部の長さより長く、このための溶接用裏当て金の両端部は双方の梁フランジの端部の側面から突出させられ、この突出させられた両端部上には開先溝部の端部を塞ぐようにエンドタブが配置される。
【０００３】
次に、自動アーク溶接機が作動させられ、これにより溶接ワイヤ用の送給ヘッドが開先溝部の一方の端部即ち第１の端部側に移動させられて所定高さに位置決めされる。次いで、送給ヘッドから溶接ワイヤが送給され、その先端が開先溝部の第１の端部側の底部に接触させられると、母材側と溶接ワイヤとの間には所定電圧が印加されているので、その間に過剰な短絡電流が流される。溶接ワイヤに短絡電流が流されると、その先端が加熱のために溶けてその間にアークが発生され、これにより溶接作業が開始されることになる。即ち、溶接ワイヤは送給ヘッドから所定の送り量で送給されつつ送給ヘッドは開先溝部の他方の端部側即ち第２の端部側に向かって移動させられ、これにより開先溝部の底部に溶融金属の初層即ち第１の溶融金属層が形成される。送給ヘッドが開先溝部の第２の端部側に到達すると、送給ヘッドは所定量だけ上昇させられ、次いで送給ヘッドの移動が反転させられる。即ち、送給ヘッドは開先溝部の第２の端部側からその第１の端部側に向かって移動させられ、これにより第１の溶融金属層上に第２の溶融金属層が形成される。このような溶接作業を繰り返すことにより、開先溝部内に溶融金属層が順次積層され、これにより該開先溝部内は溶融金属で充填されて溶接ビードが形成される。
【０００４】
なお、上述の例では、開先溝部の第１及び第２の端部間でアークを往復させつつ溶融金属層を順次積層しているが、第１の溶融金属層が形成された後にアークの発生を一旦停止させ、送給ヘッドを開先溝部の第２の端部側からその第１の端部側に戻し、そこで再びアークを発生させて開先溝部の第２の端部側に向かって溶接作業を再開して第１の溶融金属層上に第２の溶融金属層を形成してもよい。
【０００５】
上述したように溶融金属層が略Ｖ字形横断面となった開先溝部内で順次積層させられると、溶融金属層は上層になればなる程、溶融金属層の幅は増大することになる。従って、各溶融金属層の形成時にその厚さを均一にするために、送給ヘッドが開先溝部の第１及び第２の端部側間を移動させられるとき、送給ヘッドを開先溝部の幅方向に振動させることによりアークが開先溝部に沿ってジグザグ状に移行させられ、しかもそのようなアークのジグザク移行の振幅については溶融金属層が上層になるに従って次第に増大させられる。
【０００６】
ところで、以上で述べた従来のアーク溶接方法においては、溶接開始部（上述した従来例では、開先溝部の第１の端部側底部）に溶接欠陥が発生し易いことが問題となる。このような溶接欠陥の主要なものとしては、溶接開始個所、特にエンドタブに隣接した開先溝部の底部領域に発生する隙間が挙げられ、それは溶接開始時にアーク発生が不安定であることに起因し、また溶接開始時には母材やエンドタブの温度が低過ぎて該母材やエンドタブに対する溶融金属の溶込みが悪いということにも起因する。
【０００７】
特許文献１には、溶接開始時のアーク発生を安定化させるために、アーク溶接開始直後の電流電圧のバランスを適宜制御することにより溶接欠陥の発生を防止することが開示されているが、しかしアーク発生時の電流電圧のバランスを適正に制御することは比較的難しく面倒であることが問題となる。また、特許文献１には溶接開始時に母材等に対する溶融金属の溶込みを改善することについては何等言及されていない。
【特許文献１】特開２０００−１０２８６７
【０００８】
特許文献２には、２つの鋼管の端部に形成された開先端面を互いに接ぎ合わせるための円周多層盛アーク溶接方法であって、双方の鋼管の端部の内側面に沿って溝付き溶接用裏当て金を適用して該溝付き溶接用裏当て金の溝に良好な初期溶融溜めを形成する円周多層盛アーク溶接方法が開示されている。従って、この円周多層盛アーク溶接方法にはエンドタブが使用されることはない。要するに、特許文献２の開示技術は、上述したような溶接開始個所、特にエンドタブに隣接した開先溝部の底部領域に発生する隙間等の溶接欠陥とは無縁である。
【特許文献２】特公平０６−０１５１０４
【０００９】
特許文献３には、アーク溶接時に溶接初期電流値を定常電流値よりも高い値に設定して、溶接開始個所の温度を高めて母材に対する溶融金属の溶込みを改善することが開示されているが、しかし特許文献２には、上述したような溶接開始個所、特にエンドタブに隣接した開先溝部の底部領域に発生する隙間等の溶接欠陥の排除については何等言及していない。
【特許文献３】特開昭５７−０７９０７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、ＭＡＧ(Metal Active Gas)溶接等のアーク溶接によって母材をその他の母材に溶接する際に用いられる溶接用裏当て金であって、上述したような溶接開始個所、特にエンドタブに隣接した開先溝部の底部領域に発生する隙間等の溶接欠陥の発生を確実に排除し得るように構成された溶接用裏当て金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的は、下記の（１）〜（３）のいずれかの構成の本発明による溶接用裏当て金により達成される。
（１）
開先加工した母材の開先端面を別の母材に向かい合わせてその間に開先溝部を形成し、アーク溶接によって該開先溝部に溶融金属を充填して溶接を行う際に該開先溝部の底部を形成するように前記両母材に亘って配置される溶接用裏当て金であって、
前記開先溝部の長さに相当する長さで、鋼製であって、溶接後は、前記両母材に溶着される裏当て金本体、該裏当て金本体の少なくとも一方の端部から外方に延びるように設けられ、溶融金属の初層助走部を形成するための助走形成部、および前記裏当て金本体と助走形成部の臨界部の近接外側部分のみの裏面に幅方向に延びるように設けられ、溶接後の助走形成部の切り離しに利用できるとともに、地震等により助走形成部に発生することのある応力を母材に伝達させないための機能溝を備える溶接用裏当て金。
（２）
前記機能溝が複数形成された前記（１）の溶接用裏当て金。
（３）
前記機能溝が２本形成された前記（１）の溶接用裏当て金。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記したような溶融金属の初層を導入するための助走形成部を裏当て金に設け、ここから初層の溶融金属をスタートさせるので、初層のスタート部が良好に形成されるとともに、上記機能溝を設けたことにより、溶接後の助走形成部の切り離しが容易になるとともに、地震等により助走形成部に発生することのある応力を母材に伝達させないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による溶接用裏当て金の実施形態を示す斜視図である。
【図２】上記の実施形態の溶接用裏当て金を用いるアーク溶接方法の一工程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態による溶接用裏当て金１０を全体的に示した斜視図である。この溶接用裏当て金１０は、図２に示したように２つの母材１１及び１２を互いにアーク溶接するために用いられ、母材１１及び１２のそれぞれは梁フランジとして構成される。
【００１５】
梁フランジ１１の一端部には予め開先加工が施されて傾斜端面即ち開先端面１１ａとされている。梁フランジ１１はその開先端面１１ａが梁フランジ１２の垂直端面１２ａ（図２）と向かい合うように配置されて、その双方の端面１１ａ及び１２ａ間に略Ｖ字形横断面の開先溝部１３が形成される。
【００１６】
溶接用裏当て金１０は、アーク溶接によって開先溝部１３に溶融金属を充填して溶接を行う際に該開先溝部１３の底部を形成するように梁フランジ１１及び１２の下面に適用される。
【００１７】
溶接用裏当て金１０は、鋼で形成され、前記開先溝部１３の長さに相当する長さの裏当て金本体１０ａ、および該裏当て金本体１０ａの少なくとも一方の端部から外方に、該裏当て金本体１０ａと一体に延びるように設けられ、溶融金属の初層助走部を形成するための助走形成部１０ｂを備えている。前記裏当て金本体１０ａは、両母材１１、１２に溶着される。
【００１８】
そして、この溶接用裏当て金１０には、および前記裏当て金本体１２ａと助走形成部１２ｂの臨界部または助走形成部の前記臨界部の近接部分の裏面に幅方向に延びるように設けられた少なくとも１本の機能溝１４が形成されている（図には、２本のものを示した）。
【００１９】
この機能溝１４は、必要な場合に、溶接後の助走形成部１０ｂの切り離しに利用できるとともに、裏当て金本体１０ａおよび助走形成部１０ｂの一方に生じた応力を他方に伝達させないための機能を備えている。
【００２０】
前記の機能溝１４は、１本形成されることが最も好ましい。これは、溶接後に助走形成部を切り離すときに、切り離しやすいからである。
【符号の説明】
【００２１】
１０：溶接用裏当て金
１０ａ：裏当て金本体
１０ｂ：助走形成部
１１：梁フランジ
１１ａ：開先端面
１２：梁フランジ
１２ａ：垂直端面
１３：開先溝部
１４：機能溝
【図１】
0005548545.tif 000002
【図２】
0005548545.tif 000003