(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板載置面と、該薄板載置面に形成されて底面に不活性ガス噴出口が設けられた溝部と、を備え、前記薄板載置面の溝部側端縁が凹凸状となるように前記溝部の側壁に複数の凹部が形成されていることを特徴とする薄板溶接用裏当て金。
【請求項２】
前記凹部は、前記溝部と同じ深さであることを特徴とする請求項１に記載の薄板溶接用裏当て金。
【請求項３】
前記凹部は、前記溝部より浅い深さであることを特徴とする請求項１に記載の薄板溶接用裏当て金。
【請求項４】
前記凹部は、平面視円弧状の輪郭形状を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の薄板溶接用裏当て金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製薄板の突合せ溶接に用いる裏当て金に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＩＧ溶接のようなアーク溶接においては、図５に示すような裏当て金１０を用い、溶接される薄板の裏面に裏波ビードを形成させて溶接する溶接方法、溶接装置が知られている（特許文献１〜３、非特許文献１等）。
【０００３】
このような裏当て金（バックバーとも言う。）１０は、突合せ溶接される薄板Ｐ１，Ｐ２の突合せ部の下部に配置される溝部５が形成されているとともに、通常、バックシールと呼ぶ不活性ガス（主としてアルゴンガス）によるシールドガスを放出するガス噴出口４が溝部５の底面に開口している。溝部５は、溶融金属等から発生するガスやシールドガスの逃げ道を形成することにより、ブローホールやピットの発生を防ぐ。
【０００４】
裏当て金には、通常、熱伝導特性の良い銅が用いられ、その冷却作用を利用して過大な入熱による裏波ビード幅の増大を抑制するとともに、裏当て金と裏波ビードが溶着するのを防ぎ、さらに溶接熱によって生じるひずみをも低減させる狙いがあるとされている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０１４８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２３００号公報
【特許文献３】特開２００１−３４０９６７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】横尾尚志、三田常夫、渡辺潔著、日本溶接協会監修、「＜溶接の入門シリーズ＞７  ティグ溶接入門」、第３版、産報出版株式会社、１９９８年３月１０日、ｐ．９５〜１０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の裏当て金は、一般に、図６に示すように、溝部幅Ｘ１が広くなると、突き合わせた薄板Ｐ１、Ｐ２が溶接時に熱歪により互いに上下にずれる所謂段付きが生じやすくなるため、段付きを無くすには出来るだけ溝部幅Ｘ１が狭い方が望ましいが、その一方で、溝部幅Ｘ１が狭くなると、図７に示すように、ビードＢの裏回りが不十分となりやすく、また、裏当て金への熱伝導による薄板材の冷却速度が増して溶接個所に冷却割れを生じやすくなるという問題がある。なお、図６において符号１１は押え金具を示す。
【０００８】
そこで、本発明は、冷却速度を遅らせることにより冷却割れを抑えるとともに、熱歪を抑制して段付きの発生を抑え得る、金属製薄板の突合せ溶接用裏当て金を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る薄板溶接用裏当て金は、薄板載置面と、該薄板載置面に形成されて底面に不活性ガス噴出口が設けられた溝部と、を備え、前記薄板載置面の溝部側端縁が凹凸状となるように前記溝部の側壁に複数の凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記凹部は、前記溝部の長さ方向にわたって複数形成されていることが好ましい。
【００１１】
前記凹部は、前記溝部と同じ深さとすることが好ましいが、前記溝部より浅い深さであっても良い。
【００１２】
前記凹部は、平面視円弧状の輪郭形状を有していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
凹部を形成することにより、溝部幅を狭めても、凹部が形成されていない部分で被溶接金属製薄板を受けることができるため、熱歪による段付きの発生を抑制するとともに、凹部が形成されている部分では冷却速度を遅らせることにより冷却割れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る薄板溶接用裏当て金の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る薄板溶接用裏当て金の第２実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る薄板溶接用裏当て金の第３実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る薄板溶接用裏当て金の第４実施形態を示す斜視図である。
【図５】従来の薄板溶接用裏当て金を示す斜視図である。
【図６】突合せ溶接時の熱歪による段付き状態を部分拡大図とともに模式的に示す断面図である。
【図７】溶接不良の状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る薄板溶接用裏当て金の実施形態について、以下に図１〜図４を参照して説明する。なお、全図を通して同様の構成部分には同符号を付した。
【００１６】
図１に示すように、薄板溶接用裏当て金１は、薄板載置面２と、薄板載置面２に形成されて底面３に不活性ガス噴出口４が設けられた溝部５と、を備え、薄板載置面２の溝部側端縁２ａが凹凸状となるように溝部５の側壁に複数の凹部５ａが形成されている。
【００１７】
凹部５ａは、溝部５の長さ方向にわたって規則的に配列されて形成されている。隣り合う凹部５ａ，５ａの間には、薄板載置面２の溝部側端縁２ａに凸状部２ａ１が形成されており、その凸状部２ａ１を輪郭とする薄板載置面２の領域によって、突合せ溶接される薄板Ｐ１、Ｐ２（仮想線で示す。）を支持することができる。
【００１８】
凹部５ａは、溝部５の深さＤと同じ深さとすることが好ましいが、図２に示すように、溝部５より浅い深さとすることもできる。図２の裏当て金１では、凹部５ａの幅寸法ｗも、図１の凹部５ａの幅寸法Ｗより小さくなっている。
【００１９】
凹部５ａは、図１及び図２に示す例では線対称に配列されているが、図３に示すように互い違いに配列しても良い。
【００２０】
図１〜図３に示す例においては、凹部５ａは平面視円弧状の輪郭形状とされている。斯かる円弧形状は、切削ドリルを用いて容易に切削加工できるため加工性の観点から好ましいが、平面視において角状、半楕円状等の他の形状とすることもできる。
【００２１】
薄板溶接用裏当て金１は、銅、黄銅（真鍮）、ステンレス等で形成することができるが、ＭＳＰ１材のように特に溶接しにくい材料には黄銅が適している。
【００２２】
薄板溶接用裏当て金１は、図１及び図２に示した例では、ひと固まりの金属ブロックから形成され、不活性ガス噴出口４が複数の穿孔によって形成されているが、細長いスリット状とすることもできるし、図４に示すように、薄板溶接用裏当て金１を一対のブロック１Ｘ、１Ｙによって形成し、両ブロック１Ｘ、１Ｙの間に隙間を設けてその隙間（スリット）を不活性ガス噴出口４とすることもできる。ブロック１Ｘ，１Ｙは、図示省略の固定用ボルト孔が設けられ、図示しない溶接テーブル等にボルトで固定され得る。
【００２３】
上記構成の薄板溶接用裏当て金１によれば、凹部５ａを形成しつつ薄板載置面２の両側の溝部側端縁２ａの凸状部２ａ１の間隔Ｘを狭くすることにより、薄板Ｐ１，Ｐ２の突合せ溶接時には、薄板載置面２の凸状部２ａ１の領域で、突合された薄板Ｐ１，Ｐ２を支持して熱歪による段付きの発生を抑制するとともに、凹部５ａの箇所では薄板溶接用裏当て金１と薄板Ｐ１，Ｐ２との接触がなく、薄板Ｐ１，Ｐ２から薄板溶接用裏当て金１への熱伝導がないため、薄板Ｐ１，Ｐ２の冷却速度を遅らせることにより冷却割れを抑制することができる。
【００２４】
従って、凹部５ａの形状及び寸法、及び凸状部２ａ１の形状及び寸法は、突合せ溶接される薄板の冷却速度や熱歪による段付き抑制効果に影響を与えることから、これらの形状及び寸法は、突合せ溶接されるべき薄板の素材や板厚等に応じて適宜変更され得る。
【００２５】
図５に示す従来タイプの裏当て金では段付きや割れが生じて適切な突合せ溶接ができなかったＭＳＰ１材も、図１及び図２に示した形状の本発明に係る裏当て金では、段付きや割れの無い突合せ溶接ができることが確認された。
【符号の説明】
【００２６】
１  薄板溶接用裏当て金
２  薄板載置面
２ａ  溝部側端縁
３  底面
４  不活性ガス噴出口
５  溝部
５ａ  凹部
【要約】
【課題】  本発明は、冷却速度を遅らせることにより冷却割れを抑えるとともに、熱歪を抑制して段付きの発生を抑え得る、金属製薄板の突合せ溶接用裏当て金を提供する。
【解決手段】  薄板載置面２と、該薄板載置面２に形成されて底面３に不活性ガス噴出口４が設けられた溝部５と、を備え、前記薄板載置面２の溝部側端縁が凹凸状となるように前記溝部５の側壁に複数の凹部５ａが形成されている。前記凹部は、好ましくは、平面視円弧状の輪郭形状を有している。
【選択図】  図１【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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