(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現場で組立てる貯槽側板の突合せ溶接継手において、側板材同士の下段側板材の上辺となる開先面の全体にわたる凸状部を設け、かつ上段側板材の下辺となる開先面の全体にわたる凹状部を設け、この下段側板材と上段側板材に対応する凸状部と凹状部を嵌合させて設置形成したことを特徴とする溶接継手の開先部。
【請求項２】
完全溶込み溶接を必要としない貯槽側板の突合せ溶接継手において、側板材同士の下段側板材の上辺となる開先面の全体にわたる凸状部を設け、かつ上段側板材の下辺となる開先面の全体にわたって前記凸状部と嵌合する凹状部を設けて形成し、当該側板材同士の凸状部と凹状部を嵌合させて設置し、開先部に外面溶接を施工し、前記凸状部と凹状部を削除する裏はつりを施工することなく凸状部と凹状部を残した状態で、開先部に内面溶接を施工することを特徴とする溶接施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、現場で組立てる貯槽側板における溶接継手の開先部と溶接施工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来一般に、貯槽の側板を上下ブロック状に積み上げて組立てる場合は図１２及び図１３に例示するように、側板材３ａ，３ｂの水平溶接継手４０の開先部５０の形状は、下段の側板材３ａは水平面に形成し上段の側板材３ｂは傾斜角度をつけて形成する「レ開先」や「Ｋ開先」の形状が採用されている。この開先部５０を現地で位置を合わせて調整する（肌合せをする）ためには、組立て用の専用治具６０として門形部材や押え部材など種々多数の取付部材（一部図示を省略）を必要とした。
【０００３】
溶接に関する技術として例えば特許文献１の特開平１１−１５６５９０号「溶接用裏当て」がある。この発明には、側板材を突合せて両面溶接する際に、開先部に設ける溶接用裏当てとして、開先部のルートエッジに当接する断面略円形状の当接材とこの当接材を開先部へ押し付ける押圧材とから形成した部材が開示され、さらにその開先部近傍に門形部材や押え部材などの取付部材が取付けられている
【０００４】
また、特許文献２の特開昭５５−１３３８８２号「横向サブマージ溶接の気泡欠陥防止法」には、上下に積み重ねた被溶接部材相互の水平突合せ継手部の横向サブマージ溶接において、上段被溶接部材の片側のルートエッジ部より、ルートフェースの一部を切除いて溶接線方向に連続したガス抜用切溝を設け、その後上記切溝を設けた側の初層溶接を行ない、次に裏はつり及び裏側の初層溶接を行って切溝を埋めることが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３の特開２００４−２６８０５２号「開先形状およびその溶接方法」には、２個の部材の突き合わせ溶接あるいは隅肉溶接等における、開先形状およびその溶接方法において、一方のパイプ又は板材の開先端部は、少なくとも一個の凸部を有するように加工し、他方の開先端部は、凸部がはまり合う凹部を有するように加工し、凸部と凹部とをはめ合わせた後、２個の部材を溶接することが開示されている。
【０００６】
さらにまた、特許文献４の特開２００６−２２６２５９号「排気マニホールドの接続構造」には、排気マニホールドの被接続端面を傾斜角２０〜４０度の傾斜面が少なくとも１．５往復するインロー構造とすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１５６５９０号公報
【特許文献２】特開昭５５−１３３８８２号公報
【特許文献３】特開２００４−２６８０５２号公報
【特許文献４】特開２００６−２２６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１２及び図１３に例示するように、従来一般に貯槽側板３の側板材３ａ，３ｂ同士を組立てる際には、水平溶接継手４０の開先部５０の近傍に種々多数の専用治具６０（一部図示を省略）の溶接仮付けを必要とした。また、この専用治具６０の撤去跡のグラインダーによる表面仕上げ処理、および補修溶接や検査などが煩雑で手間を要していた。さらに、開先部５０の側板同士の板面のくい違いによる段差や側板円周方向への位置ずれなど不具合の発生を回避する調整が面倒であった。加えて、組立完了後に開先面内にずれ防止を目的として所定ピッチで仮付け溶接を施工して固定していたが、その仮付け部分については裏はつりを深くしなければならず、裏はつり深さが均一にならないため自動溶接の障害となっていた。
【０００９】
特許文献１は、開先部に合わせた銅裏当ての設置が必要でかつその位置合わせが大変で、さらに門形部材や押え部材などの取付部材の取扱いに手間を要した。
【００１０】
特許文献２は、ルートフェースの一部を切除いてガス抜用切溝を設けることによって、溶接部の欠陥発生を防止することができるが、板材同士の開先部の位置合わせや専用治具の削減を意図するものではなかった。
【００１１】
特許文献３及び特許文献４は、比較的小規模の配管材や板材を片側から溶接する構造のもので、大規模の貯槽側板などの側板材同士を両側から施工する溶接継手部に適用するものではなかった。
【００１２】
この発明は上述のような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製作加工が簡単にできる開先部を設けた側板材を用いて、現場での溶接継手部の位置合わせと組立て及び溶接施工が簡単となる貯槽側板の溶接継手の開先部と溶接施工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の溶接継手の開先部は、現場で組立てる貯槽側板の突合せ溶接継手において、側板材同士の下段側板材の上辺となる開先面の全体にわたる凸状部を設け、かつ上段側板材の下辺となる開先面の全体にわたる凹状部を設け、この下段側板材と上段側板材に対応する凸状部と凹状部を嵌合させて設置形成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の溶接施工法は、完全溶込み溶接を必要としない貯槽側板の突合せ溶接継手において、側板材同士の下段側板材の上辺となる開先面の全体にわたる凸状部を設け、かつ上段側板材の下辺となる開先面の全体にわたって前記凸状部と嵌合する凹状部を設けて形成し、当該側板材同士の凸状部と凹状部を嵌合させて設置し、開先部に外面溶接を施工し、前記凸状部と凹状部を削除する裏はつりを施工することなく凸状部と凹状部を残した状態で、開先部に内面溶接を施工することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の溶接継手の開先部は、現場で組立てる貯槽側板の突合せ溶接継手において、側板材同士の下段側板材の上辺となる開先面の全体にわたる凸状部を設け、かつ上段側板材の下辺となる開先面の全体にわたる凹状部を設け、この下段側板材と上段側板材に対応する凸状部と凹状部を嵌合させて設置形成したので、組立て時に溶接部位の位置合わせと固定状態が確りとして、側板材同士の板面のくい違いによる段差や側板円周方向への位置ずれなど不具合の生じ難い構造となる。そして、組立て時の専用治具を削減することができる。さらに凸状部と凹状部を嵌合させて開先部にルートフェース（隙間）を設けることなく設置しているため、溶接用裏当てが必要ない自動溶接に適した溶接継手部となる。
【００１８】
請求項２記載の溶接施工法は、完全溶込み溶接を必要としない貯槽側板の突合せ溶接継手において、側板材同士の下段側板材の上辺となる開先面の全体にわたる凸状部を設け、かつ上段側板材の下辺となる開先面の全体にわたって前記凸状部と嵌合する凹状部を設けて形成し、当該側板材同士の凸状部と凹状部を嵌合させて設置し、開先部に外面溶接を施工し、前記凸状部と凹状部を削除する裏はつりを施工することなく凸状部と凹状部を残した状態で、開先部に内面溶接を施工するので、組立て時に溶接部位の位置合わせと固定状態が確りとして、側板材同士の板面のくい違いによる段差や側板円周方向への位置ずれなど不具合が生じ難く、この裏はつりを行わない溶接施工法は、裏はつりなし合致部を継手部内に残しても良くかつ溶接が適正に行われる場合に適用し、凸状部と凹状部を裏はつりなし合致部として残した状態で内面溶接を行うので、裏はつりの手間がかからず、溶接箇所の位置合わせが容易となり、溶接作業に専念でき作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る溶接継手の開先部を有する側板材を用いて貯槽側板を構築する状況を示す側面説明図である。
【図２】本発明に係る溶接継手の開先部を有する側板材を突き合わせて設置した状況を示す。
【図３】本発明の比較例であって、側板材を突き合わせて設置する状況を示す。
【図４】本発明の比較例であって、裏はつりを行って溶接施工する状況を示す側断面説明図である。
【図５】本発明の比較例であって、裏はつりを行って溶接施工する状況を順次示す側断面説明図である。
【図６】完全溶込み溶接を必要としない場合に、本発明に係る溶接継手の開先部について裏はつりを行わないで溶接施工する状況を示す側断面説明図である。
【図７】本発明に係る溶接継手の開先部の第１事例を示す斜視説明図である。
【図８】本発明に係る溶接継手の開先部の第２事例を示す斜視説明図である。
【図９】本発明に係る溶接継手の開先部の第３事例を示す斜視説明図である。
【図１０】本発明に係る溶接継手の開先部の他の実施形態例を示す斜視説明図である。
【図１１】溶接継手の開先部の比較例を示す斜視説明図である。
【図１２】従来一般の水平継手の開先部を示す側断面説明図である。
【図１３】従来一般の貯槽側板水平継手を組立てる状況を示す斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の溶接継手の開先部及び溶接施工法の実施形態例について図１から図１１を参照しながら説明する。図面において同様のものや対応するもの、総称できるものについては同じ符号を付して説明する。本発明は、下記の実施形態にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で実施形態に変更を加えることが出来るのはもちろんである。また、図１から図１１の事例は、貯槽側板の水平溶接継手について示しているが、種々の溶接構築物の「レ開先」や「Ｋ開先」、その他「Ｉ開先」などの開先形状を有する水平溶接継手や垂直溶接継手にも適用することができる。
【００２１】
図１は、底板２と側板３を有する平底円筒形の貯槽１を屋外の現場にて構築する状況を示す。
側板３はクレーンを用いて側板材３ａ，ｂを吊り込んで組立てる。この溶接継手４の開先部５の全体または一部に凸状部６と凹状部７を設ける。
【００２２】
この開先部５の全体または一部に設ける凸状部６及び凹状部７は、研削によって製作する。この凸状部６と凹状部７を嵌合させて設置することにより、組立て時に溶接部位の位置合わせが容易となり、側板材３ａ，ｂ同士の板面のくい違いによる段差や側板円周方向への位置ずれなど不具合の生じ難い構造となる。また、従来の組立て用の専用治具を削減することができる。さらに、凸状部６と凹状部７を嵌合させて開先部５にルートフェース（隙間）を設けることなく設置しているため、溶接用裏当てが必要なく自動溶接に適した溶接継手部となる。
【００２３】
図２に示す事例は、側板材３ａ，３ｂ同士を突合せる水平方向の溶接継手４の開先部５に、下段の側板材３ａの上辺となる開先面５ａの全体にわたる凸状部６を設け、かつ上段の側板材３ｂの下辺となる開先面５ｂの全体にわたる凹状部７を設けた場合を示す。この上下に対応する凸状部６と凹状部７を嵌合させて設置する。このように、全体にわたって凸凹部を設ける場合は、製作加工の距離が長くなり、かつ組立て時の位置合わせも大変となるが固定状態は確りとする。
【００２４】
図３は、本発明の比較例であって、側板材３ａ，３ｂ同士を突合せる水平方向の溶接継手４の開先部５の一部の上下対応する所定箇所に凸状部６及び凹状部７を設けた場合を示す。
下段の側板材３ａの上辺となる水平な開先面５ａの一部にルートフェースを設けない尖った山型形状の凸状部６を設け、かつ上段の側板材３ｂの広い傾斜面と狭い傾斜面を有する開先面５ｂの一部に谷型形状の凹状部７を設け、図の矢印のように、上下に対応する凸状部６と凹状部７を嵌合させて設置する。このように、一部の所定箇所に凸凹部を設ける場合は、製作加工の距離が短く簡単で、かつ組立時の位置合わせも容易となり組立て作業のスピードアップを図ることができる。
【００２５】
図４は、本発明の比較例であって、裏はつりを行って溶接施工する状況を示す。
奥行きの深い外面側の開先に外面溶接８を施工し、その反対の内面側の開先には裏はつり９を施工し、この裏はつり９の部位に内面溶接１０を施工する。なお、裏はつり９を行う範囲はできるだけ深くならないようにするのが好ましい。
【００２６】
このように、側板材３ａ，３ｂの凸状部６と凹状部７を合致させて設置し、外面溶接８を施工し、裏はつり９を施工して凸状部６と凹状部７を削除した後に、内面溶接１０を行うので、従来の取付用や肌合わせ用の専用治具を削減することができ、治具跡処理のグラインダー作業の低減と当該部位の補修溶接や検査の低減が可能となる。
さらに、開先面内への仮付け溶接を省略できることにより外面側の溶込み深さが一定となることで、内面側の裏はつり深さを均一に行えるようになり自動溶接がし易くなる。このように、裏はつりと溶接が適正に行われる条件に合う種々の構築物に適用し、溶接方法にも限定されず種々の溶接施工法に応用することができる。
【００２７】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、本発明の比較例であって、裏はつりを行って溶接施工する状況を順次示す。
（ａ）から（ｂ）に示すように、側板材３ａ，３ｂ同士を突合せ、開先部５は側板材３ａの凸状部６に側板材３ｂの凹状部７を合致させて垂直に設置する。
（ｃ）に示すように外面溶接８を施工し、（ｄ）に示すように内側に裏はつり９を施工し、（ｅ）に示すように裏はつり９の部位に内面溶接１０を施工する。
【００２８】
図６は、完全溶込み溶接を必要としない場合に、本発明に係る溶接継手の開先部について裏はつりを行わないで溶接施工する状況を示す。
水平溶接継手４の開先部５は、外面溶接１１を施工し、凸状部６と凹状部７は裏はつりなし合致部１３としてそのまま残して隙間が生じないように密着状態を確保し、内面溶接１２を施工する。
この裏はつりを行わない溶接施工法は、裏はつりなし合致部１３を継手部内に残しても良くかつ溶接が適正に行われる場合に適用する。
このように、凸状部６と凹状部７を裏はつりなし合致部１３として残した状態で内面溶接１２を行うので、裏はつりの手間がかからず、溶接箇所の位置合わせが容易となり、溶接作業に専念でき作業性が向上する。
【００２９】
図７は、本発明に係る溶接継手の開先部の第１事例を示す斜視説明図である。
側板材３ａ，３ｂの開先部５に設ける凸凹部は、断面三角形からなる構造で、（Ａ）は大きい凸状部６ａと小さい凹状部７ａとで形成した場合を示し、（Ｂ）は小さい凸状部６ｂと大きい凹状部７ｂとで形成した場合を示す。
（Ａ）の構造は、凸状部６ａと凹状部７ａを合致させて確りと位置決めをすることができる。（Ｂ）の構造は、凸状部６ｂと凹状部７ｂを合わせた後、隙間を利用して内外方向の移動調整を行うことができる。
【００３０】
図８は、本発明に係る溶接継手の開先部の第２事例を示す斜視説明図である。
側板材３ａ，３ｂの開先部５に設ける凸凹部は、断面台形からなる平坦面構造で、（Ａ）は広い凸状部６ｃと狭い凹状部７ｃとで形成した場合を示し、（Ｂ）は狭い凸状部６ｄと広い凹状部７ｄとで形成した場合を示す。
（Ａ）の構造は、凸状部６ｃと凹状部７ｃを合致させて確りと位置決めすることができる。（Ｂ）の構造は、凸状部６ｄと凹状部７ｄを平坦面で安定支持し、内外方向の余裕代を利用して移動調整を行うことができる。
【００３１】
図９は、本発明に係る溶接継手の開先部の第３事例を示す斜視説明図である。
側板材３ａ，３ｂの開先部５に設ける凸凹部は、断面円弧からなる湾曲面構造で、（Ａ）は大きい凸状部６ｅと小さい凹状部７ｅとで形成した場合を示し、（Ｂ）は小さい凸状部６ｆと大きい凹状部７ｆとで形成した場合を示す。
（Ａ）の構造は、凸状部６ｅと凹状部７ｅの湾曲面を合わせて確りと位置決めすることができる。（Ｂ）の構造は、凸状部６ｆと凹状部７ｆを合わせた後、隙間を利用して内外方向の移動調整を行うことができる。
【００３２】
図１０は、本発明に係る溶接継手の開先部の他の実施形態となる変化例を示す斜視説明図である。
この変化例は、側板材３ａ，３ｂ同士を突合せる開先部５の下段の側板材３ａの上辺となる開先面５ａを山型に傾斜させてその先端を尖った山型形状の凸状部６に形成し、上段の側板材３ｂの広い傾斜面と狭い傾斜面を有する開先面５ｂに谷型形状の凹状部７を設け、この上下に対応する凸状部６と凹状部７を嵌合させて設置する。
この場合は、下段側板材３ａの山型の開先面５ａ及び先端の凸状部６の工場製作加工が簡単に行え、さらに組立時に開先が広いため凸凹部を除去する裏はつり作業も容易に行える。
【００３３】
図１１は、本発明に係る溶接継手の開先部の比較例を示す斜視説明図である。
この比較例は、側板材３ａ，３ｂの開先部５に設ける凸凹部を、図２から図１０の事例と上下逆に設けた構造で、（Ａ）は断面三角形からなる凸状部１６ａと凹状部１７ａ、（Ｂ）は断面台形からなる凸状部１６ｂと凹状部１７ｂを有する。このように凸凹部を上下逆に設ける構造は、屋外設置の貯槽を構築する場合には凹状部１７ａ，１７ｂに雨水や錆、埃などが溜まりやすく溶接欠陥の発生原因となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の溶接継手の開先部は、取付用治具が使えない場合、開先加工が容易な場合、裏はつりが容易な場合や裏はつりをしなくても良い場合など、溶接が適正に行われる条件に合う種々の構築物に適用することができ、溶接方法にも限定されず種々の溶接施工法に応用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  貯槽          
２  底板          
３  側板          
３ａ，３ｂ  側板材          
４  溶接継手          
５  開先部          
５ａ，５ｂ  開先面          
６  凸状部          
７  凹状部          
８  外面溶接          
９  内側はつり          
１０  内面溶接          
１１  外面溶接        
１２  内面溶接        
１３  裏はつりなし合致部        
１５  開先部      
１６  凸状部      
１７  凹状部      
４０  溶接継手          
５０  開先部          
６０  専用治具          
【図１】
0005637380.tif 000002
【図２】
0005637380.tif 000003
【図３】
0005637380.tif 000004
【図４】
0005637380.tif 000005
【図５】
0005637380.tif 000006
【図６】
0005637380.tif 000007
【図７】
0005637380.tif 000008
【図８】
0005637380.tif 000009
【図９】
0005637380.tif 000010
【図１０】
0005637380.tif 000011
【図１１】
0005637380.tif 000012
【図１２】
0005637380.tif 000013
【図１３】
0005637380.tif 000014