(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並行する一対の鋼板間に所定間隔で複数の棒状のスペーサを溶接固定する方法であって、前記スペーサ１は、軸部４、先端部５および頭部３を有し、さらにその頭部３に形成されたネジ部６にナット部材７を螺合して構成され、
前記一方の鋼板２ａに各スペーサ１の先端部５を所定間隔で溶接して立設する第一工程と、
その立設された各スペーサ１の頂部の高さを一致させるように、前記ナット部材７の螺合位置を調節する第二工程と、
前記他方の鋼板２ｂをその各溶接部分に設けられた孔９の中心が前記各スペーサ１の中心に一致するようにして重ね合わせる第三工程と、
アークスタッド溶接機に着脱自在に把持されたスタッド１１の先端部１４を前記他方の鋼板２ｂの溶接部における外面側から押圧し、次いでアークスタッド溶接機を起動させて前記スタッド１１の先端と前記スペーサ１との間に放電を自動的に行わせることにより、前記他方の鋼板２ｂの孔９の縁部と前記スペーサ１間を溶接固定する第四工程とを含み、
各スペーサ１毎に前記第三および第四工程を繰り返すことを特徴とする鋼板間にスペーサを溶接する方法。
【請求項２】
請求項１において、軸部１５と先端部１４の間に断面を他より縮小した首部１６が設けられたスタッド１１を用い、その首部１６から先を前記溶接固定し、その溶接固定後に前記スタッド１１の首部１６で軸部１５を切断する方法。
【請求項３】
請求項２において、前記放電の開始により先端部１４から首部１６までスタッド１１の金属を溶融し、そのスタッド１１を溶融池の溶融状態のときに押圧することなく溶接を終了する方法。
【請求項４】
請求項１において、他方の鋼板２ｂの溶接部分の外面側に板状の当て金２０を重ね合わせ、前記当て金２０の表面にアークスタッド溶接機に着脱自在に把持されたスタッド１１の先端を接触し、次いでアークスタッド溶接機を起動させて前記スタッド１１の先端と当て金２０との間に放電を自動的に行わせることにより、前記スタッド１１の先端と共にそれに接触する当て金２０部分を溶融させ、前記他方の鋼板２ｂの孔９の縁部とスペーサ１との間を溶接固定する方法。
【請求項５】
請求項４において、当て金２０が他方の鋼板２ｂと同種の材料から作られたものである方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、比較的板厚の厚い二枚の鋼板間に複数の棒状のスペーサを所定間隔で溶接し、鋼板コンクリート用壁パネル等を製作するのに適した溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平行に置かれた二枚の鋼板の内面側の夫々に多数のスタッドを所定間隔で植設し、次いでそのスタッドの先端間を接続して鋼板コンクリート用壁パネルを製造する方法が特開昭６２−１２９４２９号公報に記載されている。
この方法は、先ず一対の鋼板の内面側に夫々所定間隔で多数のスタッドを植設すると共に、それらスタッドの先端部に係合孔を形成しておく。次いで両鋼板を向かい合わせ、夫々の係合孔に鉄筋を挿通して両鋼板の夫々のスタッド間を接合するものである。そして、この壁パネルの両鋼板間にコンクリートを充填し、鋼板コンクリート構造を製作するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記の鋼板コンクリート用壁パネルの作製方法は、手間がかかる上に夫々の鋼板に植設されたスタッドの先端部間を接合する際にその整合が容易でないという問題があった。
そこで本発明は、比較的板厚の厚い二枚の鋼板間に複数の棒状のスペーサを所定間隔で迅速に且つ効率良く確実に溶接する方法を提供することを目的とし、その目的達成のために次の構成をとる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は並行する一対の鋼板間に所定間隔で複数の棒状のスペーサを溶接固定する方法である。そして前記スペーサは、軸部、先端部および頭部を有し、さらにその頭部に形成されたネジ部にナット部材を螺合して構成される。
この方法においては、一方の鋼板に各スペーサの先端部を所定間隔で溶接して立設する第一工程と、
その立設された各スペーサの頂部の高さを一致させるように、ナット部材の螺合位置を調節する第二工程と、
他方の鋼板をその各溶接部分に設けられた孔の中心が各スペーサの軸線の中心に一致するようにして重ね合わせる第三工程と、
アークスタッド溶接機に着脱自在に把持されたスタッドの先端部を前記他方の鋼板の溶接部における外面側から押圧し、次いでアークスタッド溶接機を起動させてスタッドの先端とスペーサとの間に放電を自動的に行わせることにより、他方の鋼板の孔の縁部と前記スペーサの間を溶接固定する第四工程とを含み、
各スペーサ毎に前記第三および第四工程を繰り返すことを特徴とするものである。
【０００５】
上記方法における好ましい実施態様においては、軸部と先端部の間に断面を他より縮小した首部が設けられたスタッドを用い、その首部から先を前記溶接固定し、その溶接固定後に前記スタッドの首部で軸部を切断する。そしてさらに好ましくは、前記放電の開始により先端部から首部までスタッドの金属を溶融し、そのスタッドを溶融池の溶融状態のときに押圧することなく溶接を終了する。
本発明の方法における他の好ましい実施態様においては、他方の鋼板の溶接部分の外面側に板状の当て金を重ね合わせ、前記当て金の表面にアークスタッド溶接機に着脱自在に把持されたスタッドの先端を接触し、次いでアークスタッド溶接機を起動させて前記スタッドの先端と当て金との間に放電を自動的に行わせることにより、前記スタッドの先端と共にそれに接触する当て金部分を溶融させ、さらに前記鋼板の孔の縁部とスペーサとの間を溶接固定する。
また、この別の方法におけるより好ましい実施態様においては、当て金が他方の鋼板と同種の材料から作られる。
【０００６】
【作用】
本発明の溶接方法によれば、一方の鋼板にスペーサの先端部側を通常の溶接法により溶接して立設し、スペーサの頭部側を他方の鋼板に穿設された孔の縁部との間にアークスタッド溶接機でスタッド溶接するように構成したため、比較的厚い鋼板間にスペーサを短時間で且つ効率良く確実に溶接することができる。
そしてこの溶接方法において、各スペーサの頂部側を溶接するときに生じるスペーサ高さの不一致を、その頭部に螺合したナット部材の調整により一致整合させることができるので、一対の鋼板間の間隔を正確に維持して複数のスペーサを溶接することができる。
【０００７】
【実施例】
次に図面に基づいて本発明の実施例につき説明する。
図１および図２は、一対の鋼板２を構成する一方の鋼板２ａ、他方の鋼板２ｂ間に複数の棒状のスペーサ１を所定間隔で介装し、スペーサ１の両端をスタッド溶接により固定し、鋼板コンクリート用壁パネルを製作する順序を示したものである。また、図３はその他方の鋼板２ｂとスペーサ１の頭部３とを接合する溶接方法の一例を示す要部拡大図である。
通常の建屋の鋼板コンクリート用壁パネルを製作するには、板厚が２．３ｍｍ〜３．２ｍｍ程度の一方の鋼板２ａ上に、一例として軸径が５ｍｍ程度で長さが１５ｍｍ〜２００ｍｍ程度の複数のスペーサ１を所定間隔でスタッド溶接する。
スペーサ１は、軸部４、先端部５および頭部３を有し、さらにその頭部３に形成されたネジ部６にナット部材７を螺合して構成されている。
【０００８】
先ず第一の工程として、図１のように各スペーサ１の先端部５側を一方の鋼板２ａの溶接すべき位置に夫々通常の溶接またはスタッド溶接により溶接部８を形成して固定立設する。
次に第二の工程として、スペーサ１の高さに不一致を生じた場合に、その不一致を夫々の頭部３におけるナット部材７を調整することにより一致整合させる。
次に第三の工程として、図２のように各スペーサ１の軸線上に夫々一致する複数の孔９を設けた他方の鋼板２ｂを、各孔９の中心が前記各ナット部材７の中心に一致するように載置する。なおこの孔９は、皿状に上方へ拡開する形状が好ましく、一例として、その拡開角度は９０°〜１５０°程度である。
【０００９】
次に第四の工程として、先ず図示しないアークスタッド溶接機本体に連結された溶接ガン１０のチャックにスタッド１１を装着すると共に、その外周に例えばセラミック製のアークシールド１２をシールド保持体１３を介して図３のように被嵌する。
この例でスタッド１１は先端に行くほど断面が縮小した先端部１４と軸部１５、およびそれらの間に設けられた他の部分より断面が縮小された部分を有する首部１６を備えている。首部１６は先端部１４側に行くほど断面が縮小した形状とされているが、これに限らず他の部分より断面が縮小された棒状ないしは薄板状のものでもよい。そしてこの首部１６より先端部分の体積は、スタッド溶接でその先端部分を溶融して孔９部分を埋めるのに充分なものである。また、スタッド１１における先端部１４の先端にはフラックス１７が固定されている。
【００１０】
次に溶接ガン１０に装着されたスタッド１１を他方の鋼板２ｂの反対側から孔９内に挿入し、その先端をスペーサ１の頭部３の頂面に接触させる。そして溶接ガン１０の引金を引いてスタッド溶接を起動する。すると、先ずスタッド１１と頭部３の頂面との間が通電し、次いでスタッド１１が自動的に僅かに上昇し、スタッド１１の先端と頭部３頂面との間に小隙が生じ、それらの間にアーク放電が行われる。そして、頭部３の頂面および孔９の縁部を含む空間に溶融池が形成されると共に、スタッド１１の先端部１４が溶融し、その溶融材が放電に伴って頭部３および孔９の縁部に溶射され、それにより他方の鋼板２ｂとスペーサ１の頭部３とが接合される。このスタッド溶接時間は通常１秒前後であり、極めて短時間で終了する。
図４はこのようにして溶接した他方の鋼板２ｂとスペーサ１の頭部３の部分の溶接部分を拡大して示すもので、孔９は完全に塞がって、その部分に形成された溶接部１８により、他方の鋼板２ｂの孔９の縁部、スペーサ１の頭部３さらにナット部材７の三者が完全に一体化されている。
【００１１】
なお、スタッド溶接の最終段階において、スタッド１１を軸方向に押圧する場合と、その押圧を行わない場合とが考えられる。前者においては、アークスタッド溶接機の設定条件を変えて、溶融池がある程度溶融状態のままスタッド１１を軸方向に押圧する。その場合でも首部１６が形成された状態でスタッド溶接されるので、スタッド１１の上部をハンマー等の工具で叩くだけで首部１６を境に軸部１５を切断してそれをより容易に切り離すことができる。
さらに後者の如く、スタッド溶接において最終段階でスタッド１１を軸方向に押圧しないようにするには、アークスタッド溶接機の溶接ガン１０に内装されたスタッド押圧バネを極めて弱くするか或いはそれを取り除けばよい。
【００１２】
以上のような第三および第四工程を繰り返し、各スペーサ１の頭部３を他方の鋼板２ｂに夫々溶接することにより、一対の鋼板間の間隔を正確に維持して複数のスペーサ１を溶接することができる。そしてこのようにして製作された鋼板コンクリート用壁パネルの内部空間にコンクリートを充填することにより、鋼板コンクリート構造が作られる。
図５は鋼板２ａ，２ｂの板厚が６ｍｍ〜１２ｍｍ程度の厚いものを使用する場合を示し、この場合には一方の鋼板２ａおよび他方の鋼板２ｂの夫々に、予め複数の長さの短い中間スタッド１９をスタッド溶接すると共に、スペーサ１の先端部５側を一方の鋼板２ａにスタッド溶接する。そしてスペーサ１の頭部３におけるナット部材７を調整して各スペーサの高さを一致させてから、各スペーサ１の軸線に一致させて複数の孔９が設けられた他方の鋼板２ｂを、その孔９とスペーサ１の中心を合わせて載置し、前記と同様な工程により、各スペーサと他方の鋼板２ｂとを溶接する。この場合、中間スタッド１９は後工程でコンクリートを充填したときにアンカーとして作用する。
【００１３】
図６は本発明の方法における他の例を図３に対応させて示すものである。この例は、他方の鋼板２ｂの溶接部分の外面側に板状の当て金２０を重ね合わせ、その当て金２０の表面にアークスタッド溶接機に着脱自在に把持されたスタッド１１の先端を接触し、次いでアークスタッド溶接機を起動させて前記スタッド１１の先端と当て金２０との間に放電を自動的に行わせることにより、スタッド１１の先端と共にそれに接触する当て金２０部分を溶融させ、前記他方の鋼板２ｂの孔９の縁部とスペーサ１の頭部３との間を溶接固定するものである。
当て金２０は、スタッド溶接においてスタッド１１の先端との間のアークによりその部分が溶融して貫通孔を生じるような厚さと材料に選定され、好ましくは他方の鋼板２ａと同じ材料の当て金を使用する。また、当て金２０の形状は円板状、矩形板状または多角形板状等に形成することができ、その面積は少なくともその周辺が孔９の縁部に掛かる大きさとされ、さらに好ましくはスタッド溶接による溶接部の周縁に僅かな未溶接部が残り、その部分が他方の鋼板２ｂと密着して補強効果をさらに増大するような大きさとされる。
【００１４】
この図６の例において、溶接ガンの引金を引きアークスタッド溶接機を起動すると、先ずスタッド１１の先端と当て金２０との間が通電し、次いでスタッド１１が僅かに上昇してスタッド１１の先端と当て金２０の間に小隙を生じる。すると、それらの間にアーク放電が行われて当て金２０の一部が溶融し、それによりさらにアークが拡大して孔９内の空間部に溶融池が形成されると共に、スタッド１１の先端部１４が溶融し、それら溶融材が放電に伴ってスペーサ１の頭部３の頂面および孔９の縁部に溶射され、他方の鋼板２ｂは頭部３に溶接固定される。
このようにして他方の鋼板２ｂと頭部３が溶接部（図示せず）を形成して溶接固定されるが、この溶接部はスタッド１１の先端部１４と当て金２０の溶融により形成されるので、その厚さは少なくとも当て金２０による分だけ大きくなる。さらにこの溶接部の周囲は当て金２０の溶融しなかった残りの周辺部分が密着され、それらの作用により当て金２０を使用しない場合に比べ、溶接強度をより一層高めることができる。さらに溶接した後に溶接部分が冷却されても、その周囲に凹み部等を生じることもない。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明の溶接方法によれば、一方の鋼板にスペーサの先端部側を通常の溶接法により溶接し、スペーサの頭部側を他方の鋼板に穿設された孔を通してアークスタッド溶接機でスタッド溶接するように構成したため、比較的厚い鋼板間にスペーサを短時間で効率良く確実に溶接することができる。
そして、この溶接方法においては、各スペーサの頂部側を溶接するときに生じるスペーサ高さの不一致を、その頭部に螺合したナット部材の調整により一致整合させることができるので、一対の鋼板間の間隔を正確に維持して複数のスペーサを溶接することができる。
さらに、他方の鋼板に穿設された孔部分に反対側から当て金を重ね合わせてスタッド溶接する場合には、当て金の溶融により充分な溶融池が溶接部に形成されるので、溶接部分に凹みなどを生じることもなく、さらに溶接部分の厚さが当て金により厚くなり、その部分により高強度の溶接部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶接方法を実施する順序を示す正面図。
【図２】本発明の溶接方法を実施する順序を示す正面図。
【図３】図２における要部の拡大図。
【図４】本発明の方法による他方の鋼板２ｂとスペーサ１の頭部３の溶接部分を示す拡大断面図。
【図５】本発明の溶接方法を実施する他の例を示す正面図。
【図６】本発明の溶接方法を実施する他の例を図３に対応させて示す拡大図。
【符号の説明】
１  スペーサ
２  鋼板
２ａ  一方の鋼板
２ｂ  他方の鋼板
３  頭部
４  軸部
５  先端部
６  ネジ部
７  ナット部材
８  溶接部
９  孔
１０  溶接ガン
１１  スタッド
１２  アークシールド
１３  シールド保持体
１４  先端部
１５  軸部
１６  首部
１７  フラックス
１８  溶接部
１９  中間スタッド
２０  当て金
【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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