(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接用裏当て金の突起の形成部に、その後の溶接母材の溶接において溶接欠陥を発生させてしまう恐れがある凹部が形成されず、製造コストも安価に抑えることのできるルートギャップ設定用突起を備えた溶接裏当て用鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】溶接裏当て用鋼板を形成する帯状の鋼板部材と、前記突起を形成する棒状部材を準備する準備工程、および該棒状部材の一端を前記帯状の鋼板部材の所定位置に溶着する溶着工程を備え、これにより、前記鋼板部材に前記棒状部材を取り付けて前記突起としたものであり、特別な固定冶具を用いずに、容易に鋼管に取り付けることができ、しかも取り付け姿勢を保つことのできる突起１２を備えた溶接裏当て用鋼板１を製造方法する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真っ直ぐな状態で提供され、溶接の際に、溶接母材である鋼管の内寸に合わせて曲げられて、鋼管端部に嵌合されて用いられるものであり、ルートギャップを設定するために用いられる突起が設けられた溶接裏当て用鋼板の製造方法において、前記溶接裏当て用鋼板を形成する帯状の鋼板部材と、前記突起を形成する棒状部材を準備する準備工程、および該棒状部材の一端を、前記帯状の鋼板部材の所定位置に溶着する溶着工程を備え、これにより、前記鋼板部材に前記棒状部材を取り付けて、前記突起とし、溶接裏当て用鋼板を製造することを特徴とする溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記突起を、該溶接裏当て用鋼板が曲げられたときの外側側面に対応する溶接裏当て用鋼板の側面に２つ以上設けた請求項１の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記突起の数が、３つ以上である請求項２の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記突起の最下部面と、該突起が設けられた溶接裏当て鋼板の上縁の間の間隔が、ルートギャップ形成用間隔である請求項１〜３のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記突起の最下部面と、該突起が設けられた溶接裏当て鋼板の上縁とで決定されるルートギャップの幅が、梁せいまたは柱せいの大きさに応じて設定されている請求項４の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記突起を形成する棒状部材は、前記溶接母材に対して化学的成分と機械的性質を満たす成分で形成されたものである請求項１〜５のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記棒状部材として溶接ワイヤを使用する請求項６の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記突起の長さが、１〜１０ｍｍである請求項１〜７のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記溶接ワイヤを溶接により前記鋼板部材に溶着したのち、該溶接ワイヤを、１〜１０ｍｍに切断して前記突起を形成する請求項８の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記鋼管が角型鋼管であり、前記溶接裏当て用鋼板のための鋼板部材は、角型鋼管の各コーナー部の内曲面部に当てるべき部分に、並列に配置された一群の溝が予め形成されており、前記溝の形状は、その深さにおける５０％以上の部分の両側面が平行な形状であり、その溝位置における残存板厚が１．５〜２．５ｍｍであり、一群の溝の数が４以上であり、各溝の幅が４ｍｍ以下で、かつ溝のピッチが２．５５ｍｍ以上であり、作業者が治具を用いずに曲げることができ、かつロボット溶接を行ったとき抜けが起こらないように構成されている請求項１〜９のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項１１】
前記突起が溶接裏当て用鋼板のための鋼板部材の溝形成部に設けられている請求項１０の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項１２】
突起が溝形成部の幅方向中央に設けられている請求項１１の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項１３】
２つ以上設けられた突起の溶接裏当て用鋼板の上下方向の位置が全て同じである請求項１〜１２のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項１４】
２つ以上設けられた突起のうち、少なくとも１つの突起の溶接裏当て用鋼板の上下方向の位置が他とは異なる請求項１〜１２のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項１５】
溶接方法が、ＭＩＧ、ＭＡＧ、ＴＩＧ、スタッド溶接またはろう付けである請求項１〜１４のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【請求項１６】
溶接ワイヤが装着された溶接機を通電した状態で、ワイヤの先端を溶接裏当て用鋼板のための鋼板部材に近づけ、該ワイヤの先端が鋼板部材に溶着した時点で、溶接機の通電を停止し、その後、溶接ワイヤを所定の長さに切断して、前記突起を形成する請求項１〜１５のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の溶接裏当て用鋼板の製造方法に関し、更に詳細には、真っ直ぐな状態で提供され、溶接の際に、溶接母材である鋼管の内寸に合わせて曲げられて、鋼管端部に嵌合されて用いられるものであり、ルートギャップを設定するために用いられる突起が設けられた溶接裏当て用鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼管のうち、鉄骨建築の柱によく使用される角型鋼管は、梁や他の角型鋼管との接合方法として角型鋼管を鋼板（ダイヤフラムと呼ばれる）に溶接接合し、そのダイヤフラム鋼板に梁溶接接合する、いわゆる通しダイヤフラム接合形式と呼ばれる方法が多用される。この接合形式を採用する場合、柱である角型鋼管とダイヤフラム鋼板の溶接は一般に突き合わせ溶接が用いられ、溶接に際して裏当て金が用いられる。角型鋼管の４つの角部はある曲率をもった断面形状をなしており、このため裏当て金もその曲率に沿った形状のものが用いられる。
この時、角型鋼管とダイヤフラム鋼板の間に溶接ルートギャップを確保している。
【０００３】
ここでルートギャップとは、溶接溶込みにより溶接強度や耐久性を高めるために、溶接部材間に設けられる所定幅の溶接用間隙のことである。ルートギャップは、当接する溶接部材間での溶接溶け込みを実現するのに適した数ミリメートルの幅をとって設けられる。
【０００４】
従前は、溶接作業に先立って、シャコ万等の治具を用いて裏当て金を溶接部材に仮組み立てをし、それからルートギャップを計測し、適切なルートギャップ長に調整する作業工程が必要であった。
【０００５】
そこで近年では技術改良がされ、裏当て金の外側面に突起部または突起條をあらかじめ設けることで、所望のルートギャップを簡単に確保できる裏当て金が提供されている。
【０００６】
例えば、実開平１−１７２４９３号公報に記載の角型鋼管溶接用突起付裏当て金は、Ｌ字形をした裏当て金の外周側面に沿って工具を押し当てて窪みを形成し、窪みの体積分を盛り上げて突起を形成したものである。
【０００７】
また、特公平７−１１０４３４号公報では、前述の実開平１−１７２４９３号公報記載の裏当て金の突起は、母材間の間隙内に収まり、突起のある部分で溶接肉が減少して固定強度を低下させるおそれがあるので、角型鋼管にダイヤフラムを溶接する際に用いる裏当て金の幅方向一側縁面の表面コーナー部を幅方向他側へ向かって進行するポンチでプレスしてコーナーを展延することにより、母材相互間の隙間よりも薄い舌片状の突起を形成しており、この突起の展延加工と同時に裏当て金のコーナー部にできる凹部が裏当て金の幅方向一側縁面から突起の根元まで伸びて形成されている裏当て金が記載されている。前述の特公平７−１１０４３４号公報に記載されている突起は、裏当て金の幅方向一側縁面の表面コーナー部を幅方向他側へ向かって進行するポンチでプレスしてコーナーを展延して突起を形成するため、裏当て金の断面形状が長方形のものの場合と、コーナーにテーパーを有する断面形状が５角形のものの場合とでは、プレスにより盛り上がる金属量が異なるため、一定の突起が形成されず、また、裏当て金の種類が異なる場合、あるいは突起を設ける位置が異なる場合には、裏当て金の種類毎にプレス装置を用意するか、あるいは上型及び下型を交換したりして調整する必要があるという欠点がある。さらに、裏当て金の幅方向一側縁面の表面コーナー部を幅方向他側へ向かってプレスするため、薄い裏当て金については、金属の盛り上げ量が少ないため、所定の位置に突起を形成することが難しくなる。
【０００８】
そこで、特開平１０−１５６４４４号公報は、裏当て金の断面形状、厚みあるいは種類にかかわりなく突起を所定の位置に簡単に形成することができる角型鋼管溶接用突起付裏当て金及びその製造方法を提案している。この製造方法は、裏当て金の外側面に、上金型及び下金型を裏当て金へ向かって斜め方向に移動させて裏当て金を押し込み、押し込みにより上部凹み及び下部凹みを形成するとともに、金属を金型と下金型との間に盛り上げ、上金型と下金型との間で盛り上がった金属をプレスして突起を形成するものである。
【０００９】
しかしながら、いずれも裏当て金の突起の形成は、特殊な金型を用いるプレス加工であるため、加工に時間がかかり、量産向きではない。また、角型鋼管の寸法によって、裏当て金の突起の位置をその都度変更しなければならないので、プレス加工時の段取り時間が必要であり、角型鋼管の寸法に応じた金型も数多く必要となり、コストアップとなっている。
【００１０】
また、前記特開平１０−１５６４４４号公報に記載された突起の工法では、溶接用裏当て金の突起の形成部には、必然的に凹部が形成されていること等から、従来のルートギャップ設定用突起自体およびそれを設けることには次のような問題点がある。
【００１１】
（１）突起形成部の裏当て金には凹部ができ、必然的に鋼管内側とこの凹部との間に、間隙が形成され、JASS６による原則鋼管と裏当て金に密着させなければいけないという基準に違反している。
（２）溶接時にオーバーラップの現象が発生し耐力の低下が起こり得る。
（３）ルートギャップ部に凹部が形成され、その部分で板厚が減少しており、JASS６に依る溶け落ちしない板厚を下回ること。および凹部による最終層の余盛不足が考えられる。
（４）突起形状が厚く長いため、溶け込み不良が起こり溶接実験で使われる人工欠陥と同様のものが完全溶け込み溶接部に存在してしまう。
（５）塑性加工は主にプレスで行うため、隙間間隔（ルートギャップ幅）を決定する突起の位置の変更には金型交換等の手間がかかる。
（６）逆から見ると、前記突起をプレス加工で形成する場合は、加工面が正確に形成できずルートギャップを正しく設定することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実開平１−１７２４９３号公報
【特許文献２】特公平７−１１０４３４号公報
【特許文献３】特開平１０−１５６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで本発明は、従来方法のような、溶接用裏当て金の突起の形成部に、その後の溶接母材の溶接において溶接欠陥を発生させてしまう恐れがある凹部が形成されず、しかも容易で、製造コストも安価に抑えることのできるルートギャップ設定用突起を備えた溶接裏当て用鋼板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は、下記（１）〜（１６）の構成の本発明の溶接裏当て用鋼板によって解消される。
（１）
真っ直ぐな状態で提供され、溶接の際に、溶接母材である鋼管の内寸に合わせて曲げられて、鋼管端部に嵌合されて用いられるものであり、ルートギャップを設定するために用いられる突起が設けられた溶接裏当て用鋼板の製造方法において、前記溶接裏当て用鋼板を形成する帯状の鋼板部材と、前記突起を形成する棒状部材を準備する準備工程、および該棒状部材の一端を、前記帯状の鋼板部材の所定位置に溶着する溶着工程を備え、これにより、前記鋼板部材に前記棒状部材を取り付けて、前記突起とし、溶接裏当て用鋼板を製造することを特徴とする溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（２）
前記突起を、該溶接裏当て用鋼板が曲げられたときの外側側面に対応する溶接裏当て用鋼板の側面に２つ以上設けた前記（１）の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（３）
前記突起の数が、３つ以上である前記（２）の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（４）
前記突起の最下部面と、該突起が設けられた溶接裏当て鋼板の上縁の間の間隔が、ルートギャップ形成用間隔である前記（１）〜（３）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（５）
前記突起の最下部面と、該突起が設けられた溶接裏当て鋼板の上縁とで決定されるルートギャップの幅が、梁せいまたは柱せいの大きさに応じて設定されている前記（４）の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（６）
前記突起を形成する棒状部材は、前記溶接母材に対して化学的成分と機械的性質を満たす成分で形成されたものである前記（１）〜（５）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（７）
前記棒状部材として溶接ワイヤを使用する前記（６）の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（８）
前記突起の長さが、１〜１０ｍｍである前記（１）〜（７）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（９）
前記溶接ワイヤを溶接により前記鋼板部材に溶着したのち、該溶接ワイヤを、１〜１０ｍｍに切断して前記突起を形成する前記（８）の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（１０）
前記鋼管が角型鋼管であり、前記溶接裏当て用鋼板のための鋼板部材は、角型鋼管の各コーナー部の内曲面部に当てるべき部分に、並列に配置された一群の溝が予め形成されており、前記溝の形状は、その深さにおける５０％以上の部分の両側面が平行な形状であり、その溝位置における残存板厚が１．５〜２．５ｍｍであり、一群の溝の数が４以上であり、各溝の幅が４ｍｍ以下で、かつ溝のピッチが２．５５ｍｍ以上であり、作業者が治具を用いずに曲げることができ、かつロボット溶接を行ったとき抜けが起こらないように構成されている前記（１）〜（９）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（１１）
前記突起が溶接裏当て用鋼板のための鋼板部材の溝形成部に設けられている前記（１０）の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（１２）
突起が溝形成部の幅方向中央に設けられている前記（１１）の溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（１３）
２つ以上設けられた突起の溶接裏当て用鋼板の上下方向の位置が全て同じである前記（１）（１２）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（１４）
２つ以上設けられた突起のうち、少なくとも１つの突起の溶接裏当て用鋼板の上下方向の位置が他とは異なる前記（１）〜（１２）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（１５）
溶接方法が、ＭＩＧ、ＭＡＧ、ＴＩＧ、 スタッド溶接またはろう付けである前記（１）〜（１４）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
（１６）
溶接ワイヤが装着された溶接機を通電した状態で、ワイヤの先端を溶接裏当て用鋼板のための鋼板部材に近づけ、該ワイヤの先端が鋼板部材に溶着した時点で、溶接機の通電を停止し、その後、溶接ワイヤを所定の長さに切断して、前記突起を形成する前記（１）〜（１５）のいずれかの溶接裏当て用鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の溶接裏当て用鋼板の製造方法においては、前記突起を、溶接ワイヤを用いて形成しているので、突起を形成する材料部材を特別に用意することなく、材料部材として市販のものを用いることができ、コスト的に極めて有利である。
【００１６】
また、本発明の溶接裏当て用鋼板においては、鋼板の塑性変形によらずに、突起を形成することが可能であるので、該鋼鈑に凹部が形成されず、したがって、この凹部が形成されることによる上記した種々のデメリットが解消される。
【００１７】
また、曲げやすくするための溝を設けた実施態様では、シャコ万等の治具を使用せずに手作業で容易にまた鋼管のコーナー湾曲に沿って正確に変形させることができるので、このコーナー部における肌すきを許容値以内に納めることができ、該コーナー部の突起を省略することができるようになり、製造コストをおさえることができるという利点もある。
【００１８】
本発明は以上の利点より、最終的には溶接後の製品欠陥を減少させ、また作業時間の短縮を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の溶接裏当て用鋼板の製造方法により製造される、角型鋼管用のコの字状溶接用裏当て金を形成するための、溶接裏当て用鋼板の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の裏当て用鋼板の正面図である。
【図３】図３は、図１の裏当て用鋼板を下から見た斜視図である。
【図４】図４は、図１の裏当て用鋼板を角型鋼管のコーナー部に沿って曲げて形成された裏当て金を表した斜視図である。
【図５】図５は、図４の裏当て金の正面図である。
【図６】図６は、図４の裏当て金の平面図である。
【図７】図７の（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、突起の形成位置の例を示す平面図であり、それぞれ、本発明に従い、角型鋼管について、図1等に示された溶接裏当て金用鋼板を曲げて形成した溶接用裏当て金を取り付けたときの状態で示した図である。
【図８】図８は、鋼管にダイヤフラムを取り付ける際の、梁せい（Ｌ１）・柱せい（Ｌ２）を説明する図である。
【図９】図９は、図１の裏当て用鋼板を角型鋼管のコーナー部に沿って曲げて形成された図４〜図６の裏当て金を角型鋼管に取り付けたときの、裏当て金、角型鋼管およびダイヤフラムの配置状態で表した図である。
【図１０】図１０は、４つ設けた突起の溶接裏当て用鋼板の上下方向の位置が全て異なる例を示した図である。
【図１１】図１等に示した突起となる突起部材の形状の例を示す図である。
【図１２】突起の形成方法を説明する図である。
【図１３】突起の他の形成方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の態様による角型鋼管の溶接裏当て用鋼板について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による角型鋼管用のコの字状溶接用裏当て金を形成するための、溶接裏当て用鋼板１の斜視図である。図２は、図１の裏当て用鋼板の正面図である。図３は、図１の裏当て用鋼板を下から見た斜視図である。
【００２１】
この裏当て用鋼板１には、その一方の側部（曲げられて溶接用裏当て金（図４〜図６）となったときの、内側の側部）の、図１の斜視図に示すようにその曲げるべき部分のにそれぞれに一群の溝１０（溝全体を溝群１０ということがある）が設けられており、また、他方の側部（曲げられて溶接用裏当て金となったときの、外側の側部）の前記溝群１０の間、および溝群１０の外側部分に、ルートギャップ決定用の突起１２（計４つ）が設けられている。これらの突起１２は、主として、鋼管の先端とこの先端に溶接接合されるダイヤフラムとの間のルートギャップの幅を決定する第１の作用と、突起１２を鋼管の先端から脱落しないようにするため、鋼管の先端での正しい姿勢を維持する第２の作用を有するものであり、その高さ（長さ）が１〜１０ｍｍ、特に１〜４ｍｍであることが好ましい。２つの溝群１０の間の突起は、１つであってもよい。この例では、４つ設けられた突起の溶接裏当て用鋼板の上下方向の位置が全て同じであるものを示した。図１０に示したように、４つ設けた突起の溶接裏当て用鋼板の上下方向の位置が全て異なるよう（斜めに１直線）に設けてもよい。これにより、角型鋼管の端部が端部が、斜めになっている場合に対応できるようになる。２つの溝群の間の２つの突起の上下方向の高さ位置を同じにして、溝群の両外側の突起を、２つの溝群の間の２つの突起の上下方向の高さ位置と異ならせてもよい。この場合、溝群の両外側の突起の上下方向の高さ位置は同じにする。
【００２２】
前記第１の作用は、一方の溶接母材である鋼管に、他方の溶接母材であるダイヤフラムを取り付ける際に、図８に示した梁せい（Ｌ１）・柱せい（Ｌ２）に合わせて、溶接用裏当て金の鋼管の先端からの突き出し量（換言すれば、ルートギャップ）を調整する作用でもある。
溶接用裏当て金の外面と鋼管の先端側の内面との間の密着状態によっては、該第２の作用を確保できるなら、突起の数は、２つであってもよい（例えば、図７の（ｂ）参照）。すなわち、鋼管形状等の種々な条件により、突起は、２つ以上設けられる。通常は、３つ以上設けることが好ましい。
【００２３】
上記の場合、裏当て用鋼板のそれぞれの溝群の中央部間の距離と角型鋼管の隣り合うコーナー部内面の曲面部の中央部間距離とをほぼ一致させることが好ましい。図示した例では、２箇所に溝群があるが、４箇所に溝群を設けたものを使用して角型鋼管内周全部を１本の裏当て金で溶接を行うこともできる。
前記の突起１２の主目的は、先に説明したように角型鋼管の先端とダイヤフラムの間のルートギャップを正確に確保することにある。
【００２４】
突起１２は、該溶接裏当て用鋼板の材料である帯状の鋼板部材の所定位置に、図１１に示したような突起部材や溶接ワイヤの一端を溶着して形成したものである。
前記突起部材や溶接ワイヤとしては、後述するように、前記溶接母材に対して化学的成分と機械的性質を満たす成分で形成されたものを使用することが望ましい。理由については、後述する。
【００２５】
冷間形成角形鋼管の設計・施工について建設業界で広く用いられている（財）日本建築センター編「冷間形成角形鋼管設計・施工マニュアル」では、溶接部材の内面と裏当て金との肌すきの許容値について、溶接部材の直線部では１．０ｍｍ以下、隅コーナー部等の湾曲部では１．５ｍｍ以下とすべきことが規定されており、上記高さの値は、この「冷間形成角形鋼管設計・施工マニュアル」の規定によるコーナー部および直線部の肌すき許容値に対応し、若干の遊びをもたせた値である。
【００２６】
本発明に従い、角型鋼管２２について、図４〜図６に示された溶接用裏当て金２０を取り付けたときに考えられる突起１２の位置の例を、図７の（ａ）〜（ｅ）に示した。
【００２７】
前記溶接裏当て用鋼板１を曲げて形成した裏当て金２０の使用状態における、鋼管２２、ダイヤフラム２４および裏当て金２０の位置関係を、図９に示した。図９に示したように、突起１２が鋼管２２の先端に引きかかるために、常に正しいルートギャップＲＧを容易に確保できる。また、作業者は、裏当て金を鋼管２０に取り付ける際に、裏当て用鋼板１を人力で図４の様に曲げて裏当て金２０とし、この上の突起１２が鋼管２２の端部に引っかかるか否かで、裏当て金との肌すきが許容値以下であるかを容易に判断することができる。これは、突起形成の高さを予め設計することで、初めて得られる効果である。
【００２８】
裏当て用鋼板は、上記のような切り欠き溝を備えなくともよい。すなわち、図１〜図３の裏当て用鋼板において、溝１０が省略された形態であってもよい。
この実施の形態による裏当て用鋼板も、使用時に外面となる面であって前記裏当て用鋼板１と同等の位置に突出して設けられた突起を備えている。これらの突起は、先に説明したように鋼管の先端とダイヤフラムの間のルートギャップを正確に確保するためのものである。
突起自体は、先に示した実施の形態のものと同じであってよいのでこれ以上の説明は省略する。
【００２９】
当該裏当て用鋼板の場合にも、作業者は、裏当て金を鋼管に取り付ける際に、裏当て用鋼板を人力で図４の様に曲げて裏当て金とするが、この例の場合には、上記の実施形態のようには、溝１０がないので、人力では曲がらず、治具が必要である点で不利である。また、曲げにくいことから、鋼管のコーナーの曲率と合わせることがむずかしいことから、コーナーの突起が必須のものとなってしまう。
【００３０】
上記溝１０の形状は、図２によく示したように両側面が互いに平行な角形の溝であることが特に好ましいが、その深さの少なくとも５０％の部分の両側面が互いに平行な形状であればよい。これにより、溝の５０％以上を鋸刃で加工することができるようになり、従来実施されていたものより大幅に加工コストを下げることができる。
各溝１０の幅は、４ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下、特に少なくとも溝の下半分（溝の入り口から遠い方の）の最大幅が１．７５ｍｍ以下であることが好ましい。この幅は、上記した溶接の抜けを考えると、狭ければ狭いほど望ましいが、狭くなると後に説明する理由により、溝の個数が多くなり加工に時間とコストがかかるようになるので、また現在の所の鋸刃の関係から下限は０．９ｍｍ程度である。
【００３１】
本発明において溝は各群において４個以上、好ましくは１２個以下、特に８〜１０個とする。すなわち裏当て用鋼板を曲げたときに角型鋼管内側の曲面部に当たるべき部分の長さの範囲において４個以上１０個以下の溝を設けることが好ましい。
また、各群において溝を等間隔に配置する場合には、ピッチは２．５５ｍｍ以上とすることが好ましい。このピッチが上記の値未満であると、溝形成部における鉄残存量が足りなくなり、溶接の際に上記の抜けが生じやすくなる。なお、この上限は、ピッチが大きくなりすぎると、裏当て用鋼板の曲げた部分が実質的に円弧状にならず、多角形となってしまい、この多角形の辺と鋼管の円弧との間隙が大きくなってしまうので、この間隙が０．４ｍｍ以下となるような、ピッチとすることが望ましい。
【００３２】
上記のように溝１０を角形にした場合、裏当て用鋼板を角型鋼管のコーナー部に沿って曲げたときに、溝の両側壁同士が互いに干渉し合わないようにすることが好ましい（接触する程度であるならよい）。これを考えると、裏当て用鋼板における外周円の半径をｒ（ｍｍ）、裏当て用鋼板の厚さをｔ（ｍｍ）、溝の数をｎ、そして溝の幅をｗ（ｍｍ）とすると、次の式を満足することが好ましい。
ｎ・ｗ＝２・ｒ／４（角部における外周長）−２・（ｒ−ｔ）／４（内周長）
例えば、ｒを２３ｍｍ、ｔを９ｍｍとすると、外周長は３６．１１ｍｍ、内周長は２１．９８ｍｍとなるので、ｎ・ｗの値は、１４．１３となる。ここで、ｗの値を１．７５ｍｍとすると、ｎは８．０個となる。なお、小数点１の位が１以上である場合には、繰り上げた値による個数とすることが望ましい。
【００３３】
さらに角型鋼管の各辺の長さや曲率の誤差に対処するため、すなわち調節代として１個ないし４個の溝を追加してもよい。本発明による裏当て用鋼板は後に説明するように容易に曲げることができるので、曲げた後に角型鋼管の角部に合わせたとき、合わない場合には、少し曲げ戻して再度曲げ直すことが可能であるので、この調節代が特に有用である。
また溝形成部における残存板厚は、１．５〜２．５ｍｍ、好ましくは、１．７〜２．３ｍｍとする。これらの条件は理論的発明と実験による検証によって定めたものであり、以下にその理由を述べる。
【００３４】
上記したように、溝の深さは人力で容易に曲げるためには裏当て用鋼板の溝部分の残存板厚が２．５ｍｍ以下になるようにする必要がある。この曲げに必要とする力は以下のようにして計算することができる。溝部の残存板厚をｔｂ、鋼板の板幅（図示せず）をｗ１、引張り強さを・Ｂとすれば応力分布Ｓは図示したようになるから合力Ｔはｔｂ・ｗ１・・Ｂとなり、曲げモーメントＭは曲げの支点が溝の底、力点が残存板厚の半分の位置として下式のようになる。
Ｍ＝Ｔ・ｔｂ／２＝ｗ１・ｔｂ２・・Ｂ／２
【００３５】
たとえば・Ｂ＝５０ｋｇ／ｍｍ２、ｗ１＝２５ｍｍ、ｔｂ＝２ｍｍなら２５０ｋｇ・ｃｍとなり、曲げ位置から１０ｃｍずつ離れた位置を持って２５ｋｇの力で曲げられることとなり人力で容易に曲げられる。これがｔｂ＝４ｍｍとなると１０００ｋｇ・ｃｍとなり万力などの工具を用いても限界となる。このため本発明においては残存板厚の上限を２．５ｍｍとした。一方下限は残存板厚があまりにも小さいと溶接の際に抜けが生ずるので１．５ｍｍとした。
【００３６】
突起の溶接裏当て用鋼板への取り付け方法について説明する。
先ず、前記突起部材３０（図１１参照）を準備する。突起部材３０の形状としては、例えば、図１１（ａ）〜（ｇ）に示したように、円柱状、多角形柱状、柱状の先端に凸部が設けられたもの等何れであってもよい。
【００３７】
この突起部材３０が、図１２に示したように、溶接裏当て用鋼板となる帯状の鋼板部材４０の一方の側面から水平に延びるように、その一端（基端）を、溶接裏当て用鋼板となる帯状の鋼板部材４０の一方の側面に溶接により接合して、突起を完成する。
前記突起部材３０の材質は、前記鋼板部材４０の材質と同じか近似したものであることが望ましい。溶接欠陥を防止するためと、突起に十分な強度を持たせるためである。
なお、図１２において、符号５０は溶接機を示す。
【００３８】
次に、図１３を参照して、突起部材として、溶接ワイヤを用いた突起の形成方法について説明する。
ここで、溶接ワイヤ３２としては、例えば、鋼板部材４０の材質（鋼管の材質も同じ）が、引張強さ４９０Ｎ/ｍｍ２級の高張力鋼の場合には、ＪＩＳ  Ｚ  ３３１２に規定されたＹＧＷ１１またはＹＧＷ１８を、 引張強さ４９０Ｎ/ｍｍ２、５２０Ｎ/ｍｍ２および５４０Ｎ/ｍｍ２級の高張力鋼の場合には、ＪＩＳ  Ｚ  ３３１２に規定されたＹＧＷ１８を使用する。母材との溶着部および突起としての部分を十分な強度とするためである。鋼板部材（鋼管）の材質、溶接ワイヤの材質については、表１〜表４を参照。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【００３９】
先ず、図１３の（１）で示したように、通電した溶接機５０に装着した溶接ワイヤ３２を鋼板部材４０に近付け、この後、（２）に示したように、溶接ワイヤ３２が鋼板部材４０に垂直になるようにして、更に近付ける。すると、溶接ワイヤ３２の先端が、溶融して、鋼板部材４０にこの溶融部分が溶着するので、溶接ワイヤ３２を鋼板部材４０に更に近づけ（（３）〜（５）参照）、溶接ワイヤ３２の先端が鋼板部材４０に完全に完全に溶着した状態で、溶接機の通電を停止し、その後、冷却する。最後に、溶接ワイヤ３２を所定の長さに切断して（図示せず）、突起１２を形成して、溶接裏当て用鋼板を完成する。
なお、溶接方法としては、ＭＡＧ、ＭＩＧ、ＴＩＧ、スタッド溶接、ろう付けであることが好ましい。
【００４０】
以上説明したように、この例によれば、ルートギャップ設定用突起の材料として、市販の溶接ワイヤをそのまま使用すればよく、低価格で、しかも容易にルートギャップ設定用突起を形成することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１：裏当て用鋼板
１０：溝（溝群）
１２：突起
２０：裏当て金
２２：鋼管
２４：ダイヤフラム
３０：突起部材
３２：溶接ワイヤ
４０：鋼板
５０：溶接機
【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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