円筒状部材の溶接構造

【課題】円筒状部材同士を溶接する際の溶接継ぎ手強度の向上、又は溶接継ぎ手強度の低下なしに円筒状部材の板厚を低減し、部品の軽量化と材料費の節減を達成し得る円筒状部材の溶接構造の提供。
【解決手段】本発明円筒状部材の溶接構造は、比較的厚肉の円筒状部材１１、１１’同士を突合せ溶接するに際し、突合せ端面１１ａ、１１’ａを先端に溶融金属の流出を阻止する長さの、互いに密着する密着部分１２を設けるように内側に折り曲げてフランジ１１ｂ、１１’ｂを形成した状態で突合せ溶接をして成るので、円筒状部材同士を溶接する際の溶接継ぎ手強度の向上を図り、又は溶接継ぎ手強度を低下させることなく、円筒状部材の板厚を低減し、部品の軽量化と材料費の節減を達成し得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状部材、例えばトラックの車軸ケース等の突合せ溶接構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記トラックの車軸ケース等の円筒部分をもつ円筒状部材は、通常板厚が例えば４ミリメートル以上と比較的厚いものが使用されており、図９に示すようにこれら円筒状部材１、１’同士を突合せ溶接する場合は円筒の外周からのみ溶接が施されることから、図１０のように溶接した円筒状部材２の内面に未溶接部３が残り、このため溶接部４の板厚は実質上円筒状部材１、１’の板厚以下となって継ぎ手効率は１以下とり、溶接強度の低下を来す。
【０００３】
上記現象を防ぐため、図１１に示すように円筒状部材１、１’間の溶接部の内側に、内面までの溶け込みを許し且つ溶け落ちを防止する裏当て金５を固定したり、図１２に示すように一方の円筒状部材、例えば１’の一部又は全周を絞って他方の円筒状部材１の内面に密接する部分１’ａを形成し、これによって裏当て金５と同様な作用を期待するものもある。
【０００４】
上記裏当て金５又は密接する部分１’ａを用いることによって、円筒状部材１、１’の外側から溶接する際裏当て金５又は密接する部分１’ａまで溶着させることができ、これによって、円筒状部材１、１’の前記未溶着部３をなくし、継ぎ手効率を１とすることが可能となる。
【０００５】
しかしながらこの場合、溶接部４の板厚は円筒状部材１、１’の板厚と同じになるが、裏当て金５又は密接する部分１’ａと円筒部材１、１’との隙間が切欠きとして作用し、この隙間の底部に応力集中が発生して好ましくない。
【０００６】
この応力集中を除去するためには、裏当て金５を使用したものであれば、溶接後に裏当て金５を除去すればよいが、裏当て金５を完全に除去しないと応力集中の除去が不完全となる。裏当て金５の完全な除去は困難な場合が多く、円筒状部材１、１’も削って裏当て金５を完全に除去できたとしても、このときは円筒状部材１、１’の板厚が減少して継ぎ手効率を低下させるおそれがある。
【０００７】
前記溶接部４の板厚を保持する手段として、特開平０５−１５９７５号公報に裏当て金を使用して薄肉の被溶接材を突合せ溶接するに際し、被溶接材の突合せ先端部分を裏当て金方向に、実質上斜めに曲げて、突合せ溶接する薄肉被溶接材の突合せ溶接方法が示されている（図１３乃至図１５参照）。
【０００８】
上記特開平公報の溶接方法では、溶接後に適正な裏側の余盛り形状を得るために、裏当て金６に図１４に示すような溝６ａが形成されているが、本願発明が適用される板厚が４ミリメートル以上の円筒状部材１、１’では、十分な余盛りを形成するための溶接入熱を確保することが難しく、また仮に前記溝６ａを余盛りで満たすことができるとしても、溶接後に裏当て金６を円筒継ぎ手の内部から取り出すことは困難で、この溶接方法は直線上の突合せ溶接のみに適用せざるを得ない。
【特許文献１】特開平０５−１５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、円筒状部材同士を溶接する際の溶接継ぎ手強度の向上を図り、又は溶接継ぎ手強度を低下させることなく、円筒状部材の板厚を低減し、部品の軽量化と材料費の節減を達成し得る円筒状部材の溶接構造を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための本発明円筒状部材の溶接構造は、比較的厚肉の円筒状部材同士を突合せ溶接するに際し、突合せ端面を先端に溶融金属の流出を阻止する長さの、互いに密着する密着部分を設けるように内側に折り曲げてフランジを形成した状態で突合せ溶接をして成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の円筒状部材の溶接構造は、比較的厚肉の円筒状部材同士を突合せ溶接するに際し、突合せ端面を先端に溶融金属の流出を阻止する長さの、互いに密着する密着部分を設けるように内側に折り曲げてフランジを形成した状態で突合せ溶接をして成るので、円筒状部材同士を溶接する際の溶接継ぎ手強度の向上を図り、又は溶接継ぎ手強度を低下させることなく、円筒状部材の板厚を低減し、部品の軽量化と材料費の節減を達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態を図１乃至図６により説明すると、本発明円筒状部材の溶接構造は、比較的厚肉の円筒状部材１１、１１’同士を突合せ溶接するに際し、突合せ端面１１ａ、１１’ａを先端に溶融金属の流出を阻止する長さの、互いに密着する密着部分１２を設けるように内側に折り曲げてフランジ１１ｂ、１１’ｂを形成した状態で突合せ溶接をして成る。
【実施例１】
【００１３】
図１以下に示す実施例について更に詳細に説明すると、図１乃至図３に示す例では、まず図１のように、円筒状部材１１、１１’の突合せ端面１１ａ、１１’ａを、先端に溶融金属の流出を阻止する長さの、互いに密着する密着部分１２を設けるように、内側にほぼ直角に折り曲げてフランジ１１ｂ、１１’ｂを形成するが、該フランジ１１ｂ、１１’ｂの高さを円筒状部材１１、１１’の板厚の１／２以上とする。
【００１４】
この状態で図２のように突合せ溶接し、このとき溶込み深さは前記円筒状部材１１、１１’の板厚以上となるようにするが、この場合フランジ高さが前記円筒状部材１１、１１’の板厚の半分であれば溶け込み率は７０パーセント以上でよく、フランジ高さが円筒状部材１１、１１’の板厚と同じであれば溶け込み率は５０パーセント以上でよい。
【００１５】
溶接後に必要に応じて図３のようにフランジ１１ｂ、１１’ｂの大部分をグラインダや旋盤等で削除するが、これにより円筒状部材１１、１１’の板厚を確保しつつ、溶接部の肉厚の厚いしかも円筒状部材１１、１１’内に突出部の少ない円筒状部材が得られ、又前記裏当て金を使用したときのような円筒状部材１１、１１’と裏当て金との間隙に発生する応力集中を回避できる。
【００１６】
図４乃至図６に示す例では、まず図４のように、円筒状部材１１、１１’の突合せ端面１１ａ、１１’ａを、同形の段差部１３、１３’に成形し、その先端に溶融金属の流出を阻止する、互いに密着する密着部分１４を設けるように、フランジ１１ｂ、１１’ｂを形成するが、この場合段差高さを円筒状部材１１、１１’の板厚の１／２以上とする。
【００１７】
この状態で図５のように突合せ溶接し、このとき溶込み深さは前記同様、円筒状部材１１、１１’の板厚以上となるようにするが、この場合段差高さが前記円筒状部材１１、１１’の板厚の半分であれば溶け込み率は７０パーセント以上でよく、フランジ高さが円筒状部材１１、１１’の板厚と同じであれば溶け込み率は５０パーセント以上でよい。
【００１８】
ここで前記と同様、必要に応じて図５のように残った密着部分１４をグラインダや旋盤等で削除するが（図６）、円筒状部材１１、１１’の板厚を確保しつつ、溶接部の肉厚の厚いしかも円筒状部材１１、１１’内に突出部の少ない円筒状部材が得られ、又前記裏当て金を使用したときのような円筒状部材１１、１１’と裏当て金との間隙に発生する応力集中を回避できる。
【００１９】
前記グラインダや旋盤等による削除は、図７のごとく円筒状部材１１、１１’内周全体になされる場合のほか、図８のごとく内周の一部（下方）のみ行う場合とかあり、応力の発生予測に基いて選択する。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は種々の円筒部材に利用することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の円筒状部材の溶接構造に使用する一対の円筒状部材の一例を示す部分的断面図である。
【図２】図１の一対の円筒状部材の溶接後の状態を示す部分的断面図である。
【図３】図２の状態からフランジを削除した状態を示す部分的断面図である。
【図４】本発明の円筒状部材の溶接構造に使用する一対の円筒状部材の他の例を示す部分的断面図である。
【図５】図４の一対の円筒状部材の溶接後の状態を示す部分的断面図である。
【図６】図５の状態からフランジを削除した状態を示す部分的断面図である。
【図７】上記フランジの削除部位の一例を示す円筒状部材の断面図である。
【図８】上記フランジの削除部位の他の例を示す円筒状部材の断面図である。
【図９】円筒状部材同士の突合せ溶接を示す略示斜視図である。
【図１０】図９における２点鎖線部分を矢印方向から見た状態を断面図で示した従来例である。
【図１１】図１０と同様に示した他の従来例である。
【図１２】図１０と同様に示した更に他の従来例である。
【図１３】前記特開平公報に開示された従来例で、円筒状部材同士の突合せ状態の部分的断面図である。
【図１４】図１３のものに裏当て金を用いて溶接した状態の部分的断面図である。
【図１５】図１４のものから裏当て金を除去した状態を示す部分的断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１、１’、１１、１１’、２円筒状部材
１１ａ、１１’ａ突合せ端面
１１ｂ、１１’ｂフランジ
３未溶接部
４溶接部
５、６裏当て金
１２、１４密着部分
１３段差部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的厚肉の円筒状部材同士を突合せ溶接するに際し、突合せ端面を先端に溶融金属の流出を阻止する長さの、互いに密着する密着部分を設けるように内側に折り曲げてフランジを形成した状態で突合せ溶接をして成ることを特徴とする円筒状部材の溶接構造。
【請求項２】
前記フランジの高さ又は段差高さが、円筒状部材の板厚の１／２乃至等量としたことを特徴とする請求項１記載の円筒状部材の溶接構造。
【請求項３】
前記フランジの円筒状部材内への突出部分を前記溶接後削除したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の円筒状部材の溶接構造。

【図１】