筒状物溶接時のルートギャップ形成方法
【課題】平板を筒状に折曲させてその突き合わせ部分を溶接するには、両突き合わせ端面間にルートギャップ（ルート開先）を形成する必要があるが、従来ではそのルートギャップの形成が面倒であった。
【解決手段】平板原材の切断時において、溶接すべき突き合わせ端面２１における長さ方向に所定間隔をもった複数箇所に、相手側の突き合わせ端面２１を突き合わせたときに該相手側の突き合わせ端面に接合して両突き合わせ端面間に所定間隔のルートギャップＧを形成し得る小突部３，３・・をそれぞれ一体形成しておき、該小突部付き突き合わせ端面と相手側の突き合わせ端面とを突き合わせることで両突き合わせ端面２１，２１間に小突部３の突出幅のルートギャップＧを形成できるようにしている。
【解決手段】平板原材の切断時において、溶接すべき突き合わせ端面２１における長さ方向に所定間隔をもった複数箇所に、相手側の突き合わせ端面２１を突き合わせたときに該相手側の突き合わせ端面に接合して両突き合わせ端面間に所定間隔のルートギャップＧを形成し得る小突部３，３・・をそれぞれ一体形成しておき、該小突部付き突き合わせ端面と相手側の突き合わせ端面とを突き合わせることで両突き合わせ端面２１，２１間に小突部３の突出幅のルートギャップＧを形成できるようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ブーム筒体やアウトリガ筒体等の筒状物を製造する際に、金属製の平板を筒状物形状に合わせて折曲した後、溶接すべき突き合わせ端面間に溶接用のルートギャップを形成するための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブーム筒体やアウトリガ筒体等の筒状物は、鋼板からなる平板を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断し、その切断された平板を筒状物に形成し得る形状に折曲した後、溶接すべき突き合わせ端面同士を溶接して筒状に形成されている。尚、この種の板材突き合わせ端面同士の溶接には、一般にアーク溶接が採用される。
【０００３】
この種の筒状物の代表例として小型クレーン（例えばカーゴクレーン）のブーム筒体があるが、小型クレーンのブーム筒体は、左右に２分割した平板をそれぞれ左右対称形の略コ形に折曲してなる２つの半割り折曲板を筒状に合体させたものや、１枚物の平板を筒状に折曲させたもの等がある。又、小型クレーンのブーム筒体では、平板（鋼板）として板厚さが約３〜５mm程度のものが多用されている。
【０００４】
ところで、平板を折曲して形成される筒状物は、筒状に成形した状態（２つの半割り折曲板では筒状に合体させ、１枚物の平板では筒状に折曲する）で両突き合わせ端面同士をその全長に亘って溶接して製造されるが、その溶接には、両突き合わせ端面間に溶加材（溶接ワイヤ）溶け込み用の開先を形成しておく必要がある。尚、板材の突き合わせ端面間に形成される開先の形態は、Ｖ型開先（Ｙ型開先を含む）やＩ型開先が一般的である。
【０００５】
図１５〜図１７には、従来から一般に行われているブーム筒体の製造方法を示している。尚、この従来例のブーム筒体製造方法は、図１６に示すように左右対称形の２つの半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させた状態で、上下の突き合わせ部分２，２をそれぞれ溶接することでブーム筒体（筒状物）１を形成するようにしたものである。又、図１６の筒状物１では、底面部分の突き合わせ部分２を下方に鈍角状に突出する状態で接合させて、全体を五角形に形成している。
【０００６】
この従来例のブーム筒体製造方法では、まず図１５（Ａ）に示すようにシャーカットにより平板原材を所定面積（図１５（Ｃ）に示す半割り折曲板１３を形成し得る面積）の長方形に切断し（切り取り平板１１となる）、次に図１５（Ｂ）に示すようにレーザーカットにより図１５（Ａ）の切り取り平板１１の長さ方向両端部を所定形状にカットするとともに各種の穴空け加工を施して最終形態の半割り平板１２に形成し、続いてその最終形態の半割り平板１２を各折り線１２ａ，１２ｂで折曲して図１５（Ｃ）に示す半割り折曲板１３に加工する。尚、１組の半割り折曲板１３，１３は、図１６に示すように左右対称形に折曲される。
【０００７】
そして、図１５（Ｃ）に示す１組（左右対称形）の半割り折曲板１３は、図１６に示すように筒状に合体させた状態で、その上下の突き合わせ部分２，２をアーク溶接して一体化させるが、そのアーク溶接を行うには突き合わせ部分２に溶加材（溶接ワイヤ）溶け込み用の開先を形成する必要がある。
【０００８】
ところで、鋼板を切り取ったまま（特にシャーカット方式で切断したもの）では、図１７（Ａ）に示すように切断端面１３ａが比較的粗面となっており、その粗面のままでは正確なＶ型開先用の傾斜面加工をするのが難しい。そして、従来では、Ｖ型開先用の傾斜面加工をするのに、図１５（Ａ）の切り取り平板１１を図１５（Ｃ）に示す半割り折曲板１３に折曲させた状態で、まず図１７（Ａ）に削り線Ｃ1で示すように切断端面（粗面１３ａ）をシカル加工により例えば１mm幅程度削り取って図１７（Ｂ）に示す直線状の平滑端面１３ｂとし、次に図１７（Ｂ）に削り線Ｃ2で示すように平滑端面１３ｂをシカル加工により傾斜面状に削り取って、図１７（Ｃ）に示すようにＶ型開先用の傾斜面１３ｃを形成する。尚、図１７（Ｃ）の傾斜面付き端面３０は、相手側の傾斜面付き端面３０′を突き合わせたときに角度約６０°のＶ型開先を形成し得るようになっているが、傾斜面１３ｃの下部には相手側の突き合わせ端面３０′と接合する小高さ（板厚さの約１／３高さ）の垂直面１３ｄが形成される状態でシカル加工が行われる。尚、シャーカット方式で切断した切り取り平板１１では、図１６における下側の突き合わせ部分２の突き合わせ端面もＶ型開先用の傾斜面加工が行われる。
【０００９】
そして、図１７（Ｃ）に示す切り取り平板１１を、図１５（Ｂ）のカット及び穴空け加工を行った後に図１５（Ｃ）のように折曲加工し、その半割り折曲板１３の突き合わせ端面３０となる部分にＶ型開先用の傾斜面加工を施した後、図１６に示すように筒状に合体させると、上下各突き合わせ部分２，２にそれぞれＶ型開先が形成されるようになる。尚、Ｖ型開先用の傾斜面加工は、切り取り平板１１の状態で行うこともある。
【００１０】
この突き合わせ部分２を溶接するには、図１６に示すようにアーク溶接装置４を使用して行う。このアーク溶接装置４は、溶接トーチ４１内に通した溶接ワイヤ４２の先端と溶接すべき板材（母材）１３，１３間にアークを発生させることにより、突き合わせ部分２を溶融させるとともに溶接ワイヤ４２の先端部分が順次溶滴となってＶ型開先を埋めることで、該突き合わせ部分２を溶接し得るものである。尚、アーク溶接では、溶接トーチ４１の下端からシールドガスを噴出させながら行う。
【００１１】
又、筒状物の突き合わせ部分をアーク溶接する際に、溶接すべき突き合わせ部分をＩ型開先にすることがある。その場合（Ｉ型開先の場合）は、図１８に示すように、突き合わせ部分２のルートギャップ（Ｉ型開先）Ｇの開先幅を全長に亘って等間隔に維持しておく必要から、該ルートギャップＧ内にその長さ方向に所定間隔をもって複数個の中子（スペーサー）３１，３１を介在させた状態で行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記した図１６及び図１８の各従来例の開先形成方法には、それぞれ次のような問題点があった。
【００１３】
まず、図１６に示すＶ型開先を形成するには、溶接すべき突き合わせ端面に対して、図１７（Ａ）に示す端面平滑加工（削り線Ｃ1）と図１７（Ｂ）に示す傾斜面加工（削り線Ｃ2）との２回の削り加工（シカル加工）が必要であり、その２回のシカル加工を行うのに設備が必要であるとともにその加工に時間がかかるという問題があった。又、板厚さが３〜５mm程度の平板の端面をシカル加工する場合には、板が振動し易いので作業がしにくいとともに加工精度を出しにくいという問題もある。
【００１４】
又、図１８に示すＩ型開先を形成するには、両突き合わせ端面間にルートギャップ長さ方向に所定間隔をもって複数個の中子（スペーサー）３１，３１を介在させるが、その場合は、中子３１を介在させる作業及びその仮止め作業が必要となって作業工数が多くなるとともに、ルートギャップＧの全長に亘る開先幅の精度を出しにくいという問題があった。
【００１５】
そこで、本願発明は、上記各従来例の開先形成方法の問題点を改善するために、溶接用のルートギャップを簡単に且つ正確間隔で形成し得るようにするための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。本願発明は、ブーム筒体やアウトリガ筒体等の筒状物を製造する際に、溶接すべき突き合わせ端面間に溶接用のルートギャップを形成するための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法を対象にしている。尚、以下の説明では、本願発明の「筒状物溶接時のルートギャップ形成方法」を単に「ルートギャップ形成方法」ということがある。
【００１７】
［本願請求項１の発明］
本願請求項１の発明のルートギャップ形成方法は、金属（主として鋼板）製の平板を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断し、その切断された平板を筒状物に形成し得る形状に折曲した後、溶接すべき端面同士を突き合わせて、その両突き合わせ端面間にルートギャップを形成するためのものである。
【００１８】
ブーム筒体やアウトリガ筒体のような筒状物には、平板として用途に応じた板厚さの鋼板が使用されている。尚、カーゴクレーンと称されている小型クレーンのブーム筒体では、厚さが３mm程度の平板（鋼板）が多用されている。
【００１９】
又、この種の筒状物（例えばブーム筒体）は、断面略コ形に折曲した左右対称形の２つの半割り折曲板を筒状に合体させたりあるいは１枚物の平板を筒状に折曲させて溶接すべき両端面を突き合わせ、その突き合わせ部分を全長に亘って溶接することで製造されるが、本願請求項１の発明では、２つの半割り折曲板を筒状に合体させたものや１枚物の平板を筒状に折曲したものの両方に適用できる。尚、２つの半割り折曲板を筒状に合体させたものでは溶接箇所が２箇所あり、１枚物の平板を筒状に折曲したものでは溶接箇所が１箇所である。
【００２０】
筒状物の突き合わせ部分を溶接するには、両突き合わせ端面間に溶加材の溶け込み用のルートギャップを設けておく必要がある。尚、アーク溶接の場合は、溶加材として溶接ワイヤが使用され、溶接の進行に伴って溶接ワイヤの先端部が順次溶滴となってルートギャップ内に溶け込むようになる。
【００２１】
そして、本願請求項１のルートギャップ形成方法は、まず平板原材（鋼板）を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断するが、該平板原材の切断時において、溶接すべき突き合わせ端面における長さ方向に所定間隔をもった複数箇所に、相手側の突き合わせ端面を突き合わせたときに該相手側の突き合わせ端面に接合して両突き合わせ端面間に所定間隔のルートギャップを形成し得る小突部をそれぞれ一体形成しておき、該小突部付き突き合わせ端面と相手側の突き合わせ端面とを突き合わせることで両突き合わせ端面間に小突部の突出幅のルートギャップを形成するようにしている。
【００２２】
本願において平板原材から所定形状の平板に切断するには、切断精度の良好なレーザー切断機を使用するが、レーザーカットした切断端面は、加工することなしにルートギャップの開先面として許容される程度の平滑面となる。尚、本願において形成すべきルートギャップの形状はＩ型開先であり（両突き合わせ端面が小間隔をもって平行に突き合わされる）、レーザーカットした切断端面は平板の平面に対して垂直面でよい。
【００２３】
突き合わせ端面に形成される各小突部は、平板原材から所定形状の平板を切り取る際に一体に切り取られるものである。即ち、平板切り取りの際には、レーザー切断機におけるレーザー照射部の移動軌跡を各小突部込みの平板切り取り形状に合わせて予めインプットしておけばよい。
【００２４】
各小突部の突出幅は形成すべきルートギャップの開先幅と同等であり、又各小突部の長さは適宜の微小長さでよく、さらに各小突部の間隔も適宜に設定できる。
【００２５】
又、各小突部は、相互に突き合わされる両突き合わせ端面の少なくとも一方の端面にあればよいが、両突き合わせ端面の両方にそれぞれ小突部を形成して、該両突き合わせ端面同士を突き合わせたときに両側の小突部が相互に接合するようにしてもよい。尚、その場合（突き合わせ端面の両方に小突部を形成した場合）は、各側の小突部の突出幅を所望の開先幅の１／２づつにするとよい。
【００２６】
本願請求項１の発明のルートギャップ形成方法では、２つの半割り折曲板を筒状に合体させたり１枚物の平板を筒状に折曲したりして両突き合わせ端面を突き合わせたときに、該突き合わせ端面に所定間隔をもって形成している各小突部の先端面がそれぞれ相手側の突き合わせ端面に接合する。従って、このルートギャップ形成方法では、両半割り折曲板を筒状に合体させたり１枚物の平板を筒状に折曲させるだけで、溶接すべき両突き合わせ端面間にその全長に亘って均一幅のルートギャップが形成される。
【００２７】
尚、２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態で突き合わせ部分を溶接する場合は、ルートギャップにおける小突部がある部分の複数箇所を予め仮付け溶接して両半割り折曲板を一体化させた状態で、上下の両突き合わせ部分を本溶接することができる。
【００２８】
［本願請求項２の発明］
本願請求項２の発明は、上記請求項１のルートギャップ形成方法において、筒状物を形成すべき平板として筒状物の全面積を１枚の平面状態に切断したものを使用し、その１枚物の平板を筒状に折曲して、その両突き合わせ端面間に小突部によるルートギャップを形成するようにしたものである。
【００２９】
この請求項２の発明のルートギャップ形成方法では、筒状物を１枚物の平板で形成するものであるが、この平板も各小突部込みの形状にレーザーカットで切断する。そして、この１枚物の平板を筒状に折曲したものでは、溶接すべき突き合わせ部分が１箇所のみとなる。
【００３０】
又、このように１枚物の平板を使用すると、該平板を筒状に折曲するだけでその形状が維持される。
【発明の効果】
【００３１】
［本願請求項１の発明の効果］
本願請求項１の発明のルートギャップ形成方法では、筒状物用平板の切り取り時において、溶接すべき突き合わせ端面の複数箇所にルートギャップ形成用の小突部を一体形成しているので、平板折曲後に溶接すべき両突き合わせ端面を突き合わせたときに、各小突部により両突き合わせ端面間に所定開先幅のルートギャップが自動的に形成できる。
【００３２】
従って、この請求項１のルートギャップ形成方法によれば、溶接用のルートギャップを簡単に形成できるとともに、溶接すべき突き合わせ部分の全長に亘って均一開先幅のルートギャップを形成できるという効果がある。
【００３３】
［本願請求項２の発明の効果］
本願請求項２の発明では、上記請求項１のルートギャップ形成方法において、形成すべき筒状物の全面積を有した１枚物の平板を筒状に折曲して、その両突き合わせ端面間に各小突部によるルートギャップを形成するようにしている。
【００３４】
従って、この請求項２のルートギャップ形成方法では、上記請求項１の効果に加えて、筒状物形成用の平板切り取り枚数が１枚でよく、且つ溶接箇所も１箇所でよいので、筒状物形成工数を少なくできる（時間短縮及びコスト削減ができる）とともに、平板を筒状に折曲させるだけで筒形状を維持できる（半割り折曲板を合体させる場合の仮付け溶接が不要になる）という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本願第１実施例のルートギャップ形成方法における半割り平板の切断形状を示す図で、（Ａ）は半割り平板の平面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図２】図１（Ａ）のII部拡大図である。
【図３】図１の半割り平板を略コ形に折曲させた図で、（Ａ）は半割り折曲板の正面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図４】図３の２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図である。
【図５】図４の一部拡大斜視図である。
【図６】図５のVI−VI拡大断面図である。
【図７】本願第２実施例のルートギャップ形成方法における半割り平板の切断形状を示す図（図１相当図）で、（Ａ）は半割り平板の平面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図８】図７の半割り平板をコ形に折曲させた図（図３相当図）で、（Ａ）は半割り折曲板の正面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図９】図８の２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図（図４相当図）である。
【図１０】本願第３実施例のルートギャップ形成方法における平板の切断形状を示す平面図である。
【図１１】図１０のXI部拡大図である。
【図１２】図１０の平板を筒状に折曲させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図である。
【図１３】図１２の一部拡大斜視図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV拡大断面図である。
【図１５】第１従来例の筒状物形成用の半割り平板の加工方法説明図である。
【図１６】図１５（Ｃ）の２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図（図４相当図）である。
【図１７】図１５（Ｃ）の半割り折曲板における突き合わせ端面の加工方法説明図である。
【図１８】第２従来例のルートギャップ形成方法説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１〜図１４を参照して本願実施例の筒状物溶接時のルートギャップ形成方法を説明すると、図１〜図６には第１実施例を示し、図７〜図９には第２実施例を示し、図１０〜図１４には第３実施例を示している。
【００３７】
尚、第１〜第３の各実施例では、製造すべき筒状物１として小型クレーン（例えばカーゴクレーン）のブーム筒体を採用しているが、他の実施例では製造すべき筒状物１がアウトリガ筒体であってもよい。又、この各実施例では、対象となる筒体として五角形断面のものを例にして説明しているが、その他の多角形断面の筒体であってもよい。
【００３８】
［図１〜図６の第１実施例］
この第１実施例では、製造すべき筒状物（ブーム筒体）１として図４に示すように左右２つの半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させたものを採用している。尚、図４の筒状物１では、底面部分の突き合わせ部分２を下方に鈍角状に突出する状態で接合させて、全体を五角形に形成したものである。そして、この第１実施例で製造される筒状物１は、次の各工程を経て製作される。
【００３９】
まず、図１に示すように、金属製（鋼板製）の平板原材を形成すべき筒状物の左右半分の面積で筒状物に合わせた所定形状に切断して半割り平板１２とし、次にその半割り平板１２を各折り線１２ａ，１２ｂでそれぞれ折曲（谷折り）して図３（Ｂ）に示す断面略コ形の半割り折曲板１３に加工する。
【００４０】
尚、図３の半割り折曲板１３は、図４の筒状物１における右側の半割り折曲板１３となるものであり、図４における左側の半割り折曲板１３は図１の半割り平板１２の各折り線１２ａ，１２ｂをそれぞれ山折りしたものである。
【００４１】
そして、図４に示すように、２つ１組の半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させた状態で、その上下の突き合わせ部分２，２をそれぞれ溶接装置４で溶接して一体化させる。尚、この種の板材突き合わせ部分２は、一般にアーク溶接によって溶着される。
【００４２】
ところで、板材の突き合わせ部分２をアーク溶接するには、該突き合わせ部分２に溶加材（溶接ワイヤ４２）溶け込み用の開先Ｇを形成する必要があるが、この第１実施例で採用される開先Ｇは、図６に拡大図示するように両突き合わせ端面２１，２１が平行なＩ型開先である。
【００４３】
この第１実施例のルートギャップ形成方法では、平板原材から図１に示す半割り平板１２を切り取るのにレーザー切断機によるレーザーで行うが、そのとき溶接すべき両突き合わせ端面２１，２２の一方の端面（図１の上辺側端面）２１における長さ方向に所定間隔Ｌをもった複数箇所にルートギャップ形成用の小突部３，３・・をそれぞれ一体形成しておく。この小突部３の詳細及び機能については後述する。
【００４４】
尚、精度の高いレーザー切断機で切断された切断端面は、後で平滑加工（シカル加工）する必要のない程度まで平滑状態になっている。又、この第１実施例では、切断端面は板材の平面に対して垂直面となっている。
【００４５】
ところで、この第１実施例で採用している筒状物１は、図４に示すように左右２つの半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させて構成している関係で、その筒状物１の上面中央部と下面中央部の２箇所に溶接すべき突き合わせ部分２，２が形成されるが、下面側の突き合わせ部分２（各突き合わせ端面２２，２２）は、次に説明する理由により特別な開先加工を施す必要はない。
【００４６】
即ち、この第１実施例で採用している筒状物１の下面側の突き合わせ部分２は、下方に鈍角状（図４の角度α＝１４０°）に突出する形状に突き合わされており、対向する各端面２２，２２が底部板材の平面に対して垂直面であっても、その両端面２２，２２を突き合わせるだけで該両端面２２，２２間に角度４０°程度のＶ型開先が自然に形成される。従って、この第１実施例では、図１における下辺側の端面２２には開先形成用の特別な加工を施さなくてもよい。
【００４７】
そして、この第１実施例では、図１の半割り平板１２をレーザーで切り取る際に、その上辺側端面２１のみにルートギャップ形成用の複数個の小突部３，３・・を一体に切り取るようにしている。即ち、この半割り平板１２を切り取るには、レーザー切断機におけるレーザー照射部の移動軌跡を各小突部込みの平板切り取り形状に合わせて予めインプットしておけば、自動的に図１に示す小突部込みの外形形状に切り取ることができる。尚、半割り平板１２の切り取りに前後してレーザーカットにより各種の穴空け加工を施す。
【００４８】
ルートギャップ形成用の各小突部３，３・・は、図１に示すように半割り平板１２の上辺側端面２１に所定間隔Ｌ（等間隔でも不等間隔でもよい）をもって複数箇所に一体形成しているが、この各小突部３，３・・は、図２に拡大図示するようにそれぞれ台形状で適宜の小長さ範囲に形成されている。尚、長さ方向の両端部に位置する各小突部３は、中間部の小突部３の約２倍の長さを有している。
【００４９】
又、各小突部３，３・・の突出幅Ｈは、この第１実施例では形成すべきルートギャップＧの所望開先幅Ｗ（図５、図６）の１／２幅に設定している。即ち、この第１実施例では、図４〜図６に示すように左右対称形の両半割り折曲板１３，１３を合体させたときに各側の小突部３，３の先端面同士が接合して、小突部３の無い部分に所望開先幅ＷのルートギャップＧが形成されるようになっている関係で、各小突部３，３・・の突出幅Ｈを所望開先幅Ｗの１／２幅（全て同幅）に設定している。尚、この小突部３の突出幅Ｈは、図示例では作図上、かなり大きく突出させているが、実際には形成すべきルートギャップＧの開先幅Ｗ（一般に２mm以下）の１／２幅でよい。
【００５０】
そして、この第１実施例のルートギャップ形成方法では、図１及び図２に示すように半割り平板１２の上辺側端面２１に所定間隔Ｌをもって複数箇所にそれぞれ小突部３，３・・を形成したものを図３のように半割り折曲板１３に折曲し、その両半割り折曲板１３，１３（左右対称形のもの）を筒状に合体させることで、図４〜図６に示すように筒状物１の上面側中央部において左右の小突部３，３の先端面同士が複数箇所でそれぞれ接合し、その両小突部３，３が各箇所で接合していることにより突き合わせ部分２の全長に亘って小突部３の無い部分に所望開先幅ＷのルートギャップＧを形成することができる。尚、図４の筒状物１における下面側の突き合わせ部分２は、下方に突出する形状で突き合わされているので、その両突き合わせ端面２２，２２間には自動的にＶ型開先Ｇ′が形成されている。
【００５１】
このように第１実施例のルートギャップ形成方法では、半割り平板１２の切り取り時において、溶接すべき突き合わせ端面２１の複数箇所にルートギャップ形成用の小突部３，３・・を一体形成しているので、平板折曲後に溶接すべき両突き合わせ端面２１，２１を突き合わせることで、左右両側の小突部３，３が複数箇所でそれぞれ接合し、その各側の小突部３，３の接合によって両突き合わせ端面２１，２１間に所定開先幅ＷのルートギャップＧが自動的に形成できる。従って、溶接用のルートギャップＧを簡単に形成できるとともに、溶接すべき突き合わせ部分２の全長に亘って均一幅ＷのルートギャップＧを形成できる。
【００５２】
この第１実施例のように、左右の半割り折曲板１３，１３を合体させた状態で突き合わせ部分２を溶接する場合は、ルートギャップＧにおける左右の小突部３，３が接合する部分の複数箇所を仮付け溶接して、両半割り折曲板１３，１３を一体化させておき、その状態で上下の両突き合わせ部分２，２を本溶接することができる。
【００５３】
上下の突き合わせ部分２，２を溶接するには、図４に示すようにアーク溶接装置４を使用して行う。このアーク溶接装置４は、溶接トーチ４１内に通した溶接ワイヤ４２の先端と溶接すべき板材（母材）１３間にアークを発生させることにより、突き合わせ部分２を溶融させるとともに溶接ワイヤ４２の先端部分が順次溶滴となってルートギャップＧを埋めることで、該突き合わせ部分２を溶接し得るものである。尚、アーク溶接では、溶接トーチ４１の下端からシールドガスを噴出させながら行う。
【００５４】
尚、この第１実施例では、図４における下面側の突き合わせ部分２にはＶ型開先Ｇ′が形成されているので、この下面側の突き合わせ部分２もそのままアーク溶接により溶接することができる。
【００５５】
［図７〜図９の第２実施例］
この第２実施例では、製造すべき筒状物（ブーム筒体）１として図９に示すように左右２つの半割り折曲板１３，１３を断面長方形の筒状に合体させたものを採用している。この場合、筒状物１の上面部及び下面部の各突き合わせ部分２，２がそれぞれ平面状態で突き合わされており、該上下の突き合わせ部分２，２にそれぞれ左右の小突部３，３を接合させることでルートギャップＧ，Ｇを形成している。
【００５６】
即ち、この第２実施例では、図７に示す形状で半割り平板１２を切り取るが、その半割り平板１２の切り取り時に、突き合わせ端面となる上下の各端面２１，２２のそれぞれに所定間隔Ｌをもって複数箇所に小突部３，３・・を一体形成している。この上下の各小突部３，３・・は、上記第１実施例の上辺側端面２１に形成したものと同じであり、該小突部３の突出幅Ｈは突き合わせ部分２（図９）に形成すべきルートギャップＧの開先幅Ｗ（図５、図６参照）の１／２幅である。尚、この第２実施例の場合も、レーザー切断機で図７の半割り平板１２の形状に切り取る。
【００５７】
そして、図７に示す各小突部付きの半割り平板１２は、各折り線１２ａ，１２ｂでそれぞれ直角折りして図８に示す半割り折曲板１３に加工する。尚、この第２実施例の場合も、図７の半割り平板１２を各折り線１２ａ，１２ｂで谷折りしたものと山折りしたものの２つ（左右対称形の半割り折曲板１３となる）が１組として使用される。
【００５８】
左右対称形の２つの半割り折曲板１３，１３を図９に示すように合体させると、その筒状物１の上面中央部と下面中央部にそれぞれ突き合わせ部分２，２が形成されるが、この上下各突き合わせ部分２，２には、左右の突き合わせ端面２１，２１（及び２２，２２）に設けた各側の小突部３，３同士が接合することにより、上記第１実施例と同様な所望開先幅Ｗ（図５、図６参照）のルートギャップＧ，Ｇが形成される。
【００５９】
そして、図９の合体状態で、各突き合わせ部分２，２（ルートギャップＧ）を上記第１実施例と同様にアーク溶接装置４で溶接して筒状物１を完成させる。
【００６０】
［図１０〜図１４の第３実施例］
この第３実施例では、１枚物の平板１２Ａを筒状に折曲させて筒状物１を形成するようにしたものである。
【００６１】
そして、この第３実施例では、図１０に示すように平板原材から筒状物形成用の全面積を有する平板１２Ａを切り取るが、この平板切り取り時に、突き合わせ端面となる一方の端面（図１０では上辺側端面）２１に所定間隔Ｌをもって複数箇所に小突部３，３・・を一体形成した状態で切り取っておく。尚、この第３実施例でも、平板原材から図１０の小突部付き平板１２Ａをレーザー切断機で切り取る。
【００６２】
ところで、この第３実施例の小突部付き平板１２Ａでは、上下両突き合わせ端面２１，２１のうちの一方（図１０における上辺側）の端面２１のみに小突部３，３・・を形成している関係で、この平板１２Ａを図１２に示すように筒状に折曲させたときの突き合わせ部分２に所望開先幅Ｗ（図１３、図１４）のルートギャップＧを形成するために、該小突部３の突出幅を上記第１実施例の小突部３の突出幅Ｈ（図２）の約２倍（図１１の幅２Ｈ）に設定している。尚、この第３実施例において、１枚物の平板１２Ａにおける上下の突き合わせ端面２１，２１にそれぞれ小突部３，３・・を形成することもできるが、その場合の小突部３の突出幅は、第１実施例の場合と同様に所望開先幅Ｗの１／２幅（図２の幅Ｈ）でよい。
【００６３】
図１０に示す１枚物の平板１２Ａは、５つの折り線１２ａ〜１２ｅでそれぞれ折曲して、図１２に示す五角形の筒状物１に形成される。
【００６４】
五角形に折曲した図１２の筒状物１Ａでは、その上面中央部の１箇所に突き合わせ部分２が形成されるが、この突き合わせ部分２は、図１３及び図１４に示すように一方の突き合わせ端面２１側の小突部３が他方の突き合わせ端面２１に接合している。従って、図１０の平板１２Ａを筒状に折曲するだけで突き合わせ部分２に小突部３の突出幅２Ｈと同じ開先幅ＷのルートギャップＧを自動的に形成することができる。
【００６５】
この第３実施例では、１枚物の平板１２Ａで筒状物１Ａに折曲したものであるから、筒状物形成用の平板切り取り枚数が１枚でよく、且つ溶接箇所も１箇所でよいので、筒状物形成工数を少なくできる。
【００６６】
又、この第３実施例では、平板１２Ａを筒状に折曲させるだけで筒状物１Ａの形状を維持できるので、第１実施例（及び第２実施例）の両半割り折曲板１３，１３を合体させた筒状物１のように突き合わせ部分２を本溶接するのに先立って形状維持のための仮付け溶接が不要となるという機能も有している。
【符号の説明】
【００６７】
１，１Ａは筒状物、２は突き合わせ部分、３は小突部、１２は半割り平板，１２Ａは１枚物の平板、１３は半割り折曲板、２１，２２は突き合わせ端面、Ｇはルートギャップである。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ブーム筒体やアウトリガ筒体等の筒状物を製造する際に、金属製の平板を筒状物形状に合わせて折曲した後、溶接すべき突き合わせ端面間に溶接用のルートギャップを形成するための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブーム筒体やアウトリガ筒体等の筒状物は、鋼板からなる平板を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断し、その切断された平板を筒状物に形成し得る形状に折曲した後、溶接すべき突き合わせ端面同士を溶接して筒状に形成されている。尚、この種の板材突き合わせ端面同士の溶接には、一般にアーク溶接が採用される。
【０００３】
この種の筒状物の代表例として小型クレーン（例えばカーゴクレーン）のブーム筒体があるが、小型クレーンのブーム筒体は、左右に２分割した平板をそれぞれ左右対称形の略コ形に折曲してなる２つの半割り折曲板を筒状に合体させたものや、１枚物の平板を筒状に折曲させたもの等がある。又、小型クレーンのブーム筒体では、平板（鋼板）として板厚さが約３〜５mm程度のものが多用されている。
【０００４】
ところで、平板を折曲して形成される筒状物は、筒状に成形した状態（２つの半割り折曲板では筒状に合体させ、１枚物の平板では筒状に折曲する）で両突き合わせ端面同士をその全長に亘って溶接して製造されるが、その溶接には、両突き合わせ端面間に溶加材（溶接ワイヤ）溶け込み用の開先を形成しておく必要がある。尚、板材の突き合わせ端面間に形成される開先の形態は、Ｖ型開先（Ｙ型開先を含む）やＩ型開先が一般的である。
【０００５】
図１５〜図１７には、従来から一般に行われているブーム筒体の製造方法を示している。尚、この従来例のブーム筒体製造方法は、図１６に示すように左右対称形の２つの半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させた状態で、上下の突き合わせ部分２，２をそれぞれ溶接することでブーム筒体（筒状物）１を形成するようにしたものである。又、図１６の筒状物１では、底面部分の突き合わせ部分２を下方に鈍角状に突出する状態で接合させて、全体を五角形に形成している。
【０００６】
この従来例のブーム筒体製造方法では、まず図１５（Ａ）に示すようにシャーカットにより平板原材を所定面積（図１５（Ｃ）に示す半割り折曲板１３を形成し得る面積）の長方形に切断し（切り取り平板１１となる）、次に図１５（Ｂ）に示すようにレーザーカットにより図１５（Ａ）の切り取り平板１１の長さ方向両端部を所定形状にカットするとともに各種の穴空け加工を施して最終形態の半割り平板１２に形成し、続いてその最終形態の半割り平板１２を各折り線１２ａ，１２ｂで折曲して図１５（Ｃ）に示す半割り折曲板１３に加工する。尚、１組の半割り折曲板１３，１３は、図１６に示すように左右対称形に折曲される。
【０００７】
そして、図１５（Ｃ）に示す１組（左右対称形）の半割り折曲板１３は、図１６に示すように筒状に合体させた状態で、その上下の突き合わせ部分２，２をアーク溶接して一体化させるが、そのアーク溶接を行うには突き合わせ部分２に溶加材（溶接ワイヤ）溶け込み用の開先を形成する必要がある。
【０００８】
ところで、鋼板を切り取ったまま（特にシャーカット方式で切断したもの）では、図１７（Ａ）に示すように切断端面１３ａが比較的粗面となっており、その粗面のままでは正確なＶ型開先用の傾斜面加工をするのが難しい。そして、従来では、Ｖ型開先用の傾斜面加工をするのに、図１５（Ａ）の切り取り平板１１を図１５（Ｃ）に示す半割り折曲板１３に折曲させた状態で、まず図１７（Ａ）に削り線Ｃ1で示すように切断端面（粗面１３ａ）をシカル加工により例えば１mm幅程度削り取って図１７（Ｂ）に示す直線状の平滑端面１３ｂとし、次に図１７（Ｂ）に削り線Ｃ2で示すように平滑端面１３ｂをシカル加工により傾斜面状に削り取って、図１７（Ｃ）に示すようにＶ型開先用の傾斜面１３ｃを形成する。尚、図１７（Ｃ）の傾斜面付き端面３０は、相手側の傾斜面付き端面３０′を突き合わせたときに角度約６０°のＶ型開先を形成し得るようになっているが、傾斜面１３ｃの下部には相手側の突き合わせ端面３０′と接合する小高さ（板厚さの約１／３高さ）の垂直面１３ｄが形成される状態でシカル加工が行われる。尚、シャーカット方式で切断した切り取り平板１１では、図１６における下側の突き合わせ部分２の突き合わせ端面もＶ型開先用の傾斜面加工が行われる。
【０００９】
そして、図１７（Ｃ）に示す切り取り平板１１を、図１５（Ｂ）のカット及び穴空け加工を行った後に図１５（Ｃ）のように折曲加工し、その半割り折曲板１３の突き合わせ端面３０となる部分にＶ型開先用の傾斜面加工を施した後、図１６に示すように筒状に合体させると、上下各突き合わせ部分２，２にそれぞれＶ型開先が形成されるようになる。尚、Ｖ型開先用の傾斜面加工は、切り取り平板１１の状態で行うこともある。
【００１０】
この突き合わせ部分２を溶接するには、図１６に示すようにアーク溶接装置４を使用して行う。このアーク溶接装置４は、溶接トーチ４１内に通した溶接ワイヤ４２の先端と溶接すべき板材（母材）１３，１３間にアークを発生させることにより、突き合わせ部分２を溶融させるとともに溶接ワイヤ４２の先端部分が順次溶滴となってＶ型開先を埋めることで、該突き合わせ部分２を溶接し得るものである。尚、アーク溶接では、溶接トーチ４１の下端からシールドガスを噴出させながら行う。
【００１１】
又、筒状物の突き合わせ部分をアーク溶接する際に、溶接すべき突き合わせ部分をＩ型開先にすることがある。その場合（Ｉ型開先の場合）は、図１８に示すように、突き合わせ部分２のルートギャップ（Ｉ型開先）Ｇの開先幅を全長に亘って等間隔に維持しておく必要から、該ルートギャップＧ内にその長さ方向に所定間隔をもって複数個の中子（スペーサー）３１，３１を介在させた状態で行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記した図１６及び図１８の各従来例の開先形成方法には、それぞれ次のような問題点があった。
【００１３】
まず、図１６に示すＶ型開先を形成するには、溶接すべき突き合わせ端面に対して、図１７（Ａ）に示す端面平滑加工（削り線Ｃ1）と図１７（Ｂ）に示す傾斜面加工（削り線Ｃ2）との２回の削り加工（シカル加工）が必要であり、その２回のシカル加工を行うのに設備が必要であるとともにその加工に時間がかかるという問題があった。又、板厚さが３〜５mm程度の平板の端面をシカル加工する場合には、板が振動し易いので作業がしにくいとともに加工精度を出しにくいという問題もある。
【００１４】
又、図１８に示すＩ型開先を形成するには、両突き合わせ端面間にルートギャップ長さ方向に所定間隔をもって複数個の中子（スペーサー）３１，３１を介在させるが、その場合は、中子３１を介在させる作業及びその仮止め作業が必要となって作業工数が多くなるとともに、ルートギャップＧの全長に亘る開先幅の精度を出しにくいという問題があった。
【００１５】
そこで、本願発明は、上記各従来例の開先形成方法の問題点を改善するために、溶接用のルートギャップを簡単に且つ正確間隔で形成し得るようにするための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。本願発明は、ブーム筒体やアウトリガ筒体等の筒状物を製造する際に、溶接すべき突き合わせ端面間に溶接用のルートギャップを形成するための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法を対象にしている。尚、以下の説明では、本願発明の「筒状物溶接時のルートギャップ形成方法」を単に「ルートギャップ形成方法」ということがある。
【００１７】
［本願請求項１の発明］
本願請求項１の発明のルートギャップ形成方法は、金属（主として鋼板）製の平板を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断し、その切断された平板を筒状物に形成し得る形状に折曲した後、溶接すべき端面同士を突き合わせて、その両突き合わせ端面間にルートギャップを形成するためのものである。
【００１８】
ブーム筒体やアウトリガ筒体のような筒状物には、平板として用途に応じた板厚さの鋼板が使用されている。尚、カーゴクレーンと称されている小型クレーンのブーム筒体では、厚さが３mm程度の平板（鋼板）が多用されている。
【００１９】
又、この種の筒状物（例えばブーム筒体）は、断面略コ形に折曲した左右対称形の２つの半割り折曲板を筒状に合体させたりあるいは１枚物の平板を筒状に折曲させて溶接すべき両端面を突き合わせ、その突き合わせ部分を全長に亘って溶接することで製造されるが、本願請求項１の発明では、２つの半割り折曲板を筒状に合体させたものや１枚物の平板を筒状に折曲したものの両方に適用できる。尚、２つの半割り折曲板を筒状に合体させたものでは溶接箇所が２箇所あり、１枚物の平板を筒状に折曲したものでは溶接箇所が１箇所である。
【００２０】
筒状物の突き合わせ部分を溶接するには、両突き合わせ端面間に溶加材の溶け込み用のルートギャップを設けておく必要がある。尚、アーク溶接の場合は、溶加材として溶接ワイヤが使用され、溶接の進行に伴って溶接ワイヤの先端部が順次溶滴となってルートギャップ内に溶け込むようになる。
【００２１】
そして、本願請求項１のルートギャップ形成方法は、まず平板原材（鋼板）を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断するが、該平板原材の切断時において、溶接すべき突き合わせ端面における長さ方向に所定間隔をもった複数箇所に、相手側の突き合わせ端面を突き合わせたときに該相手側の突き合わせ端面に接合して両突き合わせ端面間に所定間隔のルートギャップを形成し得る小突部をそれぞれ一体形成しておき、該小突部付き突き合わせ端面と相手側の突き合わせ端面とを突き合わせることで両突き合わせ端面間に小突部の突出幅のルートギャップを形成するようにしている。
【００２２】
本願において平板原材から所定形状の平板に切断するには、切断精度の良好なレーザー切断機を使用するが、レーザーカットした切断端面は、加工することなしにルートギャップの開先面として許容される程度の平滑面となる。尚、本願において形成すべきルートギャップの形状はＩ型開先であり（両突き合わせ端面が小間隔をもって平行に突き合わされる）、レーザーカットした切断端面は平板の平面に対して垂直面でよい。
【００２３】
突き合わせ端面に形成される各小突部は、平板原材から所定形状の平板を切り取る際に一体に切り取られるものである。即ち、平板切り取りの際には、レーザー切断機におけるレーザー照射部の移動軌跡を各小突部込みの平板切り取り形状に合わせて予めインプットしておけばよい。
【００２４】
各小突部の突出幅は形成すべきルートギャップの開先幅と同等であり、又各小突部の長さは適宜の微小長さでよく、さらに各小突部の間隔も適宜に設定できる。
【００２５】
又、各小突部は、相互に突き合わされる両突き合わせ端面の少なくとも一方の端面にあればよいが、両突き合わせ端面の両方にそれぞれ小突部を形成して、該両突き合わせ端面同士を突き合わせたときに両側の小突部が相互に接合するようにしてもよい。尚、その場合（突き合わせ端面の両方に小突部を形成した場合）は、各側の小突部の突出幅を所望の開先幅の１／２づつにするとよい。
【００２６】
本願請求項１の発明のルートギャップ形成方法では、２つの半割り折曲板を筒状に合体させたり１枚物の平板を筒状に折曲したりして両突き合わせ端面を突き合わせたときに、該突き合わせ端面に所定間隔をもって形成している各小突部の先端面がそれぞれ相手側の突き合わせ端面に接合する。従って、このルートギャップ形成方法では、両半割り折曲板を筒状に合体させたり１枚物の平板を筒状に折曲させるだけで、溶接すべき両突き合わせ端面間にその全長に亘って均一幅のルートギャップが形成される。
【００２７】
尚、２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態で突き合わせ部分を溶接する場合は、ルートギャップにおける小突部がある部分の複数箇所を予め仮付け溶接して両半割り折曲板を一体化させた状態で、上下の両突き合わせ部分を本溶接することができる。
【００２８】
［本願請求項２の発明］
本願請求項２の発明は、上記請求項１のルートギャップ形成方法において、筒状物を形成すべき平板として筒状物の全面積を１枚の平面状態に切断したものを使用し、その１枚物の平板を筒状に折曲して、その両突き合わせ端面間に小突部によるルートギャップを形成するようにしたものである。
【００２９】
この請求項２の発明のルートギャップ形成方法では、筒状物を１枚物の平板で形成するものであるが、この平板も各小突部込みの形状にレーザーカットで切断する。そして、この１枚物の平板を筒状に折曲したものでは、溶接すべき突き合わせ部分が１箇所のみとなる。
【００３０】
又、このように１枚物の平板を使用すると、該平板を筒状に折曲するだけでその形状が維持される。
【発明の効果】
【００３１】
［本願請求項１の発明の効果］
本願請求項１の発明のルートギャップ形成方法では、筒状物用平板の切り取り時において、溶接すべき突き合わせ端面の複数箇所にルートギャップ形成用の小突部を一体形成しているので、平板折曲後に溶接すべき両突き合わせ端面を突き合わせたときに、各小突部により両突き合わせ端面間に所定開先幅のルートギャップが自動的に形成できる。
【００３２】
従って、この請求項１のルートギャップ形成方法によれば、溶接用のルートギャップを簡単に形成できるとともに、溶接すべき突き合わせ部分の全長に亘って均一開先幅のルートギャップを形成できるという効果がある。
【００３３】
［本願請求項２の発明の効果］
本願請求項２の発明では、上記請求項１のルートギャップ形成方法において、形成すべき筒状物の全面積を有した１枚物の平板を筒状に折曲して、その両突き合わせ端面間に各小突部によるルートギャップを形成するようにしている。
【００３４】
従って、この請求項２のルートギャップ形成方法では、上記請求項１の効果に加えて、筒状物形成用の平板切り取り枚数が１枚でよく、且つ溶接箇所も１箇所でよいので、筒状物形成工数を少なくできる（時間短縮及びコスト削減ができる）とともに、平板を筒状に折曲させるだけで筒形状を維持できる（半割り折曲板を合体させる場合の仮付け溶接が不要になる）という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本願第１実施例のルートギャップ形成方法における半割り平板の切断形状を示す図で、（Ａ）は半割り平板の平面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図２】図１（Ａ）のII部拡大図である。
【図３】図１の半割り平板を略コ形に折曲させた図で、（Ａ）は半割り折曲板の正面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図４】図３の２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図である。
【図５】図４の一部拡大斜視図である。
【図６】図５のVI−VI拡大断面図である。
【図７】本願第２実施例のルートギャップ形成方法における半割り平板の切断形状を示す図（図１相当図）で、（Ａ）は半割り平板の平面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図８】図７の半割り平板をコ形に折曲させた図（図３相当図）で、（Ａ）は半割り折曲板の正面図、（Ｂ）はその右端面図である。
【図９】図８の２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図（図４相当図）である。
【図１０】本願第３実施例のルートギャップ形成方法における平板の切断形状を示す平面図である。
【図１１】図１０のXI部拡大図である。
【図１２】図１０の平板を筒状に折曲させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図である。
【図１３】図１２の一部拡大斜視図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV拡大断面図である。
【図１５】第１従来例の筒状物形成用の半割り平板の加工方法説明図である。
【図１６】図１５（Ｃ）の２つの半割り折曲板を筒状に合体させた状態でその突き合わせ部分を溶接する際の説明図（図４相当図）である。
【図１７】図１５（Ｃ）の半割り折曲板における突き合わせ端面の加工方法説明図である。
【図１８】第２従来例のルートギャップ形成方法説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１〜図１４を参照して本願実施例の筒状物溶接時のルートギャップ形成方法を説明すると、図１〜図６には第１実施例を示し、図７〜図９には第２実施例を示し、図１０〜図１４には第３実施例を示している。
【００３７】
尚、第１〜第３の各実施例では、製造すべき筒状物１として小型クレーン（例えばカーゴクレーン）のブーム筒体を採用しているが、他の実施例では製造すべき筒状物１がアウトリガ筒体であってもよい。又、この各実施例では、対象となる筒体として五角形断面のものを例にして説明しているが、その他の多角形断面の筒体であってもよい。
【００３８】
［図１〜図６の第１実施例］
この第１実施例では、製造すべき筒状物（ブーム筒体）１として図４に示すように左右２つの半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させたものを採用している。尚、図４の筒状物１では、底面部分の突き合わせ部分２を下方に鈍角状に突出する状態で接合させて、全体を五角形に形成したものである。そして、この第１実施例で製造される筒状物１は、次の各工程を経て製作される。
【００３９】
まず、図１に示すように、金属製（鋼板製）の平板原材を形成すべき筒状物の左右半分の面積で筒状物に合わせた所定形状に切断して半割り平板１２とし、次にその半割り平板１２を各折り線１２ａ，１２ｂでそれぞれ折曲（谷折り）して図３（Ｂ）に示す断面略コ形の半割り折曲板１３に加工する。
【００４０】
尚、図３の半割り折曲板１３は、図４の筒状物１における右側の半割り折曲板１３となるものであり、図４における左側の半割り折曲板１３は図１の半割り平板１２の各折り線１２ａ，１２ｂをそれぞれ山折りしたものである。
【００４１】
そして、図４に示すように、２つ１組の半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させた状態で、その上下の突き合わせ部分２，２をそれぞれ溶接装置４で溶接して一体化させる。尚、この種の板材突き合わせ部分２は、一般にアーク溶接によって溶着される。
【００４２】
ところで、板材の突き合わせ部分２をアーク溶接するには、該突き合わせ部分２に溶加材（溶接ワイヤ４２）溶け込み用の開先Ｇを形成する必要があるが、この第１実施例で採用される開先Ｇは、図６に拡大図示するように両突き合わせ端面２１，２１が平行なＩ型開先である。
【００４３】
この第１実施例のルートギャップ形成方法では、平板原材から図１に示す半割り平板１２を切り取るのにレーザー切断機によるレーザーで行うが、そのとき溶接すべき両突き合わせ端面２１，２２の一方の端面（図１の上辺側端面）２１における長さ方向に所定間隔Ｌをもった複数箇所にルートギャップ形成用の小突部３，３・・をそれぞれ一体形成しておく。この小突部３の詳細及び機能については後述する。
【００４４】
尚、精度の高いレーザー切断機で切断された切断端面は、後で平滑加工（シカル加工）する必要のない程度まで平滑状態になっている。又、この第１実施例では、切断端面は板材の平面に対して垂直面となっている。
【００４５】
ところで、この第１実施例で採用している筒状物１は、図４に示すように左右２つの半割り折曲板１３，１３を筒状に合体させて構成している関係で、その筒状物１の上面中央部と下面中央部の２箇所に溶接すべき突き合わせ部分２，２が形成されるが、下面側の突き合わせ部分２（各突き合わせ端面２２，２２）は、次に説明する理由により特別な開先加工を施す必要はない。
【００４６】
即ち、この第１実施例で採用している筒状物１の下面側の突き合わせ部分２は、下方に鈍角状（図４の角度α＝１４０°）に突出する形状に突き合わされており、対向する各端面２２，２２が底部板材の平面に対して垂直面であっても、その両端面２２，２２を突き合わせるだけで該両端面２２，２２間に角度４０°程度のＶ型開先が自然に形成される。従って、この第１実施例では、図１における下辺側の端面２２には開先形成用の特別な加工を施さなくてもよい。
【００４７】
そして、この第１実施例では、図１の半割り平板１２をレーザーで切り取る際に、その上辺側端面２１のみにルートギャップ形成用の複数個の小突部３，３・・を一体に切り取るようにしている。即ち、この半割り平板１２を切り取るには、レーザー切断機におけるレーザー照射部の移動軌跡を各小突部込みの平板切り取り形状に合わせて予めインプットしておけば、自動的に図１に示す小突部込みの外形形状に切り取ることができる。尚、半割り平板１２の切り取りに前後してレーザーカットにより各種の穴空け加工を施す。
【００４８】
ルートギャップ形成用の各小突部３，３・・は、図１に示すように半割り平板１２の上辺側端面２１に所定間隔Ｌ（等間隔でも不等間隔でもよい）をもって複数箇所に一体形成しているが、この各小突部３，３・・は、図２に拡大図示するようにそれぞれ台形状で適宜の小長さ範囲に形成されている。尚、長さ方向の両端部に位置する各小突部３は、中間部の小突部３の約２倍の長さを有している。
【００４９】
又、各小突部３，３・・の突出幅Ｈは、この第１実施例では形成すべきルートギャップＧの所望開先幅Ｗ（図５、図６）の１／２幅に設定している。即ち、この第１実施例では、図４〜図６に示すように左右対称形の両半割り折曲板１３，１３を合体させたときに各側の小突部３，３の先端面同士が接合して、小突部３の無い部分に所望開先幅ＷのルートギャップＧが形成されるようになっている関係で、各小突部３，３・・の突出幅Ｈを所望開先幅Ｗの１／２幅（全て同幅）に設定している。尚、この小突部３の突出幅Ｈは、図示例では作図上、かなり大きく突出させているが、実際には形成すべきルートギャップＧの開先幅Ｗ（一般に２mm以下）の１／２幅でよい。
【００５０】
そして、この第１実施例のルートギャップ形成方法では、図１及び図２に示すように半割り平板１２の上辺側端面２１に所定間隔Ｌをもって複数箇所にそれぞれ小突部３，３・・を形成したものを図３のように半割り折曲板１３に折曲し、その両半割り折曲板１３，１３（左右対称形のもの）を筒状に合体させることで、図４〜図６に示すように筒状物１の上面側中央部において左右の小突部３，３の先端面同士が複数箇所でそれぞれ接合し、その両小突部３，３が各箇所で接合していることにより突き合わせ部分２の全長に亘って小突部３の無い部分に所望開先幅ＷのルートギャップＧを形成することができる。尚、図４の筒状物１における下面側の突き合わせ部分２は、下方に突出する形状で突き合わされているので、その両突き合わせ端面２２，２２間には自動的にＶ型開先Ｇ′が形成されている。
【００５１】
このように第１実施例のルートギャップ形成方法では、半割り平板１２の切り取り時において、溶接すべき突き合わせ端面２１の複数箇所にルートギャップ形成用の小突部３，３・・を一体形成しているので、平板折曲後に溶接すべき両突き合わせ端面２１，２１を突き合わせることで、左右両側の小突部３，３が複数箇所でそれぞれ接合し、その各側の小突部３，３の接合によって両突き合わせ端面２１，２１間に所定開先幅ＷのルートギャップＧが自動的に形成できる。従って、溶接用のルートギャップＧを簡単に形成できるとともに、溶接すべき突き合わせ部分２の全長に亘って均一幅ＷのルートギャップＧを形成できる。
【００５２】
この第１実施例のように、左右の半割り折曲板１３，１３を合体させた状態で突き合わせ部分２を溶接する場合は、ルートギャップＧにおける左右の小突部３，３が接合する部分の複数箇所を仮付け溶接して、両半割り折曲板１３，１３を一体化させておき、その状態で上下の両突き合わせ部分２，２を本溶接することができる。
【００５３】
上下の突き合わせ部分２，２を溶接するには、図４に示すようにアーク溶接装置４を使用して行う。このアーク溶接装置４は、溶接トーチ４１内に通した溶接ワイヤ４２の先端と溶接すべき板材（母材）１３間にアークを発生させることにより、突き合わせ部分２を溶融させるとともに溶接ワイヤ４２の先端部分が順次溶滴となってルートギャップＧを埋めることで、該突き合わせ部分２を溶接し得るものである。尚、アーク溶接では、溶接トーチ４１の下端からシールドガスを噴出させながら行う。
【００５４】
尚、この第１実施例では、図４における下面側の突き合わせ部分２にはＶ型開先Ｇ′が形成されているので、この下面側の突き合わせ部分２もそのままアーク溶接により溶接することができる。
【００５５】
［図７〜図９の第２実施例］
この第２実施例では、製造すべき筒状物（ブーム筒体）１として図９に示すように左右２つの半割り折曲板１３，１３を断面長方形の筒状に合体させたものを採用している。この場合、筒状物１の上面部及び下面部の各突き合わせ部分２，２がそれぞれ平面状態で突き合わされており、該上下の突き合わせ部分２，２にそれぞれ左右の小突部３，３を接合させることでルートギャップＧ，Ｇを形成している。
【００５６】
即ち、この第２実施例では、図７に示す形状で半割り平板１２を切り取るが、その半割り平板１２の切り取り時に、突き合わせ端面となる上下の各端面２１，２２のそれぞれに所定間隔Ｌをもって複数箇所に小突部３，３・・を一体形成している。この上下の各小突部３，３・・は、上記第１実施例の上辺側端面２１に形成したものと同じであり、該小突部３の突出幅Ｈは突き合わせ部分２（図９）に形成すべきルートギャップＧの開先幅Ｗ（図５、図６参照）の１／２幅である。尚、この第２実施例の場合も、レーザー切断機で図７の半割り平板１２の形状に切り取る。
【００５７】
そして、図７に示す各小突部付きの半割り平板１２は、各折り線１２ａ，１２ｂでそれぞれ直角折りして図８に示す半割り折曲板１３に加工する。尚、この第２実施例の場合も、図７の半割り平板１２を各折り線１２ａ，１２ｂで谷折りしたものと山折りしたものの２つ（左右対称形の半割り折曲板１３となる）が１組として使用される。
【００５８】
左右対称形の２つの半割り折曲板１３，１３を図９に示すように合体させると、その筒状物１の上面中央部と下面中央部にそれぞれ突き合わせ部分２，２が形成されるが、この上下各突き合わせ部分２，２には、左右の突き合わせ端面２１，２１（及び２２，２２）に設けた各側の小突部３，３同士が接合することにより、上記第１実施例と同様な所望開先幅Ｗ（図５、図６参照）のルートギャップＧ，Ｇが形成される。
【００５９】
そして、図９の合体状態で、各突き合わせ部分２，２（ルートギャップＧ）を上記第１実施例と同様にアーク溶接装置４で溶接して筒状物１を完成させる。
【００６０】
［図１０〜図１４の第３実施例］
この第３実施例では、１枚物の平板１２Ａを筒状に折曲させて筒状物１を形成するようにしたものである。
【００６１】
そして、この第３実施例では、図１０に示すように平板原材から筒状物形成用の全面積を有する平板１２Ａを切り取るが、この平板切り取り時に、突き合わせ端面となる一方の端面（図１０では上辺側端面）２１に所定間隔Ｌをもって複数箇所に小突部３，３・・を一体形成した状態で切り取っておく。尚、この第３実施例でも、平板原材から図１０の小突部付き平板１２Ａをレーザー切断機で切り取る。
【００６２】
ところで、この第３実施例の小突部付き平板１２Ａでは、上下両突き合わせ端面２１，２１のうちの一方（図１０における上辺側）の端面２１のみに小突部３，３・・を形成している関係で、この平板１２Ａを図１２に示すように筒状に折曲させたときの突き合わせ部分２に所望開先幅Ｗ（図１３、図１４）のルートギャップＧを形成するために、該小突部３の突出幅を上記第１実施例の小突部３の突出幅Ｈ（図２）の約２倍（図１１の幅２Ｈ）に設定している。尚、この第３実施例において、１枚物の平板１２Ａにおける上下の突き合わせ端面２１，２１にそれぞれ小突部３，３・・を形成することもできるが、その場合の小突部３の突出幅は、第１実施例の場合と同様に所望開先幅Ｗの１／２幅（図２の幅Ｈ）でよい。
【００６３】
図１０に示す１枚物の平板１２Ａは、５つの折り線１２ａ〜１２ｅでそれぞれ折曲して、図１２に示す五角形の筒状物１に形成される。
【００６４】
五角形に折曲した図１２の筒状物１Ａでは、その上面中央部の１箇所に突き合わせ部分２が形成されるが、この突き合わせ部分２は、図１３及び図１４に示すように一方の突き合わせ端面２１側の小突部３が他方の突き合わせ端面２１に接合している。従って、図１０の平板１２Ａを筒状に折曲するだけで突き合わせ部分２に小突部３の突出幅２Ｈと同じ開先幅ＷのルートギャップＧを自動的に形成することができる。
【００６５】
この第３実施例では、１枚物の平板１２Ａで筒状物１Ａに折曲したものであるから、筒状物形成用の平板切り取り枚数が１枚でよく、且つ溶接箇所も１箇所でよいので、筒状物形成工数を少なくできる。
【００６６】
又、この第３実施例では、平板１２Ａを筒状に折曲させるだけで筒状物１Ａの形状を維持できるので、第１実施例（及び第２実施例）の両半割り折曲板１３，１３を合体させた筒状物１のように突き合わせ部分２を本溶接するのに先立って形状維持のための仮付け溶接が不要となるという機能も有している。
【符号の説明】
【００６７】
１，１Ａは筒状物、２は突き合わせ部分、３は小突部、１２は半割り平板，１２Ａは１枚物の平板、１３は半割り折曲板、２１，２２は突き合わせ端面、Ｇはルートギャップである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の平板原材を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断し、その切断された平板を筒状物に形成し得る形状に折曲した後、溶接すべき端面同士を突き合わせて、その両突き合わせ端面間にルートギャップを形成するための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法であって、
平板原材の切断時において、溶接すべき突き合わせ端面における長さ方向に所定間隔をもった複数箇所に、相手側の突き合わせ端面を突き合わせたときに該相手側の突き合わせ端面に接合して両突き合わせ端面間に所定間隔のルートギャップを形成し得る小突部を一体形成しておき、該小突部付き突き合わせ端面と相手側の突き合わせ端面とを突き合わせることで両突き合わせ端面間に小突部の突出幅のルートギャップを形成するようにしている、
ことを特徴とする筒状物溶接時のルートギャップ形成方法。
【請求項２】
筒状物を形成すべき平板として筒状物の全面積を１枚の平面状態に切断したものを使用し、その１枚物の平板を筒状に折曲して、その両突き合わせ端面間に小突部によるルートギャップを形成するようにしている、
ことを特徴とする請求項１記載の筒状物溶接時のルートギャップ形成方法。
【請求項１】
金属製の平板原材を形成すべき筒状物に合わせて所定形状に切断し、その切断された平板を筒状物に形成し得る形状に折曲した後、溶接すべき端面同士を突き合わせて、その両突き合わせ端面間にルートギャップを形成するための筒状物溶接時のルートギャップ形成方法であって、
平板原材の切断時において、溶接すべき突き合わせ端面における長さ方向に所定間隔をもった複数箇所に、相手側の突き合わせ端面を突き合わせたときに該相手側の突き合わせ端面に接合して両突き合わせ端面間に所定間隔のルートギャップを形成し得る小突部を一体形成しておき、該小突部付き突き合わせ端面と相手側の突き合わせ端面とを突き合わせることで両突き合わせ端面間に小突部の突出幅のルートギャップを形成するようにしている、
ことを特徴とする筒状物溶接時のルートギャップ形成方法。
【請求項２】
筒状物を形成すべき平板として筒状物の全面積を１枚の平面状態に切断したものを使用し、その１枚物の平板を筒状に折曲して、その両突き合わせ端面間に小突部によるルートギャップを形成するようにしている、
ことを特徴とする請求項１記載の筒状物溶接時のルートギャップ形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−９６２４４（Ｐ２０１２−９６２４４Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３７２７（Ｐ２０１０−２４３７２７）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【出願人】（５１０２８８７４７）四国機工株式会社 (1)
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【出願人】（５１０２８８７４７）四国機工株式会社 (1)
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