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重ね継手用の板状部材
説明

重ね継手用の板状部材

【課題】 コーナ部の溶込み不足が発生し難い重ね継手用の板状部材を提供する。
【解決手段】 2つの板状部材の端部を重ねて、溶接用のトーチの先端が、一方の板状部材の端面と他方の板状部材の側面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される重ね継手に用いられる板状部材であって、溶接される板状部材の端面は傾斜面であることを特徴とする重ね継手用の板状部材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接時の溶け込み不良の発生を低減することを可能とした重ね継手用の板状部材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
重ね継手は、第1の板状部材と第2の板状部材との2つの部材の端部を重ねてすみ肉溶接で接合する継手であり、ガセットプレートなどの小部材を主部材の面に取り付ける場合などに用いられる。
【0003】
ここで、すみ肉溶接とは、ほぼ直交する2つの面のすみに溶接するほぼ三角形状の断面をもつ溶接のことをいう。すみ肉溶接は作用する荷重の方向により前面すみ肉溶接継手、側面すみ肉溶接継手、及び、これら両者の中間的な斜方すみ肉溶接継手などに分類される(例えば、非特許文献1参照)。
【0004】
重ね継手は、第1の板状部材の端面(垂直面)と第2の板状部材の側面の交差コーナ部(直角コーナ部)を十分溶融させることによって、品質が確保される。
【0005】
図3は、良好な溶け込みが行われた重ね継手の断面を示す図である。第1の板状部材1に第2の板状部材2が重なり、第1の板状部材1の端面と第2の板状部材2の側面との間に溶接欠陥(溶け込み不良)がなく、すみ肉溶接部Aが形成されている。
【0006】
図4は、溶接欠陥(溶け込み不良)が生じている重ね継手の断面を示す図である。第1の板状部材1の端面と第2の板状部材2の側面との間にすみ肉溶接部Bが溶接されているが、欠陥部Cが生じている。
【0007】
このような溶込み不良があると、計画通りの強度が確保されず、使用中の破壊や、容器であれば漏洩を起す可能性があるため、溶込み不良の発生を抑える必要がある。
【0008】
溶込み不良は、一般的には放射線透過検査を行えば検出できる。しかしながら、重ね継手に放射線透過検査を使用するのであれば、簡易型継手であるこの継手を使用した効果が出ないため、突合せ溶接にして放射線透過検査を行った方が良いと考えられる。また一般的に、重ね継手に対する非破壊検査は、液体浸透探傷検査、又は、磁粉探傷検査が適用されるが、これは表面検査であるため、図4の欠陥部Cに示すような内部欠陥は検出できない。
【0009】
また、溶接完了後、容器であれば、一般的には、耐圧検査が行われるが、図4の欠陥部Cに示すような内部欠陥が小さい場合は、往々にして、耐圧検査も合格することが多い。その後、使用中に欠陥がき裂となって進展し、漏洩にいたる場合も多いと考えられる。従って、この内部欠陥を如何に発生させないように管理するかが大切となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】溶接・接合技術概論、編者:社団法人溶接学会、発行所:産報出版株式会社、P209、P213
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
図2は、従来の重ね継手のすみ肉溶接の態様を示す図である。トーチ13の先端部(タングステン電極)は、第1の板状部材11の端面11aと第2の板状部材12の上面12aが交わるコーナ部へ向けてほぼ45°の角度で進入する。
【0012】
図中で、トーチ13の先端と第1の板状部材11の端面11aとの距離をlA´とし、トーチ13の先端と第2の板状部材12の上面12aとの距離をlB´とする場合、lA´=lB´の場合には、トーチ13の先端と第1の板状部材11の端面11aと第2の板状部材12の上面12aが交わるコーナ部との距離lC´は、lC´=√2lA´(または=√2lB´)となる。従って、この場合のlC´寸法は、lA´またはlB´の√2倍(約1.4倍)になっている。
【0013】
図2において、アークの発生し易い方向(位置)は次のように想定される。まず、アークの特性として、アークの硬直性があり、電極の向いている方向へアークが出易い傾向はある。しかしながら、一般的に、アークの発生し易い方向は、電極と母材までの距離が一番小さい位置にアークが出易い傾向がある。
【0014】
従って、第1の板状部材11の端面11aと第2の板状部材12の上面12aが交わるコーナ部へアークが発生することが好ましいが、実際にはトーチ13の先端と母材までの距離が一番小さい第1の板状部材11の端面11a及び第2の板状部材12の上面12aに向かってアークが発生し易い。
【0015】
通常は、溶接士の技量でカバーし、コーナ部を溶融するようトーチ13を動かし、カバーしている。しかしながら、そのカバーが不十分であると、コーナ部の溶融不良に繋がる可能性が大きいことになり、コーナ部溶着不良の欠陥に繋がる可能性がある。
【0016】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、溶け込み不良の発生を低減することを可能とした重ね継手用の板状部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明は、2つの板状部材の端部を重ねて、溶接用のトーチの先端が、一方の板状部材の端面と他方の板状部材の側面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される重ね継手に用いられる板状部材であって、溶接される板状部材の端面は傾斜面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、コーナ部の溶込み不足が発生し難い重ね継手用の板状部材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態の重ね継手用部材の形状及び重ね継手のすみ肉溶接の態様を示す図である。
【図2】従来の重ね継手のすみ肉溶接の態様を示す図である。
【図3】良好な溶け込みが行われた重ね継手の断面を示す図である。
【図4】溶接欠陥(溶け込み不良)が生じている重ね継手の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態である重ね継手用部材について、図を参照して詳細に説明をする。
【0021】
図1は、本発明の実施形態の重ね継手用部材を用いた重ね継手の断面を示す図である。
【0022】
本実施形態の重ね継手100は、第1の板状部材(第1の重ね継手用部材)101と第2の板状部材(第2の重ね継手用部材)102との2つの部材の端部を重ねてすみ肉溶接で接合する継手である。
【0023】
第1の板状部材101は、端面101aと上面101bと下面101cを有し、第2の板状部材102は、端面102aと上面102bと下面102cを有する。第1の板状部材101の端面101aと第2の板状部材102の端面102aの端面は傾斜面となっている。
【0024】
そして、第1の板状部材101の下面101cと第2の板状部材102は、上面102bとを接触させて、第1の板状部材101の端面101aと第2の板状部材102の上面102bとがなすコーナ部、及び、第1の板状部材101の下面101cと第2の板状部材102の端面102aとがなすコーナ部とを、それぞれすみ肉溶接することにより重ね継手100が構成される。なお、本実施形態はあくまでも一例であり、継手設計によっては、片側のみの場合もある。
【0025】
また、以下の説明では、第1の板状部材101の端面101aと第2の板状部材102の上面102bとの間のすみ肉溶接について説明をするが、第1の板状部材101の下面101cと第2の板状部材102の端面102aとの間のすみ肉溶接も同様に行ってよい。
【0026】
図1に示すように、トーチ103の先端と第1の板状部材101の端面101aとの距離をlAとし、トーチ103の先端と第2の板状部材102の上面102bの距離をlBとし、トーチ103の先端とコーナ部の距離をlCとする。
【0027】
トーチ103の進入角度α(トーチ103の中心軸と第2の板状部材102の上面102bとがなす角度)を60°とし、第1の板状部材101の端面101aの角度β(第2の板状部材102の上面102bの法線と第1の板状部材101の端面101aとがなす角度)を30°とした場合には、距離lA=距離lBとなり、lCは、lC=(2/√3)lA(約1.15倍)となり、lA、lB、及びlCは、ほとんど同じ長さになっている。従って、アークが第1の板状部材101の端面101a、第2の板状部材102の上面102b、それらのコーナ部へ満遍にアークが発生し、欠陥が発生しにくくなることが判る。
【0028】
第1の板状部材101の端面101aの上記角度βは、図上の計算的には30°以上であることが好ましいが、0°より大きな角度とすれば、トーチ103の先端と第1の板状部材101の端面101aの距離をlAと、トーチ103の先端と第2の板状部材102の上面102bの距離をlBと、トーチ103の先端とコーナ部の距離をlCとの差が少なくなるため、欠陥の発生を減少させることができる。
【0029】
以上説明したように、本実施形態の重ね継手によれば、重ね継手の第1の板状部材及び/又は第2の板状部材の端面を広角側に倒した斜面とし、電極先端と母材間の距離をほぼ等間隔にし、コーナ部にアークが届きやすい構造にしている。これにより、アークが各板状部材の端面、上面及びそのコーナ部にアークが均一に出易くなり、コーナ部の溶込み不足が発生し難い。したがって、端面の欠陥が出にくくなり、継手の信頼性向上に繋がる。
【符号の説明】
【0030】
100:重ね溶接継手
101:第1の板状部材
102:第2の板状部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
2つの板状部材の端部を重ねて、溶接用のトーチの先端が一方の板状部材の端面と他方の板状部材の側面とがなすコーナ部へ向けて進入してすみ肉溶接される重ね継手に用いられる板状部材であって、
前記溶接される少なくとも一方の板状部材の端面は傾斜面であることを特徴とする重ね継手用の板状部材。
【請求項2】
前記板状部材の端面の傾斜面は、前記板状部材の側面に垂直な面に対して30°以上の角度をなすことを特徴とする請求項1に記載の重ね継手用部材。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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