JP4144708B2 - Ceramic end tab - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックス系エンドタブに関し、更に詳細には、従来のセラミックス系エンドタブの問題点を解消する新しい形態のセラミックス系エンドタブに関する。 The present invention relates to a ceramic-based end tab, and more particularly to a new type of ceramic-based end tab that solves the problems of conventional ceramic-based end tabs.
従来セラミックスおよびフラックス製のセラミックス系エンドタブは、開先加工面を形成した第一母材を第二母材に突き合わせて溶接する際に用いられ、開先断面にほぼ対応して窪まされて形成された溶接金属接触面と、この溶接金属接触面に対し相対的に突出し、前記第一母材の端面に接触する母材接触面とを有する。そして、上記溶接金属接触面と母材接触面とは、タブの同一面側に施されている。
この溶接金属接触面の底部にはルートギャップ（以下ＲＧ）が母材のＲＧ部分とほぼ同サイズに設定されており、且つ内面の溝部と呼ばれる部分が深い凹状になっている。
建築鉄骨溶接においては、溶接母材のＲＧや開先角度等の組立て精度が悪いために、セラミックス系エンドタブを母材に対して適切な位置に取付けが出来なく、その原因による溶接欠陥が多く発生している。これは、２つの母材の位置関係がそれぞれ異なってしまうのに、従来のセラミックス系エンドタブでは、ＲＧが固定されているためである。
Conventional ceramic and flux ceramic endtabs are used when a first base material with a grooved surface is welded against the second base material, and are formed to be recessed substantially corresponding to the groove cross section. A weld metal contact surface, and a base material contact surface that projects relative to the weld metal contact surface and contacts the end surface of the first base material. And the said weld metal contact surface and base material contact surface are given to the same surface side of the tab.
At the bottom of this weld metal contact surface, a root gap (hereinafter referred to as RG) is set to be approximately the same size as the RG portion of the base material, and a portion called a groove portion on the inner surface has a deep concave shape.
In building steel welding, because the assembly accuracy such as RG and groove angle of the weld base metal is poor, the ceramic end tab cannot be mounted at an appropriate position with respect to the base material, resulting in many welding defects. is doing. This is because RG is fixed in the conventional ceramic end tab, although the positional relationship between the two base materials is different.
そこで、本発明は、種々の母材の配置関係（ルートギャップ状態）の溶接部であっても、これに適応し、良好な溶接が可能となるセラミックス系エンドタブを提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention aims to provide a ceramic-based end tab that can be applied to a welded portion of various base metal arrangement relationships (root gap state) and can be welded satisfactorily. It is.
上記課題は、本発明の下記（１）〜（４）の構成のセラミックス系エンドタブのいずれかにより解決される。
（１） 開先加工面を形成した第一母材を第二母材に突き合わせて溶接する際に用いられ、開先断面にほぼ対応して窪まされて形成された溶接金属接触面と、
この溶接金属接触面に対し相対的に突出し、前記第一母材の端面に接触する母材接触面とを有する溶接用セラミックス製エンドタブにおいて、前記溶接金属接触面に対し相対的に突出した部分と他の部分とを縦方向に分割して形成されたエンドタブ本体と、受けタブ部とを備えており、前記エンドタブ本体と受けタブ部の摺接面の一方に、摺動案内溝を設け、他方にこの摺動案内溝に係合する突起を設けたことを特徴とするセラミックス系エンドタブ。
（２） 前記受けタブ部が、タブを所定位置に固定するためのエンドタブ固定具に取り付けられている上記（１）のセラミックス系エンドタブ。
（３） 前記エンドタブ本体と受けタブ部とが、異なった材料で形成されている上記（１）または（２）のセラミックス系エンドタブ。
（４） 前記エンドタブ本体が、二元素ないし三元素の酸化物系セラミックスのいずれかで形成され、受けタブ部が単結晶酸化物、炭化物および窒化物系セラミックスのいずれかで形成されている上記（３）のセラミックス系エンドタブ。
The above problems are solved by any one of the ceramic end tabs having the following configurations (1) to ( 4 ) of the present invention.
(1) A weld metal contact surface formed by being depressed corresponding to a groove cross section, which is used when the first base material on which the groove processing surface is formed is welded to the second base material.
In a ceramic end tab for welding having a base metal contact surface that protrudes relatively to the weld metal contact surface and contacts the end surface of the first base material, a portion that protrudes relative to the weld metal contact surface; An end tab main body formed by dividing the other portion in the vertical direction, and a receiving tab portion ; a sliding guide groove is provided on one of the sliding contact surfaces of the end tab main body and the receiving tab portion; A ceramic-based end tab characterized in that a protrusion is provided to engage with the sliding guide groove .
(2) the receiving tab portion, ceramics-based end-tab of the (1) attached to end-tab fasteners for securing the tab in position.
( 3 ) The ceramic end tab according to (1) or (2) , wherein the end tab main body and the receiving tab portion are formed of different materials.
( 4 ) The above-mentioned end tab body is formed of any one of two-element or three-element oxide-based ceramics, and the receiving tab portion is formed of any of single-crystal oxide, carbide, and nitride-based ceramics ( 3 ) Ceramic-based end tab.
本発明のセラミックス系エンドタブは、溶接金属接触面の部分と母材接触面の部分とを分離独立させ、前記二つの部材を使用時にジョイントし溶接母材のＲＧや開先部分にアジャスト可能にしたものであるので、溶接母材（例えば、梁フランジ）の開先面とタブ材の開先面を常に面一に設定できるとともに、如何様な母材ＲＧに対応が可能である。
また、本発明のセラミックス系エンドタブにおいては、母材の高さに合わせて適切な厚みのもの、また、溶接態様に応じた適切な幅(延長)のものを用意できる。また、受けタブ部のサイズ等も多種多様のものを用意できる。
The ceramic-based end tab of the present invention separates the weld metal contact surface portion and the base metal contact surface portion separately, and allows the two members to be jointed when used to adjust to the RG or groove portion of the weld base material. Therefore, the groove surface of the welding base material (for example, beam flange) and the groove surface of the tab material can always be set to be flush with each other, and any base material RG can be handled.
In addition, the ceramic end tab of the present invention can be prepared with an appropriate thickness according to the height of the base material, and with an appropriate width (extension) according to the welding mode. Various sizes of receiving tabs can be prepared.
ところで、セラミックス系エンドタブの材料としては、成分が溶融金属に冶金的に影響がなく、且つ比較的安価な組成のセラミックスを用いており、高価な単結晶酸化物、炭化物系や窒化物系セラミックスは用いられていない。しかしながら、本発明のセラミックス系エンドタブにおいては、エンドタブ本体と受けタブとが独立しており、溶融金属の漏れ止めを目的とする受けタブ側には高価な材料でも非消耗材として用いることができる。炭化物や窒化物でできた受けタブ部は、十数回あるいは数十回の溶接施工に耐え、繰り返し使用できるので、溶接部材費用を軽減することができるという利点がある。 By the way, as a material of the ceramic end tab, the component has no metallurgical influence on the molten metal and uses a ceramic having a relatively inexpensive composition. The expensive single crystal oxide, carbide type and nitride type ceramics are Not used. However, in the ceramic-based end tab of the present invention, the end tab main body and the receiving tab are independent, and an expensive material can be used as a non-consumable material on the receiving tab side for the purpose of preventing leakage of molten metal. The receiving tab portion made of carbide or nitride has an advantage that the welding member cost can be reduced because it can withstand repeated welding operations of dozens or dozens of times and can be used repeatedly.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態によるセラミックス系エンドタブについて説明する。
本発明のセラミックス系エンドタブ10は、溶接用であって、例えば、図1の平面図に示したように、開先加工面m11を形成した例えば梁フランジである第一母材m1を、例えば立て板側母材である第二母材m2の側面に突き合わせて溶接する際に用いられるものである。本明細書において、セラミックス系とは、セラミックス自身の他、石膏、コンクリート等の熱伝導率の低い無機材料も含むものとする。なお、図1において、符号Bは裏当て金を示す。
タブ10は、第一母材m1の開先断面m11にほぼ対応して窪まされて形成された溶接金属接触面12と、この溶接金属接触面12に対し相対的に突出し、上記第一母材m1の端面m12に接触する母材接触面14とを有する。
なお、図1において、符号16は第二母材m2への接触面を示す。
Hereinafter, a ceramic end tab according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The
The
In FIG. 1,
本発明のセラミックス系エンドタブにおいては、前記溶接金属接触面１２に対し相対的に突出した部分と他の部分とを縦方向に分割し、エンドタブ本体２０と、受けタブ部３０とを形成してなるものである。すなわち、本発明のセラミックス系エンドタブは、図２に示したように、分離独立し、相対位置を調節することができる（図２に矢印で示したように、第一母材ｍ１の長手方向に）エンドタブ本体２０と受けタブ部３０とから構成される。図３に、本エンドタブの母材への取付状態を示した。
In the ceramic-based end tab of the present invention, a portion protruding relative to the weld
エンドタブ本体と受けタブ部の摺接面の一方に、摺動案内溝を設け、他方にこの摺動案内溝に係合する突起を設けることが好ましい。図４に示した例においては、エンドタブ本体２０の側面に長溝状の摺動案内溝２２を設け、受けタブ部３０に、この溝２２に係合する突起を設けた。これらの溝と突起は、部材の両側面に設けることが好ましい。これによって、本エンドタブ１０は、図５に示したように、摺動案内溝２２に突起３２が係合した状態で母材に取り付けられ、エンドタブ本体２２を摺動案内溝２２の案内で矢印方向に摺動移動させることにより、いかなる母材ルートギャップＲＧ（図１に示した）にも合わせることができる。
It is preferable to provide a sliding guide groove on one of the sliding contact surfaces of the end tab main body and the receiving tab portion, and to provide a projection engaging with the sliding guide groove on the other. In the example shown in FIG. 4, a long groove-like
前記受けタブ部３０は、タブを所定位置に固定するためのエンドタブ固定具４０に取り付けられていることが好ましい。これによって、適正な位置への確りとした取り付けが容易にできて簡便である。なお、図６に示した例では、エンドタブ固定具４０は、磁力で母材の側面に固定するマグネット４２、このマグネットに取り付けられたバネ鋼４４および受けタブ部３０を固定した止め金４６から構成され、バネ鋼４４の復元力により、受けタブ部を、ひいてはエンドタブ全体を母材側部に押し付けて、固定するようになっている。
The
本エンドタブにおいては、エンドタブ本体と受けタブ部が分離独立しているので、前記エンドタブ本体と受けタブ部とを、異なった材料で形成することができる。前記エンドタブ本体は、二元素ないし三元素の酸化物系セラミックスのいずれかで形成されていることが好ましい。エンドタブ本体は、母材に直接接触するものであるので、成分中に溶融金属と反応してしまうものが含まれていないことが望ましい。 二元素の酸化物系セラミックスとしては、ムライト（２SiO２・Al２O３）、スピンネル（MgO・Al２O３）、フォルステライト（MgO・SiO２）等があるが、ムライトを好ましく用いることができる。
三元素の酸化物系セラミックスとしては、コージエライト（２MgO・２Al２O３・５SiO２）やアノルサイト（CaO・Al２O３・２MgO）があるが、前者のコージエライトを好ましく用いることができる。
In this end tab, since the end tab main body and the receiving tab portion are separated and independent, the end tab main body and the receiving tab portion can be formed of different materials. The end tab body is preferably formed of any of two-element or three-element oxide ceramics. Since the end tab main body is in direct contact with the base material, it is desirable that the component does not contain any component that reacts with the molten metal. Examples of the two-element oxide ceramics include mullite (2SiO2 · Al2O3), spinnel (MgO · Al2O3), forsterite (MgO · SiO2), and mullite can be preferably used.
Examples of the three-element oxide ceramics include cordierite (2MgO · 2Al2O3 · 5SiO2) and anorcite (CaO · Al2O3 · 2MgO). The former cordierite can be preferably used.
受けタブ部は、単結晶酸化物、炭化物および窒化物系セラミックスのいずれかで形成されていることが好ましい。これらの材料は、高融点セラミックスであるので、受けタブ部を十数回から数十回にわたり使用でき極めて経済的である。このように受けタブ部を非消耗材としたとき、上記のようにエンドタブ固定具に取り付けられていると取り扱いやすいものとなる。
単結晶酸化物系セラミックスとしては、アルミナ（Al２O３）、ジルコニヤ（ZrO２）、マグネシア（MgO）等があるが、アルミナ（Al２O３）を好ましく用いることができる。 炭化物系セラミックスとしては、カーボランダム（炭化珪素 SiC）、炭化アルミニュウム（Al４C３）、炭化タングステン（Ｗ２C）等があるが、カーボランダム（炭化珪素）を好ましく用いることができる。
The receiving tab portion is preferably formed of any of single crystal oxide, carbide and nitride ceramics. Since these materials are high-melting-point ceramics, the receiving tab portion can be used ten to several tens of times and is extremely economical. Thus, when the receiving tab portion is made of a non-consumable material, it is easy to handle if it is attached to the end tab fixture as described above.
Examples of the single crystal oxide ceramics include alumina (Al2O3), zirconia (ZrO2), magnesia (MgO), and alumina (Al2O3) can be preferably used. Examples of the carbide ceramics include carborundum (silicon carbide SiC), aluminum carbide (Al4C3), tungsten carbide (W2C), and the like, but carborundum (silicon carbide) can be preferably used.
窒化物系セラミックスとしては、サイアロン（窒化珪素 Si３N４）、窒化アルミニュウム（AlN）、窒化ホウ素（BN）等があるが、サイアロン（窒化珪素）を好ましく用いることができる。 なお、本発明のエンドタブは、二段三段と積み重ねて用いることができ、あらゆる母材厚にも対応できる。 Nitride ceramics include sialon (silicon nitride Si3N4), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), etc., but sialon (silicon nitride) can be preferably used. In addition, the end tab of the present invention can be used by being stacked in two steps and three steps, and can cope with any base material thickness.
以上説明した本エンドタブを用いて実際に溶接を行ったところ、積層状況・融合状況等の外観上良好であり、カットが全く発生せず、第一、二母材側ともに2.0ｍｍ以上の良好な溶け込みが確保されており、全体的に良好であった。
また、受けタブ部の材料を炭化珪素（ＳｉＣ）にして、溶接を繰り返したところ、１５〜２５回の溶接に耐えた。
When welding was actually performed using the end tab described above, the appearance of the lamination condition, fusion condition, etc. was good, no cuts occurred, and both the first and second base metal sides were good at 2.0 mm or more The penetration was ensured and was good overall.
Moreover, when the material of the receiving tab part was silicon carbide (SiC) and welding was repeated, it endured 15 to 25 times of welding.
ｍ１ 第一母材
ｍ２ 第二母材
Ｂ 裏当て金
ＲＧ ルートギャップ
１０ セラミック系エンドタブ
１２ 溶接金属接触面
１４ 母材接触面
２０ エンドタブ本体
２２ 摺動案内溝
３０ 受けタブ部
３２ 突起
４０ エンドタブ固定具
m1 1st base material m2 2nd base material B Backing metal
Claims (4)
この溶接金属接触面に対し相対的に突出し、前記第一母材の端面に接触する母材接触面とを有する溶接用セラミックス製エンドタブにおいて、前記溶接金属接触面に対し相対的に突出した部分と他の部分とを縦方向に分割して形成されたエンドタブ本体と、受けタブ部とを備えており、前記エンドタブ本体と受けタブ部の摺接面の一方に、摺動案内溝を設け、他方にこの摺動案内溝に係合する突起を設けたことを特徴とするセラミックス系エンドタブ。 A weld metal contact surface formed by being depressed corresponding to the groove cross section, and used when welding the first base material formed with the groove working surface to the second base material;
In a ceramic end tab for welding having a base metal contact surface that protrudes relatively to the weld metal contact surface and contacts the end surface of the first base material, a portion that protrudes relative to the weld metal contact surface; An end tab main body formed by dividing the other portion in the vertical direction, and a receiving tab portion ; a sliding guide groove is provided on one of the sliding contact surfaces of the end tab main body and the receiving tab portion; A ceramic-based end tab characterized in that a protrusion is provided to engage with the sliding guide groove .
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