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JPH02241677A - Method for joining bar materials - Google Patents

Method for joining bar materials

Info

Publication number
JPH02241677A
JPH02241677A JP6019289A JP6019289A JPH02241677A JP H02241677 A JPH02241677 A JP H02241677A JP 6019289 A JP6019289 A JP 6019289A JP 6019289 A JP6019289 A JP 6019289A JP H02241677 A JPH02241677 A JP H02241677A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
joint
joining
heating
insert material
bonding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6019289A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0825038B2 (en
Inventor
Shinsuke Kishi
伸典 岸
Junichi Miyazaki
宮崎 潤一
Fumio Kashimoto
文雄 樫本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP1060192A priority Critical patent/JPH0825038B2/en
Publication of JPH02241677A publication Critical patent/JPH02241677A/en
Publication of JPH0825038B2 publication Critical patent/JPH0825038B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、建設現場等の現場作業で行われる鉄筋・管・
棒鋼・形鋼等の条材の接合作業に際して、簡便に作業す
ることが出来、また短時間で確実な接合品質を得ること
の出来る、拡散接合を適用する条材の接合方法に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is applicable to reinforcing bars, pipes,
The present invention relates to a method for joining strips such as steel bars and shaped steel using diffusion bonding, which allows the work to be carried out easily and ensures reliable joint quality in a short period of time.

(従来の技術) 従来より、鉄筋・管・棒鋼・形鋼等の条材の接合方法と
しては、ガス圧接法やアーク溶接法が用いられているが
、鉄筋の接合においては主としてガス圧接法が広く用い
られている。
(Conventional technology) Conventionally, gas pressure welding and arc welding have been used to join strips such as reinforcing bars, pipes, steel bars, and shaped steel, but gas pressure welding is mainly used to join reinforcing bars. Widely used.

ガス圧接法は接合面を突き合わせた後、加熱しながら加
圧する工程を数回繰り返し、接合部が十分なふくらみを
持つ形状にすることにより接合する方法である。
The gas pressure welding method is a method of joining by repeating the process of applying pressure while heating several times after abutting the joining surfaces to form a shape with sufficient bulge in the joining part.

そのため、(社団法人)日本圧接協会の「鉄筋のガス圧
接工事標準仕様書」においても、鉄筋の接合部のふくら
み形状については、接合部直径は鉄筋径の1.4−1.
6倍、接合部の長手方向のふくらみ長さは鉄筋径の1.
2−1.5倍と十分なふくらみを得るような接合条件を
規定している。
Therefore, in the "Standard specifications for gas pressure welding of reinforcing bars" by the Japan Pressure Welding Association (Incorporated Association), regarding the bulge shape of the joints of reinforcing bars, the diameter of the joint is 1.4-1.
6 times the longitudinal bulge length of the joint is 1.
The bonding conditions are specified to obtain a sufficient bulge of 2-1.5 times.

しかし、このガス圧接法では下記のような欠点がある。However, this gas pressure welding method has the following drawbacks.

(i)十分なふくらみを持った接合部形状を得るために
、作業者が接合中の形状を目視にて監視し、鉄筋の加熱
温度や加圧するタイミングを経験に基づいて決定してい
た。そのため、作業に熟練度を要し、また作業条件が一
定しないため接合部の品質が安定しない。
(i) In order to obtain a joint shape with sufficient bulge, an operator visually monitors the shape during welding and determines the heating temperature and pressurization timing of the reinforcing bars based on experience. Therefore, the work requires a high degree of skill, and the quality of the joint is unstable because the working conditions are not constant.

(ii)接合部のふくらみが大きいために、接合部の肩
部に応力集中が起こり、疲労強度が低下する。
(ii) Since the joint has a large bulge, stress concentration occurs at the shoulder of the joint, reducing fatigue strength.

また、コンクリートに埋め込んだ後、接合部の肩部の応
力集中により、接合部周囲のコンクリートにひび割れが
発生する。
Furthermore, after being embedded in concrete, cracks occur in the concrete around the joint due to stress concentration at the shoulder of the joint.

上述したガス圧接法において問題となった、接合部の形
状により応力集中が起こりコンクリート打設硬化後のひ
び割れ等が起こる問題に対する改良方法として、特開昭
62−9785号公報や特開昭62−16872号公報
にて開示された鉄筋の接合方法がある。
As an improvement method for the above-mentioned gas pressure welding method, where stress concentration occurs due to the shape of the joint and cracks occur after concrete is placed and hardened, Japanese Patent Laid-Open No. 62-9785 and Japanese Patent Laid-Open No. 62-62- There is a method for joining reinforcing bars disclosed in Japanese Patent No. 16872.

前者の改良方法は、接合部同士を直接接合するのではな
く、接合部端面間に接合用金属片を挿入し、加熱後、径
方向に加圧する方法であり、後者は、接合端面間に粉粒
状の接合金属を充填し、加熱後、径方向に加圧する方法
である。
The former improvement method involves inserting a piece of metal for joining between the end faces of the joint, heating it, and then applying pressure in the radial direction, rather than directly joining the joint parts.The latter method involves applying powder between the joint end faces. This is a method in which granular bonding metal is filled, heated, and then pressurized in the radial direction.

これらの方法では、鉄筋に径方向の加圧力を加えること
、すなわち鉄筋に軸方向の加圧力を加えないことにより
、接合部のふくらみが過大とならないため、接合部に応
力集中が発生せず、コンクリートのひび割れが起こらな
いとしている。
In these methods, by applying pressure in the radial direction to the reinforcing bars, that is, by not applying pressure in the axial direction to the reinforcing bars, the bulge of the joint does not become excessive, so stress concentration does not occur at the joint, and It is said that cracks in the concrete will not occur.

しかし、これらの方法でも下記の欠点を有している。However, these methods also have the following drawbacks.

(i)装置が、加熱される鉄筋および接合用金属と近接
、あるいは接触しているため、装置が高温となる問題が
あり、耐熱材料を用いる等の対策が必要である。
(i) Since the device is in close proximity to or in contact with heated reinforcing bars and joining metals, there is a problem that the device becomes hot, and countermeasures such as using heat-resistant materials are required.

(ii )鉄筋の接合部だけではなく、接合用金属をも
溶かす必要があり、高温で長時間の加熱が必要である。
(ii) It is necessary to melt not only the joints of reinforcing bars but also the joining metal, which requires heating at high temperatures for a long time.

(iii)加熱温度を抑えるため低融点金属材料を用い
る場合には、接合部は異種金属である低融点金属材料と
の接合部となるため、接合強度、曲げ強度および疲労強
度等が低下するという問題がある。
(iii) When using a low melting point metal material to suppress the heating temperature, the joint strength, bending strength, fatigue strength, etc. will decrease because the joint will be a joint with a low melting point metal material that is a different metal. There's a problem.

また、本出願人は、特開昭62−97784号公報に「
連結体により結合された一対のクランプ機構により、イ
ンサート材を挟んだ2本の被接合管を挟持し、この状態
で、前記被接合管のその突き合わせ部近傍を加熱する」
ことから成り、優れた溶接品質を容易に得ることができ
、また施工能率向上に大きく寄与する手段を提供した。
In addition, the present applicant has published “Unexamined Japanese Patent Publication No. 62-97784
A pair of clamp mechanisms connected by a connecting body clamp the two tubes to be welded with the insert material in between, and in this state, heat the vicinity of the abutting portions of the tubes to be welded.
As a result, excellent welding quality can be easily obtained, and a means that greatly contributes to improving construction efficiency has been provided.

(発明が解決しようとする課H) この手段によれば、簡易・安価な装置で条材の溶接を行
うことができ、高温での長時間加熱が不要であって、十
分な溶接部強度を確保することができる。したがって、
上記の(i)ないしく 1ii)に示した問題を解決す
ることができる。
(Problem H to be solved by the invention) According to this means, strips can be welded with a simple and inexpensive device, long-term heating at high temperatures is not required, and sufficient strength of the welded part can be maintained. can be secured. therefore,
The problems shown in (i) to 1ii) above can be solved.

しかし上記の!1!案に対しても、−層の溶接部品質の
向上すなわち接合部形状の改善および作業能率の向上す
なわち溶接時間の短縮化が求められており、簡便な装置
・方法で接合部の形状をさらに改善し接合部品質が安定
することにより十分な接合強度を確保でき、さらに接合
時間を一層短縮できる条材の接合方法が望まれていたの
である。
But above! 1! Regarding the plan, there is a need to improve the quality of the welded part of the − layer, that is, to improve the joint shape, and to improve work efficiency, that is, to shorten the welding time. However, there has been a demand for a method for joining strips that can ensure sufficient joint strength by stabilizing the quality of the joint and further shorten the joining time.

ここに本発明の目的は、簡便な装置・方法で接合部の形
状を改善し、接合部品質が安定することにより十分な接
合部強度を確保でき、さらに接合時間を短縮できる条材
の接合方法を提供することにある。
The purpose of the present invention is therefore to provide a method for joining strips that can improve the shape of the joint with a simple device and method, stabilize the quality of the joint, ensure sufficient strength of the joint, and shorten the joining time. Our goal is to provide the following.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは上記課題を解決するため種々検討を重ねた
結果、 ■前記インサート材の接合面に初期荷重を付加する、ま
た ■前記初期荷重付加後に接合部近傍の加熱を行い、該加
熱中に被溶接材に複数回の加圧を行うことにより、未接
合部が減少し、また接合面の酸化皮膜が破壊・除去され
るために、より良好な溶接部品質を短時間で得ることが
できることを知見して、本発明を完成した。
(Means for Solving the Problems) As a result of various studies in order to solve the above problems, the present inventors found that: (1) applying an initial load to the joining surface of the insert material; and (2) applying the initial load to the joint surface after applying the initial load. By heating the area nearby and applying pressure to the welded material multiple times during heating, the unwelded area is reduced and the oxide film on the joint surface is destroyed and removed, resulting in better welding. The present invention was completed by discovering that high quality parts can be obtained in a short period of time.

ここに、本発明の要旨とするところは、条材を接合する
に際し、(i)条材の接合面の間にインサート材を挟持
し、(i) 該接合面に対して、条材の軸方向に初期荷
重を付加して前記インサート材にひずみを付与し、その
後に(iii )加熱下で、接合部近傍を前記条材の軸
方向に1回または2回以上加圧することにより拡散接合
させることを特徴とする条材の接合方法である。
Here, the gist of the present invention is that when joining strips, (i) an insert material is held between the joining surfaces of the strips, and (i) the axis of the strips is aligned with respect to the joining surface. Applying an initial load in the direction to impart strain to the insert material, and then (iii) pressurizing the vicinity of the joint part once or twice or more in the axial direction of the strip material under heating to perform diffusion bonding. This is a method for joining strips characterized by the following.

本発明において条材としては、鉄筋・管・棒鋼・形鋼等
があるが、接合する面でインサート材を挟持し、接合出
来る条材であれば良い。
In the present invention, the strip material includes reinforcing bars, pipes, steel bars, shaped steel, etc., but any strip material that can be joined by holding the insert material between the surfaces to be joined may be used.

インサート材としては、拡散接合の時間を短縮させるた
め、また接合後の接合部に酸化物が残存することによる
品質劣化を防止するため、非晶質金属等の低融点材料が
望ましい。
As the insert material, a low melting point material such as an amorphous metal is desirable in order to shorten the time for diffusion bonding and to prevent quality deterioration due to oxides remaining in the bonded portion after bonding.

インサート材の接合面への挟持方法としては、箔を条材
間に挟み込む方法や、接合面に予めスポット溶接で固定
する方法、あるいは接合面に粉末状の非晶質金属を溶射
しておく方法等がある。
The insert material can be clamped to the joint surface by sandwiching foil between strips, by spot welding to the joint surface in advance, or by spraying powdered amorphous metal onto the joint surface. etc.

さらに、接合面への一定の初期荷重付加は、荷重を付加
せずにインサート材を単に挟み込むことを目的として行
うものではなく、積極的に接合面に荷重を加え、インサ
ート材にひずみを与えることが目的であり、100〜1
200kgf/−程度の荷重を与えることが望ましい、
さらに望ましくは200〜800 kgf7cm’の範
囲である。
Furthermore, adding a certain initial load to the joint surface is not done with the purpose of simply sandwiching the insert material without adding any load, but is done with the purpose of actively applying a load to the joint surface and straining the insert material. is the purpose, 100 to 1
It is desirable to apply a load of about 200 kgf/-.
More preferably, the range is 200 to 800 kgf7cm'.

また、加熱中に1回または2回以上の加圧を行う場合の
圧力は200 kgf/cm”以上であることが望まし
い。
Further, when pressurizing is performed once or twice or more during heating, it is desirable that the pressure is 200 kgf/cm'' or more.

加熱方法としては、高周波加熱コイルを用いる方法やガ
ス加熱による方法等があり、いずれの場合も加熱装置を
小型化出来るため、現場での接合作業は容易である。
Heating methods include a method using a high-frequency heating coil, a method using gas heating, and the like. In either case, the heating device can be miniaturized, so on-site joining work is easy.

接合雰囲気については、高周波加熱の場合は、真空下、
アルゴン、窒素、ヘリウム等の非酸化性雰囲気とするこ
とが望ましい、また、ガス加熱の場合には、強還元炎を
用いて還元性雰囲気にすることが望ましい。
Regarding the bonding atmosphere, in the case of high frequency heating, under vacuum,
It is desirable to use a non-oxidizing atmosphere such as argon, nitrogen, or helium, and in the case of gas heating, it is desirable to use a strong reducing flame to create a reducing atmosphere.

また、拡散接合時間はインサート材の厚さに大きく依存
する。接合後、接合面にインサート材の詭い合金層が残
存しないようにするには、厚さは100ミクロン以下と
することが望ましい。
Furthermore, the diffusion bonding time largely depends on the thickness of the insert material. In order to prevent an undesirable alloy layer of the insert material from remaining on the joint surface after joining, the thickness is desirably 100 microns or less.

接合面への荷重付加手段としては、条材の挟持装置の中
に油圧等のジヤツキを組み込む手段がある。
As a means of applying a load to the joint surface, there is a means of incorporating a hydraulic jack or the like into the strip clamping device.

(作用) 本発明の接合方法によれば、インサート材を挿入した接
合面に対して、条材の軸方向に一定の初期荷重を付加し
、その後に加熱下で接合部近傍を前記条材の軸方向に1
回または2回以上加圧することにより、接合面の表面の
凹凸による間隙を無くし、さらにインサート材の酸化膜
を破壊しながらインサート材を溶融させ液相拡散接合を
短時間で行うことができる。
(Function) According to the joining method of the present invention, a constant initial load is applied to the joining surface into which the insert material is inserted in the axial direction of the strip, and then the vicinity of the joint is heated under heating. 1 in the axial direction
By applying pressure once or twice or more, it is possible to eliminate gaps caused by irregularities on the surface of the joining surfaces, melt the insert material while destroying the oxide film of the insert material, and perform liquid phase diffusion bonding in a short time.

インサート材を用い、接合面に初期荷重を付加すること
に゛より、接合面の表面の凹凸によって接合部に発生す
る欠陥を防止出来る。また、接合面に溶融したインサー
ト材が均一に濡れるため、インサート材中の元素の拡散
により、母材組織と同一な接合部組織が全接合面につい
て容易に得られるため、品質の安定した、良好な接合強
度を有する接合部を得ることが出来る。
By applying an initial load to the joint surface using an insert material, it is possible to prevent defects occurring in the joint portion due to irregularities on the surface of the joint surface. In addition, since the molten insert material uniformly wets the joint surface, the diffusion of elements in the insert material makes it easy to obtain a joint structure that is the same as the base metal structure on all joint surfaces, resulting in stable and good quality. It is possible to obtain a joint having a high joint strength.

また、加熱中に1回または2回以上の加圧を行うことに
より未接合部が減少し、接合面の酸化皮膜が破壊・除去
されるため、さらに良好な接合部品質が短時間で得られ
る。
In addition, by applying pressure once or twice during heating, the unbonded area is reduced and the oxide film on the bonding surface is destroyed and removed, resulting in even better bond quality in a shorter time. .

さらに、液相拡散による接合のため、ガス圧接のように
接合強度確保のための大きな加圧変形は必要としない。
Furthermore, since the bonding is performed by liquid phase diffusion, there is no need for large pressurized deformations to ensure bonding strength, unlike gas pressure welding.

すなわち、初期加圧は短時間でよく、そのため、ガス圧
接のように過大なふくらみを持つ接合部形状とはならず
、接合部の応力集中による疲労強度の低下、およびコン
クリート打設硬化後のひび割れをも防止することが出来
る。
In other words, the initial pressurization only takes a short time, and as a result, the joint does not have an excessively bulging shape as in gas pressure welding, which reduces fatigue strength due to stress concentration at the joint and cracks after concrete is placed and hardened. can also be prevented.

なお本発明にかかる方法により、鉄筋を接合した際の、
接合面にかかる荷重の変化および接合部の鉄筋表面温度
の実測値を%5図に示す、第5図の例における接合条件
は、第1表に示す、なお、インサート材としては、Fe
系アモルファスである。
Furthermore, when reinforcing bars are joined by the method according to the present invention,
Figure 5 shows the changes in the load applied to the joint surface and the measured values of the reinforcing steel surface temperature at the joint.The joining conditions in the example shown in Figure 5 are shown in Table 1.As the insert material, Fe
It is amorphous.

(実施例) 以下、本発明の具体的な実施例を図面を用いて説明する
(Example) Hereinafter, specific examples of the present invention will be described using the drawings.

第1図は本発明の原理を示す略式説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the principle of the present invention.

連結体1とへγド2とに固定して接続されたクランブ機
構3により、被接合材4は接合面にインサート材5を挟
持した状態で突き合わされる。ヘッド2はジヤツキ6に
より、連結体1に沿って移動することにより接合面に対
して、被接合材4の軸方向に荷重を付加する。
A clamp mechanism 3 fixedly connected to the connecting body 1 and the head 2 causes the workpieces 4 to be butted together with the insert material 5 sandwiched between the joining surfaces. The head 2 moves along the connecting body 1 by the jack 6 to apply a load to the joint surface in the axial direction of the workpiece 4.

さらに、接合部に加熱装置7を置き、接合部近傍を加熱
することにより拡散接合を行う。
Furthermore, a heating device 7 is placed at the bonding portion to heat the vicinity of the bonding portion to perform diffusion bonding.

第2(a)図および第2山フ図には、加熱方法として高
周波加熱コイル71を用いた装置の例を示すが、第2(
a)図は正面図、第2(b)図は側面図である。この装
置は、クランプ機構3が被接合材4の外径に合った大型
に作ってあり、固定ボルト8とビン9とにより被接合材
4を固定することができるようになっている。さらに連
結体1には、油圧ジヤツキ6にて与えられた接合面にか
かる荷重を測定するためにロードセル11を設けである
。なお接合荷重の測定方法としては、油圧ジヤツキ6の
油圧力を直接測定し、接合荷重を管理する方法もある。
FIG. 2(a) and the second peak diagram show an example of an apparatus using a high-frequency heating coil 71 as a heating method.
Figure a) is a front view, and Figure 2(b) is a side view. In this device, the clamp mechanism 3 is made large enough to match the outer diameter of the material 4 to be welded, and the material 4 to be welded can be fixed with a fixing bolt 8 and a pin 9. Furthermore, the connecting body 1 is provided with a load cell 11 for measuring the load applied by the hydraulic jack 6 to the joint surface. Note that as a method for measuring the joint load, there is also a method of directly measuring the hydraulic pressure of the hydraulic jack 6 and managing the joint load.

また、図示例では加熱装置として高周波加熱コイル71
を接合部に置き、シールボックス10でコイルを含む接
合部近傍を囲み、アルゴン、窒素等の不活性ガスでシー
ルドすることにより、非酸化性の雰囲気で拡散接合を行
う。
In addition, in the illustrated example, a high frequency heating coil 71 is used as a heating device.
is placed at the joint, the vicinity of the joint including the coil is surrounded by a seal box 10, and the vicinity of the joint including the coil is shielded with an inert gas such as argon or nitrogen, thereby performing diffusion bonding in a non-oxidizing atmosphere.

一方、第3(a)図および第3(b)図には、加熱方法
としてガス加熱を用いた装置の例を示すが、第3ta+
図は正面図、第3(b)図は側面図である0条材の保持
機構は第2(a)図、第2(b)図と同一であるが、加
熱装置としてリングバーナー72を接合部に置き、強還
元炎にて還元性雰囲気とし拡散接合を行う。
On the other hand, FIG. 3(a) and FIG. 3(b) show an example of an apparatus using gas heating as the heating method.
The figure is a front view, and Figure 3(b) is a side view.The holding mechanism for the 0-strip material is the same as in Figures 2(a) and 2(b), but a ring burner 72 is attached as a heating device. Diffusion bonding is performed using a strong reducing flame in a reducing atmosphere.

この装置を用いた接合作業を実施例に基づいて説明する
A joining operation using this device will be explained based on an example.

まず、被接合材4となる鉄筋をクランプ機構3にセット
し、接合面上にインサート材5として非晶質金属体を挟
み込み、鉄筋をクランプ機構3の固定ボルト8を締めつ
けることにより固定した。
First, a reinforcing bar serving as the material to be joined 4 was set in the clamping mechanism 3, an amorphous metal body was sandwiched as an insert material 5 on the joint surface, and the reinforcing bar was fixed by tightening the fixing bolt 8 of the clamping mechanism 3.

ここで用いた鉄筋およびインサート材は、第2表に示す
ものである。
The reinforcing bars and insert materials used here are shown in Table 2.

第2表 25ミクロン厚の非晶質金属材を挟み込んだ鉄筋の接合
面に対して、鉄筋の軸方向に600kgf/cdの荷重
がかかるように、油圧ジャンキロによりヘッド2を移動
させて、初期荷重を付加した。荷重の大きさはロードセ
ルにより測定し、コントロールした。
Table 2 The head 2 was moved by a hydraulic jack so that a load of 600 kgf/cd was applied in the axial direction of the reinforcing bars to the joint surface of the reinforcing bars sandwiching the amorphous metal material with a thickness of 25 microns, and the initial load was Added. The magnitude of the load was measured and controlled using a load cell.

この初期荷重の付加と同時に、接合部上に設けられたリ
ングバーナー72を用い、強還元炎ガスにより接合部近
傍を1200〜1250℃に加熱した。
Simultaneously with the application of this initial load, the vicinity of the joint was heated to 1200 to 1250° C. using strong reducing flame gas using a ring burner 72 provided above the joint.

そしてこの加熱中に、被接合材に複数回の加圧を行った
0本実施例においては、加熱中の加圧は合計2回実施し
、1回目は加熱開始してから5秒後に加圧スタートし、
約30秒間加圧した。また2回目の加圧は加熱開始後4
0秒後から加熱完了までの5秒間に実施した。いずれの
加圧も接合面に300kgf/cm”の荷重がかかるよ
うに油圧ジヤツキを調整することにより行った。
Then, during this heating, pressure was applied to the materials to be joined multiple times. In this example, pressure was applied during heating twice in total, and the first time was applied 5 seconds after the start of heating. Start,
Pressure was applied for about 30 seconds. Also, the second pressurization is 4 times after the start of heating.
It was carried out for 5 seconds from 0 seconds until the completion of heating. Both pressurizations were carried out by adjusting the hydraulic jack so that a load of 300 kgf/cm'' was applied to the joint surfaces.

この実施例は加熱中に2回加圧したが、加圧の回数は隙
間等のない突合せ状態が得られれば1回であってもよく
、また接合部が大きくならない範囲であれば3回以上の
加圧を行っても構わないことは言うまでもない、なお、
1回目加圧と最終加圧(本実施例の条件では2回目加圧
に相当する)の加圧条件は第3表に示す範囲が望ましい
In this example, pressure was applied twice during heating, but the number of times of pressure application may be one as long as a butt state with no gaps etc. is obtained, or three or more times as long as the joint does not become large. It goes without saying that it is okay to pressurize.
The pressurizing conditions for the first pressurization and the final pressurization (corresponding to the second pressurization under the conditions of this example) are preferably within the range shown in Table 3.

第3表 (注)*:加熱開始後の経過時間を示す。Table 3 (Note) *: Indicates the elapsed time after the start of heating.

45秒間の加熱後、リングバーナー72を接合部がら、
遠ざけるか、ガス供給を中止することにより、接合部の
温度は低下し接合応力は急激に低下する。
After heating for 45 seconds, the ring burner 72 is removed from the joint.
By moving away or stopping the gas supply, the temperature of the joint decreases and the joint stress decreases rapidly.

その後、クランプ機構3のボルト8を緩めて鉄筋を装置
より取り外す。
Thereafter, the bolt 8 of the clamp mechanism 3 is loosened and the reinforcing bar is removed from the device.

一方、加熱方法として高周波加熱コイルを用いる場合は
、接合部近傍に設けたシールボックスに非酸化性ガスを
吹き込み、非酸化性雰囲気とした後、高周波加熱コイル
に通電することにより接合部近傍は加熱される。そして
一定時間の通電後、通電を中止することにより接合部の
温度は低下する。
On the other hand, when using a high-frequency heating coil as a heating method, non-oxidizing gas is blown into a seal box installed near the joint to create a non-oxidizing atmosphere, and then the high-frequency heating coil is energized to heat the vicinity of the joint. be done. After energization for a certain period of time, the energization is stopped to reduce the temperature of the joint.

以上が鉄筋での接合の実施例であるが、加熱温度はイン
サート材として用いる非晶質金属材の組成により融点が
変わるため一定ではないが、通常用いられる非晶質金属
材では800〜1300℃程度である。
The above is an example of joining with reinforcing bars, but the heating temperature is not constant because the melting point changes depending on the composition of the amorphous metal material used as the insert material, but it is 800 to 1300 degrees Celsius for the amorphous metal material normally used. That's about it.

一方、接合面に付加する初期応力および加熱時間につい
ても、被接合材の種類、成分や接合面の表面粗さおよび
インサート材等により拡散接合の条件が変わってくる。
On the other hand, the initial stress applied to the bonding surface and the heating time also vary depending on the type and composition of the materials to be bonded, the surface roughness of the bonding surface, the insert material, etc. for diffusion bonding.

また接合強度を確保した上に接合部のふくらみを極力小
さくする必要があるために条件が決められる。
In addition, the conditions are determined because it is necessary to ensure the bonding strength and to minimize the bulge in the bonded portion.

以上のようにして行った本発明者らによる試験の結果を
第4表および第5表に示す、さらに第6表には本試験に
おける接合時間を示す、加熱はリングバーナを用い、加
熱中の加圧は2回行った。
The results of the tests conducted by the inventors as described above are shown in Tables 4 and 5. Table 6 also shows the bonding time in this test. Heating was performed using a ring burner, and Pressurization was performed twice.

加圧力、加圧時間、加圧のタイミングは第4表にまとめ
て示す。
The pressurizing force, pressurizing time, and pressurizing timing are summarized in Table 4.

その後、JIS G3112鉄筋コンクリート用棒鋼に
規定された引張試験方法に従い接合部を含む引張試験片
にて引張試験を行った。引張試験の結果、および接合後
の接合部の寸法を測定した結果も合わせて第4表に示す
Thereafter, a tensile test was conducted on the tensile test piece including the joint portion according to the tensile test method specified in JIS G3112 Steel Bars for Reinforced Concrete. Table 4 also shows the results of the tensile test and the results of measuring the dimensions of the joint after joining.

なお、比較材として従来法であるガス圧接法により得た
試料の試験を行ったので、その結果も合わせて記載した
In addition, as a comparison material, a test was conducted on a sample obtained by the conventional gas pressure welding method, and the results are also described.

第5表 第6表 これらの結果より、本発明方法により得られた接合部は
、JIS G31125D35に規定された引張試験値
を十分に満足し、破断はいずれも母材で生じていること
から母材以上の十分なる接合強度を有することが分かっ
た。また接合部形状については、第4図に模式的に示す
ように、鉄筋径をd、接合部径をD、接合部の長平方向
のふくらみ長さをLとすると、第4表に示した実験結果
より、接合部のふくらみは従来法(ガス圧接法)に比べ
小さいことが分かる。
Table 5 Table 6 From these results, the joints obtained by the method of the present invention fully satisfy the tensile test value specified in JIS G31125D35, and all fractures occurred in the base material, so It was found that the bonding strength was sufficient to exceed that of the materials used. Regarding the shape of the joint, as schematically shown in Figure 4, the reinforcing bar diameter is d, the joint diameter is D, and the length of the joint in the longitudinal direction is L. The results show that the bulge at the joint is smaller compared to the conventional method (gas pressure welding method).

なお、ここで決定された条件は第1表に示した材料を用
いた場合であり、被接合材、インサート材が変われば、
接合条件が変わることは言うまでもない。
Note that the conditions determined here are for the case where the materials shown in Table 1 are used, and if the materials to be joined and insert materials are changed,
Needless to say, the bonding conditions will change.

また、第5表にその結果を示すように、丸棒の曲げ試験
を行ったところ、本発明法では12本すべてが曲げ開度
180°まで曲がり、接合部は十分な曲げ延性を有して
いることが明らかとなった。
In addition, as shown in Table 5, when bending tests were conducted on round bars, all 12 bars were bent to a bending opening of 180° using the method of the present invention, and the joints had sufficient bending ductility. It became clear that there was.

さらに、第6表に示すように本発明法によれば接合時間
は45秒であり、ガス圧接法(60〜75秒)に比べて
著しい接合時間の短縮が計れた。
Further, as shown in Table 6, according to the method of the present invention, the joining time was 45 seconds, which was a significant reduction in the joining time compared to the gas pressure welding method (60 to 75 seconds).

なお、本発明方法を適用する被接合材として、実施例で
は鉄筋を用いて説明したが、それに限定されるものでは
なく、管状の条材、棒鋼、形鋼等にも適用されるもので
ある。
In addition, although reinforcing bars have been explained in the examples as materials to be joined to which the method of the present invention is applied, the present invention is not limited thereto, and can also be applied to tubular strips, steel bars, shaped steel, etc. .

(発明の効果) 以上のように、本発明による接合方法は、構造が簡単で
、操作が容易な装置を用い、インサート材を接合面に挟
み、初期荷重や加熱時間、加圧タイミング等を設定する
ことにより、容易にかつ確実な接合を行うことが出来る
ため、従来法であるガス圧接法で問題となっていた、作
業の熟練度による差や作業条件が一定しないことによる
品質の不安定を解消することが出来た。
(Effects of the Invention) As described above, the joining method according to the present invention uses a device with a simple structure and easy operation, inserts the insert material between the joining surfaces, and sets the initial load, heating time, pressurizing timing, etc. By doing so, it is possible to easily and reliably join, which eliminates the instability of quality due to differences in work skill level and inconsistent work conditions, which were problems with the conventional gas pressure welding method. I was able to resolve it.

また、接合部のふくらみを小さくすることが出来るため
、接合部の肩部に発生する応力集中を緩和することが出
来、今まで問題となっていた疲労強度低下による破損や
接合部周囲のコンクリートのひび割れを低減することが
出来る。
In addition, since the bulge of the joint can be reduced, the stress concentration that occurs at the shoulder of the joint can be alleviated. Cracks can be reduced.

さらに、接合時間を大幅に短縮することができ、ガス圧
接法に対し大幅な接合能率の向上が計れた。
Furthermore, the bonding time was significantly shortened, resulting in a significant improvement in bonding efficiency compared to gas pressure welding.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の原理を示す図; 第2(a)図および第2Cb1図は、加熱方法として高
周波加熱コイルを用いた本発明の装置の1例を示すそれ
ぞれ正面図および側面図; 第3(a)図および第3(b)図は、加熱方法としてガ
ス加熱を用いた本発明の装置の1例を示すそれぞれ正面
図および側面図; 第4回は接合部のふくらみ形状の模式的説明図;および 第5図は、本発明の1実施例において、被接合材の端面
にかかる圧力と、被接合材の近傍の温度とを経時的に示
すグラフである。 1:連結体、    2:ヘッド、 3:クランプ機構、 4:被接合材、 5:インサート材、 6:ジヤツキ、 7:加熱装置、   71:高周波加熱コイル、72:
リングバーナー、8:固定ボルト、9:ビン、    
  10ニジ−lレボンクス、11:ロードセル   
71:高周波加熱コイル72:リングバーナー
Fig. 1 is a diagram showing the principle of the present invention; Fig. 2(a) and Fig. 2Cb1 are a front view and a side view, respectively, showing an example of the device of the present invention using a high-frequency heating coil as a heating method; Figures 3(a) and 3(b) are a front view and a side view, respectively, showing an example of the device of the present invention using gas heating as the heating method; Figure 4 is a schematic diagram of the bulge shape of the joint. and FIG. 5 are graphs showing the pressure applied to the end face of the materials to be joined and the temperature in the vicinity of the materials to be joined over time in one embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Connecting body, 2: Head, 3: Clamp mechanism, 4: Joined material, 5: Insert material, 6: Jacket, 7: Heating device, 71: High frequency heating coil, 72:
Ring burner, 8: fixing bolt, 9: bottle,
10 Niji-l Revonx, 11: Load cell
71: High frequency heating coil 72: Ring burner

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 条材を接合するに際し、(i)条材の接合面の間にイン
サート材を挟持し、(ii)該接合面に対して、条材の
軸方向に初期荷重を付加して前記インサート材にひずみ
を付与し、その後に(iii)加熱下で、接合部近傍を
前記条材の軸方向に1回または2回以上加圧することに
より拡散接合させることを特徴とする条材の接合方法。
When joining strips, (i) an insert material is sandwiched between the joining surfaces of the strips, and (ii) an initial load is applied to the joining surface in the axial direction of the strips to bond the insert material. A method for joining strips, comprising applying strain, and then (iii) performing diffusion bonding by applying pressure in the axial direction of the strip once or twice or more in the vicinity of the joining portion under heating.
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