ある締結具規格は強度の上限を定めている。その部品が溶接されなければならないからである

本頁は溶接、工程、選定のいかなる助言も示さず、当社は溶接消耗品の供給者でもない。 報告するのは、一つの規格が何を定めているかである。 本稿も掲示板の問いから来ていない。 stud welding と welded stud strength を検索したが関係する問いは返らず、 締結具の系統を零ヒットで走査して見つけた取りこぼしから出発している。 この頁より前、本サイトに weld stud、ceramic ferrule、shear connector という語は無かった。 通常用いるブラウザ側の道具は使えないままである。

溶接の名で綴じられた締結具規格

文書の表題は「Welding：Studs and ceramic ferrules for arc stud welding」、第三版、2017 年である。 本サイトがこれを用いるのは初めてである。 序文は範囲を広くとる。規定される植込みの種類は 「represents customary applications」であり、本文書は 「can be used in all fields of the metal-working industry」という。

引用規格の並びが、これが溶接の表題をまとった締結具規格であることを明かす。 炭素鋼及び合金鋼締結具の強度区分規格、ステンレス締結具規格、電気めっき規格、 締結具の公差規格を指し、その隣に溶接姿勢、材料グループ分けの技術報告、 ステンレス化学成分規格、線材規格が並ぶ。 植込みはまず普通の締結具の道具立てを受け継ぎ、そのうえに溶接の要求が重ねられている。

本題の前に、小さな二点を記録しておく価値がある。用語の箇条は全文がこうである。 「No terms and definitions are listed in this document.」 自らが空であると述べるためだけに存在する箇条。 そして記号の一覧の、径と高さのあいだに c_d、「頭部の割れの深さ」が置かれている。 割れに与えられた寸法記号であり、その割れが欠陥ではなく寸法をもつ想定された特徴であることを告げる。

十三の型、三つの工程、そして大半が空のフェルール欄

最初の表は本文書が何を扱うかを示し、締結具の形ではなく溶接技術で組み立てられている。 本サイトの数え方では三つの技術と十三の植込みの型がある。

• セラミックフェルール又はシールドガスを用いる引抜きアーク植込み溶接。八つの型を扱う。全ねじ、ほぼ全ねじ、部分ねじ、軸を細くしたねじ、ねじなし、絶縁ピン、めねじ付き、そしてせん断ジベル
• 短サイクル引抜きアーク植込み溶接。三つ。つば付きねじ、ねじなし、めねじ付き
• 先端点火式植込み溶接。同じ三つの形を別の記号で再び扱う

どの型にも二文字の記号があり、どの行にもセラミックフェルールの記号の欄がある。 その欄は最初の技術では埋まり、他の二つではダッシュである。 規格の表題が挙げる二つのもののうち一方は、その中の三つの工程の三分の一にしか適用されない。

せん断ジベルは、フェルール欄に記号を二つ持つ唯一の行である。 そして脚注が一覧を開いたままにする。 「Further types of stud and ceramic ferrules can be specified as required for special applications.」

一つの表に四つの異なる形の要求

続いて材料の表であり、本頁の表題はそこから来ている。 本サイトの数え方では、機械的要求が四つの異なる形で述べられており、 締結具の買い手が予期する形は最初の一つだけである。

• 参照による。引抜きアークのねじ型とねじなし型は炭素鋼締結具規格の強度区分 4.8、あるいはステンレス締結具規格の六つの記号のいずれかであり、機械的性質はそれらの文書そのものである
• 天井だけ。絶縁ピンは軟鋼の銅めっきで引張強さが1 平方ミリメートル当たり 450 ニュートン未満、あるいはオーステナイト系ステンレスで700 未満
• 床だけ。せん断ジベルの第一等級は引張450 以上、降伏350 以上、伸び15 パーセント以上を要する
• 両端の閉じた範囲。第二等級は引張400 から 550、伸び 20 パーセント以上。第三等級は二つの名の付いたステンレス成分で、500 から 780、伸び 25 パーセント以上

締結具に最大強度が付いているのは、実に珍しいことである。 本サイトの他のどこでも強度は床であり、それを超えるのはせいぜい金の無駄でしかない。 ここでは超えることが部品を規格の外に置く。理由は同じ表の中にある。 せん断ジベルの等級は化学成分の限度も帯びており、炭素は 0,2 パーセント以下、 炭素当量は一方の等級で 0,38 以下、他方で 0,35 以下である。

それらは溶接性の限度である。 この部品はできるだけ強くあれとは求められていない。 母材へ予測どおりに溶け込めと求められており、化学で買った強度はそれに逆らう。 炭素当量の計算式は説明しない。規格が式を示しておらず、 材料グループ分けのために指す文書を本稿では読んでいないからである。

一本の植込みに二つの金属、そして引張で証明されるせん断

同じ箇条には知っておく価値のある構造がある。 「Studs may consist of two different materials combined by friction welding (dual-material stud).」 植込みは摩擦圧接で結合された二つの異なる材料からなってよい。注記が理由を述べる。 溶接される部分は母材に対応し、融接における異材の問題を避けるためであり、 残りは一般に耐食性を高めるための高合金鋼である。

一つの締結具、二つの金属、第三の工程で接合。 溶接になる側の端が、溶接される相手と同じであるようにするためである。 二つの金属を並べるとき普通に心配するのはその後に起きること（英文）だが、 ここでの設計の要点はその最中に起きることである。

その直後、せん断強さという見出しの下に一文だけがある。 「Shear strength shall be checked by testing the minimum tensile strength of the studs.」 せん断ジベルがその名を負う性質は、引張試験によって検証される。 見覚えのある手であり、同じ勘所は 試験結果が実際に測ったものへ注意深く帰属されなければならないあらゆる場所に現れる。

適合は買い手が求めるもの

最後に注文の箇条から。注文時に製造業者は四つを得なければならず、その最初は条件付きである。 「a reference to this document if the purchaser demands compliance」、 続いて数量、完全な製品呼び、そして合意されたその他の要求で、低温要求が例として挙げられる。

規格への適合は注文情報の一項目であり、買い手が求めたときに供給される。 これは本サイトがボルトの一般要求事項の規格で見つけた既定と同じ形である。 述べられなかった属性は、文書ではなく製造業者によって決まる。

同じ箇条の二つの規定も持っておく価値がある。被覆されたねじ植込みの公差は 被覆の前に適用される。 そして特に指定がない限り、短サイクルと先端点火の六つの型のうち強度区分 4.8 のものは 電気銅めっきで供給される。空白にされるのではなく、肯定的に述べられた既定の仕上げである。

本稿が確かめたこと、確かめていないこと

• アーク植込み溶接の植込みとそのセラミックフェルールには国際規格がある。第三版 2017 年で、本サイトは用いたことがなかった
• 本サイトの数え方では三つの溶接技術と十三の植込みの型を扱い、フェルール記号は最初の技術にだけ与えられ、他の二つはダッシュである
• 絶縁ピンには引張強さの最大値があり、最小値ではない。材料により 450 未満又は 700 未満（ニュートン毎平方ミリメートル）
• せん断ジベル二等級の引張強さは両端の閉じた範囲である。400 から 550、そして 500 から 780
• せん断ジベルの等級は化学成分の限度を帯びる。炭素と炭素当量の上限であり、強度ではなく溶接性の制約である
• 植込みは二つの材料を摩擦圧接したものでよい。溶接される端が母材と一致するようにである
• せん断強さは引張試験で検証される。一文で
• 規格への適合は、買い手が求めたときに供給される注文情報である
• 寸法の箇条とそれ以降は読んでおらず、本頁に植込みの寸法は現れない。引用規格はいずれも本稿のために読んでおらず、炭素当量の式もここには無い
• 溶接、工程、選定のいかなる助言も示さない

持ち帰る価値があるのは、その反転である。 溶かすことで取り付けられる締結具は、よく溶けるように規定されなければならない。 そしてそれは強度を、最大化すべきものから帯の中に保つべきものへ変える。 強度区分はある問いへの答えであり、その問いはつねに「どれだけ強いか」ではない。 そう思い出させてくれる。

この記事は手順 1、相手材を扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。

よくある質問

溶接植込みに規格はありますか。

あります。アーク植込み溶接の植込みとセラミックフェルールについての国際規格で、第三版、2017 年です。要求事項、寸法、材料、機械的性質を定め、序文は金属加工業のあらゆる分野で用いうると述べています。

強度の上限を定めた締結具規格はありますか。

この規格がそうです。絶縁ピンの型については、軟鋼に銅めっきで引張強さが 1 平方ミリメートル当たり 450 ニュートン未満、オーステナイト系ステンレスで 700 未満とされています。床ではなく天井です。

なぜ上限が存在するのですか。

同じ表がせん断ジベルの等級に化学成分の限度を課しており、炭素は 0,2 パーセント以下、炭素当量は等級により 0,38 又は 0,35 以下です。これらは溶接性の制約です。本頁は炭素当量の式を示しません。規格が示していないからです。

範囲で与えられる等級はありますか。

せん断ジベル二等級がそうです。一方は引張強さ 400 から 550 ニュートン毎平方ミリメートル、伸び 20 パーセント以上。もう一方は二つの名の付いたステンレス成分で、500 から 780、伸び 25 パーセント以上です。

何種類の植込みが扱われていますか。

本サイトの数え方では十三種、三つの溶接技術にまたがります。セラミックフェルール又はシールドガスを用いる引抜きアーク溶接、短サイクル引抜きアーク溶接、先端点火式植込み溶接です。どの型にも二文字の記号があります。

すべてセラミックフェルールを使うのですか。

いいえ。フェルール記号の欄は引抜きアークの技術で埋まり、他の二つではダッシュです。規格の表題が挙げる二つのもののうち一方は、その中の工程の三分の一にしか適用されません。

植込みは二つの材料で作れますか。

はい。規格は、植込みが摩擦圧接で結合された二つの異なる材料からなってよいとし、溶接される部分は融接における異材の問題を避けるため母材に対応し、残りは一般に耐食性を高める高合金鋼であると注記しています。

せん断強さはどう確認しますか。

規格は一文で、せん断強さは植込みの最小引張強さを試験することによって確認する、と述べています。

この規格に従った注文は自動ですか。

注文情報の一項目として挙げられています。製造業者は、買い手が適合を求める場合の本文書への参照を、数量、完全な製品呼び、合意されたその他の要求とともに得なければなりません。

参考資料

• ISO 13918:2017 第三版「Welding：Studs and ceramic ferrules for arc stud welding」。無料プレビュー十二頁、目次、序文、第 1 から第 5 箇条を含み、型の表と材料及び機械的特性の表を含む

用語の箇条、記号の一覧、材料及び機械的特性の表は、それぞれ算出した頁画像に照合した。本サイトがこの規格を用いるのは初めてであり、この頁より前、weld stud、ceramic ferrule、shear connector という語はサイトのどこにも無かった。寸法の箇条とそれ以降は読んでおらず、本頁に植込みの寸法は現れない。引用される規格はいずれも本稿のために読んでいない。強度区分、ステンレス、めっき、公差、線材、ステンレス成分、材料グループ分けの各文書であり、表がそれらを指す箇所については、指しているという事実だけを報告する。炭素当量の式は示さない。規格が示しておらず、材料グループ分けのために指す文書を読んでいないからである。以下は本サイトが数えたものであり、規格が述べていることではない。三つの溶接技術と十三の植込みの型を扱うこと。フェルール記号の欄が一つの技術で埋まり他の二つでダッシュであること。そして材料の表が機械的要求を四つの異なる形で述べていること。2008 年の第二版も取得したが、そこからは何も引用していない。本稿は掲示板の問いから来ていない。stud welding と welded stud strength の検索は関係する問いを返さず、締結具の系統を零ヒットで走査して見つけた取りこぼしから出発している。溶接、工程、選定のいかなる助言も示さず、銘柄も挙げない。本サイトが通常用いるブラウザ側の道具は使えないままである。