CN117255729A - 焊接构造体及其设计方法和施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种焊接构造体(10),具有在接合构件(11)的端面(11c)抵接于被接合构件(12)的被接合面(12a)的状态下将接合构件(11)两侧部分熔透焊接于被接合构件(12)而成的T形接头部,接合构件(11)具有第1表面(11a)和第2表面(11b),接合构件(11)的板厚t(mm)为50.0mm以上,接合构件(11)的第1表面(11a)和第2表面(12b)的1mm深度位置的无塑性转变温度为‑80℃以下,第1焊接金属(13a)的接头的部分熔透深度d1(mm)和第2焊接金属(13b)的接头的部分熔透深度d2(mm)为16mm以上,接合构件(11)的距第1表面(11a)的距离为d1(mm)的深度位置和距第2表面(11b)的距离为d2(mm)的深度位置的无塑性转变温度为‑60℃以下。
Description
技术领域
本发明涉及在集装箱船等中使用的焊接构造体及其设计方法和施工方法。
背景技术
在搭载大量货物的大型的集装箱船中,在上层甲板(上甲板)形成有用于进行货物的装卸的较大的开口部(舱口)。此外,为了防止海水的流入等,在上层甲板上以包围舱口的方式设有舱口边围板。上层甲板和舱口边围板分别是通过焊接多个钢板而构成的。此外,舱口边围板焊接于上层甲板上。
在上述那样的大型的集装箱船在海上航行时,由于波浪会对船身加载使船身整体弯曲的载荷(纵向弯曲载荷)。为了针对这样的载荷充分地确保船身的强度(纵向弯曲强度),上层甲板和舱口边围板使用高强度的厚壁钢板。
此外,如上所述,舱口边围板和上层甲板分别具有焊接多个钢板而成的结构。换言之,在舱口边围板和上层甲板形成有通过将钢板彼此焊接而形成的多个焊接部。在焊接部产生的裂纹容易沿着焊接部传播。因此,例如在舱口边围板的焊接部产生了裂纹的情况下,有时该裂纹会沿着焊接部朝向上层甲板侧传播,传播来的裂纹会发展到上层甲板。因而,为了充分地提高船身的强度,舱口边围板和上层甲板需要具有能够使上述的裂纹的发展停止的特性(脆性裂纹传播停止特性)。
例如在专利文献1和专利文献2中公开了涉及脆性裂纹传播停止特性的焊接构造体。
另外已知的是:为了使在舱口边围板产生并朝向上层甲板侧传播的裂纹的发展停止,需要使用例如作为脆性裂纹传播停止特性的指标的“-10℃时的Kca值”为6000N/mm1.5以上的厚壁钢板。
此外,不仅是上述的例子,还存在裂纹从上层甲板产生并朝向舱口边围板侧传播的可能性。另外,根据在日本海事协会和日本焊接协会的共同研究中实施的实证试验结果可明确,为了使在上层甲板中产生并朝向舱口边围板侧传播的裂纹的发展停止,需要使用具有8000N/mm1.5以上的这样极高的Kca值的厚壁钢板。
但是,无论是从技术方面考虑还是从成本方面考虑,都存在稳定地制造这样的具有较高的脆性裂纹传播停止特性的厚壁钢板较为困难的问题。因此需要利用更合理的手段获得低成本且具有优异的脆性裂纹传播停止特性的焊接构造体。
此外,为了对钢板的Kca值进行评价,需要实施ESSO试验(脆性破坏传播停止试验:人为地使试验片产生脆性裂纹并对使脆性裂纹停止的性能进行评价的试验)等大型试验。
但是,为了实施大型试验而需要很多的时间和费用,因此存在Kca值的评价并不容易的问题。因此期望一种不是利用Kca值而是利用能够更简便地进行评价的参数来保证脆性裂纹传播停止特性的焊接构造体。
为了解决上述的问题,在专利文献3中实现了这样的情况:通过与裂纹的突入区域的深度相应地提高成为舱口边围板的厚壁钢板的表层部的脆性裂纹传播停止特性,从而获得低成本且具有优异的脆性裂纹传播停止特性的焊接构造体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-326147号公报
专利文献2:日本特许第5365761号
专利文献3:国际公开第2020/136777号
发明内容
发明要解决的问题
但是,在专利文献3中主要设想设为这样的构造:在裂纹从上层甲板朝向舱口边围板侧传播的情况下,裂纹的突入区域仅被限制于舱口边围板所使用的厚壁钢板的表层区域。因此,在裂纹的突入区域的深度较大的情况下,对于舱口边围板所使用的厚壁钢板的表层部要求过大的脆性裂纹传播停止特性。
在重视上层甲板与舱口边围板的接合部的接头强度的情况下,需要将焊接金属的熔深设定得较大,也有时裂纹的突入区域不限于表层区域。一般来讲,在厚壁钢板中,在表层区域和内部区域能够分开形成金相组织,因此有时脆性裂纹传播停止特性也大不相同。因此,特别是对于焊接金属的熔深较大的焊接构造体而言,也需要考虑内部区域的特性,留有进一步改善的余地。
本发明是为了解决这样的问题而完成的,其目的在于提供一种接头强度和脆性裂纹传播停止特性优异的焊接构造体及其设计方法和施工方法。
用于解决问题的方案
本发明将下述的焊接构造体作为主旨。
(1)一种焊接构造体,其具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件两侧部分熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
所述接合构件具有与所述接合构件的板厚方向垂直的第1表面和第2表面,
所述接合构件的板厚t满足下述(i)式,
使用从所述接合构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
在将形成于所述第1表面侧的第1焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度设为d1并将形成于所述第2表面侧的第2焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度设为d2时,
d1和d2为16mm以上,
使用从所述接合构件的距所述第1表面的距离为d1的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第1表面的距离为d1的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的距所述第2表面的距离为d2的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第2表面的距离为d2的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t、d1和d2的单位为mm。
(2)根据上述(1)所述的焊接构造体,其中,所述接合构件的板厚t、所述部分熔透深度d1和所述部分熔透深度d2满足下述(ii)式和(iii)式:
t/4≤d1<t/2 ···(ii)
t/4≤d2<t/2 ···(iii)。
(3)一种焊接构造体,其具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件完全熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
所述接合构件具有与所述接合构件的板厚方向垂直的第1表面和第2表面,
所述接合构件的板厚t满足下述(i)式,
使用从所述接合构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与所述板厚中心位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t的单位为mm。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的焊接构造体,其中,所述接合构件的板厚t满足下述(iv)式:
t>80.0···(iv)。
(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的焊接构造体,其中,
所述接合构件的屈服应力为400MPa~580MPa,拉伸强度为510MPa~750MPa。
(6)一种焊接构造体的设计方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件两侧部分熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的设计方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件两侧部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t、形成于所述第1构件的端面的坡口形状以及焊接条件;
推断工序,推断将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面并将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件以在所述设定工序中设定的所述焊接条件两侧部分熔透焊接于所述第2构件的情况下的形成于所述第1表面侧的第1焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d1和形成于所述第2表面侧的第2焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d2;以及
选定工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件选定为所述接合构件的原材料,并且将在所述设定工序中设定的所述焊接条件选定为制造所述焊接构造体时的焊接条件:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在所述推断工序中推断出的d1和d2为16mm以上,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第1表面的距离为d1的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第1表面的距离为d1的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第2表面的距离为d2的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第2表面的距离为d2的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t、d1和d2的单位为mm。
(7)根据上述(6)所述的焊接构造体的设计方法,其中,
在所述选定工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t和在所述推断工序中推断出的所述部分熔透深度d1和所述部分熔透深度d2还满足下述(ii)式和(iii)式的情况下,将所述第1构件选定为所述接合构件的原材料:
t/4≤d1<t/2···(ii)
t/4≤d2<t/2···(iii)。
(8)一种焊接构造体的设计方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件完全熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的设计方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件完全部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t;以及
选定工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚的所述第1构件选定为所述接合构件的原材料:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面的情况下,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与所述板厚中心位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t、d1和d2的单位为mm。
(9)根据上述(6)~(8)中任一项所述的焊接构造体的设计方法,其中,
在所述选定工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t还满足下述(iv)式的情况下,将所述第1构件选定为所述接合构件的原材料:
t>80.0···(iv)。
(10)根据上述(6)~(9)中任一项所述的焊接构造体的设计方法,其中,
在所述选定工序中,在还满足所述第1构件的屈服应力为400MPa~580MPa且拉伸强度为510MPa~750MPa的条件的情况下,将所述第1构件选定为所述接合构件的原材料。
(11)一种焊接构造体的施工方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件两侧部分熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的施工方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件两侧部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t、形成于所述第1构件的端面的坡口形状以及焊接条件;
推断工序,推断将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面并将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件以在所述设定工序中设定的所述焊接条件两侧部分熔透焊接于所述第2构件的情况下的形成于所述第1表面侧的第1焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d1和形成于所述第2表面侧的第2焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d2;以及
焊接工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件作为所述接合构件的原材料,利用在所述设定工序中设定的所述焊接条件将该第1构件两侧部分熔透焊接于成为所述被接合构件的原材料的构件:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在所述推断工序中推断出的d1和d2为16mm以上,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第1表面的距离为d1的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第1表面的距离为d1的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第2表面的距离为d2的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第2表面的距离为d2的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t、d1和d2的单位为mm。
(12)根据上述(11)所述的焊接构造体的施工方法,其中,
在所述焊接工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t和在所述推断工序中推断出的所述部分熔透深度d1和所述部分熔透深度d2还满足下述(ii)式和(iii)式的情况下,将所述第1构件作为所述接合构件的原材料:
t/4≤d1<t/2 ···(ii)
t/4≤d2<t/2 ···(iii)。
(13)一种焊接构造体的施工方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件完全熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的施工方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件完全部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t;以及
焊接工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚的所述第1构件作为所述接合构件的原材料,将该第1构件完全熔透焊接于成为所述被接合构件的原材料的构件:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面的情况下,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与所述板厚中心位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0 ···(i),
其中,t的单位为mm。
(14)根据上述(11)~(13)中任一项所述的焊接构造体的施工方法,其中,
在所述焊接工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t还满足下述(iv)式的情况下,将所述第1构件作为所述接合构件的原材料:
t>80.0 ···(iv)。
(15)根据上述(11)~(14)中任一项所述的焊接构造体的施工方法,其中,
在所述焊接工序中,在还满足所述第1构件的屈服应力为400MPa~580MPa且拉伸强度为510MPa~750MPa的条件的情况下,将所述第1构件作为所述接合构件的原材料。
发明的效果
根据本发明,能够得到脆性裂纹传播停止特性优异的焊接构造体。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的焊接构造体的立体图。
图2是表示本发明的另一个实施方式的焊接构造体的立体图。
图3是表示本发明的又一个实施方式的焊接构造体的立体图。
图4是表示本发明的再一个实施方式的焊接构造体的立体图。
图5是焊接构造体的剖视图。
图6是焊接构造体的剖视图。
图7是用于说明构造模型止裂试验体的形状的图。
图8是用于说明构造模型止裂试验体的形状的图。
具体实施方式
对本发明的一个实施方式的焊接构造体进行说明。
1.焊接构造体的结构
图1是表示本发明的一个实施方式的焊接构造体的立体图。本实施方式的焊接构造体10包括接合构件11和被接合构件12。接合构件11为板状,具有与板厚方向垂直的第1表面11a和第2表面11b。此外,被接合构件12为板状,具有供接合构件11的端面11c抵接的被接合面12a。
另外,如图1所示,焊接构造体10具有在端面11c抵接于被接合面12a的状态下将接合构件11焊接于被接合构件12而成的T形接头部。此外,在接合构件11设有坡口,通过坡口焊接而接合。
另外,在上述的具有T形接头部的焊接构造体中,除了如图1所示的T字形的构造体之外,还包含例如如图2和图3所示的具有多个T形接头部的构造体。即,也可以在被接合构件12的与被接合面12a相反侧的面通过焊接而接合有其他接合构件。此时,可以如图2所示是接合构件11和其他接合构件的端面彼此处于相面对的位置的呈十字状的构造体。此外,也可以如图3所示,端面彼此在与板厚方向正交的方向上处于错开的位置。
在本发明中,将厚壁的接合构件作为对象,具体地讲,在将接合构件11的板厚设为t(mm)的情况下满足下述(i)式。接合构件11的板厚t(mm)优选满足下述(iv)式。t的上限无需特别限定,但例如能够设为200mm、150mm或120mm。
t≥50.0 ···(i)
t>80.0 ···(iv)
另外,被接合构件的板厚没有特别的限制,但与接合构件同样地优选为50.0mm以上,更优选为大于80.0mm。
接合构件11和被接合构件12可以如图1~图3所示通过两侧部分熔透焊接而接合,但也可以如图4所示通过完全熔透焊接而接合。对各个情况下的焊接构造体的结构进一步进行说明。
(1)两侧部分熔透焊接
如图1~图3所示,在接合构件11和被接合构件12通过两侧部分熔透焊接而接合的情况下,焊接构造体10具有形成于第1表面11a侧的第1焊接金属13a和形成于第2表面11b侧的第2焊接金属13b。
使用图5更详细地说明接合构件11和被接合构件12的接合部位附近。图5是两侧部分熔透焊接的情况下的焊接构造体10的与第1表面11a和被接合面12a垂直的剖视图。在图5中,为了避免附图变得复杂而未标注剖面线。
如图5所示,在接合构件11和被接合构件12的接合部位的第1表面11a侧形成有第1焊接金属13a。同样,在第2表面11b侧形成有第2焊接金属13b。
即,接合构件11和被接合构件12利用第1焊接金属13a和第2焊接金属13b接合。因此,从确保焊接构造体的接头强度的观点出发,需要使第1焊接金属13a和第2焊接金属13b的熔深为预定值以上。
具体地讲,在本实施方式的焊接构造体10中,在将第1焊接金属13a中的接合构件11的板厚方向上的接头的部分熔透深度设为d1(mm)并将第2焊接金属13b中的接合构件11的板厚方向上的接头的部分熔透深度设为d2(mm)时,将d1和d2均设为16mm以上。
为了进一步提高接头强度,d1和d2与接合构件11的板厚t(mm)的关系优选为t/4以上。另一方面,从焊接施工性的观点出发,就两侧部分熔透焊接而言,d1和d2优选小于t/2。即,优选满足下述(ii)式和(iii)式。
t/4≤d1<t/2 ···(ii)
t/4≤d2<t/2 ···(iii)
另外,部分熔透深度d1是第1表面11a与假想面11f的距离,假想面11f平行于第1表面11a且通过接合构件11的板厚方向上的第1焊接金属13a的板厚中心侧的端部。此外,部分熔透深度d2是第2表面11b与假想面11g的距离,假想面11g平行于第2表面11b且通过接合构件11的板厚方向上的第2焊接金属13b的板厚中心侧的端部。第1焊接金属13a和第2焊接金属13b与接合构件11的分界能够通过目视容易地辨别。
此外,从被接合构件12产生的裂纹经由第1焊接金属13a和第2焊接金属13b向接合构件11传播。因此,从提高接合构件11的脆性裂纹传播停止特性的观点出发,除了接合构件11的表层部以外,还需要降低接合构件11的与第1焊接金属13a和第2焊接金属13b的熔深对应的深度位置的无塑性转变温度。
具体地讲,如图5所示,将使用从第1表面11a和第2表面11b的1mm深度位置分别获取的ASTM E208所规定的P3型试验片14a、14b而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度(以下也称为“NDTTS1”和“NDTTS2”。)设为-80℃以下,并且将使用从距第1表面11a的距离为d1(mm)的深度位置和距第2表面11b的距离为d2(mm)的深度位置分别获取的ASTM E208所规定的P3型试验片14c、14d而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度(以下也称为“NDTTI1”和“NDTTI2”。)设为-60℃以下。NDTTS1和NDTTS2优选为-90℃以下。
(2)完全熔透焊接
图6是完全熔透焊接的情况下的焊接构造体10的与第1表面11a和被接合面12a垂直的剖视图。在图6中,为了避免附图变得复杂而未标注剖面线。如图4和图6所示,在接合构件11和被接合构件12通过完全熔透焊接而接合的情况下,焊接构造体10在接合构件11和被接合构件12之间具有焊接金属13c。
从被接合构件12产生的裂纹经由焊接金属13c向接合构件11传播。因此,从提高接合构件11的脆性裂纹传播停止特性的观点出发,除了接合构件11的表层部以外,还需要降低接合构件11的板厚中心位置的无塑性转变温度。
具体地讲,如图6所示,将使用从第1表面11a和第2表面11b的1mm深度位置分别获取的ASTM E208所规定的P3型试验片14a、14b而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度(以下也称为“NDTTS1”和“NDTTS2”。)设为-80℃以下,并且将使用从接合构件11的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片14e而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度(以下也称为“NDTTC”。)设为-60℃以下。NDTTS1和NDTTS2优选为-90℃以下。
(3)无塑性转变温度的测量方法
详细地说明NDTTS1、NDTTS2、NDTTI1、NDTTI2及NDTTC的测量方法。另外,测量所使用的ASTM E208所规定的P3型试验片(以下简称为“P3型试验片”。)是长度130mm、宽度50mm、厚度16mm的试验片。
首先,在两侧部分熔透焊接和完全熔透焊接中的任一种情况下均是从第1表面11a侧和第2表面11b侧的表层部分别获取P3型试验片14a、14b。此时,如图5和图6所示,在将第1表面11a和第2表面11b分别各削掉1mm之后,以试验片14a、14b各自的一个表面与第1表面11a和第2表面11b的1mm深度位置一致且试验片14a、14b的厚度方向与接合构件11的板厚方向一致的方式来获取。即,自从第1表面11a和第2表面11b的1mm深度位置到17mm深度位置的区域获取试验片14a、14b。
接着,在两侧部分熔透焊接的情况下,从与第1焊接金属13a和第2焊接金属13b的熔深分别对应的深度位置获取P3型试验片14c、14d。此时,如图5所示,以试验片14c、14d的厚度方向的中心与距第1表面的距离为d1(mm)的深度位置(假想面11f)和距所述第2表面的距离为d2(mm)的深度位置(假想面11g)一致且试验片14c、14d的厚度方向与接合构件11的板厚方向一致的方式来获取。
另一方面,在完全熔透焊接的情况下,如图6所示,从接合构件11的板厚中心位置获取P3型试验片14e。此时,以试验片14e的厚度方向的中心与接合构件的板厚中心(假想面11h)一致且试验片14e的厚度方向与接合构件11的板厚方向一致的方式来获取。
此外,如后所述,以在试验片的与长度方向垂直的面中产生裂纹的方式进行试验。在焊接构造体中,裂纹在与第1焊接部13a和第2焊接部13b的延伸方向垂直的面中产生。因此,以试验片的长度方向与焊接构造体的焊接部的延伸方向一致的方式获取全部试验片。
然后,使用上述试验片实施依据ASTM E208的NRL落锤试验。具体地讲,首先在上述试验片的与厚度方向垂直的接合构件的表面侧的面上形成沿着与试验片的长度方向平行的方向延伸的焊道。此时,焊接材料使用ASTM E208所规定的韧性较低的焊接材料。将焊道的长度调整为60mm~70mm的范围,将宽度调整为12mm~16mm的范围。然后,在焊道上形成与试验片的宽度方向平行的缺口。此时,缺口的宽度设为1.5mm以下,将缺口的槽底和试验片之间的距离调整为1.8mm~2.0mm的范围。
然后,在将上述试验片的形成有焊道的面朝向下侧地支承试验片的长度方向的两端部之后,对与形成有焊道的面相反侧的面施加落锤的冲击弯曲载荷。之后,通过调查自缺口产生的脆性裂纹向试验片传播的状态,从而判定有裂纹传播(Break)或者无裂纹传播(NoBreak)。在自缺口产生的脆性裂纹在试验片的表面沿着试验片宽度方向传播而进展到其端部的情况下,试验结果判定为有裂纹传播(Break)。在裂纹未到达宽度方向的端部的情况下,试验结果判定为无裂纹传播(No Break)。
在上述的落锤试验中,将比使用各两个试验片从例如-100℃的条件开始一边以5℃间隔改变试验温度(在No Break的情况下下降5℃,在Break的情况下上升5℃)一边针对两个试验片均得到No Break的最低试验温度低5℃的温度设为无塑性转变温度。
另外,作为与无塑性转变温度相关的参数,例如能列举出通过V形缺口夏比冲击试验、冲压缺口夏比冲击试验或者三面狭缝缺口夏比试验测量的断口转变温度或者能量转变温度。但是在本发明中,采用能够直接测量无塑性转变温度的NRL落锤试验。
2.接合构件的机械特性
本发明的焊接构造体所使用的接合构件的机械特性没有设置特别的限制。但是,在将焊接构造体用于集装箱船等中的情况下,接合构件的屈服应力优选为400MPa~580MPa,拉伸强度优选为510MPa~750MPa。另外,接合构件的屈服应力更优选为410MPa~570MPa,拉伸强度更优选为520MPa~740MPa。
3.焊接构造体的设计方法和施工方法
焊接构造体的设计方法和施工方法没有设置特别的限制。在焊接构造体具有进行两侧部分熔透焊接而成的T形接头部的情况下,例如能够通过进行以下所示的设计工序、推断工序和选定工序或焊接工序来设计或施工。此外,在焊接构造体具有进行完全熔透焊接而成的T形接头部的情况下,例如能够通过进行以下所示的设计工序和选定工序或焊接工序来设计或施工。以下详细地说明各工序。
(1)两侧部分熔透焊接
(a)设定工序
在本实施方式的设计方法和施工方法中,首先设想在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将第1构件两侧部分熔透焊接于第2构件。在此,第1构件是作为接合构件11的原材料的候选构件,第2构件是作为被接合构件12的原材料的候选构件。另外,在设定工序中设定第1构件的板厚t(mm)、形成于第1构件的端面的坡口形状、以及将第1构件两侧部分熔透焊接于第2构件时的焊接条件。
(b)推断工序
将第1构件所具有的与板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面。另外,在推断工序中推断将具有在设定工序中设定的板厚和坡口形状的第1构件以在设定工序中设定的焊接条件两侧部分熔透焊接于第2构件的情况下的、形成于第1表面侧的第1焊接金属的板厚方向上的接头的部分熔透深度d1(mm)和形成于第2表面侧的第2焊接金属的板厚方向上的接头的部分熔透深度d2(mm)。
另外,推断d1和d2的方法没有特别的限制,既可以通过实际实施焊接试验来测量板厚方向上的接头的部分熔透深度来推断d1和d2,也可以使用分析模型来推断d1和d2。
(c)选定工序/焊接工序
在实施了上述的设定工序和推断工序之后,在本实施方式的设计方法中进行选定工序,另一方面,在本实施方式的施工方法中进行焊接工序。
在选定工序/焊接工序中,首先判定是否满足以下的<1>~<4>的全部条件。
<1>在设定工序中设定的板厚t(mm)是否满足下述(i)式。
t≥50.0···(i)
<2>在推断工序中推断出的d1和d2是否为16mm以上。
<3>使用从第1构件的第1表面和第2表面的1mm深度位置分别获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度是否为-80℃以下,该试验片的一个表面与第1表面和第2表面的1mm深度位置一致并且该试验片的厚度方向与板厚方向一致。
<4>使用从第1构件的距第1表面的距离为d1(mm)的深度位置和距第2表面的距离为d2(mm)的深度位置分别获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度是否为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距第1表面的距离为d1(mm)的深度位置和距第2表面的距离为d2(mm)的深度位置一致并且该试验片的厚度方向与板厚方向一致。
另外,由于<3>和<4>中的无塑性转变温度的测量方法与上述的方法相同,因此在此省略说明。
另外,在满足<1>~<4>的全部条件的情况下,在选定工序中,将具有在设定工序中设定的板厚和坡口形状的第1构件选定为接合构件11的原材料,并且将在设定工序中设定的焊接条件选定为制造焊接构造体10时的焊接条件。同样地,在焊接工序中将具有在设定工序中设定的板厚和坡口形状的第1构件作为接合构件11的原材料,利用在设定工序中设定的焊接条件将该第1构件两侧部分熔透焊接于成为被接合构件12的原材料的构件。由此能够制造焊接构造体10。另外,对于作为被接合构件12的原材料的构件没有特别的限制,既可以使用上述的第2构件,也可以使用其他的钢板等构件。
(2)完全熔透焊接
(d)设定工序
在本实施方式的设计方法和施工方法中,首先设想在与两侧部分熔透焊接的情况同样地使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将第1构件完全熔透焊接于第2构件。另外,在设定工序中设定第1构件的板厚t(mm)。
(e)选定工序/焊接工序
在实施了上述的设定工序之后,在本实施方式的设计方法中进行选定工序,另一方面,在本实施方式的施工方法中进行焊接工序。
在选定工序/焊接工序中,首先判定是否满足以下的<5>~<7>的全部条件。
<5>在设定工序中设定的板厚t(mm)是否满足下述(i)式。
t≥50.0···(i)
<6>使用从第1构件的第1表面和第2表面的1mm深度位置分别获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度是否为-80℃以下,该试验片的一个表面与第1表面和第2表面的1mm深度位置一致并且该试验片的厚度方向与板厚方向一致。
<7>使用从第1构件的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度是否为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与板厚中心位置一致并且该试验片的厚度方向与板厚方向一致。
另外,由于<6>和<7>中的无塑性转变温度的测量方法与上述的方法相同,因此在此省略说明。
另外,在满足<5>~<7>的全部条件的情况下,在选定工序中将具有在设定工序中设定的板厚的第1构件选定为接合构件11的原材料。同样地,在焊接工序中,将具有在设定工序中设定的板厚的第1构件作为接合构件11的原材料,利用在设定工序中设定的焊接条件将该第1构件完全熔透焊接于成为被接合构件12的原材料的构件。由此能够制造焊接构造体10。另外,对于作为被接合构件12的原材料的构件没有特别的限制,既可以使用上述的第2构件,也可以使用其他的钢板等构件。
另外,通过调整在第1构件的端面形成的坡口形状,从而能够选择两侧部分熔透焊接和完全熔透焊接中的任一者。坡口形状的形成可以对第1构件的端面整体实施,但也可以仅对与成为被接合构件的原材料的构件接合的接合部位实施。
此外,焊接工序中的焊接方法也没有特别的限制,只要采用CO2焊接或者屏蔽金属电弧焊(SMAW)等公知的方法即可。此时,为了减小热影响部的幅度,优选将热输入量设为例如0.5kJ/mm~3.0kJ/mm。
以下通过实施例更具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。
实施例
在准备了具有表1所示的板厚的各种钢板之后,从各钢板的板厚的1/4位置沿着与轧制方向成直角的方向获取JIS Z 2241:2011所记载的4号拉伸试验片,依据JIS Z 2241:2011进行拉伸试验,测量屈服应力(YS)、拉伸强度(TS)及总伸长率(EL)。将这些结果示出在表1中。
【表1】
表1
接着,将上述的各种钢板作为试验板(接合构件11),制作图7或图8所示的构造模型止裂试验体而实施试验。将通过CO2焊接接合板厚100mm的钢板而成的焊接接头作为脆化(日文:助走)焊接接头(被接合构件12),在后述的表2所示的条件下利用CO2焊接或屏蔽金属电弧焊(SMAW)通过两侧部分熔透焊接(图7)或者完全熔透焊接(图8)而形成焊接金属13,制作了焊接构造体10。
进而,在焊接构造体10的熔合线部16a设置缺口16b。然后,将焊接构造体10冷却到作为船舶设计温度的-10℃,加载与EH40的设计应力相当的257MPa的试验应力,仅将缺口部附近急剧冷却到-50℃左右,借助楔对缺口部施加打击从而使脆性裂纹产生、传播。
在进行了两侧部分熔透焊接的情况下,使用试验后的构造模型止裂试验体在自试验体的载荷方向的中心位置向左右分离250mm的位置切出接合构件和被接合构件的一侧(第1表面侧)以及另一侧(第2表面侧)的焊接金属(第1焊接金属和第2焊接金属)的截面。利用数码相机分别拍摄这两个部位的焊接接头截面的照片,从照片图像测量焊接金属的接头的部分熔透深度,使用两个部位的测量结果的平均值。
之后,根据对各个钢板实施了两侧部分熔透焊接还是实施了完全熔透焊接,而从预定的位置获取P3型试验片,通过上述的方法进行NDTTS1和NDTTS2以及NDTTI1和NDTTI2或者NDTTC的测量。将得到的数据示出在表1中。
此外,将测量到的焊接金属的接头的部分熔透深度和使用上述的构造模型止裂试验体进行的试验的结果一并示出在表2中。在脆性裂纹在接合构件处停止的情况下判定为停止,在使接合构件断裂的情况下判定为断裂。
【表2】
表2
如根据表2明确的那样成为以下结果:在使用满足本发明的限定的接合构件的情况下脆性裂纹在接合构件处停止,相对于此,在使用不满足本发明的限定的比较例的接合构件的情况下,脆性裂纹不在接合构件处停止而是使接合构件断裂。
具体地讲,在试验No.10中,NDTTS1和NDTTS2大于-80℃,在试验No.11和试验No.12中,NDTTI1和NDTTI2大于-60℃,在试验No.13中,NDTTC大于-60℃,因此成为脆性裂纹使接合构件断裂的结果。
产业上的可利用性
如以上所述,根据本发明,能够得到脆性裂纹传播停止特性优异的焊接构造体。
附图标记说明
10、焊接构造体;11、接合构件;11a、第1表面;11b、第2表面;11c、端面;11f、11g、11h、假想面;12、被接合构件;12a、被接合面;13、焊接金属;13a、第1焊接金属;13b、第2焊接金属;14a、14b、14c、14d、14e、试验片;16a、熔合线部;16b、缺口。
Claims (15)
1.一种焊接构造体,其具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件两侧部分熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
所述接合构件具有与所述接合构件的板厚方向垂直的第1表面和第2表面,
所述接合构件的板厚t满足下述(i)式,
使用从所述接合构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
在将形成于所述第1表面侧的第1焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度设为d1并将形成于所述第2表面侧的第2焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度设为d2时,
d1和d2为16mm以上,
使用从所述接合构件的距所述第1表面的距离为d1的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第1表面的距离为d1的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的距所述第2表面的距离为d2的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第2表面的距离为d2的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t、d1和d2的单位为mm。
2.根据权利要求1所述的焊接构造体,其中,
所述接合构件的板厚t、所述部分熔透深度d1和所述部分熔透深度d2满足下述(ii)式和(iii)式:
t/4≤d1<t/2···(ii)
t/4≤d2<t/2···(iii)。
3.一种焊接构造体,其具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件完全熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
所述接合构件具有与所述接合构件的板厚方向垂直的第1表面和第2表面,
所述接合构件的板厚t满足下述(i)式,
使用从所述接合构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述接合构件的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与所述板厚中心位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t的单位为mm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的焊接构造体,其中,
所述接合构件的板厚t满足下述(iv)式:
t>80.0···(iv)。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的焊接构造体,其中,
所述接合构件的屈服应力为400MPa~580MPa,拉伸强度为510MPa~750MPa。
6.一种焊接构造体的设计方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件两侧部分熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的设计方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件两侧部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t、形成于所述第1构件的端面的坡口形状以及焊接条件;
推断工序,推断将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面并将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件以在所述设定工序中设定的所述焊接条件两侧部分熔透焊接于所述第2构件的情况下的形成于所述第1表面侧的第1焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d1和形成于所述第2表面侧的第2焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d2;以及
选定工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件选定为所述接合构件的原材料,并且将在所述设定工序中设定的所述焊接条件选定为制造所述焊接构造体时的焊接条件:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在所述推断工序中推断出的d1和d2为16mm以上,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第1表面的距离为d1的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第1表面的距离为d1的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第2表面的距离为d2的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第2表面的距离为d2的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t、d1和d2的单位为mm。
7.根据权利要求6所述的焊接构造体的设计方法,其中,
在所述选定工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t和在所述推断工序中推断出的所述部分熔透深度d1和所述部分熔透深度d2还满足下述(ii)式和(iii)式的情况下,将所述第1构件选定为所述接合构件的原材料:
t/4≤d1<t/2···(ii)
t/4≤d2<t/2···(iii)。
8.一种焊接构造体的设计方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件完全熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的设计方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件完全部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t;以及
选定工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚的所述第1构件选定为所述接合构件的原材料:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面的情况下,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与所述板厚中心位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t的单位为mm。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的焊接构造体的设计方法,其中,
在所述选定工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t还满足下述(iv)式的情况下,将所述第1构件选定为所述接合构件的原材料:
t>80.0···(iv)。
10.根据权利要求6~9中任一项所述的焊接构造体的设计方法,其中,
在所述选定工序中,在还满足所述第1构件的屈服应力为400MPa~580MPa且拉伸强度为510MPa~750MPa的条件的情况下,将所述第1构件选定为所述接合构件的原材料。
11.一种焊接构造体的施工方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件两侧部分熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的施工方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件两侧部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t、形成于所述第1构件的端面的坡口形状以及焊接条件;
推断工序,推断将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面并将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件以在所述设定工序中设定的所述焊接条件两侧部分熔透焊接于所述第2构件的情况下的形成于所述第1表面侧的第1焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d1和形成于所述第2表面侧的第2焊接金属的所述板厚方向上的接头的部分熔透深度d2;以及
焊接工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚和所述坡口形状的所述第1构件作为所述接合构件的原材料,利用在所述设定工序中设定的所述焊接条件将该第1构件两侧部分熔透焊接于成为所述被接合构件的原材料的构件:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在所述推断工序中推断出的d1和d2为16mm以上,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第1表面的距离为d1的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第1表面的距离为d1的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的距所述第2表面的距离为d2的深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与距所述第2表面的距离为d2的深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t、d1和d2的单位为mm。
12.根据权利要求11所述的焊接构造体的施工方法,其中,
在所述焊接工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t和在所述推断工序中推断出的所述部分熔透深度d1和所述部分熔透深度d2还满足下述(ii)式和(iii)式的情况下,将所述第1构件作为所述接合构件的原材料:
t/4≤d1<t/2···(ii)
t/4≤d2<t/2···(iii)。
13.一种焊接构造体的施工方法,该焊接构造体具有在板状的接合构件的端面抵接于板状的被接合构件的被接合面的状态下将所述接合构件完全熔透焊接于所述被接合构件而成的T形接头部,其中,
该焊接构造体的施工方法包括以下工序:
设定工序,设定在使第1构件的端面抵接于第2构件的被接合面的状态下将所述第1构件完全部分熔透焊接于所述第2构件时的所述第1构件的板厚t;以及
焊接工序,在满足以下全部条件的情况下,将具有在所述设定工序中设定的所述板厚的所述第1构件作为所述接合构件的原材料,将该第1构件完全熔透焊接于成为所述被接合构件的原材料的构件:
在所述设定工序中设定的板厚t满足下述(i)式,
在将所述第1构件所具有的与所述第1构件的板厚方向垂直的一对表面分别设为第1表面和第2表面的情况下,
使用从所述第1构件的所述第1表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第1表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的所述第2表面的1mm深度位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-80℃以下,该试验片的一个表面与所述第2表面的1mm深度位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
使用从所述第1构件的板厚中心位置获取的ASTM E208所规定的P3型试验片而进行的NRL落锤试验中的无塑性转变温度为-60℃以下,该试验片的厚度方向的中心与所述板厚中心位置一致,并且该试验片的厚度方向与所述板厚方向一致,
t≥50.0···(i),
其中,t的单位为mm。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的焊接构造体的施工方法,其中,
在所述焊接工序中,当在所述设定工序中设定的板厚t还满足下述(iv)式的情况下,将所述第1构件作为所述接合构件的原材料:
t>80.0···(iv)。
15.根据权利要求11~14中任一项所述的焊接构造体的施工方法,其中,
在所述焊接工序中,在还满足所述第1构件的屈服应力为400MPa~580MPa且拉伸强度为510MPa~750MPa的条件的情况下,将所述第1构件作为所述接合构件的原材料。
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