JP2018158345A - 溶接構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)接合部材と被接合部材との突合せ部分に板継ダブラー部材を備えてなる溶接構造体であって、前記板継ダブラー部材は、該板継ダブラー部材の一方の端面を前記接合部材の端面に、前記板継ダブラー部材の板厚方向と前記接合部材の板厚方向とが一致するように突き合せ、溶接接合してなり、かつ前記板継ダブラー部材の他方の端面を前記被接合部材の表面に重ね合わせ隅肉溶接によって接合されてなる隅肉溶接継手を備えたことを特徴とする脆性亀裂伝播停止特性に優れる溶接構造体。
(2)(1)において、前記接合部材の板厚、前記被接合部材の板厚および前記板継ダブラー部材の板厚がいずれも50mm以上であることを特徴とする溶接構造体。
(3)(1)または(2)において、前記板継ダブラー部材の脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Dが10000N/mm3/2以上であることを特徴とする溶接構造体。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記隅肉溶接継手の断面で、前記重ね合わせた面に、非溶着幅Bと前記板継ダブラー部材の板厚tdとの比、B/td、で定義される非溶着比率Yが95%以上である非溶着部を有し、さらに、前記板継ダブラー部材の高さWhと板厚tdの比、Wh/tdが、次(1a)式
Wh/td≧2 …(1a)
ここで、Wh:板継ダブラー部材の高さ(mm)、
td:板継ダブラー部材の板厚(mm)
を満足し、さらに、前記隅肉溶接継手の隅肉溶接金属を、該隅肉溶接金属のシャルピー衝撃試験破面遷移温度vTrs(℃)が、平均隅肉脚長もしくは溶着長さLに対応して、前記被接合部材の板厚tfと前記隅肉脚長もしくは溶着長さLとの関係で、次(1b)式または次(1c)式
L≧20の場合、vTrs≦−5L+65−1.5(tf−75)…(1b)
L<20の場合、vTrs≦−35−1.5(tf−75) …(1c)
ここで、vTrs:隅肉溶接金属のシャルピー衝撃試験破面遷移温度(℃)、
tf:被接合部材の板厚(mm)、
L:隅肉脚長(もしくは溶着幅)(mm)
を満足する隅肉溶接金属とする、ことを特徴とする溶接構造体。
(5)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記隅肉溶接継手の断面で、前記重ね合わせた面に、次(2)式
X(%)={(隅肉溶接継手の断面で、重ね合わせた面に形成された非溶着部の幅B)/(板継ダブラー部材の板厚tdと左右の隅肉溶接部の脚長2Lとの和)}×100 …(2)
で定義される非溶着比率X(%)(0%を含む)が、前記被接合部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Fとの関係で、次(3a)式
X(%)≧{9900−(Kca)F}/85 …(3a)
ここで、X:非溶着比率(%)、
(Kca)F:被接合部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(N/mm3/2)、
を、前記板継ダブラー部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Dとの関係で次(3b)式
X(%)≧{9900−(Kca)D}/85 …(3b)
ここで、X:非溶着比率(%)、
(Kca)D:板継ダブラー部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(N/mm3/2)
を、それぞれ満足する、幅Bの非溶着部を有することを特徴とする溶接構造体。
(6)(1)ないし(5)のいずれかにおいて、前記被接合部材または前記接合部材が、前記接合部材または被接合部材に交差するように、突合せ溶接継手部を有することを特徴とする溶接構造体。
(7)(1)ないし(5)のいずれかにおいて、前記接合部材および前記被接合部材がそれぞれ突合せ溶接継手部を有し、該突合せ溶接継手部同士が交差するように配設されてなることを特徴とする溶接構造体。
Wh/td≧ 2 …(1a)
を満足するように、板継ダブラー部材10の寸法形状を調整する。板継ダブラー部材10の高さWhと板厚tdが、(1a)式を満足しない場合には、高アレスト板継ダブラー部材内での脆性亀裂の破壊駆動力の低下が不十分となり、脆性亀裂を板継ダブラー部材10内で、ある程度伝播させ、停止させることができず、また突入する脆性亀裂の幅が大きくなりすぎても破壊駆動力の低下が不十分となり、脆性亀裂を停止することができなくなる。
L≧20の場合、vTrs≦−5L+65−1.5(tf−75)…(1b)
L<20の場合、vTrs≦−35−1.5(tf−75) …(1c)
ここで、vTrs:隅肉溶接金属のシャルピー衝撃試験破面遷移温度(℃)、
tf:被接合部材の板厚(mm)、
L:隅肉脚長(もしくは溶着幅)(mm)
を満足するように隅肉溶接金属の靭性を調整する。なお、Lは隅肉脚長もしくは溶着幅のうち小さい方を用いる。
X(%)={(隅肉溶接継手の断面で、重ね合わせた面に形成された非溶着部の幅B)/(板継ダブラー部材の板厚tdと左右の隅肉溶接部の脚長2Lとの和)}×100 …(2)
で定義されるX(%)(0%を含む)が、供用温度T(℃)における被接合部材の脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)F(N/mm3/2)との関係で、下記(3a)式
X(%)≧{9900−(Kca)F}/85 …(3a)
(ここで、(Kca)F:被接合材(フランジ)の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(N/mm3/2))
を満足するように、被接合部材の脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Fと関係して非溶着部の幅Bを調整した溶接構造体とすれば、接合部材(ウェブ)から発生した脆性亀裂を被接合部材(フランジ)で伝播阻止することができる。(2)式で定義されるX(%)が、供用温度T(℃)における被接合部材の脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)F(N/mm3/2)との関係で(3a)式を満足しない場合には、接合部材で発生した脆性亀裂を被接合部材で伝播阻止することができない。
X(%)≧{9900−(Kca)D}/85 …(3b)
(ここで、X:非溶着比率(%)、
(Kca)D:板継ダブラー部材の脆性亀裂伝播停止靭性(N/mm3/2))
を満足するように、板継ダブラー部材の脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Dと関係して非溶着部の幅Bを調整した溶接構造体とすれば、被接合部材(フランジ)から発生した脆性亀裂を板継ダブラー部材で伝播阻止することができる。
表1に示す板厚の厚鋼板を、接合部材(ウェブ)1および被接合部材(フランジ)2とし、接合部材(ウェブ)1と被接合部材(フランジ)2との突合せ部分に、表1に示す板厚td、高さWhを有する板継ダブラー部材10を備え、図4(a)、(b)、(c)および図5(a)、(b)、(c)に示す形状の、実構造サイズの大型溶接構造継手9を作製した。
(実施例2)
表3に示す板厚の厚鋼板を、接合部材(ウェブ)1および被接合部材(フランジ)2とし、接合部材(ウェブ)1と被接合部材(フランジ)2との突合せ部分に、表3に示す板厚td、高さWhを有する板継ダブラー部材10を備え、実施例1と同様に、図4(a)、(b)、(c)および図5(a)、(b)、(c)に示す形状の、実構造サイズの大型溶接構造継手9を作製した。被接合部材として、供用温度である−10℃での、圧延方向(亀裂伝播方向に垂直)における脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Fが、表3に示すように、2000〜9000N/mm3/2である厚鋼板(板厚:50〜70mm)を用いた。
2 被接合部材(フランジ)
3 脚長
4 非溶着部
5 隅肉溶接金属
7 機械ノッチ
8 仮付け溶接
9 大型隅肉溶接継手
10 板継ダブラー部材
12 接合部材(ウェブ)の突合せ溶接継手部
13 溶着幅
22 被接合部材(フランジ)の突合せ溶接継手部
θ 交差角
Claims (7)
- 接合部材と被接合部材との突合せ部分に板継ダブラー部材を備えてなる溶接構造体であって、
前記板継ダブラー部材は、該板継ダブラー部材の一方の端面を前記接合部材の端面に、前記板継ダブラー部材の板厚方向と前記接合部材の板厚方向とが一致するように突き合せ、溶接接合してなり、かつ前記板継ダブラー部材の他方の端面を前記被接合部材の表面に重ね合わせ隅肉溶接によって接合されてなる隅肉溶接継手を備えたことを特徴とする脆性亀裂伝播停止特性に優れる溶接構造体。 - 前記接合部材の板厚、前記被接合部材の板厚および前記板継ダブラー部材の板厚がいずれも50mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の溶接構造体。
- 前記板継ダブラー部材の脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Dが10000N/mm3/2以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の溶接構造体。
- 前記隅肉溶接継手の断面で、前記重ね合わせた面に、非溶着幅Bと前記板継ダブラー部材の板厚tdとの比、B/td、で定義される非溶着比率Yが95%以上である非溶着部を有し、さらに、前記板継ダブラー部材の高さWhと板厚tdの比、Wh/tdが、下記(1a)式を満足し、さらに、前記隅肉溶接継手の隅肉溶接金属を、該隅肉溶接金属のシャルピー衝撃試験破面遷移温度vTrs(℃)が、平均隅肉脚長もしくは溶着長さLに対応して、前記被接合部材の板厚tfと前記隅肉脚長もしくは溶着長さLとの関係で、下記(1b)式または下記(1c)式を満足する隅肉溶接金属とする、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の溶接構造体。
記
Wh/td≧2 …(1a)
ここで、Wh:板継ダブラー部材の高さ(mm)、
td:板継ダブラー部材の板厚(mm)
L≧20の場合、vTrs≦−5L+65−1.5(tf−75)…(1b)
L<20の場合、vTrs≦−35−1.5(tf−75) …(1c)
ここで、vTrs:隅肉溶接金属のシャルピー衝撃試験破面遷移温度(℃)、
tf:被接合部材の板厚(mm)、
L:隅肉脚長(もしくは溶着幅)(mm) - 前記隅肉溶接継手の断面で、前記重ね合わせた面に、下記(2)式で定義される非溶着比率X(%)(0%を含む)が、前記被接合部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Fとの関係で下記(3a)式を、前記板継ダブラー部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(Kca)Dとの関係で下記(3b)式を、それぞれ満足する、幅Bの非溶着部を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の溶接構造体。
記
X(%)={(隅肉溶接継手の断面で、重ね合わせた面に形成された非溶着部の幅B)/(板継ダブラー部材の板厚tdと左右の隅肉溶接部の脚長2Lとの和)}×100 …(2)
X(%)≧{9900−(Kca)F}/85 …(3a)
X(%)≧{9900−(Kca)D}/85 …(3b)
ここで、X:非溶着比率(%)、
(Kca)F:被接合部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(N/mm3/2)、
(Kca)D:板継ダブラー部材の供用温度T(℃)における脆性亀裂伝播停止靭性(N/mm3/2) - 前記被接合部材または前記接合部材が、前記接合部材または被接合部材に交差するように、突合せ溶接継手部を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の溶接構造体。
- 前記接合部材および前記被接合部材がそれぞれ突合せ溶接継手部を有し、該突合せ溶接継手部同士が交差するように配設されてなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の溶接構造体。
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