JP2006088184A - 耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手及び大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法 - Google Patents
耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手及び大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 (a1)溶接金属の硬さHv(WM)と母材の硬さHv(BM)の比Hv(WM)/Hv(BM)が1.1未満、又は、(a2)溶接金属の硬さHv(WM)が210以下で、かつ、溶接部の破壊靭性値Kcが、(b1)2000N/mm1.5超、又は、(b2)Kc≧Kq(=σD√(πa)、σD:設計応力、a:想定欠陥寸法)を満たす溶接継手であって、その耐脆性破壊発生特性(破壊靭性値Kc)を、実測硬さ値が上記(a1)又は(a2)を満たすこと、及び、実測吸収エネルギーvEが要求vEを満たすことを確認し、遷移温度vTrsに基づ予測Kc値を用いて検証する。
【選択図】 図2
Description
(a1)溶接金属の硬さHv(WM)と母材の硬さHv(BM)の比Hv(WM)/Hv(BM)が1.1未満であり、かつ、
(b1)溶接部の破壊靭性値Kcが2000N/mm1.5超である
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
(a2)溶接金属の硬さHv(WM)が210以下であり、かつ、
(b1)溶接部の破壊靭性値Kcが2000N/mm1.5超である
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
ことを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
ことを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
(a1)溶接金属の硬さHv(WM)と母材の硬さHv(BM)の比Hv(WM)/Hv(BM)が1.1未満であり、かつ、
(b2)溶接部の破壊靭性値Kcが下記式を満たす
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
Kc≧Kq
ここで、Kq=σD√(πa)、σD:設計応力、a:想定欠陥寸法
(a2)溶接金属の硬さHv(WM)が210以下であり、かつ、
(b2)溶接部の破壊靭性値Kcが下記式を満たす
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
Kc≧Kq
ここで、Kq=σD√(πa)、σD:設計応力、a:想定欠陥寸法
(a)溶接金属の硬さHv(WM)を測定し、
(b)Vノッチシャルピー衝撃試験により溶接継手部の吸収エネルギーvEと遷移温度vTrsを測定し、
(c)上記実測Hv(WM)値が要求Hv値を満たすこと、及び、上記実測vE値が要求vE値を満たすことを確認し、
(d)実測遷移温度vTrsに基づく予測破壊靭性値Kc値が要求Kc値であることを検証する
ことを特徴とする大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
Kq=σD√(πa)
ここで、σD:設計応力、a:想定欠陥寸法
Kc(T)=5.6σy0・exp(k0(1/iTk−1/T)) …(1)
iTk=(0.00321σy0+0.391)vTrs+A√t+X …(2)
k0=C・iTk−D …(3)
ここで、σy0:室温での降伏強さ(kg/mm2)
t:板厚(mm)、T:試験温度
A:板厚効果に係る係数で、1.5≦A≦3.5
X:切り欠き先鋭度に係る係数で、−20≦X≦80
C:k0に係る係数で、4≦C≦89
D:k0に係る係数で、100≦D≦600
(i)破壊の発生位置は、溶接金属(WM)と溶接熱影響部(HAZ)の境界(溶接溶融線[FL])であること、及び、
(ii)破壊の発生した部分の微視的組織は、シャルピー試験片で観察された破壊発生部の微視的組織と同じであること、
を突き止め、さらに、
(iii)ディープノッチ試験とシャルピー試験において、破壊のドライビングフォースとなる局所応力の分布形態を3次元有限要素法で解析した結果,両分布形態は著しく異なること、
を予見した。
iTk=(0.00321σy0+0.391)vTrs+A√t+X …(2)
k0=C・iTk−D …(3)
ここで、σy0:室温での降伏強さ(kg/mm2)
t:板厚(mm)、T:試験温度
A:板厚効果に係る係数で、1.5≦A≦3.5
X:切り欠き先鋭度に係る係数で、−20≦X≦80
C:k0に係る係数で、4≦C≦89
D:k0に係る係数で、100≦D≦600
Kc≧Kq=σD√(πa)(σD:設計応力、a:想定欠陥寸法)
(a)溶接金属(WM)の硬さHv(WM)を測定し、
(b)Vノッチシャルピー衝撃試験により溶接継手部の吸収エネルギーvEと遷移温度vTrsを測定し、
(c)上記実測Hv(WM)値が要求Hv値を満たすこと、及び、上記実測vEが要求vE値を満たすことを確認し、
(d)実測遷移温度vTrsに基づく予測破壊靭性値Kcが要求Kc値であることを検証する。
iTk=(0.00321σy0+0.391)vTrs+A√t+X …(2)
k0=C・iTk−D …(3)
但し、σy0:室温での降伏強さ(kg/mm2)、t:板厚(mm)、T:試験温度
X=66.1、C=6.65、D=440
ここで、σy0:室温での降伏強さ(kg/mm2)
t:板厚(mm)、T:試験温度
A:板厚効果に係る係数で、1.5≦A≦3.5
X:切り欠き先鋭度に係る係数で、−20≦X≦80
C:k0に係る係数で、4≦C≦89
D:k0に係る係数で、100≦D≦600
板厚50mm〜100mmの厚鋼板を準備し、各種の溶接方法で形成した溶接継手の特徴及び性能を試験、調査した。その結果を表1及び表2(表1の続き)に示す。
k0=C・iTk−D
Kc(T)=5.6σy0・exp(k0(1/iTk−1/T))
ここで、Tは試験温度(K)、σy0は室温での降伏強さ、tは板厚であり。C、Dは定数で、C=6.65、D=440である。
2 溶接金属
3 切欠き
Claims (24)
- 高強度鋼板を大入熱突合せ溶接した構造体における溶接継手であって、
(a1)溶接金属の硬さHv(WM)と母材の硬さHv(BM)の比Hv(WM)/Hv(BM)が1.1未満であり、かつ、
(b1)溶接部の破壊靭性値Kcが2000N/mm1.5超である
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。 - 高強度鋼板を大入熱突合せ溶接した構造体における溶接継手であって、
(a2)溶接金属の硬さHv(WM)が210以下であり、かつ、
(b1)溶接部の破壊靭性値Kcが2000N/mm1.5超である
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。 - 前記溶接部の破壊靭性値Kcが3580N/mm1.5超である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。 - 前記溶接部の破壊靭性値Kcが4354N/mm1.5以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。 - 高強度鋼板を大入熱突合せ溶接した構造体における溶接継手であって、
(a1)溶接金属の硬さHv(WM)と母材の硬さHv(BM)の比Hv(WM)/Hv(BM)が1.1未満であり、かつ、
(b2)溶接部の破壊靭性値Kcが下記式を満たす
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
Kc≧Kq
ここで、Kq=σD√(πa)、σD:設計応力、a:想定欠陥寸法 - 高強度鋼板を大入熱突合せ溶接した構造体における溶接継手であって、
(a2)溶接金属の硬さHv(WM)が210以下であり、かつ、
(b2)溶接部の破壊靭性値Kcが下記式を満たす
ことを特徴とする耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
Kc≧Kq
ここで、Kq=σD√(πa)、σD:設計応力、a:想定欠陥寸法 - 前記高強度鋼板が降伏点390MPa級の船体用溶接構造用鋼板であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
- 前記高強度鋼板が降伏点460MPa級の船体用溶接構造用鋼板であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
- 前記高強度鋼板が板厚50mm超の高強度鋼板であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の耐脆性破壊発生特性に優れた大入熱突合せ溶接継手。
- 高強度鋼板を大入熱突合せ溶接した構造体における溶接継手の機械的特性を検証する方法において、
(a)溶接金属の硬さHv(WM)を測定し、
(b)Vノッチシャルピー衝撃試験により溶接継手部の吸収エネルギーvEと遷移温度vTrsを測定し、
(c)上記実測Hv(WM)値が要求Hv値を満たすこと、及び、上記実測vE値が要求vE値を満たすことを確認し、
(d)実測遷移温度vTrsに基づく予測破壊靭性値Kc値が要求Kc値であることを検証することを特徴とする大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。 - 前記要求Hv値が、母材の硬さHv(BM)×1.1未満、又は、210以下であることを特徴とする請求項10に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記要求vE値が、(構造体設計温度−10)℃での測定値で53J以上であることを特徴とする請求項10又は11に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記要求Kc値が2000N/mm1.5超であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記要求Kc値が3580N/mm1.5超であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記要求Kc値が4354N/mm1.5超であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記要求Kc値が下記式Kq値以上であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
Kq=σD√(πa)
ここで、σD:設計応力、a:想定欠陥寸法 - 前記予測破壊靭性値Kcを、下記式(1)〜(3)で算定することを特徴とする請求項10〜16のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
Kc(T)=5.6σy0・exp(k0(1/iTk−1/T)) …(1)
iTk=(0.00321σy0+0.391)vTrs+A√t+X …(2)
k0=C・iTk−D …(3)
ここで、σy0:室温での降伏強さ(kg/mm2)
t:板厚(mm)、T:試験温度
A:板厚効果に係る係数で、1.5≦A≦3.5
X:切り欠き先鋭度に係る係数で、−20≦X≦80
C:k0に係る係数で、4≦C≦89
D:k0に係る係数で、100≦D≦600 - 前記(2)式において、2.5≦A≦3.0、及び、15≦X≦70であることを特徴とする請求項17に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記(3)式において、6.5≦C≦7.0、及び、400≦D≦500であることを特徴とする請求項17又は18に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記(2)式において、A=2.74、及び、X=66.1であることを特徴とする請求項17に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記(3)式において、C=6.65、及び、D=440であることを特徴とする請求項17または20に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記高強度鋼板が降伏点390MPa級の船体用溶接構造用鋼板であることを特徴とする請求項10〜21のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記高強度鋼板が降伏点460MPa級の船体用溶接構造用鋼板であることを特徴とする請求項10〜21のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
- 前記高強度鋼板が板厚50mm超の高強度鋼板であることを特徴とする請求項10〜23のいずれか1項に記載の大入熱突合せ溶接継手の耐脆性破壊発生特性検証方法。
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