JP2011067863A - 溶接部強度が母材より低下する金属の裏当金利用全強溶接方法 - Google Patents
溶接部強度が母材より低下する金属の裏当金利用全強溶接方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 調質鋼の高張力鋼や冷間加工材の溶接では溶接部の強度が母材より低下する問題があった。本溶接の小入熱・低パス間温度とし、溶接熱影響部および溶接金属の強度低下を減少させると溶接能率が低下するという問題があった。
【解決手段】 裏当金を単なる溶接時の溶けぬけ防止として仕様するのではなく、裏当金おと母材の全線を隅肉溶接し、母材の応力の一部をこの隅肉溶接、裏当金を介して反対側の母材に伝達するとともに、本溶接の最終層の溶接において開先の外にビードを置き、その止端部に再熱がかかりように溶接することにより、本溶接部単位面積当たりの応力を低減することにより能率の高い溶接で母材以上の強度を有する溶接を行うことができる。
【選択図】図2
【解決手段】 裏当金を単なる溶接時の溶けぬけ防止として仕様するのではなく、裏当金おと母材の全線を隅肉溶接し、母材の応力の一部をこの隅肉溶接、裏当金を介して反対側の母材に伝達するとともに、本溶接の最終層の溶接において開先の外にビードを置き、その止端部に再熱がかかりように溶接することにより、本溶接部単位面積当たりの応力を低減することにより能率の高い溶接で母材以上の強度を有する溶接を行うことができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、高強度鋼等の溶接において全強溶接を行う方法に関する。
調質高張力鋼や冷間塑性加工材を溶接した場合熱影響部や溶接金属の強度が図6に示すように低下する。一般にはその影響を低下させるため、入熱・パス間温度を低く抑えているが溶接能率が低下する。
熱影響部や溶接金属の強度低下を継手効率を下げることにより安全性を確保しているが、材料の強度を十分に使い切っていないため無駄が多い。
溶接部の開先形状でレ形やV形が多く用いられ、図1に示すような裏当金2付きの完全溶け込み溶接においては、裏当金2は溶接時の溶け落ち防止に利用され、母材1とは3の位置で部分的に仮付け溶接がされる。しかし裏当金2は溶接部の応力伝達にほとんど寄与しない。
一般の溶接では図1に示すように開先内を本溶接4をしているが、応力集中が大きい溶接止端部10から熱影響部が母材に垂直に近い状態で貫通している。熱影響部の強度が低下すると、母材の強度が完全に発揮される前に溶接止端部10から熱影響部へ亀裂が発生し破断に至る。
以上に述べた従来の高張力鋼等の溶接方法では、溶接部の強度は母材より低下し十分に母材の強度を有効に利用できない。またその影響を小さくするために入熱・パス間温度を低く抑えると、溶接能率が低下する。
本発明はこのような溶接部の強度低下および能率低下を防止することを目的とするものである。
従来裏当金と母材は部分的に仮付け溶接されているが、図2、図4および図5のように裏当金2と母材1を3の位置で全線隅肉溶接5を行い、母材の応力の一部が隅肉溶接5および裏当金2を介して反対側の母材1に伝達させる。
図3に示すように本溶接4の最終層の溶接において、6のビードを先に置きその後7のビードを置く。これにより溶接止端部10近傍に再熱をかけ、靭性の向上をはかるとともに、溶接止端部10から母材を貫通する熱影響部が母材にほぼ垂直で平面的なものとならず、溶接止端部10近傍断面では、母材部が大半で強度が確保できる。
上述したように本発明の溶接法では、母材1の応力の一部が裏当金2を介して反対側の母材1に伝達される。また本溶接最終層側溶接止端部10の断面では大半が母材のままであり母材1に近い強度が確保できる。また熱影響部が貫通している断面では溶接の余盛や裏当金2があり、断面が大きくなっているため単位断面積当たりの強度が低下していても母材強度以上の強度が確保できる。そのため本溶接で入熱・パス間温度が高く、熱影響部や溶接金属の強度が低下していても溶接部としての強度は母材強度以上となる。
次の表はHT780N/mm2を小入熱・低パス間温度で溶接した20S1、大入熱・高パス間温度で溶接した30S1および本発明の方法で大入熱・高パス間温度で溶接した30B1の溶接部を含む引張試験片の溶接施工条件であり、最下段は本発明の裏当金と母材の隅肉溶接の溶接施工条件である。溶接作業時間は本発明の溶接法では裏当金の隅肉溶接の時間を含めて65分であったが、小入熱・低パス間温度の20S1では180分、210分と3倍程度の溶接時間となっている。
次の表はその引張試験の結果である。
大入熱・高パス間温度の従来の溶接を行った30S1は破断が溶接部であり、しかも引張強さも約1割本発明より低い。また小入熱・低パス間温度の20S1は破断位置が溶接部のものと母材のものがあり、引張強さは本発明の30B1よりやや低い。本発明の溶接方法は比較的能率よく、母材強度以上の強度の溶接が可能であることがわかる。
大入熱・高パス間温度の従来の溶接を行った30S1は破断が溶接部であり、しかも引張強さも約1割本発明より低い。また小入熱・低パス間温度の20S1は破断位置が溶接部のものと母材のものがあり、引張強さは本発明の30B1よりやや低い。本発明の溶接方法は比較的能率よく、母材強度以上の強度の溶接が可能であることがわかる。
以下、本発明の実施の形態を図2、図4および図5に基づいて説明する。
図において1は母材、2は裏当金であり従来は図1に示す裏当金と母材の間の3の位置で隅肉溶接で仮づけ溶接をして裏当金を留めていたが、本発明では図2に示すような板が同一平面で溶接される場合は3の位置で全線隅肉溶接5を行う。また図3に示すように本溶接4の最終層の溶接において、開先の外にビード6を置き、その後止端部10に再熱がかかるようにビード7を置いた溶接を行う。
母材1が垂直な位置関係にある図4および図5では、裏当金2と母材の3の位置で全線隅肉溶接5を行い、図5のように本溶接4の後裏当金2と母材1の9の隅肉溶接が可能な場合は9の隅肉溶接を全線行う。また本溶接4の後に図5の9の隅肉溶接を行うことが閉鎖断面等で困難な場合には、図4に示すように裏当金2の8の部分を切り欠き本溶接4の断面積を大きくする。図4および図5のように母材が垂直関係にある場合においても、本溶接4の最終層の溶接においては開先の外にビード6を置き、その後止端部10に再熱がかかるようにビード7を置いた溶接を行う。
1 母材
2 裏当金
4 本溶接
5 裏当金と母材の全線隅肉溶接
2 裏当金
4 本溶接
5 裏当金と母材の全線隅肉溶接
Claims (1)
- 継手、仕口部の溶接において、裏当金と母材を全線隅肉溶接を行い、本溶接最終層の溶接で開先の外側にビードを置き、その後その止端部に再熱がかかるように溶接を行う溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009239808A JP2011067863A (ja) | 2009-09-25 | 2009-09-25 | 溶接部強度が母材より低下する金属の裏当金利用全強溶接方法 |
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JP2011067863A true JP2011067863A (ja) | 2011-04-07 |
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JP2009239808A Pending JP2011067863A (ja) | 2009-09-25 | 2009-09-25 | 溶接部強度が母材より低下する金属の裏当金利用全強溶接方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102581433A (zh) * | 2011-10-22 | 2012-07-18 | 象山焊接衬垫厂 | 铝及铝合金焊接衬垫 |
CN114473278A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-05-13 | 中建钢构工程有限公司 | 具有z向性能的钢材的焊接方法 |
-
2009
- 2009-09-25 JP JP2009239808A patent/JP2011067863A/ja active Pending
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