JP4580220B2 - 継手溶接部の疲労性能向上構造及び疲労性能向上方法 - Google Patents
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本発明は、上記のような従来の問題に鑑み、継手溶接部の端部、特に継手溶接部の端面における溶接止端部、或いは継手溶接部の端面に存在する露出ルートおよびそれと連続する不溶着部、または露出ルートの無い状態の溶接継手の内部に存在する不溶着部などの疲労亀裂の発生箇所となる応力集中個所に対して適切な手段を講じることによりこれらでの発生応力振幅を低減し、あるいはさらに平均応力を制御することによって継手溶接部の高サイクルおよび低サイクル疲労寿命を改善することを課題とする。
(2)前記穴により減少したのど厚に対し、その減少した厚み以上の増し盛り溶接が既存の溶接の上になされていることを特徴とする(1)の溶接継手の疲労性能向上構造。
(3)前記穴の縁が面取り加工されていることを特徴とする(1)又は(2)の継手溶接部の疲労性能向上構造。
(4)前記穴に、該穴の内径以上内径+5mm以下の直径を有するピンが、前記板幅方向の端面から板幅方向に10mm以上板幅以下の深さで設置されていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の継手溶接部の疲労性能向上構造。
(5)前記溶接不溶着部の隙間に、直径が前記隙間間隔以上前記隙間間隔+5mm以下のピン、又は板厚が前記隙間間隔以上前記隙間間隔+5mm以下の板状の金属が、前記板幅方向の端面から板幅方向に10mm以上板幅以下の深さで、単数又は複数更に設置されていることを特徴とする(4)の継手溶接部の疲労性能向上構造。
(7)前記穴により減少したのど厚に対し、その減少した厚み以上で、のど部を増し盛り溶接することを特徴とする(6)の継手溶接部の疲労性能向上方法。
(8)前記穴の縁を、グラインダーにて面取り加工することを特徴とする(6)又は(7)の継手溶接部の疲労性能向上方法。
(9)前記穴に、該穴の内径以上内径+5mm以下の直径を有するピンを、前記板幅方向の端面から板幅方向に10mm以上板幅以下の深さで打ち込むことを特徴とする(6)〜(8)のいずれか1項に記載の継手溶接部の疲労性能向上方法。
(11)前記ピンの打ち込み前に、前記ピンを−200〜−100℃に冷却すると共に、前記穴の周囲を100〜400℃に加熱することを特徴とする(9)又は(10)の継手溶接部の疲労性能向上方法。
(12)(6)〜(11)のいずれか1項の方法を行った後に、前記継手溶接部の板幅方向の端面、及び前記継手溶接部の板幅方向の端部における溶接止端部に超音波ピーニング処理を行うことを特徴とする継手溶接部の疲労性能向上方法。
2)新設構造にも、既設構造にも適用可能である。特に、既設構造に対しては溶接割れの危険性を低減し、これまでになく確実で安全な補強手法を提供することができる。
3)高サイクルおよび低サイクルの疲労亀裂の発生及び進展を抑制することができるため、構造物の長期寿命および、耐震性を向上することができる。
2 第1板部材
3、3’第2板部材
4 継手溶接部の端面
5 不溶着部
6 露出ルート
7 のど厚
8 ピン
9 ルート部(溶着部の端部)
10 溶接金属
11 穴縁(11‘角を落とした穴縁)
12 板部材表面の止端部(溶接止端部)
13 エンドタブ
14 穴
15 シリンダー
16 プレストレス鋼棒
17 ギャップ
18 角部
19 鋼棒
20 サルファーバンド
21 まわし溶接
22 増し盛り溶接ビード
23 試験体中央部のルートを起点とした疲労亀裂
24 疲労亀裂が端面から見える止端部からの疲労亀裂
25 増し盛り溶接部からの疲労亀裂
26 露出ルート端部からの亀裂
27 バーナー
28 液体窒素
29 超音波ピーニング装置
30 トランスデューサー
31 ウエーブガイド
32 ホルダー
33 自由振動体(ピン)
34 支持体
35 ハンドル
36 ケース
37 電源
38 第1部材
39 第2部材
40 第1部材の板厚
41 第2部材の板厚
42 板厚
43 端部
44 柱フランジ
45 梁フランジ
46 梁ウエブ
47 桁ウエブ
48 裏あて金
Claims (12)
- 板状部材相互の十字溶接、板状部材相互の角溶接又は板状部材相互の突合せ溶接における継手溶接部の疲労性能向上構造であって、該継手溶接部の板幅方向端部における溶接不溶着部の板厚方向の両端の少なくとも一方に、板幅方向の端面から板幅方向に向って、直径が2.0mm以上でいずれか一方の板状部材の板厚が厚い場合には厚い方の板状部材の板厚の1/2以下、深さが前記厚い方の板厚以上板幅以下で、穴が設けられていることを特徴とする継手溶接部の疲労性能向上構造。
- 前記穴により減少したのど厚に対し、その減少した厚み以上の増し盛り溶接が既存の溶接の上になされていることを特徴とする請求項1記載の継手溶接部の疲労性能向上構造。
- 前記穴の縁が面取り加工されていることを特徴とする請求項1又は2記載の継手溶接部の疲労性能向上構造。
- 前記穴に、該穴の内径以上内径+5mm以下の直径を有するピンが、前記板幅方向の端面から板幅方向に10mm以上板幅以下の深さで設置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の継手溶接部の疲労性能向上構造。
- 前記溶接不溶着部の隙間に、直径が前記隙間間隔以上前記隙間間隔+5mm以下のピン、又は板厚が前記隙間間隔以上前記隙間間隔+5mm以下の板状の金属が、前記板幅方向の端面から板幅方向に10mm以上板幅以下の深さで、単数又は複数更に設置されていることを特徴とする請求項4記載の継手溶接部の疲労性能向上構造。
- 板状部材相互の十字溶接、板状部材相互の角溶接又は板状部材相互の突合せ溶接における継手溶接部の疲労性能向上方法であって、前記継手溶接部の板幅方向端部における溶接不溶着部の両端の少なくとも1方に、板幅方向の端面から板幅方向に向って、直径が2.0mm以上でいずれか一方の板状部材の板厚が厚い場合には厚い方の板状部材の板厚の1/2以下、深さが前記厚い方の板厚以上板幅以下で、穴を開けることを特徴とする継手溶接部の疲労性能向上方法。
- 前記穴により減少したのど厚に対し、その減少した厚み以上で、のど部を増し盛り溶接することを特徴とする請求項6記載の継手溶接部の疲労性能向上方法。
- 前記穴の縁を、グラインダーにて面取り加工することを特徴とする請求項6又は7記載の継手溶接部の疲労性能向上方法。
- 前記穴に、該穴の内径以上内径+5mm以下の直径を有するピンを、前記板幅方向の端面から板幅方向に10mm以上板幅以下の深さで打ち込むことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の継手溶接部の疲労性能向上方法。
- 前記溶接不溶着部の隙間に、直径が前記隙間間隔以上前記隙間間隔+5mm以下のピン、又は板厚が前記隙間間隔以上前記隙間間隔+5mm以下の板状の金属を、前記板幅方向の端面から板幅方向に10mm以上板幅以下の深さで単数又は複数打ち込み、その後前記穴に、ピンを打ち込むことを特徴とする請求項9記載の継手溶接部の疲労性能向上方法。
- 前記ピンの打ち込み前に、前記ピンを−200〜−100℃に冷却すると共に、前記穴の周囲を100〜400℃に加熱することを特徴とする請求項9又は10記載の継手溶接部の疲労性能向上方法。
- 請求項6〜11のいずれか1項の方法を行った後に、前記継手溶接部の板幅方向の端面、及び前記継手溶接部の板幅方向の端部における溶接止端部に超音波ピーニング処理を行うことを特徴とする継手溶接部の疲労性能向上方法。
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