JP4767885B2

JP4767885B2 - 脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接継手、溶接構造体及び脆性き裂伝播停止特性の向上方法

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Publication number: JP4767885B2
Application number: JP2007057446A
Authority: JP
Inventors: 忠石川; 健裕井上; 裕治橋場; 裕二船津
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: JP2008213021A

Description

本発明は、突合せ溶接継手に発生した脆性き裂の伝播を停止させる脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接構継手、該溶接継手を有する溶接構造体、及び、溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法に関する。
具体的には、溶接構造体の突合せ溶接継手に発生する可能性のある脆性き裂の伝播を妨げて、大型の船舶や建築物などの溶接構造体の安全性を向上させうる技術に関する。

船舶、タンク、建築物など大型の鋼構造物は多数の鋼板を突合せ溶接して製作されている。このような構造物では、地震や事故などで万一脆性破壊が発生しても構造物全体が崩壊する前に脆性き裂を停止できる性能が求められており、そのため要所に脆性き裂伝播停止特性（アレスト性）の高い鋼板を採用するような工夫が取られている。
通常は、溶接部に脆性き裂が発生しても、き裂は溶接残留応力によって母材側へ逸れるのが一般的であり、母材側の脆性き裂伝播停止特性が十分に高い場合には、母材でのき裂の伝播停止が期待できる。

しかし、工期の短縮や溶接効率の向上のために、大入熱溶接法が用いられる場合も多いが、大入熱溶接法で形成された溶接継手では、溶接部の破壊靭性が著しく低下する場合や溶接熱影響部が軟化する場合があるため、熱影響を受けていない母材部が十分な脆性破壊伝播停止特性を持っていたとしても、き裂が母材側に逸れず、溶接ビードに沿って溶接熱影響部付近を伝播する危険性が高くなっている。
また、構造上の制約から、主応力方向に対して直角に近い方向に沿って溶接部を形成さる場合もあり、この場合も同様にき裂が伝播する危険性が高い。

以上のような場合、従来は、ニッケル含有量の高い溶接材料を用い、溶接継手部そのものの靭性を向上させて、き裂の発生や伝播を抑制する手段がとられていたが、高価な高ニッケル含有溶接材料を多量に使用するためコストの点で問題があった。
このため、通常の溶接材料を用いて溶接された溶接継手部において、たとえ脆性き裂が発生したとしても、脆性き裂の伝播方向を、脆性き裂伝播停止特性の低い溶接ビードに沿う溶接熱影響部から速やかに母材側に逸らして、脆性き裂伝播停止特性の高い部位へ誘導することにより、溶接継手部での脆性き裂の伝播を阻止する手段の開発が望まれている。

そのような手段としては、本出願人によって特許文献１や特許文献２に示す手段が提案されている。
特許文献１は、突合せ溶接継手の一部をガウジングなどにより除去した後、除去した部分を補修溶接することにより、突合せ溶接部に比べて高い靭性を有する補修溶接部を形成するものであり、特許文献２は、き裂の初期伝播方向に沿った溶接ビード沿いに、圧縮予ひずみ部を溶接ビードの両側のほぼ線対称位置に一対以上配設して、溶接部近傍の内部応力の分布を調整するものである。

これらの手段は、通常の溶接施工方法で溶接された溶接継手部に対し、後処理により脆性き裂の伝播を阻止する性能を向上させるものであり、上記問題を解決するものであるが、特許文献１の技術では、ガウジング及び補修溶接の２工程が必要であり、各工程も作業者の熟練を必要とし、かつ処理時間が長い問題がある。また、特許文献２の技術では、き裂が母材側に逸れる際の起点が溶接ビードに形成できないため、負荷の大きさによっては、母材側に逸れない場合が生じるなどの問題がある。

特開２００５−１３１７０８号公報特開２００５−３２９４６１号公報特開２００４−１３０３１５号公報米国特許第６４６７３２１号明細書

そこで、本発明は、作業者の熟練を必要としない簡単な手段で、かつ、高速に処理できる手段により、脆性き裂が発生しても、それを確実に母材側へ逸らして脆性き裂伝播停止特性の高い部位へ誘導することができるようにすることを課題とする。
そして、そのような課題を達成できる溶接継手や溶接構造体を提供すること、及び、そのような溶接継手を得るための脆性き裂伝播停止特性の向上方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、より簡単で高速に処理することが可能であり、き裂をより確実に母材側へ逸らすことができる手段について検討した結果、特許文献３に示されているように、近年、新たな超音波利用技術として溶接部の疲労強度向上などに利用され始めている超音波振動端子による打撃処理（超音波打撃処理）に着目した。
そして、溶接継手部に超音波打撃処理を溶接ビードを横切って付加することにより、溶接ビード部及びビード止端部にき裂が母材側に逸れる際の起点を形成でき、かつ、溶接熱影響部にき裂を母材側に誘導する経路を形成できることを知見した。
以上の知見に基づく本発明の要旨は次のとおりである。

（１）鋼板の突合せ溶接継手において、超音波打撃処理による凹部が溶接ビードを横切って形成されており、該凹部と溶接ビードのなす角が３０度以上であることを特徴とする脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接継手。
（２）前記超音波打撃処理による凹部を、溶接ビードに沿って６００ｍｍ以下の間隔で複数設けたことを特徴とする上記（１）に記載の溶接継手。
（３）前記凹部の先端と溶接ビードの間の距離が板厚の２倍以上であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の溶接継手。
（４）鋼板を突合せ溶接した溶接継手部を有する溶接構造体であって、前記溶接継手部の少なくとも脆性き裂が伝播する可能性のある溶接継手部を、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の溶接継手としたことを特徴とする脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接構造体。
（５）前記鋼板の脆性き裂伝播停止性能がＫｃａ値で４０００Ｎ／ｍｍ^1.5以上であり、板厚が５０ｍｍ以下であることを特徴とする上記（４）に記載の溶接構造体。
（６）前記鋼板の脆性き裂伝播停止性能がＫｃａ値で５０００Ｎ／ｍｍ^1.5以上であり、板厚が５０ｍｍ超であることを特徴とする上記（４）に記載の溶接構造体。
（７）脆性き裂が伝播する可能性のある突合せ溶接継手に対し、超音波打撃処理を施すことによって脆性き裂伝播停止特性を向上させる方法であって、前記超音波打撃処理を、溶接ビードを横切るように、かつ、超音波打撃処理を施した領域に形成される凹部と溶接ビードのなす角が３０度以上となるように施すことを特徴とする溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法。
（８）前記超音波打撃処理を、溶接ビードに沿って６００ｍｍ以下の間隔で複数施したことを特徴とする上記（７）に記載の溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法。
（９）前記超音波打撃処理を、前記凹部の先端と溶接ビードの間の距離が板厚の２倍以上となるように施すことを特徴とする上記（７）または（８）に記載の溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法。

本発明によれば、万一、溶接継手部に脆性き裂が発生した場合であっても、より確実に母材側へ逸らし脆性き裂伝播停止特性の高い部位へ誘導することがきる性能を有する溶接継手、そのような溶接継手を有する溶接構造体、及び、溶接継手にそのような性能を付与する方法を提供することができる。

（１）鋼板の突合せ溶接継手において、超音波打撃処理による溝状の凹部が、溶接ビードを横切って形成されており、前記溝状の凹部の先端と溶接ビードの間の距離が板厚の２倍以上であり、かつ、前記溝状の凹部と溶接ビードのなす角が３０度以上であることを特徴とする脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接継手。
（２）前記超音波打撃処理による凹部を、６００ｍｍ以下の間隔で溶接ビードを横切るように、溶接ビードに沿って複数設けたことを特徴とする上記（１）に記載の溶接継手。
（３）鋼板を突合せ溶接した溶接継手部を有する溶接構造体であって、前記溶接継手部の少なくとも脆性き裂が伝播する可能性のある溶接継手部を、上記（１）または（２）に記載の溶接継手としたことを特徴とする脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接構造体。
（４）前記鋼板の脆性き裂伝播停止性能がＫｃａ値で４０００Ｎ／ｍｍ1.5以上であり、板厚が５０ｍｍ以下であることを特徴とする上記（３）に記載の溶接構造体。
（５）前記鋼板の脆性き裂伝播停止性能がＫｃａ値で５０００Ｎ／ｍｍ1.5以上であり、板厚が５０ｍｍ超であることを特徴とする上記（３）に記載の溶接構造体。
（６）脆性き裂が伝播する可能性のある突合せ溶接継手に対し、超音波打撃処理を施すことによって脆性き裂伝播停止特性を向上させる方法であって、前記超音波打撃処理を、溶接ビードを横切るように施すとともに、超音波打撃処理を施した領域に形成される溝状の凹部の先端と溶接ビードの間の距離が板厚の２倍以上となるように、かつ、溝状の凹部と溶接ビードのなす角が３０度以上となるように施すことを特徴とする溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法。
（７）前記超音波打撃処理を、前記凹部が６００ｍｍ以下の間隔で溶接ビードを横切るように、溶接ビードに沿って複数施したことを特徴とする上記（６）に記載の溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法。

突合せ溶接された鋼板２の溶接継手部１表面を超音波振動端子５で連続的に打撃する。超音波振動端子５によって打撃された領域には打撃痕による溝状の凹部（超音波打撃処理部）４が形成される。超音波打撃処理部４は溶接ビード３を横切るように所定の長さ形成し、所定の間隔を置いて必要な箇所に形成する。図１（ａ）は、超音波打撃処理部４を同じ向きに間隔Ｌをおいて形成する場合、同（ｂ）は、交互に向きを変えて形成する場合をそれぞれ示す。

この超音波打撃処理により鋼板の板厚方向に塑性変形が加えられ、そのとき塑性流動した部分が周囲の金属によって拘束されることによって、鋼板に圧縮残留応力が導入される。また、鋼板の表層は、打撃により微細化した加工組織となり、その靭性が向上する。

突合せ溶接継手１に発生した脆性き裂は、溶接ビード部３、あるいは引張残留応力が発生している鋼板２の熱影響部を伝播するが、脆性き裂を停止させる領域に超音波打撃処理を施して、圧縮残留応力を導入するとともに周囲よりも靭性の高い組織を導入することにより、溶接ビード部３または鋼板２の熱影響部に沿って伝播する脆性き裂を、超音波打撃処理部４で逸らせて、該処理部に沿って鋼板２母材部に導き出し、母材部においてき裂の伝播を停止させる。

上記のような超音波打撃処理部４に沿って脆性き裂が逸れるメカニズムについて、図３を用いてさらに説明する。
表裏の鋼板あるいは溶接部の表面に超音波打撃処理を実施することにより、図３（ａ）に示すように、該処理による塑性変形を受けて超音波打撃処理部４及びその近傍に隣接する表層に、板厚方向での深さが数ミリにおよぶ圧縮残留応力が付与され、同時に、この表層部に付与された圧縮残留応力とバランスをとる形で、板厚内部では引張り残留応力が作用する状態となる。

脆性き裂の伝播は、残留応力状態の影響を受け、引張り残留応力が作用している領域に伝播しやすい特性を有しており、また、板厚内部でき裂が先行して伝播することが多い。したがって、溶接ビード部または鋼板の熱影響部に沿って伝播してきたき裂が超音波打撃処理部４に達すると、引張り残留応力が作用している板厚内部では該処理部４に沿う方向にき裂の伝播方向が変わり、該処理部４に沿うようにき裂が伸展する。超音波打撃処理部４における板厚表層部では超音波打撃処理によって圧縮残留応力状態にあり、かつ、該処理により組織が微細化して破壊抵抗が高いため、脆性き裂は伸展せず、図３（ｂ）に示すように、引張り残留応力状態の板厚内部に埋没した形でき裂は進展する。
この結果、き裂の伝播の際、き裂先端の応力拡大係数は低下し、き裂を伝播させるドライビングフォースが小さくなるため、き裂が停止しやすくなる。

このとき、溶接ビード３のどちら側の熱影響部をき裂が伝播しても伝播している側の鋼板母材に逸らせるようにするには、図１（ｂ）のように超音波打撃処理を施すのがよい。溶接構造や鋼板母材の特性上、片側の鋼板に逸らせる必要がある場合は、図１（ａ）のように施すのがよい。もちろん（ａ）と（ｂ）を混在させてもよい。
また、き裂の伝播を母材側に確実に逸らせるためには、超音波打撃処理を溶接継手部の両面にそれぞれ施す必要がある。その際、両面で同じ位置で同じ向きで施すのが好ましい。

超音波打撃処理部４と溶接ビード３とのなす角度θは、き裂を母材側に逸らせるためには３０度以上必要である。それ未満の場合には母材側に逸れずにそのまま溶接ビード部あるいは熱影響部を伝播する恐れがある。
また、この角度θは、図１（ｃ）に示す例のように９０度あるいはその近傍の角度であっても効果が得られるが、より効果の高い角度は８０度以下である。

超音波打撃処理部４の凹部の先端と溶接ビード３の間の距離ｈは、き裂を母材側に確実に逸らせるために、鋼板板厚の２倍以上の距離が必要である。距離ｈが長い（前記処理部４の長さが長い）方が望ましいが、板厚の４倍以上あれば、該処理により溶接継手部から脆性き裂を母材側へ逸らせるには十分である。
超音波打撃処理部４の凹部の深さは、必要な圧縮残留応力を付与するために０．２ｍｍ以上必要である。深さの上限は打撃圧力の点から１ｍｍ以下が好ましい。
また、凹部の幅は、凹部によって残留応力の分布を変化させるためには１ｍｍ以上必要である。幅は広いほうが望ましいが、幅が広くなると同様に打撃圧力が上昇するから１０ｍｍあれば十分である。

以上の超音波打撃処理は、特許文献４に記載されている装置によって行われる。すなわち、発振機から発振された超音波を、トランスデューサによってその周波数を例えば５〜６０ｋＨｚに変換し、さらに、ウェーブガイドでその振幅を増幅させて、装置の先端に取り付けられる超音波振動端子５を、例えば、振動数５〜６０ｋＨｚ、出力１００ｗ〜５ｋＷで機械的に振動させる。それにより超音波振動端子５前面の打撃部の表面において、平滑性を維持しつつ打撃前の表面に対して打撃痕となる凹部を形成することができる。

その際、上記超音波振動は、その振動数が５ｋＨｚ以上であるため、ショットピーニング法などの従来技術に比べて表面平滑性を損なわずに十分な圧縮残留応力を付与することができる。また、打撃圧力が周波数に依存するため、５ｋＨｚ以上で周波数の増加とともにこれらの効果は向上するが、超音波の振動数が６０ｋＨｚを越えると、非常に高い超音波出力装置を必要とするほか、装置コストの面からも実用的でなく好ましくない。
超音波打撃端子５としては、先端が滑らかな曲線状のピンが用いられ、先端部の幅は、凹部の幅に対応する１〜１０ｍｍ程度のものが使用される。

以上のような超音波衝撃処理は、一回一回の打撃のエネルギーは小さいが、１秒間に非常に多数の打撃を与えることができ、それによって大きなエネルギーを一度に与えた場合と同じような効果を得ることができる。さらに、一回一回の打撃力が小さいために、機器に生じる反動や作業者に伝わる反動が著しく小さく、かつ、作業が簡単で高速に実施できるため、施工性の面で非常に有利である。

特に、超音波衝撃処理は、溶接継手の形成後の後処理として実施し、脆性き裂伝播停止特性についての性能向上を図れるため、溶接には通常の施工方法をそのまま適用でき、また、大入熱溶接などの適用範囲を拡大することもできる。さらに、既存の溶接構造物に対しても、脆性き裂伝播停止特性についての性能向上を効果的に図ることができる。
なお、溶接後すぐに超音波打撃処理を施す場合は、突合せ溶接継手の温度が３００℃以下の状態で行うことが好ましい。溶接継手の温度が３００℃以上では、超音波振動端子による打撃時に、溶接金属および鋼板の降伏応力が低くなっているため好ましくない。

本発明では、溶接構造体に脆性破壊伝播停止特性（アレスト性能）の高い鋼板を使うことで、溶接構造物の脆性破壊をより小規模で食い止めることができる。
前述したように、溶接ビード部３または鋼板２の熱影響部に沿って伝播してきた脆性き裂が超音波打撃処理部４に沿う方向に逸れる際には、脆性き裂の伝播形態が板厚内部に埋没した形状となるため、き裂先端の応力拡大係数が低下し、き裂を伝播させるドライビングフォースが小さくなるため、き裂が停止しやすくなる。

したがって、超音波打撃処理部４が十分な長さを有していれば、超音波打撃処理部４に沿うき裂伝播の途中で脆性き裂が停止できることが期待できる。しかし、より確実に脆性き裂を停止させるためには、超音波打撃処理部４により鋼板母材側にき裂を逸らせた後、母材で停止させることが必要であり、そのため、母材のアレスト性能も重要となる。

突合せ溶接継手を形成する鋼板の板厚が５０ｍｍ以下である場合には、アレスト性能がＫｃａ値で４０００Ｎ／ｍｍ^1.5以上であれば脆性き裂の伝播を停止できることが、造船研究協会・ＳＲ１９３委員会の報告書などで公表されている。
しかし、板厚が５０ｍｍ超である場合には、Ｋｃａ値で４０００Ｎ／ｍｍ^1.5程度の性能では脆性き裂の伝播を停止できないことを、８０００トン超大型破壊試験機を用いた実験により本発明者らは確認している。本発明者らは、板厚６０ｍｍ、７０ｍｍの鋼板を用いて脆性き裂伝播試験を実施し、鋼板を使用する温度で、６００ｍ／秒以上の高速で伝播中の脆性き裂を停止するためには、Ｋｃａ値で５０００Ｎ／ｍｍ^1.5以上の性能が必要であることがわかった。

したがって、板厚が５０ｍｍ以下の溶接構造体では、Ｋｃａ値で４０００Ｎ／ｍｍ^1.5以上の鋼板を母材として用い、上記で説明した超音波打撃処理を溶接継手部に施すことにより、また、板厚が５０ｍｍ超の溶接構造体では、Ｋｃａ値で５０００Ｎ／ｍｍ^1.5以上の鋼板を母材として用い、上記で説明した超音波打撃処理を溶接継手部に施すことにより、それぞれの溶接構造体において、脆性き裂が溶接継手部に発生し、溶接ビードに沿って溶接熱影響部を伝播してきても、それを母材側に逸らし、母材によって確実に停止することができる。

本発明の鋼板の突合せ溶接継手においては、以下の理由から、溶接ビードを横切って形成される超音波打撃処理部４（凹部）を、溶接ビードに沿って６００ｍｍ以下の間隔で設けることが好ましい。
本発明によれば、溶接ビード部３または鋼板２の熱影響部に沿って伝播してきたき裂は超音波打撃処理部４で鋼板母材部に逸れて母材部で確実に停止することができる。しかし、溶接ビードを横切って形成される超音波打撃処理部４間の間隔Ｌが６００ｍｍを超えると、上記のように伝播するき裂の長さが６００ｍｍ以上となり、損傷が生じる可能性が高くなるため好ましくない。また、上記間隔Ｌが６００ｍｍを超えると、き裂が長大となってき裂を停止しにくくなる可能性も高くなる。
これらの理由から、本発明では、溶接ビードを横切って形成される超音波打撃処理部４（凹部）を、溶接ビードに沿って６００ｍｍ以下の間隔で設けることが好ましい。

本発明で対象とする突合せ溶接継手は、特にその種類を限定するものではない。溶接継手を形成するに当たり採用された、溶接姿勢、入熱量、パス数、溶接方法など特に限定されるものではない。
以下、本発明の実施例を説明するが、実施例で採用した条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するための一条件例であり、本発明は、この例に限定されるものではない。

図４に示す２５００ｍｍの長さの溶接継手における表面側２箇所、裏面側で２箇所の合計４箇所に超音波打撃処理部４を設けた試験片を作成し、８０００トン大型破壊試験機を用いて、脆性破壊試験を行った。
試験片の端部近傍に、溶接継手の溶融線ＦＬと切り欠き先端部が一致するように窓枠状に楔を入れる空間を設け、溶接ビード部に沿う切り欠き先端部から超音波打撃処理部までの距離Lと超音波打撃処理部間の距離Lを同じ距離とした。

試験片の切り欠き先端部は、脆性き裂が発生しやすいようにー５０℃以下の低温に冷却し、切り欠き先端から超音波打撃処理部、及び該処理部の下側では、−１０℃一定となるよう温度制御した。
脆性破壊試験では、試験片の公称応力を鋼板降伏点の１／２になるよう設定し、楔に衝撃荷重をあたえ、切り欠き先端部から脆性き裂を強制的に発生させ、その伝播挙動を観察した。なお、図４は、図１の（ｂ）に示した超音波打撃処理を施した試験片を示すが、この他に、図１に示す（a）、（ｃ）の処理パターンに対応する超音波打撃処理を施した試験片を用いて脆性破壊試験を行った。

表１に超音波打撃処理条件及び脆性破壊試験結果を示す。
表１において、溶接方法は、ＥＧ（エレクトロガス溶接）、ＣＯ２（炭酸ガスアーク溶接）、ＶＥＧＡ−II（２電極揺動式エレクトロガス溶接）、ＳＡＷ（サブマージアーク溶接）、ＦＡＢ（フラックスアスベスト裏当片面サブマージアーク溶接）、ＦＣＢ（フラックス銅裏当片面サブマージアーク溶接）、ＶＥＧＡ（１電極揺動式エレクトロガス溶接）、及びＳＥＧ（簡易式エレクトロガス溶接）であり、また、超音波打撃処理において、図１に示されるように、Ｌは超音波打撃処理部の間隔であり、ｈは溶接ビードから超音波打撃処理部の端部までの距離であり、θは超音波打撃処理部と溶接ビードとのなす角度であり、Ｚは超音波打撃処理部の凹部の深さである。
また、表１に示された鋼板（鋼種）の化学成分を表２に示し、突合せ溶接に用いた溶接材料の化学成分を表３に示す。

本発明の超音波打撃処理条件を満足した発明例１〜１９では、切り欠き先端で発生した脆性き裂が、溶接ビード部または鋼板の熱影響部に沿ってＬ（ｍｍ）だけ伝播したのち、超音波打撃処理部で脆性き裂は該処理部に沿って伝播する向きを変え、母材にて停止した。試験結果である伝播距離は、切り欠き先端から測定した脆性き裂の停止位置である。実施例１７〜１９では、母材のアレスト値が低めであったので、停止するまでの伝播距離が長くなっていた。

これに対して、比較例２２〜２４は、超音波打撃処理を施していない例であり、溶接継手に沿って、脆性き裂は伝播し試験体は真っ二つになった。比較例２０、２１は、超音波打撃処理を実施しているが、本発明の条件を満足していないため、脆性き裂を該処理部で溶接継手から母材側へ十分に逸らすことができず、溶接継手部をそのまま伝播して破断した。

前述したように、本発明によれば、溶接継手の形成後の後処理で脆性き裂伝播停止特性についての性能向上を図れるため、通常の溶接施工方法をそのまま適用できる。また、既に建造された構造物に対して、作業者の熟練を必要としない簡単な手段で、かつ、高速に処理できる手段により溶接継手の前記の性能向上を実現できるので、従来よりも容易な作業負荷で処理することができる。したがって、溶接構造物の建造分野において本発明の利用可能性は大きいものである。

溶接継手部に対する超音波打撃処理を施す態様を説明するための図である。溶接継手部に施す超音波打撃処理を説明するための図である。超音波打撃処理によって付与された板厚内部の残留応力の状態（ａ）と、脆性き裂の伝播挙動（ｂ）を示す模式図である。脆性き裂伝播挙動を調査するための大型破壊試験片である。

符号の説明

１突合せ溶接継手部
２鋼板（母材）
３溶接ビード
４超音波振動端子によって打撃された領域に形成された凹部（超音波打撃処理部）
５超音波振動端子
L 超音波打撃処理部の間隔
ｈ溶接ビードから超音波打撃処理部の端部までの距離
θ 超音波打撃処理部と溶接ビードとのなす角度
Z 超音波打撃処理部の凹部の深さ

Claims

鋼板の突合せ溶接継手において、超音波打撃処理による溝状の凹部が、溶接ビードを横切って形成されており、前記溝状の凹部の先端と溶接ビードの間の距離が板厚の２倍以上であり、かつ、前記溝状の凹部と溶接ビードのなす角が３０度以上であることを特徴とする脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接継手。
前記超音波打撃処理による凹部を、６００ｍｍ以下の間隔で溶接ビードを横切るように、溶接ビードに沿って複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の溶接継手。
鋼板を突合せ溶接した溶接継手部を有する溶接構造体であって、前記溶接継手部の少なくとも脆性き裂が伝播する可能性のある溶接継手部を、請求項１または２に記載の溶接継手としたことを特徴とする脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接構造体。
前記鋼板の脆性き裂伝播停止性能がＫｃａ値で４０００Ｎ／ｍｍ1.5以上であり、板厚が５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の溶接構造体。
前記鋼板の脆性き裂伝播停止性能がＫｃａ値で５０００Ｎ／ｍｍ1.5以上であり、板厚が５０ｍｍ超であることを特徴とする請求項３に記載の溶接構造体。
脆性き裂が伝播する可能性のある突合せ溶接継手に対し、超音波打撃処理を施すことによって脆性き裂伝播停止特性を向上させる方法であって、前記超音波打撃処理を、溶接ビードを横切るように施すとともに、超音波打撃処理を施した領域に形成される溝状の凹部の先端と溶接ビードの間の距離が板厚の２倍以上となるように、かつ、溝状の凹部と溶接ビードのなす角が３０度以上となるように施すことを特徴とする溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法。
前記超音波打撃処理を、前記凹部が６００ｍｍ以下の間隔で溶接ビードを横切るように、溶接ビードに沿って複数施したことを特徴とする請求項６に記載の溶接継手における脆性き裂伝播停止特性の向上方法。