JP7299554B1 - 溶接構造体、ならびにその設計方法および施工方法 - Google Patents

溶接構造体、ならびにその設計方法および施工方法 Download PDF

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Abstract

接合部材１１の端面１１ｃが被接合部材１２の被接合面１２ａに当接した状態で接合部材１１が被接合部材１２に両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有し、接合部材１１は第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂを有し、接合部材１１の板厚ｔ（ｍｍ）が５０．０ｍｍ以上であり、接合部材１１の、第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂの１ｍｍ深さ位置の無延性遷移温度が－８０℃以下であり、第１溶接金属１３ａの継手の部分溶込みｄ１（ｍｍ）、および第２溶接金属１３ｂの継手の部分溶込みｄ２（ｍｍ）が１６ｍｍ以上であり、接合部材１１の、第１表面１１ａからｄ１（ｍｍ）の深さ位置および第２表面１１ｂからｄ２（ｍｍ）の深さ位置の無延性遷移温度が－６０℃以下である、溶接構造体１０。

Description

本発明は、コンテナ船等において利用される溶接構造体、ならびにその設計方法および施工方法に関する。
大量の貨物を搭載する大型のコンテナ船においては、アッパーデッキ（上甲板）に、貨物の積み下ろしを行うための大きな開口部（ハッチ）が形成されている。また、アッパーデッキ上には、海水の流入防止等のために、ハッチを囲むようにハッチサイドコーミングが設けられている。アッパーデッキおよびハッチサイドコーミングはそれぞれ、複数の鋼板を溶接して構成されている。また、ハッチサイドコーミングは、アッパーデッキ上に溶接されている。
上記のような大型のコンテナ船が海上を航行する際には、波浪によって、船体全体を曲げるような荷重（縦曲げ荷重）が船体に負荷される。このような荷重に対して、船体の強度（縦曲げ強度）を十分に確保するために、アッパーデッキおよびハッチサイドコーミングには、高強度の厚肉鋼板が利用されている。
また、上述のように、ハッチサイドコーミングおよびアッパーデッキはそれぞれ、複数の鋼板を溶接した構成を有している。言い換えると、ハッチサイドコーミングおよびアッパーデッキには、鋼板同士を溶接したことによる複数の溶接部が形成されている。溶接部で発生したき裂は、溶接部に沿って伝播しやすい。このため、例えば、ハッチサイドコーミングの溶接部においてき裂が発生した場合、そのき裂が溶接部に沿ってアッパーデッキ側に向かって伝播し、伝播したき裂がアッパーデッキに進展する場合がある。したがって、船体の強度を十分に向上させるためには、ハッチサイドコーミングおよびアッパーデッキが、上記のようなき裂の進展を停止させることができる特性（脆性き裂伝播停止特性）を有する必要がある。
例えば、特許文献１および２には、脆性き裂伝播停止特性に関する溶接構造体が開示されている。
ところで、ハッチサイドコーミングで発生し、アッパーデッキ側に向かって伝播したき裂の進展を停止させるためには、例えば、脆性き裂伝播停止特性の指標である「－１０℃におけるＫｃａ値」が６０００Ｎ／ｍｍ１．５以上の厚肉鋼板を用いる必要があることが知られている。
また、上述の例だけでなく、き裂がアッパーデッキから発生しハッチサイドコーミング側に向かって伝播する可能性もある。そして、日本海事協会と日本溶接協会との共同研究にて実施された実証試験結果によれば、アッパーデッキで発生し、ハッチサイドコーミング側に向かって伝播するき裂の進展を停止させるためには、８０００Ｎ／ｍｍ１．５以上という極めて高いＫｃａ値を有する厚肉鋼板を用いる必要があることが分かってきた。
しかしながら、このような高い脆性き裂伝播停止特性を有する厚肉鋼板を安定的に製造することは、技術的な面からもコスト的な面からも困難であるという問題がある。そのため、より合理的な手法により低コストで優れた脆性き裂伝播停止特性を有する溶接構造体を得る必要がある。
また、鋼板のＫｃａ値を評価するには、ＥＳＳＯ試験（脆性破壊伝播停止試験：試験片に脆性き裂を人為的に発生させ、脆性き裂を停止させる性能を評価する試験）などの大型試験を実施する必要がある。
しかしながら、大型試験を実施するためには、多くの時間と費用とを必要とするため、Ｋｃａ値の評価が容易でないという問題がある。そのため、Ｋｃａ値ではなく、より簡便に評価できるパラメータにより脆性き裂伝播停止特性を保証した溶接構造体が望ましい。
上記の課題を解決するため、特許文献３では、ハッチサイドコーミングとなる厚肉鋼板の表層部における脆性き裂伝播停止特性を、き裂が突入する領域の深さに応じて向上させることで、低コストで優れた脆性き裂伝播停止特性を有する溶接構造体を得ることを実現している。
特開２００７－３２６１４７号公報 特許第５３６５７６１号 国際公開第２０２０／１３６７７７号
しかしながら、特許文献３においては、主として、アッパーデッキからハッチサイドコーミング側に向かってき裂が伝播する場合において、き裂の突入領域がハッチサイドコーミングに用いられる厚肉鋼板の表層領域のみに制限されるような構造にすることを想定している。そのため、き裂が突入する領域の深さが大きい場合には、ハッチサイドコーミングに用いられる厚肉鋼板の表層部に過大な脆性き裂伝播停止特性が要求されることとなる。
アッパーデッキとハッチサイドコーミングの接合部の継手強度を重視する場合においては、溶接金属の溶込み深さを大きく設定する必要があり、き裂の突入領域が表層領域に限られない場合もある。一般的に、厚肉鋼板においては、表層領域と内部領域とでは、金属組織の作り分けが可能であり、それゆえに脆性き裂伝播停止特性も大きく異なる場合がある。そのことから、特に、溶接金属の溶込み深さが大きい溶接構造体に関しては、内部領域の特性についても考慮する必要があり、さらなる改善の余地が残されている。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、継手強度および脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接構造体、ならびにその設計方法および施工方法を提供することを目的とする。
本発明は、下記の溶接構造体を要旨とする。
（１）板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体であって、
前記接合部材は、前記接合部材の板厚方向に垂直な第１表面および第２表面を有し、
前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
前記接合部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
前記第１表面側に形成された第１溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みをｄ１（ｍｍ）、前記第２表面側に形成された第２溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みをｄ２（ｍｍ）とした時に、
ｄ１およびｄ２が１６ｍｍ以上であり、
前記接合部材の、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取され、厚さ方向の中心が、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、
溶接構造体。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
（２）前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）、前記部分溶込みｄ１（ｍｍ）および前記部分溶込みｄ２（ｍｍ）が、下記（ii）式および（iii）式を満足する、
上記（１）に記載の溶接構造体。
ｔ／４≦ｄ１＜ｔ／２ ・・・（ii）
ｔ／４≦ｄ２＜ｔ／２ ・・・（iii）
（３）板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に完全溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体であって、
前記接合部材は、前記接合部材の板厚方向に垂直な第１表面および第２表面を有し、
前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
前記接合部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
前記接合部材の板厚中心位置から採取され、厚さ方向の中心が前記板厚中心位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、
溶接構造体。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
（４）前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）が下記（iv）式を満足する、
上記（１）から（３）までのいずれかに記載の溶接構造体。
ｔ＞８０．０ ・・・（iv）
（５）前記接合部材の降伏応力が４００～５８０ＭＰａであり、引張強さが５１０～７５０ＭＰａである、
上記（１）から（４）までのいずれかに記載の溶接構造体。
（６）板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の設計方法であって、
第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に両側部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）、前記第１部材の端面に形成する開先形状、および溶接条件を設定する、設定工程と、
前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とし、
前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記第２部材に、前記設定工程で設定された前記溶接条件にて両側部分溶込み溶接した場合の、
前記第１表面側に形成される第１溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ１（ｍｍ）、および前記第２表面側に形成される第２溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ２（ｍｍ）を推定する、推定工程と、
前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
前記推定工程で推定されたｄ１およびｄ２が１６ｍｍ以上であり、
前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
前記第１部材の、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取され、厚さ方向の中心が、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定し、かつ、前記設定工程で設定された前記溶接条件を、前記溶接構造体を製造する際の溶接条件に選定する、選定工程と、を備える、
溶接構造体の設計方法。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
（７）前記選定工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）、前記推定工程で推定された前記部分溶込みｄ１（ｍｍ）および前記部分溶込みｄ２（ｍｍ）が、さらに下記（ii）式および（iii）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、
上記（６）に記載の溶接構造体の設計方法。
ｔ／４≦ｄ１＜ｔ／２ ・・・（ii）
ｔ／４≦ｄ２＜ｔ／２ ・・・（iii）
（８）板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に完全溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の設計方法であって、
第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に完全部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）を設定する、設定工程と、
前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とした場合の、
前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
前記第１部材の板厚中心位置から採取され、厚さ方向の中心が前記板厚中心位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
前記設定工程で設定された前記板厚を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、選定工程と、を備える、
溶接構造体の設計方法。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
（９）前記選定工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、さらに下記（iv）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、
上記（６）から（８）までのいずれかに記載の溶接構造体の設計方法。
ｔ＞８０．０ ・・・（iv）
（１０）前記選定工程において、前記第１部材の降伏応力が４００～５８０ＭＰａであり、引張強さが５１０～７５０ＭＰａである、という条件をさらに満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、
上記（６）から（９）までのいずれかに記載の溶接構造体の設計方法。
（１１）板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の施工方法であって、
第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に両側部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）、前記第１部材の端面に形成する開先形状、および溶接条件を設定する、設定工程と、
前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とし、
前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記第２部材に、前記設定工程で設定された前記溶接条件にて両側部分溶込み溶接した場合の、
前記第１表面側に形成される第１溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ１（ｍｍ）、および前記第２表面側に形成される第２溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ２（ｍｍ）を推定する、推定工程と、
前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
前記推定工程で推定されたｄ１およびｄ２が１６ｍｍ以上であり、
前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
前記第１部材の、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取され、厚さ方向の中心が、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材として、前記設定工程で設定された前記溶接条件によって、前記被接合部材の素材となる部材に両側部分溶込み溶接する、溶接工程と、を備える、
溶接構造体の施工方法。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
（１２）前記溶接工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）、前記推定工程で推定された前記部分溶込みｄ１（ｍｍ）および前記部分溶込みｄ２（ｍｍ）が、さらに下記（ii）式および（iii）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材とする、
上記（１１）に記載の溶接構造体の施工方法。
ｔ／４≦ｄ１＜ｔ／２ ・・・（ii）
ｔ／４≦ｄ２＜ｔ／２ ・・・（iii）
（１３）板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に完全溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の設計方法であって、
第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に完全部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）を設定する、設定工程と、
前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とした場合の、
前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
前記第１部材の板厚中心位置から採取され、厚さ方向の中心が前記板厚中心位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
前記設定工程で設定された前記板厚を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材として、前記被接合部材の素材となる部材に完全溶込み溶接する、溶接工程と、を備える、
溶接構造体の施工方法。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
（１４）前記溶接工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、さらに下記（iv）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材とする、
上記（１１）から（１３）までのいずれかに記載の溶接構造体の施工方法。
ｔ＞８０．０ ・・・（iv）
（１５）前記溶接工程において、前記第１部材の降伏応力が４００～５８０ＭＰａであり、引張強さが５１０～７５０ＭＰａである、という条件をさらに満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材とする、
上記（１１）から（１４）までのいずれかに記載の溶接構造体の施工方法。
本発明によれば、脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接構造体を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。 溶接構造体の断面図である。 溶接構造体の断面図である。 構造モデルアレスト試験体の形状を説明するための図である。 構造モデルアレスト試験体の形状を説明するための図である。
本発明の一実施形態に係る溶接構造体について説明する。
１．溶接構造体の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。本実施形態に係る溶接構造体１０は、接合部材１１および被接合部材１２を備えている。接合部材１１は板状であり、板厚方向に垂直な第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂを有する。また、被接合部材１２は板状であり、接合部材１１の端面１１ｃが当接される被接合面１２ａを有する。
そして、図１に示すように、溶接構造体１０は、端面１１ｃが被接合面１２ａに当接した状態で、接合部材１１が被接合部材１２に溶接されたＴ継手部を有する。また、接合部材１１には開先が設けられており、開先溶接によって接合されている。
なお、上記のＴ継手部を有する溶接構造体には、図１に示すようなＴ字状の構造体に加えて、例えば、図２および３に示すような、複数のＴ継手部を有する構造体も含まれる。すなわち、被接合部材１２の被接合面１２ａとは反対側の面に他の接合部材が溶接によって接合されていてもよい。この際、図２に示すように、接合部材１１と他の接合部材との端面同士が向き合う位置にある、十字状を呈する構造体であってもよい。また、図３に示すように、端面同士は、板厚方向に直交する方向において、ずれた位置にあってもよい。
本発明においては、厚肉の接合部材を対象としており、具体的には、接合部材１１の板厚をｔ（ｍｍ）とした場合に、下記（ｉ）式を満足する。接合部材１１の板厚ｔ（ｍｍ）は、下記（iv）式を満足するのが好ましい。ｔの上限は特に規定する必要はないが、例えば２００ｍｍ、１５０ｍｍ、または１２０ｍｍとすることができる。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
ｔ＞８０．０ ・・・（iv）
なお、被接合部材の板厚については特に制限はないが、接合部材と同様に、５０．０ｍｍ以上であることが好ましく、８０．０ｍｍ超であることがより好ましい。
接合部材１１と被接合部材１２とは、図１～３に示すように、両側部分溶込み溶接によって接合されていてもよいが、図４に示すように、完全溶け込み溶接によって接合されていてもよい。それぞれの場合の溶接構造体の構成についてさらに説明する。
（１）両側部分溶込み溶接
図１～３に示すように、接合部材１１と被接合部材１２とが両側部分溶込み溶接によって接合されている場合において、溶接構造体１０は、第１表面１１ａ側に形成された第１溶接金属１３ａおよび第２表面１１ｂ側に形成された第２溶接金属１３ｂを有する。
接合部材１１および被接合部材１２の接合箇所付近について、図５を用いてさらに詳しく説明する。図５は、両側部分溶込み溶接の場合における、溶接構造体１０の、第１表面１１ａおよび被接合面１２ａに垂直な断面図である。図５においては、図面が煩雑になることを避けるため、ハッチングは付していない。
図５に示すように、接合部材１１および被接合部材１２の接合箇所の第１表面１１ａ側には、第１溶接金属１３ａが形成されている。同様に、第２表面１１ｂ側には、第２溶接金属１３ｂが形成されている。
すなわち、接合部材１１と被接合部材１２とは、第１溶接金属１３ａおよび第２溶接金属１３ｂによって接合されている。そのため、溶接構造体の継手強度を確保する観点からは、第１溶接金属１３ａおよび第２溶接金属１３ｂの溶込み深さを所定値以上とする必要がある。
具体的には、本実施形態に係る溶接構造体１０においては、第１溶接金属１３ａにおける、接合部材１１の板厚方向における継手の部分溶込みをｄ１（ｍｍ）、第２溶接金属１３ｂにおける、接合部材１１の板厚方向における継手の部分溶込みをｄ２（ｍｍ）とした時に、ｄ１およびｄ２をいずれも１６ｍｍ以上とする。
継手強度をより高めるためには、ｄ１およびｄ２は、接合部材１１の板厚ｔ（ｍｍ）との関係において、ｔ／４以上であるのが好ましい。一方、溶接施工性の観点から、両側部分溶込み溶接においては、ｄ１およびｄ２は、ｔ／２未満であることが好ましい。すなわち、下記（ii）式および（iii）式を満足するのが好ましい。
ｔ／４≦ｄ１＜ｔ／２ ・・・（ii）
ｔ／４≦ｄ２＜ｔ／２ ・・・（iii）
なお、部分溶込みｄ１は、第１表面１１ａと、第１表面１１ａと平行でかつ接合部材１１の板厚方向における第１溶接金属１３ａの板厚中心側の端部を通る仮想的な面１１ｆとの距離である。また、部分溶込みｄ２は、第２表面１１ｂと、第２表面１１ｂと平行でかつ接合部材１１の板厚方向における第２溶接金属１３ｂの板厚中心側の端部を通る仮想的な面１１ｇとの距離である。第１溶接金属１３ａおよび第２溶接金属１３ｂと接合部材１１との境界は、目視により容易に判別することが可能である。
また、被接合部材１２から発生する亀裂は、第１溶接金属１３ａおよび第２溶接金属１３ｂを経由して接合部材１１に伝播する。そのため、接合部材１１の脆性亀裂伝播停止特性を向上させる観点からは、接合部材１１の表層部に加えて、接合部材１１の第１溶接金属１３ａおよび第２溶接金属１３ｂの溶込み深さに対応した深さ位置における無延性遷移温度を低くする必要がある。
具体的には、図５に示すように、第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂの１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取されるＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片１４ａ，ｂを用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度（以下、「ＮＤＴＴＳ１」および「ＮＤＴＴＳ２」ともいう。）を、－８０℃以下とするとともに、第１表面１１ａからｄ１（ｍｍ）の深さ位置および第２表面１１ｂからｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取されるＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片１４ｃ，ｄを用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度（以下、「ＮＤＴＴＩ１」および「ＮＤＴＴＩ２」ともいう。）を、－６０℃以下とする。ＮＤＴＴＳ１およびＮＤＴＴＳ２は－９０℃以下であるのが好ましい。
（２）完全溶込み溶接
図６は、完全溶込み溶接の場合における、溶接構造体１０の、第１表面１１ａおよび被接合面１２ａに垂直な断面図である。図６においては、図面が煩雑になることを避けるため、ハッチングは付していない。図４および６に示すように、接合部材１１と被接合部材１２とが完全溶込み溶接によって接合されている場合において、溶接構造体１０は、接合部材１１と被接合部材１２との間に溶接金属１３ｃを有する。
被接合部材１２から発生する亀裂は、溶接金属１３ｃを経由して接合部材１１に伝播する。そのため、接合部材１１の脆性亀裂伝播停止特性を向上させる観点からは、接合部材１１の表層部に加えて、接合部材１１の板厚中心位置における無延性遷移温度を低くする必要がある。
具体的には、図６に示すように、第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂの１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取されるＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片１４ａ，ｂを用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度（以下、「ＮＤＴＴＳ１」および「ＮＤＴＴＳ２」ともいう。）を、－８０℃以下とするとともに、接合部材１１の板厚中心位置から採取されるＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片１４ｅを用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度（以下、「ＮＤＴＴＣ」ともいう。）を、－６０℃以下とする。ＮＤＴＴＳ１およびＮＤＴＴＳ２は－９０℃以下であるのが好ましい。
（３）無延性遷移温度の測定方法
ＮＤＴＴＳ１、ＮＤＴＴＳ２、ＮＤＴＴＩ１、ＮＤＴＴＩ２およびＮＤＴＴＣの測定方法について、詳しく説明する。なお、測定に用いられるＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片（以下、単に「タイプＰ３試験片」という。）とは、長さ１３０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１６ｍｍの試験片である。
まず、両側部分溶込み溶接および完全溶込み溶接のいずれの場合においても、第１表面１１ａ側および第２表面１１ｂ側のそれぞれの表層部から、タイプＰ３試験片１４ａ，ｂを採取する。この際、図５および６に示すように、第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂのそれぞれを１ｍｍずつ削り取った後、試験片１４ａ，ｂそれぞれの一方の表面が第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂの１ｍｍ深さ位置と一致し、かつ試験片１４ａ，ｂの厚さ方向が、接合部材１１の板厚方向と一致するように採取する。すなわち、第１表面１１ａおよび第２表面１１ｂの１ｍｍ深さ位置から１７ｍｍ深さ位置までの領域から試験片１４ａ，ｂが採取されることとなる。
続いて、両側部分溶込み溶接の場合、第１溶接金属１３ａおよび第２溶接金属１３ｂの溶込み深さのそれぞれに対応した深さ位置から、タイプＰ３試験片１４ｃ，ｄを採取する。この際、図５に示すように、試験片１４ｃ，ｄの厚さ方向の中心が、第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置（仮想的な面１１ｆ）および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置（仮想的な面１１ｇ）と一致し、かつ試験片１４ｃ，ｄの厚さ方向が、接合部材１１の板厚方向と一致するように採取する。
一方、完全溶込み溶接の場合、図６に示すように、接合部材１１の板厚中心位置から、タイプＰ３試験片１４ｅを採取する。この際、試験片１４ｅの厚さ方向の中心が、接合部材の板厚中心（仮想的な面１１ｈ）と一致し、かつ試験片１４ｅの厚さ方向が、接合部材１１の板厚方向と一致するように採取する。
また、後述するように、試験片の長手方向と垂直な面においてき裂が発生するように試験を行う。溶接構造体において、き裂は第１溶接部１３ａおよび第２溶接部１３ｂの延伸方向と垂直な面において発生する。そのため、全ての試験片は、その長手方向が溶接構造体の溶接部の延伸方向と一致するように採取する。
その後、上記試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｅ２０８に準拠したＮＲＬ落重試験を実施する。具体的には、まず上記試験片の厚さ方向に垂直な接合部材の表面側の面上に、試験片の長手方向に平行な方向に延びる溶接ビードを形成する。その際、溶接材料はＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定される靱性の低い溶接材料を使用する。溶接ビードの長さは６０～７０ｍｍ、幅は１２～１６ｍｍの範囲となるよう調整する。そして、溶接ビード上に試験片の幅方向に平行な切欠きを形成する。この時、切欠きの幅は１．５ｍｍ以下とし、切欠きの溝底と試験片との距離が１．８～２．０ｍｍの範囲となるよう調整する。
そして、上記試験片の溶接ビードを形成した面を下側に向け、長さ方向の両端部を支持した後、溶接ビードを形成したのと反対側の面に対して、落重による衝撃曲げ荷重を加える。その後、切欠きから発生した脆性き裂が試験片に伝播する状態を調べることで、Ｂｒｅａｋ（き裂伝播あり）またはＮｏ Ｂｒｅａｋ（き裂伝播なし）を判定する。切欠から発生した脆性き裂が試験片の表面を試験片幅方向に伝播してその端部まで進行した場合、試験結果はＢｒｅａｋ（き裂伝播あり）と判定される。幅方向の端部にき裂が達しなかった場合、試験結果はＮｏ Ｂｒｅａｋ（き裂伝播なし）と判定される。
上記の落重試験は、２個ずつの試験片を用いて例えば、－１００℃の条件から開始して、５℃間隔で試験温度を変化させながら（Ｎｏ Ｂｒｅａｋの場合は５℃低下、Ｂｒｅａｋの場合は５℃上昇）、２個の試験片ともにＮｏ Ｂｒｅａｋが得られた最も低い試験温度から５℃低い温度を無延性遷移温度とする。
なお、無延性遷移温度と相関のあるパラメータとして、例えば、Ｖノッチシャルピー衝撃試験、プレスノッチシャルピー衝撃試験、または三面スリットノッチシャルピー試験により測定される、破面遷移温度またはエネルギー遷移温度が挙げられる。しかしながら、本発明においては、直接的に無延性遷移温度を測定可能なＮＲＬ落重試験を採用することとする。
２．接合部材の機械的特性
本発明の溶接構造体に用いられる接合部材の機械的特性について、特に制限は設けない。しかし、溶接構造体をコンテナ船等において利用する場合においては、接合部材の降伏応力は４００～５８０ＭＰａであるのが好ましく、引張強さは５１０～７５０ＭＰａであるのが好ましい。なお、接合部材の降伏応力は４１０～５７０ＭＰａであるのがより好ましく、引張強さは５２０～７４０ＭＰａであるのがより好ましい。
３．溶接構造体の設計方法および施工方法
溶接構造体の設計方法および施工方法について、特に制限は設けない。溶接構造体が両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有するものである場合には、例えば、以下に示す設計工程、推定工程、および選定工程または溶接工程を行うことによって、設計または施工することができる。また、溶接構造体が完全溶込み溶接されたＴ継手部を有するものである場合には、例えば、以下に示す設計工程、および選定工程または溶接工程を行うことによって、設計または施工することができる。各工程について、以下に詳しく説明する。
（１）両側部分溶込み溶接
（ａ）設定工程
本実施形態に係る設計方法および施工方法では、まず、第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、第１部材を第２部材に両側部分溶込み溶接することを想定する。ここで、第１部材は、接合部材１１の素材の候補となる部材であり、第２部材は、被接合部材１２の素材の候補となる部材である。そして、設定工程においては、第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）、第１部材の端面に形成する開先形状、および第１部材を第２部材に両側部分溶込み溶接する際の溶接条件を設定する。
（ｂ）推定工程
第１部材が有する、板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とする。そして、推定工程においては、設定工程で設定された板厚および開先形状を有する第１部材を、第２部材に、設定工程で設定された溶接条件にて両側部分溶込み溶接した場合の、第１表面側に形成される第１溶接金属における、板厚方向における継手の部分溶込みｄ１（ｍｍ）、および第２表面側に形成される第２溶接金属における、板厚方向における継手の部分溶込みｄ２（ｍｍ）を推定する。
なお、ｄ１およびｄ２を推定する方法については特に制限はなく、実際に溶接試験を実施し、板厚方向における継手の部分溶込みを測定することでｄ１およびｄ２を推定してもよいし、解析モデルを用いて、ｄ１およびｄ２を推定してもよい。
（ｃ）選定工程／溶接工程
上記の設定工程および推定工程を実施した後に、本実施形態の設計方法においては選定工程を行い、一方、本実施形態の施工方法においては溶接工程を行う。
選定工程／溶接工程では、まず、以下の＜１＞～＜４＞の条件を全て満足するかどうかを判定する。
＜１＞設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足するかどうか。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
＜２＞推定工程で推定されたｄ１およびｄ２が１６ｍｍ以上であるかどうか。
＜３＞第１部材の、第１表面および第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が第１表面および第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であるかどうか。
＜４＞第１部材の、第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取され、厚さ方向の中心が、第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下であるかどうか。
なお、＜３＞および＜４＞における無延性遷移温度の測定方法は、上述した方法と同一であるため、ここでは説明を省略する。
そして、＜１＞～＜４＞の条件を全て満足する場合に、選定工程においては、設定工程で設定された板厚および開先形状を有する第１部材を、接合部材１１の素材に選定し、かつ、設定工程で設定された溶接条件を、溶接構造体１０を製造する際の溶接条件に選定する。同様に、溶接工程においては、設定工程で設定された板厚および開先形状を有する第１部材を、接合部材１１の素材として、設定工程で設定された溶接条件によって、被接合部材１２の素材となる部材に両側部分溶込み溶接する。これにより、溶接構造体１０が製造できる。なお、被接合部材１２の素材となる部材については特に制限はなく、上記の第２部材を用いてもよいし、他の鋼板等の部材を用いてもよい。
（２）完全溶込み溶接
（ｄ）設定工程
本実施形態に係る設計方法および施工方法では、まず、両側部分溶込み溶接の場合と同様に、第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、第１部材を第２部材に完全溶込み溶接することを想定する。そして、設定工程においては、第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）を設定する。
（ｅ）選定工程／溶接工程
上記の設定工程を実施した後に、本実施形態の設計方法においては選定工程を行い、一方、本実施形態の施工方法においては溶接工程を行う。
選定工程／溶接工程では、まず、以下の＜５＞～＜７＞の条件を全て満足するかどうかを判定する。
＜５＞設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足するかどうか。
ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
＜６＞第１部材の、第１表面および第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が第１表面および第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であるかどうか。
＜７＞第１部材の板厚中心位置から採取され、厚さ方向の中心が板厚中心位置と一致するとともに、厚さ方向が板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下であるかどうか。
なお、＜６＞および＜７＞における無延性遷移温度の測定方法は、上述した方法と同一であるため、ここでは説明を省略する。
そして、＜５＞～＜７＞の条件を全て満足する場合に、選定工程においては、設定工程で設定された板厚を有する第１部材を、接合部材１１の素材に選定する。同様に、溶接工程においては、設定工程で設定された板厚を有する第１部材を、接合部材１１の素材として、設定工程で設定された溶接条件によって、被接合部材１２の素材となる部材に完全溶込み溶接する。これにより、溶接構造体１０が製造できる。なお、被接合部材１２の素材となる部材については特に制限はなく、上記の第２部材を用いてもよいし、他の鋼板等の部材を用いてもよい。
なお、第１部材の端面に形成する開先形状を調整することで、両側部分溶込み溶接および完全溶込み溶接のいずれかを選択することができる。開先形状の形成は、第１部材の端面全体にわたって施してもよいが、被接合部材の素材となる部材との接合箇所にのみ施してもよい。
また、溶接工程における溶接方法についても特に制限はなく、ＣＯ２溶接または被覆アーク溶接（ＳＭＡＷ）等の公知の方法を採用すればよい。この際、熱影響部の幅を小さくするためには、入熱量を０．５～３．０ｋＪ／ｍｍとすることが好ましい。
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
表１に示す板厚を有する各種鋼板を用意した後、各鋼板の板厚の１／４位置から圧延方向に直角な方向にＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に記載の４号引張試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠して引張試験を行い、降伏応力（ＹＳ）、引張強さ（ＴＳ）および全伸び（ＥＬ）を測定した。それらの結果を表１に示す。
Figure 0007299554000001
次に、上記の各種鋼板を試験板（接合部材１１）とし、図７または８に示す構造モデルアレスト試験体を作製して試験を実施した。板厚１００ｍｍの鋼板をＣＯ２溶接により接合した溶接継手を助走溶接継手（被接合部材１２）とし、後述の表２に示す条件でＣＯ２溶接または被覆アーク溶接（ＳＭＡＷ）を用いて、両側部分溶込み溶接（図７）または完全溶込み溶接（図８）により溶接金属１３を形成し、溶接構造体１０を作製した。
さらに、溶接構造体１０のフュージョンライン部１６ａにノッチ１６ｂを導入した。そして、溶接構造体１０を船舶設計温度である－１０℃に冷却し、ＥＨ４０の設計応力に相当する２５７ＭＰａの試験応力を負荷し、ノッチ部近傍だけを－５０℃程度に急冷し、ノッチ部に楔を介して打撃を加えて脆性き裂を発生、伝播させた。
両側部分溶込み溶接を行った場合については、試験後の構造モデルアレスト試験体を使用し、試験体の荷重方向の中心位置から左右に２５０ｍｍ離れた位置において、接合部材と被接合部材との一方側（第１表面側）および他方側（第２表面側）の溶接金属（第１溶接金属および第２溶接金属）の断面を切り出した。これらの２カ所の溶接継手断面の写真をデジタルカメラによりそれぞれ撮影し、写真画像から溶接金属の継手の部分溶込みを測定し、２カ所の測定結果の平均値を使用した。
その後、それぞれの鋼板について、両側部分溶込み溶接または完全溶込み溶接のいずれを実施したかに応じて所定の位置よりタイプＰ３試験片を採取し、上述した方法により、ＮＤＴＴＳ１およびＮＤＴＴＳ２、ならびにＮＤＴＴＩ１およびＮＤＴＴＩ２、またはＮＤＴＴＣの測定を行った。得られたデータを表１に示す。
また、測定された溶接金属の継手の部分溶込み、および上記の構造モデルアレスト試験体を用いた試験の結果を表２に併せて示す。脆性き裂が接合部材で停止した場合は停止、接合部材を破断した場合は破断と判定した。
Figure 0007299554000002
表２から明らかなように、本発明の規定を満足する接合部材を用いた場合には、脆性き裂が接合部材で停止したのに対して、本発明の規定を満足しない比較例の接合部材を用いた場合には、脆性き裂が接合部材で停止せず、接合部材を破断する結果となった。
具体的には、試験Ｎｏ．１０では、ＮＤＴＴＳ１およびＮＤＴＴＳ２が－８０℃を超えており、試験Ｎｏ．１１および１２では、ＮＤＴＴＩ１およびＮＤＴＴＩ２が－６０℃を超えており、試験Ｎｏ．１３では、ＮＤＴＴＣが－６０℃を超えたため、脆性き裂が接合部材を破断する結果となった。
以上のように、本発明によれば、脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接構造体を得ることができる。
１０ 溶接構造体
１１ 接合部材
１１ａ 第１表面
１１ｂ 第２表面
１１ｃ 端面
１１ｆ，ｇ，ｈ 仮想的な面
１２ 被接合部材
１２ａ 被接合面
１３ 溶接金属
１３ａ 第１溶接金属
１３ｂ 第２溶接金属
１４ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ 試験片
１６ａ フュージョンライン部
１６ｂ ノッチ

Claims (15)

  1. 板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体であって、
    前記接合部材は、前記接合部材の板厚方向に垂直な第１表面および第２表面を有し、
    前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
    前記接合部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
    前記第１表面側に形成された第１溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みをｄ１（ｍｍ）、前記第２表面側に形成された第２溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みをｄ２（ｍｍ）とした時に、
    ｄ１およびｄ２が１６ｍｍ以上であり、
    前記接合部材の、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取され、厚さ方向の中心が、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、
    溶接構造体。
    ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
  2. 前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）、前記部分溶込みｄ１（ｍｍ）および前記部分溶込みｄ２（ｍｍ）が、下記（ii）式および（iii）式を満足する、
    請求項１に記載の溶接構造体。
    ｔ／４≦ｄ１＜ｔ／２ ・・・（ii）
    ｔ／４≦ｄ２＜ｔ／２ ・・・（iii）
  3. 板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に完全溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体であって、
    前記接合部材は、前記接合部材の板厚方向に垂直な第１表面および第２表面を有し、
    前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
    前記接合部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
    前記接合部材の板厚中心位置から採取され、厚さ方向の中心が前記板厚中心位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、
    溶接構造体。
    ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
  4. 前記接合部材の板厚ｔ（ｍｍ）が下記（iv）式を満足する、
    請求項１から請求項３までのいずれかに記載の溶接構造体。
    ｔ＞８０．０ ・・・（iv）
  5. 前記接合部材の降伏応力が４００～５８０ＭＰａであり、引張強さが５１０～７５０ＭＰａである、
    請求項１から請求項４までのいずれかに記載の溶接構造体。
  6. 板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の設計方法であって、
    第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に両側部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）、前記第１部材の端面に形成する開先形状、および溶接条件を設定する、設定工程と、
    前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とし、
    前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記第２部材に、前記設定工程で設定された前記溶接条件にて両側部分溶込み溶接した場合の、
    前記第１表面側に形成される第１溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ１（ｍｍ）、および前記第２表面側に形成される第２溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ２（ｍｍ）を推定する、推定工程と、
    前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
    前記推定工程で推定されたｄ１およびｄ２が１６ｍｍ以上であり、
    前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
    前記第１部材の、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取され、厚さ方向の中心が、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
    前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定し、かつ、前記設定工程で設定された前記溶接条件を、前記溶接構造体を製造する際の溶接条件に選定する、選定工程と、を備える、
    溶接構造体の設計方法。
    ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
  7. 前記選定工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）、前記推定工程で推定された前記部分溶込みｄ１（ｍｍ）および前記部分溶込みｄ２（ｍｍ）が、さらに下記（ii）式および（iii）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、
    請求項６に記載の溶接構造体の設計方法。
    ｔ／４≦ｄ１＜ｔ／２ ・・・（ii）
    ｔ／４≦ｄ２＜ｔ／２ ・・・（iii）
  8. 板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に完全溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の設計方法であって、
    第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に完全部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）を設定する、設定工程と、
    前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
    前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とした場合の、
    前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
    前記第１部材の板厚中心位置から採取され、厚さ方向の中心が前記板厚中心位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
    前記設定工程で設定された前記板厚を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、選定工程と、を備える、
    溶接構造体の設計方法。
    ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
  9. 前記選定工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、さらに下記（iv）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、
    請求項６から請求項８までのいずれかに記載の溶接構造体の設計方法。
    ｔ＞８０．０ ・・・（iv）
  10. 前記選定工程において、前記第１部材の降伏応力が４００～５８０ＭＰａであり、引張強さが５１０～７５０ＭＰａである、という条件をさらに満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材に選定する、
    請求項６から請求項９までのいずれかに記載の溶接構造体の設計方法。
  11. 板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に両側部分溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の施工方法であって、
    第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に両側部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）、前記第１部材の端面に形成する開先形状、および溶接条件を設定する、設定工程と、
    前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とし、
    前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記第２部材に、前記設定工程で設定された前記溶接条件にて両側部分溶込み溶接した場合の、
    前記第１表面側に形成される第１溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ１（ｍｍ）、および前記第２表面側に形成される第２溶接金属における、前記板厚方向における継手の部分溶込みｄ２（ｍｍ）を推定する、推定工程と、
    前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
    前記推定工程で推定されたｄ１およびｄ２が１６ｍｍ以上であり、
    前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
    前記第１部材の、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置からそれぞれ採取され、厚さ方向の中心が、前記第１表面からｄ１（ｍｍ）の深さ位置および前記第２表面からｄ２（ｍｍ）の深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
    前記設定工程で設定された前記板厚および前記開先形状を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材として、前記設定工程で設定された前記溶接条件によって、前記被接合部材の素材となる部材に両側部分溶込み溶接する、溶接工程と、を備える、
    溶接構造体の施工方法。
    ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
  12. 前記溶接工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）、前記推定工程で推定された前記部分溶込みｄ１（ｍｍ）および前記部分溶込みｄ２（ｍｍ）が、さらに下記（ii）式および（iii）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材とする、
    請求項１１に記載の溶接構造体の施工方法。
    ｔ／４≦ｄ１＜ｔ／２ ・・・（ii）
    ｔ／４≦ｄ２＜ｔ／２ ・・・（iii）
  13. 板状の接合部材の端面が板状の被接合部材の被接合面に当接した状態で、前記接合部材が前記被接合部材に完全溶込み溶接されたＴ継手部を有する溶接構造体の設計方法であって、
    第１部材の端面を第２部材の被接合面に当接させた状態で、前記第１部材を前記第２部材に完全部分溶込み溶接する際の、前記第１部材の板厚ｔ（ｍｍ）を設定する、設定工程と、
    前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、下記（ｉ）式を満足し、
    前記第１部材が有する、前記第１部材の板厚方向に垂直な一対の表面を、それぞれ第１表面および第２表面とした場合の、
    前記第１部材の、前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置からそれぞれ採取され、一方の表面が前記第１表面および前記第２表面の１ｍｍ深さ位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－８０℃以下であり、
    前記第１部材の板厚中心位置から採取され、厚さ方向の中心が前記板厚中心位置と一致するとともに、厚さ方向が前記板厚方向と一致するＡＳＴＭ Ｅ２０８に規定されるタイプＰ３試験片を用いたＮＲＬ落重試験による無延性遷移温度が、－６０℃以下である、という条件を全て満足する場合に、
    前記設定工程で設定された前記板厚を有する前記第１部材を、前記接合部材の素材として、前記被接合部材の素材となる部材に完全溶込み溶接する、溶接工程と、を備える、
    溶接構造体の施工方法。
    ｔ≧５０．０ ・・・（ｉ）
  14. 前記溶接工程において、前記設定工程で設定された板厚ｔ（ｍｍ）が、さらに下記（iv）式を満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材とする、
    請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載の溶接構造体の施工方法。
    ｔ＞８０．０ ・・・（iv）
  15. 前記溶接工程において、前記第１部材の降伏応力が４００～５８０ＭＰａであり、引張強さが５１０～７５０ＭＰａである、という条件をさらに満足する場合に、前記第１部材を、前記接合部材の素材とする、
    請求項１１から請求項１４までのいずれかに記載の溶接構造体の施工方法。
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