JP7406795B2 - 溶接方法および溶接構造物 - Google Patents
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Description
ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
通常の角廻し溶接材料を用いて、前記ガセット板の角廻し部端面に、端面角廻しルート深さが5mm以上となるように角廻し溶接して、角廻し溶接ビードを設ける角廻し溶接工程と、
角廻し溶接された前記ガセット板の角廻し部端面から、前記ガセット板の長手方向に、溶接金属のマルテンサイト変態開始点が350℃以下の溶接材料を用いて、前記角廻し溶接ビードを覆うように溶接して、伸長ビードを設ける伸長ビード溶接工程とを備えており、
前記角廻し溶接工程が、
前記ガセット板の長手方向端面に、予め、深さ5mm以上の開先部を形成して、角廻し溶接を行う工程であり、
前記伸長ビード溶接工程が、
前記長手方向における先端部分を前記高張力鋼に接合し、後端部分を前記ガセット板の角廻し部端面に接合するように伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする溶接方法である。
構造物の新造に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記角廻し溶接工程が、
前記ガセット板の長手方向端面に、予め、機械加工あるいはガウジングを用いて、深さ5mm以上の開先部を形成して、角廻し溶接を行う工程であることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法である。
既設構造物の補強に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記角廻し溶接工程が、
機械加工あるいはガウジングにより、前記ガセット板の長手方向端面に施工されていた角廻し溶接ビードを除去すると共に、除去後の前記ガセット板の長手方向端面に深さ5mm以上の開先部を形成し、
その後、通常の角廻し溶接材料を用いて、前記開先部に新たな角廻し溶接を行って、角廻し溶接ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法である。
疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記角廻し溶接工程が、
機械加工あるいはガウジングにより疲労亀裂を削除して、削除痕に通常の角廻し溶接材料を溶け込ませる補修を行った後、
機械加工あるいはガウジングにより、前記ガセット板の長手方向端面に施工されていた角廻し溶接ビードを除去すると共に、除去後の前記ガセット板の長手方向端面に深さ5mm以上の開先部を形成し、
その後、通常の角廻し溶接材料を用いて、前記開先部に新たな角廻し溶接を行って、角廻し溶接ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法である。
前記伸長ビード溶接工程が、
新たな角廻し溶接によって前記ガセット板の端面に設けられた角廻し溶接ビードと、前記ガセット板の側面に施工されている隅肉溶接ビードとの合体接合部を覆うように溶接して伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の溶接方法である。
前記角廻し溶接工程が、
新たな角廻し溶接によって前記ガセット板の端面に設けられた角廻し溶接ビードと、前記ガセット板の側面に施工されている隅肉溶接ビードとの合体接合部が、滑らかな接合表面を形成するように溶接する工程であることを特徴とする請求項5に記載の溶接方法である。
前記伸長ビード溶接工程が、
前記ガセット板の角廻し部端面から前記ガセット板の長手方向に、17mm以上の長さの伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の溶接方法である。
前記伸長ビード溶接工程において、前記伸長ビードを形成する溶接材料として、マルテンサイト変態開始点が100~300℃の溶接金属となる材料を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の溶接方法である。
既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で、溶融パスを、一定の方向に向けて、あるいは折り返して形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域に亘って、複数の溶融パスを施工する工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の溶接方法である。
既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、横向姿勢で、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で水平な溶融パスを、一定の方向に向けて形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域に亘って、複数の溶融パスを施工する工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の溶接方法である。
既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、立向姿勢で、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で水平な溶融パスを、一定の方向に向けて、あるいは折り返して形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域に亘って、複数の溶融パスを施工する工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の溶接方法である。
既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、上向姿勢で、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
長手方向に対して複数列に分割し、さらに、各列を1個又は複数個のパス形成領域に分割することにより、伸長ビードの形成領域を形成して、前記伸長ビードの形成領域において、溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と、前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で溶融パスを、一定の方向に向けて、あるいは折り返して形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域の全体に、前記伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の溶接方法である。
ガセット板が高張力鋼に角廻し溶接により溶接された溶接構造物であって、
前記ガセット板の長手方向端面に、予め、深さ5mm以上の開先部が形成されて、
前記ガセット板の角廻し部端面に、端面角廻しルート深さが5mm以上となるように、角廻し溶接ビードが形成されていると共に、
前記ガセット板の角廻し部端面から、前記ガセット板の長手方向に、溶接金属のマルテンサイト変態開始点が350℃以下の溶接材料を用いて、角廻し溶接ビードを覆うように、伸長ビードが設けられ、
前記伸長ビードは、前記ガセット板の長手方向における先端部分が前記高張力鋼に接合され、後端部分が前記ガセット板の角廻し部端面に接合されていることを特徴とする溶接構造物である。
前記溶接構造物が、新造の構造物であり、
前記ガセット板の長手方向端面に開先部が形成されており、前記開先部に前記角廻し溶接ビードが形成されていることを特徴とする請求項13に記載の溶接構造物である。
前記溶接構造物が、補強を施された既設構造物であり、
前記ガセット板の長手方向端面に開先部が形成されており、前記開先部に前記角廻し溶接ビードが形成されていることを特徴とする請求項13に記載の溶接構造物である。
前記溶接構造物が、疲労亀裂が補修された既設構造物であり、
前記ガセット板の長手方向端面に開先部が形成されており、前記開先部に前記角廻し溶接ビードが形成されていることを特徴とする請求項13に記載の溶接構造物である。
前記伸長ビードが、前記ガセット板の角廻し部端面から前記ガセット板の長手方向に、17mm以上の長さ、形成されていることを特徴とする請求項13ないし請求項16のいずれか1項に記載の溶接構造物である。
最初に、補強・補修時における施工手順について説明する。なお、ここでは、就航船の既設角廻し継手に対する補強・補修における施工手順を、一例に挙げて説明する。
図17は、就航船の既設角廻し継手を想定した試験片の作製手順を説明する図であり、(a)は平面模式図、(b)は模式側面図である。なお、図17では、主板10の両面にガセット板20が配置されている。
各試験片に対する補強・補修作業は、図18に示す施工手順に従って行う。なお、図18において、(a)は補強の施工手順、(b)は補修の施工手順である。
まず、初期状態の試験体の角廻し溶接部を、例えば、アークガウジングを用いて削除する。このとき、ガセット板20の角廻し部端面を、端面角廻しルート深さが5mm以上となる深さまで削除して、開先部とする。
次に、主板10に発生している疲労亀裂を、例えば、アークガウジングを用いて完全に削除し、その後、この削除痕へ溶接材料を溶接することにより、疲労亀裂の補修を行う。
次に、従来から角廻し溶接に用いられている通常の溶接材料を用いて、開先部を含めて溶接することにより、角廻し部の再溶接を行う。
最後に、再溶接された角廻し溶接ビードを覆うように、LTT材料を用いて、所定の長さの伸長ビードを肉盛溶接する。
次に、伸長ビード溶接の施工手順、即ち、断続的な溶接施工と連続的な溶接施工における圧縮残留応力の生成への影響について説明する。
次に、各姿勢における溶接可能な施工手順について、具体的な実験例を挙げて、説明する。
本実験例は、横向姿勢溶接における施工手順についての実験例である。
本実験例は、立向姿勢溶接における施工手順についての実験例である。
本実験例は、上向姿勢溶接における施工手順についての実験例である。
本実験例では、上記した各姿勢で施工された補強継手及び補修継手について、その疲労寿命を確認した。
11 削除痕
20 ガセット板
21 開先部
22 溶接溶け込み部
31 隅肉溶接ビード
32 角廻し溶接ビード
35 伸長ビード
40 亀裂の進展方向を示す破線
Dx 側面隅肉ルート深さ
Dy 端面角廻しルート深さ
l 伸長ビードの長さ
Rx 側面からの溶け込みルート部の先端
Ry 端面角廻し溶接ルートの起点
S ガセット板の側面
T ガセット板の先端端面
Claims (17)
- ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
通常の角廻し溶接材料を用いて、前記ガセット板の角廻し部端面に、端面角廻しルート深さが5mm以上となるように角廻し溶接して、角廻し溶接ビードを設ける角廻し溶接工程と、
角廻し溶接された前記ガセット板の角廻し部端面から、前記ガセット板の長手方向に、溶接金属のマルテンサイト変態開始点が350℃以下の溶接材料を用いて、前記角廻し溶接ビードを覆うように溶接して、伸長ビードを設ける伸長ビード溶接工程とを備えており、
前記角廻し溶接工程が、
前記ガセット板の長手方向端面に、予め、深さ5mm以上の開先部を形成して、角廻し
溶接を行う工程であり、
前記伸長ビード溶接工程が、
前記長手方向における先端部分を前記高張力鋼に接合し、後端部分を前記ガセット板の角廻し部端面に接合するように伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする溶接方法。 - 構造物の新造に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記角廻し溶接工程が、
前記ガセット板の長手方向端面に、予め、機械加工あるいはガウジングを用いて、深さ5mm以上の開先部を形成して、角廻し溶接を行う工程であることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法。 - 既設構造物の補強に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記角廻し溶接工程が、
機械加工あるいはガウジングにより、前記ガセット板の長手方向端面に施工されていた角廻し溶接ビードを除去すると共に、除去後の前記ガセット板の長手方向端面に深さ5mm以上の開先部を形成し、
その後、通常の角廻し溶接材料を用いて、前記開先部に新たな角廻し溶接を行って、角廻し溶接ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法。 - 疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記角廻し溶接工程が、
機械加工あるいはガウジングにより疲労亀裂を削除して、削除痕に通常の角廻し溶接材料を溶け込ませる補修を行った後、
機械加工あるいはガウジングにより、前記ガセット板の長手方向端面に施工されていた角廻し溶接ビードを除去すると共に、除去後の前記ガセット板の長手方向端面に深さ5mm以上の開先部を形成し、
その後、通常の角廻し溶接材料を用いて、前記開先部に新たな角廻し溶接を行って、角廻し溶接ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1に記載の溶接方法。 - 前記伸長ビード溶接工程が、
新たな角廻し溶接によって前記ガセット板の端面に設けられた角廻し溶接ビードと、前記ガセット板の側面に施工されている隅肉溶接ビードとの合体接合部を覆うように溶接して伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の溶接方法。 - 前記角廻し溶接工程が、
新たな角廻し溶接によって前記ガセット板の端面に設けられた角廻し溶接ビードと、前記ガセット板の側面に施工されている隅肉溶接ビードとの合体接合部が、滑らかな接合表面を形成するように溶接する工程であることを特徴とする請求項5に記載の溶接方法。 - 前記伸長ビード溶接工程が、
前記ガセット板の角廻し部端面から前記ガセット板の長手方向に、17mm以上の長さの伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の溶接方法。 - 前記伸長ビード溶接工程において、前記伸長ビードを形成する溶接材料として、マルテンサイト変態開始点が100~300℃の溶接金属となる材料を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の溶接方法。
- 既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で、溶融パスを、一定の方向に向けて、あるいは折り返して形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域に亘って、複数の溶融パスを施工する工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の溶接方法。 - 既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、横向姿勢で、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で水平な溶融パスを、一定の方向に向けて形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域に亘って、複数の溶融パスを施工する工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の溶接方法。 - 既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、立向姿勢で、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で水平な溶融パスを、一定の方向に向けて、あるいは折り返して形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域に亘って、複数の溶融パスを施工する工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の溶接方法。 - 既設構造物の補強、または、疲労亀裂が発生している既設構造物の補修に際して、上向姿勢で、ガセット板を高張力鋼に角廻し溶接により溶接する溶接方法であって、
前記伸長ビード溶接工程が、
長手方向に対して複数列に分割し、さらに、各列を1個又は複数個のパス形成領域に分割することにより、伸長ビードの形成領域を形成して、前記伸長ビードの形成領域において、溶接材料の溶融パスを形成する溶融パス形成工程と、前記溶融パスを凝固させる凝固期間工程とを備えており、
前記溶融パス形成工程で溶融パスを、一定の方向に向けて、あるいは折り返して形成し、
前記溶融パス形成工程と凝固期間工程とを、交互に複数回繰り返しながら、前記伸長ビードの形成領域の全体に、前記伸長ビードを設ける工程であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の溶接方法。 - ガセット板が高張力鋼に角廻し溶接により溶接された溶接構造物であって、
前記ガセット板の長手方向端面に、予め、深さ5mm以上の開先部が形成されて、
前記ガセット板の角廻し部端面に、端面角廻しルート深さが5mm以上となるように、角廻し溶接ビードが形成されていると共に、
前記ガセット板の角廻し部端面から、前記ガセット板の長手方向に、溶接金属のマルテンサイト変態開始点が350℃以下の溶接材料を用いて、角廻し溶接ビードを覆うように、伸長ビードが設けられ、
前記伸長ビードは、前記ガセット板の長手方向における先端部分が前記高張力鋼に接合され、後端部分が前記ガセット板の角廻し部端面に接合されていることを特徴とする溶接構造物。 - 前記溶接構造物が、新造の構造物であり、
前記ガセット板の長手方向端面に開先部が形成されており、前記開先部に前記角廻し溶接ビードが形成されていることを特徴とする請求項13に記載の溶接構造物。 - 前記溶接構造物が、補強を施された既設構造物であり、
前記ガセット板の長手方向端面に開先部が形成されており、前記開先部に前記角廻し溶接ビードが形成されていることを特徴とする請求項13に記載の溶接構造物。 - 前記溶接構造物が、疲労亀裂が補修された既設構造物であり、
前記ガセット板の長手方向端面に開先部が形成されており、前記開先部に前記角廻し溶接ビードが形成されていることを特徴とする請求項13に記載の溶接構造物。 - 前記伸長ビードが、前記ガセット板の角廻し部端面から前記ガセット板の長手方向に、17mm以上の長さ、形成されていることを特徴とする請求項13ないし請求項16のいずれか1項に記載の溶接構造物。
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