JPH07136720A - 溶接歪が小さくかつ線状加熱による曲げ加工が容易な鋼板、溶接材料およびその溶接方法 - Google Patents
溶接歪が小さくかつ線状加熱による曲げ加工が容易な鋼板、溶接材料およびその溶接方法Info
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- JPH07136720A JPH07136720A JP6038820A JP3882094A JPH07136720A JP H07136720 A JPH07136720 A JP H07136720A JP 6038820 A JP6038820 A JP 6038820A JP 3882094 A JP3882094 A JP 3882094A JP H07136720 A JPH07136720 A JP H07136720A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋼構造物で実施される溶接作業時に発生する
溶接変形量の小さい線状加熱による曲げ加工が容易な鋼
板、溶接材料およびその溶接方法な鋼板、溶接材料およ
びそれらを組合わせた溶接方法を提供する。 【構成】 鋼板の降伏応力の温度依存性および溶接材料
の降伏応力の温度依存性を下式の範囲に定めることによ
り溶接変形量を小さく抑える。 1.0 −1.083 ×１０-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.10
1 ×10-4Ｔ ただしＴは鋼板または溶着金属の温度、σyTは温度Ｔの
時の鋼板又は溶着金属の降伏応力、σy は室温における
降伏応力。
溶接変形量の小さい線状加熱による曲げ加工が容易な鋼
板、溶接材料およびその溶接方法な鋼板、溶接材料およ
びそれらを組合わせた溶接方法を提供する。 【構成】 鋼板の降伏応力の温度依存性および溶接材料
の降伏応力の温度依存性を下式の範囲に定めることによ
り溶接変形量を小さく抑える。 1.0 −1.083 ×１０-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.10
1 ×10-4Ｔ ただしＴは鋼板または溶着金属の温度、σyTは温度Ｔの
時の鋼板又は溶着金属の降伏応力、σy は室温における
降伏応力。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は造船、海洋構造物、建築
物、橋梁、土木等で用いられる鋼板の溶接作業時に発生
する溶接変形量が小さく、かつ線状加熱による曲げ加工
性が良い溶接構造用鋼板、溶接材料およびその溶接方法
に関するものである。
物、橋梁、土木等で用いられる鋼板の溶接作業時に発生
する溶接変形量が小さく、かつ線状加熱による曲げ加工
性が良い溶接構造用鋼板、溶接材料およびその溶接方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】船舶の上部構造等に使用される鋼板に対
しては軽量化の観点から極力板厚を薄くすることが要求
される。その他の構造物でも同様に軽量化を目的として
薄手鋼板の使用が指向されている。しかし板厚を薄くす
ることにより溶接に伴う変形がより顕著となるため、溶
接前の歪発生防止のための作業や溶接変形の補修（歪取
り作業）に多大な労力が費やされる。その主なものとし
て溶接学会誌１９８８年第５２巻第４〜９号に掲載され
ている「溶接変形の発生とその防止」等の方法がある。
しては軽量化の観点から極力板厚を薄くすることが要求
される。その他の構造物でも同様に軽量化を目的として
薄手鋼板の使用が指向されている。しかし板厚を薄くす
ることにより溶接に伴う変形がより顕著となるため、溶
接前の歪発生防止のための作業や溶接変形の補修（歪取
り作業）に多大な労力が費やされる。その主なものとし
て溶接学会誌１９８８年第５２巻第４〜９号に掲載され
ている「溶接変形の発生とその防止」等の方法がある。
【０００３】これらの報告に見られるように、これまで
は主として溶接法・補修法の改良が試みられてきた。し
かしこのような技術は付加的な作業・装置を必要とし製
造コストの上昇は避け得ないため、汎用的に溶接歪を低
減させることのできる鋼板の開発が望まれている。しか
しこれまで鋼板の面から溶接歪を低減させる有効な技術
は報告されていない。
は主として溶接法・補修法の改良が試みられてきた。し
かしこのような技術は付加的な作業・装置を必要とし製
造コストの上昇は避け得ないため、汎用的に溶接歪を低
減させることのできる鋼板の開発が望まれている。しか
しこれまで鋼板の面から溶接歪を低減させる有効な技術
は報告されていない。
【０００４】一方、船体外板等の複雑な曲面に厚鋼板を
加工する技術としては、ベンディングローラー加工やプ
レス加工に代表される冷間加工や、ガスバーナで線状加
熱して熱塑性加工を生じさせる技術がある。このうち、
最も頻繁に使用されているのが線状加熱加工法である。
これまで線状加熱については日本造船学会論文集第１０
３号および１０６号に掲載の栖原等による「鋼材の熱塑
性加工に関する研究１，２」や日本造船学会論文集第１
２６号に掲載の佐藤等の「線状加熱板曲げ加工における
水冷の効果」、および日本造船学会論文集第１３３号に
掲載の荒木等の「線状加熱加工法による鋼板の角変形量
について」等、種々の研究がなされているが、これらの
研究は線状加熱の加熱冷却手法の研究である。材料面か
ら線状加熱に適した材料についての研究はこれまで報告
されておらず、線状加熱による角変形量の大きな鋼板の
開発が望まれている。
加工する技術としては、ベンディングローラー加工やプ
レス加工に代表される冷間加工や、ガスバーナで線状加
熱して熱塑性加工を生じさせる技術がある。このうち、
最も頻繁に使用されているのが線状加熱加工法である。
これまで線状加熱については日本造船学会論文集第１０
３号および１０６号に掲載の栖原等による「鋼材の熱塑
性加工に関する研究１，２」や日本造船学会論文集第１
２６号に掲載の佐藤等の「線状加熱板曲げ加工における
水冷の効果」、および日本造船学会論文集第１３３号に
掲載の荒木等の「線状加熱加工法による鋼板の角変形量
について」等、種々の研究がなされているが、これらの
研究は線状加熱の加熱冷却手法の研究である。材料面か
ら線状加熱に適した材料についての研究はこれまで報告
されておらず、線状加熱による角変形量の大きな鋼板の
開発が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解消し、溶接歪が小さく、かつ線状加熱による曲
げ加工性の良い鋼板およびその溶接法を提供することを
目的とする。
題点を解消し、溶接歪が小さく、かつ線状加熱による曲
げ加工性の良い鋼板およびその溶接法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、鋼板の溶接熱履歴中の降伏応力の変化を特
定して同一の溶接入熱量に対しての溶接角変形を抑制
し、さらに溶着金属の溶接熱履歴中の降伏応力の変化を
特定することによりさらに溶接角変形を小さく抑えるこ
とを特徴とする。すなわち、本発明の要旨とするところ
は、次の通りである。 （１）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、鋼
板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降伏応
力σy の比が式を満たし、板厚３mm以上２５mm以下と
することを特徴とする溶接歪が小さくかつ線状加熱によ
る曲げ加工が容易な鋼板。
決するため、鋼板の溶接熱履歴中の降伏応力の変化を特
定して同一の溶接入熱量に対しての溶接角変形を抑制
し、さらに溶着金属の溶接熱履歴中の降伏応力の変化を
特定することによりさらに溶接角変形を小さく抑えるこ
とを特徴とする。すなわち、本発明の要旨とするところ
は、次の通りである。 （１）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、鋼
板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降伏応
力σy の比が式を満たし、板厚３mm以上２５mm以下と
することを特徴とする溶接歪が小さくかつ線状加熱によ
る曲げ加工が容易な鋼板。
【０００７】 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… ただしＴは鋼板の温度（℃)(ただし室温以上 600℃以下
の範囲とする）、σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力
(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （２）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、鋼
板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降伏応
力σy の比が式を満たし、板厚３mm以上１００mm以下
とすることを特徴とする溶接歪が小さくかつ線状加熱に
よる曲げ加工が容易な鋼板。
の範囲とする）、σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力
(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （２）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、鋼
板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降伏応
力σy の比が式を満たし、板厚３mm以上１００mm以下
とすることを特徴とする溶接歪が小さくかつ線状加熱に
よる曲げ加工が容易な鋼板。
【０００８】 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは鋼板の温度（℃)(ただし室温以上 600℃以下
の範囲とする）、σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力
(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （３）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、溶
着金属の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降
伏応力σy の比が式を満たす溶接歪の小さい溶接材
料。
の範囲とする）、σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力
(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （３）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、溶
着金属の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降
伏応力σy の比が式を満たす溶接歪の小さい溶接材
料。
【０００９】 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… ただしＴは溶着金属の温度（℃)(ただし室温以上 600℃
以下の範囲とする）、σyTは溶着金属の温度がＴの時の
降伏応力(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （４）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、溶
着金属の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降
伏応力σy の比が式を満たす溶接歪の小さい溶接材
料。
以下の範囲とする）、σyTは溶着金属の温度がＴの時の
降伏応力(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （４）室温以上６００℃以下の温度範囲にわたって、溶
着金属の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温における降
伏応力σy の比が式を満たす溶接歪の小さい溶接材
料。
【００１０】 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは溶着金属の温度（℃)(ただし室温以上 600℃
以下の範囲とする）、σyTは溶着金属の温度がＴの時の
降伏応力(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （５）（１）又は（２）記載の鋼を（３）又は（４）の
溶接材料を用いて溶接する溶接歪の小さい鋼板の溶接方
法。
以下の範囲とする）、σyTは溶着金属の温度がＴの時の
降伏応力(MPa）、σy は室温における降伏応力(MPa）、 （５）（１）又は（２）記載の鋼を（３）又は（４）の
溶接材料を用いて溶接する溶接歪の小さい鋼板の溶接方
法。
【００１１】
【作用】以下本発明について詳細に説明する。まず本発
明の鋼板の成分は特に限定する必要はなく、本発明の範
囲の温度と降伏応力の関係を満たせば十分であるが、一
般的には船舶の上部構造物の外壁等の構造物に使用され
るため、例えば下記のような成分系の鋼板である。 Ｃ：０．０２％以上０．３０％以下、Ｓi:０．０１％以
上２．０％以下、Ｍｎ：０．３％以上３．５％以下、Ａ
ｌ：０．００３％以上０．１％以下、以下必要に応じ
て、Ｎｂ：０．００１％以上０．１％以下、Ｔｉ：０．
００１％以上０．１０％以下、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｃｏ，Ｗはいずれも０．０５％以上添加するが、上
限はそれぞれＣｕは２．０％以下、Ｎｉは３．５％以
下、Ｃｒは３．０％以下、Ｍｏは１．０％以下、Ｃｏは
１．０％以下、Ｗは１．０％以下である。 Ｖ：０．００２％以上０．１０％以下、Ｂ：０．０００
２％以上０．００２５％以下、Ｒｅｍは０．００２％以
上、Ｃａは０．０００３％以上で上限はそれぞれ０．１
０％、０．００４０％である。また本発明は鋼板の製造
法を限定する必要はない。
明の鋼板の成分は特に限定する必要はなく、本発明の範
囲の温度と降伏応力の関係を満たせば十分であるが、一
般的には船舶の上部構造物の外壁等の構造物に使用され
るため、例えば下記のような成分系の鋼板である。 Ｃ：０．０２％以上０．３０％以下、Ｓi:０．０１％以
上２．０％以下、Ｍｎ：０．３％以上３．５％以下、Ａ
ｌ：０．００３％以上０．１％以下、以下必要に応じ
て、Ｎｂ：０．００１％以上０．１％以下、Ｔｉ：０．
００１％以上０．１０％以下、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｃｏ，Ｗはいずれも０．０５％以上添加するが、上
限はそれぞれＣｕは２．０％以下、Ｎｉは３．５％以
下、Ｃｒは３．０％以下、Ｍｏは１．０％以下、Ｃｏは
１．０％以下、Ｗは１．０％以下である。 Ｖ：０．００２％以上０．１０％以下、Ｂ：０．０００
２％以上０．００２５％以下、Ｒｅｍは０．００２％以
上、Ｃａは０．０００３％以上で上限はそれぞれ０．１
０％、０．００４０％である。また本発明は鋼板の製造
法を限定する必要はない。
【００１２】次に、本発明の根幹をなす技術思想につい
て述べる。鋼板の溶接変形を防止するためには溶接熱履
歴に伴う角変形と溶接残留応力形成後の座屈変形を防止
する必要がある。そのために、例えば溶接入熱量を溶接
される板厚に対して小さくするか又は溶接前に引張り応
力を付与する等溶接法／溶接装置の開発は多々行われて
きた。しかし、鋼材面からは溶接歪を低減する試みは成
功していない。
て述べる。鋼板の溶接変形を防止するためには溶接熱履
歴に伴う角変形と溶接残留応力形成後の座屈変形を防止
する必要がある。そのために、例えば溶接入熱量を溶接
される板厚に対して小さくするか又は溶接前に引張り応
力を付与する等溶接法／溶接装置の開発は多々行われて
きた。しかし、鋼材面からは溶接歪を低減する試みは成
功していない。
【００１３】一般的に、溶接時に鋼板の板厚方向に温度
分布が生じ、溶接ビードに近い位置は高温にさらされる
ため、熱応力が鋼板の降伏応力をただちに超えて塑性変
形が進む。塑性変形の進行により塑性歪が増加し、溶接
終了後に温度が室温まで下がった時点でその塑性歪に起
因する残留応力が形成され、一般にこの部分の残留応力
は引張り応力となり収縮変形をしようとする。この残留
応力の大きさは室温における降伏応力であるため、室温
における降伏応力が高いほど残留応力も大きく、収縮変
形の駆動力も大きいことになる。
分布が生じ、溶接ビードに近い位置は高温にさらされる
ため、熱応力が鋼板の降伏応力をただちに超えて塑性変
形が進む。塑性変形の進行により塑性歪が増加し、溶接
終了後に温度が室温まで下がった時点でその塑性歪に起
因する残留応力が形成され、一般にこの部分の残留応力
は引張り応力となり収縮変形をしようとする。この残留
応力の大きさは室温における降伏応力であるため、室温
における降伏応力が高いほど残留応力も大きく、収縮変
形の駆動力も大きいことになる。
【００１４】一方で溶接ビードから離れた位置では鋼板
温度があまり上昇しないため、溶接ビードに近い位置よ
りかなり遅れて降伏応力を超える。ここで溶接ビードか
ら離れた位置の降伏応力が温度の上昇によってもあまり
低下しなければ溶接ビードに近い位置が収縮して角変形
を起こそうとしてもその変形の大きな抵抗となる。
温度があまり上昇しないため、溶接ビードに近い位置よ
りかなり遅れて降伏応力を超える。ここで溶接ビードか
ら離れた位置の降伏応力が温度の上昇によってもあまり
低下しなければ溶接ビードに近い位置が収縮して角変形
を起こそうとしてもその変形の大きな抵抗となる。
【００１５】以上のことから、溶接角変形を抑制するた
めには常温での降伏応力が小さく溶接熱履歴中の高温で
の降伏応力が高いことが必須である。通常の鋼は温度の
上昇とともに連続的にかつ一様に降伏強度が低下するた
め、前記のような条件を満足させるためには常温での降
伏応力と溶接熱履歴中の高温での降伏応力の差を小さく
することが必要である。すなわち、溶接熱履歴に応じて
鋼板の降伏応力を所定の範囲に制御することにより溶接
角変形を抑制することが可能である。
めには常温での降伏応力が小さく溶接熱履歴中の高温で
の降伏応力が高いことが必須である。通常の鋼は温度の
上昇とともに連続的にかつ一様に降伏強度が低下するた
め、前記のような条件を満足させるためには常温での降
伏応力と溶接熱履歴中の高温での降伏応力の差を小さく
することが必要である。すなわち、溶接熱履歴に応じて
鋼板の降伏応力を所定の範囲に制御することにより溶接
角変形を抑制することが可能である。
【００１６】本発明では対象とする鋼板の板厚を３mm以
上１００mm以下とする。板厚が３mm未満では溶接により
板厚方向全面がほぼ同時に降伏してしまい、本発明の効
果がなくなるだけでなく溶接残留応力により容易に熱座
屈を起こしてしまう。また板厚２５mmを超えると溶接変
形は急激に減少し、１００mm超では溶接角変形そのもの
があまり問題とならない。
上１００mm以下とする。板厚が３mm未満では溶接により
板厚方向全面がほぼ同時に降伏してしまい、本発明の効
果がなくなるだけでなく溶接残留応力により容易に熱座
屈を起こしてしまう。また板厚２５mmを超えると溶接変
形は急激に減少し、１００mm超では溶接角変形そのもの
があまり問題とならない。
【００１７】本発明の鋼板は、溶接に伴う板厚方向の温
度分布に応じて降伏応力が所定の範囲にあることを特徴
とするが、その際の降伏応力は式、望ましくは式を
満たす必要がある。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは鋼板の温度（℃）（ただし室温以上６００℃
以下の範囲とする） σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力(MPa） σy は室温における降伏応力(MPa） ここで、（σyT／σy ）が式および式の左辺で示さ
れる下限より小さければ、溶接熱履歴によって溶接ビー
ドから離れた位置も容易に降伏してしまい角変形を抑制
することができない。また（σyT／σy ）が式、望ま
しくは式の右辺で示される上限より大きければ、溶接
ビードに近い位置でも塑性変形が進まずに溶接金属自体
が割れてしまう場合がある。また種々の実験から、６０
０℃超での降伏応力の値は溶接角変形量におよぼす影響
が小さいことを確認したため、式および式の効果は
室温から６００℃の範囲での降伏応力を規定すれば十分
である。
度分布に応じて降伏応力が所定の範囲にあることを特徴
とするが、その際の降伏応力は式、望ましくは式を
満たす必要がある。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは鋼板の温度（℃）（ただし室温以上６００℃
以下の範囲とする） σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力(MPa） σy は室温における降伏応力(MPa） ここで、（σyT／σy ）が式および式の左辺で示さ
れる下限より小さければ、溶接熱履歴によって溶接ビー
ドから離れた位置も容易に降伏してしまい角変形を抑制
することができない。また（σyT／σy ）が式、望ま
しくは式の右辺で示される上限より大きければ、溶接
ビードに近い位置でも塑性変形が進まずに溶接金属自体
が割れてしまう場合がある。また種々の実験から、６０
０℃超での降伏応力の値は溶接角変形量におよぼす影響
が小さいことを確認したため、式および式の効果は
室温から６００℃の範囲での降伏応力を規定すれば十分
である。
【００１８】また、溶接熱履歴に応じて溶着金属の降伏
応力が変化することを利用して溶接変形を抑制すること
も可能である。溶着金属は溶融凝固を経て温度が下がる
過程で収縮変形をする。その際の溶着金属の降伏応力が
温度に対して式、望ましくは式を満たす範囲にあれ
ば溶接変形が抑制される。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは溶着金属の温度（℃)(ただし室温以上６００
℃以下の範囲とする） σyTは溶着金属の温度がＴの時の降伏応力(MPa） σy は室温における降伏応力(MPa） ここで、（σyT／σy ）が式、および式の左辺で示
される下限より小さければ、溶接中に溶接ビードの塑性
変形が大きくなりすぎてしまい角変形量が増加する。ま
た（σyT／σy ）が式、望ましくは式の右辺で示さ
れる上限より大きければ、溶接熱履歴中に溶着金属自体
が割れてしまう場合があるためである。さらに本発明の
鋼板を本発明の溶接材料を用いて溶接することにより相
乗効果で溶接角変形量をさらに低減させることが可能で
ある。
応力が変化することを利用して溶接変形を抑制すること
も可能である。溶着金属は溶融凝固を経て温度が下がる
過程で収縮変形をする。その際の溶着金属の降伏応力が
温度に対して式、望ましくは式を満たす範囲にあれ
ば溶接変形が抑制される。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは溶着金属の温度（℃)(ただし室温以上６００
℃以下の範囲とする） σyTは溶着金属の温度がＴの時の降伏応力(MPa） σy は室温における降伏応力(MPa） ここで、（σyT／σy ）が式、および式の左辺で示
される下限より小さければ、溶接中に溶接ビードの塑性
変形が大きくなりすぎてしまい角変形量が増加する。ま
た（σyT／σy ）が式、望ましくは式の右辺で示さ
れる上限より大きければ、溶接熱履歴中に溶着金属自体
が割れてしまう場合があるためである。さらに本発明の
鋼板を本発明の溶接材料を用いて溶接することにより相
乗効果で溶接角変形量をさらに低減させることが可能で
ある。
【００１９】本発明は溶接条件に依存しないが、従来の
報告通り溶接入熱量を小さくすることにより溶接歪を小
さく抑えることができる。従来の報告ではＱ／ｈ2 ＝３
〜５の条件となるような板厚ｈ（cm）と単位長さあたり
の溶接入熱量Ｑ（cal/cm）の関係の溶接条件をとる場合
に溶接角変形量が最大になるとされている。このためＱ
／ｈ2 が３〜５より小さいか、又は大きくなるような溶
接条件で溶接することにより溶接歪はより抑制される。
本発明はこのような従来の報告と矛盾することなく、い
かなるＱ／ｈ2 の溶接条件に対しても有効に作用する。
なお、更に研究を重ねた結果、本発明による鋼板は、線
状加熱による角変形量が大きく、熱塑性加工性に優れる
ことが明らかになった。
報告通り溶接入熱量を小さくすることにより溶接歪を小
さく抑えることができる。従来の報告ではＱ／ｈ2 ＝３
〜５の条件となるような板厚ｈ（cm）と単位長さあたり
の溶接入熱量Ｑ（cal/cm）の関係の溶接条件をとる場合
に溶接角変形量が最大になるとされている。このためＱ
／ｈ2 が３〜５より小さいか、又は大きくなるような溶
接条件で溶接することにより溶接歪はより抑制される。
本発明はこのような従来の報告と矛盾することなく、い
かなるＱ／ｈ2 の溶接条件に対しても有効に作用する。
なお、更に研究を重ねた結果、本発明による鋼板は、線
状加熱による角変形量が大きく、熱塑性加工性に優れる
ことが明らかになった。
【００２０】
【実施例】まず図１に示すような降伏応力の温度依存性
を有する鋼板（Ａ〜Ｇ）を図２に示すような降伏応力の
温度依存性を有する溶接材料（ａ〜ｇ）および表１に示
される溶接条件で溶接した結果、表２中に示した角変形
量となり、本発明により極めて溶接角変形量が小さくな
ったことがわかる。表３に線状加熱角変形量、表４に線
状加熱の条件を示す。
を有する鋼板（Ａ〜Ｇ）を図２に示すような降伏応力の
温度依存性を有する溶接材料（ａ〜ｇ）および表１に示
される溶接条件で溶接した結果、表２中に示した角変形
量となり、本発明により極めて溶接角変形量が小さくな
ったことがわかる。表３に線状加熱角変形量、表４に線
状加熱の条件を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】角変形量の測定は図４の試験片について図
３に示した方法で測定した。まず同一の溶接材料を用い
た場合、本発明鋼Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆの角変形量は比較鋼
Ｄ，Ｅ，Ｇの角変形量より小さい。また同一の鋼板を溶
接する場合、本発明の溶接材料ａ，ｂ，ｃ，ｆを用いて
溶接した鋼板の角変形量は比較溶接材料ｄ，ｅ，ｇの角
変形量より小さい。また本発明の鋼板を本発明の溶接材
料で溶接した場合の溶接角変形量は比較鋼板と比較溶接
材料を用いた場合に比して圧倒的に小さいことがわか
る。図５はＱ／ｈ2 を横軸にとって、本発明と比較法の
溶接角変形量を比較したものである。本発明は、いかな
るＱ／ｈ2 の溶接条件に対しても溶接角変形量を抑制し
ている。
３に示した方法で測定した。まず同一の溶接材料を用い
た場合、本発明鋼Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆの角変形量は比較鋼
Ｄ，Ｅ，Ｇの角変形量より小さい。また同一の鋼板を溶
接する場合、本発明の溶接材料ａ，ｂ，ｃ，ｆを用いて
溶接した鋼板の角変形量は比較溶接材料ｄ，ｅ，ｇの角
変形量より小さい。また本発明の鋼板を本発明の溶接材
料で溶接した場合の溶接角変形量は比較鋼板と比較溶接
材料を用いた場合に比して圧倒的に小さいことがわか
る。図５はＱ／ｈ2 を横軸にとって、本発明と比較法の
溶接角変形量を比較したものである。本発明は、いかな
るＱ／ｈ2 の溶接条件に対しても溶接角変形量を抑制し
ている。
【００２６】表３は本発明鋼および比較鋼を表４の加熱
条件で線状加熱を行った場合の角変形量を示している。
同一の板厚で比較した場合、本発明法による鋼は線状加
熱による角変形量は比較鋼に比べ大きい。図６はバーナ
移動速度と角変形量の関係を示したものである。同一板
厚で比較した場合、本発明は比較鋼に比べ、いかなるバ
ーナ移動速度においても線状加熱角変形量が大きい。
条件で線状加熱を行った場合の角変形量を示している。
同一の板厚で比較した場合、本発明法による鋼は線状加
熱による角変形量は比較鋼に比べ大きい。図６はバーナ
移動速度と角変形量の関係を示したものである。同一板
厚で比較した場合、本発明は比較鋼に比べ、いかなるバ
ーナ移動速度においても線状加熱角変形量が大きい。
【００２７】
【発明の効果】室温以上６００℃以下の温度範囲にわた
って、鋼板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温におけ
る降伏応力σy の比を規定することにより、溶接歪が小
さく、かつ線状加熱による曲げ加工性の良い鋼板、溶接
材料およびその溶接方法の小さい鋼板、溶接材料および
溶接法の提供が可能となった。本発明は造船、海洋構造
物、建築物、橋梁、土木等で用いられる鋼板の溶接作業
時に発生する溶接変形量を低減することが可能でありか
つ、線状加熱による曲げ加工が容易に行えるため、産業
上有効である。
って、鋼板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温におけ
る降伏応力σy の比を規定することにより、溶接歪が小
さく、かつ線状加熱による曲げ加工性の良い鋼板、溶接
材料およびその溶接方法の小さい鋼板、溶接材料および
溶接法の提供が可能となった。本発明は造船、海洋構造
物、建築物、橋梁、土木等で用いられる鋼板の溶接作業
時に発生する溶接変形量を低減することが可能でありか
つ、線状加熱による曲げ加工が容易に行えるため、産業
上有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼板の温度と各温度における鋼板の降伏応力と
室温における降伏応力との比との関係を示した図表であ
る。
室温における降伏応力との比との関係を示した図表であ
る。
【図２】溶接金属の温度と各温度における溶接金属の降
伏応力と室温における降伏応力との比との関係を示した
図表である。
伏応力と室温における降伏応力との比との関係を示した
図表である。
【図３】角変形量の算定方法の説明図である。
【図４】隅肉溶接継手の施工方法の説明図である。
【図５】溶接入熱量（Ｑ／ｈ2 ）と溶接角変形量の関係
の図表である。
の図表である。
【図６】バーナ移動速度と、線状加熱角変形量の関係の
図表である。
図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糟谷 正 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 児嶋 一浩 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 堀井 行彦 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 藤田 崇史 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内
Claims (5)
- 【請求項１】 室温以上６００℃以下の温度範囲にわた
って、鋼板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温におけ
る降伏応力σy の比が式を満たし、板厚３mm以上２５
mm以下とすることを特徴とする溶接歪が小さくかつ線状
加熱による曲げ加工が容易な鋼板。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… ただしＴは鋼板の温度（℃）（ただし室温以上 600℃以
下の範囲とする）、 σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力(MPa）、 σy は室温における降伏応力(MPa）、 - 【請求項２】 室温以上６００℃以下の温度範囲にわた
って、鋼板の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温におけ
る降伏応力σy の比が式を満たし、板厚３mm以上１０
０mm以下とすることを特徴とする溶接歪が小さくかつ線
状加熱による曲げ加工が容易な鋼板。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは鋼板の温度（℃）（ただし室温以上 600℃以
下の範囲とする）、 σyTは鋼板の温度がＴの時の降伏応力(MPa）、 σy は室温における降伏応力(MPa）、 - 【請求項３】 室温以上６００℃以下の温度範囲にわた
って、溶着金属の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温に
おける降伏応力σy の比が式を満たす溶接歪の小さい
溶接材料。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−7.333 ×10-4Ｔ…… ただしＴは溶着金属の温度（℃)(ただし室温以上 600℃
以下の範囲とする）、 σyTは溶着金属の温度がＴの時の降伏応力(MPa）、 σy は室温における降伏応力(MPa）、 - 【請求項４】 室温以上６００℃以下の温度範囲にわた
って、溶着金属の温度Ｔにおける降伏応力σyTと室温に
おける降伏応力σy の比が式を満たす溶接歪の小さい
溶接材料。 1.00−1.083 ×10-3Ｔ＜（σyT／σy ）＜1.16−5.101 ×10-4Ｔ…… ただしＴは溶着金属の温度（℃)(ただし室温以上 600℃
以下の範囲とする）、 σyTは溶着金属の温度がＴの時の降伏応力(MPa）、 σy は室温における降伏応力(MPa）、 - 【請求項５】 請求項１又は２記載の鋼を請求項３又は
４の溶接材料を用いて溶接する溶接歪の小さい鋼板の溶
接方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038820A JPH07136720A (ja) | 1993-09-20 | 1994-03-09 | 溶接歪が小さくかつ線状加熱による曲げ加工が容易な鋼板、溶接材料およびその溶接方法 |
| PCT/JP1994/001549 WO1995008655A1 (fr) | 1993-09-20 | 1994-09-20 | Plaque d'acier presentant de faibles contraintes de soudage et de bonnes aptitudes au pliage par chauffe lineaire, procede de production de cette plaque, matiere de soudage et procede de production de cette matiere |
| KR1019960701446A KR100209273B1 (ko) | 1993-09-20 | 1994-09-20 | 용접 변형이 적고 선상가열에 의한 구부림 가공성이 좋은 강판 및 그 제조방법 |
| EP94927075A EP0786533B1 (en) | 1993-09-20 | 1994-09-20 | Steel plate having low welding strain and good bending workability by linear heating and method for producing the same, and welding material and method for producing the same |
| US08/604,971 US5718776A (en) | 1993-09-20 | 1994-09-20 | Steel plate less susceptible to welding distortion and highly bendable by lineal heating, process for producing said steel plate, welding material, and welding method using said welding material |
| DE69424573T DE69424573T2 (de) | 1993-09-20 | 1994-09-20 | Stahlplatte mit niedriger schweissspannung und guter biegbarkeit bei linearer aufheizung, herstellungsverfahren, schweissmaterial und dessen herstellungsverfahren |
| KR1019997003747A KR100269098B1 (ko) | 1993-09-20 | 1999-02-04 | 용접재료 및 그 용접방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23364693 | 1993-09-20 | ||
| JP5-233646 | 1993-09-20 | ||
| JP6038820A JPH07136720A (ja) | 1993-09-20 | 1994-03-09 | 溶接歪が小さくかつ線状加熱による曲げ加工が容易な鋼板、溶接材料およびその溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136720A true JPH07136720A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=26378106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6038820A Pending JPH07136720A (ja) | 1993-09-20 | 1994-03-09 | 溶接歪が小さくかつ線状加熱による曲げ加工が容易な鋼板、溶接材料およびその溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07136720A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006088162A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Nippon Steel Corp | 鋼板の線状加熱変形方法 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP6038820A patent/JPH07136720A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006088162A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Nippon Steel Corp | 鋼板の線状加熱変形方法 |
| JP4733950B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2011-07-27 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼板の線状加熱変形方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040317 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040907 |