JPH08267234A - 隅肉溶接方法および隅肉溶接継手 - Google Patents
隅肉溶接方法および隅肉溶接継手Info
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- JPH08267234A JPH08267234A JP9768795A JP9768795A JPH08267234A JP H08267234 A JPH08267234 A JP H08267234A JP 9768795 A JP9768795 A JP 9768795A JP 9768795 A JP9768795 A JP 9768795A JP H08267234 A JPH08267234 A JP H08267234A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶接前に簡単な処置を施すだけで、安価に高
い疲労強度を有する隅肉溶接による継手および溶接方法
を提供する。 【構成】 隅肉溶接のルート部のリブ板、またはリブ板
および主板に耐熱物を固着した後に隅肉溶接し、ルート
部のリブ板、またはリブ板および主板と溶接金属の境界
の一部に未溶着部分を導入する。
い疲労強度を有する隅肉溶接による継手および溶接方法
を提供する。 【構成】 隅肉溶接のルート部のリブ板、またはリブ板
および主板に耐熱物を固着した後に隅肉溶接し、ルート
部のリブ板、またはリブ板および主板と溶接金属の境界
の一部に未溶着部分を導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物の製造に広く用
いられている隅肉溶接に関するものである。
いられている隅肉溶接に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】隅肉溶接は鋼やアルミニウム合金等の金
属材料を用いた構造物の製造に広く用いられるものであ
るが、隅肉溶接部の疲労強度はその止端部における応力
集中や溶接により生じた残留応力等の原因により、母材
に比べて大きく低下する。このため、構造物全体の疲労
強度が溶接継手部に支配され、母材の特性を生かし切る
ことができない。そこで、溶接部の疲労強度を向上させ
る方法は広く研究されており、その手法は応力集中の緩
和と残留応力のコントロールの２つに大別される。
属材料を用いた構造物の製造に広く用いられるものであ
るが、隅肉溶接部の疲労強度はその止端部における応力
集中や溶接により生じた残留応力等の原因により、母材
に比べて大きく低下する。このため、構造物全体の疲労
強度が溶接継手部に支配され、母材の特性を生かし切る
ことができない。そこで、溶接部の疲労強度を向上させ
る方法は広く研究されており、その手法は応力集中の緩
和と残留応力のコントロールの２つに大別される。
【０００３】一方の応力集中の緩和を目的とした止端部
処理には、溶接止端部をグラインダー等で滑らかにする
切削や研削処理、溶接止端部をＴＩＧで再溶融すること
により滑らかにする処理、プラズマで再溶融することに
より滑らかにする処理（特公昭５４−３０３８６）、化
粧溶接棒を用いて滑らかな止端部を得る処理などがあ
る。
処理には、溶接止端部をグラインダー等で滑らかにする
切削や研削処理、溶接止端部をＴＩＧで再溶融すること
により滑らかにする処理、プラズマで再溶融することに
より滑らかにする処理（特公昭５４−３０３８６）、化
粧溶接棒を用いて滑らかな止端部を得る処理などがあ
る。
【０００４】他方、残留応力のコントロールを目的とし
た止端部処理としては、あらかじめ過大荷重を与えるこ
とにより溶接止端部に降伏応力を越える引張応力を発生
させ、除荷後に圧縮の残留応力を与える予荷重処理、継
手全体を加熱した後急冷することにより圧縮残留応力を
与える加熱急冷処理、溶接止端部をワイヤ、ボール等を
用いて打撃することにより機械的に圧縮残留応力を付与
するピーニング処理等の方法が知られている。
た止端部処理としては、あらかじめ過大荷重を与えるこ
とにより溶接止端部に降伏応力を越える引張応力を発生
させ、除荷後に圧縮の残留応力を与える予荷重処理、継
手全体を加熱した後急冷することにより圧縮残留応力を
与える加熱急冷処理、溶接止端部をワイヤ、ボール等を
用いて打撃することにより機械的に圧縮残留応力を付与
するピーニング処理等の方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の疲労強度向上を
目的とした溶接止端部の処理方法はいずれも溶接終了後
に別の工程を付加したものであり、コストが高くなる欠
点がある。また、予荷重による圧縮残留応力付与につい
ては、継手部に降伏応力以上の応力を発生させる荷重を
与えなければならないため、適用できる溶接継手の規模
に制限がある。そこで、本発明では溶接前に簡単な処置
を施すだけで、安価に高い疲労強度を有する隅肉溶接に
よる継手および溶接方法を提供することを目的とする。
目的とした溶接止端部の処理方法はいずれも溶接終了後
に別の工程を付加したものであり、コストが高くなる欠
点がある。また、予荷重による圧縮残留応力付与につい
ては、継手部に降伏応力以上の応力を発生させる荷重を
与えなければならないため、適用できる溶接継手の規模
に制限がある。そこで、本発明では溶接前に簡単な処置
を施すだけで、安価に高い疲労強度を有する隅肉溶接に
よる継手および溶接方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】本発明は前記課題を解決
するものであって、隅肉溶接のルート部のリブ板、また
はリブ板および主板に雲母、鋼板等の耐熱物を固着した
後に隅肉溶接し、ルート部のリブ板、またはリブ板およ
び主板と溶接金属の境界の一部に未溶着部分を導入する
ことを特徴とする隅肉溶接方法である。また隅肉溶接の
ルート部のリブ板、またはリブ板および主板と溶接金属
との境界の一部に未溶着部分を有することを特徴とする
隅肉溶接継手である。
するものであって、隅肉溶接のルート部のリブ板、また
はリブ板および主板に雲母、鋼板等の耐熱物を固着した
後に隅肉溶接し、ルート部のリブ板、またはリブ板およ
び主板と溶接金属の境界の一部に未溶着部分を導入する
ことを特徴とする隅肉溶接方法である。また隅肉溶接の
ルート部のリブ板、またはリブ板および主板と溶接金属
との境界の一部に未溶着部分を有することを特徴とする
隅肉溶接継手である。
【０００７】
【作用】隅肉溶接部に引張りの応力が加わった場合に、
隅肉止端に応力が集中する様子を非荷重伝達型のリブ十
字継手を例にとって図２に示す。図２は非荷重伝達型リ
ブ十字継手の４分の１断面を示している。図２において
１１は主板、１２はリブ板、１３は溶接金属、１４は止
端部、１５はノードである。図３にこの継手に引張り荷
重が作用するときの応力の流れを示す。この様に、主板
１１の平行部では一様である応力の流れがリブ板１２の
部分に流れ込むことにより、溶接止端部１４で応力が集
中する。
隅肉止端に応力が集中する様子を非荷重伝達型のリブ十
字継手を例にとって図２に示す。図２は非荷重伝達型リ
ブ十字継手の４分の１断面を示している。図２において
１１は主板、１２はリブ板、１３は溶接金属、１４は止
端部、１５はノードである。図３にこの継手に引張り荷
重が作用するときの応力の流れを示す。この様に、主板
１１の平行部では一様である応力の流れがリブ板１２の
部分に流れ込むことにより、溶接止端部１４で応力が集
中する。
【０００８】この応力集中を低減するためには、リブに
流れ込む応力を低減すればよい。その方策としては溶接
脚長の低減が考えられるが、溶接脚長は継手の強度上か
ら必要値が決められている場合が多く、簡単に低減する
ことができない。そこで、溶接ノード部１５に未溶着部
を導入することにより必要な脚長を確保しながら、止端
部の応力集中を低減するのが本発明の方法である。この
作用を以下に説明する。
流れ込む応力を低減すればよい。その方策としては溶接
脚長の低減が考えられるが、溶接脚長は継手の強度上か
ら必要値が決められている場合が多く、簡単に低減する
ことができない。そこで、溶接ノード部１５に未溶着部
を導入することにより必要な脚長を確保しながら、止端
部の応力集中を低減するのが本発明の方法である。この
作用を以下に説明する。
【０００９】図４に本発明である、リブ板１２と溶接金
属１３の間に未溶着部３１を導入した非荷重伝達型リブ
十字継手を示す。３２はリブ板側脚長である。図４は非
荷重伝達型リブ十字継手の４分の１断面を示している。
リブ板１２側のノード部から止端側に向かって未溶着部
３１を導入すると、リブ板１２と溶接金属１３の溶着部
分がノード部から遠くなるため、平行部から溶接金属に
流れ込む応力が減少して、応力の流れは図５の様にな
り、止端部における応力集中が低減する。このとき、溶
着部分の長さを十分にとることにより継手としての強度
を確保しながら、止端部での応力集中を低減し疲労強度
を向上させることが可能になる。
属１３の間に未溶着部３１を導入した非荷重伝達型リブ
十字継手を示す。３２はリブ板側脚長である。図４は非
荷重伝達型リブ十字継手の４分の１断面を示している。
リブ板１２側のノード部から止端側に向かって未溶着部
３１を導入すると、リブ板１２と溶接金属１３の溶着部
分がノード部から遠くなるため、平行部から溶接金属に
流れ込む応力が減少して、応力の流れは図５の様にな
り、止端部における応力集中が低減する。このとき、溶
着部分の長さを十分にとることにより継手としての強度
を確保しながら、止端部での応力集中を低減し疲労強度
を向上させることが可能になる。
【００１０】ここで十分な応力集中低減効果を得て疲労
強度を向上させるためには溶着部をノードから離す意味
から、未溶着部の長さをリブ板側脚長の３０％以上とす
ることが好ましい。また、未溶着部長さを長くすること
により応力集中の低減効果は大きくなるが、継手の強度
を確保する観点から、未溶着部の長さはリブ板側脚長の
８０％以下にすることが好ましい。
強度を向上させるためには溶着部をノードから離す意味
から、未溶着部の長さをリブ板側脚長の３０％以上とす
ることが好ましい。また、未溶着部長さを長くすること
により応力集中の低減効果は大きくなるが、継手の強度
を確保する観点から、未溶着部の長さはリブ板側脚長の
８０％以下にすることが好ましい。
【００１１】図１に本発明の他の例である、リブ板１２
および主板１１と溶接金属１３の間双方に未溶着部を導
入した非荷重伝達型リブ十字継手を示す。５２は主板側
脚長である。図１は非荷重伝達型リブ十字継手の４分の
１断面を示している。リブ板１２側の未溶着部３１に加
えて主板１１側にも未溶着部５１を導入することで、前
記のリブ板側のみに未溶着部を導入した場合よりも、溶
接金属に流れ込む応力をさらに少なくすることが可能に
なり、より大きな応力集中低減効果が得られる。このた
め、リブ板側、主板側とも未溶着部長さはそれぞれの脚
長の２０％以上あれば十分な応力集中低減が期待でき、
疲労強度が向上する。また、上記と同様に継手の強度を
確保する観点から、未溶着部の長さはそれぞれ、リブ板
側脚長および主板側脚長の８０％以下にすることが好ま
しい。
および主板１１と溶接金属１３の間双方に未溶着部を導
入した非荷重伝達型リブ十字継手を示す。５２は主板側
脚長である。図１は非荷重伝達型リブ十字継手の４分の
１断面を示している。リブ板１２側の未溶着部３１に加
えて主板１１側にも未溶着部５１を導入することで、前
記のリブ板側のみに未溶着部を導入した場合よりも、溶
接金属に流れ込む応力をさらに少なくすることが可能に
なり、より大きな応力集中低減効果が得られる。このた
め、リブ板側、主板側とも未溶着部長さはそれぞれの脚
長の２０％以上あれば十分な応力集中低減が期待でき、
疲労強度が向上する。また、上記と同様に継手の強度を
確保する観点から、未溶着部の長さはそれぞれ、リブ板
側脚長および主板側脚長の８０％以下にすることが好ま
しい。
【００１２】未溶着部の厚さについては、溶着していな
いことが重要であるから、非常に薄くて未溶着部の両側
が密着した状態であっても構わない。また、溶接金属が
十分な応力の伝達を行う必要があることから、溶着部の
厚さは未溶着部長さの２分の１以内であることが好まし
い。なお、主板側のみに未溶着部を導入した場合、前記
の未溶着部をノードから遠ざける効果がないため応力集
中低減効果が小さく、十分な疲労強度向上が望めない。
いことが重要であるから、非常に薄くて未溶着部の両側
が密着した状態であっても構わない。また、溶接金属が
十分な応力の伝達を行う必要があることから、溶着部の
厚さは未溶着部長さの２分の１以内であることが好まし
い。なお、主板側のみに未溶着部を導入した場合、前記
の未溶着部をノードから遠ざける効果がないため応力集
中低減効果が小さく、十分な疲労強度向上が望めない。
【００１３】未溶着部を導入する手段としては様々な方
法が考えられ、どのような手段を用いても良いが、例え
ば雲母や鋼板等の耐熱物を溶接前にリブ板や主板に貼り
付けておく方法がある。この耐熱物は必ずしも溶接時の
温度で完全に安定な固体である必要はなく、短時間の溶
接熱で一部が溶融または蒸発しても、溶接後に未溶着部
が残る程度の耐熱性を有するものであればどのようなも
のでも用いることができる。また、使用する金属は隅肉
溶接が可能なものであればどんな金属でも使用すること
ができる。さらに、継手の種類についても主板方向に引
張り荷重が作用するものであれば、十字継手、回し継
手、Ｔ字継手等に用いることができ、特に制約はない。
法が考えられ、どのような手段を用いても良いが、例え
ば雲母や鋼板等の耐熱物を溶接前にリブ板や主板に貼り
付けておく方法がある。この耐熱物は必ずしも溶接時の
温度で完全に安定な固体である必要はなく、短時間の溶
接熱で一部が溶融または蒸発しても、溶接後に未溶着部
が残る程度の耐熱性を有するものであればどのようなも
のでも用いることができる。また、使用する金属は隅肉
溶接が可能なものであればどんな金属でも使用すること
ができる。さらに、継手の種類についても主板方向に引
張り荷重が作用するものであれば、十字継手、回し継
手、Ｔ字継手等に用いることができ、特に制約はない。
【００１４】
実施例１ 従来方法と本発明の例として、１．０ｍｍ厚の雲母板を
リブ板の長手方向の端面に貼り付けて溶接する方法で、
図６の様な角回し溶接継手を製作し、疲労試験を実施し
た。使用した金属は４９０ＭＰａ級鋼で、主板が１５ｍ
ｍ厚、リブ板が１０ｍｍ厚で、従来継手は溶接脚長が主
板側・リブ板側とも１０ｍｍ、本発明の方法では脚長を
主板側・リブ板側とも１３ｍｍとし、図７の様に未溶着
部長さをリブ板側のみに１０ｍｍとした。
リブ板の長手方向の端面に貼り付けて溶接する方法で、
図６の様な角回し溶接継手を製作し、疲労試験を実施し
た。使用した金属は４９０ＭＰａ級鋼で、主板が１５ｍ
ｍ厚、リブ板が１０ｍｍ厚で、従来継手は溶接脚長が主
板側・リブ板側とも１０ｍｍ、本発明の方法では脚長を
主板側・リブ板側とも１３ｍｍとし、図７の様に未溶着
部長さをリブ板側のみに１０ｍｍとした。
【００１５】試験条件は、応力比を−１としたいわゆる
両振り疲労試験で、公称応力範囲を２００ＭＰａとし
た。その結果、従来継手では疲労寿命が１．５×１０5
回であったのに対し、本発明の方法により製作した継手
では４．２×１０5 回と、寿命が２．８倍向上した。
両振り疲労試験で、公称応力範囲を２００ＭＰａとし
た。その結果、従来継手では疲労寿命が１．５×１０5
回であったのに対し、本発明の方法により製作した継手
では４．２×１０5 回と、寿命が２．８倍向上した。
【００１６】実施例２ 従来方法と本発明の例として、０．８ｍｍ厚の鋼板を主
板、リブ板にそれぞれ溶接線全長にわたり貼り付けた後
溶接する方法を用いて非荷重伝達型リブ十字溶接継手を
製作し、疲労試験を実施した。使用した金属は４９０Ｍ
Ｐａ級鋼で、主板が２０ｍｍ厚、リブ板が１０ｍｍ厚
で、従来継手は溶接脚長が主板側・リブ板側とも１０ｍ
ｍ、本発明の方法では脚長を主板側・リブ板側とも２０
ｍｍとし、未溶着部長さを主板側・リブ板側とも１０ｍ
ｍとした。
板、リブ板にそれぞれ溶接線全長にわたり貼り付けた後
溶接する方法を用いて非荷重伝達型リブ十字溶接継手を
製作し、疲労試験を実施した。使用した金属は４９０Ｍ
Ｐａ級鋼で、主板が２０ｍｍ厚、リブ板が１０ｍｍ厚
で、従来継手は溶接脚長が主板側・リブ板側とも１０ｍ
ｍ、本発明の方法では脚長を主板側・リブ板側とも２０
ｍｍとし、未溶着部長さを主板側・リブ板側とも１０ｍ
ｍとした。
【００１７】試験条件は、応力比を０としたいわゆる片
振り疲労試験で、公称応力範囲を１５０ＭＰａとした。
その結果、従来継手では疲労寿命が１．０×１０6 回で
あったのに対し、本発明の方法により製作した継手では
３．１×１０6 回と、寿命が３．１倍向上した。
振り疲労試験で、公称応力範囲を１５０ＭＰａとした。
その結果、従来継手では疲労寿命が１．０×１０6 回で
あったのに対し、本発明の方法により製作した継手では
３．１×１０6 回と、寿命が３．１倍向上した。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、安価で簡単に隅肉溶接部
の疲労強度が優れた溶接継手を製造することが可能にな
った。
の疲労強度が優れた溶接継手を製造することが可能にな
った。
【図１】本発明を適用した非荷重伝達型リブ十字継手の
例を示す模式図
例を示す模式図
【図２】従来技術における非荷重伝達型リブ十字継手の
模式図
模式図
【図３】図２の継手に引張り応力が作用する場合の応力
の流れを示す図
の流れを示す図
【図４】本発明を適用した非荷重伝達型リブ十字継手の
例を示す模式図
例を示す模式図
【図５】図４の継手に引張り応力が作用する場合の応力
の流れを示す図
の流れを示す図
【図６】実施例における角回し溶接継手の斜視図
【図７】実施例における角回し溶接継手の未溶着部を示
す斜視図
す斜視図
１１，６１，７２ 主板 １２，６２，７３ リブ板 １３ 溶接金属 １４ 溶接止端 １５ ノード １６，７１ 未溶着部 ３１ リブ板側未溶着部 ３２ リブ板側脚長 ５１ 主板側未溶着部 ５２ 主板側脚長 ６３，７４ 隅肉溶接部
Claims (3)
- 【請求項１】 隅肉溶接のルート部のリブ板、またはリ
ブ板および主板に耐熱物を固着した後に隅肉溶接し、ル
ート部のリブ板、またはリブ板および主板と溶接金属の
境界の一部に未溶着部分を導入することを特徴とする隅
肉溶接方法。 - 【請求項２】 耐熱物が雲母または鋼板であることを特
徴とする請求項１記載の隅肉溶接方法。 - 【請求項３】 隅肉溶接のルート部のリブ板、またはリ
ブ板および主板と溶接金属との境界の一部に未溶着部分
を有することを特徴とする隅肉溶接継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9768795A JPH08267234A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 隅肉溶接方法および隅肉溶接継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9768795A JPH08267234A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 隅肉溶接方法および隅肉溶接継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08267234A true JPH08267234A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=14198881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9768795A Withdrawn JPH08267234A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 隅肉溶接方法および隅肉溶接継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08267234A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001477A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Nippon Steel Corp | 鋼管柱基部及び鋼管柱基部の強化方法 |
| JP2003001476A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Nippon Steel Corp | 鋼管柱基部及び鋼管柱基部の強化方法 |
| WO2007132794A1 (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Jfe Steel Corporation | 脆性亀裂伝播停止特性に優れる溶接構造体 |
| JP2012096790A (ja) * | 2006-05-12 | 2012-05-24 | Jfe Steel Corp | 脆性亀裂伝播停止特性に優れる溶接構造体 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP9768795A patent/JPH08267234A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001477A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Nippon Steel Corp | 鋼管柱基部及び鋼管柱基部の強化方法 |
| JP2003001476A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Nippon Steel Corp | 鋼管柱基部及び鋼管柱基部の強化方法 |
| JP4537622B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2010-09-01 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼管柱基部及び鋼管柱基部の強化方法 |
| JP4537621B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2010-09-01 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼管柱基部及び鋼管柱基部の強化方法 |
| WO2007132794A1 (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Jfe Steel Corporation | 脆性亀裂伝播停止特性に優れる溶接構造体 |
| JP2007326147A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-12-20 | Jfe Steel Kk | 脆性亀裂伝播停止特性に優れる溶接構造体 |
| KR101105620B1 (ko) * | 2006-05-12 | 2012-01-18 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 마린 유나이티드 | 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체 |
| JP2012096790A (ja) * | 2006-05-12 | 2012-05-24 | Jfe Steel Corp | 脆性亀裂伝播停止特性に優れる溶接構造体 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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