JPS6255360A - 縦および横方向に肉厚差を有する金属板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は縦および横方向に肉厚差を有する金属板に関す
る。さらに詳細には本発明は、溶接される四辺の周縁部
およびその間のリブ溶接される個所が他の個所よりも肉
厚が大きく且つ一体に形成されている溶接構造物用金属
板に関する。

従来の技術 造船、海洋構造物、建築物および機械などに使用される
厚鋼板は断面の厚みが一様である。しかるに厚鋼板は本
来、溶接で接合された構造物として使用されるものであ
り、厚みが一様な厚鋼板を溶接した場合に溶接部の強度
は母材部の強度より小さくなるのが一般的である。従っ
て、溶接部の強度が母材のみの強度よりもかなり低く、
溶接構造物全体として強度バランスがとれていない。ま
た、構造物の強度は一般に溶接部の強度によって決定さ
れるので、母材部では必要以上の強度、すなわち材料厚
みを有することとなり、材料的にも不経済である。

発明の解決しようとする問題点 本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解決するこ
とにあり、さらに詳細には、溶接部と母材部との強度バ
ランスが良好な溶接構造物用金属板を提供することにあ
る。

問題点を解決するための手段 上記の従来技術の問題点を解決するため、本発明者等は
種々検討を行ない、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明に従うと、全体としてほぼ短形をなし
、溶接すべき四辺の周縁部あるいはその間のリブ溶接さ
れる個所がその他の個所より肉厚が大きく且つ一体に形
成されていることを特徴とする縦および横方向に肉厚差
を有する溶接構造物用金属板が提供される。

本発明の好ましい態様に従うと、溶接されるべき個所の
厚みと、溶接されない個所の厚みとの比は１，２〜２．
５の範囲が好ましい。

詐ユ 構造物の材料強度の決定には大略、次の２通の・方法が
採用される。

すなわち、繰返し荷重が作用せず、疲労破壊の恐れない
構造物の場合には、作用する応力の最大値を材料の引張
強度の０．６倍或いは降伏点の０．８倍以内におさめる
ように設計がなされる。

一方、繰返し荷重が作用する構造物の場合には疲労損傷
を考慮して材料強度を決定する必要がある。このような
疲労損傷は一般に、１０６回以上のサイクルで繰返され
る際の破壊強度を基準に材料強度が決定される。上述の
如く、このような繰返し荷重による疲労強度は溶接部で
低くなっており、日本鋼構造協会の疲労設計指令では、
鋼構造物の疲労強度を継手の種類に従ってＡからＧの等
級に分類している。

例えば船体構造の溶接部の疲労強度の等級は上記の分類
ではＢ−Ｅの等級にあり、母材部のＡ等級の強度を１８
ｋｇ／ｍｍ２とすると、その基準に対して、１５〜ｇｋ
ｇ／＋ｎ［１１’の疲労強度となっている。

一方、作用する繰返し応力は材料の肉厚と逆比例した間
係にある。従って、上記した船体構造の場合には、母材
部を基準とすると、溶接部は１８／１５〜１８／８の肉
厚のときに母材部と同一の疲労強度を有することとなる
。

従って、本発明の如く、溶接すべき四辺の周縁部および
その間のリブ溶接される個所がその他の個所よりも肉厚
が大きく且つ一体に形成されている金属板を用いて溶接
により構造物を形成すると、全体として疲労強度のバラ
ンスのよい構造物が得られる。すなわち、疲労強度の大
きな母材部の肉厚を小さくして材料を軽量化するととも
に、疲労強度の小さな溶接部の肉厚を大きくして、溶接
部の強度を高めることとなる。

以下、本発明を添付の図面を参照して実施例により説明
する。

実施例 第１図は本発明の金属板の１実施例の斜視図であり、第
２図（ａ）はその平面図、第２図（５）は側面図である
。

図示の如く、本発明の金属板は四辺の周縁部が全て厚さ
ｔ２で、厚肉をなし、板幅中央部に横方向、すなわち板
長手方向に延びた厚肉部分と、両側辺部の間に２本の厚
肉部分を有し、その他の部分は薄肉となっている。これ
らの厚肉部分および薄肉部分は一体に形成され、後述の
ように圧延により製造してもよく、或いは平坦な金属板
材を切削して薄肉部分を形成することによって製造して
もよい。

図示の例では、金属板の表面寸法はＢ　２　Ｘ　Ｌ　２
であり、厚肉部分により区画された６つの薄肉部分の表
面寸法はそれぞれＢＩＸＬ２の大きさである。

また、薄肉部分の厚さはｔｌ、厚肉部分の厚さはｔ２で
あり、厚肉部分から薄肉部分へとなだらかに肉厚が変化
しているのが好ましい。

さらに、図示の如く厚肉部分は薄肉部分から一方向に突
出して厚肉となっていてもよく、或いは薄肉部分を中心
として両方向に均等に突出して厚肉となっていてもよい
。

次に本発明の金属板の製造例を説明する。

製造例 第３図に示す圧延ラインで本発明の金属板を製造した。

圧延ラインは、加熱炉１１のスラブ排出側からローラテ
ーブルで連結された２旧の可逆式圧延機１２、ユニバー
サル粗ミル１３、エツジヤミル１４およびソー１５とか
ら構成されている。

まず、第４図（ａ）に示す如き断面が２５０＋ｎｍＸ１
５００ｍｍの連続鋳造スラブを圧延機１１により２５バ
スで第４図（ｂ）に示す如き４０＋ｎ＋ｎＸ１６７４ｍ
ｍの断面にまで圧下した。続いて材料をユニバーサル粗
ミル１３に送り、材料先端がユニバーサル粗末ミルセン
ターよす例えば１００ｍｍ以上下流側に出た状態で材料
を停止し、第４図（Ｃ）に示すように水平ロールのギャ
ップを小さくし、材料の一部を２５ｍｍまで圧下し、続
いて材料を移動しながら、一定長だけ厚さ２５ｍ１１１
に圧下した。このときユニバーサル粗ミルの竪ロール開
度は１６７４ｍｍに保持されて、水平ロールによる圧下
に伴う材料幅の広がりを規制する。

このユニバーサル粗ミル１３の上側水平ロールはロール
幅中央に凹部を有し、圧下される板材の中央部分が突起
するよう成形される。この突起部分の幅は溶接すべき厚
肉部分の所要幅と等しい。

次いでユニバーサル粗ミル１３の水平ロールのギャップ
を開き、材料のみを２００順だけ前進させ、再度水平ロ
ールのギャップを狭め、２５ｍｍまで圧下し、一定長だ
け厚さ２５［ＩＩｍに圧延する。

このようにユニバーサル粗ミル１３では材料を一定周期
で２５ｍｍの厚さに圧下してゆくが、このとき材料のエ
ツジ部は自由端のため厚みが不均一となる。そのため、
第４図（ｄ）に示すように、後段のエツジヤミル１４で
材料の両側縁部を３７ｍｍまで圧下し、所定の寸法とす
る。

このようにして得られた板材は、第４図（ｅ）に示すよ
うに、薄肉部分が２５ｍｍの厚さで、縦および横方向の
厚肉部分および両側縁部が３７ｍｍの厚さで、特に所定
の周期で全幅にわたり厚さが３７陥となっている。

この金属板材を第４図（ｅ）に鎖線で示すようにソー１
５で１０ｍ毎に切断して第１図および第２図（ａ）、（
ハ）に示す金属板を得る。

適用例 第５図はタンカー、鉱石運搬船およびばら積船のような
大型専用船の船殻構造の一部の斜視図である。この船殻
構造は、外板２１に、横部材２２と、横部材２２を貫通
する縦通材２３とが溶接により接合されている。さらに
横部材２２のウェブ部と縦通材２３のフランジ部とに防
撓材２４が溶接接続されている。このような船殻構造に
矢印Ｆで示す方向に繰返し荷重が作用すると外板２１と
横部材２２との溶着部に亀裂が発生しやすく、このため
外板２１を可成り肉厚の大きな厚鋼板としなければなら
なかった。

そこで、第６図ら）に示すように、外板２１として本発
明の金属板を用い、横部材２２および縦通材２３との接
合部分を厚肉とし、これに第６図（ａ）で示す如き横部
材２２および縦通材２３を溶接により接合すると、上記
の亀裂の発生を防止することができ且つ外板２１を軽量
化することができる。

発明の効果 以上に説明の如く本発明の金属板は溶接すべき個所が厚
肉で、その他の部分は薄肉であり、これらが１枚の金属
板として一体に形成されていることに特徴を有するもの
である。

本発明の金属板を用いた溶接構造物においては、溶接部
の強度および疲労特性に優れ、さらに溶接されるべき個
所以外を予め薄肉としているので構造物全体を軽量化す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属板の１実施例の斜視図であり、 第２図（ａ）は第１図に示した金属板の平面図、第２図
（ｂ）は側面図であり、 第３図は本発明の金属板を製造するための圧延ラインの
フロー図であり、 第４図（ａ）〜（ｄ）は、第３図に示した圧延ラインの
各工程での金属板材の断面をそれぞれ示し、第４図（ｅ
）は圧延後の金属板材の平面を示し、第５図は大型専用
船の船殻構造の一部の斜視図であり、 第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、第５図に示す船殻構
造を、本発明の金属板（第６図（ｂ））を用いて構成す
る様子を示す分解図である。 （参照番号） １１・・加熱炉、　　　　１２・・可逆式圧延機１．１
３命・ユニバーサル粗ミル、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 全体としてほぼ短形をなし、溶接すべき四辺の周縁部あ
   るいはその間のリブ溶接される個所がその他の個所より
   肉厚が大きく且つ一体に形成されていることを特徴とす
   る縦および横方向に肉厚差を有する溶接構造物用金属板
   。