JPS6350737A - 拘束継手試験方法 - 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〕 本発明は溶接構造物の溶接継手の割れ試験や引張拘束応
力の測定を行う拘束継手試験方法に関するものである。

〔従来の技術〕

溶接構造物は信頼性向上が重要な技術課題であり、疲労
破壊やぜい性破壊等と防止するため多くの検討がなされ
ている。溶接継手の破壊は１通常。

溶接ビード止端部から発生することが多い。しかし、内
部に欠陥が存在すると、欠陥を起点に低い応力で破壊す
ることが多々ある。これらの欠陥のうち、溶接割れや不
溶着部等が特に重要である。

上記欠陥が存在する継手は−１のき裂を有する問題とな
り、き裂がそれ以上進展するかが構造物の破壊に至るか
否かの問題となる。このき裂進展（ζ対しては疲労ある
いはぜい性破壊とも引張応力成分が重要である。引張応
力成分は外力によるものも重要であるが、残留応力や拘
束応力でも同様の影響を及ぼす。溶接構造物では、白組
精度の問題などから高い引張拘束応力が生じる状態で溶
接される場合が多く、溶接時の溶接割れや使用中の疲労
破壊やぜい性欠壊が問題と々る。すなわち、拘束石力に
よる溶接割れが初期欠陥として問題と々す、引張拘束応
力がそれからのき裂進展の促進効果を与えるため大きさ
が問題となる。

従来、拘束応力下の溶接割れ試験法としてはＪＩＳ　　
Ｚ３１５７．Ｕ形溶接われ試験方法が一般的である。こ
の方法は、試験板に切欠きを設け。

この切欠きにはさまれた継手部に開先が設けられている
拘束継手が使用される。この拘束継手の継手部に溶接ビ
ードを置くと、引張拘束応力のため溶接ビードに割れが
生じることが多い。この溶接割れの検出は酸化着色など
を施した後、引張試験や裏曲げ試験を行って、拘束継手
を破断させて直接観察測定する。また、溶接学会全国大
会講演概要第３５集墓３２９（昭５９−９）で用いられ
ているＨ形拘束継手と呼ばれる拘束継手も用いられる。

この拘束継手は、ＪＩＳ　　Ｚ３１５７で使用されてい
る拘束継手に比較して、切欠の形状を長くして継手部の
長さを長くしたものに相当し、この寸法によって引張拘
束応力を調節することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの拘束継手を用いて前記溶接割れ試験を行うこと
は可能であるが、溶接後引張り破断や裏曲げ破断させる
際、試験板が一体であるため、大きな破断荷重が必要と
なり、したがって大型試験機による試験が必要となって
合理的でない。

また、引張拘束応力の影響を定量的に把握することは信
頼性向上に関して重要である。従来の拘束継手について
、引張拘束応力を定量的に求めるには、Ｘ線応力測定等
を行うか、溶接ビード近傍にひずみゲージを貼付してま
わりを切断して、拘束応力を解放して求めることになり
、工数的、精度的にも問題がある。

本発明の目的は拘束割れ試験において、溶接割れ寸法の
測定を行なうための引張破断試験あるいは裏曲げ試験で
の試験荷重の低減をはかつて試験を簡便に行えるように
すると共に、溶接継手部に負荷されている引張拘束応力
を比較的簡便に測定できるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

通常、溶接拘束応力で悪影響を及ぼし、穫々試験が必要
となるのは引張拘束応力である。この点から考えると、
従来の拘束継手は試験板が一体であるため、圧、縮拘束
応力が作用しても成りたつが。

破断試験荷重が大きくなり、定量測定のためには切断が
必要となるなど、必要とする引張拘束応力発生の面から
は品質過剰ともいえる。

溶接継手部が引張応力を受けるということは。

拘束を与えている継手部の両側の試験板は圧縮応力を受
けていることになる。引張応力は一体でなければ伝達で
きないが、圧縮応力は接触していれば一体でなくても伝
達可能である。そこで、拘束する部分を２分割等分割し
て製作し、これらの試験板を突合せて溶接することによ
って拘束継手を裏作した。溶接することによって拘束応
力が生じるため１分割状、倹板の溶接時の機械的拘束は
両者密着するようにした仮留め程度で十分である。この
ようにすれば溶接割れ試験での破断試験では荷重が小さ
くて良く、拘束応力を測定するにはひずみゲージや変位
計を継手部等に取付けて引張試験を行って、ひずみある
いは変位と試験荷重の線形性をみることによって容易に
測定することが可能となる。

〔作用〕

２分割した引張拘束継手を溶接した後、それを引張る時
、たとえばひずみを測定し、ひずみと荷重の関係をみる
と第９図に示すごとくなる。すなわち、拘束応力が作用
している範囲では各部のひずみと荷重の関係は線形挙動
を示すが、引張荷重が拘束力を越えると１両側の分割部
は荷重を負担しなくなるため、ひずみは増加しなくなる
のに対し、溶接部のひずみは勾配を変えて急速に増加す
るようになる。この変曲点が拘束応力に対応しており容
易にしかも明確に求めることができる。

また、破断試験では溶接部のみが一体であるため、拘束
力以上では両側は分離してしまうので低荷重で試験でき
る。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明の溶接割れ試験や拘束応力
測定に用いる拘束継手の一実施例を示したものである。

拘束継手は対称的な２枚の分割試験板１．２からなって
いる。分割試験板１は２個所に設けられた切欠き部１ａ
、ｌｂとこれら切欠き部１ａと１ｂ間にはさまれた中央
継手部ＩＣが設けられている。また１分割試験板２は、
２個所に設けられた切欠き部’ｌａ、２ｂとこれら切欠
き部２ａと２ｂ間にはさまれた中央継手部２Ｃが設けら
れている。これら分割試験板１，２を突合せて仮止めす
る。これにより、２個所の切欠き３゜４とこれらの切欠
き３，４にはさまれた中央継手部１ｃ、２ｃの部分には
開先部５が形成される。

６は分割試験板１，２の分割線である。そして、拘束継
手は、若干すきまのある中央継手部１ｃ。

２Ｃによって形成される開先部を溶接することによって
製作される。継手部ＩＣ，２Ｃには八−Ａ′矢視断面図
のような開先部を設けるだけでなく。

第３図のごとく任意形状の開先部を設けても同様である
。溶接割れ試験ではこの拘束継手を引張シあるいは曲げ
破断させて観察する。この際、破断試験前に酸化着色等
によって、溶接割れ部を着色しておけばより明確に溶接
割れを検出できる。

第４図は第１図に示した拘束継手において、裏曲げ破断
試験２行う場合の実施例であり、継手部等の構成は第１
図と同様であるが、拘束を与える両側の分割線６の断面
形状を図に示すごとく切欠き７を有する構造としたもの
である。この切欠き７を設けることによって１曲げ破断
試験がより容易となる。

第５図は別の実施例であり、Ｈ形拘束継手の例であり、
継手部の形状等は第１図と同様である。

なお、８は継手部に形成された開先部に施された溶接に
よる溶接ビードである。このようなＨ形拘束継手におい
ても、引張り試験や裏曲げ試験法は同じである。

第６図および第７図は別の実施例であり、十字継手の例
である。分割試験板１，２の継手部１ｃ。

２Ｃの寸法を挿入するリプ板９の厚さに合せて任意に選
び、これらを突合せて組合せた後、継手部をたとえば第
７図の溶接ビード１０で示すごとくすみ肉溶接して拘束
継手を製作した例であり、開先形状を変えてもよい。な
お、溶接割れの判定試験は上記実施例と同様である。

以上説明した各分割拘束継手を用いて拘束応力を測定す
る試験法は同様であるので、以下第５図に示したＨ形拘
束継手を用いた例について第８図により説明する。

第５図に示した拘束継手において、分割線６の近傍の３
　、ｊ［ｌｉｌ所にひずみゲージ１１をセットし１分割
試験板１，２の側面に分割線６を境とするように変位セ
ンサ１２をセットする。そして引張荷重Ｐを負荷して第
９図に示す例のごとく、荷重−ひずみ（変位）等の関係
を求め、この線図の変曲点が拘束部の分離に相当するこ
とから簡便かつ正確に引張拘束力あるいは引張拘束応力
を求める方法である。

〔発明の効果〕

本発明によって、従来定量値測定が面倒であった。引張
拘束応力の引張拘束応力の定量測定が簡便となり、溶接
割れ試験では破断試験が大幅に簡便となって、溶接構造
物の信頼性向上に反映させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いる拘束継手の一例の平面
図、第２図は第１図における継手部の■−■′線矢視断
面図の一例を示す図、第３図は同じ＜　ｎ−ｎ’線矢視
断面図の他の例を示す図、第４図は裏曲げ試験のための
分割試験板の分ＩＦＩＪＩ部の切欠き断面形状の例を示
す図、第５図は別の実施例のＨ形拘束継手の平面図、第
６図は同じく十字形拘束継手の平面図、第７図は第６図
の■−ｖＦ線矢視断面図、′ｒ４８図シよび第９図は本
発明方法を説明する図で、第８図はひずみゲージ、変位
センサの取付状態を示す図、第９図は引張試験による荷
重−ひすみ特性の例を示す図である。 １．２・・・分割試験板、ＩＣ，２Ｃ・・・継手部、３
゜４・・・切欠き、５・・・開先部、６・・・分割線、
８．１０・・・溶接ビード、９・・・ツブ板、１１・・
・ひずみゲージ。 １２・・・変位センナ。 第１　肥 １２凹 ￥　３　凹 ぐ ８−＋　図 ６′ 第５凹 ｊ６国 第７　図 零８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶接構造物の溶接継手部に作用する引張拘束応力の
   影響を調べる引張拘束継手試験法において、拘束を与え
   る溶接継手部の両側部分が溶接前は一体でない分割形で
   あり、これらを組合せて溶接した分割形拘束継手を用い
   、引張試験曲げ試験あるいは引張拘束応力測定試験を行
   うことを特徴とする拘束継手試験方法。 ２、分割形拘束継手を用い、継手部にひずみゲージある
   いは変位検出センサを取付け、引張試験を行つて荷重−
   ひずみ（変位）特性の変曲点を検出し、これにより引張
   拘束荷重あるいは引張拘束応力の測定を行うことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の拘束継手試験方法。