KR102119175B1 - Welding structure - Google Patents
Welding structure Download PDFInfo
- Publication number
- KR102119175B1 KR102119175B1 KR1020207004557A KR20207004557A KR102119175B1 KR 102119175 B1 KR102119175 B1 KR 102119175B1 KR 1020207004557 A KR1020207004557 A KR 1020207004557A KR 20207004557 A KR20207004557 A KR 20207004557A KR 102119175 B1 KR102119175 B1 KR 102119175B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- joined
- welded structure
- welding
- welded
- test
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/0206—Seam welding; Backing means; Inserts of horizontal seams in assembling vertical plates, a welding unit being adapted to travel along the upper horizontal edge of the plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
Abstract
접합 부재(11)의 단면(11c)이 피접합 부재(12)의 피접합면(12a)에 맞닿은 상태로 접합 부재(11)가 피접합 부재(12)에 양측 부분 용입 용접된 T 이음부를 갖고, 접합 부재(11)의 단면(11c)에 수직인 방향에 있어서의 길이를 H(mm)로 하고, 미리 설정되는 접합 부재(11)의 허용 응력을 σ(N/mm2)로 했을 경우에, 피접합 부재(12)의, 피접합면(12a)의 1mm 깊이 위치로부터 채취되는 타입 P3 시험편을 이용한 NRL 낙중 시험에 의한 무연성 천이 온도 NDTT(℃)가,［NDTT≤360.4-46.8×ln｛σ(πH)0.5｝］를 만족하는, 용접 구조체(10).The joint member 11 has a T-joint welded on both sides partially welded to the joint member 12 with the end face 11c of the joint member 11 abutting the joint surface 12a of the joint member 12 When the length in the direction perpendicular to the end face 11c of the joining member 11 is set to H (mm), and the allowable stress of the preset joining member 11 is set to σ (N/mm 2 ). , The non-flammable transition temperature NDTT (°C) by NRL drop test using a type P3 test piece taken from a 1 mm depth position of the surface to be joined 12 of the member to be joined 12, [NDTT≤360.4-46.8×ln The welded structure 10 satisfies ｛σ(πH) 0.5 ｝].
Description
본 발명은, 컨테이너선 등에 있어서 이용되는 용접 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a welding structure used in a container ship or the like.
대량의 화물을 탑재하는 대형의 컨테이너선에 있어서는, 어퍼 덱(상갑판)에, 화물의 하역을 행하기 위한 큰 개구부(해치)가 형성되어 있다. 또, 어퍼 덱 상에는, 해수의 유입 방지 등을 위해서, 해치를 둘러싸도록 해치 사이드 코밍이 설치되어 있다. 어퍼 덱 및 해치 사이드 코밍은 각각, 복수의 강판을 용접하여 구성되어 있다. 또, 해치 사이드 코밍은, 어퍼 덱 상에 용접되어 있다.In a large container ship carrying a large amount of cargo, a large opening (hatch) for loading and unloading cargo is formed in the upper deck (upper deck). Moreover, hatch side coaming is provided on the upper deck so as to surround the hatch in order to prevent the inflow of seawater. The upper deck and hatch side coaming are each constituted by welding a plurality of steel plates. Moreover, hatch side coaming is welded on the upper deck.
상기와 같은 대형의 컨테이너선이 해상을 항행할 때는, 파랑에 의해서, 선체 전체를 구부리는 듯한 하중(세로 굽힘 하중)이 선체에 부가된다. 이러한 하중에 대하여 선체의 강도(세로 굽힘 강도)를 충분히 확보하기 위해서, 어퍼 덱 및 해치 사이드 코밍에는, 고강도의 후육 강판이 이용되고 있다.When the large container ship as described above navigates the sea, a load (vertical bending load) that bends the entire hull by blue waves is applied to the hull. In order to sufficiently secure the strength (vertical bending strength) of the hull against such a load, a high-strength thick steel plate is used for upper deck and hatch side coaming.
또, 상술한 바와 같이, 해치 사이드 코밍 및 어퍼 덱은 각각, 복수의 강판을 용접한 구성을 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 해치 사이드 코밍 및 어퍼 덱에는, 강판끼리를 용접하기 위한 복수의 용접부가 형성되어 있다. 용접부에서 발생한 균열은, 용접부를 따라 전파되기 쉽다. 이 때문에, 예를 들면, 해치 사이드 코밍의 용접부에 있어서 균열이 발생한 경우, 그 균열이 용접부를 따라 어퍼 덱 측을 향해 전파되고, 전파된 균열이 어퍼 덱의 용접부에 진전되는 경우가 있다. 따라서, 선체의 강도를 충분히 향상시키기 위해서는, 해치 사이드 코밍 및 어퍼 덱이, 상기와 같은 균열의 진전을 정지시킬 수 있는 특성(취성 균열 전파 정지 특성)을 가질 필요가 있다.In addition, as described above, the hatch side coaming and the upper deck each have a configuration in which a plurality of steel plates are welded. In other words, the hatch side coaming and the upper deck are provided with a plurality of welding portions for welding steel plates. Cracks generated in the weld are likely to propagate along the weld. For this reason, for example, when a crack occurs in the weld portion of the hatch side coaming, the crack propagates along the weld portion toward the upper deck side, and the propagated crack may advance to the weld portion of the upper deck. Therefore, in order to sufficiently improve the strength of the hull, it is necessary for the hatch side coaming and the upper deck to have the characteristics (stop brittle crack propagation stop characteristics) capable of stopping the above-described crack propagation.
예를 들면, 특허문헌 1 및 2에는, 취성 균열 전파 정지 특성에 관한 용접 구조체가 개시되어 있다.For example, Patent Documents 1 and 2 disclose welding structures related to brittle crack propagation stop characteristics.
그런데, 해치 사이드 코밍에서 발생하여, 어퍼 덱 측을 향해 전파된 균열의 진전을 정지시키기 위해서는, 이들의 부재로서, 예를 들면, 취성 균열 전파 정지 특성의 지표인 -10℃에 있어서의 Kca값이 6000N/mm1.5 이상인 후육 강판을 이용할 필요가 있다는 것이 알려져 있다.By the way, in order to stop the propagation of cracks generated in hatch side coaming and propagated toward the upper deck side, as these members, for example, the Kca value at -10°C, which is an index of brittle crack propagation stop characteristics, It is known that it is necessary to use a thick steel plate of 6000 N/mm 1.5 or more.
그러나, 이러한 높은 취성 균열 전파 정지 특성을 갖는 후육 강판을 안정적으로 제조하는 것은, 기술적인 면에서도 비용적인 면에서도 곤란하다는 문제가 있다. 그 때문에, 보다 합리적인 수법에 의해 저비용으로 뛰어난 취성 균열 전파 정지 특성을 갖는 용접 구조체를 얻을 필요가 있다.However, there is a problem in that it is difficult to stably produce a thick steel sheet having such high brittle crack propagation stop characteristics, both in terms of technology and cost. Therefore, it is necessary to obtain a welded structure having excellent brittle crack propagation stop characteristics at low cost by a more reasonable method.
본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 취성 균열 전파 정지 특성이 뛰어난 용접 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve this problem, and an object thereof is to provide a welded structure excellent in brittle crack propagation stop characteristics.
본 발명은, 하기의 용접 구조체를 요지로 한다.This invention makes the following welded structure a gist.
(1) 판 형상의 접합 부재의 단면이 판 형상의 피접합 부재의 피접합면에 맞닿은 상태로, 상기 접합 부재가 상기 피접합 부재에 양측 부분 용입 용접된 T 이음부를 갖는 용접 구조체로서, (1) A welded structure having a T-joint part welded to both sides of the joined member in a state where the end face of the plate-shaped joint member is in contact with the surface to be joined of the plate-shaped joined member,
상기 접합 부재의 상기 단면에 수직인 방향에 있어서의 길이를 H(mm)로 하고, 미리 설정되는 상기 접합 부재의 허용 응력을 σ(N/mm2)로 했을 경우에, When the length in the direction perpendicular to the cross section of the joining member is set to H (mm) and the allowable stress of the preset joining member is set to σ (N/mm 2 ),
상기 피접합 부재의, 상기 피접합면의 1mm 깊이 위치로부터 채취되고, 두께 방향이 상기 피접합 부재의 판 두께 방향과 일치하는 ASTM E208에 규정되는 타입 P3 시험편을 이용한 NRL 낙중 시험에 의한 무연성 천이 온도 NDTT(℃)가, 하기 (i)식을 만족하는, 용접 구조체.Lead-free transition by NRL drop test using a type P3 test piece specified in ASTM E208, wherein the member to be joined is taken from a 1 mm depth position of the surface to be joined and whose thickness direction coincides with the plate thickness direction of the member to be joined. The welding structure in which the temperature NDTT (°C) satisfies the following expression (i).
NDTT≤360.4-46.8×ln｛σ(πH)0.5｝ …(i)NDTT≤360.4-46.8×ln｛σ(πH) 0.5 ｝… (i)
(2) 상기 피접합 부재의 판 두께 t(mm)가, 하기 (ii)식을 만족하는, 상기 (1)에 기재된 용접 구조체.(2) The welded structure according to the above (1), wherein the plate thickness t (mm) of the member to be joined satisfies Expression (ii) below.
t≥50.0 …(ii)t≥50.0… (ii)
(3) 상기 피접합 부재의 판 두께 t(mm)가 하기 (iii)식을 만족하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용접 구조체.(3) The welded structure according to (1) or (2) above, wherein the plate thickness t (mm) of the member to be joined satisfies Expression (iii) below.
t＞80.0 …(iii)t＞80.0… (iii)
(4) 상기 피접합 부재의 항복 응력이 400~580MPa이고, 인장 강도가 510~750MPa인, 상기 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 용접 구조체.(4) The welding structure according to any one of (1) to (3) above, wherein the yield stress of the member to be joined is 400 to 580 MPa, and the tensile strength is 510 to 750 MPa.
(5) 상기 피접합 부재의 -10℃에 있어서의 전체 두께의 Kca값이 6000N/mm1.5 미만인, 상기 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 용접 구조체.(5) The welded structure according to any one of (1) to (4), wherein the Kca value of the total thickness at -10°C of the member to be joined is less than 6000 N/mm 1.5 .
본 발명에 의하면, 취성 균열 전파 정지 특성이 뛰어난 용접 구조체를 얻을 수 있다.According to the present invention, a welded structure excellent in brittle crack propagation stop characteristics can be obtained.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 구조체를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용접 구조체를 나타낸 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용접 구조체를 나타낸 사시도이다.
도 4는, 구조 모델 어레스트 시험체의 형상을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view showing a welding structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a welding structure according to another embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a welding structure according to another embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the shape of the structural model arrest test body.
본 발명자들이 상기의 과제를 해결하기 위해서 검토를 행한 결과, 이하의 지견을 얻기에 이르렀다.As a result of examination by the present inventors to solve the above problems, the following findings have been obtained.
상술한 바와 같이, 용접 구조체에 이용되는 부재의 전체 두께에 걸쳐서 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키기 위해서는, 예를 들면, Kca값이 6000N/mm1.5 이상인 후육 강판을 이용할 필요가 있다.As described above, in order to improve brittle crack propagation stop characteristics over the entire thickness of a member used in a welded structure, it is necessary to use, for example, a thick steel sheet having a Kca value of 6000 N/mm 1.5 or more.
그러나, 예를 들면, 해치 사이드 코밍으로부터 어퍼 덱 측을 향해 균열이 전파되는 경우에 있어서, 균열이 돌입하는 어퍼 덱의 표층 영역의 취성 균열 전파 정지 특성을, 해치 사이드 코밍의 높이 및 허용 응력에 따라 향상시킬 수 있다면, 균열의 진전을 정지시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 용접 구조체 전체에서의 취성 균열 전파 정지 특성을 저비용으로 향상시키는 것이 가능해진다.However, in the case where cracks propagate from the hatch side coaming toward the upper deck side, for example, the brittle crack propagation stop characteristics of the surface layer region of the upper deck where the cracks intrude, depending on the height and permissible stress of the hatch side coaming If it can be improved, it becomes possible to stop the growth of the crack. As a result, it becomes possible to improve brittle crack propagation stop characteristics in the entire welded structure at low cost.
본 발명은 상기의 지견에 의거하여 이루어진 것이다. 이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 구조체에 대해 설명한다.This invention is made|formed based on the above knowledge. Hereinafter, a welding structure according to an embodiment of the present invention will be described.
1. 용접 구조체의 구성1. Composition of welding structure
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 구조체를 나타낸 사시도이다. 본 실시형태에 따른 용접 구조체(10)는, 접합 부재(11) 및 피접합 부재(12)를 구비하고 있다. 접합 부재(11)는 판 형상이며, 판 두께 방향에 수직인 제1 표면(11a) 및 제2 표면(11b)을 갖는다. 또, 피접합 부재(12)는 판 형상이며, 접합 부재(11)의 단면(11c)이 맞닿아지는 피접합면(12a)을 갖는다.1 is a perspective view showing a welding structure according to an embodiment of the present invention. The
그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 용접 구조체(10)는, 단면(11c)이 피접합면(12a)에 맞닿은 상태로, 접합 부재(11)가 피접합 부재(12)에 양측 부분 용입 용접된 T 이음부를 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 용접 구조체(10)는, 제1 표면(11a) 측에 형성된 제1 용접부(13a) 및 제2 표면(11b) 측에 형성된 제2 용접부(13b)를 갖는다. 또한, 상기의 T 이음부를 갖는 용접 구조체에는, 도 1에 나타낸 바와 같이 T자 형상의 구조체에 더하여, 예를 들면, 도 2 및 3에 나타낸 형상의 구조체도 포함된다.And, as shown in Fig. 1, in the
또, 접합 부재(11)와 피접합 부재(12)는, 필렛 용접에 의해서 접합되어 있어도 되나, 접합 강도의 관점에서는, 접합 부재(11)에 개선(開先)을 형성하고, 개선 용접에 의해서 접합되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, although the joining
예를 들면, 용접 구조체(10)를 컨테이너선 등에 이용하는 경우에는, 후육의 피접합 부재가 대상이 된다. 구체적으로는, 피접합 부재(12)의 판 두께를 t(mm)로 했을 경우에, 하기 (ii)식을 만족하는 것이 바람직하고, 하기 (iii)식을 만족하는 것이 보다 바람직하다.For example, when the
t≥50.0 …(ii)t≥50.0… (ii)
t＞80.0 …(iii)t＞80.0… (iii)
또한, 접합 부재(11)의 판 두께에 대해서도 특별히 제한은 없으나, 피접합 부재(12)와 마찬가지로, 50.0mm 이상인 것이 바람직하고, 80.0mm 초과인 것이 보다 바람직하다.Moreover, although there is no restriction|limiting in particular also about the plate|board thickness of the joining
2. 피접합 부재의 무연성 천이 온도2. Lead-free transition temperature of the member to be joined
상술한 바와 같이, 피접합 부재의 전체 두께에 걸쳐서 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키기 위해서는, 예를 들면, Kca값이 6000N/mm1.5 이상인 강판을 피접합 부재로서 이용할 필요가 있고, 그러한 특성을 갖는 강판의 확보가 곤란하다는 문제가 있다. 그러나, 적어도 피접합 부재의 접합 부재 측의 표층부에 있어서의 취성 균열 전파 정지 특성을, 접합 부재의 높이 및 상정되는 허용 응력에 따라 향상시킴으로써, 균열의 진전을 정지하는 것이 가능해진다.As described above, in order to improve the brittle crack propagation stop property over the entire thickness of the member to be joined, it is necessary to use, for example, a steel sheet having a Kca value of 6000 N/mm 1.5 or more as a member to be joined, and having such properties. There is a problem that it is difficult to secure the steel sheet. However, by at least improving the brittle crack propagation stop characteristics in the surface layer portion of the joint member side of the joined member according to the height of the joint member and the assumed allowable stress, it is possible to stop the crack growth.
즉, 피접합 부재의 표층부에 있어서의 무연성 천이 온도를, 접합 부재의 높이 및 미리 설정되는 접합 부재의 허용 응력에 따라 제어함으로써, 균열의 진전을 정지하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 접합 부재의 높이가 높을수록, 또, 접합 부재의 허용 응력이 높을수록, 균열이 진전되기 쉬워지기 때문에, 표층부에 있어서의 무연성 천이 온도를 낮게 할 필요가 있다.That is, by controlling the non-flammable transition temperature in the surface layer portion of the member to be joined according to the height of the joining member and the allowable stress of the preset joining member, it is possible to stop the growth of the crack. Specifically, the higher the height of the joining member and the higher the allowable stress of the joining member, the more likely the crack is to propagate, so it is necessary to lower the non-combustible transition temperature in the surface layer portion.
그 때문에, 접합 부재(11)의 단면(11c)에 수직인 방향에 있어서의 길이를 H(mm)로 하고, 접합 부재(11)의 허용 응력을 σ(N/mm2)로 했을 경우에, 피접합면(12a)의 1mm 깊이 위치로부터 채취되는 ASTM E208에 규정되는 타입 P3 시험편을 이용한 NRL 낙중 시험에 의한 무연성 천이 온도 NDTT(℃)를, 하기 (i)식을 만족시킬 필요가 있다.Therefore, when the length in the direction perpendicular to the
NDTT≤360.4-46.8×ln｛σ(πH)0.5｝ …(i)NDTT≤360.4-46.8×ln｛σ(πH) 0.5 ｝… (i)
NDTT의 측정 방법에 대해서, 자세하게 설명한다. 우선, 피접합면(12a) 측으로부터, ASTM E208에 규정되는 타입 P3 시험편을 채취한다. 타입 P3 시험편이란, 길이 130mm, 폭 50mm, 두께 16mm의 시험편이다. 이 때, 피접합면(12a)을 1mm 깎아낸 후, 시험편의 두께 방향이, 피접합 부재(12)의 판 두께 방향과 일치하도록 채취한다. 즉, 피접합면(12a)의 1mm 깊이 위치로부터 17mm 깊이 위치까지의 영역으로부터 시험편이 채취되게 된다.The measurement method of NDTT will be described in detail. First, a type P3 test piece specified in ASTM E208 is taken from the side to be joined 12a. The type P3 test piece is a test piece having a length of 130 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 16 mm. At this time, after cutting the surface to be joined 12a by 1 mm, the thickness direction of the test piece is collected so as to coincide with the thickness direction of the member to be joined 12. That is, the test piece is taken from the region from the 1 mm depth position to the 17 mm depth position of the
또, 후술하는 바와 같이, 시험편의 길이 방향과 수직인 면에 있어서 균열이 발생하도록 시험을 행한다. 용접 구조체에 있어서, 균열은 제1 용접부(13a) 및 제2 용접부(13b)의 연신 방향과 수직인 면에 있어서 발생한다. 그 때문에, 시험편은, 그 길이 방향이 용접 구조체의 용접부의 연신 방향과 일치하도록 채취한다.In addition, as described later, a test is performed so that cracks occur in a surface perpendicular to the longitudinal direction of the test piece. In the welded structure, cracking occurs in a plane perpendicular to the stretching direction of the
그 후, 상기 시험편을 이용하여, ASTM E208에 준거한 NRL 낙중 시험을 실시한다. 구체적으로는, 우선 상기 시험편의 두께 방향과 수직인 피접합 부재의 표면 측의 면 상에, 시험편의 길이 방향과 평행하는 방향으로 연장되는 용접 비드를 형성한다. 그 때, 용접 재료는 ASTM E208에 규정되는 인성이 낮은 용접 재료를 사용한다. 용접 비드의 길이는 60~70mm, 폭은 12~16mm의 범위가 되도록 조정한다. 그리고, 용접 비드 상에 시험편의 폭방향과 평행하는 절결을 형성한다. 이 때, 절결의 폭은 1.5mm 이하로 하고, 절결의 홈 바닥과 시험편의 거리가 1.8~2.0mm의 범위가 되도록 조정한다.Then, using the said test piece, the NRL drop test based on ASTM E208 is performed. Specifically, first, weld beads extending in a direction parallel to the longitudinal direction of the test piece are formed on a surface on the surface side of the member to be joined perpendicular to the thickness direction of the test piece. At that time, a welding material having a low toughness as specified in ASTM E208 is used as the welding material. The length of the welding bead is adjusted to be in the range of 60 to 70 mm and the width to 12 to 16 mm. Then, a cut parallel to the width direction of the test piece is formed on the weld bead. At this time, the width of the notch should be 1.5 mm or less, and the distance between the groove bottom of the notch and the test piece is adjusted to be in the range of 1.8 to 2.0 mm.
그리고, 상기 시험편의 용접 비드를 형성한 면을 하측으로 향하고, 길이 방향의 양단부를 지지한 후, 용접 비드를 형성한 것과 반대측의 면에 대해서, 낙중에 의한 충격 굽힘 하중을 더한다. 그 후, 절결로부터 발생한 취성 균열이 시험편에 전파되는 상태를 조사함으로써, Break(균열 전파 있음) 또는 No Break(균열 전파 없음)를 판정한다. 절결로부터 발생한 취성 균열이 시험편의 표면에서 시험편 폭방향으로 전파되어 그 단부까지 진행된 경우, 시험 결과는 Break(균열 전파 있음)로 판정된다. 폭방향의 단부에 균열이 도달하지 않은 경우, 시험 결과는 No Break(균열 전파 없음)로 판정된다.Then, the surface on which the weld bead of the test piece is formed is directed downward, and both ends in the longitudinal direction are supported, and then the impact bending load due to the drop is added to the surface opposite to the one where the weld bead is formed. Then, break (cracking propagation) or No Break (no crack propagation) is determined by examining the state in which the brittle crack generated from the cut is propagated to the test piece. When the brittle crack generated from the cut propagates from the surface of the test piece in the width direction of the test piece and proceeds to its end, the test result is determined as Break (with crack propagation). If the crack does not reach the end in the width direction, the test result is judged as No Break (no crack propagation).
상기의 낙중 시험은, 2개씩의 시험편을 이용하여, 예를 들면, -100℃의 조건에서부터 개시하고, 5℃ 간격으로 시험 온도를 변화시키면서(No Break의 경우는 5℃ 저하, Break의 경우는 5℃ 상승), 2개의 시험편 모두 No Break가 얻어진 가장 낮은 시험 온도로부터 5℃ 낮은 온도를 무연성 천이 온도로 한다.The above-mentioned drop test is started by using two test pieces, for example, at a condition of -100°C, and the test temperature is changed at intervals of 5°C (5°C decrease in the case of No Break, in the case of Break) 5℃ rise), the temperature of 5℃ lower from the lowest test temperature at which No Break was obtained for both test pieces is taken as the non-combustible transition temperature.
또한, 상기의 미리 설정되는 접합 부재의 허용 응력으로서, 예를 들면, 용접 구조체가 선박용인 경우에는, 접합 부재가 해치 사이드 코밍이 된다. 해치 사이드 코밍의 허용 응력은, 선급 협회가 정하는 규칙에 의해 정해져 있기 때문에, 그 값을 채용하면 된다.In addition, as the allowable stress of the above-mentioned preset joining member, for example, when the welded structure is for a ship, the joining member becomes hatch side coaming. Since the permissible stress of hatch side coaming is determined by the rules prescribed by the Society of Shipping Society, the value may be employed.
3. 피접합 부재의 기계적 특성3. Mechanical properties of the member to be joined
본 발명의 용접 구조체에 이용되는 피접합 부재의 기계적 특성에 대해서, 특별히 제한은 설정하지 않는다. 그러나, 용접 구조체를 컨테이너선 등에 있어서 이용하는 경우에 있어서는, 어퍼 덱이 되는 피접합 부재의 항복 응력은 400~580MPa인 것이 바람직하고, 인장 강도는 510~750MPa인 것이 바람직하다. 또한, 피접합 부재의 항복 응력은 410~570MPa인 것이 보다 바람직하고, 인장 강도는 520~740MPa인 것이 보다 바람직하다.The mechanical properties of the member to be joined used in the welded structure of the present invention are not particularly limited. However, when the welded structure is used in a container ship or the like, the yield stress of the member to be joined as an upper deck is preferably 400 to 580 MPa, and the tensile strength is preferably 510 to 750 MPa. Further, the yield stress of the member to be joined is more preferably 410 to 570 MPa, and the tensile strength is more preferably 520 to 740 MPa.
또, 상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 피접합 부재의 전체 두께에 걸쳐서 취성 균열 전파 정지 특성이 우수하지 않아도, 균열의 진전을 정지하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 기술적 및 비용적인 관점에서, -10℃에 있어서의 전체 두께의 Kca값이 6000N/mm1.5 미만인 피접합 부재를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 Kca값은, WES2815 규격에 준거한 온도 구배형 ESSO 시험에 의해 구하는 것이 가능하다.Moreover, as described above, in the present invention, even if the brittle crack propagation stop characteristics are not excellent over the entire thickness of the member to be joined, it is possible to stop the growth of the crack. Therefore, from a technical and cost point of view, it is preferable to use a member to be joined having a Kca value of the total thickness at -10°C of less than 6000 N/mm 1.5 . In addition, the said Kca value can be calculated|required by the temperature gradient type ESSO test based on WES2815 standard.
구체적으로는, 치수가 500mm×500mm×판 두께 정도인 전체 두께 대형 시험편을 제작하고, 이 시험편의 단부에 V 절결을 형성한다. 시험편에는 온도 구배를 부여하고, V 절결에, 쐐기를 통해 충격 하중을 부하하여, 취성 균열을 인위적으로 발생시킨다. 시험체에 부가된 응력과, 취성 균열의 전파가 정지한 위치에서의 온도와, 균열의 길이에 의거하여 Kca값을 산출한다. 온도 구배 조건 및 부하 하중 조건을 바꾸어 시험을 행하고, 균열 정지 온도와 Kca값의 관계를 구함으로써, -10℃에 있어서의 Kca값을 구할 수 있다.Specifically, a large-sized test piece having an overall thickness of about 500 mm x 500 mm x plate thickness is produced, and a V cut is formed at the end of the test piece. A temperature gradient is applied to the test piece, and an impact load is applied to the V notch through a wedge to artificially generate brittle cracks. The Kca value is calculated based on the stress added to the specimen, the temperature at the position at which propagation of the brittle crack is stopped, and the length of the crack. The Kca value at -10°C can be obtained by performing the test by changing the temperature gradient condition and the load load condition, and finding the relationship between the crack stop temperature and the Kca value.
4. 용접 구조체의 제조 방법4. Manufacturing method of welding structure
용접 구조체의 제조 방법에 대해서, 특별히 제한은 설정하지 않는데, 예를 들면, 표층부의 무연성 천이 온도가 상술한 조건을 만족하는 피접합 부재를 선별하는 공정과, 접합 부재를 상기의 피접합 부재에 용접하는 공정을 행함으로써, 제조하는 것이 가능하다.The manufacturing method of the welded structure is not particularly limited, for example, a step of selecting a member to be joined in which the lead-free transition temperature of the surface layer portion satisfies the above-described condition, and the joining member to the member to be joined. It is possible to manufacture by performing a welding process.
용접 공정에 있어서는, 상술한 피접합 부재의 피접합면에 접합 부재의 단면을 맞댄 상태로, 단면을 따라서 용접함으로써 제조할 수 있다. 이 때, 접합 부재의 피접합 부재 측을 개선 가공해 두는 것이 바람직하다. 개선 가공은, 접합 부재의 단면 전체에 걸쳐서 실시해도 되나, 피접합 부재와의 접합 개소에만 실시해도 된다.In a welding process, it can manufacture by welding along the cross section in the state which faced the cross section of the joining member to the surface to be joined of the member to be joined mentioned above. At this time, it is preferable that the side of the joined member of the joint member is improved. The improvement processing may be performed over the entire cross-section of the joining member, or may be performed only at a joining point with the member to be joined.
또, 용접 방법에 대해서도 특별히 제한은 없고, CO2 용접 또는 피복 아크 용접(SMAW) 등의 공지의 방법을 채용하면 된다. 입열량은, 예를 들면, 0.5~3.0kJ/mm로 하는 것이 바람직하다.In addition, the welding method is not particularly limited also, and by employing a known method, such as CO 2 welding or coated arc welding (SMAW). The amount of heat input is preferably 0.5 to 3.0 kJ/mm, for example.
이하, 실시예에 의해서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples, but the present invention is not limited to these examples.
[실시예][Example]
표 1에 나타낸 판 두께를 갖는 각종 강판을 준비한 후, 각각의 강판에 대해서, 한쪽 측의 면(피접합면)의 표층부에 있어서의 무연성 천이 온도를 조사했다. 구체적으로는, 피접합면을 1mm 깎아낸 후, 시험편의 두께 방향이, 상기 강판의 판 두께 방향과 일치하도록, ASTM E208에 규정되는 타입 P3 시험편을 채취했다. 그리고, 당해 시험편을 이용하여, ASTM E208에 준거한 NRL 낙중 시험을 실시하여, 무연성 천이 온도 NDTT(℃)를 구했다.After preparing various steel plates having the plate thickness shown in Table 1, the inflammability transition temperature in the surface layer portion of one side (surface to be joined) of each steel plate was examined. Specifically, after cutting the surface to be joined by 1 mm, a type P3 test piece specified in ASTM E208 was taken so that the thickness direction of the test piece coincides with the plate thickness direction of the steel sheet. And the NRL drop test based on ASTM E208 was performed using the said test piece, and the non-combustible transition temperature NDTT (degreeC) was calculated|required.
계속해서, 각 강판의 판 두께의 1/4 위치로부터 압연 방향에 직각인 방향으로 JIS Z 2241에 기재된 4호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241에 준거하여 인장 시험을 행하여, 항복 응력(YS), 인장 강도(TS) 및 전체 연신율(EL)을 측정했다.Subsequently, the tensile test specimen of No. 4 described in JIS Z 2241 is taken from the quarter of the sheet thickness of each steel sheet in a direction perpendicular to the rolling direction, and subjected to a tensile test in accordance with JIS Z 2241 to yield stress (YS). , Tensile strength (TS) and total elongation (EL) were measured.
또한, 각 강판의 -10℃에 있어서의 전체 두께의 Kca값을, WES2815 규격에 준거한 온도 구배형 ESSO 시험에 의해 구했다. 그 결과들을 표 1에 아울러 나타낸다.In addition, the Kca value of the total thickness at -10°C of each steel sheet was determined by a temperature gradient ESSO test in accordance with the WES2815 standard. Table 1 shows the results.
[표 1][Table 1]
그 후, 상기의 각종 강판을 시험판(피접합 부재(12))으로 하고, 도 4에 나타낸 구조 모델 어레스트 시험체를 제작하여 시험을 실시했다. 표 2에 나타낸 높이 H(mm)를 갖고, 판 두께 100mm의 강판을 CO2 용접에 의해 접합한 용접 이음을 조주(助走) 용접 이음(접합 부재(11))으로 하고, 표 2에 나타낸 조건으로 CO2 용접 또는 피복 아크 용접(SMAW)에 의해 용접 구조체(10)를 제작했다. 그 때, 접합 부재(11)에 판 두께의 1/3의 깊이의 양측 개선을 형성하고, 접합 부재(11)와 피접합 부재(12)를 개선 용접에 의해 접합했다.Thereafter, the above various steel sheets were used as a test plate (joint member 12), and a structural model arrest test body shown in Fig. 4 was produced and tested. A weld joint (joint member 11) having a height H (mm) shown in Table 2 and a steel sheet having a thickness of 100 mm joined by CO 2 welding was used as the condition shown in Table 2. The
[표 2][Table 2]
그 후, 용접 구조체(10)의 퓨전 라인부(16a)에 노치(16b)를 도입했다. 그리고, 용접 구조체(10)를 선박 설계 온도인 -10℃로 냉각하고, 표 2에 나타낸 접합 부재(11)의 허용 응력 σ에 상당하는 시험 응력을 부하하고, 노치부 근방만을 -50℃ 정도로 급냉하고, 노치부에 쐐기를 통해 타격을 가해 취성 균열을 발생, 전파시켰다.Thereafter, the
측정된 용접부의 형상 및 상기의 구조 모델 어레스트 시험체를 이용한 시험의 결과를 표 2에 아울러 나타낸다. 취성 균열이 시험판에서 정지한 경우는 정지, 시험판을 파단한 경우는 파단으로 판정했다.Table 2 also shows the measured shape of the weld and the results of the test using the structural model arrest test body. When the brittle crack stopped at the test plate, it was judged to be stopped, and when the test plate was broken, it was judged to be broken.
표 2로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 규정을 만족하는 피접합 부재를 이용한 경우에는, 뛰어난 취성 균열 전파 정지 특성을 얻을 수 있던 것에 반해, 본 발명의 규정을 만족하지 않는 비교예의 피접합 부재를 이용한 경우에는, 취성 균열이 피접합 부재까지 전파되는 결과가 되었다.As is apparent from Table 2, when a member to be joined that satisfies the provisions of the present invention is used, excellent brittle crack propagation stop characteristics can be obtained, whereas a member to be joined in a comparative example that does not satisfy the provisions of the present invention is used. In the case, brittle cracks were propagated to the member to be joined.
[산업상 이용가능성][Industrial availability]
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 취성 균열 전파 정지 특성이 뛰어난 용접 구조체를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, a welded structure excellent in brittle crack propagation stop characteristics can be obtained.
10: 용접 구조체
11: 접합 부재
11a: 제1 표면
11b: 제2 표면
11c: 단면
12: 피접합 부재
12a: 피접합면
13a: 제1 용접부
13b: 제2 용접부
16a: 퓨전 라인부
16b: 노치10: welding structure
11: Joining member
11a: first surface
11b: second surface
11c: Section
12: member to be joined
12a: Surface to be joined
13a: first weld
13b: second weld
16a: Fusion line section
16b: Notch
Claims (7)
상기 접합 부재의 상기 단면에 수직인 방향에 있어서의 길이를 H(mm)로 하고, 미리 설정되는 상기 접합 부재의 허용 응력을 σ(N/mm2)로 했을 경우에,
상기 피접합 부재의, 상기 피접합면의 1mm 깊이 위치로부터 채취되고, 두께 방향이 상기 피접합 부재의 판 두께 방향과 일치하는 ASTM E208에 규정되는 타입 P3 시험편을 이용한 NRL 낙중 시험에 의한 무연성 천이 온도 NDTT(℃)가, 하기 (i)식을 만족하는, 용접 구조체.
NDTT≤360.4-46.8×ln｛σ(πH)0.5｝ …(i)A welded structure having a T-joint part welded to both sides of the joined member, with the cross-section of the plate-shaped joining member in contact with the surface to be joined of the member to be joined,
When the length in the direction perpendicular to the cross section of the joining member is set to H (mm) and the allowable stress of the preset joining member is set to σ (N/mm 2 ),
Lead-free transition by NRL drop test using a type P3 test piece specified in ASTM E208, which is taken from the 1 mm depth position of the surface to be joined and whose thickness direction coincides with the plate thickness direction of the member to be joined. The welding structure in which the temperature NDTT (°C) satisfies the following expression (i).
NDTT≤360.4-46.8×ln｛σ(πH) 0.5 ｝… (i)
상기 피접합 부재의 판 두께 t(mm)가 하기 (ii)식을 만족하는, 용접 구조체.
t≥50.0 …(ii) The method according to claim 1,
A welded structure in which the plate thickness t (mm) of the member to be joined satisfies the following (ii).
t≥50.0… (ii)
상기 피접합 부재의 판 두께 t(mm)가 하기 (iii)식을 만족하는, 용접 구조체.
t＞80.0 …(iii) The method according to claim 1,
A welded structure in which the plate thickness t (mm) of the member to be joined satisfies the following formula (iii).
t＞80.0… (iii)
상기 피접합 부재의 판 두께 t(mm)가 하기 (iii)식을 만족하는, 용접 구조체.
t＞80.0 …(iii) The method according to claim 2,
A welded structure in which the plate thickness t (mm) of the member to be joined satisfies the following formula (iii).
t＞80.0… (iii)
상기 피접합 부재의 항복 응력이 400~580MPa이고, 인장 강도가 510~750MPa인, 용접 구조체.The method according to any one of claims 1 to 4,
The welded structure having a yield stress of 400 to 580 MPa and a tensile strength of 510 to 750 MPa for the member to be joined.
상기 피접합 부재의 -10℃에 있어서의 전체 두께의 Kca값이 6000N/mm1.5 미만인, 용접 구조체.The method according to any one of claims 1 to 4,
The welded structure, wherein the Kca value of the total thickness at -10°C of the member to be joined is less than 6000N/mm 1.5 .
상기 피접합 부재의 -10℃에 있어서의 전체 두께의 Kca값이 6000N/mm1.5 미만인, 용접 구조체.The method according to claim 5,
The welded structure, wherein the Kca value of the total thickness at -10°C of the member to be joined is less than 6000N/mm 1.5 .
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2018-096130 | 2018-05-18 | ||
| JP2018096130 | 2018-05-18 | ||
| PCT/JP2018/047976 WO2019220681A1 (en) | 2018-05-18 | 2018-12-26 | Welded structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200021548A KR20200021548A (en) | 2020-02-28 |
| KR102119175B1 true KR102119175B1 (en) | 2020-06-04 |
Family
ID=68540031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207004557A KR102119175B1 (en) | 2018-05-18 | 2018-12-26 | Welding structure |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102119175B1 (en) |
| CN (1) | CN111032266B (en) |
| WO (1) | WO2019220681A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7288197B2 (en) * | 2019-12-16 | 2023-06-07 | 日本製鉄株式会社 | Welded structure |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010279963A (en) | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Kobe Steel Ltd | Quality management method of brittle crack propagation arresting capability of t-shaped full penetration weld structure |
| JP5408396B1 (en) | 2012-05-10 | 2014-02-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Welded structure |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11192555A (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-21 | Kobe Steel Ltd | Method for submerged arc welding |
| JP5144053B2 (en) * | 2006-05-12 | 2013-02-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Welded structure with excellent brittle crack propagation stop properties |
| CN102773622B (en) * | 2011-05-11 | 2015-08-19 | 上海重型机器厂有限公司 | For the welding method of the chrome molybdenum series low-alloy steel curved beam of drop weight test |
| WO2013038685A1 (en) * | 2011-09-13 | 2013-03-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Welded structure |
| BR112014005461B1 (en) | 2011-09-13 | 2018-12-04 | Jfe Steel Corporation | welded structure |
| CN103808541A (en) * | 2012-11-09 | 2014-05-21 | 南京钢铁股份有限公司 | Overlay welding method for sample of drop test with no ductility transition temperature |
-
2018
- 2018-12-26 WO PCT/JP2018/047976 patent/WO2019220681A1/en active Application Filing
- 2018-12-26 KR KR1020207004557A patent/KR102119175B1/en active IP Right Grant
- 2018-12-26 CN CN201880054149.4A patent/CN111032266B/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010279963A (en) | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Kobe Steel Ltd | Quality management method of brittle crack propagation arresting capability of t-shaped full penetration weld structure |
| JP5408396B1 (en) | 2012-05-10 | 2014-02-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Welded structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019220681A1 (en) | 2019-11-21 |
| KR20200021548A (en) | 2020-02-28 |
| CN111032266A (en) | 2020-04-17 |
| CN111032266B (en) | 2020-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2018929B1 (en) | Welded structure excellent in brittle-cracking propagation stopping characteristics | |
| KR102385019B1 (en) | Evaluation method of brittle crack propagation stop performance of thick steel plate | |
| KR102105614B1 (en) | Welding structure | |
| KR102119175B1 (en) | Welding structure | |
| WO2017217516A1 (en) | Welded structure having excellent brittle crack arrest characteristics | |
| JP2007098441A (en) | Welded structure excellent in brittle crack propagation resistance | |
| JP4761746B2 (en) | Evaluation method of brittle fracture resistance of large heat input butt welded joints for ship hulls | |
| JP6562190B1 (en) | Welded structure | |
| KR101197884B1 (en) | Weld Structure | |
| JP6693205B2 (en) | Welding method and ship manufacturing method | |
| JP7119805B2 (en) | Thick steel plate quality evaluation method | |
| KR20120057661A (en) | Weld structure having resistance to brittle crack propagation | |
| JP7288196B2 (en) | Welded structure | |
| JP5052976B2 (en) | Multilayer butt-welded joint and welded structure with excellent brittle crack propagation characteristics | |
| JP7288197B2 (en) | Welded structure | |
| An et al. | Brittle crack arrestability of thick steel plate welds in large structure | |
| JP7299554B1 (en) | Welded structures and their design and construction methods | |
| KR101032542B1 (en) | High heat input butt-welded joint excelling in brittle fracturing resisting performance and method of verifying brittle fracturing resisting performance of high heat input butt-welded joint | |
| Matsumoto et al. | Brittle Crack Arrest Toughness for Extremely Thick Steel Plates-Required Kca Value of Steel Plates with Thickness of 100 mm Used in Ultra-Large Container Ships | |
| JP4818467B1 (en) | Welded joint and welded structure excellent in brittle crack propagation resistance | |
| KR20120111436A (en) | Weld structure and method for manufacturing the same | |
| JP7006467B2 (en) | Welded joint | |
| JP2022083554A (en) | Method of evaluating brittle crack arrestability of weld structure | |
| JP2007275922A (en) | Large heat input welded joint superior in brittle fracture occurrence resistance characteristic |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |