KR20170121278A - 용접 구조체 - Google Patents

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KR20170121278A
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세이타 와타나베
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

접합 부재(1)의 단면이 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재(2)의 표면에 맞대어져 있고, 또한 상기 접합 부재(1)와 상기 피접합 부재(2)를 접합하는 필릿 용접 조인트를 구비하는 용접 구조체로서, 필릿 용접 조인트의 용접 각장(3) 및 용착폭(13)이 16㎜를 초과하고 있고, 필릿 용접 조인트에 있어서의 접합 부재(1)의 단면과 피접합 부재(2)의 표면을 맞댄 면에, 필릿 용접 조인트의 단면에서 접합 부재(1)의 판두께(tw)의 95％ 이상의 미용착부(4)를 갖고, 추가로, 필릿 용접 조인트의 필릿 용접 금속(5)에 대해서, 필릿 용접 금속(5)의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(ｖTrs(℃))와, 피접합 부재(2)의 판두께(tf)와, 혹은 추가로 용접 각장(3) 및 용착폭(13) 중의 작은 쪽의 값(L)의 사이에서, 소정의 관계를 만족한다.

Description

용접 구조체{WELDED STRUCTURE}
본 발명은, 예를 들면, 대형 컨테이너선이나 벌크 캐리어 등의, 후강판을 이용하여 용접 시공된 용접강 구조물(용접 구조체)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 후강판의 모재 또는 용접 조인트부로부터 발생한 취성 균열의 전파를, 구조물의 대규모 파괴에 이르기 전에 정지시킬 수 있는, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체에 관한 것이다.
컨테이너선이나 벌크 캐리어는, 적재 능력의 향상이나 하역 효율의 향상 등을 위해, 예를 들면, 탱커 등과는 달리, 선상부의 개구부를 크게 취한 구조를 갖고 있다. 그 때문에, 컨테이너선이나 벌크 캐리어에서는, 특히 선체 외판을, 고강도화 또는 후육화할 필요가 있다.
또한, 컨테이너선은, 최근, 대형화하여, 6,000∼20,000TEU와 같은 대형선이 건조되도록 되고 있다. TEU(Twenty feet Equivalent Unit)는, 길이 20피트의 컨테이너로 환산한 개수를 나타내고, 컨테이너선의 적재 능력의 지표를 나타낸다. 이러한 배의 대형화에 수반하여, 선체 외판은, 판두께: 50㎜ 이상이고, 항복 강도: 390N/㎟급 이상의 후강판이 사용되는 경향이 되고 있다.
선체 외판이 되는 강판은, 최근, 시공 기간의 단축이라는 관점에서, 예를 들면 일렉트로 가스 아크 용접 등의 대입열 용접에 의해 맞댐 용접되는 경우가 많다. 이러한 대입열 용접은, 용접열 영향부에서의 대폭적인 인성 저하로 연결되기 쉬워, 용접 조인트부로부터의 취성 균열 발생의 하나의 원인이 되고 있었다.
한편, 선체 구조에 있어서는, 종래부터 안전성이라는 관점에서, 만일, 취성 파괴가 발생한 경우라도, 취성 균열의 전파를 대규모 파괴에 이르기 전에 정지시켜, 선체 분리를 방지하는 것이 필요하다고 생각되고 있다.
이러한 생각을 받아, 비특허문헌 1에, 판두께 50㎜ 미만의 조선용 강판에 있어서의 용접부의 취성 균열 전파 거동에 대한 실험적인 검토 결과가 보고되어 있다.
비특허문헌 1에서는, 용접부에서 강제적으로 발생시킨 취성 균열의 전파 경로 및, 전파 거동이 실험적으로 조사되어 있다. 여기에는, 용접부의 파괴 인성이 어느 정도 확보되어 있으면, 용접 잔류 응력의 영향에 의해 취성 균열은 용접부로부터 모재측으로 벗어나 버리는 경우가 많다는 결과가 기재되어 있지만, 용접부를 따라서 취성 균열이 전파한 예도 복수예 확인되고 있다. 이는, 취성 파괴가 용접부를 따라서 직진 전파할 가능성이 없다고는 단언할 수 없는 것을 시사하게 된다.
그러나, 비특허문헌 1에서 적용한 용접과 동등한 용접을 판두께 50㎜ 미만의 강판에 적용하여 건조된 선박이 아무런 문제없이 취항하고 있다는 많은 실적이 있는 것에 더하여, 인성이 양호한 강판 모재(조선 E급강 등)는 취성 균열을 정지하는 능력을 충분히 보유하고 있다는 인식으로부터, 조선용 강재의 용접부의 취성 균열 전파 정지 특성은, 선급 규칙 등에는 특별히 요구되지 않아 왔다.
그런데, 최근의 6,000TEU를 초과하는 대형 컨테이너선에서는, 사용하는 강판의 판두께는 50㎜를 초과하고, 판두께 증대에 의한 파괴 인성의 저하에 더하여, 용접 입열이 보다 큰 대입열 용접이 채용되어, 용접부의 파괴 인성이 한층 저하하는 경향이 있다. 이러한 후육 대입열 용접 조인트에서는, 용접부로부터 발생한 취성 균열이, 모재측으로 휘지 않고 직진하고, 또한 골재 등의 강판 모재부에서도 정지하지 않을 가능성이 있는 것이 나타나 있다(예를 들면 비특허문헌 2).
이 때문에, 판두께 50㎜ 이상의 후육 고강도 강판을 적용한 선체 구조의 안전성 확보가, 큰 문제가 되고 있다. 또한, 비특허문헌 2에는, 특히 발생한 취성 균열의 전파 정지를 위해서, 특별한 취성 균열 전파 정지 특성을 갖는 후강판을 필요로 한다는 지적도 있다.
이러한 문제에 대하여, 예를 들면 특허문헌 1에는, 바람직하게는 판두께 50㎜ 이상의 선각 외판인 용접 구조체에 있어서, 맞댐 용접부에 교차하도록 골재를 배치하고, 필릿 용접으로 접합한 용접 구조체가 기재되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 골재를, 표층부 및 이층(裏層)부에서 3㎜ 이상의 두께에 걸쳐 0.5∼5㎛의 평균 원 상당 입경을 갖고 추가로 판두께면에 평행한 면에서 (100)결정면의 X선 면 강도비가 1.5 이상인, 마이크로 조직을 갖는 강판을 이용하는 것으로 하고 있다. 그리고 이러한 마이크로 조직을 갖는 강판을 보강재로서 필릿 용접한 구조로 함으로써, 맞댐 용접 조인트부에 취성 균열이 발생해도, 보강재인 골재에서 취성 파괴를 정지할 수 있어, 용접 구조체가 파괴되는 바와 같은 치명적인 손상을 방지할 수 있다고 하고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서 사용하는, 보강재인 골재는, 소망하는 조직을 형성시킨 강판으로 하기 위해서 복잡한 공정을 필요로 하고, 그 결과, 생산성이 저하하여, 안정적으로 소망하는 조직을 갖는 강판을 확보하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 2에는, 접합 부재(이하, 웨브라고도 함)를 피접합 부재(이하, 플랜지라고도 함)에 필릿 용접하여 이루어지는 필릿 용접 조인트를 구비하는, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체가 기재되어 있다.
특허문헌 2에 기재된 용접 구조체에서는, 필릿 용접 조인트 단면에 있어서의 웨브의, 플랜지와의 맞댐면에 미용착부를 잔존시키고, 그 미용착부의 폭과, 필릿 용접부의 좌우의 각장(leg length)과 웨브 판두께의 합의 비, X가, 피접합 부재(플랜지)의 취성 균열 전파 정지 성능 Kca와 특별한 관계식을 만족하도록, 미용착부의 폭을 조정한다. 이에 따라, 피접합 부재(플랜지)를 판두께: 50㎜ 이상의 후물재로 해도, 접합 부재(웨브)에서 발생한 취성 균열의 전파를, 필릿 용접부의 웨브와 플랜지의 맞댐면에서 정지시켜, 피접합 부재(플랜지)로의 취성 균열의 전파를 저지할 수 있다고 하고 있다.
그러나, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 접합 부재(웨브)의 취성 균열 전파 정지 특성 등이 불충분하기 때문에, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열을 접합 부재(웨브)에서 전파 정지시키는데 충분한 기술이라고는 할 수 없다. 또한, 특허문헌 2에는, 접합 부재(웨브)의 취성 균열 전파 정지 특성에 대해서는 아무런 배려도 이루어져 있지 않다.
이러한 문제에 대하여, 예를 들면, 특허문헌 3에는,
「접합 부재의 단면을 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재의 표면에 맞대고, 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 필릿 용접에 의해 접합하여 이루어지는 용접 각장 혹은 용착폭의 적어도 한쪽이 16㎜ 이하인 필릿 용접 조인트를 구비한 용접 구조체로서, 필릿 용접 조인트에 있어서의 접합 부재의 단면과 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 필릿 용접 조인트의 단면에서 당해 접합 부재의 판두께 tw의 95％ 이상의 미용착부를 갖고, 추가로 필릿 용접 조인트에 있어서의 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs가, 피접합 부재의 판두께 tf와의 관계에서, vTrs≤－1.5tf＋70을, 및/또는, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험의 시험 온도:－20℃에 있어서의 흡수 에너지 vE－20(J)가, 피접합 부재의 판두께 tf와의 관계에서, vE－20≥2.75tf－105를, 만족하는 필릿 용접 금속을 갖는 용접 구조체」
가 기재되어 있다.
이러한 용접 구조체이면, 피접합 부재에서 발생한 취성 균열을 필릿 용접 금속으로 전파 저지할 수 있다고 하고 있다.
또한, 특허문헌 4에는,
「접합 부재의 단면을 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재의 표면에 맞대고, 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 필릿 용접에 의해 접합하여 이루어지는 용접 각장 혹은 용착폭의 적어도 한쪽이 16㎜ 이하인 필릿 용접 조인트를 구비한 용접 구조체로서, 필릿 용접 조인트에 있어서의 접합 부재의 단면과 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 필릿 용접 조인트의 단면에서 당해 접합 부재의 판두께 tw의 95％ 이상의 미용착부를 갖고, 추가로 필릿 용접 조인트에 있어서의 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs가, 피접합 부재의 판두께 tf와의 관계에서, vTrs≤－1.5tf＋90을, 및/또는, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험의 시험 온도:－20℃에 있어서의 흡수 에너지 vE－20(J)가, 피접합 부재의 판두께 tf와의 관계에서, 50≤tf≤53인 경우에는, vE－20≥5.75, tf＞53인 경우에는, vE－20≥2.75tf－140을, 만족하는 필릿 용접 금속을 갖고, 더하여 접합 부재를, 취성 균열 전파 정지 인성 Kca가 공용 온도로 2500N/㎜2/3 이상인 강판으로 구성하는, 용접 구조체」
가 기재되어 있다.
이러한 용접 구조체로 함으로써, 피접합 부재에서 발생한 취성 균열은, 필릿 용접부 또는 접합 부재의 모재에서 정지할 수 있다고 하고 있다.
또한, 특허문헌 5에는,
「접합 부재의 단면을 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재의 표면에 맞대고, 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 필릿 용접에 의해 접합하여 이루어지는 용접 각장 혹은 용착폭의 적어도 한쪽이 16㎜ 이하인 필릿 용접 조인트를 구비한 용접 구조체로서, 접합 부재 및 피접합 부재와 함께 맞댐 용접 조인트부를 갖는 부재로 하고, 맞댐 용접 조인트부의 용접 금속이, vTrs로 －65℃ 이하 및/또는, vE－20으로 140J 이상의 인성을 갖고, 필릿 용접 조인트에 있어서의 접합 부재의 맞댐 용접 조인트부의 용접부 단면을, 피접합 부재의 맞댐 용접 조인트부의 용접부 표면에 맞대고, 맞댄 면에, 필릿 용접 조인트의 맞댐 용접 조인트 단면에서 당해 접합 부재의 판두께 tw의 95％ 이상의 미용착부를 갖고, 추가로 필릿 용접 조인트에 있어서의 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs가, 피접합 부재의 판두께 tf와의 관계에서, vTrs≤－1.5tf＋90을, 및/또는, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험의 시험 온도: －20℃에 있어서의 흡수 에너지 vE－20(J)가, 피접합 부재의 판두께 tf와의 관계에서, 50≤tf≤53인 경우에는, vE－20≥5.75, tf＞53인 경우에는, vE－20≥2.75tf－140을, 만족하는 필릿 용접 금속을 갖는, 용접 구조체」
가 기재되어 있다.
이러한 용접 구조체로 함으로써, 피접합 부재에서 발생한 취성 균열은, 필릿 용접부 또는 접합 부재의 모재에서 정지할 수 있다고 하고 있다. 또한, 이러한 용접 구조체로 함으로써, 피접합 부재 용접부로부터 발생한 취성 균열, 또는 접합 부재 용접부로부터 발생한 취성 균열을, 필릿 용접부, 접합 부재의 용접부 또는 피접합 부재의 용접부에서 전파 저지할 수 있다고 하고 있다.
일본공개특허공보 2004-232052호 일본공개특허공보 2007-326147호 일본특허공보 제5395985호 일본특허공보 제5365761호 일본특허공보 제5408396호
일본조선연구협회 제147 연구부회:「선체용 고장력 강판 대입열 조인트의 취성 파괴 강도 평가에 관한 연구」, 제87호(1978년 2월), p.35∼53, 일본조선연구협회 야마구치킨야 등:「초대형 콘테이너선의 개발-새로운 고강도 극후 강판의 실용-」, 일본선박해양공학회지, 제3호(2005), p.70∼76, 평성 17년 11월
그러나, 특허문헌 3∼5에 기재된 각 기술에서는, 용접 각장(또는 용착폭)을 16㎜ 이하로 제한할 필요가 있고, 그 때문에, 필릿 용접부의 강도 확보의 관점에서, 접합 부재(웨브) 및 피접합 부재(플랜지)에 적용할 수 있는 판두께는 최대로도 80㎜였다.
또한, 접합 부재(웨브) 및 피접합 부재(플랜지)의 판두께가 80㎜ 미만인 경우라도, 실시공정에 있어서의 용접 각장의 편차를 고려하면, 필릿 용접부의 강도를 확보하기 위해서 소망하는 용접 각장을 확보하는 것과, 취성 균열 저지 성능을 확보하기 위해서 용접 각장을 16㎜ 이하로 제한하는 것을 양립시키는 것은, 시공 관리상, 많은 노력을 필요로 한다. 또한, 보수 등의 추가 비용을 필요로 하는 경우가 있어, 이들 점에 과제를 남기고 있었다.
또한, 최근에는, 대형 콘테이너선에서는 부재의 극후화가 더욱 진행되어, 100㎜ 이상의 판두께의 강재도 사용되게 되고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이, 특허문헌 3∼5에 기재된 각 기술에서는, 접합 부재(웨브) 및 피접합 부재(플랜지)에 적용할 수 있는 판두께는 최대라도 80㎜이고, 80㎜를 초과하는 부재 두께를 갖는 용접 구조물에는, 적용할 수 없다.
본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제를 해결하고, 용접 각장 및 용착폭이 16㎜를 초과해도, 피접합 부재(플랜지)에 발생한 취성 균열의 접합 부재(웨브)로의 전파를, 대규모 파괴에 이르기 전에, 정지(저지)할 수 있는, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 대상으로 하는 용접 구조체는, 접합 부재(웨브)의 단면을 피접합 부재(플랜지)의 표면에 맞대고, 이들을 필릿 용접에 의해 접합하여 이루어지는 필릿 용접 조인트를 구비하는 용접 구조체이다.
본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 용접 각장(및 용착폭)이 16㎜를 초과하는 필릿 용접 조인트를 갖는 용접 구조물의 취성 균열 전파 정지 특성에 미치는 각종 요인에 대해서 예의 검토했다.
그 결과, 용접 각장이 16㎜를 초과하는 경우에, 피접합 부재(플랜지)로부터 발생한 취성 균열의 전파를 저지(정지)하기 위해서는, 피접합 부재(플랜지)와 접합 부재(웨브)의 맞댐면에 불연속부를 확보하고, 취성 균열의 전파부를 소정값 이상의 취성 균열 전파 정지 특성 Kca를 갖는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 부재로 구성한 것만으로는 충분하지 않은 것에 생각이 이르렀다.
그리고 특히, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf(㎜)가 커지면, 취성 균열 선단의 에너지 해방율(균열 진전 구동력)이 증가하여, 취성 균열이 정지되기 어려워지는 점에서, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf(㎜)에 따른, 필릿 용접부, 특히 필릿 용접 금속의 인성 향상이 필수가 되는 것에 도달했다.
또한, 필릿 용접 조인트의 용접 각장 및 용착폭이 20㎜ 이상으로 더욱 길어지면, 취성 균열의 전파가 더욱 용이해지기 때문에, 용접 각장 및 용착폭에 맞추어 필릿 용접 금속의 인성을 향상시키는 것이 필요한 것을 알아냈다.
그리고 추가로, 필릿 용접 조인트에 있어서, 피접합 부재의 표면과 접합 부재와 단면을 맞대는 면에 미용착부, 즉 불연속부를 확보하고, 추가로, 필릿 용접 금속의 인성을, 용접 각장(㎜), 용착폭(㎜) 및, 피접합 부재의 판두께 tf(㎜)와의 관계에서, 적정하게 제어함으로써, 비로소, 종래의 기술에서는 곤란했던, 판두께 80㎜를 초과하는 피접합 부재에서 발생한 취성 균열의 접합 부재로의 전파를, 필릿 용접 금속에서 저지(정지)할 수 있는 것을 발견했다.
즉, 상기한 바와 같은 미용착부의 설정이나, 필릿 용접 금속의 인성을, 용접 각장(㎜), 용착폭(㎜) 및, 피접합 부재의 판두께 tf(㎜)와의 관계에서, 적정하게 제어함으로써, 접합 부재(웨브)에 사용하는 후강판에 대해서, 특별히 취성 균열 전파 정지 특성을 고려하는 일 없이, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열의 접합 부재(웨브)로의 전파를 저지할 수 있는 것을 발견했다.
추가로, 피접합 부재가 모재가 아닌 맞댐 용접 조인트인 경우나, 접합 부재가 맞댐 용접 조인트인 경우에 있어서도, 상기한 구성에 의해, 동일하게, 피접합 부재에서 발생한 취성 균열의 접합 부재로의 전파를 필릿 용접 금속에서 저지할 수 있는 것을 발견했다.
우선, 본 발명을 도출하기에 이른 실험 결과에 대해서 설명한다.
여러 가지의 판두께를 갖는 항복 강도 355∼390N/㎟급 강판을 이용하여, 여러 가지의 미용착부 비율 Y(％)(＝(필릿 용접 조인트 단면에 있어서의 미용착부의 폭 B)/(접합 부재의 판두께 tw)×100)의 미용착부와, 여러 가지의 저온 인성 및 용접 각장을 갖는, 대형 필릿 용접 조인트를 제작했다. 또한, 용접 각장 및 용착폭은 모두 16㎜ 초과가 되도록 조정했다.
또한, 피접합 부재(플랜지)에는, 맞댐 용접 조인트부를 갖는 판두께:50㎜ 이상의 강판을 이용했다. 또한, 접합 부재(웨브)에는, 취성 균열 전파 정지 인성 Kca에 아무런 배려를 하고 있지 않은 통상의 조선 D∼E급 강을 이용했다.
또한, 맞댐 용접 조인트는, 1패스의 대입열 일렉트로 가스 아크 용접(SEGARC 또는 2전극 SEGARC) 또는 다층성(多層盛) 탄산 가스 아크 용접(다층 CO2)으로 제작했다.
얻어진 대형 필릿 용접 조인트를 이용하여, 도 4(b)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체를 제작하여, 취성 균열 전파 정지 시험을 실시했다. 또한, 초대형 구조 모델 시험체는, 대형 필릿 용접 조인트(9)의 피접합 부재(플랜지)(2)의 하방에 가부착용접(8)으로, 플랜지(2)와 동일한 판두께의 강판을 용접했다.
또한, 도 4(b)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체에서는, 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞댐 용접 조인트부(11)를 접합 부재(웨브)(1)와 직교하도록 제작하고, 기계 노치(7)의 선단을 맞댐 용접 조인트부(11)의 BOND부가 되도록 가공했다.
또한, 취성 균열 전파 정지 시험은, 기계 노치에 타격을 주어 취성 균열을 발생시켜, 전파한 취성 균열이, 필릿 용접부에서 정지하는지 아닌지를 조사했다. 어느 시험이나, 응력 243∼257N/㎟, 온도: －10℃의 조건으로 실시했다. 또한, 응력: 243∼257N/㎟는, 선체에 적용되고 있는 항복 강도 355∼390N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값이다. 또한, 온도: －10℃는 선박의 설계 온도이다.
얻어진 결과를, 도 5 및 6에 나타낸다.
도 5는, 미용착부 비율 Y가 95％ 이상이고, 또한 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값인 L이 17㎜인 경우에, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와 피접합 부재의 판두께 tf의 관계가, 초대형 구조 모델 시험체에 있어서의 취성 균열의 전파 정지에 미치는 영향을 나타낸다. 또한, 도 6은, 미용착부 비율 Y가 95％ 이상이고, 또한 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf가 75㎜인 경우에, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값인 L의 관계가, 초대형 구조 모델 시험체에 있어서의 취성 균열의 전파 정지에 미치는 영향을 나타낸다.
도 5 및 도 6에 나타내는 실험 결과로부터, 미용착부 비율 Y가 95％ 이상이고, 또한 필릿 용접부의 인성, 즉 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf와, 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값인 L이, 특정의 관계를 만족하는 경우에는, 부하 응력이 243∼257N/㎟인 경우라도, 접합 부재(웨브)의 Kca에 아무런 배려를 더하지 않고, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열은 필릿 용접 금속부에서 정지할 수 있어, 취성 균열의 접합 부재(웨브)로의 전파를 저지(정지)할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 미용착부 비율 Y는, 필릿 용접 조인트 단면에 있어서의 미용착부의 폭 B와 접합 부재(웨브) 판두께 tw의 비, (B/tw)×100(％)로 정의되는 값이다.
상기의 실험 결과로부터, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf와, 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값인 L에 관하여, 이하의 관계를 얻었다.
L＜20인 경우, vTrs　≤ －35－1.5(tf－75)　… (1a)
L≥20인 경우, vTrs　≤ －5L＋65－1.5(tf－75) … (1b)
(여기에서, vTrs: 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(℃), tf: 피접합 부재의 판두께(㎜), L: 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값(㎜))
본 발명은, 이러한 인식에 의거하여, 더욱 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.
(1) 접합 부재의 단면(端面)이 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재의 표면에 맞대어져 있고, 또한 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 접합하는 필릿 용접 조인트를 구비하는 용접 구조체로서,
상기 필릿 용접 조인트의 용접 각장 및 용착폭은 16㎜ 초과이고,
상기 필릿 용접 조인트에 있어서의 상기 접합 부재의 단면과 상기 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 상기 필릿 용접 조인트의 단면(斷面)에서 당해 접합 부재의 판두께 tw의 95％ 이상의 미용착부를 갖고,
추가로, 상기 필릿 용접 조인트의 필릿 용접 금속에 대해서,
상기 용접 각장 및 상기 용착폭 중의 작은 쪽의 값을 L로 할 때, L이 20㎜ 미만인 경우에는, 상기 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 상기 피접합 부재의 판두께 tf가 하기 (1a)식의 관계를 만족하고,
L이 20㎜ 이상인 경우에는, 상기 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 상기 피접합 부재의 판두께 tf와, L이 하기 (1b)식의 관계를 만족하는, 용접 구조체.
　　　　　　　　　　　　　　　　　기
　　　vTrs　≤ －35－1.5(tf－75) … (1a)
vTrs　≤ －5L＋65－1.5(tf－75) … (1b)
여기에서, vTrs: 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(℃),
tf: 피접합 부재의 판두께(㎜),
L: 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값(㎜)
(2) 상기 피접합 부재가, 상기 접합 부재와 교차하도록, 맞댐 용접 조인트부를 갖고 있는, (1)에 기재된 용접 구조체.
(3) 상기 접합 부재가 맞댐 용접 조인트부를 갖고 있고, 상기 접합 부재가, 상기 접합 부재의 맞댐 용접 조인트부와 상기 피접합 부재의 맞댐 용접 조인트부가 교차하도록 설치되어 있는, (2)에 기재된 용접 구조체.
본 발명에 의하면, 종래 곤란했던 판두께 50㎜ 이상, 특히 60㎜ 이상, 또한 판두께 80㎜를 초과하는 후강판을 모재로 하는 피접합 부재(플랜지)에 발생한 취성 균열의 접합 부재(웨브)로의 전파를, 대규모 파괴에 이르기 전에, 정지(저지)하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 본 발명에 의하면, 강 구조물, 특히, 대형 콘테이너선이나 벌크 캐리어 등의 선체 분리 등의 대규모 취성 파괴의 위험성을 회피할 수 있어, 선체 구조의 안전성을 확보하는데 큰 효과를 가져와, 산업상 각별한 효과를 갖는다.
또한, 시공시에, 미용착부의 치수 및 필릿 용접 금속의 인성을 조정함으로써, 특수한 강판을 사용하는 일 없이, 안전성을 해치지 않고, 용이하게, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체를 제조할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 필릿 용접 조인트의 단면 구성의 일 예를 개략적으로 설명하는 설명도이다. 도 1(a)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)가 직교하고 있는 경우, 도 1(b)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)가 비스듬하게 교차하고 있는 경우, 도 1(c)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이에 극간(14)이 있는 경우, 도 1(d)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이에 극간(14)이 있고, 또한 그 극간(14)에 스페이서(15)가 삽입되어 있는 경우를 나타내는 것이다.
도 2는 필릿 용접 조인트의 구성의 다른 일 예를 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도 2(a)는 외관도, 도 2(b)는 단면도이다.
도 3은 필릿 용접 조인트의 구성의 다른 일 예를 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도 3(a)는 외관도, 도 3(b)는 단면도이다.
도 4는 초대형 구조 모델 시험체의 형상을 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도 4(a)는 접합 부재(웨브)(1) 및 피접합 부재(플랜지)(2)가 강판 모재만으로 이루어지는 경우, 도 4(b)는 접합 부재(웨브)(1)가 강판 모재만으로 이루어지고, 피접합 부재(플랜지)(2)가 맞댐 용접 조인트부(11)를 갖는 경우, 도 4(c)는 접합 부재(웨브)(1)가 맞댐 용접 조인트부(12)를 갖고, 피접합 부재(플랜지)(2)가 맞댐 용접 조인트부(11)를 갖는 경우이다.
도 5는 필릿 용접 금속의 인성과 플랜지 판두께의 관계가, 취성 균열의 전파 정지에 미치는 영향을 나타내는 도면이다.
도 6은 필릿 용접 금속의 인성과, 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값인 L의 관계가, 취성 균열의 전파 정지에 미치는 영향을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
본 발명의 용접 구조체는, 접합 부재(웨브)(1)의 단면이 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재(플랜지)(2)의 표면에 맞대어져 있고, 또한 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)를 접합하는 필릿 용접 조인트를 구비하는 용접 구조체이다. 또한, 필릿 용접 조인트는 필릿 용접 금속(5)을 갖고, 용접 각장(3) 및 용착폭(13)은 16㎜ 초과로 한다. 또한, 필릿 용접 조인트의 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞댐면에는, 구조 불연속부가 되는, 미용착부(4)를 존재시킨다.
이 상태를 조인트 단면에서 도 1에 나타낸다. 또한, 도 1(a)는, 접합 부재(웨브)(1)를 피접합 부재(플랜지)(2)에 대하여 직립하여 부착한 경우를 나타내지만, 본 발명에서는 이에 한정되는 일은 없다. 예를 들면, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 접합 부재(웨브)(1)를 피접합 부재(플랜지)(2)에 대하여 각도 θ만큼 기울여 부착해도 좋다. 이 경우, 미용착부의 비율 Y(％)를 구할 때에 사용하는 접합 부재(웨브) 판두께(tw)는, 접합 부재(웨브)와 피접합 부재(플랜지)의 교차부의 길이, (tw)/cos(90°－θ)를 사용하는 것으로 한다. 또한, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이에 극간(14)을 형성해도 좋다. 또한, 도 1(d)에 나타내는 바와 같이, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이에 극간(14)을 형성하고, 추가로 그 극간(14)에 스페이서(15)를 삽입해도 좋다.
또한, 도 1(c) 및 도 1(d)와 같이 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이에 극간(14)을 형성하는 경우에는, 용착폭(13)은, 접합 부재(웨브)(1)측이 소정의 조건을 만족하고 있으면 좋다. 또한, 도 1(d)의 경우, 필릿 용접 금속(5)은 스페이서(15)로 녹아 들어가 있어도 좋다.
본 발명의 용접 구조체는, 상기한 바와 같이, 필릿 용접 조인트에 있어서의 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞댐면에서, 구조가 불연속으로 되는, 미용착부(4)를 갖는다. 필릿 용접 조인트에 있어서, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞댐면은, 취성 균열의 전파면이 되기 때문에, 맞댐면에 미용착부(4)를 존재시킨다. 미용착부(4)가 존재함으로써, 피접합 부재(플랜지)(2)를 전파해 온 취성 균열 선단의 에너지 해방율(균열 진전 구동력)이 저하하고, 맞댐면에 있어서, 취성 균열은 정지하기 쉬워진다. 또한, 비록, 피접합 부재(플랜지)(2)로부터 필릿 용접 금속(5)에 취성 균열이 전파했다고 해도, 필릿 용접 금속(5)은, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf나 용접 각장, 용착폭에 따른 적절한 인성을 갖고 있기 때문에, 취성 균열은, 접합 부재(웨브)(1)에는 전파하지 않고, 필릿 용접 금속(5)에서 정지하게 된다.
또한, 취성 균열은, 결함이 적은 강판 모재부에서 발생하는 경우는 매우 드물다. 과거의 취성 파괴 사고의 대부분은, 용접부에서 발생하고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 도 2(a), 도 2(b)나 도 3(a), 도 3(b)에 나타내는 필릿 용접 조인트에서는, 맞댐 용접 조인트부(11)로부터 발생하는 취성 균열의 접합 부재(웨브)(1)로의 전파를 저지하기 위해, 우선, 구조의 불연속을 존재시키는, 즉 필릿 용접 조인트에 있어서의 피접합 부재와 접합 부재의 맞댐면에 미용착부(4)를 존재시키는 것이 중요해진다.
여기에서, 도 2(a)는, 피접합 부재(플랜지)(2)를 맞댐 용접 조인트(11)로 접합된 강판으로 하고, 접합 부재(웨브)(1)를 그 맞댐 용접 조인트의 용접부(맞댐 용접 조인트부)(11)와 교차하도록 필릿 용접한 필릿 용접 조인트의 외관도이고, 도 2(b)는 단면도이다.
또한, 도 3(a)는, 접합 부재(웨브)(1)를, 맞댐 용접 조인트부(12)를 갖는 강판으로 하고, 피접합 부재(플랜지)(2)를, 맞댐 용접 조인트부(11)를 갖는 강판으로 하고, 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞댐 용접 조인트부(11)와 접합 부재(웨브)(1)의 맞댐 용접 조인트부(12)가 교차하도록 필릿 용접한 필릿 용접 조인트의 외관도이고, 도 3(b)는 단면도이다.
또한, 도 2(a), 도 2(b), 도 3(a), 도 3(b)에서는, 맞댐 용접 조인트부(11)와 웨브(1)가 직교하는 경우를 나타냈지만, 본 발명에서는 이에 한정되지 않는다. 비스듬히 교차시켜도 좋은 것은 말할 것도 없다. 또한, 필릿 용접 조인트의 제조 방법은 특별히 한정할 필요는 없고, 상용의 제조 방법을 모두 적용할 수 있다. 예를 들면, 플랜지용 강판끼리, 웨브용 강판끼리를 맞댐 용접하고, 얻어진 맞댐 용접 조인트를 필릿 용접하여 필릿 용접 조인트를 제조해도 좋다. 또한, 맞댐 용접전의 1조(組)의 웨브용 강판을 플랜지에 가부착 용접하고 다음으로 웨브용 강판끼리를 맞댐 용접하고, 얻어진 맞댐 용접 조인트를 플랜지에 본용접(필릿 용접)하여 필릿 용접 조인트를 제조해도 좋다.
본 발명의 용접 구조체에서는, 필릿 용접 조인트 단면에 있어서의 미용착부(4)의 치수(16)(미용착부의 폭 B)는, 취성 균열의 전파 억제를 위해, 웨브 판두께 tw의 95％ 이상으로 한다. 미용착부(4)의 치수(미용착부의 폭 B)가, 접합 부재(웨브) 판두께 tw의 95％ 미만에서는, 필릿 용접 금속에 있어서의 소성 변형이 억제되고, 필릿 용접 금속에 돌입된 취성 균열의 균열 선단 근방이 고응력으로 되어, 접합 부재(웨브)(1)측에 침입한 취성 균열을 정지(저지)할 수 없다. 이 때문에, 미용착부(4)의 치수(16)(미용착부의 폭 B)는, 취성 균열의 전파 억제를 위해, 접합 부재(웨브) 판두께 tw의 95％ 이상으로 한다. 또한, 바람직하게는 96％ 이상 100％ 이하이다.
또한, 필릿 용접 조인트의 용접 각장 및 용착폭은 16㎜ 초과로 한다. 필릿 용접 조인트의 용접 각장 및 용착폭이 16㎜ 이하에서는, 취성 균열의 전파 저지 성능을 확보하는 데에는 유리하지만, 부재 판두께가 80㎜를 초과하는 경우에는, 필릿 용접부의 강도 확보가 곤란해진다. 또한, 부재 판두께 80㎜ 이하의 경우라도, 실시공에 있어서의 보수 등의 리스크가 높아진다. 이 때문에, 필릿 용접 조인트의 용접 각장 및 용착폭은 16㎜ 초과로 한다. 용접 각장 및 용착폭의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 시공 능률과 어레스트 성능 확보의 관점에서, 통상 40㎜까지이다.
그리고, 본 발명의 용접 구조체에서는, 필릿 용접 조인트에 있어서의 필릿 용접 금속에 대해서, 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값을 L로 할 때, L이 20㎜ 미만인 경우에는, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 피접합 부재의 판두께 tf가 하기 (1a)식의 관계를 만족하고, L이 20㎜ 이상인 경우에는, 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 피접합 부재의 판두께 tf와, L이 하기 (1b)식의 관계를 만족하는 것이 중요하다.
　　　　　　　　　　　　　　기
vTrs　≤ －35－1.5(tf－75)　　　… (1a)
vTrs　≤ －5L＋65－1.5(tf－75) … (1b)
여기에서, vTrs: 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(℃),
tf: 피접합 부재의 판두께(㎜),
L: 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값(㎜)
필릿 용접 금속이, 피접합 부재(플랜지)(2)의 판두께 tf, 나아가서는 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값인 L과 관련하여, 상기한 (1a) 식 또는 (1b) 식을 만족하는 저온 인성을 가짐으로써, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 피접합 부재(플랜지)(2)의 판두께가 50㎜ 이상인 용접 구조체를, 소망하는 취성 균열 전파 저지 성능을 갖는 용접 구조체로 할 수 있다. 또한, 용접 각장 및 용착폭은 16㎜ 초과이기 때문에, 피접합 부재(플랜지)(2)의 판두께가 50㎜ 이상은 물론, 60㎜ 이상 또한 80㎜를 초과하는 용접 구조체에도 적용 가능하다. 용접 각장 및 용착폭의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 40㎜까지이다. 또한, 피접합 부재(플랜지)(2)의 판두께의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 120㎜까지이다. 필릿 용접 금속의 저온 인성이, 상기한 (1a)식 또는 (1b)식을 만족하지 않는 경우에는, 필릿 용접 금속의 저온 인성이 부족하여, 피접합 부재(플랜지)에서 발생하여 전파해 온 취성 균열을 필릿 용접 금속부에서 전파 저지할 수 없게 된다. 또한, 용접 각장이 40㎜를 초과하면, 또한 피접합 부재(플랜지)(2)의 판두께가 120㎜를 초과하면, 시공 능률과 어레스트 성능 확보의 양립이 어려워진다.
이와 같이, 필릿 용접 금속이, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf, 나아가서는 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값인 L과의 관계에서, 상기한 조건을 만족하는 저온 인성을 갖는, 용접 구조체이면, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열을 필릿 용접 금속에서 전파 저지할 수 있다.
또한, vTrs의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 선박용의 범용 용접 재료를 적용하는 경우에는, 통상 －130℃이다. 또한, vTrs를 －130℃보다도 낮게 하기 위해서는 저온 탱크용 용재 등 특수한(고가의) 용접 재료의 적용이 필요해진다.
또한, L은, 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값이기 때문에, 한정되는 것은 아니지만, 통상, 16㎜ 초과 40㎜ 이하이다.
또한, 접합 부재(웨브)(1)의 판두께에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 50∼120㎜이다. 접합 부재의 판두께가 50㎜ 미만에서는, 본 발명을 적용할 것도 없이, 통상의 E급강을 접합 부재(웨브)와 피접합 부재(플랜지)에 적용하면 취성 균열의 전파 저지가 가능하다. 한편, IACS UR(국제 선급 규칙)에 규정되는 주선체 구조용 어레스트 강판의 판두께는 최대라도 100㎜이기 때문에, 접합 부재의 판두께가 120㎜를 초과하는 것은 생각하기 어렵다.
또한, 상기의 용접 구조체는, 상기한 필릿 용접 조인트를 구비하는 것이고, 예를 들면, 선박의 선체 외판을 플랜지로 하고, 격벽을 웨브로 하는 선체 구조, 혹은 덱(deck)을 플랜지로 하고, 해치(hatch)를 웨브로 하는 선체 구조 등에 적용 가능하다.
이하, 실시예에 대해서, 설명한다.
실시예
표 1에 나타내는 판두께 tw의 후강판을 접합 부재(웨브)로 하고, 표 1에 나타내는 판두께 tf의 후강판을 피접합 부재(플랜지)로 하여 이용하여, 이들을 필릿 용접하고, 도 4(a), 도 4(b), 도 4(c)에 나타내는 형상이 되는 실구조 사이즈의 대형 필릿 용접 조인트(9)를 제작했다. 또한, 제작한 대형 필릿 용접 조인트(9)에서는, 접합 부재(1)와 피접합 부재(2)의 맞댐면에, 도 1(a), 도 1(c) 또는 도 1(d)에 나타내는 바와 같은 미용착부(4)를, 미용착부의 비율 Y(＝(미용착부의 폭 B/접합 부재(웨브) 판두께 tw)를 변화시켜서, 존재시켰다. 또한, 피접합 부재(플랜지)는, 후강판(모재만)(도 4(a)) 또는 맞댐 용접 조인트를 갖는 후강판(도 4(b), 도 4(c))으로 하고, 접합 부재(웨브)는, 후강판(모재만)(도 4(a), 도 4(b)), 또는 맞댐 용접 조인트를 갖는 후강판(도 4(c))으로 했다.
맞댐 용접 조인트는, 1패스 대입열 일렉트로 가스 아크 용접(SEGARC 및 2전극 SEGARC) 또는 다층성 탄산 가스 용접(다층 CO2)에 의해 제작했다. 또한, 필릿 용접 조인트는, 용접 재료, 용접 입열 및 쉴드 가스 등의 용접 조건을 변화시키고, 여러 가지의 저온 인성, 여러 가지의 용접 각장 혹은 용착폭이 되는 필릿 용접 조인트로 했다. 또한, 필릿 용접 금속의 저온 인성은, 필릿 용접 금속 혹은 필릿 용접과 동일한 조건으로 제작한 맞댐 용접 조인트로부터 샤르피 충격 시험편(10㎜ 두께)을 채취하고, JIS Z 2242의 규정에 준거하여 파면 전이 온도 vTrs(℃)를 구했다. 또한, 일부 필릿 용접 조인트에서는, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이에 극간(14)을 비웠다. 또한 그 일부의 필릿 용접 조인트에서는, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이의 극간(14)에 스페이서(15)를 삽입하여 필릿 용접 조인트를 제작했다.
또한, 얻어진 대형 필릿 용접 조인트(9)를 이용하여, 도 4에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체를 제작하여, 취성 균열 전파 정지 시험을 실시했다.
초대형 구조 모델 시험체는, 대형 필릿 용접 조인트(9)의 피접합 부재(플랜지)(2)의 하방에 가부착 용접(8)으로, 피접합 부재(플랜지)(2)와 동일한 판두께의 강판을 용접했다.
또한, 도 4(b)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체에서는, 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞댐 용접 조인트부(11)를 접합 부재(웨브)(1)와 직교하도록 제작하고, 또한, 도 4(c)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체에서는, 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞댐 용접 조인트부(11)와 접합 부재(웨브)(1)의 맞댐 용접 조인트부(12)를 교차시켰다. 그리고, 기계 노치(7)의 선단을 맞댐 용접 조인트부(11)의 BOND부, 또는 용접 금속(WM)이 되도록 가공했다.
또한, 취성 균열 전파 정지 시험은, 기계 노치에 타격을 주어 취성 균열을 발생시켜, 전파한 취성 균열이, 필릿 용접부에서 정지하는지 아닌지를 조사했다. 어느 시험이나, 응력 100∼283N/㎟, 온도: －10℃의 조건으로 실시했다. 응력 100N/㎟는, 선체에 정상적으로 작용하는 응력의 평균적인 값이고, 응력 257N/㎟는, 선체에 적용되고 있는 항복 강도 390N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값, 응력 283N/㎟는, 선체에 적용되고 있는 항복 강도 460N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값이다. 온도 －10℃는 선박의 설계 온도이다. 또한, (1a)식, (1b)식의 우변값의 계산에 있어서는, 소수점 이하를 사사오입하여 표시하고 있다.
얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
발명예에서는 모두, 취성 균열이 피접합 부재(플랜지)를 전파한 후, 필릿 용접 금속에 돌입하여 정지했다. 한편, 비교예에서는 모두, 취성 균열은 필릿 용접 금속에서 정지하는 일 없이 접합 부재(플랜지)로 전파하고, 필릿 용접 금속에서 취성 균열의 전파를 저지할 수 없었다.
1 : 접합 부재(웨브)
2 : 피접합 부재(플랜지)
3 : 용접 각장
4 : 미용착부
5 : 필릿 용접 금속
7 : 기계 노치
8 : 가부착 용접
9 : 대형 필릿 용접 조인트
11 : 피접합 부재(플랜지)의 맞댐 용접 조인트부
12 : 접합 부재(웨브)의 맞댐 용접 조인트부
13 : 용착폭
14 : 극간
15 : 스페이서
16 : 미용착부의 치수(미용착부의 폭 B)
θ : 교차각

Claims (3)

  1. 접합 부재의 단면(end face)이 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재의 표면에 맞대어져 있고, 또한 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 접합하는 필릿 용접 조인트를 구비하는 용접 구조체로서,
    상기 필릿 용접 조인트의 용접 각장(leg length) 및 용착폭은 16㎜ 초과이고,
    상기 필릿 용접 조인트에 있어서의 상기 접합 부재의 단면과 상기 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 상기 필릿 용접 조인트의 단면(cross section)에서 당해 접합 부재의 판두께 tw의 95％ 이상의 미용착부를 갖고,
    추가로, 상기 필릿 용접 조인트의 필릿 용접 금속에 대해서,
    상기 용접 각장 및 상기 용착폭 중의 작은 쪽의 값을 L로 할 때, L이 20㎜ 미만인 경우에는, 상기 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 상기 피접합 부재의 판두께 tf가 하기 (1a)식의 관계를 만족하고,
    L이 20㎜ 이상인 경우에는, 상기 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와, 상기 피접합 부재의 판두께 tf와, L이 하기 (1b)식의 관계를 만족하는, 용접 구조체.
    　　　　　　　　　　　기
    vTrs　≤ －35－1.5(tf－75) … (1a)
    vTrs　≤ －5L＋65－1.5(tf－75) … (1b)
    여기에서, vTrs: 필릿 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(℃),
    tf: 피접합 부재의 판두께(㎜),
    L: 용접 각장 및 용착폭 중의 작은 쪽의 값(㎜)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피접합 부재가, 상기 접합 부재와 교차하도록, 맞댐 용접 조인트부를 갖고 있는, 용접 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접합 부재가 맞댐 용접 조인트부를 갖고 있고, 상기 접합 부재가, 상기 접합 부재의 맞댐 용접 조인트부와 상기 피접합 부재의 맞댐 용접 조인트부가 교차하도록 설치되어 있는, 용접 구조체.
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