(57)【要約】  鋼材Ｗに生じたき裂Ｗａを溶融させて消去するき裂補修方法であり、き裂Ｗａが生じている鋼材ＷにタブプレートＴを面接触状態で保持した後、タブプレートＴから鋼材Ｗのき裂Ｗａの一端部まで連続してレーザ光Ｌを照射するのに続いて、き裂Ｗａに沿って該き裂Ｗａの他端部まで連続してレーザ光Ｌを照射して該き裂Ｗａを溶融させて消去する。これにより、既設構造物の構成部材や機械部品等の構成部材に生じたき裂を消去するに際して、構成部材に貫通孔を形成することなくき裂を消去することができる。
2020158878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成部材に生じたき裂を溶融させて消去するき裂補修方法であって、
前記き裂が生じている前記構成部材にタブプレートを面接触状態で保持した後、
前記タブプレートから前記構成部材のき裂の一端部まで連続してレーザ光を照射するのに続いて、前記き裂に沿って該き裂の他端部まで連続してレーザ光を照射して該き裂を溶融させて消去するき裂補修方法。
【請求項２】
前記き裂が生じている前記構成部材の表裏面のいずれかの面に前記タブプレートを面接触状態で保持した後、
前記タブプレートから前記構成部材の前記き裂の他端部まで連続してレーザ光を照射して該き裂を溶融させて消去する請求項１に記載のき裂補修方法。
【請求項３】
前記タブプレートの側面から入熱するべくレーザ光の照射を開始する請求項１又は２に記載のき裂補修方法。
【請求項４】
前記タブプレートに貫通孔を形成し、該貫通孔の内周面から入熱するべくレーザ光の照射を開始する請求項１又は２に記載のき裂補修方法。
【請求項５】
前記タブプレート又は該タブプレートとは別に前記構成部材に面接触状態で保持されるタブプレートまで連続してレーザ光を照射する請求項１〜４のいずれか一つの項に記載のき裂補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、橋梁や建築物等の既設構造物の構成部材や機械部品等の構成部材（いずれも溶接部を含む）に生じたき裂の補修に用いるのに好適なき裂補修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋梁や建築物等の既設構造物の鋼材（構成部材）に、経年劣化や金属疲労によってき裂が発生した場合には、例えば、レーザ光を用いた溶接補修装置を採用していた。このレーザ光を用いた溶接補修装置では、き裂が生じている溶接補修箇所にレーザ光を照射することで、この溶接補修箇所を溶融させてき裂を消去するようにしている。【０００３】
このき裂の補修に際して、既設構造物の鋼材にレーザ光を照射して溶接を開始すると、鋼材の表面だけが加熱される。このため、鋼材の厚み方向に均等に溶融させることが難しく、き裂の残存や、き裂周辺の溶け落ちが懸念される。【０００４】
そこで、従来においては、特許文献１に記載されているように、既設構造物の鋼材に生じているき裂の一端部に貫通孔を形成して、この貫通孔を起点としてき裂に沿ってレーザ光を照射することで、鋼材の厚み方向に温度差が生じないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５８６０２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記した従来のき裂補修方法では、既設構造物の鋼材（構成部材）に生じているき裂の一端部に形成する貫通孔の口径をレーザ光のスポット径（き裂を確実に消去し得るスポット径；φ３〜７ｍｍ）よりも極端に小さくすることができない。
これは、貫通孔の口径を小さくすると、き裂補修後の貫通孔に対する肉盛り時（孔埋め時）において、残留応力による影響が鋼材の貫通孔の周囲に及んでしまうからである。【０００７】
したがって、上記した従来のき裂補修方法では、き裂を補修するためとは言え、き裂の一端部にある程度の大きさの貫通孔を形成する必要がある。しかしながら、この新たな貫通孔の形成を望まない既設構造物の構成部材には、従来のき裂補修方法を採用することができないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっている。【０００８】
本開示は、上記したような従来の課題を解決するためになされたもので、既設構造物の構成部材や機械部品等の構成部材に生じたき裂を消去するに際して、構成部材に貫通孔を形成することなくき裂を消去することができる。その結果、新たな貫通孔の形成を望まない構成部材に対しても採用することが可能なき裂補修方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の第１の態様は、構成部材（溶接部を含む）に生じたき裂を溶融させて消去するき裂補修方法であって、前記き裂が生じている前記構成部材にタブプレートを面接触状態で保持した後、前記タブプレートから前記構成部材のき裂の一端部まで連続してレーザ光を照射するのに続いて、前記き裂に沿って該き裂の他端部まで連続してレーザ光を照射して該き裂を溶融させて消去する構成としている。【００１０】
本開示に係るき裂補修方法において、構成部材に生じているき裂を補修する場合には、構成部材に面接触させて保持した状態のタブプレートにレーザ光を照射して補修溶接を開始する。そのため、このタブプレートから連続してレーザ光の照射が成される構成部材のき裂の一端部では、構成部材が厚み方向にほぼ均等に溶融された状態となる。
そして、この状態でき裂に沿って該き裂の他端部まで連続してレーザ光を照射して溶接を行うことで、き裂が残ったりき裂周辺が溶け落ちたりすることなくき裂を補修し得ることとなる。【００１１】
したがって、構成部材に貫通孔を形成することなくき裂を消去することができる。その結果、新たな貫通孔の形成を望まない、例えば、既設構造物の構成部材に対しても本開示に係るき裂補修方法を採用し得ることとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示に係るき裂補修方法によれば、構成部材に生じたき裂を消去するに際して、構成部材に貫通孔を形成することなくき裂を消去することができる。したがって、新たな貫通孔の形成を望まない、例えば、既設構造物の構成部材に対しても採用することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施形態に係るき裂補修方法に用いる補修用レーザ溶接装置を概略的に説明する模式図である。
【図２】図１の補修用レーザ溶接装置によりき裂補修を行う場合のレーザ光のパスルートを示す構成部材の平面説明図である。
【図３】図１の補修用レーザ溶接装置によりき裂補修を行う場合におけるレーザ光の他のパスルートを示す構成部材の平面説明図である。
【図４】本開示の他の実施形態に係るき裂補修方法によりき裂補修を行う場合のレーザ光のパスルートを示す構成部材の平面説明図である。
【図５】本開示のさらに他の実施形態に係るき裂補修方法によりき裂補修を行う場合のレーザ光のパスルートを示す構成部材の斜視説明図である。
【図６】図５のき裂補修方法により鋼床版の溶接部分に生じたき裂補修を行う場合のレーザ光のパスルートを示す鋼床版の斜視説明図である。
【図７】図５のき裂補修方法により回転機械の羽根に生じたき裂補修を行う場合のレーザ光のパスルートを示す羽根の斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本開示の一実施形態に係るき裂補修方法に用いる補修用レーザ溶接装置を示している。
【００１５】
図１に概略的に示すように、この補修用レーザ溶接装置１は、既設構造物の鋼材（構成部材）Ｗに生じたき裂Ｗａを溶融させて消去するものである。この補修用レーザ溶接装置１は、レーザ発振器２と、このレーザ発振器２から供給されるレーザ光Ｌを内蔵した光学系３により集光してき裂Ｗａが生じている補修箇所に照射するレーザヘッド４と、レーザ発振器２からのレーザ光Ｌをレーザヘッド４へ導く光ファイバ５と、レーザヘッド４を補修箇所に沿って移動させると共に補修箇所に接近離間させる駆動部６と、レーザ光Ｌを照射する補修箇所にノズル７を介してシールドガスＧを供給するガス供給源８を備えている。
【００１６】
また、この補修用レーザ溶接装置１は、レーザヘッド４から照射されるレーザ光Ｌのスポット径や駆動部６によるレーザヘッド４の動作やガス供給源８からのガス供給等をコントロールする制御部９を備えている。この制御部９は、レーザ光Ｌの焦点ＬＦが鋼材Ｗの外部に位置するようにレーザヘッド４を制御すると共に、き裂Ｗａが生じている補修箇所に照射されるレーザ光Ｌのスポット径φが所定の大きさ未満（例えば、３ｍｍ未満）になるようにレーザヘッド４を制御する。
【００１７】
この場合、制御部９は、駆動部６に指令を与えてレーザヘッド４を移動させることで、入熱領域を拡げるようにしている。つまり、スポット径φが３ｍｍ未満のレーザ光Ｌを鋼材Ｗに対して照射して生じる入熱領域を拡げて、この入熱領域内にき裂Ｗａを収めるようにしている。
【００１８】
この実施形態では、鋼材Ｗに生じたき裂Ｗａを溶融させて消去するに際して、まず、図２に示すように、き裂Ｗａが生じている鋼材Ｗの側面Ｗｓに鋼材であるタブプレートＴの一方（図示左方）の側面Ｔｓを面接触させて、溶接、例えば、スポット溶接により接合する。なお、鋼材ＷにタブプレートＴをメタルタッチさせて保持することができるのであれば、接着剤を用いて保持するようにしてもよい。
【００１９】
次いで、鋼材Ｗに面接触状態で保持したタブプレートＴの他方（図示右方）の側面Ｔｓから入熱するべくレーザヘッド４によるレーザ光Ｌの照射を開始する。この際、溶接施工後の断面形状における溶け込み深さを鋼材Ｗの厚みで除して表される形状係数（溶け込み率）が１．０〜１．１程度となるようにレーザ光Ｌの出力を調整する。この調整は、溶け込み不足を回避するべく裏波を形成（貫通施工）するためである。
【００２０】
そして、鋼材Ｗのき裂Ｗａの一端部（図示上端部）まで連続してレーザ光Ｌの照射がなされるように、駆動部６によりレーザヘッド４を移動させる。
【００２１】
続いて、ノズル７を介してガス供給源８からのシールドガスＧを供給しつつ、き裂Ｗａの他端部（図示下端部）までき裂Ｗａに沿って連続してレーザ光Ｌの照射がなされるように、駆動部６によりレーザヘッド４を移動させる。このレーザ光Ｌの照射によりき裂Ｗａを溶融させて消去する。
【００２２】
この後、再びタブプレートＴまで連続してレーザ光Ｌの照射がなされるように、駆動部６によりレーザヘッド４を移動させる。そして、最後に、レーザ光Ｌの照射を止めて鋼材ＷからタブプレートＴを撤去する。この補修施工時におけるレーザ光Ｌのパスルートを破線で示す。
【００２３】
この実施形態によるき裂補修方法において、鋼材Ｗに生じているき裂Ｗａを補修する場合には、鋼材Ｗに面接触させて保持した状態のタブプレートＴの他方の側面Ｔｓから入熱するべくレーザ光Ｌを照射して補修溶接を開始する。そのため、このタブプレートＴから連続してレーザ光Ｌの照射が成される鋼材Ｗのき裂Ｗａの一端部では、鋼材Ｗの溶融状態が厚み方向でほぼ均等になる。
【００２４】
したがって、この状態でき裂Ｗａに沿って他端部まで連続してレーザ光Ｌを照射すれば、き裂Ｗａが残ったりき裂Ｗａの周辺が溶け落ちたりすることなく、き裂Ｗａを補修し得ることとなる。
【００２５】
このように、鋼材Ｗに貫通孔を形成することなくき裂Ｗａを消去することができるので、新たな貫通孔の形成を望まない構成部材に対しても、この実施形態によるき裂補修方法を採用し得ることとなる。
【００２６】
この実施形態では、互いに面接触してスポット溶接により接合される鋼材Ｗの側面Ｗｓ及びタブプレートＴの側面Ｔｓがいずれも平坦な面である場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、図２に仮想線で示すように、鋼材Ｗの側面Ｗｓｃ及びタブプレートＴの側面Ｔｓｃが何れも湾曲した面であってもよい。
【００２７】
また、この実施形態では、鋼材Ｗに対して１つのタブプレートＴを接合して、鋼材Ｗのき裂Ｗａの他端部までレーザ光Ｌを照射してき裂Ｗａを消去した後に、タブプレートＴまでレーザ光Ｌを戻すようにしている。しかしながら、これに限定されるものではなく、１つのき裂Ｗａに対してタブプレートＴを複数設けてもよい。
つまり、き裂Ｗａにレーザ光Ｌを照射して消去した後に、レーザ光Ｌの照射開始時とは異なるタブプレートＴにレーザ光Ｌを戻すようにしてもよい。言い換えれば、レーザ光Ｌのパスルートが、き裂Ｗａに対するレーザ光Ｌの照射の前後で、異なるタブプレートＴを通るようにしてもよい。
【００２８】
例えば、き裂Ｗａの一端部に近い位置にてレーザ光Ｌの照射開始用のタブプレートＴを保持すると共に、き裂Ｗａの他端部に近い位置にてレーザ光Ｌの照射停止用のタブプレートＴを保持する。そして、照射開始用のタブプレートＴでレーザ光Ｌの照射（入熱）を開始して、レーザ光Ｌの照射停止用のタブプレートＴでレーザ光Ｌの照射を停止するようにしてもよい。
すなわち、図２の形態におけるタブプレートＴに代えて、鋼材Ｗの側面Ｗｓに対してレーザ光照射開始用のタブプレートＴと、レーザ光照射停止用のタブプレートＴとを個々に接合するようにしてもよい。
【００２９】
また、図３に示すように、タブプレートＴを鋼材Ｗの両端面Ｗｆ，Ｗｆに面接触状態でそれぞれ接合して、一方側（図示上側）のタブプレートＴの側面Ｔｓから開始するレーザ光Ｌの照射を他方側（図示下側）のタブプレートＴで終わらせるようにしてもよい。この補修施工時におけるレーザ光Ｌのパスルートを破線で示す。
【００３０】
この実施形態では、き裂Ｗａの他端部までレーザ光Ｌを照射した後に、レーザ光Ｌの照射を継続して行い、レーザ光Ｌを他方側のタブプレートＴまで戻してから照射を終わらせるようにしている。しかしながら、レーザ光Ｌの照射をき裂Ｗａの他端部で停止した場合も、き裂Ｗａを溶融させて消去し得るので、レーザ光Ｌを他方側のタブプレートＴまで戻さずに、き裂Ｗａの他端部でレーザ光Ｌの照射を停止するようにしてもよい。
【００３１】
図４は、本開示の他の実施形態に係るき裂補修方法を示している。
図４に示すように、このき裂補修方法では、貫通孔ＳＨが形成されたタブプレートＴＡの一方（図示左方）の側面ＴＡｓを鋼材Ｗの側面Ｗｓに面接触状態でスポット溶接により接合するようにしている。そして、このタブプレートＴＡの貫通孔ＳＨの内周面から入熱するべくレーザ光Ｌの照射を開始するようにしている。なお、タブプレートＴＡの表裏を貫通する貫通孔ＳＨは、例えば円孔である。
【００３２】
このき裂補修方法においても、溶け込み不足を回避するべく裏波を形成するために、形状係数（溶け込み率）が１．０〜１．１程度となるようにレーザ光Ｌの出力を調整する。
【００３３】
そして、鋼材Ｗのき裂Ｗａの一端部（図示上端部）まで連続してレーザ光Ｌを移動させる。これに続いて、シールドガスＧを供給しつつき裂Ｗａの他端部（図示下端部）までき裂Ｗａに沿って連続してレーザ光Ｌを移動させ、このレーザ光Ｌの照射によりき裂Ｗａを溶融させて消去する。
【００３４】
この後、再びタブプレートＴＡまで連続してレーザ光Ｌを移動させる。そして、最後に、レーザ光Ｌの照射を止めて鋼材ＷからタブプレートＴＡを撤去する。この補修施工時におけるレーザ光Ｌのパスルートを破線で示す。
【００３５】
この実施形態によるき裂補修方法においても、き裂Ｗａが生じている鋼材Ｗに面接触させて保持した状態のタブプレートＴＡの貫通孔ＳＨにレーザ光Ｌを照射して補修溶接を開始する。したがって、このタブプレートＴＡの貫通孔ＳＨから連続してレーザ光Ｌの照射が成される鋼材Ｗのき裂Ｗａの一端部では、鋼材Ｗの溶融状態が厚み方向でほぼ均等になる。そして、この状態でき裂Ｗａに沿って他端部まで連続してレーザ光Ｌを照射すれば、き裂Ｗａが残ったりき裂Ｗａの周辺が溶け落ちたりすることなく、き裂Ｗａを補修し得ることとなる。
【００３６】
この実施形態では、鋼材Ｗのき裂Ｗａを溶融させて消去した後において、タブプレートＴＡまで連続して移動させたレーザ光ＬがタブプレートＴＡの他方（図示右方）の側面ＴＡｓから離間した段階で、レーザ光Ｌの照射を止めるようにしている。しかしながら、これに限定されるものではなく、図４に仮想線で示すように、タブプレートＴＡに貫通孔ＥＨを形成して、この貫通孔ＥＨでレーザ光Ｌの照射を止めるようにしてもよい。このほか、再度貫通孔ＳＨに戻してレーザ光Ｌの照射を止めるようにしてもよい。ここで、タブプレートＴＡの表裏を貫通する貫通孔ＥＨは、例えば円孔である。
【００３７】
なお、後述する各実施形態（図５，図６及び図７の形態）においても、タブプレートに貫通孔を設けて、この貫通孔でレーザ光Ｌの照射開始及び照射停止を行うようにしてもよい。また、貫通孔に代えて、タブプレートの側面に切欠等の凹部を形成してもよい。そして、この凹部から入熱するべくレーザ光Ｌの照射を開始するようにしてもよい。この際、タブプレートの側面に形成する凹部の形状としては、例えば、半円形状や多角形状を採用し得る。
【００３８】
図５は、本開示のさらに他の実施形態に係るき裂補修方法を示している。
図５に示すように、このき裂補修方法では、鋼材Ｗの表面Ｗｐ上において、き裂Ｗａを挟むようにして２枚のタブプレートＴ，Ｔを配置する。そして、これらのタブプレートＴ，Ｔの斜め切りされた各一方の側面Ｔｓｓを鋼材Ｗの表面Ｗｐに面接触させて、他方の側面Ｔｓ，Ｔｓ同士が互いに離れる方向に傾くようにして、例えば、スポット溶接により接合する。
【００３９】
次いで、鋼材Ｗの表面Ｗｐに傾きを持って面接触状態で保持した一方側（図示右側）のタブプレートＴの側面Ｔｓから入熱するべくレーザ光Ｌの照射を開始する。
【００４０】
ここで、レーザ光Ｌの光軸Ｌｃは、鋼材Ｗの表面Ｗｐに対してほぼ垂直となるように設定される。つまり、レーザ光Ｌの光軸Ｌｃは２枚のタブプレートＴ，Ｔに対して傾くことになるが、タブプレートＴとレーザ光Ｌの光軸Ｌとが成す角度が垂直から大きくかけ離れなければ施工に問題ない。
【００４１】
この実施形態においても、溶接施工後の断面形状における溶け込み深さを鋼材Ｗの厚みｔａで除して表される形状係数（溶け込み率）が１．０〜１．１程度となるようにレーザ光出力を調整する。これも、溶け込み不足を回避するべく裏波を形成するための調整である。また、鋼材Ｗの表面Ｗｐに傾きを持って面接触状態で保持したタブプレートＴにおいても、その傾き及び厚みｔｂを考慮して形状係数が１．０〜１．１程度となるようにレーザ光出力を調整する。
【００４２】
そして、鋼材Ｗのき裂Ｗａの一端部（図示右端部）まで連続してレーザ光Ｌを移動させる。これに続いて、シールドガスＧを供給しつつき裂Ｗａの他端部（図示左端部）までき裂Ｗａに沿って連続してレーザ光Ｌを移動させ、このレーザ光Ｌの照射によりき裂Ｗａを溶融させる。
【００４３】
この後、鋼材Ｗの表面Ｗｐに傾きを持って面接触状態で保持した他方側（図示左側）のタブプレートＴまで連続してレーザ光Ｌを移動させる。そして、最後に、レーザ光Ｌの照射を止めて鋼材ＷからタブプレートＴ，Ｔをいずれも撤去する。この補修施工時におけるレーザ光Ｌのパスルートを破線で示す。
【００４４】
この実施形態によるき裂補修方法において、鋼材Ｗに生じているき裂Ｗａを補修する場合には、鋼材Ｗの表面Ｗｐに傾きを持って面接触させて保持した状態のタブプレートＴにレーザ光Ｌを照射して補修溶接を開始する。そのため、このタブプレートＴから連続してレーザ光Ｌの照射が成される鋼材Ｗのき裂Ｗａの一端部では、鋼材Ｗの溶融状態が厚み方向でほぼ均等になる。
【００４５】
したがって、この状態でき裂Ｗａに沿って他端部まで連続してレーザ光Ｌを照射すれば、き裂Ｗａが残ったりき裂Ｗａの周辺が溶け落ちたりすることなく、き裂Ｗａを補修し得ることとなる。
【００４６】
このように、鋼材Ｗに貫通孔を形成することなくき裂Ｗａを消去することができるので、新たな貫通孔の形成を望まない構成部材に対しても、この実施形態によるき裂補修方法を採用し得ることとなる。
【００４７】
また、この実施形態によるき裂補修方法では、鋼材Ｗのき裂Ｗａの近傍位置に２枚のタブプレートＴ，Ｔを配置して、これらのタブプレートＴ，Ｔの斜め切りされた各一方の側面Ｔｓｓを鋼材Ｗの表面Ｗｐに面接触させて接合するようにしている。その結果、鋼材Ｗの側面や端面から遠い位置にき裂Ｗａが生じている場合において、レーザ光Ｌの移動距離を少なく抑え得ることとなる。つまり、補修施工時間の短縮及び補修施工コストの低減が図られることとなる。
【００４８】
このような効果が得られる上記した実施形態に係るき裂補修方法は、例えば、図６に示すように、鋼床版を構成する鋼板Ｋと、この鋼板Ｋの下向き面に配置した補剛材Ｓとの間にアーク溶接により全長にわたって形成した溶接部（構成部材）ＷＷに生じたき裂ＷＷａの補修に適用することができる。
【００４９】
すなわち、この適用例では、溶接部ＷＷに接続する補剛材Ｓの表面Ｓｐ上において、２枚のタブプレートＴ，Ｔを互いに平行に配置する。そして、これらのタブプレートＴ，Ｔの斜め切りされた各一方の側面Ｔｓｓ，Ｔｓｓを溶接部ＷＷのき裂ＷＷａに向けた状態で補剛材Ｓの表面Ｓｐに面接触させて、例えば、スポット溶接により接合する。
【００５０】
次いで、補剛材Ｓの表面Ｓｐに傾きを持って面接触状態で保持した一方側（図示左側）のタブプレートＴの他方の側面Ｔｓから入熱するべくレーザ光Ｌの照射を開始する。
【００５１】
そして、溶接部ＷＷのき裂ＷＷａの一端部（図示左端部）まで連続してレーザ光Ｌを移動させる。これに続いて、き裂ＷＷａの他端部（図示右端部）までき裂ＷＷａに沿って連続してレーザ光Ｌを移動させ、このレーザ光Ｌの照射によりき裂ＷＷａを溶融させる。
【００５２】
この後、補剛材Ｓの表面Ｓｐに傾きを持って面接触状態で保持した他方側（図示右側）のタブプレートＴまで連続してレーザ光Ｌを移動させる。そして、最後に、レーザ光Ｌの照射を止めて補剛材ＳからタブプレートＴ，Ｔをいずれも撤去する。この補修施工時におけるレーザ光Ｌのパスルートを破線で示す。
【００５３】
この適用例によるき裂補修方法でも、溶接部ＷＷに生じているき裂ＷＷａを補修する場合には、補剛材Ｓの表面Ｓｐに傾きを持って面接触させて保持した状態のタブプレートＴにレーザ光Ｌを照射して補修溶接を開始する。そのため、このタブプレートＴから連続してレーザ光Ｌの照射が成される溶接部ＷＷのき裂ＷＷａの一端部では、溶接部ＷＷの溶融状態が厚み方向でほぼ均等になる。
【００５４】
したがって、この状態でき裂ＷＷａに沿って他端部まで連続してレーザ光Ｌを照射すれば、き裂ＷＷａが残ったり、き裂ＷＷａの周辺が溶け落ちたりすることなく、き裂ＷＷａを補修し得ることとなる。このように、新たな貫通孔の形成を望まない鋼床版の補剛材Ｓや溶接部ＷＷに対しても、この実施形態によるき裂補修方法を採用し得ることとなる。
【００５５】
上記した適用例では、鋼板Ｋと補剛材Ｓとの間の溶接部ＷＷに生じたき裂ＷＷａを補修する場合を例示したが、これに限定されない。他の適用例として、鋼床版において溶接部ＷＷ以外の部位に生じたき裂ＷＷａの補修に、上記実施形態を適用してもよい。例えば、溶接部ＷＷの周辺に生じたき裂等の補修に、上記実施形態を適用してもよい。そのほか、鋼板Ｋや補剛材Ｓに生じたき裂の補修等に、上記実施形態を適用してもよい。
【００５６】
また、上記した実施形態では、鋼板Ｋと補剛材Ｓとの間の溶接部ＷＷに生じたき裂ＷＷａを補修する場合を例示したが、これに限定されない。他の実施形態として、鋼床版以外の構造物の溶接部に生じたき裂や、当該溶接部の周辺に生じたき裂の補修に、上記実施形態を適用してもよい。このほか、鋼板Ｋと補剛材Ｓとの間のように、部材同士が互いに角度を成すように接合されている箇所に生じたき裂、換言すれば、構造物の凹部や隅部等に生じたき裂の補修に、上記実施形態を適用してもよい。
き裂の近傍においてタブプレートを保持し難い場合には、タブプレートを保持し易い部位にてタブプレートを保持して、このタブプレートでレーザ光の照射の開始及び照射の停止を行うようにしてもよい。
【００５７】
また、この実施形態に係るき裂補修方法は、構成部材（補修対象物）の外形が曲面状を成している場合、すなわち、曲面に生じたき裂の補修にも適用することができる。例えば、回転機械を構成する部材に生じたき裂の補修にも適用することができる。構成部材は、例えば、ファンやインペラ等の回転体であってもよい。
例えば、図７に示すように、回転機械の羽根ＷＦに生じたき裂ＷＦａの補修に適用することができる。
【００５８】
すなわち、この適用例では、羽根ＷＦの裏面ＷＦｐ上にタブプレートＴを配置する。そして、このタブプレートＴの斜め切りされた一方の側面Ｔｓｓを羽根ＷＦのき裂ＷＦａ近傍に位置させた状態で羽根ＷＦの裏面ＷＦｐに面接触させて、例えば、スポット溶接により接合する。
【００５９】
次いで、羽根ＷＦの裏面ＷＦｐに面接触状態で保持したタブプレートＴの他方の側面Ｔｓから入熱するべくレーザ光Ｌの照射を開始する。
【００６０】
そして、羽根ＷＦのき裂ＷＦａの一端部（図示右端部）まで連続してレーザ光Ｌを移動させる。これに続いて、き裂ＷＦａの他端部（図示左端部）までき裂ＷＷａに沿って連続してレーザ光Ｌを移動させ、このレーザ光Ｌの照射によりき裂ＷＦａを溶融させる。
【００６１】
この後、羽根ＷＦの裏面ＷＦｐに面接触状態で保持したタブプレートＴまで連続してレーザ光Ｌを移動させて戻す。そして、最後に、レーザ光Ｌの照射を止めて羽根ＷＦからタブプレートＴを撤去する。この補修施工時におけるレーザ光Ｌのパスルートを破線で示す。
【００６２】
この適用例によるき裂補修方法でも、羽根ＷＦに生じているき裂ＷＦａを補修する場合には、羽根ＷＦの裏面ＷＦｐに面接触させて保持した状態のタブプレートＴにレーザ光Ｌを照射して補修溶接を開始する。そのため、このタブプレートＴから連続してレーザ光Ｌの照射が成される羽根ＷＦのき裂ＷＦａの一端部では、羽根ＷＦの溶融状態が厚み方向でほぼ均等になる。
【００６３】
したがって、この状態でき裂ＷＦａに沿って他端部まで連続してレーザ光Ｌを照射すれば、き裂ＷＦａが残ったり、き裂ＷＦａの周辺が溶け落ちたりすることなく、き裂ＷＦａを補修し得ることとなる。このように、新たな貫通孔の形成を望まない羽根ＷＦに対しても、この実施形態によるき裂補修方法を採用し得ることとなる。
【００６４】
上記した各実施形態の補修方法は、橋梁や建築物や建造物等の既設構造物の鋼材に生じたき裂の補修に適用してもよい。また、既設構造物の溶接部に生じたき裂の補修に適用してもよい。橋梁においては、これを構成する鋼床版や主桁や腹板等の部材に生じたき裂の補修に適用してもよい。
【００６５】
上記した各実施形態において、構成部材（補修対象物）が鋼構造物、例えば、橋梁を構成する鋼材である場合、鋼材の板厚は、３．２〜３０ｍｍであってもよい。例えば、６ｍｍ以上であってもよいし、１２ｍｍであってもよい。また、鋼材は、炭素鋼（ＳＳ，ＳＭ）や、高強度炭素鋼（ＨＴ６９０，ＨＴ７８０，ＨＴ９８０）や、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の鋼材であってもよい。
【００６６】
上記した各実施形態において、構成部材（補修対象物）の材質は、耐熱用鋼や低温用鋼等のほか、鉄鋼以外の合金等の金属材料であってもよい。そして、構成部材が回転機械を構成する部材である場合は、その材質は、ニッケル合金やチタン合金やＣｒ−Ｍｏ鋼や耐熱用鋼であってもよい。
【００６７】
本開示に係るき裂補修方法の構成は、上記した実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であり、例えば、本開示に係るき裂補修方法を機械部品等の構成部材に生じたき裂の補修に用いることができる。
【００６８】
本開示の第１の態様は、構成部材（溶接部を含む）に生じたき裂を溶融させて消去するき裂補修方法であって、前記き裂が生じている前記構成部材にタブプレートを面接触状態で保持した後、前記タブプレートから前記構成部材のき裂の一端部まで連続してレーザ光を照射するのに続いて、前記き裂に沿って該き裂の他端部まで連続してレーザ光を照射して該き裂を溶融させて消去する構成としている。
【００６９】
本開示のき裂補修方法において、レーザには、ファイバーレーザやＹＡＧレーザや半導体レーザを用いるのが一般的であるが、これらのものに限定されない。
【００７０】
本開示のき裂補修方法において、構成部材にタブプレートを面接触状態で保持するには、例えば、スポット溶接を採用することができる。しかしながら、構成部材にタブプレートをメタルタッチさせて保持することができるのであれば、接着剤を用いて保持するようにしてもよい。
【００７１】
本開示の第１の態様に係るき裂補修方法において、構成部材に生じているき裂を補修する場合には、構成部材に面接触させて保持した状態のタブプレートにレーザ光を照射して補修溶接を開始する。そのため、このタブプレートから連続してレーザ光の照射が成される構成部材のき裂の一端部では、構成部材が厚み方向にほぼ均等に溶融された状態となる。
そして、この状態でき裂に沿って該き裂の他端部まで連続してレーザ光を照射して溶接を行うことで、き裂が残ったりき裂周辺が溶け落ちたりすることなくき裂を補修し得ることとなる。
【００７２】
したがって、構成部材に貫通孔を形成することなくき裂を消去することができ、その結果、新たな貫通孔の形成を望まない、例えば、既設構造物の構成部材に対しても本開示に係るき裂補修方法を採用し得ることとなる。
【００７３】
また、本開示の第２の態様は、前記き裂が生じている前記構成部材の表裏面のいずれかの面に前記タブプレートを面接触状態で保持した後、前記タブプレートから前記構成部材の前記き裂の他端部まで連続してレーザ光を照射して該き裂を溶融させて消去する構成としている。
【００７４】
本開示の第２の態様に係るき裂補修方法において、例えば、構成部材の側面や端面から遠い位置にき裂が生じている場合において、構成部材のき裂の近傍位置にタブプレートを配置して、このタブプレートを構成部材の表裏面のいずれかの面に面接触させて接合させる。これにより、レーザ光の移動距離を少なく抑え得ることとなり、補修施工時間の短縮及び補修施工コストの低減が図られることとなる。
【００７５】
さらに、本開示の第３の態様は、前記タブプレートの側面から入熱するべくレーザ光の照射を開始する構成としている。この際、タブプレートの側面に切欠等の凹部を形成して、この凹部から入熱するべくレーザ光の照射を開始するようにしてもよい。
【００７６】
本開示の第３の態様に係るき裂補修方法では、タブプレートの側面からレーザ光の照射を開始するので、裏波の形成を確認し得ることとなる。
【００７７】
さらにまた、本開示の第４の態様は、前記タブプレートに貫通孔を形成し、該貫通孔の内周面から入熱するべくレーザ光の照射を開始する構成としている。
【００７８】
本開示の第４の態様に係るき裂補修方法においても、タブプレートの貫通孔の内周面からレーザ光の照射を開始するので、裏波の形成を確認し得ることとなる。
【００７９】
さらにまた、本開示の第５の態様は、前記タブプレート又は該タブプレートとは別に前記構成部材に面接触状態で保持されるタブプレートまで連続してレーザ光を照射する構成としている。
【００８０】
本開示の第５の態様に係るき裂補修方法では、レーザ光の移動距離を少なく抑え得ることとなり、補修施工時間の短縮及び補修施工コストの低減が図られることとなる。
【符号の説明】
【００８１】
Ｌ  レーザ光
Ｓ  鋼床版を構成する補剛材
Ｓｐ  補剛材の表面
ＳＨ，ＥＨ  タブプレートの貫通孔
Ｔ，ＴＡ  タブプレート
Ｔｓ，ＴＡｓ  タブプレートの側面
Ｔｓｃ  タブプレートの湾曲した側面
Ｔｓｓ  タブプレートの斜め切りされた側面
Ｗ  鋼材（構成部材）
ＷＦ  羽根（構成部材）
ＷＦｐ  羽根の裏面
ＷＷ  溶接部（構成部材）
Ｗａ，ＷＦａ、ＷＷａ  き裂
Ｗｆ  鋼材の端面
Ｗｐ  鋼材の表面
Ｗｓ  鋼材の側面
Ｗｓｃ  鋼材の湾曲した側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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