開先付き異形棒鋼の溶接熱影響部確認試験要領
2018 年 11 月 8 日
株式会社ブレイブ
１．目的
本試験は、開先付き異形棒鋼（以下、NewJ-BAR という）が実際に使用される状態での溶接接合部の強度を確認するため、NewJ-BAR を一般に使用している鋼材 SM490A に、難易度の高い立向き姿勢で施工要領書の溶接長さなどの規定に基づいて溶接した溶接接合部について引張試験、ビッカース硬さ試験を実施するものである。
２．試験材
本試験に使用した NewJ-BAR の化学成分を表１、機械的性質を表２および溶接材料の規格を表３、溶接材料の化学成分を表４に示す。

種類の記号

C
0.25
0.26 以下

表１．WSD490 の化学成分値
化学成分（％）
SiMnP
0.23
1.24
0.021
0.45 以下
1.32 以下
0.040 以下

引張強さ（N/mm2）

表２．WSD490 の機械的性質
伸 び
降伏比（％）
試験片（％）

溶鋼番号

WSD49080465
WSD490(製品規格)

降伏点 又は0.2％耐力（N/mm2）

種類の記号WSD490490～625655 以上

80 以下

14A 号

S
0.024
0.040 以下

C+Mn/60.460.48 以下

曲げ性
曲げ角度

15 以上90°内側半径注１)
WD25J以下

2.5d

WD25J
超え3d注１）d は 、 公 称 直 径 と す る 。

ワイヤの種類
フラックス入りワイヤ

溶接材料
規格値

C0.18以下

Si0.90以下

表３．溶接材料の規格
JIS 規格
引張強さ規格JIS Z 3313:2009値(N/mm2)
T49J0T1-1CA-UH5
490 以上Mn2.00以下

表４．溶接材料の化学成分
化学成分（％）
PS
Cu
0.030
0.030以下
以下

使用溶接材料
SF-1･EX(日鐵住金)

Ni
0.50以下注 1注 1）JIS Z 3313 では「意図的に添加しない場合は、報告しなくてもよい。」とされている。

Mo0.30以下注 1Cr0.30以下注 1V0.08以下注 1

試験体の製作要領
３．１試験体の鋼材材質、規格強度、寸法、溶接長及び試験体数
JIS Z 3841 SA-3V 資格者（梶原 義浩）に溶接施工を依頼し、表５に示す試験体を CO2 半自動溶接で製作する。試験体はフラックス入りワイヤの２回肉盛りで溶接をすることとする。
なお、試験体の製作は施工要領書に従い、以下のとおり実施するものとする。
(1)溶接姿勢：立向き溶接とする。
(2)予熱：実施しない。
(3)パス間温度管理 ：実施しない。
(4)溶接作業者：JIS Z 3841 SA-3V 資格者 梶原 義浩

３．２ 試験体
試験体の構成および寸法を図１に示す。

図１．試験体の構成および寸法

３．３ 試験体の製作
試験体製作日時： 1）ビッカース硬さ試験 2018 年 6 月 9,10 日2)引張・曲げ試験
2018 年 6 月 9,10 日
試験体製作内容： 写真１に示すように、難易度の高い溶接作業といえる立向き姿勢での杭頭に溶接する
実際の施工状況を再現した状態で製作をしている。

NewJ-BAR 位置合わせb)NewJ-BAR 組立溶接
写真１． NewJ-BAR 試験体製作状況（立向き溶接）c)～e)本溶接試験体の製作は以下の図-1 に示すａ）～ｅ）の溶接手順で行う。
ａ）鋼板に溶接長および ｂ）鋼板に NewJ-BAR ｃ） NewJ-BAR ①を立 ｄ ） 鋼 板 を 反 転 さ せ 、 ｅ ） NewJ-BAR ② をの ど 厚 のケ ガ キ 線 を① をケガキ線に合わ 向き姿勢でのど厚の NewJ-BAR ① を 作 業 立 向 き 姿 勢 で の ど入れる。
鋼板が倒れないように作業台に仮溶接などで固定。

せて組立溶接する。
（図-2 組立溶接手順参照）

ケガキ線に合わせて本溶接する。

台に仮溶 接な どで固定。NewJ-BAR②をケガキ線に合わせて組立溶接する。

厚のケガキ線に合わせて本溶接する。

図-１ 溶接手順

図-２ 組立溶接手順

図-３ 溶接断面図

３．４ 外観検査
製作した試験体（引張試験体３体、硬さ試験体２体）の外観を以下の基準で検査する。
検査基準
検査項目

限界許容差

①鉄筋の取り付
け②ルート間隔（G）③溶接長（L）

鋼板、異形棒鋼、試験体に傾斜や偏心が認められず、ほぼ一直線であること
0～3 ㎜（組立時に確認する）
溶接部の始端から終端までの長さ
溶接長は L＝150+0～3 ㎜（WD32J）、L＝180+0～3 ㎜（WD35J、WD38J）とする。
溶接部に割れがないこと
NewJ-BAR の外端から 0.0 ㎜≦ｈ≦6.0 ㎜
e≦0.5 ㎜

④溶接部の割れ⑤余盛（ｈ）⑥アンダーカット⑦ビードの不整
ビードの凹凸ビード幅の不整⑧オーバーラップ⑨ピット

溶接長又はビード幅 25 ㎜の範囲で 4 ㎜以
下
ビード幅の不整は溶接長 150 ㎜の範囲で 7㎜以下
著しいオーバーラップがないこと
溶接長 300 ㎜当り 2 個以下。ただし、ピットの大きさが 1 ㎜以下のものは 3 個を１個として計算する。

３．試験要領４．１ ビッカース硬さ試験（1）試験方法 ：図４に示す硬度測定位置のビッカース硬さを調査した。
（2）試験日：2018 年 7 月 13 日、17 日、18 日（3）試験場所 ：新潟県工業技術総合研究所 中越技術支援ｾﾝﾀｰ（4）試験責任者：斎藤 雄治
４．２ 溶接接合部の引張試験（1）試験方法 ：試験体の両端の鉄筋側をチャッキングし、引張試験を行った。（JIS Z 2241）（2）試験日： 2018 年 7 月 10 日
（3）試験場所 ：一般財団法人 建材試験センター船橋試験室（4）試験責任者： 萱田 健太郎

５．試験結果
５．１ ビッカース硬さ試験結果
各試験体のビッカース硬さの分布図を図４～図６に示す。
(1)WD32J の硬さの最高値は、295（HV）であった。
(2)WD35J の硬さの最高値は、288（HV）であった。
(3)WD38J の硬さの最高値は、284（HV）であった。
(4)いずれの試験結果も割れなどの欠陥が発生しにくいとされている硬さ 350（HV）*1 を大きく下回る結果が得られた。
*1 電炉鉄筋棒鋼の研究・鉄筋棒鋼のアーク溶接性：社団法人日本鉄鋼連盟参照

図４ ビッカース硬さ試験結果（WD32J）

図５ ビッカース硬さ試験結果（WD35J）

図６ ビッカース硬さ試験結果（WD38J）

５．２ 溶接接合部の引張試験結果
溶接接合部の引張試験結果を表５に示す。
写真１～９に試験体の引張試験前、試験後の破断状況および引張試験状況を示す。
各試験体とも棒鋼母材破断であり、溶接施工マニュアルに従い立向き溶接で WSD490 を SM490A に溶接した溶接接合部は、降伏点が規格強度の基準値 490 N/mm2 を上回ると共に引張強さの規格強度の基準値655N/mm2 以上が作用した場合も破断しないことを確認した。

鉄筋鋼材

WD32J

WD35J

WD38J

SM490A

番号123456789基準値

表５．引張試験結果一覧
降伏点
引張強さ
kN
N/mm2kN
N/mm2407
512
550
693
409
515
550
693
410
516
550
693
495
517
671
701
498
521
668
698
496
519
669
699
586
514
801
703
587
515
803
704
586
514
803
704
490～625655 以上

破断位置
棒鋼母材
棒鋼母材
棒鋼母材
棒鋼母材
棒鋼母材
棒鋼母材
棒鋼母材
棒鋼母材
棒鋼母材

以上