』7脚ε3−13−6703

各種高張力鋼および低温構造用鋼の溶接部の脆性破壊発生特性に関する研究

昭和44年5月、社団法人日本溶接協会
鉄鋼部会

＼雲．

技術委員会

EW委員会

目

第1

章

緒言鞭・次

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研究内容・一一………・．，・・．・＾，・嶋・■，噛亀撃・畠，鼎

免2．1

昭和41年度研究

4・集2．2

昭和42年度研究第2章

供試鋼，溶接材料，溶接方法，溶接入熱量

第3章

試験方法………・一丸棒引張試験

5．1

DeeP

5255

第………●…

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Notch

Test

Vノツチシヤルビ衝撃試験曹■

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軒●

4．2．1

破壊応力と温度の関係

4．2．2塑性表面エネルギと温度の関係……一……・…・一…・一一…・・……

7
7
7
7
7

4．2．5

σ＝σy／n脆性破壌発生温度と難裂長さの関係〔n＝1，石，2，a5，5〕一・・……

84

章

試験結果およひ解析（溶接残留応力を無視する場合）・一・…一一…．・

4．1

丸棒引張試験

4．2

DeeD

峨2．5．14．2．5．2

Notch

一……

Test

一一…

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問題とする温度に齢けるボンドの降伏点を設計応力の基礎にする場合問題とする温度に齢ける母材の降伏点を設計応力の基礎にする場合
42．5．．ろ…………一一・…

8……一・・一一・…

9

室温に齢ける母材の降伏点の殆を設計応力の基礎にする場合一一一4．2．4

圧延方向と直角方向の比較

4．2．5

応力除去焼鈍の影響
Vノツチ

4．5

＿＿＿＿，．．＿、＿．

………一…一・……………一・」…………

9

一…一………・…………一一・・……………一・シヤルビ衝撃試験

10…・…・・一4……・…・…・・…一一・……
…・……・・…一・・…一・一・一・一

10

Testによる脆性破壊発生温度と……………一……一104．51

衝撃値沿よび脆性破面率と温度の関係

4．5．2DeeP

Notch

99

シヤルビ遷移温度の閾係

第附

5章

結論

＿，＿＿幽＿…・曝，＿……＿

録

A−1
A−2
A−5

エレクト・

ガス溶妾一………一・・・…一…一エレクトP

スラグ溶接

一＿・．＿巾．．＿＿，一＿．隆，＿

1舌・一・専…一12………一…一・………一・一…

12

溶接残留応力の重畳の影響（各種高張力銀の縦継手
齢よひ十字型溶接継手の場合）
一……………・・12

辞謝広研究をず、めるにあたつてご高配をたまわつた髄係各社

各位・とくに絶大なるご理解とご援助ならひに供試材を提供していただいた製鉄各社諭よひ溶接棒各社，ならひπ実験の一部を担当していただいた製鉄各社にたいt．，深く感謝致しまず。

昭：和44年5月20日

日本溶接協会鉄鋼部会Ew委員会

主査

池田一夫

オ
t1

研究目

最近LP

1章緒口的

G・L物の設計に際してMG・液化エチレン，液体酸素・液体窒素等の貯蔵タンクや一般の溶接構造脆性破壊の防止が重要視されるようになった。

実際の溶接構造物においては溶接継手が存在し，母材より脆化しているのが一般的である。

脆性破壊の発生個所としては溶接剖であることが多ぐ，脆化の程度は溶接入熱量，溶接方法，釦種に一よつそヒとな一1か，一溶接残留応力の有無その他も，脆性破壊の発生に大きな影響を沿よぼす。鋼板の母材原質部がいくらよくても溶接部の溶接金属やボンドが悪けれはそこに存在ナる溶接タ陥や割力から脆性破壊が発生して構造物の重大な損傷をもたらすことになる。したがつ『て最も重要祝されるべきものは溶接部に存在ずる欠陥の発見ともしそれが看過された場合ても溶接金属やボンドから脆性破壊が発生しないようにして沿けはよいのである。

そのためには，溶接施■（溶接条件，溶接棒，溶接方法，SRあ脊無）後にボンドあるいは溶接金展にどれぐらいの大きさの切欠（長さおよひ深さ）が存在していれは設計応力のもとであるいは水圧試験時の応力のもとで脆性破壊が何度で発生ずるかをもとめ，最低使屠温度をその構造物完成後に諭こなう浴接線の検査の精度等から決められる欠陥の大きさに対応ずる脆性破壊発生温度より高温にさだめられれぱ脆性破壊の発生は防止されるはずである。溶接継手を構成するボンドと溶接金履の脆性破壊発生特性は同じ程度のバランスのとれたものを要求すべ
きであつて，たとえは高張力釦の自動溶接のボンドの脆化が著しいのに，いたづらに溶接金属にたいして良い性能を髪求することは無意味であろう。

本研究に齢いては，各種釦板の手溶接あるいは自動溶接により作製した溶接部の脆駐破駿発生特性をDe。pNotch

T．8tにより評価して，溶接施工に沿ける適切な溶接法，溶接材料およひ浴接入熱量決定の資料を得ることを目的とずる。

t2

研究内容
日本溶接協会，鉄鋼部会EW委員会に沿いては，60キ・友いし10bキ・の各種高張力釦

澄よび9％蕊i釦をふくむ各種低温構造用釦について，溶接部の脆性破壊発生特性に診よぼす
溶接入熱量の影響をしらべることになり，被覆アーク溶接諭よひサブマージアーク溶接法により15000Jou■e／σ策ないして2α00GJOu■e／伽の溶接入熟量で清接した場合のボンドむよ
ひ溶接金属の特性をしらべ母材と比較した。

一1一

「さらに軟鋼，50キロ壽よひ60キ・高張力鋼につりてエレクト・ガス溶接により15α000Jou■e／㎝で溶接した捗合の溶接部σ）脆性破壊発生特性，寿よひ50キ・高張力鋼1についてエレ外。スラグ溶接によりろ0α000Joule／5規で溶接した場合の溶接部の脆性破壊発生特性についてもしらべた。

試験法としてはDeeP

Notch

Test診よひ丸棒引張試験をもちい・さらにVノツチシヤル、嘩撃試験も挑なつた・
なむ，本委員会の供試鋤のうちび）高張力釦について，十字継手およひ縦溶接による溶接残留応力がボンド・あるいは母材に切欠が存在する諺合・溶接残留応力の重畳による脆性破壊発生温度の上昇景にっいての理論計算も齢こない鮒録に示した。

．実験は・Deep

Notch

Testは船舶技術研究所艦体樺造部壽よひ製鉄各社に沿いて訟こなわ弧Vイ断シヤル．ビ試験は棘大学船舶工学糖よ礪薯鉄各衝丸棒引張試騨大阪大学
溶接工孕科寿よひ製鉄各社に寿いて諭こなわカた。

昭和41年度および42年度の研究内容は下記の通りである。

工2．1

昭和41年度研究（1）高張力鋼板の溶接部の脆性破壊特性（餐社自発研究）
八幡HT100

富士

HT80

H T60
H T60

川崎

H

T80

HT60（2種）

一鋼管

HT80

HT80

日

（2、住金H

T60

神鋤

H

T

60

9％Ni釦（Q①T70 ，HT処理）ボンド部の脆性破壊特性

鋼エ2．2，H

管9％Ni釦（70％Ni棒）

昭和42年度研究
低温用錨板の溶接部の脆性破堰特性（各社自発研究）

八富釧（2、幡士管

言胃質アルミキルド鋼（3穆）

9％翫鋼
焼塵アルミキルド鋒i

9％Ni鋼用溶接棒による溶接部の脆性破纂特性一2一T60八幡棒

7e，20Nt

神釦棒一50Ni

富士棒

40 Ni
フ臼崎55 Ni
住金棒 ！一12 驚
壼1』板にノll崎4）・9％Ni、鋼。（QT処琢1）（3｝

エレクトロガス溶接1妃よる溶接部の脆性破拶1特墜

住金S嫉41B＝』，鋼
日辛申（ゆ、、ノ，貰一

管SM50B

鋼

HT60（講質）

翻lH

T60

・＼一・（夢B言潔貿）

エレクト・スラグ溶接による溶接部の脆性破壊特性（八幡自発研究）

八幡

SM50B

一5一