抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头制造技术

本发明专利技术涉及一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，（ａ１）焊接金属的硬度是母材硬度的１１０％或其以下，或者（ａ２）焊接金属的硬度是母材硬度的７０％或其以上、１１０％或其以下，根据必要，（ｂ）焊接金属的宽度是母材板厚的７０％或其以下，（ｃ）软化至未受热影响的母材部分的硬度的９５％或其以下的硬度的焊接影响区区域的宽度是５ｍｍ或其以上，和／或（ｄ）与焊接熔合线连接的焊接影响区（ＨＡＺ）的原奥氏体晶粒直径在２００μｍ或其以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及焊接结构体、特别是对接焊接板厚超过50mm的钢板而构成的焊接结构体的抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头。
技术介绍
对于焊接结构体，断裂发生可能性最高的部位是焊接接头部分。作为其理由可以举出焊接时发生焊接缺陷，该缺陷成为作为断裂起点的应力集中部的可能性高，另外因焊接热的影响钢板组织粗大化，作为与焊接接头部的脆性断裂有关的指标所使用的断裂韧性值Kc降低等。因此，为了阻止在焊接接头部变形和应变集中，使焊接金属的强度和硬度比母材高，是形成焊接接头的基本，在选定焊接金属时，采用与母材强度相比成为超匹配的接头设计。作为评价焊接接头的断裂韧性值的试验有深切口试验，即如图4所示，在将焊接金属2夹在中央的标准幅宽400mm的试验片的中央部、假定焊接接头的最脆弱部的位置上，机械加工出标准长度240mm的切口3，将这样的试验片沿箭头方向进行拉伸。但是，迄今为止，通过该试验主要评价板厚50mm或其以下的船体结构用钢板的焊接接头的断裂韧性值，根据其结果可以评论船体用钢板必要的性能、特性。结果作为考虑了焊接部的断裂韧性值的船体用钢板，开发出了脆性断裂特性和疲劳特性优良的钢板(TMCP钢板)(例如，参照特开平6-88161号公报)。迄今为止，在大型油船和6000TEU或其以下的集装箱船的建造中使用板厚50mm左右的TMCP钢板等，但是，近年建造6000TEU或其以上的大型集装箱船的需求增高，其结果，板厚60mm及其以上的板厚的钢板作为船体用结构钢板也被实用化。现在，被实用化的船体用结构钢板的强度的上限按屈服强度计是390Mpa的水平，但是，当集装箱船的尺寸进一步增大时，必然要使用板厚较厚的(例如超过50mm的)钢板。但是，若钢板板厚过于增大，则存在焊接施工上的工时数增加、建造成本上升、集装箱船本身的重量增加等工业的问题。
技术实现思路
集装箱船等的焊接结构物的大型化不断进展，在超过6000TUE的集装箱船的建造中，期望使用板厚超过50mm且设计应力高的高拉力厚钢板来建造集装箱船。因此，本专利技术人从焊接接头部会成为断裂发生的可能性最高的部位的角度着手，调查了对接焊接了板厚50mm或其以上的钢板的大线能量焊接接头的性能。其结果发现，对接焊接了50mm或其以上的钢板的大线能量焊接接头，虽然在作为小型试验的V型切口夏比冲击试验中显示良好的结果，在作为大型断裂试验的深切口试验中却未必显示良好的断裂韧性值Kc。因此，本专利技术依据上述见解，以对接焊接屈服强度为460Mpa级、板厚超过50mm的船体焊接用高强度钢板，形成断裂韧性值Kc足够高的焊接接头为课题。为了解决上述课题，本专利技术人对母材和焊接接头的机械性质进行了研究。结果本专利技术人发现了一种新的接头设计技术，而不局限于以往的接头设计，所述以往的接头设计是指为了阻止在焊接接头部变形和应变集中，而以使焊接金属的强度和硬度比母材的强度和硬度高作为形成焊接接头的基本，在选定焊接金属时与母材强度相比成为超匹配这样的以往的接头设计。也就是说，本专利技术人发现，在大线能量对接焊接接头的接头设计中，以使焊接金属的硬度(a1)在母材硬度的110％或其以下，或者(a2)在母材硬度的70％或其以上、110％或其以下的方式进行控制(成为低匹配的接头设计)，另外，根据需要，(b)使焊接金属的宽度为母材板厚的70％或其以下，由此，可以防止因低匹配导致的接头强度的降低。而且，根据上述所见，在屈服强度为460Mpa级、板厚超过50mm(优选大于50mm小于等于70mm左右)的高强度厚钢板的大线能量对接焊接中，作为具体实现断裂韧性值Kc高的焊接接头的技术，完成了本专利技术。本专利技术的要旨如下所述。(1)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a1)焊接金属的硬度是母材硬度的110％或其以下。(2)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a2)焊接金属的硬度是母材硬度的70％或其以上、110％或其以下。(3)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a1)焊接金属的硬度是母材硬度的110％或其以下，而且，(b)焊接金属的宽度是母材板厚的70％或其以下。(4)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a2)焊接金属的硬度是母材硬度的70％或其以上、110％或其以下，而且，(b)焊接金属的宽度是母材板厚的70％或其以下。(5)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a1)焊接金属的硬度是母材硬度的110％或其以下， (b)焊接金属的宽度是母材板厚的70％或其以下，而且，(c)软化至未受热影响的母材部分的硬度的95％或其以下的硬度的焊接影响区区域的宽度是5mm或其以上。(6)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a2)焊接金属的硬度是母材硬度的70％或其以上、110％或其以下，(b)焊接金属的宽度是母材板厚的70％或其以下，而且，(c)软化至未受热影响的母材部分的硬度的95％或其以下的硬度的焊接影响区区域的宽度是5mm或其以上。(7)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a1)焊接金属的硬度是母材硬度的110％或其以下，(c)软化至未受热影响的母材部分的硬度的95％或其以下的硬度的焊接影响区区域的宽度是5mm或其以上，而且，(d)与焊接熔合线连接的焊接影响区(HAZ)的原奥氏体晶粒直径在200μm或其以下。(8)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a2)焊接金属的硬度是母材硬度的70％或其以上、110％或其以下，(c)软化至未受热影响的母材部分的硬度的95％或其以下的硬度的焊接影响区区域的宽度是5mm或其以上，而且，(d)与焊接熔合线连接的焊接影响区(HAZ)的原奥氏体晶粒直径在200μm或其以下。(9)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a1)焊接金属的硬度是母材硬度的110％或其以下，(b)焊接金属的宽度是母材板厚的70％或其以下，(c)软化至未受热影响的母材部分的硬度的95％或其以下的硬度的焊接影响区区域的宽度是5mm或其以上，而且，(d)与焊接熔合线连接的焊接影响区(HAZ)的原奥氏体晶粒直径在200μm或其以下。(10)一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，是焊接结构体的对接焊接接头，其特征在于，(a2)焊接金属的硬度是母材硬度的70％或其以上、110％或其以下，(b)焊接金属的宽度是母材板厚的70％或其以下，(c)软化至未受热影响的母材部分的硬度的95％或其以下的硬度的焊接影响区区域的宽度是5mm或其以上，而且，(d)与焊接熔合线连接的焊接影响区(HAZ)的原奥氏体晶粒直径在200μm或其以下。(11)上述(1)～(10)的任一项所述的抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，其特征在于，上述焊接结构体是对接焊接板厚超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗脆性断裂发生特性优良的大线能量对接焊接接头，其特征在于，在焊接结构体的对接焊接接头中，（ａ１）焊接金属的硬度是母材硬度的１１０％或其以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川忠，井上健裕，岛贯广志，小关正，大谷润，皆川昌纪，儿岛明彦，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]