抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体及其焊接方法技术

本发明专利技术是可以阻止焊接接头处所产生的脆性裂纹的传播的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，在具有脆性裂纹传播的可能性的对焊接头中，对于使脆性裂纹停止的区域，用气刨或者机械加工除去该区域的对焊接头的一部分，之后，通过补焊该部分，形成具有比对焊区高的韧性、而且相对于对焊区的纵向的外缘方向的角度Φ为１０度～６０度的补焊区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及阻止在焊接接头上产生的脆性裂纹的传播的。具体地说，涉及阻止在焊接结构物的焊接接头上有可能产生的脆性裂纹的传播的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，所述焊接结构物使用厚板并使用大线能量焊接，涉及可以提高建筑结构物和土木钢结构物等的安全性的技术。
技术介绍
为了建造钢结构物必须使用焊接，而且以降低建造成本或者提高建造效率作为目的，广泛地使用大线能量焊接。特别是钢板厚度增大时，由于焊接工时数飞跃地增加，因此迫切期望以直至极限的大线能量进行焊接。但是，使用大线能量焊接时，由于焊接热影响(HAZ)区的韧性值下降，HAZ区的宽度也增加，所以具有对于脆性断裂的断裂韧性值下降的倾向。因此，例如特开平6-88161号公报和特开昭60-245768号公报公开了即使使用大线能量焊接也难以降低HAZ区的断裂韧性的钢材的专利技术。在这些专利技术中，因为提高了作为相对于脆性断裂产生的阻力值的断裂韧性值，因此在通常使用环境下脆性断裂的可能性被抑制得极低，但是在地震和结构物彼此相撞的事故、灾害等的非正常情况下，一旦产生脆性断裂，会有脆性裂纹在HAZ区传播，乃至大规模断裂的危险性。至今人们认为，在使用板厚25mm左右的TMCP钢板等的焊接接头中，由于即使产生脆性裂纹，因焊接区的残余应力，脆性裂纹也会从焊接接头区转移到母材侧，所以只要确保母材的止裂性能，即使一旦焊接接头区产生脆性裂纹，也可以由母材而使脆性裂纹停止。但是，钢结构物大型化时，要使用板厚更厚的钢板，另外为了使结构简单化，钢板厚壁化也是有效的，因而使用着设计应力高的高强度钢的厚钢板。在这样的厚钢板中，因焊接接头区的断裂韧性的程度，脆性裂纹不向母材内转移而沿着焊接接头区的热影响区传播，通过本专利技术人由8000吨大型试验机进行的大型断裂试验可以表明这一点。按照由本专利技术人进行的与钢板脆性断裂有关的试验，如图1所示，当在板厚50mm或其以下的钢板上、以与钢板1的对接焊接接头区相交叉的方式通过角焊来安装肋材3(加强板)时，多数情况下，即使在钢板1上产生脆性裂纹，通过肋材也可以阻止脆性裂纹的传播(止裂)，以至于钢板1不断裂。但是，板厚增厚时，即使安装肋材，有时也与肋材3无关，脆性裂纹不向母材转移，而沿着HAZ区或者焊缝金属部而传播。
技术实现思路
这里，本专利技术的课题在于，提供在一旦在焊接接头处产生脆性裂纹的场合，可以通过补焊区来防止脆性裂纹的传播、从而防止焊接结构体的致命的断裂的焊接结构体及其焊接方法。本专利技术人发现，通过对焊接结构体进行特定的补焊，可以防止焊接接头的脆性裂纹传播，使大规模破坏防患于未然，由此完成了本专利技术。本专利技术的要旨如下所述。(1)一种抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，该焊接结构体的焊接方法可以阻止焊接接头处所产生的脆性裂纹的传播，其特征在于在具有脆性裂纹传播的可能性的对焊接头中，对于使脆性裂纹停止的区域，通过补焊该部分，形成具有比对焊区高的韧性、而且相对于对焊区的纵向的外缘方向的角度Φ为10度～60度的补焊区。(2)根据上述(1)所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，其特征在于，上述补焊区的韧性，与对焊区的脆性-延性断裂面转变温度vTrs相比，至少低20℃或其以上。(3)根据上述(1)或(2)所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，其特征在于，上述补焊，通过对于对焊接头的表面和背面的任意一方或者两方，气刨(gouging)或者机械加工除去板厚的1/2或其以上的范围之后，对该部分进行补焊。(4)根据上述(1)～(3)的任意一项所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，其特征在于，在上述补焊区和对焊接头的连接区域内，在与对焊区的纵向垂直的方向上产生被焊接构件的屈服应力YP的1/2或其以上的压缩残余应力。(5)根据上述(1)～(4)的任意一项所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，其特征在于，在上述补焊区的至少最终层的补焊焊道中，将相对于对焊区的纵向的补焊焊道的纵向的角度θ控制为80度或其以下，从而实施补焊。(6)根据上述(1)～(5)的任意一项所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，其特征在于，将相对于上述对焊区的纵向的补焊区的外缘方向的角度Φ控制为10度～45度，从而实施补焊。(7)一种抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体，该焊接结构体阻止焊接接头处所产生的脆性裂纹的传播，其特征在于，在具有脆性裂纹传播的可能性的对焊接头中，在使脆性裂纹停止的区域内，具有与对焊区相比具有高的韧性、而且相对于对焊区的纵向的外缘方向的角度Φ为10度～60度的补焊区。(8)根据上述(7)所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体，其特征在于，上述补焊区的韧性，与对焊区的脆性-延性断裂面转变温度vTrs相比，至少低20℃或其以上。(9)根据上述(7)或(8)所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体，其特征在于，上述补焊区，在对焊接头的表面和背面的任意一方或者两方上，按照板厚的1/2或其以上的范围而具有。(10)根据上述(7)～(9)的任意一项所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体，其特征在于，在上述补焊区和对焊接头的连接区域内，在与对焊区的纵向垂直的方向上具有被焊接构件的屈服应力YP的1/2或其以上的压缩残余应力。(11)根据上述(7)～(10)的任意一项所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体，其特征在于，在上述补焊区的至少最终层的补焊焊道中，相对于对焊区的纵向的补焊焊道的纵向的角度θ为80度或其以下。(12)根据上述(7)～(11)的任意一项所述的抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体，其特征在于，相对于上述对焊区的纵向的补焊区的外缘方向的角度Φ为10度～45度。按照本专利技术，通过对对焊接头的一部分进行特定的补焊，即使在一旦焊接接头产生脆性裂纹的场合，也可以通过焊接区来防止脆性裂纹的传播。附图说明图1是表示配置有肋材的焊接结构体的图。图2是说明实施了补焊的焊接结构体的图。图3是表示用于防止脆性裂纹传播的焊接结构体的焊接方法的图。图4是表示本专利技术实施例所使用的试验片的图。具体实施例方式用图2～4详细地说明用于实施本专利技术的最佳实施方式。图2是表示应用本专利技术的焊接方法的钢板的对焊接头的图。在图2中，2表示对焊接头，5表示对焊区，6表示补焊区。本专利技术的补焊区的特征在于，在如图2所示的具有脆性裂纹传播的可能性的对焊接头2(对焊区5和钢板1的热影响区)中，相对于使脆性裂纹停止的区域，通过气刨或者机械加工除去该区域的对焊接头2(对焊区5和钢板1的热影响区)的一部分，然后，通过用韧性优异的焊接材料来补焊该部分，由此补焊形成具有比对焊区5高的韧性、而且相对于对焊区5的纵向的外缘方向的角度Φ为10度～60度的补焊区6。焊接接头处所产生的脆性裂纹会在对焊接头2的对焊区5或者容易产生残余拉伸应力的钢板1的热影响区传播，但是发现，通过在使脆性裂纹停止的区域内形成具有比对焊区5高的韧性、而且相对于对焊区5的纵向的外缘方向的角度Φ为10度～60度的补焊区6，可以使沿着对焊区5或者钢板1的热影响区传播的脆性裂纹转移，引出至钢板1的母材部，停止裂纹的传播。该效果，在应用于如图1所示将水平的铁肋材3(增强材)以与垂直构件(钢板1)的对焊区5交叉的方式进行角焊4的焊接结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗脆性裂纹传播性优异的焊接结构体的焊接方法，该焊接结构体的焊接方法可以阻止焊接接头处所产生的脆性裂纹的传播，其特征在于：在具有脆性裂纹传播的可能性的对焊接头中，对于使脆性裂纹停止的区域，用气刨或者机械加工除去该区域的对焊接头的一 部分，之后，通过补焊该部分，形成具有比对焊区高的韧性、而且相对于对焊区的纵向的外缘方向的角度Φ为１０度～６０度的补焊区。

【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，
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]