[发明专利]焊接用钢板

说明书

技术领域

本发明涉及焊接用钢板。 

背景技术

如众所周知，作为桥梁和船舶等的结构材，通常采用被称为厚钢板的钢板。 

制造这种厚钢板时，是以热轧机轧制成规定尺寸后，接着利用加速冷却装置进行的水冷而实施冷却处理。然而，因热轧时的温度和水冷开始温度的不均一，还有因加速冷却装置的水冷不均引起的冷却不均匀发生，以这些为原因致使冷却后的厚钢板发生残留应力，导致弯曲和波动(undulation)等的形状不良。 

作为存在残留应力的厚钢板，有通过后加工切割成数条(bar)供使用这样的情况，在厚钢板内不均匀分布的残留应力因切断而被释放，而进行了条切割的钢材弯曲，会发生“条弯曲(翘曲、camber)”这样的问题。 

作为消除这种“发生在厚钢板上的残留应力”的技术，所采用的方法是通过矫直机(leveler)对厚钢板施加弯曲应变。热矫直机矫正形状的能力高，而冷矫直机去除不均一的残留应力的能力高，因此根据有矫正需要的厚钢板有状况而选择热矫直机或冷矫直机来进行钢板矫正。 

另一方面，即使是进行了矫直机矫正的厚钢板，将其作为桥梁和船舶等的焊接用的结构材而使用时，伴随焊接而来的材料收缩仍会在该焊接用钢板上发生，其形状会发生很大变形，这在从者业中间广泛认知。 

在图16是显示有该变形的状况。例如，采用专利文献1等的技术制造的钢板长度方向的残留应力在板宽度方向上成为0的焊接用钢板，假定将其作为桥梁和船舶等的结构材使用，考虑相对于其宽度方向内部在长度方向(图的上下方向)上，进行加肋(rib)的焊接。 

其结果如图16(b)所示，在焊接前作为长方形的焊接用钢板在3条焊接后，中央部比起宽度方向端部在长度方向大大收缩，焊接用钢板的上下边变形成为凹状。其理由是因为涉及焊接的部分，焊接时一旦材料熔融，虽然其后再度凝固，但是这时在凝固部会发生材料收缩而缩小。 

即，即使是为了抑制条切断后的变形而使残留应力大体为0的厚钢板，将其作为焊接用钢板采用时，仍会发生因材料收缩引起的变形，这成为非常大的问题。 

过去，为了避免这种变形，会进行预见到该变形的尺寸预留，但是根据熔敷的肋和凸缘的形状，焊接用钢板的变形量各异，预测起来非常困难。此外，即使能够预测变形量，但是使已经由长方形发生了很大变形的焊接用钢板与水平或直角相互吻合而进行焊接时，在两块钢板间仍会产生很大的间隙(例如3mm以上)，焊接作业困难，产生进行钢板的重新切割的必要性。特别是，对于板厚为25mm以下的焊接用钢板来说，焊接所伴随的材料收缩大，认为大部分的情况需要重新切割加工。 

在专利文献1中，公开有一种着眼于上述焊接时的变形的技术。该技术是用温度计测定被热矫直机进行了热矫正的厚钢板的表面的温度分布，运用计算机根据厚钢板的温度分布演算残留应力分布，并根据该残留应力分布，演算表示焊接时的变形量的波动的规定的参数。再将根据用户的焊接条件等而预先设定的允许值和参数进行比较，不在参数允许范围内时，使用矫直机和热处理炉使残留应力降低。 

专利文献1：特开2001-316757号公报 

然而，专利文献1是使焊接时的变形量的波动在一定范围内的技术，而不是用于使伴随焊接而来的变形量为零或最小的技术。即使能够预先使变形量的波动在一定范围内，如前述，使焊接后发生了变形的钢板相互吻合进行焊接时，如果在两者间产生间隙，则不可避免会产生重新切割等的必要性。 

发明内容

因此，鉴于上述问题点，本发明的目的在于，明确即使在焊接后矩形(rectangular)形状变化也几乎不会发生的技术，并提供一种应用了该技 术的焊接用钢板。 

为了达成前述目的，在本发明中阐述如下的技术手段。 

即，本发明的焊接用钢板，其特征在于，存在如下部分：在宽度方向的至少单侧的端部被赋予拉伸残留应力，在所述被赋予拉伸残留应力的端部的宽度方向内部侧被赋予压缩残留应力，并且所述拉伸残留应力的累计值和所述压缩残留应力的累计值相等，所述钢板整体的残留应力值为零。 

另外，其特征在于，存在如下部分：在宽度方向的两端部被赋予拉伸残留应力，在所述被赋予拉伸残留应力的两端部的宽度方向内部侧被赋予压缩残留应力。 

本申请发明者们，为了开发一种即使在焊接后矩形形状仍几乎没有变化的焊接用钢板(以下称为钢板)而进行实验、研究，直至认识到，焊接引起的变形与在焊接实施的钢板的内侧存在的残留应力有关。