[发明专利]焊接构造体

说明书

技术领域

本发明例如涉及大型集装箱船、散装货船等的使用厚钢板进行焊接施工的焊接钢构造物，特别是涉及能够使从焊接接头部产生的脆性龟裂的传播在致使构造物的大规模破坏前即停止的、脆性龟裂传播停止性能优异的焊接构造体。

背景技术

集装箱船/散装货船为了提高装载能力、提高货物吞吐能力效率等，例如与油轮等不同具有在船舱内减少分隔壁、增大船上部的开口部的结构。因此，在集装箱船、散装货船中，尤其需要将船体外板实现高强度化或者厚壁化。

另外，集装箱船近年来趋于大型化，建造出6,000～20,000TEU之类的大型船。此外，TEU(Twenty Feet Equivalent Unit)表示换算成长度20英尺的集装箱的个数，表示集装箱船的装载能力的指标。伴随于这样的船的大型化，船体外板存在使用板厚：50mm以上、屈服强度：390N/mm²级以上的厚钢板的趋势。

作为船体外板的钢板，近年来出于缩短工期的观点，多数情况下例如通过气电弧焊等的大线能量焊接进行对焊。在这样的大线能量焊接中，在焊接热影响部容易产生大幅的韧性降低，成为容易从焊接接头部产生脆性龟裂的1个原因。在船体结构中，一直以来出于安全性的观点，即使在产生脆性破坏的情况下，也需要使脆性龟裂的传播在达到大规模破坏前停止，以防止船体分离。

受这样的思维影响，在非专利文献1中报告关于板厚不足50mm的造船用钢板的焊接部的脆性龟裂传播进展情况的实验的研究结果。

在非专利文献1中，实验调查在焊接部强制产生的脆性龟裂的传播路径、传播进展情况。其中记载有如果确保某种程度的焊接部的破坏韧性，则受焊接残留应力的影响脆性龟裂多会从焊接部向母材侧逸出的结果。但是，另一方面又确认了多例脆性龟裂沿焊接部传播的例子。这意味着并不能断言不存在脆性破坏沿焊接部延展传播的可能性。

然而，基于将与在非专利文献1中应用的焊接同等的焊接应用于板厚不足50mm的钢板而建造的船舶未出现任何问题且出航的较多的过往经历以及韧性良好的钢板母材(造船E级钢等)可充分保持停止脆性龟裂的能力的经验，一直以来在船级基准等中未对造船用钢材焊接部的脆性龟裂传播停止特性有特殊要求。

但是，在近年来的超过6,000TEU的大型集装箱船中，使用的钢板的板厚超出50mm，板厚增大将致使破坏韧性降低。进而，采用线能量更大的大线能量焊接，存在焊接部的破坏韧性进一步降低的趋势。在这样的厚壁的大线能量焊接接头处，从焊接部产生的脆性龟裂无逸出地向母材侧延展，并且存在脆性龟裂在骨材等的钢板母材部也不停止的可能性(例如，非专利文献2)。因此，确保应用板厚50mm以上的厚壁高强度钢板的船体结构的安全性成为大的问题。另外，在非专利文献2中也指出为使产生的脆性龟裂停止传播，需要特别的具有脆性龟裂传播停止特性的厚钢板。

针对这样的问题，例如在专利文献1中记载有如下的焊接构造体，其是板厚为50mm以上的船体外板，并以与对焊部交叉的方式配置骨材，通过角焊来接合该骨材。

在专利文献1所记载的技术中，作为该骨材，使用具有在表层部以及里层部遍布3mm以上的厚度具有0.5～5μm的平均圆相当粒径，并且在与板厚面平行的面中(100)结晶面的X线面强度比为1.5以上的微结构的钢板。通过以具有这样的微结构的钢板作为增强材并实施角焊，即使在对焊部产生脆性龟裂，也能够停止脆性龟裂在作为增强材的骨材中脆性龟裂的传播，能够防止焊接构造体破坏的致命的损伤。

另外，在专利文献2中记载有如下的焊接构造体，其具有将接合部件(以下，也称为腹板)通过角焊而焊接于被接合部件(以下，也称为凸缘)而形成的角焊接头，且在脆性龟裂传播停止特性方面优异。

在专利文献2所记载的焊接构造体中，在角焊接头剖面的腹板的、与凸缘的对接面残留有未熔敷部。并且，以使该未熔敷部的宽度和角焊部的左右的脚长与腹板板厚之和的比X同被接合部件(凸缘)的脆性龟裂传播停止韧性Kca满足特殊的关系式的方式来调整未熔敷部的宽度。由此，即使将被接合部件(凸缘)形成为板厚：50mm以上的厚板材，也能够使在接合部件(腹板)产生的脆性龟裂的传播在角焊部的腹板与凸缘的对接面停止，能够阻止脆性龟裂向被接合部件(凸缘)的传播。

专利文献1：日本特开2004-232052号公报

专利文献2：日本特开2007-326147号公报

非专利文献1：日本造船研究协会第147研究部会：“关于船体用高张力钢板大线能量接头的脆性破坏强度评价的研究”，第87号(1978年2月)，p.35～53，日本造船研究协会