[发明专利]焊接构造体

说明书

一种焊接构造体，具有角焊接头，该角焊接头使接合部件(1)的端面与板厚为50mm以上的被接合部件(2)的表面对接，将上述接合部件(1)与上述被接合部件(2)接合，其中，角焊接头的焊脚长度(3)以及熔敷宽度(13)超过16mm，在角焊接头中的将接合部件(1)的端面与被接合部件(2)的表面对接的面，具有在角焊接头的剖面中为接合部件(1)的板厚(tw)的95％以上的未熔敷部(4)，而且，关于角焊接头的角焊金属(5)，在角焊金属(5)的夏比冲击试验断面转变温度(vTrs(℃))与被接合部件(2)的板厚(tf)、或者进而与焊脚长度(3)以及熔敷宽度(13)中的较小一方的值(L)之间满足规定的关系。

技术领域

本发明例如涉及大型集装箱船、散装货船等使用厚钢板进行焊接施工的焊接钢构造物(焊接构造体)。特别地，本发明涉及能够使从厚钢板的母材或者焊接接头部产生的脆性龟裂的传播达到构造物的大规模破坏前将其停止的、脆性龟裂传播停止特性优异的焊接构造体。

背景技术

集装箱船、散装货船为了提高装载能力、货物装卸效率等，例如与油轮等不同，而具有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，而建造出6,000～20,000TEU之类的大型船。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为50mm以上、屈服强度为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焊等大线能量焊接进行对焊。这样的大线能量焊接容易导致焊接热影响部处的大幅的韧性降低，而成为从焊接接头部产生脆性龟裂的一个原因。

另一方面，在船体结构中，一直以来出于安全性的观点，认为即使在万一产生了脆性破坏的情况下，也需要使脆性龟裂的传播达到大规模破坏前将其停止，来防止船体分离。

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

在非专利文献1中，实验性调查了在焊接部强制产生的脆性龟裂的传播路径、传播动作。其中记载了如果在某种程度内确保焊接部的破坏韧性，则脆性龟裂受焊接残留应力的影响大多会从焊接部向母材侧移动的结果，但也确认出多例脆性龟裂沿焊接部传播的例子。这启示了不能断言不存在脆性破坏沿焊接部直行传播的可能性。

然而，除了将与在非专利文献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而就航的较多的实际成绩之外，还基于韧性良好的钢板母材(造船E级钢等)充分保持使脆性龟裂停止的能力这样的认识，在船级基准等中未特殊要求造船用钢材的焊接部的脆性龟裂传播停止特性。

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，板厚增大导致破坏韧性降低，除此之外，采用焊接线能量更大的大线能量焊接，从而存在焊接部的破坏韧性进一步降低的趋势。在这样的厚壁大线能量焊接接头中，示出了从焊接部产生的脆性龟裂不向母材侧偏移而直行，另外，存在即便在骨材等的钢板母材部脆性龟裂也不停止的可能性(例如，非专利文献2)。

因此，确保应用了板厚为50mm以上的厚壁高强度钢板的船体结构的安全性成为较大的问题。另外，在非专利文献2中，也特别指出为了使产生的脆性龟裂停止传播，而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中记载了如下的焊接构造体，其是优选板厚为50mm以上的船体外板，以与对焊部交叉的方式配置骨材，并通过角焊进行接合。