KR20140071412A - Welded structure - Google Patents
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Abstract
접합 부재의 단면(端面)을 판두께 50㎜ 이상의 피(被)접합 부재의 표면에 맞대고, 접합 부재와 피접합 부재를 필렛 용접에 의해 접합하여 이루어지는, 용접 각장(脚長) 또는 용착폭의 적어도 한쪽이 16㎜ 이하인 필렛 용접 조인트를 구비한 용접 구조체로 하고, 접합 부재의 단면과 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 조인트 단면(斷面)에서 접합 부재의 판두께 tw의 95% 이상의 미(未)용착부를 갖고, 추가로 필렛 용접을 조정하여, 필렛 용접 금속이, 필렛 용접 금속의 파면 전이 온도 vTrs(℃)와 피접합 부재의 판두께 tf가, vTrs≤-1.5tf+70의 관계, 및/또는 시험 온도: -20℃에서의 흡수 에너지 vE-20(J)와 상기 피접합 부재의 판두께 tf가, vE-20(J)≥2.75tf(㎜)-105의 관계를 만족시킴으로써, 맞춤 용접 조인트부를 갖는 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재로부터 발생한 취성 균열의 전파를 필렛 용접 급속부에서 저지한다.(Leg length) or welding width of at least one of the welded joint length (leg length) or the weld width, which is obtained by bringing the end face of the joint member into contact with the surface of the to-be-welded member having a plate thickness of 50 mm or more, 16㎜ in the fillet than a welded structure having the welded joint and the surface back to the surface of the section member to be bonded and the joining member, the joint cross section (斷面) at least 95% of the thickness t w of the bonding members in the US (未) having portions bonded, by adjusting an additional fillet weld, the fillet weld metal, the thickness t f of the fillet weld metal fracture transition temperature vTrs (℃) and the bonded member, the relationship vTrs≤-1.5t f +70 , and / or test temperature: the absorbed energy vE -20 (J) and the member to be bonded at -20 ℃ the plate thickness t f, vE -20 (J) ≥2.75t f (㎜) the relation -105 , It is possible to obtain a welded joint from a member to be welded having a welded joint portion having a thickness of 50 mm or more The propagation of the generated brittle crack is blocked by the fillet welding rapid portion.
Description
본 발명은, 예를 들면, 대형 컨테이너선이나 벌크 캐리어 등의, 후강판을 이용하여 용접 시공된 용접강 구조물과 관련하여, 특히 후강판 모재 혹은 용접 조인트부로부터 발생한 취성 균열의 전파(傳播)를, 구조물의 대규모 파괴에 이르기 전에 정지시킬 수 있는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a welded steel structure, such as a large container wire or a bulk carrier, which is welded by using a steel plate, and more particularly, to a welded steel structure which is capable of preventing propagation of brittle cracks , And a welded structure excellent in brittle crack propagation stopping property that can be stopped before reaching a large scale destruction of a structure.
컨테이너선이나 벌크 캐리어는, 적재 능력의 향상이나 하역 효율의 향상 등을 위해, 예를 들면, 탱커 등과는 상이하게 선창(船倉) 내에 구분벽이 적고, 선상부의 개구부를 크게 취한 구조를 갖고 있다. 그 때문에, 컨테이너선이나 벌크 캐리어에서는, 특히 선체외판을, 고강도화 또는 후육화할 필요가 있다. Container ships or bulk carriers have a structure in which, for example, a partition wall is smaller in a hold than a tanker or the like, and an opening of the ship-like portion is enlarged in order to improve the loading capacity and the loading efficiency. Therefore, in a container ship or a bulk carrier, it is particularly necessary to strengthen or thicken the hull sheathing.
또한, 컨테이너선은, 최근, 대형화되어, 6,000∼20,000TEU와 같은 대형선이 건조(建造)되도록 되어 왔다. 또한, TEU(Twenty feet Equivalent Unit)는, 길이 20피트의 컨테이너로 환산한 개수를 나타내고, 컨테이너선의 적재 능력의 지표를 나타내고 있다. 이러한 배의 대형화에 수반하여, 선체외판은, 판두께: 50㎜ 이상이고, 항복 강도: 390N/㎟급 이상의 후강판이 사용되는 경향이 되고 있다. In addition, container ships have recently become large-sized, and large ships such as 6,000 to 20,000 TEU have been constructed. The TEU (Twenty feet Equivalent Unit) represents the number converted into a container having a length of 20 feet, and indicates an index of the loading capacity of the container line. With such a ship becoming larger, the outer shell of the ship has a plate thickness of 50 mm or more, and a steel sheet having a yield strength of 390 N / mm < 2 >
선체외판이 되는 강판은, 최근, 시공 기간의 단축이라는 관점에서, 예를 들면 일렉트로가스 아크 용접 등의 대입열(大入熱) 용접에 의해 맞대기 용접 되는 경우가 많다. 이러한 대입열 용접은, 용접 열영향부에서의 대폭의 인성(靭性) 저하로 연결되기 쉬워, 용접 조인트부로부터의 취성 균열 발생의 하나의 원인이 되고 있었다. In recent years, the steel sheet to be the outer shell of the ship is often butt-welded by large heat input welding such as, for example, electro-gas arc welding in view of shortening of the construction period. Such large heat welding is liable to be connected to a large reduction in toughness in the weld heat affected zone, which is one cause of the generation of brittle cracks from the weld joint portion.
선체 구조에 있어서는, 종래부터 안전성이라는 관점에서, 만일, 취성 파괴가 발생한 경우라도, 취성 균열 전파를 대규모 파괴에 이르기 전에 정지시켜, 선체 분리를 방지하는 것이 필요하다고 생각되고 있다. From the viewpoint of safety in the hull structure in the past, it is thought that it is necessary to stop the brittle crack propagation before reaching a large scale fracture to prevent the separation of the hull even if brittle fracture occurs.
이러한 사고 방식을 통하여, 비특허문헌 1에, 판두께 50㎜ 미만의 조선용 강판에 있어서의 용접부의 취성 균열의 전파 거동에 대한 실험적인 검토 결과가 보고되고 있다. Based on this thinking,
비특허문헌 1에서는, 용접부에서 강제적으로 발생시킨 취성 균열의 전파 경로, 전파 거동이 실험적으로 조사되고 있다. 여기에는, 용접부의 파괴 인성이 어느 정도 확보되어 있으면, 용접 잔류 응력의 영향에 의해 취성 균열은 용접부로부터 모재측으로 빗나가 버리는 일이 많다는 결과가 기재되어 있지만, 용접부를 따라 취성 균열이 전파된 예도 복수예 확인되고 있다. 이 점은, 취성 파괴가 용접부를 따라 직진 전파할 가능성이 없다고는 단언할 수 없는 것을 시사하고 있는 것이 된다. In
그러나, 비특허문헌 1에서 적용한 용접과 동등한 용접을 판두께 50㎜ 미만의 강판에 적용하여 건조된 선박이 이상 없이 취항하고 있다는 많은 실적이 있는 것에 더하여, 인성이 양호한 강판 모재(조선 E급 강 등)는 취성 균열을 정지하는 능력을 충분히 보존유지(保持)하고 있다는 인식으로부터, 특히, 조선용 강재의 용접부의 취성 균열 전파 정지 특성은 선급(船級) 규칙 등에는 요구되어 오지 않았다. However, it has been reported that the welds equivalent to the welding applied in the
그러나, 최근의 6,000TEU를 초과하는 대형 컨테이너선에서는, 사용하는 강판의 판두께는 50㎜를 초과하여, 판두께 증대에 의해 파괴 인성이 저하된다. 게다가, 용접 입열이 보다 큰 대입열 용접이 채용되어, 용접부의 파괴 인성이 한층 저하되는 경향이 있다. 이러한 후육의 대입열 용접 조인트에서는, 용접부로부터 발생한 취성 균열이, 모재측으로 빗나가지 않고 직진하며, 또한 골재 등의 강판 모재부에서도 정지하지 않을 가능성이 있는 것이 나타나 있다(예를 들면, 비특허문헌 2). 그러므로, 판두께 50㎜ 이상의 후육 고강도 강판을 적용한 선체 구조의 안전성 확보가 큰 문제가 되고 있다. However, in a recent large container ship exceeding 6,000 TEU, the plate thickness of the steel sheet used exceeds 50 mm, and the fracture toughness is lowered by increasing the plate thickness. In addition, large heat input welding with larger heat incoming heat is employed, and the fracture toughness of the welded portion tends to be lowered further. It has been shown that brittle cracks generated from the welded portion of the heat-welded joint of the rear heat of the subsequent meat are not likely to stray to the base material side but go straight, and may not stop at the base material portion of the steel sheet such as an aggregate (for example, refer to Non-Patent Document 2) . Therefore, securing the safety of the hull structure to which the high strength steel plate having the plate thickness of 50 mm or more is applied is a big problem.
또한, 비특허문헌 2에는, 특히 발생한 취성 균열의 전파 정지를 위해, 특별한 취성 균열 전파 정지 특성을 갖는 후강판을 필요로 한다는 지적도 있다. Non-Patent
이러한 문제에 대하여, 예를 들면 특허문헌 1에는, 바람직하게는 판두께 50㎜ 이상의 선각(船殼)외판인 용접 구조체에 있어서, 맞대기 용접부에 교차하도록 골재를 배치하고, 이 골재를 필렛 용접(fillet weld)으로 접합한 용접 구조체가 기재되어 있다. In view of such a problem, for example,
특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 이 골재에, 표층부 및 이층부(裏層部)에서 3㎜ 이상의 두께에 걸쳐 0.5∼5㎛의 평균 원 상당 입경을 가지며, 또한 판두께면에 평행한 면에서 (100)결정면의 X선 면강도비가 1.5 이상인, 마이크로 조직을 갖는 강판을 이용한다고 되어 있다. 이러한 마이크로 구조를 갖는 강판을 보강재로 하여 필렛 용접한 구조로 함으로써, 맞대기 용접 조인트부에 취성 균열이 발생해도, 보강재인 골재로 취성 균열의 전파를 정지할 수 있어, 용접 구조체가 파괴되는 바와 같은 치명적인 손상을 방지할 수 있다고 되어 있다. In the technique described in
또한, 특허문헌 2에는, 접합 부재(이하, 웨브(web)라고도 함)를 피(被)접합 부재(이하, 플랜지라고도 함)에 필렛 용접하여 이루어지는 필렛 용접 조인트를 구비하는, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체가 기재되어 있다.
특허문헌 2에 기재된 용접 구조체에서는, 필렛 용접 조인트 단면(斷面)에 있어서의 웨브의, 플랜지와의 맞댐면에 미(未)용착부를 잔존시킨다. 그리고, 그 미용착부의 폭과, 필렛 용접부의 좌우의 각장(脚長;weld leg length)과 웨브 판두께와의 합과의 비, X가, 피접합 부재(플랜지)의 취성 균열 전파 정지 인성 Kca와 특별한 관계식을 만족하도록, 미용착부의 폭을 조정한다. 이에 따라, 피접합 부재(플랜지)를 판두께: 50㎜ 이상의 후물재로 해도, 접합 부재(웨브)에서 발생한 취성 균열의 전파를, 필렛 용접부의 웨브와 플랜지의 맞댐면에서 정지시켜, 피접합 부재(플랜지)로의 취성 균열의 전파를 저지할 수 있다고 되어 있다. In the welded structure described in
그러나, 특허문헌 1에 기재된, 보강재인 골재는, 소망하는 조직을 갖는 강판으로 하기 위해, 복잡한 공정을 필요로 한다. 이 때문에, 제조성이 저하되어, 안정되게 소망하는 조직을 갖는 강판을 확보하는 것이 어렵다는 문제가 있었다. However, the aggregate, which is the reinforcing material described in
또한, 특허문헌 2에 기재된 기술은, 접합 부재(웨브)에서 발생한 취성 균열의 전파를, 구조의 불연속성과, 피접합 부재(플랜지)의 취성 균열 전파 정지 특성과의 조합으로, 저지하고자 하는 기술이다. The technique described in
그러나, 일본 조선 연구 협회 제169 위원회 보고(「선체 구조의 파괴 관리 제어 설계에 관한 연구 -보고서-」,(1979), p.118∼136, 일본 조선 연구 협회 제169 위원회)에 나타나는 바와 같이, 일반적으로, 필렛 용접 조인트의 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열을 접합 부재(웨브)에서 전파 정지시키는 것은, 접합 부재(웨브)에서 발생한 취성 균열을 피접합 부재(플랜지)에서 전파 정지시키는 것에 비하여, 어려운 것이 실험적으로 확인되고 있다. However, as shown in the Report of the 169th Committee of Japan Shipbuilding Research Association ("Study on Control Design of Hull Structure, Report -", (1979), p.118 ~ 136, Japan Shipbuilding Research Association 169 Committee) Generally, to stop the brittle crack generated in the member (flange) of the fillet welded joint from propagating in the joint member (web) is to stop propagating the brittle crack generated in the joint member (web) In contrast, difficult things have been confirmed experimentally.
이 이유는 명확하게는 기재되어 있지 않지만, 한 요인으로서, T조인트부에 균열이 돌입할 때의 파괴 구동력(응력 확대 계수)이, 피접합 부재(플랜지)에 돌입하는 경우보다도 접합 부재(웨브)에 돌입하는 경우의 쪽이 커지는 것을 생각할 수 있다. Although the reason for this is not explicitly stated, as one factor, the fracture driving force (stress intensity factor) at the time of cracking into the T joint portion is higher than that in the case where the fracture driving force (stress magnification coefficient) It is conceivable that the size of the case in which the protruding portion is in contact with the protruding portion increases.
이러한 점에서, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열을 접합 부재(웨브)에서 전파 정지시키기에는, 특허문헌 2에 기재된 기술은, 접합 부재(웨브)의 취성 균열 전파 정지 특성 등이 불충분하기 때문에, 충분한 기술이라고는 말할 수 없다. In view of this, in order to cause the brittle crack generated in the member to be joined (flange) to stop propagating in the joining member (web), the technique described in
또한, 특허문헌 2에는, 접합 부재(웨브)의 취성 균열 전파 정지 특성에 대해서는 어떠한 배려도 이루어져 있지 않다. In
즉, 특허문헌 2에 기재된 기술은, 예를 들면, NK선급의 「취성 균열 어레스트 설계 지침」(2009년 9월 제정)에서 상정되어 있는, 대형 컨테이너선의 강력 갑판(플랜지에 상당)에서 발생한 취성 균열이 해치 사이드 코밍(hactch side coaming)(웨브에 상당)에 전파하는 바와 같은 케이스에 대하여, 충분한 균열 전파 정지 특성을 갖고 있다고는 말할 수 없다. That is, the technique described in
본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제를 해결하여, 피접합 부재(플랜지)에 발생한 취성 균열의 접합 부재(웨브)로의 전파를, 대규모 파괴에 이르기 전에, 정지(저지)할 수 있는, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to solve such a problem of the prior art and to provide a brittle crack propagation which can stop (impede) the propagation of a brittle crack to a joining member (web) generated in a member to be bonded (flange) And to provide a welded structure excellent in stopping characteristics.
또한, 본 발명이 대상으로 하는 용접 구조체는, 피접합재(플랜지)의 표면에 접합 부재(웨브)의 단면을 맞대고, 필렛 용접에 의해 접합하여 이루어지는 필렛 용접 조인트를 구비하는 용접 구조체로 한다. Further, the welded structure to which the present invention is applied is a welded structure including a fillet welded joint in which the end face of the welded member (web) is bonded to the surface of the welded material (flange) by fillet welding.
본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해 필렛 용접 조인트에 있어서의 취성 균열 전파 정지 특성에 미치는 각종 요인에 대해서 예의 검토했다. In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have extensively studied various factors affecting brittle crack propagation stopping characteristics in a fillet welded joint.
그 결과, 피접합 부재(플랜지)로부터 발생한 취성 균열의 전파를 저지(정지)하려면, 피접합 부재(플랜지)와 접합 부재(웨브)와의 맞댐면에 불연속부를 확보하고, 취성 균열의 전파부를 소정값 이상의 취성 균열 전파 정지 인성 Kca를 갖는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 부재로 구성한 것만으로는 충분하지 않은 것에 생각이 이르렀다. As a result, in order to stop (stop) the propagation of the brittle cracks generated from the member to be bonded (flange), a discontinuous portion is secured on the abutting surface of the member to be bonded (flange) and the bonding member (web) Or more of the brittle crack propagation stopping property having the above-mentioned brittle crack propagation stop toughness Kca is not sufficient.
특히, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf(㎜)가 커지면 취성 균열 선단의 에너지 해방률(균열 진전 구동력)이 증가되어, 취성 균열이 정지하기 어려워지는 것을 감안하여, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf(㎜)에 관련된, 필렛 용접부의 인성 향상이 필수가 되는 것에 생각이 이르렀다. Particularly, considering that the plate thickness t f (mm) of the member to be joined (flange) becomes large, the energy release rate (crack propagation driving force) of the brittle crack tip is increased and the brittle crack becomes difficult to stop, , It is necessary to improve the toughness of the fillet welded portion in relation to the plate thickness t f (mm) of the steel plate.
또한, 필렛 용접부의 각장이나 용착폭이 길어지면, 취성 균열의 전파가 용이해지기 때문에, 필렛 용접부의 각장 또는 용착폭의 적어도 한쪽을 16㎜ 이하로 할 필요가 있는 것도 인식했다. Further, it has also been recognized that when the length of the fillet welded part or the welded width is long, the propagation of the brittle crack becomes easy, so that it is necessary to set at least one of the fillet welded portion or the welding width to 16 mm or less.
그리고, 필렛 용접 조인트에 있어서, 피접합 부재의 표면과 접합 부재와 단면(端面)을 맞댄 면에, 미용착부, 즉 불연속부를, 필렛 용접 조인트의 단면에서 접합 부재의 판두께 tw의 95% 이상 확보하고, 필렛 용접부의 각장 또는 용착폭의 적어도 한쪽을 16㎜ 이하로 하고, 또한, 필렛 용접부의 인성을 피접합 부재의 판두께 tf(㎜)와의 관계에서 소정의 관계를 만족하는 고(高)인성으로 함으로써 처음으로, 종래의 기술에서는 곤란했던, 판두께 50㎜ 이상의 후육 피접합 부재에서 발생한 취성 균열의 접합 부재로의 전파를, 필렛 용접 금속부에서 저지(정지)할 수 있는 것을 발견했다.In the fillet welded joint, the non-welded portion, that is, the discontinuous portion, is formed on the face of the surface of the member to be bonded and the end face of the welded member at least 95% or more of the plate thickness t w of the welded member And at least one of the fillet weld width and weld width is set to 16 mm or less and the toughness of the fillet welded portion is set to a high value (high) satisfying a predetermined relationship in relation to the plate thickness t f ) Toughness, it has been found for the first time that the propagation of the brittle crack to the joining member, which occurred in the member to be welded at the thickness of 50 mm or more, which was difficult in the conventional technique, .
즉, 본 발명자들은, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 전혀 고려되어 있지 않은 필렛 용접 조인트의 필렛 용접 금속부에 소정값 이상의 저온 인성을 보존유지시킴으로써, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는 달성 곤란했던 피접합 부재(플랜지)로부터 접합 부재(웨브)에 돌입하는 취성 균열의 전파를 저지할 수 있는 것을 발견했다.That is, the inventors of the present invention have found that the technique described in
또한, 피접합 부재가 모재가 아니라, 맞대기 용접 조인트이며, 또한 접합 부재가 모재가 아니라, 맞대기 용접 조인트인 경우에 있어서도, 상기한 구성에 의해 동일하게 피접합 부재에서 발생한 취성 균열의 접합 부재로의 전파를 필렛 용접 금속부에서 저지할 수 있는 것을 발견했다.Even when the member to be joined is not a base metal but a butt welded joint and the joining member is a butt welded joint instead of a base metal, And found that the wave can be blocked by the fillet weld metal part.
우선, 본 발명의 기초가 된 실험 결과에 대해서 설명한다. First, experimental results that are the basis of the present invention will be described.
여러 가지의 판두께를 갖는 강판을 이용하여, 여러 가지의 미용착부 비율 Y(%)(=(필렛 용접 조인트 단면에 있어서의 미용착부의 폭 B)/(접합 부재의 판두께 tw)×100)의 미용착부와, 여러 가지의 저온 인성, 각장을 갖는 필렛 용접부로 이루어지는, 대형 필렛 용접 조인트를 제작했다. (The width B of the non-welded portion in the cross section of the fillet welded joint) / (the thickness t w of the jointed member) x 100 (mm) ), And a fillet welded joint having a variety of low-temperature toughness and shell lengths.
또한, 피접합 부재(플랜지)에는, 맞대기 용접 조인트부를 갖는 판두께: 50㎜ 이상 강판을 이용했다. 또한, 접합 부재(웨브)에는, 취성 균열 전파 정지 인성 Kca에 아무런 배려를 하고 있지 않은 통상의 조선 D∼E급 강을 이용했다. A steel plate having a butt weld joint portion and a plate thickness of 50 mm or more was used for the member to be welded (flange). Further, ordinary joining D-E class steels were used for bonding members (webs), which did not give any consideration to brittle crack propagation stop toughness Kca.
또한, 맞대기 용접 조인트는, 1패스의 대입열 일렉트로가스 아크 용접(SEGARC 또는 2전극 SEGARC) 또는 탄산가스 아크 용접(다층 쌓기)으로 제작했다. The butt weld joints were also fabricated by one pass high-dose electro-arc arc welding (SEGARC or two-electrode SEGARC) or carbon dioxide gas arc welding (multi-layer stacking).
얻어진 대형 필렛 용접 조인트를 이용하여, 도 4(b)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체를 제작하여, 취성 균열 전파 정지 시험을 실시했다. 또한, 초대형 구조 모델 시험체는, 대형 필렛 용접 조인트(9)의 피접합 부재(플랜지)(2)의 하방에 가용접(8)으로, 플랜지(2)와 동일한 판두께의 강판을 용접했다. Using the obtained large fillet welded joint, a very large-scale structural model test body shown in Fig. 4 (b) was prepared, and a brittle crack propagation stop test was carried out. The very large structural model test body welded a steel sheet having the same plate thickness as that of the
또한, 도 4(b)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체는, 피접합 부재(플랜지)의 맞대기 용접 조인트부(11)가 접합 부재(웨브)와 직교하도록 제작하고, 또한 기계 노치(7)의 선단이 맞대기 용접 조인트부(11)의 BOND부가 되도록 가공했다. The very large structural model test body shown in Fig. 4 (b) is manufactured such that the butt welded
또한, 취성 균열 전파 정지 시험은, 기계 노치에 타격을 주어 취성 균열을 발생시키고, 그 취성 균열의 전파가, 필렛 용접부에서 정지하는지 아닌지를 조사했다. 모든 시험은, 응력 257N/㎟, 온도: -10℃의 조건으로 실시했다. Further, in the brittle crack propagation stop test, a mechanical notch was hit to generate a brittle crack, and whether or not the propagation of the brittle crack stopped at the fillet welded portion was examined. All tests were carried out under the conditions of a stress of 257 N /
또한, 응력 257N/㎟는, 선체에 적용되어 있는 항복 강도 390N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값이다. 또한, 온도: -10℃는 선박의 설계 온도이다. The stress of 257 N /
얻어진 결과를, 도 5(a), 도 5(b)에 나타낸다. The obtained results are shown in Fig. 5 (a) and Fig. 5 (b).
도 5(a), 도 5(b)로부터, 미용착부 비율 Y가 95% 이상이고, 또한 필렛 용접부의 인성과 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf가 특정의 관계를 만족하는 경우에는, 부하 응력이 257N/㎟인 경우라도, 접합 부재(웨브)의 Kca에 아무런 배려를 더하지 않고, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열은 필렛 용접 금속부에서 정지할 수 있어, 취성 균열의 접합 부재(웨브)로의 전파를 저지(정지)할 수 있는 것이 판명되었다. In the case of the Figure 5 (a), Figure 5 (b) from, cosmetic chakbu ratio Y is more than 95%, and the thickness of the fillet weld toughness and to be joined member (flange) t f satisfy a specific relationship, Even when the load stress is 257 N / mm < 2 >, the brittle crack generated in the member to be welded (flange) can be stopped at the fillet weld metal portion without giving any consideration to Kca of the joint member (web) It is found that it is possible to stop (stop) the propagation to the member (web).
또한, 미용착부 비율 Y는, 필렛 용접 조인트 단면에 있어서의 미용착부의 폭 B와 접합 부재(웨브) 판두께 tw의 비, (B/tw)×100(%)으로 정의되는 값이다. The unfit welded portion ratio Y is a value defined by a ratio (B / tw ) x 100 (%) of the width B of the non-welded portion to the welded portion (web) plate thickness t w in the section of the fillet welded joint.
이들 결과로부터, 필렛 용접부의 인성과, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf와의 특정한 관계로서는, From these results, as a specific relationship between the toughness of the fillet welded portion and the plate thickness t f of the member to be welded (flange)
도 5(a)로부터5 (a)
vTrs(℃)≤-1.5tf(㎜)+70 ‥‥(1)이, vTrs (占 폚)? 1.5t f (mm) +70 (1)
도 5(b)로부터,From Fig. 5 (b)
vE-20(J)≥2.75tf(㎜)-105 ‥‥(2)vE- 20 (J)? 2.75t f (mm) -105 (2)
가 얻어진다. Is obtained.
피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf(㎜)가 커지면 취성 균열 선단의 에너지 해방률(균열 진전 구동력)이 증가되어, 취성 균열이 정지하기 어려워진다. 그러나, 이 점에 대해서는, 미용착부 비율 Y가 95% 이상의 구조 불연속부를 갖는 용접 구조체(필렛 용접 조인트)로 하면, 전파되어 온 취성 균열 선단의 에너지 해방률이 저하되어, 취성 균열의 전파가 정지하기 쉬워지는 것을 알 수 있었다. When the plate thickness t f (mm) of the member to be joined (flange) is increased, the energy release rate (crack propagation driving force) of the brittle crack tip increases, and the brittle crack becomes difficult to stop. However, regarding this point, when the welded structure (fillet welded joint) having the structure discontinuity portion with the unfitted portion ratio Y of 95% or more is used, the energy release rate of the propagated brittle crack tip is lowered and the propagation of the brittle crack is stopped It was easy to see.
그리고, 미용착부의 설정에 더하여, 추가로 상기 (1), (2)식을 만족할 때까지, 필렛 용접 금속부의 저온 인성을 높이면, 판두께 50㎜ 이상의 후육의 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열을 필렛 용접 조인트부의 용접 금속 내에서 정지시키는 것이 가능해지는 것을 발견했다.Further, in addition to the setting of the untreated portion, if the low-temperature toughness of the fillet welded metal portion is further increased until the above formulas (1) and (2) are satisfied, the brittle It becomes possible to stop the crack in the weld metal of the fillet welded joint portion.
상기한 바와 같은 미용착부의 설정이나, 필렛 용접부의 저온 인성의 현저한 향상과 같은 대책을 행하면, 접합 부재(웨브)에 사용하는 후강판은, 특별히 취성 균열 전파 정지 특성을 고려하는 일 없이, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열의 전파를 저지할 수 있다는 결론을 얻었다. When the measures such as the setting of the unapplied portion and the remarkable improvement in the low temperature toughness of the fillet welded portion as described above are performed, the steel sheet used for the joining member (web) is not subjected to brittle crack propagation, It is possible to prevent the propagation of brittle cracks in the member (flange).
본 발명은, 이러한 인식에 기초하고, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다. The present invention is based on this recognition and is completed by further review. That is, the gist of the present invention is as follows.
1. 접합 부재의 단면을 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재의 표면에 맞대고, 상기 접합 부재와 상기 피접합 부재를 필렛 용접에 의해 접합하여 이루어지는 용접 각장 또는 용착폭의 적어도 한쪽이 16㎜ 이하인 필렛 용접 조인트를 구비한 용접 구조체로서,1. Fillet welding in which at least one of the welding leg length or weld width formed by joining the end surface of the joining member to the surface of the member to be joined having a plate thickness of 50 mm or more and joining the joining member and the member to be joined by fillet welding is 16 mm or less A welded structure having a joint,
상기 필렛 용접 조인트에 있어서의 상기 접합 부재의 단면(端面)과 상기 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 상기 필렛 용접 조인트의 단면(斷面)에서 당해 접합 부재의 판두께 tw의 95% 이상의 미용착부를 갖고, Wherein a surface of the fillet welded joint facing the end surface of the joint member and the surface of the member to be welded is at least 95% of the plate thickness t w of the joint member at a cross- Having a non-
또한, 상기 필렛 용접 조인트의 필렛 용접 금속에 대해서, Further, with respect to the fillet weld metal of the fillet welded joint,
당해 필렛 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와 상기 피접합 부재의 판두께 tf가 하기 (1)식의 관계, 및/또는, To the plate thickness t f of the to-be-bonded member and the Charpy impact test fracture transition temperature vTrs (℃) of that fillet weld metal (1) relationship of the formula, and / or,
당해 필렛 용접 금속의 샤르피 충격 시험의 시험 온도: -20℃에 있어서의 샤르피 충격 시험 흡수 에너지 vE-20(J)와 상기 피접합 부재의 판두께 tf가 하기 (2)식의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 용접 구조체:This test temperature in the Charpy impact test of the fillet weld metal: satisfying the Charpy impact test absorbed energy vE -20 (J) and the to-be-relationship of the joining members to the
기group
vTrs≤-1.5tf+70 ‥‥(1)vTrs &le; 1.5t &le; f + 70 (1)
vE-20≥2.75tf-105 ‥‥(2) vE -20? 2.75t f -105 (2)
여기에서, vTrs: 필렛 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(℃),Here, vTrs: Charpy impact test of fillet weld metal Wavefront transition temperature (캜),
vE-20: 시험 온도: -20℃에서의 샤르피 충격 시험 흡수 에너지(J),vE- 20 : Test temperature: Charpy impact test at -20 DEG C Absorbed energy (J),
tf: 피접합 부재의 판두께(㎜).t f : plate thickness of the member to be bonded (mm).
2. 상기 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재가, 상기 접합 부재에 교차하도록, 맞대기 용접 조인트부를 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 용접 구조체.2. The welded structure according to the above 1, wherein the member to be welded having a plate thickness of 50 mm or more has a butt welded joint portion so as to intersect with the welded member.
3. 상기 접합 부재가 맞대기 용접 조인트부를 갖고 이루어지고, 당해 접합 부재를, 당해 접합 부재의 맞대기 용접 조인트부가 상기 피접합 부재의 맞대기 용접 조인트부와 교차하도록 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 2에 기재된 용접 구조체.3. The welding method according to the above 2, wherein the joining member has a butt welded joint portion, and the joining member is arranged so that the butt welded joint portion of the joining member crosses the butt welded joint portion of the joined member. Welded structure.
본 발명에 의하면, 종래 곤란했던 판두께 50㎜ 이상의 후강판으로 이루어지는 피접합 부재(플랜지)에 발생한 취성 균열의 접합 부재(웨브)로의 전파를, 대규모 파괴에 이르기 전에, 정지(저지)할 수 있다. 이에 따라, 강 구조물, 특히, 대형 컨테이너선이나 벌크 캐리어 등의 선체 분리와 같은 대규모적인 취성 파괴의 위험성을 회피할 수 있어, 선체 구조의 안전성을 확보하는데 큰 효과를 초래하여, 산업상 특별한 효과를 나타낸다. According to the present invention, the propagation of a brittle crack to a joining member (web) generated on a member to be joined (flange) made of a steel plate having a plate thickness of 50 mm or more, which has been difficult conventionally, can be stopped . As a result, it is possible to avoid the risk of large-scale brittle fracture such as separation of steel structures, particularly hulls such as large-sized container ships and bulk carriers, and thus has a great effect in securing the safety of the hull structure. .
또한, 시공시에, 미용착부의 치수 및 필렛 용접 금속의 인성을 조정함으로써, 특수한 강판을 사용하는 일 없이, 안전성을 손상시키는 일 없이, 용이하게, 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 용접 구조체를 제조할 수 있다는 효과가 있다. In addition, by adjusting the dimensions of the non-welded portion and the toughness of the fillet welded metal at the time of construction, it is possible to easily manufacture a welded structure excellent in brittle crack propagation stopping property without sacrificing safety without using a special steel plate Can be effective.
도 1은 필렛 용접 조인트의 단면 구성을 개략적으로 설명하는 설명도이다. 도 1(a)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)가 직교하고 있는 경우, 도 1(b)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)가 비스듬히 교차하고 있는 경우, 도 1(c)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 사이에 틈이 벌어져 있는 경우, 도 1(d)는 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 사이에 틈이 벌어져 있고, 또한 그 틈 안에 스페이서가 삽입되어 있는 경우를 나타낸다.
도 2는 필렛 용접 조인트의 구성의 다른 일 예를 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도 2(a)는 외관도, 도 2(b)는 단면도이다.
도 3은 필렛 용접 조인트의 구성의 다른 일 예를 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도 3(a)는 외관도, 도 3(b)는 단면도이다.
도 4는 실시예에서 사용한, 초대형 구조 모델 시험체의 형상을 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도 4(a)는 피접합 부재(플랜지)(2)가 강판 모재만으로 이루어지는 경우, 도 4(b)는 피접합 부재(플랜지)(2)가 맞대기 용접 조인트부를 갖는 경우, 도 4(c)는 접합 부재(웨브)(2) 및 피접합 부재(플랜지)(2)가 맞대기 용접 조인트부를 갖는 경우이다.
도 5는 취성 균열의 전파 정지에 미치는 필렛 용접 금속의 인성과 플랜지 판두께와의 관계의 영향을 나타내는 그래프이다. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating a cross-sectional configuration of a fillet welded joint. 1 (a) is a cross-sectional view of a joining member (web) 1 and a member to be joined (flange) 2 when the joining member (web) 1 and the member to be joined 1 (c) shows a case where a clearance is spread between the joining member (web) 1 and the member to be joined (flange) 2 when the joining
2 is an explanatory diagram schematically showing another example of the configuration of a fillet welded joint. Fig. 2 (a) is an external view, and Fig. 2 (b) is a sectional view.
3 is an explanatory diagram schematically showing another example of the configuration of the fillet welded joint. Fig. 3 (a) is an external view, and Fig. 3 (b) is a sectional view.
4 is an explanatory diagram schematically showing the shape of a very large structural model test body used in the embodiment. 4 (b) shows a case where the member to be welded (flange) 2 has a butt welded joint portion, FIG. 4 (c) shows a case where the welded joint (flange) (Web) 2 and a member to be welded (flange) 2 have a butt welded joint portion.
5 is a graph showing the influence of the relationship between the toughness of the fillet weld metal and the thickness of the flange plate on the suspension of brittle cracks.
(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)
본 발명이 되는 용접 구조체는, 접합 부재(웨브)(1)의 단면을 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재(플랜지)(2)의 표면에 맞대고, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)를 필렛 용접에 의해 접합하여 이루어지는 용접 구조체이다. 이 용접 구조체는, 용접 각장(3) 또는 용착폭(13)의 적어도 한쪽이 16㎜ 이하인 필렛 용접 금속(5)을 갖는 필렛 용접 조인트를 구비한다. 또한, 당해 필렛 용접 조인트의 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 맞댐면에는, 구조 불연속부가 되는, 미용착부(4)를 존재시킨다. The welded structure according to the present invention has a structure in which the end face of the welding member (web) 1 is brought into contact with the surface of the welded member (flange) 2 having a thickness of 50 mm or more and the welded member (web) (Flanges) 2 are joined by fillet welding. The welded structure comprises a fillet welded joint having a fillet weld metal (5) having at least one of a weld length (3) or a weld width (13) of 16 mm or less. In addition, on the face of abutment between the joining member (web) 1 and the member to be joined (flange) 2 of the fillet welded joint, an
이 상태를 조인트 단면으로 도 1에 나타낸다. 또한, 도 1(a)는, 접합 부재(웨브)(1)를 피접합 부재(플랜지)(2)에 대하여 직립하여 부착한 경우를 나타내지만, 본 발명에서는 이것으로 한정되는 일은 없다. 예를 들면, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 접합 부재(웨브)(1)를 피접합 부재(플랜지)(2)에 대하여 각도 θ만큼 기울여 부착해도 좋다. 이 경우, 미용착부의 비율 Y(%)를 구할 때에 사용하는 접합 부재(웨브) 판두께 tw는, 접합 부재(웨브)와 피접합 부재(플랜지)와의 교차부의 길이, (tw)/cos(90˚-θ)를 사용하는 것으로 한다. 또한, 도면 중 3은 용접 각장, 4는 미용착부, 5는 필렛 용접 금속이며, 13이 용착폭이다. This state is shown in Fig. 1 as a joint section. 1 (a) shows a case where the joining member (web) 1 is attached upright to the member to be joined (flange) 2, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in Fig. 1 (b), the joining member (web) 1 may be attached to the member to be joined (flange) 2 at an angle? In this case, the joining member (web) thickness t w to be used when available cosmetic ratio Y fuser unit (%), the joint material (the web) and to be joined member (flange) long cross-section with, (t w) / cos (90 [deg.] - [theta]). In the drawings,
또한, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)의 사이에 틈(14)이 벌어져 있어도 좋다. 또한, 도 1(d)에 나타내는 바와 같이, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 사이에 틈(14)이 벌어져 있고, 또한 그 틈(14) 안에 스페이서(15)가 삽입되어 있어도 좋다. 1 (c), a
도 1(c) 및 도 1(d)의 경우, 용착폭(13)은, 접합 부재(웨브)(1)측의 용착폭으로 한다. 이 용착폭(13)이 소정의 값(16㎜ 이하)을 만족하면 좋다. 또한, 도 1(d)의 경우, 필렛 용접 금속(5)은 스페이서(15)에 녹아들어 있어도 좋다. In the case of Figs. 1 (c) and 1 (d), the
본 발명이 되는 용접 구조체는, 상기한 바와 같이, 필렛 용접 조인트에 있어서의 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 맞댐면에서, 구조가 불연속이 되는 미용착부(4)를 갖는다. 필렛 용접 조인트에 있어서, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 맞댐면은, 취성 균열의 전파면이 되기 때문에, 본 발명에서는, 맞댐면에 미용착부(4)를 존재시킨다. 미용착부(4)가 존재함으로써, 피접합 부재(플랜지)(2)를 전파해 온 취성 균열 선단의 에너지 해방률(균열 진전 구동력)이 저하되어, 맞댐면에 있어서, 취성 균열은 정지하기 쉬워진다. As described above, the welded structure of the present invention is a welded structure in which the structure is discontinuous at the contact surface between the joint member (web) 1 and the member to be welded (flange) 2 in the fillet welded joint 4). In the fillet welded joint, since the abutting surface of the bonding member (web) 1 and the member to be bonded (flange) 2 becomes a propagating surface of brittle cracks, in the present invention, Lt; / RTI > The presence of the
또한, 비록, 접합 부재(웨브)(1)측에 취성 균열이 전파되었다고 해도, 본 발명에서는, 소정 이상의 인성을 보존유지하는 필렛 용접 금속(5)을 형성하기 때문에, 취성 균열은, 필렛 용접 금속(5)에서 정지하게 된다. Further, even if a brittle crack propagates on the side of the joining member (web) 1, since the
또한, 취성 균열은, 결함이 적은 강판 모재부에서 발생하는 일은 매우 희박하다. 과거의 취성 파괴 사고의 대부분은, 용접부에서 발생하고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 도 2에, 피접합 부재(플랜지)(2)를 맞대기 용접 조인트(11)에서 접합된 강판으로 하고, 접합 부재(웨브)(1)를 그 맞대기 용접 조인트의 용접부(맞대기 용접 조인트부)(11)와 교차하도록 필렛 용접한 필렛 용접 조인트를 나타낸다. 또한, 도 3에, 접합 부재(웨브)(1) 및 피접합 부재(플랜지)(2)가 모두, 맞대기 용접 조인트부(11, 12)를 갖는 강판으로, 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞대기 용접 조인트부(11)와 접합 부재(웨브)(1)의 맞대기 용접 조인트부(12)가 교차하는 필렛 용접 조인트를 나타낸다. 이러한 필렛 용접 조인트라도, 맞대기 용접 조인트부(11)로부터 발생하는 취성 균열의 접합 부재(웨브)(1)로의 전파를 저지하기 위해서는, 구조의 불연속을 존재시키는 것이 중요해진다. 그 때문에, 이들 경우에서도, 필렛 용접부에 있어서의 피접합 부재와 접합 부재와의 맞댐면에 미용착부(4)를 존재시킨다. In addition, brittle cracks occur very little in the steel plate base material portion with few defects. Most of the brittle fracture incidents occurred in the welds in the past. 2 is a plan view of a welded joint (welded joint) 11 in which a welded member (flange) 2 is made of a steel plate bonded by a butt welded joint 11 and a welded member (web) Welded joint portion) 11 crossing the butt welded joint portion (11). 3 shows a state in which both the joining member (web) 1 and the member to be welded (flange) 2 are steel plates having the butt weld joints 11 and 12, Welded
또한, 도 2(a)는, 필렛 용접 조인트의 외관을 나타내고, 도 2(b)는 맞대기 용접 조인트부(11)에 있어서의 단면 형상을 나타낸다. Fig. 2 (a) shows the appearance of the fillet welded joint, and Fig. 2 (b) shows the cross-sectional shape of the butt welded
또한, 도 3은, 접합 부재(웨브)(1) 및 피접합 부재(플랜지)(2)가 모두, 맞대기 용접 조인트부(11, 12)를 갖는 강판인 경우로, 피접합 부재(플랜지)(2)의 맞대기 용접 조인트부(11)와 접합 부재(웨브)(1)의 맞대기 용접 조인트부(12)가 교차하는 필렛 용접 조인트를 나타낸다. 도 3(a)는 필렛 용접 조인트의 외관을, 도 3(b)는 맞대기 용접 조인트부(11, 12)에 있어서의 조인트 단면 형상을 나타낸다. 3 shows a case where both the joining member (web) 1 and the member to be welded (flange) 2 are steel plates having the butt welded
또한, 도 2, 도 3에서는, 맞대기 용접 조인트부(11)와 웨브(1)가 직교하는 경우를 나타냈지만, 본 발명에서는 이것으로 한정되지 않는다. 비스듬히 교차시켜도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 2 and 3 show the case where the butt weld
또한, 필렛 용접 조인트의 제조 방법은 특별히 한정할 필요는 없고, 통상의 제조 방법을 모두 적용할 수 있다. 예를 들면, 플랜지용 강판끼리, 웨브용 강판끼리를 맞대기 용접하여, 얻어진 맞대기 용접 조인트를 필렛 용접하여 필렛 용접 조인트를 제조해도 좋다. The method of manufacturing the fillet welded joint is not particularly limited, and any of ordinary manufacturing methods can be applied. For example, the flange welded joints may be welded to each other by flange-to-web steel plates, and the obtained butt welded joint may be fillet welded to produce the fillet welded joint.
또한, 맞대기 용접 전의 1조의 웨브용 강판을 플랜지에 가용접하고, 이어서 웨브용 강판끼리를 맞대기 용접하여, 얻어진 맞대기 용접 조인트를 플랜지에 본용접(필렛 용접)하여 필렛 용접 조인트를 제조해도 좋다. Further, a pair of web steel plates before butt weld may be welded to the flange, then the web steel plates may be butt welded together, and the obtained butt welded joint may be welded (fillet welded) to the flange to produce a fillet welded joint.
본 발명에서는, 필렛 용접 조인트 단면에 있어서의 미용착부(4)의 치수는, 취성 균열의 전파 억제를 위해, 웨브 판두께 tw의 95% 이상으로 한다. 이에 따라, 필렛 용접 금속은 소성 변형하기 쉬워지기 때문에, 필렛 용접 금속에 돌입한 취성 균열의 균열 선단 근방의 응력은 완화되고, 접합 부재(웨브)(1)측으로의 취성 균열의 전파를 억제할 수 있다. 이 때문에, 미용착부(4)의 치수(폭 B)는, 취성 균열의 전파를 억제할 수 있는, 접합 부재(웨브) 판두께 tw의 95% 이상으로 한정했다. 또한, 바람직하게는 96% 이상 100% 이하이다. In the present invention, the dimension of the
또한, 필렛 용접 조인트의 용접 각장 또는 용착폭의 적어도 한쪽은 16㎜ 이하로 한다. 이에 따라, 필렛 용접 금속은 소성 변형하기 쉬워지기 때문에, 취성 균열의 전파를 억제할 수 있다. 이 때문에, 필렛 용접 조인트의 용접 각장 또는 용착폭의 적어도 한쪽은, 고인성의 필렛 용접 금속이 소성 변형하기 쉬운, 16㎜ 이하로 한정했다. 바람직하게는 12㎜ 이하이다. Also, at least one of the welding leg lengths or welding widths of the fillet welded joints is set to 16 mm or less. As a result, the fillet weld metal is easily subjected to plastic deformation, so that the propagation of the brittle crack can be suppressed. For this reason, at least one of the welding leg length and the welding width of the fillet welded joint is limited to 16 mm or less, which tends to cause plastic deformation of the high-phosphorus fillet weld metal. Preferably 12 mm or less.
그리고, 본 발명에서는, 필렛 용접 조인트에 있어서의 필렛 용접 금속은, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf와 관련하여, 다음식 (1) 및/또는 (2)를 만족하는 인성을 확보할 수 있도록 조정한다: Further, in the present invention, the fillet weld metal in the fillet welded joint is formed so as to secure toughness satisfying the following expressions (1) and / or (2) with respect to the plate thickness t f of the member to be welded (flange) Adjust to:
vTrs≤-1.5tf+70 ‥‥(1)vTrs &le; 1.5t &le; f + 70 (1)
vE-20≥2.75tf-105 ‥‥(2)vE -20? 2.75t f -105 (2)
(여기에서, vTrs: 필렛 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(℃), vE-20(J): 필렛 용접 금속의 시험 온도: -20℃에 있어서의 샤르피 충격 시험 흡수 에너지(J), tf: 피접합 부재의 판두께(㎜)).(Here, vTrs: Charpy impact test transition temperature wave front of the fillet weld metal (℃), vE -20 (J ): test temperature of the fillet weld metal: Charpy impact test absorbed energy (J) at the -20 ℃, t f : thickness of the member to be bonded (mm)).
필렛 용접 금속의 인성이, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf와 관련하여, 상기한 (1)식 및/또는 (2)식을 만족함으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이, 피접합 부재(플랜지)의 판두께가 50㎜ 이상인 용접 구조체를, 소망하는 취성 균열 전파 저지 특성을 확보한 용접 구조체로 할 수 있다. 필렛 용접 금속의 인성이, 상기한 (1)식 및 (2)식의 어느 것도 만족하지 않는 경우에는, 필렛 용접 금속의 인성이 부족하여, 피접합 부재(플랜지)에서 발생하여 전파해 온 취성 균열을 필렛 용접 금속부에서 전파 저지할 수 없다. Of the fillet weld metal toughness, with respect to the thickness t f of the members to be joined member (flange), by satisfying the above expression (1) and / or formula (2), as shown in Figure 5, the bonded member ( Flange) having a thickness of 50 mm or more can be made a welded structure securing the desired brittle crack propagation stopping property. In the case where the toughness of the fillet weld metal does not satisfy all of the above-mentioned formulas (1) and (2), the toughness of the fillet weld metal is insufficient and the brittle crack Can not be prevented from propagating in the fillet welded metal part.
이와 같이, 필렛 용접 금속이, 피접합 부재(플랜지)의 판두께 tf와의 관계에서, 상기한 조건을 만족하는 용접 구조체이면, 피접합 부재(플랜지)에서 발생한 취성 균열을 필렛 용접 금속에서 전파 저지할 수 있다. As described above, when the fillet weld metal is a welded structure satisfying the above-described conditions in relation to the plate thickness t f of the member to be welded (flange), brittle cracks generated in the welded member (flange) can do.
또한, 본 발명 용접 구조체는, 상기한 필렛 용접 조인트를 구비하는 것으로, 예를 들면, 선박의 선체외판을 플랜지로 하고, 격벽을 웨브로 하는 선체 구조, 혹은 데크를 플랜지로 하고, 해치를 웨브로 하는 선체 구조 등에 적용 가능하다. Further, the welded structure of the present invention includes the above-described fillet welded joint. For example, the welded structure of the present invention can be used as a hull structure in which the outer shell of a ship is a flange and the partition wall is a web, And the like.
이하, 실시예에 기초하여, 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
실시예Example
표 1에 나타내는 판두께의 후강판을 접합 부재(웨브)로서 이용하고, 표 1에 나타내는 판두께의 후강판을 피접합 부재(플랜지)로서 이용하고, 필렛 용접하여, 도 4(a), 도 4(b), 도 4(c)에 나타내는 형상의 실구조 사이즈의 대형 필렛 용접 조인트를 제작했다. The post-steel plate having the plate thickness shown in Table 1 was used as the joining member (web), the post-steel plate having the plate thickness shown in Table 1 was used as the member to be joined (flange) 4 (b) and 4 (c) were fabricated.
또한, 제작한 필렛 용접 조인트에서는, 접합 부재(1)와 피접합 부재(2)와의 맞댐면에, 도 1(a), 도 1(c) 또는 도 1(d)에 나타내는 미용착부(4)를 형성하고, 미용착부의 비율 Y(=(미용착부의 폭 B/접합 부재(웨브) 판두께 tw)를 여러 가지 변화시켰다. 1 (a), 1 (c), or 1 (d) is formed on the abutting surface between the joining
또한, 피접합 부재(플랜지)는, 후강판(모재만)(도 4(a)) 또는 맞대기 용접 조인트를 갖는 후강판(도 4(b), 도 4(c))으로 하고, 접합 부재(웨브)는, 후강판(모재만)(도 4(a), 도 4(b)), 또는 맞대기 용접 조인트를 갖는 후강판(도 4(c))으로 했다. 4 (b) and 4 (c)) having the butt welded joint and the joint member (flange) 4 (b)), or a post-steel plate having a butt weld joint (Fig. 4 (c)).
맞대기 용접 조인트는, 1패스 대입열 일렉트로가스 아크 용접(SEGARC 및 2전극 SEGARC) 또는 다층 CO2 용접에 의해 제작했다. The butt weld joints were fabricated by 1-pass arrays of electrogas arc welding (SEGARC and 2-electrode SEGARC) or multilayer CO 2 welding.
또한, 필렛 용접 조인트는, 용접 재료 및 용접 입열, 실드 가스 등의 용접 조건을 변화시켜, 여러 가지의 인성, 여러 가지의 용접 각장 및 용착폭의 필렛 용접 금속을 갖는 필렛 용접 조인트로 했다. 또한, 필렛 용접 금속의 인성은, 필렛 용접 금속 또는 필렛 용접과 동일한 조건으로 제작한 맞대기 용접 조인트로부터 샤르피 충격 시험편(10㎜ 두께)을 채취하고, JIS Z 2242의 규정에 준거하여 시험 온도: -20℃에서의 흡수 에너지 vE-20(J), 파면 전이 온도 vTrs(℃)를 구했다. In addition, the fillet welded joint was made into a fillet welded joint having fillet weld metal of various toughness, various welding leg lengths, and welding widths by changing the welding conditions such as welding material, welding heat input and shielding gas. In addition, the toughness of the fillet weld metal was determined by taking a Charpy impact test piece (10 mm in thickness) from a butt weld joint manufactured under the same conditions as the fillet weld metal or fillet weld, and measuring the test temperature: -20 absorbed energy at ℃ vE -20 (J), it was determined the wave front transition temperature vTrs (℃).
또한, 일부의 필렛 용접 조인트에서는, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 사이에 틈을 벌렸다. 또한 그 일부의 필렛 용접 조인트에서는, 접합 부재(웨브)(1)와 피접합 부재(플랜지)(2)와의 사이의 틈에 스페이서를 삽입하여 필렛 용접 조인트를 제작했다. Further, in some fillet welded joints, a gap is spread between the joining member (web) 1 and the member to be joined (flange) 2. Further, in a part of the fillet welded joint, a spacer was inserted into a gap between the joint member (web) 1 and the member to be welded (flange) 2 to produce a fillet welded joint.
또한, 얻어진 대형 필렛 용접 조인트를 이용하여, 도 4에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체를 제작하여, 취성 균열 전파 정지 시험을 실시했다. 또한, 초대형 구조 모델 시험체는, 대형 필렛 용접 조인트(9)의 피접합 부재(플랜지)(2)의 하방에 가용접(8)으로, 피접합 부재(플랜지)(2)와 동일한 판두께의 강판을 용접했다. Using the obtained large fillet welded joint, a very large structural model test body as shown in Fig. 4 was produced, and a brittle crack propagation stop test was carried out. The very large structural model test specimen is a welded joint 8 formed under the member to be welded (flange) 2 of the large fillet welded joint 9 and made of a steel plate having the same thickness as the member to be welded (flange) .
또한, 도 4(b)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체에서는, 피접합 부재(플랜지)의 맞대기 용접 조인트부(11)를 접합 부재(웨브)와 직교하도록 제작했다. 또한, 도 4(c)에 나타내는 초대형 구조 모델 시험체에서는, 피접합 부재(플랜지)의 맞대기 용접 조인트부(11)와 접합 부재(웨브)의 맞대기 용접 조인트부(12)를 교차시켰다. 그리고, 기계 노치(7)의 선단을 맞대기 용접 조인트부(11)의 BOND부, 또는 용접 금속 WM이 되도록 가공했다. In the very large structural model test body shown in Fig. 4 (b), the butt welded
또한, 취성 균열 전파 정지 시험은, 기계 노치에 타격을 주어 취성 균열을 발생시켜, 이하의 시험 조건으로 전파한 취성 균열이, 필렛 용접부에서 정지하는지 아닌지를 조사했다. 어느 시험도, 응력 100∼283N/㎟, 온도: -10℃의 조건으로 실시했다. 응력 100N/㎟는, 선체에 정상적으로 작용하는 응력의 평균적인 값이다. 또한, 응력 257N/㎟는, 선체에 적용되어 있는 항복 강도 390N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값이다. 또한, 응력 283N/㎟는, 선체에 적용되어 있는 항복 강도 460N/㎟급 강판의 최대 허용 응력 상당의 값이다. 온도 -10℃는 선박의 설계 온도이다. In the brittle crack propagation stop test, brittle cracks were generated by striking mechanical notches, and it was examined whether brittle crack propagated under the following test conditions stopped at the fillet welded portion. All tests were conducted under the conditions of a stress of 100 to 283 N /
얻어진 결과를 표 2에 나타낸다. The obtained results are shown in Table 2.
본 발명예는 모두, 취성 균열이 피접합 부재(플랜지)로부터 전파되어, 필렛 용접부의 필렛 용접 금속에 돌입하여 정지했다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 취성 균열은 필렛 용접부에서 정지하는 일 없이 전파되어, 필렛 용접 금속에서 취성 균열의 전파를 저지할 수 없었다. In the present invention, all the brittle cracks propagate from the member to be welded (flange) to the fillet welded metal of the fillet welded portion and stopped. On the other hand, in the comparative example deviating from the scope of the present invention, the brittle crack propagated without stopping at the fillet welded portion, and it was impossible to prevent the propagation of brittle cracks in the fillet welded metal.
1 : 웨브
2 : 플랜지
3 : 각장
4 : 미용착부
5 : 필렛 용접 금속
7 : 기계 노치
8 : 가용접
9 : 대형 필렛 용접 조인트
11 : 플랜지의 맞대기 용접 조인트부
12 : 웨브의 맞대기 용접 조인트부
13 : 용착폭
14 : 틈
15 : 스페이서
θ : 교차각1: web
2: Flange
3: Legs
4: Cosmetic application
5: Fillet welded metal
7: Machine notch
8:
9: Large fillet welded joint
11: Butt welded joint part of flange
12: butt welded joint portion of web
13: Welding width
14: Clearance
15: Spacer
θ: cross angle
Claims (3)
상기 필렛 용접 조인트에 있어서의 상기 접합 부재의 단면과 상기 피접합 부재의 표면을 맞댄 면에, 상기 필렛 용접 조인트의 단면(斷面)에서 당해 접합 부재의 판두께 tw의 95% 이상의 미(未)용착부를 갖고,
또한, 상기 필렛 용접 조인트의 필렛 용접 금속에 대해서,
당해 필렛 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도 vTrs(℃)와 상기 피접합 부재의 판두께 tf가 하기 (1)식의 관계, 및/또는,
당해 필렛 용접 금속의 샤르피 충격 시험의 시험 온도: -20℃에 있어서의 샤르피 충격 시험 흡수 에너지 vE-20(J)와 상기 피접합 부재의 판두께 tf가 하기 (2)식의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 용접 구조체:
기
vTrs≤-1.5tf+70 ‥‥(1)
vE-20≥2.75tf-105 ‥‥(2)
여기에서, vTrs: 필렛 용접 금속의 샤르피 충격 시험 파면 전이 온도(℃),
vE-20: 시험 온도: -20℃에서의 샤르피 충격 시험 흡수 에너지(J),
tf: 피접합 부재의 판두께(㎜).(Leg length; weld length) formed by bringing the end face of the joining member into contact with the surface of the to-be-joined member having a thickness of 50 mm or more and joining the joining member and the member to be joined together by fillet welding, leg length or welding width of not more than 16 mm, the welding structure comprising:
Wherein the fillet welded joint is formed on the surface of the welded joint and the surface of the welded member opposite to the surface of the welded joint so that at least 95% of the plate thickness t w of the welded joint in the cross- ) Welded portion,
Further, with respect to the fillet weld metal of the fillet welded joint,
To the plate thickness t f of the to-be-bonded member and the Charpy impact test fracture transition temperature vTrs (℃) of that fillet weld metal (1) relationship of the formula, and / or,
This test temperature in the Charpy impact test of the fillet weld metal: satisfying the Charpy impact test absorbed energy vE -20 (J) and the to-be-relationship of the joining members to the plate thickness t f 2 of the formula in the -20 ℃ Welded structure < RTI ID = 0.0 >
group
vTrs &le; 1.5t &le; f + 70 (1)
vE -20? 2.75t f -105 (2)
Here, vTrs: Charpy impact test of fillet weld metal Wavefront transition temperature (캜),
vE- 20 : Test temperature: Charpy impact test at -20 DEG C Absorbed energy (J),
t f : plate thickness of the member to be bonded (mm).
상기 판두께 50㎜ 이상의 피접합 부재가, 상기 접합 부재에 교차하도록, 맞대기 용접 조인트부를 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the member to be welded having a thickness of 50 mm or more has a butt welded joint portion so as to intersect with the welded member.
상기 접합 부재가 맞대기 용접 조인트부를 갖고 이루어지고, 당해 접합 부재를, 당해 접합 부재의 맞대기 용접 조인트부가 상기 피접합 부재의 맞대기 용접 조인트부와 교차하도록 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접 구조체.
3. The method of claim 2,
Wherein the welding member has a butt welded joint portion and the welding member is disposed such that the butt welded joint portion of the welding member crosses the butt welded joint portion of the welded member.
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Cited By (2)
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KR20190009414A (en) * | 2016-06-16 | 2019-01-28 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Welded structure excellent in brittle crack propagation stopping property |
KR20190014068A (en) * | 2016-06-16 | 2019-02-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Welded structure excellent in brittle crack propagation stopping property |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (8)
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JP4505368B2 (en) * | 2004-04-21 | 2010-07-21 | 新日本製鐵株式会社 | Welded steel structure excellent in brittle crack propagation stopping characteristics and method for producing the same |
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JP5657873B2 (en) * | 2009-09-14 | 2015-01-21 | 新日鐵住金株式会社 | Welded structure with excellent fracture prevention characteristics after brittle crack arrest |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20190014068A (en) * | 2016-06-16 | 2019-02-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Welded structure excellent in brittle crack propagation stopping property |
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