高張力鋼の高疲労強度溶接継手の開発

摘要

The welded joints used for large steel structures such as road bridges can occasionally develop fatigue cracks in the weld toe when load is applied repeatedly. Preventing fatigue cracks is very important. In this study, combinational treatment was applied to the weld toe of high strength steel (HT780) in order to generate large and deep compression residual stress and reduce the stress concentration. As a result of fatigue tests, the fatigue limit of all treated joints was higher than as weld, and combinational treatment joints of TIG dressing and burnishing especially improved to 280MPa more than the 190MPa design criteria of base metal set by the Japanese Society of Steel Construction. It was concluded that combinational treatment is an effective method for increasing the fatigue limit.%道路橋など大型の鋼構造物には溶接が多用されているが、溶接止端部に繰返し負荷が作用すると、疲労き裂が発生する場合がある。この疲労き裂発生を防止することは非常に重要である。そこで、本研究では高張力鋼(HT780材)の溶接継手の疲労強度向上を目的として、溶接止端部の応力集中および溶接残留応力に着目し、これらを低減させる各種処理方法の効果を比較した。さらに効果を増大させることを狙いとしてそれらの処理の組合せについて検討した。その結果、TIGドレッシングとバニシングの組合せ処理を適用することにより、応力集中が低減し、最大-800MPa、深さ1800μmの圧縮残留応力が得られることが分かった。疲労試験結果より、溶接継手の疲労強度は大幅に改蕃され、疲労限度は【社】日本銅構造協会が設定する母材の一定振幅応力範囲の打ち切り限界190MPaより大きくなり、最大で約280MPaに到達した。