溶接中の同時裏面加熱による角変形防止法における板厚の影響

摘要

鋼橋製作において溶接は必要不可欠な接合方法であり，主にMAG溶接やサブマージアーク溶接（以下，SAWと称す）などが適用されているが，溶接では局所的な加熱に伴う膨張が拘束され，冷却後に収縮することによって面外変形（角変形，縦曲がり変形）や面内変形（縦収縮，横収縮）など様々な変形が生じる．鈑桁のウェブとフランジの溶接や箱桁のパネル製作におけるスチフナーの溶接など，鋼橋製作において大きな割合を占めるすみ肉溶接継手では，それらの中でも板厚方向の不均一な温度分布を原因とする角変形が大きく生じやすく，部材精度を確保する上で問題となることが多い．そのため，従来から外的拘束や逆ひずみ法などの変形対策がとられているが，これらの対策を講じても角変形を十分に抑えることは難しく，油圧ローラー等による冷間塑性加工あるいは加熱温度や冷却方法の規定に基づいたガス炎加熱法による線状加熱等のひずみ矯正が一般的に溶接後に行われる．空間的な制約が少なく，かつ単純な形状のすみ肉溶接等の溶接施工では自動化やロボット化が進んでいるのに対して，熟練工の技量や経験に強く依存する溶接後のひずみ矯正作業は自動化が極めて困難であり，多大な時間や労力を要しているのが現状である．さらには，近年の熟練工の高齢化や若手技能者の減少に伴って技能伝承も難しい現状にあり，溶接後のひずみ矯正作業をできるだけ省力化し，鋼橋製作を高能率化できる方法を確立することが強く望まれている．