特開 2023-89358 箱形断面部材の溶接継手およびその溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023089358

(43)【公開日】2023-06-28

(54)【発明の名称】箱形断面部材の溶接継手およびその溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/00 20060101AFI20230621BHJP

   E04B 1/24 20060101ALI20230621BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

B23K9/00 501B

E04B1/24 P

E04B1/58 503H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021203811

(22)【出願日】2021-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】荒木田 椋太

(72)【発明者】

【氏名】梅田 敏弘

(72)【発明者】

【氏名】難波 隆行

【テーマコード（参考）】

2E125

4E081

【Ｆターム（参考）】

2E125AA03

2E125AB16

2E125AC16

2E125AG03

2E125BE10

2E125CA90

4E081YB03

4E081YX02

4E081YX08

(57)【要約】

【課題】互いに板厚が異なる鋼板を組み合わせて構成される箱形断面部材の溶接継手を、比較的簡単な構成で、合理的かつ健全なものとすることができる、箱形断面部材の溶接継手およびその溶接方法を提供する。
【解決手段】板厚ｔ_１を有する第一の鋼板と、板厚ｔ_２（＜ｔ_１）を有する第二の鋼板とを矩形状断面となるように組み合わせて構成される箱形断面部材同士の溶接継手において、第一の鋼板同士が接合されるとともに第二の鋼板同士が接合されるようにし、溶接継手で接合されるの一方の鋼板には開先が形成されず、他方の鋼板にはレ形開先が形成されるようにし、第一の鋼板および第二の鋼板に形成するレ形開先の開先角度θ_１およびルートギャップを等しくする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板厚ｔ_１を有する第一の鋼板と、前記板厚ｔ_１よりも小さい板厚ｔ_２を有する第二の鋼板とを、向かい合う一対の面に前記第一の鋼板を配置し、向かい合う他の一対の面に前記第二の鋼板を配置して矩形状断面となるように組み合わせて構成される箱形断面部材同士を、該箱形断面部材の長さ方向に接合する箱形断面部材の溶接継手であって、
前記溶接継手では、前記第一の鋼板同士が接合されるとともに前記第二の鋼板同士が接合され、
前記溶接継手により接合される一方の前記箱形断面部材の前記第一の鋼板および前記第二の鋼板には開先が形成されず、前記溶接継手により接合される他方の前記箱形断面部材の前記第一の鋼板および前記第二の鋼板にはレ形開先が形成され、
前記第一の鋼板に形成される前記レ形開先の開先角度θ_１、前記第一の鋼板同士の接合のルートギャップｒ_１、前記第二の鋼板に形成される前記レ形開先の開先角度θ_２、および前記第二の鋼板同士の接合のルートギャップｒ_２が、θ_１＝θ_２の関係およびｒ_１＝ｒ_２の関係を満たす、箱形断面部材の溶接継手。

【請求項2】

前記第一の鋼板の降伏強度σ_ｙ１および前記第二の鋼板の降伏強度σ_ｙ２が、σ_ｙ１≠σ_ｙ２の関係を満たす、請求項１に記載の箱形断面部材の溶接継手。

【請求項3】

前記第一の鋼板の降伏強度σ_ｙ１および前記第二の鋼板の降伏強度σ_ｙ２が、σ_ｙ１＜σ_ｙ２の関係を満たす、請求項１に記載の箱形断面部材の溶接継手。

【請求項4】

前記第一の鋼板同士の接合のうち前記箱形断面部材の断面の内側から厚さｔ_２の部分の接合、および前記第二の鋼板同士の接合は、第一の溶接材料を用いて行われ、前記第一の鋼板同士の接合のうち前記箱形断面部材の断面の外側から厚さ（ｔ_１－ｔ_２）の部分の接合は、第二の溶接材料を用いて行われ、
前記第一の溶接材料の降伏強度σ_ｙｗａ、前記第二の溶接材料の降伏強度σ_ｙｗｂ、前記第一の鋼板の降伏強度σ_ｙ１、および前記第二の鋼板の降伏強度σ_ｙ２が、σ_ｙ１≦σ_ｙｗｂ≦σ_ｙ２≦σ_ｙｗａの関係を満たす、請求項３に記載の箱形断面部材の溶接継手。

【請求項5】

請求項４に記載の箱形断面部材の溶接継手を形成する溶接方法であって、前記第一の鋼板のうち前記箱形断面部材の断面の内側から厚さｔ_２の部分から前記第二の鋼板にかけて連続的に、前記第一の溶接材料を用いて廻し溶接する、箱形断面部材の溶接継手の溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の鋼板を矩形状断面となるように組み合わせて構成される箱形断面部材の溶接継手およびその溶接方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

建築物等の構造物の柱部材には、冷間ロール成形角形鋼管、冷間プレス成形角形鋼管、溶接組立箱形断面部材等の角形鋼管が用いられることが多い。中低層建築物や高層建築物では、比較的安価な冷間ロール成形角形鋼管および冷間プレス成形角形鋼管が、柱部材に多く用いられている。一方、超高層建築物では、柱部材に要求される剛性および耐力が非常に大きいため、大断面化・厚肉化・高強度化が可能な溶接組立箱形断面部材が、柱部材に多く用いられている。

【0003】

溶接組立箱形断面部材を構成する４枚の鋼板（スキンプレート）には、設計の簡便さ等から、強度および板厚が同じものが用いられることが一般的である。これに対し、特許文献１および特許文献２には、溶接組立箱形断面部材を構成する４枚の鋼板のうち、向かい合う一対の鋼板の強度や板厚を、他の一対の鋼板の強度および板厚と変える技術も開示されている。このようにすると、溶接組立箱形断面部材の設計の自由度が増えるととともに、鋼板同士を接合する角溶接の溶接量を減らすことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平４－３６６２５７号公報

【特許文献2】特開２０１７－１７９７２３号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】藤田哲也、他６名、「５５０Ｎ／ｍｍ２級及び５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼材に適用する溶接材料と溶接条件（その３ 入熱・パス間温度の管理条件の設定）」、日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道）、２０１３年８月、ｐｐ．１１５１～１１５２

【非特許文献2】石田正法、他７名、「建築構造用高強度７８０Ｎ／ｍｍ２級鋼材の溶接施工法に関する研究（その６）溶接部の機械試験結果」、日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸）、２０１９年９月、ｐｐ．１０９９～１１００

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

溶接組立箱形断面部材を用いた柱－柱間の溶接継手は、一般的には、図２に示すようなレ形開先を形成して横向き溶接を行い、溶接材料の強度を母材の強度よりも大きくするオーバーマッチ溶接で、完全溶込み溶接を形成することが多い。溶接組立箱形断面部材同士の溶接継手の開先加工は、鉄骨製作ファブリケーターで、機械加工やガス切断・プラズマ切断等を用いて行われることが多い。特に、サイズが大きい溶接組立箱形断面部材では、ガス切断・プラズマ切断によって、開先加工が施される。

【0007】

ここで、板厚および強度が同じ鋼板４枚を組み合わせて構成される溶接組立箱形断面部材同士の溶接継手では、溶接組立箱形断面部材を構成する各鋼板に形成するレ形開先の形状は同じにすればよい。しかし、特許文献１および特許文献２に開示されるような溶接組立箱形断面部材同士の溶接継手では、鋼板間で板厚や強度が異なるのに応じて、各鋼板に形成するレ形開先の形状が異なってくる。このため、板厚や強度が異なる鋼板毎に溶接条件や溶接の積層方法等が異なってきて、溶接方法が複雑となる。また、鋼板間で板厚や強度が異なるのに応じて、各鋼板に形成するレ形開先の形状が異なってくると、鉄骨製作ファブリケーターにおける開先加工も複雑になる。

【0008】

さらに、溶接組立箱形断面部材に用いられる鋼板は、比較的高強度のものが多い。このため、溶接組立箱形断面部材同士の溶接継手の溶接材料にも、比較的高強度のものを用いる必要があり、溶接欠陥や強度不足を回避するために入熱・パス間温度の管理を厳格に行う必要がある。加えて、溶接組立箱形断面部材を用いた柱－柱間の継手で行われる横向き溶接は、下向き溶接等と比べると難易度が高く、溶接欠陥や強度不足等の問題を生じやすい。

【0009】

上記課題に鑑み、本発明は、互いに板厚が異なる鋼板を組み合わせて構成される箱形断面部材の溶接継手を、比較的簡単な構成で、合理的かつ健全なものとすることができる、箱形断面部材の溶接継手およびその溶接方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有する。

【0011】

［１］ 板厚ｔ_１を有する第一の鋼板と、前記板厚ｔ_１よりも小さい板厚ｔ_２を有する第二の鋼板とを、向かい合う一対の面に前記第一の鋼板を配置し、向かい合う他の一対の面に前記第二の鋼板を配置して矩形状断面となるように組み合わせて構成される箱形断面部材同士を、該箱形断面部材の長さ方向に接合する箱形断面部材の溶接継手であって、前記溶接継手では、前記第一の鋼板同士が接合されるとともに前記第二の鋼板同士が接合され、前記溶接継手により接合される一方の前記箱形断面部材の前記第一の鋼板および前記第二の鋼板には開先が形成されず、前記溶接継手により接合される他方の前記箱形断面部材の前記第一の鋼板および前記第二の鋼板にはレ形開先が形成され、前記第一の鋼板に形成される前記レ形開先の開先角度θ_１、前記第一の鋼板同士の接合のルートギャップｒ_１、前記第二の鋼板に形成される前記レ形開先の開先角度θ_２、および前記第二の鋼板同士の接合のルートギャップｒ_２が、θ_１＝θ_２の関係およびｒ_１＝ｒ_２の関係を満たす、箱形断面部材の溶接継手。

【0012】

［２］ 前記第一の鋼板の降伏強度σ_ｙ１および前記第二の鋼板の降伏強度σ_ｙ２が、σ_ｙ１≠σ_ｙ２の関係を満たす、［１］に記載の箱形断面部材の溶接継手。

【0013】

［３］ 前記第一の鋼板の降伏強度σ_ｙ１および前記第二の鋼板の降伏強度σ_ｙ２が、σ_ｙ１＜σ_ｙ２の関係を満たす、［１］に記載の箱形断面部材の溶接継手。

【0014】

［４］ 前記第一の鋼板同士の接合のうち前記箱形断面部材の断面の内側から厚さｔ_２の部分の接合、および前記第二の鋼板同士の接合は、第一の溶接材料を用いて行われ、前記第一の鋼板同士の接合のうち前記箱形断面部材の断面の外側から厚さ（ｔ_１－ｔ_２）の部分の接合は、第二の溶接材料を用いて行われ、前記第一の溶接材料の降伏強度σ_ｙｗａ、前記第二の溶接材料の降伏強度σ_ｙｗｂ、前記第一の鋼板の降伏強度σ_ｙ１、および前記第二の鋼板の降伏強度σ_ｙ２が、σ_ｙ１≦σ_ｙｗｂ≦σ_ｙ２≦σ_ｙｗａの関係を満たす、請求項３に記載の箱形断面部材の溶接継手。

【0015】

［５］ ［４］に記載の箱形断面部材の溶接継手を形成する溶接方法であって、前記第一の鋼板のうち前記箱形断面部材の断面の内側から厚さｔ_２の部分から前記第二の鋼板にかけて連続的に、前記第一の溶接材料を用いて廻し溶接する、箱形断面部材の溶接継手の溶接方法。

【発明の効果】

【0016】

本発明の箱形断面部材の溶接継手およびその溶接方法によれば、第一の鋼板および第二の鋼板に形成されるレ形開先の開先角度θ_１、θ_２が互いに等しく、第一の鋼板同士の接合のルートギャップｒ_１が第二の鋼板同士の接合のルートギャップｒ_２と等しい。よって、第一の鋼板および第二の鋼板の板厚が互いに異なっていても、第一の鋼板および第二の鋼板への開先加工を容易に行うことができる。

【0017】

そして、第一の鋼板に形成されるレ形開先のうち箱形断面部材の断面の内側から厚さｔ_２の部分の断面形状が、第二の鋼板に形成されるレ形開先の断面形状と共通しているので、これら両者を連続して廻し溶接できる。よって、溶接組立箱形断面部材を用いた柱－柱間の溶接継手を横向き溶接で形成する場合に、溶接の難易度が下がり、入熱・パス間温度の管理も容易となる。この結果、比較的簡単な構成で、合理的かつ溶接欠陥や強度不足等の問題を防止し、健全な溶接継手を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、溶接組立箱形断面部材の断面を示す模式図である。

【図2】図２（ａ）および図２（ｂ）は、本発明の箱形断面部材の溶接継手における開先形状を示す図である。

【図3】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の箱形断面部材の溶接継手の要部を示す図である。

【図4】図４（ａ）～図４（ｄ）は、本発明の箱形断面部材の溶接継手の溶接が行われる前の状態を示す図である。

【図5】図５（ａ）～図５（ｄ）は、本発明の箱形断面部材の溶接継手の溶接の初期段階を示す図である。

【図6】図６（ａ）～図６（ｄ）は、本発明の箱形断面部材の溶接継手の溶接が終了に近づいた段階を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明の箱形断面部材の溶接継手およびその溶接方法の実施形態について、詳細に説明する。

【0020】

本実施形態の箱形断面部材の溶接継手は、図１に示すような溶接組立箱形断面部材１同士を長さ方向に接合するものである。図１に示すように、箱形断面部材１は、板厚ｔ_１を有する第一の鋼板と、板厚ｔ_１よりも小さい板厚ｔ_２を有する第二の鋼板とが、矩形状断面となるように組み合わせて、角溶接１３により互いに接合されて構成されている。具体的には、向かい合う一対の面に第一の鋼板１１が配置され、向かい合う他の一対の面に第二の鋼板１２が配置されている。

【0021】

本実施形態の箱形断面部材の溶接継手では、第一の鋼板１１同士が接合されるとともに第二の鋼板１２同士が接合されるように、箱形断面部材１同士が長さ方向に接合されている。図１に示すように、箱形断面部材１の端部にはエレクションピース１８が設けられ、このエレクションピース１８により、箱形断面部材１同士が位置決めされた状態で、突き合わせ溶接されている。

【0022】

図２（ａ）および図２（ｂ）に、本実施形態の箱形断面部材の溶接継手における開先形状を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、溶接継手により接合される一方（図２（ａ）および図２（ｂ）の下側）の箱形断面部材１の第一の鋼板１１および第二の鋼板１２には開先が形成されていない。これに対し、溶接継手により接合される他方（図２（ａ）および図２（ｂ）の上側）の箱形断面部材１の第一の鋼板１１および第二の鋼板１２には、それぞれ開先角度θ_１のレ形開先１１ａ、開先角度θ_２の１２ａが形成されている。

【0023】

また、第一の鋼板１１のレ形開先１１ａおよび第二の鋼板１２のレ形開先１２ａの最奥部には、それぞれルートギャップｒ_１、ｒ_２が設けられることで、完全溶け込み溶接が確実に形成されるようにしている。ルートギャップｒ_１、ｒ_２の裏側は、裏当て金１６によって塞がれている。裏当て金１６は、溶接継手により接合される一方（図２（ａ）および図２（ｂ）の下側）の箱形断面部材１の端部を塞ぐエンドプレート１７の上に載置された状態で、第一の鋼板１１または第二の鋼板１２の裏面に溶接されて、取り付けられている。

【0024】

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、第一の鋼板１１同士の溶接部分の開先幅はｒ_１＋ｔ_１・ｔａｎθ_１となり、第二の鋼板１２同士の溶接部分の開先幅はｒ_２＋ｔ_２・ｔａｎθ_２となる。

【0025】

本実施形態の箱形断面部材の溶接継手では、第一の鋼板１１に形成されるレ形開先１１ａの開先角度θ_１と、第二の鋼板１２に形成されるレ形開先１２ａの開先角度θ_２とが、θ_１＝θ_２の関係を満たしている。また、第一の鋼板１１同士の接合のルートギャップｒ_１と、第二の鋼板１２同士の接合のルートギャップｒ_２とが、ｒ_１＝ｒ_２の関係を満たしている。このようにすると、箱形断面部材１の端部全体で、ルートギャップが一定かつ開先角度が一定となるように、開先加工を施すことができる。この開先加工は、通常のガス切断やプラズマ切断で行うことが可能である。

【0026】

図３（ａ）および図３（ｂ）に、本実施形態の箱形断面部材１の溶接継手の要部を示す。本実施形態の箱形断面部材１では、第一の鋼板１１の降伏強度σ_ｙ１および第二の鋼板１２の降伏強度σ_ｙ２が、σ_ｙ１＜σ_ｙ２の関係を満たしている。

【0027】

ここで、溶接組立箱形断面部材同士の溶接継手では、溶接材料の強度を母材の強度よりも大きくするオーバーマッチ溶接とするのが一般的である。このようにするには、本実施形態の第一の鋼板１１同士を接合する溶接材料の強度を第一の鋼板１１の強度よりも大きくし、第二の鋼板１２同士を接合する溶接材料の強度を第二の鋼板１２の強度よりも大きくする必要がある。

【0028】

ここで、本実施形態の箱形断面部材１の溶接継手では、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、第一の鋼板１１同士の接合のうち箱形断面部材１の断面の内側から厚さｔ_２の部分の接合は、σ_ｙ２よりも大きい降伏強度σ_ｙｗａを有する第一の溶接材料１４を用いて行われている。また、第二の鋼板１２同士の接合も、第一の溶接材料１４を用いて行われている。また、第一の鋼板１１同士の接合のうち箱形断面部材１の断面の外側から厚さ（ｔ_１－ｔ_２）の部分の接合は、σ_ｙ１よりも大きくσ_ｙｗａよりも小さい降伏強度をσ_ｙｗｂを有する第二の溶接材料１５を用いて行われている。すなわち、第一の溶接材料１４の降伏強度σ_ｙｗａ、第二の溶接材料１５の降伏強度σ_ｙｗｂ、第一の鋼板１１の降伏強度σ_ｙ１、および第二の鋼板１２の降伏強度σ_ｙ２は、σ_ｙ１＜σ_ｙｗｂ＜σ_ｙ２＜σ_ｙｗａの関係を満たしている。

【0029】

入熱・パス間温度の管理は、高強度の第一の溶接材料１４を用いた溶接の方が、第二の溶接材料１５を用いた溶接よりも、厳格に行う必要がある。換言すると、第一の溶接材料１４を用いた溶接よりも、第二の溶接材料１５を用いた溶接の方が、施工性が良い。このため、第一の溶接材料１４を用いた溶接量をできるだけ少なくし、第二の溶接材料１５を用いた溶接量を増やした方が、入熱・パス間温度の管理が容易となる。

【0030】

そこで、本実施形態の箱形断面部材１の溶接継手では、第一の鋼板１１に形成されるレ形開先１１ａのうち、箱形断面部材１の断面の内側から厚さｔ_２の部分のみ、第一の溶接材料１４を用いて溶接している。そして、第一の鋼板１１に形成されるレ形開先１１ａの残りの部分、すなわち箱形断面部材１の断面の外側から厚さ（ｔ_１－ｔ_２）の部分は、第二の溶接材料１５を用いて溶接している。

【0031】

このようにすると、後述するように、第一の鋼板に形成されるレ形開先１１ａのうち箱形断面部材の断面の内側から厚さｔ_２の部分と、第二の鋼板に形成されるレ形開先１２ａとを、同じ第一の溶接材料１４を用いて連続的に廻し溶接できる。よって、溶接組立箱形断面部材を用いた柱－柱間の溶接継手を横向き溶接で形成する場合にも、溶接の難易度が下がり、入熱・パス間温度の管理も容易となるので好ましい。

【0032】

本実施形態の箱形断面部材１の溶接継手の溶接方法は、上述の箱形断面部材１の溶接継手を形成する溶接方法であって、様々な手順により行うことができるが、例えば以下のような手順で行うことが好ましい。

【0033】

図４（ａ）～図４（ｄ）に、本実施形態の箱形断面部材の溶接継手の溶接が行われる前の状態を示す。図４（ａ）は、第二の鋼板１２部分の縦断面図、図４（ｂ）は箱形断面部材１の角部を外側から見た斜視図、図４（ｃ）は、第一の鋼板１１部分の縦断面図、図４（ｄ）は、箱形断面部材１の溶接継手部分の横断面図である。図４（ａ）～図４（ｄ）には、各図間の向きの関係を分かりやすくするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を併せて図示している。

【0034】

図５（ａ）～図５（ｄ）に、本実施形態の箱形断面部材の溶接継手の溶接の初期段階の状態を示す。図５（ａ）～図５（ｄ）はそれぞれ、図４（ａ）～図４（ｄ）に対応する図である。

【0035】

図５（ａ）～図５（ｄ）に示すように、本実施形態の箱形断面部材の溶接継手の溶接の初期段階では、降伏強度σ_ｙｗａを有する第一の溶接材料１４を用いて、第一の鋼板１１のうち箱形断面部材１の断面の内側から厚さｔ_２の部分から第二の鋼板１２にかけて連続的に、第一の溶接材料１４を用いて廻し溶接を行う。具体的には、第一の鋼板１１の平板部から溶接を開始して、第一の鋼板１１と第二の鋼板１２とが直交している角部で９０°廻し溶接を行い、第二の鋼板１２の平板部の途中で終了するようにする。

【0036】

このとき、降伏強度σ_ｙｗａを有する第一の溶接材料１４を用いることにより、第一の鋼板１１および第二の鋼板１２の両方の降伏強度σ_ｙ１、σ_ｙ２に対してオーバーマッチ溶接となる。そして、第一の鋼板１１に形成されるレ形開先１１ａのうち箱形断面部材の断面の内側から厚さｔ_２の部分は、第二の鋼板１２に形成されるレ形開先１２ａと、断面形状が同じであるので、同じ第一の溶接材料１４を用いて、第一の鋼板１１から第二の鋼板１２にかけて溶接条件を変えることなく同じ形状の積層を行うことができる。よって、溶接組立箱形断面部材を用いた柱－柱間の溶接継手を横向き溶接で形成する場合にも、溶接の難易度が下がり、入熱・パス間温度の管理も容易となる。このような積層を続けると、第一の鋼板１１よりも板厚が小さい第二の鋼板１２の全断面の溶接が先に終了する。

【0037】

図６（ａ）～図６（ｄ）に、本実施形態の箱形断面部材の溶接継手の溶接が終了に近づいた段階を示す。図６（ａ）～図６（ｄ）はそれぞれ、図４（ａ）～図４（ｄ）に対応する図である。

【0038】

図６（ａ）～図６（ｄ）に示すように、第二の鋼板１２の全断面の溶接が終了した後は、まだ溶接が完了していない第一の鋼板１１の平板部のみを、降伏強度σ_ｙｗｂを有する第二の溶接材料１５を用いて溶接を続ける。これにより、最終的に、箱形断面部材１の全断面で、完全溶込溶接の溶接継手が完成する。このとき、降伏強度σ_ｙｗｂを有する第一の溶接材料１４を用いることにより、第一の鋼板１１の降伏強度σ_ｙ１に対してオーバーマッチ溶接となる。

【0039】

なお、上記実施形態では、第一の溶接材料１４の降伏強度σ_ｙｗａ、第二の溶接材料１５の降伏強度σ_ｙｗｂ、第一の鋼板１１の降伏強度σ_ｙ１、および第二の鋼板１２の降伏強度σ_ｙ２は、σ_ｙ１＜σ_ｙｗｂ＜σ_ｙ２＜σ_ｙｗａの関係を満たすようにした。しかし、本発明の溶接組立箱形断面部材同士の溶接継手は、このような構成に限られない。例えば、第一の溶接材料１４の降伏強度σ_ｙｗａ、第二の溶接材料１５の降伏強度σ_ｙｗｂ、第一の鋼板１１の降伏強度σ_ｙ１、および第二の鋼板１２の降伏強度σ_ｙ２の一部またはすべてが、互いに等しくても良い。

【実施例0040】

以下では、本実施形態の箱形断面部材の溶接継手の具体的な実施例について説明する。本実施例では、溶接組立箱形断面部材１の外形を８００ｍｍ×８００ｍｍとしている。第一の鋼板１１には、５５０Ｎ／ｍｍ^２級鋼板（設計強度３８５Ｎ／ｍｍ^２）を用い、板厚ｔ_１を８０ｍｍとしている。また、第二の鋼板１２には、７８０Ｎ／ｍｍ^２級鋼板（設計強度６３０Ｎ／ｍｍ^２）を用い、板厚ｔ_２を５０ｍｍとしている。この場合、例えば、第一の鋼板１１および第二の鋼板１２に形成されるレ形開先１１ａ、１２ａの開先角度θ_１、θ_２を、θ_１＝θ_２＝３０°に設定することができる。また、第一の鋼板１１同士の接合のルートギャップｒ_１および第二の鋼板１２同士の接合のルートギャップｒ_２を、ｒ_１＝ｒ_２＝７ｍｍに設定することができる。裏当て金１６には、例えば断面サイズが９ｍｍ×２５ｍｍの鋼板を用いることができる。

【0041】

第一の鋼板１１を構成する５５０Ｎ／ｍｍ^２級鋼板に対する横向きＣＯ_２溶接では、５５０Ｎ／ｍｍ^２級の溶接材料、例えば日本産業規格ＪＩＳＺ３３１２「軟鋼、高張力鋼及び低温用鋼用のマグ溶接及びミグ溶接ソリッドワイヤ」に規定されるＹＧＷ１８等を用いることができる。そこで、第二の溶接材料１５として、ＹＧＷ１８等の５５０Ｎ／ｍｍ^２級の溶接材料を用いることができる。５５０Ｎ／ｍｍ^２級の第二の溶接材料１５を用いる溶接は、例えば非特許文献１に記載されるように、予熱なし、入熱を３０ｋＪ／ｃｍまたは２０ｋＪ／ｃｍ以下、パス間温度を２５０℃以下として行うことができる。

【0042】

また、第二の鋼板１２を構成する７８０Ｎ／ｍｍ^２級鋼板に対する横向きＣＯ_２溶接では、７８０Ｎ／ｍｍ^２級の溶接材料、例えば日本産業規格ＪＩＳＺに規定されるＧ７８Ａ２ＵＣＮ４Ｍ４Ｔ等を用いることができる。そこで、第一の溶接材料１４として、Ｇ７８Ａ２ＵＣＮ４Ｍ４Ｔ等の７８０Ｎ／ｍｍ^２級の溶接材料を用いることができる。７８０Ｎ／ｍｍ^２級の第一の溶接材料１４を用いる溶接は、例えば非特許文献２に記載されるように、予熱を７５℃以上、入熱を２０ｋＪ／ｃｍ以下、パス間温度を２００℃以下とし行うことができる。

【符号の説明】

【0043】

１ 箱形断面部材
１１ 第一の鋼板
１２ 第二の鋼板
１１ａ、１２ａ レ形開先
１３ 角溶接
１４ 第一の溶接材料
１５ 第二の溶接材料
１６ 裏当て金
１７ エンドプレート
１８ エレクションピース
ｔ_１ 第一の鋼板の板厚
ｔ_２ 第二の鋼板の板厚
θ_１ 第一の鋼板に形成されるレ形開先の開先角度
θ_２ 第二の鋼板に形成されるレ形開先の開先角度
ｒ_１ 第一の鋼板同士の接合のルートギャップ
ｒ_２ 第二の鋼板同士の接合のルートギャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】