特開 2024-151810 疲労寿命に優れた回し溶接継手及び回し溶接方法

(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】P2024151810

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】疲労寿命に優れた回し溶接継手及び回し溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 31/00 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

B23K31/00 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023065532

(22)【出願日】2023-04-13

(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】100105968

【弁理士】

【氏名又は名称】落合 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】▲崎▼本 隆洋

(72)【発明者】

【氏名】半田 恒久

(57)【要約】

【課題】実際の溶接施工を考慮し、ショートビードが生じても、疲労強度を安価に且つ安定して向上することができる回し溶接継手及び回し溶接方法を提供する。
【解決手段】ガセット２を主板１に回し溶接することによって得られる回し溶接継手であって、第１溶接ビード３と第２溶接ビード４とを有し、第１溶接ビードは、ガセットが主板に当接する矩形当接面２ａの一方の長辺から短辺を経由して他方の長辺に沿って形成され、第２溶接ビードは、長辺溶接部９、重なり部５及び延伸部６を有し、長辺溶接部は、矩形当接面の長辺に沿って形成され、重なり部は、第１溶接ビードの溶接部に被せて形成され、延伸部は、重なり部から主板上へ延伸して形成され、第１溶接ビードの先端から矩形当接面の短辺までの長さＬが５ｍｍ以上であることを特徴とする回し溶接継手である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガセットを主板に回し溶接して接合することによって得られる回し溶接継手であって、
該回し溶接継手は、第１溶接ビードと第２溶接ビードとを有し、
前記第１溶接ビードは、前記ガセットが前記主板に当接する矩形当接面の一方の長辺から一方の短辺を経由して他方の長辺に沿って形成され、
前記第２溶接ビードは、長辺溶接部、重なり部及び延伸部を有し、
前記長辺溶接部は、前記矩形当接面の長辺に沿って形成され、
前記重なり部は、前記第１溶接ビードの溶接部に被せて形成され、
前記延伸部は、前記重なり部から前記主板上へ延伸して形成され、
前記第１溶接ビードの溶接開始端部から前記矩形当接面の短辺までの長さＬ１が５ｍｍ以上で、
前記矩形当接面の短辺から前記第１溶接ビードの溶接終了端部までの長さＬ２が５ｍｍ以上である
ことを特徴とする回し溶接継手。

【請求項2】

前記第１溶接ビード及び前記第２溶接ビードが各々２本を有することを特徴とする請求項１に記載の回し溶接継手。

【請求項3】

前記延伸部の先端と前記第１溶接ビードの前記矩形当接面の短辺止端部との長さＮ（Ｎ１、Ｎ２）が５ｍｍ～５０ｍｍで、
前記延伸部の止端部の間隔Ｍが２ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回し溶接継手。

【請求項4】

前記主板の板厚Ｔ_Ｓが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の回し溶接継手。

【請求項5】

前記矩形当接面の短辺の長さＴ_Ｇが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の回し溶接継手。

【請求項6】

ガセットを主板に回し溶接で接合する回し溶接方法において、
第１溶接ビードを、前記ガセットが前記主板に当接する矩形当接面の一方の長辺から一方の短辺を経由して他方の長辺に沿って形成し、
次いで、前記矩形当接面の長辺に沿って形成する長辺溶接部と、前記第１溶接ビードの溶接部に被せて形成する重なり部と、該重なり部から前記主板上へ延伸して形成する延伸部と、を有する第２溶接ビードを形成し、
前記第１溶接ビードの溶接開始端部から前記矩形当接面の短辺までの長さＬ１を５ｍｍ以上とし、
前記矩形当接面の短辺から前記第１溶接ビードの溶接終了端部までの長さＬ２を５ｍｍ以上とする
ことを特徴とする回し溶接方法。

【請求項7】

前記第１溶接ビードを前記矩形当接面の両方の短辺側に２本形成した後、前記第２溶接ビードを前記矩形当接面の両方の長辺側に２本形成することを特徴とする請求項６に記載の回し溶接方法。

【請求項8】

前記延伸部の先端と前記第１溶接ビードの前記矩形当接面の短辺止端部との長さＮ（Ｎ１、Ｎ２）を５ｍｍ～５０ｍｍとし、
前記延伸部の止端部の間隔Ｍを２ｍｍ以上とする
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の回し溶接方法。

【請求項9】

前記主板の板厚Ｔ_Ｓが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の回し溶接方法。

【請求項10】

前記矩形当接面の短辺の長さＴ_Ｇが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする請求項９に記載の回し溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼構造物を建造する際に広く採用される主板とガセットとの回し溶接の技術に関し、特に、優れた疲労特性が要求される鋼構造物（例えば鋼橋、船舶等）に好適な回し溶接継手及び回し溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、鋼構造物では、ガセットの周囲を主板に溶接（いわゆる「回し溶接」）した回し溶接継手が多数存在する。回し溶接継手においては、溶接ビードがガセットを取り囲んでおり、その溶接ビードに欠陥（例えば割れ等）が発生して、溶接止端部の形状が円滑に形成されなかった場合に、溶接止端部における応力集中が生じ易くなる。その結果、回し溶接に起因する溶接残留応力と外力に起因する繰り返し応力とが重畳して疲労亀裂を発生させ、さらに、その疲労亀裂が伝播して疲労破壊を引き起こす原因となる。なお、外力とは、鋼構造物に外部から繰り返し作用する荷重である。例えば、鋼構造物が鋼橋である場合は、自然の気象状況（例えば、風等）や車両の通行によって繰り返し生じる荷重であり、鋼構造物が船舶である場合は、風や波によって繰り返し生じる荷重である。

【0003】

そして近年、鋼構造物の老朽化に伴って、疲労に起因する損傷に関する報告が増加している。そのような損傷を防止するためには、鋼構造物を定期的に検査して、損傷の進行状況を管理し、さらに、損傷の進行に応じて対策を講じる必要がある。とりわけ疲労に起因する損傷が鋼橋に発生した場合は、車両の通行を規制することによって鋼橋に作用する外力を軽減することは可能であるが、交通の渋滞や物流の遅延等を引き起こすので社会活動に多大な悪影響を及ぼす。そこで、鋼構造物の回し溶接継手における疲労特性を改善する技術が検討されている。

【0004】

例えば、特許文献１には、ガセットが主板に当接する矩形の当接面（以下、「矩形当接面」ともいう。）の長辺を主板に隅肉溶接し、室温まで冷却した後に、矩形当接面の角部から短辺を回し溶接することで、継手疲労強度を安定して高める技術が開示されている。この技術は、矩形当接面の短辺に沿って形成される溶接ビード（以下、「短辺溶接ビード」ともいう。）が長辺に沿って形成される溶接ビード（以下、「長辺溶接ビード」ともいう。）の上に被せられ、短辺溶接ビードが長辺溶接ビードを超えて主板上に延伸する。このように、まず長辺溶接ビードを溶接し、その上に短辺溶接ビードを被せて溶接すると、溶接ビードが重なる部位に隙間（すなわち主板、長辺溶接ビード、短辺溶接ビードで囲まれた空間）が生じ易くなる。それにより、応力集中に起因する疲労亀裂が容易に発生し、その疲労亀裂の伝搬を防止するのは困難である。つまり、特許文献１に開示された技術では、回し溶接継手の疲労強度の大幅な向上は期待できない。

【0005】

これに対し、特許文献２には、回し溶接の施工コストの上昇を抑制するために通常の溶接装置、溶接材料を用いて、上記の隙間の発生を防止する技術が開示されている。この技術では、まず短辺溶接ビード（第１溶接ビード）を短辺に平行な直線状に溶接し、次いで長辺溶接ビード（第２及び第３溶接ビード）を溶接することによって、短辺溶接ビードの上に長辺溶接ビードを被せる。その際に、既に溶接されている短辺溶接ビードを超えて長辺溶接ビードが延伸するように溶接する。これにより、上記の隙間の発生を防止し、ひいては溶接止端部の形状に関わらず疲労亀裂の発生を防止している。さらに、短辺溶接ビードが長辺溶接ビードを超えない長さになるように溶接しておくことによって、上記の隙間の発生をより顕著に防止していることなどが記載されている。ここで、短辺溶接ビードが長辺溶接ビードを超えない長さになるように溶接しておく理由として、短辺溶接ビードが長すぎて、２本の長辺溶接ビードの下側から主板上に延伸した場合は、上記の隙間が生じ易くなり、疲労亀裂が発生し易くなるからとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８－１９８６０号公報

【特許文献2】特開２０１８－１５８３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、実際の溶接施工を考えた場合、上記の特許文献２の技術に従って短辺溶接ビードが長辺溶接ビードを超えないように施工することは、溶接施工管理の上で問題を生じることがある。つまり、実際の溶接施工では、作業者の技能や溶接機の性能の差異等により、短辺に平行な直線状に形成する短辺溶接ビードの終端位置が変動して、短辺溶接ビードの実長さが狙い長さより５ｍｍ～１０ｍｍ程度短くなる現象が生じることがある。この現象を短辺溶接ビードのショートビードという。このとき、短辺溶接ビードが長辺溶接ビードと重なる部分に隙間（長辺溶接ビードのビード幅に比して１０％以上の隙間）が生じると、ビード不連続による応力集中が生じ、疲労強度が低下するという課題がある。

【0008】

本発明は、上述の事情に鑑み、実際の溶接施工を考慮し、ショートビードが生じても、疲労強度を安価に且つ安定して向上することができる回し溶接継手及び回し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】

【0009】

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、短辺溶接ビードが短辺に平行な直線状に形成するのではなく、長辺側からスタートし短辺側を経由して反対側の長辺側で終わるビードであれば、短辺溶接ビードのショートビードの発生有無にかかわらず、優れた疲労強度が得られるという知見を得た。さらに、この短辺溶接ビードの長辺側に被せる長辺溶接ビードと短辺溶接ビードとの重なり部の長さが５ｍｍ以上であれば、疲労強度の向上に有効であることを見出した。

【0010】

本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
〔１〕ガセットを主板に回し溶接して接合することによって得られる回し溶接継手であって、
該回し溶接継手は、第１溶接ビードと第２溶接ビードを有し、
前記第１溶接ビードは、前記ガセットが前記主板に当接する矩形当接面の一方の長辺から一方の短辺を経由して他方の長辺に沿って形成され、
前記第２溶接ビードは、長辺溶接部、重なり部及び延伸部を有し、
前記長辺溶接部は、前記矩形当接面の長辺に沿って形成され、
前記重なり部は、前記第１溶接ビードの溶接部に被せて形成され、
前記延伸部は、前記重なり部から前記主板上へ延伸して形成され、
前記第１溶接ビードの溶接開始端部から前記矩形当接面の短辺までの長さＬ１が５ｍｍ以上で、
前記矩形当接面の短辺から前記第１溶接ビードの溶接終了端部までの長さＬ２が５ｍｍ以上である
ことを特徴とする回し溶接継手。
〔２〕前記〔１〕において、前記第１溶接ビード及び前記第２溶接ビードが各々２本を有することを特徴とする回し溶接継手。
〔３〕前記〔１〕又は〔２〕において、
前記延伸部の先端と前記第１溶接ビードの前記矩形当接面の短辺止端部との長さＮ（Ｎ１、Ｎ２）が５ｍｍ～５０ｍｍで、
前記延伸部の止端部の間隔Ｍが２ｍｍ以上である
ことを特徴とする回し溶接継手。
〔４〕前記〔１〕ないし〔３〕のいずれか一つにおいて、前記主板の板厚Ｔ_Ｓが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする回し溶接継手。
〔５〕前記〔１〕ないし〔４〕のいずれか一つにおいて、前記矩形当接面の短辺の長さＴ_Ｇが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする回し溶接継手。
〔６〕ガセットを主板に回し溶接で接合する回し溶接方法において、
第１溶接ビードを、前記ガセットが前記主板に当接する矩形当接面の一方の長辺から一方の短辺を経由して他方の長辺に沿って形成し、
次いで、前記矩形当接面の長辺に沿って形成する長辺溶接部と、前記第１溶接ビードの溶接部に被せて形成する重なり部と、該重なり部から前記主板上へ延伸して形成する延伸部と、を有する第２溶接ビードを形成し、
前記第１溶接ビードの溶接開始端部から前記矩形当接面の短辺までの長さＬ１を５ｍｍ以上とし、
前記矩形当接面の短辺から前記第１溶接ビードの溶接終了端部までの長さＬ２を５ｍｍ以上とする
ことを特徴とする回し溶接方法。
〔７〕前記〔６〕において、前記第１溶接ビードを前記矩形当接面の両方の短辺側に２本形成した後、前記第２溶接ビードを前記矩形当接面の両方の長辺側に２本形成することを特徴とする回し溶接方法。
〔８〕前記〔６〕又は〔７〕において、前記延伸部の先端と前記第１溶接ビードの前記矩形当接面の短辺止端部との長さＮ（Ｎ１、Ｎ２）を５ｍｍ～５０ｍｍとし、
前記延伸部の止端部の間隔Ｍを２ｍｍ以上とする
ことを特徴とする回し溶接方法。
〔９〕前記〔６〕ないし〔８〕のいずれか一つにおいて、前記主板の板厚Ｔ_Ｓが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする回し溶接方法。
〔１０〕前記〔６〕ないし〔９〕のいずれか一つにおいて、前記矩形当接面の短辺の長さＴ_Ｇが５ｍｍ～２０ｍｍであることを特徴とする回し溶接方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、鋼構造物を新たに建造する場合や老朽化した鋼構造物を補修する場合に、回し溶接の施工時に短辺溶接ビードのショートビードが生じても、回し溶接継手の疲労強度を安価に且つ安定して向上させることが可能となり、産業上格段の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る回し溶接継手の例を模式的に示す斜視図である。

【図2】本発明に係る回し溶接方法の施工手順の例を模式的に示す平面図である。

【図3】図２（ｃ）を拡大して模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本発明に係る回し溶接継手及び回し溶接方法の代表的な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、表わされた各部材の寸法やそれらの比は実際のものとは異なる場合もある。

【0014】

図１は、本発明に係る回し溶接継手の例を模式的に示す斜視図であり、図２は、その回し溶接継手を得るための回し溶接方法の施工手順の例を模式的に示す平面図であり、図３は、図２（ｃ）の拡大図である。なお、図２において、ガセット２が主板１に当接する矩形当接面２ａは、ガセット２を主板１に投影した矩形線で囲まれた形状と一致し、長辺２ｂと短辺２ｃで構成される。図２及び図３では、矩形当接面２ａの一方の短辺側での回し溶接継手及び回し溶接方法の施工手順を示している。

【0015】

［回し溶接継手］
本発明に係る回し溶接継手は、第１溶接ビード３及び第２溶接ビード４を有している。好ましくは、２本の第１溶接ビード３と３’及び２本の第２溶接ビード４ａと４ｂを有している。

【0016】

第１溶接ビード３は、ガセット２が主板１に当接する矩形当接面２ａの一方の長辺から一方の短辺を経由して他方の長辺に沿って形成されたものである。また、第１溶接ビード３’は、第１溶接ビード３と対称形となっており、上記矩形当接面２ａの一方の長辺から他方の短辺を経由して他方の長辺に沿って形成されたものである。

【0017】

次に、第２溶接ビード４（４ａ、４ｂ）は、矩形当接面２ａの長辺に沿って形成され、且つ２本の第１溶接ビード３と３’に連続して被せ、さらに主板１上に延伸して形成されたものである。したがって、長辺溶接部９（９ａ、９ｂ）と重なり部５（５ａ、５ｂ）と延伸部６（６ａ、６ｂ）とを有している。長辺溶接部９（９ａ、９ｂ）は、矩形当接面２ａの長辺２ｂに沿って形成されている。重なり部５（５ａ、５ｂ）は、第１溶接ビード３、３’の矩形当接面２ａの長辺２ｂ部分に被せて形成されている。延伸部６（６ａ、６ｂ）は、重なり部５（５ａ、５ｂ）から主板１上へ延伸して形成されている。

【0018】

なお、長辺溶接部９（９ａ、９ｂ）は、第１溶接ビード３と３’に連続的に形成されているのが好ましいが、途中で分断されていても良い。また、第１溶接ビード３を矩形当接面２ａの一方の短辺側にのみ形成する場合は、第２溶接ビード４ａは、矩形当接面２ａの長辺の途中から第１溶接ビード３の溶接開始端部１０ａに被せるように形成する。同様に第２溶接ビード４ｂは、矩形当接面２ａの他の長辺の途中から第１溶接ビード３の溶接終了端部１０ｂに被せるように形成する。

【0019】

ここで、重なり部５（５ａ、５ｂ）の長さＬ、つまり、第１溶接ビード３、３’の溶接開始端部１０ａから矩形当接面２ａの短辺２ｃまでの長さＬ１及び矩形当接面２ａの短辺２ｃから第１溶接ビード３、３’の溶接終了端部１０ｂまでの長さＬ２は、５ｍｍ以上であれば良い。この長さＬ１、Ｌ２が５ｍｍ未満であると、ショートビードの発生有無にかかわらず、疲労強度が低下する場合があるからである。なお、長さＬが２０ｍｍを超えると、第１溶接ビード形成に無駄な溶接工数が増加するので、５ｍｍ～２０ｍｍとするのが好ましい。より好ましくは、１０ｍｍ～１５ｍｍである。

【0020】

また、第２溶接ビード４（４ａ、４ｂ）の延伸部６（６ａ、６ｂ）の先端７（７ａ、７ｂ）と第１溶接ビード３、３’の矩形当接面２ａの短辺止端部３ａとの長さＮ（Ｎ１、Ｎ２）は、５ｍｍ～５０ｍｍの範囲であることが好ましい。５ｍｍ未満では、疲労強度改善効果がなく、５０ｍｍを超えると、施工に長時間を要するためである。より好ましくは、１０ｍｍ～２０ｍｍである。

【0021】

さらに、第２溶接ビード４（４ａ、４ｂ）の延伸部６の止端部の間隔Ｍ、すなわち、延伸部６ａと延伸部６ｂに囲まれた空間の幅である間隔Ｍは、２ｍｍ以上であることが好ましい。２ｍｍ未満では、ビード同士は繋がる可能性が高くなり、疲労強度改善効果が発揮されないからである。より好ましくは、５ｍｍ～１０ｍｍである。

【0022】

次に、本発明における主板の板厚Ｔ_Ｓは、制限はないが、５ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましい。

【0023】

また、本発明におけるガセットの板厚、すなわち矩形当接面の短辺の長さＴ_Ｇは、特に限定されないが、疲労特性の改善効果の観点から好ましくは、５ｍｍ～２０ｍｍである。ガセットの板厚Ｔ_Ｇが５ｍｍ未満では、間隔Ｍを０ｍｍ以上とする第２溶接ビード施工が難しく、一方、２０ｍｍ超では、疲労特性の改善効果の点で不利となるからである。より好ましくは、７ｍｍ～１５ｍｍである。

【0024】

［回し溶接方法（施工手順）］
続いて、本発明に係る回し溶接継手を得るための回し溶接方法の施工手順について、図２に基づいて説明する。

【0025】

最初に、図２（ａ）に示すように、後述する溶接方法及び溶接条件により、第１溶接ビード３を、主板１上のガセット２が当接する矩形当接面２ａの一方の長辺２ｂの途中から一方の短辺２ｃを経由して他方の長辺２ｂに沿って形成する。この第１溶接ビード３を形成する際の溶接を開始する長辺は、任意のいずれかの長辺で良い。

【0026】

ここで、第１溶接ビード３の溶接開始点は、第１溶接ビード３の溶接開始端部１０ａから矩形当接面２ａの短辺２ｃまでの長さＬ１が５ｍｍ以上の場所であれば良い。また、第１溶接ビード３の溶接終了点は、矩形当接面２ａの短辺２ｃから第１溶接ビード３の溶接終了端部１０ｂまでの長さＬ２が５ｍｍ以上の場所であれば良い。前述したように、長さＬ１及びＬ２が５ｍｍ未満であると、ショートビードの発生有無にかかわらず、疲労強度が低下する場合があるからである。なお、２０ｍｍを超えると、第１溶接ビード形成に無駄な溶接工数が増加するので、長さＬ１及びＬ２は、５ｍｍ～２０ｍｍとするのが好ましい。より好ましくは、１０ｍｍ～１５ｍｍである。なお、Ｌ１とＬ２の長さを同一にとする必要はなく、各長さが５ｍｍ以上であれば同等の効果を得ることができる。

【0027】

続いて、図１に示すように、上述の第１溶接ビード３を形成した短辺側とは対称の位置にある他方の短辺側に２本目の第１溶接ビード３’を形成する場合には、１本目の第１溶接ビード３を形成した後、１本目と同様の手順で２本目を形成することが好ましい。

【0028】

次に、図２（ｂ）に示すように、第２溶接ビード４ａを、矩形当接面２ａの一方の長辺２ｂに沿い、第１溶接ビード３の長辺２ｂ側にある溶接ビードに被せ、さらに主板上へ延伸して形成する。この第２溶接ビード４ａは、矩形当接面の一方の短辺側に形成した１本目の第１溶接ビード３と、他方の短辺側に形成した２本目の第１溶接ビード３’とを連続的に被せて形成することが好ましい。形成した第２溶接ビード４ａは、矩形当接面の長辺部にかかり、第１溶接ビード３及び３’に被さっていない長辺溶接部９ａと、第１溶接ビード３に被さっている重なり部５ａと、主板１上に延伸した延伸部６ａとを有している。

【0029】

ここで、第２溶接ビード４ａの延伸部６ａの先端７ａと第１溶接ビード３の矩形当接面２ａの短辺止端部３ａとの長さＮ１は、５ｍｍ～５０ｍｍの範囲であることが好ましい。５ｍｍ未満では、疲労強度改善効果がなく、５０ｍｍを超えると、施工に長時間を要するためである。より好ましくは、１０ｍｍ～２０ｍｍである。

【0030】

最後に、図２（ｃ）に示すように、２本目の第２溶接ビード４ｂを、矩形当接面２ａの他方の長辺２ｂに沿い、第１溶接ビード３の長辺２ｂ側にある溶接ビードに被せ、さらに主板上へ延伸して形成する。この第２溶接ビード４ｂも前記の１本目の第２溶接ビード４ａと同様に、長辺溶接部９ｂ、重なり部５ｂ及び延伸部６ｂを施工する。さらに、第２溶接ビード４ａ及び４ｂの延伸部６ａ及び６ｂに囲まれた空間の幅である間隔（延伸部の止端部の間隔）Ｍは、２ｍｍ以上であることが好ましい。２ｍｍ未満では、ビード同士は繋がる可能性が高くなり、疲労強度改善効果が発揮されないからである。より好ましくは、５ｍｍ～１０ｍｍである。

【0031】

なお、長辺溶接部９（９ａ、９ｂ）は、第１溶接ビード３と３’に連続的に形成するのが好ましいが、途中で分断して形成しても良い。また、第１溶接ビード３を矩形当接面２ａの一方の短辺側にのみ形成する場合は、第２溶接ビード４ａは、矩形当接面２ａの長辺の途中から第１溶接ビード３の溶接開始端部１０ａに被せるように形成する。同様に第２溶接ビード４ｂは、矩形当接面２ａの他の長辺の途中から第１溶接ビード３の溶接終了端部１０ｂに被せるように形成する。

【0032】

以上の説明では、第２溶接ビード４ａを先に施工し、第２溶接ビード４ｂを後に施工したが、いずれを先あるいは後に施工するかは、特に限定されない。

【0033】

また、第２溶接ビードの施工に際し、２本の溶接ビードを施工する場合には、上記の各部の長さや形状を２本とも同一とする必要はない。

【0034】

［回し溶接手段及び溶接対象］
回し溶接を行う溶接手段は、被覆アーク溶接法、ガスメタルアーク溶接法が主であるが、それ以外の手段についても適宜用いることができ、手動溶接又は自動溶接いずれを採用しても良い。

【0035】

本発明は、鋼構造物を新たに建造する場合のみならず、老朽化した鋼構造物を増強・補修する場合にも適用できる。

【0036】

［耐疲労特性］
本発明においては、鋼構造物を構成するどのような材質の主板やガセットを用いても効果が発揮される。主板の材料としては、鋼種がＳＭ４００、ＳＭ４９０、ＳＭ５２０、ＳＭ５７０等で、降伏応力が、２４５ＭＰａ～５６０ＭＰａの材料を例示することができる。

【実施例0037】

以下、実施例に基づき、さらに本発明について説明する。ただし、下記の実施例は、本発明を例示してより詳細に説明するためのものにすぎず、本発明の権利範囲を限定するものではない。

【0038】

主板（板厚Ｔ_Ｓ：１４ｍｍ、板幅：８０ｍｍ、長さ：５００ｍｍ）にガセット（板厚Ｔ_Ｇ：１４ｍｍ、板幅：７５ｍｍ、高さ：５０ｍｍ）をフラックス入りワイヤを用いてガスメタルアーク溶接方法で回し溶接し、得られた回し溶接継手の疲労試験を行なった。その手順を以下に説明する。

【0039】

主板及びガセットは、表１に示す化学組成（質量％）を有する鋼板を使用した。また、鋼板から、ＪＩＳ Ｚ ２２４１の規定に準拠して、引張試験片（平行部径６ｍｍΦ）を採取し、引張試験を実施し、降伏応力（ＭＰａ）及び引張強さ（ＭＰａ）を測定した。

【0040】

【表1】

【0041】

フラックス入りワイヤは、ＪＩＳ Ｚ ３３１３に準拠した材料、神戸製鋼所製ＭＸ－Ｚ２００（ワイヤ径：１．２ｍｍφ）を用いた。ワイヤの組成（質量％）は、次のとおりである。Ｃ：０．０４％、Ｓｉ：０．０７％、Ｍｎ：１．２２％、Ｐ：０．０１０％、Ｓ：０．０１１％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物である。

【0042】

ガスメタルアーク溶接の溶接条件は、溶接電流：２４０Ａ、溶接電圧：３２Ｖ、溶接速度：３０ｃｍ／ｍｉｎとし、脚長は、第１溶接ビード及び第２溶接ビードとも８ｍｍ程度を狙った。なお、ガセットは主板の中央に配置したので、矩形当接面は、主板の中央に位置する。

【0043】

疲労試験は、軸荷重制御、応力比０．１、周波数１０Ｈｚで室温・大気中で実施した。

【0044】

得られた回し溶接継手について、実測ビード間隔（Ｌ１、Ｌ２、Ｎ１、Ｎ２、Ｍ）、疲労試験の条件である応力範囲、さらに疲労試験の結果を表２に示す。ここで、疲労寿命は、疲労破断に至るまでの荷重繰り返し数（ｃｙｃｌｅ）で表している。

【0045】

【表2】

【0046】

表２から明らかなように、本発明例はいずれも、長さＬ１及びＬ２が５ｍｍ以上であり、良好な疲労寿命を有していた。一方、比較例はいずれも、長さＬ１及びＬ２のいずれか一方又は両方が５ｍｍ未満であり、疲労寿命が本発明例の半分以下となっていた。

【符号の説明】

【0047】

１ 主板
２ ガセット
２ａ 矩形当接面、 ２ｂ 矩形当接面の長辺、 ２ｃ 矩形当接面の短辺
３、３’ 第１溶接ビード
３ａ 第１溶接ビードの短辺側止端部
４（４ａ、４ｂ） 第２溶接ビード
５（５ａ、５ｂ） 第２溶接ビードの重なり部
６（６ａ、６ｂ） 第２溶接ビードの延伸部
７（７ａ、７ｂ） 第２溶接ビードの延伸部の先端
９（９ａ、９ｂ） 第２溶接ビードの長辺溶接部
１０ａ 第１溶接ビードの溶接開始端部
１０ｂ 第１溶接ビードの溶接終了端部
Ｌ（Ｌ１、Ｌ２） 第１溶接ビードの先端から矩形当接面の短辺までの長さ
Ｍ 延伸部間の間隔
Ｎ（Ｎ１、Ｎ２） 第１溶接ビードの短辺止端部から延伸部の先端までの長さ

【図1】

【図2】

【図3】