2014 Fiscal Year Research-status Report
低温相変態溶接棒を用いた溶接継手部の疲労強度向上の試み
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25420490
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
穴見 健吾 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (30272678)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 疲労強度向上 / 低温相変態溶接棒 / 付加溶接 / 面外ガセット継手 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、鋼橋溶接継手部の疲労強度向上法としての低温相変態溶接棒の適用性拡大について検討することを目的としている。平成26年度は、その一手法として溶接止端部への付加溶接手法に注目した。この手法はこれまで主板側止端部に対する適用性についてのみ研究がなされており、本年度は特に低温相変態溶接棒を用いた疲労強度向上法の新たな適用性の検討として、面外ガセット溶接継手を対象に付加物側溶接止端部への付加溶接の可能性について検討を行った。第１段階として、回し溶接を有する荷重伝達型の主板側回し溶接止端部に付加溶接を行い、疲労試験によりその大きな疲労強度効果を確認した。更に付加溶接部近傍の残留応力を切断法により測定することにより、圧縮残留応力が付加溶接止端部近傍に大きな圧縮残留応力が導入できていることを確認した。第２段階として、面外ガセット溶接継手の付加板側および主板側の両まわし溶接止端部に付加溶接を施した場合の疲労強度向上効果について検討を行った。具体的には溶接まま試験体、主板側回し溶接止端部のみに付加溶接を施した試験体、主板側回し溶接止端部に続き、付加板側回し溶接止端部に付加溶接を行った試験体を製作し、疲労試験により、付加板側回し溶接止端部の付加溶接に対する主板側回し溶接止端部の疲労強度向上効果の変化を実験的に検討している。結果は、後で行う付加板側溶接止端部の付加溶接による主板側回し溶接止端部の付加溶接による疲労強度向上効果にほとんど変化がなく、またこの結果は熱電対設置による付加板側付加溶接時の主板側付加溶接止端部の温度測定によっても確かめられた。ただし、主板側付加溶接の疲労強度向上効果に試験体により大きなばらつきがあり、今後、溶接条件などを含め低温相変態溶接棒による付加溶接による疲労強度向上法の信頼性を高める検討が必要であると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は溶接継手部の疲労強度向上手法としての低温相変態溶接棒の新たな適用性の拡大を目指した研究を行うことを目的としている。平成２５年度は主に(1)本溶接（すみ肉溶接）として適用し、溶接ルート部の疲労強度向上の可能性の検討を行い、更に平成２６年度に継続した(2)面外ガセット溶接継手の付加板側溶接止端部への付加溶接としての適用性について検討を行った。平成２６年度は主に前述の(2)について「研究実績の概要」に記した検討を行っており、おおむね研究の目的遂行に向けて順調に研究が進行しているものと考えている。しかしながら、ルート部の疲労強度向上に関しては、き裂の進展方向によっては疲労強度向上効果が得られず、低い疲労強度となることが明らかになっており、今後この点についても検討していく必要があると考えている。また付加溶接法では溶接条件によっては疲労強度向上効果が得られない結果もみられており、より信頼性の高い施工法についても検討していく必要があると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度で得られた、低温相変態溶接棒を用いた付加溶接による疲労強度向上手法につき、溶接条件などをパラメータとした実験的検討を行い、疲労強度向上手法としての信頼性を高める検討を行う。具体的には過去２年間で用いた面外ガセット継手試験体を用いて疲労試験・残留応力測定を実施し、溶接条件と向上効果との関係を検討する。また、平成２７年度は本研究の最終年度であり、これまでの成果を精査しとりまとめる。
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| Causes of Carryover |
昨年度は研究の進捗から、疲労試験体を用いた溶接残留応力の測定について、荷重伝達型十字継手試験体について行ったが、面外ガセット継手試験体については行っていない。これは疲労試験結果のばらつきが大きく、残留応力測定を行っていないことが本年度の残金が生じた要因である。残留応力測定については本研究遂行のために非常に重要な項目であり、本年度、溶接施工条件と合わせてそのばらつきを評価することを目的としており、その段階で統一した残留応力測定を計画している。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残金については本年度計画している残留応力測定に必要な消耗品の購入に充てることを計画している。
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Research Products
(2 results)
