JPH08108882A - 隅肉溶接継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 船舶の船殻構造に好適な、疲労強度が大きく
かつ製造コストが低い隅肉溶接継手構造を提供する。 【構成】 ウエブスチフナのような横方向部材10にフェ
ース材のような縦方向部材11を直交状に隅肉溶接して構
成された隅肉溶接継手構造において、隅肉溶接12を縦方
向部材11の長辺に沿ってのみ施こし、しかもその溶接ビ
ードが縦方向部材11の長辺よりも外方にはみ出すことの
ない端止めビーム式溶接とすることにより、角回し隅肉
溶接を施こされた従来の隅肉溶接継手構造における応力
集中を減少できて疲労強度の向上が可能となり、また延
長ビームを施こす場合に比べて工数が低下し製造コスト
の低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、隅肉溶接継手構造に関
し、特に船舶の船殻構造に好適な隅肉溶接継手構造の改
良に関する。なお本発明は、海洋構造物や各種鉄構製品
に適用可能である。

【０００２】

【従来の技術】従来のタンカー等の船殻構造における横
部材と縦部材との結合部は、図４乃至図７に示すよう
に、スロット・ウエブスチフナ１とロンジ付きフェース
材２とが隅肉溶接部を介して接合される構成となってい
る。なおこの隅肉溶接部にはウエブスチフナの端部６に
施こされる角回し隅肉溶接４も含まれている。すなわ
ち、隅肉溶接継手は図７に示すように、スロット・ウエ
ブスチフナ１に角回し隅肉溶接４を行なった後、隅肉溶
接３を一方向から順次施工して形成される。

【０００３】ところで、このような隅肉溶接継手構造で
は、スロット・ウエブスチフナ１の両方の側端部５がと
もに直線形状であるため、スロット・ウエブスチフナ１
の端部６では、構造部材の不連続部としての応力集中が
高くなる。そのうえ、角回し隅肉溶接４が施こされてい
るため、溶接ビード止端部の止端半径や立ち上がり角度
によって高い応力集中を発生するおそれがあり、繰り返
えし荷重を受けると、フェース材２への疲労亀裂Ｋが発
生し易くなるという不都合がある。そこで、このような
不都合を解消すべく図８乃至図10に示すような隅肉溶接
継手構造が提案された。

【０００４】すなわち、この隅肉溶接継手構造では、上
記の従来技術における角回し隅肉溶接を止めて、隅肉溶
接３の溶接ビードをスロット・ウエブスチフナ１の両端
部６から平行に延長して延長ビード３ａを施工したり
（図８，９参照）、また、図10に示すように、延長ビー
ド３ａを側面隅肉溶接３の端部から末広がり状に延設し
たりして、隅肉溶接継手構造の応力集中を抑制する手段
が講じられている。なお図９，10中の符号１ａは未溶接
部を示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、角回し隅肉
溶接を止めて延長ビードを施こした（図８〜10に示し
た）隅肉溶接継手構造は、疲労強度の向上をはかること
ができるものの、施工工数が増加したり、重量が増えた
りするなどの不都合があり、角回し隅肉溶接をそなえた
（図４〜７に示した）隅肉溶接継手構造に比べてあまり
メリットがないという問題点がある。本発明は、このよ
うな問題点の解決をはかろうとするもので、構造強度面
での性能向上と製作コストの低下とを可能にした、隅肉
溶接継手構造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に記載の隅肉溶接継手構造は、隅肉溶接継
手構造において、互いにほぼ直角をなして溶接される第
１構造部材および第２構造部材をそなえ、同第２構造部
材がその端縁部を端止めビード式隅肉溶接により上記第
１構造部材に溶接されていることを特徴としている。

【０００７】また請求項２に記載の隅肉溶接継手構造
は、請求項１に記載の隅肉溶接継手構造において、上記
端止めビード式隅肉溶接の止端部の応力集中を低減させ
るべく、同溶接の溶接ビードが同止端部付近で隣接面に
なめらかに接続する凹弯曲線の断面形状に形成されてい
ることを特徴としている。

【０００８】さらに請求項３に記載の隅肉溶接継手構造
は、請求項１または２に記載の隅肉溶接継手構造におい
て、上記第２構造部材の端縁部がほぼ長方形の断面形状
に形成され、上記端止めビード式隅肉溶接が上記端縁部
の長辺に沿って施工されるとともに、同溶接の止端部に
同溶接の溶接ビームの外方への若干のせり出し部が形成
されていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】上述の本発明の隅肉溶接継手構造では、角回し
隅肉溶接を施こされていないことにより、構造部材の溶
接部に発生する応力集中が低減し、従来の延長ビードを
施こされた隅肉溶接継手構造（図８〜10に示した継手構
造）とほぼ同等の疲労強度性能の隅肉溶接継手構造が得
られる。さらに、溶接ビードの止端部付近の断面をなめ
らかな曲線形状とすることにより、疲労強度性能が一段
と向上する。

【００１０】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
隅肉溶接継手構造について説明すると、図１はその側面
図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図１のＢ−
Ｂ矢視断面図である。

【００１１】この実施例は船殻構造を例としており、そ
の隅肉溶接継手構造は第１構造部材としての横方向部材
（例えばスロット・ウエブスチフナ）10とこれに直交状
に溶接される第２構造部材としての縦方向部材（例えば
ロンジ付きフェース材）11とをそなえ、この縦方向部材
11はその端縁部11ｂを、図２に示すように長方形の断面
形状に形成され、この端縁部11ｂが横方向部材10に隅肉
溶接されて隅肉溶接継手構造が形成される。

【００１２】ここで、縦方向部材11と横方向部材10との
相互間には、図２に示すように、縦方向部材11の両長辺
に沿った隅肉溶接12，12のみが施こされていて、角回し
隅肉溶接は施こされていない。しかもこの場合、隅肉溶
接12，12は、その溶接ビードが縦方向部材11の両短辺よ
り外方にまで延長されない、いわゆる端止めビード式を
採用している。図２中の矢印ａは溶接方向、また符号11
ａは未溶接部をそれぞれ示している。

【００１３】このように、端止めビード式隅肉溶接とす
ることにより、延長ビード式の場合に比べて溶接工数、
溶接時間の短縮化が可能となり、また延長ビードに相当
する重量の低減も可能となる。また、角回し隅肉溶接を
施工されないことにより、図８〜10に示した隅肉溶接継
手構造の場合と同様に、角回し隅肉溶接に伴う応力集中
を排除することができる。

【００１４】さらに、隅肉溶接12，12の各止端部付近で
は、図３に示すように、溶接ビードが隣接面になめらか
に接続する凹弯曲線12ａの断面形状に形成され、これに
より隅肉溶接12，12の各止端部における応力集中を低減
できるようになっている。

【００１５】さらにまた、側面隅肉溶接12，12の溶接ビ
ードの各止端部には、図１，２に示すように若干外方に
向かってせり出すせり出し部12ｂが形成されていて、縦
方向部材11の短辺に整合する直線状とはなっていない。
この構成により溶接ビード止端部の応力集中を低減する
ことが可能となる。なおこのせり出し部12ｂは、隅肉溶
接施工時に止端部に当て板を用いないで隅肉溶接を施工
することにより、自然と形成されるもので、せり出し部
12ｂの形成により工数が増えることはない。

【００１６】なお見栄えを良好にするために、溶接ビー
ムの止端部を縦方向部材１の短辺と同一直線上に形成す
ることが必要な場合には、止端部に当て材を配設して隅
肉溶接を施こせばよい。

【００１７】このように、この実施例の隅肉溶接継手構
造では、船殻構造部材のスロット・ウエブスチフナのよ
うな横方向部材10にロンジ付きフェース材のような縦方
向部材11を直交状に溶接して形成される隅肉溶接継手構
造が、横方向部材11の両側の長辺に沿う隅肉溶接12，12
のみによって構成され（したがって、図７における角回
し隅肉溶接４を施工されていない）、しかも隅肉溶接1
2，12が端止めビード式であることにより、各構造部材
の溶接部に発生する応力集中を低減することができる。

【００１８】さらに止端部付近では溶接ビードの断面が
なめらかな曲線を描く形状に形成されているため、横方
向部材11および縦方向部材10の各溶接止端部における応
力集中の緩和をはかることができ、実験結果によれば図
７に示した隅肉溶接継手構造のものに比べて約２倍の疲
労強度の隅肉溶接継手構造を得ることができた。また、
疲労強度の点からは、図９，10に示した隅肉溶接継手構
造とほぼ同等であることも実験により判明している。な
お、図９，10に示した隅肉溶接継手構造に比べて工数の
低下をはかることができることは言うまでもない。

【００１９】そしてこの発明の隅肉溶接継手構造は、船
舶の船殻構造における各隅肉溶接継手構造に適用できる
ことは言うまでもないが、その１例として、図４に示し
たスロット・ウエブスチフナ自体の構造およびこれをロ
ンジ付きフランジ材に溶接した隅肉溶接継手構造を挙げ
ることができる。そのほか互いに直交する船殻部材間に
直角三角形状のブラケットを介装して形成される一般的
な溶接継手構造、あるいはスカラップ構造における各溶
接継手構造などにも適用することができる。

【００２０】ちなみに、大型商船では、隅肉溶接継手構
造が約20,000個所もあり、これをすべて手溶接で施工す
るとき、この実施例の構造を採用することにより、約2,
200時間の作業時間短縮が可能となる。また機関室のみ
の場合も、約900個の部材での角回し隅肉溶接の不採用
による工数低下により、約100時間の作業時間短縮が可
能となる。

【００２１】さらに、ロボット溶接では、角回し隅肉溶
接に精度，品質の面で問題があるが、この実施例では角
回し隅肉溶接を施こさないため、ロボット溶接による隅
肉溶接継手構造の品質および精度の向上をはかることが
できる。さらに、溶接ビード長さが短くなる分重量を軽
減でき、特に高速船の場合に有利となる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の隅肉溶接
継手構造によれば、次のような効果ないし利点が得られ
る。 (1) 従来の隅肉溶接継手構造における角回し隅肉溶接を
施こさないことにより、構造部材の溶接部に発生する応
力集中を低減でき、これにより疲労強度の大な隅肉溶接
継手構造が得られる。 (2) 従来の隅肉溶接継手構造における延長ビードを施こ
さないことにより、工数低下、重量低下をはかることが
できる。 (3) 上記(1),(2)により疲労強度が大きな隅肉溶接継手
構造を低い製造コストで得ることができる。 (4) 溶接ロボット採用時における精度，品質の向上をは
かることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての隅肉溶接継手構造の
側面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図４】従来の隅肉溶接継手構造の側面図。

【図５】同要部拡大側面図。

【図６】図４のＣ−Ｃ矢視断面図。

【図７】図５のＤ−Ｄ矢視断面図。

【図８】従来の他の隅肉溶接継手構造の側面図。

【図９】図８のＥ−Ｅ矢視断面図。

【図10】同変形例の図９に相当する断面図。

【符号の説明】

１ スロット・ウエブスチフナ １ａ 未溶接部 ２ ロンジ付きフェース材 ３ 隅肉溶接 ３ａ 延長ビード ４ 角回し隅肉溶接 ５ 側端部 10 第１構造部材としての横方向部材 11 第２構造部材としての縦方向部材 11ａ 未溶接部 11ｂ 端縁部 12 隅肉溶接 12ａ なめらかな曲線 12ｂ せり出し部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隅肉溶接継手構造において、 互いにほぼ直角をなして溶接される第１構造部材および
   第２構造部材をそなえ、 同第２構造部材がその端縁部を端止めビード式隅肉溶接
   により上記第１構造部材に溶接されていることを特徴と
   する、隅肉溶接継手構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の隅肉溶接継手構造にお
   いて、 上記端止めビード式隅肉溶接の止端部の応力集中を低減
   させるべく、同溶接の溶接ビードが同止端部付近で隣接
   面になめらかに接続する凹弯曲線の断面形状に形成され
   ていることを特徴とする、隅肉溶接継手構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の隅肉溶接継手
   構造において、 上記第２構造部材の端縁部がほぼ長方形の断面形状に形
   成され、 上記端止めビード式隅肉溶接が上記端縁部の長辺に沿っ
   て施工されるとともに、同溶接の止端部に、同溶接の溶
   接ビームの外方への若干のせり出し部が形成されている
   ことを特徴とする、隅肉溶接継手構造。