2003 Review of Welding in Japam

Strength of Welded Joint and Fracture Toughness Evaluation by MOCHIZUHI Masahito" and OHATA Mitsuru

387 2.2微 小 試 験 片 に よ る材 料 特性 評 価 3.破 溶接 部の ように強度的 な不均 質が連続 的に変化 す るよ う な 部 位 の 材 料 特 性 を詳 細 に 評 価 す る に は,微 小 部 で の 3.1破 壊 靭 性 破 壊 性 能評 価 壊 靭 性評 価 手 法 標 準 化 国家 プ ロ ジ ェク ト 近 年 の 国 際 標 準 の 獲 得 を 目標 とす る経 済 産 業 省 の 基 準 特 性 を 把 握 す る こ とが 重 要 に な る.こ の よ う な要 求 に 対 認 証 研 究 開 発 事 業 の 推 進 を 受 けて,2002年 す る最 近 の 技 術 の 進 歩 はめ ざ ま し く,溶 接 構 造 研 究 委 員 分 野 か ら初 め て 鉄 鋼 材 料 の破 壊 靱 性 評 価 手 順 の 標 準 化 会 で は 時 期 を得 た 企 画 と して,2003年4月 事 業 が採 択 され,我 に 日韓 共 同 セ 度 に鉄 鋼 材 料 が 国 の鉄 鋼 業 が 世 界 を リー ドして い ミナ ー 微 小 試 験 片 に よ る構 造 用 材 料 の 特 性 評 価 手 法 る高 強 度 鋼 を 活 用 した 鋼 構 造 体 の 設 計 製 作 に か か わ る 技 を 開 催 し,ナ 術 的 指 針 を 日本 発 の 国 際 標 準 と して 目指 す 研 究 開 発 プ ロ ノ イ ン デ ン テ ー シ ョ ン,微 小 引 張 試 験 片, 微 小 部 硬 さ測 定 に よ る 機 械 的特 性 の推 定,レ 用 い た 超 小 型 試 験 片 の破 壊 靭 性 評 価,な ーザ溶接 を ど の最 近 の ホ ッ ジ ェ ク トが3年 計 画 で 立 ち上 げ られ て い る.破 験 片 と実 構 造 要 素 の 応 力 形 態(塑 壊 靭性 試 性 拘 束)の 違 い を 認 識 トな トピ ッ ク ス に つ い て の 紹 介 情 報 交 換 を 行 った. し,脆 性 破 壊 の ク ラ イ テ リ オ ンに 立 ち 返 っ て,破 壊 靭 性 韓 国 で の 注 目す べ き 開 発技 術 の 一 例 と して,微 試験 で 得 られ る材 料 靭 性 値 の 評価 手 順 を 標 準 化 し,そ れ 小部硬 さ 測 定 に よ る応 力 ひ ず み 特 性 の推 定 例 を図3に 示 す.荷 を 元 に破 壊 靭 性 試 験 か ら実 構 造 の 破 壊 安 全 性 を 合 理 的 に 重 と押 し込 み 深 さの 関 係 か らオ ン ラ イ ンで 応 力 ひず み 評価 す る 手 順 を標 準 化 す る こ とが 目標 に掲 げ られ て い る. 関 係 を推 定 し,さ ら に は特 性 値 か ら材 料 の 同定 を試 み よ 研 究 開 発 の ポ イ ン トは,従 来 の破 壊 力 学 的 パ ラ メー タに う と して い る. 代 わ り,脆 性 破 壊 の 駆 動 力 と して ワ イ ブ ル応 力 を 導 入 す 図3微 図4基 小 押 込 み 試 験 に よ る 応 力 ひ ず み 関 係 推 定 例71 準認証研 究開発事業 鉄鋼材料の破壊靭性評価手順の標準化 のス コー プ 溶接学会誌 第73巻(2004)第5号 85

389 文 1) 高 張 力 鋼 の 溶 接HAZ軟 No.3,溶 献 化 と強 度 特 性 評 価,ア ドホ ッ ク研 究 会 資 料 接 学 会(2004). 2) 望 月 正 人:ア ドホ ッ ク研 究 会 報 告 一 高張 力 鋼 の 溶 接HAZ軟 特 性 評 価,溶 接 学 会 誌,73-4(2004),印 3) 新 冨 達 也,橋 本 義 和,竹 化 と強度 刷 中. 士 伊 知 郎,望 月正 人,豊 田政 男:溶 接HAZ 軟 化継 手 の 変 形 挙 動 お よ び 延性 き裂 発 生 位 置 に 関 す る 検 討 一 細 粒 銅 溶接 継 手 の 変 形 な らび に強 度 特 性 に 関 す る研 究(第3報>,溶 接学 会 論 文集,21-3(2003),411-418, 4) 大 谷忠 幸,雀 部 謙:超 傚 細 粒 高 強 度 鋼 板 の スポ ッ ト溶 接 特 性,溶 接学 会 論 文 集,21 2(2003),243-248. 5) 大 谷忠 幸,塚 本 進,荒 金 吾 郎,大 森 章 夫:超 力 レー ザ 溶 接 に お け る熱 影 響 部 特 性,溶 微 細 粒 高 強度 鎖 板 の 大 出 接 学 会 論 文 集,21 2(2003), 267-273. 6) 大 谷忠 幸,塚 本 進,荒 金 吾 郎,川 口 喜 昭,大 森 章 夫:超 微細粒 高強度 レーザ 溶 接 継 手 の機 械 的性 質,溶 接 学 会 論 文 集,21 2(2003),267-273, 7) Y. Choi, Y.-H. Lee, Applications Evaluation 08-03 8) K. of Small Miyahara J. Park, B.-O. Indentation Volume and Kong and Techniques to J.-T. the Kim : Strength Samples, n Ú \ Œ ˆÏˆõ ïž, S. Matsuoka Materials, Y.-H. Kwon, WD- (2003). Metallic 9) D. of Advanced WD-09-03 Huh, Tensile Using : Multi-Scale Nano-lndentation Strength Analysis of System, n Ú \ Œ ˆÏˆõ ïž (2003). DA. Kim, Properties for D.-J. Kim and Micro-Material G.-W. Bhang Using : Measurement Interferometric of Technique, n Ú \ Œ ˆÏˆõ ïž, WD-11-03(2003). 10) K. Fukui, K. Prediction Okamura, of Tensile Local Mechanical J. Doh, M. J. Y. Characteristics Miyahara, Strength Properties WD-12-03 11) M. on H. Spot Measurement K. of a Ti/Steel E. Yanagisawa, R T. Hong, Clad E. Nakayama by Developed Method, n Ú \ Œ ˆÏˆõ ïž K. Plate W. Cho, Fabricated WD-13-03 Murai, with F. Minami Laser and Small-Size Specimen Toughness Evaluation, n Ú \ Œ ˆÏˆõ ïž, 13) 平 成14年 and Joints (2003). Byun, Reaction., n Ú \ Œ ˆÏˆõ ïž, 12) Fujimoto Welded M. Welded and Using the H. Lee, Eutectic (2003). Toyoda Hard C. and Zones K. Kajimoto, for Fracture WD-14-03(2003). 基 準 認 証 研 究 開 発 事 業 鉄 鋼 材 料 の破 壊 靭 性 評 価 手 順 の 標 準 化 成 果 報 告 書,金 属 系 材 料 研 究 開 発 セ ン ター(2003). 14) 図6構 造用 アル ミニ ウム合 金摩擦攪 拌接合継手 の破 壊靭性特性 る ミ ク ロ組 織 形 態 の 細 粒 化 に よ っ て き裂 発 生 進 展 抵 抗 が 大 き くな る こ とに よ っ て もた ら され て い る と説 明 す る こ とが で き る. 4.ま とめ 静 的 継 手 強 度 お よ び破 壊 靭 性 破 壊 性 能 評 価 分 野 に つ い て,最 近 の 代 表 的 な 話 題 や 国 際 的 な動 向 に つ い て 纏 め た. こ こ数 年,大 き な ター ニ ン グポ イ ン トに な る 可 能 性 の あ る 研 究 開 発 や 研 究 プ ロ ジ ェ ク トが 活 発 に 進 め られ て お り,そ れぞ れ そ の動 静 が ます ます 注 目 され よ う. 日本 溶 接 協 会 規 格WES2808-2003,動 構 造 物 の 脆 性 破 壊 性 能 評 価 方法,日 的 繰 返 し 大変 形 を 受 け る 溶 接 鋼 本 溶接 協 会(2003). 15) J. J. Janosch, M. Kocak, S. Webster, R. A- Ainsworth and R. Koers : European Fitness-for Service Network (FITNET), IIW Doc. X-15392003, Bucharest, Romania (2003). 16) M. Toyoda, M. Ohata, N. Ishikawa, T. Shinmiya and M. Kocak, Evaluation of Brittle ffacture Performance of Girth Welded Joints by Beam Welding, Proceedings of the 4th International Conference on Pipeline Technology, Ostend, Belgium, Vol. 1 (2004). 17) M. Kocak, A. Motarjemi, R. Segar, S. Riekehr, V. Ventzke, R. Hoffmann, P. Toussaint, C. Jochum and H. Heuser : Fracture Assessment of Electron Beam Welded 13%Cr Supermartensitic Stainless Pipe Steel, IIW Doc. X-1529-2003,Bucharest, Romania (2003). 18) M. Toyoda, M. Mochizuki, M. Inuzuka and H. Nishida : Fracture Toughness of Structural Aluminum Plate Joints by Friction Stir Welding,, IIW Doc. X-1521-2003,Bucharest, Romania (2003). 19) W. V. Vaidya, K. Angamuthu, V. Ventzke, M. Kocak and F. Palm, Fatigue and Fracture Behaviour of Friction Stir Welded Aluminium Alloy AA6056-T6, IIW Doc. X-1520-2003, Bucharest, Romania (2003). 溶接学会誌 第73巻(2004)第5号 89

(1) ISO 544 Welding consumables -Technical delivery conditions for welding filler materials -Type of product, dimensions, tolerances and markings (2) ISO 1071 Welding consumables - Covered electrodes, wires, rods and tubular cored electrodes for fusion welding of cast iron - Classification (3) ISO 3581 Welding consumables - Covered electrodes for manual metal arc welding of stainless and heat-resisting steels - Classification (4) ISO 14172 Welding consumables - Covered electrodes for manual metal arc welding of nickel and nickel alloys - Classification (1) ISO 9015-2 Destructive tests on welds in metallic materials - Hardness testing - Part 2: Microhardness testing of welded joints (2) ISO 9018 Destructive tests on welds in metallic materials-tensile test on cruciform and lapped joints (3) ISO 17635 Non-destructive testing of welds- General rules for fusion welds in metallic materials (4) ISO 17636 Non-destructive testing of welds- Radiographic testing of fusion-welded joints (5) ISO 17637 Non-destructive testing of welds- Visual testing of fusion-welded joints (6) ISO 17638 Non-destructive testing of welds- Magnetic particle testing (7) ISO 17639 Destructive tests on welds in metallic materials - Macroscopic and microscopic examination of welds (8) ISO 17653 Destructive tests on welds in metallic materials-torsion test of resistance spot welds (9) ISO 17654 Destructive tests on welds in metallic materials - Resistance welding - Pressure test on resistance seam welds (10) ISO 17655 Destructive tests on welds in metallic materials - Method for taking samples for delta ferrite measurement (11) ISO/TR 16060 Destructive tests on welds in metallic materials - Etchants for macroscopic and microscopic examination (1) ISO 9692-1 Welding and allied processes- Recommendations for joint preparation - Part 1: Manual metal-arc welding, gas-shielded metal-arc welding, gas welding, TIG welding and beam welding of steels (2) ISO 9692-4 Welding and allied processes - Recommendations for joint preparation - Part 4: Clad steels (1) ISO 15011-2 Health and safety in welding,and allied processes - Laboratory method for sampling fume and gases generated by arc welding - Part 2: Determination of emission rates of gases, except ozone (1) ISO 5817 Welding - Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding excluded) - Quality levels for imperfections (2) ISO 8166 Resistance Welding -Procedure for the evaluation of the life of spot welding electrodes using constant machine settings (3) ISO 15607 Specification and qualification of welding procedures for metallic materials - General rules

(4) ISO 15610 Specification and qualification of welding procedures for metallic materials - Qualification based on tested welding consumables (5) ISO 15611 Specification and qualification of welding procedures for metallic materials - Qualification based on previous welding experience (6) ISO 15616-1 Acceptance tests for COZ laser beam machines for high quality welding and cutting- Part 1: General principles, acceptance and conditions (7) ISO 15616-2 Acceptance tests for COZ laser beam machines for high quality welding and cutting- Part 2: Measurement of static and dynamic accuracy (8) ISO 15616-3 Acceptance tests for C02-laser beam machines for high quality welding and cutting- Part 3: Calibration of instruments for measurement of gas flow and pressure (9) ISO 17652-1 Welding-Test for shop primers in relation to welding and allied processes - Part 1: General requirements (10) ISO 17652-2 Welding -Test for shop primers in relation to welding and allied processes - Part 2: Welding properties of shop primers (11) ISO 17652-3 Welding-Test for shop primers in relation to welding and allied processes - Part 3: Thermal cutting (12) ISO 17652-4 Welding -Test for shop primers in relation to welding and allied processes - Part 4: Emission of fumes and gases (13) ISO/TS 17477 Acceptance tests for CO,-laser beam machines for welding and cutting using 2D moving optics type (1) ISO 12224-3 Solder wire, solid and flux cored - Specifications and test methods - Part 3: Wetting balance test method for flux cored solder wire efficacy (1) IEC 60974-1 Amd.2 Ed.2.0 Amendment 2 to IEC 60974-1: Arc welding equipment - Part 1: Welding power sources (2) IEC 60974-3 Arc welding equipment -Part 3: Arc striking and stabilizing devices (3) IEC 60974-6 Arc welding equipment -Part 6: Limited duty manual metal arc welding power sources (1) IEC 61192-1 Workmanship requirements for soldered electronic assemblies - Part 1: Genaral (2) IEC 61192-2 Workmanship requirements for soldered electronic assemblies -Part 2: Surfacemount assemblies