| 溶接継手の強度計算 | |
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次のような仮定を設けて計算を単純化する ①溶接部の応力は一様であるとし、その平均応力を溶接部の応力とする
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| 溶接部の静的強さ | |
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溶接継手の強さは、通常最大伝達荷重をのど断面積で割った値で示されるが、スポット溶接では１点あたりの最大伝達荷重、プラグ溶接ではせん断面積あたりの最大応力で表されることが多い
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| 溶着金属 | |
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溶着金属の機械的性質は、その材料が母材に適合している場合は母材の機械的性質とほぼ同程度で、欠陥部の無い溶接部の強さは母材の強さ以上になるのが普通である
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| 突合せ溶接継手 | |
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突合せ溶接継手の強さは、溶接棒の選定、溶接施工が良好ならば母材と同等に扱うことができる。 軟鋼の場合、溶着金属の機械的性質は、母材のそれと同等以上で引張り試験では母材のほうが破断することが多い。 突合せ溶接継手は通常３mm以下の余盛を付けるが、止端部に応力集中を起こす。静的強さは本質的には影響は無いが、繰返し荷重を受ける場合は余盛はないほうがよい。 強さが重要なところでは裏はつり裏溶接が必要である。
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| 溶接継手の強度計算式 | |||
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荷重条件 |
グループ溶接継手 |
すみ肉溶接継手 |
止端の母材 |
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引張力または圧縮力Ｐを受ける場合 |
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せん断力Ｑを受ける場合 |
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曲げモーメントをうける場合 |
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曲げモーメントＭおよびせん断力Ｑを同時に受け、その組合せを考慮する場合 |
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σ､τ：継手に生じる応力 |
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| 板厚とすみ肉サイズの基準 | ||
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板厚 |
すみ肉サイズ |
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手溶接および半自動溶接の場合 |
自動溶接の場合 |
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3.2 |
3 |
3 |
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4.5 |
4 |
3 |
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6 |
5 |
4 |
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8、9 |
6 |
5 |
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12 |
8 |
7 |
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16 |
11 |
10 |
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19 |
13 |
12 |
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板厚の異なる場合には、薄い方の板厚による |
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| 各種溶接継手の静的強さ（軟鋼） | |||
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溶接部の種類 |
継手の種類 |
静的強さ (kgf/mm2) |
溶着金属引張り強さとの比 |
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グループ |
突合せ |
母材と同等 |
1.0 |
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すみ肉（前面） |
両面当て金 |
40～50 |
0.9～1.0 |
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すみ肉（前面） |
片面当て金 |
30～40 |
0.7～0.8 |
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すみ肉（前面） |
重ね（複すみ肉） |
35～45 |
0.8～0.9 |
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すみ肉（前面） |
重ね（単すみ肉） |
30～40 |
0.7～0.8 |
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すみ肉（前面） |
重ね（せぎり） |
30～35 |
0.7 |
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すみ肉（前面） |
Ｔ形 |
35～40 |
0.8 |
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すみ肉（側面） |
両面当て金 |
30～35 |
0.7 |
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プラグ |
両面当て金 |
25～35 |
0.5～0.7 |
| 溶接継手の許容応力（日本機会学会） | |||||
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荷重 |
設計強度 |
安全率 |
許容応力 |
備考 |
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静荷重 |
引張 |
28～34 |
3.3～4.0 |
7.0～10.0 [9.0～12.0] |
(1)かっこ内の数字は母材（軟鋼）に対する値を参考の為併記したもの （ ）中はAnwin，Text Book of Scienceより、[ ]中はHutteよりとる (2)すみ肉溶接には本表中の許容応力に継手効率80%を乗じる (注)母材はJES第20号構造用鋼材（SS39）を基準とし、優秀な国産被覆棒を使用し溶接施工その他完全なものと仮定している |
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圧縮 |
30～35 |
3.4～4.0 |
7.5～12.0 [9.0～12.0] |
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せん断 |
21～28 |
3.3～4.0 |
5.0～8.5 [7.2～10.0] |
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荷重吊り上げ |
引張 |
28～34 |
6.8～8.0 |
3.5～6.0 |
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せん断 |
21～28 |
6.0～80 |
2.5～4.5 |
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振動荷重 |
引張 |
28～34 |
9.5～13.0 |
2.0～3.5 |
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せん断 |
21～28 |
9.513.0 |
1.53.0 |
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| 軟鋼および高張力鋼の溶接継手の疲れ強さデータの例 | ||||||
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軟鋼 |
引張強さ(N/mm2) |
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500～600材 |
600～700材 |
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105 |
2･106 |
105 |
2･106 |
105 |
2･106 |
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母材平滑 |
320 |
260 |
330 |
245 |
411 |
275 |
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研削した継手 |
290 |
235 |
295 |
215 |
375 |
245 |
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突合せ継手 |
260 |
145 |
235 |
125 |
235 |
125 |
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十字すみ肉継手 |
170 |
100 |
255 |
135 |
206 |
100 |
参考：機械要素のシステム設計／日刊工業新聞社
または
