[发明专利]焊接压曲变形小的钢板及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要应用于船身构造体等的钢板，虽然比较薄但焊接时的压曲变形小且不需要焊接建造后的校正，可得到高的结构施工性的钢板及其制法。

背景技术

在建造构成船身构造体的上方部的外壳部时，为了提高结构强度，通常在钢板上焊接固定加强筋。此时，由于焊接接合部及焊接热影响区因焊接时的热而发生熔融或者组织相变(α→向β的逆相变)，因而其后在降温(冷却)至常温而发生固化时引起热收缩。但是，由于在用加强筋约束四周的情况下不能进行自由收缩，因而产生与该焊接部位的屈服应力相当的拉张剩余应力。此时将造成下述问题，即，有时因上述剩余应力而使焊接体发生面外压曲变形，该变形在焊接作业现场的一部分被称作“拱状变形”。

但是，由于在船体构件的外壳部等若发生该变形则造成外观不佳，因而现在为了校正这种面外压曲变形而实行疵点加热校正等。但是，由于其校正作业麻烦且需要工时，而且成为工期延长的原因，因而要求开发尽量不会发生因这样的焊接而引起的面外压曲变形的钢板。

因此例如专利文献1公示了一种改良技术，其以应用于海洋构件及建筑物、桥梁等的结构钢板为对象，目的在于降低低线能量焊接比较厚(10mm以上)的钢板时作为问题的焊接角变形。由于该发明通过提高受焊接热影响的钢板的屈服应力以阻止焊接变形，因而具体而言，作为用于提高受焊接热影响的钢板的屈服应力的方法，其通过对钢板的组成成分进行指定，同时将钢材截面的显微组织至少达到30面积％以上做成使细微的碳化物分散的贝氏体组织，使屈服强度提高到360MPa以上，而提高易发生焊接变形的40℃以上的中温区域的屈服强度，在建造上述的钢铁构件时，一般可将所采用的角焊缝焊接时的所谓角变形降低到1/2水平以下。

另外，专利文献2中也公示了一种改良技术，其同样以应用于海洋构件及建筑物、桥梁等的结构钢板为对象，目的在于降低角焊比较厚(10mm以上)的钢板时成为问题的焊接角变形。该发明也是通过提高受焊接热影响的钢板的屈服应力以防止焊接变形，具体而言，就是作为用于提高受焊接热影响的钢板的屈服应力的方法，其通过对钢板的组成成分进行指定，同时将显微组织做成平均粒径小的贝氏体和/或马氏体和铁素体和/或珠光体，且使显微碳氮化合物大量存在，而提高易发生焊接变形的中温区域的屈服强度，以抑制因角焊引起的角变形。

但是，这些发明中，由于以上述的比较厚的钢板为对象而且通过提高焊接热影响部位的屈服应力来谋求抑制角变形，因而若再详细叙述，则与通过抑制焊接部位的温度上升来防止“拱形变形现象”的本发明其技术思想实质上是完全不同的。

专利文献1：(日本)特开平6—172921号公报

专利文献2：(日本)特开平2003—268484号公报

在本发明中，所谓谋求其改善的面外压曲变形(所谓的“拱形变形”)，是在将加强筋焊接于比较薄(通常在10mm以下)的钢板以进行强化时所看到的弯曲变形，例如如图2所示，是一种下述的现象，即，在将同样厚度的加强筋2焊接于钢板1的单面侧后加强结构强度时所产生的因焊接热而产生的接缝部位的熔融和其后的冷却时的凝固收缩，尤其是此时母材及焊接热影响而产生的剩余应力等所造成的复杂影响，使焊接构件的部位平板部发生压曲变形，成为如图2的特别是A—A′线剖面图所示的“拱形变形的脊背”。

发明内容

后面将说明这种压曲变形的发生原因，而本发明提供一种钢板，其通过控制钢板的组成成分及强度特性，特别是控制母材强度和受热影响后强度的平衡，能最大限度抑制这种拱形变形，而且提供一种可切实地得到这种钢板的制造方法。

可解决上述课题的本发明的焊接压曲小的钢板，其特征在于，在设钢板的屈服应力为YP₀、拉伸强度为TS₀、且该钢板中模拟焊接时的热影响并赋予了其下述的热过程之后的屈服应力为YP₁时，YP₀(母材强度)为250MPa以上、TS₀为400MPa以上、YP₁为400MPa以下，且YP₀/YP₁为1以上。

(赋予热过程条件)

热过程图形：如图1，

赋予热过程装置：使用富士电波工业公司(FujiElectronic IndustrialCo.，Ltd.)制造的50千瓦热循环再现装置。

本发明的上述钢板的第一最佳实施方式中，该钢材具有下述化学成分，而且满足作为下述a或者b所示的淬火性指数(DI值)。