溶接の脚長
二つの T 継手を、同じ脚長 5 mm で溶接しました：一方は被覆アーク溶接、もう一方はサブマージアーク溶接。ゲージはどちらも 5 を示します。荷重をかけると、前者は溶接の最も狭い断面——内接三角形の高さ 3.5 mm——でせん断されます。後者は一倍半の荷重に耐えます：自動溶接はルートを深く溶かし込むので、計算には 0.7k ではなく 1.1k が入るのです。
すみ肉溶接の脚長は、溶接の断面に内接する最大の直角二等辺三角形の辺です。外から見え、図面で指定し、ゲージで検査します。溶接が破れるのは、この三角形のルートから斜辺へ下ろした高さに沿ってです。だからせん断は断面 a × L で計算し、a = βf · k、βf はアークがルートをどれだけ深く溶かし込んだかで決まります。
| 記号 | k——脚長、mm、図面では ⊿k · a——溶接の有効のど厚 |
| 定義 | すみ肉溶接の断面に内接する直角二等辺三角形の辺 |
| せん断の計算 | τ = F / (βf · k · Lw) ≤ Rwf · γc；E42 系溶接棒で Rwf = 180 MPa |
| 係数 βf | 被覆アーク 0.7 · 半自動 0.8 · サブマージアーク 1.1（SP 16.13330、表 39） |
| 限界 | kf,min——厚いほうの部材の板厚で決まる；kf,max = 薄いほうの 1.2 t、山形鋼の脚先端では 0.9 t |
| 代表的な値 | 3 mm——薄板；5–8——T 継手とガセット；8——被覆アーク一パスの限界；10–20——多層溶接 |
01 · 定義
三角形の辺、効くのは高さ
すみ肉溶接は二つの部材のあいだの隅を埋めます。その断面に最大の直角二等辺三角形を内接させると、その辺が脚長 k です。凸形溶接の余盛は脚長に含めず、凹形溶接では内接三角形が溶接の縁の幅より小さくなります——脚長は見かけより小さいのです。
縦方向にも横方向にも荷重を受けた溶接は、最小断面——ルートから斜辺への三角形の高さ 0.707k——で破壊します。規準は a = βf · k とします。被覆アークではルートの溶込みが浅く、βf = 0.7。半自動では 0.8、サブマージアークはルートを数ミリ溶かし込むので βf = 1.1——有効のど厚が脚長そのものより大きくなります。
溶接一センチあたり 5 kN
行は系列の脚長。帯は、長さ一センチごとに 5 kN を受ける溶接のせん断応力 τ。縦線は Rwf = 180 MPa。青い溶接は耐え、赤い溶接は断面 a でせん断されます。
五つの継手、三つの方法、一つの脚長
メインの操作は「溶接開始」ボタン。トーチが溶接線を進みます：アーク、スパッタ、赤熱した溶融池、テンパーカラーまでの冷却。次に溶接を切断してエッチングすると、断面に脚長、ルートの溶込み、有効のど厚 a が見えます。ゲージが脚長を検査し、引張試験機が部材を引っ張って、溶接が断面 a でせん断されるか、設計荷重に耐えるかを確かめます。シーンの下で継手——T 継手、重ね継手、ガセットに山形鋼、管とフランジ、ブラケットのリブ——と、指定脚長、溶接方法、溶接の形状を選びます。スライダーで試験を前後に送れます。
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02 · 換算
被覆アークの暗算：脚長 k の溶接一センチは、Rwf = 180 MPa でおよそ 1.26k kN を支えます。⊿5 なら 6.3 kN/cm、⊿8 なら 10 kN/cm。
計算に入れる溶接長さは実長より 1 cm 短くします：両端は溶込みが不十分だからです。4k または 40 mm より短い溶接は計算に入れません。
| k | a = 0.7k | q, kN/cm | ここで |
| {k} | {v} | {h} | {n} |
03 · 桁の並び
04 · 測定器
05 · 表記の規則
シリーズ · 製図と CAD
各シートに添える机上のヒント06 · 隣り合う単位
07 · 歴史の部
脚長は外から約半ミリの精度で測ります：目量 1 mm のゲージ、一ミリ刻みの板のセット。⊿3 ではそれが寸法の 15 %、⊿10 では 5 %。だから小さな脚長は余裕をもって指定し、GOST 5264 による脚長の許容差はプラス 1–2 mm、マイナスは認められません。
有効のど厚は外からはまったく測れません：ルートの溶込みで決まり、それは断面でしか見えないからです。規準はそれを溶接方法ごとの係数 βf に織り込み、製品では脚長と溶接の形状を検査します。縁が 5 mm の凹形溶接でも脚長は 4.3 のことがあり——ゲージで不合格になります。
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