隅肉溶接の強度計算はどうする?脚長・のど厚の求め方とJis記号を徹底解説

隅肉溶接の強度計算はどうする?脚長・のど厚の求め方とJis記号を徹底解説

隅肉溶接の強度計算はどうする?脚長・のど厚の求め方とJis記号を徹底解説について徹底解説いたします。専門家の見解をチェックしてください。

隅肉溶接の設計において根幹をなすのが「脚長(きゃくちょう:$S$)」と「のど厚(のどあつ:$a$)」の幾何学的関係です。直角等脚隅肉溶接の場合、溶接ビードの断面を直角二等辺三角形と仮定して計算を行います。

設計上の基準となる隅肉溶接 有効のど厚 計算式は、二等辺三角形の斜辺から直角頂点までの垂線の長さとして定義され、以下の計算式で求められます。

有効のど厚 $a = S \times \cos 45^\circ = \frac{S}{\sqrt{2}} \fallingdotseq 0.707S \quad (実務上は 0.7S)$

ここで注意すべきは、実際の溶接ビードには表面の「余盛(補強盛り)」や「ルート溶込み」が存在する点です。これらは安全側の裕度として扱い、強度計算上の有効断面積には含めないのが構造力学上の鉄則です。

また、母材の熱容量に対して溶接熱量が小さすぎると、急冷による焼入れ組織が形成されて低温割れを誘発します。このリスクを回避するため、日本建築学会や各工学会の規準では母材の最大板厚に応じた隅肉溶接 最小脚長 規定が以下のように厳格に定められています。

・母材板厚 6mm以下:最小脚長 3mm以上
・母材板厚 6mm超〜12mm以下:最小脚長 4.5mm以上
・母材板厚 12mm超〜19mm以下:最小脚長 6mm以上
・母材板厚 19mm超:最小脚長 8mm以上

薄板側ではなく「接合する部材のうち厚い方の板厚」を基準にして最小脚長を決定する点が、現場で見落とされがちな重要ポイントです。

山下 哲也
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山下 哲也

デジタルガジェットとスマート家電の検証記事を多数執筆。失敗しないモノ選びを提案します。