JIS Z 3141:2021 重ねシーム溶接継手の試験方法

JIS Z 3141:2021 規格概要

この規格 Z3141は、板厚0.3 mm~3.2 mmの金属材料(極低炭素鋼,低炭素鋼,ステンレス鋼,アルミニウム及びアルミニウム合金並びにチタン及びチタン合金)の重ねシーム溶接継手の試験方法について規定。

JISZ3141 規格全文情報

規格番号
JIS Z3141 
規格名称
重ねシーム溶接継手の試験方法
規格名称英語訳
Method of tests for lap seam welded joints
制定年月日
1957年5月27日
最新改正日
2021年3月22日
JIS 閲覧
‐ 
対応国際規格

ISO

国際規格分類

ICS

25.160.40
主務大臣
経済産業
JISハンドブック
‐ 
改訂:履歴
1957-05-27 制定日, 1960-05-27 確認日, 1962-06-01 改正日, 1965-08-01 確認日, 1968-09-01 確認日, 1971-10-01 確認日, 1973-04-01 改正日, 1976-06-01 確認日, 1976-12-01 改正日, 1980-02-01 確認日, 1987-02-01 確認日, 1992-06-01 改正日, 1996-07-01 改正日, 2000-10-20 確認日, 2005-07-20 確認日, 2010-10-01 確認日, 2015-10-20 確認日, 2021-03-22 改正
                                                                                   Z 3141 : 2021

pdf 目 次

ページ

  •  1 適用範囲・・・・[1]
  •  2 引用規格・・・・[1]
  •  3 用語及び定義・・・・[1]
  •  4 試験用材料及び試験片の作製・・・・[2]
  •  4.1 材料・・・・[2]
  •  4.2 電極及び溶接条件・・・・[2]
  •  4.3 漏れ試験材・・・・[2]
  •  4.4 試験片及びその寸法・・・・[2]
  •  4.5 試験片の個数・・・・[5]
  •  5 試験方法・・・・[5]
  •  5.1 外観試験・・・・[5]
  •  5.2 漏れ試験・・・・[6]
  •  5.3 機械式ピール試験・・・・[6]
  •  5.4 たがね試験・・・・[7]
  •  5.5 断面試験・・・・[8]
  •  5.6 非破壊試験・・・・[9]
  •  6 記録・・・・[9]

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Z 3141 : 2021

まえがき

  この規格は,産業標準化法第16条において準用する同法第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人
日本溶接協会(JWES)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,産業標準原案を添えて日本産業規
格を改正すべきとの申出があり,日本産業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本産業規
格である。これによって,JIS Z 3141:1996は改正され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本産業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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                                       日本産業規格                             JIS
                                                                              Z 3141 : 2021

重ねシーム溶接継手の試験方法

Method of tests for lap seam welded joints

1 適用範囲

  この規格は,板厚0.3 mm3.2 mmの金属材料(極低炭素鋼,低炭素鋼,ステンレス鋼,アルミニウム及
びアルミニウム合金並びにチタン及びチタン合金)の重ねシーム溶接継手の試験方法について規定する。
この規格で規定する試験方法の種類は,外観試験,漏れ試験,機械式ピール試験,たがね試験,断面試験
及び非破壊試験とする。なお,鋼材にはめっき鋼板を含む。

2 引用規格

  次に掲げる引用規格は,この規格に引用されることによって,その一部又は全部がこの規格の要求事項
を構成している。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS Z 2300 非破壊試験用語
    JIS Z 3001-1 溶接用語−第1部 : 一般
    JIS Z 3001-2 溶接用語−第2部 : 溶接方法
    JIS Z 3001-6 溶接用語−第6部 : 抵抗溶接
    JIS Z 3139 スポット,プロジェクション及びシーム溶接部の断面試験方法
    JIS Z 3400 金属材料の融接に関する品質要求事項

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,次によるほか,JIS Z 2300,JIS Z 3001-1,JIS Z 3001-2,JIS Z
3001-6及びJIS Z 3400による。
3.1
試験材
  溶接された製品又は製品と同等な形状・構造の部材
3.2
試験片
  指定された形状・寸法に加工された材料を溶接して作製した部材,又は試験材から切り出した溶接部材

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Z 3141 : 2021

4 試験用材料及び試験片の作製

4.1 材料

  試験に使用する材料は,材料の種類,厚さ,熱処理状態,表面状態などが実際の製品の製作に使用され
るものと同等でなければならない。

4.2 電極及び溶接条件

4.2.1  電極
  電極は,材質,形状,寸法,冷却条件などが実際の製品の製作に使用されるものと同一でなければなら
ない。
4.2.2  溶接条件
  溶接条件は,実際の製品の製作に使用されるものと同一でなければならない。

4.3 漏れ試験材

  製品又は製品と同等な形状・構造の部材の漏れ試験に用いる試験材(以下,漏れ試験材という。)は,開
口部分をゴムパッキンなどで漏れ防止処理し,加圧流体接続口を適切な箇所に取り付ける。

4.4 試験片及びその寸法

4.4.1  外観試験に用いる試験片
  外観試験に用いる試験片は,漏れ試験,機械式ピール試験,たがね試験及び断面試験用に準備した試験
片とする。
4.4.2  漏れ試験片
  漏れ試験に用いる試験片(以下,漏れ試験片という。)は,図1 a)のタイプI又は図1 b)のタイプIIのい
ずれかとする。タイプIIのコーナ部半径Rは任意とする。ただし,受渡当事者間の協定によってコーナ部
半径が指定される場合は,記録[箇条6 h)参照]に記載する。
  いずれのタイプも,加圧流体の接続口と漏れ試験片とは,気密性の高い接合方法によって接合する。異
なる厚さの材料を用いて漏れ試験片を作製する場合は,加圧流体の接続口は厚板側に取り付ける。

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                                                                                   Z 3141 : 2021
                                                                                単位 mm
                      a) タイプI                               b) タイプII
         注記 接続口としては,通常,鉄製パイプ,銅パイプ又は黄銅製ガスジョイントが使用されている。
                                 図1−漏れ試験片の形状及び寸法
4.4.3  機械式ピール試験片
  機械式ピール試験に用いる試験片は,平板溶接試験片(図2)又は試験材から切り出して作製する。平
板溶接試験片から切り出す場合は,溶接開始点から30 mm以上離れた溶接部分から,表1に示す試験片幅
(b)の試験片を切り出す[図2 a)参照]。受渡当事者間の協定によって,1個の平板溶接試験片から複数個
の試験片を切り出してもよい。試験材から切り出す場合の試験片幅は,表1による。
                                                                                 単位 mm
                           a) 平板溶接試験片                        b) 機械式ピール試験片
                        図2−平板溶接試験片及び機械式ピール試験片の形状
  切り出した試験片は,図2 b)の形状に仕上げる。試験片の曲げ加工は,図3 a)に示すように,特製のバ
イスなどで挟んで曲げて機械式ピール試験片を作製する。試験片の板厚が厚くなった場合,及び試験片が
高強度材料で作製されている場合で,図3 a)に示す方法では試験片を曲げるのが困難な場合は,図2 a)の
寸法の平板溶接試験片用材料を,図3 b)に示すように,ベンチプレスなどを用いてあらかじめ曲げ加工を
行い,その後にフランジ部をシーム溶接し,表1に示す幅の試験片を切り出して図2 b)に規定する機械式
ピール試験片を作製する。金型の角度(θ)は90°とし,試験片の曲げ角度はスプリングバックによる戻
りを考慮しておおよそ直角とする。

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Z 3141 : 2021
                          表1−試験材及び機械式ピール試験片各部の寸法
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                  板厚         フランジ幅     試験片幅       縁距離      試験材長さ
                   T               a             b             c             l
            0.3以上 1.6未満      2030            50          1015           125
            1.6以上 3.2以下      3050            50          1525           160
             注記 板厚Tは,薄い方のT1の値とする。
              a) 溶接後に曲げる方法                         b) 曲げた後に溶接する方法
                               図3−機械式ピール試験片の作製方法
4.4.4  たがね試験片
  たがね試験には,試験材又は図4に示す平板溶接試験片と同じものを使用する。
4.4.5  断面試験片
  断面試験に用いる試験片は,図4の平板溶接試験片から切り出して作製する。溶接線に直角方向の断面
試験片(試験片A)及び溶接線方向の中心線を通る断面試験片(試験片B)を採取する。試験片は,溶接
線の両端25 mmを除いた位置から採取し,試験片Aは,観察面が最大溶込み深さの測れる位置になるよ
うに切り出す。
  断続通電シーム溶接の場合の試験片Aは,観察面が断続通電の各通電パルスで形成される各溶接点(ナ
ゲット)でナゲット幅が最大になると想定される位置で切り出す。なお,試験片A及び試験片Bは,図4
に示す平板溶接試験片から各1個ずつ切り出して作製する。
  なお,受渡当事者間の協定によって,断面試験片を試験材から切り出してもよい。

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                                                                                   Z 3141 : 2021
                                                                 単位 mm
                      記号説明
                        A : 溶接線に直角方向の断面試験片
                        B : 溶接線方向の中心線を通る断面試験片
                        注記 縁距離(c)の値は表1参照。
                       図4−平板溶接試験片の寸法及び断面試験片の採取位置

4.5 試験片の個数

  試験片の個数は,表2による。
                                       表2−試験片の個数
                                試験の種類           試験片の個数
                           外観試験                     全数a)
                           漏れ試験                       5
                           機械式ピール試験               3
                           たがね試験                     2
                           断面試験               A及びBのいずれも3
                             注a) 漏れ試験,機械式ピール試験,たがね試験又
                                  は断面試験の単独又はこれらの試験の組合
                                  せ試験のために作製する試験片の合計。

5 試験方法

5.1 外観試験

  外観試験は,次による。
a) 試験材を用いる場合は,試験材の溶接線全長について行う。
b) 試験片だけを用いる場合は,漏れ試験,機械的ピール試験,たがね試験及び断面試験用に作製された
    全ての試験片の溶接線全長について行う。受渡当事者間の協定で要求されない試験片に対しては,外
    観試験を省略してもよい。
c) 外観試験の試験項目は,次による。
  − 溶接線の位置ずれの有無及びその程度
  − ピットの有無
  − 表散りの発生の有無
  − 表面に存在する割れの有無及びその個数

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5.2 漏れ試験

5.2.1  漏れ試験片を用いる場合
  漏れ試験片を用いる場合の漏れ試験は,次による。
a) 図1の試験片を図5に示す変形を制限する押さえ枠に入れ,試験片の接続口から指定の空気圧の圧縮
    空気を送る。
b) これを水槽内に沈め,液浸法による発泡漏れ試験(水没試験)によって調べる。
c) 特に指定圧力がない場合,試験圧力は0.15 MPaとし,空気圧が0.15 MPaに達するか,又は変形量が
    20 mmに達するか,いずれかに早く達した空気圧において漏れの有無を調べる。
d) 試験圧力を0.15 MPa以上とする場合,安全のために水圧試験(加圧試験)によって,空気中で水漏れ
    の有無を確認する。なお,この試験条件では,押さえ枠を用いた変形制限は,必要はない。
e) 空気圧を利用した場合,漏れの観察を水槽内で行わずに,接合界面又は接合部外面に発泡液を塗布し
    て空気中で行ってもよい。ただし,加圧は,図5に示す押さえ枠を用いて行う。
                                 図5−押さえ枠を用いた漏れ試験
5.2.2  漏れ試験材を用いる場合
  漏れ試験材を用いる場合の漏れ試験は,次による。
a) 試験材は,4.3に従って準備する。
b) 漏れ試験材に取り付けた空気注入口から,受渡当事者間の協定による圧力の圧縮空気を注入する。な
    お,特に圧力の指定がない場合,試験圧力は,5.2.1と同じ0.15 MPaとする。
c) 漏れ試験材を水槽内に沈め,液浸法による発泡漏れ試験(水没試験)によって漏れの有無を調べる。

5.3 機械式ピール試験

  機械式ピール試験は,次による。
a) 試験片は,図2 b)による。
b) 試験片を引張試験機などの機械的方法(図6参照)によって引っ張り,破断の状態を観察する。なお,
    特に必要とされる場合だけ破断荷重を記録する。

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                                                                                   Z 3141 : 2021
                                     図6−機械式ピール試験
c) 試験結果の記録は,次による。
  − 母材部又は熱影響部で均等な波形に破断し,溶接線全体で見ても溶接不良が認められない場合[図
      7 a)参照]は,溶接正常と記録する。
  − 1か所でも溶接線の中心部付近で破断した痕跡が残った場合は[図7 b)参照],溶接不良ありと記録
      し,この溶接不良部の位置を全て記載する[図7 b)参照]。
         a) 溶接不良部が認められない場合                  b) 溶接不良部が認められる場合
                                図7−機械式ピール試験結果の区別

5.4 たがね試験

  たがね試験は,次による。
a) 断続通電溶接の場合は,各通電パルスで形成された溶接部(ナゲット)の重なり位置を,溶接部幅の
    変化を見て目視で確かめる。連続通電溶接の場合は,溶接部表面から見た溶接部の幅が狭くなった位
    置を調べ,その位置に全て印する。
b) たがね又は硬質チップ付きのマイナスドライバを,この各通電パルスで形成された各溶接点の重なり
    部と思われる位置(断続通電溶接の場合),又は溶接部幅が狭くなった位置(連続通電溶接の場合)に,
    被溶接材の重なりを開くように打ち込む。連続通電の場合又は断続通電でも重なり部の判断が難しい
    場合は,溶接部表面の変色域幅が狭くなった部分に打ち込む。試験に用いるたがねの例を,表3に示
    す。
c) この操作を溶接線に沿って順次行う。
d) 試験の要点及び結果の記録は,次による.
  − ナゲットの重なりが小さ過ぎる場合又は重なりがない場合,たがねが溶接部を突き抜けるので,こ
      の突き抜けた位置を全て印する。特に,コーナ部,溶接開始部及び溶接終了部は,必ずたがねを入
      れて試験する。突き抜けた位置がある場合はこれを全て記録する。
  − このたがね試験で,たがねが溶接部を突き抜けることが全くなかった場合,全く突き抜けがなかっ

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Z 3141 : 2021
      たと記録する。
                                表3−シーム溶接用たがねの寸法例
                                                                       単位 mm
                              溶接部の板厚           寸法
                                   T         W0      W1       t0
                                0.6以下      35       10     0.5
                                 0.6超        10      15     1.0

5.5 断面試験

  断面試験は,JIS Z 3139の6.1(断面マクロ試験)によるほか,次による。
a) 図4に示す位置で採取した試験片を研磨・腐食する。
b) 試験を行う断面は,試験片Aを用いた図8 a)に示す溶接線に直角方向の断面及び試験片Bを用いた図
    8 b)に示す溶接線方向の中心断面とする。
c) 試験項目は,ナゲット幅,ナゲット形状の対称性,重なり部の厚さ,溶込み率,ブローホール及び割
    れの有無,並びに溶接方向に見たナゲットの重なりとする。ナゲットの重なり及び溶込み率は,次に
    よる。
  − ナゲット幅及びナゲット形状の対称性並びに溶込み率は,図8 a)に示す試験片Aの断面で観測する。
  − 溶接線方向に見たナゲットの重なりは,図8 b)に示す長さxを測定し,その値の2倍とする。
  − 断続通電の場合の溶込み率は,図8 b)に示す溶接方向の断面試験片(試験片B)で測定し,溶込み
      の最小値(ナゲットの重なり部の値)及び最大値(溶込み深さ)の全ての値を,それぞれの板厚(T1
      及びT2)で除して求める。
d) 断面腐食する前に,各断面にブローホール及び割れの発生が認められる場合は,その位置及び長さを
    記録し,断面腐食後,その位置を再確認する。

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                                                                                   Z 3141 : 2021
                                                薄板側の溶込み率(%)=t1/T1×100
                                                厚板側の溶込み率(%)=t2/T2×100
                                                 ここで, T1,T2 :  板厚 T1≦T2
                                                          t1,t2 :  最大溶込み深さ
                                                             D :  ナゲット幅
                  a) 溶接線に直角方向の断面
                                                薄板側の最大溶込み率(%)=t1/T1×100
                                                薄板側の最小溶込み率(%)=ts1/T1×100
                                                厚板側の最大溶込み率(%)=t2/T2×100
                                                厚板側の最小溶込み率(%)=ts2/T2×100
                                                 ここで, T1,T2 :  板厚 T1≦T2
                                                          t1,t2 :  最大溶込み深さ
                                                         ts1,ts2 :  最小溶込み深さ
                   b) 溶接線方向の中心断面
                        図8−ナゲット各部の寸法の定義及び溶込み率の算定

5.6 非破壊試験

5.6.1  一般
  非破壊試験は,溶接施工要領書で要求された場合にだけ行い,放射線透過試験又は浸透液漏れ試験のい
ずれかを用いる。いずれの試験を用いるかは,受渡当事者間の協定による。
5.6.2  放射線透過試験
  放射線透過試験は,X線を用いた方法を採用し,製品のシーム溶接部に存在するブローホール及び割れ
の有無について調べる。放射線透過試験を必要とする場合のX線透過試験の試験条件及び試験方法は,受
渡当事者間の協定で決める。
5.6.3  浸透液漏れ試験
  浸透液漏れ試験は,次による。
a) 試験材表面の汚れ,油脂など除去及び乾燥の前処理を行う。
b) 試験材のシーム溶接部の一方の板表面から浸透液を注入し,他方の板間及び表面に現像剤を塗布する。
c) 所定時間の経過後,現像剤を塗布した側から外観を観察し,漏れの有無を調べる。現像剤が変色(例
    えば,白から赤に)している部分があれば,その部分に貫通した割れがあると判断する。

6 記録

  試験を行った後,次の事項について記録する。ただし,受渡当事者間の協定によって,その記録の一部
を省略してもよい。
a) 試験年月日及び試験場所
b) 試験担当者の氏名及び所属
c) 試験材の種類及び板厚
d) 試験材の化学成分及び機械的性質
e) 溶接方法(シーム溶接)

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Z 3141 : 2021
f)  溶接機の種類及び溶接条件
g) 試験機の種類及び試験条件
h) 試験片の形状及び寸法
i)  試験の種類及び結果
  − 外観試験 溶接線の位置ずれ,ピット,表散り及び表面の割れ
  − 漏れ試験 加圧媒体,試験圧力及び漏れの有無並びに漏れた場合の漏れの位置
  − 機械式ピール試験 破断位置,破断形態及び要求された場合は破断荷重
  − たがね試験 たがねが突き抜けた位置
  − 断面試験 ナゲット幅,ナゲット形状の対称性,重なり部の厚さ,溶込み率,ブローホール,割れ
      及びナゲットの重なり
  − 非破壊試験 割れ,ブローホール及び漏れの有無並びに漏れの位置
j)  その他特記すべき事項
参考文献
  [1] ISO 14270:2016,Resistance welding−Destructive testing of welds−Specimen dimensions and procedure
      for mechanized peel testing resistance spot, seam and embossed projection welds
  [2] ISO 17654:2011,Resistance welding−Destructive tests of welds−Pressure test of resistance seam welds
  [3] JIS Z 2305 非破壊試験技術者の資格及び認証
  [4] JIS Z 2306 放射線透過試験用透過度計
  [5] JIS Z 2329 非破壊試験−発泡漏れ試験方法
  [6] JIS Z 2330 非破壊試験−漏れ試験方法の種類及びその選択
  [7] JIS Z 2343-2 非破壊試験−浸透探傷試験−第2部 : 浸透探傷剤の試験
  [8] JIS Z 3104 鋼溶接継手の放射線透過試験方法
  [9] JIS Z 3105 アルミニウム溶接継手の放射線透過試験方法
  [10] JIS Z 3106 ステンレス鋼溶接継手の放射線透過試験方法
  [11] JIS Z 3107 チタン溶接部の放射線透過試験方法

JIS Z 3141:2021の国際規格 ICS 分類一覧

JIS Z 3141:2021の関連規格と引用規格一覧