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CJP溶接とは

完全溶込み開先溶接（CJP）とは、溶接金属が継手の全板厚にわたって溶込み、片面からもう片面まで完全に溶融し、母材自体と同じ断面積の強さを持つ継手を形成する溶接です。

CJP溶接は、継手が接続部材の全設計荷重を負担する必要があるあらゆる場所で要求されます。構造用鋼においては、これはラーメン構造のモーメント接合、重いブレース接合、耐震用途の柱継手、およびエンジニアが全強度性能を指定するあらゆる継手を含みます。接続が溶接軸に垂直な引張を伝達しなければならない場合、CJP溶接は、有効のど厚の低減計算なしにD1.1の強度要件を満たす唯一の選択肢となるのが一般的です。

CJP溶接の決定的な特徴は、開先タイプではなく — 溶込みの完全性です。V形開先、ベベル、J形開先、U形開先、さらには角形開先溶接も、溶接金属が継手板厚を完全に溶込みしたときにCJPを達成できます。重要なのは、ルート部に未溶融領域が残らないことです。

CJPとPJP — それぞれの適用場面

D1.1におけるCJPとPJPの区別は、継手形状だけでなく、溶接の実施方法によって定義されます。条項 5.4.1はCJP開先溶接を規定しています。条項 5.4.2は、片側から溶接され鋼製バッキングがない開先溶接、および両側から溶接されるが裏はつりがない開先溶接をPJP開先溶接と定義しています。

エンジニアは、接続部材の全強度を発揮する必要がある場合にCJPを選択します。PJPは、適用される荷重が接続部品の全耐力よりも小さい場合 — かつ、設計計算で有効のど厚の低減が考慮されている場合に適切です。PJP溶接は、溶接金属が少なく、裏はつりを必要としない場合があるため、一般的に製造コストが低くなります。

事前認定されたCJP開先継手

D1.1:2025 条項 5.4.1は、事前認定CJP開先溶接の詳細を定義しています。Figure 5.1の構成に合致するCJP開先溶接は、条項 6に記載されているWPS認定試験を実施することなく使用できます。これは、手順のすべての要素が事前認定の範囲内に留まる限り、PQR、試験溶接、および破壊試験が不要であることを意味します。

Figure 5.1には、シングルV、ダブルV、シングルベベル、ダブルベベル、シングルU、ダブルU、シングルJ、ダブルJ、および角形開先といった開先タイプ別に整理された、数十種類の事前認定CJP継手詳細が含まれています。各詳細には、ルート間隙、開先角度、ルート面寸法、およびバッキングが必要かどうかが指定されています。寸法は公差付きの範囲で示されており、「As Detailed」欄には設計値が、「As 組立 (フィットアップ)」欄には条項 5.4.1.8に従って許容される変動が示されています。

事前認定CJP継手を使用するには、以下のすべてを満たす必要があります。

Joint detail matches Figure 5.1

The groove type, ルート間隙, 開先角度, and ルート面 must match one of the 事前認定 configurations. Joint dimensions may vary within the tolerances shown in the “As Detailed” column per Clause 5.4.1.1.

承認された溶接工程

工程はSMAW、SAW、GMAW（GMAW-S短絡移行を除く）、またはFCAWである必要があります。これらは条項 5の下で事前認定された唯一の4つの工程です。

承認された母材と溶加材

母材はTable 5.6に記載されており、Table 5.7に従って承認された溶加材と組み合わせる必要があります。ミルシート (材料試験成績書)を使用して、お使いの鋼材がTable 5.6に適合していることを確認してください。Table 5.6にない母材を使用すると、事前認定経路は完全に無効になります。

予熱およびパス間温度

最小予熱は、母材カテゴリー、溶接工程、および板厚に対するTable 5.11の要件を満たす必要があります。

A992鋼を使用し、シングルV CJP継手、E71T-1 FCAWワイヤ、および条項 5の制限内のパラメータを用いた典型的な構造建築フレームは、事前認定経路で完全に認定されます。PQRは不要です。

繰り返し荷重を受ける接続部のCJP溶接は、CWIによる外観検査に加えて、UTまたはRT検査が必要となる場合があります。エンジニアが指定する場合、母材および使用条件に応じて、D1.1 Section 7.8に従い溶接後熱処理要件が適用されることがあります。D1.1 条項 5.4.1は、一般的なCJP開先構成（V形開先、ベベル、J形開先、U形開先）に対する事前認定溶接手順も提供しており、これにより別途の認定試験の必要性がなくなります。

裏はつりおよびバッキングの要件

バッキングと裏はつりは、CJP溶接において最も頻繁に誤解される側面の一つです。D1.1はすべてのCJP溶接にバッキングを要求しているわけではありません — その要件は、溶接が片側から行われるか両側から行われるかによって異なります。

バッキングが必要な場合

条項 5.4.1.2は、片側のみから行われる事前認定CJP開先溶接には鋼製バッキングが必要であると規定しています。これはFigure 5.1における片側CJP継手のデフォルトです。バッキングバーはルートパスの表面を提供し、溶落ちなしに完全溶込みを達成するのに役立ちます。

バッキングが不要な場合

CJP溶接は常にバッキングを必要とするわけではありません。条項 5.4.1.3は、以下の2つの条件が満たされる場合、鋼製バッキングなしの事前認定CJP開先溶接を許可しています。すなわち、溶接後にバッキングが除去されること、および溶接の裏側が健全な金属まで裏はつりされ、裏溶接されることです。両側CJP溶接 — 継手が裏はつりとともに両側から溶接される場合 — は、恒久的なバッキングなしで完全溶込みを達成します。

裏はつりは、片側溶接のルート部を除去して健全な溶接金属を露出し、ルート部における溶融不良やスラグ介在物を排除します。その後、裏溶接によって継手がもう一方の側から完成されます。この技術は、継手内に恒久的なバッキングバーが埋め込まれることなくCJP溶接を生成します。

CJP WPSの認定方法

CJP開先溶接が条項 5およびFigure 5.1の事前認定範囲外である場合、WPSは条項 6に従って試験によって認定されなければなりません。Table 6.2は、CJP開先溶接の認定に必要な試験片の数と種類、および認定される板厚の範囲を定義しています。

認定試験では、プレート（または管状用途の場合はパイプ）に試験溶接を行い、試験片を採取し、破壊試験を実施します。プレート試験の場合、Table 6.2は条項 6.10.1に従う目視試験（VT）、引張試験、およびプレート板厚に応じてルートおよびフェース曲げ試験またはサイド曲げ試験を規定しています。試験されるプレート板厚によって、生産溶接に認定される母材板厚の範囲が決定されます。

3/8 in以下のプレートの場合、試験は最小板厚1/8 in、最大板厚2T（試験プレート板厚の2倍）を認定します。1 inを超えるプレートの場合、最小は1/8 inのままで、最大は無制限です。これは、1 inプレートでの単一の試験が、1/8 in以上のすべての板厚に対して手順を認定することを意味します。

結果として得られるPQRに記録された重要変数は、認定されたWPSの境界を定義します。Table 6.6に記載されている重要変数 — 溶接工程、溶加材分類、母材群、姿勢、予熱、またはその他の35の変数 — のいずれかに変更があった場合、再認定が必要となることがあります。

溶接記号におけるCJPの表示方法

設計図面では、CJP溶接は、基線上の溶接サイズ位置に深さ寸法を記載しない開先溶接記号（V、ベベル、J、U、または角形）で示されます。溶接サイズ（深さ）が指定されていない場合、その溶接は完全溶込みであると理解されます。V形開先記号の隣に「3/8」のような深さ寸法が表示されている場合、その溶接はその深さまでのPJPです。

開先角度、ルート間隙、およびルート面寸法は、溶接記号の標準位置に表示されます。バッキングが必要な場合、バッキング記号（基線の反対側の長方形）が含まれます。テールノートには、WPS番号、溶接工程、またはその他の補足情報が指定されることがあります。

溶接記号の慣例についてさらに詳しく知るには、当社の開先溶接記号リファレンスおよび完全記号一覧をご覧ください。