[發明專利]角焊縫弧焊接頭及其形成方法有效

申請號：	201380020564.5	申請日：	2013-04-16
公開（公告）號：	CN104245206A	公開（公告）日：	2014-12-24
發明（設計）人：	石田欽也;兒玉真二;土谷祥子	申請（專利權）人：	新日鐵住金株式會社
主分類號：	B23K9/02	分類號：	B23K9/02;B23K9/00;B23K9/173;B23K31/00
代理公司：	永新專利商標代理有限公司 72002	代理人：	周欣;陳建全
地址：	日本***	國省代碼：	日本;JP
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	焊縫焊接及其形成方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及角焊縫弧焊接頭及其形成方法，特別是為了將多個金屬部件進行角焊縫弧焊而適合使用的角焊縫弧焊接頭及其形成方法。

背景技術

例如在汽車領域，為了保護環境，要求由車體的輕量化帶來的燃料效率的提高，同時要求碰撞安全性的提高。因此，使用高強度鋼板進行薄壁化，同時將車體結構最優化，從而謀求車體的輕量化和碰撞安全性的提高，迄今為止進行了各種研究。

對于謀求車體的輕量化的高強度鋼板還要求疲勞強度。通常，已知母材的疲勞強度與鋼板強度成比例地增加，但是，焊接接頭的疲勞強度即使鋼板強度增加也基本不會增加。這會阻礙由高強度薄鋼板的使用所帶來的車體的輕量化。

特別是懸架臂、發動機架等行走部件由于焊接部的疲勞強度成為問題，所以輕量化困難。在這些行走部件的焊接中，由于通常采用角焊縫弧焊，所以提高角焊縫弧焊接頭的疲勞強度成為課題。以下，將“角焊縫弧焊接頭”根據需要記載為“角接接頭”。

針對這樣的課題，專利文獻1中，基于搭接角接接頭的疲勞強度與縫邊部的曲率半徑有關系、且該曲率半徑依賴于焊接金屬的化學成分的見解，公開了將焊接金屬的化學成分最優化并增大縫邊部的曲率半徑、降低應力集中而提高疲勞強度的方法。

但是，專利文獻1中公開的方法沒有降低向根部的應力集中的效果。此外，若向縫邊部的應力集中降低，則相對地向根部的應力集中明顯化，有可能以根部作為起點而發生疲勞破壞。

專利文獻2中公開了一種焊道結構，其在鋼板的一面對接另一鋼板的端面，在對接部分的兩側形成角焊縫焊道，進而將該焊道延長。

專利文獻2中公開的焊道結構是通過使縫邊部遠離另一鋼板的端部從而緩和向縫邊部的應力集中的結構。但是，并沒有降低向根部的應力集中的效果，并且，對于搭接角接接頭，也基本沒有縫邊部的應力集中降低效果，無法有效地抑制疲勞破壞的發生。

此外，在專利文獻3中，提出了在肋板的繞角焊中，進行主板與肋板的角焊縫焊接后，冷卻至室溫，然后通過在肋板的端部按照與“肋板厚+2×角焊縫焊腳長度”相比延長“2×角焊縫焊腳長度”以上的方式配置直線焊接，從而降低焊接部的殘余應力及應力集中并提高疲勞強度的技術。

但是，專利文獻3中記載的技術中作為對象的鋼材以15～25mm的厚板作為對象，無法適用于汽車的行走部件等中使用的3.6mm以下左右的薄鋼板的焊接部。即，在薄板的T字接頭中，從焊接效率的觀點出發基本不會從兩側對豎板(相當于肋板的板)進行角焊縫焊接。此外，若像繞焊那樣進行薄板的端部的焊接，則因焊接時的線能量，豎板焊接部的端部燒穿，產生咬邊缺陷。

進而，相對于專利文獻3中的課題即焊接部的殘余應力，在厚板的焊接部中，因母材自身的約束，焊接部的殘余應力提高。與此相對，在薄板的焊接中，由于板能夠容易地向面外變形所以殘余應力變得比較小。另一方面，在薄板的焊接部件中由于面外變形容易，所以若輸入拉伸的載荷則焊接部扭曲，不僅焊接縫邊部有時根部的應力集中也提高，必須想出抑制由這兩者產生的龜裂的技術。

如上所述，在搭接角接接頭、單側角焊縫弧焊接頭等接頭形式中，當被負載引起根部的開口那樣的載荷時，有時根部的應力集中的程度變得比縫邊部的應力集中程度大。但是，并沒有提出降低向根部的應力集中，從而有效地抑制以根部作為起點的疲勞破壞的發生的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平06-340947號公報

專利文獻2：日本特開平09-253843號公報

專利文獻3：日本特開平08-19860號公報

發明內容

發明所要解決的課題

本發明鑒于上述實際情況，目的是在金屬部件的角焊縫弧焊接頭中，抑制以縫邊部及根部中的一者或兩者作為起點的疲勞破壞的發生。

用于解決課題的方法

本發明人對解決上述課題的方法進行了深入研究。其結果判明，在將金屬部件與金屬部件進行角焊縫弧焊而成的焊接接頭中，若以角焊縫焊道作為起點，在至少一個金屬部件的表面，在與該角焊縫焊道同一面內以所需的角度形成至少一個不同于角焊縫焊道的其他焊道，則焊接接頭的疲勞強度顯著提高。

本發明是基于上述見解而完成的，其主旨如下所述。