[发明专利]角焊缝弧焊接头及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及角焊缝弧焊接头及其形成方法，特别是为了将多个金属部件进行角焊缝弧焊而适合使用的角焊缝弧焊接头及其形成方法。

背景技术

例如在汽车领域，为了保护环境，要求由车体的轻量化带来的燃料效率的提高，同时要求碰撞安全性的提高。因此，使用高强度钢板进行薄壁化，同时将车体结构最优化，从而谋求车体的轻量化和碰撞安全性的提高，迄今为止进行了各种研究。

对于谋求车体的轻量化的高强度钢板还要求疲劳强度。通常，已知母材的疲劳强度与钢板强度成比例地增加，但是，焊接接头的疲劳强度即使钢板强度增加也基本不会增加。这会阻碍由高强度薄钢板的使用所带来的车体的轻量化。

特别是悬架臂、发动机架等行走部件由于焊接部的疲劳强度成为问题，所以轻量化困难。在这些行走部件的焊接中，由于通常采用角焊缝弧焊，所以提高角焊缝弧焊接头的疲劳强度成为课题。以下，将“角焊缝弧焊接头”根据需要记载为“角接接头”。

针对这样的课题，专利文献1中，基于搭接角接接头的疲劳强度与缝边部的曲率半径有关系、且该曲率半径依赖于焊接金属的化学成分的见解，公开了将焊接金属的化学成分最优化并增大缝边部的曲率半径、降低应力集中而提高疲劳强度的方法。

但是，专利文献1中公开的方法没有降低向根部的应力集中的效果。此外，若向缝边部的应力集中降低，则相对地向根部的应力集中明显化，有可能以根部作为起点而发生疲劳破坏。

专利文献2中公开了一种焊道结构，其在钢板的一面对接另一钢板的端面，在对接部分的两侧形成角焊缝焊道，进而将该焊道延长。

专利文献2中公开的焊道结构是通过使缝边部远离另一钢板的端部从而缓和向缝边部的应力集中的结构。但是，并没有降低向根部的应力集中的效果，并且，对于搭接角接接头，也基本没有缝边部的应力集中降低效果，无法有效地抑制疲劳破坏的发生。

此外，在专利文献3中，提出了在肋板的绕角焊中，进行主板与肋板的角焊缝焊接后，冷却至室温，然后通过在肋板的端部按照与“肋板厚+2×角焊缝焊脚长度”相比延长“2×角焊缝焊脚长度”以上的方式配置直线焊接，从而降低焊接部的残余应力及应力集中并提高疲劳强度的技术。

但是，专利文献3中记载的技术中作为对象的钢材以15～25mm的厚板作为对象，无法适用于汽车的行走部件等中使用的3.6mm以下左右的薄钢板的焊接部。即，在薄板的T字接头中，从焊接效率的观点出发基本不会从两侧对竖板(相当于肋板的板)进行角焊缝焊接。此外，若像绕焊那样进行薄板的端部的焊接，则因焊接时的线能量，竖板焊接部的端部烧穿，产生咬边缺陷。

进而，相对于专利文献3中的课题即焊接部的残余应力，在厚板的焊接部中，因母材自身的约束，焊接部的残余应力提高。与此相对，在薄板的焊接中，由于板能够容易地向面外变形所以残余应力变得比较小。另一方面，在薄板的焊接部件中由于面外变形容易，所以若输入拉伸的载荷则焊接部扭曲，不仅焊接缝边部有时根部的应力集中也提高，必须想出抑制由这两者产生的龟裂的技术。

如上所述，在搭接角接接头、单侧角焊缝弧焊接头等接头形式中，当被负载引起根部的开口那样的载荷时，有时根部的应力集中的程度变得比缝边部的应力集中程度大。但是，并没有提出降低向根部的应力集中，从而有效地抑制以根部作为起点的疲劳破坏的发生的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-340947号公报

专利文献2：日本特开平09-253843号公报

专利文献3：日本特开平08-19860号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明鉴于上述实际情况，目的是在金属部件的角焊缝弧焊接头中，抑制以缝边部及根部中的一者或两者作为起点的疲劳破坏的发生。

用于解决课题的方法

本发明人对解决上述课题的方法进行了深入研究。其结果判明，在将金属部件与金属部件进行角焊缝弧焊而成的焊接接头中，若以角焊缝焊道作为起点，在至少一个金属部件的表面，在与该角焊缝焊道同一面内以所需的角度形成至少一个不同于角焊缝焊道的其他焊道，则焊接接头的疲劳强度显著提高。

本发明是基于上述见解而完成的，其主旨如下所述。

本发明的角焊缝弧焊接头的特征在于，

其是将金属部件与金属部件进行角焊缝弧焊而形成的角焊缝弧焊接头，

在至少一个金属部件的表面形成有至少一个不同于通过上述角焊缝弧焊而形成的角焊缝焊道的、通过弧焊而形成的补强用焊道，