[发明专利]钢材的对焊接头及其制造方法

说明书

本发明提供具有优异的疲劳强度的钢材的对焊接头及其制造方法。以对接的一对钢材为母材(2、2)，具有横跨这些母材的焊接部(3)，母材的碳浓度为0.1质量％以上且0.35质量％以下，焊接部通过以小孔式焊接进行第一加热后以热传导焊接进行再加热而形成，具有：通过小孔式焊接使母材熔融·凝固的熔融凝固部(3d)；通过热传导焊接将熔融凝固部再加热，由此使熔融凝固部的组织发生变化的凝固再加热部(4)；通过相同的再加热使熔融凝固部进行再熔融·再凝固的再熔融凝固部(5)，熔融凝固部的宽度W0及深度d0和再熔融凝固部(5)的宽度W1及深度d1具有0.46W0≦W1、0.14d0≦d1≦0.73d0的关系。

技术领域

本发明涉及将钢材彼此焊接的钢材的对焊接头及其制造方法。

背景技术

目前，在焊接被焊接材彼此的焊接接头中期望接头强度的改善，进行着用于改善该接头强度的各种尝试。例如，专利文献1中公开有一种T接头，通过使焊道的表面碎屑(表面屑)再熔融，使焊道的表面的形状平滑，而提高焊接部的疲劳强度。另外，专利文献2中公开有一种搭接接头，通过对金属板照射激光光线，对进行了熔融凝固的接合部的内侧进一步再照射激光光线，在接合部的熔融边界附近设置韧性优异的凝固再加热部，由此，提高接头部的十字拉伸强度。另外，专利文献3中公开了通过对焊接部的表面反复实施快速加热及快速冷却，使焊接部的结晶组织微细化，并改善疲劳强度不匀。另一方面，对于使紧固的钢材对接并焊接的对焊接头的疲劳强度，期望进一步的改善，但这种着眼于对焊接头的疲劳强度的改善的焊接结构及其制造方法尚不明确。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭59-110490号公报

专利文献2：日本特开2017-52006号公报

专利文献3：日本特开2002-256335号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的技术课题在于，提供具有优异的疲劳强度的钢材的对焊接头及其制造方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述技术课题，本发明提供一种钢材的对焊接头，其以对接了端部的一对钢材为母材，具有从这些母材的表面向内部以横跨所述端部的方式形成的焊接部，其特征在于，所述母材的碳浓度为0.1质量％以上且0.35质量％以下，所述焊接部具有：熔融凝固部，其通过自所述表面的第一加热使所述一对母材的端部熔融并凝固而成；再熔融凝固部，其通过将所述熔融凝固部从其表面再加热，使该熔融凝固部再熔融并再凝固而成；和凝固再加热部，其形成于比该再熔融凝固部靠内部侧，通过所述再加热在不伴随熔融的情况下使所述熔融凝固部的组织发生变化而成，所述熔融凝固部的宽度W0、从所述焊接部的表面到该熔融凝固部的最深部的深度d0、所述再熔融凝固部的宽度W1和从所述焊接部的表面到该再熔融凝固部的最深部的深度d1具有下述关系，

0.46W0≦W1

0.14d0≦d1≦0.73d0。

此时，优选所述凝固再加热部的维氏硬度的平均值比所述再熔融凝固部的维氏硬度的平均值低。

另外，优选所述再熔融凝固部的表面的残余应力在其宽度方向的中心部成为压缩应力。

而且，优选在所述焊接部的周向的终端部，形成于所述再熔融凝固部的凹陷的距所述焊接部的表面的深度h和该再熔融凝固部的所述深度d1具有下述关系，

0.32d1≧h。

此外，本发明中，优选所述熔融凝固部通过小孔式焊接形成，所述再熔融凝固部及凝固再加热部通过热传导焊接形成。