CN104245206B - 角焊缝弧焊接头及其形成方法 - Google Patents

Abstract

在至少一个金属部件的表面形成至少一个不同于通过角焊缝弧焊而形成的角焊缝焊道(3)的、通过弧焊而形成的补强用焊道(32)。补强用焊道(32)按照与角焊缝焊道(3)成45～135°的角度且与角焊缝焊道(3)重叠的方式形成。可以将补强用焊道(32)的长度的总和l1设为例如角焊缝焊道(3)的长度L的0.5倍以上。

Description

角焊缝弧焊接头及其形成方法

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，

上述补强用焊道按照与上述角焊缝焊道成45～135°的角度且与上述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a1)、(b)及(c)的条件的方式形成。

(a1)补强用焊道的长度的总和l≥L×0.5

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

L：角焊缝焊道的长度(mm)

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度(mm)

此外，在本发明的角焊缝弧焊接头的其他例子中，角焊缝弧焊接头的特征在于，

其是通过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，

上述补强用焊道按照在从上述角焊缝焊道的始端及终端中的至少任一个位置至沿着形成有上述角焊缝焊道的方向仅离开上述角焊缝焊道的长度的1/4的长度的位置为止的范围内、与上述角焊缝焊道成45～135°的角度且与上述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a2)、(b)及(c)的条件的方式形成。

(a2)1个补强用焊道的长度l≥max{2×Wf，D}

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

Wf：角焊缝焊道的宽度(mm)

D：补强用焊道与在角焊缝焊道的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道的一端之间的距离(mm)

max{2×Wf，D}：2×Wf及D中较大的值

L：角焊缝焊道的长度(mm)

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度(mm)

此外，相对于角焊缝焊道所形成的上述补强用焊道的数目n也可以满足下述的(d)的条件。

(d)L/n≤50t

L：角焊缝焊道的焊道长度(mm)

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度(mm)

此外，上述补强用焊道也可以以上述角焊缝焊道作为起点形成于一个金属部件的表面。

此外，上述补强用焊道也可以横穿上述角焊缝焊道地形成于两个金属部件的表面。

此外，也可以使上述焊接接头为将金属部件与金属部件搭接并进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头。

此外，在角焊缝弧焊接头的第1形态及第2形态中，

也可以使上述焊接接头为将金属部件的端部载置于金属部件的面上并进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头。

此外，角焊缝弧焊接头的形成方法的特征在于，

其是将金属部件与金属部件进行角焊缝弧焊而形成焊接接头的角焊缝弧焊接头的形成方法，

在通过上述角焊缝弧焊形成角焊缝焊道、并且在至少一个金属部件的表面通过不同于该角焊缝弧焊的其他弧焊形成至少一个补强用焊道时，

上述补强用焊道按照与上述角焊缝焊道成45～135°的角度且与上述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a1)、(b)及(c)的条件的方式形成。

(a1)补强用焊道的长度的总和l≥L×0.5

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

L：角焊缝焊道的长度(mm)

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度(mm)

此外，在角焊缝弧焊接头的形成方法的其他例子中，角焊缝弧焊接头的形成方法的特征在于，

其是将金属部件与金属部件进行角焊缝弧焊而形成焊接接头的角焊缝弧焊接头的形成方法，

在通过上述角焊缝弧焊形成角焊缝焊道、并且在至少一个金属部件的表面通过不同于该角焊缝弧焊的其他弧焊形成至少一个补强用焊道时，

上述补强用焊道按照在从上述角焊缝焊道的始端及终端中的至少任一个位置至沿着形成有上述角焊缝焊道的方向仅离开上述角焊缝焊道的长度的1/4的长度的位置为止的范围内，与上述角焊缝焊道成45～135°的角度且与上述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a2)、(b)及(c)的条件的方式形成。

(a2)1个补强用焊道的长度l≥max{2×Wf，D}

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

Wf：角焊缝焊道的宽度(mm)

D：补强用焊道与在角焊缝焊道的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道的一端之间的距离(mm)

max{2×Wf，D}：2×Wf及D中较大的值

L：角焊缝焊道的长度(mm)

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度(mm)

此外，也可以按照相对于上述角焊缝焊道的上述补强用焊道的数目n满足下述的(d)的条件的方式，形成多个补强用焊道。

(d)L/n≤50t

L：角焊缝焊道的长度(mm)

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度(mm)

此外，也可以以上述角焊缝焊道作为起点在一个金属部件的表面形成上述补强用焊道。

此外，也可以横穿上述角焊缝焊道地在两个金属部件的表面形成上述补强用焊道。

此外，也可以使上述焊接接头为将金属部件与金属部件搭接并进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头。

此外，也可以使上述焊接接头为将金属部件的端部载置于金属部件的面上并进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头。

发明的效果

根据本发明，由于能够显著地抑制将金属部件进行角焊缝弧焊而成的焊接接头的从缝边部及根部中的一者或两者产生的疲劳破坏，所以能够形成疲劳特性优异的角焊缝弧焊接头。

附图说明

图1是表示搭接角接接头的剖面形状的图。

图2是表示形成有搭接角接接头的试验片的图。

图3是示意地表示搭接角接接头的试验片的变形形态的图。

图4是表示以角焊缝焊道表面为起点、与角焊缝焊道近似直角地形成有补强用焊道的试验片的图。

图5是示意地表示与角焊缝焊道近似直角地形成有补强用焊道的试验片的变形形态的图。

图6是表示利用三维有限元法进行分析时的焊道附近的元分割形态、和进行应力集中系数的比较的位置和坐标的设定形态的图。

图7是表示对应力集中系数进行分析的结果的图。

图8是表示补强用焊道的长度与疲劳寿命的关系的图。

图9A是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第1例的图。

图9B是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第2例的图。

图9C是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第3例的图。

图9D是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第4例的图。

图9E是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第5例的图。

图9F是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第6例的图。

图9G是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第7例的图。

图9H是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第8例的图。

图9I是表示搭接角接接头中的补强用焊道的与图4不同的配置形态的第9例的图。

图10是示意地表示T形剖面的角接接头的试验片的变形形态的图。

图11A是表示T形剖面的角接接头中的补强用焊道的配置形态的第1例的图。

图11B是表示T形剖面的角接接头中的补强用焊道的配置形态的第2例的图。

图12是表示将补强用焊道形成于角焊缝焊道的始终端附近的试验片的图。

图13是表示以补强用焊道的长度和距焊接始终端的距离作为指标的试验片的评价结果的图。

具体实施方式

使用附图对本发明的焊接接头和其形成方法的实施方式进行详细说明。

[基本原理的说明]

图1中表示搭接角接接头的剖面形状的一个例子。如图1所示的那样，通过将上侧钢板1的端部与下侧钢板2的表面之间的空间使用焊丝进行弧焊，从而上侧钢板1的端部和下侧钢板2的表面部熔融至熔融边界6为止并凝固，形成角焊缝焊道3。另外，将钢板和焊丝熔融而凝固的部分称为焊接金属7。此外，只要没有特别说明，所谓表面是指钢板的形成焊道一侧的面、或钢板的形成了焊道一侧的面。

在图1中所示那样的将钢板搭接部的一个端部进行角焊缝弧焊而成的搭接角接接头中，若对于通过角焊缝弧焊而形成的角焊缝焊道3，拉伸力F1沿着上侧钢板1作用，拉伸力F2沿着下侧钢板2作用，则由于上侧钢板1的中心轴与下侧钢板2的中心轴的错位而产生大的弯曲力矩。

因此，以上侧钢板1发生下弯、且下侧钢板2发生上弯的变形模式发生变形，在缝边部4及根部5处发生大的应力集中。由于该应力集中，从缝边部4或根部5产生疲劳龟裂。疲劳龟裂与近似载荷方向垂直地进展，从而焊接接头破坏。这并不限于图1中所示的搭接角接接头，在其他的角接接头中也会产生。另外，在图1所示的例子中，缝边部4是指下侧钢板2与角焊缝焊道3的边界，根部5是指上侧钢板1或下侧钢板2与焊接金属7的边界。

因此，首先，为了分析角焊缝弧焊接头的变形行为，将板宽为60mm的2片钢板以搭接量20mm搭接，对搭接部进行弧焊，如图2中所示的那样，制作在搭接部具有长度为40mm强的角焊缝焊道的试验片。对于该试验片，实施拉伸试验。并且，通过三维有限元法分析拉伸力作用于焊接接头时的试验片的变形形态。另外，图2的上图是试验片的俯视图，图2的下图是试验片的侧面图。图2的上图中所示的G1和G2是试验时的把持位置。

图3中示意地表示试验片的变形形态。在拉伸力作用于焊接接头的情况下，如图3中所示的那样，下侧钢板2在角焊缝焊道3的附近大大地弯曲，根部5以开口角α大大地开口。此外，通过三维有限元法分析试验片 的变形的行为，结果确认在根部5的附近存在大的应力集中部位。

由该结果认为，下侧钢板2在角焊缝焊道3的附近大大地弯曲、根部5大大地开口是提高向根部5的应力集中、引起疲劳龟裂的发生的原因。接着，对抑制下侧钢板2的弯曲的方法进行了研究。

本发明人研究的结果认为，若以角焊缝焊道3为起点，沿与该角焊缝焊道3交叉的方向进行焊道上焊接而形成其他的弧焊焊道(补强用焊道)，则该补强用焊道作为提高钢板的刚性的部件发挥功能而抑制下侧钢板2的弯曲，能够抑制疲劳龟裂的发生。

本发明人为了确认其有效性，对图2中所示的试验片，进一步以角焊缝焊道3的表面作为起点，沿与角焊缝焊道3近似直角方向按照焊炬前端的移动距离达到40mm的方式进行上焊道焊接，形成补强用焊道32。将这样操作而制作的试验片的形状示于图4中。

接着，对该试验片实施拉伸试验，通过三维有限元法分析试验片的变形的行为。

图5中示意地表示以与角焊缝焊道3近似直角地形成有补强用焊道32的试验片的变形形态。

若将图5中所示的试验片与图3中所示的试验片进行比较，则获知下侧钢板2的角焊缝焊道3附近的弯曲在形成了补强用焊道32的图5中所示的试验片中比没有形成补强用焊道32的图3中所示的试验片小。此外获知，图5中所示的根部5的开口角β比图3中所示的根部5的开口角α小。

由此确认，若与角焊缝焊道3近似直角地形成补强用焊道32(参照图4)，则补强用焊道32强力地发挥提高钢板的刚性的作用，下侧钢板2的弯曲得到抑制。

进而，针对根部5的利用三维有限元法进行的分析的结果确认，图5中所示的根部5的附近的应力集中的程度比图3中所示的根部5的附近的应力集中的程度小。

为了进一步确认这样的补强用焊道32的效果，本发明人定量地分析了补强用焊道32的功能。

制作图2中所示的试验片的分析模型、和图4中所示的试验片的分析模型，通过利用三维有限元法的分析算出各分析模型的根部5中的应力集 中的程度。另外，图2中所示的试验片为没有配置补强用焊道的试验片，是相当于后述的实施例的表2及表3中的试验片符号“TP2”的试验片。此外，图4中所示的试验片为配置了补强用焊道的试验片，是相当于表2及表3中的试验片符号“TP10”的试验片。

图6中表示为了确认补强用焊道的效果而进行的利用三维有限元法的分析时的焊道附近的元分割的形态、和进行应力集中系数的比较的位置及坐标的设定形态。如图6中所示的那样，以根部5的前端为坐标0，沿左方向(-方向)取坐标。

图7中表示对没有配置补强用焊道32的情况和配置43mm的补强用焊道32的情况分别分析根部5的前端(坐标0)的附近的上侧钢板1的背侧表面中的最大的应力集中系数Kt的结果。在以下的说明中，应力集中系数Kt是图6中所示的根部5的前端(坐标0)的附近的上侧钢板1中的最大的最大主应力的值除以对钢板的端部施加的平均的拉伸主应力而得到的值。

在没有补强用焊道32时，应力集中系数Kt为5.3，但通过配置补强用焊道32，从而应力集中系数Kt降低至4.3。获知虽然补强用焊道32仅配置在下侧钢板2，但对于根部5也得到应力集中系数Kt的降低效果。

可以说这对以根部5作为起点的疲劳龟裂的发生的抑制作出很大贡献。

本发明人接着制作将钢板的板厚和作为补强用其他焊道的补强用焊道32的长度进行了各种变更的试验片，调查钢板的板厚及补强用焊道32的长度与疲劳寿命(次)的关系。

作为调查结果的一个例子，图8中表示在按照后述的条件实施的疲劳试验中，以补强用焊道的长度与疲劳寿命的关系对表2及表3中所示的试验片符号“TP1”至“TP15”的结果进行整理而成的结果。

如图8中所示的那样，若补强用焊道的长度有20mm以上，则疲劳寿命(次)大幅(1.5倍以上)提高。

根据以上的结果，若与角焊缝焊道近似直角地形成补强用焊道，则补强用焊道强力地发挥提高钢板的刚性的作用。由此，下侧钢板的弯曲得到抑制，其结果是，疲劳龟裂的发生被显著地抑制。

[各个必要条件的说明]

通过以上那样的分析和实验，确认若形成补强用焊道32则疲劳强度提高，因此，接着对补强用焊道32所必要的条件进行了研究。以下，对其研究的结果进行说明。

(补强用焊道的配置形态)

补强用焊道32必须按照与角焊缝焊道3具有重叠部的方式形成。若与角焊缝焊道远离地形成，则不会作为提高钢板的刚性的部件充分地发挥功能。因此，必须是以角焊缝焊道3为起点(即，在角焊缝焊道3中设置焊接开始点)而形成补强用焊道32、或横穿角焊缝焊道3地形成补强用焊道32中的任一种形态。

为了按照与角焊缝焊道3具有重叠部的方式配置补强用焊道32，可以是各种形态。另外，以下，对先配置角焊缝焊道3、并按照与其重叠的方式配置补强用焊道32的情况进行说明。但是，即使先配置补强用焊道32、并按照与其重叠的方式配置角焊缝焊道3，也可以采用与以下所示的形态相同的形态。

首先，对在搭接角接接头中形成补强用焊道32时的配置形态进行说明。

(I)形成于单侧的钢板上(单侧焊道)。

如基本原理的说明中所示的那样，在下侧钢板2上，以角焊缝焊道3为起点，且在与角焊缝焊道3交叉的方向上配置补强用焊道32。在以下的说明中，将这样的配置的补强用焊道根据需要记载为单侧焊道。此外，作为补强用焊道32指单侧焊道时，根据需要记载为单侧焊道32A(参照图9A、图9D、图9F、图9H等)。

这里，设角焊缝焊道3的长度为L。角焊缝焊道3的长度L为角焊缝焊道3的两侧的熔融端的长度。配置1处补强用焊道32作为单侧焊道32A时，在从角焊缝焊道3的一个熔融端起沿着形成有角焊缝焊道3的方向仅离开(1/4)L的长度的位置、与从该角焊缝焊道3的一个熔融端起沿着形成有角焊缝焊道3的方向仅离开(3/4)L的长度的位置之间的范围内配置单侧焊道32A是有效的。此外，以角焊缝焊道3侧作为起点形成单侧焊道32A与以钢板侧作为起点形成单侧焊道32A相比疲劳强度的提高效果大。这是由于，弧焊中的焊道的始端部成为突出的形状，引起应力集中，相对于此，终端部成为扁平的形状，应力集中降低。

(II)横穿角焊缝焊道3地形成于两侧的钢板上(交叉焊道)。

在基本原理的说明中，对以搭接角焊缝焊道3为起点、在下侧钢板2上配置补强用焊道32时的疲劳强度提高的机制进行了叙述。但是，通过横穿角焊缝焊道3地在上侧钢板1和下侧钢板2这两者上配置补强用焊道32，能够进一步提高疲劳强度。因此，也可以这样来配置补强用焊道32。在以下的说明中，将这样的配置的补强用焊道根据需要记载为交叉焊道。此外，作为补强用焊道32指交叉焊道的情况下，根据需要记载为交叉焊道32B(参照图9B、图9C、图9G等)。此外，将单侧焊道32A和交叉焊道32B总称的情况下记载为补强用焊道32。

疲劳强度提高的机制如上所述是角焊缝焊道3的附近的弯曲抑制。在交叉焊道32B中，由于在上侧钢板1上也配置了补强用焊道，所以能够提高上侧钢板1的变形抑制效果，减小根部5的开口角α。

另外，如图4的试验片的变形的分析结果中所示的那样，压缩的应力对上侧钢板1的表面起作用，拉伸的应力对下侧钢板2的表面起作用。因此，按照横穿角焊缝焊道3的方式配置补强用焊道时(即，配置交叉焊道32B时)，优选通过将焊接开始位置设为上侧钢板1并将焊接结束位置设为下侧钢板2，来降低下侧钢板2的拉伸应力部的应力集中系数。此外，在配置1处该交叉焊道32B的情况下，与单侧焊道32A的情况同样地，在从角焊缝焊道3的一个熔融端起沿着形成有角焊缝焊道3的方向仅离开(1/4)L的长度的位置、与从该角焊缝焊道3的一个熔融端起沿着形成有角焊缝焊道3的方向仅离开(3/4)L的长度的位置之间的范围内配置交叉焊道32B是有效的。

(III)形成多个补强用焊道32(多个焊道)。

补强用焊道32没有必要为1处，通过配置多个，疲劳强度也增加。配置多个时，可以分别单独地配置多个单侧焊道32A或交叉焊道32B，也可以使单侧焊道32A和交叉焊道32B混合存在而配置。

配置多个单侧焊道32A或交叉焊道32B时的配置位置也可以是角焊缝焊道3的两端部。

将补强用焊道32的配置的例子统一示于图9中。

图9A是按照从角焊缝焊道3的中央部附近相对于角焊缝焊道3倾斜的方式配置的单侧焊道32A的例子。图9B是配置在角焊缝焊道3的中央部附近的交叉焊道32B的例子。图9C是分别配置在角焊缝焊道3的两端部的2个交叉焊道32B的例子。图9D是在接近角焊缝焊道3的中央部的位置具有间隔地配置的2个单侧焊道32A的例子。图9E是分别配置在角焊缝焊道3的两端部的2个交叉焊道32B、和在接近角焊缝焊道3的中央部的位置具有间隔地配置在上侧钢板1侧的2个单侧焊道32A的例子。图9F是分别配置在角焊缝焊道3的两端部的2个单侧焊道32A的例子。图9G是分别配置在接近角焊缝焊道3的两端部的位置的2个交叉焊道32B的例子。图9H是分别配置在接近角焊缝焊道3的两端部的位置的2个单侧焊道32A的例子。图9I是分别配置在角焊缝焊道3的两端部的2个交叉焊道32B、和在接近角焊缝焊道3的中央部的位置具有间隔地配置在下侧钢板2侧的2个单侧焊道32A的例子。

(IV)T形剖面的角接接头(T字接头)

接着，对在将钢部件的端部载置在钢部件的面上而构成T形剖面的接头并对其拐角部进行弧焊而成的角接接头中形成补强用焊道的情况进行说明。

根据钢部件的形状，有时可以仅T形剖面的角接接头的一个拐角部进行焊接。对于这样的仅单侧进行角焊缝焊接而成的角接接头，可以与搭接角接接头同样地进行处理。

在使用板厚为3.6mm以下的薄钢板的情况下，在T形剖面的角接接头中钢板的变形也对焊接部的疲劳寿命造成影响。图10中示意地表示对T形剖面的角接接头的竖钢板8输入拉伸载荷时的试验片的变形形态。输入到竖钢板8中的载荷通过焊接金属7(角焊缝焊接部)传递至横钢板9中。因此，竖钢板8侧的焊接缝边部4按照被向角焊缝焊道3侧拉拽的方式发生变形。此外，横钢板9侧的焊接缝边部4按照被向上方拉拽的方式发生变形。进而，根部5按照被撕裂的方式发生变形。因此，在T形剖面的角接接头中，也与搭接角接接头同样地，通过形成补强用焊道，抑制部件的变形，从而能够提高疲劳寿命。

图11中表示由竖钢板8和横钢板9形成的T形剖面的角接接头中的补强用焊道32的配置的例子。图11A为单一的交叉焊道32B的例子，图11B 为多个交叉焊道32B的例子。

在T形剖面的角接接头中，虽然也因竖钢板8的高度而异，但优选配置横跨竖钢板8和横钢板9这两者的交叉焊道32B。但是，也可以在竖钢板8和横钢板9中的一者上配置单侧焊道32A。在T形剖面的角接接头中，也可以在与本实施方式中说明的搭接角接接头相同的条件下配置补强用焊道32。

(补强用焊道32的角度)

角焊缝焊道3与补强用焊道32所成的角度γ优选在力学上近似直角。因此，在图4中，角焊缝焊道3与补强用焊道32呈近似直角，但角焊缝焊道3与补强用焊道32所成的角度γ不是必须为近似直角。但是，为了使补强用焊道32发挥提高钢板的刚性、抑制弯曲的功能，角度γ需要为45°～135°。这是由于，若角度γ低于45°或超过135°，则补强用焊道32的上述功能显著下降。

(补强用焊道32的长度)

如图8中所示的那样，在补强用焊道32的长度短的情况下，无法充分地发挥提高钢板的刚性、提高焊接接头的疲劳强度的功能。

这里，在补强用焊道32为单侧焊道32A时，补强用焊道32的长度设为角焊缝焊道3与补强用焊道32的触点32a、与补强用焊道32的熔融端32b之间的长度(参照图4)。此外，在补强用焊道32为交叉焊道32B时，补强用焊道32的长度设为补强用焊道32的两侧的熔融端的长度。

根据本发明人的调查的结果，为了确保补强用焊道32的功能，补强用焊道32的长度的总和l1需要满足下述的(a1)的第1条件。

(a1)补强用焊道32的长度的总和l1≥L×0.5

L：角焊缝焊道3的长度(mm)

若补强用焊道32的长度的总和l1低于“L×0.5”，则不会充分地发挥作为补强用焊道32的功能。补强用焊道32的长度的总和l1的上限值由于受到通过焊接而制造的钢制品的形状、结构的制约，所以没有特别限定。上述(a1)的第1条件适用于单侧焊道32A和交叉焊道32B这两者。即，不管上侧钢板1及下侧钢板2的补强用焊道32的长度的比率如何，通过满足上述(a1)的第1条件，均能够抑制上侧钢板1和下侧钢板2这两者的 变形，能够提高焊接部的疲劳强度。

若拉伸载荷作用于图2中所示那样的具有始端和终端的焊接接头，则焊接部的始端和终端的应力集中变得特别高。若对部件输入拉伸的载荷，则在远离焊接部的位置沿板宽方向产生均匀的应力。与此相对，在焊接部中载荷的传递范围受到焊道部的限制。因此，焊接部的始端和终端的应力集中变高。所以，通过在接近角焊缝焊道3(焊接部)的始端和终端的位置处配置作为补强用的其他焊道的补强用焊道32，从而抑制角焊缝焊道3的始端和终端的龟裂的效果变高。特别是若在角焊缝焊道3的始端附近和终端附近配置补强用焊道，则降低因图3中所示那样的上侧钢板1与下侧钢板2的中心轴的错位而产生的弯曲力矩的效果提高，能够抑制在角焊缝焊道3的始端和终端产生的龟裂。

本发明人调查了距角焊缝焊道3(焊接部)的始端和终端的距离、与1个补强用焊道32的长度的关系。其结果是得到如下的见解：若满足以下所示的第2条件，则即使不满足上述(a1)的第1条件，也能够得到抑制角焊缝焊道3的始端和终端的龟裂的效果。以下，对补强用焊道32的长度的第2条件进行说明。

图12是表示在角焊缝焊道3的始终端附近形成有补强用焊道32的试验片的俯视图。构成图12中所示的试验片的钢板1、2为相当于后述的实施例的表1中的钢种“SP2”的钢种。在图12中，相对于板宽度为110mm的钢板1、2，按照板宽方向的中央成为中心的方式，配置长度为95mm(L＝95mm)的角焊缝焊道3后，以角焊缝焊道3为起点在角焊缝焊道3的始端附近和终端附近分别形成补强用焊道32。另外，角焊缝焊道3的宽度Wf为7.5mm，设补强用焊道32(的焊道宽度的中央位置)与在角焊缝焊道3的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道32的一端的位置之间的距离为D。图12中，设从角焊缝焊道3的始端的位置至补强用焊道32为止的距离为D1，设从角焊缝焊道3的终端的位置至补强用焊道32为止的距离为D2进行了表示，但这里将这些距离一起记载为D。

本发明人使用该试验片，评价了在角焊缝焊道3的始端及终端附近形成有补强用焊道32时的疲劳强度。没有补强用焊道32的条件(相当于后述的实施例的表4～表6中的试验片符号“TP34”的试验片)下的断裂寿 命在18kN的试验载荷下为382000次。因此，将达到其1.5倍以上的断裂寿命的情况判断为良好(○)，将并非如此的情况设为不良好(×)。

图13中表示以这样的试验片的1个补强用焊道32的长度l2、和补强用焊道32与在角焊缝焊道3的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道32的一端之间的距离(距焊接始终端的距离)D为指标的试验片的评价结果。

在角焊缝焊道3的始终端的位置(D＝0mm)形成补强用焊道32的情况、和在补强用焊道32与在角焊缝焊道3的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道32的一端之间的距离D为10mm的位置(D＝10mm)处形成补强用焊道32的情况下，1个补强用焊道32的长度l2为15mm以上时可得到疲劳寿命提高的效果。由于角焊缝焊道3的宽度Wf为7.5mm，所以在接近角焊缝焊道3的始终端的位置形成补强用焊道32的情况下，作为1个补强用焊道32的长度l2，需要角焊缝焊道3的宽度Wf的2倍以上的长度。

另一方面，若补强用焊道32与在角焊缝焊道3的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道32的一端之间的距离D达到角焊缝焊道的宽度Wf的2倍以上，则与该距离D的增加相对应，需要使各个补强用焊道32的长度增加，在1个补强用焊道32的长度l2为该距离D以上(l2≥D)的条件下可得到疲劳寿命提高的效果。

由以上的评价结果，在角焊缝焊道3的始终端附近形成补强用焊道32时，通过将1个补强用焊道32的长度l2设为2×Wf及D中较大的值以上，可得到良好的疲劳寿命。即，关于配置在角焊缝焊道3的始终端附近的补强用焊道32的长度，也可以满足下述的(a2)的第2条件来代替上述(a1)的第1条件。

(a2)1个补强用焊道32的长度l2≥max{2×Wf，D}

其中，max{2×Wf，D}是指2×Wf及D中较大的值。

上述(a2)的第2条件不包含钢板的板厚的影响，但如后述的条件中所示的那样，通过相应于板厚t的增加使补强用焊道32的高度h及宽度w增加，可得到由补强用焊道32所带来的疲劳龟裂的抑制效果。

此外，对补强用焊道32与在角焊缝焊道3的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道32的一端之间的距离D的范围没有特别限制，但该距离D越短，则即使是短的补强用焊道32，也能够抑制角焊缝焊道3的始端及终 端中的龟裂。因此，从补强用焊道32的形成的效率的观点出发，该距离D的上限设为角焊缝焊道3的长度L的1/4。

如上所述，在从角焊缝焊道3的始端及终端中的至少任一个位置至沿着形成有角焊缝焊道3的方向仅离开角焊缝焊道3的长度L的1/4的长度的位置为止的范围内形成补强用焊道32的情况下，也可以按照满足下述的(a2)的第2条件来代替上述(a1)的第1条件的方式在上述范围内形成补强用焊道32。上述(a2)的第2条件可适用于单侧焊道32A和交叉焊道32B这两者。

另外，在实际的焊接部件中根据向部件的输入载荷的状态，有时仅始端部及终端部中的一者的疲劳寿命成为问题。对于在那样的条件下输入载荷的焊接部件，通过在仅始端(始端附近)及终端(终端附近)中的一者中形成补强用焊道，疲劳寿命提高。

此外，在从角焊缝焊道3的始端和终端附近(从角焊缝焊道3的始端及终端中的至少任一个位置至沿着形成有角焊缝焊道3的方向仅离开角焊缝焊道3的长度L的1/4的长度的位置为止的范围内)配置补强用焊道32的情况下，也可以不满足上述(a2)的第2条件，而按照满足上述(a1)的第1条件的方式，在上述范围内形成补强用焊道32。即，根据在上述范围外形成的补强用焊道32的数目及长度，在上述范围内形成的补强用焊道32也可以不满足上述(a2)的第2条件。

此外，在上述(a2)的第2条件下在上述范围内形成补强用焊道32、且在上述范围外形成补强用焊道32的情况下，包括在上述(a2)的第2条件下在上述范围内形成的补强用焊道32的所有补强用焊道32的总和l满足上述(a1)的第1条件。

(补强用焊道32的高度)

补强用焊道32的高度h满足下述的(b)的条件。

(b)补强用焊道32的高度h≥t/2

t：形成补强用焊道32的钢部件的厚度(mm)

若补强用焊道32的高度h低于形成补强用焊道32的钢部件的厚度t的“t/2”，则不会充分地发挥作为补强用焊道32的功能。补强用焊道32的高度h越大，则其效果越大，但为了避免向钢板的击穿、烧穿，自然存在界限。因此，补强用焊道32的高度h为“形成补强用焊道32的钢部件的厚度t”以下是现实的。补强用焊道32的高度h是指用于形成补强用焊道32的钢部件的(没有形成焊道的区域的)表面与补强用焊道32的最高的位置之间的高度方向的距离。

另外，在将补强用焊道32制成交叉焊道32B的情况、且作为焊接的对象的多个钢板的板厚不同的情况下，使每个钢板满足上述(b)的必要条件。这在以下的条件下也同样。

(补强用焊道32的宽度)

补强用焊道32的宽度w满足下述的(c)的条件。

(c)补强用焊道32的宽度w≥2.5t

t：形成补强用焊道32的钢部件的厚度(mm)

若补强用焊道32的宽度w低于形成补强用焊道32的钢部件的厚度t的“2.5t”，则不会充分地发挥作为补强用焊道32的功能。补强用焊道32的宽度w的上限没有特别规定，与补强用焊道32的高度h同样地，需要在没有向钢板的击穿、烧穿的范围内形成补强用焊道32，所以从该观点出发自然地规定。

(相对于角焊缝焊道3所形成的补强用焊道32的数目)

设形成补强用焊道32的钢部件的厚度为t(mm)，补强用焊道32优选在角焊缝焊道3的长度L中每“50t”至少配置1处。即，在角焊缝焊道3的长度L超过“50t”的情况下，优选形成多个补强用焊道32。

因此，相对于长度为L的角焊缝焊道3所形成的补强用焊道32的数目n优选满足下述的(d)的条件。

(d)L/n≤50t

n：相对于角焊缝焊道3所形成的补强用焊道32的数目

L：角焊缝焊道3的长度(mm)

t：形成补强用焊道32的钢部件的厚度(mm)

(钢部件的厚度t)

钢部件的厚度t(板厚)没有特别限定。但是，如上所述，在本实施方式中，通过形成补强用焊道32来抑制薄钢板部件的面外变形，从而使焊接部的疲劳寿命提高。因此，与厚钢板的焊接部件相比在薄钢板的焊接部件中容易得到疲劳寿命的提高效果，钢板的板厚(钢部件的厚度t)优选设为3.6mm以下。

另外，在对2个钢部件进行角焊缝弧焊而接合的情况下，优选将角焊缝焊道3的长度L设为10t以上。这是由于，若角焊缝焊道3的长度L低于10t，则角焊缝焊道3的始终端的长度相对于钢部件的接合长度的比率提高，无法确保充分的接合强度。

(其他的必要条件)

角焊缝焊道3的施工时、补强用焊道32的施工时的弧焊条件、所使用的焊丝的组成只要按照常规方法即可，并不限定于特定的条件、组成。但是，在生产上优选使用相同的焊接设备，连续地进行角焊缝焊道3的施工和补强用焊道32的施工。但是，只要是可担保补强用焊道32的提高钢板的刚性的功能，则两者的焊接条件、所使用的焊丝的组成也可以不同。

本实施方式中作为对象的焊接接头只要是通过角焊缝弧焊而形成的角接接头即可，并不限定于特定的焊接接头，但优选将钢部件与钢部件搭接并进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头、将钢部件的端部载置在钢部件的面上进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头。此外，本实施方式中作为对象的焊接接头并不限于钢板彼此的焊接。例如，只要是大概3.6mm以下的板厚，可以对压制成形的钢板部件、钢管及型钢的接头适用本实施方式的方法。

此外，在焊接接头中，为了按照与角焊缝焊道重叠的方式形成补强用焊道，需要在焊接接头的周边具有能够以所需的角度及所需的长度、高度、宽度形成补强用焊道的区域。然而，在按照横跨所焊接的2个钢部件的方式形成补强用焊道的情况下，角焊缝焊道的始端及终端与该补强用焊道也可以分离。

另外，在将上侧钢板与下侧钢板搭接时，优选在两者之间没有间隙，但在焊接施工上，有时在两者之间产生大致1mm左右的间隙。本实施方式中，即使在上侧钢板与下侧钢板之间存在1mm左右的间隙，也不会阻碍补强用焊道的功能，疲劳龟裂的发生被显著地抑制。

此外，即使是钢部件以外的金属部件，也可以适用本实施方式的方法。例如，代替钢部件，也可以对铝部件或不锈钢部件适用本实施方式的方法。此外，对于异种的金属部件，也可以适用本实施方式的方法。

实施例

接着，对本发明的实施例进行说明，但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性及效果而采用的一条件例，本发明并不限定于该一条件例。只要不脱离本发明的主旨，且可达成本发明的目的，本发明可以采用各种条件。

(实施例1)

使用对薄钢板实施了搭接角焊缝弧焊的试验片进行疲劳试验，验证焊接接头的效果。表1中表示供试钢板的成分组成。

制作图2中所示的具有角焊缝焊道的试验片供于疲劳试验。此外，制作对图2中所示的试验片进一步如图4中所示那样配置了补强用焊道的试验片供于疲劳试验。

即，如图2中所示的那样，将板宽为60mm的2片钢板以搭接量20mm重合，按照焊炬的移动距离达到40mm的方式设计搭接角焊缝弧焊，制作了试验片。

另外，由于在焊炬的移动端熔融部扩展，所以实际的角焊缝焊道的长度变得与教示距离相比有些大。

此外，如图4中所示的那样，在图2的试验片的宽度方向的中央部，与角焊缝焊道近似直角地配置1条补强用焊道而进行试验。补强用焊道的焊接开始点设为角焊缝焊道的表面，向下侧钢板形成所需的长度的补强用焊道。另外，补强用焊道的长度是以角焊缝焊道与补强用焊道的触点作为起点，至补强用焊道的熔融端为止的长度。

焊接条件如下。

<共同的焊接条件>

焊接方式：消耗式电极焊接

焊接电源：DP350(株式会社Daihen制)

焊接模式：DC-Pulse

焊接姿势：朝下水平

片状钢板间距离(突出长度)：15mm

保护气体种类：Ar+20％CO₂

保护气体流量：20L/min

焊丝：相当于JIS Z3312YGW15

<角焊缝焊道的形成条件>

焊炬角度：从下板的立起角为55°、前进角为0°

目标位置：搭接部的拐角

焊接速度：40cm/min

焊丝送给速度：设定上侧钢板中不出现咬边的值(一个例子：板厚为2.6mm的上侧钢板的搭接角焊缝弧焊的情况、3.8/min(约120A、约22V))

<补强用焊道的形成条件>

焊炬角度：从钢板的立起角为90°、前进角为0°

目标位置和焊接方向：在试验片的宽度方向中央，以角焊缝焊道的焊接金属表面作为起点，沿与角焊缝焊道成直角方向向下侧钢板焊接

焊接速度：50cm/min

焊丝送给速度：与角焊缝焊道的形成条件相同

按照所制作的试验片的下侧钢板的缝边部成为中央的方式，用电-液式疲劳试验装置把持试验片。然后，使载荷范围恒定(应力范围恒定)，使载荷比为0.1，使重复频率为25Hz，供于轴向力拉伸疲劳试验。另外，为了使试验机的轴心对齐，使上侧钢板和下侧钢板抵接相同板厚的挡板而把持试验片。

另外，对每块钢板通过事前的试验探索没有形成补强用焊道的试验片在约40万次断裂的载荷范围，各个钢板以没有形成补强用焊道的试验片的断裂次数作为疲劳寿命的比较基准。

将焊接条件及疲劳特性评价结果示于表2及表3中。

在TP4～15的发明例中，相对于没有形成补强用焊道的比较例TP1～3得到150％以上的疲劳寿命提高率，但在TP16～27的比较例中，补强用焊道不满足必要的条件，疲劳寿命提高率比发明例差。

表2

表3

(实施例2)

制作在图2中所示的试验片中进一步以图9A～图9E中所示的形态形成补强用焊道的试验片，供于疲劳试验。

TP28～33、39是配置了单一的补强用焊道的例子，TP28～30、39的单侧焊道相当于图9A的形态(TP39的角度γ为90度)，TP31～33的交叉焊道相当于图9B的形态。此外，TP36～38是配置了多个补强用焊道的例子，TP36相当于图9C的形态，TP37相当于图9D的形态，TP38相当于图9E的形态。TP34、35相当于图2的形态，是没有配置补强用焊道而配置了角焊缝焊道的例子。

在各试验片的制作时，在补强用焊道的目标位置和焊接方向如图9A～图9E那样，除此以外在与实施例1相同的条件下进行。TP36～38中对每个补强用焊道记载了焊接条件。

将焊接条件及疲劳特性评价结果示于表4～表6中。

在发明例中，相对于没有形成补强用焊道的试验片得到超过200％的疲劳寿命提高率。在表3中的补强焊道长度判定的栏中，满足上述的(a1)的第1条件时标为“○”。

TP28～33及TP36～38的L(角焊缝焊道的长度)/n(补强用焊道的数目)比50t(t：钢厚度)小，但TP39的L/n比50t大。因此，TP39的疲劳寿命的提高率为161％左右。

表4

表5

表6

(实施例3)

制作在通过竖钢板和横钢板而形成的T形剖面的角接接头中仅拐角部的单侧形成了角焊缝焊道的试验片、和在该试验片中进一步按照横穿角焊缝焊道的方式形成了补强用焊道的试验片，供于疲劳试验。

TP41是配置了单一的补强用焊道的例子，相当于图11A的形态，TP42是在角焊缝焊道的两端部配置了补强用焊道的例子，相当于图11B的形态。

在各试验片的制作时，在接头的形状、补强用焊道的目标位置、补强用焊道的形成的形态如图10那样，除此以外与实施例1相同的条件下进行。TP42中对每个补强用焊道记载了焊接条件。

将焊接条件及疲劳特性评价结果示于表7及表8中。

在TP41、42的发明例中，相对于没有形成补强用焊道的比较例TP40得到超过500％的疲劳寿命提高率。

表7

表8

(实施例4)

制作在图2中所示的试验片中进一步以图9F～图9I中所示的形态形成了补强用焊道的试验片，供于疲劳试验。

TP43～47是配置了多个补强用焊道的例子，TP43相当于图9F的形态，TP44相当于图9G的形态，TP45、47相当于图9H的形态，TP46相当于图9I的形态。TP34与表4～表6中所示的相同。

在各试验片的制作时，补强用焊道的目标位置和焊接方向如图9F～图9I那样，除此以外在与实施例3相同的条件下进行。TP43～47中对每个补强用焊道记载了焊接条件。

将焊接条件及疲劳特性评价结果示于表9及表10中。在表10中的补强焊道长度判定(第1条件)的栏中，满足上述的(a1)的第1条件时标为“○”。此外，在表9中的补强焊道长度判定(第2条件)的栏中，满足上述的(a2)的第2条件时标为“○”。

在TP43～47中，在角焊缝焊道的始端附近和终端附近，形成长度成为 低于角焊缝焊道的长度L的1/2的长度的补强用焊道。在TP43～46中，在从角焊缝焊道的始端及终端的位置至沿着形成有角焊缝焊道的方向仅离开角焊缝焊道的长度L的1/4的长度的位置为止的范围内，按照满足上述的(a2)的第2条件的方式形成补强用焊道。在TP43～46的发明例中，相对于没有形成补强用焊道的比较例TP34得到150％以上的疲劳寿命提高率。另一方面，在TP47的比较例中，补强用焊道不满足上述的(a2)的第2条件，疲劳寿命提高率比发明例差。

表9

表10

另外，以上说明的本发明的实施方式均只不过是表示实施本发明时的具体化的例子，本发明的技术范围不受它们的限定性解释。即，本发明可 以在不脱离其技术思想、或其主要的特征的情况下以各种形态实施。

产业上的可利用性

本发明在以机械工业为代表的钢板等金属部件的焊接产业中可利用性高。

Claims (14)

1.一种角焊缝弧焊接头，其特征在于，其是通过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所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，

所述补强用焊道按照与所述角焊缝焊道成45～135°的角度且与所述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a1)、(b)及(c)的条件的方式形成，

(a1)补强用焊道的长度的总和l≥L×0.5

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

L：角焊缝焊道的长度，其单位为mm，

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度，其单位为mm。

2.一种角焊缝弧焊接头，其特征在于，其是通过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所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，

所述补强用焊道按照在从所述角焊缝焊道的始端及终端中的至少任一个位置至沿着形成有所述角焊缝焊道的方向仅离开所述角焊缝焊道的长度的1/4的长度的位置为止的范围内、与所述角焊缝焊道成45～135°的角度且与所述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a2)、(b)及(c)的条件的方式形成，

(a2)1个补强用焊道的长度l≥max{2×Wf，D}

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

Wf：角焊缝焊道的宽度，其单位为mm，

D：补强用焊道与在角焊缝焊道的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道的一端之间的距离，其单位为mm，

max{2×Wf，D}：2×Wf及D中较大的值

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度，其单位为mm。

3.根据权利要求1或2所述的角焊缝弧焊接头，其特征在于，相对于所述角焊缝焊道所形成的所述补强用焊道的数目n满足下述的(d)的条件，

(d)L/n≤50t

L：角焊缝焊道的长度，其单位为mm，

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度，其单位为mm。

4.根据权利要求1或2所述的角焊缝弧焊接头，其特征在于，所述补强用焊道以所述角焊缝焊道作为起点形成于一个金属部件的表面。

5.根据权利要求1或2所述的角焊缝弧焊接头，其特征在于，所述补强用焊道横穿所述角焊缝焊道地形成于两个金属部件的表面。

6.根据权利要求1或2所述的角焊缝弧焊接头，其特征在于，所述角焊缝弧焊接头为将金属部件与金属部件搭接并进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头。

7.根据权利要求1或2所述的角焊缝弧焊接头，其特征在于，所述角焊缝弧焊接头为将金属部件的端部载置于金属部件的面上并进行角焊缝弧焊而形成的具有T形剖面的焊接接头。

8.一种角焊缝弧焊接头的形成方法，其特征在于，其是将金属部件与金属部件进行角焊缝弧焊而形成焊接接头的角焊缝弧焊接头的形成方法，

在通过所述角焊缝弧焊形成角焊缝焊道、并且在至少一个金属部件的表面通过不同于该角焊缝弧焊的其他弧焊形成至少一个补强用焊道时，

所述补强用焊道按照与所述角焊缝焊道成45～135°的角度且与所述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a1)、(b)及(c)的条件的方式形成，

(a1)补强用焊道的长度的总和l≥L×0.5

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

L：角焊缝焊道的长度，其单位为mm，

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度，其单位为mm。

9.一种角焊缝弧焊接头的形成方法，其特征在于，其是将金属部件与金属部件进行角焊缝弧焊而形成焊接接头的角焊缝弧焊接头的形成方法，

在通过所述角焊缝弧焊形成角焊缝焊道、并且在至少一个金属部件的表面通过不同于该角焊缝弧焊的其他弧焊形成至少一个补强用焊道时，

所述补强用焊道按照在从所述角焊缝焊道的始端及终端中的至少任一个位置至沿着形成有所述角焊缝焊道的方向仅离开所述角焊缝焊道的长度的1/4的长度的位置为止的范围内，与所述角焊缝焊道成45～135°的角度且与所述角焊缝焊道重叠的方式形成，并且按照满足下述(a2)、(b)及(c)的条件的方式形成，

(a2)1个补强用焊道的长度l≥max{2×Wf，D}

(b)补强用焊道的高度h≥t/2

(c)补强用焊道的宽度w≥2.5t

Wf：角焊缝焊道的宽度，其单位为mm，

D：补强用焊道与在角焊缝焊道的始端及终端的位置中较接近该补强用焊道的一端之间的距离，其单位为mm，

max{2×Wf，D}：2×Wf及D中较大的值

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度，其单位为mm。

10.根据权利要求8或9所述的角焊缝弧焊接头的形成方法，其特征在于，按照相对于所述角焊缝焊道的所述补强用焊道的数目n满足下述的(d)的条件的方式，形成多个补强用焊道，

(d)L/n≤50t

L：角焊缝焊道的长度，其单位为mm，

t：形成补强用焊道的金属部件的厚度，其单位为mm。

11.根据权利要求8或9所述的角焊缝弧焊接头的形成方法，其特征在于，以所述角焊缝焊道作为起点在一个金属部件的表面形成所述补强用焊道。

12.根据权利要求8或9所述的角焊缝弧焊接头的形成方法，其特征在于，横穿所述角焊缝焊道地在两个金属部件的表面形成所述补强用焊道。

13.根据权利要求8或9所述的角焊缝弧焊接头的形成方法，其特征在于，所述焊接接头为将金属部件与金属部件搭接并进行角焊缝弧焊而形成的焊接接头。

14.根据权利要求8或9所述的角焊缝弧焊接头的形成方法，其特征在于，所述焊接接头为将金属部件的端部载置于金属部件的面上并进行角焊缝弧焊而形成的具有T形剖面的焊接接头。