CN104520059A - 角焊缝电弧焊接头的形成方法以及角焊缝电弧焊接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供角焊缝电弧焊接头的形成方法以及角焊缝电弧焊接头。在通过一笔画出而形成的角焊缝焊道(53)的区域中的曲部形成加强用焊道(55A、55B)。此时，加强用焊道(55A、55B)的焊接开始位置，在角焊缝焊道附近的区域，不会不与其他焊道相交而单独地存在。

Description

角焊缝电弧焊接头的形成方法以及角焊缝电弧焊接头

技术领域

本发明涉及角焊缝电弧焊接头的形成方法以及角焊缝电弧焊接头，尤其优选用于对多个金属部件进行角焊缝电弧焊。

背景技术

例如，在汽车领域中，为了环境保护，而要求由车身的轻量化带来的燃料消耗率的提高、并且要求碰撞安全性的提高。因此，为了使用高强度钢板来进行薄壁化并且使车身构造最佳化，而实现车身的轻量化和碰撞安全性的提高，一直以来进行了各种尝试。

对于实现车身的轻量化的高强度钢板，还要求较大的疲劳强度。通常，已知焊接部件所使用的母材的疲劳强度与钢板强度成正比例地增加，但是即便钢板的强度增加、焊接接头的疲劳强度也几乎不增加。该情况会阻碍通过使用高强度薄钢板来实现车身的轻量化。

尤其是，悬架臂、副车架等行走部件，焊接部的疲劳强度变得更加重要。这些行走部件的焊接多使用角焊缝电弧焊。因而，为了实现行走部件的轻量化，提高角焊缝电弧焊接头的疲劳强度成为课题。

图1表示将上侧钢材1与下侧钢材2搭接，并仅对在上侧钢材1与下侧钢材2的抵接部分的两侧形成的角部中、单侧的角部进行焊接而形成的代表性的搭接角接接头的截面形状。在这种搭接角接接头中，应力集中于角接焊道3的焊缝趾部4、焊缝根部5，疲劳裂纹沿与载荷垂直的方向发展而使焊接接头破坏。因此，为了提高疲劳强度，降低焊缝趾部4、焊缝根部5的应力集中变得重要。另外，在以下的说明中，根据需要将角接焊道称作角焊缝焊道。

以往，作为提高角接接头的疲劳强度的方法，进行在适当的形状·位置焊接肋等加强部件，通过磨削处理、装饰堆焊等对焊道的焊缝趾部进行精加工等。但是，当焊接其他部件时，会导致成本的增加。此外，焊缝趾部的精加工花费时间劳力。因而，这些方法不是能够应用于汽车部件那样的大量生产品的制造的技术。

此外，在专利文献1、2中提出有从焊接方法的观点出发来降低向焊缝趾部的应力集中的技术。

在专利文献1中公开如下方法：通过使焊缝金属的化学成分最佳化而增大焊缝趾部的曲率半径，由此降低向焊缝趾部的应力集中而提高疲劳强度。

在专利文献2中公开一种焊道构造，在钢板的一面上以截面T形对接另一方的钢板的端面，在对接部分的两侧形成角焊缝焊道时，使焊道延长。

在专利文献3中公开如下内容：在对于当使平板状的部件的板面与方形部件对接时、与平板状的部件相接的方形部件的棱的全部部分进行角焊缝焊接的情况下，在方形部件的角部形成相互呈十字状交叉的直线状的焊接部分。

但是，在专利文献1～3所公开的技术中，难以期待降低向仅对图1所示那样的钢板1、2的叠合部的单侧进行焊接而形成的代表性搭接角接接头的焊缝根部5的应力集中的效果。

此外，在专利文献2所公开的技术中，通过延长焊道，能够提高焊道的焊接开始点(始端部)以及焊道的焊接结束点(终端部)的疲劳强度。但是，对于焊道的中间部的疲劳强度的提高几乎没有效果。

此外，在专利文献3所公开的技术中，在角焊缝焊道的附近单独残留的焊接开始点的数量变多。焊接开始点的焊缝趾部的形状隆起，由于该隆起角度陡峭，因此当焊接开始点单独存在时，应力容易集中于该焊接开始点。

如以上那样，在专利文献1～3所公开的技术中，在通过对板厚较薄的金属板进行角焊缝焊接来形成汽车行走部件等被反复施加载荷的焊接构造部件的情况下，难以抑制疲劳破坏的产生。

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：日本特开昭51-14844号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，在本发明中，其目的在于能够抑制通过对板厚较薄的金属部件进行角焊缝焊接而形成的焊接构造部件产生由疲劳导致的裂纹。

用于解决课题的手段

本发明的角焊缝电弧焊接头的形成方法为，对一方的金属部件的板面部分以及板厚部分的至少任意一方与另一方的金属部件的板面部分的抵接部分的端部的区域即角部、且是在至少一部分具有至少一个曲部的角部的至少一部分区域进行角焊缝电弧焊，而形成角焊缝电弧焊接头，其特征在于，通过上述角焊缝电弧焊对上述角部的包括上述曲部的区域形成角焊缝焊道，在至少一个上述曲部的一个部位或者多个部位，通过与上述角焊缝电弧焊不同的电弧焊形成加强用焊道，使该加强用焊道的焊接开始点或者焊接结束点与上述角焊缝焊道重叠，沿上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、在对除了不形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加假定施加于上述角焊缝电弧焊接头的反复载荷时、产生更大的拉伸应力的上述金属部件的方向，形成上述加强用焊道，上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中的至少一个金属部件由具有3.2mm以下的板厚的金属板形成。

本发明的角焊缝电弧焊接头，是通过对一方的金属部件的板面部分以及板厚部分的至少任意一方与另一方的金属部件的板面部分的抵接部分的端部的区域即角部、且是在至少一部分具有至少一个曲部的角部的至少一部分的区域进行角焊缝电弧焊，由此形成的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，通过上述角焊缝电弧焊对上述角部的包括上述曲部的区域形成角焊缝焊道，在至少一个上述曲部的一个部位或者多个部位，通过与上述角焊缝电弧焊不同的电弧焊形成加强用焊道，上述加强用焊道，形成为该加强用焊道的焊接开始点或者焊接结束点与上述角焊缝焊道重叠，并且沿上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、在对除了不形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加假定施加于上述角焊缝电弧焊接头的反复载荷时、产生更大的拉伸应力的上述金属部件的方向形成，上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中的至少一个金属部件由具有3.2mm以下的板厚的金属板形成。

发明的效果

根据本发明，能够抑制通过对板厚较薄的金属部件进行角焊缝焊接而形成的焊接构造部件产生由疲劳导致的裂纹。

附图说明

图1是表示搭接角接接头的截面形状的图。

图2是表示形成了搭接角接接头的试验片的图。

图3是对于不配置加强用焊道的情况和配置加强用焊道的情况，表示疲劳寿命(次)的图。

图4是表示与加强用焊道的硬度和钢部件最大硬度之差相对应的疲劳寿命(次)的图。

图5是表示焊接构造部件的第一例的图。

图6是表示焊接构造部件的第二例的图。

图7是表示焊接构造部件的第三例的图。

图8是表示焊接构造部件的第四例的图。

图9是表示焊接构造部件的第五例的图。

图10是表示焊接构造部件的第五例的图。

具体实施方式

使用附图对本发明的角焊缝电弧焊接头及其形成方法的实施方式进行详细说明。

例如，在对汽车用的薄钢板进行角焊缝焊接的情况下，从生产率的观点出发，有时仅在薄钢板的(不是表背面)单侧设置角焊缝焊道。

例如，在使一方的薄钢板的板厚部分与另一方的薄钢板的板面部分抵接而进行角焊缝焊接的情况下，一般仅对在该一方的薄钢板与另一方的薄钢板的抵接部分的两侧形成的角部中的单侧的角部进行角焊缝电弧焊(参照后述的图5～图8)。

此外，即便在使一方的薄钢板的板面部分与另一方的薄钢板的板面部分抵接而进行搭接角焊缝焊接的情况下，一般也仅对在该一方的薄钢板与另一方的薄钢板的抵接部分的两侧形成的角部中的单侧的角部进行角焊缝电弧焊(参照后述的图9、图10)。

其原因为，由于板厚较薄，所以当在对角部(接合部)的单侧(表面侧)进行了角焊缝焊接之后立即对板的相反侧(背面侧)进行角焊缝焊接时，由于钢板未完全冷却，所以存在钢板本身烧穿这种问题。

另外，角部(接合部)是指一方的金属部件的板面部分以及板厚部分中的至少任意一方与另一方的金属部件的板面部分的抵接部分的端部的区域。对这种角部(接合部)的至少一部分区域进行角焊缝电弧焊。

因此，本发明人，以仅对在使至少一方的钢部件成为板厚为3.2mm以下的薄钢板的两个钢部件的抵接部分的两侧形成的角部(接合部)中、单侧的角部(接合部)进行角焊缝焊接的焊接构造部件为对象，而进行了疲劳试验。结果，判明在这种焊接构造部件中，有时在角焊缝焊道产生疲劳裂纹。在以下的说明中，根据需要，将在两个钢部件的抵接部分的两侧形成的角部(接合部)中的单侧的角部(接合部)称作“单侧的角部(接合部)”。

如上所述，在行走件等焊接构造部件中，在部件的构造上，不是在两侧的角部(接合部)而是在单侧的角部(接合部)存在要角焊缝焊接的焊接部位。能够预想到疲劳裂纹容易在这种焊接部位产生。因此，本发明人以基本的搭接角接接头为例，对疲劳裂纹的产生原因以及用于抑制疲劳裂纹的产生的方法进行了研讨。

此处，将图1所示的仅对钢板1、2的搭接部的单侧的角部进行了角焊缝电弧焊的搭接角接接头作为研讨的对象。本发明人使用三维有限要素法，分析了在对通过角焊缝电弧焊而形成的角焊缝焊道3沿着上侧钢板1作用拉力F1且沿着下侧钢板2作用拉力F2的情况下、钢板1、2如何进行变形。

结果，可知由于上侧钢板1的中心轴(通过钢板的厚度和宽度的中心且与钢板的长度方向平行的一条线)与下侧钢板2的中心轴之间的偏移，而产生较大的弯矩，下侧钢板2在角焊缝焊道3的附近弯曲，焊缝根部5开口。可以认为这就是向焊缝根部5的应力集中提高、引起疲劳裂纹的产生的原因。

因此，本发明人对抑制下侧钢板2的弯曲的方法进行了进一步研讨。

结果，根据图2所示，确认了能够抑制疲劳裂纹的产生。即，使焊接开始点的位置与角焊缝焊道3重叠并且使焊接结束点的位置成为下侧钢板2的表面，而进行与角焊缝电弧焊不同的电弧焊，形成与角焊缝焊道3不同的电弧焊道(加强用焊道3A)。如此，加强用焊道3A作为提高对于施加上述弯矩的方向的钢板以及焊缝金属的刚性的部件发挥功能，而能够抑制下侧钢板2的弯曲。因而，能够抑制疲劳裂纹的产生。其原因为，如上所述，焊道的始端部的焊道形状成为隆起的形状，与此相对，终端部的焊道形状成为扁平，终端部的应力集中降低。

此外，使加强用焊道3A的焊接结束点处于下侧钢板2的原因为，对于上侧钢板1的表面作用压缩应力，对于下侧钢板2的表面作用拉伸应力。即，沿钢板1、2中、在对未形成加强用焊道3A的焊接构造部件施加了假定于焊接构造部件的反复载荷时、作用更大的拉伸应力的钢板的方向，形成加强用焊道3A。

另外，在各附图中，将能够观察到椭圆整体的区域的部位表示为焊接结束点。

接着，制作实际的试验片而对加强用焊道的效果进行了调查。

作为试验片，制作了如下的试验片A：在板厚2.3mm、板宽60mm的下侧钢板2上从上方以搭接量20mm搭接板厚2.3mm、板宽35mm的上侧钢板1，对搭接部进行角焊缝电弧焊，在上侧钢板1的端部形成宽度7mm、长度40mm的角焊缝焊道3。

接着，制作了如下的试验片B：在角焊缝焊道3的基础上，进一步以一部分与角焊缝焊道3的中央部重叠的方式，通过堆焊以角焊缝焊道3为焊接开始点而形成长度10mm、宽度6mm的加强用焊道3A(参照图2)。

实施这些试验片A、B的疲劳试验。

结果，如图3所示，能够确认在角焊缝焊道的途中形成了加强用焊道的情况下，接头的疲劳强度提高。

此外，对基于加强用焊道与钢板的硬度(维氏硬度)的大小关系的疲劳寿命的变化进行了调查。

使用硬度为182Hv的钢板1、2，并且使用硬度Hw为150Hv的焊缝金属，形成与上述试验片A相同的试验片C而实施了疲劳试验。

此外，使用硬度为192Hv的钢板1、2，并且使用硬度Hw分别为150、183、270的焊缝金属，形成与上述试验片B相同的试验片D、E、F而实施了疲劳试验。

结果，如图4所示，可知通过赋予加强用焊道能够提高疲劳寿命，并且，当加强用焊道的硬度Hw大于钢部件最大硬度Hb时，疲劳寿命进一步提高。

另外，图4中的“-36”、“1”以及“88”表示从加强用焊道的硬度Hw减去钢部件最大硬度Hb而得到的值。此外，关于钢板最大硬度Hb以及加强用焊道的硬度Hw将后述。

此外，如T形截面的焊接接头那样，对板厚部分与板面部分接合而形成的角焊缝电弧焊接头的角部进行焊接的焊接接头较为普遍。在该情况下，根据钢部件的形状，有时也只能对单侧的角部进行焊接。本发明人确认到：即便在仅对这种角焊缝电弧焊接头的单侧的角部进行角焊缝电弧焊的情况下，也能够与搭接角焊缝电弧焊同样地进行处理。

由于如以上那样确认到了加强用焊道的效果，因此接着对将通过该加强用焊道来提高钢部件的刚性的方法应用于焊接构造部件的角焊缝焊接的情况进行了研讨。

在汽车用的焊接构造部件、尤其是行走用的焊接构造部件中，将上述试验片那样的板与板简单地进行搭接角焊缝焊接的焊接构造部件等较少，存在各种形状的部件，此外，反复载荷被施加的方向也各种各样。对针对这种焊接构造部件有效的加强用焊道的形成方法进行了研讨的结果，判明了：在按照一笔画出的要领来形成的角焊缝焊道的区域中、焊接线弯曲的部分即曲部的区域(第一区域)的一个部位或者多个部位形成加强用焊道是有效的。

尤其是，判明了：在按照一笔画出的要领来形成的角焊缝焊道的区域中、焊接线的弯折部以及弯曲部的至少任一方的区域(第二区域)的一个部位或者多个部位形成加强用焊道是有效的。

此外，判明了：在角焊缝焊道的焊接开始点与焊接结束点未连结，而角焊缝焊道的焊接开始点与焊接结束点处于不同位置的情况下，在上述第一区域或者第二区域中、与角焊缝焊道的焊接开始点相比最大主应力的大小(拉伸应力)更大的区域(第三区域)的一个部位或者多个部位形成加强用焊道是有效的。

尤其是，判明了：在使角焊缝焊道的焊接开始点侧从钢材的角部延长的情况下，在这种第三区域的一个部位或者多个部位形成加强用焊道是有效的。

此外，判明了：在上述第一区域、第二区域或者第三区域中、当将假定施加于未形成加强用焊道的焊接构造部件的反复载荷施加于该焊接构造部件时、最先产生疲劳裂纹的区域(第四区域)形成加强用焊道是有效的。最先产生疲劳裂纹的部位对应于最大主应力的大小成为最大(拉伸应力最大)的部位。

尤其是，在角焊缝焊道的焊接线的曲率为一定的情况下，在这种第四区域形成加强用焊道是有效的。

例如，通过利用了三维CAD的FEM应力分析，来求出反复载荷加载于焊接构造部件时的应力的分布，由此能够得到角焊缝焊道的应力。此外，通过使用实际的焊接构造部件来进行应力施加试验，并在此时使用应变仪等来调查应变的分布，由此也能够得到角焊缝焊道的应力。

以下，使用图5～10所示的焊接构造部件对将加强用焊道应用于角接焊道的情况下的具体例进行说明。另外，在这些例子中，在各附图所示的空白箭头的方向上施加反复载荷。

图5是表示焊接构造部件的第一例的图。

通过使槽形件(槽钢)51的一端部与使用了方形钢管的箱形件52的一个侧面(表面)抵接，并仅对所抵接的部分中、处于槽形件51的板面外侧的部分进行角焊缝焊接，由此形成图5所示的焊接构造部件50。

如图5所示，在形成角焊缝焊道53时，不将槽形件51与箱形件52的抵接部且处于槽形件51的板面外侧的抵接部的一端的区域作为焊接开始点，而将与该区域相比沿抵接部从该区域离开一定距离的部位作为焊接开始点，而形成延长焊道54，之后连续地形成角焊缝焊道53。同样地，不将该抵接部的另一端的区域作为焊接结束点，而将与该区域相比沿该抵接部从该区域离开一定距离的部位作为焊接结束点，而形成角焊缝焊道53，之后连续地形成延长焊道。

形成于焊接构造部件50的角焊缝焊道53，在其途中具有两个弯折部。此处，当将假定施加于焊接构造部件50的反复载荷施加于未形成加强用焊道的焊接构造部件50时，该弯折部(槽形件(槽钢)51的拐角部)的最大主应力的大小大于角焊缝焊道53(延长焊道)的焊接开始位置的最大主应力的大小。

此外，在此处，在将假定施加于焊接构造部件50的反复载荷施加于未形成加强用焊道的焊接构造部件50时，最先产生疲劳裂纹的部位为该弯折部。

因此，在此处，以角焊缝焊道53的两处弯折部成为焊接开始点、箱形件52的表面成为焊接结束点的方式，分别形成加强用焊道55A、55B。只要在一个部位各形成一个加强用焊道就足够。

图6是表示焊接构造部件的第二例的图。

通过使槽形件(将一端与管材的形状相匹配地加工了的槽钢)61的该一端部，与使用了圆形钢管的管状的箱形件62的表面抵接，并仅对所抵接的部分中、处于槽形件61的板面外侧的部分进行角焊缝焊接，由此形成图6所示的焊接构造部件60。

如图6所示，在形成角焊缝焊道63时，不将槽形件61与箱形件62的抵接部且处于槽形件61的板面外侧的抵接部的一端的区域作为焊接开始点，而将与该区域相比沿抵接部从该区域离开一定距离的部位作为焊接开始点，在形成了延长焊道64之后，连续地形成角焊缝焊道63。同样地，不将该抵接部的另一端的区域作为焊接结束点，而将与该区域相比沿抵接部从该区域离开一定距离的部位作为焊接结束点，在形成了角焊缝焊道63之后，连续地形成延长焊道。

与图5所示的焊道53同样，形成于焊接构造部件60的角焊缝焊道63也在途中具有两个弯折部。因此，在此处，以角焊缝焊道63的两处弯折部的位置成为焊接开始点、箱形件62的表面成为焊接结束点的方式，分别形成加强用焊道65A、65B。只要在一个部位各形成一个加强用焊道就足够。此外，在角焊缝焊道63存在具有与箱形件62的曲率相同的曲率(大于0的一定的曲率)的区域。在焊接构造部件60中，弯折部的最大主应力的大小大于该区域的最大主应力的大小，此处，在该区域未形成加强用焊道。

图7是表示焊接构造部件的第三例的图。

通过将使用了圆形钢管的管状的槽形件71的一端部与使用了方形钢管的箱形件72的一个侧面(表面)抵接，并仅对所抵接的部分中、处于槽形件71的板面外侧的部分进行角焊缝焊接，由此形成图7所示的焊接构造部件70。

如图7所示，角焊缝焊道73的焊接开始点和焊接结束点相连结，在角焊缝焊道73不(独立地)存在始端部和终端部。

形成于焊接构造部件70的角焊缝焊道73具有与槽形件71的曲率大致相同的曲率(大于0的一定的曲率)。因此，以在将假定施加于焊接构造部件70的反复载荷施加于未形成加强用焊道的焊接构造部件70时最先产生疲劳裂纹的部位成为焊接开始点、箱形件72的表面成为焊接结束点的方式，形成加强用焊道74。具体而言，在此处，将与被施加载荷的一侧正相反的部位作为加强用焊道74的焊接开始点。只要在一个部位各形成一个加强用焊道就足够。

此外，在图7中，在角焊缝焊道73上配置有一个加强用焊道74。但是，为了进一步提高强度，例如也可以从加强用焊道74隔开一定距离，而在加强用焊道74的两侧分别各配置一个、合计配置两个加强用焊道。

图8是表示焊接构造部件的第四例的图。

通过使对薄钢板进行成形而成为上面和下面开口的中空长方体形状的槽形件81的一端部、与使用了方形钢管的箱形件82的一个侧面(表面)抵接，并仅对所抵接的部分中、处于槽形件81的板面外侧的部分进行角焊缝焊接，由此形成图8所示的焊接构造部件80。

如图8所示，角焊缝焊道83的焊接开始点和焊接结束点相连结，在角焊缝焊道83不(独立地)存在始端部和终端部。

形成于焊接构造部件80的角焊缝焊道83在途中具有四个弯折部。在此处，在将假定施加于焊接构造部件80的反复载荷施加于未形成加强用焊道的焊接构造部件80时最先产生疲劳裂纹的部位，为该弯折部。

因此，在此处，以角焊缝焊道83的四处弯折部的位置成为焊接开始点、箱形件82的表面成为焊接结束点的方式，分别形成加强用焊道84A、84B、84C。只要在一个部位各形成一个加强用焊道就足够。

此处，根据后述的实施例(表2的试验片记号C9、D12、C10等)的结果，本发明人发现：在进行角焊缝电弧焊来焊接的钢部件的至少一方的钢部件由板厚3.2mm以下的钢板形成的焊接构造部件中，当使加强用焊道的焊接开始位置不处于角焊缝焊道侧而处于箱形件侧时，即便形成加强用焊道，有时疲劳寿命也不提高反而降低。即，本发明人发现：当加强用焊道的焊接开始位置在角焊缝焊道附近的区域不与其他焊道相交而单独地存在时，即便形成加强用焊道，有时疲劳寿命也不提高反而降低。

因此，在本实施方式中，如上所述，原则为：以加强用焊道的焊接开始位置在角焊缝焊道附近的区域不会不与其他焊道相交而单独地存在、并且焊接开始点或者焊接结束点位于与角焊缝焊道重叠的区域且是角部的弯曲的区域(曲部)的方式，形成加强用焊道。

此外，在专利文献3所记载的技术中，按照一笔画出的要领来形成从角部延长的焊道和角部的焊道(即，这些焊道通过同一次电弧焊来形成)。因此，在角焊缝焊道附近的位置，不与其他焊道相交而单独地存在的焊接开始点的数量需要以上地变多。

与此相对，在本实施方式中，在通过一次焊接作业而按照一笔画出的要领来形成的角焊缝焊道的焊接开始点到焊接结束点之间的区域且是角部的弯曲的区域(曲部)，形成加强用焊道。

此外，分别进行角焊缝焊道的焊接作业和加强用焊道的焊接作业。即，通过不同的电弧焊来形成角焊缝焊道和加强用焊道，以与角焊缝焊道重叠的方式形成的加强用焊道的焊接开始点或者焊接结束点，以与角焊缝焊道相区别的状态残留。

通过如以上那样，能够提高加强用焊道的焊接开始点以及焊接结束点的位置的自由度。因而，能够抑制在角焊缝焊道附近的位置不与其他焊道相交而单独地存在的焊接开始点的数量需要以上地变多。

以上的图5～图8表示一方的钢部件的板厚部分与另一方的钢部件的板面部分相互接合的角焊缝电弧焊接头的例子。

图9是表示焊接构造部件的第五例的图。

通过将槽形件(被加工为两侧的凸缘部的前端部分别以一定的曲率弯曲的槽钢)91两侧的凸缘部的背面安装于箱形件92的相互对置的侧面，并对凸缘部的前端部进行搭接角焊缝焊接，由此形成图9所示的焊接构造部件90。如图9所示，在形成角焊缝焊道93时，不将凸缘部的前端部与基端部的边界(上述弯曲的区域与其他区域的边界)的一端的区域作为焊接开始点，而将与该区域相比沿该弯曲的区域的曲率从该区域离开一定距离的部位作为焊接开始点，而形成延长焊道94A，之后连续地形成角焊缝焊道93。同样地，不将凸缘部的前端部与基端部的边界的另一端的区域作为焊接结束点，而将与该区域相比沿上述弯曲的区域的曲率从该区域离开一定距离的部位作为焊接结束点，而形成角焊缝焊道93，之后连续地形成延长焊道94B。

形成于焊接构造部件90的角焊缝焊道93具有与槽形件91的凸缘部的前端部的曲率大致相同的曲率(大于0的一定的曲率)。因此，以将假定施加于焊接构造部件90的反复载荷施加于未形成加强用焊道的焊接构造部件90时最先产生疲劳裂纹的部位成为焊接开始点、箱形件92的表面成为焊接结束点的方式，形成加强用焊道95。具体而言，在此处，将角焊缝焊道93的沿着焊接线的方向的中央部(最深部)作为加强用焊道95的焊接开始点。只要在一个部位各形成一个加强用焊道就足够。

此外，在图9中，在角焊缝焊道93的最深部配置有一个加强用焊道95。但是，为了进一步提高强度，例如也可以在角焊缝焊道95的全长的1/3和2/3的长度位置的附近，分别各配置一个、合计配置两个加强用焊道。

如上所述，与角焊缝焊道93、延长焊道94A、94B以及加强用焊道95同样，在槽形件91的凸缘部的相反侧也形成有搭接角焊缝焊道、延长焊道以及加强用焊道。

图9表示一方的钢部件与另一方的钢部件的板面部分彼此相互接合的角焊缝电弧焊接头(搭接角焊缝电弧焊接头)的例子。

图10是表示焊接构造部件的第六例的图。

通过使用了方形钢管的箱形件52、以及方形钢管的前端部的相互对置的两组面中的一组面被与箱形件52的形状相匹配地切除的凸缘件51，来构成图10所示的焊接构造部件100。以凸缘件51的前端部的未被切除的部分的背面与箱形件52的表面抵接、并且凸缘件51的前端部被切除的部分的板厚部分与箱形件52的表面抵接的方式，组合箱形件52和凸缘件51，并通过对抵接部进行角焊缝焊接来形成焊接构造部件100。

形成于焊接构造部件100的角焊缝焊道103在其途中具有弯折部。在将假定施加于焊接构造部件100的反复载荷施加于未形成加强用焊道的焊接构造部件100时最先产生疲劳裂纹的部位，是凸缘件51的前端部被切除的部分的板厚部分与箱形件52的表面抵接的角部的弯折部。

因此，在此处，以角焊缝焊道103的这两处弯折部的位置成为焊接开始点、箱形件102的表面成为焊接结束点的方式，分别形成加强用焊道104A、104B。只要在一个部位各形成一个加强用焊道就足够。

图10表示一方的钢材的板面部分和板厚部分的双方与另一方的钢材的板面部分接合的角焊缝电弧焊接头的例子。此外，如图10所示，也可以不对角部的弯折部的全部形成加强用焊道。

以上，对本实施方式的基本事项进行了说明，但对于构成本实施方式的各个要件、优选要件进一步进行详细说明。

(焊接构造部件)

在本实施方式中，将进行角焊缝电弧焊来焊接的钢部件的至少一方的钢部件由板厚3.2mm以下的钢板形成的焊接构造部件(角焊缝电弧焊接头)作为对象。此外，将被施加振动载荷那样的反复载荷的焊接构造部件(角焊缝电弧焊接头)作为对象。

这是因为，这种焊接构造部件在角接焊道的焊缝趾部或者焊缝根部容易产生疲劳裂纹，而要求通过简单的方法来提高疲劳强度。

此外，将角部具有至少一个曲部的焊接构造部件作为对象。并且，将以包括至少一个该曲部的方式按照一笔画出的要领来形成角焊缝焊道的焊接构造部件作为对象。该曲部既可以是弯折部也可以是弯曲部。此外，曲部的曲率既可以一定也可以变化。此外，按照一笔画出的要领来形成的角焊缝焊道存在至少一个即可，形成于一个焊接构造部件的角焊缝焊道的数量可以是一个也可以是多个。

根据这种焊接构造部件，通过使用形成角焊缝焊道所使用的焊机以及焊缝材料，在角焊缝焊接之后接着进行加强用焊道的焊接，由此能够简单地提高焊接构造部件的疲劳强度。

(加强用焊道的配置方式)

加强用焊道的焊接开始位置或者焊接结束位置，需要形成为与角焊缝焊道重叠。其原因为，当加强用焊道与角焊缝焊道分离地形成时，不能够作为提高钢板的刚性的部件发挥功能。

在本实施方式中，原则为：将与角焊缝焊道重叠的位置作为焊接开始点，并且将构成角部(接合部)的钢部件中、在表面上作用更大的拉伸应力的钢部件的表面作为焊接结束点，而形成加强用焊道。其原因为，如上所述那样，在焊接开始点，焊缝趾部的形状隆起且隆起的角度陡峭，因此容易产生应力集中。

其中，在相对于两个独立的角焊缝焊道共用加强用焊道的情况下，加强用焊道的焊接开始点与一方的角焊缝焊道重叠，焊接结束点与另一方的角焊缝焊道重叠。即，只要使加强用焊道的焊接开始点和焊接结束点的某一个与角焊缝焊道重叠、且加强用焊道的焊接开始点不会不与其他焊道相交而单独地存在即可。其原因为，通过如此，能够抑制加强用焊道的焊接开始点的位置的焊道形状隆起。

此外，在焊接构造部件中，在存在即便被施加反复载荷也几乎不产生应力那样的部位、即便被施加反复载荷而产生应力也无需担心断裂的部位的情况下，也可以将该部位作为加强用焊道的焊接开始点。在这种情况下，加强用焊道的焊接开始点不与其他焊道相交而单独地存在。其原因为，如果将这种部位作为加强用焊道的焊接开始点，则即便该部位的焊道形状隆起，也不会对角焊缝电弧焊接头的疲劳强度产生较大的影响。

此外，即可以将加强用焊道形成在角接焊道上，也能够在角焊缝焊接之前预先配置与加强用焊道相当的焊道，并在其上配置角焊缝焊道。即，只要使加强用焊道的焊接开始位置或者焊接结束位置与角焊缝焊道重叠，则加强用焊道既可以在角焊缝焊道之上也可以在角焊缝焊道之下。

另一方面，在本实施方式中，原则为：使加强用焊道的焊接结束点，如上所述，为构成角部(接合部)的钢部件中、在对焊接构造部件施加了反复载荷时作用更大的拉伸应力的钢板的区域。其原因为，在焊接结束点，焊道形状变为扁平，因此难以产生应力集中。

以具有上述第一区域为前提，加强用焊道相对于角焊缝焊道的配置位置成为第二区域、第三区域以及第四区域中的至少任一个区域的一个部位或者多个部位。此外，只要在这种区域配置加强用焊道，则也可以在其他区域配置加强用焊道。

(加强用焊道的长度La)

加强用焊道的长度La优选满足下述(A)的条件。

(A)加强用焊道的长度La≥角焊缝焊道的宽度W×2

此处，加强用焊道的长度La是以角焊缝焊道与加强用焊道的接点为起点、到加强用焊道的熔融端为止的长度。

在加强用焊道的长度La较短的情况下，无法充分提高钢部件的刚性，而无法发挥提高焊接接头的疲劳强度的功能。只要从角焊缝焊道的焊缝趾部突出的加强用焊道的长度La为角焊缝焊道的宽度W以上，则能够根据施加于焊接构造部件的载荷的程度而发挥提高疲劳强度的功能，但为了进一步提高刚性，优选使加强用焊道的长度为角焊缝焊道的宽度W的2倍以上。

此外，加强用焊道的长度La的上限受到通过焊接来制造的钢产品的形状·构造的限制。例如，当将角焊缝焊道的长度设为L时，能够使加强用焊道的长度La为不足0.5×L。

(加强用焊道的高度Ha)

加强用焊道从钢部件的表面起的高度Ha优选为，相对于形成加强用焊道的钢部件的厚度t(mm)满足下述(B)的条件。

(B)加强用焊道的高度Ha≥钢部件的厚度t×0.5

当加强用焊道的高度Ha不足形成加强用焊道的钢部件的厚度t的0.5倍(＝t/2)时，无法充分发挥作为加强用焊道的功能。加强用焊道的高度Ha越大则其效果越大，但为了避免对钢板的穿透、焊穿而自然地存在极限。因而，在现实中，使加强用焊道的高度Ha为形成加强用焊道的钢部件的厚度t以下。

(加强用焊道的宽度Wa)

此外，加强用焊道的宽度Wa优选满足下述(C)的条件。

(C)加强用焊道的宽度Wa≥角焊缝焊道的宽度W×0.5

当加强用焊道的宽度Wa不足角焊缝焊道的宽度W的0.5倍(W/2)时，无法充分发挥作为加强用焊道的功能。加强用焊道的宽度Wa的上限并没有特别确定，但与加强用焊道的高度Ha同样，需要在不穿透、焊穿的范围内形成加强用焊道，因此从该观点出发自然地确定。

另外，汽车用的焊接构造部件的焊接通过基于机器人的自动焊接来进行，因此直接使用对角焊缝焊道进行施工的焊机以及焊缝材料来形成加强用焊道是较有效的，在该条件下能够获得使疲劳特性充分提高的效果。但是，根据焊接构造部件的不同而所要求的疲劳强度也不同，因此加强用焊道的长度、宽度以及高度优选在上述范围内进行选择。

(加强用焊道的硬度Hw)

加强用焊道的硬度、即加强用焊道的焊缝金属的硬度Hw优选为，相对于要设置加强用焊道的钢部件的钢板最大硬度Hb满足下述(D)的条件。

(D)加强用焊道的焊缝金属的硬度Hw＞钢板最大硬度Hb

当加强用焊道的焊缝金属的硬度Hw大于钢板最大硬度Hb时，能够抑制应变向焊接焊缝趾部集中，能够提高疲劳寿命(次数)。

加强用焊道的焊缝金属的硬度Hw如以下那样进行测定。首先，将焊接构造部件的形成了加强用焊道的部分，在加强用焊道的长度方向的中央相对于焊接线垂直地切割，并对切割面进行研磨。然后，在该切割面的位置且是从钢板(母材)表面向板厚方向为0.2mm深度的位置，沿与钢板(母材)表面平行的方向测定硬度。具体而言，将该位置处的熔融边界的一点作为起点，沿焊缝金属方向以0.2mm间隔通过维氏硬度计测定5个点的维氏硬度，并计算出测定值的算术平均值。另外，通过将熔融边界的硬度除外的5个点来计算平均值。在测定时施加的载荷优选为1kgf。

钢板最高硬度Hb如以下那样进行测定。首先，将焊接构造部件的形成了加强用焊道的部分，在加强用焊道的长度方向的中央相对于焊接线垂直地切割，并对切割面进行研磨。然后，在该切割面的位置且是从钢板(母材)表面向板厚方向为0.2mm深度的位置，沿与钢板(母材)表面平行的方向测定硬度。具体而言，将该位置处的熔融边界的一点作为起点，沿母材方向以0.2mm间隔从熔融边界起到离开10mm的位置为止通过维氏硬度计测定维氏硬度，将其中最大的值作为钢板最高硬度Hb。另外，在求出钢板最高硬度Hb时，将熔融边界的硬度除外。在测定时施加的载荷优选为1kgf。此外，使对加强用焊道的焊缝金属的硬度Hw(维氏硬度)进行测定时的起点与对钢板最高硬度Hb(维氏硬度)进行测定时的起点一致，并且，使对加强用焊道的焊缝金属的硬度Hw(维氏硬度)进行测定的方向与对钢板最高硬度Hb(维氏硬度)进行测定的方向为相互相反方向(这些方向所成的角度为180°)。

(加强用焊道的角度)

加强用焊道的角度γ优选满足下述(E)的条件。

(E)45°≤加强用焊道的角度γ≤135°

为了使加强用焊道发挥提高钢板的刚性、抑制弯曲的功能，加强用焊道的角度γ优选为45～135°。当角度γ不足45°或者超过135°时，加强用焊道的上述功能降低。

此处，在如图5～图9所示那样形成加强用焊道的情况(角部(接合部)的曲部在箱形件52、62、72、82、92的一个面上构成的情况)下，加强用焊道的角度γ是相对于角焊缝焊道与加强用焊道重叠的点处的切线的角度。

另一方面，在如图10所示那样形成加强用焊道的情况(角部(接合部)的曲部在箱形件102的连续的两个面上构成的情况)下，加强用焊道的角度是这两个面中形成有加强用焊道的面的角焊缝焊道与加强用焊道所成的角度。

(其他要件)

角焊缝焊道的施工时、加强用焊道的施工时的电弧焊条件、所使用的焊条的组成，按照常规即可，并不限定于特定的条件、组成。其中，如上所述，在生产上优选使用相同的焊接设备来连续地进行角焊缝焊道的施工和加强用焊道的施工。但是，只要能够保证加强用焊道的提高钢板刚性的功能，则两者的焊接条件、所使用的焊条的组成也可以不同。

此外，在焊接接头中，为了以与角焊缝焊道重叠的方式形成加强用焊道，在焊接接头的周边需要存在能够以所需要的角度、以及所需要的长度、高度、宽度来形成加强用焊道的区域。

如以上那样，在本实施方式中，即使在焊接构造部件被反复施加振动应力的情况下，通过赋予加强用焊道这种简单的方法，就能够显著地抑制疲劳破坏的产生。

如以上那样，仅通过赋予加强用焊道就能够大幅度提高钢部件的疲劳强度。其中，当将降低焊接的开始点以及结束点处的应力集中的施工与加强用焊道的施工组合时，能够得到进一步提高了疲劳强度的接头。例如，如图5、图6、图9所示，能够将角焊缝焊道从角部延长，并将角焊缝焊道的焊接开始点和焊接结束点分别配置在与角部离开的位置(即，形成上述延长焊道)，在此基础上赋予加强用焊道。但是，这种角焊缝焊道的延长并不一定需要。

此外，本发明人确认到，即便是钢部件以外的金属部件，也能够应用本实施方式的方法。例如，能够代替钢部件，而对铝部件或者不锈钢部件应用本实施方式的方法。此外，本发明人确认到，对于不同种类的金属部件也能够应用本实施方式的方法。

另外，以上说明的本发明的实施方式，都只不过是实施本发明时的具体化的例子，并应该根据这些实施方式来限定地解释本发明的技术范围。即，本发明能够不脱离其技术思想或者其主要特征地以各种方式加以实施。

实施例

接着，对本发明的实施例进行说明。实施例中的条件是为了确认本发明的实施可能性以及效果而采用的一个条件例，本发明并不限定于这一个条件例。本发明只要不脱离本发明的主旨而实现本发明的目的，便能够采用各种条件。

制作了图5～图10所示的形状的焊接构造部件50、60、70、80、90、100。此外，制作了除了将加强用焊道的焊接开始点与焊接结束点进行了交换之外、与图5～图10所示的形状的焊接构造部件50、60、70、80、90、100相同的焊接构造部件。此外，制作了除了未形成加强用焊道之外、与图5～图10所示的形状的焊接构造部件50、60、70、80、90、100相同的焊接构造部件。

然后，对这些焊接构造部件进行疲劳试验。

表1中示出焊接构造部件所使用的钢部件和焊缝材料。在表1中，使用钢材A以及钢材B这两个种类的钢部件。另外，作为钢板A以及钢板B，分别准备了两种板厚(2.3mm、2.6mm)的钢板。此外，使用焊条A以及焊条B这两个种类的焊缝材料。焊条A以及焊条B的直径为1.2mm。

[表1]

在本实施例中，图5所示的箱形件52的大小为300mm×150mm×50mm。槽形件51的大小为凸缘宽度80mm×腹板宽度75mm×高度80mm。

在本实施例中，图6所示的箱形件62的大小为直径150mm×高度(轴向长度)300mm。槽形件61的大小为凸缘宽度80mm×角部(接合部)的腹板宽度75mm×高度(最大值)80mm。

在本实施例中，图7所示的箱形件72的大小为300mm×100mm×50mm。槽形部件71的大小为直径50mm×高度(轴向长度)150mm。

在本实施例中，图8所示的箱形件82的大小为300mm×150mm×50mm。槽形件81的大小为180mm×75mm×56mm。

在本实施例中，图9所示的箱形件92的大小为300mm×100mm×50mm。槽形件91的大小为凸缘宽度75mm×腹板宽度105mm×高度80mm。槽形件81的凸缘前端的曲率半径为50mm。

在本实施例中，图10所示的箱形件102的大小为300mm×100mm×50mm。槽形件101是将180mm×75mm×56mm的方形钢管的长度为56mm的部分从前端切除30mm而得到。

在将加强用焊道的焊接开始点(表2的加强用焊道的开始位置)设置在角焊缝焊道上的情况下以及设置在箱形件上的情况下，分别形成加强用焊道。

此外，在将加强用焊道的焊接开始点设置在角焊缝焊道上并且将加强用焊道的焊接结束点(表2～表12的加强用焊道的结束位置)设置在箱形件上的情况下、以及将加强用焊道的焊接开始点设置在角焊缝焊道上并且将加强用焊道的焊接结束点设置在槽形件上的情况下，分别形成加强用焊道。

此外，在将加强用焊道形成于角部(接合部)的曲部的情况下以及形成于角部的直线部的情况下，分别形成加强用焊道。

此外，改变加强用焊道的长度La、加强用焊道的高度Ha以及加强用焊道的宽度Wa，而形成加强用焊道。

焊接条件如下所述。

＜共通的焊接条件＞

＜角焊缝焊道的形成条件＞

＜加强用焊道的形成条件＞

以载荷的方向成为图5～图10的空白箭头所示的方向的方式，通过电-液式疲劳试验装置把持所制作的试验片的一方的钢部件(箱形件)以及另一方的钢部件(槽形件)，使载荷范围为一定(应力范围一定)，使载荷比为-1，使反复频率为5Hz，而进行疲劳试验。

加强用焊道的硬度Hw和钢板最大硬度Hb分别通过上述方法测定。

基于表2～表12对实施例的效果进行说明。

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

[表11]

[表12]

试验片记号C1、C5、C7、C9、C11、C14分别是对于图5、图6、图7、图8、图9、图10所示的焊接构造部件50、60、70、80、90、100未形成加强用焊道的焊接构造部件的结果。以这些焊接构造部件的疲劳寿命为基准，验证了加强用焊道的效果。以表2～表12的“作为基准的试验片记号”所记载的试验片记号的疲劳寿命为基准，来计算“疲劳寿命提高率”。在本实施例中，在“疲劳寿命提高率”超过120％的情况下，判定为存在由加强用焊道带来的效果。

D1～D9以图5所示的焊接构造部件50为对象而评价了加强用焊道的效果。在焊接构造部件50中，当未形成加强用焊道时，在角焊缝焊道53的弯折部的箱形件52侧的焊接焊缝趾部产生裂纹(参照C1的“裂纹产生位置”)。因此，需要通过加强用焊道55A、55B来提高该部位的疲劳寿命。因此，将角焊缝焊道53的弯折部的位置作为焊接开始位置，将箱形件52的表面作为焊接结束位置，而形成了加强用焊道55A、55B(参照D1～D9的“加强用焊道的开始位置”的“角焊缝焊道角”、“加强用焊道的结束位置”的“箱形件上”)。

如D1～D9所示，通过如以上那样形成加强用焊道55A、55B，由此疲劳寿命增加，裂纹的产生位置从角焊缝焊道53的焊缝趾部变化为加强用焊道55A、55B的终端部(参照D1～D9的“裂纹产生位置”的“加强用焊道终端部”)。

此外，如D1～D3、D8所示，当不满足上述(A)～(E)的条件时，成为疲劳寿命的提高量降低的倾向。

具体而言，在D1中，加强用焊道的长度La不为角焊缝焊道的宽度W的2倍以上(D1的“La/W”未成为200％以上，不满足(A)的条件)。在D2中，加强用焊道的角度γ不在45°～135°的范围内(D2的“加强用焊道的角度”未成为45°～135°，不满足(E)的条件)。在D3中，加强用焊道的高度Ha不为形成加强用焊道的钢部件的厚度t的0.5倍以上，且加强用焊道的宽度Wa不为角焊缝焊道的宽度W的0.5倍以上(D3的“Ha/t”未成为50％以上而不满足(B)的条件，并且D3的“Wa/W”未成为50％以上而不满足(C)的条件)。在D8中，产生裂纹的箱形件的最大硬度(钢板最大硬度Hb)未超过加强用焊道(焊缝金属)的硬度Hw(D8的“加强用焊道焊缝金属硬度Hw”未超过“箱形件最大硬度Hb”，而不满足(D)的条件)。但是，在任一情况下，疲劳寿命提高率都超过120％。

D10以图6所示的焊接构造部件60为对象而评价了加强用焊道的效果。在焊接构造部件60中，当未形成加强用焊道时，在角焊缝焊道63的弯折部的箱形件62侧的焊接焊缝趾部产生裂纹(参照C5的“裂纹产生位置”)。因此，需要通过加强用焊道65A、65B来提高该部位的疲劳寿命。因此，将角焊缝焊道63的弯折部作为焊接开始位置，将箱形件62的表面作为焊接结束位置，而形成加强用焊道65A、65B(参照D10的“加强用焊道的开始位置”的“角焊缝焊道角”、“加强用焊道的结束位置”的“箱形件上”)。

如D10所示，通过如以上那样形成加强用焊道65A、65B，由此疲劳寿命增加，裂纹的产生位置从角焊缝焊道63的焊缝趾部变化为加强用焊道65A、65B的终端部(参照D10的“裂纹产生位置”的“加强用焊道终端部”)。

另外，虽然在表中未示出，但确认到：在图6所示的焊接构造部件60中，当未满足上述(A)～(E)的条件时，也成为疲劳寿命的提高量降低的倾向。

D11以图7所示的焊接构造部件70为对象而评价了加强用焊道的效果。在焊接构造部件70中，当未形成加强用焊道时，在角焊缝焊道73的与被施加载荷的点正相反的部位的箱形件72侧的焊接焊缝趾部产生裂纹(参照C7的“裂纹产生位置”)。因此，将角焊缝焊道73的该部位作为焊接开始位置，将箱形件62的表面作为焊接结束位置，形成加强用焊道74(参照D11的“加强用焊道的开始位置”的“角焊缝焊道上”、“加强用焊道的结束位置”的“箱形件上”)。

如D11所示，通过如以上那样形成加强用焊道74，由此疲劳寿命增加，裂纹的产生位置从角焊缝焊道73的焊缝趾部变化为加强用焊道74的终端部(参照D11的“裂纹产生位置”的“加强用焊道终端部”)。

另外，虽然在表中未示出，但确认到：在图7所示的焊接构造部件70中，当未满足上述(A)～(E)的条件时，也成为疲劳寿命的提高量降低的倾向。

D12以图8所示的焊接构造部件80为对象而评价了加强用焊道的效果。在焊接构造部件80中，当未形成加强用焊道时，在角焊缝焊道83的弯折部的箱形件82侧的焊接焊缝趾部产生裂纹(参照C9的“裂纹产生位置”)。因此，需要通过加强用焊道84A、4B、84C来提高该部位的疲劳寿命。因此，将角焊缝焊道83的弯折部作为焊接开始位置，将箱形件82的表面作为焊接结束位置，形成加强用焊道84A、84B、84C(参照D12的“加强用焊道的开始位置”的“角焊缝焊道角”、“加强用焊道的结束位置”的“箱形件上”)。另外，在图8中被隐藏而看不到的另一个弯折部，也与其他加强用焊道同样地形成加强用焊道。

如D12所示那样，通过如以上那样形成加强用焊道84A、84B、84C，由此疲劳寿命增加，裂纹的产生位置从角焊缝焊道83的焊缝趾部变化为角焊缝焊道53的焊缝根部(参照D12的“裂纹产生位置”的“加强用焊道终端部”)。

另外，虽然在表中未示出，但确认到：在图8所示的焊接构造部件80中，当未满足上述(A)～(E)的条件时，也成为疲劳寿命的提高量降低的倾向。

D13～D20以图9所示的焊接构造部件90为对象而评价了加强用焊道的效果。在焊接构造部件90中，当未形成加强用焊道时，在角焊缝焊道93的沿着焊接线的方向的中央部，从焊缝根部产生裂纹(参照C11的“裂纹产生位置”)。因此，需要通过加强用焊道95来提高该部位的疲劳寿命。因此，将角焊缝焊道93的沿着焊接线的方向的中央部作为焊接开始位置，将箱形件92的表面作为焊接结束位置，形成加强用焊道95(参照D13～D20的“加强用焊道的开始位置”的“角焊缝焊道上”、“加强用焊道的结束位置”的“箱形件上”)。

如D13～D20所示，通过如以上那样形成加强用焊道95，由此疲劳寿命增加，裂纹的产生位置从角焊缝焊道93的中央部的焊缝根部侧变化为加强用焊道95的终端部(参照D13～D20的“裂纹产生位置”的“加强用焊道终端部”)。

此外，如D13～D15、D19所示，当未满足上述(A)～(E)的条件时，成为疲劳寿命的提高量降低的倾向。

具体而言，在D13中，加强用焊道的长度La不为角焊缝焊道的宽度W的2倍以上(D13的“La/W”未成为200％以上，而不满足(A)的条件)。在D14中，加强用焊道的角度γ不在45°～135°的范围内(D14的“La/W”未成为200％以上，而不满足(E)的条件)。在D15中，加强用焊道的高度Ha不为形成加强用焊道的钢部件的厚度t的0.5倍以上，且加强用焊道的宽度Wa不为角焊缝焊道的宽度W的0.5倍以上(D15的“Ha/t”未成为50％以上而不满足(B)的条件，并且D15的“Wa/W”未成为50％以上而不满足(C)的条件)。在D19中，产生裂纹的箱形件的最大硬度(钢板最大硬度Hb)未超过加强用焊道(焊缝金属)的硬度Hw(D19的“加强用焊道焊缝金属硬度Hw”未超过“箱形件最大硬度Hb”，而不满足(D)的条件)。但是，在任一情况下，疲劳寿命提高率都超过了120％。

D21以图10所示的焊接构造部件100为对象而评价了加强用焊道的效果。在焊接构造部件100中，当未形成加强用焊道时，在角焊缝焊道103的弯折部中、与槽形件101的板面部分抵接的弯折部的箱形件102侧的焊接焊缝趾部产生裂纹(参照C14的“裂纹产生位置”)。因此，需要通过加强用焊道104A、104B来提高该部位的疲劳寿命。因此，将角焊缝焊道103的该弯折部作为焊接开始位置，将箱形件102的表面作为焊接结束位置，形成加强用焊道104A、104B(参照D21的“加强用焊道的开始位置”的“角焊缝焊道角”、“加强用焊道的结束位置”的“箱形件上”)。

如D21所示，通过如以上那样形成加强用焊道104A、104B，由此疲劳寿命增加，裂纹的产生位置从角焊缝焊道103的焊缝趾部变化为加强用焊道104A、104B的终端部(参照D21的“裂纹产生位置”的“加强用焊道终端部”)。

另外，虽然在表中未示出，但确认到：在图10所示的焊接构造部件100中，当未满足上述(A)～(E)的条件时，也成为疲劳寿命的提高量降低的倾向。

C2表示对于图5所示的焊接构造部件50，将加强用焊道的焊接结束点、不设在当对未形成加强用焊道的焊接构造部件50施加载荷时产生裂纹的箱形件52侧、而设在槽形件51侧的结果。

C3表示对于图5所示的焊接构造部件50，将加强用焊道的焊接开始点与焊接结束点进行了交换的结果。

C4表示对于图5所示的焊接构造部件50，在角焊缝焊道53的弯折部未形成加强用焊道，而在角焊缝焊道53的区域中、槽形件51的腹板的宽度方向中央的区域，将角焊缝焊道53内作为焊接开始位置，将箱形件52的表面作为焊接结束位置，形成加强用焊道的结果。

在C2～C4的任一情况下，疲劳寿命提高率都低于120％。

C6表示对于图6所示的焊接构造部件60，将加强用焊道的焊接开始点和焊接结束点进行了交换的结果。C8表示对于图7所示的焊接构造部件70，将加强用焊道的焊接开始点和焊接结束点进行了交换的结果。C10表示对于图8所示的焊接构造部件80，将加强用焊道的焊接开始点和焊接结束点进行了交换的结果。

在C6、C8、C10的任一情况下，疲劳寿命提高率都低于120％。

C12表示对于图9所示的焊接构造部件90，将加强用焊道的焊接结束点，不设在当对未形成加强用焊道的焊接构造部件90施加载荷时产生裂纹的箱形件92侧，而设在槽形件91侧的结果。

C13表示对于图9所示的焊接构造部件90，将加强用焊道的焊接开始点和焊接结束点进行了交换的结果。

在C12、C13的任一情况下，疲劳寿命提高率都低于120％。

C15表示对于图10所示的焊接构造部件100，将加强用焊道的焊接开始点和焊接结束点进行了交换的结果。

在C15的情况下，疲劳寿命提高率低于120％。

产业上的可利用性

本发明例如能够在机械工业等利用焊接的产业领域中加以利用。

Claims (16)

1.一种角焊缝电弧焊接头的形成方法，对一方的金属部件的板面部分以及板厚部分的至少任意一方与另一方的金属部件的板面部分的抵接部分的端部的区域即角部、且是在至少一部分具有至少一个曲部的角部的至少一部分区域进行角焊缝电弧焊，而形成角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

通过上述角焊缝电弧焊对上述角部的包括上述曲部的区域形成角焊缝焊道，

在至少一个上述曲部的一个部位或者多个部位，通过与上述角焊缝电弧焊不同的电弧焊形成加强用焊道，使该加强用焊道的焊接开始点或者焊接结束点与上述角焊缝焊道重叠，

沿上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、在对除了未形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加假定施加于上述角焊缝电弧焊接头的反复载荷时、产生更大的拉伸应力的上述金属部件的方向，形成上述加强用焊道，

对在上述抵接部分的两侧形成的上述角部中、单侧的上述角部形成上述角焊缝焊道，

上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中的至少一个金属部件由具有3.2mm以下的板厚的金属板形成。

2.如权利要求1所述的角焊缝电弧焊接头的形成方法，其特征在于，

以上述加强用焊道的焊接开始点与其他焊道重叠的方式，形成上述加强用焊道。

3.如权利要求2所述的角焊缝电弧焊接头的形成方法，其特征在于，

以上述加强用焊道的焊接开始点与上述角焊缝焊道重叠的方式，形成上述加强用焊道。

4.如权利要求1至3中任一项所述的角焊缝电弧焊接头的形成方法，其特征在于，

上述曲部包括弯折部和弯曲部中的至少任一方。

5.如权利要求1至4中任一项所述的角焊缝电弧焊接头的形成方法，其特征在于，

在构成上述曲部的区域、且是在对除了未形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加上述反复载荷时、与上述角焊缝焊道的焊接开始位置相比最大主应力的大小变大的区域，形成上述加强用焊道。

6.如权利要求1至4中任一项所述的角焊缝电弧焊接头的形成方法，其特征在于，

在构成上述曲部的区域、且是在对除了未形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加上述反复载荷时、最大主应力的大小成为最大的区域，形成上述加强用焊道。

7.如权利要求1至6中任一项所述的角焊缝电弧焊接头的形成方法，其特征在于，

上述加强用焊道的硬度(Hw)超过上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、形成上述加强用焊道的上述金属部件的金属部件最大硬度(Hb)。

8.如权利要求1至7中任一项所述的角焊缝电弧焊接头的形成方法，其特征在于，

上述加强用焊道的长度(La)为上述角焊缝焊道的宽度(W)的2倍以上，

上述加强用焊道的高度(Ha)为上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、形成上述加强用焊道的上述金属部件的厚度(t)的0.5倍以上，

上述加强用焊道的宽度(Wa)为上述角焊缝焊道的宽度(W)的0.5倍以上，

上述加强用焊道相对于上述角焊缝焊道的角度(γ)为45°以上135°以下。

9.一种角焊缝电弧焊接头，是通过对一方的金属部件的板面部分以及板厚部分的至少任意一方与另一方的金属部件的板面部分的抵接部分的端部的区域即角部、且是在至少一部分具有至少一个曲部的角部的至少一部分区域进行角焊缝电弧焊，由此形成的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

通过上述角焊缝电弧焊对上述角部的包括上述曲部的区域形成角焊缝焊道，

在至少一个上述曲部的一个部位或者多个部位，通过与上述角焊缝电弧焊不同的电弧焊形成加强用焊道，

上述加强用焊道，形成为该加强用焊道的焊接开始点或者焊接结束点与上述角焊缝焊道重叠，并且沿上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、在对除了未形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加假定施加于上述角焊缝电弧焊接头的反复载荷时、产生更大的拉伸应力的上述金属部件的方向形成，

对在上述抵接部分的两侧形成的上述角部中、单侧的上述角部形成上述角焊缝焊道，

上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中的至少一个金属部件由具有3.2mm以下的板厚的金属板形成。

10.如权利要求9所述的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

上述加强用焊道的焊接开始点处于与其他焊道重叠的位置。

11.如权利要求10所述的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

上述加强用焊道的焊接开始点处于与上述角焊缝焊道重叠的位置。

12.如权利要求9至11中任一项所述的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

上述曲部包括弯折部和弯曲部中的至少任一方。

13.如权利要求9至12中任一项所述的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

上述加强用焊道形成于构成上述曲部的区域、且是在对除了未形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加上述反复载荷时、与上述角焊缝焊道的焊接开始位置相比最大主应力的大小变大的区域。

14.如权利要求9至12中任一项所述的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

上述加强用焊道形成于构成上述曲部的区域、且是在对除了未形成上述加强用焊道之外以与上述角焊缝电弧焊接头相同的条件形成的角焊缝电弧焊接头施加上述反复载荷时、最大主应力的大小成为最大的区域。

15.如权利要求9至14中任一项所述的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

上述加强用焊道的硬度(Hw)大于上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、形成上述加强用焊道的上述金属部件的金属部件最大硬度(Hb)。

16.如权利要求9至15中任一项所述的角焊缝电弧焊接头，其特征在于，

上述加强用焊道的长度(La)为上述角焊缝焊道的宽度(W)的2倍以上，

上述加强用焊道的高度(Ha)为上述一方的金属部件与上述另一方的金属部件中、形成上述加强用焊道的上述金属部件的厚度(t)的0.5倍以上，

上述加强用焊道的宽度(Wa)为上述角焊缝焊道的宽度(W)的0.5倍以上，

上述加强用焊道相对于上述角焊缝焊道的角度(γ)为45°以上135°以下。