CN107249800A - 角焊接头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接头及其制造方法，在角焊接头的制造方法和角焊接头中，不用牺牲焊接结构构件的疲劳断裂的强度而提高生产性。本发明的角焊接头，是通过将至少2个金属构件进行角焊而形成的角焊接头，其特征在于，在至少一方的所述金属构件的表面具有压制焊道，所述压制焊道是采用压制成型设置为向具有由所述角焊形成的焊接焊道的一侧凸起的肋状突起，该压制焊道的一部分与所述焊接焊道连接或重叠。

Description

角焊接头及其制造方法

技术领域

本发明涉及角焊接头及其制造方法，特别是适合用于将多个金属构件进行角焊的角焊接头及其制造方法。

背景技术

一直以来，在汽车领域，为了保护环境，要求在提高车身的轻量化带来的燃油效率的同时，提高冲击安全性。因此，为了在使用高强度钢板进行轻薄化的同时将车身结构最佳化，谋求车身的轻量化与冲击安全性的提高，迄今为止进行了各种努力。

对于谋求车身的轻量化的高强度钢板，也要求大的疲劳强度。特别是悬挂臂、副车架等的行走构件，焊接区的疲劳强度更加重要。在这些行走构件的焊接中，大多使用角接电弧焊。因此，要实现行走构件的轻量化，提高角接电弧焊接头的疲劳强度成为课题。

图1A表示将上侧钢材1与下侧钢材2搭接，并仅将上侧钢材1与下侧钢材2的抵接部分的两面所形成的角隅部之中的、单面侧的角隅部焊接而形成的代表性搭接角焊接头的截面形状。在以下的说明中，根据需要将角焊接焊道称为”角焊道”。在这样的搭接角焊接头中，如果使拉伸载荷F1、F2作用于上下的钢板，则以角焊道3为中心发生旋转变形，应力集中于角焊道3的止端部4、根部5，疲劳裂纹向与载荷垂直的方向进展，焊接接头发生断裂。因此，要提高疲劳强度，降低止端部4和根部5的应力集中很重要。

作为使焊接接头的疲劳强度提高的方法，以往主要致力于焊道形状的改善所带来的焊接止端部的应力集中的降低。例如，实施以焊接止端部的研磨处理、或者惰性气体钨极保护焊将止端部再熔融使侧面角变宽的后处理。而且，专利文献1中，提出了以下方法：采用压制成型对被焊接构件预先设置倾斜部，以焊接焊道与该倾斜部重叠的方式进行焊接，由此使焊接焊道的止端部的侧面角变宽。

专利文献2和3公开了以下技术：形成附加的焊接焊道，缓和向焊接止端部的应力集中，具体而言，专利文献2公开了一种延长焊接焊道的技术，专利文献3公开了一种形成加固用焊道的技术。

专利文献4和5公开了以下技术：对焊接焊道实施处理，使焊接止端部平滑，缓和向焊接止端部的应力集中，具体而言，专利文献4公开了一种对焊接焊道实施钎焊的技术，专利文献5公开了一种使用等离子体将焊接止端部再熔融的技术。

专利文献6公开了以下技术：在形成焊接焊道的焊接预定部位附近，对被焊接构件压制加工预先形成突起，缓和向焊接区的应力集中。具体而言，专利文献6公开了将多枚板状构件进行搭接焊接形成线状焊接区，以分别围绕该线状焊接区的两端部的形状形成压制焊道，由此利用压制焊道吸收施加到板状构件上的拉伸载荷、扭转载荷，防止应力在线状焊接区的两端部集中。

专利文献7公开了在平板状的托架(bracket)的下轨的侧壁部侧沿着下轨的侧壁部设置向上方突出的焊道部。专利文献7公开了通过向上方突出的所述焊道部，电弧焊接的焊炬与托架上表面的间隔变宽，电弧焊接的焊接性提高。

专利文献8公开了汽车用盖折边部的焊接固定结构。专利文献8公开了将沿着盖内板的边缘卷边接缝了的盖外板的边缘在该内板的隆起部电弧焊接固定，由此能够充分耐受冲击时等的大的外力。

但是，这些方法如图1A所示的搭接角焊接头那样，对于结构上产生应力集中的部位、即对于止端部4、根部5的疲劳强度提高效果小，无法实现根本性的疲劳强度提高。尤其是薄钢板的焊接构件，由于板厚薄，因此构件的刚性下降，根据载荷，图1A的下侧钢材2之中与上侧钢材1的下侧重叠的部分容易以角焊道3为中心发生旋转变形。因此，疲劳裂纹不仅在焊接止端部4，有时也从根部5产生，仅靠焊接止端部形状的改善来提高疲劳强度或者疲劳寿命并不足够。

另外，薄板焊接结构物中，为了防止焊接热输入过多造成的焊接变形，大多不对接头总长进行焊接，而是利用如图1B(a)所示的部分焊接焊道301制作焊接结构物，在部分焊接焊道301形成开始端部301S和终端部301E。以往的焊道形状改善方法是以图1B(c)所示的焊接焊道形状稳定的中间部301M为对象的技术。但是，如图1B(b)所示，开始端部301S发生熔深不良，成为凸型的止端部形状，容易成为止端部4S的疲劳裂纹的产生部位。另外，如图1B(d)所示，终端部301E的焊接金属厚度变薄，容易产生来自根部5E的龟裂。这样，实际的焊接结构物中，容易在焊接焊道的始终端301S和301E产生龟裂，因此无法期待焊接结构物全体的疲劳强度提高效果。

即，薄钢板的焊接构件，认为尤其是为了使包含搭接角焊接头、T字角焊接头的焊接结构物的疲劳强度提高，通过提高构件的刚性，抑制面外变形，由此使结构上的应力集中降低很重要。认为如果能够提高构件的刚性，降低结构上的应力集中，则能够实现包含焊接焊道的开始端部和根部在内的焊接结构物全体的疲劳强度提高效果。

专利文献9提出了以下技术：在使焊接开始点的位置与角焊道重叠的同时，使焊接结束点的位置变为下侧钢板的表面，与角焊道分开地形成加固用的电弧焊接焊道，由此作为提高对于施加弯曲力矩的方向的钢板和焊接金属的合成的构件发生作用，抑制下侧钢板的弯曲。

另外，以往，作为使角焊接头的疲劳强度提高的手段，实行在适当的形状、位置焊接肋等的增强构件等。但是，如果焊接其他构件则导致成本的增加，因此这些手段不是能够适用于汽车部件之类的大量生产品的制造的技术。

对于这样的课题，专利文献10提出了以下技术：在将金属构件与金属构件进行角接电弧焊制造焊接接头时，以角焊道为起点，在与该角焊道的同一面内以所需要的角度，在至少一方的金属构件的表面形成至少一个与角焊道不同的焊道，由此使焊接接头的疲劳强度提高。

但是，专利文献9、10所公开的技术中，在形成角焊道后，需要对该角焊道以预定的方向形成加固用的焊接焊道，因此面向复杂形状的部件应用困难，存在焊接工序增加，生产性的提高受限制这样的问题。

另外，一般在焊接焊道的开始点，熔深不充分，而且容易产生焊接缺陷。专利文献9、10所公开的技术中，加固用焊道的焊接开始点与角焊接焊道重叠，因此在该重叠了的部分熔深变得不充分，存在产生焊接缺陷的顾虑。另一方面，如果为了消除所述加固用焊道的向母材金属的熔深，充分进行加固用焊道的焊接开始点的加热，则在焊接开始点会将母材金属过度加热，存在导致母材金属的强度下降的问题。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2008-221300号公报

专利文献2：日本特开平09-253843号公报

专利文献3：日本专利第5522317号公报

专利文献4：日本特开2013-031878号公报

专利文献5：日本特开2014-004609号公报

专利文献6：日本特开2010-110793号公报

专利文献7：日本特开2003-341391号公报

专利文献8：日本实开昭54-100925号公报

专利文献9：国际公开第2013/157557号

专利文献10：国际公开第2014/084317号

发明内容

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种角焊接头及其制造方法，所述角焊接头不用牺牲焊接结构构件的疲劳断裂的强度，能够提高生产性并且容易适用于复杂形状的部件。

如上所述，行走材料等的焊接结构构件中，在构件的结构上，存在不是在2个钢构件的抵接部分的两面的角隅部而是仅在单面侧的角隅部进行角焊的焊接部位。预测疲劳裂纹容易在那样的焊接部位产生。因此，本发明人以基本的搭接角焊接头为例，对于疲劳裂纹的产生原因、和用于抑制疲劳裂纹的产生的手段进行了研讨。

在对汽车用的薄钢板进行角焊时，从生产性的观点出发，有时仅在薄钢板的单面侧设置角焊道。这是因为板厚薄，所以如果在将角隅部的单面侧、即角隅部的表面侧进行角焊后立即对板的背面侧进行角焊，则钢板尚未彻底冷却，因此存在钢板本身被烧穿这样的问题。

于是，本发明人以下述焊接结构构件为对象进行了疲劳试验，所述焊接结构构件在至少一方的钢构件是板厚为3.2mm以下的薄钢板的2个钢构件的抵接部分的两面所形成的角隅部之中，仅对单面侧的角隅部进行了角焊。其结果，判断出这样的焊接结构构件，有时会在角焊道的根部5产生疲劳裂纹。

在此，以图1A所示的搭接角焊接头为研讨对象，所述搭接角焊接头仅对钢板1、2的搭接部的单面侧的角隅部进行了角接电弧焊。本发明人使用三维有限元法，分析了对由角接电弧焊形成的角焊道3，拉伸力F1沿着上侧钢板1作用，且拉伸力F2沿着下侧钢板2作用的情况下，钢板1、2如何变形。

其结果，得知由于上侧钢板1的中心轴(穿过钢板的厚度与宽度的中心，与钢板的长度方向平行的1条线)与下侧钢板2的中心轴的不一致，产生大的弯曲力矩，下侧钢板2在角焊道3的附近弯曲，根部5开口。认为其原因是提高向根部5的应力集中，从而引起疲劳裂纹的产生。

因此，本发明人作为抑制下侧钢板2的弯曲的手段进行了研讨，不是在焊接焊道形成加固用焊道，而是在焊接前预先以压制形成加固用焊道。

其结果，如图2所示，以与角焊道3交叉或连接(邻接)的方式在下侧钢板2的一部分采用压制成型预先形成肋状的突起3A(以下，将这样的突起称为”压制焊道”)，以压制焊道3A的凸侧的端部与角焊道3重叠的方式进行角接电弧焊形成角焊道3。如果这样处理，压制焊道3A作为提高对于施加前述的弯曲力矩的方向的钢板和焊接金属的刚性的构件发挥功能，能够抑制下侧钢板2的弯曲。因此，能够抑制疲劳裂纹的产生。

由这些观察结果，得到以下的见解。

(I)发现了通过以与角焊接焊道交叉或连接的方式形成压制焊道，能够提高角焊的疲劳强度。

再者，当将压制焊道3A配置成向角焊道3侧凸起时，如图3(a)所示，角焊道焊接时的熔融金属被压制焊道3A拦住，可得到良好的焊道形状。但是，如果压制焊道配置为向角焊道侧凹陷，则如图3(b)所示，焊接时的熔融金属向压制焊道的凹陷部流出(下的下图)，焊道的厚度下降，得不到足够的焊接金属强度。

汽车用的焊接结构构件、尤其是行走用的焊接结构构件中，除了将前述的试片那样的板与板简单地搭接角焊的”搭接角焊”以外，有时将金属构件的边缘端在其他金属板的表面上进行角焊制造焊接结构构件(以下，有时称为”对接角焊”、或者”T字角焊”)。判断出即使对于这样的焊接接头，在被角焊了的金属板的表面上，以向具有角焊道的一侧凸起的方式形成至少1个以上的所述压制焊道，并形成为该压制焊道的一部分与所述角焊道搭接也是有效的。

(II)另外，判断出在将重复载荷附加在焊接结构构件上时在疲劳裂纹最初产生的区域形成压制焊道是有效的，所述重复载荷被设想附加在来自外部的负荷所直接施加的焊接结构构件上。疲劳裂纹最初产生的部位对应于成为最大主应力的部位。此时，当能够预先知道最大主应力的方向时，优选以沿着该最大主应力方向的方式形成压制焊道。也就是说，优选压制焊道的长度方向成为最大主应力方向。

再者，关于焊接焊道中的应力集中，多数情况下，应力集中在形状的变化率高的焊接止端部，焊接止端部的垂线方向成为最大主应力的方向。因此，在相对于成为焊接焊道与母材金属的边界的焊接焊道的外边缘端(以下称为”焊接止端线”)为直角的方向上配置压制焊道对提高疲劳强度是有效的。在此的焊接焊道的止端线方向定义如下。即，(a)对于直线的角焊道是指按字面上的焊接线方向(图4(a)的实线的箭头方向)、(b)对于曲线的角焊道是指角焊道的切线方向(图4(b)的实线的箭头方向)、(c)对于角焊道的始端部和终端部(以下简称为”始终端部”)附近(其中，排除顶端)是指该角焊道止端部的切线方向(图4(c)的实线的箭头方向)、(d)在角焊道的始终端部的顶端对于焊道顶端的止端部的切线方向、即焊接线是指直角方向(图4(d)的实线的箭头方向)。

本发明是基于上述见解完成的，其主旨如下所述。

本发明的角焊接头，是通过将至少2个金属构件进行角焊来形成的角焊接头，其特征在于，在至少1个金属构件的表面具有压制焊道，所述压制焊道是采用压制成型设置为向具有焊接焊道的一侧凸起的肋状突起，该压制焊道的一部分与焊接焊道连接(邻接)或重叠，所述焊接焊道是采用角焊形成的。

另外，本发明的角焊接头的另一例中，压制焊道的长度方向与焊接焊道的焊接止端线的方向所成的角度可以为45°以上135°以下。

另外，本发明的角焊接头的另一例中，在所述焊接焊道的始端部、终端部、屈曲部和该焊接焊道的中途的承受比该始终端部高的应力的部位中的至少1处，可以具有沿着所述焊接焊道存在的压制焊道。

另外，本发明的角焊接头的另一例中，可以具有止端部半径Ra(mm)为具有压制焊道的金属构件的厚度t(mm)以上的压制焊道。

另外，本发明的角焊接头的另一例中，在将压制焊道的长度方向的长度设为La、高度设为Ha、宽度设为Wa、焊接焊道的宽度设为W、且具有压制焊道的金属构件的厚度设为t时，可以满足La≥2W、Ha≥t、Wa≥W。

另外，压制焊道可以形成为与焊接焊道交叉。

另外，压制焊道可以形成为在焊接焊道中预先求得的最大主应力产生的部分重叠。

另外，本发明的角焊接头的另一例中，对于与形成有压制焊道的金属构件焊接的金属构件，在与压制焊道焊接的部位，可以具有压制焊道能够嵌入的凹口部。

另外，本发明的角焊接头的另一例中，金属构件的至少一方是截面形状具有弯折的角部的金属构件，将该至少一方的金属构件与另一方的金属构件进行角焊形成角焊接头，可以在生成的焊接焊道的角部使压制焊道以重叠的方式形成。

另外，本发明的形成角焊接头的方法，是通过将至少2个金属构件进行角焊来形成角焊接头的方法，其特征在于，在至少1个金属构件的表面，将压制焊道压制成型，所述压制焊道是向具有焊接焊道的一侧凸起的肋状突起，以压制焊道的一部分与焊接焊道连接或重叠的方式将金属构件进行角焊，所述焊接焊道是采用角焊形成的。

另外，通过以压制焊道的长度方向与焊接焊道的止端线方向所成的角度为45°以上135°以下的方式形成压制焊道，由此压制焊道的效果提高。

另外，在本发明的形成角焊接头的另一方法中，在所述焊接焊道的始端部、终端部、屈曲部和该焊接焊道中途的承受比该始终端部高的应力部位中的至少1处，可以形成沿着所述焊接焊道的压制焊道。

另外，在本发明的形成角焊接头的另一方法中，可以形成止端部半径Ra(mm)为具有压制焊道的金属构件的厚度t(mm)以上的压制焊道。

另外，在将压制焊道的长度方向的长度设为La、高度设为Ha、宽度设为Wa、焊接焊道的宽度设为W、具有压制焊道的金属构件的厚度设为t时，可以以满足La≥2W、Ha≥t、Wa≥W的方式形成压制焊道。

另外，可以将压制焊道形成为与焊接焊道交叉。

另外，可以在与焊接焊道中预先求得的最大主应力产生的部分重叠的部位，形成压制焊道。

另外，本发明的形成角焊接头的另一方法中，可以对于与形成有压制焊道的金属构件焊接的金属构件，在与压制焊道焊接的部位，形成压制焊道能够嵌入的凹口部。

另外，本发明的形成角焊接头的另一方法中，所述金属构件的至少一方是截面形状具有弯折的角部的金属构件，所述方法是形成将该金属构件的至少一方与另一方的金属构件进行角焊而形成的角焊接头的方法，可以以压制焊道与生成的焊接焊道的角部重叠的方式，在所述另一方的金属构件预先形成压制焊道。

根据本发明，在形成焊接焊道后，不进一步形成增强用的焊道。因此，容易适用于复杂形状的部件，且焊接工序被简化，能够提高生产性，同时能够消除在焊接焊道上进行搭接焊接所引起的强度下降这样的问题。另外，即使在焊接焊炬难以到达的极其狭小的部位，根据本发明，也能够通过压制焊道来增强。另外，与焊接焊道不同，压制焊道能够自由设定高度和止端部半径，因此能够得到充分的刚性提高效果，能够防止从增强用的压制焊道本身产生疲劳裂纹。

附图说明

图1A是表示搭接角焊接头的截面形状的截面图。

图1B(a)是用部分焊接焊道制作出的焊接结构物的俯视图，图1B(b)是图1B(a)的焊接结构部的部分焊接焊道的开始端的截面图，图1B(c)是图1B(a)的焊接结构部的部分焊接焊道的中间部的截面图，图1B(d)是图1B(a)的焊接结构部的部分焊接焊道的终端部的截面图。

图2是表示搭接角焊接头的试片的试片的俯视图。

图3(a)是表示将压制焊道配置成向角焊道侧凸起的状态的截面图，图3(b)是表示将压制焊道配置成向角焊道侧凸起的状态的截面图。

图4(a)是表示直线的角焊道时的止端线方向与焊接线方向的关系的俯视图，图4(b)是表示曲线的角焊道时的止端线方向与角焊道的切线方向的关系的俯视图，图4(c)是表示角焊道的始端部和终端部附近的角焊道的切线方向与焊道的止端线方向的关系的俯视图，图4(d)是表示角焊道的始端部和终端部的顶端的角焊道的切线方向与焊道的止端线方向的关系的俯视图。

图5(a)是表示以与角焊道的中央部附近连接的方式在下侧钢板配置了凸的压制焊道的例子的俯视图，图5(b)是表示以与角焊道的中央部附近连接的方式在上侧钢板配置了凸的压制焊道的例子的俯视图，图5(c)～(f)是表示以与角焊道的始终端部连接的方式在下侧钢板配置了凸的压制焊道的例子的俯视图，图5(g)是表示将图5(b)和(f)示出的压制焊道的配置方式组合了的例子的俯视图。

图6A(1)是本发明的对焊角焊接头的一例，是以与角焊道的中央部附近连接的方式在下侧钢板配置了凸的压制焊道时的立体图，图6A(2)是图6A(1)的截面图。

图6B是本发明的对焊角焊接头的一例，是以与角焊道的始终端部连接的方式在下侧钢板将凸的压制焊道配置在所述角焊道的各个始终端部时的立体图。

图6C(1)是本发明的对焊角焊接头的一例，是在上侧钢板预先设置凹口，构成为在压制焊道嵌入所述凹口时的立体图，图6C(2)是图6C(1)的截面图。

图6D是本发明的对焊角焊接头的一例，是在T字角焊接头的下侧钢板，以与角焊道的始终端部连接的方式在下侧钢板将凸的压制焊道相对于所述角焊道平行配置时的立体图。

图7(a)是由在角焊道具有屈曲部的搭接角焊道形成的本发明的焊接接头的俯视图，图7(b)是在托架材的角部以与角焊道连接的方式配置有压制焊道的结构的本发明的对焊角焊接头的立体图。

图8是表示焊接结构构件的第1例的立体图。

图9是表示焊接结构构件的第2例的立体图。

图10是表示焊接结构构件的第3例的立体图。

图11是表示焊接结构构件的第4例的立体图。

图12(a)是在相对于焊接焊道的长度方向垂直的截面，将该焊接焊道切断时的截面图，图12(b)是在相对于压制焊道的长度方向垂直的截面，将该压制焊道切断时的截面图。

图13是表示图12所示的焊接焊道的与焊接止端部的角焊道的曲率半径的关系的坐标图。

图14是表示使用无加固焊道的搭接角焊接头、作为加固焊道形成有焊接焊道的搭接角焊接头、和作为加固焊道形成有压制焊道的搭接角焊接头进行的疲劳强度试验的结果的坐标图。

图15是图14的疲劳强度试验所用的搭接角焊接头的俯视图。

图16(a)是表示使用图5(a)、(b)、(e)、(f)和(g)所示的搭接角焊接头进行的疲劳试验的结果的坐标图，图16(b)是作为被用于图16(a)的疲劳试验的比较例的搭接角焊接头的俯视图。

具体实施方式

首先，利用附图对于本发明的角焊接头及其制造方法的基本事项详细说明。以下，主要使用角焊接头说明本发明，但本发明的角焊接头及其制造方法不限于汽车用的焊接结构构件，可以在铁道车辆、航空器等的运输用机器、机械结构物、家电等由多个材料、构件等构成的结构物中利用。另外，本发明不限于钢板，可以应用于包含铁板、铝板、钛合金板、金属和树脂的板材中。

(压制焊道的截面形状)

如上所述，本发明的特征在于，将角焊接头所用的金属构件，以向具有角焊道的一侧凸起的方式压制成型，在所述金属构件的表面预先形成肋状突起。在本发明中，将所述肋状突起称为”压制焊道”。相对于压制焊道的形成方向垂直的截面形状，只要能够进行压制成形就不特别限定，可以适用多边形型、半椭圆型、半圆等各种形状。另外，与压制焊道的形成方向平行的截面形状，只要能够进行压制成形就不特别限定。

(搭接角焊道时的压制焊道的配置方式)

如上所述，本发明的特征在于，以与角焊道交叉或连接的方式在下侧钢板的一部分预先形成压制焊道，以压制焊道的凸侧的端部与角焊道重叠的方式进行角焊形成角焊道。

搭接角焊道的情况下，可以如图5(a)所示，以与角焊道的中央部附近连接的方式，在下侧钢板配置凸的压制焊道。图5(a)所示的压制焊道的配置方式的情况下，下侧钢板的旋转变形被抑制，能够抑制来自角焊道止端部的龟裂。

另外，可以如图5(b)所示，以与角焊道的中央部附近连接的方式，在上侧钢板配置凸的压制焊道。在图5(b)所示的压制焊道的配置方式的情况下，上侧钢板的旋转变形被抑制，因此尤其是能够抑制来自角焊道的根部的龟裂。

另外，可以如图5(c)～(f)所示，以与角焊道的始终端部连接的方式，在下侧钢板配置比角焊道止端部长的凸的压制焊道。尤其是通过从角焊道的止端部起形成至少长10mm以上的压制焊道，具有提高角焊道的终始端部的刚性，抑制来自终始端部的龟裂的效果。图5(c)、(d)和(f)分别示出的压制焊道，在焊接焊道的始端部和终端部，以其长度方向与焊接焊道的焊接止端线的方向所成的角度成为45°以上135°以下的方式被形成。图5(e)示出的压制焊道，在焊接焊道的始端部和终端部，以其长度方向相对于焊接焊道的焊接止端线的方向平行的方式被形成。当下侧钢板的宽度窄，难以配置如图5(a)那样的长的压制焊道时，图5(c)～(f)所示的压制焊道的配置方式是有效的。

此外，也可以是将图5(a)～(f)示出的前述的配置方式的2种以上组合的配置方式。前述的任一种配置方式下，压制焊道都具有提高由搭接角焊道形成的焊接接头的刚性的效果。即，所述压制焊道抑制对上下钢板施加拉伸载荷时的板厚方向的旋转变形，降低作用于角焊道的应力集中，对于疲劳寿命的提高发挥效果。例如，也可以将图5(b)和(f)示出的压制焊道的配置方式组合，制造图5(g)所示的焊接接头。根据图5(g)所示的压制焊道的配置方式，能够协同地得到来自根部的龟裂抑制效果以及来自焊接焊道的始端部和终端部的龟裂抑制效果。

(压制焊道的配置方式带来的疲劳寿命提高效果的验证)

为了调查压制焊道的配置方式带来的对疲劳寿命提高的效果，使用图5(a)、(b)、(e)、(f)和(g)示出的搭接角焊接头进行了疲劳试验。另外，为了与本发明的压制焊道的配置方式进行比较，使用沿着角焊道形成有与角焊道同等长度的压制焊道的搭接角焊接头(示于图16(b))、和没有形成压制焊道等加固焊道的搭接角焊接头进行了疲劳试验。

疲劳试验所用的各个方式的搭接角焊接头，通过对板厚2.6mm的780MPa级钢板预先成形各个压制焊道，并在其上将板厚3.2mm的780MPa级钢板进行搭接角焊来制造。另外，各个方式的搭接角焊接头中，压制焊道被形成为高度为Ha’＝1、止端部半径为ρ’＝1。在此，Ha’和ρ’分别表示焊接焊道高度(Hb)/板厚(t)、和止端部半径(Rb)/板厚(t)的值。

再者，图5(a)、(b)、(f)和(g)的压制焊道被形成为长度为La＝50mm，图5(e)和图16(b)的压制焊道被形成为长度为La＝25mm。

疲劳试验使用通用的轴力疲劳试验机，将上板1与下板2沿彼此相反的方向(与后述的图15相同、沿图15所示的箭头方向)，以施加最小载荷1kN、最大载荷11kN的方式使重复载荷作用。

疲劳试验的结果示于图16(a)。在不具有加固焊道的搭接角焊接头的情况下，断裂寿命为17万次，从焊接始终端产生了龟裂。在图5(a)所示的搭接角焊接头的情况下，断裂寿命增加到5.2倍，龟裂产生位置出现在角焊道的根部。在图5(b)所示的搭接角焊接头的情况下，尽管断裂寿命增加到1.5倍，但其增加率小。认为在图5(b)所示的搭接角焊接头中，无法期待下板的旋转变形抑制效果，从角焊道始终端的止端部产生了龟裂，因此疲劳寿命延长效果小。

图5(e)和(f)的搭接角焊接头的疲劳寿命分别增加到3.1倍、4.0倍，但与图5(a)所示的搭接角焊接头相比疲劳寿命延长效果小。认为这是由于龟裂发生部为角焊道的根部，尽管得到了角焊道始终端的止端部的龟裂抑制效果，但图5(e)和(f)的搭接角焊接头与图5(a)所示的搭接角焊接头相比，抑制根部的变形的效果小的缘故。

图5(g)的搭接角焊接头得到了大幅的疲劳寿命延长效果。认为这是由于图5(f)所示的压制焊道带来的角焊道始终端的龟裂抑制效果、和图5(b)所示的压制焊道带来的根部的变形抑制效果以协同效应发挥了作用的缘故。

在作为比较例的图16(b)所示的搭接角焊接头的情况下，疲劳寿命延长效果小。这是因为即使配置与角焊道平行的压制焊道，也不发挥抑制下板的旋转变形的效果，无法抑制角焊道始终端的龟裂的缘故。

(对焊角焊接头的情况下的压制焊道的配置方式)

另一方面，在T字角焊接头(对焊角焊接头)的情况下，需要考虑容易产生来自下侧钢板的龟裂这样的课题。作为考虑到这样的课题的配置方式，可以如图6A(1)所示，以与角焊道3的中央部附近连接的方式，在下侧钢板2配置凸的压制焊道3A。另外，可以如图6B所示，以与角焊道3的始终端部连接的方式，在下侧钢板2将凸的压制焊道3A分别配置在所述角焊道3的始终端部。或者，可以如图6C(1)所示在上侧钢板1预先设置凹口1A，以所述凹口1A嵌入压制焊道3A的方式配置所述上侧钢板1，以角焊道3与压制焊道3A交叉的方式在下侧钢板2配置凸的压制焊道3A。

此外，可以是将图6A～图6C示出的前述的配置方式的2种以上组合的配置方式。可以在图6A示出的前述的配置方式中，组合在下侧钢板形成有压制焊道的图5(a)、(c)～(f)示出的配置方式。例如，图6D示出的T字角焊接头，可以在图6C(1)和(2)所示的T字角焊接头的下侧钢板2，以如图5(e)所示与角焊道3的始终端部连接的方式，在下侧钢板2相对于所述角焊道3平行地配置凸的压制焊道3Aa。

前述的任一种配置方式下，压制焊道都具有提高对焊角焊接头的刚性的效果。

图6A(2)是从穿过图6A(1)的上侧钢板1和下侧钢板2的中心线的平面观察的截面图。另外，图6C(2)是从穿过图6C(1)的上侧钢板1和下侧钢板2的中心线的平面观察的截面图。如这些截面图所示，成为当对上下钢板施加拉伸载荷时，由压制焊道抑制下侧钢板的面外变形的结构。因此，所述压制焊道通过抑制对上下钢板施加拉伸载荷时的板厚方向的旋转变形，降低作用于角焊道的应力集中的刚性提高效果，对疲劳寿命的提高发挥效果。

另外，本发明的压制焊道不仅可以适用于焊接焊道的线状部分，也可以适用于焊接止端线的方向变化的焊接部分(以下称为”屈曲部”)焊接部分。例如，当焊接焊道被形成为L字状、V字状或者U字状的情况下，该焊接焊道的焊接止端线包含2个方向。当角焊道具有所述屈曲部的情况下，在该屈曲部容易发生应力集中，因此如果在屈曲部配置压制焊道，则对疲劳强度的提高是有效的。

图7(a)是由搭接角焊焊道形成的本发明的焊接接头的俯视图，所述搭接角焊焊道在角焊道3具有屈曲部1B。图7(b)是在托架材18的角部18B以与角焊道3连接的方式配置有压制焊道3A的结构的本发明的对焊角焊接头的立体图。

如图7(a)和图7(b)所示，压制焊道需要形成为在屈曲部与角焊道交叉、或者其端部将角焊道重叠。因为如果与角焊道离开地形成，则作为提高钢板刚性的构件不会充分发挥功能。

以上，以各种焊接接头为例叙述了压制焊道的适当配置，但认为实际的焊接接头由多数的构件构成，因此多个焊接线接近地配置。因此，当对2个独立的角焊道共用同一压制焊道时，可以配置为将压制焊道的开始点(一方的端部)与一方的角焊道重叠，将结束点(另一方的端部)与另一方的角焊道重叠。即，可以形成为压制焊道的端部之中的任一者与2个独立的角焊道之中的任一者重叠。

当预测焊接接头的龟裂产生位置时，在龟裂产生部位的最大主应力的方向上配置压制焊道是有效是。主应力的方向一般大多成为与焊接止端线垂直的方向。再者，当无法以实验预测龟裂产生部位时，可以例如采用利用了三维CAD的FEM应力分析，由载荷负荷于焊接结构构件时的应力的分布求取应力集中部，由此掌握龟裂产生部位。另外，也可以通过使用实际的焊接结构构件进行应力负荷试验，此时使用应变计等调查应变的分布由此得到。

(压制焊道的长度)

压制焊道可以成型为俯视成为线状、或者压制焊道成型为俯视由多个线状部分构成，但压制焊道的长度(La)优选满足下述的(A)条件。

(A)压制焊道的长度(La)≥角焊道的宽度(W)×2

再者，如图5(f)的压制焊道3A的3A1和3A2(或者3A3和3A4)所示，当1个压制焊道由多个线状的膨出部分构成时，优选线状的膨出部分分别具有满足上述(A)条件的长度。

当压制焊道的长度短时无法充分提高钢构件的刚性，无法发挥使焊接接头的疲劳强度提高的功能。如果从角焊道突出的压制焊道的长度为角焊道的宽度以上，则根据附加到焊接结构构件上的载荷的程度能够发挥使疲劳强度提高的功能，但为了进一步提高刚性，优选将压制焊道的长度(La)设为角焊道的宽度(W)的2倍以上。

另外，压制焊道的长度的上限因焊接中制造的钢制品的形状、结构受到制约。例如，如果将角焊道的长度设为L，则可以将压制焊道的长度(La)设为低于0.5×L。

(压制焊道的高度)

如上所述，与压制焊道的形成方向平行的截面形状不特别限定，因此在1个压制焊道中，高度也可以不恒定。不过，压制焊道的距钢构件的表面的高度(Ha)，优选相对于形成压制焊道的钢构件的厚度(t(mm))，满足下述的(B)条件。

(B)压制焊道的高度(Ha)≥钢构件的厚度(t)

如果压制焊道的高度达不到形成压制焊道的钢构件的厚度，则压制焊道不充分发挥其功能。

为了得到焊接区的刚性提高效果，加固焊道的高度越高越好。但是，焊接焊道中如果要提高焊道高度则热输入变得过多，在焊接区会产生烧穿缺陷。为了防止烧穿缺陷，如果将焊接电压设定得低则焊接止端部的形状变得陡峭，成为疲劳裂纹的产生原因。

另一方面，要降低焊接止端部的应力集中，需要拓宽止端部的侧面角、即减小止端角θ。因此，为了得到焊接区的刚性提高效果，需要在提高加固焊道的同时，减小止端角θ。

因此，在板厚2.6mm的钢板的表面形成50mm长的焊接焊道，调查了焊接焊道高度与焊接止端部的形状的关系。焊接条件在薄板焊接是一般的脉冲惰性气体保护焊接(焊接电流＝115A、焊接电压＝22V)和短路电弧焊接(焊接电流＝115A、焊接电压＝18V)，使焊接速度在30～100cm/min变化，使焊接焊道的高度变化。再者，以往的专利文献中作为止端部形状将侧面角用作指标，但根据本发明人的见解，认为与侧面角或者止端角θ相比，止端部半径更适合作为表示应力集中系数的指标，因此将止端部半径作为止端部形状的指标。在此，所谓焊接焊道的止端部半径，如图12(a)所示，是焊接止端部4的角焊道3的曲率半径Rb。将其结果示于图13的坐标图。

脉冲惰性气体保护焊接、短路电弧焊接都是在减慢焊接速度提高焊道高度(Hb)时显示止端部半径(Rb)变小的倾向。另外，脉冲惰性气体保护焊接、短路电弧焊接都是在减慢焊接速度提高焊道高度(Hb)时，钢板背面发生熔融，存在焊接焊道被焊透的顾虑。如上所述，可知难以在焊接焊道兼顾止端部半径的扩大和焊接焊道高度的增加。尤其是在脉冲惰性气体保护焊接的情况下，难以使止端部半径稳定地超过1.0mm。

括号内的数值表示焊接焊道高度(Hb)/板厚(t)、和止端部半径(Rb)/板厚(t)的值，焊接焊道高度的最大值在脉冲惰性气体保护焊接时为板厚左右、在短路电弧焊接时为板厚的1.3倍左右。另外，止端部半径的最大值在各自的焊接法中为板厚的0.92倍、0.54倍左右。

采用压制成型制作的焊道不受到与焊接相伴的焊道形状的制约，这一点对于焊接焊道不同。因此，压制焊道能够兼顾止端部半径的扩大和焊道高度的增加，而且容易进行宽度尺寸的变更，因此能够期待超过焊接加固焊道的疲劳强度提高效果。在此，所谓压制焊道的止端部半径，如图12(b)所示，是压制焊道的根元部分的曲率半径Ra。

因此，使用作为加固焊道形成有焊接焊道的搭接角焊接头、和作为加固焊道形成有压制焊道的搭接角焊接头，进行疲劳强度试验，比较了各自的疲劳强度提高效果。

所述试验所用的搭接角焊接头示于图15。所述搭接角焊接头是在板厚2.6mm的780MPa级钢板之上将板厚3.2mm的780MPa级钢板进行搭接角焊而成的，具有在角焊接焊道的中央配置有与焊接线垂直的方向的加固焊道的结构。

疲劳试验使用通用的轴力疲劳试验机，将图15的上板1与下板2沿彼此相反的方向(沿图15的箭头方向)，以施加最小载荷0.9kN、最大载荷9.9kN的方式使重复载荷作用。该疲劳强度试验的结果示于图14。作为试片条件，图14所记载的Ha’和ρ’，分别是加固焊道高度、加固焊道的止端部半径除以板厚(t)得到的值。

无加固焊道的情况下，断裂寿命为23万次，从焊接始终端产生了龟裂。在作为加固焊道形成有焊接加固焊道的情况下，根据加固焊道高度的增加，断裂寿命增加到1.6倍、2.4倍，但疲劳裂纹不仅从焊接始终端，也从加固焊道端产生。另一方面，在加固焊道为压制焊道的情况下，根据加固焊道高度的增加，疲劳寿命大幅增加。认为将压制焊道的止端部半径设为与板厚为同等(ρ’＝1)和更大，因此没有来自压制焊道端部的龟裂，可得到与焊道高度的增加相应的疲劳寿命提高效果。

根据以上的研讨结果，要通过压制焊道得到超过焊接焊道的疲劳寿命延长效果，优选设为Ha’≥1、ρ’≥1。

(压制焊道的宽度)

另外，压制焊道的宽度(Wa)优选满足下述的(C)条件。

(C)压制焊道的宽度(Wa)≥角焊道的宽度(W)

如上所述，相对于压制焊道的形成方向垂直的截面形状不特别限定，但如果压制焊道的宽度达不到角焊道的宽度，则不会充分发挥作为压制焊道的功能。压制焊道的宽度的上限只要能够确保焊接结构构件所要求的疲劳强度，不损害制品的功能，就不特别限定，但为了谋求压制焊道的局部刚性的提高而希望为焊接焊道宽度的3倍以下。

(压制焊道的形成方向的角度)

压制焊道的形成方向的角度(γ)优选满足下述(D)条件。

(D)45°≤压制焊道的角度(γ)≤135°

压制焊道为了提高钢板的刚性，发挥抑制弯曲的功能，希望在龟裂产生部位的最大主应力的方向上配置压制焊道。该最大主应力的方向大多成为与焊接止端线垂直的方向，因此优选角焊接焊道的止端线方向与压制焊道的交叉角度γ为45～135°。如果角度γ低于45°或者超过135°，则压制焊道带来的刚性提高功能下降。再者，设计上最大应力方向已知的情况下，可以形成为压制焊道的长度方向与该方向一致。

所述压制焊道的所述交叉角度γ的更优选的角度为60°以上120°以下，特别优选为80°以上100°以下。

(其他要件)

压制焊道的施工条件、角焊道施工时的电弧焊接条件和焊接线的组成根据通常方法设置即可，不限定为特定事项。

另外，焊接接头，为了以与角焊道重叠的方式形成压制焊道，需要在焊接接头的周边，具有能够将压制焊道以所需要的角度和所需要的长度、高度、宽度形成的区域。

如上所述，本发明中，即使焊接结构构件暴露在重复应力下的情况下，也能够通过赋予压制焊道这样简便的手段，显著地抑制疲劳断裂的产生。

另外，本发明人确认了即使是钢构件以外的金属构件，也能够应用本发明的方法。例如，可以替代钢构件，对铝构件或者不锈钢构件应用本发明的方法。另外，本发明人确认了即使对于不同种的金属构件也能够应用本发明的方法。

以下，使用图8～10所示的焊接结构构件，对将压制焊道应用于角焊接头时的具体实施方式进行说明。再者，这些例子中，沿各图所示的中空的箭头方向附加重复载荷。

(第1实施方式)

图8是表示焊接结构构件的第1实施方式的立体图。

图8所示的焊接结构构件10，通过使1个槽型材(沟型钢)12的上表面12A抵接其他槽型材11的一端部，将抵接了的部分之中的仅位于槽型材11的板面外侧的部分进行角焊，由此形成。

角焊道13在其中途存在2个角部16A、16B。在此，如果对焊接结构构件10附加设想附加到焊接结构构件10上的重复载荷，则在槽型材11的角部16A、16B与角焊道的终始端部16C的主应力大，在16C的主应力成为最大主应力。

该情况下，首先，如果在作为最大主应力的位置的终始端部16C形成压制焊道，则疲劳强度提高。通过在终始端部16C形成压制焊道，被附加重复载荷时最初断裂的位置移动到角隅部16A、16B。因此，如果在角部16A、16B形成压制焊道，则疲劳强度进一步提高。图8中，在终始端部16C的位置的槽型材11预先形成凹口部14，嵌入压制焊道15C，因此疲劳强度进一步提高。虽未图示，但在角部16A、16B的位置，也在槽型材11预先形成凹口部，如果压制焊道15A、15B将槽型材11交叉则疲劳强度进一步提高。以向所述角焊道13侧凸起的方式，在所述上表面12A形成压制焊道15A、15B、15C。压制焊道在一个部位各形成1根就足够了。

如图8所示，在形成角焊道13时，在对于该角焊道13的方向交叉的方向上，以包含与该角焊道13重叠的部位的方式，预先压制所述上表面部分12A形成压制焊道15A、15B和15C。所述压制焊道15A、15B和15C需要形成为充分确保所述槽型材11的所述一端部与所述上表面12A的接触性，不形成不需要的留空量。

(第2实施方式)

图9是表示焊接结构构件的第2实施方式的立体图。

图9表示一方的金属构件与另一方的金属构件的板面部分彼此相互接合了的搭接角接电弧焊接头的例子。

图9所示的焊接结构构件20，通过将槽型材21的两侧的凸缘部的背面安装到槽型材22的彼此相对的侧面，将凸缘部的顶端部进行搭接角焊，由此形成。如图9所示，以包含形成角焊道23的部分的方式，在槽型材22的侧面22A，在槽型材21的凸缘部的顶端部和槽型材22的基端部的边界(端部26A、26B)附近所对应的部位，在所述角焊道23侧预先形成凸状的压制焊道25A、25B。

另外，为了提高所述角焊道23的接合强度，可以如图9所示，在槽型材21的凸缘部的侧面21A侧，以包含形成角焊道23的部分的方式，在相对于所述角焊道23的方向交叉的方向，在所述角焊道23侧形成凸状的压制焊道25C。所述压制焊道25C优选形成于所述凸缘部的顶端的中央，但也可以形成多根。

(第3实施方式)

图10是表示焊接结构构件的第3实施方式的立体图。

图10所示的焊接结构构件30，使用利用了方型金属管的箱型材32、和方型金属管的顶端部的相互对应的两组面之中的一组面配合箱型材32的形状切取而成的箱型材31构成。

箱型材31的顶端部未被切取的部分的背面与箱型材32的表面32A2抵接，同时箱型材31的顶端部被切取了的部分的板厚部分与箱型材32的表面抵接，由此组合箱型材32与箱型材31，通过将抵接部进行角焊形成焊接结构构件30。

在焊接结构构件30形成的角焊道33在其中途至少具有角部36A～36E的角部。将设想附加到焊接结构构件30的重复载荷，附加到未形成压制焊道的焊接结构构件30上时疲劳裂纹最初产生的部位，是箱型材31的顶端部被切取了的部分的板厚部分与箱型材32的表面抵接的角部。

但是，如果考虑施加于方型金属管31的载荷的方向，则角部36A、36B、36E是箱型材32的侧面32A1与32C、32A1与32B、32B与32A2的边界部分，因此通过在该部分形成压制焊道来提高所述角焊道33的接合强度的效果小。因此，在此，替代角部36A～36E等，在箱型材32的侧面32A1和32A2的至少一处，以包含形成角焊道33的部分的方式，形成至少1个压制焊道。

再者，在图10中，仅在箱型材32的侧面32A1，以其凸型部分的端部与角焊道33重复的方式形成1个压制焊道35A，但所述压制焊道的数量也可以在同一侧面形成多个。

再者，以上说明的本发明的实施方式全都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被这些例子限定性地解释。即，本发明不会从其技术思想、或者其主要特征脱离，能够以各种形态实施。

(第4实施方式)

图11是表示焊接结构构件的第4实施方式的立体图。

如图11所示，通过使下侧钢板2的上表面抵接槽型材11的一端部，仅将抵接了的部分之中的、位于槽型材11的板面外侧的部分进行角焊，由此形成。第4实施方式的特征在于，在槽型材11的角部16A、16B与角焊道的终始端部16C，具有沿着角焊道43形成的压制焊道45A、45B和45C。这些压制焊道，通过以包含与该角焊道43重叠的部位的方式，对槽型材11的角部16A、16B与角焊道的终始端部16C所对应的部位预先压制，由此形成。

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确认本发明的可实施性和效果而采用的一条件例，本发明不限定于这一条件例。只要不脱离本发明的主旨而实现本发明的目的，本发明就可以采用各种条件。

以表2～4所示的压制焊道的形成条件，制作图8～10所示形状的焊接结构构件10、20、30的比较例和发明例，将这些焊接结构构件供于疲劳试验。再者，以基于图14的疲劳强度试验的结果得到的见解为基础，压制焊道的止端部半径与板厚为同等(ρ’＝1)。

用于焊接结构构件的钢构件和焊接材料示于表1。在表1中，使用了钢材A和钢材B这2种钢构件。再者，作为钢板A和钢板B，分别使用了2种钢构件。再者，作为钢板A和钢板B，分别准备了2种板厚(2.3mm、2.6mm)的钢板。另外，使用焊丝A和焊丝B这2种焊接材料。焊丝A和B的直径为1.2mm。

表1

在本实施例中，图8所示的帽状材12的尺寸是X方向(长度)300mm×Y方向(宽度)150mm×Z方向(高度)80mm。托架材11的尺寸是X方向(宽度)80mm×Y方向(宽度)75mm×Z方向(高度)80mm。

在本实施例中，图9所示的帽状材22的尺寸是X方向(长度)300mm×Y方向(宽度)100mm×Z方向(高度)50mm。托架材21的尺寸是X方向(宽度)75mm×Y方向(宽度)105mm×Z方向(高度)80mm。

在本实施例中，图10所示的箱型材32的尺寸是X方向(长度)300mm、Y方向(宽度)100mm、Z方向(高度)50mm。另一方的托架材31是将X方向(宽度)76mm、Y方向(长度)180mm、Z方向(高度)56mm的方型钢管的180mm的长度的部分从顶端切掉25mm。

再者，作为共同的焊接条件，按以下的形成条件形成角焊道。

用电油压式疲劳试验装置，以载荷方向成为用图8～图10的中空箭头所示的方向的方式把持制作出的焊接结构构件，载荷范围为恒定(应力范围恒定)、载荷比为0.1、重复频率为5Hz，供于疲劳试验。

本实施例中，相对于未配置压制焊道的焊接结构构件的疲劳寿命，当将配置有压制焊道的焊接结构构件在同一加载范围下试验时的”疲劳寿命提高率”超过120％时，判定为存在压制焊道带来的效果。

(基于实施方式1的实施例)

基于图8和表2，叙述实施方式1中的实施例的结果。

图8所示的焊接结构构件10，通过在帽状构件12的上表面12A配置字形的托架材11，并对托架材的外周部进行角焊来形成。

再者，试片C-1是未配置压制焊道的比较例，试片C-2～5是配置有压制焊道的发明例。

没有配置压制焊道的比较例C-1中，在角焊道开始端部或终端部的帽状材侧的焊接止端部16C产生了龟裂。因此，发明例C-2中在帽状材的上表面的与角焊道始终端部相当的位置配置了压制焊道15C。再者，压制焊道的配置位置是角焊道的始终端的顶端部，因此压制焊道的方向设为相对于焊接止端部16C的焊接止端线为90°、即与焊接线平行的方向。另外，发明例C-2中，没有在帽状材设置凹口，成为角焊道与压制焊道连接的状态。作为疲劳试验的结果，寿命提高率显示超过180％的增加，龟裂产生位置从角焊道始终端部变为角焊道角部。

因此，发明例C-3中除了角焊道始终端部以外，在角焊道角部(15A、15B)也配置了压制焊道。本发明例中，由于增加压制焊道的配置位置、增加压制焊道的长度(La/W)的效果，使疲劳寿命提高率达到270％。另一方面，龟裂产生位置从角焊道角部变为角焊道的始终端部与压制焊道的边界部。

为了进一步增加角焊道始终端部的疲劳寿命，发明例C-4是在托架材11的端部设置凹口14，以压制焊道的凸部嵌入托架的凹口的方式配置，以角焊道置于压制焊道之上的方式进行了焊接施工的例子。通过增加压制焊道与角焊道的重叠范围，角焊道始终端部的刚性更加提高，疲劳寿命提高率达到365％。

发明例C-5是在托架材的角部也设置凹口，以角焊道与压制焊道交叉的方式配置了压制焊道的例子，疲劳寿命提高率大大增加到548％。

表2

(基于实施方式2的实施例)

基于图9和表3，叙述实施方式2中的实施例。

图9所示的焊接结构构件20，通过在帽状构件22覆盖配置字状的托架21，并用搭接角焊进行接合来制作。

没有配置压制焊道的比较例D-1中，从角焊道中央的根部(相当于图1A的符号5的部位)产生了龟裂。因此，发明例D-2中以与角焊道的始终端部连接的方式配置了压制焊道25A、25B。再者，压制焊道的角度相对于那里的止端线为90°、即相对于角焊道的焊接线为45°。作为疲劳试验的结果，寿命提高率显示132％的增加。

发明例D-3是与D-2同样的压制焊道的配置，但压制焊道的长度和高度比D-2大。其结果，显示疲劳寿命提高率进一步增加到212％。

发明例D-4除了在角焊道始终端部以外，在角焊道中央部的托架21侧配置了压制焊道25C，通过压制焊道的增加带来的焊接接头的刚性提高效果，疲劳寿命提高率大幅增加到347％。

表3

(基于实施方式3的实施例)

基于图10和表4，叙述实施方式3中的实施例。

图10所示的焊接结构构件30，是将箱型材31与箱型材32配置成T字形状的焊接接头。箱型材的侧面用对接角焊、箱型材的上下面用搭接角焊接合。如果对箱型材31作用水平方向的载荷，则在箱型材32的对接角焊侧面容易产生疲劳裂纹，因此优选在该部位配置压制焊道。

没有配置压制焊道的比较例E-1中，从角焊道中央部的箱型材32侧的焊接止端部产生了龟裂。因此，以与该部位的角焊道连接的方式配置了压制焊道。

发明例E-2将压制焊道的设置角度设为相对于焊接止端线为30°，因此刚性提高效果不充分，疲劳寿命提高率止于129％。

发明例E-3通过增大压制焊道的尺寸，并使压制焊道的设置角度相对于焊接止端线为45°，使疲劳寿命提高率增加到239％。

发明例E-4通过增大压制焊道的宽度、高度，并使压制焊道的设置角度相对于焊接止端线为90°(35A)，使疲劳寿命提高率大幅增加到417％。

表4

产业可利用性

以上，主要使用角焊接头说明了本发明，本发明在以机械工业为首的钢板等的金属构件的焊接产业中的可利用性高。即，本发明不限于汽车用的焊接结构构件，可以在由铁道车辆、航空器等的运输用机器、机械结构物、家电等多个材料、构件等构成的结构物中利用。另外，本发明不限于钢板，可以应用于包含铁板、铝板、钛合金板、金属和树脂的板材。

附图标记说明

1 上侧钢材

1A 凹口

2 下侧钢材

3 角焊接焊道

3A 压制焊道

4 止端部

5 根部

10 焊接结构构件

11 槽型材

12 帽状材

13 角焊道

14 凹口部

15A～15C 压制焊道

16A、16B 槽型材的角部

16C 角焊道的终始端部

20 焊接结构构件

21 槽型材

22 槽型材

23 角焊道

24 角焊道

25A～25C 压制焊道

30 焊接结构构件

31 箱型材

32 箱型材

33 角焊道

35A 压制焊道

36A～36E 角焊道的角部

40 焊接结构构件

43 角焊道

45A～45C 压制焊道

θ 止端角

Claims (18)

1.一种角焊接头，是通过将至少2个金属构件进行角焊而形成的，其特征在于，

在至少一方的所述金属构件的表面具有压制焊道，所述压制焊道是采用压制成型设置为向具有由所述角焊形成的焊接焊道的一侧凸起的肋状突起，

该压制焊道的一部分与所述焊接焊道连接或重叠。

2.根据权利要求1所述的角焊接头，其特征在于，所述压制焊道的长度方向相对于所述焊接焊道的焊接止端线的方向为45°以上135°以下。

3.根据权利要求1或2所述的角焊接头，其特征在于，在所述焊接焊道的始端部、终端部、屈曲部和该焊接焊道中途的承受比该始终端部高的应力的部位中的至少1处，所述压制焊道沿着所述焊接焊道存在。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的角焊接头，其特征在于，所述压制焊道的止端部半径Ra为具有该压制焊道的金属构件的厚度t以上，所述止端部半径Ra和所述厚度t的单位为mm。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的角焊接头，其特征在于，在将所述压制焊道的长度方向的长度设为La、高度设为Ha、宽度设为Wa、所述焊接焊道的宽度设为W、具有压制焊道的金属构件的厚度设为t时，满足以下关系：

La≥2W、

Ha≥t、

Wa≥W。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的角焊接头，其特征在于，所述压制焊道与所述焊接焊道交叉。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的角焊接头，其特征在于，所述压制焊道在所述焊接焊道中预先求得的最大主应力产生的部分重叠。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的角焊接头，其特征在于，对于与形成有所述压制焊道的金属构件焊接的金属构件，在与所述压制焊道焊接的部位，具有所述压制焊道嵌入的凹口部。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的角焊接头，其特征在于，所述金属构件的至少一方是截面形状具有弯折的角部的金属构件，将该至少一方的金属构件与另一方的金属构件进行角焊形成所述角焊接头，

在生成的焊接焊道的角部重叠压制焊道。

10.一种角焊接头的制造方法，是通过将至少2个金属构件进行角焊而形成角焊接头的方法，其特征在于，

在至少一方的所述金属构件的表面将压制焊道压制成型，所述压制焊道是向具有由所述角焊形成的焊接焊道的一侧凸起的肋状突起，

以该压制焊道的一部分与所述焊接焊道连接或重叠的方式，将所述金属构件进行角焊。

11.根据权利要求10所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，将所述压制焊道的长度方向相对于所述焊接焊道的焊接止端线的方向形成为45°以上135°以下。

12.根据权利要求10或11所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，在所述焊接焊道的始端部、终端部、屈曲部和该焊接焊道中途的承受比该始终端部高的应力的部位中的至少1处，沿着所述焊接焊道形成压制焊道。

13.根据权利要求10～12中的任一项所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，将所述压制焊道的止端部半径Ra形成为具有压制焊道的金属构件的厚度t以上，所述止端部半径Ra和所述厚度t的单位为mm。

14.根据权利要求10～13中的任一项所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，在将所述压制焊道的长度方向的长度设为La、高度设为Ha、宽度设为Wa、所述焊接焊道的宽度设为W、具有压制焊道的金属构件的厚度设为t时，满足以下关系：

La≥2W、

Ha≥t、

Wa≥W。

15.根据权利要求10～14中的任一项所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，形成与所述焊接焊道交叉的压制焊道。

16.根据权利要求10～15中的任一项所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，对所述焊接焊道在预先求得的最大主应力产生的焊接部分，所述压制焊道以连接或重叠的方式形成。

17.根据权利要求10～16中的任一项所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，对于与形成有所述压制焊道的金属构件焊接的金属构件，在与所述压制焊道焊接的部位，形成所述压制焊道嵌入的凹口部。

18.根据权利要求10～17中的任一项所述的角焊接头的制造方法，其特征在于，所述金属构件的至少一方是截面形状具有弯折的角部的金属构件，将该至少一方的金属构件与另一方的金属构件进行角焊形成角焊接头，以压制焊道与生成的焊接焊道的角部重叠的方式，在所述另一方的金属构件预先形成压制焊道。