JP2004098084A

JP2004098084A - 溶接方法およびハット形溶接部材

Info

Publication number: JP2004098084A
Application number: JP2002260143A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsushima; 津島　健次; Minoru Kasukawa; 粕川　実; Hiroshi Sakurai; 桜井　寛; Hironori Sakamoto; 坂元　宏規
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】溶接時の熱影響部からの破断が生じ難く、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能に優れたハット形溶接部材を形成し得る溶接方法を提供する
【解決手段】断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材１０、２０を重ね溶接してハット形溶接部材３０を形成するための溶接方法であって、２つの被溶接材１０、２０を重ねた重ね部３１に対して、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行に、溶接線の全長が略ハット形状をなす前記断面の周長以上、かつ、溶接線の間隔が略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満である重ね溶接を行う。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接してハット形溶接部材を形成するための溶接方法および当該溶接方法により溶接されるハット形溶接部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の軽量化要請の高まりから、車体部品やシャシー部品にアルミニウムなどの軽合金を適用する試みが広く行われてきている（例えば、特許文献１を参照）。アルミニウム合金を車体やシャシー部材に適用するに当っては、アルミニウム合金をレーザ溶接やＭＩＧ溶接などにより接合して使用する場合が多々ある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１８４３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、時効硬化熱処理により強度を調整したアルミニウム合金部材をレーザ溶接やＭＩＧ溶接などにより溶接した場合には、溶接時の入熱により、軟化を伴う熱影響部（ＨＡＺ部）が形成される。軟化を伴う熱影響部を熱軟化部ともいう。この熱軟化部は強度が低く破壊が生じ易いので、接合された溶接部材の強度やエネルギ吸収量が低下し易いという問題がある。従来、種々の溶接法や部材形状が提案されているものの、十分なものではなかった。
【０００５】
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであり、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接してハット形溶接部材を形成するための溶接方法であって、溶接時の熱影響部からの破断が生じ難く、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能に優れたハット形溶接部材を形成し得る溶接方法を提供するとともに、当該溶接方法により溶接され自動車の車体部品あるいはシャシー部品に用いて好適なハット形溶接部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【０００７】
本発明は、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接してハット形溶接部材を形成するための溶接方法において、
２つの被溶接材を重ねた重ね部に対して、ハット形溶接部材の長手方向と平行に、溶接線の全長が略ハット形状をなす前記断面の周長以上、かつ、溶接線の間隔が略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満である重ね溶接を行うことを特徴とする溶接方法である。
【０００８】
また、当該溶接方法により溶接され、その用途が、自動車の車体部品あるいはシャシー部品であることを特徴とするハット形溶接部材である。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の溶接方法によれば、重ね溶接による溶接部が、２つの被溶接材を重ねた重ね部に対して、ハット形溶接部材の長手方向と平行にある特定の全長で、かつ、ある特定の間隔で設けられているために、十分な強度を得ることができ、かつ、溶接の際に生じる熱影響部が、曲げ方向の入力を受けた際に亀裂する方向（断面が略ハット形状をなす被溶接材の周方向であって、重ね溶接したハット形溶接部材の長手方向に対して直交する方向）に連続して生成されず、熱影響部が前記周方向に沿って連続するような重ね溶接を行った場合に比較して、亀裂が進展し難くなる。この結果、溶接時の熱影響部からの破断が生じ難く、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能に優れたハット形溶接部材を形成することが可能となる。
【００１０】
また、本発明のハット形溶接部材によれば、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能の低下を抑制した溶接方法により溶接されており、自動車の車体部品あるいはシャシー部品に用いて好適なものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１（Ａ）は、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接する本発明に係る溶接方法および当該溶接方法により溶接されたハット形溶接部材の説明に供する斜視図、図１（Ｂ）は、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接する一般的な溶接方法および当該溶接方法により溶接されたハット形溶接部材の説明に供する斜視図である。なお、図において、溶接線は太線にて示される。
【００１３】
図示するハット形溶接部材３０は、断面が略ハット形状を有する第１と第２の２つの被溶接材１０、２０を重ね溶接して形成されている。各被溶接材１０、２０は、横壁部１１、２１と、当該横壁部１１、２１から垂下する一対の縦壁部１２、２２と、当該縦壁部１２、２２の下端に設けられたフランジ部１３、２３とを備え、横壁部１１、２１に対向する部位は開放されている。これら各部により、第１と第２の２つの被溶接材１０、２０は、断面が略ハット形状を有している。第１の被溶接材１０の端部の上に、第２の被溶接材２０の端部が寸法Ｌだけ重ね合わされ、この重なり合った第１と第２の被溶接材１０、２０の部分により、重ね部３１が構成されている。
【００１４】
後述するが、本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、重ね溶接による溶接部が、２つの被溶接材１０、２０を重ねた重ね部３１に対して、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行にある特定の全長で、かつ、ある特定の間隔で設けられている。
【００１５】
このようなハット形溶接部材３０は、例えば、自動車の車体部品あるいはシャシー部品に用いられている。
【００１６】
溶接法は、レーザ溶接、ミグ溶接あるいはプラズマ溶接を採用できる。重ね溶接を高密度エネルギビーム溶接つまりレーザ溶接により行うと、溶け込み深さが深く、高速溶接を行うことができ、溶接時間の短縮や熱歪みの低減が可能になるという効果が期待できる。レーザは、例えば、ＹＡＧレーザが用いられる。
【００１７】
被溶接材１０、２０は、車両重量の軽量化および強度の向上の観点から、アルミニウム合金、より好ましくは、時効硬化処理が施され調質されたアルミニウム合金を用いるのが好ましい。被溶接材１０、２０としては、上記のアルミニウム合金または調質されたアルミニウム合金の押出し成形品が用いられる。プレス成形品からなる被溶接材を用いることもできる。被溶接材１０、２０の板厚は、外観不良や溶け込み不足などを防止し、溶接品質を確保する観点から、適宜の寸法が選択される。例えば、自動車の車体部品あるいはシャシー部品として一般的に用いられるアルミニウム板材は、２ｍｍ程度の板厚を有している。
【００１８】
図１（Ｂ）に示すように、一般的な溶接方法にあっては、断面が略ハット形状をなす被溶接材１０、２０の周方向に沿って重ね溶接が行われており、溶接時に生じた熱軟化部は、周方向に沿って連続している。熱軟化部が連続する方向は、ハット形溶接部材３０が図中二点鎖線矢印で示される曲げ入力を受けた際の亀裂方向と一致する。このため、熱軟化部から亀裂が発生および進展し、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能が低下する。
【００１９】
そこで、本実施形態にあっては、図１（Ａ）に示すように、２つの被溶接材１０、２０を重ねた重ね部３１に対して、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行に、溶接線の全長が略ハット形状をなす前記断面の周長以上、かつ、溶接線の間隔が略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満である重ね溶接を行っている。
【００２０】
溶接線の全長を規定する基準となる略ハット形状をなす断面の周長は、重ねられたときに内側に位置する第１の被溶接材１０の外周面を基準とし、フランジ幅を除いた長さである。また、溶接線の間隔を規定する基準となる略ハット形状をなす断面の一辺の長さは、第１の被溶接材１０の溶接が行われる各面の辺の長さである。
【００２１】
かかる溶接方法によれば、重ね溶接による溶接部が、２つの被溶接材１０、２０を重ねた重ね部３１に対して、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行にある特定の全長で、かつ、ある特定の間隔で設けられているために、十分な強度を得ることができ、かつ、溶接の際に生じる熱軟化部が、曲げ方向の入力を受けた際に亀裂する方向（断面が略ハット形状をなす被溶接材１０、２０の周方向であって、重ね溶接したハット形溶接部材３０の長手方向に対して直交する方向）に連続して生成されず、熱軟化部が前記周方向に沿って連続するような重ね溶接を行った図１（Ｂ）に示される場合に比較して、亀裂が進展し難くなる。この結果、溶接時の熱軟化部からの破断が生じ難く、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能の低下を抑制できる。したがって、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能に優れたハット形溶接部材３０を形成することが可能となる。
【００２２】
ここで、溶接線の全長が、断面が略ハット形状をなす被溶接材１０、２０の周長よりも短い場合には、被溶接材１０、２０が相互に接合された部位の全長が短いために、曲げ入力に対して十分な強度が得られない。このため、溶接線の全長は、略ハット形状をなす前記断面の周長以上とするのが好ましい。
【００２３】
また、溶接線の間隔が、断面が略ハット形状をなす被溶接材１０、２０の一辺の長さの１／２以上であるような場合には、変形時に荷重を受ける溶接ビードの数の絶対数が少なくなり、曲げ入力に対して十分な強度が得られない。このため、溶接線の間隔は、略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満とするのが好ましい。
【００２４】
溶接法がレーザ溶接である場合には、溶接ビードと熱軟化部とを合わせた幅が約５ｍｍ程度となる。このため、溶接線の間隔が８ｍｍ未満では、曲げ入力に対する破断強度はある程度の値が得られるものの、隣り合う熱軟化部がほぼ連続してしまい、亀裂の進展を抑えることによりエネルギ吸収量を増加させるという本発明の効果が得られなくなってしまう。そこで、重ね溶接をレーザ溶接により行う際の溶接線の間隔は、８ｍｍ以上、かつ、略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満とするのが好ましい。
【００２５】
溶接法がミグ溶接あるいはプラズマ溶接である場合、一般的なアルミニウム板材である２ｍｍ厚さの板の重ね部３１の溶接を行うと、溶接ビードと熱軟化部とを合わせた幅が約１５ｍｍ程度となる。このため、溶接線の間隔が２０ｍｍ未満では、曲げ入力に対する破断強度はある程度の値が得られるものの、隣り合う熱軟化部がほぼ連続してしまい、亀裂の進展を抑えることによりエネルギ吸収量を増加させるという本発明の効果が得られなくなってしまう。そこで、重ね溶接をミグ溶接あるいはプラズマ溶接により行う際の溶接線の間隔は、２０ｍｍ以上、かつ、略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満とするのが好ましい。
【００２６】
上記の溶接方法により溶接され、自動車の車体部品あるいはシャシー部品に用いられるハット形溶接部材３０によれば、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能の低下を抑制した溶接方法により溶接されているので、曲げ剛性の高いものとなり、自動車車体など最終製品の強度が向上する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
【００２８】
図２〜図８に、本発明の実施例および比較例で得られたハット形溶接部材３０の溶接状態の模式図を示す。なお、各図において、溶接線は太線にて示される。また、実施例、比較例の番号が示され、溶接方法もカッコ書きで併せて示される。
【００２９】
断面が略ハット形状を有する第１と第２の２つの被溶接材１０、２０を、溶接状態および溶接方法を種々組み合わせて重ね溶接し、得られたハット形溶接部材３０の曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能に及ぼす溶接線の全長および溶接線の間隔の影響について調査した。
【００３０】
各被溶接材１０、２０は、時効硬化処理が施され調質されたアルミニウム押し出し材（Ａ６０６３−Ｔ５）材からなる。第１の被溶接材１０として、幅：５１ｍｍ、高さ：５５ｍｍ、フランジ幅：２２ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、板厚：２ｍｍのものを使用した。第２の被溶接材２０として、幅：５５ｍｍ、高さ：５７ｍｍ、フランジ幅：２０ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ、板厚：２ｍｍのものを使用した。重ね部３１の長さ：３０ｍｍで２つの被溶接材１０、２０を重ね、重ね溶接を行った。
【００３１】
溶接線の全長を規定する基準となる略ハット形状をなす断面の周長は、重ねられたときに内側に位置する第１の被溶接材１０の外周面を基準とし、フランジ幅を除いた、５１＋５５×２＝１６１ｍｍである。また、溶接線の間隔を規定する基準となる略ハット形状をなす断面の一辺の長さは、第１の被溶接材１０の溶接が行われる各面の辺の長さである５１ｍｍまたは５５ｍｍである。
【００３２】
各溶接状態は次のとおりである。
【００３３】
図２に示すように、比較例１（レーザ溶接）、比較例４（ＭＩＧ溶接）、比較例７（プラズマ溶接）では、重ね溶接および第２の被溶接材２０の端部におけるすみ肉溶接を、被溶接材の周方向に沿って行った。重ね溶接とすみ肉溶接との間隔は１５ｍｍ、全溶接長は３４０ｍｍである。
【００３４】
図３〜図８に示される実施例および／または比較例では、いずれも、重ね部３１に対して、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行に複数の重ね溶接を行った。但し、溶接線の全長および溶接線の間隔が異なっている。
【００３５】
図３に示すように、実施例１（レーザ溶接）では、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行な重ね溶接を、第２の被溶接材２０の端部からの各ビード長を１８ｍｍ、各面でのビード間距離を１７ｍｍとし、９箇所に行った。全溶接長は１６２ｍｍである。溶接線の全長（１６２ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の周長（１６１ｍｍ）以上である。各面での溶接線の間隔（１７ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の一辺の長さ（５１ｍｍまたは５５ｍｍ）の１／２未満であり、さらに、熱軟化部が連続しなくなる８ｍｍ以上である。
【００３６】
図４に示すように、実施例２（レーザ溶接）では、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行な重ね溶接を、第２の被溶接材２０の端部からの各ビード長を３０ｍｍ、各面でのビード間距離を１７ｍｍとし、９箇所に行った。全溶接長は２７０ｍｍである。溶接線の全長（２７０ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の周長（１６１ｍｍ）以上である。各面での溶接線の間隔（１７ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の一辺の長さ（５１ｍｍまたは５５ｍｍ）の１／２未満であり、さらに、熱軟化部が連続しなくなる８ｍｍ以上である。
【００３７】
図５に示すように、比較例２（レーザ溶接）、比較例５（ＭＩＧ溶接）、比較例８（プラズマ溶接）では、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行な重ね溶接を、第２の被溶接材２０の端部からの各ビード長を３０ｍｍとし、各面の中央の３箇所に行った。全溶接長は９０ｍｍである。溶接線の全長（９０ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の周長（１６１ｍｍ）未満である。
【００３８】
図６に示すように、実施例３（レーザ溶接）、比較例６（ＭＩＧ溶接）、比較例９（プラズマ溶接）では、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行な重ね溶接を、第２の被溶接材２０の端部からの各ビード長を３０ｍｍ、各面でのビード間距離を１０ｍｍとし、１２箇所に行った。全溶接長は３６０ｍｍである。溶接線の全長（３６０ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の周長（１６１ｍｍ）以上である。実施例３（レーザ溶接）の場合の各面での溶接線の間隔（１０ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の一辺の長さ（５１ｍｍまたは５５ｍｍ）の１／２未満であり、さらに、熱軟化部が連続しなくなる８ｍｍ以上である。比較例６（ＭＩＧ溶接）および比較例９（プラズマ溶接）の場合の各面での溶接線の間隔（１０ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の一辺の長さ（５１ｍｍまたは５５ｍｍ）の１／２未満であるが、隣り合う熱軟化部がほぼ連続してしまう溶接線の間隔である２０ｍｍ未満となっている。
【００３９】
図７に示すように、実施例４（ＭＩＧ溶接）、実施例５（プラズマ溶接）では、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行な重ね溶接を、第２の被溶接材２０の端部からの各ビード長を３０ｍｍ、各面でのビード間距離を２５ｍｍとし、６箇所に行った。全溶接長は１８０ｍｍである。溶接線の全長（１８０ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の周長（１６１ｍｍ）以上である。各面での溶接線の間隔（２５ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の一辺の長さ（５１ｍｍまたは５５ｍｍ）の１／２未満であり、さらに、熱軟化部が連続しなくなる２０ｍｍ以上である。
【００４０】
図８に示すように、比較例３（レーザ溶接）では、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行な重ね溶接を、第２の被溶接材２０の端部からの各ビード長を３０ｍｍ、各面でのビード間距離を５ｍｍとし、１２箇所に行った。全溶接長は３６０ｍｍである。溶接線の全長（３６０ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の周長（１６１ｍｍ）以上である。各面での溶接線の間隔（５ｍｍ）は、略ハット形状をなす断面の一辺の長さ（５１ｍｍまたは５５ｍｍ）の１／２未満であるが、隣り合う熱軟化部がほぼ連続してしまう溶接線の間隔である８ｍｍ未満となっている。
【００４１】
溶接方法は、レーザ溶接、ＭＩＧ溶接、プラズマ溶接の３種で行った。レーザ溶接には、３ｋＷと２ｋＷのＹＡＧレーザを使用し、これら２つのレーザ光を溶接方向と平行に配置し、溶接速度：３ｍ／ｍｉｎで、５３５６合金をフィラーワイヤとして用いて実施した。ＭＩＧ溶接は、電流：１５０Ａ、溶接速度：０．５ｍ／ｍｉｎで、５３５６合金をフィラーワイヤとして用いて実施した。プラズマ溶接は、電流：１００Ａ、溶接速度：０．７ｍ／ｍｉｎで実施した。
【００４２】
溶接状態および溶接方法の組み合わせを下記の表１にまとめて示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
得られたハット形溶接部材３０に対して、断面の開放面側に、厚さ：２ｍｍのＡ５０５２板材をリベット接合により接合し、評価用の粗材を得た。
【００４５】
図９は、三点曲げ試験の概要を示す模式図である。
【００４６】
得られた評価用粗材４０に対し、支点間距離：７００ｍｍで重ね部３１の中央に押し子４１が当るようにし、試験速度：１５ｍｍ／ｍｉｎで三点曲げ試験を行い、荷重−変位線図を取得し、曲げ入力に対する破断荷重およびエネルギ吸収量を求めた。なお、図中符号４２および４３はそれぞれ、ハット形溶接部材３０の開放面に接合されたクロージングプレート、および、支持治具を示している。
【００４７】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、３種類の溶接方法により得られた溶接品のそれぞれについて三点曲げ試験を行って得た単位溶接長当りの破断強度を比較して示す図であり、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の順に、レーザ溶接品、ＭＩＧ溶接品、プラズマ溶接品についての単位溶接長当りの破断強度を示している。また、図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、３種類の溶接方法により得られた溶接品のそれぞれについて三点曲げ試験を行って得た単位溶接長当りのエネルギ吸収量を比較して示す図であり、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の順に、レーザ溶接品、ＭＩＧ溶接品、プラズマ溶接品についての単位溶接長当りのエネルギ吸収量を示している。
【００４８】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、レーザ溶接品、ＭＩＧ溶接品、プラズマ溶接品のいずれにおいても、本発明の実施例においては、比較例と比べて、単位溶接長当りの破断強度が向上していることを確認した。
【００４９】
また、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、レーザ溶接品、ＭＩＧ溶接品、プラズマ溶接品のいずれにおいても、本発明の実施例においては、比較例と比べて、単位溶接長当りのエネルギ吸収量の何れもが向上していることを確認した。
【００５０】
特に、単位溶接長当りのエネルギ吸収量の増加が大きいが、これは、本発明の実施例においては、溶接時に形成される熱軟化部が連続していないために、発生した亀裂が進展し難く、完全破断に至るまでの変形量が増加していることが影響しているものである。
【００５１】
以上説明したように、本発明の溶接方法によれば、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材１０、２０を重ね溶接してハット形溶接部材３０を形成するための溶接方法において、２つの被溶接材１０、２０を重ねた重ね部３１に対して、ハット形溶接部材３０の長手方向と平行に、溶接線の全長が略ハット形状をなす前記断面の周長以上、かつ、溶接線の間隔が略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満である重ね溶接を行ったので、十分な強度を得ることができ、かつ、溶接の際に生じる熱影響部が、曲げ方向の入力を受けた際に亀裂する方向（断面が略ハット形状をなす被溶接材の周方向であって、重ね溶接したハット形溶接部材３０の長手方向に対して直交する方向）に連続して生成されず、熱影響部が前記周方向に沿って連続するような重ね溶接を行った場合に比較して、亀裂が進展し難くなる。この結果、溶接時の熱影響部からの破断が生じ難く、曲げ入力に対する破断強度およびエネルギ吸収能に優れたハット形溶接部材３０を形成することが可能となる。
【００５２】
また、前記重ね溶接を高密度エネルギビーム溶接により行うことにより、溶け込み深さが深く、高速溶接を行うことができる。
【００５３】
また、前記重ね溶接をレーザ溶接により行う際の溶接線の間隔は、８ｍｍ以上であるので、隣り合う熱軟化部が連続してしまうことはなく、亀裂の進展を抑えることによりエネルギ吸収量を増加させるという所期の効果を得ることができる。
【００５４】
また、前記重ね溶接をミグ溶接あるいはプラズマ溶接により行う際の溶接線の間隔は、２０ｍｍ以上であるので、隣り合う熱軟化部が連続してしまうことはなく、亀裂の進展を抑えることによりエネルギ吸収量を増加させるという所期の効果を得ることができる。
【００５５】
また、前記被溶接材はアルミニウム合金であるので、ハット形溶接部材３０の軽量を図ることができ、さらに、時効硬化処理が施されたアルミニウム合金であるので、溶接熱に伴う軟化を防止してハット形溶接部材３０の強度の低下を抑えることができる。このように本発明は、溶接部近傍の熱影響部からの破断が生じ難い、時効効果処理の施されたアルミニウム合金の溶接方法および時効効果処理の施されたアルミニウム合金製の溶接部材に適用して好適である。
【００５６】
上記の溶接方法により溶接され、自動車の車体部品あるいはシャシー部品に用いられるハット形溶接部材３０によれば、溶接部近傍の熱影響部からの破断が生じ難く、破断強度およびエネルギ吸収能に優れた時効硬化型アルミニウム合金の溶接された部材、特に曲げ入力に対して破断強度およびエネルギ吸収能が優れた部材を得ることができる。ハット形溶接部材３０の曲げ剛性が高いものとなるので、自動車車体など最終製品の強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接する本発明に係る溶接方法および当該溶接方法により溶接されたハット形溶接部材の説明に供する斜視図、図１（Ｂ）は、断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接する一般的な溶接方法および当該溶接方法により溶接されたハット形溶接部材の説明に供する斜視図である。
【図２】比較例１、４、７で得られたハット形溶接部材の溶接状態を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１で得られたハット形溶接部材の溶接状態を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例２で得られたハット形溶接部材の溶接状態を示す模式図である。
【図５】比較例２、５、８で得られたハット形溶接部材の溶接状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施例３および比較例６、９で得られたハット形溶接部材の溶接状態を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例４、５で得られたハット形溶接部材の溶接状態を示す模式図である。
【図８】比較例３で得られたハット形溶接部材の溶接状態を示す模式図である。
【図９】三点曲げ試験の概要を示す模式図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、３種類の溶接方法により得られた溶接品のそれぞれについて三点曲げ試験を行って得た単位溶接長当りの破断強度を比較して示す図であり、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の順に、レーザ溶接品、ＭＩＧ溶接品、プラズマ溶接品についての単位溶接長当りの破断強度を示している。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、３種類の溶接方法により得られた溶接品のそれぞれについて三点曲げ試験を行って得た単位溶接長当りのエネルギ吸収量を比較して示す図であり、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の順に、レーザ溶接品、ＭＩＧ溶接品、プラズマ溶接品についての単位溶接長当りのエネルギ吸収量を示している。
【符号の説明】
１０…第１の被溶接材
２０…第２の被溶接材
３０…ハット形溶接部材
３１…重ね部

Claims

断面が略ハット形状を有する２つの被溶接材を重ね溶接してハット形溶接部材を形成するための溶接方法において、
２つの被溶接材を重ねた重ね部に対して、ハット形溶接部材の長手方向と平行に、溶接線の全長が略ハット形状をなす前記断面の周長以上、かつ、溶接線の間隔が略ハット形状をなす前記断面の一辺の長さの１／２未満である重ね溶接を行うことを特徴とする溶接方法。
前記重ね溶接を高密度エネルギビーム溶接により行うことを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。
前記重ね溶接をレーザ溶接により行う際の溶接線の間隔は、８ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。
前記重ね溶接をミグ溶接あるいはプラズマ溶接により行う際の溶接線の間隔は、２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。
前記被溶接材は、アルミニウム合金であることを特徴とする請求項１〜４に記載の溶接方法。
前記アルミニウム合金は、時効硬化処理が施されていることを特徴とする請求項５に記載の溶接方法。
請求項１〜６に記載の溶接方法により溶接され、自動車の車体部品あるいはシャシー部品に用いられることを特徴とするハット形溶接部材。