JP3362624B2 - 重ね溶接継手の疲労特性向上方法 - Google Patents

重ね溶接継手の疲労特性向上方法

Info

Publication number
JP3362624B2
JP3362624B2 JP01324397A JP1324397A JP3362624B2 JP 3362624 B2 JP3362624 B2 JP 3362624B2 JP 01324397 A JP01324397 A JP 01324397A JP 1324397 A JP1324397 A JP 1324397A JP 3362624 B2 JP3362624 B2 JP 3362624B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel plate
residual stress
heating
welded
fatigue characteristics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP01324397A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10193164A (ja
Inventor
毅 塩崎
俊介 豊田
雅紀 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP01324397A priority Critical patent/JP3362624B2/ja
Publication of JPH10193164A publication Critical patent/JPH10193164A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3362624B2 publication Critical patent/JP3362624B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重ね溶接継手の疲
労特性向上方法に関し、特に自動車等に用いられる薄鋼
板の溶接継手の疲労特性向上方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用薄鋼板のうち、車両の足回りに
使用される鋼板には強度が要求され、中でも疲労強度が
重要視される。疲労強度については、一般に母材の疲労
強度が母材強度の上昇に伴って上昇しても、溶接部の疲
労強度はほとんど上昇しないことが知られている。この
原因としては、溶接継手部には形状的に応力集中する箇
所が存在し、かつ高い引張残留応力が発生することが挙
げられる。したがって、このような原因を取り除いて溶
接部の疲労強度を向上させることが望まれている。
【0003】応力集中を低減する方法としては、溶接継
手部で応力集中する溶接止端部の形状を滑らかにする方
法が挙げられ、そのような方法としては、グラインダー
等の研削工具で止端部を研削する方法、特開昭59−1
10490号公報に開示されているTIG溶接による再
溶融方法がある。
【0004】また、溶接部の残留応力を低減させる方法
として、特開平4−371287号公報に開示された方
法、および特開平8−112688号公報に開示された
方法がある。前者は、溶接部近傍に置きビードを施した
後、グラインダーで置きビードを削除して平滑に仕上げ
る方法であり、後者は溶接部近傍をアセチレンガス炎で
線状加熱する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、止端部
をグラインダー等の研削工具で研削する方法では、切削
工具を作業者が保持して研削しなければならず、そのた
めの作業能率は非常に低く、単位作業時間当たりに処理
することができる溶接長は短くならざるを得ない。さら
に、安定して一様に研削することは困難であり、研削工
具により鋼板表面を傷つけてかえって疲労強度を低下さ
せる危険性さえある。
【0006】また、特開昭59−110490号公報に
開示されているTIG溶接による再溶融方法では、疲労
強度の向上度が再溶融される位置およびその際の入熱と
いった溶接条件に大きく依存し、さらにこれらを一定条
件で溶融したとしても溶融金属の流動状態により止端部
の形状が大きくばらつくため、安定した効果を得ること
が困難である。
【0007】さらに、溶接部の残留応力を低減する方法
のうち、特開平4−371287号公報に開示された方
法では、グラインダーで置きビードを研削する際に鋼板
表面を傷つけることもありかえって疲労強度を低下させ
る危険性がある。また、研削に時間がかかるため、大量
生産される自動車部品では生産性が極端に低下する。
【0008】特開平8−112688号公報に開示され
た方法は、造船等に用いられる厚板を対象とするもので
あり、自動車用薄鋼板に用いられる鋼板厚さでは、昇温
領域が広くなりやすく、目的のところのみを特定の温度
域に加熱する局部加熱には不向きであり、かつ加熱部周
辺の温度勾配が緩やかになるため、局部加熱による溶接
止端部近傍の残留応力低減の効果が低く、疲労特性向上
に十分な効果が得られない。さらに、ガス炎は熱の集中
がさほど高くないため、加熱部を目的の温度まで加熱す
る際に時間がかかり、効率が悪い。
【0009】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、自動車用鋼板等の薄鋼板の溶接継手におい
て、必要な箇所のみの残留応力を効果的かつ効率的に低
減することができ、もって疲労特性を向上させることが
できる方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、TIGアーク、プラズマアーク、また
はレーザービームを熱源として用い、重ね溶接継手を構
成する下側鋼板の溶接部近傍位置を、溶接部と平行に、
鋼板が溶融しない程度に加熱することを特徴とする重ね
溶接継手の疲労特性向上方法を提供する。
【0011】このように、TIGアーク、プラズマアー
ク、またはレーザービームを熱源として用いることによ
り、自動車用鋼板のような薄い鋼板の溶接継手において
も局部加熱が可能となる。このため、重ね溶接継手を構
成する下側鋼板の溶接止端部近傍の必要な箇所のみを局
部的に加熱してその部分の残留応力を効果的にかつ効率
的に低減することができ、疲労特性を有効に向上させる
ことができる。また、これらの熱源は熱の集中が良好で
あるため、加熱効率が高い。
【0012】この場合に、下側鋼板の加熱位置が、その
溶接止端部から12.5mm以上20mm以内であり、
加熱温度が500℃以上800℃以下であることが好ま
しい。これにより、一層残留応力を低減することがで
き、疲労特性を向上させる効果を大きくすることができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一
実施形態の実施状態を示す斜視図である。上側鋼板1と
下側鋼板2とが重ねられた状態で、押さえ治具3により
固定されている。鋼板1、2は、自動車用鋼板等の薄鋼
板である。ここでは、この状態でアーク溶接して重ね隅
肉溶接継手が形成されている。参照符号6は溶接部であ
り、7は溶接止端部である。
【0014】熱源発生部4は、溶接部6に対して平行に
移動することが可能であり、この熱源発生部4から、熱
源5としてTIGアーク、プラズマアーク、またはレー
ザービームが射出される。熱源発生部4を移動させるこ
とにより、熱源5は溶接部6の近傍位置、すなわち、溶
接止端部7から距離a離れた位置を溶接部6と平行に移
動し、その部分を局部的に加熱することができる。この
場合の熱源5の出力は、下側鋼板2が溶融しない程度に
調節される。
【0015】この場合に、熱源5として用いられる、T
IGアーク、プラズマアーク、レーザービームは、加熱
箇所を絞り込むことができ、この例のような薄鋼板の溶
接継手の場合にも昇温領域が広くならずに局部的な加熱
が可能である。したがって、このように溶接止端部近傍
の特定の部分を局部的に加熱してその部分の残留応力を
効果的にかつ効率的に低減することができる。ここで、
残留応力を一層低減するためには、上記距離aを12.
5〜20mmにし、加熱温度を500〜800℃にする
ことが好ましい。また、熱源5として用いるTIGアー
ク、プラズマアーク、レーザービームは、エネルギーが
高いため、効率的に加熱することができる。このように
して残留応力が低減されることにより、溶接継手の疲労
特性が向上するのである。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
こでは、鋼板として厚さ2.6mmおよび3.2mmの
ものを準備した。各厚さについて、幅60mm、長さ3
00mmに切断した鋼板2枚を、重ね代10mmで、前
述した図1に示すように重ね、上側鋼板1の端部を10
0mm間隔で仮止めした後、押さえ治具3で鋼板を固定
し、仮止めした上側鋼板1の端部に沿って入熱2.53
kJ/cmでMAG溶接し、重ね隅肉溶接継手を作製し
た。この際の条件は、溶接電流220A、電圧23V、
および溶接速度120cm/minであった。
【0017】そして、溶接継手が室温程度まで冷却され
た後、熱源5としてTIGアークを用い、入熱および下
側鋼板の溶接止端部7からの距離aを種々変化させ、溶
接部6と平行にTIGアークを移動させて下側鋼板2を
加熱した。そして、溶接部近傍の残留応力の測定および
疲労試験を実施した。
【0018】残留応力の測定は、図2に示すように、図
1のようにして形成された溶接継手の下側鋼板2の溶接
止端部7の近傍に5連ひずみゲージ8を貼り付け、ひず
みゲージ貼り付け箇所を切り出して残留ひずみを解放
し、そのひずみ量から残留応力を算出した。なお、重ね
隅肉溶接継手での疲労強度において問題となる残留応力
は溶接方向と垂直方向の残留応力であることから、本実
施例で対象とする残留応力は溶接方向と垂直方向とし
た。また、疲労試験は、図3に示す試験片で片振り平面
曲げを実施した。
【0019】まず、残留応力の測定結果について説明す
る。溶接ままでの下側鋼板の溶接止端部近傍の残留応力
は、図4に示すような状態であり、板厚2.6mmの鋼
板を用いた溶接継手、および3.2mmの鋼板を用いた
溶接継手とも、溶接止端部には100MPa以上の高い
残留応力が発生していた。
【0020】これに対し、下側鋼板の溶接止端部から1
5mm離れた位置を溶接部と平行に加熱温度が650℃
になるようにTIGアーク加熱した溶接継手において
は、図5に示すように、その残留応力状態は、図4に示
した溶接ままの継手の残留応力状態から大きく変化し、
溶接止端部の残留応力が除去されるか、さらには圧縮残
留応力までになった。
【0021】同様にして、種々の加熱温度および加熱位
置でTIGアーク加熱した時の溶接止端部の残留応力を
測定した。その結果、図6に示すように、加熱温度が4
00〜900℃でかつ加熱位置を溶接継手の下側鋼板の
溶接止端部から12.5〜35mmとする条件におい
て、TIGアーク加熱後の残留応力σRS*と溶接ままで
の残留応力σRS0との比σRS*/σRS0が、σRS*/σRS0
<1となり残留応力低減効果がみられた。さらに、加熱
温度が500〜800℃でかつ加熱位置を下側鋼板の溶
接止端部〜12.5〜20mmとする条件において、σ
RS*/σRS0≦0となり、引張残留応力が除去されるか、
さらには圧縮残留応力となる効果が見出された。
【0022】疲労試験については、溶接ままの溶接継手
および上記TIGアーク加熱条件(下側鋼板の溶接止端
部から15mm離れた位置を溶接部と平行に加熱温度が
650℃になるようにTIGアーク加熱する)で加熱処
理を行った溶接継手から試験片を採取して、それら試験
片を用いて実施した。その結果、図7に示すように、T
IGアーク加熱することにより、疲労特性が向上するこ
とが確認された。具体的には、破断寿命が2×106
におけるTIGアーク加熱したものの疲労強度は溶接ま
まに比べて約1.6倍となっており、疲労強度が大きく
向上していることが認められた。
【0023】同様にして種々の加熱温度および加熱位置
でTIGアーク加熱した時の、疲労寿命が2×106
における溶接継手疲労強度と、溶接ままでの同様の疲労
強度とを比較した。その結果を図8に示す。この図に示
すように、加熱温度を500〜800℃とし、かつ加熱
位置を重ね継手の下側鋼板の溶接止端部から12.5〜
20mmとする条件において、 (TIG加熱後の疲労強度)/(溶接ままでの疲労強
度)≧1.5 となり、疲労強度が大きく向上することが確認された。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
TIGアーク、プラズマアーク、またはレーザービーム
を熱源として用いることにより、自動車用鋼板のような
薄い鋼板の溶接継手においても局部加熱が可能となる。
このため、重ね溶接継手を構成する下側鋼板の溶接止端
部近傍の必要な箇所のみを局部的に加熱してその部分の
残留応力を効果的にかつ効率的に低減することができ、
疲労特性を有効に向上させることができる。また、これ
らの熱源は熱の集中が良好であるため、加熱効率が高
く、効率的に残留応力の低減して疲労特性を高めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のに実施状態を示す斜視
図。
【図2】残留応力測定方法を説明するための図。
【図3】疲労試験の試験片を示す図。
【図4】溶接ままでの下側鋼板の溶接止端部近傍の残留
応力状態を示す図。
【図5】TIGアーク加熱した溶接継手における下側鋼
板の溶接止端部近傍の残留応力状態を示す図。
【図6】種々の加熱温度および加熱位置でTIGアーク
加熱した時の溶接止端部の残留応力を測定した結果を示
す図。
【図7】TIGアーク加熱した溶接継手と溶接ままの溶
接継手の疲労特性を比較して示す図。
【図8】種々の加熱温度および加熱位置でTIGアーク
加熱した時の、疲労寿命が2×106回における溶接継
手疲労強度と、溶接ままでの同様の疲労強度とを比較し
た結果を示す図。
【符号の説明】
1……上側鋼板 2……下側鋼板 3……押さえ治具 4……熱源発生部 5……熱源 6……溶接部 7……溶接止端部 8……ひずみゲージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−151371(JP,A) 特開 昭62−16895(JP,A) 特開 平8−192290(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 31/00 B23K 9/235 B21D 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TIGアーク、プラズマアーク、または
    レーザービームを熱源として用い、重ね溶接継手を構成
    する下側鋼板の溶接部近傍位置を、溶接部と平行に、鋼
    板が溶融しない程度に加熱することを特徴とする重ね溶
    接継手の疲労特性向上方法。
  2. 【請求項2】 前記下側鋼板の加熱位置が、その溶接止
    端部から12.5mm以上20mm以内であり、加熱温
    度が500℃以上800℃以下であることを特徴とする
    請求項1に記載の疲労特性向上方法。
JP01324397A 1997-01-10 1997-01-10 重ね溶接継手の疲労特性向上方法 Expired - Fee Related JP3362624B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01324397A JP3362624B2 (ja) 1997-01-10 1997-01-10 重ね溶接継手の疲労特性向上方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01324397A JP3362624B2 (ja) 1997-01-10 1997-01-10 重ね溶接継手の疲労特性向上方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10193164A JPH10193164A (ja) 1998-07-28
JP3362624B2 true JP3362624B2 (ja) 2003-01-07

Family

ID=11827771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01324397A Expired - Fee Related JP3362624B2 (ja) 1997-01-10 1997-01-10 重ね溶接継手の疲労特性向上方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3362624B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210276126A1 (en) * 2018-06-29 2021-09-09 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Joining structure and method for manufacturing same

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5994879B2 (ja) 2015-02-12 2016-09-21 Jfeスチール株式会社 重ね隅肉アーク溶接継手
JP6168077B2 (ja) 2015-02-12 2017-07-26 Jfeスチール株式会社 プレス成形部品の接合構造、該接合構造を有する自動車用構造部品及び接合部品の製造方法
US10786873B2 (en) 2015-07-28 2020-09-29 Nippon Steel Corporation Fillet arc welded joint and method for producing same
KR20180104723A (ko) * 2016-01-28 2018-09-21 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 겹침 용접 이음매의 피로 강도 향상 방법, 겹침 용접 이음매의 제조 방법 및 겹침 용접 이음매
JP7307342B2 (ja) * 2019-11-27 2023-07-12 日本製鉄株式会社 鉄道車両用台車枠のAs-weld溶接部の疲労強度評価方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210276126A1 (en) * 2018-06-29 2021-09-09 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Joining structure and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10193164A (ja) 1998-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6838199B2 (ja) プレス硬化性マンガン−ホウ素鋼でできた一枚以上の鋼板のレーザービーム溶接のための方法
US9616527B2 (en) Process for laser-arc hybrid welding aluminized metal workpieces
WO2007008363A2 (en) Hybrid laser and resistance welding system and method
CN103008898B (zh) 定位点焊方法、焊接方法和箱型梁的焊接方法
JP3362624B2 (ja) 重ね溶接継手の疲労特性向上方法
JP2007090397A (ja) 重ね隅肉溶接方法
JP2004525766A (ja) レーザー/アーク混成溶接方法およびパワーダイオードレーザーを使用する装置
GB2370806A (en) Fabric placed between a workpiece and an anvil and/or ultrasonic welding tool
CN110153531B (zh) 一种双面焊接方法和双面焊接产品
EP2675585B1 (en) Method of producing a welded article of dispersion strengthened platinum based alloy with two steps of welding
Jones et al. High deposition welding for shipbuilding
JPS5939230B2 (ja) 厚肉鋼材の突合せ両面容接法
JPH01301823A (ja) 溶接された高張力鋼の疲れ強さを改善する方法
JPH08155635A (ja) 疲労特性に優れた構造用鋼回し溶接継手およびその溶接方法
JPH07118757A (ja) 継手疲労強度の優れた構造用鋼のレーザ加熱方法
JPH0455073A (ja) 接合方法
JPH04367384A (ja) 金属板のレーザーによる切断・溶接方法
JP2000167673A (ja) テーラードブランク材およびその製造方法
JPH0819860A (ja) 構造用鋼回し溶接継手の溶接方法
JPH08224673A (ja) レールの接合方法
JPH1121654A (ja) 疲労強度特性に優れた溶接構造用薄鋼板およびそれを用いた継手の製造方法
JP2873418B2 (ja) 板厚の異なる帯状金属材のレ−ザビ−ム溶接方法
JPH0663756A (ja) T形継手パネルの溶接歪防止法
JPH11147193A (ja) 溶接部位の部分応力緩和方法
Series Welding of stainless steels and other joining methods

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081025

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091025

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101025

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101025

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111025

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111025

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121025

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121025

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131025

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees