JP5898498B2 - 溶接部の疲労強度向上方法および溶接継手 - Google Patents
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Description
1.溶接部の溶接止端部近傍にチッパーの打撃による複数の打撃痕からなる帯状の塑性変形領域を形成して疲労強度を向上させる溶接部の疲労強度向上方法であって、前記チッパーの先端部の打撃面は平坦部と前記平坦部に沿った面取り部を有し、前記溶接止端部と前記打撃面の溶接止端部側との距離が前記打撃面の幅の1/4以内となるように前記溶接止端部近傍を打撃して窪み特性値(最大深さと幅の積)(mm2)が所定の値を有する帯状の塑性変形領域を母材に形成する際、前記帯状の塑性変形領域を溶接止端部に接して形成する場合は、前記打撃面の平坦部周囲の面取り部で溶接止端部を、前記平坦部で母材を打撃することを特徴とする溶接部の疲労強度向上方法。
2.前記打撃面の幅が4mm以上で、前記溶接止端部と前記打撃面の溶接止端部側との距離が1mm以内であることを特徴とする1記載の溶接部の疲労強度向上方法。
3.前記帯状の塑性変形領域における窪み特性値(最大深さと幅の積)(mm2)が前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.7mm2以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.8mm2以上であることを特徴とする2記載の溶接部の疲労強度向上方法。
4.前記帯状の塑性変形領域における最大深さが前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.19mm以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.22mm以上であることを特徴とする2または3に記載の溶接部の疲労強度向上方法。
5.チッパーによる打撃が打撃周期80Hz以上で溶接止端部に沿って移動速度10cm/min以下であることを特徴とする2乃至4のいずれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法。
6.溶接止端部に沿って打撃線を設定し、当該打撃線上近傍を複数回打撃して帯状の塑性変形領域を形成することを特徴とする1乃至5のいずれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法。
7.溶接部が隅肉溶接継手であることを特徴とする1乃至6のいずれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法。
8.1乃至6のいずれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法を施した溶接継手。
9.溶接止端部近傍を、先端部の打撃面に平坦部と前記平坦部に沿った面取り部を有するチッパーで前記打撃面に垂直方向に複数回打撃して形成した帯状の塑性変形領域を有する隅肉溶接継手であって、
前記打撃面の溶接止端部(線)と直角の辺の長さをB(mm)とした場合、前記帯状の塑性変形領域の溶接止端部側が前記溶接止端部から母材側にB/4(mm)以内となるように母材を打撃して帯状の塑性変形領域を形成した隅肉溶接継手。
10.前記打撃面の辺の長さが4mm以上で、前記帯状の塑性変形領域の溶接止端部側が前記溶接止端部から母材側に1mm以内で、
前記帯状の塑性変形領域における最大深さが
前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.19mm以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.22mm以上で、
前記帯状の塑性変形領域における最大深さと幅の積が
前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.7mm2以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.8mm2以上であることを特徴とする9記載の隅肉溶接継手。
本発明では、チッパーの先端部の打撃面を周囲を面取りした平坦な形状とする。図4〜9に、チッパー先端部の形状が母材の残留応力分布に及ぼす影響をFEM解析によってシミュレートした結果を示す。FEM解析条件は、以下のとおりとした。
また図20〜図24に残留応力測定結果(溶接止端からチッパー端部までの距離が0mm、1mm、2mm、3mm、4mmの場合のX方向残留応力分布図)を示す。
2 リブ
3 溶接ビード
4 溶接止端部
5 チッパー
51、52 テーパー部
53 平坦部
6 打撃部
7 疲労亀裂
Claims (10)
- 溶接部の溶接止端部近傍に、先端部の打撃面は平坦部と前記平坦部に沿った面取り部を有するチッパーの打撃による複数の打撃痕からなる帯状の塑性変形領域を形成して疲労強度を向上させる溶接部の疲労強度向上方法であって、前記溶接止端部と前記打撃面の溶接止端部側との距離が前記打撃面の幅の1/4以内となるように前記溶接止端部近傍を打撃して窪み特性値(最大深さと幅の積)(mm2)が所定の値となるよう管理された帯状の塑性変形領域を母材に形成する際、前記帯状の塑性変形領域を溶接止端部に接して形成する場合は、前記打撃面の平坦部周囲の面取り部で溶接止端部を、前記平坦部で母材を打撃することを特徴とする溶接部の疲労強度向上方法。
- 前記打撃面の幅が4mm以上で、前記溶接止端部と前記打撃面の溶接止端部側との距離が1mm以内であることを特徴とする請求項1記載の溶接部の疲労強度向上方法。
- 前記帯状の塑性変形領域における窪み特性値(最大深さと幅の積)(mm2)が前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.7mm2以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.8mm2以上であることを特徴とする請求項2記載の溶接部の疲労強度向上方法。
- 前記帯状の塑性変形領域における最大深さが前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.19mm以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.22mm以上であることを特徴とする請求項2または3に記載の溶接部の疲労強度向上方法。
- チッパーによる打撃が打撃周期80Hz以上で溶接止端部に沿って移動速度10cm/min以下であることを特徴とする請求項2乃至4のいづれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法。
- 溶接止端部に沿って打撃線を設定し、当該打撃線上近傍を複数回打撃して帯状の塑性変形領域を形成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法。
- 溶接部が隅肉溶接継手であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法。
- 請求項1乃至6のいずれか一つに記載の溶接部の疲労強度向上方法を施した溶接継手。
- 溶接止端部近傍を、先端部の打撃面に平坦部と前記平坦部に沿った面取り部を有するチッパーで前記打撃面に垂直方向に複数回打撃して形成した帯状の塑性変形領域を有する隅肉溶接継手であって、
前記打撃面の溶接止端部(線)と直角の辺の長さをB(mm)とした場合、前記帯状の塑性変形領域の溶接止端部側が前記溶接止端部から母材側にB/4(mm)以内となるように母材を打撃して帯状の塑性変形領域を形成するものであり、
前記打撃面の辺の長さが4mm以上で、前記帯状の塑性変形領域の溶接止端部側が前記溶接止端部から母材側に1mm以内であることを特徴とする隅肉溶接継手。 - 前記帯状の塑性変形領域における最大深さが、前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.19mm以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.22mm以上で、
前記帯状の塑性変形領域における最大深さと幅の積が、前記溶接部に負荷される公称応力振幅が150MPa以下の場合は0.7mm2以上、公称応力振幅が250MPa以下の場合は0.8mm2以上であることを特徴とする請求項9に記載の隅肉溶接継手。
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