JPH09141427A - 鋼板の重ね隅肉溶接方法 - Google Patents

鋼板の重ね隅肉溶接方法

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JPH09141427A
JPH09141427A JP30318895A JP30318895A JPH09141427A JP H09141427 A JPH09141427 A JP H09141427A JP 30318895 A JP30318895 A JP 30318895A JP 30318895 A JP30318895 A JP 30318895A JP H09141427 A JPH09141427 A JP H09141427A
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JP
Japan
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steel plate
strength
steel sheet
welding
steel
Prior art date
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JP30318895A
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English (en)
Inventor
Katsuta Hashimoto
勝太 橋本
Masaki Omura
雅紀 大村
Makoto Kabasawa
真事 樺沢
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車足廻り部品用等の薄鋼板を重ね隅肉溶
接するに際し、高価な高強度ワイヤを必要とすることな
く、優れた引張り強度および疲労強度を有する継手を形
成する。 【解決手段】 一方側鋼板1の重ね合わせ端部に下方に
折り曲げて屈曲させた段差部5を形成し、他方側鋼板2
の端面を一方側鋼板1に形成された段差部5の折り曲げ
部分に当接させ、一方側鋼板1の中心軸1aと他方側鋼板
2の中心軸2aとのずれを、一方側鋼板1の板厚と他方側
鋼板2の板厚との平均値の2分の1以下となし、このよ
うな2枚の鋼板1,2の当接部分を隅肉溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、優れた溶接継手
強度および溶接継手疲労強度を有する、鋼板の重ね隅肉
溶接方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車の製造工程において、そ
の量産化と低コスト化のために、足廻り部品に使用され
る薄鋼板の相互の溶接は、裏当て金を使用しない一層溶
接によって行われている。
【0003】このような一層溶接手段として、突き合わ
せ溶接は極めて効率的である。しかしながら、突き合わ
せ溶接には、溶け落ちによる作業性の低下および溶け込
み不良による溶接強度の低下が生じやすい問題があり、
信頼性に欠ける。そのため、自動車の足廻り部品用鋼板
の溶接には、継手効率よりも信頼性の観点から、重ね隅
肉の片側溶接が一般的に行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重ね隅
肉の片側溶接には、次のような問題がある。即ち、図5
に示すように、鋼板1の端部と鋼板2の端部とを相互に
重ね合わせ、その重ね合わせ部を隅肉溶接すると、溶接
線に対し垂直方向の引張り力が付加されたときに、鋼板
1の中心軸1aと鋼板2の中心軸2aとのずれにより、ルー
ト部3および隅肉止端部4に大きな曲げモーメントが発
生し、図面に矢印で示すように、局部的に引張力が作用
する。その結果、溶接部および母材に過負荷がかかり、
低荷重で破断が発生する。
【0005】高強度鋼板の場合には、上記引張り力に耐
え得るような、鋼板および溶接金属の強度および延性バ
ランスに対する要求が厳しく、母材の継手強度を確保す
るために、ルート部3には、母材の約 1.2〜1.5 倍の強
度をもたせることが必要とされている。ルート部3の強
度を高めるためには、軟鋼用溶接ワイヤの使用ではだめ
であり、母材である鋼板1,2の強度に合わせた高強度
溶接ワイヤの使用が必須である。従って、製造コストの
上昇が避けられない。
【0006】更に、重ね隅肉溶接の場合には、溶接部に
上側の鋼板1の板厚に相当する段差が生ずるために、突
き合わせ溶接の場合よりも、止端部4の立ち上がり角度
(θ1)が急になる。その結果、止端部4における応力集
中が大になり、母材である鋼板1,2に比べて、継手疲
労強度の低下が著しい。
【0007】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、自動車足廻り部品用等のような薄鋼板を重ね
隅肉溶接するに際し、高価な高強度ワイヤを必要とする
ことなく、優れた引張り強度および疲労強度を有する継
手を形成することができる、鋼板の重ね隅肉溶接方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の方法は、2枚
の鋼板の端部を重ね隅肉溶接するに際し、一方側鋼板の
重ね合わせ端部に、下方に折り曲げて屈曲させた段差部
を形成し、他方側鋼板の端面を、前記一方側鋼板に形成
された段差部の折り曲げ部分に当接させ、そのときの、
前記一方側鋼板の中心軸と前記他方側鋼板の中心軸との
ずれを、前記一方側鋼板の板厚と前記他方側鋼板の板厚
との平均値の2分の1以下とすることに特徴を有するも
のである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の方法の一実施
態様を示す模式図である。この発明においては、図1に
示すように、突き合わせ溶接すべき鋼板1、2のうちの
一方側鋼板1の重ね合わせ端部に、下方に折り曲げて屈
曲させた段差部5が形成されている。そして、他方側鋼
板2の端面は、鋼板1の段差部5における折り曲げ部分
5aに当接し、そのときの、一方側鋼板1の中心軸1aと他
方側鋼板2の中心軸2aとのずれが、一方側鋼板1の板厚
と他方側鋼板2の板厚との平均値の2分の1以下になっ
ている。即ち、一方側鋼板1の板厚をTとし、他方側鋼
板2の板厚をtとしたときに、上記ずれ量は、(T+
t)/4 以下である。
【0010】上記ずれ量が、一方側鋼板1の板厚と他方
側鋼板2の板厚との平均値の2分の1以下であれば、ず
れのない場合と同等の継手効率が得られる。しかしなが
ら、上記ずれ量が一方側鋼板1の板厚と他方側鋼板2の
板厚との平均値の2分の1を超えると、継手効率が極端
に低下する。
【0011】本発明の方法によれば、従来の重ね隅肉溶
接のような、継手を引張ったときに発生する止端部のモ
ーメント力が無くなり、溶接継手強度が向上する。ま
た、突き合わせ溶接で発生する溶け落ちが防止され、安
価な軟鋼用溶接ワイヤを使用することが可能になる。即
ち、軟鋼用溶接ワイヤを使用しても、ワイヤと母材の希
釈により、溶接金属の強度が向上し、高強度溶接ワイヤ
を使用した場合と同等以上の強度を確保することができ
る。更に、溶接金属の荷重負担断面積が母材よりも厚く
なるので、高強度溶接ワイヤを使用した場合と同様に母
材が破断する。
【0012】本発明の継手効率は、突き合わせ溶接の継
手効率と同等である。突き合わせ溶接時に発生する溶け
落ちが防止されるため、それに起因する作業性の劣化
や、溶け込み不良による強度の低下が生ずることはな
い。
【0013】溶接部の疲労強度は、止端部の応力集中係
数に依存する。応力集中係数は、一義的に、止端部の立
ち上がり角度と曲率半径とによって決定される。本発明
方法の場合には、図1に示されるように、従来の重ね隅
肉溶接の場合よりも溶接止端部の立ち上がり角度(θ
2)が緩やかになる。その結果、応力集中が緩和され、
溶接疲労強度が向上する。
【0014】一方側鋼板1の重ね合わせ端部に形成され
た段差部5の段差aは、一方側鋼板1の板厚をTとし、
他方側鋼板2の板厚をtとしたときに、(T+t)/2
とすることが好ましい。段差aが上記値を超えて大きい
と、一方側鋼板1および他方側鋼板2の板厚中心軸のず
れの制御が困難になる。段差aが上記値よりも小さい
と、両板厚中心軸を一致させることが不可能になる。
【0015】上述した段差部5は、溶接前の部材プレス
成形過程において、プレス成形と同時に形成することが
できるので、従来の自動車足廻り部材の成形工程中に行
うことができ、従って、極めて経済的且つ容易に形成す
ることが可能である。図2は、この発明の方法によって
隅肉溶接が施された自動車足廻り部材6の一例を示す斜
視図である。
【0016】
【実施例】次に、この発明を実施例によって、更に説明
する。下記表1に示す化学成分組成および機械的性質を
有する、引張り強度 780 N/mm2 クラスの板厚2.6 mmの
2枚の自動車足廻り用鋼板の端部を相互に重ね、下記表
2に示す条件によって溶接した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】溶接は、下記表3に示すように、その端部
が重ね合わされた2枚の鋼板の、一方の鋼板の中心軸と
他方の鋼板の中心軸とのずれ量が本発明の範囲内である
本発明例No. 1〜3、および、上記ずれが本発明の範囲
外である比較例No. 1、2によって行った。
【0020】
【表3】
【0021】上記本発明例No. 1〜3および比較例No.
1、2により溶接した鋼板について、その破断強度およ
び継手効率を調べ、その結果を、中心軸のずれ量との関
係において、図3に示した。図3において、白丸印は溶
接用ワイヤとして軟鋼用ワイヤを使用した場合であり、
黒三角印は80K ハイテン用ワイヤを使用した場合であ
る。
【0022】図3から明らかなように、本発明例No. 1
〜3は、何れも中心軸のずれ量が本発明の範囲内である
ために、溶接部は破断せず、母材が破断した。中心軸の
ずれ量が本発明の範囲を外れて多い比較例No. 1,2
は、継手効率が約70%に低下した。
【0023】次に、上記引張り強度 780 N/mm2クラスの
板厚2.6 mmの鋼板に対し、ハイテンワイヤを使用して、
本発明例No. 1〜3および比較例No. 1,2により溶接
した鋼板に対し、応力比R:0、周波数f:25Hzの
条件により平面曲げ疲労試験を施し、その結果を図4に
示した。図面において、白三角印は本発明例No. 1、白
四角印は本発明例No. 2、黒三角印は本発明例No. 3で
ある。そして、白丸印は比較例No. 1、黒丸印は比較例
No. 2、そして、黒四角印は従来の重ね隅肉溶接を施し
た場合である。
【0024】図面から明らかなように、中心軸のずれ量
が本発明の範囲を外れて多い比較例No. 1,2は、溶接
止端部の立ち上がり角度が大であるため、応力集中係数
が大きく、疲労強度が低下した。なお、疲労強度は、ず
れの大きさに依存する。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の方法によ
れば、自動車足廻り部品用等のような薄鋼板を重ね隅肉
溶接するに際し、高価な高強度ワイヤを必要とすること
なく、優れた引張り強度および疲労強度を有する継手を
形成することができる、工業上有用な効果がもたらされ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の方法の一実施態様を示す模式図であ
る。
【図2】この発明の方法によって隅肉溶接が施された自
動車足廻り部材の一例を示す斜視図である。
【図3】上下鋼板の中心軸のずれ量と継手強度との関係
を示すグラフである。
【図4】平面曲げ疲労試験による疲労寿命曲線を示すグ
ラフである。
【図5】従来の重ね隅肉の片側溶接を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1 鋼板 1a 中心軸 2 鋼板 2a 中心軸 3 ルート部 4 止端部 5 段差部 6 自動車足廻り部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年7月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】 高強度鋼板の場合には、上記引張り力に
耐え得るような、鋼板および溶接金属の強度および延性
バランスに対する要求が厳しく、母材の継手強度を確保
するために、ルート部3には、母材の約1.2〜1.5
倍の強度をもたせることが必要とされている。ルート部
3の強度を高めるためには、軟鋼用溶接ワイヤの使用で
は、継手強度が不十分になるため、母材である鋼板1,
2の強度に合わせた高強度溶接ワイヤの使用が必須であ
る。従って、製造コストの上昇が避けられない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】 本発明の方法によれば、従来の重ね隅肉
溶接のような、継手を引張ったときに発生する止端部の
モーメント力が無くなり、溶接継手強度が向上する。ま
た、突き合わせ溶接で発生する溶け落ちが防止され、安
価な軟鋼用溶接ワイヤを使用することが可能になる。
ち、高強度溶接ワイヤを使用した場合と同等以上の強度
を確保することができる。更に、溶接金属の荷重負担断
面積が母材よりも厚くなるので、高強度溶接ワイヤを使
用した場合と同様に母材が破断する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】 上記本発明例No.1〜3および比較例
No.1、2により溶接した鋼板について、その破断強
度および継手強度を調べ、その結果を、中心軸のずれ量
との関係において、図3に示した。図3において、白丸
印は溶接用ワイヤとして軟鋼用ワイヤを使用した場合で
あり、黒三角印は780N/mmハイテン用ワイヤ
を使用した場合である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の鋼板の端部を重ね隅肉溶接するに
    際し、一方側鋼板の重ね合わせ端部に、下方に折り曲げ
    て屈曲させた段差部を形成し、他方側鋼板の端面を、前
    記一方側鋼板に形成された段差部の折り曲げ部分に当接
    させ、そのときの、前記一方側鋼板の中心軸と前記他方
    側鋼板の中心軸とのずれを、前記一方側鋼板の板厚と前
    記他方側鋼板の板厚との平均値の2分の1以下とするこ
    とを特徴とする、鋼板の重ね隅肉溶接方法。
  2. 【請求項2】 前記一方側鋼板に形成された前記段差部
    の段差を、前記一方側鋼板の板厚と前記他方側鋼板の板
    厚との平均値とする請求項1記載の方法。
JP30318895A 1995-11-21 1995-11-21 鋼板の重ね隅肉溶接方法 Pending JPH09141427A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6754945B2 (en) * 2001-05-29 2004-06-29 Steven J. Fujan Method of forming a stress isolating joint on a dump body
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