TW201713439A - 填角焊接方法及填角焊接接頭 - Google Patents

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Abstract

一種在不使焊接變形增加，而施加了拉伸負荷時，製得不會在焊接金屬斷裂且拉伸強度優異的搭接填角焊接接頭之焊接方法，其特徵在於是至少將拉伸強度780MPa以上之第1鋼板與第2鋼板的焊接預定位置疊合，並將第1鋼板端部與第2鋼板表面之間進行填角焊接之方法，其中，將補強部設置於第1鋼板的表面且是在與第2鋼板疊合的面相反側之面上，將補強材的一邊的端部與第1鋼板表面之間行填角焊接，同時將焊接金屬進行填角焊接使之覆蓋補強部端部、上述第1鋼板端部與上述第2鋼板表面之間。

Description

填角焊接方法及填角焊接接頭
發明領域 本發明是有關一種高強度鋼板的搭接填角焊接(lap fillet welding)方法及搭接填角焊接接頭，特別是，有關一種用做汽車的構造零件且只能從單側焊接的零件之搭接填角焊接方法以及藉其所製得之搭接填角焊接接頭。
發明背景 於汽車的領域中，為了環境保護，在透過車體輕量化來提升燃耗的同時，也有提升衝撞安全性之訴求。因此，在使用高強度鋼板以薄化鋼板之同時，為了使車體構造最佳化，謀求車體輕量化及衝撞安全性之提升，截至目前施行了各種對策。
另一方面，在汽車等的零件之焊接中，主要是進行點焊，但在底盤或車架等需要強度或剛性的部位中需要直線的焊接，而進行填角焊接。然後，對於此種部位的焊接接頭，要求具備充分的疲勞強度及靜態拉伸強度。
通常，用於被焊接部件的母材其疲勞強度是與母材強度呈比例增加，但已知即便母材強度增加，焊接接頭的疲勞強度並不必然會增加。此事即為阻礙使用高強度鋼板以使車體輕量化的一個原因。
因此，對於在高強度鋼板實施填角焊接而得的焊接接頭，主要是研討提升疲勞強度，而提升拉伸強度則未受到多數研討。
於專利文獻1中揭示有以下技術：將焊接金屬的硬度、成分及填角焊接焊珠的尺寸設為適當，可提升藉由填角焊接所獲得焊接接頭之拉伸強度的技術。
於專利文獻2中揭示有以下技術：於T字焊接接頭上，疊合焊接焊珠來增加焊接金屬的厚度，使接頭強度提升的技術。
於專利文獻3中，作為提升疲勞強度的技術之一，揭示有以下技術：除了焊接焊珠，於搭接填角焊接接頭上還另外形成補剛用焊珠的技術。 先前技術文獻
專利文獻 專利文獻1：日本特開2005-103622號公報 專利文獻2：日本特開2013-139047號公報 專利文獻3：日本專利第5522317號公報
發明欲解決之課題 於圖1顯示對疊合高強度鋼板並實施填角焊接所獲得之試驗片，進行了拉伸試驗後的狀態之一例。
圖1是在對試驗片實施拉伸試驗後狀態下，在板厚方向截面的攝像，前述試驗片是將拉伸強度1180MPa級、板厚1.6mm的鋼板1a、1b疊合，並在鋼板1a之端部與鋼板1b之表面進行填角焊接而製得。另，有時會將鋼板1a側稱為上側，鋼板1b側稱為下側。
圖1所示之試驗片是在鋼板(母材)1a、1b未發生破損，施加28kN的負荷時，龜裂從焊接焊珠(填角焊接部)2的根部沿著與拉伸方向略垂直的方向進展，且在焊接金屬斷裂。
圖2顯示維氏硬度分布。圖2是從圖1所示於表面形成焊接焊珠2之鋼板(母材)1b的表面，在板厚方向上深度0.2mm的位置(虛線所示位置)上，沿著與鋼板(母材)1b的表面平行的方向測定維氏硬度。於圖2中，A區域為母材部及焊接熱影響部(HAZ部)的維氏硬度，B區域為焊接金屬的維氏硬度。如此，焊接金屬的維氏硬度是與母材的維氏硬度同等。
如此，將拉伸強度780MPa以上的鋼板(母材)至少用於上側鋼板而製成的試驗片，由於上側鋼板的延展性不高，又，焊接金屬的維氏硬度與母材的維氏硬度同等，故在母材不會發生斷裂，龜裂會從應力集中的根部開始進展而在焊接金屬斷裂。
另一方面，在透過填角焊接所獲得的焊接接頭上，只要是於施加了過度的拉伸負荷時，不會在焊接金屬發生破損而會穩定地在母材破損者，則由於可以較佳的再現性獲得焊接接頭的設計強度，故能夠對於汽車等的安全性、可信賴性之提升有所貢獻。
專利文獻1揭示的技術為了提升拉伸強度，是透過焊接金屬的成分組成來調整其硬度，但當焊接金屬的維氏硬度HV設定為超過500時，會有發生焊接金屬的延遲龜裂的情形。此外，調整成分組成會有無法柔軟地選擇焊條的情形。
此外，本發明人等參考專利文獻2，為了提升搭接填角焊接接頭的拉伸強度，研討了增加焊接金屬的厚度。然而，要以焊接使焊接金屬的厚度變厚，需要增加輸入熱量，其結果便是會有焊接變形增加的情形。
此外，專利文獻3揭示的補剛用焊珠僅止於部分補強，又，當補剛用焊珠的道數增加時輸入熱量會增加，而有焊接變形增加的情形。
另一方面，在搭接填角焊接接頭上，藉由將被焊接部件的兩側進行填角焊接，可提升拉伸強度。然而，在被焊接部件的構造上，有時會有僅能從被焊接部件的單側進行焊接，而無法於被焊接部件的兩側實施填角焊接的請況。
於本發明有鑑於上述實際情形，以提供一種製得搭接填角焊接接頭之焊接方法為課題，前述搭接填角焊接接頭在不使焊接變形增加的情況下，而施加了拉伸負荷時，不會在焊接金屬斷裂且拉伸強度優異。
用以解決課題之手段 本發明人等針對解決上述課題之手段進行精闢研討。本發明人等思及，於填角焊接接頭中，將作為上側鋼板的拉伸強度780MPa以上之第1鋼板(以下也會稱為「高強度鋼板」)以及作為下側鋼板的第2鋼板疊合，並在第1鋼板的端部與第2鋼板的表面之間進行填角焊接時，於與第2鋼板疊合之面相反側的第1鋼板表面上設置補強部，來分散集中於根部的應力。
然後發現，焊接金屬是以填角焊接來覆蓋補強部端部、第1鋼板端部及第2鋼板表面之間時，不會使焊接接頭的焊接變形增加，而強度提升拉伸。
本發明係依據上述發現所完成者，其主旨如下。
(1)一種填角焊接方法，其特徵在於是將第1鋼板與第2鋼板的焊接預定位置疊合並進行填角焊接之方法，上述第1鋼板的拉伸強度為780MPa以上，且上述方法含有形成補強部之步驟及填角焊接步驟，上述形成補強部之步驟是在上述第1鋼板之表面形成補強部，該補強部是接合在疊合上述第1鋼板與第2鋼板時，在與接觸第2鋼板的面相反側的面上；上述填角焊接步驟是將焊接金屬進行填角焊接使之覆蓋上述補強部端部、上述第1鋼板端部與上述第2鋼板表面之間。
(2)如前述(1)的填角焊接方法，其特徵在於：將由前述填角焊接所形成的填角焊接部之焊喉深度設為DT (mm)，上述填角焊接部的平均硬度設為HF (HV)，前述第1鋼板的板厚設為D1 (mm)，且將第1鋼板的填角焊接部之HAZ軟化部的硬度及第1鋼板的母材硬度中較小的硬度設為HS (HV)時，(DT ×HF )/(D1 ×HS )為1.50以上。
(3)如前述(1)或(2)的填角焊接方法，其特徵在於前述補強部為補強材。
(4)如前述(3)的填角焊接方法，其特徵在於前述補強材的端部是在前述第1鋼板之表面，即，與在疊合第1鋼板及第2鋼板時所接觸的面相反側的面上，進行填角焊接。
(5)如前述(3)的填角焊接方法，其特徵在於前述補強材是在前述第1鋼板之表面，即，與在疊合第1鋼板及第2鋼板時所接觸的面相反側的面上，在上述補強材與第1鋼板的疊合面進行接合。
(6)如前述(1)或(2)的填角焊接方法，其特徵在於前述補強部是在前述第1鋼板的與第2鋼板疊合之面相反側的表面上所形成之焊接焊珠。
(7)如前述(1)或(2)所記載的填角焊接方法，其特徵在於前述補強部是將前述第1鋼板加工而形成。
(8)一種填角焊接接頭，其特徵在於是第1鋼板與第2鋼板受到填角焊接之焊接接頭，上述第1鋼板的拉伸強度為780MPa以上；在上述第1鋼板之表面具備補強部，該補強部是於疊合上述第1鋼板與第2鋼板時，被接合在與接觸第2鋼板的面相反側的面上；並於上述第1鋼板的端部、上述第2鋼板的表面以及上述補強材的端部之間具有填角焊接部。
(9)如前述(8)的填角焊接接頭，其特徵在於將前述填角焊接部之焊喉深度設為DT (mm)，填角焊接部的平均硬度設為HF (HV)，前述第1鋼板的板厚設為D1 (mm)，且將第1鋼板的填角焊接部之HAZ軟化部的硬度及第1鋼板的母材硬度中較小的硬度設為HS (HV)時，(DT ×HF )/(D1 ×HS )為1.50以上。
(10)如前述(8)或(9)的填角焊接接頭，其特徵在於前述補強部為補強材。
(11)如前述(10)的填角焊接接頭，其特徵在於前述補強材的端部是於前述第1鋼板之表面，即，於疊合上述第1鋼板與第2鋼板時在與接觸第2鋼板的面相反側的面上，進行填角焊接。
(12)如前述(10)的填角焊接接頭，其特徵在於前述補強材是於前述第1鋼板之表面，即，於疊合上述第1鋼板與第2鋼板時在與接觸第2鋼板的面相反側的面上，在上述補強材與第1鋼板的疊合面接合之補強材。
(13)如前述(8)或(9)的填角焊接接頭，其特徵在於前述補強部是在前述第1鋼板的與第2鋼板疊合之面相反側的表面上所形成之焊接焊珠。
(14)如前述(8)或(9)的填角焊接接頭，其特徵在於前述補強部是將前述第1鋼板加工而形成。
發明效果 根據本發明，因是在高強度鋼板表面上設置補強部並進行填角焊接，故可不使焊接接頭的焊接變形增加下迴避掉應力集中於根部，而可使拉伸強度提升。
用以實施發明之形態 本發明的填角焊接方法(以下稱為「本發明的焊接方法」)是如下方法： (i)疊合第1鋼板與第2鋼板，前述第1鋼板是在與第2鋼板疊合的面相反側的面上設置有補強部的高強度鋼板，且 (ii)將焊接金屬進行填角焊接使之覆蓋補強材端部、第1鋼板端部以及第2鋼板表面之間。
藉此，由於可在不增加焊接接頭的焊接變形的情況下迴避掉應力集中於根部的情形，故可提升拉伸強度。又，以下將第1鋼板亦稱為上側鋼板，第2鋼板亦稱為下側鋼板，並將第1鋼板側稱為上側，第2鋼板側稱為下側。
接著，在針對研討出本發明的焊接方法之原委進行說明之同時，針對本發明的焊接方法之基本構成進行說明。
對於搭接填角焊接接頭，所要求的是在不增加焊接變形的情況下提升拉伸強度。增加焊接金屬之厚度以提升接頭強度之技術已是習知，但要焊接使焊接金屬之厚度變厚，必須增加輸入熱量而有焊接變形增加的情況。
本發明人等認為焊接金屬之厚度增加會使得集中於根部之應力分散，並提升拉伸強度，而針對用以在分散集中於根部之應力的同時，抑制焊接變形之手段進行了研討。其結果，構想到了於上側鋼板的上側表面設置補強部並進行填角焊接。
首先，針對設置補強部並進行填角焊接的方法之一例，使用圖式進行說明。
於圖3顯示設置補強部，前述補強部是補強材的端部被填角焊接於上側鋼板的上側表面者；並將焊接金屬進行填角焊接使之覆蓋補強部端部、上側鋼板端部與下側鋼板的表面之間之一例。圖3(a)是顯示在上側鋼板的上側表面上設置了補強部之狀態；圖3(b)是顯示在上側鋼板、下側鋼板及補強部進行了填角焊接之狀態。
補強部是，如圖3(a)所示，在上側鋼板10a的上側設置補強材30，且如圖3(b)所示，在上側鋼板10a的表面與補強材30的一端部之間進行填角焊接，形成填角焊接部40，並將補強材30固定於上側鋼板10a，藉此來設置。接著，在補強材30的另一端部、上側鋼板10a的端部及下側鋼板10b的表面之間進行填角焊接，形成填角焊接部20，獲得填角焊接接頭。又，填角焊接部20是指有焊接焊珠之處。
接下來，說明設置補強部，實施填角焊接，製作試驗片並進行拉伸試驗之結果。
首先，準備2片鋼板，該鋼板是與圖1所示的試驗片相同拉伸強度1180MPa級，板厚1.6mm之鋼板。然後，如圖3所示，在上側鋼板的上側設置補強材，並使用高強度鋼板用鋼線，於補強材的端部與上側鋼板的表面之間進行電弧焊接而固定。接著，將此經固定的上側鋼板和補強材與下側鋼板疊合，並與上述同樣地使用高強度鋼板用鋼線，於補強材端部、上側鋼板端部及下側鋼板表面之間進行電弧焊接而接合。
對於製得之試驗片，沿圖3(b)的箭頭所示方向施加拉伸負荷，以拉伸速度10mm/min進行拉伸試驗。其結果，試驗片未在焊接金屬處斷裂，而在施加了47kN的負荷時，於另一方的鋼板(母材)之焊接熱影響部(HAZ部)斷裂。
如同前述，於未使用補強材的情況下(圖1)，在施加了28kN的負荷時，試驗片在焊接金屬處斷裂，而發現藉由使用補強材可迴避掉應力集中於根部的情形並提升拉伸強度。
本發明是經如上研討過程而完成上述(1)及(2)所記載之發明，針對如此本發明之焊接法及本發明之填角焊接接頭(以下稱為「本發明之接頭」），並進一步針對必要之要件或較佳之要件，依序進行說明。
首先，關於將於上側鋼板上填角焊接有補強材 的補強部，針對補強材 的形狀、尺寸、配置、與填角焊接部的關係以及成分組成進行說明。
(補強材的形狀及尺寸) 針對於上側鋼板的上側表面上所設置的補強材的較佳形狀，使用圖3進行說明。
補強材的形狀並無特別限制，於圖3中截面形狀是呈長方形，但亦可採用梯形等任何形狀。此外，由上側俯視時的補強材形狀並無特別限制，亦可採用矩形、半圓形等任何形狀。
為了有效分散藉由填角焊接所形成的焊接焊珠之根部的應力，和與上側鋼板10a之疊合面相接且在拉伸方向上的補強材30之寬度W宜為上側鋼板10a之板厚tb以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強材30之寬度W宜為在拉伸方向上的上側鋼板10a與下側鋼板10b的最大重疊量Ｘ以下。此外，補強材30之寬度W在填角焊接部的長度方向上不須是固定的。
為了提升拉伸強度，與下側鋼板10b焊接的那一側的端部之補強材30的厚度ta宜為上側鋼板10a的板厚tb的一半(tb×0.5)以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強材30的厚度ta宜為上側鋼板10a的板厚tb的2倍(tb×2.0)以下。另，補強材30的厚度ta在焊接焊珠的長度方向上不須是固定的。
(補強材之配置) 與下側鋼板10b焊接的那一側的補強材30之端部位置宜對齊上側鋼板10a的端部位置。然而，以此上側鋼板10a的端部位置為基準，只要補強材30的端部位於拉伸方向上±2mm的範圍的話，就能夠獲得充分的拉伸強度的焊接接頭。
(補強材與填角焊接部之關係) 為提升拉伸強度，令圖3(b)所示的高度tc為超過上側鋼板10a的板厚tb，前述高度tc為自下側鋼板10b的表面起的填角焊接部20之高度。填角焊接部20之高度tc宜設為跟上側鋼板10a的板厚tb與補強材的板厚ta之和(ta+tb)同等。為了抑制焊接變形，填角焊接部20之高度tc宜為上側鋼板10a的板厚tb與補強材ta之和的2倍[(ta+tb)×2.0]以下。另，填角焊接部20之高度tc在填角焊接部20的長度方向上不須是固定的。
自上側鋼板10a的表面起之填角焊接部40的高度td並無特別限制，只要是上側鋼板10a與補強材30受到接合之高度即可，且宜設為與補強材30的厚度ta同等。
於圖4中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面設置補強材，並將上側鋼板、下側鋼板以及補強材進行了填角焊接的焊接接頭。圖4是從上側俯視焊接接頭時的圖。為提升拉伸強度，沿著上側鋼板10a進行焊接的那一側之端部的補強材30長度La宜為在焊接方向上的填角焊接部20之全長Lb的一半(Lb×0.5)以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強材30之長度La宜為填角焊接部20之全長Lb的2倍(Lb×2.0)以下。
雖然在圖4中，接合補強材30、上側鋼板10a及下側鋼板10b的填角焊接部20之長度Lc(補強材的填角焊接部之長度Lc)，與補強材30的長度La顯示為一致，但兩者的長度亦可不一致。為提升拉伸強度，填角焊接部20之長度Lc宜設為填角焊接部20之全長Lb的一半(Lb×0.5)以上。此外，更為理想的是令填角焊接部20之長度Lc與填角焊接部20之全長Lb一致。
另，在焊接方向上的填角焊接部40之全長Ld(補強材的填角焊接部之長度Ld)並無特別限制，只要有接合上側鋼板10a與補強材30即可，宜設為與補強材30之長度La同等。
於圖5中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上設置彎曲的補強材，並將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接的焊接接頭。圖5是從上側俯視焊接接頭時的圖。如圖5所示，從上側俯視上側鋼板10a進行焊接的那一側之端部時，在該端部呈曲線的情況下，宜沿著上側鋼板10a進行焊接的那一側之端部設置彎曲等的補強材30。此外，針對補強材30的長度La與填角焊接部20的全長Lb之關係、填角焊接部的長度Lc與填角焊接部的全長Lb之關係，以及填角焊接部40的全長Ld而言，可設為與使用圖4進行說明者相同。
於圖6中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上設置補強材，並將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行不連續填角焊接之焊接接頭。如圖6所示，填角焊接部20也可以是不連續的。並且，為了提升拉伸強度，宜將補強材30與上側鋼板10a和下側鋼板10b之間的填角焊接部20之長度(Lc1+Lc2)，設為填角焊接部20的全長(Lb1+Lb2)的一半[(Lb1+Lb2)×0.5]以上。此外，更為理想的是填角焊接部之長度(Lc1+Lc2)與填角焊接部20的全長(Lb1+Lb2)一致。又，呈不連續的填角焊接部20的數量並無特別限制。
(補強材之成分組成等) 補強材之成分組成並無特別限制，可採用各種成分組成之鋼板等。此外，亦可採用鋼板以外的金屬構件。又，補強材亦可為於表面形成有鍍敷等的表面處理皮膜者。
(補強部之其他實施形態1) 接下來，就有關於在疊合面將補強材接合於上側鋼板的補強部進行說明。
(補強材之形狀及尺寸) 針對設置於上側鋼板的上側表面之補強材的較佳形狀，使用圖7說明。
補強材之形狀並無特別限制，於圖7中截面形狀是呈長方形，但亦可採用梯形等任何形狀。此外，由上側俯視時的補強材形狀並無特別限制，亦可採用矩形、半圓形等任何形狀。
為了有效分散藉由填角焊接所形成的焊接焊珠之根部的應力，和與上側鋼板10a之疊合面相接且在拉伸方向上的補強材130之寬度W宜為上側鋼板10a之板厚tb以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強材130之寬度W宜為在拉伸方向上的上側鋼板10a與下側鋼板10b的最大重疊量Ｘ以下。此外，補強材130之寬度W在填角焊接部的長度方向上不須是固定的。
於圖7(a)中，為了提升拉伸強度，補強材130的(右側)厚度ta宜為上側鋼板10a的板厚tb的一半(tb×0.5)以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強材130的厚度ta宜為上側鋼板10a的板厚tb的2倍(tb×2.0)以下。另，補強材130的厚度ta在焊接焊珠的長度方向上不須是固定的。
(補強材之配置) 於圖7(b)中，補強材130之(右側)端部位置宜對齊上側鋼板10a的(右側)端部位置。然而，以此上側鋼板10a的端部位置為基準，只要補強材130的端部位於拉伸方向上±2mm的範圍的話，就能夠獲得充分的拉伸強度的焊接接頭。
(補強材和填角焊接部及接合部之關係) 為提升拉伸強度，令圖7(b)所示的高度tc為超過上側鋼板10a的板厚tb，前述高度tc為自下側鋼板10b的表面起的填角焊接部120之高度。填角焊接部120之高度tc宜設為跟上側鋼板10a的板厚tb與補強材的板厚ta之和(ta+tb)同等。為了抑制焊接變形，填角焊接部120之高度tc宜為上側鋼板10a的板厚tb與補強材ta之和的2倍[(ta+tb)×2.0]以下。另，填角焊接部120之高度tc在填角焊接部120的長度方向上不須是固定的。
形成於補強材130與上側鋼板10a之疊合面中之接合部140只要是以兩者受到接合的方式形成即可，補強材130的寬度W方向之位置以及寬度並無特別限制。在補強材130的寬度W方向上的焊接部140之寬度Wa，宜設為補強材130的未熔融寬度Wb(補強材的寬度W中，除了以填角焊接熔融的部位之外的部位之寬度)的0.1倍以上之寬度。此外，宜令在補強材130的寬度W方向上的填角焊接部側的焊接部140之端部位置是位於從填角焊接部側的補強材130的端部離開補強材130的未熔融寬度Wb的0.1倍以上之疊合面。
於圖8中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上設置補強材，並將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之焊接接頭。圖8是從上側俯視焊接接頭時的圖，並進一步將接合部投影於補強材的上側表面上。為提升拉伸強度，沿著上側鋼板10a的焊接側端部之補強材130的長度La宜為在焊接方向上的填角焊接部120之全長Lb的一半(Lb×0.5)以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強材130的長度La宜為填角焊接部120之全長Lb的2倍(Lb×2.0)以下。
雖然在圖8中，接合補強材130、上側鋼板10a及下側鋼板10b的填角焊接部120之長度Lc(補強材的填角焊接部之長度Lc)，與補強材130的長度La顯示為一致，但兩者的長度亦可不一致。為提升拉伸強度，填角焊接部120之長度Lc宜設為填角焊接部120之全長Lb的一半(Lb×0.5)以上。此外，更為理想的是填角焊接部120之長度Lc與填角焊接部120的全長Lb一致。
此外，在焊接方向上的接合部140的全長Ld並無特別限制，只要有接合上側鋼板10a與補強材130即可，宜設為與補強材130之長度La同等。
於圖9中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上設置彎曲的補強材，並將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之焊接接頭。圖9是從上側俯視焊接接頭時的圖，並進一步將接合部投影於補強材的上側表面上。如圖9所示，從上側俯視上側鋼板10a進行焊接的那一側之端部時，在該端部呈曲線的情況下，宜沿著上側鋼板10a進行焊接的那一側之端部設置彎曲等的補強材130。此外，針對補強材130的長度La與填角焊接部120的全長Lb之關係、填角焊接部的長度Lc與填角焊接部的全長Lb之關係，以及接合部140的全長Ld而言，可設為與使用圖8進行說明者相同。
於圖10中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上設置補強材，並將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行不連續填角焊接之焊接接頭。如圖10所示，填角焊接部120也可以是不連續的。並且，為了提升拉伸強度，宜將補強材130與上側鋼板10a和下側鋼板10b之間的填角焊接部120之長度(Lc1+Lc2)，設為填角焊接部120的全長(Lb1+Lb2)的一半[(Lb1+Lb2)×0.5]以上。此外，更為理想的是填角焊接部之長度(Lc1+Lc2)與填角焊接部120的全長(Lb1+Lb2)一致。又，呈不連續的填角焊接部120的數量並無特別限制。
此外，圖10是更進一步將接合部投影於補強材的上側表面上，接合部140也可以是不連續的。並且，接合部140的長度(Ld1+Ld2)並無特別限制，只要有接合上側鋼板10a與補強材130即可，宜設為補強材130之長度La的0.1倍以上。接合部140的寬度(Wa1+Wa2)並無特別限制，只要有接合上側鋼板10a與補強材130即可，宜設為補強材130的未熔融寬度Wb的0.1倍以上。又，呈不連續的接合部140的數量並無特別限制。
(補強材之成分組成等) 補強材之成分組成並無特別限制，可採用各種成分組成之鋼板等。此外，亦可採用鋼板以外的金屬構件。又，補強材亦可為於表面形成有鍍敷等的表面處理皮膜者。
(補強部之其他實施形態2) 接著，就有關於將形成於上側鋼板的表面上且有別於填角焊接部之焊接焊珠(補強焊珠)設為補強部之實施形態進行說明。
(補強焊珠之形狀及尺寸) 針對設置於上側鋼板的表面之補強焊珠的較佳形狀，使用圖11說明。
補強焊珠的形狀並無特別限制，如圖11所示，可令自前的截面形狀為山形。此外，從上側俯視時的補強焊珠之形狀並無特別限制，亦可採用直線狀、曲線狀等任何形狀。
為了有效分散填角焊接焊珠之根部的應力，在拉伸方向上的補強焊珠230的最大寬度W’宜為上側鋼板10a之板厚tb以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強焊珠230的最大寬度W’宜為在拉伸方向上的上側鋼板10a與下側鋼板10b的最大重疊量X以下。此外，補強焊珠230的最大寬度W’在填角焊接部的長度方向上不須是固定的。
要擴大補強焊珠230的寬度可採用平行焊珠或交織焊珠。此外，補強焊珠不僅可採用電弧熱源，亦可採用活用雷射熱源之雷射堆焊等任何熱源。對於熔填金屬可採用棒狀、鋼線、粉體等。
為了提升拉伸強度，補強焊珠230的最大高度ta’宜為上側鋼板10a之板厚tb的一半(tb×0.5)以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強焊珠230的最大高度ta宜為上側鋼板10a之板厚tb的2倍(tb×2.0)以下。此外，補強焊珠230的最大高度ta’在焊接焊珠的長度方向上不須是固定的。
(補強焊珠之配置) 與下側鋼板10b進行填角焊接那一側的補強焊珠230之焊趾部240的位置宜對齊上側鋼板10a的端部位置。然而，只要補強焊珠230之焊趾部位於從此上側鋼板10a的端部起2mm的範圍的話，就能夠獲得充分的拉伸強度的焊接接頭。
(補強焊珠與填角焊接部之關係) 為提升拉伸強度，令圖11(b)所示的高度tc為超過上側鋼板10a的板厚tb，前述高度tc為自下側鋼板10b的表面起的填角焊接部220之高度。填角焊接部220之高度tc宜為上側鋼板10a的板厚tb之1.2倍(tb×1.2)以上，更理想的是設為與上側鋼板10a的板厚tb與補強焊珠的最大高度ta’之和(ta’+tb)同等。為了抑制焊接變形，填角焊接部220之高度tc宜為上側鋼板10a的板厚tb與補強焊珠ta之和的2倍[(ta’+tb)×2.0]以下。此外，填角焊接部220之高度tc在填角焊接部220的長度方向上不須是固定的。
此外，與補強焊珠230相接那一側之填角焊接部220的焊趾部250宜形成於以下表面：在補強焊珠230的表面中，從顯示為補強焊珠230的最大高度ta的位置到補強焊珠230的焊趾部240為止的表面。
於圖12中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上形成補強焊珠，並將上側鋼板、下側鋼板及補強焊珠進行了填角焊接之焊接接頭。圖12是從上側俯視焊接接頭時的圖。為提升拉伸強度，沿著上側鋼板10a的焊接側端部之補強焊珠230的長度La宜為在焊接方向上的填角焊接部220之全長Lb的一半(Lb×0.5)以上。為了填角焊接接頭之輕量化，補強焊珠230的長度La宜為填角焊接部220之全長Lb的2倍(Lb×2.0)以下。
雖然在圖12中，接合補強焊珠230、上側鋼板10a及下側鋼板10b的填角焊接部220之長度Lc(補強焊珠的填角焊接部之長度Lc)，與補強焊珠230的長度La顯示為一致，但兩者的長度亦可不一致。為提升拉伸強度，填角焊接部220之長度Lc宜設為填角焊接部220之全長Lb的一半(Lb×0.5)以上。此外，更為理想的是填角焊接部220之長度Lc與填角焊接部220的全長Lb一致。
於圖13中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上形成彎曲的補強焊珠，並將上側鋼板、下側鋼板及補強焊珠進行了填角焊接之焊接接頭。圖13是從上側俯視焊接接頭時的圖。如圖13所示，從上側俯視上側鋼板10a進行焊接的那一側之端部時，在該端部呈曲線的情況下，宜沿著上側鋼板10a進行焊接的那一側之端部設置彎曲等的補強焊珠230。此外，針對補強焊珠230的長度La與填角焊接部220的全長Lb之關係，以及填角焊接部的長度Lc與填角焊接部的全長Lb之關係而言，可設為與使用圖12進行說明者相同。
於圖14中顯示焊接接頭之一例的平面圖，前述焊接接頭是在上側鋼板的上側表面上形成補強焊珠，並將上側鋼板、下側鋼板及補強焊珠進行不連續填角焊接之焊接接頭。如圖14所示，填角焊接部220也可以是不連續的。並且，為了提升拉伸強度，宜將補強焊珠30與上側鋼板10a和下側鋼板10b之間的填角焊接部220之長度(Lc1+Lc2)，設為填角焊接部220的全長(Lb1+Lb2)的一半[(Lb1+Lb2)×0.5]以上。此外，更為理想的是填角焊接部之長度(Lc1+Lc2)與填角焊接部220的全長(Lb1+Lb2)一致。又，呈不連續的填角焊接部220的數量並無特別限制。
(補強焊珠之成分組成等) 補強焊珠之成分組成並無特別限制，可設定為各種成分組成的焊接金屬。然而，在焊接的作業效率上，宜使用與用於形成填角焊接部之焊條相同的焊條來形成補強焊珠，且宜令焊接金屬之成分組成與填角焊接部之成分組成同等。
此外，有使用補強焊珠作為本發明之補強部的例子，而作為於外觀上相似的形態，也有進行多數次焊接的所謂的多層焊接。若套用於本發明，即為將上側鋼板與下側鋼板進行了搭接填角焊接之後，再於其上形成補強焊珠之形態。
但是，於此類多層焊接中，由於上側鋼板與下側鋼板之搭接填角焊接並非以焊接金屬覆蓋補強部端部的方式進行，故與本發明之實施形態不同。此外，在此實施形態中，由於當將補強焊珠形成於搭接填角焊接部上時，搭接填角焊接部的麻田散鐵組織有部分會被回火而產生軟化區域，故搭接填角焊接部的焊接金屬會變得易於斷裂。亦即，無法獲得本發明之效果。
作為補強部的其他實施形態，除了以上說明的實施形態之外，補強部亦可藉由加工鋼板而設置。譬如，也可以將鋼板表面的端部壓製成形成凸狀，再將呈凸狀的端部作為補強部使用。
接著，說明本發明的焊接法以及用於本發明的接頭之鋼板。 在本發明的焊接法以及本發明的接頭當中，在上側鋼板是使用拉伸強度780MPa以上的鋼板(高強度鋼板)。這是因為於使用高強度鋼板作為上側鋼板並進行了填角焊接的焊接接頭中，在施加了過度的拉伸負荷時，會有不在母材發生破損而在焊接金屬斷裂的情形，而必須提升焊接接頭之拉伸強度之故。下側鋼板之成分組成等並無特別限制，可使用與上側鋼板同樣的高強度鋼板。
上側鋼板及下側鋼板的板厚並無特別限制，可設定為0.5~3.0mm。此外，上側鋼板及下側鋼板的全體之板厚亦無特別限制，可設定為1.0~6.0mm。並且，亦可令上側鋼板及下側鋼板為在兩面或單面形成有鍍敷等之表面處理皮膜的鋼板。因鍍敷而產生氣孔缺陷時，也可以在鋼板之間空出間隙並進行焊接。
鋼板只要是其至少一部分具有板狀部，且該板狀部具有互相堆積疊合之部分即可，並不是全體為板也可以。此外，鋼板並不以由個別的鋼板所構成者為限，亦可為將1片鋼板成形為管狀等預定形狀者進行疊合而成者。
接著，說明本發明的焊接法之流程。
首先，於本發明的焊接法中，準備如前述之上側鋼板及下側鋼板。例如，準備2片板厚1.6mm的拉伸強度1180MPa之非鍍敷鋼板。接著，準備相應於填角焊接部形狀及尺寸之補強材，前述填角焊接部是將補強材、上側鋼板、下側鋼板之間進行填角焊接而形成。例如，準備板厚方向的截面形狀及從上側俯視時的形狀為長方形，寬度W為20mm，厚度ta為1.6mm的補強材。
在補強材形成經填角焊接的補強部時，將補強材疊合於上側鋼板上，並將上側鋼板的表面與補強材一邊的端部之間進行填角焊接。例如，進行填角焊接使填角焊接部的高度td成為與補強材相同高度之1.6mm。接著，將補強材另一邊的端部和上側鋼板的端部與下側鋼板的表面之間進行填角焊接，使其呈上述補強材與填角焊接部之關係。譬如，進行填角焊接，使填角焊接部的高度tc為將上側鋼板的板厚tb和補強材的板厚ta加總之3.2mm，並使填角焊接部的長度Lc為補強材的長度La和填角焊接部的全長Lb一致。
又，亦可將補強材另一邊的端部和上側鋼板的端部與下側鋼板的表面之間進行填角焊接，使其呈上述補強材與填角焊接部之關係，之後，將上側鋼板的表面和補強材的一邊的端部之間進行填角焊接。
在補強材形成被接合於疊合面之補強部時，將補強材疊合於上側鋼板，並將上側鋼板與補強材之疊合面進行接合。接合並無特別限制，可進行如點焊或縫焊之電阻焊接，也可用除了電阻焊接之外，譬如雷射焊接來進行，亦可使接著劑充填於疊合面並接著而進行。各接合方法的條件遵循一般方法即可，並無特別限制。
例如，以此點焊進行接合時，將補強材疊合於上側鋼板，由兩側包夾2片金屬板的方式，將由銅合金等所構成的圓頂半徑(dome radius)型之先端直徑6~8mm的電極以加壓力1.5~6.0kN壓抵，並且以5~50循環(電源頻率50Hz)，4~15kA進行通電，形成熔融金屬，再冷卻使其凝固而形成直徑5mm左右的焊接部。此時，焊接部的寬度及長度呈同等。
接著，將補強材的端部和下側鋼板之表面之間，包含上側鋼板之端部進行填角焊接，使其呈上述補強材與填角焊接部之關係。譬如，進行填角焊接，使填角焊接部的高度tc為將上側鋼板的板厚tb和補強材的板厚ta加總之3.2mm，並使填角焊接部的長度Lc為補強材的長度La和填角焊接部的全長Lb一致。
藉由補強焊珠形成補強部時，補強焊珠必須在形成填角焊接部之前形成。藉此，如圖11（b）所示，填角焊接部220的一邊的焊趾部250會變成位於補強焊珠230的表面上。
接著，將補強焊珠的表面、上側鋼板之端部及下側鋼板的表面之間進行填角焊接，使其呈上述補強焊珠與填角焊接部之關係。譬如，進行填角焊接，使填角焊接部的高度tc為將上側鋼板的板厚tb和補強焊珠的厚度ta加總之3.2mm，並使填角焊接部的長度Lc為補強焊珠的長度La和填角焊接部的全長Lb一致。
於填角焊接中的電弧焊接的條件遵循一般方法即可，並無特別限制。例如，作為遮蔽氣體，除了100%CO2 氣體，還可使用Ar氣體和3~20%CO2 氣體之混和氣體，而作為焊接電流及電壓，只要設定為不會出現過熔低陷的值即可。
所使用的焊條並無特別限制，雖可使用高強度鋼板用鋼線，然在採用具有焊接金屬的維氏硬度HV小於500之組成者時，能夠抑制延遲破壞而較為理想。
本發明之搭接填角焊接接頭的拉伸強度提升被認為是因為從填角焊接部之根部到填角焊接部的表面為止的距離，亦即焊喉深度，變長，而分散集中於根部的應力之故。
如圖15(a)、(b)所示，焊喉深度DT 是定義為從根部往填角焊接表面的最短距離。(a)顯示在填角焊接部的焊接焊珠形成為凸型的情況之例，(b)則顯示在焊接焊珠形成為凹型的情況之例。
如圖15(c)所示，上板與下板之間有間隙時，是將以下較短的一方設為焊喉深度：從上板側的根部往填角焊接表面的最短距離、從下板側的根部往填角焊接表面的最短距離。
根據本發明人等之研討，可知在將填角焊接部之焊喉深度設為DT (mm)，填角焊接部的平均硬度設為HF (HV)，上側鋼板的板厚設為D1 (mm)，且將上側鋼板的填角焊接部之HAZ軟化部的硬度及上側鋼板的母材硬度中較小的硬度設為HS (HV)時，當(DT ×HF )/(D1 ×HS )為1.20以上，較佳為1.50時，拉伸強度更為提升。在此，硬度為維氏硬度。
此外，令下側鋼板的焊接寬度為Lb (mm)時，當滿足(Lb ×HF )/(D1 ×HS )≧1.70時，對於拉伸強度之提升更為理想。
填角焊接部的平均硬度是設為將圖2中以B表示的區域之焊接金屬的維氏硬度平均而得之值。若是在焊接金屬內部，則可任意決定測定位置或測定數。
為了要更有效地提升焊接接頭的拉伸強度，只要適當調整焊接條件使其滿足上述關係即可。 實施例
〔實施例1〕 接下來針對本發明實施例加以說明，惟，實施例中之條件僅為用以確認本發明之可實施性及效果所採用的一條件例，且本發明不受該一條件例限定。只要能在不脫離本發明之宗旨下達成本發明之目的，本發明為可以採用各種條件而形成者。
準備表1所示之長度100mm，寬度25mm的鋼板。此外，將拉伸強度1180MPa的鋼板進行加工，製得如圖3(a)及圖4所示的長方體形狀的補強材。於表2顯示補強材的尺寸。在圖3(a)中，補強材的右側端對齊上側鋼板10a的右側端。
[表1]
[表2]
以表3所示之鋼板組合，將鋼板的長邊方向之端部以重疊量X20mm進行疊合，並除了一部分之外，更進一步疊合補強材，且使用表3所示的焊條進行填角焊接而製得試驗片。於表3中顯示填角焊接部的高度及長度。表3中的式1顯示以下之值：在令焊接部的焊喉深度為DT (mm)，焊接部的平均硬度為HF (HV)，上側鋼板之板厚為D1 (mm)，及令上側鋼板之焊接部的HAZ軟化部之硬度及上側鋼板之母材的硬度中較小的硬度為HS (HV)時(DT ×HF )/(D1 ×HS )的值(以下，在〔實施例2〕、〔實施例3〕及〔比較例〕中相同)。
此外，於表4中顯示填角焊接的焊接條件。
[表3]
[表4]
然後，把持所製得的試驗片之兩端部分，進行拉伸試驗。拉伸試驗是以10mm/min的拉伸速度實施。於表5中顯示拉伸強度及斷裂位置。
[表5]
由於試驗No.1~5及7~9是使用補強材進行填角焊接，故拉伸強度高，且斷裂位置為熱影響部。
雖然試驗No.6未使用補強材進行填角焊接，但因母材強度低，故斷裂位置為母材。
由於試驗No.10未使用補強材進行填角焊接，故拉伸強度低，且斷裂位置為焊接金屬。
由於試驗No.11是在補強材未被接合於上側鋼板上的狀態下進行填角焊接，故無法獲得補強材之效果，拉伸強度低，且斷裂位置為焊接金屬。
〔實施例2〕 準備表6所示之長度100mm，寬度25mm的鋼板。此外，將拉伸強度1180MPa的鋼板進行加工，製得如圖3(a)及圖4所示的長方體形狀的補強材。於表7中顯示補強材的尺寸。在圖3(a)中，補強材的右側端對齊上側鋼板10a的右側端。
[表6]
[表7]
以表8所示之補強材與上側鋼板的組合，除了一部分之外進行疊合，並在補強材的略中心上進行1處點焊而接合。並以核徑(接合部的長度及寬度)呈6mm的方式進行。
之後，於接合了上側鋼板與補強材之物下疊合下側鋼板，並進行填角焊接使其呈為表8所示之組合來製得試驗片。此時，以重疊量X20mm疊合了上側鋼板與下側鋼板的長邊方向之端部。於表8中顯示填角焊接部的高度及長度、補強材右側的焊接部長度、補強材的未熔融寬度、接合部的長度及寬度。此外，於表9中顯示填角焊接的焊接條件。
[表8]
[表9]
然後，把持所製得的試驗片之兩端部分，進行拉伸試驗。拉伸試驗是以10mm/min的拉伸速度實施。於表10中顯示拉伸強度及斷裂位置。
[表10]
使用補強材進行填角焊接之結果，與實施例1同樣地，拉伸強度高，且斷裂位置為熱影響部。
〔實施例3〕 準備表11所示之長度100mm，寬度25mm的鋼板。
[表11]
於上側鋼板的上側表面形成如圖11(a)及圖12所示的形狀之補強焊珠。此外，如圖11(a)所示，補強焊珠的焊趾部40 對齊上側鋼板10a的端部。於表12中顯示補強焊珠的高度、寬度及長度。
[表12]
之後，將在上側鋼板形成有補強焊珠之物下疊合下側鋼板，並進行填角焊接使其呈為表13所示之組合來製得試驗片。此時，以重疊量X20mm疊合了上側鋼板與下側鋼板的長邊方向之端部。於表13中顯示填角焊接部的高度及長度。並且，於表14中顯示補強焊珠及填角焊接的焊接條件。
[表13]
[表14]
然後，把持所製得的試驗片之兩端部分，進行拉伸試驗。拉伸試驗是以10mm/min的拉伸速度實施。於表15中顯示拉伸強度及斷裂位置。
[表15]
形成補強焊珠再進行填角焊接之結果，與實施例1、實施例2同樣地，拉伸強度高，且斷裂位置為熱影響部。
〔比較例〕 準備表16所示之長度100mm，寬度25mm的鋼板。
[表16]
如圖16所示，將上側鋼板與下側鋼板進行填角焊接而形成本焊接部，並進一步在以填角焊接所形成的焊接焊珠上進行形成補強焊珠之多層焊接，而製得試驗片。令上側鋼板與下側鋼板的長邊方向的端部之重疊量X為20mm。於表17中顯示焊接部的高度及長度。並且，於表18中顯示補強焊珠及填角焊接的焊接條件。
[表17]
[表18]
然後，把持所製得的試驗片之兩端部分，進行拉伸試驗。拉伸試驗是以10mm/min的拉伸速度實施。於表19中顯示拉伸強度及斷裂位置。
[表19]
進行了利用多層焊接之填角焊接的結果，無法獲得拉伸強度提升之效果，且斷裂位置為焊接金屬。這被認為是因為如圖16所示，藉由多層焊接，焊喉深度DT 不會變大，並且在形成補強焊珠時本焊接部有部分會被回火，所以在本焊接部產生軟化區域之故。
產業上之可利用性 根據本發明，因是在高強度鋼板表面上設置補強部並進行填角焊接，故可不使焊接接頭的焊接變形增加下迴避掉應力集中於根部，而可使拉伸強度提升。因此，本發明在產業上的可利用性高。
1a、1b‧‧‧鋼板(母材) 2‧‧‧焊接焊珠(填角焊接部) 10a‧‧‧上側鋼板 10b‧‧‧下側鋼板 20、40、120、140‧‧‧焊接焊珠(填角焊接部) 30、130‧‧‧補強材 220‧‧‧填角焊接焊珠(填角焊接部) 230、320‧‧‧補強焊珠 240‧‧‧補強焊珠的焊趾部 250‧‧‧填角焊接焊珠的焊趾部 310‧‧‧本焊接部(填角焊接部) ta‧‧‧補強部的厚度 ta’‧‧‧補強焊珠的最大高度 tb‧‧‧上側鋼板的板厚 tc、td‧‧‧填角焊接部的高度 La‧‧‧補強部的長度 Lb、Lb1、Lb2‧‧‧填角焊接部的全長 Lc、Lc1、Lc2‧‧‧補強部的填角焊接部的長度 Ld、Ld1、Ld2‧‧‧焊接部的長度 W‧‧‧補強部的寬度 W’‧‧‧補強焊珠的最大寬度 Wa、Wa1、Wa2‧‧‧接合部的寬度 Wb‧‧‧補強部的未熔融寬度 X‧‧‧最大重疊量 DT‧‧‧焊喉深度
圖1是顯示實施填角焊接而製得的試驗片之拉伸試驗後的狀態之攝像。 圖2是顯示維氏硬度分布之圖。 圖3是顯示於上側鋼板的上側表面上設置補強材並進行填角焊接的一例之圖。圖3(a)是顯示在上側鋼板的上側表面上設置了補強材之狀態；圖3(b)是顯示在上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之狀態。 圖4是顯示在上側鋼板的上側表面上設置補強材，且將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖5是顯示在上側鋼板的上側表面上設置彎曲的補強材，且將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖6是顯示在上側鋼板的上側表面上設置補強材，且將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行不連續填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖7是顯示在上側鋼板的上側表面上設置補強材，且進行填角焊接的一例之圖。圖7(a)是顯示在上側鋼板的上側表面上設置補強材並接合之狀態；圖7(b)是顯示將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之狀態。 圖8是顯示在上側鋼板的上側表面上設置補強材，且將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖9是顯示在上側鋼板的上側表面上設置彎曲的補強材，且將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行了填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖10是顯示在上側鋼板的上側表面上設置補強材，且將上側鋼板、下側鋼板及補強材進行不連續填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖11是顯示在上側鋼板的上側表面上形成補強焊珠並進行填角焊接的一例之平面圖。圖11(a)是顯示在上側鋼板的上側表面上形成了補強焊珠之狀態；圖11(b)是顯示將上側鋼板、下側鋼板及補強焊珠進行了填角焊接之狀態。 圖12是在上側鋼板的上側表面上形成補強焊珠，且將上側鋼板、下側鋼板及補強焊珠進行了填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖13是在上側鋼板的上側表面上形成彎曲的補強焊珠，且將上側鋼板、下側鋼板及補強焊珠進行了填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖14是在上側鋼板的上側表面上形成補強焊珠，且將上側鋼板、下側鋼板及補強焊珠進行不連續填角焊接之焊接接頭的一例之平面圖。 圖15是說明填角焊接部的焊喉深度之圖；圖15(a)是焊接焊珠為凸型的情況，圖15(b)是焊接焊珠為凹型的情況，圖15(c)是上側鋼板與下側鋼板之間有空隙的情況之圖。 圖16是顯示將上側鋼板與下側鋼板進行了多層焊接的比較例之圖。

Claims (14)

  1. 一種填角焊接方法，其特徵在於是將第1鋼板與第2鋼板的焊接預定位置疊合並進行填角焊接之方法， 上述第1鋼板的拉伸強度為780MPa以上，且 上述方法含有以下步驟： 形成補強部之步驟，是在上述第1鋼板之表面形成補強部，該補強部是接合在疊合上述第1鋼板與第2鋼板時，在與接觸第2鋼板的面相反側的面上；以及 填角焊接步驟，是將焊接金屬進行填角焊接使之覆蓋上述補強部端部、上述第1鋼板端部與上述第2鋼板表面之間。
  2. 如請求項1的填角焊接方法，其將由前述填角焊接所形成的填角焊接部之焊喉深度設為DT (mm)，上述填角焊接部的平均硬度設為HF (HV)，前述第1鋼板的板厚設為D1 (mm)，且將第1鋼板的填角焊接部之HAZ軟化部的硬度及第1鋼板的母材硬度中較小的硬度設為HS (HV)時，(DT ×HF )/(D1 ×HS )為1.50以上。
  3. 如請求項1或2的填角焊接方法，其中前述補強部為補強材。
  4. 如請求項3的填角焊接方法，其中前述補強材的端部是在前述第1鋼板之表面，即，與在疊合第1鋼板及第2鋼板時所接觸的面相反側的面上，進行填角焊接。
  5. 如請求項3的填角焊接方法，其中前述補強材是在前述第1鋼板之表面，即， 與在疊合第1鋼板及第2鋼板時所接觸的面相反側的面上，在上述補強材與第1鋼板的疊合面進行接合。
  6. 如請求項1或2的填角焊接方法，其中前述補強部是在前述第1鋼板的與第2鋼板疊合之面相反側的表面上所形成之焊接焊珠。
  7. 如請求項1或2所記載的填角焊接方法，其中前述補強部是將前述第1鋼板加工而形成。
  8. 一種填角焊接接頭，其特徵在於是第1鋼板與第2鋼板受到填角焊接之焊接接頭， 上述第1鋼板的拉伸強度為780MPa以上； 在上述第1鋼板之表面具備補強部，該補強部是於疊合上述第1鋼板與第2鋼板時，被接合在與接觸第2鋼板的面相反側的面上； 並於上述第1鋼板的端部、上述第2鋼板的表面以及上述補強材的端部之間具有填角焊接部。
  9. 如請求項的填角焊接接頭，其將前述填角焊接部之焊喉深度設為DT (mm)，填角焊接部的平均硬度設為HF (HV)，前述第1鋼板的板厚設為D1 (mm)，且將第1鋼板的填角焊接部之HAZ軟化部的硬度及第1鋼板的母材硬度中較小的硬度設為HS (HV)時，(DT ×HF )/(D1 ×HS )為1.50以上。
  10. 如請求項8或9的填角焊接接頭，其中前述補強部為補強材。
  11. 如請求項10的填角焊接接頭，其中前述補強材的端部是於前述第1鋼板之表面，即，於疊合上述第1鋼板與第2鋼板時在與接觸第2鋼板的面相反側的面上，進行填角焊接。
  12. 如請求項10的填角焊接接頭，其中前述補強材是於前述第1鋼板之表面，即，於疊合上述第1鋼板與第2鋼板時在與接觸第2鋼板的面相反側的面上，在上述補強材與第1鋼板的疊合面接合之補強材。
  13. 如請求項8或9的填角焊接接頭，其中前述補強部是在前述第1鋼板的與第2鋼板疊合之面相反側的表面上所形成之焊接焊珠。
  14. 如請求項8或9的填角焊接接頭，其中前述補強部是將前述第1鋼板加工而形成。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10807179B2 (en) * 2017-02-17 2020-10-20 General Electric Company Method of build-up welding
CN109596425A (zh) * 2019-01-09 2019-04-09 江西江铃集团新能源汽车有限公司 一种搭接接头力学性能评价方法
CN114423558B (zh) * 2019-10-04 2024-03-01 日本制铁株式会社 焊接接头及汽车部件
WO2021131561A1 (ja) * 2019-12-25 2021-07-01 日本軽金属株式会社 接合方法
RU2766615C1 (ru) * 2021-07-08 2022-03-15 Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" Способ электронно-лучевой сварки тонкостенных трубчатых деталей
WO2023157424A1 (ja) * 2022-02-17 2023-08-24 日本製鉄株式会社 重ね溶接継手、自動車用骨格部材、及び重ね溶接継手の製造方法
CN114808837A (zh) * 2022-04-14 2022-07-29 中国港湾工程有限责任公司 用于管板结合桩码头施工的加长板桩结构和板桩加长方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2274631A (en) * 1941-01-04 1942-02-24 Northrop Aircraft Inc Welding torch
US2527479A (en) * 1946-10-18 1950-10-24 Preston M Hall Method and means for forming joints
US2914846A (en) * 1953-12-09 1959-12-01 Baldus Rudolf Method of producing nondistortable linings of noncorrosive, metallic materials for containers of any kind
US2963129A (en) * 1954-12-09 1960-12-06 Babcock & Wilcox Co Dissimilar metal welded joint with protective overlay
US3464802A (en) * 1969-01-22 1969-09-02 Nooter Corp Joint for joining clad materials
DE2010785B2 (de) * 1969-03-07 1972-01-05 Mitsubishi Jukogyo K K , Tokio Mit tantal oder einer tantallegierung mindestens teilweise plattiertes werkstueck aus kohlenstoffstahl
US4068964A (en) * 1977-02-09 1978-01-17 Stoker Robert J End plate connection unit for beams
JPS5915014B2 (ja) 1978-08-04 1984-04-07 大成包材株式会社 炭酸ガスを発生すると共に酸素吸収能力の高い脱酸素パック
US4459062A (en) * 1981-09-11 1984-07-10 Monsanto Company Clad metal joint closure
JPH0625442B2 (ja) * 1984-07-30 1994-04-06 ナショナル住宅産業株式会社 サブフレ−ムの接合構造
SU1507548A1 (ru) * 1984-10-07 1989-09-15 Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования Способ электродуговой точечной сварки плав щимс электродом
US5305946A (en) * 1992-11-05 1994-04-26 Nooter Corporation Welding process for clad metals
DE4240822C1 (de) * 1992-12-04 1994-04-28 Daimler Benz Ag Schweißverbindung zwischen einem Stahlblech-Bauteil und einem Aluminiumblech-Bauteil sowie Abdeckteil
JP3813031B2 (ja) * 1999-03-11 2006-08-23 株式会社神戸製鋼所 溶接継手構造材
US6359260B1 (en) * 2000-08-30 2002-03-19 Daimlerchrysler Corporation Method of welding panels together
US6479168B2 (en) * 2001-04-03 2002-11-12 The Regents Of The University Of Michigan Alloy based laser welding
JP3905876B2 (ja) 2003-10-01 2007-04-18 新日本製鐵株式会社 破壊形態に優れるアーク溶接重ね継手構造物
JP2005169450A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd 重ね溶接継手および溶接方法
TW200626279A (en) * 2006-03-24 2006-08-01 Pei-Fang Chen Method for welding stainless tubing
JP4873692B2 (ja) * 2006-03-28 2012-02-08 株式会社アルバック 抵抗加熱式蒸発ヒーター及びその製造方法
JP5427434B2 (ja) * 2009-02-26 2014-02-26 日東電工株式会社 シート接続体の製造方法
KR101455953B1 (ko) * 2011-03-07 2014-10-28 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 이종 금속 접합 방법
DE102011086463C5 (de) * 2011-11-16 2021-11-18 Purem GmbH Entkoppelelement für eine Abgasanlage
JP2013139047A (ja) 2012-01-05 2013-07-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 鋼材の溶接接合部
JP5522317B2 (ja) 2012-04-17 2014-06-18 新日鐵住金株式会社 隅肉アーク溶接継手及びその形成方法
JP5934890B2 (ja) * 2012-10-01 2016-06-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 アーク溶接制御方法
JP5689492B2 (ja) * 2013-03-19 2015-03-25 株式会社神戸製鋼所 異材接合用溶加材及び異材溶接構造体の製造方法

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