[发明专利]面外角撑焊接接头及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用角焊对两块板部件进行焊接的面外角撑焊接接头及其制作方法。特别是涉及抗疲劳特性优良的面外角撑焊接接头及其制作方法。

背景技术

为了对构造体的板部件进行加强或将该构造体的板部件安装于其它部件(例如，其它板部件)，在构造体的板部件上，作为附属部件而以从板部件的板面突出的方式角焊安装有其它板部件，形成面外角撑焊接接头。

可知，在对该焊接接头施加重复应力的情况下，例如由于在焊接止端部产生显著的应力集中，或在焊接止端部形成有拉伸残留应力，故而自该焊接止端部产生疲劳裂缝，耐疲劳特性显著下降。

作为其对策，以往，为了抑制焊接止端部的应力集中，例如采用了对焊接接头的焊接止端部实施研磨处理、TIG修整处理、装饰堆焊等增大止端部的曲率的方法。另外，为了降低焊接止端部的拉伸残留应力，例如采用了对焊接止端部实施喷丸硬化、锤击处理、激光冲击喷丸、水射流喷丸等冲击处理(喷丸强化)或焊接后热处理的方法。

近年来，提出有实施使用了超声波振动的冲击处理(以下，也记为UIT处理(Ultrasonic Impact Treatment))，在焊接止端部导入压缩残留应力，或改善焊接止端部的形状的方法。

例如，在专利文献1中公开有如下的方法，即，为了通过导入压缩残留应力而使材料的抗疲劳特性提高，在与需要改善抗疲劳特性的方向成直角方向的材料表面上形成超声波冲击处理产生的多条加工带，在该加工带中至少与加工带成直角的方向形成三处以上的边缘。另外，在专利文献2中公开有如下的方法，即，为了提高焊接部的抗疲劳强度，使用超声波冲击处理装置以焊接止端部的单位长度的冲击密度为11次/mm以上的方式在焊接止端部的附近形成曲率半径R为2mm以上，宽为1mm以上的槽。另外，在专利文献3中公开有使用超声波的冲击处理装置及冲击处理方法。

图7A～7D是表示现有的面外角撑焊接接头的制作顺序的立体示意图，表示面外角撑焊接接头101的绕焊部110附近的状况。

在基板102上角焊有角撑板103(图7A～7B)，在角焊部109上形成有焊接止端部107、107′。

而且，如图7C～7D所示，对角焊部109中绕焊部110的焊接止端部107实施冲击处理，形成冲击处理痕迹111。另外，图7A～7D表示对基板102侧的焊接止端部107实施冲击处理的状态。

专利文献1：(日本)特开2006-167724号公报

专利文献2：(日本)特开2006-175512号公报

专利文献3：(美国)专利第6,171,415号公报

如上所述，通过对面外角撑焊接接头的焊接止端部实施冲击处理，使焊接止端部的形状形成为应力难以集中的光滑的(曲线的)形状，并且缓和焊接止端部及其附近的拉伸残留应力，施加压缩残留应力。其结果，能够防止自焊接止端部及其附近的裂缝的产生，改善抗疲劳特性。这样的方法大幅度抑制由于自焊接止端部产生疲劳裂缝而造成的疲劳寿命的降低，抗疲劳特性显著提高，但是在利用角焊的面外角撑焊接接头中，在疲劳特性提高上存在界限。

本发明者们为了进一步提高面外角撑焊接接头的疲劳特性，对面外角撑焊接接头的绕焊部的焊接止端部实施超声波冲击处理，对其疲劳寿命进行研究。其结果，判明大多数疲劳裂缝从焊接根部产生，阻碍抗疲劳特性的改善。即，判明，通过对焊接止端部的冲击处理，抑制自焊接止端部的裂缝的产生，故而在焊接止端部之后自易产生疲劳裂缝的焊接根部产生疲劳裂缝且该疲劳裂缝进一步延伸扩展，影响面外角撑的疲劳寿命。

对于这样的自角焊部的焊接根部的疲劳裂缝的产生，发现如果使角焊的焊接部形成为完全溶深的焊接部，则因没有焊接根部而使抗疲劳特性提高。然而，在进行完全溶深焊接的情况下，需要在大范围内实施坡口加工，焊接操作所需的时间长，在角撑板的预焊接时难以限制角撑板。因此，焊接操作的负担大，成本增加。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供在对焊接止端部实施冲击处理来提高抗疲劳特性的面外角撑焊接接头中，进一步提高抗疲劳特性的焊接接头及其制作方法。

本发明者们对消除在焊接根部的应力集中的有效方法进行了探讨。