[发明专利]角焊接头及其制造方法

说明书

本发明提供一种焊接头及其制造方法，在角焊接头的制造方法和角焊接头中，不用牺牲焊接结构构件的疲劳断裂的强度而提高生产性。本发明的角焊接头，是通过将至少2个金属构件进行角焊而形成的角焊接头，其特征在于，在至少一方的所述金属构件的表面具有压制筋，所述压制筋是采用压制成型设置为向具有由所述角焊形成的焊接焊道的一侧凸起的肋状突起，该压制筋的一部分与所述焊接焊道连接或重叠。

技术领域

本发明涉及角焊接头及其制造方法，特别是适合用于将多个金属构件进行角焊的角焊接头及其制造方法。

背景技术

一直以来，在汽车领域，为了保护环境，要求在提高车身的轻量化带来的燃油效率的同时，提高冲击安全性。因此，为了在使用高强度钢板进行轻薄化的同时将车身结构最佳化，谋求车身的轻量化与冲击安全性的提高，迄今为止进行了各种努力。

对于谋求车身的轻量化的高强度钢板，也要求大的疲劳强度。特别是悬挂臂、副车架等的行走构件，焊接区的疲劳强度更加重要。在这些行走构件的焊接中，大多使用角接电弧焊。因此，要实现行走构件的轻量化，提高角接电弧焊接头的疲劳强度成为课题。

图1A表示将上侧钢材1与下侧钢材2搭接，并仅将上侧钢材1与下侧钢材2的抵接部分的两面所形成的角隅部之中的、单面侧的角隅部焊接而形成的代表性搭接角焊接头的截面形状。在以下的说明中，根据需要将角焊接焊道称为”角焊道”。在这样的搭接角焊接头中，如果使拉伸载荷F1、F2作用于上下的钢板，则以角焊道3为中心发生旋转变形，应力集中于角焊道3的止端部4、根部5，疲劳裂纹向与载荷垂直的方向进展，焊接接头发生断裂。因此，要提高疲劳强度，降低止端部4和根部5的应力集中很重要。

作为使焊接接头的疲劳强度提高的方法，以往主要致力于焊道形状的改善所带来的焊接止端部的应力集中的降低。例如，实施以焊接止端部的研磨处理、或者惰性气体钨极保护焊将止端部再熔融使侧面角变宽的后处理。而且，专利文献1中，提出了以下方法：采用压制成型对被焊接构件预先设置倾斜部，以焊接焊道与该倾斜部重叠的方式进行焊接，由此使焊接焊道的止端部的侧面角变宽。

专利文献2和3公开了以下技术：形成附加的焊接焊道，缓和向焊接止端部的应力集中，具体而言，专利文献2公开了一种延长焊接焊道的技术，专利文献3公开了一种形成加固用焊道的技术。

专利文献4和5公开了以下技术：对焊接焊道实施处理，使焊接止端部平滑，缓和向焊接止端部的应力集中，具体而言，专利文献4公开了一种对焊接焊道实施钎焊的技术，专利文献5公开了一种使用等离子体将焊接止端部再熔融的技术。

专利文献6公开了以下技术：在形成焊接焊道的焊接预定部位附近，对被焊接构件压制加工预先形成突起，缓和向焊接区的应力集中。具体而言，专利文献6公开了将多枚板状构件进行搭接焊接形成线状焊接区，以分别围绕该线状焊接区的两端部的形状形成压制筋，由此利用压制筋吸收施加到板状构件上的拉伸载荷、扭转载荷，防止应力在线状焊接区的两端部集中。

专利文献7公开了在平板状的托架(bracket)的下轨的侧壁部侧沿着下轨的侧壁部设置向上方突出的焊道部。专利文献7公开了通过向上方突出的所述焊道部，电弧焊接的焊炬与托架上表面的间隔变宽，电弧焊接的焊接性提高。

专利文献8公开了汽车用盖折边部的焊接固定结构。专利文献8公开了将沿着盖内板的边缘卷边接缝了的盖外板的边缘在该内板的隆起部电弧焊接固定，由此能够充分耐受冲击时等的大的外力。

但是，这些方法如图1A所示的搭接角焊接头那样，对于结构上产生应力集中的部位、即对于止端部4、根部5的疲劳强度提高效果小，无法实现根本性的疲劳强度提高。尤其是薄钢板的焊接构件，由于板厚薄，因此构件的刚性下降，根据载荷，图1A的下侧钢材2之中与上侧钢材1的下侧重叠的部分容易以角焊道3为中心发生旋转变形。因此，疲劳裂纹不仅在焊接止端部4，有时也从根部5产生，仅靠焊接止端部形状的改善来提高疲劳强度或者疲劳寿命并不足够。