角焊方法和角焊接头技术

一种不使焊接变形增加而得到在施加了拉伸负荷时没有在焊缝金属处断裂的、抗拉强度优异的搭接角焊接头的焊接方法，其特征在于，将抗拉强度为780MPa以上的第1钢板和第2钢板的至少预定焊接部位重叠，对第1钢板的端部和第2钢板的表面之间进行角焊，其中，在第1钢板的表面之中的、和与第2钢板重叠的面相反侧的表面上设置增强部，并对增强件的一个端部和第1钢板的表面之间进行角焊，并且，对增强部的端部、所述第1钢板的端部和所述第2钢板的表面之间进行角焊以使焊缝金属覆盖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】角焊方法和角焊接头
本专利技术涉及高强度钢板的搭接角焊方法和搭接角焊接头，特别是涉及作为汽车的结构部件使用且能够只从一侧进行焊接的部件的搭接角焊方法和由此得到的搭接角焊接头。
技术介绍
在汽车领域，为了环境保全，要求在通过车体轻量化来提高燃油经济性的同时，提高碰撞安全性。因此，为了在使用高强度钢板来薄壁化的同时，将车体结构最适化，来谋求车体的轻量化和碰撞安全性的提高，迄今为止进行着各种努力。另一方面，汽车等的部件的焊接，主要进行点焊，但在汽车行走部分和底盘等的需要强度和刚性的部位，需要直线性的焊接，进行角焊。而且，对于这样的部位的焊接接头，要求具备充分的疲劳强度和静态抗拉强度。已知：通常，被焊接构件所使用的母材的疲劳强度与母材强度成比例地增加，但即使母材强度增加，焊接接头的疲劳强度也未必增加。这是阻碍通过使用高强度钢板来将车体轻量化的一个因素。因此，对于对高强度钢板实施角焊而得到的焊接接头，主要在研究使疲劳强度提高的事项，对于使抗拉强度提高，并未进行较多的研究。专利文献1公开了下述技术：将焊缝金属的硬度、成分、和角焊道的尺寸适当化，使通过角焊而得到的焊接接头的抗拉强度提高。专利文献2公开了下述技术：在T字焊接接头中，将焊道重叠，使焊缝金属的厚度增加，使接头强度提高。在专利文献3中，作为使疲劳强度提高的技术之一，公开了在搭接角焊接头中，与焊道分别开地形成增刚度用焊道的技术。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005－103622号公报专利文献2:日本特开2013－139047号公报专利文献3:日本专利第5522317号公报
技术实现思路
对于将高强度钢板重叠、并实施角焊而得到的试样，进行拉伸试验后的状态的一例示于图1。图1是对于将抗拉强度1180MPa级、板厚1.6mm的钢板1a、1b重叠、并对钢板1a的端部与钢板1b的表面之间进行角焊而得到的试样实施拉伸试验之后的状态的板厚方向截面的拍摄像。再者，有时将钢板1a侧称为上侧、钢板1b侧称为下侧。图1所示的试样，没有在钢板(母材)1a、1b处破坏，在施加了28kN的负荷时，裂纹从焊道(角焊部)2的根部沿与拉伸方向大致垂直的方向扩展，从而在焊缝金属处断裂。图2示出维氏硬度分布。图2是在下述位置(用虚线表示的位置)在与钢板(母材)1b的表面平行的方向上测定维氏硬度的结果，所述位置是从图1所示的在表面形成有焊道2的钢板(母材)1b的表面起算，在板厚方向上0.2mm深度的位置。在图2中，A区域是母材部和焊接热影响区(HAZ区)的维氏硬度，B区域是焊缝金属的维氏硬度。这样，焊缝金属的维氏硬度变得与母材的维氏硬度同等。这样，将抗拉强度为780MPa以上的钢板(母材)至少用于上侧钢板而制作的试样，上侧钢板的延展性不高，另外，焊缝金属的维氏硬度和母材的维氏硬度变得同等，因此没有在母材处断裂，裂纹从应力集中的根部扩展，从而在焊缝金属处断裂。另一方面，对于通过角焊而得到的焊接接头，如果在施加了过度的拉伸负荷时，没有在焊缝金属处断裂而稳定地在母材处破坏，则能再现性好地得到焊接接头的设计强度，因此能够对汽车等的安全性、可靠性的提高做出贡献。专利文献1所公开的技术，为了使抗拉强度提高，通过其成分组成来调整了焊缝金属的硬度，但如果使焊缝金属的维氏硬度HV超过500，则有时产生焊缝金属的延迟裂纹。另外，关于成分组成的调整，有时不能够灵活地选择焊丝。另外，本专利技术人参考专利文献2，为了使搭接角焊接头的抗拉强度提高而开展了使焊缝金属的厚度增加的研究。但是，要是以焊缝金属变得厚度厚的方式进行焊接的话，则需要使热输入量增加，其结果，有时焊接变形增加。另外，专利文献3所公开的增刚度用焊道，限于部分性的增强，另外，如果使增刚度用焊道的条数增加，则热输入量增加，有时焊接变形增加。另一方面，对于搭接角焊接头，通过将被焊接构件的两侧角焊，能够使抗拉强度提高。但是，从被焊接构件的结构上来看，有时只能从被焊接构件的一侧进行焊接，不能够对被焊接构件的两侧实施角焊。本专利技术的课题是，鉴于这样的实际情况，提供一种焊接方法，该焊接方法不使焊接变形增加，得到在施加了拉伸负荷时不会在焊缝金属处断裂的、抗拉强度优异的搭接角焊接头。本专利技术人对于解决上述课题的手段进行了专心研究。本专利技术人构思如下：对于角焊接头，将成为上侧的钢板的抗拉强度780MPa以上的第1钢板(以下也称为“高强度钢板”)和成为下侧的钢板的第2钢板重叠，将第1钢板的端部和第2钢板的表面之间角焊时，在第1钢板的、和与第2钢板重叠的面相反侧的表面设置增强部，使在根部集中的应力分散。而且发现，以焊缝金属覆盖增强部的端部、第1钢板的端部和第2钢板的表面之间的方式进行角焊的结果，不会使焊接接头的焊接变形增加，抗拉强度提高。本专利技术是基于这样的见解完成的，其要旨如下。(1)一种角焊方法，其特征在于，是将第1钢板与第2钢板的预定焊接部位重叠并进行角焊的方法，上述第1钢板的抗拉强度为780MPa以上，上述方法包括以下工序：形成被接合于上述第1钢板的表面的增强部的工序，所述第1钢板的表面是指和在将上述第1钢板和第2钢板重叠时与第2钢板接触的面相反侧的面；和对上述增强部的端部、上述第1钢板的端部和上述第2钢板的表面之间进行角焊以使焊缝金属覆盖的工序。(2)根据上述(1)所述的角焊方法，其特征在于，将通过上述角焊而形成的角焊部的焊缝厚度记为DT(mm)、上述角焊部的平均硬度记为HF(HV)、上述第1钢板的板厚记为D1(mm)、第1钢板的角焊部的HAZ软化部的硬度和第1钢板的母材硬度之中的小的硬度记为HS(HV)时，(DT×HF)/(D1×HS)为1.50以上。(3)根据上述(1)或(2)所述的角焊方法，其特征在于，上述增强部为增强件。(4)根据上述(3)所述的角焊方法，其特征在于，上述增强件的端部被角焊于上述第1钢板的表面，所述第1钢板的表面是指和在将第1钢板和第2钢板重叠时接触的面相反侧的面。(5)根据上述(3)所述的角焊方法，其特征在于，上述增强件在上述第1钢板的表面在上述增强件和第1钢板的重叠面接合，所述第1钢板的表面是指和在将第1钢板和第2钢板重叠时接触的面相反侧的面。(6)根据上述(1)或(2)所述的角焊方法，其特征在于，上述增强部是在上述第1钢板的和与第2钢板重叠的面相反侧的表面形成的焊道。(7)根据上述(1)或(2)所述的角焊方法，其特征在于，上述增强部是对上述第1钢板进行加工而形成的。(8)一种角焊接头，其特征在于，是将第1钢板和第2钢板角焊而成的焊接接头，上述第1钢板的抗拉强度为780MPa以上，该角焊接头具备被接合于上述第1钢板的表面的增强部，所述第1钢板的表面是指和在将上述第1钢板和第2钢板重叠时与第2钢板接触的面相反侧的面，在上述第1钢板的端部、上述第2钢板的表面、以及上述增强件的端部之间具有角焊部。(9)根据上述(8)所述的角焊接头，其特征在于，将上述角焊部的焊缝厚度记为DT(mm)、角焊部的平均硬度记为HF(HV)、上述第1钢板的板厚记为D1(mm)、第1钢板的角焊部的HAZ软化部的硬度和第1钢板的母材硬度之中的小的硬度记为HS(HV)时，(DT×HF)/(D1×HS)为1.50以上。(10)根据上述(8)或(9)所述的角焊接头，其特征在于，上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角焊方法，其特征在于，是将第1钢板与第2钢板的预定焊接部位重叠并进行角焊的方法，所述第1钢板的抗拉强度为780MPa以上，所述方法包括以下工序：形成被接合于所述第1钢板的表面的增强部的工序，所述第1钢板的表面是指和在将所述第1钢板和第2钢板重叠时与第2钢板接触的面相反侧的面；和对所述增强部的端部、所述第1钢板的端部和所述第2钢板的表面之间进行角焊以覆盖焊缝金属的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.14 JP 2015-180515;2015.09.14 JP 2015-180521.一种角焊方法，其特征在于，是将第1钢板与第2钢板的预定焊接部位重叠并进行角焊的方法，所述第1钢板的抗拉强度为780MPa以上，所述方法包括以下工序：形成被接合于所述第1钢板的表面的增强部的工序，所述第1钢板的表面是指和在将所述第1钢板和第2钢板重叠时与第2钢板接触的面相反侧的面；和对所述增强部的端部、所述第1钢板的端部和所述第2钢板的表面之间进行角焊以覆盖焊缝金属的工序。2.根据权利要求1所述的角焊方法，其特征在于，将通过所述角焊而形成的角焊部的焊缝厚度记为DT、所述角焊部的平均硬度记为HF、所述第1钢板的板厚记为D1、第1钢板的角焊部的HAZ软化部的硬度和第1钢板的母材硬度之中的小的硬度记为HS时，(DT×HF)/(D1×HS)为1.50以上，其中，DT和D1的单位为mm，HF和HS的单位为HV。3.根据权利要求1或2所述的角焊方法，其特征在于，所述增强部为增强件。4.根据权利要求3所述的角焊方法，其特征在于，所述增强件的端部被角焊于所述第1钢板的表面，所述第1钢板的表面是指和在将第1钢板和第2钢板重叠时接触的面相反侧的面。5.根据权利要求3所述的角焊方法，其特征在于，所述增强件在所述第1钢板的表面在所述增强件和第1钢板的重叠面接合，所述第1钢板的表面是指和在将第1钢板和第2钢板重叠时接触的面相反侧的面。6.根据权利要求1或2所述的角焊方法，其特征在于，所述增强部是在所述第1钢板的和与第2钢板重叠的面相反侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：巽雄二郎，宫崎康信，儿玉真二，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP