针形件锤击方法技术

本发明专利技术的针形件锤击方法为，使用打击销1，对将两张金属薄板13、15焊接接合的焊接接头11的焊趾部19赋予打击，打击销1的前端部1a的与焊接方向垂直的剖面上的曲率半径为0.05mm以上且小于1.00mm，使一个或多个打击销1沿中心轴方向振动，并且以与该中心轴平行的一个旋转轴为中心，在一个打击销1的情况下，使其中心轴从旋转轴偏移而旋转，或者在多个打击销1的情况下，使旋转轴旋转，沿焊接方向移动，打击焊趾部19。部19。部19。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针形件锤击方法


[0001]本专利技术涉及针形件锤击(needle
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peening)方法，特别是涉及对焊接(welding)金属薄板(sheetmetal)的焊接接头(weldedjoint)的焊趾部(weld toe)进行打击的针形件锤击方法。

技术介绍

[0002]一般来说，汽车的(automotive)行走部件(suspension part)大多是由薄钢板(steel sheet)构成的各钢部件(steel parts)通过焊接接头接合(joining)而成。另外，在汽车行驶(driving)中，存在因行走部件被施加重复载荷(load)而产生疲劳破坏(fatigue)的可能性。已知这种疲劳破坏容易在焊接部(weld)产生，其绝大多数是起因于与焊接方向平行的裂纹(crack)的破坏模式(fracture mode)。该破坏模式是由与焊接方向平行的方向的弯曲力矩(bending moment)载荷、即与焊接方向垂直的应力引起的破坏模式。而且，焊接部的疲劳特性(fatigue properties)即使使母材(base metal)高强度化(high
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strengthening)也不会提高，通过增加板厚来弥补是有效的，因此成为使用于行走部件的钢部件的薄壁化(reducing the wall thickness)的障碍。因此，为了实现薄壁化的目的，迄今为止实施了使焊接部的疲劳特性提高的各种技术。
[0003]已知疲劳破坏大多在焊接部之中也是在焊趾部产生，其主要原因是焊趾部引起的应力集中(stress concentration)和焊接引起的拉伸残留应力(tensile residual stress)。因此，为了解决该问题，作为使焊趾部的形状变形而缓和应力集中、同时赋予塑性变形(plastic deformation)所带来的压缩残留应力(compressive residual stress)的方法，实施了利用振动的锤头(hammer tip)或者打击销(peening pin)打击焊趾部的针形件锤击处理(专利文献1以及专利文献2)。但是，在专利文献1以及专利文献2所公开的方法中，锤头的前端半径或者打击销的前端的曲率半径(radius of curvature)比焊趾部(焊接余盛止端部)的曲率半径大，因此存在因被打击的材料的塑性流动(plastic flow)而在焊趾部产生夹入缺陷(overlapping defects)，产生以该焊趾部的夹入缺陷为起点的疲劳破坏而无法充分提高疲劳特性的问题。
[0004]因此，在专利文献3中，提出了使用前端半径为1.0mm以上2.0mm以下的销、以防止金属因销的打击塑性流动而产生的重叠状的缺陷的产生的针形件锤击方法。另外，在专利文献4中，提出了根据焊接金属部的形状与振动端子(vibration pin)的前端半径的关系防止焊趾部中的夹入缺陷的针形件锤击方法。除此之外，提出了作为前处理使用研磨机磨削焊趾部的方法。
[0005]而且，为了进一步增大通过针形件锤击导入的压缩残留应力，在专利文献5中提出了如下方法：为了使通过针形件锤击形成的打击痕的凸起缘重复，以隔开间隔从焊接方向具有规定角度地并列并保持固定的多个销进行打击处理，使所导入的残留应力增大。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利第3002229号公报
[0009]专利文献2：日本特开2014－008507号公报
[0010]专利文献3：日本专利第4837428号公报
[0011]专利文献4：日本特开2013－71140号公报
[0012]专利文献5：日本特开2006－167724号公报

技术实现思路

[0013]专利技术所要解决的技术问题
[0014]汽车的行走部件大多是以板厚为0.8mm以上3.5mm以下的薄钢板为母材通过焊接接头接合而成，这种薄钢板的焊接接头中的焊趾部的曲率半径约为0.2～1.0mm。因此，若对薄钢板的焊接接头应用专利文献3所提出的方法，则即使使用前端半径为1.0mm的打击销而打击，也如图10所示，产生焊趾部的夹入缺陷47的危险性较高。
[0015]另外，在专利文献4所提出的方法中，虽然能够基于打击销(振动端子)的前端半径与焊趾部形状的关系式抑制夹入缺陷的产生，但例如对于焊趾部的曲率半径为0.3mm的焊接接头，要求侧面角度(flank angle)为15度以下。然而，若考虑侧面角度的典型的值为60度左右，则专利文献4所提出的方法存在不能应用于以薄钢板为母材的大部分的焊接接头的问题。
[0016]另外，若打击销的前端半径较大，则赋予用于施加塑性变形的压力所需的驱动力变大，因此在对于高强度材料(high
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strength material)使用了前端半径1.0mm以上的打击销的情况下，需要使用空气驱动式(专利文献2)、超声波式(专利文献3、专利文献5)等高价且大型的装置。与此相对，若打击销的前端半径较小，则能够抑制图10所示那样的焊趾部的夹入缺陷47的产生，但有时在焊趾部的附近产生打击痕端的夹入缺陷49，成为疲劳破坏的起点。特别是，若沿焊接方向打击焊趾部，则在焊接方向上形成连续的打击痕端的夹入缺陷49。
[0017]在沿相对于这种在焊接方向上连续的打击痕端的夹入缺陷49正交的方向作用载荷的情况下，能够视为在与疲劳的重复拉伸应力(tensile stress)的方向正交的方向上相连的缺口。而且，这种缺口与其他方向(例如与拉伸应力方向平行的方向)上相连的缺口相比，在该缺口的底部产生的应力变高，因此促进裂纹的产生和发展。因此，沿与焊接方向正交的方向作用的载荷负载于焊趾部时，若与焊接方向平行地形成打击痕端的夹入缺陷49，则有阻碍打击销的打击所带来的疲劳特性的提高的问题。
[0018]这种问题在利用多个销进行打击处理以使打击痕的凸起缘重复的专利文献5所提出的方法中也被发现，存在对于与焊接方向垂直的应力无法抑制裂纹的发展的问题。
[0019]本专利技术是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够缓和焊趾部的应力集中并且防止夹入缺陷的产生的针形件锤击方法。
[0020]用于解决课题的手段
[0021]本专利技术的针形件锤击方法为，使用打击销，对将两张金属薄板焊接接合的焊接接头的焊趾部赋予打击，其中，所述打击销的前端部的与焊接方向垂直的剖面上的曲率半径为0.05mm以上且小于1.00mm，使一个或多个所述打击销沿中心轴方向振动，并且以与该中心轴平行的一个旋转轴为中心，在一个所述打击销的情况下，使该打击销的中心轴从旋转
轴偏移而旋转，或者，在多个所述打击销的情况下，使旋转轴旋转，沿焊接方向移动，对所述焊趾部进行打击。
[0022]多个所述打击销也可以沿以所述旋转轴为中心的径向排列。
[0023]多个所述打击销也可以沿以所述旋转轴为中心的周向排列。
[0024]专利技术效果
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种针形件锤击方法，使用打击销，对将两张金属薄板焊接接合的焊接接头的焊趾部赋予打击，其特征在于，所述打击销的前端部的与焊接方向垂直的剖面上的曲率半径为0.05mm以上且小于1.00mm，使一个或多个所述打击销沿中心轴方向振动，并且以与该中心轴平行的一个旋转轴为中心，在一个所述打击销的情况下，使该打击销的中心轴从...

【专利技术属性】
技术研发人员：盐崎毅，山口尚记，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：