本发明专利技术提供一种改善焊接接头疲劳特性的冲击处理方法，其在焊缝的焊趾附近的母材金属材料表面，一边按压冲击销一边使之沿焊接线方向相对移动操作，从而实施锤击处理或超声波冲击处理，所述冲击处理方法的特征在于：作为所述冲击销，使用顶端曲率半径在金属材料厚度的１／２以下且为２～１０ｍｍ的冲击销；从所述焊缝的焊趾至冲击处理位置中心的距离为所述冲击销的顶端曲率半径的２．５倍以内；且在直至所述冲击销于冲击处理中不与焊接金属接触这一范围的母材金属材料表面，实施所述锤击或超声波冲击处理，从而利用所述冲击销产生残余塑性变形，使得冲击痕的槽深度为０．１～２ｍｍ、并在该冲击销的顶端曲率半径以下、且为所述金属材料的厚度的１／１０以下，冲击痕的宽度为１．５～１５ｍｍ、且在所述槽深度的５倍以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改善焊接接头疲劳特性的冲击处理方法及改善其疲劳特性的冲击处 理装置以及耐疲劳特性优良的焊接结构件。特别涉及为用于建筑、造船、桥梁、施工机械、工 业机械、海洋结构件、汽车等的承受重复载荷的结构件用金属制构件，以疲劳裂纹的产生成 为问题的焊接接头为对象，且可以高效地改善其疲劳特性的改善焊接接头疲劳特性的冲击 处理方法及改善其疲劳特性的冲击处理装置以及耐疲劳特性优良的焊接结构件。
技术介绍
例如，船舶及桥梁、施工机械、工业机械、海洋结构件、汽车等金属结构件通过焊接 多个金属制构件而构成，在这些焊接部分形成有使用各种焊接方法的焊接接头。然而，在这样的焊接接头中，在形成焊缝的焊接金属表面与金属制构件(母材)的 表面相交的边界部(称为焊缝的焊趾weld toe)及其附近(以下称为焊缝的焊趾部)，起 因于焊接时高温状态的焊接金属在受到周边母材的限制的状态下被冷却而容易存在拉伸 残余应力。再者，在作为结构件使用时，在施加于构件上的外力的作用下，成为应力易集中 的部位。因此，金属制结构件所使用的焊接接头由于重复载荷的作用，从焊缝的焊趾部产 生疲劳裂纹，有可能向致命的裂纹或开裂方向发展。另外，焊缝的焊趾部中的残余应力及应 力集中妨碍金属制结构件的疲劳特性的提高。因此，在这种焊接接头上产生的疲劳裂纹对整个结构件的可靠性产生重大的影 响，所以一直以来尝试了使焊接接头的疲劳特性得以提高的各种方法(例如，参照非专利 文献1及2)。具体地说，在下述非专利文献1、2中，提出了如下的方法通过采用(a)利用机械 的方法(grinding 磨削)使焊接部平滑的方法，以及(b)利用TIG焊接在焊接部实施削平 补强悍(dressing:修整)的方法等来降低焊接部的应力集中。另外，也提出了在焊接部实施表面强化(peening 冲击)处理，在产生疲劳裂纹的 部位导入压缩应力，同时降低应力集中的方法，作为具体的冲击处理，可以列举出除(c)喷 丸、(d)锤击等外，还有近年的(e)超声波冲击处理(例如，参照文献1 3)等。另外，在专利文献4中，公开了在焊接焊趾部附近进行表面强化(冲击)处理，对 熔合线附近的焊接热影响区的金属组织进行改性，从而改善热影响区的韧性的方法，但这 是基于脆性破坏一般由残留于焊接部熔合线上的缺陷所产生，从而用于改善脆性破坏的起 点部的材质的方法，它并不会改善疲劳特性。另外，作为提高通过焊接而安装的肋板的端部的焊接焊趾部的疲劳特性的方法， 还公开了使用压缩冲头等赋予焊接焊趾部以压缩残余应力的方法(专利文献5、6)，但这些 方法都是用于使进行过端部周边焊等的肋板端部的疲劳特性提高的方法，不能适用于本发 明中主要作为对象的在焊接方向持久连续的焊接焊趾部。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号说明书专利文献4 日本特开2004-149843号公报专利文献5 日本特开2006-320960号公报专利文献6 日本特开2006-312201号公报非专利文献1 社团法人日本道路协会、《钢桥的疲劳》、丸善株式会社、1997年5月非专利文献 2 :P. J. Haagensen and SJ. Maddox、IIW Recommendations on Post Weld Improvement of Steel and Aluminum Structures、XIII-1815-00、Revised 16 February 2004根据上述(a) (e)等的疲劳特性改善处理，可知在焊缝的焊趾部可以使耐疲劳 裂纹产生特性得以提高。特别是上述(e)的超声波冲击处理因通过比较短时间的处理而得 到较大的改善效果，所以工业界的期望很大。然而，该超声波冲击处理由于是以人手处理为前提而开发的，所以在钢桥和起重 机等需要连续处理长距离的结构件及装配作业的自动化得到发展的工厂等，其采用往往很 困难。另外，在机器人装入超声波冲击处理装置而进行自动处理的情况下，焊缝的焊趾 线通常不规则地变形，所以为了正确地在焊缝的焊趾部进行处理，需要焊趾的检测功能及 与变形一致的行驶机构等高度的自动控制，在费用方面往往也难以实用化。另外，在焊缝的焊趾部实施直接冲击处理的情况下，需要使用与焊缝的焊趾形状 相匹配的冲击销，根据焊缝的焊趾形状的不同，冲击销往往挂在焊趾部的焊接金属上而使 处理停止，或者在焊趾部残留折痕及锋利的切口状缺陷。
技术实现思路
于是，本专利技术是鉴于这种现有的情况而提出的，其目的在于，提供一种改善焊接接 头疲劳特性的冲击处理方法及改善其疲劳特性的冲击处理装置以及耐疲劳特性优良的焊 接结构件，其可以不太受到焊缝复杂的焊趾形状的影响而稳定地实施锤击处理或超声波冲 击处理，可以在焊缝焊趾附近的更大的部分附加压缩残余应力。目的在于解决上述课题的本专利技术的宗旨如以下所述。(1) 一种改善焊接接头疲劳特性的冲击处理方法，其在焊缝的焊趾附近的母材金 属材料表面，一边按压冲击销一边使之沿焊接线方向相对移动操作，从而实施锤击处理或 超声波冲击处理，所述冲击处理方法的特征在于作为所述冲击销，使用顶端曲率半径在金属材料厚度的1/2以下且为2 IOmm的 冲击销；从所述焊缝的焊趾至冲击处理位置中心的距离为所述冲击销的顶端曲率半径的 2. 5倍以内；且在直至所述冲击销于冲击处理中不与焊接金属接触这一范围的母材金属材 料表面，实施所述锤击或超声波冲击处理，从而利用所述冲击销产生残余塑性变形，使得冲击痕的槽深度为0. 1 2mm、并 在该冲击销的顶端曲率半径以下、且为所述金属材料的厚度的1/10以下，冲击痕的宽度为1. 5 15mm、且在所述槽深度的5倍以上。(2) 一种改善焊接接头疲劳特性的冲击处理装置，其用于在焊缝的焊趾附近的母 材金属材料表面，一边按压冲击销一边使之沿焊接线方向相对移动操作，从而实施锤击处 理或超声波冲击处理，该冲击处理装置的特征在于，配设有焊趾位置检测部，其检测具有所述焊接接头的被处理材料的焊缝的焊趾位置；处理机构部，其实施通过所述冲击销进行的锤击处理或超声波冲击处理；支承按压机构部，其支承所述处理机构部，并且将所述冲击销按压在距所述被处 理材料的焊缝的焊趾规定距离的母材金属材料表面；装置基部，其载置所述支承按压机构部或被处理材料中的一方；以及移动机构部，其搭载着所述支承按压机构部或被处理材料中的另一方，且自身载 置于所述装置基部，并根据由所述焊接焊趾位置检测部检测得到的焊缝的焊趾位置，使所 述处理机构部相对于所述被处理材料沿焊接线方向相对移动。(3) 一种耐疲劳特性优良的焊接结构件，其根据焊接结构件的构造及负荷状况，可 以特定疲劳裂纹发生危险部的焊接部或者焊缝，其特征在于，至少在所述特定焊缝的焊趾附近的母材金属材料表面形成有所述特定焊缝的长 度的90%以上的长度、且由锤击处理或超声波冲击处理的冲击销产生的连续冲击痕，关于所述冲击痕，其宽度方向中央位置和所述特定焊缝的焊趾的距离为其槽底的 曲率半径的2. 5倍以内，且形成于直至不与所述特定焊缝相接触这一范围的母材金属材料 表面，并且其槽深度为0. 1 2mm、并在所述槽底的曲率半径以下、且为所述金属材料的厚 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种改善焊接接头疲劳特性的冲击处理方法，其在焊缝的焊趾附近的母材金属材料表面，一边按压冲击销一边使之沿焊接线方向相对移动操作，从而实施锤击处理或超声波冲击处理，所述冲击处理方法的特征在于：作为所述冲击销，使用顶端曲率半径在金属材料厚度的１／２以下且为２～１０ｍｍ的冲击销；从所述焊缝的焊趾至冲击处理位置中心的距离为所述冲击销的顶端曲率半径的２．５倍以内；且在直至所述冲击销于冲击处理中不与焊接金属接触这一范围的母材金属材料表面，实施所述锤击或超声波冲击处理，从而利用所述冲击销产生残余塑性变形，使得冲击痕的槽深度为０．１～２ｍｍ、并在该冲击销的顶端曲率半径以下、且为所述金属材料的厚度的１／１０以下，冲击痕的宽度为１．５～１５ｍｍ、且在所述槽深度的５倍以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：岛贯广志，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。