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搭接角焊電弧焊接頭的制作方法

文檔序號(hào):11282375閱讀:403來源:國(guó)知局
搭接角焊電弧焊接頭的制造方法與工藝
本發(fā)明涉及汽車部件(automotivepart)等薄板焊接構(gòu)造體(sheetmetalweldedstructure)的搭接角焊電弧焊(lapfilletarcwelding)接頭(joint)。
背景技術(shù)
:近年來,在汽車業(yè)界,出于防止全球變暖的觀點(diǎn)考慮,期望車身輕量化(weightreductionofautomotivebody)。若對(duì)例如底盤車架部件(chassisframeparts)、懸架部件(suspensionparts)適用高張力鋼板材(high-strengthsteelsheet),則能夠使鋼板薄壁化(thicknessreduction),能夠有助于車身整體(fullvehicle)的輕量化。底盤車架部件、懸架部件大多以電弧焊接合(joining),在焊接(welding)兩個(gè)部件的情況下,大多采用將兩個(gè)部件中的一個(gè)部件的端部和另一個(gè)部件的表面沿著上述一個(gè)部件的端部進(jìn)行焊接的搭接角焊電弧焊。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2014-4607號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-213803號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開平10-193164號(hào)公報(bào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:在利用電弧焊對(duì)兩個(gè)部件進(jìn)行角焊的情況下,焊道(weldbead)的焊趾部(weldtoe)在耐久性試驗(yàn)(durabilitytest)中易于成為裂紋(crack)的產(chǎn)生部。因而,一直以來進(jìn)行了以焊趾部的多層化(參照專利文獻(xiàn)1)、保護(hù)氣體成分的研究(參照專利文獻(xiàn)2)、焊接部周邊的殘余應(yīng)力(residualstress)的去除(參照專利文獻(xiàn)3)等各種方法使焊趾部的疲勞強(qiáng)度(fatiguestrength)提高的研究。然而,這些技術(shù)的焊接工時(shí)增加、或需要特殊的氣體,因此成本增加,現(xiàn)狀是沒有不增加焊接工時(shí)地以低成本提高疲勞強(qiáng)度的手段。本發(fā)明是為了解決底盤車架部件、懸架部件等中的上述課題而做成的,其目的在于提供一種在將兩張板(金屬板)重疊而利用電弧焊進(jìn)行搭接角焊的情況下不會(huì)使成本、工序數(shù)增加且疲勞強(qiáng)度優(yōu)異的搭接角焊電弧焊接頭。為了解決上述課題、達(dá)成目的,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭是將兩張板重疊并將一個(gè)板的端部和另一個(gè)板的表面沿著所述一個(gè)板的端部進(jìn)行焊接而成的搭接角焊電弧焊接頭,其特征在于,設(shè)置有向所述另一個(gè)板的表面?zhèn)韧怀龅募訌?qiáng)筋(bead)狀的彎曲凸部(projection),焊趾部位于該彎曲凸部的頂部。本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭的特征在于,在上述發(fā)明中,所述頂部是平坦的。本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭的特征在于,在上述發(fā)明中,所述彎曲凸部的沒有焊接的一側(cè)的所述彎曲凸部的立起部的曲率半徑是0.8mm以上。為了解決上述課題、達(dá)成目的,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭是將兩張板重疊并將一個(gè)板的端部和另一個(gè)板的表面沿著所述一個(gè)板的端部進(jìn)行焊接而成的,其特征在于,設(shè)置有向所述另一個(gè)板的表面?zhèn)韧怀龅募訌?qiáng)筋狀的彎曲凸部,焊趾部位于該彎曲凸部的傾斜面部(inclinedsurfaceportion)中的、與所述一個(gè)板的端部焊接的一側(cè)的所述傾斜面部。發(fā)明效果本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭是將兩張板重疊并將一個(gè)板的端部和另一個(gè)板的表面沿著所述一個(gè)板的端部進(jìn)行焊接而成的,焊趾部位于與所述一個(gè)板的端部并行、且向所述另一個(gè)板的表面?zhèn)韧怀龅募訌?qiáng)筋狀的彎曲凸部的頂部或被焊接的一側(cè)的傾斜面部。由此,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭中,焊趾部處的應(yīng)力集中(stressconcentration)被抑制,因此,能夠防止從所述焊趾部起的疲勞破壞(fatiguefailure),能夠使通過所述搭接角焊電弧焊接頭而被接合的接合部件的疲勞強(qiáng)度提高。附圖說明圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的搭接角焊電弧焊接頭的剖視圖。圖2是說明本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭和以往的搭接角焊電弧焊接頭的剖視圖。圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的搭接角焊電弧焊接頭的其他形態(tài)的剖視圖。圖4是通過本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭而被接合的汽車用懸架部件的一個(gè)例子的立體圖。圖5是本發(fā)明的其他實(shí)施方式的搭接角焊電弧焊接頭的剖視圖。圖6是說明本發(fā)明的其他實(shí)施方式的搭接角焊電弧焊接頭的剖視圖。圖7是實(shí)施例1和實(shí)施例2中的焊接方法的說明圖。圖8是實(shí)施例1和實(shí)施例2中的平面彎曲(planebending)疲勞試驗(yàn)(fatiguetest)的疲勞試驗(yàn)片的形狀的說明圖。圖9是實(shí)施例1和實(shí)施例2中的疲勞試驗(yàn)方法的說明圖。圖10是實(shí)施例1中的彎曲凸部的形狀的說明圖。圖11是實(shí)施例1中的疲勞試驗(yàn)結(jié)果的圖。圖12是實(shí)施例2中的搭接角焊電弧焊接頭的形狀的說明圖。具體實(shí)施方式[實(shí)施方式1]以下,具體地說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的搭接角焊電弧焊接頭。如圖1所示,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1是在將兩張板重疊并將一個(gè)板(上側(cè)部件9的縱壁部(sidewallportion)9a)的端部和另一個(gè)部件(下側(cè)部件3的縱壁部3a)的表面沿著上側(cè)部件9的端部進(jìn)行接合之際,以使焊趾部1a位于加強(qiáng)筋(bead)狀的彎曲凸部5的頂部的方式利用電弧焊呈線狀地進(jìn)行接合而成的。即,在搭接角焊電弧焊接頭1中以與上側(cè)部件9的縱壁部9a的端部并行、且向與該端部焊接的下側(cè)部件3的縱壁部3a的表面?zhèn)韧怀龅姆绞叫纬捎屑訌?qiáng)筋狀的彎曲凸部5。在此,基于圖2來說明通過如圖1所示那樣在下側(cè)部件3設(shè)置彎曲凸部5并將其與上側(cè)部件9的端部進(jìn)行電弧焊而搭接角焊電弧焊接頭1的疲勞強(qiáng)度提高的理由。在以往的搭接角焊電弧焊接頭11的情況下,如圖2的(a)所示,金屬板(metalsheet)重疊的部分的截面形狀通過下側(cè)部件13的金屬板的表面和上側(cè)部件9的金屬板的端部而成為直角形狀(圖2的(a)中的虛線)。并且,在下側(cè)部件13與上側(cè)部件9的搭接角焊電弧焊接頭11中,以所述直角形狀的直角部為中心,與下側(cè)部件13的金屬板的表面的交點(diǎn)和與上側(cè)部件9的金屬板的表面的交點(diǎn)分別成為焊趾部11a和焊趾部11b。另一方面,在本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1的情況下,如圖2的(b)所示,形成有彎曲凸部5的下側(cè)部件3側(cè)的焊趾部1a位于彎曲凸部5的頂部。應(yīng)力集中于這樣的形狀的搭接角焊電弧焊接頭1和搭接角焊電弧焊接頭11的情況下的應(yīng)力集中系數(shù)(stressconcentrationfactor)kt由下式(1)算出。[式1]在此,如圖2所示,對(duì)于式(1)中的記號(hào),θ是側(cè)面角(flankangle),ρ是曲率半徑(radiusofcurvature),t是重疊部厚度,t是下板厚度,h是焊道高度(焊道的頂部與焊趾部之間的板厚方向上的差)。根據(jù)式(1)可知:若側(cè)面角θ和曲率半徑ρ大,則應(yīng)力集中系數(shù)kt變小,應(yīng)力集中被緩和。圖2的(b)所示的本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1與圖2的(a)所示的以往的搭接角焊電弧焊接頭11相比,焊趾部1a位于彎曲凸部5的頂部。因而,搭接角焊電弧焊接頭1的焊道高度h變小,焊趾部1b處的熔融金屬的鼓起變小。其結(jié)果是,在搭接角焊電弧焊接頭1中,焊趾部1a處的側(cè)面角θ變大。而且,在本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1中,與以往的搭接角焊電弧焊接頭11的焊趾部11a相當(dāng)?shù)牟课皇菑澢共?的焊趾部1a。因而,搭接角焊電弧焊接頭1通過增大焊趾部1a處的曲率半徑ρ(參照?qǐng)D2的(b)),能夠緩和焊趾部1a處的應(yīng)力集中,因此,能夠使疲勞強(qiáng)度提高。另外,根據(jù)式(1)可知,若焊道高度h小,則應(yīng)力集中系數(shù)kt也變小。本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1的焊道高度h與圖2的(a)所示的以往的搭接角焊電弧焊接頭11的焊道高度h相比明顯變小。因而,根據(jù)本發(fā)明,能夠使疲勞強(qiáng)度充分地提高。如以上那樣,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1能夠使應(yīng)力集中系數(shù)kt比以往的搭接角焊電弧焊接頭11的應(yīng)力集中系數(shù)kt小,因此,能夠使疲勞強(qiáng)度提高。此外,如圖3所示,形成于下側(cè)部件3的彎曲凸部5也可以是頂部平坦的形狀(參照?qǐng)D3中的a)。在該情況下,與圖2的(b)所示那樣的搭接角焊電弧焊接頭1的情況同樣地,能夠增大位于下側(cè)部件3側(cè)的焊趾部1a的側(cè)面角θ和曲率半徑ρ,因此,能夠緩和焊趾部1a處的應(yīng)力集中。而且,通過如圖3所示那樣使彎曲凸部5的頂部平坦,容易以使焊趾部1a位于該頂部的方式進(jìn)行電弧焊。本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1能夠在例如在圖4所示的懸架臂(suspensionarm)21那樣的汽車用懸架部件中設(shè)置重疊量而將兩張板重疊、并將上側(cè)部件25的端部和下側(cè)部件23的表面沿著上側(cè)部件25的端部進(jìn)行電弧焊之際適用。在懸架臂21中,例如在通過制動(dòng)而停止之際在車身(automotivebody)的前后方向上產(chǎn)生載荷(load)。并且,這樣的載荷反復(fù)作用,因此,上側(cè)部件25與下側(cè)部件23的接合部27的疲勞強(qiáng)度成為問題,但通過利用本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1將兩個(gè)部件接合,能夠使疲勞強(qiáng)度提高。[實(shí)施方式2]以下,基于圖5和圖6具體地說明本發(fā)明的其他實(shí)施方式的搭接角焊電弧焊接頭。此外,在圖5和圖6中,對(duì)與圖1或圖2相同或?qū)?yīng)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。如圖5所示,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31是在將一個(gè)板(上側(cè)部件9)的縱壁部9a的端部和另一個(gè)板(下側(cè)部件3)的縱壁部3a的表面沿著上述端部進(jìn)行接合之際,以使焊趾部1c位于加強(qiáng)筋狀的彎曲凸部5中的與上側(cè)部件9的端部焊接的一側(cè)的傾斜面部7上的方式,利用電弧焊呈線狀地進(jìn)行接合而成的。即,在搭接角焊電弧焊接頭31上以與上側(cè)部件9的縱壁部9a的端部并行、且向與該端部焊接的下側(cè)部件3的縱壁部3a的表面?zhèn)韧怀龅姆绞叫纬捎屑訌?qiáng)筋狀的彎曲凸部5。在此,基于圖6說明通過如圖5所示那樣在下側(cè)部件3上設(shè)置彎曲凸部5并對(duì)上側(cè)部件9的端部和下側(cè)部件3的彎曲凸部5的傾斜面部7進(jìn)行電弧焊從而搭接角焊電弧焊接頭31的疲勞強(qiáng)度提高的理由。在本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31的情況(參照?qǐng)D6)下,形成有彎曲凸部5的下側(cè)部件3側(cè)的焊趾部31a位于彎曲凸部5的被焊接的一側(cè)的傾斜面部7。這樣的形狀能夠視作在板寬度方向上具有凹口(notch)的部件,需要考慮應(yīng)力集中于該凹口的情況下的應(yīng)力集中系數(shù)。該應(yīng)力集中系數(shù)kt由下式(2)算出。[式2]在此,對(duì)于式(2)中的記號(hào),如圖6所示,θ是側(cè)面角,ρ是曲率半徑,t1是下側(cè)部件3的板厚,t2是上側(cè)部件9的板厚,h是焊道高度。根據(jù)式(2)可知,若焊道高度h小,則應(yīng)力集中系數(shù)kt變小,應(yīng)力集中被緩和。在熔融金屬(moltenmetal)的潤(rùn)濕性(wettability)和量相同的情況下,熔融金屬的形狀對(duì)熔融固化后的形狀產(chǎn)生影響。因此,與圖2的(a)所示那樣的以往的搭接角焊電弧焊接頭11相比,圖6所示那樣的焊趾部31a位于傾斜面部7的、本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31的焊道高度h明顯較小。因而,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31的應(yīng)力集中系數(shù)kt比以往的搭接角焊電弧焊接頭11的應(yīng)力集中系數(shù)kt小,應(yīng)力集中被緩和,從而疲勞強(qiáng)度提高。另外,在以往的搭接角焊電弧焊接頭11的情況下,易于在電弧焊的焊接方向上產(chǎn)生焊接不均(weldingirregularities)、易于以熔融金屬不足的部分為基點(diǎn)產(chǎn)生疲勞破壞成為問題,期望能夠在焊接方向上進(jìn)行均勻的焊接的方法。在以往的搭接角焊電弧焊接頭11中,如圖2的(a)所示,焊接的部位是上側(cè)部件9的縱壁部9a的端部與下側(cè)部件13的縱壁部13a的表面相交叉的直角部的中心(角部)。因此,焊趾部11a和焊趾部11b分別成為熔融金屬與下側(cè)部件13的表面的交點(diǎn)、以及熔融金屬與上側(cè)部件9的表面的交點(diǎn)。因而,熔融金屬成為在重力作用下易于向下側(cè)部件13的表面流動(dòng)的狀態(tài),若焊接條件、金屬板表面的狀態(tài)存在微小的偏差(variation),則熔融金屬的潤(rùn)濕性變化,易于產(chǎn)生焊接不均。與此相對(duì),在本發(fā)明的情況下,如圖6所示,一個(gè)焊趾部31a位于下側(cè)部件3的傾斜面部7,另一個(gè)焊趾部31b位于上側(cè)部件9的表面,由此,通過下側(cè)部件3的傾斜面部7和上側(cè)部件9的端部形成槽形狀。并且,電弧焊沿著該槽形狀進(jìn)行,因此,即使是焊接條件、金屬板表面的狀態(tài)存在稍微的偏差,重力也作用于熔融金屬,從而對(duì)熔融金屬自身發(fā)揮使焊接不均均等化的作用。因而,在本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31中,難以產(chǎn)生焊接不均,能夠進(jìn)行穩(wěn)定的焊接,其結(jié)果是,疲勞強(qiáng)度提高。此外,如圖2的(b)所示,在焊趾部1a位于本發(fā)明的彎曲凸部5的頂部的情況下也同樣地,難以產(chǎn)生焊接不均,能夠進(jìn)行穩(wěn)定的焊接。而且,在搭接角焊電弧焊接頭在與板的表面平行的方向上受到反復(fù)應(yīng)力的情況下,一般而言,疲勞破壞易于從焊趾部產(chǎn)生,裂紋大致沿著板厚方向傳播。在此,在以往的搭接角焊電弧焊接頭11(參照?qǐng)D2的(a))以及設(shè)置傾斜面部7來進(jìn)行焊接的本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31(參照?qǐng)D2的(b)和圖6)中,一個(gè)焊趾部11b或焊趾部31b都成為熔融金屬與上側(cè)部件9的金屬板表面的交點(diǎn),都處于相同位置。不過,在以往的搭接角焊電弧焊接頭11的情況下,另一個(gè)焊趾部11a處于下側(cè)部件3的表面(參照?qǐng)D2的(a))。因此,在以往的搭接角焊中,裂紋的傳播方向與下側(cè)部件3的表面大致垂直,該裂紋的傳播方向成為與疲勞的反復(fù)的應(yīng)力的方向(與下側(cè)部件3的表面平行的方向)大致垂直的關(guān)系,因此,裂紋的傳播長(zhǎng)度(propagationlength)變短。與此相比,在本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31中,在下側(cè)部件3的表面存在傾斜面部7(參照?qǐng)D2的(b)和圖6),裂紋與上側(cè)部件9的板厚方向大致平行地傳播。因此,在搭接角焊電弧焊接頭31中,在傾斜面部7處,裂紋相對(duì)于板厚方向傾斜地傳播,因此,傳播長(zhǎng)度比以往的搭接角焊電弧焊接頭11長(zhǎng)。其結(jié)果是,本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31的疲勞壽命比以往的搭接角焊電弧焊接頭11的疲勞壽命提高。此外,與實(shí)施方式1同樣地,在如圖4所示的懸架臂21那樣設(shè)置重疊量而使兩個(gè)部件嵌合來進(jìn)行電弧焊而成的接合部件中,通過將本實(shí)施方式2的搭接角焊電弧焊接頭31適用于上側(cè)部件25的縱壁部的端部與下側(cè)部件23的接合部27,能夠使上述接合部件的疲勞強(qiáng)度提高。實(shí)施例1進(jìn)行了用于確認(rèn)本發(fā)明的作用效果的實(shí)驗(yàn)。以下,說明該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在本實(shí)施例1中,使用由通過本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1(參照?qǐng)D2的(b))或以往的搭接角焊電弧焊接頭11(參照?qǐng)D2的(a))而被接合的兩張鋼板構(gòu)成的疲勞試驗(yàn)片來進(jìn)行基礎(chǔ)疲勞試驗(yàn),對(duì)各自的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。疲勞試驗(yàn)片以板厚t是2.6mm的780mpa級(jí)熱軋鋼板為試樣,通過以下的順序制作。首先,從上述試樣切出多個(gè)300mm×100mm的尺寸的鋼板片。并且,與切出來的鋼板片的長(zhǎng)邊側(cè)(300mm)的端部并行地形成了加強(qiáng)筋狀的彎曲凸部5。接著,如圖7所示,將切出來的鋼板片43和形成有彎曲凸部5的鋼板片45重疊,沿著鋼板片43的端部進(jìn)行電弧焊,從而制作了通過本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭1(參照?qǐng)D2的(b))而被接合的試驗(yàn)體。然后,從所制作的試驗(yàn)體采集圖8所示的形狀的疲勞試驗(yàn)片41,進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)。對(duì)于焊接條件,將焊接電流設(shè)為180a,將電壓設(shè)為22.5v,將焊槍速度設(shè)為80cm/min,將保護(hù)氣體設(shè)為ar-20%co2,焊絲使用了直徑1.2mm的780mpa級(jí)高強(qiáng)度鋼(high-strengthsteel)用。而且,以脈動(dòng)平面彎曲(pulsatingplanebending)進(jìn)行疲勞試驗(yàn),以上述疲勞試驗(yàn)片41的焊道朝向下側(cè)的方式設(shè)置于試驗(yàn)機(jī)。此時(shí),將上板固定于試驗(yàn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)臂側(cè),將下板固定于試驗(yàn)機(jī)的計(jì)量擺臂側(cè),以下板的板厚中央成為彎曲中立面的方式設(shè)置疲勞試驗(yàn)片41。并且,如圖9所示,以經(jīng)由上述驅(qū)動(dòng)臂對(duì)疲勞試驗(yàn)片41施加目標(biāo)應(yīng)力的方式施加反復(fù)載荷,進(jìn)行試驗(yàn)直到在疲勞試驗(yàn)片41產(chǎn)生裂紋。施加于疲勞試驗(yàn)片41的應(yīng)力根據(jù)經(jīng)由上述計(jì)量擺臂計(jì)量的轉(zhuǎn)矩(moment)和疲勞試驗(yàn)片41的板厚和板寬(上板與下板的平均值)求出。另外,對(duì)于疲勞試驗(yàn)條件,將應(yīng)力比設(shè)為0(脈動(dòng)),將試驗(yàn)頻率設(shè)為20hz,疲勞試驗(yàn)以最長(zhǎng)1000萬次結(jié)束。同樣地,作為比較例,將從試樣切出來的兩張鋼板片重疊,將一個(gè)鋼板片的端部和另一個(gè)鋼板片的表面利用電弧焊呈線狀地進(jìn)行接合,由此制作了通過以往的搭接角焊電弧焊接頭11(參照?qǐng)D2的(a))而被接合的試驗(yàn)體。并且,從所制作的試驗(yàn)體采集疲勞試驗(yàn)片,進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)。比較例的焊接條件和疲勞試驗(yàn)條件與疲勞試驗(yàn)片41的情況相同。在本實(shí)施例1中,使圖10所示的彎曲凸部5的形狀變化而對(duì)搭接角焊電弧焊接頭1的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了研究。在此,如圖10所示,對(duì)于彎曲凸部5的形狀,將彎曲凸部5的高度以h1規(guī)定,將彎曲凸部5中沒有被焊接的一側(cè)的立起部5a的曲率半徑以ρ1規(guī)定,將立起部5a的立起角度以θ1規(guī)定,將沒有被焊接的一側(cè)的頂部的曲率半徑以ρ2規(guī)定,將頂部的r結(jié)束部與立起部5a之間的寬度以wp規(guī)定,將彎曲凸部5的寬度以wb規(guī)定。在表1中示出通過沖壓成形而形成的加強(qiáng)筋狀的彎曲凸部5的形狀。[表1]noh1(mm)ρ1(mm)θ1(mm)ρ2(mm)wb(mm)wp(mm)備注12.00.81501.010.93.9本發(fā)明例22.30.81501.011.94.5本發(fā)明例32.60.81501.013.05.0本發(fā)明例42.61.01501.013.15.0本發(fā)明例52.61.61501.013.45.2本發(fā)明例62.62.01501.013.65.3本發(fā)明例72.60.81251.08.52.8本發(fā)明例82.60.81502.013.55.3本發(fā)明例92.60.51501.012.84.9本發(fā)明例10------比較例需要說明的是,表1中的比較例(no.10)是具有圖2的(a)所示那樣的以往的搭接角焊電弧焊接頭11的疲勞試驗(yàn)片。在圖11中示出反復(fù)數(shù)300萬循環(huán)下的疲勞強(qiáng)度(應(yīng)力幅(stressamplitude))的試驗(yàn)結(jié)果。與作為以往的搭接角焊電弧焊接頭11的比較例no.10相比,作為本發(fā)明例的no.1~no.9均成為疲勞強(qiáng)度提高了的結(jié)果。在此,在本發(fā)明例中,在no.1、2、4、5、6中在焊趾部1a產(chǎn)生了疲勞裂紋(fatiguecrack),在no.3、7、8、9中在彎曲凸部5的立起部5a產(chǎn)生了疲勞裂紋(fatiguecrack)。在彎曲凸部5的高度h1不同的no.1~no.3中,隨著高度h1的增大而向焊趾部1a的應(yīng)力集中減少從而疲勞強(qiáng)度提高。另外,在本實(shí)施例no.1~no.3中,在彎曲凸部5的高度h1最高的no.3中,在焊趾部1a未產(chǎn)生疲勞裂紋,由于向彎曲凸部5的立起部5a的應(yīng)力集中而在立起部5a產(chǎn)生了疲勞裂紋。在彎曲凸部5的立起部5a處的曲率半徑ρ1不同的no.4~no.6中,隨著曲率半徑ρ1的增大而立起部5a處的應(yīng)力集中減少,在焊趾部1a產(chǎn)生了疲勞裂紋。在此,no.4~no.6中的彎曲凸部5的高度h1與焊趾部1a處的應(yīng)力集中低的no.3的情況下的該高度相同。因而,在no.4~no.6中,焊趾部1a處的應(yīng)力集中低,因此,均呈現(xiàn)良好的疲勞強(qiáng)度。另外,no.4~no.6的立起部5a的曲率半徑ρ1比no.1~no.3的曲率半徑ρ1=0.8mm大。如此以曲率半徑ρ1=0.8mm以上獲得了良好的疲勞強(qiáng)度。對(duì)于no.9,高度h1是良好的條件,因此從彎曲凸部5的立起部5a產(chǎn)生了疲勞裂紋。因而,no.9雖然曲率半徑ρ1低至0.5mm,但呈現(xiàn)出了比作為以往的搭接角焊電弧焊接頭的比較例(no.10)高的疲勞強(qiáng)度。在彎曲凸部5中的立起部5a的立起角度θ1不同的no.7和沒有被焊接的一側(cè)的頂部的曲率半徑ρ2不同的no.8中,疲勞裂紋的產(chǎn)生位置是彎曲凸部5的立起部5a,因此,都呈現(xiàn)出良好的疲勞強(qiáng)度。根據(jù)以上內(nèi)容證實(shí)了:通過在將供于接合的兩張板中的一個(gè)板的端部和另一個(gè)板的表面沿著所述一個(gè)板的端部進(jìn)行焊接之際,使焊趾部位于與一個(gè)板的端部并行、并向另一個(gè)板的表面?zhèn)韧怀龅募訌?qiáng)筋狀的彎曲凸部的頂部,從而疲勞強(qiáng)度提高。實(shí)施例2在本實(shí)施例2中,使用通過圖12的(a)所示的本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31而被接合的疲勞試驗(yàn)片來進(jìn)行基礎(chǔ)疲勞試驗(yàn),評(píng)價(jià)了其疲勞特性。通過本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭31而被接合的疲勞試驗(yàn)片與實(shí)施例1同樣地,以板厚t是2.6mm的780mpa級(jí)熱軋鋼板為試樣,通過以下的順序制作。首先,從上述試樣切出多個(gè)300mm×100mm的尺寸的鋼板片。并且,以與切出來的鋼板片的長(zhǎng)邊側(cè)(300mm)的端部并行的方式通過使用了折彎?rùn)C(jī)(bender)的彎曲成形而形成加強(qiáng)筋狀的彎曲凸部5,制成了鋼板片。接著,如圖7所示,將切出來的鋼板片43和形成有彎曲凸部5的鋼板片45重疊,以一個(gè)焊趾部31a位于彎曲凸部5的被焊接的一側(cè)的傾斜面部7的方式沿著鋼板片43的端部進(jìn)行電弧焊,制作了通過本發(fā)明的搭接角焊電弧焊接頭而被接合的試驗(yàn)體。從所制作的試驗(yàn)體采集與圖8所示的疲勞試驗(yàn)片41相同的形狀的疲勞試驗(yàn)片。同樣地,作為比較例,將從上述試樣切出來的兩張所述鋼板片重疊、將一個(gè)鋼板片的端部和另一個(gè)鋼板片的表面利用電弧焊呈線狀地進(jìn)行接合,從而制作了通過以往的搭接角焊電弧焊接頭11(參照?qǐng)D12的(b))而被接合的試驗(yàn)體。并且,從所制作的試驗(yàn)體采集與圖8所示的疲勞試驗(yàn)片41相同的形狀的疲勞試驗(yàn)片。在圖12中示出本發(fā)明例的疲勞試驗(yàn)片(參照?qǐng)D12的(a))和比較例的疲勞試驗(yàn)片(參照?qǐng)D12的(b))中的焊道附近的剖視圖。在圖12的(a)所示的本發(fā)明例的疲勞試驗(yàn)片中,通過所成形的彎曲凸部5而設(shè)置的傾斜面部7的高度(深度)d設(shè)為與試樣的板厚t2相等的2.3mm,由彎曲凸部5形成的傾斜面部7的傾斜角度θ設(shè)為45°,鋼板片43的端部與鋼板片45的彎曲凸部5的立起部5a之間的距離l1設(shè)為2mm,鋼板片43與鋼板片45之間的重疊量l2設(shè)為5mm。并且,在圖12的(b)所示的比較例的疲勞試驗(yàn)片中,也將鋼板片43與鋼板片45之間的重疊量l2設(shè)為5mm。另外,焊道寬度w以在本發(fā)明例和比較例中相同的方式設(shè)為5.5mm或7mm。在本發(fā)明例和比較例中,對(duì)于電弧焊條件均是,將焊接電流設(shè)為185a或205a,將電壓設(shè)為19v或23v,將焊接速度設(shè)為85cm/min,將保護(hù)氣體設(shè)為ar-20%co2,焊絲使用了直徑1.2mm的780mpa級(jí)高張力鋼。將電弧焊條件示于表2中。[表2]對(duì)于疲勞試驗(yàn),與實(shí)施例1同樣地以脈動(dòng)平面彎曲進(jìn)行,以使上述疲勞試驗(yàn)片的焊道朝向下側(cè)的方式設(shè)置于上述試驗(yàn)機(jī)。此時(shí),以將上板固定于試驗(yàn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)臂側(cè),將下板固定于試驗(yàn)機(jī)的計(jì)量擺臂側(cè),且下板的板厚中央成為彎曲中立面的方式設(shè)置了疲勞試驗(yàn)片41。并且,以經(jīng)由上述驅(qū)動(dòng)臂對(duì)疲勞試驗(yàn)片41施加目標(biāo)應(yīng)力的方式施加反復(fù)載荷,進(jìn)行了試驗(yàn)直到在疲勞試驗(yàn)片41產(chǎn)生裂紋(參照?qǐng)D9)。施加于疲勞試驗(yàn)片41的應(yīng)力根據(jù)經(jīng)由上述計(jì)量擺臂計(jì)量到的轉(zhuǎn)矩和疲勞試驗(yàn)片41的板厚和板寬(上板與下板的平均值)求出。對(duì)于疲勞試驗(yàn)條件,將應(yīng)力比設(shè)為0(脈動(dòng)),將試驗(yàn)頻率設(shè)為20hz,疲勞試驗(yàn)以最長(zhǎng)1000萬次結(jié)束。將疲勞試驗(yàn)結(jié)果示于上述的表2中。如前所述,本發(fā)明例是通過圖12的(a)所示的、焊趾部位于傾斜面部的搭接角焊電弧焊接頭而被接合的疲勞試驗(yàn)片的試驗(yàn)結(jié)果。另一方面,比較例是通過圖12的(b)所示的、現(xiàn)有技術(shù)的搭接角焊電弧焊接頭而被接合的疲勞試驗(yàn)片的試驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)表2,在按照目標(biāo)應(yīng)力進(jìn)行比較的情況下,不管焊接條件如何,本發(fā)明例均成為疲勞壽命(fatiguelife)大幅度超過比較例的疲勞壽命(fatiguelife)的結(jié)果。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠使通過搭接角焊電弧焊接頭而被接合的接合部件的疲勞強(qiáng)度提高,因此,能夠適用于搭接角焊電弧焊接頭。附圖標(biāo)記說明1搭接角焊電弧焊接頭1a焊趾部(下側(cè)部件側(cè))1b焊趾部(上側(cè)部件側(cè))3下側(cè)部件3a縱壁部5彎曲凸部5a立起部9上側(cè)部件9a縱壁部11搭接角焊電弧焊接頭11a焊趾部(下側(cè)部件側(cè))11b焊趾部(上側(cè)部件側(cè))13下側(cè)部件13a縱壁部21懸架臂23下側(cè)部件25上側(cè)部件27接合部31搭接角焊電弧焊接頭31a焊趾部31b焊趾部41疲勞試驗(yàn)片43鋼板片45鋼板片當(dāng)前第1頁12
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