JP7328181B2 - 重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材 - Google Patents
重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7328181B2 JP7328181B2 JP2020121667A JP2020121667A JP7328181B2 JP 7328181 B2 JP7328181 B2 JP 7328181B2 JP 2020121667 A JP2020121667 A JP 2020121667A JP 2020121667 A JP2020121667 A JP 2020121667A JP 7328181 B2 JP7328181 B2 JP 7328181B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal plate
- lap fillet
- bulging portion
- weld bead
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 276
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 276
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 69
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
- F16B5/08—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of welds or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/025—Seam welding; Backing means; Inserts for rectilinear seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/244—Overlap seam welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
- B23K33/004—Filling of continuous seams
- B23K33/008—Filling of continuous seams for automotive applications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K9/232—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded of different metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/006—Vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
本発明は、重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材に関する。
自動車の構造部材には、静的な強度及び剛性だけでなく、高い耐疲労特性が要求される。また、鋼板やアルミニウム合金板は、類似材質同士であれば、能率やコスト的優位性から溶接によって接合されることが多い。一方、燃費向上のために車体を軽量化するニーズは常にあり、その対策として、最近は鋼材やアルミニウム合金材の高強度化による薄板化が進んでいる。しかし、溶接継手の強度は、素材の強度と連動して線形的に上昇することはなく、さほど向上しないというのが常識的知見となっている。この継手疲労強度の問題が、高強度素材及び薄板化によって解消しにくい原因の一つとなっている。
溶接継手の疲労が板材よりも低下する原因は主に３つあると言われている。以下、図１２に示すように、第１の金属板１０と第２の金属板２０とが重ね合わされ、第２の金属板２０の縁部２１と第１の金属板１０の縁部１２近傍の表面１１とが溶接ビード３０により溶接される、重ねすみ肉溶接継手１を例に説明する。
第１の原因は、形状的な応力集中である。図１３に示すように、溶接部である溶接ビード３０と金属部材である第１の金属板１０及び第２の金属板２０の境界は不連続線となるため、溶接ビード止端部に応力が集中する。その応力集中の大きさは、溶接ビード止端部の滑らかさと反比例する関係にある。
第２の原因は、材質的な劣化である。第１の金属板１０及び第２の金属板２０は、急速加熱・急速冷却によって、本来の材質とは結晶組織が変化した熱影響部３１が形成される。それに伴い、熱影響部３１では、硬さや靱性、伸びといった材料特性が局部的に変化する。
第３の原因は、引張残留応力である。溶接部の近傍は、温度上昇と低下の一連の熱履歴に加えて、溶接部周囲の拘束の関係から、一般的に室温冷却後に引張りの残留応力が残ることが普通である。この引張残留応力が疲労強度低下の要因になっているとされる。
これらの形状的応力集中、局部材質劣化、及び引張残留応力が重畳して、継手疲労特性を劣化させる。
これらの形状的応力集中、局部材質劣化、及び引張残留応力が重畳して、継手疲労特性を劣化させる。
このような背景から、従来から溶接継手の疲労強度向上策について、そのメカニズムを考慮して各種考案、研究されている。例えば、特許文献１では、溶接ビードから応力集中部を離すことを目的として、素材の一部を局部的に減厚している。特許文献２及び３では、アーク溶接後に各種ピーニング処理を行い、応力集中箇所に対して圧縮残留応力を付与する。また、特許文献４では、特殊組成の溶接材料を採用してマルテンサイト変態を利用して圧縮応力を付与している。特許文献５及び６では、溶接終了後に止端部周辺をプラズマアークやレーザといった熱源で再熱処理を加える。特許文献７及び８では、補剛ビードと呼称される別の溶接金属を設けている。特許文献９では、溶接ビードに隣接して、凸状のプレスビードを設ける。さらに、グラインダー研削手段によって止端部を滑らかに形成したり、製造物そのものを炉に入れて焼鈍し、引張残留応力を低減する方法なども提案されている。
ところで、薄板の場合には、上述した疲労強度低下要因の他に、更にもう一つの劣化要因がある。それは金属部材の拘束不良、金属部材自体のゆがみ・たわみ、溶接時に発生する熱変形などによって発生する板合わせ精度の劣化、いわゆる板間隙間であるルートギャップＧの拡大である。ルートギャップＧが無い場合は、継手１に対する最大の応力集中箇所は溶接ビード止端部となる。しかし、図１４及び図１５に示すように、ルートギャップＧが生じると、剛性劣化も伴って、必ずしも止端部が最大応力集中箇所とはならず、ルートギャップＧ部分が最大応力集中箇所となり、より早期に破断することが多くなる。これまで各種考案されてきた特許文献１～９に記載の継手疲労強度改善手段は、ルートギャップＧの拡大を抑制する効果を伴っていないため、更なる改善の余地があった。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造で、疲労強度を効果的に改善できる、重ねすみ肉溶接継手及び重ねすみ肉溶接継手の製造方法を提供することにある。
したがって、本発明の上記目的は、重ねすみ肉溶接継手に係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 第１の金属板と第２の金属板とが重ね合わされて溶接された重ねすみ肉溶接継手であって、
前記第１の金属板は、前記第２の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第１の金属板における前記一方側の縁部から他方側の縁部に向う長さ方向に沿って延び、平板部分に対して前記第２の金属板と対面する方向に膨出する、少なくとも１つの膨出部を有しており、
前記第２の金属板は、前記第１の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第２の金属板における他方側の縁部から前記一方側の縁部に向かう方向に突出し、前記膨出部に挿入可能な少なくとも１つの突出部を有しており、
前記膨出部に前記突出部が挿入された状態で、前記第１の金属板と、前記第２の金属板における前記一方側の縁部とが溶接された第１溶接ビードを有し、
前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計以上であり、かつ、前記第１の金属板の前記長さ方向における長さが、前記第１の金属板及び前記第２の金属板間の前記第１溶接ビードの脚長と、前記第１溶接ビードから前記第１の金属板の前記他方側に延びる溶接熱影響部の長さの合計を超えるように形成される、重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、簡単な構造で、溶接部の応力集中が緩和されると共に、ルートギャップが抑制された溶接部が形成され、継手疲労強度を効果的に改善できる。
（１） 第１の金属板と第２の金属板とが重ね合わされて溶接された重ねすみ肉溶接継手であって、
前記第１の金属板は、前記第２の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第１の金属板における前記一方側の縁部から他方側の縁部に向う長さ方向に沿って延び、平板部分に対して前記第２の金属板と対面する方向に膨出する、少なくとも１つの膨出部を有しており、
前記第２の金属板は、前記第１の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第２の金属板における他方側の縁部から前記一方側の縁部に向かう方向に突出し、前記膨出部に挿入可能な少なくとも１つの突出部を有しており、
前記膨出部に前記突出部が挿入された状態で、前記第１の金属板と、前記第２の金属板における前記一方側の縁部とが溶接された第１溶接ビードを有し、
前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計以上であり、かつ、前記第１の金属板の前記長さ方向における長さが、前記第１の金属板及び前記第２の金属板間の前記第１溶接ビードの脚長と、前記第１溶接ビードから前記第１の金属板の前記他方側に延びる溶接熱影響部の長さの合計を超えるように形成される、重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、簡単な構造で、溶接部の応力集中が緩和されると共に、ルートギャップが抑制された溶接部が形成され、継手疲労強度を効果的に改善できる。
また、重ねすみ肉溶接継手に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（２）～（８）に関する。
（２） 前記第２の金属板では、その前記一方側の縁部から前記長さ方向に沿って形成される一対の切欠きによって、該一対の切欠きの間に前記突出部が形成される、（１）に記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、切欠きを設けることで、突出部を容易に形成できる。
（３） 前記膨出部は、プレス成型により形成されてなる、（１）又は（２）に記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、膨出部を精度よく、かつ容易に形成できる。
（４） さらに、前記膨出部に対応する位置における前記第１の金属板の一方側の縁部と、前記第２の金属板とが溶接された第２溶接ビードを有する、（１）～（３）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、重ねすみ肉溶接継手の疲労強度が更に向上できる。
（５） 前記第１溶接ビードと前記第２溶接ビードとが連続して形成されてなる、（４）に記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、第１溶接ビード及び第２溶接ビードの溶接作業が容易になる。
（６） 前記第１の金属板は、
前記第１の金属板における前記一方側の縁部において、少なくとも１つの切欠き部を有しており、
前記膨出部は、前記切欠き部に対応する位置に形成されている、（１）～（５）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、第１の金属板と第２の金属板との重なり部の面積を広くとることができ、疲労強度が更に向上する。
（７） 前記膨出部により形成される内部空間における、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計と略同一である、（１）～（６）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、ルートギャップの抑制効果がより向上する。
（８） 前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記突出部の入口側から前記第１の金属板の他方側の縁部に向かうにつれて徐々に低くなるように形成される、（１）～（７）のいずれか１つに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、突出部を膨出部に容易に挿入しつつ、第１の金属板と第２の金属板とを緩みなく拘束させることができる。
（２） 前記第２の金属板では、その前記一方側の縁部から前記長さ方向に沿って形成される一対の切欠きによって、該一対の切欠きの間に前記突出部が形成される、（１）に記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、切欠きを設けることで、突出部を容易に形成できる。
（３） 前記膨出部は、プレス成型により形成されてなる、（１）又は（２）に記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、膨出部を精度よく、かつ容易に形成できる。
（４） さらに、前記膨出部に対応する位置における前記第１の金属板の一方側の縁部と、前記第２の金属板とが溶接された第２溶接ビードを有する、（１）～（３）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、重ねすみ肉溶接継手の疲労強度が更に向上できる。
（５） 前記第１溶接ビードと前記第２溶接ビードとが連続して形成されてなる、（４）に記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、第１溶接ビード及び第２溶接ビードの溶接作業が容易になる。
（６） 前記第１の金属板は、
前記第１の金属板における前記一方側の縁部において、少なくとも１つの切欠き部を有しており、
前記膨出部は、前記切欠き部に対応する位置に形成されている、（１）～（５）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、第１の金属板と第２の金属板との重なり部の面積を広くとることができ、疲労強度が更に向上する。
（７） 前記膨出部により形成される内部空間における、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計と略同一である、（１）～（６）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、ルートギャップの抑制効果がより向上する。
（８） 前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記突出部の入口側から前記第１の金属板の他方側の縁部に向かうにつれて徐々に低くなるように形成される、（１）～（７）のいずれか１つに記載の重ねすみ肉溶接継手。
この構成によれば、突出部を膨出部に容易に挿入しつつ、第１の金属板と第２の金属板とを緩みなく拘束させることができる。
また、本発明の上記目的は、閉断面部材に係る下記（９）の構成により達成される。
（９） （１）～（８）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手が適用される閉断面部材。
この構成によれば、継手疲労強度が改善された閉断面部材を作成できる。
（９） （１）～（８）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手が適用される閉断面部材。
この構成によれば、継手疲労強度が改善された閉断面部材を作成できる。
また、本発明の上記目的は、重ねすみ肉溶接継手の製造方法に係る下記（１０）の構成により達成される。
（１０） 第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせて溶接する重ねすみ肉溶接継手の製造方法であって、
前記第１の金属板に対し、前記第２の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第１の金属板における前記一方側の縁部から他方側の縁部に向う長さ方向に沿って延び、平板部分に対して前記第２の金属板と対面する方向に膨出する、少なくとも１つの膨出部を形成する工程と、
前記第２の金属板に対し、前記第１の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第２の金属板における他方側の縁部から前記一方側の縁部に向かう方向に突出し、前記膨出部に挿入可能な少なくとも１つの突出部を形成する工程と、
前記膨出部に前記突出部を挿入しながら、前記第１の金属板と前記第２の金属板を重ね合わせる工程と、
前記第１の金属板と、前記第２の金属板における前記一方側の縁部とを溶接して第１溶接ビードを形成する工程と、
を有し、
前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計以上であり、かつ、前記第１の金属板の前記長さ方向における長さが、前記第１の金属板及び前記第２の金属板間の前記第１溶接ビードの脚長と、前記第１溶接ビードから前記第１の金属板の前記他方側に延びる溶接熱影響部の長さの合計を超えるように形成される、重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、簡単な構造で、溶接部の応力集中が緩和されると共に、ルートギャップが抑制された溶接部が形成され、継手疲労強度を効果的に改善できる。
（１０） 第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせて溶接する重ねすみ肉溶接継手の製造方法であって、
前記第１の金属板に対し、前記第２の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第１の金属板における前記一方側の縁部から他方側の縁部に向う長さ方向に沿って延び、平板部分に対して前記第２の金属板と対面する方向に膨出する、少なくとも１つの膨出部を形成する工程と、
前記第２の金属板に対し、前記第１の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第２の金属板における他方側の縁部から前記一方側の縁部に向かう方向に突出し、前記膨出部に挿入可能な少なくとも１つの突出部を形成する工程と、
前記膨出部に前記突出部を挿入しながら、前記第１の金属板と前記第２の金属板を重ね合わせる工程と、
前記第１の金属板と、前記第２の金属板における前記一方側の縁部とを溶接して第１溶接ビードを形成する工程と、
を有し、
前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計以上であり、かつ、前記第１の金属板の前記長さ方向における長さが、前記第１の金属板及び前記第２の金属板間の前記第１溶接ビードの脚長と、前記第１溶接ビードから前記第１の金属板の前記他方側に延びる溶接熱影響部の長さの合計を超えるように形成される、重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、簡単な構造で、溶接部の応力集中が緩和されると共に、ルートギャップが抑制された溶接部が形成され、継手疲労強度を効果的に改善できる。
また、重ねすみ肉溶接継手の製造方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（１１）～（１６）に関する。
（１１） 前記第２の金属板では、その前記一方側の縁部から前記長さ方向に沿って形成される一対の切欠きによって、該一対の切欠きの間に前記突出部が形成される、（１０）に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、切欠きを設けることで、突出部を容易に形成できる。
（１２） 前記膨出部をプレス成型により形成する、（１０）又は（１１）に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、膨出部を精度よく、かつ容易に形成できる。
（１３） 前記第１溶接ビードを形成する工程は、アーク溶接方法、レーザ溶接方法又はレーザアークハイブリッド溶接方法のいずれかの方法により行われる、（１０）～（１２）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、いずれかの溶接方法により継手疲労強度を効果的に改善できる。
（１４） さらに、前記膨出部に対応する位置における前記第１の金属板の一方側の縁部と、前記第２の金属板とを溶接して第２溶接ビードを形成する工程を有する、（１０）～（１３）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、重ねすみ肉溶接継手の疲労強度が更に向上できる。
（１５） 前記第１溶接ビードと前記第２溶接ビードとを連続溶接により形成する、（１４）に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、第１溶接ビード及び第２溶接ビードを連続した溶接作業により容易に形成できる。
（１６） さらに、前記第１の金属板に対し前記膨出部を形成する前に、前記第１の金属板における前記一方側の縁部において、少なくとも１つの切欠き部を形成する工程を有し、
前記切欠き部に対応する位置に、前記膨出部を形成する、（１０）～（１５）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、第１の金属板と第２の金属板との重なり部の面積を広くとることができ、疲労強度が更に向上する。
（１１） 前記第２の金属板では、その前記一方側の縁部から前記長さ方向に沿って形成される一対の切欠きによって、該一対の切欠きの間に前記突出部が形成される、（１０）に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、切欠きを設けることで、突出部を容易に形成できる。
（１２） 前記膨出部をプレス成型により形成する、（１０）又は（１１）に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、膨出部を精度よく、かつ容易に形成できる。
（１３） 前記第１溶接ビードを形成する工程は、アーク溶接方法、レーザ溶接方法又はレーザアークハイブリッド溶接方法のいずれかの方法により行われる、（１０）～（１２）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、いずれかの溶接方法により継手疲労強度を効果的に改善できる。
（１４） さらに、前記膨出部に対応する位置における前記第１の金属板の一方側の縁部と、前記第２の金属板とを溶接して第２溶接ビードを形成する工程を有する、（１０）～（１３）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、重ねすみ肉溶接継手の疲労強度が更に向上できる。
（１５） 前記第１溶接ビードと前記第２溶接ビードとを連続溶接により形成する、（１４）に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、第１溶接ビード及び第２溶接ビードを連続した溶接作業により容易に形成できる。
（１６） さらに、前記第１の金属板に対し前記膨出部を形成する前に、前記第１の金属板における前記一方側の縁部において、少なくとも１つの切欠き部を形成する工程を有し、
前記切欠き部に対応する位置に、前記膨出部を形成する、（１０）～（１５）のいずれかに記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
この構成によれば、第１の金属板と第２の金属板との重なり部の面積を広くとることができ、疲労強度が更に向上する。
本発明の重ねすみ肉溶接継手及び重ねすみ肉溶接継手の製造方法によれば、簡単な構造で、溶接部の応力集中が緩和されると共に、ルートギャップが抑制された溶接部が形成され、継手疲労強度を効果的に改善できる。
以下、本発明に係る重ねすみ肉溶接継手の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る重ねすみ肉溶接継手を示す斜視図であり、図２は図１の重ねすみ肉溶接継手の製造工程を示す斜視図であり、図３は、図２のＣ―Ｃ断面図である。図２及び図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る重ねすみ肉溶接継手１は、第１の金属板１０と第２の金属板２０とが重ね合わされ、第２の金属板２０の第２の縁部２１が第１の金属板１０に溶接された構成を有する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る重ねすみ肉溶接継手を示す斜視図であり、図２は図１の重ねすみ肉溶接継手の製造工程を示す斜視図であり、図３は、図２のＣ―Ｃ断面図である。図２及び図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る重ねすみ肉溶接継手１は、第１の金属板１０と第２の金属板２０とが重ね合わされ、第２の金属板２０の第２の縁部２１が第１の金属板１０に溶接された構成を有する。
なお、以下の説明においては、第１の金属板１０は、第２の金属板２０と溶接される側を一方側、反対側を他方側とし、第１の金属板１０の一方側の縁部を第１の縁部１２とする。また、第２の金属板２０は、第１の金属板１０と溶接される側を一方側、反対側を他方側とし、第２の金属板２０の一方側の縁部を第２の縁部２１として説明する。すなわち、第１の縁部１２と第２の縁部２１は、互いに対向し、第１の金属板１０及び第２の金属板２０における一方側及び他方側は、互いに逆方向になる。
また、本実施形態では、第１及び第２の金属板１０，２０は、略矩形状の平坦な薄板であり、重ね合わされる方向を高さ方向、溶接線（各縁部１２，２１）に沿った方向を幅方向、溶接線から離れる方向を長さ方向とも言う。
また、本実施形態では、第１及び第２の金属板１０，２０は、略矩形状の平坦な薄板であり、重ね合わされる方向を高さ方向、溶接線（各縁部１２，２１）に沿った方向を幅方向、溶接線から離れる方向を長さ方向とも言う。
第１の金属板１０は、第２の金属板２０と溶接される側である第１の縁部１２に、平板部分に対して第２の金属板２０と対面する方向（表面側）に膨出し、裏面側に内部空間Ｓを形成する複数の膨出部１３が、該縁部１２に沿ってそれぞれ離間して形成されている。例えば、図１に示す実施形態では２個の膨出部１３が設けられている。膨出部１３では、第１の金属板１０の板厚方向における高さＸｔが、第１の金属板１０の板厚ｔａと第２の金属板２０の板厚ｔｂの合計であるｔａ＋ｔｂ以上に設定される。また、第１の金属板１０の長さ方向の長さＸＬは、第１の金属板１０及び第２の金属板２０間の第１溶接ビード３０の脚長Ｌ１と、第１溶接ビード３０から第１の金属板１０の他方側に延びる溶接熱影響部３１の長さＬ２（図１３参照）の合計であるＬ１＋Ｌ２を超える長さに設定される。
一方、第２の金属板２０は、第１の金属板１０と溶接される側である第２の縁部２１に設けられた切欠き２３により形成され、第２の縁部２１から第１の金属板１０に向かって突出する複数の突出部２２を備える。例えば、図１に示す実施形態では２個の突出部２２が設けられている。２個の突出部２２は、２個の膨出部１３の間隔に対応して形成されており、膨出部１３の内部空間Ｓに挿入可能である。
なお、第１の金属板１０の膨出部１３は、第１の金属板１０を冷間又は熱間プレス加工することで容易、かつ精度よく作成可能である。
そして、第１の金属板１０の膨出部１３の内部空間Ｓに、第２の金属板２０の突出部２２を挿入して、第１の金属板１０と第２の金属板２０とを重ね合わせる。これにより、第２の金属板２０の突出部２２の表面が、膨出部１３の裏面と接触し、第２の金属板２０の第２の縁部２１側の裏面のうち、突出部２２を除く部分が第１の金属板１０の表面１１と接触して、第２の金属板２０が第１の金属板１０で挟持される。
なお、内部空間Ｓにおける、第１の金属板１０の板厚方向における高さＸｔは、第１の金属板１０の板厚ｔａと第２の金属板２０の板厚ｔｂの合計と略同一であることが好ましいが、完全に同一であると、突出部２２が膨出部１３の内部空間Ｓに入らない可能性があるので、実際には少し余裕を持たせている。ただし、この場合も、第２の金属板２０の突出部２２の表面の少なくとも一部が、膨出部１３の裏面と物理的に接触していることが望ましく、これにより、第１の金属板１０と第２の金属板２０とのルートギャップＧが、最小隙間に抑制される。
また、この実施形態では、第２の金属板２０の突出部２２の表面と、膨出部１３の裏面とを略平行としているが、膨出部１３は、突出部２２の入口側から後述する根元部４０側（第１の金属板１０の他方側の縁部）に向かって徐々に高さが低くなるように緩やかに傾斜させてもよい。具体的に、膨出部１３は、突出部２２の入口側開口の高さＸｔを第１の金属板１０の板厚ｔａと第２の金属板２０の板厚ｔｂの合計であるｔａ＋ｔｂ以上に設定し、また、膨出部１３と突出部２２が第１の金属板１０の長さ方向においてオーバーラップする領域において、膨出部１３の高さＸｔを第１の金属板１０の板厚ｔａと第２の金属板２０の板厚ｔｂの合計であるｔａ＋ｔｂ未満とする。このような膨出部１３とすることで、突出部２２の膨出部１３への挿入を容易としつつ、途中で、突出部２２が膨出部１３内で押し込みながら突き当てられるので、第１の金属板１０と第２の金属板２０を緩みなく拘束させることができる。
次いで、膨出部１３に突出部２２が挿入された状態で、第２の金属板２０の第２の縁部２１と第１の金属板１０の表面１１の一部を、アーク溶接又はレーザアークハイブリッド溶接により溶接して第１溶接ビード３０を形成する。ここで、溶接される一部とは、第１の金属板１０の表面１１上に露出する、第２の金属板２０の第２の縁部２１のことであり、膨出部１３に挿入された突出部２２の第２の縁部２１は溶接されない。なお、第１溶接ビード３０は、膨出部１３の第１の縁部１２から他方側に向かって延びる、膨出部１３の外側側面４１と接触して形成されてもよい。
本実施形態の溶接継手１では、溶接継手１に板厚方向の荷重が作用したときに、膨出部１３の第１の縁部１２から離間した側の根元部４０が、応力集中部の一部となることで、溶接部である第１溶接ビード３０から、応力集中を緩和することができる。したがって、応力集中は、溶接熱影響によって強度が低下した溶接熱影響部３１（図１３参照）には作用せず、第１の金属板１０及び第２の金属板２０の母材強度が維持される。
これにより、応力集中部となる根元部４０は、第１溶接ビード３０から離れているため、溶接熱によって強度が低下した溶接熱影響部３１が、重ねすみ肉溶接継手１の疲労強度に及ぼす影響は少なく、母材である第１の金属板１０及び第２の金属板２０の持つ強度が維持される。
これにより、応力集中部となる根元部４０は、第１溶接ビード３０から離れているため、溶接熱によって強度が低下した溶接熱影響部３１が、重ねすみ肉溶接継手１の疲労強度に及ぼす影響は少なく、母材である第１の金属板１０及び第２の金属板２０の持つ強度が維持される。
なお、本実施形態のように、矩形の第２金属板２０に形成された切欠き２３によって、第１の金属板１０の膨出部１３と第２の金属板２０の縁部２１がオーバーラップして、第１の金属板１０及び第２の金属板２０が重ね合わされる場合、第１の金属板１０の長さ方向における膨出部１３の長さＸＬは、第１の金属板１０及び第２の金属板２０の重ね合わせ部分の長さＬ３も考慮することが好ましい。すなわち、本実施形態では、膨出部１３では、第１の金属板１０の長さ方向の長さＸＬは、第１の金属板１０及び第２の金属板２０間の第１溶接ビード３０の脚長Ｌ１と、第１溶接ビード３０から第１の金属板１０の他方側に延びる溶接熱影響部３１の長さＬ２と、第１の金属板１０及び第２の金属板２０の重ね合わせ部分の長さＬ３の合計Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３を超える長さに設定される。
また、板間のギャップＧの抑制に一般的に用いられるクランプ治具などを使用することなく、第１の金属板１０と第２の金属板２０とのギャップＧが最小隙間に抑制され、溶接継手１の疲労強度が向上する。なお、クランプ治具の数は、多いほどギャップＧの抑制効果が高くなるが、クランプ治具が多くなると、セット工数や治具費のコストアップにつながり、好ましくない。
また、膨出部１３単体の長さＸＬ、膨出部１３単体の幅ＸＷ、膨出部１３の幅ＸＷの合計長さ（ΣＸＷ）と第１溶接ビード３０の合計長さ（ΣＢ；図１に示す例では、ΣＢ＝Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３）との比（ΣＸＷ／ΣＢ）、また、図４に示すような、膨出部１３の根元部４０の半径Ｘｒを適切に設定することで、強度の最適化を図ることができる。なお、膨出部１３は、プレス加工（プレス成型）で形成されるので、膨出部１３の根元部４０の半径Ｘｒは、安定して滑らかな形状に形成できる。
このように、本実施形態の重ねすみ肉溶接継手１によれば、第１の金属板１０及び第２の金属板２０間のギャップＧを抑制できるので、溶接性能が安定する。さらに、プレス加工により形成された膨出部１３の形状が、溶接によって損なわれることはなく、耐疲労性が向上する。
なお、本実施形態では、第２の金属板２０の突出部２２の先端部は、継手剛性の観点から、第２の縁部２１から突出しているが、これに限らず、突出部２２の先端部が第２の縁部２１と長さ方向において同じ位置にあってもよい。
図５は、第１実施形態の第１変形例の重ねすみ肉溶接継手の斜視図であり、第２の金属板２０の第２の縁部２１と第１の金属板１０の表面１１とが、レーザ溶接により溶接されて第１溶接ビード３０が形成されている。なお、レーザ溶接する際、フィラーワイヤを別途利用してもよい。
次に、第１実施形態の第２変形例及び第３変形例の重ねすみ肉溶接継手について、図６及び図７を参照して説明する。
第２変形例の溶接継手１は、図６に示すように、第１の金属板１０の膨出部１３に、第２の金属板２０の突出部２２を挿入して嵌合させて、第２の金属板２０の第２の縁部２１と第１の金属板１０の表面１１をアーク溶接又はレーザアークハイブリッド溶接により溶接して、第１溶接ビード３０を形成する。さらに、膨出部１３における第１の縁部１４と第２の金属板２０の表面２４とをアーク溶接又はレーザアークハイブリッド溶接により溶接して、第２溶接ビード３０Ａを形成する。第１溶接ビード３０と第２溶接ビード３０Ａは、連続して溶接してもよい。これにより、第１溶接ビード３０と第２溶接ビード３０Ａを別工程で溶接する場合と比較して溶接工数が削減される。
第２変形例の溶接継手１は、図６に示すように、第１の金属板１０の膨出部１３に、第２の金属板２０の突出部２２を挿入して嵌合させて、第２の金属板２０の第２の縁部２１と第１の金属板１０の表面１１をアーク溶接又はレーザアークハイブリッド溶接により溶接して、第１溶接ビード３０を形成する。さらに、膨出部１３における第１の縁部１４と第２の金属板２０の表面２４とをアーク溶接又はレーザアークハイブリッド溶接により溶接して、第２溶接ビード３０Ａを形成する。第１溶接ビード３０と第２溶接ビード３０Ａは、連続して溶接してもよい。これにより、第１溶接ビード３０と第２溶接ビード３０Ａを別工程で溶接する場合と比較して溶接工数が削減される。
第３変形例の重ねすみ肉溶接継手１は、図７に示すように、第１の金属板１０の膨出部１３に、第２の金属板２０の突出部２２を挿入して嵌合させて、第２の金属板２０の第２縁部２１と第１の金属板１０の表面１１をレーザ溶接して、第１溶接ビード３０を形成し、更に、膨出部１３における第１の縁部１４と第２の金属板２０の表面２４とをレーザ溶接して、第２溶接ビード３０Ａを形成する。第１溶接ビード３０と第２溶接ビード３０Ａは、レーザ溶接により連続して溶接してもよい。
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る重ねすみ肉溶接継手の製造工程を示す斜視図である。図８に示すように、第２実施形態の第１の金属板１０の第１の縁部１２には、第１の縁部１２に沿って複数個所の切欠き部１５が形成されている。例えば、図８に示す実施形態では２か所の切欠き部１５が設けられている。そして、各切欠き部１５には、それぞれ膨出部１３が形成されている。
図８は、本発明の第２実施形態に係る重ねすみ肉溶接継手の製造工程を示す斜視図である。図８に示すように、第２実施形態の第１の金属板１０の第１の縁部１２には、第１の縁部１２に沿って複数個所の切欠き部１５が形成されている。例えば、図８に示す実施形態では２か所の切欠き部１５が設けられている。そして、各切欠き部１５には、それぞれ膨出部１３が形成されている。
膨出部１３は、第１実施形態の第１の金属板１０と同様に、第１の金属板１０の板厚方向における高さＸｔが、第１の金属板１０の板厚ｔａと第２の金属板２０の板厚ｔｂの合計であるｔａ＋ｔｂ以上であり、第１の縁部１２から他方側に向かう方向の長さが、長さＸＬの内部空間Ｓを有する（図２参照）。長さＸＬは、第１の金属板１０及び第２の金属板２０間の第１溶接ビード３０の脚長Ｌ１と、第１溶接ビード３０から第１の金属板１０の他方側に延びる溶接熱影響部３１の長さＬ２（図１３参照）の合計であるＬ１＋Ｌ２を超える長さになっている。
一方、第２の金属板２０は、第１の金属板１０と溶接される側である第２の縁部２１から第１の金属板１０方向に突出する、複数の突出部２２を有している。突出部２２は、膨出部１３の間隔に対応して形成されており、膨出部１３の内部空間Ｓに挿入可能である。
そして、第１の金属板１０の膨出部１３に、第２の金属板２０の突出部２２を挿入して嵌合させ、第１の金属板１０と第２の金属板２０とを重ね合わせる。これにより、第２の金属板２０の突出部２２の表面が、膨出部１３の裏面と接触し、第２の金属板２０の第２の縁部２１側の裏面のうち、突出部２２を除く部分が第１の金属板１０の表面１１と接触して、第２の金属板２０が第１の金属板１０で挟持される。これにより、第１の金属板１０と第２の金属板２０とのギャップＧが、最小隙間に抑制される。
次いで、第２の金属板２０の縁部２１と第１の金属板１０の表面１１の一部が、アーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかにより溶接されて、第１溶接ビード３０を形成する。なお、更に膨出部１３における第１の縁部１４と第２の金属板２０の表面２４とを、アーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかにより溶接して、第２溶接ビード３０Ａを形成してもよい。
図９は、第２実施形態の第１変形例に係る重ねすみ肉溶接継手の製造工程を示す斜視図である。本変形例では、第１の金属板１０の第１の縁部１２に沿って形成された切欠き部１５は、角部がＲ状に形成されており、該切欠き部１５には、それぞれ膨出部１３が形成されている。
膨出部１３は、第２実施形態の第１の金属板１０と同様の大きさの内部空間Ｓを有する。すなわち、第１の金属板１０の板厚方向における高さＸｔが、第１の金属板１０の板厚ｔａと第２の金属板２０の板厚ｔｂの合計であるｔａ＋ｔｂ以上であり、第１の縁部１２から他方側に向かう方向の長さＸＬの内部空間Ｓを有する。
一方、第２の金属板２０には、第１の金属板１０が重ね合わされる第２の縁部２１に、第１の金属板１０方向に突出する複数の突出部２２が、膨出部１３の間隔に対応して形成されている。突出部２２の形状は、Ｒ形状になっている。
そして、第１の金属板１０の膨出部１３に、第２の金属板２０の突出部２２を挿入して嵌合させ、第１の金属板１０と第２の金属板２０とを重ね合わせ、第２の金属板２０の第２の縁部２１と第１の金属板１０の表面１１とを、アーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかにより溶接して、第１溶接ビード３０を形成する。
第１の金属板１０の切欠き部１５及び第２の金属板２０の突出部２２をＲ形状に形成することで、第１の金属板１０と第２の金属板２０との重なり面積を広くとることができ、接合強度が向上する。
図１０は、上記した重ねすみ肉溶接継手１の一例であるサスペンションアーム１００の斜視図であり、図１１は、図１０のＥ―Ｅ断面を模式的に示す斜視図である。サスペンションアーム１００は、略碗状に形成された第１部材１１０と第２部材１２０とが突き合わされ、その接合面がアーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかにより溶接されている。
図１１に示すように、第１部材１１０及び第２部材１２０は、その断面が、互いに内側に向かって湾曲する略樋状に形成されて、第１部材１１０の幅方向両端部には、立設部１１１が設けられ、第２部材１２０の幅方向両端部には、立設部１１１に対応して立設部１２１が設けられている。第１部材１１０の各立設部１１１には、第１実施形態（図１参照）で説明した複数の膨出部１３が、長さ方向に離間して形成されている。また、第２部材１２０の各立設部１２１には、第１実施形態（図１参照）で説明した複数の突出部２２が、膨出部１３の間隔に対応して形成されている。
そして、第１部材１１０の膨出部１３に第２部材１２０の突出部２２を挿入して、立設部１１１と立設部１２１の端部同士を重ね合わせた後、アーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかにより、第２部材１２０の縁部１１４と第１部材１１０の立設部１１１とを溶接して、第１溶接ビード３０を形成する。なお、図示は省略するが、更に膨出部１３における第１の縁部１４と第２部材１２０とを、アーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかにより溶接して、第２溶接ビード３０Ａを形成してもよい。
これにより、重ねすみ肉溶接継手１は、任意の形状を有し、軽量かつ高い耐疲労強度を有する中空形状の閉断面部材にも適用される。
これにより、重ねすみ肉溶接継手１は、任意の形状を有し、軽量かつ高い耐疲労強度を有する中空形状の閉断面部材にも適用される。
なお、本発明は、前述した各実施形態、及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、上記の実施形態では、接合方法はアーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかの溶接について説明したが、これに限定されず、ロー付けなども用いることができる。この場合には、異材同士の接合も可能になる。
また、上記の実施形態では、第２の金属板では、その一方側の縁部に切欠きを設けることで、突出部を設けているが、例えば、一方側の縁部を、凹部と凸部が連続する波形の形状として、そのうちの凸部を突出部としてもよい。
また、本発明は、第２の金属板の第２の縁部側の裏面が第１の金属板の表面と接触しつつ、複数の膨出部のうちの少なくとも一つの裏面が、第２の金属板の複数の突出部のうちの少なくとも一つの表面と接触することで、第２の金属板が第１の金属板によって挟持されればルートギャップを抑制できる。
例えば、上記の実施形態では、接合方法はアーク溶接、レーザ溶接、レーザアークハイブリッド溶接のいずれかの溶接について説明したが、これに限定されず、ロー付けなども用いることができる。この場合には、異材同士の接合も可能になる。
また、上記の実施形態では、第２の金属板では、その一方側の縁部に切欠きを設けることで、突出部を設けているが、例えば、一方側の縁部を、凹部と凸部が連続する波形の形状として、そのうちの凸部を突出部としてもよい。
また、本発明は、第２の金属板の第２の縁部側の裏面が第１の金属板の表面と接触しつつ、複数の膨出部のうちの少なくとも一つの裏面が、第２の金属板の複数の突出部のうちの少なくとも一つの表面と接触することで、第２の金属板が第１の金属板によって挟持されればルートギャップを抑制できる。
１ 重ねすみ肉溶接継手
１０ 第１の金属板
１２ 第１の縁部（第１の金属板の一方側の縁部）
１３ 膨出部
１５ 切欠き部
２０ 第２の金属板
２１ 第２の縁部（第２の金属板の一方側の縁部、端面）
２２ 突出部
２３ 切欠き
３０ 第１溶接ビード
３０Ａ 第２溶接ビード
３１ 溶接熱影響部
１００ サスペンションアーム（閉断面部材）
Ｌ１ 溶接ビードの脚長
Ｌ２ 溶接熱影響部の長さ
Ｓ 内部空間
ｔａ 第１の金属板の板厚
ｔｂ 第２の金属板の板厚
ＸＬ 膨出部の長さ（第１の金属板における一方側の縁部から他方側の縁部に向かう方向の長さ）
Ｘｔ 膨出部の板厚方向における高さ（第１の金属板の板厚方向における高さ）
ＸＷ 膨出部の幅
１０ 第１の金属板
１２ 第１の縁部（第１の金属板の一方側の縁部）
１３ 膨出部
１５ 切欠き部
２０ 第２の金属板
２１ 第２の縁部（第２の金属板の一方側の縁部、端面）
２２ 突出部
２３ 切欠き
３０ 第１溶接ビード
３０Ａ 第２溶接ビード
３１ 溶接熱影響部
１００ サスペンションアーム（閉断面部材）
Ｌ１ 溶接ビードの脚長
Ｌ２ 溶接熱影響部の長さ
Ｓ 内部空間
ｔａ 第１の金属板の板厚
ｔｂ 第２の金属板の板厚
ＸＬ 膨出部の長さ（第１の金属板における一方側の縁部から他方側の縁部に向かう方向の長さ）
Ｘｔ 膨出部の板厚方向における高さ（第１の金属板の板厚方向における高さ）
ＸＷ 膨出部の幅
Claims (16)
- 第１の金属板と第２の金属板とが重ね合わされて溶接された重ねすみ肉溶接継手であって、
前記第１の金属板は、前記第２の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第１の金属板における前記一方側の縁部から他方側の縁部に向う長さ方向に沿って延び、平板部分に対して前記第２の金属板と対面する方向に膨出する、少なくとも１つの膨出部を有しており、
前記第２の金属板は、前記第１の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第２の金属板における他方側の縁部から前記一方側の縁部に向かう方向に突出し、前記膨出部に挿入可能な少なくとも１つの突出部を有しており、
前記膨出部に前記突出部が挿入された状態で、前記第１の金属板と、前記第２の金属板における前記一方側の縁部とが溶接された第１溶接ビードを有し、
前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計以上であり、かつ、前記第１の金属板の前記長さ方向における長さが、前記第１の金属板及び前記第２の金属板間の前記第１溶接ビードの脚長と、前記第１溶接ビードから前記第１の金属板の前記他方側に延びる溶接熱影響部の長さの合計を超えるように形成される、重ねすみ肉溶接継手。 - 前記第２の金属板では、その前記一方側の縁部から前記長さ方向に沿って形成される一対の切欠きによって、該一対の切欠きの間に前記突出部が形成される、請求項１に記載の重ねすみ肉溶接継手。
- 前記膨出部は、プレス成型により形成されてなる、請求項１又は２に記載の重ねすみ肉溶接継手。
- さらに、前記膨出部に対応する位置における前記第１の金属板の一方側の縁部と、前記第２の金属板とが溶接された第２溶接ビードを有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手。
- 前記第１溶接ビードと前記第２溶接ビードとが連続して形成されてなる、請求項４に記載の重ねすみ肉溶接継手。
- 前記第１の金属板は、
前記第１の金属板における前記一方側の縁部において、少なくとも１つの切欠き部を有しており、
前記膨出部は、前記切欠き部に対応する位置に形成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手。 - 前記膨出部により形成される内部空間における、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計と略同一である、請求項１～６のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手。
- 前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記突出部の入口側から前記第１の金属板の他方側の縁部に向かうにつれて徐々に低くなるように形成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手。
- 請求項１～８のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手が適用される閉断面部材。
- 第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせて溶接する重ねすみ肉溶接継手の製造方法であって、
前記第１の金属板に対し、前記第２の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第１の金属板における前記一方側の縁部から他方側の縁部に向う長さ方向に沿って延び、平板部分に対して前記第２の金属板と対面する方向に膨出する、少なくとも１つの膨出部を形成する工程と、
前記第２の金属板に対し、前記第１の金属板と溶接される側である一方側の縁部において、前記第２の金属板における他方側の縁部から前記一方側の縁部に向かう方向に突出し、前記膨出部に挿入可能な少なくとも１つの突出部を形成する工程と、
前記膨出部に前記突出部を挿入しながら、前記第１の金属板と前記第２の金属板を重ね合わせる工程と、
前記第１の金属板と、前記第２の金属板における前記一方側の縁部とを溶接して第１溶接ビードを形成する工程と、
を有し、
前記膨出部は、前記第１の金属板の板厚方向における高さが、前記第１の金属板の板厚と前記第２の金属板の板厚の合計以上であり、かつ、前記第１の金属板の前記長さ方向における長さが、前記第１の金属板及び前記第２の金属板間の前記第１溶接ビードの脚長と、前記第１溶接ビードから前記第１の金属板の前記他方側に延びる溶接熱影響部の長さの合計を超えるように形成される、重ねすみ肉溶接継手の製造方法。 - 前記第２の金属板では、その前記一方側の縁部から前記長さ方向に沿って形成される一対の切欠きによって、該一対の切欠きの間に前記突出部が形成される、請求項１０に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
- 前記膨出部をプレス成型により形成する、請求項１０又は１１に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
- 前記第１溶接ビードを形成する工程は、アーク溶接方法、レーザ溶接方法又はレーザアークハイブリッド溶接方法のいずれかの方法により行われる、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
- さらに、前記膨出部に対応する位置における前記第１の金属板の一方側の縁部と、前記第２の金属板とを溶接して第２溶接ビードを形成する工程を有する、請求項１０～１３のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
- 前記第１溶接ビードと前記第２溶接ビードとを連続溶接により形成する、請求項１４に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
- さらに、前記第１の金属板に対し前記膨出部を形成する前に、前記第１の金属板における前記一方側の縁部において、少なくとも１つの切欠き部を形成する工程を有し、
前記切欠き部に対応する位置に、前記膨出部を形成する、請求項１０～１５のいずれか１項に記載の重ねすみ肉溶接継手の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020121667A JP7328181B2 (ja) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材 |
| EP21841286.4A EP4166269A4 (en) | 2020-07-15 | 2021-07-09 | WELDED JOINT FOR OVERLAP FILLET SEAM, PRODUCTION METHOD THEREOF AND CLOSED CROSS SECTION ELEMENT |
| PCT/JP2021/025944 WO2022014489A1 (ja) | 2020-07-15 | 2021-07-09 | 重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材 |
| US18/004,796 US20230243376A1 (en) | 2020-07-15 | 2021-07-09 | Lap fillet weld joint, production method thereof and member with closed cross section |
| MX2023000631A MX2023000631A (es) | 2020-07-15 | 2021-07-09 | Union soldada a solape, metodo de produccion de la misma y miembro de seccion transversal cerrada. |
| CN202180049644.8A CN115943014A (zh) | 2020-07-15 | 2021-07-09 | 搭角焊接头及其制造方法以及闭合截面构件 |
| KR1020237000336A KR102690647B1 (ko) | 2020-07-15 | 2021-07-09 | 중첩 필렛 용접 이음 및 그 제조 방법 및 폐단면 부재 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020121667A JP7328181B2 (ja) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022024315A JP2022024315A (ja) | 2022-02-09 |
| JP7328181B2 true JP7328181B2 (ja) | 2023-08-16 |
Family
ID=79555445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020121667A Active JP7328181B2 (ja) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230243376A1 (ja) |
| EP (1) | EP4166269A4 (ja) |
| JP (1) | JP7328181B2 (ja) |
| CN (1) | CN115943014A (ja) |
| MX (1) | MX2023000631A (ja) |
| WO (1) | WO2022014489A1 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015199072A (ja) | 2014-04-04 | 2015-11-12 | 日産自動車株式会社 | 溶接部品 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061132A (ja) | 1983-09-13 | 1985-04-08 | Hitachi Ltd | 金属製品の塑性加工装置 |
| US5476210A (en) * | 1993-06-25 | 1995-12-19 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Structure for joining plate elements and method for joining the same |
| JP3899007B2 (ja) | 2002-10-08 | 2007-03-28 | 新日本製鐵株式会社 | 重ね隅肉溶接継手の疲労強度向上方法 |
| JP5450293B2 (ja) | 2010-07-01 | 2014-03-26 | 株式会社神戸製鋼所 | すみ肉溶接継手およびガスシールドアーク溶接方法 |
| CA2868546C (en) | 2012-04-17 | 2016-09-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Fillet arc welded joint and method of forming the same |
| JP5880260B2 (ja) | 2012-04-26 | 2016-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接構造体の製造方法 |
| JP5985901B2 (ja) | 2012-06-25 | 2016-09-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶接継手およびその形成方法 |
| US10035208B2 (en) | 2012-11-29 | 2018-07-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method of forming fillet arc welded joint and fillet arc welded joint |
| WO2016129690A1 (ja) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 新日鐵住金株式会社 | 隅肉溶接継手及びその製造方法 |
| JP6065147B1 (ja) * | 2015-10-26 | 2017-01-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 重ね隅肉アーク溶接継手、プレス成形部品の接合構造 |
| JP6369448B2 (ja) * | 2015-11-11 | 2018-08-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 重ね隅肉アーク溶接継手、該重ね隅肉アーク溶接継手を有する自動車用構造部品 |
| JP7009748B2 (ja) | 2016-08-18 | 2022-01-26 | 日本製鉄株式会社 | 重ね隅肉溶接継手 |
| WO2019122978A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Arcelormittal | Welded steel part used as motor vehicle part, hot pressed steel part, and method of manufacturing said welded steel part |
| JP2020121667A (ja) | 2019-01-31 | 2020-08-13 | 株式会社東海理化電機製作所 | 機器制御装置及び機器制御システム |
-
2020
- 2020-07-15 JP JP2020121667A patent/JP7328181B2/ja active Active
-
2021
- 2021-07-09 CN CN202180049644.8A patent/CN115943014A/zh active Pending
- 2021-07-09 WO PCT/JP2021/025944 patent/WO2022014489A1/ja unknown
- 2021-07-09 EP EP21841286.4A patent/EP4166269A4/en active Pending
- 2021-07-09 US US18/004,796 patent/US20230243376A1/en active Pending
- 2021-07-09 MX MX2023000631A patent/MX2023000631A/es unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015199072A (ja) | 2014-04-04 | 2015-11-12 | 日産自動車株式会社 | 溶接部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX2023000631A (es) | 2023-02-22 |
| JP2022024315A (ja) | 2022-02-09 |
| US20230243376A1 (en) | 2023-08-03 |
| EP4166269A1 (en) | 2023-04-19 |
| WO2022014489A1 (ja) | 2022-01-20 |
| CN115943014A (zh) | 2023-04-07 |
| EP4166269A4 (en) | 2023-12-06 |
| KR20230020516A (ko) | 2023-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6617772B2 (ja) | 鋼板の重ね溶接方法及び重ね溶接継手 | |
| JP6008072B1 (ja) | 隅肉溶接継手及びその製造方法 | |
| WO2013157557A1 (ja) | 隅肉アーク溶接継手及びその形成方法 | |
| TWI599433B (zh) | 填角焊接方法及填角焊接接頭 | |
| JP5994879B2 (ja) | 重ね隅肉アーク溶接継手 | |
| JP7328181B2 (ja) | 重ねすみ肉溶接継手及びその製造方法並びに閉断面部材 | |
| RU2746759C1 (ru) | Сварная стальная деталь, используемая в качестве детали для автотранспортного средства, и способ изготовления указанной сварной стальной детали | |
| KR102690647B1 (ko) | 중첩 필렛 용접 이음 및 그 제조 방법 및 폐단면 부재 | |
| JP2006326631A (ja) | 異種金属板の接合構造及びその接合方法 | |
| US11833612B2 (en) | Metal member and method of manufacturing the same | |
| JP2002224858A (ja) | 差厚継手の接合方法 | |
| JP2023147359A (ja) | 重ね隅肉溶接継手の製造方法、重ね隅肉溶接継手の重ね幅の設定方法および重ね隅肉溶接継手 | |
| JP2002210584A (ja) | ボックス柱製作方法 | |
| US20240230145A1 (en) | Additive Manufacturing of Fluid Ducts | |
| JP5900189B2 (ja) | 鋼材の溶接接合部および溶接接合部の形成方法 | |
| JP6907751B2 (ja) | 突合せ溶接の手直し方法 | |
| KR20190016586A (ko) | 겹침 필릿 아크 용접 조인트 | |
| JP7260761B2 (ja) | 抵抗スポット溶接継手の製造方法及び抵抗スポット溶接継手 | |
| JP2023087674A (ja) | 重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材 | |
| JP2023147358A (ja) | 重ね隅肉溶接継手の製造方法、重ね隅肉溶接継手の重ね幅の設定方法および重ね隅肉溶接継手 | |
| TWI678420B (zh) | 雷射焊接型鋼及其製造方法 | |
| JP2023173626A (ja) | 接合体の製造方法 | |
| JP2023122747A (ja) | 構造部材 | |
| JP2022156866A (ja) | 突き合わせ溶接継手の矯正方法及び突き合わせ溶接継手の矯正装置 | |
| JP2002248586A (ja) | 鋼構造物の組立方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230704 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230803 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7328181 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |