KR20180031048A - 필릿 용접 방법 및 필릿 용접 조인트 - Google Patents

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Abstract

용접 변형을 증가시키지 않고, 인장 부하를 가하였을 때, 용접 금속에서 파단되지 않는, 인장 강도가 우수한 겹치기 필릿 용접 조인트를 얻는 용접 방법이며, 인장 강도 780㎫ 이상인 제1 강판과 제2 강판의 적어도 용접 예정 개소를 겹쳐, 제1 강판의 단부와 제2 강판의 표면 사이를 필릿 용접하는 방법에 있어서, 제1 강판의 표면 중, 제2 강판과 겹치는 면과 반대측의 표면 상에 보강부를 설치하고, 보강재의 한쪽 단부와 제1 강판의 표면 사이를 필릿 용접함과 함께, 보강부의 단부와, 상기 제1 강판의 단부와 상기 제2 강판의 표면 사이를 용접 금속이 덮도록 필릿 용접하는 것을 특징으로 한다.

Description

필릿 용접 방법 및 필릿 용접 조인트
본 발명은, 고강도 강판의 겹치기 필릿 용접 방법 및 겹치기 필릿 용접 조인트에 관한 것으로, 특히 자동차의 구조 부품으로서 사용되고, 편측으로부터만 용접 가능한 부품의 겹치기 필릿 용접 방법 및 그것에 의해 얻어진 겹치기 필릿 용접 조인트에 관한 것이다.
자동차 분야에서는, 환경 보전을 위해, 차체의 경량화에 의한 연비의 향상과 함께, 충돌 안전성의 향상이 요구되고 있다. 그 때문에, 고강도 강판을 사용하여 박육화함과 함께, 차체 구조를 최적화하여, 차체의 경량화와 충돌 안전성의 향상을 도모하기 위해, 지금까지 다양한 대처가 이루어지고 있다.
한편, 자동차 등의 부품의 용접에서는, 스폿 용접이 주로 행해지고 있지만, 서스펜션이나 섀시 등의 강도나 강성을 필요로 하는 부위에서는 직선적인 용접이 필요해져, 필릿 용접이 행해지고 있다. 그리고, 이러한 부위의 용접 조인트에 있어서는, 충분한 피로 강도 및 정적인 인장 강도를 구비할 것이 요구되고 있다.
통상, 피용접 부재에 사용되는 모재의 피로 강도는, 모재 강도에 비례하여 증가하지만, 용접 조인트의 피로 강도는, 모재 강도가 증가해도 반드시 증가하는 것은 아닌 것이 알려져 있다. 이것이, 고강도 강판의 사용에 의한 차체의 경량화를 저해하고 있는 한 요인이다.
그 때문에, 고강도 강판에 필릿 용접을 실시하여 얻어진 용접 조인트에 있어서는, 피로 강도를 향상시키는 것이 주로 검토되고 있고, 인장 강도를 향상시키는 것은 많은 검토가 이루어지고 있지 않다.
특허문헌 1에는, 용접 금속의 경도, 성분 및 필릿 용접 비드의 치수를 적정하게 하여, 필릿 용접에 의해 얻어지는 용접 조인트의 인장 강도를 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, T자 용접 조인트에 있어서, 용접 비드를 겹쳐 용접 금속의 두께를 증가시켜, 조인트 강도를 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 3에는, 피로 강도를 향상시키는 기술 중 하나로서, 겹치기 필릿 용접 조인트에 있어서, 용접 비드와는 별도로 보강용 비드를 형성하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2005-103622호 공보 일본 특허 공개 제2013-139047호 공보 일본 특허 제5522317호 공보
고강도 강판을 겹쳐, 필릿 용접을 실시하여 얻어진 시험편에 대해 인장 시험을 행한 후의 상태의 일례를 도 1에 나타낸다.
도 1은 인장 강도 1180㎫급, 판 두께 1.6㎜의 강판(1a, 1b)을 겹쳐, 강판(1a)의 단부와 강판(1b)의 표면 사이에 필릿 용접을 행하고, 얻어진 시험편에 대해 인장 시험을 실시한 후의 상태의 판 두께 방향 단면에 있어서의 촬상이다. 또한, 강판(1a)측을 상측, 강판(1b)측을 하측이라고 하는 경우가 있다.
도 1에 나타낸 시험편은, 강판(모재)(1a, 1b)에서 파괴되지 않고, 28kN의 부하를 가하였을 때, 용접 비드(필릿 용접부)(2)의 루트부로부터 균열이 인장 방향과 대략 수직인 방향으로 진전하여, 용접 금속에서 파단되어 있다.
도 2에, 비커스 경도 분포를 나타낸다. 도 2는, 도 1에 나타낸 표면에 용접 비드(2)가 형성된 강판(모재)(1b)의 표면으로부터 판 두께 방향으로 0.2㎜ 깊이의 위치(점선으로 나타내는 위치)에 있어서, 강판(모재)(1b)의 표면과 평행 방향으로 비커스 경도를 측정한 것이다. 도 2에 있어서, A 영역이 모재부 및 용접 열영향부(HAZ부)의 비커스 경도이고, B 영역이 용접 금속의 비커스 경도이다. 이와 같이, 용접 금속의 비커스 경도가 모재의 비커스 경도와 동등하게 되어 있다.
이와 같이, 인장 강도가 780㎫ 이상인 강판(모재)을 적어도 상측 강판에 사용하여 제작된 시험편은, 상측 강판의 연성이 높지 않고, 또한 용접 금속의 비커스 경도와 모재의 비커스 경도가 동등해지기 때문에, 모재에서 파단되지 않고, 응력이 집중되는 루트부로부터 균열이 진전하여 용접 금속에서 파단된다.
한편, 필릿 용접에 의해 얻어진 용접 조인트에 있어서, 과도한 인장의 부하가 가해졌을 때, 용접 금속에서 파단되지 않고, 안정적으로 모재에서 파괴되는 것이면, 재현성 좋게 용접 조인트의 설계 강도가 얻어지기 때문에, 자동차 등의 안전성, 신뢰성의 향상에 공헌할 수 있다.
특허문헌 1에 개시된 기술은, 인장 강도를 향상시키기 위해, 용접 금속의 경도를 그 성분 조성에 의해 조정하는 것이지만, 용접 금속의 비커스 경도(HV)를 500 초과로 하면, 용접 금속의 지연 균열이 발생하는 경우가 있다. 또한, 성분 조성의 조정은, 유연하게 용접 와이어를 선택할 수 없는 경우가 있다.
또한, 본 발명자들은, 특허문헌 2를 참고로, 겹치기 필릿 용접 조인트의 인장 강도를 향상시키기 위해, 용접 금속의 두께를 증가시키는 것을 검토하였다. 그러나, 용접 금속이 두꺼워지도록 용접하기 위해서는, 입열량을 증가시킬 필요가 있고, 그 결과, 용접 변형이 증가하는 경우가 있었다.
또한, 특허문헌 3에 개시된 보강용 비드에서는 부분적인 보강에 그치고, 또한 보강용 비드의 개수를 증가시키면 입열량이 증가하여, 용접 변형이 증가하는 경우가 있다.
한편, 겹치기 필릿 용접 조인트에 있어서는, 피용접 부재의 양측을 필릿 용접함으로써, 인장 강도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 피용접 부재의 구조상, 피용접 부재의 편측으로부터밖에 용접할 수 없어, 피용접 부재의 양측에 필릿 용접을 실시할 수 없는 경우가 있다.
본 발명에서는, 이러한 실정에 비추어, 용접 변형을 증가시키지 않고, 인장의 부하를 가하였을 때, 용접 금속에서 파단되지 않는, 인장 강도가 우수한 겹치기 필릿 용접 조인트를 얻는 용접 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하는 수단에 대해 예의 검토하였다. 본 발명자들은, 필릿 용접 조인트에 있어서 상측의 강판이 되는 인장 강도 780㎫ 이상의 제1 강판(이하 「고강도 강판」이라고도 함)과, 하측의 강판이 되는 제2 강판을 겹쳐, 제1 강판의 단부와 제2 강판의 표면 사이를 필릿 용접할 때, 제1 강판의, 제2 강판과의 겹침면과 반대측의 표면에 보강부를 설치하여, 루트부에 집중되는 응력을 분산시키는 것을 착상하였다.
그리고, 용접 금속이, 보강부의 단부, 제1 강판의 단부, 제2 강판의 표면 사이를 덮도록 필릿 용접한 바, 용접 조인트의 용접 변형을 증가시키지 않고, 인장 강도가 향상되는 것을 지견하였다.
본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.
(1) 제1 강판과 제2 강판의 용접 예정 개소를 겹쳐 필릿 용접하는 방법이며, 상기 제1 강판의 인장 강도가 780㎫ 이상이고, 상기 방법은, 상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에 접합된 보강부를 형성하는 공정과, 상기 보강부의 단부와, 상기 제1 강판의 단부와 상기 제2 강판의 표면 사이를 용접 금속이 덮도록 필릿 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 필릿 용접 방법.
(2) 상기 필릿 용접에 의해 형성된 필릿 용접부의 목 두께를 DT(㎜), 상기 필릿 용접부의 평균 경도를 HF(HV), 상기 제1 강판의 판 두께를 D1(㎜), 제1 강판의 필릿 용접부의 HAZ 연화부의 경도 및 제1 강판의 모재의 경도 중 작은 경도를 HS(HV)라고 하였을 때, (DT×HF)/(D1×HS)가 1.50 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 필릿 용접 방법.
(3) 상기 보강부는 보강재인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)의 필릿 용접 방법.
(4) 상기 보강재의 단부는, 상기 제1 강판의 표면이며, 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 접촉하는 면과 반대측의 면에 필릿 용접하는 것을 특징으로 하는 상기 (3)의 필릿 용접 방법.
(5) 상기 보강재는, 상기 제1 강판의 표면이며, 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 접촉하는 면과 반대측의 면에, 상기 보강재와 제1 강판의 겹침면에서 접합하는 것을 특징으로 하는 상기 (3)의 필릿 용접 방법.
(6) 상기 보강부는, 상기 제1 강판의 제2 강판과 겹치는 면과 반대측의 표면에 형성된 용접 비드인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)의 필릿 용접 방법.
(7) 상기 보강부는, 상기 제1 강판을 가공하여 형성된 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 필릿 용접 방법.
(8) 제1 강판과 제2 강판이 필릿 용접된 용접 조인트이며, 상기 제1 강판 인장 강도가 780㎫ 이상이고, 상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에 접합된 보강부를 구비하고, 상기 제1 강판의 단부, 상기 제2 강판의 표면 및 상기 보강재의 단부 사이에 필릿 용접부를 갖는 것을 특징으로 하는 필릿 용접 조인트.
(9) 상기 필릿 용접부의 목 두께를 DT(㎜), 필릿 용접부의 평균 경도를 HF(HV), 상기 제1 강판의 판 두께를 D1(㎜), 제1 강판의 필릿 용접부의 HAZ 연화부의 경도 및 제1 강판의 모재의 경도 중 작은 경도를 HS(HV)라고 하였을 때, (DT×HF)/(D1×HS)가 1.50 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (8)의 필릿 용접 조인트.
(10) 상기 보강부는 보강재인 것을 특징으로 하는 상기 (8) 또는 (9)의 필릿 용접 조인트.
(11) 상기 보강재의 단부는, 상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에 필릿 용접된 것을 특징으로 하는 상기 (10)의 필릿 용접 조인트.
(12) 상기 보강재는, 상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에, 상기 보강재와 제1 강판의 겹침면에서 접합된 보강재인 것을 특징으로 하는 상기 (10)의 필릿 용접 조인트.
(13) 상기 보강부는, 상기 제1 강판의 제2 강판과 겹치는 면과 반대측의 표면에 형성된 용접 비드인 것을 특징으로 하는 상기 (8) 또는 (9)의 필릿 용접 조인트.
(14) 상기 보강부는, 상기 제1 강판을 가공하여 형성된 것을 특징으로 하는 상기 (8) 또는 (9)의 필릿 용접 조인트.
본 발명에 따르면, 고강도 강판의 표면 상에 보강부를 설치하여 필릿 용접 하였기 때문에, 용접 조인트의 용접 변형을 증가시키지 않고, 루트부로의 응력 집중을 피할 수 있어, 인장 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 필릿 용접을 실시하여 얻어진 시험편의 인장 시험 후의 상태를 나타내는 촬상이다.
도 2는 비커스 경도 분포를 나타내는 도면이다.
도 3은 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 필릿 용접하는 일례를 나타내는 도면이다. (a)는 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치한 상태를 나타내고, (b)는 상측 강판, 하측 강판 및 보강재에 필릿 용접한 상태를 나타낸다.
도 4는 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 5는 상측 강판의 상측 표면에 만곡된 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 6은 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 불연속으로 필릿 용접한 용접 조인트의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 7은 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 필릿 용접하는 일례를 나타내는 도면이다. (a)는 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하여 접합한 상태를 나타내고, (b)는 상측 강판, 하측 강판 및 보강재에 필릿 용접한 상태를 나타낸다.
도 8은 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 9는 상측 강판의 상측 표면에 만곡된 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 10은 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 불연속으로 필릿 용접한 용접 조인트의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 11은 상측 강판의 상측 표면에 보강 비드를 형성하고, 필릿 용접하는 일례를 나타내는 도면이다. (a)는 상측 강판의 상측 표면에 보강 비드를 형성한 상태를 나타내고, (b)는 상측 강판, 하측 강판 및 보강 비드에 필릿 용접한 상태를 나타낸다.
도 12는 상측 강판의 상측 표면에 보강 비드를 형성하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강 비드를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도이다.
도 13은 상측 강판의 상측 표면에 만곡된 보강 비드를 형성하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강 비드를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도이다.
도 14는 상측 강판의 상측 표면에 보강 비드를 형성하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강 비드를 불연속으로 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도이다.
도 15는 필릿 용접부의 목 두께를 설명하는 도면이며, (a)는 용접 비드가 볼록형인 경우, (b)는 용접 비드가 오목형인 경우, (c)는 상측 강판과 하측 강판 사이에 간극이 있는 경우의 도면이다.
도 16은 상측 강판과 하측 강판을 다중 덧살붙임 용접한 비교예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 필릿 용접 방법(이하 「본 발명의 용접법」이라 함)은,
(i) 제2 강판과 겹치는 면과 반대측의 면에 보강부가 설치된 고강도 강판인 제1 강판과 제2 강판을 겹치고,
(ii) 보강재의 단부와, 제1 강판의 단부와, 제2 강판의 표면 사이를 용접 금속이 덮도록 필릿 용접하는 방법이다.
이에 의해, 용접 조인트의 용접 변형을 증가시키지 않고, 루트부로의 응력 집중을 피할 수 있기 때문에, 인장 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 이하, 제1 강판을 상측 강판, 제2 강판을 하측 강판이라고도 하며, 제1 강판측을 상측, 제2 강판측을 하측이라고 한다.
다음으로, 본 발명의 용접법에 이른 검토의 경위에 대해 설명함과 함께, 본 발명의 용접법의 기본 구성에 대해 설명한다.
겹치기 필릿 용접 조인트에 있어서는, 용접 변형을 증가시키지 않고, 인장 강도를 향상시킬 것이 요망되고 있었다. 용접 금속의 두께를 증가시켜 조인트 강도를 향상시키는 기술은 종래부터 알려져 있지만, 용접 금속이 두꺼워지도록 용접하기 위해서는, 입열량을 증가시킬 필요가 있어, 용접 변형이 증가하는 경우가 있었다.
본 발명자들은, 용접 금속의 두께 증가는, 루트부에 집중되는 응력을 분산시켜, 인장 강도를 향상시킨다고 생각하고, 루트부에 집중되는 응력을 분산시킴과 함께, 용접 변형을 억제하기 위한 수단에 대해 검토하였다. 그 결과, 상측 강판의 상측 표면에 보강부를 설치하여 필릿 용접하는 것에 착상하였다.
먼저, 보강부를 설치하여 필릿 용접하는 방법의 일례에 대해, 도면을 사용하여 설명한다.
도 3에, 상측 강판의 상측 표면에 보강재의 단부가 필릿 용접된 보강부를 설치하고, 보강부의 단부와, 상측 강판의 단부와 하측 강판의 표면을 용접 금속이 덮도록 필릿 용접하는 일례를 나타낸다. 도 3의 (a)는 상측 강판의 상측 표면에 보강부를 설치한 상태를 나타내고, 도 3의 (b)는 상측 강판, 하측 강판 및 보강부에 필릿 용접한 상태를 나타낸다.
보강부는, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상측 강판(10a)의 상측에 보강재(30)를 설치하고, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상측 강판(10a)의 표면과 보강재(30)의 한쪽 단부 사이에 필릿 용접을 행하여, 필릿 용접부(40)를 형성하고, 보강재(30)를 상측 강판(10a)에 고정함으로써 설치한다. 다음으로, 보강재(30)의 다른 쪽 단부와, 상측 강판(10a)의 단부와, 하측 강판(10b)의 표면 사이에 필릿 용접을 행하여, 필릿 용접부(20)를 형성하고, 필릿 용접 조인트를 얻는다. 또한, 필릿 용접부(20)라 함은, 용접 비드가 있는 부분을 나타낸다.
다음으로, 보강부를 설치하고 필릿 용접을 실시하여, 시험편을 제작하고, 인장 시험을 행한 결과에 대해 설명한다.
먼저, 도 1에 나타낸 시험편과 동일한 인장 강도 1180㎫급, 판 두께 1.6㎜의 강판을 2매 준비하였다. 그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상측 강판의 상측에 보강재를 설치하고, 보강재의 단부와 상측 강판의 표면 사이에, 고강도 강판용 와이어를 사용하여, 아크 용접을 행하여 고정하였다. 다음으로, 이 고정한 상측 강판과 보강재를 하측 강판과 겹쳐, 보강재의 단부와, 상측 강판의 단부와, 하측 강판의 표면 사이에, 상기와 마찬가지로 고강도 강판용 와이어를 사용하여, 아크 용접을 행하여 접합하였다.
제작된 시험편에 대해, 도 3의 (b)의 화살표로 나타낸 방향으로 인장 부하를 가하고, 인장 속도 10㎜/min으로 인장 시험을 행하였다. 그 결과, 시험편은, 용접 금속에서 파단되지 않고, 47kN의 부하를 가하였을 때, 다른 쪽 강판(모재)의 용접 열영향부(HAZ부)에서 파단되었다.
전술한 바와 같이, 보강재를 사용하지 않는 경우(도 1), 시험편은, 28kN의 부하를 가하였을 때, 용접 금속에서 파단되어 있고, 보강재를 사용함으로써 루트부로의 응력 집중을 피할 수 있어, 인장 강도가 향상되는 것을 알아냈다.
본 발명은, 이상과 같은 검토 과정을 거쳐 상기 (1) 및 (2)에 기재된 발명에 이른 것이며, 그러한 본 발명의 용접법 및 본 발명의 필릿 용접 조인트(이하, 「본 발명의 조인트」라고 함)에 대해, 또한 필요한 요건이나 바람직한 요건에 대해 순차 설명한다.
먼저, 보강재를 상측 강판에 필릿 용접한 보강부에 대해, 보강재의 형상, 치수, 배치, 필릿 용접부와의 관계, 성분 조성에 대해 설명한다.
(보강재의 형상 및 치수)
상측 강판의 상측 표면에 설치하는 보강재의 바람직한 형상에 대해 도 3을 사용하여 설명한다.
보강재의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 도 3에서는, 단면 형상이 직사각 형상으로 되어 있지만, 사다리꼴 형상 등 어떠한 형상도 채용할 수 있다. 또한, 상측으로부터 평면에서 보았을 때의 보강재의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 직사각형, 반원형 등 어떠한 형상도 채용할 수 있다.
상측 강판(10a)과의 겹침면과 접하는 인장 방향에 있어서의 보강재(30)의 폭 W는, 필릿 용접에 의해 형성되는 용접 비드의 루트부의 응력을 효율적으로 분산시키기 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb 이상이 바람직하다. 보강재(30)의 폭 W는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 인장 방향에 있어서의 상측 강판(10a)과 하측 강판(10b)의 최대 겹침 영역 X 이하가 바람직하다. 또한, 보강재(30)의 폭 W는, 필릿 용접부의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
하측 강판(10b)과 용접하는 측의 단부 보강재(30)의 두께 ta는, 인장 강도 향상을 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb의 절반(tb×0.5) 이상이 바람직하다. 보강재(30)의 두께 ta는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb의 2배(tb×2.0) 이하가 바람직하다. 또한, 보강재(30)의 두께 ta는, 용접 비드의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
(보강재의 배치)
하측 강판(10b)과 용접하는 측의 보강재(30)의 단부의 위치는, 상측 강판(10a)의 단부의 위치와 맞추어져 있는 것이 바람직하다. 단, 이 상측 강판(10a)의 단부의 위치를 기준으로, 보강재(30)의 단부가 인장 방향으로 ±2㎜의 범위에 위치하고 있으면, 충분한 인장 강도의 용접 조인트를 얻을 수 있다.
(보강재와 필릿 용접부의 관계)
도 3의 (b)에 나타낸, 하측 강판(10b)의 표면으로부터의 필릿 용접부(20)의 높이 tc는, 인장 강도 향상을 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb 초과로 한다. 필릿 용접부(20)의 높이 tc는, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb와 보강재의 판 두께 ta의 합(ta+tb)과 동등하게 하는 것이 바람직하다. 필릿 용접부(20)의 높이 tc는, 용접 변형 억제를 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb와 보강재 ta의 합의 2배 [(ta+tb)×2.0] 이하가 바람직하다. 또한, 필릿 용접부(20)의 높이 tc는, 필릿 용접부(20)의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
상측 강판(10a)의 표면으로부터의 필릿 용접부(40)의 높이 td는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상측 강판(10a)과 보강재(30)가 접합되는 높이이면 되고, 보강재(30)의 두께 ta와 동등하게 하는 것이 바람직하다.
도 4에, 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 4는, 상측으로부터 용접 조인트를 평면에서 보았을 때의 도면이다. 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 따른 보강재(30)의 길이 La는, 인장 강도 향상을 위해, 용접 방향에 있어서의 필릿 용접부(20)의 전체 길이 Lb의 절반(Lb×0.5) 이상이 바람직하다. 보강재(30)의 길이 La는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 필릿 용접부(20)의 전체 길이 Lb의 2배(Lb×2.0) 이하가 바람직하다.
도 4에서는, 보강재(30), 상측 강판(10a) 및 하측 강판(10b)을 접합하는 필릿 용접부(20)의 길이 Lc(보강재의 필릿 용접부의 길이 Lc)와, 보강재(30)의 길이 La가 일치하도록 나타내고 있지만, 양자의 길이가 일치하지 않아도 된다. 필릿 용접부(20)의 길이 Lc는, 인장 강도 향상을 위해, 필릿 용접부(20)의 전체 길이 Lb의 절반(Lb×0.5) 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 필릿 용접부(20)의 길이 Lc는, 필릿 용접부(20)의 전체 길이 Lb와 일치하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 용접 방향에 있어서의 필릿 용접부(40)의 전체 길이 Ld(보강재의 필릿 용접부의 전체 길이 Ld)는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상측 강판(10a)과 보강재(30)가 접합되어 있으면 되고, 보강재(30)의 길이 La와 동등하게 하는 것이 바람직하다.
도 5에, 상측 강판의 상측 표면에 만곡된 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 5는, 상측으로부터 용접 조인트를 평면에서 보았을 때의 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 상측으로부터 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 평면에서 보았을 때, 당해 단부가 곡선으로 되어 있는 경우, 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 따라 만곡되거나 하는 보강재(30)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 보강재(30)의 길이 La와 필릿 용접부(20)의 전체 길이 Lb의 관계, 필릿 용접부의 길이 Lc와 필릿 용접부의 전체 길이 Lb의 관계, 필릿 용접부(40)의 전체 길이 Ld에 대해서는, 도 4를 사용하여 설명한 것과 마찬가지로 할 수 있다.
도 6에, 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 불연속으로 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 필릿 용접부(20)는 불연속이어도 된다. 그리고, 보강재(30)와, 상측 강판(10a)과, 하측 강판(10b) 사이의 필릿 용접부(20)의 길이(Lc1+Lc2)는, 인장 강도 향상을 위해, 필릿 용접부(20)의 전체 길이(Lb1+Lb2)의 절반[(Lb1+Lb2)×0.5] 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 필릿 용접부의 길이(Lc1+Lc2)는, 필릿 용접부(20)의 전체 길이(Lb1+Lb2)와 일치하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 불연속으로 되어 있는 필릿 용접부(20)의 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다.
(보강재의 성분 조성 등)
보강재의 성분 조성은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 다양한 성분 조성의 강판 등을 채용할 수 있다. 또한, 강판 이외의 금속 부재를 채용할 수도 있다. 또한, 보강재는, 표면에 도금 등의 표면 처리 피막을 형성한 것으로 해도 된다.
(보강부의 다른 실시 형태 1)
다음으로, 보강재를 상측 강판에 겹침면에서 접합한 보강부에 관하여 설명한다.
(보강재의 형상 및 치수)
상측 강판의 상측 표면에 설치하는 보강재의 바람직한 형상에 대해 도 7을 사용하여 설명한다.
보강재의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 도 7에서는, 단면 형상이 직사각 형상으로 되어 있지만, 사다리꼴 형상 등 어떠한 형상도 채용할 수 있다. 또한, 상측으로부터 평면에서 보았을 때의 보강재의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 직사각형, 반원형 등 어떠한 형상도 채용할 수 있다.
상측 강판(10a)과의 겹침면과 접하는 인장 방향에 있어서의 보강재(130)의 폭 W는, 필릿 용접에 의해 형성되는 용접 비드의 루트부의 응력을 효율적으로 분산시키기 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb 이상이 바람직하다. 보강재(130)의 폭 W는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 인장 방향에 있어서의 상측 강판(10a)과 하측 강판(10b)의 최대 겹침 영역 X 이하가 바람직하다. 또한, 보강재(130)의 폭 W는, 필릿 용접부의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
도 7의 (a)에 있어서, 보강재(130)의 (우측)두께 ta는, 인장 강도 향상을 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb의 절반(tb×0.5) 이상이 바람직하다. 보강재(130)의 두께 ta는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb의 2배(tb×2.0) 이하가 바람직하다. 또한, 보강재(130)의 두께 ta는, 용접 비드의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
(보강재의 배치)
도 7의 (b)에 있어서, 보강재(130)의 (우측)단부의 위치는, 상측 강판(10a)의 (우측)단부의 위치와 맞추어져 있는 것이 바람직하다. 단, 이 상측 강판(10a)의 단부의 위치를 기준으로, 보강재(130)의 단부가 인장 방향으로 ±2㎜의 범위에 위치하고 있으면, 충분한 인장 강도의 용접 조인트를 얻을 수 있다.
(보강재와 필릿 용접부 및 접합부의 관계)
도 7의 (b)에 나타낸, 하측 강판(10b)의 표면으로부터의 필릿 용접부(120)의 높이 tc는, 인장 강도 향상을 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb 초과로 한다. 필릿 용접부(120)의 높이 tc는, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb와 보강재의 판 두께 ta의 합(ta+tb)과 동등하게 하는 것이 바람직하다. 필릿 용접부(120)의 높이 tc는, 용접 변형 억제를 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb와 보강재 ta의 합의 2배[(ta+tb)×2.0] 이하가 바람직하다. 또한, 필릿 용접부(120)의 높이 tc는, 필릿 용접부(120)의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
보강재(130)와 상측 강판(10a)의 겹침면에 형성되는 접합부(140)는, 양자가 접합되도록 형성되어 있으면 되고, 보강재(130)의 폭 W 방향의 위치 및 폭 등, 특별히 한정되는 것은 아니다. 보강재(130)의 폭 W 방향에 있어서의 용접부(140)의 폭 Wa는, 보강재(130)의 미용융 폭 Wb(보강재의 폭 W 중 필릿 용접에 의해 용융된 부위를 제외한 부위의 폭)의 0.1배 이상의 폭으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 보강재(130)의 폭 W 방향에 있어서의 필릿 용접부측의 용접부(140)의 단부 위치는, 필릿 용접부측의 보강재(130)의 단부로부터, 보강재(130)의 미용융 폭 Wb의 0.1배 이상 이격된 겹침면에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
도 8에, 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 8은, 상측으로부터 용접 조인트를 평면에서 보았을 때의 도면이며, 또한 보강재의 상측 표면에 접합부를 투영하고 있다. 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 따른 보강재(130)의 길이 La는, 인장 강도 향상을 위해, 용접 방향에 있어서의 필릿 용접부(120)의 전체 길이 Lb의 절반(Lb×0.5) 이상이 바람직하다. 보강재(130)의 길이 La는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 필릿 용접부(120)의 전체 길이 Lb의 2배(Lb×2.0) 이하가 바람직하다.
도 8에서는, 보강재(130), 상측 강판(10a) 및 하측 강판(10b)을 접합하는 필릿 용접부(120)의 길이 Lc(보강재의 필릿 용접부의 길이 Lc)와, 보강재(130)의 길이 La가 일치하도록 나타내고 있지만, 양자의 길이가 일치하지 않아도 된다. 필릿 용접부(120)의 길이 Lc는, 인장 강도 향상을 위해, 필릿 용접부(120)의 전체 길이 Lb의 절반(Lb×0.5) 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 필릿 용접부(120)의 길이 Lc는, 필릿 용접부(120)의 전체 길이 Lb와 일치하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 용접 방향에 있어서의 접합부(140)의 전체 길이 Ld는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상측 강판(10a)과 보강재(130)가 접합되어 있으면 되고, 보강재(130)의 길이 La와 동등하게 하는 것이 바람직하다.
도 9에, 상측 강판의 상측 표면에 만곡된 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 9는, 상측으로부터 용접 조인트를 평면에서 보았을 때의 도면이며, 또한 보강재의 상측 표면에 접합부를 투영하고 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 상측으로부터 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 평면에서 보았을 때, 당해 단부가 곡선으로 되어 있는 경우, 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 따라 만곡되거나 하는 보강재(130)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 보강재(130)의 길이 La와 필릿 용접부(120)의 전체 길이 Lb의 관계, 필릿 용접부의 길이 Lc와 필릿 용접부의 전체 길이 Lb의 관계, 접합부(140)의 전체 길이 Ld에 대해서는, 도 8을 사용하여 설명한 것과 마찬가지로 할 수 있다.
도 10에, 상측 강판의 상측 표면에 보강재를 설치하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강재를 불연속으로 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 필릿 용접부(120)는 불연속이어도 된다. 그리고, 보강재(130)와, 상측 강판(10a)과, 하측 강판(10b) 사이의 필릿 용접부(120)의 길이(Lc1+Lc2)는, 인장 강도 향상을 위해, 필릿 용접부(120)의 전체 길이(Lb1+Lb2)의 절반[(Lb1+Lb2)×0.5] 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 필릿 용접부의 길이(Lc1+Lc2)는, 필릿 용접부(120)의 전체 길이(Lb1+Lb2)와 일치하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 불연속으로 되어 있는 필릿 용접부(120)의 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 10은 또한 보강재의 상측 표면에 접합부를 투영하고 있고, 접합부(140)는 불연속이어도 된다. 그리고, 접합부(140)의 길이(Ld1+Ld2)는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상측 강판(10a)과 보강재(130)가 접합되어 있으면 되고, 보강재(130)의 길이 La의 0.1배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 접합부(140)의 폭(Wa1+Wa2)은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상측 강판(10a)과 보강재(130)가 접합되어 있으면 되고, 보강재(130)의 미용융 폭 Wb의 0.1배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 불연속으로 되어 있는 접합부(140)의 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다.
(보강재의 성분 조성 등)
보강재의 성분 조성은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 다양한 성분 조성의 강판 등을 채용할 수 있다. 또한, 강판 이외의 금속 부재를 채용할 수도 있다. 또한, 보강재는, 표면에 도금 등의 표면 처리 피막을 형성한 것으로 해도 된다.
(보강부의 다른 실시 형태 2)
다음으로, 상측 강판의 표면에, 필릿 용접부와는 별도로 형성된 용접 비드(보강 비드)를 보강부로 하는 실시 형태에 관하여 설명한다.
(보강 비드의 형상 및 치수)
상측 강판의 상측 표면에 설치하는 보강 비드의 바람직한 형상에 대해 도 11을 사용하여 설명한다.
보강 비드의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 도 11에 나타낸 바와 같은, 종전의 단면 형상이 산 형상인 것으로 할 수 있다. 또한, 상측으로부터 평면에서 보았을 때의 보강 비드의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 직선형, 곡선형 등 어떠한 형상도 채용할 수 있다.
인장 방향에 있어서의 보강 비드(230)의 최대 폭 W'은, 필릿 용접 비드의 루트부의 응력을 효율적으로 분산시키기 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb 이상이 바람직하다. 보강 비드(230)의 최대 폭 W'은, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 인장 방향에 있어서의 상측 강판(10a)과 하측 강판(10b)의 최대 겹침 영역 X 이하가 바람직하다. 또한, 보강 비드(230)의 최대 폭 W는, 필릿 용접부의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
보강 비드(230)의 폭을 확장하는 데에, 병렬 비드나 위빙 비드를 채용할 수 있다. 또한, 보강 비드는 아크 열원뿐만 아니라, 레이저 열원을 활용한 레이저 육성 등 어떠한 열원도 채용할 수 있다. 용가재에는 막대형, 와이어, 분체 등을 채용할 수 있다.
보강 비드(230)의 최대 높이 ta'은, 인장 강도 향상을 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb의 절반(tb×0.5) 이상이 바람직하다. 보강 비드(230)의 최대 높이 ta는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb의 2배(tb×2.0) 이하가 바람직하다. 또한, 보강 비드(230)의 최대 높이 ta'은, 용접 비드의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
(보강 비드의 배치)
하측 강판(10b)과 필릿 용접하는 측의 보강 비드(230)의 지단부(240)의 위치는, 상측 강판(10a)의 단부의 위치와 맞추어져 있는 것이 바람직하다. 단, 이 상측 강판(10a)의 단부로부터, 보강 비드(230)의 지단부가 2㎜의 범위에 위치하고 있으면, 충분한 인장 강도의 용접 조인트를 얻을 수 있다.
(보강 비드와 필릿 용접부의 관계)
도 11의 (b)에 나타낸, 하측 강판(10b)의 표면으로부터의 필릿 용접부(220)의 높이 tc는, 인장 강도 향상을 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb 초과로 한다. 필릿 용접부(220)의 높이 tc는, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb의 1.2배(tb×1.2) 이상이 바람직하고, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb와 보강 비드의 최대 높이 ta'의 합(ta'+tb)과 동등하게 하는 것이 더욱 바람직하다. 필릿 용접부(220)의 높이 tc는, 용접 변형 억제를 위해, 상측 강판(10a)의 판 두께 tb와 보강 비드 ta의 합의 2배[(ta'+tb)×2.0] 이하가 바람직하다. 또한, 필릿 용접부(220)의 높이 tc는, 필릿 용접부(220)의 길이 방향에 있어서 일정할 필요는 없다.
또한, 보강 비드(230)와 접하는 측의 필릿 용접부(220)의 지단부(250)는, 보강 비드(230)의 표면 중, 보강 비드(230)의 최대 높이 ta를 나타내는 위치로부터, 보강 비드(230)의 지단부(240)까지의 표면에 형성되는 것이 바람직하다.
도 12에, 상측 강판의 상측 표면에 보강 비드를 형성하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강 비드를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 12는, 상측으로부터 용접 조인트를 평면에서 보았을 때의 도면이다. 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 따른 보강 비드(230)의 길이 La는, 인장 강도 향상을 위해, 용접 방향에 있어서의 필릿 용접부(220)의 전체 길이 Lb의 절반(Lb×0.5) 이상이 바람직하다. 보강 비드(230)의 길이 La는, 필릿 용접 조인트의 경량화를 위해, 필릿 용접부(220)의 전체 길이 Lb의 2배(Lb×2.0) 이하가 바람직하다.
도 12에서는, 보강 비드(230), 상측 강판(10a) 및 하측 강판(10b)을 접합하는 필릿 용접부(220)의 길이 Lc(보강 비드의 필릿 용접부의 길이 Lc)와, 보강 비드(230)의 길이 La가 일치하도록 나타내고 있지만, 양자의 길이가 일치하지 않아도 된다. 필릿 용접부(220)의 길이 Lc는, 인장 강도 향상을 위해, 필릿 용접부(220)의 전체 길이 Lb의 절반(Lb×0.5) 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 필릿 용접부(220)의 길이 Lc는, 필릿 용접부(220)의 전체 길이 Lb와 일치하는 것이 더욱 바람직하다.
도 13에, 상측 강판의 상측 표면에 만곡된 보강 비드를 형성하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강 비드를 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 13은, 상측으로부터 용접 조인트를 평면에서 보았을 때의 도면이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 상측으로부터 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 평면에서 보았을 때, 당해 단부가 곡선으로 되어 있는 경우, 상측 강판(10a)의 용접되는 측의 단부를 따라 만곡되거나 하는 보강 비드(230)를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 보강 비드(230)의 길이 La와 필릿 용접부(220)의 전체 길이 Lb의 관계, 필릿 용접부의 길이 Lc와 필릿 용접부의 전체 길이 Lb의 관계에 대해서는, 도 12를 사용하여 설명한 것과 마찬가지로 할 수 있다.
도 14에, 상측 강판의 상측 표면에 보강 비드를 형성하고, 상측 강판, 하측 강판 및 보강 비드를 불연속으로 필릿 용접한 용접 조인트의 일례의 평면도를 나타낸다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 필릿 용접부(220)는 불연속이어도 된다. 그리고, 보강 비드(30)와, 상측 강판(10a)과, 하측 강판(10b) 사이의 필릿 용접부(220)의 길이(Lc1+Lc2)는, 인장 강도 향상을 위해, 필릿 용접부(220)의 전체 길이(Lb1+Lb2)의 절반[(Lb1+Lb2)×0.5] 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 필릿 용접부의 길이(Lc1+Lc2)는, 필릿 용접부(220)의 전체 길이(Lb1+Lb2)와 일치하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 불연속으로 되어 있는 필릿 용접부(220)의 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다.
(보강 비드의 성분 조성 등)
보강 비드의 성분 조성은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 다양한 성분 조성의 용접 금속으로 할 수 있다. 단, 용접의 작업 효율상, 필릿 용접부의 형성에 사용하는 용접 와이어와 동일한 용접 와이어를 사용하여 보강 비드를 형성하는 것이 바람직하고, 용접 금속의 성분 조성을 필릿 용접부의 성분 조성과 동등하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 보강 비드를 본 발명의 보강부로서 사용한 예와, 외관상 유사한 형태로서, 용접을 복수 회 행하는, 이른바 다중 덧살붙임이 있다. 이것은, 본 발명에 적용시키면, 상측 강판과 하측 강판을 겹치기 필릿 용접한 후에, 그 위에 보강 비드를 형성하는 형태이다.
그러나, 이러한 다중 덧살붙임에서는, 상측 강판과 하측 강판의 겹치기 필릿 용접은, 보강부의 단부를 용접 금속이 덮도록 행해지지 않기 때문에, 본 발명의 실시 형태와는 상이하다. 또한, 이 실시 형태에서는, 보강 비드를 겹치기 필릿 용접부 상에 형성하였을 때, 겹치기 필릿 용접부의 마르텐사이트 조직이 부분적으로 템퍼링되어 연화 영역이 발생하기 때문에, 겹치기 필릿 용접부의 용접 금속은 파단되기 쉬워진다. 즉, 본 발명의 효과는 얻어지지 않는다.
보강부의 다른 실시 형태로서, 위에서 설명한 실시 형태 외에, 보강부는 강판을 가공함으로써 설치해도 된다. 예를 들어, 강판 표면의 단부가 볼록형으로 되도록 프레스 성형하고, 볼록형으로 된 단부를 보강부로서 사용할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 용접법 및 본 발명의 조인트에서 사용하는 강판에 대해 설명한다.
본 발명의 용접법 및 본 발명의 조인트에서는, 상측 강판에 인장 강도가 780㎫ 이상인 강판(고강도 강판)을 사용한다. 상측 강판에 고강도 강판을 사용하여 필릿 용접한 용접 조인트에 있어서, 과도한 인장 부하를 가하였을 때, 모재에서 파괴되지 않고, 용접 금속에서 파단되는 경우가 있어, 용접 조인트의 인장 강도의 향상이 필요하기 때문이다. 하측 강판은, 성분 조성 등, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상측 강판과 마찬가지의 고강도 강판을 사용할 수 있다.
상측 강판 및 하측 강판의 판 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 0.5 내지 3.0㎜로 할 수 있다. 또한, 상측 강판 및 하측 강판의 전체의 판 두께도 특별히 한정되는 것은 아니며, 1.0 내지 6.0㎜로 할 수 있다. 또한, 상측 강판 및 하측 강판은, 양면 또는 편면에 도금 등의 표면 처리 피막을 형성한 강판으로 해도 된다. 도금 기인으로 블로우 홀 결함이 발생하는 경우는, 판 사이에 간극을 두고 용접해도 된다.
강판은, 적어도 일부에 판형부를 갖고, 당해 판형부가 서로 적층되는 부분을 갖는 것이면 되고, 전체가 판이 아니어도 된다. 또한, 강판은, 각각의 강판으로 구성되는 것에 한정되지 않고, 1매의 강판을 관형 등의 소정의 형상으로 성형한 것을 겹친 것이어도 된다.
다음으로, 본 발명의 용접법의 흐름에 대해 설명한다.
먼저, 본 발명의 용접법에서는, 전술한 바와 같은 상측 강판 및 하측 강판을 준비한다. 예를 들어, 판 두께 1.6㎜의 인장 강도 1180㎫의 비도금 강판을 2매 준비한다. 다음으로, 보강재, 상측 강판, 하측 강판의 사이를 필릿 용접하여 형성하는 필릿 용접부에 따른 형상 및 치수의 보강재를 준비한다. 예를 들어, 판 두께 방향의 단면 형상 및 상측으로부터 평면에서 보았을 때의 형상이 직사각형이고, 폭 W가 20㎜, 두께 ta가 1.6㎜인 보강재를 준비한다.
보강재가 필릿 용접된 보강부를 형성하는 경우, 상측 강판에 보강재를 겹치고, 상측 강판의 표면과 보강재의 한쪽 단부 사이를 필릿 용접한다. 예를 들어, 필릿 용접부의 높이 td를 보강재와 동일한 높이인 1.6㎜로 되도록 필릿 용접한다. 다음으로, 보강재의 다른 쪽 단부와, 상측 강판의 단부와, 하측 강판의 표면 사이를 상술한 보강재와 필릿 용접부의 관계가 되도록 필릿 용접한다. 예를 들어, 필릿 용접부의 높이 tc가 상측 강판의 판 두께 tb와 보강재의 판 두께 ta를 더한 3.2㎜이고, 필릿 용접부의 길이 Lc가, 보강재의 길이 La와 필릿 용접부의 전체 길이 Lb와 일치하도록 필릿 용접을 한다.
또한, 보강재의 다른 쪽 단부와, 상측 강판의 단부와, 하측 강판의 표면 사이를 상술한 보강재와 필릿 용접부의 관계가 되도록 필릿 용접하고, 그 후, 상측 강판의 표면과 보강재의 한쪽 단부 사이를 필릿 용접해도 된다.
보강재가 겹침면에서 접합된 보강부를 형성하는 경우, 상측 강판에 보강재를 겹치고, 상측 강판과 보강재의 겹침면을 접합한다. 접합은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 스폿 용접이나 시임 용접과 같은 저항 용접으로 행해도 되고, 저항 용접 이외에, 예를 들어 레이저 용접으로 행하거나, 접착제를 겹침면에 충전시켜 접착하여 행해도 된다. 각 접합 방법의 조건은, 통상법에 따르면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 이 스폿 용접으로 접합하는 경우는, 상측 강판에 보강재를 겹치고, 양측 사이에 2매의 금속판을 끼워넣도록 구리 합금 등으로 이루어지는 돔 반경형의 선단 직경 6 내지 8㎜의 전극을, 가압력 1.5 내지 6.0kN으로 압박하면서, 5 내지 50사이클(전원 주파수 50㎐), 4 내지 15㎄로 통전하여, 용융 금속을 형성하고, 냉각하여 응고시켜, 직경 5㎜ 정도의 용접부를 형성한다. 이 경우, 용접부의 폭 및 길이는 동등해진다.
다음으로, 보강재의 단부와 하측 강판의 표면 사이를 상측 강판의 단부를 포함하여, 상술한 보강재와 필릿 용접부의 관계가 되도록 필릿 용접한다. 예를 들어, 필릿 용접부의 높이 tc가 상측 강판의 판 두께 tb와 보강재의 판 두께 ta를 더한 3.2㎜이고, 필릿 용접부의 길이 Lc가, 보강재의 길이 La와 필릿 용접부의 전체 길이 Lb와 일치하도록 필릿 용접을 한다.
보강 비드에 의한 보강부를 형성하는 경우, 보강 비드는, 필릿 용접부의 형성에 앞서 형성할 필요가 있다. 이에 의해, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 필릿 용접부(220)의 한쪽 지단부(250)가 보강 비드(230)의 표면 상에 위치하게 된다.
다음으로, 보강 비드의 표면과, 상측 강판의 단부와, 하측 강판의 표면 사이를 상술한 보강 비드와 필릿 용접부의 관계가 되도록 필릿 용접한다. 예를 들어, 필릿 용접부의 높이 tc가 상측 강판의 판 두께 tb와 보강 비드의 두께 ta를 더한 3.2㎜이고, 필릿 용접부의 길이 Lc가, 보강 비드의 길이 La와 필릿 용접부의 전체 길이 Lb와 일치하도록 필릿 용접을 한다.
필릿 용접에 있어서의 아크 용접의 조건은, 통상법에 따르면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 실드 가스로서는, 100％ CO2 가스 외에, Ar 가스와 3 내지 20％ CO2 가스의 혼합 가스 등을 사용할 수 있고, 용접 전류 및 전압으로서는 언더컷이 발생하지 않는 값을 설정하면 된다.
사용하는 용접 와이어는 특별히 한정되는 것은 아니며, 고강도 강판용 와이어를 사용할 수 있지만, 용접 금속의 비커스 경도(HV)가 500 미만으로 되는 조성을 갖는 것을 채용하면, 지연 파괴를 억제할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 겹치기 필릿 용접 조인트의 인장 강도가 향상되는 것은, 필릿 용접부의 루트부로부터 필릿 용접부의 표면까지의 거리, 즉 목 두께가 길어짐으로써, 루트부에 집중되는 응력이 분산되기 때문이라고 생각할 수 있다.
목 두께(DT)는, 도 15의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 루트부로부터 필릿 용접 표면으로의 최단 거리로서 정의한다. (a)는, 필릿 용접부의 용접 비드가 볼록형으로 형성된 경우, (b)는 용접 비드가 오목형으로 형성된 경우의 예를 나타낸다.
도 15의 (c)에 나타낸 바와 같이, 상판과 하판 사이에 간극이 있는 경우는, 상판측의 루트부로부터 필릿 용접 표면으로의 최단 거리, 하판측의 루트부로부터 필릿 용접 표면으로의 최단 거리가 짧은 쪽을 목 두께로 한다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 필릿 용접부의 목 두께를 DT(㎜), 필릿 용접부의 평균 경도를 HF(HV), 상측 강판의 판 두께를 D1(㎜), 상측 강판의 필릿 용접부의 HAZ 연화부의 경도 및 상측 강판의 모재의 경도 중 작은 경도를 HS(HV)라고 하였을 때, (DT×HF)/(D1×HS)가 1.20 이상, 바람직하게는 1.50이 되면, 보다 인장 강도가 향상되는 것을 알 수 있었다. 경도는, 여기서 비커스 경도이다.
또한, 하측 강판의 용융 폭을 Lb(㎜)라고 하였을 때, (Lb×HF)/(D1×HS)≥1.70을 만족시키면, 인장 강도의 향상에 보다 바람직하다.
필릿 용접부의 평균 경도는, 도 2에 B로 나타낸 영역의 용접 금속의 비커스 경도를 평균한 값으로 한다. 용접 금속 내부이면, 측정 위치나 측정 수는 임의로 결정해도 된다.
용접 조인트의 인장 강도를 더 효과적으로 향상시키기 위해서는, 상기한 관계를 만족시키도록 적절하게 용접 조건을 조정하면 된다.
실시예
[실시예 1]
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이며, 본 발명은 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.
표 1에 나타내는 길이 100㎜, 폭 25㎜의 강판을 준비하였다. 또한, 도 3의 (a) 및 도 4에 나타낸 바와 같은 직육면체 형상의 보강재를, 인장 강도 1180㎫의 강판을 가공하여 제작하였다. 표 2에 보강재의 치수를 나타낸다. 도 3의 (a)에 있어서, 보강재의 우측 단부는 상측 강판(10a)의 우측 단부와 맞추었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 3에 나타내는 강판의 조합에서, 강판의 길이 방향의 단부를 겹침 영역 X 20㎜로 겹치고, 또한 일부를 제외하고 보강재를 겹치고, 표 3에 나타내는 용접 와이어를 사용하여 필릿 용접하여 시험편을 제작하였다. 표 3에는, 필릿 용접부의 높이 및 길이를 나타낸다. 표 3 중의 식 1은, 용접부의 목 두께를 DT(㎜), 용접부의 평균 경도를 HF(HV), 상측 강판의 판 두께를 D1(㎜), 상측 강판의 용접부의 HAZ 연화부의 경도 및 상측 강판의 모재의 경도 중 작은 경도를 HS(HV)라고 하였을 때의 (DT×HF)/(D1×HS)의 값을 나타낸다(이하, [실시예 2], [실시예 3], [비교예]에 있어서 동일함).
또한, 표 4에, 필릿 용접의 용접 조건을 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004
그리고, 제작한 시험편의 양단부 부분을 파지하여, 인장 시험을 행하였다. 인장 시험은, 인장 속도 10㎜/min으로 실시하였다. 표 5에, 인장 강도와 파단 개소를 나타낸다.
Figure pct00005
시험 No.1 내지 5 및 7 내지 9는, 보강재를 사용하여 필릿 용접을 행하였기 때문에, 인장 강도가 높아, 파단 개소가 열영향부로 되었다.
시험 No.6은, 보강재를 사용하지 않고 필릿 용접을 행하였지만, 모재 강도가 낮기 때문에, 파단 개소는 모재였다.
시험 No.10은, 보강재를 사용하지 않고 필릿 용접을 행하였기 때문에, 인장 강도가 낮아, 파단 개소가 용접 금속으로 되었다.
시험 No.11은, 보강재가 상측 강판에 접합되어 있지 않은 상태에서 필릿 용접을 행하였기 때문에, 보강재의 효과가 얻어지지 않고, 인장 강도가 낮아, 파단 개소가 용접 금속으로 되었다.
[실시예 2]
표 6에 나타내는 길이 100㎜, 폭 25㎜의 강판을 준비하였다. 또한, 도 3의 (a) 및 도 4에 나타내는 바와 같은 직육면체 형상의 보강재를, 인장 강도 1180㎫의 강판을 가공하여 제작하였다. 표 7에 보강재의 치수를 나타낸다. 도 3의 (a)에 있어서, 보강재의 우측 단부는 상측 강판(10a)의 우측 단부와 맞추었다.
Figure pct00006
Figure pct00007
표 8에 나타내는 보강재와 상측 강판의 조합에서, 일부를 제외하고 겹치고, 보강재의 대략 중심에 1개소 스폿 용접을 행하여 접합하였다. 너깃 직경(접합부의 길이 및 폭)은, 6㎜로 되도록 행하였다.
그 후, 표 8에 나타내는 조합으로 되도록 상측 강판과 보강재를 접합한 것에 하측 강판을 겹치고, 필릿 용접하여 시험편을 제작하였다. 그 때, 상측 강판과 하측 강판의 길이 방향의 단부를 겹침 영역 X 20㎜로 겹쳤다. 표 8에는, 필릿 용접부의 높이 및 길이, 보강재 우측의 용접부 길이, 보강재의 미용융 폭, 접합부의 길이 및 폭을 나타낸다. 또한, 표 9에, 필릿 용접의 용접 조건을 나타낸다.
Figure pct00008
Figure pct00009
그리고, 제작한 시험편의 양단부 부분을 파지하여, 인장 시험을 행하였다. 인장 시험은, 인장 속도 10㎜/min으로 실시하였다. 표 10에, 인장 강도와 파단 개소를 나타낸다.
Figure pct00010
보강재를 사용하여 필릿 용접을 행한 결과, 실시예 1과 마찬가지로, 인장 강도가 높아, 파단 개소가 열영향부로 되었다.
[실시예 3]
표 11에 나타내는 길이 100㎜, 폭 25㎜의 강판을 준비하였다.
Figure pct00011
도 11의 (a) 및 도 12에 나타낸 바와 같은 형상의 보강 비드를, 상측 강판의 상측 표면에 형성하였다. 또한, 보강 비드의 지단부(40)는, 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상측 강판(10a)의 단부와 맞추었다. 표 12에, 보강 비드의 높이, 폭 및 길이를 나타낸다.
Figure pct00012
그 후, 표 13에 나타내는 조합이 되도록 상측 강판에 보강 비드를 형성한 것에 하측 강판을 겹치고, 필릿 용접하여 시험편을 제작하였다. 그 때, 상측 강판과 하측 강판의 길이 방향의 단부를 겹침 영역 X 20㎜로 겹쳤다. 표 13에, 필릿 용접부의 높이 및 길이를 나타낸다. 또한, 표 14에, 보강 비드 및 필릿 용접의 용접 조건을 나타낸다.
Figure pct00013
Figure pct00014
그리고, 제작한 시험편의 양단부 부분을 파지하여, 인장 시험을 행하였다. 인장 시험은, 인장 속도 10㎜/min으로 실시하였다. 표 15에, 인장 강도와 파단 개소를 나타낸다.
Figure pct00015
보강 비드를 형성하여 필릿 용접을 행한 결과, 실시예 1, 실시예 2와 마찬가지로, 인장 강도가 높아, 파단 개소가 열영향부로 되었다.
[비교예]
표 16에 나타내는 길이 100㎜, 폭 25㎜의 강판을 준비하였다.
Figure pct00016
도 16에 나타낸 바와 같이, 상측 강판과 하측 강판을 필릿 용접하여 본 용접부를 형성하고, 또한 필릿 용접에 의해 형성된 용접 비드 상에 보강 비드를 형성하는 다중 덧살붙임 용접을 행하여, 시험편을 제작하였다. 상측 강판과 하측 강판의 길이 방향의 단부의 겹침 영역 X는 20㎜로 하였다. 표 17에 용접부의 높이 및 길이를 나타낸다. 또한, 표 18에, 보강 비드 및 필릿 용접의 용접 조건을 나타낸다.
Figure pct00017
Figure pct00018
그리고, 제작한 시험편의 양단부 부분을 파지하여, 인장 시험을 행하였다. 인장 시험은, 인장 속도 10㎜/min으로 실시하였다. 표 19에, 인장 강도와 파단 개소를 나타낸다.
Figure pct00019
다중 덧살붙임에 의한 필릿 용접을 행한 결과, 인장 강도 향상의 효과는 얻어지지 않고, 파단 개소는 용접 금속으로 되었다. 이것은, 다중 덧살붙임에 의해서는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 목 두께(DT)는 커지지 않고, 또한 보강 비드를 형성할 때에 본 용접부가 부분적으로 템퍼링되므로, 본 용접부에 연화 영역이 발생하였기 때문이라고 생각된다.
본 발명에 따르면, 고강도 강판의 표면 상에 보강부를 설치하여 필릿 용접하였기 때문에, 용접 조인트의 용접 변형을 증가시키지 않고, 루트부로의 응력 집중을 피할 수 있어, 인장 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 산업상 이용 가능성이 높은 것이다.
1a, 1b : 강판(모재)
2 : 용접 비드(필릿 용접부)
10a : 상측 강판
10b : 하측 강판
20 : 용접 비드(필릿 용접부)
30 : 보강재
40 : 용접 비드(필릿 용접부)
120 : 용접 비드(필릿 용접부)
130 : 보강재
140 : 용접 비드(필릿 용접부)
220 : 필릿 용접 비드(필릿 용접부)
230 : 보강 비드
240 : 보강 비드의 지단부
250 : 필릿 용접 비드의 지단부
310 : 본 용접부(필릿 용접부)
320 : 보강 비드
ta : 보강부의 두께
ta' : 보강 비드의 최대 높이
tb : 상측 강판의 판 두께
tc : 필릿 용접부의 높이
td : 필릿 용접부의 높이
La : 보강부의 길이
Lb, Lb1, Lb2 : 필릿 용접부의 전체 길이
Lc, Lc1, Lc2 : 보강부의 필릿 용접부의 길이
Ld, Ld1, Ld2 : 용접부의 길이
W : 보강부의 폭
W' : 보강 비드의 최대 폭
Wa, Wa1, Wa2 : 접합부의 폭
Wb : 보강부의 미용융 폭
X : 최대 겹침 영역
DT : 목 두께

Claims (14)

  1. 제1 강판과 제2 강판의 용접 예정 개소를 겹쳐 필릿 용접하는 방법이며,
    상기 제1 강판의 인장 강도가 780㎫ 이상이고,
    상기 방법은,
    상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에 접합된 보강부를 형성하는 공정과,
    상기 보강부의 단부와, 상기 제1 강판의 단부와 상기 제2 강판의 표면 사이를 용접 금속이 덮도록 필릿 용접하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필릿 용접에 의해 형성된 필릿 용접부의 목 두께를 DT(㎜), 상기 필릿 용접부의 평균 경도를 HF(HV), 상기 제1 강판의 판 두께를 D1(㎜), 제1 강판의 필릿 용접부의 HAZ 연화부의 경도 및 제1 강판의 모재의 경도 중 작은 경도를 HS(HV)라고 하였을 때, (DT×HF)/(D1×HS)가 1.50 이상인 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부는 보강재인 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보강재의 단부는, 상기 제1 강판의 표면이며, 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 접촉하는 면과 반대측의 면에 필릿 용접하는 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보강재는, 상기 제1 강판의 표면이며, 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 접촉하는 면과 반대측의 면에, 상기 보강재와 제1 강판의 겹침면에서 접합하는 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부는, 상기 제1 강판의 제2 강판과 겹치는 면과 반대측의 표면에 형성된 용접 비드인 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부는, 상기 제1 강판을 가공하여 형성된 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 방법.
  8. 제1 강판과 제2 강판이 필릿 용접된 용접 조인트이며,
    상기 제1 강판의 인장 강도가 780㎫ 이상이고,
    상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에 접합된 보강부를 구비하고,
    상기 제1 강판의 단부, 상기 제2 강판의 표면 및 상기 보강재의 단부 사이에 필릿 용접부를 갖는
    것을 특징으로 하는, 필릿 용접 조인트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 필릿 용접부의 목 두께를 DT(㎜), 필릿 용접부의 평균 경도를 HF(HV), 상기 제1 강판의 판 두께를 D1(㎜), 제1 강판의 필릿 용접부의 HAZ 연화부의 경도 및 제1 강판의 모재의 경도 중 작은 경도를 HS(HV)라고 하였을 때, (DT×HF)/(D1×HS)가 1.50 이상인 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 조인트.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 보강부는 보강재인 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 조인트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보강재의 단부는, 상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에 필릿 용접된 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 조인트.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보강재는, 상기 제1 강판의 표면이며, 상기 제1 강판과 제2 강판을 겹칠 때에 제2 강판과 접하는 면과 반대측의 면에, 상기 보강재와 제1 강판의 겹침면에서 접합된 보강재인 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 조인트.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 보강부는, 상기 제1 강판의 제2 강판과 겹치는 면과 반대측의 표면에 형성된 용접 비드인 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 조인트.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 보강부는, 상기 제1 강판을 가공하여 형성된 것을 특징으로 하는, 필릿 용접 조인트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10807179B2 (en) * 2017-02-17 2020-10-20 General Electric Company Method of build-up welding
CN109596425A (zh) * 2019-01-09 2019-04-09 江西江铃集团新能源汽车有限公司 一种搭接接头力学性能评价方法
WO2021066192A1 (ja) * 2019-10-04 2021-04-08 日本製鉄株式会社 溶接継手、及び自動車部品
CA3165854A1 (en) * 2019-12-25 2021-07-01 Nippon Light Metal Company, Ltd. Joining method
RU2766615C1 (ru) * 2021-07-08 2022-03-15 Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" Способ электронно-лучевой сварки тонкостенных трубчатых деталей
WO2023157424A1 (ja) * 2022-02-17 2023-08-24 日本製鉄株式会社 重ね溶接継手、自動車用骨格部材、及び重ね溶接継手の製造方法
CN114808837A (zh) * 2022-04-14 2022-07-29 中国港湾工程有限责任公司 用于管板结合桩码头施工的加长板桩结构和板桩加长方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5522317A (en) 1978-08-04 1980-02-18 Taisei Houzai Kk Highly oxygen-absorbable, carbon dioxide-producing deoxidizing agent, tips thereof, and producing same
JP2005103622A (ja) 2003-10-01 2005-04-21 Nippon Steel Corp 破壊形態に優れるアーク溶接重ね継手構造物及びその溶接方法
JP2005169450A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd 重ね溶接継手および溶接方法
JP2013139047A (ja) 2012-01-05 2013-07-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 鋼材の溶接接合部

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2274631A (en) * 1941-01-04 1942-02-24 Northrop Aircraft Inc Welding torch
US2527479A (en) * 1946-10-18 1950-10-24 Preston M Hall Method and means for forming joints
US2914846A (en) * 1953-12-09 1959-12-01 Baldus Rudolf Method of producing nondistortable linings of noncorrosive, metallic materials for containers of any kind
US2963129A (en) * 1954-12-09 1960-12-06 Babcock & Wilcox Co Dissimilar metal welded joint with protective overlay
US3464802A (en) * 1969-01-22 1969-09-02 Nooter Corp Joint for joining clad materials
GB1296421A (ko) * 1969-03-07 1972-11-15
US4068964A (en) * 1977-02-09 1978-01-17 Stoker Robert J End plate connection unit for beams
US4459062A (en) * 1981-09-11 1984-07-10 Monsanto Company Clad metal joint closure
JPH0625442B2 (ja) 1984-07-30 1994-04-06 ナショナル住宅産業株式会社 サブフレ−ムの接合構造
SU1507548A1 (ru) * 1984-10-07 1989-09-15 Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования Способ электродуговой точечной сварки плав щимс электродом
US5305946A (en) * 1992-11-05 1994-04-26 Nooter Corporation Welding process for clad metals
DE4240822C1 (de) * 1992-12-04 1994-04-28 Daimler Benz Ag Schweißverbindung zwischen einem Stahlblech-Bauteil und einem Aluminiumblech-Bauteil sowie Abdeckteil
JP3813031B2 (ja) 1999-03-11 2006-08-23 株式会社神戸製鋼所 溶接継手構造材
US6359260B1 (en) 2000-08-30 2002-03-19 Daimlerchrysler Corporation Method of welding panels together
US6479168B2 (en) * 2001-04-03 2002-11-12 The Regents Of The University Of Michigan Alloy based laser welding
TW200626279A (en) * 2006-03-24 2006-08-01 Pei-Fang Chen Method for welding stainless tubing
JP4873692B2 (ja) 2006-03-28 2012-02-08 株式会社アルバック 抵抗加熱式蒸発ヒーター及びその製造方法
JP5427434B2 (ja) * 2009-02-26 2014-02-26 日東電工株式会社 シート接続体の製造方法
KR101455953B1 (ko) * 2011-03-07 2014-10-28 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 이종 금속 접합 방법
DE102011086463C5 (de) * 2011-11-16 2021-11-18 Purem GmbH Entkoppelelement für eine Abgasanlage
CA2868546C (en) 2012-04-17 2016-09-06 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Fillet arc welded joint and method of forming the same
EP2905102B2 (en) * 2012-10-01 2020-01-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Arc welding control method
JP5689492B2 (ja) * 2013-03-19 2015-03-25 株式会社神戸製鋼所 異材接合用溶加材及び異材溶接構造体の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5522317A (en) 1978-08-04 1980-02-18 Taisei Houzai Kk Highly oxygen-absorbable, carbon dioxide-producing deoxidizing agent, tips thereof, and producing same
JP2005103622A (ja) 2003-10-01 2005-04-21 Nippon Steel Corp 破壊形態に優れるアーク溶接重ね継手構造物及びその溶接方法
JP2005169450A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Nissan Motor Co Ltd 重ね溶接継手および溶接方法
JP2013139047A (ja) 2012-01-05 2013-07-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 鋼材の溶接接合部

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