[发明专利]搭接角焊缝电弧焊接头及其制造方法

说明书

本发明提供一种疲劳强度优异的、高强度钢板的搭接角焊缝电弧焊接头。是以至少焊趾部侧的钢板为高强度钢板的方式将2个钢板重叠并焊接的搭接角焊缝电弧焊接头，其中，在从焊趾部侧的钢板表面沿板厚方向0.2mm的位置处，将从焊趾部到母材的范围的维氏硬度的最大值设为HU并将最小值设为HL时，满足下述式(1)的关系。HU－HL≤300(1)。

技术领域

本发明涉及搭接角焊缝电弧焊接头及其制造方法。

背景技术

在汽车领域中，对以防止地球变暖为目的的CO₂排放抑制以及提高碰撞时的乘客和行人的安全性(碰撞安全性)的社会需求不断增大。其中，对于减少汽车行驶时的CO₂排放量而言，由车体重量减少所带来的效果较大，通过100kg的轻量化，能够平均节省约1km/l的油耗，同时也能够减少CO₂排放量。

另一方面，碰撞安全性的标准也逐年越变越严格，需要通过车体强度和刚性的提高、强度的最佳分配来确保碰撞安全性。一般，实现车体强度的提高时车体重量增加而CO₂排放增加，但可通过用于车体的材料的高强度化而实现碰撞安全性与车体重量的减少(即CO₂排放抑制)的平衡。钢铁材料为占汽车重量约7成的主要材料，而其中钢板的高强度化在逐年发展。

为了实现车体重量的轻量化、即、车体部件的轻量化，不仅需要确保钢板的强度特性，还需要确保焊接部的强度特性，特别是行走部分、框架部件等的电弧焊接部的疲劳强度改善是重要课题。

根据以上背景，提出有各种用于实现高强度钢板电弧焊接头疲劳强度的提高的焊接技术。

例如，专利文献1中记载了一种焊接方法，通过使热轧钢板的成分、组织和焊接部的硬度分布和组织优化而提高疲劳强度。另外，专利文献2中记载了一种焊接方法，通过使搭接角焊缝中的上板与下板的重叠部的钢板长边方向的长度即重叠边缘(重ね代)优化而提高疲劳强度。另外，专利文献3中记载了一种耐疲劳裂纹产生特性优异的角焊缝接头，其中，优化了焊趾部附近的焊接金属和热影响部的硬度以及它们的比。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5909143号公报

专利文献2：日本特开2012－183542号公报

专利文献3：日本专利第5000476号公报

发明内容

然而，专利文献1的焊接方法中，需要母材和热影响部的组织分别以一定以上的比例具有铁素体，存在无法应用于近年来研究其扩大应用的980MPa级以上的超高强度钢的课题。

另外，专利文献2的焊接方法中，对疲劳强度进行提高的接头的重叠边缘存在限制，存在无法应对多样的部件形状的课题。

专利文献3的焊接接头中，由于对疲劳强度进行提高的焊接金属和热影响部的硬度存在上限，因此随着钢板的高强度化而合金元素含量增加时，尤其需要对抑制热影响部的硬化的方法进行研究。

本发明是鉴于上述课题而进行的，目的在于提供一种疲劳强度优异的、高强度钢板的搭接角焊缝电弧焊接头及其制造方法。

本发明人等为了实现上述目标而反复进行深入研究，结果，得到了以下见解。

搭接角焊缝电弧焊接头中的疲劳破坏容易在应力集中的焊趾部附近产生。因此，通过使焊趾部的角度(侧面角：θ，图1)变大而使应力集中得到缓和，有效提高焊接接头的疲劳强度。