[发明专利]电弧搭接角焊接头

说明书

一种电弧搭接角焊接头，具有第1钢板和第2钢板以及焊缝金属，所述第1钢板和所述第2钢板相互重叠且分别具有950MPa以上的抗拉强度，所述焊缝金属沿着由所述第1钢板的表面和所述第2钢板的端面形成的角延伸，在将所述焊缝金属的趾角度记为β、将从熔合边界起的0.4mm以内的范围中所含的存在于所述焊缝金属的表面的凹部的总数记为NA、将所述凹部之中的具有10μm以上的最大粒径的铁素体粒接触的凹部的数量记为NB时，所述焊缝金属同时满足下述条件式(1)和(2)：0°＜β＜30°…(1)；NB/NA≤0.70…(2)(其中，NA为20以上)。

技术领域

本发明涉及电弧搭接角焊接头。

本申请基于在2017年8月18日在日本提出的专利申请2017-157961号要求优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在汽车领域中，为了环境保护，要求在通过车身的轻量化来提高燃油经济性的同时，提高碰撞安全性。一直以来，为了谋求车身的轻量化和碰撞安全性的提高，在使用板厚度薄的高强度钢板作为车身的结构构件的同时进行着车身结构的最佳化等的各种各样的技术开发。再者，在汽车的结构构件中，也包括具有多个高强度钢板来作为母材的焊接接头。在汽车领域中，作为焊接接头的制造方法，广泛地采用在重叠了2个高强度钢板的状态下进行电弧角焊的电弧搭接角焊法(电弧搭角焊法)。在本申请说明书中，将采用这样的电弧搭接角焊法制造的焊接接头称为电弧搭接角焊接头。

对于如汽车的结构构件那样在伴有振动、反复的外力负荷的环境中使用的结构构件，除了要求通常的静态的抗拉强度以外，还要求具备充分的疲劳强度以便耐受反复作用的力。钢板的疲劳强度(疲劳极限)与其抗拉强度成比例地上升，但是，一般已知电弧搭接角焊接头的疲劳强度低于作为其母材的钢板的疲劳强度。

作为其原因之一，可列举电弧搭接角焊接头的疲劳强度对焊趾部形状具有依赖性。图12是以焊趾部形状为参数，表示电弧搭接角焊接头的疲劳强度(疲劳极限)与母材钢板的抗拉强度的关系的图。以下，将疲劳强度与抗拉强度的关系称为疲劳特性。在图12中，作为参考也示出了母材钢板单体的疲劳特性(参照直线C0)。如由直线C0所示那样，母材钢板单体的疲劳强度与其抗拉强度成比例地上升。

在图12中，曲线C1表示焊缝金属的趾部形状陡峭的情况下的疲劳特性，曲线C2表示焊缝金属的趾部形状平缓的情况下的疲劳特性。如由曲线C1所示那样，在焊缝金属的趾部形状陡峭的情况下，即使母材钢板的抗拉强度增加，电弧搭接角焊接头的疲劳强度也几乎不增加而仅是与母材钢板单体的疲劳强度相比以非常低的水平推移。

其原因是因为：在焊缝金属的趾部形状为陡峭的形状的情况下，趾部的应力集中变得非常高。其结果，如图13所示那样，若电弧搭接角焊接头持续受到循环拉伸载荷，则在早期的阶段在焊缝金属100的趾部与母材钢板(下板)200的边界即熔合边界(fusionboundary)产生疲劳裂纹300。再者，图13是采用与焊缝金属100的焊接线正交的截面观察了具有陡峭的趾部形状的焊缝金属100与母材钢板200的接合部分的示意图。

另一方面，如由图12的曲线C2所示那样，在焊缝金属的趾部形状平缓的情况下，电弧搭接角焊接头的疲劳强度低于母材钢板单体的疲劳强度，但随着母材钢板的抗拉强度的增加而上升。其原因是因为：在焊缝金属的趾部形状平缓的情况下(参照图14)，能够抑制应力集中于该趾部。因此，一直以来，作为使电弧搭接角焊接头的疲劳强度提高的技术，一般采用将焊缝金属的趾部形状控制为平缓的形状的技术。

例如，在下述专利文献1中，作为将焊缝金属的趾部形状稳定地控制为平缓的形状的技术，公开了下述技术：通过使用具有特定的成分组成的焊接材料(焊丝)进行电弧搭接角焊，从而使熔融金属对母材钢板的润湿性提高。专利文献1中所公开的焊接材料，以质量％计含有C：0.005～0.40％、Mn：0.2～8.0％、和Si：大于1.1％且为8.0％以下，还含有Se：0.01～1％和/或Te：0.01～1％。