本發(fā)明涉及焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及其制造方法。

本申請(qǐng)基于2014年10月3日在日本申請(qǐng)的特愿2014-204583號(hào)和2015年8月11日在日本申請(qǐng)的特愿2015-158817號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，為了提高汽車的油耗，正在進(jìn)行車身的輕量化。而且，為了實(shí)現(xiàn)車身的輕量化，正在使用將高強(qiáng)度鋼板彼此焊接而得到的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為車身材料。

對(duì)于用作車身材料的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，要求優(yōu)異的疲勞強(qiáng)度。然而，以往已知就算是在使用了高強(qiáng)度鋼板的情況下也難以使焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度充分提高。因此，例如專利文獻(xiàn)1提出了一種用于使焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度提高的技術(shù)。

專利文獻(xiàn)1所述的角接電弧焊接頭在除了具備將金屬構(gòu)件彼此進(jìn)行角接電弧焊時(shí)所形成的角縫焊道以外還具備加強(qiáng)用道。加強(qiáng)用道以角縫焊道為起點(diǎn)，并與該角縫焊道形成在同一面內(nèi)。通過該加強(qiáng)用道，能夠使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度提高。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開第2013/157557號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

然而，車身的行走部(對(duì)懸架裝置進(jìn)行支撐的部分)是使用T字狀焊接接頭(以下也稱為T字接頭)作為焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件。由于行走部是對(duì)車身負(fù)荷進(jìn)行支撐的部分，因此對(duì)用于行走部的T字接頭特別需要使疲勞強(qiáng)度提高。

專利文獻(xiàn)1也公開了由立鋼板和橫鋼板形成的T字接頭。專利文獻(xiàn)1的T字接頭是以與將立鋼板和橫鋼板接合的角縫焊道交叉的方式形成有加強(qiáng)用道。專利文獻(xiàn)1記載了通過如上所述形成加強(qiáng)用道來(lái)防止T字接頭變形、提高疲勞壽命。

然而，就專利文獻(xiàn)1的技術(shù)來(lái)說(shuō)，有時(shí)由于T字接頭的結(jié)構(gòu)而使得制造上的限制變多。以下，具體進(jìn)行說(shuō)明。

如上所述，專利文獻(xiàn)1的技術(shù)必須以與角縫焊道交叉的方式形成加強(qiáng)用道。因此，在形成加強(qiáng)用道時(shí)，必須使焊接焊槍以與角縫焊道交叉的方式移動(dòng)。此時(shí)，在能夠使焊接焊槍在立鋼板與橫鋼板之間順暢地移動(dòng)的情況下，能夠容易地形成適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)用道。然而，例如，在立鋼板2如圖25所示的T字接頭1那樣以相對(duì)于橫鋼板3大幅傾斜的方式焊接的情況下，立鋼板2和橫鋼板3產(chǎn)生以銳角相交的部分。該部分在形成加強(qiáng)用道時(shí)無(wú)法在焊接焊槍4的移動(dòng)方向(與角縫焊道5交叉的方向)確保充分的空間。此時(shí)，難以使焊接焊槍4在立鋼板2與橫鋼板3之間順暢地移動(dòng)，無(wú)法容易地形成適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)用道。

本發(fā)明是為了解決這樣的問題而進(jìn)行的，其目的在于：提供在具有T字形狀接合部的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件中能夠容易地提高疲勞強(qiáng)度的構(gòu)成。

用于解決問題的手段

本發(fā)明的主旨如下所述。

(1)本發(fā)明的第一方案為一種焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其具備：基底金屬構(gòu)件，該基底金屬構(gòu)件具有相互成為表里的第一面和第二面；接合金屬構(gòu)件，該接合金屬構(gòu)件的端面通過對(duì)接面來(lái)與上述第一面對(duì)接；焊道(weld bead)，該焊道形成在上述第一面，并且對(duì)上述基底金屬構(gòu)件接合上述接合金屬構(gòu)件；以及堆焊部，該堆焊部形成在上述基底金屬構(gòu)件的上述第二面，并且以使在通過與上述第二面相對(duì)向且透過上述基底金屬構(gòu)件的視線來(lái)觀察的情況下與上述對(duì)接面和上述焊道中的至少一者重合的方式形成為線狀，其中，在以從作為上述對(duì)接面的端部的對(duì)接端部朝向存在該對(duì)接面的方向的方向?yàn)楹蠓健⒁运姆捶较驗(yàn)榍胺綍r(shí)，上述焊道在與上述對(duì)接端部的前方分開的位置具有焊道端部。

(2)根據(jù)上述(1)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，在通過與上述第二面相對(duì)向且透過上述基底金屬構(gòu)件的視線來(lái)觀察時(shí)，上述堆焊部可以遍及地設(shè)置在從上述對(duì)接端部向后方分開1.9mm到7.0mm的位置。

(3)根據(jù)上述(2)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，在通過與上述第二面相對(duì)向且透過上述基底金屬構(gòu)件的視線來(lái)觀察時(shí)，上述堆焊部前端可以位于從上述對(duì)接端部向前方，并且上述堆焊部后端可以位于從上述對(duì)接端部向后方。

(4)根據(jù)上述(2)或(3)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，在通過與上述第二面相對(duì)向且透過上述基底金屬構(gòu)件的視線來(lái)觀察時(shí)，上述堆焊部可以與上述對(duì)接面平行。

(5)根據(jù)上述(2)～(4)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述對(duì)接端部與上述焊道端部的分開距離L_W(mm)和上述基底金屬構(gòu)件的板厚T(mm)可以滿足下述式(A)。

-0.125L_W+4.06mm≤T≤4.5mm 式(A)

(6)根據(jù)上述(2)～(5)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述堆焊部的長(zhǎng)度可以為10.0mm以上。

(7)根據(jù)上述(1)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，在通過與上述第二面相對(duì)向且透過上述基底金屬構(gòu)件的視線來(lái)觀察時(shí)，上述堆焊部可以遍及地設(shè)置在從上述焊道端部向后方分開0.1mm到3.0mm的位置。

(8)根據(jù)上述(7)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，在通過與上述第二面相對(duì)向且透過上述基底金屬構(gòu)件的視線來(lái)觀察時(shí)，上述堆焊部前端可以位于從上述焊道端部向前方，并且上述堆焊部后端可以位于從上述焊道端部向后方。

(9)根據(jù)上述(7)或(8)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，在通過與上述第二面相對(duì)向且透過上述基底金屬構(gòu)件的視線來(lái)觀察時(shí)，上述堆焊部可以與上述焊道平行。

(10)根據(jù)上述(7)～(9)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述對(duì)接端部與上述焊道端部的分開距離L_W(mm)和上述基底金屬構(gòu)件的板厚T(mm)可以滿足下述式(B)。

0.8mm≤T＜-0.125L_W+4.06mm 式(B)

(11)根據(jù)上述(7)～(10)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述堆焊部的長(zhǎng)度可以為6.0mm以上。

(12)根據(jù)上述(1)～(11)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述堆焊部距離上述第二面的高度可以為2.0mm以上且20.0mm以下。

(13)根據(jù)上述(1)～(12)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述堆焊部可以為不參與上述基底金屬構(gòu)件與其他構(gòu)件的接合的堆焊道。

(14)根據(jù)上述(1)～(13)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述堆焊部可以被形成為侵入到上述基底金屬構(gòu)件的內(nèi)部。

(15)根據(jù)上述(1)～(14)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述焊道可以不貫通上述基底金屬構(gòu)件。

(16)根據(jù)上述(1)～(15)中任一項(xiàng)所述的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中，上述基底金屬構(gòu)件可以為具有270MPa以上的抗拉強(qiáng)度的鋼板。

(17)本發(fā)明的第二方案為一種焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法，其是制造上述(1)～(16)中任一項(xiàng)所述的上述焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方法，其中，上述方法包括下述工序：焊道施加工序，該工序是施加將上述基底金屬構(gòu)件的上述第一面與上述接合金屬構(gòu)件的上述端面在上述對(duì)接面接合的焊道；以及堆焊部施加工序，該工序是在上述焊道施加工序之前或者在上述焊道施加工序之后對(duì)上述基底金屬構(gòu)件的上述第二面通過電弧焊接或釬焊施加上述堆焊部。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠通過簡(jiǎn)單的構(gòu)成即通過在基底金屬構(gòu)件的第二面(背面)形成線狀堆焊部來(lái)提高焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度。此時(shí)，制造上的限制少，能夠容易地提高焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō)，例如就算是在接合金屬構(gòu)件的板狀部以相對(duì)于基底金屬構(gòu)件的板狀部大幅傾斜的方式焊接的情況下，也不需要在兩板狀部之間形成堆焊部，因此制造上的限制不會(huì)變多。由此，能夠容易地制造提高了疲勞強(qiáng)度的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的立體圖。

圖2是從下方觀察該實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的立體圖。

圖3是表示該實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的一部分的側(cè)視圖。

圖4是該實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的對(duì)接面、焊道和堆焊部的投影視圖。

圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變形例的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A’的對(duì)接面、焊道和堆焊部的投影視圖。

圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的立體圖。

圖7是從下方觀察該實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的立體圖。

圖8是表示該實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的一部分的側(cè)視圖。

圖9是該實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的對(duì)接面、焊道和堆焊部的投影視圖。

圖10A是表示由計(jì)算機(jī)分析得到的堆焊部每個(gè)長(zhǎng)度的相對(duì)于對(duì)接端部的堆焊部的前端位置與對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖10B是表示由計(jì)算機(jī)分析得到的堆焊部每個(gè)長(zhǎng)度的相對(duì)于對(duì)接端部的堆焊部的后端位置與對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖11A是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖11B是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖11C是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖11D是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖12A是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖12B是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖12C是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖12D是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖13A是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖13B是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖13C是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖13D是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖14A是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖14B是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖14C是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖14D是表示對(duì)接端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖15A是表示由計(jì)算機(jī)分析得到的堆焊部每個(gè)長(zhǎng)度的相對(duì)于焊道端部的堆焊部的前端位置與焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖15B是表示由計(jì)算機(jī)分析得到的堆焊部每個(gè)長(zhǎng)度的相對(duì)于焊道端部的堆焊部的后端位置與焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖16A是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖16B是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖16C是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖16D是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖17A是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖17B是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖17C是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖17D是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的前端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖18A是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖18B是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖18C是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖18D是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的下限之間的關(guān)系的圖表。

圖19A是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為30％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖19B是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為50％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖19C是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為75％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖19D是表示焊道端部處的最大主應(yīng)力的最大值的減少率為90％時(shí)的堆焊部的長(zhǎng)度與該堆焊部的后端位置的上限之間的關(guān)系的圖表。

圖20是表示板厚與最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖21是表示板厚與最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖22是表示板厚與最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖23是表示板厚與最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系的圖表。

圖24是表示延長(zhǎng)道長(zhǎng)度(對(duì)接端部與焊道端部的分開距離L_W)與根(對(duì)接端部)/尖端應(yīng)力(焊道端部)逆轉(zhuǎn)板厚之間的關(guān)系的圖表。

圖25是表示現(xiàn)有的T字接頭的圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的發(fā)明者們對(duì)于在將橫板的表面與立板的端面通過焊道焊接而得到的T字焊接接頭構(gòu)件中能夠容易地提高疲勞強(qiáng)度的構(gòu)成進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果是，本發(fā)明的發(fā)明者們有下述新發(fā)現(xiàn)：

(a)在將堆焊道形成在橫板的背面(不存在與立板的接合部的面)的情況下，與將堆焊道形成在橫板的表面的情況相比，使最大主應(yīng)力降低的效果更高，并且不損害作業(yè)性，因此能夠高效地提高疲勞強(qiáng)度。

此外，本發(fā)明的發(fā)明者們還有下述新發(fā)現(xiàn)：

(b)就構(gòu)成T字焊接接頭構(gòu)件的橫板來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生于接合部的附近的最大主應(yīng)力的值在接合部的端部附近或焊道的端部附近變大，從這些位置發(fā)生疲勞破壞；

(c)橫板的厚度越大則存在接合部的端部附近的最大主應(yīng)力比焊道的端部附近的最大主應(yīng)力越大的傾向，橫板的厚度越小則存在焊道的端部附近的最大主應(yīng)力比接合部的端部附近的最大主應(yīng)力越大的傾向；以及

(d)在將立板向與橫板的表面垂直的方向拉伸的情況下，產(chǎn)生于立板與橫板的接合部的附近的最大主應(yīng)力的方向與接合部或焊道的拉伸方向平行。

以下，根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

《第一實(shí)施方式》

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的立體圖；圖2是從下方觀察焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的立體圖；圖3是表示焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的一部分的側(cè)視圖；圖4是焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b的投影視圖。此外，圖1和圖2中，虛線的圈41a、41b、42a、42b、43a、43b、44a、44b、45a、45b表示在后述的模擬中形成于分析模型的孔的位置。詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。

如圖1所示，本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A具備：接合金屬構(gòu)件12，該接合金屬構(gòu)件12向第一方向D1延伸；基底金屬構(gòu)件14，該基底金屬構(gòu)件14向與第一方向D1交叉的第二方向D2延伸，并且將接合金屬構(gòu)件12的端面接合；焊道24，該焊道24將接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14接合；以及堆焊部30a、30b，該堆焊部30a、30b形成在基底金屬構(gòu)件14的背面。

焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A是以接合部呈T字形狀的方式將接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14接合的所謂T字接頭。就本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A來(lái)說(shuō)，在被投影到與后述的表面14a平行的方向的情況下，接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14的接合部呈T字形狀。

對(duì)于本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A來(lái)說(shuō)，第一方向D1與第二方向D2垂直，但第一方向D1可以相對(duì)于第二方向D2傾斜。即，對(duì)于本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A來(lái)說(shuō)，接合金屬構(gòu)件12以與基底金屬構(gòu)件14垂直的方式焊接于基底金屬構(gòu)件14，但接合金屬構(gòu)件12可以以相對(duì)于基底金屬構(gòu)件14傾斜的方式焊接于基底金屬構(gòu)件14。此外，以下說(shuō)明是將第一方向D1設(shè)定為上下方向、將第二方向D2設(shè)定為左右方向。

接合金屬構(gòu)件12由板狀金屬構(gòu)件構(gòu)成。另外，接合金屬構(gòu)件12由開放截面形狀板狀部121構(gòu)成。接合金屬構(gòu)件12的板狀部121包含一對(duì)側(cè)壁部121a、121b和底壁部121c。一對(duì)側(cè)壁部121a、121b以相互的面相對(duì)置的方式平行地設(shè)置。底壁部121c以連接側(cè)壁部121a的一端部和側(cè)壁部121b的一端部的方式設(shè)置。

基底金屬構(gòu)件14由板狀金屬構(gòu)件構(gòu)成，并具有相互成為表里的表面14a和背面14b。另外，基底金屬構(gòu)件14由開放截面形狀板狀部141構(gòu)成?；捉饘贅?gòu)件14的板狀部141包含一對(duì)側(cè)壁部141a、141b和頂板部141c。一對(duì)側(cè)壁部141a、141b以相互的面相對(duì)置的方式平行地設(shè)置。頂板部141c以連接側(cè)壁部141a的一端部和側(cè)壁部141b的一端部連接的方式設(shè)置。

以下說(shuō)明是將基底金屬構(gòu)件14的表面之中相當(dāng)于頂板部141c的表面的部分稱為基底金屬構(gòu)件14的表面14a、將基底金屬構(gòu)件14的背面之中相當(dāng)于頂板部141c的背面的部分稱為基底金屬構(gòu)件14的背面14b。

另外，將接合金屬構(gòu)件12的端面與基底金屬構(gòu)件14的表面14a的接合界面稱為對(duì)接面32。此外，以作為對(duì)接面32的端部的對(duì)接端部32a、32b為基準(zhǔn)，將朝向存在該對(duì)接面32的方向的方向稱為后方，將它的反方向稱為前方。

在將接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14焊接時(shí)，由于接合金屬構(gòu)件12的一部分和基底金屬構(gòu)件14的一部分熔融，因此在實(shí)際焊接了兩構(gòu)件的狀態(tài)下無(wú)法明確規(guī)定作為接合界面的對(duì)接面32。由此，本發(fā)明是在將接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14焊接時(shí)假定兩構(gòu)件未熔融(換言之，假定接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14維持了焊接前的形狀)來(lái)規(guī)定對(duì)接面32。因此，對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，在從與基底金屬構(gòu)件14的表面14a垂直的方向來(lái)觀察對(duì)接面32和接合金屬構(gòu)件12的端面時(shí)，對(duì)接面32的外緣與接合金屬構(gòu)件12的端面的外緣一致。

接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14分別是例如通過將金屬板進(jìn)行彎曲加工而獲得的。金屬板的材料沒有特別限定，可以為鋼、鋁。作為一個(gè)例子，作為接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的材料可以使用抗拉強(qiáng)度為270MPa以上的鋼板。特別是，為了充分地確保焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的強(qiáng)度，作為接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的材料優(yōu)選使用抗拉強(qiáng)度為590MPa以上的鋼板，更優(yōu)選使用抗拉強(qiáng)度為780MPa以上的鋼板，進(jìn)一步優(yōu)選使用抗拉強(qiáng)度為980MPa以上的鋼板，更進(jìn)一步優(yōu)選使用抗拉強(qiáng)度為1180MPa以上的鋼板，再更進(jìn)一步優(yōu)選使用抗拉強(qiáng)度為1500MPa以上的鋼板。

基底金屬構(gòu)件14的厚度例如只要是與經(jīng)常作為汽車懸架構(gòu)件的材料來(lái)使用的鋼板的厚度相同程度就行。具體來(lái)說(shuō)，基底金屬構(gòu)件14的厚度只要設(shè)定在0.8mm～4.5mm的范圍就行。

其中，如后所述，本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A是以使對(duì)接端部32a、32b的附近處的最大主應(yīng)力降低的方式設(shè)置堆焊部30a、30b。基底金屬構(gòu)件14的厚度越大，則存在對(duì)接端部32a、32b的附近處的最大主應(yīng)力比焊道端部24a、24b的附近處的最大主應(yīng)力越大的傾向，因此為了使本實(shí)施方式的焊接金屬構(gòu)件10A的最大主應(yīng)力降低，在對(duì)接端部32a、32b的附近設(shè)置堆焊部30a、30b是有效的。

根據(jù)上述傾向，發(fā)明者們進(jìn)一步進(jìn)行了反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A優(yōu)選設(shè)定為對(duì)接端部32a、32b與焊道端部24a、24b的分開距離L_W(mm)和基底金屬構(gòu)件14的板厚T(mm)滿足下述式(A)。

-0.125L_W+4.06mm≤T≤4.5mm 式(A)

其中，就算是在不滿足式(A)的情況下，也優(yōu)選在對(duì)接端部32a、32b的附近設(shè)置堆焊部30a、30b。這是因?yàn)槟軌蚴箤?duì)接端部32a、32b的附近處的最大主應(yīng)力降低。

此外，接合金屬構(gòu)件12的厚度可以根據(jù)構(gòu)件所要求的性能來(lái)進(jìn)行選擇。

焊道24形成為沿著對(duì)接面32俯視時(shí)呈大致U字形狀，并將接合金屬構(gòu)件12的端面與基底金屬構(gòu)件14的表面14a接合。

就本實(shí)施方式來(lái)說(shuō)，焊道24包含：將接合金屬構(gòu)件12的側(cè)壁部121a與基底金屬構(gòu)件14的表面14a接合的側(cè)壁道部241a；將接合金屬構(gòu)件12的側(cè)壁部121b與基底金屬構(gòu)件14的表面14a接合的側(cè)壁道部241b；以及將接合金屬構(gòu)件12的底壁部121c與基底金屬構(gòu)件14的表面14a接合的底壁道部241c。焊道24例如由電弧焊接形成。

本實(shí)施方式是焊道24形成在從基底金屬構(gòu)件14的表面14a到向基底金屬構(gòu)件14的板厚方向規(guī)定的深度位置。即，焊道24形成為不貫通基底金屬構(gòu)件14。其中，焊道24也可以以貫通基底金屬構(gòu)件14的方式形成。

焊道24分別在接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14之間的對(duì)接面32的比對(duì)接端部32a、32b向前方分開的位置具有焊道端部24a、24b。從基底金屬構(gòu)件14的板厚T考慮，對(duì)接端部32a、32b與焊道端部24a、24b的分開距離L_W(mm)優(yōu)選以滿足上述式(A)的方式設(shè)定。

此外，假設(shè)接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14維持了焊接前的形狀，并將形成在接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14之間的道規(guī)定為焊道24。

堆焊部30a、30b是不參與基底金屬構(gòu)件14與其他構(gòu)件的接合的堆焊道，其如圖2～圖4所示在基底金屬構(gòu)件14的背面14b形成為線狀。

堆焊部30a以與接合金屬構(gòu)件12的側(cè)壁部121a相對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置，堆焊部30b以與接合金屬構(gòu)件12的側(cè)壁部121b相對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置。堆焊部30a、30b例如使用焊接材料來(lái)由電弧焊接或釬焊形成。在由電弧焊接形成堆焊部30a、30b的情況下，堆焊部30a、30b被形成為侵入到基底金屬構(gòu)件14的內(nèi)部，因此能夠使對(duì)接端部32a、32b的附近的最大主應(yīng)力降低，能夠使焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度進(jìn)一步提高。

此外，假設(shè)維持了形成堆焊部30a、30b前的板狀部141的形狀，并將形成在板狀部141的背面14b的道規(guī)定為堆焊部30a、30b。

堆焊部30a、30b形成在基底金屬構(gòu)件14的背面14b，因此與形成在基底金屬構(gòu)件14的表面14a時(shí)相比，制造上的限制少。例如，就算是在板狀部121以相對(duì)于板狀部141大幅傾斜的方式焊接的情況下，也只要不是在板狀部121與板狀部141之間而是在板狀部141的背面14b形成堆焊部30a、30b就行，因此能夠容易地形成堆焊部30a、30b。由此，能夠容易地制造焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A。

此外，在基底金屬構(gòu)件14的背面14b形成堆焊部30a、30b的情況下，例如當(dāng)使用焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A作為車身材料時(shí)，也能夠在外觀上不會(huì)表現(xiàn)出來(lái)的位置形成堆焊部30a、30b。此時(shí)，通過堆焊部30a、30b能夠防止車身的美感受損。

堆焊部30a、30b的前后方向的長(zhǎng)度只要分別為6.0mm以上就行，優(yōu)選為10.0mm以上，更優(yōu)選為14.0mm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為20.0mm以上。

堆焊部30a、30b的寬度分別優(yōu)選為5.0mm以上，更優(yōu)選為6.0mm以上。另外，堆焊部30a、30b的寬度分別優(yōu)選為比接合金屬構(gòu)件12的厚度即對(duì)接面32的寬度大。堆焊部30a、30b的寬度就算超過40.0mm，使對(duì)接端部32a、32b的附近的最大主應(yīng)力降低的效果也會(huì)飽和，部件重量和作業(yè)量會(huì)增加，因此寬度優(yōu)選為30.0mm以下，更優(yōu)選為20.0mm以下。

如圖3所示，堆焊部30a的高度H即基底金屬構(gòu)件14距離背面14b的突出高度優(yōu)選為2.0mm以上。堆焊部30a的高度H就算超過20.0mm，使對(duì)接端部32a、32b的附近的最大主應(yīng)力降低的效果會(huì)飽和，部件重量和作業(yè)量會(huì)增加，因此該高度H優(yōu)選為20.0mm以下，更優(yōu)選為10.0mm以下。就堆焊部30b的高度來(lái)說(shuō)也是相同的。

在將接合金屬構(gòu)件12向與基底金屬構(gòu)件14的表面垂直的方向拉伸的情況下，產(chǎn)生于基底金屬構(gòu)件14的對(duì)接端部的附近的最大主應(yīng)力的方向?yàn)榕c對(duì)接面的拉伸方向平行的方向。因此，堆焊部30a、30b優(yōu)選以與對(duì)接面32大致平行的方式形成。

換言之，在通過與基底金屬構(gòu)件14的背面14b相對(duì)向且透過基底金屬構(gòu)件14的視線來(lái)觀察時(shí)，堆焊部30a、30b優(yōu)選以與對(duì)接面的拉伸方向平行的方式形成。具體來(lái)說(shuō)，堆焊部30a優(yōu)選與對(duì)接側(cè)面322a和側(cè)壁道部241a大致平行，堆焊部30b優(yōu)選與對(duì)接側(cè)面322b和側(cè)壁道部241b大致平行。

以下，對(duì)本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b的位置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。

圖4是將對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b投影到與基底金屬構(gòu)件14的表面14a垂直的方向(本實(shí)施方式是第一方向D1)的圖。此外，圖4中為了方便理解對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b的位置關(guān)系，對(duì)投影了對(duì)接面32和焊道24的部分施加了剖面線。另外，以虛線表示投影了堆焊部30a、30b的部分的外緣。

如圖4所示，就本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A來(lái)說(shuō)，對(duì)接面32具有一對(duì)對(duì)接端部32a、32b，并從對(duì)接端部32a朝向?qū)佣瞬?2b以大致U字狀延伸。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)接面32包含對(duì)接側(cè)面322a、322b和對(duì)接底面322c。對(duì)接底面322c是接合金屬構(gòu)件12的底壁部121c(參照?qǐng)D1)與基底金屬構(gòu)件的板狀部141(參照?qǐng)D1)的對(duì)接面。對(duì)接側(cè)面322a是側(cè)壁部121a(參照?qǐng)D1)與板狀部141的對(duì)接面。對(duì)接側(cè)面322b是側(cè)壁部121b(參照?qǐng)D1)與板狀部141的對(duì)接面。對(duì)接側(cè)面322a從對(duì)接底面322c朝向?qū)用?2的一個(gè)對(duì)接端部32a以直線狀延伸，對(duì)接側(cè)面322b從對(duì)接底面322c朝向?qū)用?2的另一個(gè)對(duì)接端部32b以直線狀延伸。本實(shí)施方式是對(duì)接側(cè)面322a、322b分別與直線部相對(duì)應(yīng)。此外，圖4中分別以雙點(diǎn)劃線表示對(duì)接底面322c與對(duì)接側(cè)面322a、322b的邊界和底壁道部241c與側(cè)壁道部241a、241b的邊界。

就本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A來(lái)說(shuō)，在通過與基底金屬構(gòu)件14的背面14b相對(duì)向且透過基底金屬構(gòu)件14的視線來(lái)觀察時(shí)，堆焊部30a、30b的前端設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向后方分開1.9mm的位置更前方，并且堆焊部30a、30b的后端設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向后方分開7.0mm的位置更后方。即，堆焊部30a形成為基底金屬構(gòu)件14的背面14b之中覆蓋圖3中以交叉剖面線表示的區(qū)域。

另外，在通過與基底金屬構(gòu)件14的背面14b相對(duì)向且透過基底金屬構(gòu)件14的視線來(lái)觀察的情況下，堆焊部30a、30b的前端優(yōu)選位于從對(duì)接端部32a、32b向前方，并且堆焊部30a、30b的后端優(yōu)選位于從對(duì)接端部32a、32b向后方。

堆焊部30a、30b的前端延伸到焊道端部24a、24b的附近。具體來(lái)說(shuō)，也可以延伸到比從焊道端部24a、24b向后方分開0.1mm的位置更前方。此時(shí)，也能夠使焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力降低。

就堆焊部30a、30b來(lái)說(shuō)，如圖4所示，在對(duì)接端部32a、32b的附近與對(duì)接面32和焊道24重合。具體來(lái)說(shuō)，堆焊部30a以與對(duì)接側(cè)面322a相對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置，在對(duì)接端部32a附近與對(duì)接側(cè)面322a和側(cè)壁道部241a重合。堆焊部30b以與對(duì)接側(cè)面322b相對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置，在對(duì)接端部32b附近與對(duì)接側(cè)面322b和側(cè)壁道部241b重合。

此外，圖4所示的例子是堆焊部30a、30b與對(duì)接面32和焊道24重合，但堆焊部30a、30b可以是僅與對(duì)接面32和焊道24中的任意一者重合的構(gòu)成。

堆焊部30a的后端優(yōu)選設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向后方分開8.0mm的位置更后方，更優(yōu)選設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向后方分開10.0mm的位置更后方，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向后方分開14.0mm的位置更后方。

堆焊部30a的前端優(yōu)選設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向后方分開0.4mm的位置更前方，更優(yōu)選設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向前方分開0.3mm的位置更前方，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向前方分開0.7mm的位置更前方，更進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置在比從對(duì)接端部32a、32b向前方分開1.7mm的位置更前方。

焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的制造方法包括下述工序：焊道施加工序，該工序是施加將接合金屬構(gòu)件12的端面與基底金屬構(gòu)件14的表面14a接合的焊道24；以及堆焊部施加工序，該工序是對(duì)基底金屬構(gòu)件14的背面14b通過電弧焊接或釬焊施加堆焊部30a、30b。焊道施加工序和堆焊部施加工序哪一個(gè)先進(jìn)行都可以，但從作業(yè)性的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選在進(jìn)行焊道施加工序之后進(jìn)行堆焊部施加工序。

根據(jù)上述構(gòu)成，能夠通過由堆焊部30a、30b提高對(duì)接端部32a、32b的附近的剛性來(lái)使最大主應(yīng)力降低，因此能夠提高焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的疲勞強(qiáng)度。

圖5表示本實(shí)施方式的變形例的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A’。上述的第一實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A是對(duì)側(cè)壁部121a與側(cè)壁部121b相互平行設(shè)置的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但側(cè)壁部121a與側(cè)壁部121b也可以不是相互平行地設(shè)置的。例如，在板狀部121具有開放端側(cè)打開那樣的開放截面形狀的情況下，對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b的投影視圖為圖5所示的圖。此時(shí)，對(duì)接側(cè)面322a、322b中分別以對(duì)接底面322c側(cè)為后方、它的相反側(cè)為前方的方式來(lái)定義前后方向。而且，就對(duì)接側(cè)面322a、322b分別以定義了的前后方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，與第一實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A同樣地，規(guī)定對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b的位置關(guān)系。

《第二實(shí)施方式》

接著，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B進(jìn)行說(shuō)明。第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B除了形成有堆焊部30a、30b的位置以外具有與第一實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A相同的構(gòu)成，因此對(duì)于相同構(gòu)成要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，并省略說(shuō)明。

圖6～圖9表示第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，圖6是從上方觀察焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的立體圖；圖7是從下方觀察焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的立體圖；圖8是表示焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的一部分的側(cè)視圖；圖9是焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b的投影視圖。

就上述第一實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A和其第一變形例的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A’來(lái)說(shuō)，具有在基底金屬構(gòu)件14的背面14b之中與對(duì)接端部32a、32b的附近相對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)置堆焊部30a、30b的構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，能夠使對(duì)接端部32a、32b的附近處的最大主應(yīng)力降低，能夠得到提高焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A的疲勞強(qiáng)度的效果。

另一方面，第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B具有在基底金屬構(gòu)件14的背面14b之中焊道端部24a、24b的附近處的區(qū)域設(shè)置堆焊部30a、30b的構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，能夠使焊道端部24a，24b的附近處的最大主應(yīng)力降低，能夠得到提高焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的疲勞強(qiáng)度的效果。

第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的接合金屬構(gòu)件12的厚度和基底金屬構(gòu)件14的厚度只要分別與第一實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A同樣地例如設(shè)定在0.8mm～4.5mm的范圍就行。

其中，就第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B來(lái)說(shuō)，以使焊道端部24a、24b的附近處的最大主應(yīng)力降低的方式設(shè)置堆焊部30a、30b。基底金屬構(gòu)件14的厚度越小，則存在焊道端部24a、24b的附近處的最大主應(yīng)力比對(duì)接端部32a、32b的附近處的最大主應(yīng)力越大的傾向。因此，為了降低以使焊道端部24a、24b的附近處的最大主應(yīng)力降低為目的的本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B上的最大主應(yīng)力，在焊道端部24a、24b的附近設(shè)置堆焊部30a、30b是有效的。

根據(jù)上述傾向，發(fā)明者們進(jìn)一步進(jìn)行了反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B優(yōu)選設(shè)定為對(duì)接端部32a、32b與焊道端部24a、24b的分開距離L_W(mm)和基底金屬構(gòu)件14的板厚T(mm)滿足下述式(B)。

0.8mm≤T＜-0.125L_W+4.06mm 式(B)

其中，就算是在不滿足式(B)的情況下，也優(yōu)選在焊道端部24a、24b的附近設(shè)置堆焊部30a、30b。這是因?yàn)槟軌蚴购傅蓝瞬?4a、24b的附近處的最大主應(yīng)力降低。

此外，接合金屬構(gòu)件12的厚度能夠根據(jù)構(gòu)件所要求的性能來(lái)進(jìn)行選擇。

以下，對(duì)第二實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B的對(duì)接面32、焊道24和堆焊部30a、30b的位置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。

如圖8所示，就本實(shí)施方式的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B來(lái)說(shuō)，在通過與基底金屬構(gòu)件14的背面14b相對(duì)向且透過基底金屬構(gòu)件14的視線來(lái)觀察時(shí)，堆焊部30a、30b的前端設(shè)置在比從焊道端部24a、24b向后方分開0.1mm的位置更前方，并且堆焊部30a、30b的后端設(shè)置在比從焊道端部24a、24b向后方分開3.0mm的位置更后方。

此外，圖8所示的例子是堆焊部30a、30b的前端位于從焊道端部24a、24b向前方，并且堆焊部30a、30b的后端位于從焊道端部24a、24b向后方。然而，堆焊部30a、30b的前端也可以設(shè)置在比焊道端部24a、24b更后方。

堆焊部30a的后端優(yōu)選設(shè)置在比從焊道端部24a、24b向后方分開5.0mm的位置更后方，更優(yōu)選設(shè)置在比從焊道端部24a、24b向后方分開10.0mm的位置更后方。

堆焊部30a的前端優(yōu)選設(shè)置在比從焊道端部24a、24b向前方分開0.3mm的位置更前方，更優(yōu)選設(shè)置在比從焊道端部24a、24b向前方分開1.2mm的位置更前方，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置在比從焊道端部24a、24b向前方分開1.9mm的位置更前方。

以上，根據(jù)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不僅僅限于上述實(shí)施方式，可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。

例如，可以將在對(duì)接端部32a、32b的附近設(shè)置堆焊部30a、30b的第一實(shí)施方式與在焊道端部24a、24b的附近設(shè)置堆焊部30a、30b的第二實(shí)施方式組合，設(shè)定為遍及從對(duì)接端部32a、32b的附近到焊道端部24a、24b的附近設(shè)置堆焊部30a、30b的構(gòu)成。此時(shí)，在對(duì)接端部32a、32b與焊道端部24a、24b之間，堆焊部30a、30b可以被分割。

另外，上述的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)在兩對(duì)接端部32a、32b的附近或兩焊道端部24a、24b的附近形成堆焊部30a、30b的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以不形成堆焊部30a、30b中的任意一者。

此外，上述的第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式對(duì)堆焊部30a、30b以與對(duì)接面32或焊道24大致平行的方式延伸來(lái)形成的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但堆焊部30a、30b也可以向相對(duì)于對(duì)接面32或焊道24傾斜的方向延伸來(lái)形成。就算是在堆焊部30a、30b向相對(duì)于對(duì)接面32或焊道24傾斜的方向延伸來(lái)形成的情況下，通過使堆焊部30a、30b遍及地設(shè)置在從對(duì)接端部32a、32b向后方分開1.9mm到7.0mm的位置或者從焊道端部24a、24b向后方分開0.1mm到3.0mm的位置，也能夠使對(duì)接端部32a、32b的附近或焊道端部24a、24b的附近處的最大主應(yīng)力降低，能夠得到提高焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度的效果。

另外，上述的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式是板狀部121具有向與第一方向D1和第二方向D2正交的方向開口的開放截面形狀，但板狀部121也可以具有向第二方向D2開口的開放截面形狀。

此外，上述的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)接合金屬構(gòu)件12整體作為板狀部121來(lái)構(gòu)成的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但只要接合金屬構(gòu)件12與基底金屬構(gòu)件14的接合面具有開放截面形狀就行，接合金屬構(gòu)件12也可以具備板狀部和具有其他形狀的部分(例如柱狀部)。接合金屬構(gòu)件12例如可以為具有銳角的棱柱。

另外，上述的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)板狀部121具有開放截面形狀的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明可以適用于具有各種形狀的板狀部的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因此，例如接合金屬構(gòu)件12可以具有單純的平板狀板狀部、截面L字形狀板狀部或截面H字形狀板狀部來(lái)代替上述的板狀部121。

此外，上述的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)具有側(cè)壁部141a、141b的基底金屬構(gòu)件14進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明可以適用于具備具有平板部的各種基底金屬構(gòu)件的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因此，基底金屬構(gòu)件也可以不具有側(cè)壁部141a、141b。

另外，上述的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)基底金屬構(gòu)件14與接合金屬構(gòu)件12的接合面為平面的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明也可以適用于基底金屬構(gòu)件14與接合金屬構(gòu)件12的接合面為曲面的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

此外，上述的第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式對(duì)焊道24具有底壁道部241c的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但焊道也可以不具有底壁道部。

(基于模擬的研究1)

以下，對(duì)使用了計(jì)算機(jī)的模擬結(jié)果和第一實(shí)施方式的構(gòu)成的效果進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明。在該模擬中，制作具有與以圖1～4進(jìn)行了說(shuō)明的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A相同的構(gòu)成的分析模型(以下也稱為第一模型)。而且，在第一模型中，使堆焊部30a、30b的前后方向上的位置和長(zhǎng)度變化，并求出產(chǎn)生于對(duì)接面32的對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力。另外，為了比較，制作不具有堆焊部30a、30b的分析模型(以下也稱為第二模型)，求出產(chǎn)生于對(duì)接面32的對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力。

此外，第一模型和第二模型均在圖1和圖2中以虛線的圈41a、41b、42a、42b、43a、43b、44a、44b、45a、45b所示的位置形成有孔(以下將以虛線所示的這些圈分別稱為孔)。模擬是在孔42a、42b、43a、43b、44a、44b、45a、45b分別配置固定夾具(剛性體)，并固定基底金屬構(gòu)件14。然后，在孔41a、41b中通過圓柱狀構(gòu)件(剛性體)，借由該構(gòu)件將板狀部121(接合金屬構(gòu)件12)向與板狀部141的表面14a垂直的方向以2.0kN的力拉伸。

第一模型和第二模型的構(gòu)成均如下所述那樣規(guī)定。此外，如上所述，在第一模型中，使堆焊部30a、30b的前后方向上的位置發(fā)生各種變化。

(分析模型的構(gòu)成)

·接合金屬構(gòu)件

材質(zhì)：鋼

厚度：2.6mm

高度(第一方向D1的長(zhǎng)度)：80mm

左右方向(第二方向D2)的長(zhǎng)度：70mm

前后方向(參照?qǐng)D4)的長(zhǎng)度：80mm

孔41a的位置：側(cè)壁部121a的中央

孔41b的位置：側(cè)壁部121b的中央

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·基底金屬構(gòu)件

材質(zhì)：鋼

厚度：2.6mm

高度(第一方向D1的長(zhǎng)度)：50mm

左右方向(第二方向D2)的長(zhǎng)度：300mm

前后方向(參照?qǐng)D4)的長(zhǎng)度：150mm

孔42a、42b的中心間距離：230mm

孔43a、43b的中心間距離：230mm

孔44a、44b的中心間距離：230mm

孔45a、45b的中心間距離：230mm

孔42a、43a的中心間距離：100mm

孔42b、43b的中心間距離：100mm

從表面14a到孔44a、44b、45a、45b的中心的上下方向的距離：25mm

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·焊道

寬度(除了從對(duì)接端部32a、32b(參照?qǐng)D4)向前方突出的部分以外的部分的寬度)：4.3mm

高度(除了從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分以外的部分的高度)：5.0mm

寬度(從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分的寬度)：10.6mm

高度(從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分的高度)：2.2mm

從對(duì)接端部32a、32b的突出量(距離L_W)：13.7mm

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·堆焊部(第一模型)

寬度：6.0mm

高度：2.0mm

長(zhǎng)度：10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、19.8mm、23.6mm、26.0mm、28.0mm

堆焊部30a的左右方向的位置：堆焊部30a的中心線與對(duì)接側(cè)面322a(參照?qǐng)D4)的左緣一致

堆焊部30b的左右方向的位置：堆焊部30b的中心線與對(duì)接側(cè)面322b(參照?qǐng)D4)的右緣一致

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

此外，對(duì)于考慮接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的材料的屈服而進(jìn)行了分析的情況以及不考慮屈服進(jìn)行了分析的情況來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生于第一模型的應(yīng)力與產(chǎn)生于第二模型的應(yīng)力的大小關(guān)系不變。因此，在相對(duì)地評(píng)價(jià)產(chǎn)生于第一模型的最大主應(yīng)力與產(chǎn)生于第二模型的最大主應(yīng)力的大小關(guān)系的情況下，可以不考慮材料有無(wú)屈服。由此，本模擬為了使分析簡(jiǎn)單而不考慮接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的材料的屈服進(jìn)行了彈性分析。另外，在如上所述相對(duì)地評(píng)價(jià)最大主應(yīng)力的大小關(guān)系的情況下，可以不考慮材料的屈服，因此通過本模擬能夠?qū)邆溆腥我饪估瓘?qiáng)度的接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià)。即，通過本模擬，例如既能夠?qū)κ褂昧丝估瓘?qiáng)度為270MPa的材料的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià)，又能夠?qū)κ褂昧丝估瓘?qiáng)度為1500MPa的材料的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖10A表示堆焊部30a(參照?qǐng)D4)每個(gè)長(zhǎng)度的堆焊部30a的前端位置與產(chǎn)生于對(duì)接端部32a附近的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系。此外，堆焊部30a的前端位置是指在前后方向以對(duì)接端部32a(參照?qǐng)D4)為基準(zhǔn)時(shí)的堆焊部30a的前端的位置。圖10A中，在堆焊部30a的前端位于比對(duì)接端部32a更前方的情況下，堆焊部30a的前端位置以正值來(lái)表示；在堆焊部30a的前端位于比對(duì)接端部32a更后方的情況下，堆焊部30a的前端位置以負(fù)值來(lái)表示。例如，就圖4所示的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A來(lái)說(shuō)，由于堆焊部30a的前端位于比對(duì)接端部32a更前方，因此堆焊部30a的前端位置以正值來(lái)表示。另外，圖10A中，以虛線表示不具有堆焊部30a、30b的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值(830MPa)。此外，雖然省略說(shuō)明，但堆焊部30b的前端位置與產(chǎn)生于對(duì)接端部32b附近的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系也與圖10A所示的關(guān)系是相同的關(guān)系。

圖10B表示堆焊部30a(參照?qǐng)D4)每個(gè)長(zhǎng)度的堆焊部30a的后端位置與產(chǎn)生于對(duì)接端部32a附近的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系。此外，堆焊部30a的后端位置是指在前后方向以對(duì)接端部32a(參照?qǐng)D4)為基準(zhǔn)時(shí)的堆焊部30a的后端的位置。圖10B中，在堆焊部30a的后端位于比對(duì)接端部32a更前方的情況下，堆焊部30a的后端位置以正值來(lái)表示；在堆焊部30a的后端位于比對(duì)接端部32a更后方的情況下，堆焊部30a的后端位置以負(fù)值來(lái)表示。例如，就圖4所示的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A來(lái)說(shuō)，由于堆焊部30a的后端位于比對(duì)接端部32a更后方，因此堆焊部30a的后端位置以負(fù)值來(lái)表示。另外，圖10B中也與圖10A同樣地，以虛線來(lái)表示不具有堆焊部30a、30b的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值(830MPa)。此外，雖然省略說(shuō)明，但堆焊部30b的后端位置與產(chǎn)生于對(duì)接端部32b附近的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系也與圖10B所示的關(guān)系是相同的關(guān)系。

由圖10A和圖10B可知：根據(jù)本發(fā)明，通過適當(dāng)設(shè)定堆焊部30a、30b的前端位置和后端位置，能夠降低對(duì)接面32的對(duì)接端部32a、32b處的最大主應(yīng)力的最大值。具體來(lái)說(shuō)，由圖10A可知：就算是在堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度短至10.0mm的情況下，通過將堆焊部30a、30b的前端位置設(shè)定為8.0mm以下、優(yōu)選設(shè)定為7.0mm以下，也能夠比沒有堆焊部時(shí)更可靠地降低最大主應(yīng)力的最大值。另外，可知：通過將堆焊部30a、30b的前端位置設(shè)定為0～6.0mm、優(yōu)選設(shè)定為0～4.0mm、更優(yōu)選設(shè)定為2.0～4.0mm，能夠充分地降低最大主應(yīng)力的最大值。另外，由圖10B可知：不論堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，通過使堆焊部30a、30b的后端位置為-3.6mm以下，能夠比沒有堆焊部時(shí)降低最大主應(yīng)力的最大值。另外，由圖10A和圖10B可知：當(dāng)堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為14.0mm以上時(shí)，應(yīng)力低減效果變得特別大；當(dāng)堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為19.8mm以上時(shí)，應(yīng)力低減效果基本相同。由此可知，優(yōu)選將堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度設(shè)定為14.0mm以上；為了最大限度地發(fā)揮本發(fā)明的效果，更優(yōu)選將堆焊部的長(zhǎng)度設(shè)置為19.8mm以上。

(基于模擬的研究2)

參照?qǐng)D10A，上述模擬中，在堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為10.0mm的情況下，當(dāng)堆焊部30a、30b的前端位置為3.0mm時(shí)，最大主應(yīng)力的最大值減少到760MPa。如上所述，不具有堆焊部的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值為830MPa。因此，可知：通過設(shè)置堆焊部30a、30b，最大主應(yīng)力的最大值最大減少70MPa。在將此時(shí)的最大主應(yīng)力的最大值的減少率(相對(duì)于不具有堆焊部的分析模型的最大主應(yīng)力的最大值的減少率)設(shè)定為100％的情況下，減少率為30％(減少21MPa)時(shí)的堆焊部30a、30b的前端位置為-2.5mm和7.0mm。即，在堆焊部30a、30b的前端位置為-2.5mm～7.0mm的范圍的情況下，能夠?qū)⒆畲笾鲬?yīng)力的最大值的減少率(以下簡(jiǎn)稱為減少率)設(shè)定為30％以上。即，用于使減少率為30％以上的堆焊部30a、30b的前端位置的下限為-2.5mm，上限為7.0mm。

同樣地，在堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為12.0mm的情況下，當(dāng)堆焊部30a、30b的前端位置為3.0mm時(shí)，最大主應(yīng)力的最大值減少到752MPa。如上所述，不具有堆焊部的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值為830MPa。因此，可知：通過設(shè)置堆焊部30a、30b，最大主應(yīng)力的最大值最大減少78MPa。通過將此時(shí)的減少率設(shè)定為100％，減少率為30％(減少23.4MPa)時(shí)的堆焊部30a、30b的前端位置為-2.3mm和8.7mm。即，用于使減少率為30％以上的堆焊部30a、30b的前端位置的下限為-2.3mm，上限為8.7mm。

雖然省略詳細(xì)說(shuō)明，但就堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為14.0mm、16.0mm、19.8mm、23.6mm、28.0mm的情況，對(duì)用于使減少率為50％以上、75％以上和90％以上的堆焊部30a、30b的位置也同樣地進(jìn)行了研究。此外，上述的第一模型中，將基底金屬構(gòu)件14的厚度設(shè)定為3.5mm和3.0mm，并進(jìn)行了與上述的模擬相同的模擬。而且，對(duì)于減少率與堆焊部30a、30b之間的關(guān)系進(jìn)行了相同的研究。此外，在基底金屬構(gòu)件14的厚度為3.5mm和3.0mm的情況下，將堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度設(shè)定為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、20.0mm、24.0mm、28.0mm。將這些研究結(jié)果和基底金屬構(gòu)件14的厚度為2.6mm時(shí)的研究結(jié)果一起表示在圖11A～圖14D中。

由圖11A可知：不論基底金屬構(gòu)件14的厚度和堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，只要堆焊部30a、30b的前端位置的下限為-1.9mm以上，就能夠使減少率至少為30％。換言之，通過使(A)堆焊部30a、30b的前端位于比從對(duì)接端部32a、32b向后方1.9mm的位置更前方，能夠?qū)崿F(xiàn)至少30％的減少率。另外，由圖11B、11C、11D可知：優(yōu)選使堆焊部30a、30b的前端位于比從對(duì)接端部32a、32b向后方0.4mm的位置更前方，更優(yōu)選使之位于比從對(duì)接端部32a、32b向前方0.7mm的位置更前方，進(jìn)一步優(yōu)選使之位于比對(duì)接端部32a、32b向前方1.7mm的位置更前方。

由圖12A可知：減少率為30％時(shí)的堆焊部30a、30b的前端位置的上限隨著堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加而上升。這樣的關(guān)系如圖12B和圖12C所示在減少率為50％和75％的情況下也可得以確認(rèn)。另一方面，如圖12D所示，在減少率為90％情況下，就算堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加，堆焊部30a、30b的前端位置的上限也不會(huì)大幅上升。具體來(lái)說(shuō)，不論堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，在堆焊部30a、30b的前端位置的上限為7.5mm以下的情況下，能夠使減少率至少為90％。由圖12D所示的結(jié)果可知：通過使堆焊部30a、30b的前端位于比從對(duì)接端部32a、32b(參照?qǐng)D4)向前方7.5mm的位置更后方、更優(yōu)選使之位于比從對(duì)接端部32a、32b向前方7.0mm的位置更后方，能夠充分地減少最大主應(yīng)力的最大值。

由圖13A可知：減少率為30％時(shí)的堆焊部30a、30b的后端位置的下限隨著堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加而降低。這樣的關(guān)系如圖13B、13C、13D所示在減少率為50％、75％和90％的情況下也可得以確認(rèn)。

另外，如圖14B、14C、14D所示，減少率為50％、75％和90％時(shí)的堆焊部30a、30b的后端位置的上限隨著堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加而降低。另一方面，如圖14A所示，在減少率為30％時(shí)，就算堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加，堆焊部30a、30b的后端位置的上限也不會(huì)大幅降低。

此外，由圖14A可知：在基底金屬構(gòu)件14的板厚為2.6mm的情況下，不論堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，只要堆焊部30a、30b的后端位置的上限為-7.0mm以下，就能夠使減少率至少為30％。在此，就產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b的附近的最大主應(yīng)力的最大值來(lái)說(shuō)，與基底金屬構(gòu)件14的厚度為3.5mm時(shí)相比，基底金屬構(gòu)件14的厚度為3.0mm時(shí)高，與基底金屬構(gòu)件14的厚度為3.0mm時(shí)相比，基底金屬構(gòu)件14的厚度為2.6mm時(shí)高。因此，特別是在基底金屬構(gòu)件14的厚度小的情況下，優(yōu)選增大減少率。從該觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選將堆焊部30a、30b的后端位置的上限設(shè)置為-7.0mm以下。換言之，通過使(B)堆焊部30a、30b的后端位于比從對(duì)接端部32a、32b向后方7.0mm的位置更后方，能夠?qū)崿F(xiàn)至少30％的減少率。由此，由于能夠充分地降低產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力的最大值，因此就算是在基底金屬構(gòu)件14的厚度小的情況下，也能夠充分地確保焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10的疲勞強(qiáng)度。

基于上述(A)、(B)，可以說(shuō)：為了更可靠地實(shí)現(xiàn)30％以上的減少率，堆焊部30a、30b優(yōu)選至少遍及地設(shè)置在從對(duì)接端部32a、32b向后方分開1.9mm到7.0mm的位置。

另外，從進(jìn)一步提高改善率的90％來(lái)考慮，如圖11D、圖12D所示，堆焊部前端位置的上限、下限均為正值。另外，如圖13D、圖14D所示，堆焊部后端位置的上限、下限均為負(fù)值。由此，可以說(shuō)：為了實(shí)施更好的改善，堆焊部30a、30b優(yōu)選以跨過對(duì)接端部32a、32b的方式設(shè)置。

(基于模擬的研究3)

以下，對(duì)使用了計(jì)算機(jī)的模擬結(jié)果和第二實(shí)施方式的構(gòu)成的效果進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明。在該模擬中，制作與以圖6～9進(jìn)行了說(shuō)明的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B具有相同構(gòu)成的分析模型(以下也稱為第三模型)。而且，第三模型中是使堆焊部30a、30b的前后方向上的位置和長(zhǎng)度變化來(lái)求出產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力。另外，為了比較，制作不具有堆焊部30a、30b的分析模型(以下也稱為第四模型)，求出產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力。

此外，第三模型和第四模型都在圖6和圖7中以虛線的圈41a、41b、42a、42b、43a、43b、44a、44b、45a、45b所示的位置形成了孔(以下將以虛線表示的這些圈分別稱為孔)。模擬中，在孔42a、42b、43a、43b、44a、44b、45a、45b分別配置固定夾具(剛性體)，并固定基底金屬構(gòu)件14。然后，在孔41a、41b中通過圓柱狀構(gòu)件(剛性體)，借由該構(gòu)件將板狀部121(接合金屬構(gòu)件12)向與板狀部141的表面14a垂直的方向以2.0kN的力拉伸。

第三模型和第四模型的構(gòu)成均規(guī)定如下。此外，如上所述，在第三模型中，使堆焊部30a、30b的前后方向上的位置發(fā)生各種變化。

(分析模型的構(gòu)成)

·接合金屬構(gòu)件

材質(zhì)：鋼

厚度：2.6mm

高度(第一方向D1的長(zhǎng)度)：80mm

左右方向(第二方向D2)的長(zhǎng)度：70mm

前后方向(參照?qǐng)D9)的長(zhǎng)度：80mm

孔41a的位置：側(cè)壁部121a的中央

孔41b的位置：側(cè)壁部121b的中央

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·基底金屬構(gòu)件

材質(zhì)：鋼

厚度：2.0m

高度(第一方向D1的長(zhǎng)度)：50mm

左右方向(第二方向D2)的長(zhǎng)度：300mm

前后方向(參照?qǐng)D9)的長(zhǎng)度：150mm

孔42a、42b的中心間距離：230mm

孔43a、43b的中心間距離：230mm

孔44a、44b的中心間距離：230mm

孔45a、45b的中心間距離：230mm

孔42a、43a的中心間距離：100mm

孔42b、43b的中心間距離：100mm

從表面14a到孔44a、44b、45a、45b的中心的上下方向的距離：25mm

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·焊道

寬度(除了從對(duì)接端部32a、32b(參照?qǐng)D9)向前方突出的部分以外的部分的寬度)：4.3mm

高度(除了從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分以外的部分的高度)：5.0mm

寬度(從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分的寬度)：10.6mm

高度(從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分的高度)：2.2mm

從對(duì)接端部32a、32b的突出量(距離L_W)：13.7mm

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·堆焊部(第三模型)

寬度：6.0mm

高度：2.0mm

長(zhǎng)度：6.0mm、10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、20.0mm、24.0mm、28.0mm

堆焊部30a的左右方向的位置：堆焊部30a的中心線與對(duì)接側(cè)面322a(參照?qǐng)D9)的左緣一致

堆焊部30b的左右方向的位置：堆焊部30b的中心線與對(duì)接側(cè)面322b(參照?qǐng)D9)的右緣一致

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

此外，對(duì)于考慮接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的材料的屈服而進(jìn)行了分析的情況以及和不考慮屈服進(jìn)行了分析的情況來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生于第三模型的應(yīng)力與產(chǎn)生于第四模型的應(yīng)力的大小關(guān)系不變。因此，在相對(duì)地評(píng)價(jià)產(chǎn)生于第三模型的最大主應(yīng)力與產(chǎn)生于第四模型的最大主應(yīng)力的大小關(guān)系的情況下，可以不考慮材料有無(wú)屈服。由此，本模擬為了使分析簡(jiǎn)單而不考慮接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的材料的屈服進(jìn)行了彈性分析。另外，在如上所述相對(duì)地評(píng)價(jià)最大主應(yīng)力的大小關(guān)系的情況下，也可以不考慮材料的屈服，因此通過本模擬能夠?qū)邆溆腥我饪估瓘?qiáng)度的接合金屬構(gòu)件12和基底金屬構(gòu)件14的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià)。即，通過本模擬，例如既能夠?qū)κ褂昧丝估瓘?qiáng)度為270MPa的材料的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià)，又能夠?qū)κ褂昧丝估瓘?qiáng)度為1500MPa的材料的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖15A表示堆焊部30a(參照?qǐng)D9)每個(gè)長(zhǎng)度的堆焊部30a的前端位置與產(chǎn)生于焊道端部24a附近的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系。此外，堆焊部30a的前端位置是指在前后方向以焊道端部24a(參照?qǐng)D9)為基準(zhǔn)時(shí)的堆焊部30a的前端的位置。圖15A中，在堆焊部30a的前端位于比焊道端部24a更前方的情況下，將堆焊部30a的前端位置以正值來(lái)表示，在堆焊部30a的前端位于比焊道端部24a更后方的情況下，將堆焊部30a的前端位置以負(fù)值來(lái)表示。例如，就圖9所示的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B來(lái)說(shuō)，由于堆焊部30a的前端位于比焊道端部24a更前方，因此堆焊部30a的前端位置以正值來(lái)表示。另外，圖15A中，以虛線來(lái)表示不具有堆焊部30a、30b的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值(1273MPa)。此外，雖然省略說(shuō)明，但堆焊部30b的前端位置與產(chǎn)生于焊道端部24b附近的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系也與圖15A所示的關(guān)系為相同的關(guān)系。

圖15B表示堆焊部30a(參照?qǐng)D9)每個(gè)長(zhǎng)度的堆焊部30a的后端位置與產(chǎn)生于焊道端部24a附近的最大主應(yīng)力的最大值之間的關(guān)系。此外，堆焊部30a的后端位置是指在前后方向以焊道端部24a(參照?qǐng)D9)為基準(zhǔn)時(shí)的堆焊部30a的后端的位置。圖15B中，堆焊部30a的后端位于比焊道端部24a更前方的情況下，將堆焊部30a的后端位置以正值來(lái)表示，在堆焊部30a的后端比焊道端部24a更后方的情況下，將堆焊部30a的后端位置以負(fù)值來(lái)表示。例如，就圖9所示的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10B來(lái)說(shuō)，由于堆焊部30a的后端位于比焊道端部24a更后方，因此堆焊部30a的后端位置以負(fù)值來(lái)表示。另外，圖15B中也與圖15A同樣地，以虛線來(lái)表示不具有堆焊部30a、30b的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值(1273MPa)。此外，雖然省略說(shuō)明，但堆焊部30b的后端位置與產(chǎn)生于焊道端部24b附近的最大主應(yīng)力之間的最大值的關(guān)系也與圖15B所示的關(guān)系為相同的關(guān)系。

由圖15A和圖15B可知：根據(jù)本發(fā)明，通過適當(dāng)設(shè)定堆焊部30a、30b的前端位置和后端位置，能夠降低焊道端部24a、24b中的最大主應(yīng)力的最大值。具體來(lái)說(shuō)，由圖15A可知：就算是在堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度短至6.0mm的情況下，通過將堆焊部30a、30b的前端位置設(shè)定為-1.7mm以上且4.7mm以下，也能夠比沒有堆焊部時(shí)更可靠地降低最大主應(yīng)力的最大值。另外，可知：通過將堆焊部30a、30b的前端位置設(shè)定為-0.1mm～3.7mm、優(yōu)選設(shè)定為0.5mm～3.0mm、更優(yōu)選設(shè)定為1.0mm～2.4mm，能夠充分地降低最大主應(yīng)力的最大值。另外，由圖15B可知：不論堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，通過將堆焊部30a、30b的后端位置設(shè)置為-1.3mm以下，能夠比沒有堆焊部時(shí)降低最大主應(yīng)力的最大值。

(基于模擬的研究4)

參照?qǐng)D15A，上述的模擬中，在堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為6.0mm的情況下，當(dāng)堆焊部30a、30b的前端位置為1.3mm時(shí)，最大主應(yīng)力的最大值減少到958MPa。如上所述，不具有堆焊部的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值為1273MPa。因此，可知：通過設(shè)置堆焊部30a、30b，最大主應(yīng)力的最大值最大減少315MPa。在將此時(shí)的最大主應(yīng)力的最大值的減少率(相對(duì)于不具有堆焊部的分析模型的最大主應(yīng)力的最大值的減少率)設(shè)定為100％的情況下，減少率為30％(減少95MPa)時(shí)的堆焊部30a、30b的前端位置為-0.5mm和4.1mm。即，在堆焊部30a、30b的前端位置為-0.5mm～4.1mm的范圍的情況下，能夠使最大主應(yīng)力的最大值的減少率(以下簡(jiǎn)稱為減少率)設(shè)定為30％以上。即，用于使減少率為30％以上的堆焊部30a、30b的前端位置的下限為-0.5mm，上限為4.1mm。

同樣地，在堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為10.0mm的情況下，當(dāng)堆焊部30a、30b的前端位置為2.3mm時(shí)，最大主應(yīng)力的最大值減少到940MPa。如上所述，不具有堆焊部的分析模型中的最大主應(yīng)力的最大值為1273MPa。因此，可知：通過設(shè)置堆焊部30a、30b，最大主應(yīng)力的最大值最大減少333MPa。在將此時(shí)的減少率設(shè)定為100％的情況下，減少率為30％(減少100MPa)時(shí)的堆焊部30a、30b的前端位置為-0.3mm和7.6mm。即，用于使減少率為30％以上的堆焊部30a、30b的前端位置的下限為-0.3mm，上限為7.6mm。

雖然省略詳細(xì)說(shuō)明，但就堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度為12.0mm、14.0mm、16.0mm、20.0mm、24.0mm、28.0mm的情況，對(duì)用于使減少率為50％以上、75％以上和90％以上的堆焊部30a、30b的位置也同樣地進(jìn)行了研究。進(jìn)而，上述的第三模型中，將基底金屬構(gòu)件14的厚度設(shè)定為2.3mm、1.6mm和1.2mm，并進(jìn)行了與上述的模擬相同的模擬。并且，對(duì)于減少率與堆焊部30a、30b之間的關(guān)系進(jìn)行了相同的研究。此外，就基底金屬構(gòu)件14的厚度為2.3mm、1.6mm和1.2mm的情況，也將堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度設(shè)定為6.0mm、10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、20.0mm、24.0mm、28.0mm。將這些研究結(jié)果與基底金屬構(gòu)件14的厚度為2.0mm時(shí)的研究結(jié)果一起表示在圖16A～圖19D中。

由圖16A可知：不論基底金屬構(gòu)件14的厚度和堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，只要堆焊部30a、30b的前端位置的下限為-0.1mm以上，就能夠使減少率至少為30％。換言之，通過使(C)堆焊部30a、30b的前端位于比從焊道端部24a、24b(參照?qǐng)D9)向后方0.1mm的位置更前方，能夠?qū)崿F(xiàn)至少30％的減少率。另外，由圖16B～圖16D可知：優(yōu)選使堆焊部30a、30b的前端位于比從焊道端部24a、24b向前方0.3mm的位置更前方，更優(yōu)選使之位于比從焊道端部24a、24b向前方1.2mm的位置更前方，進(jìn)一步優(yōu)選使之位于比焊道端部24a、24b向前方1.9mm的位置更前方。

由圖17A可知：減少率為30％時(shí)的堆焊部30a、30b的前端位置的上限隨著堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加而上升。這樣的關(guān)系如圖17B所示在減少率為50％的情況下也能夠確認(rèn)。另一方面，如圖17C、圖17D所示，在減少率為75％和90％的情況下，就算堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加，堆焊部30a、30b的前端位置的上限也不會(huì)大幅上升。具體來(lái)說(shuō)，不論堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，在堆焊部30a、30b的前端位置的上限為2.3mm以下的情況下，能夠使減少率為90％。

由圖18A可知：減少率為30％時(shí)的堆焊部30a、30b的后端位置的下限隨著堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加而降低。這樣的關(guān)系如圖18B～圖18D所示在減少率為50％、75％和90％的情況下也可得以確認(rèn)。

由圖19A、圖19B可知：減少率為30％或50％時(shí)的堆焊部30a、30b的后端位置的上限基本固定。另一方面，由圖19C、圖19D可知：減少率為75％或90％時(shí)的堆焊部30a、30b的后端位置的上限隨著堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度增加而降低。

此外，由圖19A可知：不論基底金屬構(gòu)件14的板厚和堆焊部30a、30b的長(zhǎng)度如何，只要堆焊部30a、30b的后端位置的上限為-3.0mm以下，就能夠使減少率至少為30％。換言之，通過使(D)堆焊部30a、30b的后端位于比從焊道端部24a、24b向后方3.0mm的位置更后方，能夠?qū)崿F(xiàn)至少30％的減少率。由此，能夠充分地降低產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力的最大值，因此就算是在基底金屬構(gòu)件14的厚度小的情況下，也能夠充分地確保焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10的疲勞強(qiáng)度。

根據(jù)上述(C)、(D)，可以說(shuō)：為了更可靠地實(shí)現(xiàn)30％以上的減少率，堆焊部30a、30b優(yōu)選至少遍及地設(shè)置在從焊道端部向后方分開0.1mm到3.0mm的位置。

另外，從進(jìn)一步提高改善率的90％考慮，如圖16D、圖17D所示，堆焊部前端位置的上限、下限均為正值。另外，如圖18D、圖19D所示，堆焊部后端位置的上限、下限均為負(fù)值。由此，可以說(shuō)：為了實(shí)施更好的改善，堆焊部30a、30b優(yōu)選以跨過焊道端部24a、24b的方式設(shè)置。

(基于模擬的研究5)

以下，對(duì)使用了計(jì)算機(jī)的模擬結(jié)果和使基底金屬構(gòu)件14的板厚發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力與產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。該模擬中，制作與以圖1～圖4進(jìn)行了說(shuō)明的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件10A相同的構(gòu)成并且不具有堆焊部30a、30b的分析模型(以下稱為第五模型)，求出產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力和產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力。

此外，第五模型在圖1和圖2中以虛線的圈41a、41b、42a、42b、43a、43b、44a、44b、45a、45b所示的位置形成孔(以下將以虛線所示的這些圈分別稱為孔)。在模擬中，在孔42a、42b、43a、43b、44a、44b、45a、45b分別配置固定夾具(剛性體)，并固定基底金屬構(gòu)件14。然后，在孔41a、41b中通過圓柱狀的構(gòu)件(剛性體)，借由該構(gòu)件將板狀部121(接合金屬構(gòu)件12)向與板狀部141的表面14a垂直的方向以2.0kN的力拉伸。

第五模型的構(gòu)成規(guī)定如下。此外，如上所述，使基底金屬構(gòu)件14的板厚發(fā)生各種變化。

(分析模型的構(gòu)成)

·接合金屬構(gòu)件

材質(zhì)：鋼

厚度：2.6mm

高度(第一方向D1的長(zhǎng)度)：80mm

左右方向(第二方向D2)的長(zhǎng)度：70mm

前后方向(參照?qǐng)D9)的長(zhǎng)度：80mm

孔41a的位置：側(cè)壁部121a的中央

孔41b的位置：側(cè)壁部121b的中央

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·基底金屬構(gòu)件

材質(zhì)：鋼

厚度：1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.3mm、2.6mm、3.0mm、3.5mm

高度(第一方向D1的長(zhǎng)度)：50mm

左右方向(第二方向D2)的長(zhǎng)度：300mm

前后方向(參照?qǐng)D9)的長(zhǎng)度：150mm

孔42a、42b的中心間距離：230mm

孔43a、43b的中心間距離：230mm

孔44a、44b的中心間距離：230mm

孔45a、45b的中心間距離：230mm

孔42a、43a的中心間距離：100mm

孔42b、43b的中心間距離：100mm

從表面14a到孔44a、44b、45a、45b的中心的上下方向的距離：25mm

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

·焊道

寬度(除了從對(duì)接端部32a、32b(參照?qǐng)D9)向前方突出的部分以外的部分的寬度)：4.3mm

高度(除了從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分以外的部分的高度)：5.0mm

寬度(從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分的寬度)：10.6mm

高度(從對(duì)接端部32a、32b向前方突出的部分的高度)：2.2mm

從對(duì)接端部32a、32b的突出量(距離L_W)：10.4mm、13.7mm、17.0mm、20.0mm

楊氏模量：210000MPa

泊松比：0.3

就從焊道的對(duì)接端部32a、32b的突出量(距離L_W)為10.4mm、13.7mm、17.0mm、20.0mm的情況，將對(duì)使基底金屬構(gòu)件14的板厚發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力與產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力進(jìn)行了模擬的結(jié)果表示于圖20、圖21、圖22、圖23?？芍a(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力和產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力的大小關(guān)系與板厚以及從焊道的對(duì)接端部32a、32b的突出量(距離L_W)具有相關(guān)關(guān)系。此外，圖24表示產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力和產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力一致的基底金屬構(gòu)件14的板厚與從焊道的對(duì)接端部32a、32b的突出量(距離L_W)之間的關(guān)系。由圖24可知：產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力和產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力一致的條件是基底金屬構(gòu)件14的板厚T(mm)滿足下述式(C)的情況。

-0.125L_W+4.06mm＝Tmm式(C)

由該結(jié)果可知：當(dāng)式(C)的右邊比左邊大時(shí)，產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力比產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力大，優(yōu)選在對(duì)接端部32a、32b附近設(shè)置堆焊部30a、30b。另外，可知：在式(C)的右邊比左邊小時(shí)，產(chǎn)生于焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力比產(chǎn)生于對(duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力大，優(yōu)選在焊道端部24a、24b附近設(shè)置堆焊部30a、30b。

特別在，當(dāng)上述的式(C)的左邊的值與右邊的值接近時(shí)，優(yōu)選在焊道端部24a、24b附近和對(duì)接端部32a、32b附近這雙方設(shè)置堆焊部30a、30b；就算是在上述的式(C)的右邊的值比左邊的值大的情況下，在最大主應(yīng)力大的對(duì)接端部32a、32b附近設(shè)置堆焊部，結(jié)果也是焊道端部24a、24b附近的最大主應(yīng)力變大，這是因?yàn)榻档蛯?duì)接端部32a、32b附近的最大主應(yīng)力是提高疲勞強(qiáng)度的對(duì)策。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，可以提供在具有T字形狀接合部的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件中能夠容易地提高疲勞強(qiáng)度的構(gòu)成。

符號(hào)說(shuō)明

10A、10A’、10B 焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)件

12 接合金屬構(gòu)件

121 板狀部

121a、121b 側(cè)壁部

121c 底壁部

14 基底金屬構(gòu)件

14a 表面(第一面)

14b 背面(第二面)

141 板狀部

141a、141b 側(cè)壁部

141c 頂板部

24 焊道

24a、24b 焊道端部

241a、241b 側(cè)壁道部

241c 底壁道部

30a、30b 堆焊部

32 對(duì)接面

32a、32b 對(duì)接端部

322a、322b 對(duì)接側(cè)面

322c 對(duì)接底面