JP3772731B2 - Lap joint structure using aluminum base metal and its welding method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム系母材を用いた重ね継手の構造とその溶接方法に関し、特にミグ溶接法をもってアルミニウム系母材を溶接してなる重ね継手の構造とその溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
図3に示すように、例えば鋼板等を用いて断面コ字状をなすいわゆるチャンネル状素材11,12をプレス成形した上で、二つのチャンネル状素材11,12同士を溶接継手とするべくミグ溶接法によるすみ肉溶接にて互いに溶接接合して矩形閉断面構造の構造部材10とすることが行われる。なお、すみ肉溶接による溶接部を符号13で示す。この場合に、その溶接部13における合わせ面同士の隙間寸法Cのばらつきを考慮してその隙間寸法Cが0〜1.0mm程度のものとなるように予めプレス成形時の寸法精度を管理すれば良好な溶接が可能であり、構造部材としての溶接強度も特に問題はないとされている。なお、上記のような閉断面構造の構造部材10は例えば自動車の車体の骨格部材として使用される。
【0003】
その一方、アルミニウム板を母材として用いて図3と同様の形態で矩形閉断面構造の構造部材とする場合に、その溶接部13における合わせ面の隙間寸法Cを鋼板の場合と同様に0〜1.0mm程度のものとなるように管理すると、特にその隙間寸法Cが0.5mm以下の部位では溶接時にブローホールの発生が顕著となり、溶接強度が著しく低下してしまうという傾向がある。これは、溶接部13における合わせ面同士のなす隙間寸法Cが小さすぎて、その合わせ面同士のなす隙間での溶け込みもしくは溶着が不十分となることに基づくものと推測される。
【0004】
そこで、アルミニウム板を母材とするチャンネル状素材を用いることを前提として、ブローホールの発生を抑制しながら構造部材としての溶接強度を維持するためには、上記の溶接合わせ面同士の隙間寸法Cを一定の値に維持する必要があるが、各チャンネル状素材を通常のプレス工法にて成形した場合に、全ての部位において上記のばらつきを含めた隙間寸法Cを0.5mm以上で1.0mm以下に維持することは不可能であった。
【0005】
本発明はこのような従来の課題に着目してなされたもので、アルミニウム板を母材として用いて溶接継手とするにあたり、その溶接部となるべき合わせ面同士の隙間寸法のばらつきをある程度許容しつつも、ブローホールの発生を抑制して溶接強度の向上と安定化を可能とした継手構造とその溶接方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、アルミニウム系母材の一部を重ね合わせた上でミグ溶接法によりすみ肉溶接を施した重ね継手の構造であって、互いに重ね合わされることになるいずれか一方の合わせ面に、すみ肉となるべき領域に向かって開口する凹溝を予め溶接方向に沿って断続的に形成したことを特徴としている。
【0007】
また、請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明を製法的な面からとらえたものであって、アルミニウム系母材の一部を重ね合わせた上でミグ溶接法によりすみ肉溶接を施して重ね継手とするにあたり、互いに重ね合わされることになるいずれか一方の合わせ面に、すみ肉となるべき領域に向かって開口する凹溝を予め溶接方向に沿って断続的に形成しておき、この凹溝の開口部を隠蔽するようにしてすみ肉溶接を施すことを特徴としている。
【0008】
したがって、請求項1,2に記載の発明では、アルミニウム系母材同士の合わせ面のなす隙間寸法がばらついたとしても、溶接方向に沿って予め断続的に凹溝が形成されていることから、合わせ面同士のなす隙間寸法の大小にかかわらず少なくとも凹溝の深さに相当する隙間が溶接方向で断続的に確保されていることになる。そのため、溶接合わせ面同士の隙間寸法のばらつきを許容しながらも、ミグ溶接による連続溶接としてすみ肉溶接を施した場合のブローホールの発生が抑制されるとともに、合わせ面同士の溶け込みもしくは溶着が確実に行われて、必要十分な溶接強度を確保できることになる。
【0009】
【発明の効果】
請求項1,2に記載の発明によれば、アルミニウム系母材にミグ溶接を施して重ね継手とするに際して、いずれか一方の合わせ面に溶接方向に沿って予め凹溝を断続的に形成したものであるから、合わせ面同士のなす隙間寸法を厳格に管理せずとも、その隙間寸法のばらつきを許容しつつブローホールの発生を抑制して、必要十分な溶接強度を確保できる効果がある。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1,2は本発明の好ましい実施の形態を示す図で、特に図1の(A)は図3に示したものと同様の閉断面構造の構造部材10を構成することになる断面コ字状の一方のチャンネル状素材の斜視図を、同図(B)は同図(A)におけるa部の拡大図を、さらに図2は図1の(B)における要部の平面図をそれぞれ示している。
【0011】
図1,2に示すように、アルミニウム板を母材とする一方のチャンネル状素材1は他方のチャンネル状素材2とともに予め断面コ字状に形成されているものであるが、その一方のチャンネル状素材1については、ウエブ1aの両側に直立形成されたフランジ部1b,1bの各内側面に長手方向に沿って多数の凹溝3,3…が予め形成されている。
【0012】
より詳しくは、チャンネル状素材1の各フランジ部1b,1bの先端内側面であって相手側となる他方のチャンネル状素材2のフランジ部2b,2bと重ね合わされる部分には、奥部側に向かってその溝深さdが漸次小さくなる凹溝3がフランジ部1b,1bの長手方向(溶接方向)に沿って等ピッチで断続的もしくは間歇的に形成されている。これらの多数の凹溝3,3…は、チャンネル状素材1となる前の平板の段階もしくはチャンネル状にプレス成形された段階で例えばプレスによる印圧成形をもって形成される。したがって、チャンネル状素材1の各フランジ部1b,1bの先端内側面は図2に示すように規則性をもった凹凸状の合わせ面4として形成されている。
【0013】
したがって、本実施の形態によれば、図3に示したものと同様に双方のチャンネル状素材1,2の開口部同士を互いに対向させるべく、一方のチャンネル状素材1のフランジ部1bの内側面と他方のチャンネル状素材2のフランジ部2bの外側面とを互いに重ね合わせるように相対位置決めを行った上で、すみ肉溶接の形態でフランジ部1b,1bの先端面1cに沿って各凹溝3,3…の開口部を隠蔽するべくミグ溶接による連続溶接を施す。
【0014】
なお、双方のチャンネル状素材1,2同士の溶接部となるべき合わせ面4での隙間寸法C(図1参照)は、従来と同様にばらつきを含めて0〜1.0mmの範囲内のものとなるように管理されている。
【0015】
この場合において、各フランジ部1b,1bの内側面に形成された多数の凹溝3,3…は溶接肉盛りをもって形成されるすみ肉となるべき領域に予め開口していることから、先に述べたように双方のチャンネル状素材1,2の合わせ面同士のなす隙間寸法Cがばらついたとしても、そのばらつきの程度に影響されることなく、双方の合わせ面4,4同士の間には少なくとも凹溝3,3…の深さd分の隙間が確実に確保されていることになる。すなわち、仮に双方のチャンネル状素材1…2の合わせ面4,4同士のなす隙間寸法Cがばらついて部分的に零となるようなことがあったとしても、その部分に近接する凹溝3,3…の部分では少なくとも凹溝3,3…の溝深さd分の隙間が確保されていることになる。
【0016】
その結果、上記のようにミグ溶接による連続溶接を施した場合に、溶接方向においてはその方向に沿って凹溝3,3…の深さd相当分の隙間が断続的に形成されている故に、上記隙間寸法Cの大小にかかわらず双方の合わせ面4,4同士の間での溶け込みもしくは溶着が確実に行われて、溶接強度を必要十分なものとなる。
【0017】
ここで、本実施の形態では、一方のチャンネル状素材1におけるフランジ部1bの内側面に凹溝3,3…を形成したが、これに代えて他方のチャンネル状素材2におけるフランジ部2bの外側面に凹溝3,3…を形成しても同様の効果が得られる。また、先の例ではチャンネル状素材1,2同士を突き合わせてミグ溶接を施すことにより閉断面形状の構造部材10を形成する場合の例を示したが、重ね継手の形態でさえあれば他の溶接継手にも本発明を適用することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、(A)はアルミニウム板を断面コ字状に曲折成形したチャンネル状素材の斜視図、(B)は同図(A)に示すチャンネル状素材を用いて重ね継手とする場合のa部拡大図。
【図2】図1の(B)における要部拡大平面図。
【図3】(A)はチャンネル状素材を用いた重ね継手の一例として矩形閉断面形状の構造部材を示す斜視図、(B)は同図(A)のb部拡大図。
【符号の説明】
1…チャンネル状素材(アルミニウム系母材)
1b…フランジ部
3…凹溝
2…チャンネル状素材(アルミニウム系母材)
4…合わせ面
10…構造部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a lap joint using an aluminum base material and a welding method thereof, and particularly to a structure of a lap joint formed by welding an aluminum base material by a MIG welding method and a welding method thereof.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 3, for example, a so-called channel-
[0003]
On the other hand, when the aluminum plate is used as a base material to form a structural member having a rectangular closed cross-sectional structure in the same form as in FIG. When managed so as to be about 1.0 mm, blowholes are prominent during welding particularly in the region where the gap dimension C is 0.5 mm or less, and the welding strength tends to be significantly reduced. This is presumed to be based on the fact that the gap C formed by the mating surfaces in the
[0004]
Therefore, in order to maintain the welding strength as a structural member while suppressing the occurrence of blowholes on the premise that a channel-shaped material having an aluminum plate as a base material is used, the gap dimension C between the above-mentioned welded surfaces is set. However, when each channel-shaped material is formed by a normal press method, the gap dimension C including the above-described variation is 0.5 mm or more and 1.0 mm. It was impossible to maintain below.
[0005]
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and when a welded joint is made by using an aluminum plate as a base material, a variation in gap dimension between mating surfaces to be welded portions is allowed to some extent. However, an object of the present invention is to provide a joint structure capable of improving and stabilizing the welding strength by suppressing the occurrence of blowholes and a welding method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0007]
Further, the invention described in
[0008]
Therefore, in the inventions according to
[0009]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the invention, when the aluminum base material is subjected to MIG welding to form a lap joint, a concave groove is intermittently formed in advance along the welding direction on one of the mating surfaces. Therefore, even if the gap dimension formed by the mating surfaces is not strictly managed, there is an effect that it is possible to ensure the necessary and sufficient welding strength by allowing the variation of the gap dimension and suppressing the occurrence of blowholes.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 are views showing a preferred embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1A is a U-shaped cross-section that constitutes a
[0011]
As shown in FIGS. 1 and 2, one channel-
[0012]
More specifically, on the inner surface of the front end of each
[0013]
Therefore, according to the present embodiment, the inner surface of the
[0014]
In addition, the clearance dimension C (refer FIG. 1) in the
[0015]
In this case, since the numerous
[0016]
As a result, when continuous welding by MIG welding is performed as described above, the gap corresponding to the depth d of the
[0017]
Here, in the present embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a preferred embodiment of the present invention, in which (A) is a perspective view of a channel-shaped material formed by bending an aluminum plate into a U-shaped cross section, and (B) is shown in FIG. The a section enlarged view at the time of setting it as a lap joint using a channel-shaped raw material.
FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part in FIG.
3A is a perspective view showing a structural member having a rectangular closed cross section as an example of a lap joint using a channel-shaped material, and FIG. 3B is an enlarged view of a portion b in FIG. 3A.
[Explanation of symbols]
1 ... Channel material (aluminum base material)
1b ...
4 ...
Claims (2)
互いに重ね合わされることになるいずれか一方の合わせ面に、すみ肉となるべき領域に向かって開口する凹溝を予め溶接方向に沿って断続的に形成したことを特徴とするアルミニウム系母材を用いた重ね継手構造。A structure of a lap joint in which a part of an aluminum base material is overlapped and fillet welded by MIG welding method,
An aluminum base material characterized in that, on either one of the mating surfaces to be overlapped with each other, a concave groove that opens toward the region to be filled is intermittently formed in advance along the welding direction. The lap joint structure used.
互いに重ね合わされることになるいずれか一方の合わせ面に、すみ肉となるべき領域に向かって開口する凹溝を予め溶接方向に沿って断続的に形成しておき、
この凹溝の開口部を隠蔽するようにしてすみ肉溶接を施すことを特徴とするアルミニウム系母材を用いた重ね継手の溶接方法。In making a lap joint by performing fillet welding by MIG welding method after overlapping a part of aluminum base material,
On either one of the mating surfaces that are to be overlapped with each other, a concave groove that opens toward the region that should become fillet is intermittently formed in advance along the welding direction,
A welding method for a lap joint using an aluminum base material, wherein fillet welding is performed so as to conceal the opening of the concave groove.
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