金属部件的焊接方法及焊接构造与流程

本发明涉及将镀锌钢板制的第1金属部件和与该第1金属部件相邻接的镀锌钢板制的第2金属部件进行电弧焊接的金属部件的焊接方法及焊接构造。

背景技术：

一般来说，在悬架横梁、下臂、上臂、减震器等车辆零件、以及空调箱等家电制品或建材中，为了防锈而使用在钢板的表面实施了镀锌处理的镀锌钢板。

通过电弧焊接将镀锌钢板制的两个部件接合而使用的情况下，由于电弧热，附着在钢板表面的锌在钢板熔融之前就会蒸发。也就是说，相对于铁的融点1539±3℃，锌的沸点为906℃而较低，所以锌在钢板熔融之前蒸发，锌蒸气进入焊丝等的芯线和母材(钢材)的熔融金属之中，产生气孔(blow hole)及麻点(JIS Z 3001-4焊接用语，第4部：焊接不完全部)。

产生了气孔及麻点的情况下，因为焊接缺陷，两个部件的焊接强度和刚性下降，所以施加外力时的可靠性降低，特别是使用两个部件形成闭合截面构造体的情况下，该问题更加显著。

为了防止产生气孔及麻点，可以使用特殊的焊丝或特别的电弧焊接机，但是希望不使用特殊的焊丝或特别的焊接机就能够防止产生气孔及麻点。

在此，专利文献1公开了如下的技术：如图4所示，将两个部件81、82组合而形成闭合截面构造体83(电池容器)的情况下，使形成于一个部件81的突缘部81a和形成于另一个部件82的突缘部82a接触，对各突缘部81a、82a的外端面进行微电弧焊接。

在该专利文献1所公开的以往构造中，从2个突缘部81a、82a重合而成的前端部开始仅进行电弧焊接，就能够使闭合截面84内成为密闭状态。在该专利文献1中没有公开两个部件81、82的材质，但是这两个部件81、82使用镀锌钢板的情况下，进行电弧焊接时产生的锌蒸气会留在熔融金属内，所以无法防止焊接时的气孔及麻点的产生。

此外，专利文献2公开了如下的技术：如图5所示，将不锈钢制的顶板91和不锈钢制的侧板92组合而形成洗碗机外壳93的情况下，设置从顶板91向下方一体地弯折形成的突缘部91a和从侧板92的顶部朝向下方一体地弯折形成的突缘部92a，使这两个突缘部91a、92a接触，对这些各突缘部91a、92a的重合部前端进行氩弧焊接(也称作惰性气体电弧焊接，是在惰性气体中产生电弧的焊接方法)而形成焊接部94。

在该专利文献2中，将顶板91及侧板92的材料从不锈钢替换为镀锌钢板的情况下，与上述同样，进行电弧焊接时产生的锌蒸气留在熔融金属内，所以无法抑制焊接部94中的气孔及麻点的产生。

此外，上述专利文献2所公开的以往的构造是所谓的卷边焊接(edge weld，将钢板弯曲成突缘状，对其端面进行焊接)，并没有启示本发明的技术思想。

专利文献1：日本特表2007-506241号公报

专利文献2：日本专利第4011901号公报

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种金属部件的焊接方法及焊接构造，防止电弧焊接时发生的锌蒸气留在芯线和母材(钢板)的熔融金属内，从而抑制焊接部中的气孔及麻点的产生。

本发明的金属部件的焊接方法，是将镀锌钢板制的第1金属部件和与该第1金属部件相邻接的镀锌钢板制的第2金属部件进行电弧焊接的金属部件的焊接方法，包括：第1工序，将上述第1及第2各金属部件分别在邻接部向同一方向弯折而形成突缘部彼此接触的突缘重合部；第2工序，从上述突缘重合部的端部开始进行电弧焊接；以及第3工序，进行焊接，直到因电弧焊接而产生的芯线和母材的熔融金属至少到达上述突缘重合部的相反侧的面，而且焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出。

根据上述构成，在第1工序，将第1及第2各金属部件分别在邻接部向同一方向弯折而形成突缘部彼此接触的突缘重合部，在接下来的第2工序中，从突缘重合部的端部(前端部)开始进行电弧焊接，在接下来的第3工序中，进行焊接，直到因电弧焊接而产生的芯线和母材的熔融金属至少到达上述突缘重合部的相反侧的面，而且焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出。

像这样，将焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，所以抑制了锌蒸气留在芯线和母材(钢板)的熔融金属内，不必使用特殊的焊丝或特别的焊接机，就能够抑制焊接部中的气孔及麻点的发生。

本发明的金属部件的焊接构造，是将镀锌钢板制的第1金属部件和与该第1金属部件邻接的镀锌钢板制的第2金属部件进行电弧焊接的金属部件的焊接构造，上述第1金属部件及上述第2金属部件分别在邻接部向同一方向弯折而形成有突缘部彼此接触的突缘重合部，上述突缘重合部从其端部开始被进行电弧焊接，上述突缘重合部的长度被设定为，在焊接后芯线和母材的熔融金属至少到达上述突缘重合部的相反侧的面，而且焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出。

根据上述构成，将突缘重合部的长度设定为，使得在焊接后芯线和母材的熔融金属至少到达突缘重合部的相反侧的面，而且焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，所以能够将焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，由此，能够抑制锌蒸气留在芯线和母材(钢板)的熔融金属内，不必使用特殊的焊丝或特别的焊接机，就能够抑制焊接部中的气孔及麻点的发生。

在本发明的一个实施方式中，上述第1金属部件及上述第2金属部件的厚度均为0.5mm以上且2.6mm以下。

根据上述构成，能够进行抑制了焊接部中的气孔及麻点的发生的适当的电弧焊接。即，在板厚低于0.5mm的情况下，母材融化而无法进行电弧焊接，相反，在板厚超过2.6mm的情况下，入热量过多而耗电过大，所以能够上述板厚设为0.5～2.6mm的范围。

在本发明的一个实施方式中，在电弧焊接后，上述突缘重合部的宽度为6.0mm～13.0mm。

上述的突缘重合部的电弧焊接后的宽度相当于堆高部(reinforcement of weld，从母材表面隆起的焊接金属的部分)的宽度。

根据上述构成，将上述宽度设为6.0mm～13.0mm，所以能够将焊接时产生的锌蒸气更好地放出，能够更可靠地抑制焊接部中的气孔及麻点的发生。

在本发明的一个实施方式中，在电弧焊接后，上述突缘重合部的高度为1.0mm～3.0mm。

上述的突缘重合部的电弧焊接后的高度相当于堆高部的高度。

根据上述构成，将上述高度设为1.0mm～3.0mm，所以能够将焊接时产生的锌蒸气更好地放出，能够更可靠地抑制焊接部中的气孔及麻点的发生。上述高度为1.0mm～3.0mm，从金属部件的突出量很小，所以将该金属部件的焊接构造用于车辆零件等时，即使在其周边存在其他零件，与该其他零件的干涉回避空间为最小限度即可，能够提高布局性。

本发明的金属部件的焊接构造，是将镀锌钢板制的第1金属部件和与该第1金属部件邻接的镀锌钢板制的第2金属部件进行电弧焊接的金属部件的焊接构造，上述第1金属部件及上述第2金属部件分别在邻接部向同一方向弯折而形成有突缘部彼此接触的突缘重合部，上述突缘重合部从其端部开始被进行电弧焊接，焊接熔深部至少到达上述突缘重合部的相反侧的面，以使得焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出。

根据上述构成，上述焊接熔深部(penetration)至少到达上述突缘重合部的相反侧的面，以使得焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，所以能够将焊接时产生的锌蒸气放出，由此，能够抑制锌蒸气留在包含焊接熔深部的熔融金属内，抑制焊接部中的气孔及麻点的发生。

发明的效果：

根据发明，能够防止电弧焊接时发生的锌蒸气留在芯线和母材(钢板)的熔融金属内，从而抑制焊接部中的气孔及麻点的产生。

附图说明

图1是表示本发明的金属部件的焊接方法及焊接构造的电弧焊接前的状态的截面图。

图2A是表示图1的一部分的截面图，图2B是表示电弧焊接初期的状态的截面图，图2C是表示电弧焊接中期的状态的截面图，图2D是表示电弧焊接结束时的状态的截面图。

图3是图2D的主要部分扩大截面图。

图4是表示以往的焊接构造的截面图。

图5是表示以往的焊接构造的另一例的截面图。

符号说明：

11…第1金属部件；12…第2金属部件；13、14…突缘部；15…突缘重合部；19…熔融金属；20P…焊接熔深部

具体实施方式

为了防止电弧焊接时发生的锌蒸气留在芯线和母材(钢板)的熔融金属内，从而抑制焊接部中的气孔及麻点的产生，在将镀锌钢板制的第1金属部件和与该第1金属部件相邻接的镀锌钢板制的第2金属部件进行电弧焊接的金属部件的焊接方法中，包括：第1工序，将上述第1及第2各金属部件分别在邻接部向同一方向弯折而形成突缘部彼此接触的突缘重合部；第2工序，从上述突缘重合部的端部开始进行电弧焊接；以及第3工序，进行焊接，直到因电弧焊接而产生的芯线和母材的熔融金属至少到达上述突缘重合部的相反侧的面，而且焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出。

【实施例】

以下基于附图详细说明本发明的一个实施例。

附图表示金属部件的焊接方法及焊接构造，图1是表示电弧焊接前的状态的截面图，图2A是表示图1的一部分的截面图，图2B是表示电弧焊接初期的状态的截面图，图2C是表示电弧焊接中期的状态的截面图，图2D是表示电弧焊接结束时的状态的截面图，图3是图2D的要部扩大截面图。

在图1中，设置有第1金属部件11和第2金属部件12。这些各金属部件11、12是为了防锈而在钢板(更详细地说是软钢板)的表面实施了镀锌处理的镀锌钢板，其板厚t1、t2均设定为0.5～2.6mm。

第1金属部件11一体地形成有上边部11a、侧边部11b、下边部11c而形成为“コ”字状，第2金属部件12一体地形成有上边部12a、侧边部12b、下边部12c而形成为“匚”字状。

将第1金属部件11和第2金属部件12的邻接部、即各上边部11a、12a的与侧边部相反一侧的端部和各下边部11c、12c的与侧边部相反一侧的端部经由圆角形状部11d、12d(曲率形状部)向同一方向即外侧弯折而形成突缘部13、14，并且使各金属部件11、12的突缘部13、14彼此接触而形成突缘重合部15(第1工序)。

在此，上述的各突缘部13、14分别具有平面部16，所以突缘部13、14彼此的接触构造不是简单的接触，而是面接触。

此外，使上述的第1金属部件11和第2金属部件12的突缘部13、14彼此面接触而形成突缘重合部15后，通过两金属部件11、12形成闭合截面17，并且通过相对的一对圆角形状部11d、12d形成与该闭合截面17连续的三角形状的空间部18、18。

如图1及图2A所示，设置了两金属部件11、12之后，如图2A及图2B所示，从突缘重合部15的外端部开始电弧焊接(第2工序)。

这种情况下，在作为母材的镀锌钢板和作为芯线(焊料)的焊丝(未图示)之间，从图2B所示的箭头a方向(电弧产生方向)产生电弧，一边连续地将均匀的电弧连接，一边使焊丝移动，从而进行焊接。详细地说，将母材作为一个电极并将芯线作为另一个电极而产生电弧，通过电弧热使突缘重合部15及芯线熔融而进行焊接。

如图2B、图2C、图2D所示，本实施例的金属部件的焊接方法是使突缘部13、14依次熔融而进行的，这时，镀锌钢板的锌的沸点为906℃，作为母材的钢板的融点为1539±3℃，锌的沸点更低，所以在母材熔融之前，锌蒸发而产生锌蒸气。

然后，如图2C及图2D所示，进行焊接，直到电弧焊接中作为芯线的焊丝和作为母材的镀锌钢板(参照各突缘部13、14)的熔融金属19至少到达突缘重合部15的相反侧的面(闭合截面17侧的面)，焊接时产生的锌蒸气(参照图2的箭头b)从与电弧产生方向(参照图2的箭头a)相反的一侧放出(第3工序)。

在此，从图2B、图2C所示的电弧焊接初期到电弧焊接中期，通过上述的相对的圆角形状部11d、12d形成三角形状的空间部18，所以能够帮助锌蒸气的放出。

如图2D及图3所示，上述的融解金属19在凝固后成为包含焊接熔深部20P和堆高部20R的焊接部20，第1金属部件11和第2金属部件12被可靠地接合固定。

在图2中仅说明了图1的图示上侧的突缘重合部15的电弧焊接，但是图1的图示下侧的突缘重合部15也同样地进行电弧焊接而形成闭合截面构造体21(参照图1)。另外，上述的焊接部20当然是沿着闭合截面构造体21的长边方向连续地形成的。

如图2A所示，突缘重合部15的长度L被设定为，在焊接后作为芯线的焊丝和母材的熔融金属19至少到达突缘重合部15的相反侧的面，焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向(箭头a方向)相反的一侧放出(参照图2D)。由此，能够防止锌蒸气留在熔融金属19内，抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生。

此外，如图3所示，突缘重合部15的电弧焊接后的宽度W、具体地说是堆高部20R(从母材表面隆起的熔融金属的部分)的宽度W为6.0mm～13.0mm，由此，能够将焊接时产生的锌蒸气更好地放出，更可靠地抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生。

进而，如图3所示，突缘重合部15的电弧焊接后的高度H、具体地说是堆高部20R的高度H为1.0mm～3.0mm，由此，能够将焊接时产生的锌蒸气更好地放出，更可靠地抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生。

像这样，上述实施例的金属部件的焊接方法，是将镀锌钢板制的第1金属部件11和与该第1金属部件11相邻接的镀锌钢板制的第2金属部件12进行电弧焊接的金属部件的焊接方法(参照图2)，包括：第1工序，将上述第1及第2各金属部件11、12分别在邻接部向同一方向弯折，形成突缘部13、14彼此接触的突缘重合部15(参照图2A)；第2工序，从上述突缘重合部15的端部(参照外端部)开始进行电弧焊接(参照图2A、图2B)；以及第3工序，进行焊接，直到因电弧焊接而产生的芯线和母材(金属部件11、12参照)的熔融金属19至少到达上述突缘重合部15的相反侧的面，焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向(参照图2的箭头a方向)相反的一侧放出(参照图2C、图2D)。

根据该构成，在第1工序中，将第1及第2各金属部件11、12分别在邻接部向同一方向弯折，形成突缘部13、14彼此接触的突缘重合部15，在接下来的第2工序中，从突缘重合部15的端部开始进行电弧焊接，在接下来的第3工序中，进行焊接，直到因电弧焊接而产生的芯线和母材的熔融金属19到达上述突缘重合部15的相反侧的面，焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向(箭头a方向)相反的一侧放出。

像这样，将焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，所以能够防止锌蒸气留在芯线和母材(钢板)的熔融金属19内，不必使用特殊的焊丝或特别的焊接机，就能够抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生。

此外，上述实施例的金属部件的焊接构造，是将镀锌钢板制的第1金属部件11和与该第1金属部件11相邻接的镀锌钢板制的第2金属部件12进行电弧焊接而得到的金属部件的焊接构造，上述第1及第2各金属部件11、12分别在邻接部向同一方向弯折而形成突缘部13、14彼此接触的突缘重合部15，上述突缘重合部15从其端部(参照外端部)开始进行电弧焊接，上述突缘重合部15的长度L被设定为，在焊接后芯线和母材的熔融金属19至少到达上述突缘重合部15的相反侧的面，焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向(参照箭头a方向)相反的一侧放出(参照图2)。

根据该构成，突缘重合部15的长度被设定为，焊接后芯线和母材的熔融金属19至少到达突缘重合部15的相反侧的面，焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，所以能够将焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，由此，能够防止锌蒸气留在芯线和母材(钢板)的熔融金属19内，不必使用特殊的焊丝或特别的焊接机，就能够抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生。

进而，在本发明的一个实施方式中，上述突缘重合部15在电弧焊接后的宽度W为6.0mm～13.0mm(参照图3)。

上述的突缘重合部15的电弧焊接后的宽度W指的是堆高部20R(reinforcement of weld，比母材表面隆起的焊接金属的部分)的宽度。

根据该构成，由于将上述宽度W设为6.0mm～13.0mm，所以能够将焊接时产生的锌蒸气更好地放出，能够更可靠地抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生。

此外，在本发明的一个实施方式中，上述突缘重合部15在电弧焊接后的高度H为1.0mm～3.0mm(参照图3)。

上述的突缘重合部15的电弧焊接后的高度H指的是堆高部20R的高度。

根据该构成，由于将上述高度H设为1.0mm～3.0mm，所以能够将焊接时产生的锌蒸气更好地放出，能够更可靠地抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生，并且上述高度H为1.0mm～3.0mm而从金属部件11、12的突出量极少，所以将该金属部件的焊接构造应用到车辆零件等时，即使在周边存在其他零件，与该他零件的干涉回避空间为最小限即可，能够提高布局性。

此外，在本发明的一个实施方式中，上述各金属部件11、12的板厚t1、t2均设定为0.5～2.6mm(参照图1、图3)。

根据该构成，能够抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生而进行适当的电弧焊接。即，板厚小于0.5mm的情况下，母材熔融而无法进行电弧焊接，相反，板厚超过2.6mm的情况下，入热量过多而耗电量过大，所以上述板厚t1、t2均设定为0.5～2.6mm的范围。

上述实施例的金属部件的焊接构造，是将镀锌钢板制的第1金属部件11和与该第1金属部件11相邻接的镀锌钢板制的第2金属部件12进行电弧焊接而得到的金属部件的焊接构造，上述第1及第2各金属部件11、12分别在邻接部向同一方向弯折而形成突缘部13、14彼此接触的突缘重合部15，上述突缘重合部15从其端部(参照外端部)开始进行电弧焊接，焊接熔深部20P至少到达上述突缘重合部15的相反侧的面，以使得焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向(参照图2的箭头a方向)相反的一侧放出(参照图2、图3)。

根据该构成，上述焊接熔深部(penetration)20P至少到达上述突缘重合部15的相反侧的面，以使得焊接时产生的锌蒸气从与电弧产生方向相反的一侧放出，从而将焊接时产生的锌蒸气放出，由此，能够抑制锌蒸气留在包含焊接熔深部20P的熔融金属19内，抑制焊接部20中的气孔及麻点的产生。

另外，在上述实施例中，如图1所示，例示了左右2分割构造且左右大致对称构造的闭合截面构造体21，但也可以是左右2分割构造且左右非对称构造，也可以是上下2分割构造且上下大致对称构造，或者是上下2分割构造且上下非对称构造。

此外，本发明不限于闭合截面构造体，也可以广泛应用于悬架横梁、下臂、上臂、减震器、其他车辆零件或空调箱等的家电制品、或者建材。

进而，上述突缘部可以沿着金属部件的长边方向以直线状或大致直线状延伸，也可以是从管形状的金属部件或碗形状的金属部件的端部向外侧且以环状延伸的突缘部。

工业实用性：

如以上说明，本发明能够应用于将镀锌钢板制的第1金属部件和与该第1金属部件相邻接的镀锌钢板制的第2金属部件进行电弧焊接的金属部件的焊接方法及焊接构造。