專利名稱：鋁合金部件的焊接接頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及將由鋁和鋁合金中的一方構成的伸展部件的一端接合于鋁合金的鑄造部件的端部的焊接接頭。
背景技術：
在實際應用中提供將鋁合金的伸展部件與鋁合金的鑄造部件接合而成的焊接結構體。作為涉及這樣的焊接結構體的現有技術，存在專利文獻1公開的技術。專利文獻1中記載的焊接結構體為輔助架。該輔助架通過將蓋體焊接于架主體來制造。架主體是鋁合金的鑄造部件，蓋體是鋁合金的伸展部件。蓋體整周與架主體接合。由于是所謂的整周焊接，因此焊接長度顯著變長，焊接成本高昂。而且，焊接變形變大，矯正變形的矯正成本高昂。因此，專利文獻1記載的焊接結構體的制造費用高昂。基于圖9和圖10對能夠將制造費用降低至比專利文獻1低的現有的結構進行說明。圖9是示出現有的焊接結構體的一例的圖，作為焊接結構體的輔助架100為矩形架，該矩形架是以四個焊接部105將右側鑄造部件101和左側鑄造部件102與方筒狀的伸展部件103、104相連而得到的。作為車輛的輕量化的一環，鑄造部件101、102為鋁合金的鑄造部件101、102，伸展部件103、104采用鋁或鋁合金的伸展部件。圖10是現有的焊接部的剖視圖，將伸展部件103插入于焊接部件101中，通過搭接角焊縫金屬極惰性氣體保護焊接法將兩部件接合。另外，為了使將伸展部件103插入于鑄造部件101的作業變得順暢，需要在插入部設置間隙106、106。此外，由于鑄造部件101是鑄件，因此不可避免地內含氣體。由此，鋁合金鑄件的熔點比鋁合金伸展部件的熔點低。在這樣的條件下進行搭接角焊縫金屬極惰性氣體保護焊接的話，熔融金屬會從間隙106、106逃逸(泄漏)。此外，伸展部件103比鑄造部件101難熔化。綜合這些原因，難以確保焊道107的焊縫厚度108。如果焊縫厚度108不足，則會產生焊接部105的強度不足和質量降低的不良情況。在先技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2004-210013號公報
發明內容
發明要解決的課題本發明的課題在于，對于將鋁或鋁合金的伸展部件的一端接合于鋁合金的鑄造部件的端部而成的焊接接頭，提供能夠防止該焊接接頭的強度不足和質量降低的技術。用于解決課題的方案根據本發明，提供一種鋁合金部件的焊接接頭，所述鋁合金部件的焊接接頭通過將由鋁和鋁合金中的一方構成的伸展部件的一端部接合于由鋁合金構成的鑄造部件的一端部而形成，該鋁合金部件的焊接接頭的特征在于，所述鑄造部件包括斜面，該斜面從所述鑄造部件的上表面朝向下表面延伸至所述鑄造部件的厚度的中途；以及插入部，該插入部從所述斜面的下端朝向所述鑄造部件的末端沿所述伸展部件的下表面延伸，從所述斜面下端至所述伸展部件的一端部的端面的距離設定為所述伸展部件的厚度的1. 0 1. 7倍， 所述斜面以與所述伸展部件的一端部的端面之間的坡口的角度為15° 45°的方式傾斜，在所述坡口實施焊接，由此所述插入部作為墊板發揮作用。發明效果在本發明中，由于插入部起到了墊板的作用，因此不必擔心熔融金屬流出。由于熔融金屬積存于坡口，因此即使是難以熔化的伸展部件也能夠充分地熔化。結果是，能夠得到強度大且質量高的焊接接頭。
圖1是示出將伸展部件設置于鑄造部件的狀態的概要圖。
圖2是圖1中的標號2部分的放大圖。
圖3是示出本發明的焊接接頭的焊接部的剖視圖。
圖4是示出坡口角度與接頭效率的關系的圖表。
圖5是示出外表面差與抗拉強度的關系的圖表。
圖6是示出坡口間隔與接頭效率的關系的圖表。
圖7是焊接結構體的俯視圖。
圖8是沿圖7的8-8線的剖視圖。
圖9是示出以往的焊接結構體的一例的立體圖。
圖10是現有的結構體中的焊接部的剖視圖。
具體實施例方式基于附圖在下面說明本發明的實施方式。基于
本發明的實施例。如圖1所示，焊接施工前的結構體10由鋁合金的鑄造部件11以及鋁或鋁合金的伸展部件12構成。它們的材料11、12彼此在以后通過金屬極惰性氣體保護焊接而一體化。以圖2說明焊接施工前的坡口形狀。如圖2所示，鑄造部件11的端部沿厚度方向從上表面Ila朝向下表面lib傾斜地切入高度H。進而，從斜面14的下端至端面被與下表面lib平行地切斷。結果是，在鑄造部件11的端部形成沿伸展部件12的下表面延伸的插入部13。另外，斜面14以與伸展部件12的端面1 所成的坡口角度θ為15° 45°的方式傾斜。伸展部件12以坡口的底達到伸展部件12的厚度T的(1. 0 1. 7)倍的根部間隙L的方式離開斜面14。斜面14的高度H如圖所示比伸展部件12的厚度T稍大。當對該方式的坡口實施金屬極惰性氣體保護焊接時，由于插入部13起到了墊板的作用，因此不必擔心熔融金屬流出。由于熔融金屬積存于坡口，因此難以熔化的伸展部件能夠充分地熔化。結果是，能夠得到圖3所示那樣的焊道15。通過實驗確定該焊道15的評價。(實驗例)在下面敘述本發明涉及的實驗例。另外，本發明并不限定于實驗例。按照以下條件實施焊接。〇供試材料·鋁合金的鑄造部件AC4CH_T5 (ISO Al_Si7Mg)，厚度 8_·鋁合金的伸展部件6N01-T5，厚度3. 5mm〇坡口形狀圖2。其中，坡口角度θ、斜面的高度H、根部間隙L為變量。〇焊接條件·種類金屬極惰性氣體保護焊接
·填充焊絲與A5!356WY相當的產品·電流230A·旋轉角75° 前進角15° 焊接速度70cm/分〇坡口角度的驗證·斜面的高度H :4. 5mm 根部間隙L :5謹 坡口角度 θ :10°、15°、30°、45°、50°對得到的接頭求得接頭效率。將結果在圖4中示出。如圖4所示，θ =30°為最佳。一般來說，要求的接頭效率為70%，不過以具有 10%的余量的80%進行評價的話，坡口角度θ為15° 45°的范圍。〇外表面差(H-T)的驗證調查圖2所示的伸展部件12的厚度T與斜面14的高度H之間的關系。將結果在圖5中示出。圖5的橫軸為外表面差(H-T)，由于T為3. 5mm(—定)，因此外表面差為0則H為 3. 5mm，外表面差為Imm則H為4. 5mm，外表面差為2則H為5. 5mm,從得到的接頭切下測試部分，并實施拉伸試驗。為了進行相對比較，設外表面差(H-T)為0時的抗拉強度為1.0，則外表面差為Imm時抗拉強度為1. 13倍，外表面差為2mm時抗拉強度為1. 03倍，〇根部間隙L的驗證按照以下條件實施焊接。 空隙G 在圖2中，將插入部13的上表面與伸展部件12的下表面之間的間隙(空隙)設定為0，然而在此對該間隙為Omm和Imm的兩種情況進行了實驗。·斜面的高度H 4. 5mm
·伸展部件的厚度T 3. 5mm·根部間隙 L :4mm(L/T = 1. 14)，5mm(L/T = 1. 42)，6mm(L/T = 1. 71) 坡口角度 θ :30°對得到的接頭求得接頭效率，并將結果在圖6中示出。在圖6中，實線表示空隙為0的情況，虛線表示空隙為Imm的情況。設要求的接頭效率為70%的話，在實線中，根部間隙為1.0(設伸展部件的厚度為 1.0時)以上的話，接頭效率超過70%。為了使圖1中的伸展部件11容易地插入于伸展部件12，需要0.5 1.0mm的間隙。間隙為1. Omm的話，如虛線所示，接頭效率變差，在橫軸刻度1. 7處不足70%。根據以上，推薦圖中所示的a點 b點，即伸展部件的厚度的(1. 0 1. 7)倍的根部間隙。利用圖7和圖8說明將本發明的焊接接頭應用于車輛的輔助架的例子。如圖7所示，作為結構體的輔助架20由以下部件構成前交叉部21和后交叉部 22，它們沿車輛的寬度方向延伸；前臂部23、24，它們從前交叉部21的兩端延伸；后臂部 25、26，它們從后交叉部22的兩端延伸；以及左長條部27和右長條部觀，它們沿車輛的長度方向延伸并與前交叉部21和后交叉部22相連。前交叉部21和后交叉部22、前臂部23J4和后臂部25、26、以及左長條部27和右長條部28是鋁合金的鑄造部件。如圖8所示，前交叉部21形成為向下方敞開的通道形狀。由于是通道，因此中空部分較多，實現了輕量化。另一方面，與實心剖面相比，中空剖面的強度降低了。從強度方面來說，車寬中央部的彎曲應力最大。作為對策，如圖7所示地，在前交叉部21的車寬中央部追加加強板四。該加強板四是由鋁和鋁合金的一方構成的伸展部件。如圖8所示，該加強板四以堵住鑄造部件即前交叉部21的下方開口部的方式抵靠并焊接于前交叉部21。S卩，加強板 29的端部形成為圖2所示的接頭形狀，并與前交叉部21接合。也同樣地用加強板四加強圖7所示的后交叉部22、左右長條部27、28的中央部。另外，本發明的焊接接頭適于車輛的輔助架，但是應用于其他的焊接結構體也沒有問題。工業上的可利用性本發明的焊接接頭適用于車輛的輔助架。標號說明10 結構體；11 鑄造部件；12 伸展部件；12a 伸展部件的端部；13 插入部；14 斜面；15 焊道；L 根部間隙；T 伸展部件的厚度；θ 坡口角度。
權利要求
1. 一種鋁合金部件的焊接接頭，所述鋁合金部件的焊接接頭通過將由鋁和鋁合金中的一方構成的伸展部件的一端部接合于由鋁合金構成的鑄造部件的一端部而形成， 該鋁合金部件的焊接接頭的特征在于， 所述鑄造部件包括斜面，該斜面從所述鑄造部件的上表面朝向下表面延伸至所述鑄造部件的厚度的中途；以及插入部，該插入部從所述斜面的下端朝向所述鑄造部件的末端而沿所述伸展部件的下表面延伸，從所述斜面的下端至所述伸展部件的一端部的端面的距離設定為所述伸展部件的厚度的1.0 1.7倍，所述斜面以與所述伸展部件的一端部的端面之間的坡口的角度為15° 45°的方式傾斜，在所述坡口實施焊接，由此所述插入部作為墊板發揮作用。
全文摘要
一種鋁合金部件的焊接接頭，將伸展部件(12)的一端部接合于鑄造部件(11)的一端部而成。鑄造部件包括斜面(14)和從斜面(14)的下端朝向鑄造部件的末端沿伸展部件的下表面延伸的插入部(13)。將從斜面下端至伸展部件的一端部的端面(12a)的距離(L)設定為伸展部件的厚度(T)的1.0～1.7倍，該斜面以與伸展部件的一端部的端面(12a)之間的坡口的角度為15°～45°的方式傾斜。
文檔編號B62D21/00GK102395443SQ201080016739
公開日2012年3月28日 申請日期2010年4月15日 優先權日2009年4月15日
發明者嶋田隆, 平野大祐, 矢羽羽隆憲, 高橋隼人 申請人:F.泰克株式會社, 本田技研工業株式會社