(57)【要約】【課題】アルミニウム合金板を使用したテーラードブランク部品の製造における実用環境の特性として必要な疲労特性に対して、その改善および特性バラツキの低減を可能にする。【解決手段】アルミニウム合金の突き合わせレーザ溶接を行った溶接継手において、表ビード１３ａと裏ビード１３ｂのそれぞれにおける両止端部１４、１５を結ぶビード表面形状を３次以下のべき乗関数で曲線近似した場合の曲線が、ビード表面形状の範囲内において極小値を有しない形状である。そのような溶接継手を作成する溶接方法は、レーザ出力Ｐ、溶接速度Ｖ、フィラー送給速度Ｆｒを用いたパラメータＰｗ＝１．３×ｔ２×Ｖ0.27，Ｗ＝１．２×Ｖ-0.63×（Ｐ＋１．４）＋０．０１８×Ｆｒ2.7により、０．７０≦Ｐ／Ｐｗ≦１．３０、かつ、２．５０≦Ｗ≦３．１０を満足する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金の突き合わせレーザ溶接を行った溶接継手において、
表ビードと裏ビードのそれぞれにおける両止端部を結ぶビード表面形状を３次以下のべき乗関数で曲線近似した場合の曲線が、前記ビード表面形状の範囲内において極小値を有しない形状であることを特徴とする、疲労特性に優れたアルミニウム合金溶接継手。
【請求項２】
前記ビード表面形状を７次以下のべき乗関数で曲線近似した場合の曲線が、前記ビード表面形状の範囲内において極小値を有しない形状であることを特徴とする、請求項１に記載の疲労特性に優れたアルミニウム合金溶接継手。
【請求項３】
前記アルミニウム合金が板状であり、溶接される前記アルミニウム合金の板厚が異なることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の疲労特性に優れたアルミニウム合金溶接継手。
【請求項４】
アルミニウム合金の突き合わせレーザ溶接により請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金溶接継手を作成する溶接方法であって、
レーザ出力Ｐ、溶接速度Ｖ、フィラー送給速度Ｆｒ、厚い側の接合厚さｔ２を用いて（１）式で得られるパラメータＰｗ、および（２）式で得られるパラメータＷが、０．７０≦Ｐ／Ｐｗ≦１．３０、かつ、２．５０≦Ｗ≦３．１０を満足することを特徴とする、溶接方法。
【数７】
2016019983.tif 000013
【数８】
2016019983.tif 000014
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突合わせレーザ溶接部の疲労特性向上に関するものであり、特に自動車車体の製造等で板材の接合に用いられるアルミニウム合金溶接継手および溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材軽量化の手段の一つとして、鋼に代わってアルミニウム合金の適用が検討されている。部材として加工されたこれらの素材は溶接等で接合されて用いられるが、アルミニウム合金の溶接方法としては、従来主流であったアーク溶接に代わり、近年では、溶接能率の向上から、エネルギー密度の高いレーザ溶接方法が適用されつつある。しかし、レーザ溶接はそのエネルギー密度の高さから、特に溶接条件範囲の余裕度がアーク溶接に比べて狭く、適正な条件設定が重要となっている。
【０００３】
特に自動車の車体においては、鋼板に代わってアルミニウム合金板の適用が進展しており、自動車車体において、アルミニウム合金板の突合わせレーザ溶接が多用されるようになっている。
【０００４】
アルミニウム合金板は鋼板に比べて強度が劣るため、鋼板より板厚の厚いアルミニウム合金板を使用する場合が多い。しかし、この場合、全ての自動車部品で板厚を厚くする必要は無く、板厚の薄いアルミニウム合金と併用されて使用される。また、車体部位により材質が異なる合金板が使用される。一般に、板厚や材質の異なる材料を使用する部品製造では、異なる板厚や材質の材料ごとにそれぞれプレス成形を行い、その後にこれらの成形部品を溶接して一体部品を製造する。この方法では、同一板厚材または同一材質材を一体で使用した部品製造に比べて、プレス回数が多い分コストが高くなる。このような課題を解決するため、異なる板厚、異なる材質のアルミニウム合金を事前に接合し、その後にプレス成形してコスト削減を図るテーラードブランクの適用も検討されている。このような板厚や材質の異なる材料のテーラードブランクのレーザ溶接においては、溶接部の性能確保が必ずしも容易ではなく、重要な課題となっている。
【０００５】
レーザ溶接の性能向上に関しては、これまで種々検討され、溶接継手の強度、溶接部の成形性などの検討がなされている。特許文献１では、溶接対象となる材料の板厚と強度の組み合わせを規定し、溶接熱影響によって生じる溶接軟化の抑制を図っている。また、特許文献２では、板厚と引張強度の積を規定して薄板側への歪集中を回避させることにより、差厚テーラードブランク材の成形性向上を図っている。特許文献３では、板厚と溶接部のビッカース硬さの積の規定により、同様の成形性向上を図っている。特許文献４では、板厚の範囲とビッカース硬さの範囲とを規定し、温間成形により成形性の向上を図っている。
【０００６】
一方、自動車などで振動荷重の付加される部位を対象とする部品を製造する場合は、溶接部の疲労特性も重要となる。特に溶接部分には応力が集中するため、単一板材を使用した場合に比べて疲労特性が問題となることも多い。このように、溶接部位やテーラードブランクの溶接部位においては、成形性のみならず疲労特性の考慮も重要となる。しかし、アルミニウム合金のレーザ溶接においては、疲労特性の改善に関するこれまでの開示は殆ど無く、詳細な検討がなされていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−５０１８９号公報
【特許文献２】特開２００５−１２５３４１号公報
【特許文献３】特開２００７−２８９９８４号公報
【特許文献４】特開２０１１−２５１２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、近年適用が増加しつつあるアルミニウム合金の突き合わせレーザ溶接に対し、優れた疲労特性を有するアルミニウム合金溶接継手とこれを達成する溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らはアルミニウム合金の突き合わせ溶接において重要な要素となる溶接部材の疲労特性の向上技術について検討した。レーザ溶接においては、そのエネルギー密度の高さから、溶接条件によって溶接性が大きく変化する。適正な条件から逸脱すると種々の溶接欠陥が発生し、これに起因して疲労特性が大きく阻害される。従って、まず溶接欠陥のない健全な溶接継手を得ることが重要であり、その条件について検討した。
【００１０】
溶接時に入熱が大きすぎる場合は穴あき欠陥が発生し、小さすぎる場合は溶け込み不良欠陥が発生する。図１にこれらの形態を模式的に示す。図１（ａ）は、アルミ板１のビード（溶接金属部）２に穴あき欠陥３が発生したものであり、図１（ｂ）は、溶け込み不良欠陥４が発生したものである。本発明者らの検討の結果、アルミニウム合金材を欠陥無く突合せ溶接するためには、レーザ出力Ｐの値を制御することで欠陥の無い良好な溶接継手が得られることがわかった。
【００１１】
次に、レーザ出力と溶け込み深さが適切な溶接条件で溶接継手を作成し、この試験体から接合部を有する疲労試験片を作成して疲労特性を調べた。しかし、欠陥のない溶接継手であっても疲労特性にバラツキが生じ、良好な疲労特性を有する継手を安定して得ることは出来なかった。
【００１２】
この原因について、疲労破壊した継手の破断部を詳細に調査し検討した。その結果、疲労破壊は何れも溶接止端部および溶接金属部から発生していたが、疲労特性の劣っていた試験片ではビード表面における凹凸の程度が大きく、疲労破壊はその凹部で発生することを知見した。一般に鉄鋼材料の溶接部における疲労破壊は応力集中の大きい止端部で発生するが、アルミニウム合金の溶接では、溶接金属と熱影響部との境界である止端部のみならず、その周辺のビード表面からも発生するという特徴があることが判明した。図２に、薄板側アルミ板１１と厚板側アルミ板１２とをレーザ溶接した際のビード１３の表面に凹凸部１６が見られた溶接継手の模式図を示す。
【００１３】
この現象は、アルミニウム合金を、急速加熱による溶融と急速冷却による凝固でキーホールを作りながら溶接を行うレーザ溶接において特有のものと考えられる。つまり、液相の表面張力が鋼に比べて小さいアルミニウム合金では、急速な溶融による液相金属の激しい撹拌流動が発生し、それが急速な冷却によりそのまま凝固するような状況において、溶融金属の表面の形状変動が大きくなりやすく、ビード表面に微少な凹凸を形成した場合、これが応力集中源となって疲労破壊の起点となると考察される。また、この凹凸発生は、継手で接合される２つの部材での継手との接触厚さ（接合厚さ）が異なる状況で、より顕著になる。同様に、図２に示すように板厚が異なる材料を突き合わせ溶接した場合にも顕著になり、疲労特性への影響も大きくなる傾向がある。さらには、材質、特に成分が異なるアルミニウム合金を突き合わせ溶接した場合にも、凹凸発生が顕著になり疲労特性への影響が強く現れることを知見した。
【００１４】
以上より、本発明者らは、アルミニウム合金の突き合わせレーザ溶接においては、ビード表面の滑らかさの改善が溶接継手の疲労特性の向上に有効であるとの考えに至った。
【００１５】
本発明は上記検討の結果なされたものであり、その要旨は以下の通りである。
【００１６】
［１］アルミニウム合金の突き合わせレーザ溶接を行った溶接継手において、表ビードと裏ビードのそれぞれにおける両止端部を結ぶビード表面形状を３次以下のべき乗関数で曲線近似した場合の曲線が、前記ビード表面形状の範囲内において極小値を有しない形状であることを特徴とする、疲労特性に優れたアルミニウム合金溶接継手。
［２］前記ビード表面形状を７次以下のべき乗関数で曲線近似した場合の曲線が、前記ビード表面形状の範囲内において極小値を有しない形状であることを特徴とする、［１］に記載の疲労特性に優れたアルミ合金溶接継手。
［３］前記アルミニウム合金が板状であり、溶接される前記アルミニウム合金の板厚が異なることを特徴とする、［１］または［２］のいずれかに記載の疲労特性に優れた溶接継手。
［４］アルミニウム合金の突き合わせレーザ溶接により請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金溶接継手を作成する溶接方法であって、レーザ出力Ｐ、溶接速度Ｖ、フィラー送給速度Ｆｒ、厚い側の接合厚さｔ２を用いて（１）式で得られるパラメータＰｗ、および（２）式で得られるパラメータＷが、０．７０≦Ｐ／Ｐｗ≦１．３０、かつ、２．５０≦Ｗ≦３．１０を満足することを特徴とする、溶接方法。
【数１】
2016019983.tif 000003
【数２】
2016019983.tif 000004
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、アルミニウム合金板のレーザ溶接部の疲労特性が改善される。その結果、レーザ溶接により製造された部品、レーザ溶接により製造されたテーラードブランク成形品の実環境特性として重要な疲労特性が改善される。また、異材間の溶接においても同様な改善が期待される。さらに、その特性のバラツキ低減も可能となる。ひいては自動車等の輸送機器へのアルミニウム合金の適用が工業的に容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】アルミニウム合金の突き合わせ溶接における欠陥を示す模式図であり、（ａ）は穴あき欠陥、（ｂ）は溶け込み不良欠陥を示す。
【図２】ビードの表面に凹凸部が見られた溶接継手の模式図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる座標軸設定の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
最初に、本発明の特徴であるビード表面形状について説明する。
【００２０】
本発明が対象とする疲労破壊の起点が溶接継手における表面の凹部となることは前述のとおりであるが、本発明では、この表面の凹凸部を、溶接部断面観察によるビード表面の曲線形状で定義する。
【００２１】
その方法は、溶接部断面において、一方の溶接材、例えば図３に示すように薄板側アルミ板１１から、もう一方の溶接材、例えば厚板側アルミ板１２へ向かう方向をｘ軸とし、レーザ照射軸に平行に、継手の厚さ中心から継手の表面へ向かって、表ビード１３ａ側と裏ビード１３ｂ側への２つの方向をそれぞれｙ軸の正の方向とし、表ビード側の止端部１４、１４間および裏ビード側の止端部１５、１５間それぞれの表面形状をｘのべき乗関数の曲線として近似する。
【００２２】
具体的には、止端部間の溶接継手全体を概観できる観察画像を得て、この上に前述のｘ−ｙ座標軸を設定する。そして、ビード表面の各点の座標を読み取る。
【００２３】
このとき、読み取るｘの間隔が小さければ小さいほど、多くの座標点から近似曲線を求めることができ、より正確な近似曲線を得ることができる。座標測定間隔は、実際の継手上の間隔で０．０５ｍｍ以下が望ましい。この座標軸の設定や座標の読み取りは、写真上で行ってもよいし、コンピュータなどの画像解析を用いてもよい。
【００２４】
次に、得られた座標点を通る近似曲線を作成する。近似曲線は、ｘのべき乗関数とする。その際、ｘのべき乗数は３次以上が必要である。このような近似曲線の作成は、一般的な表計算ソフトウェアや画像解析ソフトウェアなどで実施することができる。
【００２５】
この様にして求めた近似曲線が極小値を有していなければ、すなわち近似曲線がすべての部位で平坦または凸部となっていれば、その溶接継手表面には、応力が集中して疲労破壊の起点となるような凹部は存在せず、本発明が対象とする疲労特性が非常に良好となる。
【００２６】
本発明の根幹のひとつは、目視だけでは破断危険部分となるかどうかを判定できない凹部を数値的に判定する手法を確立したことである。このためにはまず、近似曲線はｘの３次以上のべき乗関数で表現する必要がある。この際、べき乗関数の次数によっては、目視で確認できる凹部であっても、近似曲線上には凹部として現れない場合があることに注意する必要がある。
【００２７】
本発明は、３次のべき乗近似曲線で継手表面形状を近似した場合に、極小値が見られないものとする。べき乗関数は、好ましくは４次、さらに好ましくは６次であり、７次のべき乗関数による近似曲線でも極小値が見られない継手表面形状であれば、疲労特性は非常に良好なものとなる。
【００２８】
また、この凹部は、接合される２つの部材の接合厚さが異なる場合や、板厚が異なる材料の溶接継手において発生しやすく、結果として疲労強度が問題となりやすくなる。このため、本発明を、接合されるアルミニウム合金が板状であり、合金板の板厚が異なる溶接継手に適用することは、工業的に非常に有用である。
【００２９】
この原因は明確ではないが、接合厚さが異なる場合や差厚材の溶接では、形状的な均一性の低下に関連して、溶融した液相の温度や流動が不均一となることが関係していると思われる。
【００３０】
本発明において、接合厚さの差は特に限定するものではないが、薄い側の板厚をｔ１、厚い側の板厚をｔ２とした場合、ｔ２／ｔ１≧１．１の溶接に適用すると顕著な効果を得ることができる。好ましくは、１．２以上、さらに好ましくは、１．３以上である。
【００３１】
さらに、この凹部は、材質が異なる材料の溶接継手において発生しやすく、結果として疲労強度が問題となりやすくなる。このため本発明を、溶接されるアルミニウム合金が板状であり、合金板の材質が異なる溶接継手に適用することも、工業的に非常に有用である。
【００３２】
この原因は明確ではないが、上記の形状的な均一性の低下と同様に、溶融金属の物性の均一性の低下に伴う、液相の温度や流動の不均一増大が関係するものと考えられる。
【００３３】
本発明において、材質差は特に限定するものではないが、本発明の特徴である凹凸発生の原因と考えられる、液相の表面張力に影響を与えると考えられる合金成分で規定することが可能である。本発明では、主たる含有成分であるＳｉとＭｇについて、含有量の質量％で、Ｓｉ＋Ｍｇの低い側の部材の含有量をｅ１、Ｓｉ＋Ｍｇの高い側の部材の含有量をｅ２とした場合、ｅ２／ｅ１≧１．１の溶接に適用すると顕著な効果を得ることができる。好ましくは、１．２以上、さらに好ましくは、１．３以上である。
【００３４】
上述のような溶接継手の表面性状は、主として溶接条件によって制御が可能である。次に、溶接継手の表面形状を好ましく制御するための溶接条件について説明する。
【００３５】
以下では、レーザ出力Ｐ、溶接速度Ｖ、フィラー送給速度Ｆｒ、厚い側の接合厚さｔ２とする。
【００３６】
本発明の効果を得るための溶接条件の１つは、溶接継手が健全であることである。すなわち、図１で示した穴あき欠陥３および溶け込み不良欠陥４が生じない溶接条件に設定する必要がある。このためには、溶け込み深さに最も影響するレーザ出力Ｐを適正な値に設定することが重要である。適正なレーザ出力は、溶接速度に比例して増加させる必要があり、また、板厚が増加した場合も、やはり比例して増加させなければならない。この観点から、本発明者らは、適正な溶け込み深さを得るために必要なレーザ出力を反映するパラメータとして、（１）’式で示されるレーザ出力パラメータＰｗを想定した。
【数３】
2016019983.tif 000005
ここで、ａ、ｂ、ｃは定数とする。
【００３７】
（１）’式をベースに、溶接速度Ｖと板厚ｔ２を種々変化させ、それぞれの条件において適正な溶け込み深さを持つレーザ出力Ｐを求め、これをパラメータＰｗとした。この結果から定数ａ、ｂ、ｃを回帰的に求めた。ここで、Ｐｗは裏ビードの幅が板厚ｔ２の４０％程度の溶け込み深さとなったレーザ出力とした。こうして（１）式が得られた。
【数４】
2016019983.tif 000006
【００３８】
このＰｗを基にして溶接欠陥の発生しないレーザ出力Ｐの範囲について調べた。Ｐ／Ｐｗが０．７０を下回ると入熱が不足となり溶け込み不足が発生する。Ｐ／Ｐｗが１．３０を上回ると入熱が過大となり、溶接ビード中央の部分的溶け落ちによる穴あき欠陥が発生する。このような欠陥が発生した場合は、疲労特性のみならず引張強さ、伸びなどの静的特性も阻害される。Ｐ／Ｐｗが０．７０〜１．３０の範囲内であれば、欠陥は発生せず強度も良好な継手が得られる。
【００３９】
次に、溶接条件をＰ／Ｐｗ：０．７０〜１．３０の範囲内として溶接継手を作成し、この試験体から接合部を有する疲労試験片を作成して疲労特性を調べた。その結果、欠陥のない溶接継手であっても疲労特性にバラツキが生じ、良好な疲労特性を有する継手を安定して得ることは出来なかった。これは前述のように、溶接継手の表面での凹凸発生を起因とする疲労破壊が顕著となるためである。
【００４０】
本発明の効果を得るための二つめの溶接条件は、前述の溶接継手表面形状の近似曲線において、極小値を有しない滑らかなビード形状とすることである。アルミニウム合金は鉄鋼材料と比較して表面張力が小さいことから、特にレーザ溶接などのキーホール溶接（母材裏側までの貫通孔を溶融金属内に形成させながら接合する溶接方法）ではビームのエネルギー密度が高いため、母材の加熱・溶融が非常に急速に起こる。これにより溶融金属の振動、スパッタ飛散等の乱れが生じ、溶融金属表面の滑らかさは阻害され、凹凸が発生しやすくなる。
【００４１】
レーザ出力Ｐは、前述のように、溶け込み不良を防止するために所定の出力が必要である。しかし、高すぎる場合は溶融金属表面の乱れが激しくなってくる。
【００４２】
一般に、溶接速度Ｖが遅すぎる場合は、ビード幅が増大する結果、重力でビードが垂れ気味になると言われている。その結果、表ビードの中央が凹気味となって応力集中源になるものと推定される。これに対し、溶接速度Ｖが速すぎる場合は、表ビードあるいは裏ビードの形状が凸気味となり、特に裏ビード止端部にアンダーカット発生による凹みが発生しやすくなると言われている。したがって、やはりこの凹みは応力集中源になると考えられる。
【００４３】
一般に、フィラーワイヤを添加した場合、溶接時に溶接金属の補充が行われ、溶融金属の振動が抑制される。したがって、フィラーワイヤの添加は、ビード表面の形状改善に有効と考えられる。ただし、フィラーワイヤの供給量が多すぎると、裏ビードが凸となり、前述したように止端部に凹みが生じやすくなる。したがって、滑らかなビード形成には、フィラーワイヤの送給速度Ｆｒの制御が重要となる。
【００４４】
以上の知見と考察を基にし、溶接条件とビード形状の関連付けについて、実験により調べた。
【００４５】
その結果、（ｉ）溶接速度Ｖの増加とともにビード幅は細くなり、表ビードあるいは裏ビードの止端部付近に凹部が発生する。（ｉｉ）レーザ出力Ｐの低減とともにビード幅が細くなり、（ｉ）と同様に止端部付近に凹部が発生する。（ｉｉｉ）フィラー供給量の増加に伴いビード幅は増加し、ビード表面は滑らかになる。すなわち、溶接速度Ｖの低下、レーザ出力Ｐの増加、フィラーワイヤの供給によりビード形状を改善できることが明らかとなった。
【００４６】
本発明者らはさらに、上記の（ｉ）〜（ｉｉｉ）のパラメータの影響を実用的に利用できるものにするため、本発明で規定された良好な疲労特性を示す溶接継手形状（近似曲線）との関連で整理することを試みた。上述のように、ビードの止端部に凹部の無い平滑なビード形状とするにはビード幅を広く確保することが有効であることから、良好なビード形状を得るためのパラメータは、レーザ出力Ｐとは比例関係に、溶接速度Ｖとは逆比例の関係になる。フィラーワイヤはビード幅を広げ、ビード形状改善に有効であることから加算し、その効果がフィラー送給速度Ｆｒに比例するパラメータＷを想定した。
【数５】
2016019983.tif 000007
ここで、Ａ、Ｂ、α、βは定数
【００４７】
この（２）’式をベースに、実験データにより定数Ａ、Ｂ、α、βを回帰的に求めた。ただし、実データとの整合性を高めるため、式の形は適宜修正した。その結果、本発明で規定された良好な疲労特性を示す溶接継手形状（近似曲線）を再現性良く得るための溶接条件を示すパラメータとして、（２）式が得られた。
【数６】
2016019983.tif 000008
【００４８】
（２）式のＷが２．５０を下回ると、ビード幅が細くなり、裏ビード側止端部に凹部が発生し、この部分が応力集中源となって疲労特性は劣化する。そして、Ｗの増大とともにビード幅は増大し、ビード形状も滑らかになり、疲労特性が向上する。しかし、Ｗが３．１０を上回ると、ビード幅が太くなり過ぎ、ビード中央が凹気味となり疲労特性は劣化する。従って、２．５０≦Ｗ≦３．１０の範囲で良好な疲労特性を確保できる。
【実施例】
【００４９】
表１の化学成分を持つアルミニウム合金Ａ，Ｂをレーザ溶接した。また、溶加材としてのフィラーワイヤは、表２に示す直径１．２ｍｍのＪＩＳ５３５６相当のワイヤを用いた。溶接試験における共通条件は次の通りである。
レーザビーム径：０．６ｍｍ
シールドガス：３０Ｌ／ｍｉｎ
バックシールドガス：２０Ｌ／ｍｉｎ
【００５０】
【表１】
2016019983.tif 000009
【００５１】
【表２】
2016019983.tif 000010
【００５２】
製作した溶接継手のサイズは２５０ｍｍ（幅）×２５０ｍｍ（長さ）で、中心部が溶接ビードである。この継手から幅２０ｍｍ、平行部長さ４０ｍｍの疲労試験片を採取し、疲労試験に供した。疲労試験はＲ＝０の片振り、繰り返し２０Ｈｚの引張りにより行った。疲労特性の評価は試験応力振幅１５０ＭＰにおける破断までの回数で評価した。
【００５３】
さらに、各溶接条件における溶接ビード断面のマクロ組織を現出させ、これにより止端部の位置を写真上で明確に定義し、表ビードと裏ビードの表面形状の近似曲線における極小値の有無を調べた。近似曲線は、断面マクロ写真上でｘ座標の間隔を０．０５ｍｍとして表面のｙ座標を測定し、ｙをｘの３次のべき乗として近似した。
【００５４】
結果を表３に示す。Ｐｗの値が０．７０≦Ｐ／Ｐｗ≦１．３０を満足し、かつＷの値が、２．５０≦Ｗ≦３．１０を満足する継ぎ手は３次以下の近似曲線上に極小値が存在せず、優れた疲労特性を示すことが判る。
【００５５】
【表３】
2016019983.tif 000011
【００５６】
表４は、表３と同様の条件とし、異なった板厚のアルミニウム合金の溶接継ぎ手を作成して板厚差の影響を調べた結果である。本発明の効果は何れの板厚差においても得られるが、板厚差が大きい程本発明の効果が顕著に表れることが判る。一般に板厚差が大きいほど疲労特性は劣化する傾向にあり問題となることから、改善の効果は板厚差の大きい溶接継手ほど得られることになる。表より、板厚差としては、ｔ２／ｔ１≧１．１以上に適用するとその効果はより大きい。
【００５７】
【表４】
2016019983.tif 000012
【符号の説明】
【００５８】
１    アルミ板
２    ビード
３    穴あき欠陥
４    溶け込み不良欠陥
１１  薄板側アルミ板
１２  厚板側アルミ板
１３  ビード
１３ａ  表ビード
１３ｂ  裏ビード
１４  （表ビード側）止端部
１５  （裏ビード側）止端部
１６  凹凸部
ｘ    アルミ板表面に平行な軸（ｘ軸）
ｙ    アルミ板表面に垂直な軸（ｙ軸）
【図１】
2016019983.tif 000015
【図２】
2016019983.tif 000016
【図３】
2016019983.tif 000017