特開 2024-106737 溶接構造体の製造方法及び溶接構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024106737

(43)【公開日】2024-08-08

(54)【発明の名称】溶接構造体の製造方法及び溶接構造体

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/21 20140101AFI20240801BHJP

【ＦＩ】

B23K26/21 G

B23K26/21 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023011154

(22)【出願日】2023-01-27

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】泊 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 哲

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168BA02

4E168BA37

4E168BA56

4E168BA87

4E168CB03

4E168CB08

4E168DA28

(57)【要約】

【課題】ハット形状の板材を接合相手に重ねてレーザー溶接する場合でも、接合部の周囲で応力集中、及び隙間腐食の発生を抑制でき、高い接合強度が得られるようにする。
【解決手段】溶接構造体の製造方法では、ハット形状である第一板材１１と、第一板材１１の鍔部１５に対向して板厚方向に重なり合う第二板材１３とを溶接する。第一板材１１は、鍔部１５と側壁部１７とが湾曲して接続された曲げ角部を有する。曲げ角部と第二板材１３との間に形成される狭隘部４１に向けて第一板材１１側からレーザー光ＬＢを照射するとともに、レーザー光ＬＢの照射領域に溶加材を供給するレーザー溶接を、長手方向に沿って実施する。これにより、少なくとも狭隘部４１の隙間の寸法Ｄが１ｍｍ以下の領域に、溶加材の溶融凝固体を含むフィレットを長手方向に沿って形成する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向の垂直断面の形状が、一対の鍔部及び該鍔部にそれぞれ接続される側壁部を有するハット形状である第一板材と、前記第一板材の前記鍔部に対向して板厚方向に重なり合う第二板材とが溶接された溶接構造体の製造方法であって、
前記第一板材は、前記鍔部と前記側壁部とが湾曲して接続された曲げ角部を有しており、
前記曲げ角部と前記第二板材との間に形成される狭隘部に向けて前記第一板材側からレーザー光を照射するとともに、前記レーザー光の照射領域に溶加材を供給するレーザー溶接を、前記長手方向に沿って実施して、
少なくとも前記狭隘部の隙間が１ｍｍ以下の領域に、前記溶加材の溶融凝固体を含むフィレットを前記長手方向に沿って形成する、
溶接構造体の製造方法。

【請求項2】

前記フィレットを前記長手方向に連続して形成する、
請求項１に記載の溶接構造体の製造方法。

【請求項3】

前記狭隘部の前記隙間の寸法をＤ［ｍｍ］、前記第一板材の前記垂直断面における前記側壁部と前記鍔部との交差角のうち前記ハット形状の内側の交差角をθ［ｄｅｇ］、前記曲げ角部の湾曲の曲率半径をＲ［ｍｍ］としたとき、
Ｄ＝Ｒ｛１／cos(θ／２）－１)≦１
の関係を有する、
請求項１に記載の溶接構造体の製造方法。

【請求項4】

前記第一板材の前記鍔部の法線方向に対する前記レーザー光の照射方向を、前記法線方向からθ／２傾斜した方向までの範囲にする、
請求項３に記載の溶接構造体の製造方法。

【請求項5】

前記法線方向に対する前記レーザー光の照射方向を、前記法線方向から４５°までの範囲にする、
請求項４に記載の溶接構造体の製造方法。

【請求項6】

前記フィレットを、前記第一板材の一対の前記鍔部と前記第二板材との間の前記狭隘部にそれぞれ形成して、前記ハット形状の内側に中空空間を画成する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の溶接構造体の製造方法。

【請求項7】

前記第一板材と前記第二板材は、アルミニウム又はアルミニウム合金である、
請求項６に記載の溶接構造体の製造方法。

【請求項8】

前記第一板材と前記第二板材は、銅又は銅合金である、
請求項６に記載の溶接構造体の製造方法。

【請求項9】

長手方向の垂直断面の形状が、一対の鍔部及び該鍔部にそれぞれ接続される側壁部を有するハット形状である第一板材と、前記第一板材の前記鍔部に対向して板厚方向に重なり合う第二板材とが溶接された溶接継手であって、
前記第一板材は、前記鍔部が前記側壁部に接続された曲げ角部を有し、
前記曲げ角部から前記第二板材にかけてレーザー溶接部が形成され、
前記レーザー溶接部には、溶接金属からなるフィレットが、前記ハット形状の内側空間に向けて膨出し、前記長手方向に沿って連続して形成されている、
溶接構造体。

【請求項10】

前記フィレットは、前記ハット形状の内側空間に向けて１ｍｍ以上突出している、
請求項９に記載の溶接構造体。

【請求項11】

前記第二板材は、前記長手方向の垂直断面が前記ハット形状である、
請求項９に記載の溶接構造体。

【請求項12】

前記第一板材と前記第二板材は、アルミニウム又はアルミニウム合金である、
請求項９から１１のいずれか１項に記載の溶接構造体。

【請求項13】

前記第一板材と前記第二板材は、銅又は銅合金である、
請求項９から１１のいずれか１項に記載の溶接構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接構造体の製造方法及び溶接構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両における乗員の安全性向上が求められており、係る目的のために車体の強度を向上させてきた。他方、地球温暖化問題等の深刻化を背景に、自動車の燃費改善の動きが加速している。燃費改善には車体の軽量化が有効であることが知られている。
ところで、ＣＯ_２の排出の少ないＥＶ自動車用の電池パックに使用される冷却パネル、ヒートシンク等のアルミ製薄型冷却器の構造の一つに、プレスなどで流路形状を形成した板と、この板と対になる板を重ね合わせて接合し、水密性を確保するものがある。

【0003】

上記した構造の接合は、ロウ付けが主流であるが、熱処理工程が必要なロウ付けに代わる接合方法の一つに高速溶接可能なレーザー溶接がある。レーザー溶接を本構造の製造工程に適用できれば生産性を向上すること、ＣＯ_２の排出量を低減することが可能になる。例えば、特許文献１には、二以上の部材が重ね溶接により接合される溶接構造物に対し、各部材をレーザー溶接で接合するにあたり、溶接方向を変更することで溶接欠陥の影響を低減する技術が記載されている。特許文献２には、冷却媒体を貫流させる冷却通路を有した凹凸体と平板とをレーザー溶接する際に、高い機械的強度と高い熱伝導率を維持する技術が記載されている。特許文献３には、複数枚重ねのワークのエッジに沿ってレーザー光を走査して溶接を行うに際し、ワーク板面に対し斜めにレーザー光を照射して溶接を行い、レーザー光の走査方向に直交する断面内でビードを傾斜させることで、溶接割れの発生を抑制する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－２９０９５１号公報

【特許文献2】特開２００１－２７４２９７号公報

【特許文献3】特開２００８－２９６２３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１，２のように、折り曲げられたハット形状の板材を重ねてレーザー溶接する場合、狙い位置や板間ギャップ等の施工上の都合により、板材同士が密着する平面部にレーザー光を照射するのが一般的だが、接合部の周囲における板材同士の間には狭隘部が生じてしまう。この狭隘部では、応力集中、及び隙間腐食が生じやすくなり、接合強度が低下する問題がある。また、特許文献３のようにレーザー光を斜めに照射する場合も、板間ギャップのない平面部を狙って照射しており、上記と同様の問題が生じる。

【0006】

そこで本発明は、ハット形状の板材を接合相手に重ねてレーザー溶接する場合でも、接合部の周囲で応力集中、及び隙間腐食の発生を抑制でき、高い接合強度が得られる溶接構造体の製造方法及び溶接構造体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】

【0007】

本発明は下記の構成からなる。
（１） 長手方向の垂直断面の形状が、一対の鍔部及び該鍔部にそれぞれ接続される側壁部を有するハット形状である第一板材と、前記第一板材の前記鍔部に対向して板厚方向に重なり合う第二板材とが溶接された溶接構造体の製造方法であって、
前記第一板材は、前記鍔部と前記側壁部とが湾曲して接続された曲げ角部を有しており、
前記曲げ角部と前記第二板材との間に形成される狭隘部に向けて前記第一板材側からレーザー光を照射するとともに、前記レーザー光の照射領域に溶加材を供給するレーザー溶接を、前記長手方向に沿って実施して、
少なくとも前記狭隘部の隙間が１ｍｍ以下の領域に、前記溶加材の溶融凝固体を含むフィレットを前記長手方向に沿って形成する、
溶接構造体の製造方法。
（２） 長手方向の垂直断面の形状が、一対の鍔部及び該鍔部にそれぞれ接続される側壁部を有するハット形状である第一板材と、前記第一板材の前記鍔部に対向して板厚方向に重なり合う第二板材とが溶接された溶接継手であって、
前記第一板材は、前記鍔部が前記側壁部に接続された曲げ角部を有し、
前記曲げ角部と前記第二板材との間にレーザー溶接部が形成され、
前記レーザー溶接部には、溶接金属からなるフィレットが前記ハット形状の内側空間に向けて膨出し、前記長手方向に沿って連続して形成されている、
溶接構造体。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ハット形状の板材を重ねてレーザー溶接する場合でも、接合部の周囲で応力集中、及び隙間腐食の発生を抑制でき、高い接合強度が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一方向に延びる溶接構造体の長手方向の垂直断面図である。

【図2】図２は、図１に示すＡ１部の拡大図である。

【図3】図３は、レーザー溶接装置の模式的な構成図である。

【図4】図４は、溶接前の曲げ角部の拡大断面図であってレーザー光の照射方向を示す説明図である。

【図5】図５は、変形例の溶接構造体の長手方向の垂直断面図である。

【図6】図６は、図５に示すＡ２部の溶接前の状態を示す拡大図である。

【図7】図７は、供試片として使用した第一板材のハット形状を示す説明図である。

【図8】図８は、レーザー溶接後の供試片の断面観察画像である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここで示す溶接構造体の形状、寸法等は一例であって、本発明を特に限定するものではない。
＜溶接継手の構造＞
図１は、一方向に延びる溶接構造体の長手方向の垂直断面図である。溶接構造体１００は、第一板材１１と第二板材１３とを有する。第一板材１１は、その長手方向の垂直断面の形状が、一対の鍔部１５、及び鍔部１５にそれぞれ接続される側壁部１７を有するハット形状である。第二板材１３は、全体が平坦な板材であり、第一板材１１の鍔部１５と板厚方向に重なり合って配置される。第一板材１１の一対の鍔部１５は、第二板材１３の板面に平行な平坦状に形成される。

【0011】

第一板材１１の鍔部１５と側壁部１７とが接続される曲げ角部２１から第二板材１３にかけて、レーザー溶接部１９が形成される。レーザー溶接部１９は、溶接構造体１００の長手方向（図１の奥行き方向）に連続して延び、第一板材１１と第二板材１３とを互いに接合している。このレーザー溶接部１９によって、溶接構造体１００のハット形状の内側には、密閉された中空空間Ｓが画成される。中空空間Ｓは、例えば溶接構造体１００を一対の板材と、板材同士の間に画成された熱交換媒体収用部とを備えるヒートシンクとして使用する場合に、冷媒等の熱交換媒体が充填される空間となる。

【0012】

以下の説明では、第一板材１１の延びる方向をＸ方向（図１の奥行き方向）、第一板材１１と第二板材１３との重なり方向をＺ方向（図１の高さ方向）、Ｘ方向とＺ方向に直交する方向をＹ方向（幅方向）とする。

【0013】

第一板材１１の垂直断面における側壁部１７と鍔部１５との交差角のうち、ハット形状の内側（中空空間Ｓ側）の交差角をθとする。交差角θは１０°以上９０°以下であることが好ましい。交差角θによる側壁部１７の傾斜によって、中空空間Ｓを所望の形状、体積に設定できる。

【0014】

第一板材１１の板厚は、２ｍｍ以下が好ましい。第二板材１３の板厚は、第一板材１１の板厚以上で、３ｍｍ以下が好ましい。第一板材１１の板厚が２ｍｍ以下であることで、後述するレーザー溶接時に、レーザー光が第一板材１１を貫通するためのレーザー出力強度を抑えられる。第二板材１３の板厚が３ｍｍ以下であることで、レーザー光が照射された第二板材１３の抜け落ちが生じにくくなる。

【0015】

第一板材１１及び第二板材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、例えば、５０００系、６０００系（ＪＩＳ Ｈ ４０００）等のアルミニウム板材の折り曲げ加工材又は押出材により構成できる。また、材質はアルミニウム又はアルミニウム合金に限らず、銅又は銅合金であってもよい。アルミニウム系、銅系の金属は、加工性に優れ、熱伝導性及び耐食性が高く、例えばヒートシンクの材料として好適となる。

【0016】

図２は、図１に示すＡ１部の拡大図である。曲げ角部２１は、鍔部１５と側壁部１７とを接続する所定の曲率半径の湾曲部を有する。この曲げ角部２１から曲げ角部２１を貫通して第二板材１３にかけて形成されたレーザー溶接部１９には、溶接金属からなるフィレット１９ａが形成される。フィレット１９ａは、ハット形状の内側（中空空間Ｓ側）に向けて膨出するとともに、第一板材１１の延び方向である長手方向に沿って連続して延びている。

【0017】

図２に示す側壁部１７の内側面１７ａを延長した線をＬａ、第二板材１３の第一板材１１側の対向面１３ａ（第一板材１１の鍔部１５における第二板材１３側の対向面１５ａ）との交差点をＰ１とする。交差点Ｐ１からＹ方向に沿ったフィレット１９ａの突出長さＬｔは、１ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは１．５ｍｍ以上、更に好ましくは２ｍｍ以上である。フィレット１９ａが上記の寸法で中空空間Ｓ側に突出することで、後述する狭隘部が埋められて、第一板材１１の曲げ角部２１と第二板材１３との接合部分が補強される。この構成により、溶接による熱応力、及び溶接後の外力による応力集中が抑制される。特に、溶接構造体１００がヒートシンクである場合には、冷却水循環の水圧やポンプ脈動による応力集中を抑制する効果が得られる。また、狭隘部の隙間が埋められるため、隙間腐食の発生を抑制できる。さらに、フィレット１９ａが第一板材１１の長手方向に沿って連続して形成されることで、中空空間Ｓが密閉される。これらのことから、第一板材１１と第二板材１３との接合強度が大きく向上する。

【0018】

そして、レーザー溶接部１９の形成条件によっては、フィレット１９ａの両端部Ｐ２，Ｐ３にて、フィレット１９ａの表面に対して第一板材１１と第二板材１３とが鈍角又は鈍角に近い角度で接合されることも期待できる。その場合、第一板材１１と第二板材１３との接合部に深い谷形状が発生することが抑制され、応力集中と隙間腐食の抑制効果がより高められる。

【0019】

＜溶接継手の溶接方法＞
次に、上記した構成の溶接構造体１００の製造方法について説明する。ここでは、ワイヤー状の溶加材を用いるレーザー溶接を例示するが、粉末の溶加材を用いる方式等、他の溶接方法であってもよい。

【0020】

図３は、レーザー溶接装置の模式的な構成図である。レーザー溶接装置３１は、レーザー光ＬＢを出射するレーザー照射部３３、及びレーザー光ＬＢの照射領域に溶加材Ｍを送給する溶加材供給部３５が一体に搭載されたヘッド部３７と、ヘッド部３７をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動自在に支持する多軸ロボット又はステージ等の移動機構（不図示）とを含んで構成される。また、溶加材供給部３５には、図示しないリールに巻かれた溶加材Ｍが連続供給される。レーザー照射部３３は、例えばファイバーレーザ、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等の高出力レーザーを出射する。

【0021】

ヘッド部３７は、レーザー照射部３３と溶加材供給部３５を一体に支持しつつ溶接方向ＷＤに移動しながら、レーザー照射部３３からレーザー光ＬＢを溶接部に照射するとともに、レーザー光ＬＢの照射領域に溶加材Ｍを供給する。これにより、ヘッド部３７の進行方向の後方には、溶接方向ＷＤ（Ｘ方向）に連続するレーザー溶接部１９が形成される。なお、ヘッド部３７を固定して、第一板材１１と第二板材１３とを移動させることでもよい。

【0022】

こうして、第一板材１１の一対の曲げ角部２１と第二板材１３とが、第一板材１１の長手方向に沿ってそれぞれレーザー溶接され、中空空間Ｓが密封された溶接構造体１００が得られる。レーザー溶接を用いることで、施工時間を短縮でき、自動化が容易であるため生産性を向上できる。

【0023】

図４は、溶接前の曲げ角部２１の拡大断面図であってレーザー光の照射方向を示す説明図である。曲げ角部２１と第二板材１３との間には、狭隘部４１が形成される。上記したレーザー溶接装置３１のレーザー照射部３３は、この狭隘部４１に向けて第一板材１１側からレーザー光ＬＢを照射する。レーザー光ＬＢは、第一板材１１への照射領域、その光路先方の第二板材１３及び溶加材供給部３５により供給された溶加材Ｍを加熱して、溶け込み部を生成する。

【0024】

このような溶け込み部がヘッド部３７の移動に伴って第一板材１１の長手方向（Ｘ方向）に沿って連続して生成され、冷却により凝固すると、図２に示す第一板材１１と第二板材１３とを相互に接合するレーザー溶接部１９が形成される。このレーザー溶接部１９は、少なくとも狭隘部４１の隙間が１ｍｍ以下となる領域に、第一板材１１と第二板材１３との隙間を埋めるように形成される。その結果、隙間に充填されたレーザー溶接部１９には、前述したフィレット１９ａが中空空間Ｓ側に膨出して形成され、且つ、第一板材１１の長手方向に連続して形成される。

【0025】

フィレット１９ａを安定して形成するためには、レーザー光ＬＢの照射方向を、第一板材１１の側壁部１７と第二板材１３の板面との交差角θに対応して設定するのが好ましい。図４に示すように、第一板材１１の鍔部１５の法線方向Ｌｖに対するレーザー光ＬＢの照射方向を、法線方向Ｌｖからθ／２傾斜した方向までの角度範囲αに設定するのが好ましい。その場合、交差角θによらずに適切な範囲にフィレットを形成できる。

【0026】

上記した狭隘部４１の隙間の寸法Ｄ［ｍｍ］は、第一板材１１の側壁部１７と鍔部１５との交差角θを［ｄｅｇ］、曲げ角部２１の湾曲中心Ｏからの曲率半径をＲ［ｍｍ］としたとき、式１で表される。

【0027】

Ｄ＝Ｒ｛１／cos(θ／２）－１)｝≦１ ・・・（式１）

【0028】

狭隘部４１の隙間の寸法Ｄを交差角θに応じて定義することで、レーザー溶接の狙い位置を適正に設定できる。また、少なくとも式１の関係を満たす隙間Ｄが１ｍｍ以下となる領域にレーザー溶接部１９を形成することで、フィレット１９ａを適切な位置に形成できる。これによれば、前述した第一板材１１と第二板材１３との剥離強度、せん断強度等の接合強度が向上し、溶接構造体１００の剛性が高められる。また、狭隘部４１の隙間が消滅するため、隙間腐食の発生を抑制できる。

【0029】

また、第一板材１１の鍔部１５の法線方向Ｌｖに対するレーザー光ＬＢの照射方向は、法線方向Ｌｖから４５°までの範囲にするのが好ましい。その場合、レーザー光ＬＢが第一板材１１を貫通して第二板材１３に到達しやすくなり、第二板材１３への入熱不足が生じることを抑制できる。

【0030】

上記したように、フィレット１９ａを有するレーザー溶接部１９を、第一板材１１の一対の鍔部１５と第二板材１３との間の各狭隘部にそれぞれ線状に形成して、ハット形状の内側の中空空間Ｓを密閉できる。密閉された中空空間Ｓを、例えば、ヒートシンクの熱交換媒体である冷媒等の流路として使用する場合には、流路からの液漏れを確実に防止できる。

【0031】

＜変形例＞
図５は、変形例の溶接構造体２００の長手方向の垂直断面図である。変形例の溶接構造体２００は、前述した溶接構造体１００の第二板材１３を、断面形状がハット形の第二板材１３Ａにした以外は溶接構造体１００と同様の構成である。この場合も、第一板材１１と第二板材１３Ａの鍔部１５同士を板厚方向（Ｚ方向）に重ね合わせ、それぞれの曲げ角部２１に前述したレーザー溶接を施す。これにより、双方を接合するレーザー溶接部１９が形成される。ここで示す第二板材１３Ａは、第一板材１１と同一の形状であるが、第一板材１１と第二板材１３Ａとは互いに異なる形状であってもよい。

【0032】

図６は、図５に示すＡ２部の溶接前の状態を示す拡大図である。第一板材１１と第二板材１３Ａとの曲げ角部２１同士の間には、狭隘部４１が形成される。前述したように、この狭隘部４１の隙間の寸法Ｄが１ｍｍ以下となる領域を少なくとも含むように、レーザー光ＬＢを照射し、溶加材Ｍを含む溶け込み部を生成することで、レーザー溶接部１９が狭隘部４１の隙間を埋めるように形成される。レーザー溶接部１９にはフィレットが形成され、第一板材１１と第二板材１３Ａとを高い接合強度で隙間なく接合する。

【0033】

本構成の溶接構造体２００の場合、第一板材１１と第二板材１３Ａの側壁部１７同士のなす角（図６に示す場合は２θ）は、レーザー光ＬＢの照射位置を適正にするため、１２０°以下にするのが好ましい。この場合も、第一板材１１の鍔部１５の法線方向Ｌｖに対するレーザー光ＬＢの照射方向を、法線方向Ｌｖからθ／２傾斜した方向までの角度範囲αに設定するのが好ましい。

【0034】

本構成の溶接構造体２００によれば、ハット形状の中空空間Ｓの体積を簡単に増大できる。そのため、例えば溶接構造体２００を用いてヒートシンクを構成する場合に、熱交換媒体の充填量を増加させ、ヒートシンクの熱交換能力を高められる。

【実施例0035】

次に、ハット形状の第一板材と平坦状の第二板材とを重ね合わせ、第一板材の曲げ角部に上記したレーザー溶接によりレーザー溶接部を形成した結果を説明する。
ここで、使用した供試片は、第一板材が板厚１．０ｍｍの５０００系アルミニウム合金材、第二板材が板厚２．０ｍｍの５０００系アルミニウム合金材である。
図７は、供試片として使用した第一板材のハット形状を示す説明図である。第一板材の各部の寸法は次の通りである。
鍔部幅Ｗ：２０ｍｍ
頂部幅Ｔ：２０ｍｍ
鍔部から頂部までの高さＨ：１０ｍｍ
交差角θ：６０°
曲げ角部の曲率半径Ｒ：２ｍｍ

【0036】

レーザー光の照射位置（狙い位置）は、曲率半径Ｒの曲げ角部とし、鉛直方向から３０°（図４の角度範囲α）傾斜させて照射した。その他のレーザー溶接条件は次の通りである。
レーザー：マルチモードファイバーレーザ（ファイバー径φ０．２ｍｍ）
レーザー出力：２．５ｋＷ
光学倍率：２倍
溶接速度：４ｍ／ｍｉｎ
溶加材送給速度：４ｍ／ｍｉｎ
溶加材：φ１．２ｍｍ ４０００系アルミニウム合金製ワイヤー

【0037】

図８は、レーザー溶接後の供試片の断面観察画像である。上記の条件でレーザー溶接した結果、第一板材の側壁部と鍔部との間の曲げ角部から第二板材に及ぶ範囲にレーザー溶接部が形成され、中空空間側に膨出したフィレットの形成を確認できた。この供試片によれば、中空空間に水圧を付与した場合に、応力集中の緩和と隙間腐食の防止効果が得られる。

【0038】

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

【0039】

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 長手方向の垂直断面の形状が、一対の鍔部及び該鍔部にそれぞれ接続される側壁部を有するハット形状である第一板材と、前記第一板材の前記鍔部に対向して板厚方向に重なり合う第二板材とが溶接された溶接構造体の製造方法であって、
前記第一板材は、前記鍔部と前記側壁部とが湾曲して接続された曲げ角部を有しており、
前記曲げ角部と前記第二板材との間に形成される狭隘部に向けて前記第一板材側からレーザー光を照射するとともに、前記レーザー光の照射領域に溶加材を供給するレーザー溶接を、前記長手方向に沿って実施して、
少なくとも前記狭隘部の隙間が１ｍｍ以下の領域に、前記溶加材の溶融凝固体を含むフィレットを前記長手方向に沿って形成する、
溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、断面がハット形状の第一板材と第二板材とを重ね合わせ、重ね合わせにより生じる狭隘部をレーザー溶接することで、双方の接合部の周囲に応力集中、及び隙間腐食が発生することを抑制でき、高い接合強度が得られる。

【0040】

（２） 前記フィレットを前記長手方向に連続して形成する、（１）に記載の溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、フィレットが第一板材の長手方向に沿って連続して形成され、第一板材と第二板材との接合強度を向上できる。

【0041】

（３） 前記狭隘部の前記隙間の寸法をＤ［ｍｍ］、前記第一板材の前記垂直断面における前記側壁部と前記鍔部との交差角のうち前記ハット形状の内側の交差角をθ［ｄｅｇ］、前記曲げ角部の湾曲の曲率半径をＲ［ｍｍ］としたとき、
Ｄ＝Ｒ｛１／cos(θ／２）－１)≦１
の関係を有する、（１）又は（２）に記載の溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、隙間の寸法を交差角θに応じた方向にでき、レーザー溶接の狙い位置を適正に設定できる。

【0042】

（４） 前記第一板材の前記鍔部の法線方向に対する前記レーザー光の照射方向を、前記法線方向からθ／２傾斜した方向までの範囲にする、（３）に記載の溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、交差角θによらずに適切な範囲にフィレットを形成できる。

【0043】

（５） 前記法線方向に対する前記レーザー光の照射方向を、前記法線方向から４５°までの範囲にする、（４）に記載の溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、レーザー光により形成されるキーホールが第一板材を貫通して第二板材に到達しやすくなり、第二板材への入熱不足が生じることを抑制できる。

【0044】

（６） 前記フィレットを、前記第一板材の一対の前記鍔部と前記第二板材との間の前記狭隘部にそれぞれ形成して、前記ハット形状の内側に中空空間を画成する、（１）から（５）のいずれか１つに記載の溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、中空空間が線状のフィレットにより密閉される。

【0045】

（７） 前記第一板材と前記第二板材は、アルミニウム又はアルミニウム合金である、（６）に記載の溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、良好な加工性で、熱伝導性及び耐食性に優れた構成にできる。

【0046】

（８） 前記第一板材と前記第二板材は、銅又は銅合金である、（６）に記載の溶接構造体の製造方法。
この溶接構造体の製造方法によれば、良好な加工性で、熱伝導性及び耐食性に優れた構成にできる。

【0047】

（９） 長手方向の垂直断面の形状が、一対の鍔部及び該鍔部にそれぞれ接続される側壁部を有するハット形状である第一板材と、前記第一板材の前記鍔部に対向して板厚方向に重なり合う第二板材とが溶接された溶接継手であって、
前記第一板材は、前記鍔部が前記側壁部に接続された曲げ角部を有し、
前記曲げ角部から前記第二板材にかけてレーザー溶接部が形成され、
前記レーザー溶接部には、溶接金属からなるフィレットが、前記ハット形状の内側空間に向けて膨出し、前記長手方向に沿って連続して形成されている、
溶接構造体。
この溶接構造体によれば、第一板材の曲げ角部から第二板材にかけて形成されたレーザー溶接部に、内側空間へ向けて膨出するフィレットが形成され、このフィレットが第一板材の長手方向に沿って形成される。これにより、第一板材と第二板材とは、応力集中及び隙間腐食の発生を抑制しつつ、高い接合強度で接合した構造となる。

【0048】

（１０） 前記フィレットは、前記ハット形状の内側空間に向けて１ｍｍ以上突出している、（９）に記載の溶接構造体。
この溶接構造体によれば、フィレットの突出により、接合部分が補強されて高い接合強度が得られる。

【0049】

（１１） 前記第二板材は、前記長手方向の垂直断面が前記ハット形状である、（９）に記載の溶接構造体。
この溶接構造体によれば、中空空間の体積を簡単に増大できる。

【0050】

（１２） 前記第一板材と前記第二板材は、アルミニウム又はアルミニウム合金である、（９）から（１１）のいずれか１つに記載の溶接構造体。
この溶接構造体によれば、良好な加工性で、熱伝導性及び耐食性に優れた構成にできる。

【0051】

（１３） 前記第一板材と前記第二板材は、銅又は銅合金である、（９）から（１１）のいずれか１つに記載の溶接構造体。
この溶接構造体によれば、良好な加工性で、熱伝導性及び耐食性に優れた構成にできる。

【符号の説明】

【0052】

１１ 第一板材
１３，１３Ａ 第二板材
１３ａ 対向面
１５ 鍔部
１５ａ 対向面
１７ 側壁部
１７ａ 内側面
１９ レーザー溶接部
１９ａ フィレット
２１ 曲げ角部
３１ レーザー溶接装置
３３ レーザー照射部
３５ 溶加材供給部
３７ ヘッド部
４１ 狭隘部
１００，２００ 溶接構造体
ＬＢ レーザー光
Ｌｖ 法線方向
Ｍ 溶加材
Ｐ２，Ｐ３ 端部
Ｒ 曲率半径
Ｔ 頂部幅
Ｗ 鍔部幅
ＷＤ 溶接方向
θ 交差角
α 角度範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】