JP4854920B2 - Spot welding method and spot-welded steel plate member - Google Patents
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Description
本発明は、スポット溶接方法およびスポット溶接された鋼板部材に係り、特に、3枚の鋼板のみを相互に重ねた状態で局所的にスポット溶接する技術に関するものである。 The present invention relates to a steel plate member which is spot welding method and spot welding, in particular, to a locally spot welding technique in a laminated state only three steel plates to each other.
近年、鋼板が相互に溶接された部材の強度をその重量を増加させないで一層高めることが要請されている。たとえば、自動車の衝突時の安全性を向上させるための基準が厳しくなることに伴って、その自動車を構成するボデー(車体)やそれを構成する構造部品の剛性を高めることが要請されている。 In recent years, there has been a demand for further increasing the strength of members in which steel plates are welded to each other without increasing the weight thereof. For example, with the stricter standards for improving safety at the time of automobile collision, it is required to increase the rigidity of the body (vehicle body) constituting the automobile and the structural parts constituting the automobile.
これに対し、鋼板の材料強度を向上させる研究が進められ、340MPa以上の引張強度を有するハイテン材(高張力鋼)や熱間プレス工法により作成された980MPa以上の引張強度を有する鋼板が提案され、衝撃吸収部材などの用途に適用されつつある。また、設計上、強度が必要な部分において鋼板の厚みを増加させたり補強板を溶接することで十分な強度とした形状の鋼板部品が提案され、衝撃吸収部材などの用途に適用されつつある。その溶接には、溶接ワイヤーを用いるアーク溶接やプラズマ溶接、レーザー溶接、マッシュ溶接などの連続溶接が好適に利用され得るが、作業能率の点ではスポット溶接が最も優れている。特に、3枚の鋼板のみを重ねた状態で相互に溶接する場合にはそのスポット溶接が最適である。 On the other hand, research to improve the material strength of the steel sheet has been advanced, and a high-tensile material (high-tensile steel) having a tensile strength of 340 MPa or more and a steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more prepared by a hot press method have been proposed. It is being applied to applications such as shock absorbing members. In addition, a steel plate part having a sufficient strength by increasing the thickness of the steel plate or welding a reinforcing plate in a portion where strength is required by design has been proposed and is being applied to applications such as an impact absorbing member. For the welding, continuous welding such as arc welding, plasma welding, laser welding, and mash welding using a welding wire can be suitably used, but spot welding is the most excellent in terms of work efficiency. In particular, in the case of welding with each other in a laminated state only three steel plates that spot welding is optimal.
たとえば、特許文献1には、3枚の薄板鋼板を相互に重ね合わせた状態で一対の電極チップで挟圧し、その一対の電極チップに電流を流すことにより鋼板間に溶融凝固した領域であるナゲットを形成し、それら3枚の薄板を相互に局所的にスポット溶接する技術が記載されている。
For example,
ところで、上記従来のスポット溶接方法において溶接される鋼板部品は、実際には、それぞれプレス成形された部品を組み合わせることが多いので、相互間に隙間が生じるのが普通であるが、鋼板部品の高強度化や板厚の増加に伴って溶接時に上記隙間がつぶれ難くなり、また鋼板部品の反発力が大きくなることもあって、溶接割れ、ブローホールなどの溶接欠陥が発生しやすくなるという不都合があった。特に、ロボットアームに設けられる可動式スポット溶接機が用いられる場合や、上記のような3枚に重ねられる場合には、2つ以上の隙間が形成されるとともに2枚重ねよりも総板厚が大きくなるので、上記の溶接欠陥が一層発生し易くなる。このため、自動車の補強部材のように、高強度化や鋼板厚みの増加が大きい場合には、上記の不都合が顕著となる傾向となる。 By the way, since the steel plate parts welded in the conventional spot welding method are actually often combined with press-formed parts, a gap is usually generated between them. As the strength increases and the plate thickness increases, the gaps are less likely to collapse during welding, and the repulsive force of the steel plate parts may increase, leading to the occurrence of weld defects such as weld cracks and blowholes. there were. Particularly, when the movable spot welding machine provided on the robot arm is used, when superimposed on the three as described above, the total plate thickness than two stacked with two or more gap is formed Since it becomes large, it becomes easier to generate | occur | produce the said welding defect. For this reason, when the strength is increased and the increase in the thickness of the steel sheet is large as in the case of a reinforcing member of an automobile, the above inconvenience tends to be significant.
これに対し、スポット溶接時に上記隙間をつぶすように一対の電極チップの加圧力を高くしたり表裏で変化させたりするスポット溶接機を用いることが考えられるが、このような場合には、定置式のスポット溶接機を用いる必要があり、装置が大型且つ高価となるとともに溶接操作性や作業性が低下するという欠点がある。 On the other hand, it is conceivable to use a spot welder that increases the pressure of the pair of electrode tips or changes the front and back so as to crush the gap during spot welding. However, there is a disadvantage that the apparatus becomes large and expensive and the welding operability and workability are lowered.
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、溶接欠陥を発生させることなく可動式スポット溶接機を用いても安定して3枚の鋼板のみを重ねた状態で相互にスポット溶接可能なスポット溶接方法を提供することにある。 State The present invention has been completed with the above view in mind, it is an object of repeated only three steel sheets stably even with a movable spot welding machine without causing welding defects It is an object of the present invention to provide a spot welding method capable of spot welding with each other.
ところで、ハイテン材は添加元素Si、Mn、Crなどの鋼板化学成分が多く含まれることによって電気抵抗が高く他の鋼板よりも発熱し易く、また熱間プレス材もその表面酸化層を有して表面抵抗が高く他の鋼板よりも発熱し易いことから、互いに重ねられた3枚の鋼板にスポット溶接を施すに際しては良好なナゲットを形成するためにスポット溶接機の電極チップに接する外側に上記ハイテン材や熱間プレス材が配置されるのが一般的であった。しかしながら、そのような一般的なスポット溶接方法を鋼板部品の製造に際して実際に適用すると、必ずしもスポット溶接がうまくいかず、溶接品質が不安定となる場合があった。 By the way, high-tensile materials contain a large amount of chemical components such as additive elements Si, Mn, Cr, etc., so that they have high electrical resistance and are more likely to generate heat than other steel plates, and hot pressed materials also have a surface oxide layer. since liable to generate heat than other steel high surface resistance, the high-tensile outwardly in contact with the electrode tip of the spot welding machine to form a good nuggets when subjected to spot welding to the three steel plates stacked together Generally, a material and a hot press material are arranged. However, when such a general spot welding method is actually applied in the production of steel plate parts, spot welding is not always successful, and the welding quality may become unstable.
本発明者等は、かかる目的を達成するために種々研究を重ねた結果、高強度材を含む3枚の鋼板のみを相互に重ねた状態でスポット溶接するに際して、上記従来の一般的スポット溶接方法に反して、外側に位置する鋼板ほど相対的に低材料強度或いは薄い厚みを有する低板強度のものを用いると、スポット溶接性が改善されることを知見した。すなわち、鋼板の硬度(Hv)と板厚(mm)との積で表される鋼板係数値が高い鋼板ほど電極チップと接しないように厚み方向の内側に位置させることでスポット溶接性が好適に改善されるという事実を見い出した。すなわち、本発明者等の分析によれば、重ねられた3枚の鋼板のみをスポット溶接するに際して鋼板間に隙間がない場合には上記従来の一般的スポット溶接方法が適しているが、実際の鋼板部品の製造に際しては、各鋼板に予めプレス成形されたものが用いられるのが殆どであるので、重ねられた鋼板間に隙間が形成された状態でスポット溶接される場合は、むしろ外側に位置する鋼板ほど相対的に低材料強度或いは薄い厚みを有する低板強度のものを用いることが良好な結果を導くことになるのである。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。 The present inventors have, as a result of various research to achieve the above object, in spot welding in a state in which only three steel containing high strength material superimposed on each other, the conventional general spot welding method On the other hand, it has been found that spot weldability is improved when a steel plate located on the outer side has a relatively low material strength or a low plate strength having a thin thickness. In other words, the higher the steel sheet coefficient value represented by the product of the hardness (Hv) and the plate thickness (mm) of the steel sheet, the better the spot weldability by positioning it on the inner side in the thickness direction so as not to contact the electrode tip. Found the fact that it will be improved. That is, according to the analysis of the present inventors, the above conventional common spot welding method when there is no gap between the steel plate when only a spot welding three steel plates stacked is suitable, practical When manufacturing steel plate parts, most of them are pre-pressed on each steel plate, so when spot welding is performed with a gap formed between the stacked steel plates, it is rather located outside. It is preferable to use a steel plate having a relatively low material strength or a low plate strength having a relatively small thickness. The present invention has been made based on such findings.
すなわち、請求項1に係る発明の要旨とするところは、プレス成形された3枚の鋼板のみを相互に重ねた状態で局所溶接するスポット溶接方法であって、(a) 前記3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板を他の鋼板の間に位置するように相互に重ねる重ね工程と、(b) その重ね工程により重ねられた前記3枚の鋼板のみを一対の電極チップで挟み、その一対の電極チップで挟まれた部分を相互にスポット溶接する溶接工程とを、含み、(c)前記3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板は、熱間プレス法で成形される過程で高強度化された鋼板であり且つビッカース硬度で350Hv以上の硬度を有するものである。
That is, it is an gist of the invention according to
また、請求項2に係る発明の要旨とするところは、前記3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板は、鋼板硬度と板厚との積で表される鋼板係数値が最大である鋼板である。
Further, it is an gist of the invention according to
また、請求項3に係る発明の要旨とするところは、上記3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板は鉄亜鉛合金層を表面に有するものである。
Further, it is an gist of the invention according to
また、請求項4に係る発明の要旨とするところは、上記のいずれかの発明方法によりスポット溶接された鋼板部材である。
A gist of the invention according to
また、請求項5に係る発明の要旨とするところは、上記の鋼板部材は、自動車の車体或いはその構成部品の一部を構成するものであることにある。
The gist of the invention according to
請求項1に係るスポット溶接方法によれば、相互に重ねられるプレス成形された3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板が他の鋼板の間に位置するように相互に重ねられた3枚の鋼板が一対の電極チップで挟まれ、それら一対の電極チップで挟まれた部分が相互にスポット溶接されることから、相対的に低強度の鋼板が一対の電極チップと接触させられるように厚み方向の外側に位置させられて高強度の鋼板が厚み方向の内側に位置させられるので、3枚に重ねられた鋼板が溶接欠陥を発生させることなく可動式スポット溶接機を用いたとしても安定した品質で好適にスポット溶接される。また、前記相互に重ねられるプレス成形された3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板は、熱間プレス法で成形される過程で高強度化された鋼板であるので、熱間プレス加工と同時に高強度化された鋼板部材を用いることにより、高強度化後の鋼板をプレス加工する場合に比較して金型などの消耗が好適に抑制され、加工コストが低減される。また、ハイテン材は添加元素Si、Mn、Crなどの鋼板化学成分を多く含むことから一般鋼に対して高い電気抵抗を有するので、上記相互に重ねられる3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板としてそのハイテン材が用いられる場合は、そのハイテン材に溶接電流による発熱が集中してそのハイテン材の上下に重ねられた一般鋼にナゲットが十分に形成され難くなって溶接不良が生じるおそれがあるのに対し、上記のように3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板として熱間プレス法で成形される過程で高強度化された鋼板が用いられる場合は、一般鋼と電気抵抗にそれほど差がないので、その一般鋼においても十分な大きさの良好なナゲットが形成される。また、上記相互に重ねられるプレス成形された3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板は、ビッカース硬度で350Hv以上の硬度を有するものであるので、スポット溶接後において高剛性の鋼板部材が得られる。
According to the spot welding method according to
また、前記請求項2に係る発明によれば、上記相互に重ねられる3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板は、鋼板硬度と板厚との積で表される鋼板係数値Kが最大である鋼板であるので、この鋼板係数値Kを用いることにより、強度測定を要せず、容易に最大強度の鋼板を選択或いは特定できる利点がある。
Further, the invention according to
また、前記請求項3に係る発明によれば、前記相互に重ねられる3枚の鋼板のうち内側に位置する最大強度の鋼板は鉄亜鉛合金層を表面に有するものであることから、その最大強度の鋼板を得る熱処理のための加熱処理時において酸化スケールの発生がなく、成形後にショットブラスト等の表面清浄工程を行うことなくスポット溶接が可能となる。
Further, the invention according to
また、前記請求項4に係る発明によれば、上記いずれかの発明方法によりスポット溶接された鋼板部材であるので、溶接品質が安定し、また高剛性或いは高耐蝕性の鋼板部材が得られる。
Further, according to the invention according to
また、前記請求項5に係る発明によれば、その鋼板部材は、自動車の車体或いはその構成部品の一部を構成するものであるので、溶接品質が安定し、また高剛性或いは高耐蝕性の自動車の車体或いはその構成部品が得られる。
Further, according to the invention according to
ここで、鋼板の強度とは、鋼板の強さの程度を示すものであり、曲げやねじれに対して耐える能力すなわち変形し難い能力を示す剛性とも相関するので、最大強度の鋼板とは最大剛性の鋼板ということもできる。鋼板の強度は、本来、鋼板の引っ張り強度T(MPa)で表されるべきものであるが、その鋼板の厚み中心の断面におけるビッカース硬度Hvとは比例関係(T=3.1×Hv)にあることから、ビッカース硬度Hvを用いて表され得る。また、鋼板の強度はその板厚にも比例的に関係する。したがって、鋼板の強度は、鋼板の硬度Hvと板厚t(mm)との積(=Hv×t)で表される鋼板係数値Kにより好適に示されるので、便宜上その鋼板係数値Kが鋼板の強度に替えて用いられ得るが、その他の値が用いられてもよい。 Here, the strength of the steel sheet indicates the degree of strength of the steel sheet and correlates with the rigidity indicating the ability to withstand bending and twisting, that is, the ability to hardly deform. It can also be called a steel plate. The strength of the steel sheet should be originally expressed by the tensile strength T (MPa) of the steel sheet, but is proportional to the Vickers hardness Hv in the cross section at the thickness center of the steel sheet (T = 3.1 × Hv). As such, it can be expressed using the Vickers hardness Hv. Further, the strength of the steel plate is proportional to the plate thickness. Therefore, the strength of the steel sheet is preferably indicated by a steel sheet coefficient value K represented by the product (= Hv × t) of the hardness Hv and the thickness t (mm) of the steel sheet. Can be used instead of other strengths, but other values may be used.
鋼板係数値Kが最大である鋼板の高強度化のための方法、すなわちスポット溶接のために重ねられる前記3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板を得るための高強度化のための方法は、熱間プレスによる焼き入れだけでなく、高周波焼入れなどの急冷方法なども好適に用いられる。また、窒化被膜、浸炭により鋼板の硬度を高めることにより高強度化が施され得る。 The method for steel coefficient values K is high strength of a steel sheet which is the maximum, i.e. a method for increasing the strength for obtaining the steel sheet of the maximum intensity among the three steel plates are overlaid for spot welding In addition to quenching by hot pressing, a rapid cooling method such as induction quenching is also preferably used. Further, the strength can be increased by increasing the hardness of the steel sheet by nitride coating or carburization.
添加元素Si、Mn、Crなどの鋼板化学成分が多く含まれることにより高張力鋼とされたハイテン材や、Ac3点以上の温度に加熱されてオーステナイト領域とされた状態で熱間プレス加工されたときにプレス金型内でMs点以下の温度に急冷されてマルテンサイト変態を発生させることにより焼き入れが施された熱間プレス材が、前記350以上のビッカース硬度を有する高強度鋼板に相当する。高強度鋼板の強度はそれに含まれる炭素、マンガン、クロム、ボロンの含有量から算出される炭素当量により決定されるが、1180MPa級や1470MPa級などが知られている。上記熱間プレスなどの特殊な場合として、焼き入れ時に部分的に断熱材を当てるなどにより局部的徐冷部分を設けることによって、鋼板部品の一部だけ低強度としたものが用いられてもよい。テーラードブランク法により部分的に炭素当量を低くしたり、部分的に冷却速度を遅くして焼き入れ後の硬度を150Hv(ビッカース硬度)とした鋼板である。このような鋼板の低強度部分を外側としてスポット溶接が施されてもよいし、高強度部分を内側としてスポット溶接が施されてもよい。 High-tensile steel made high-tensile steel by containing many steel plate chemical components such as additive elements Si, Mn, Cr, etc., and hot-pressed in the austenite region heated to a temperature of Ac3 point or higher A hot press material that has been quenched by being rapidly cooled to a temperature below the Ms point in a press mold and causing martensitic transformation corresponds to the high-strength steel sheet having a Vickers hardness of 350 or more. . The strength of a high-strength steel plate is determined by the carbon equivalent calculated from the contents of carbon, manganese, chromium, and boron contained therein, and 1180 MPa class, 1470 MPa class, and the like are known. As a special case such as the above hot press, a part of the steel plate part having a low strength may be used by providing a locally slow cooling part by partially applying a heat insulating material during quenching. . This is a steel sheet in which the carbon equivalent is partially lowered by the tailored blank method, or the hardness after quenching is partially reduced by slowing the cooling rate to 150 Hv (Vickers hardness). Spot welding may be performed with the low strength portion of such a steel plate as the outside, or spot welding may be performed with the high strength portion as the inside.
前記鉄亜鉛合金層は、合金化溶融亜鉛めっき被膜または電気亜鉛めっき被膜を有する鋼板が熱間プレスによって焼き入れされた後でその鋼板の表面に生成される。合金化溶融亜鉛めっき被膜は所謂溶融めっき法により形成される。また、電気亜鉛めっき被膜、および所謂溶融めっき法により形成されためっき被膜は、亜鉛系、亜鉛−鉄系、亜鉛−アルミニウム系、亜鉛−ニッケル系、亜鉛−コバルト系などの被膜である。上記鉄亜鉛合金層を表面に有する鋼材としては、たとえば合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA)や、溶融亜鉛めっき鋼板(GI)が知られている。上記鉄亜鉛合金層は、一般に、鉄亜鉛固溶相や鉄亜鉛金属間化合物相等であるが、それらが単独で構成されてもよいし、あるいは混合された状態で構成されてもよい。 The iron-zinc alloy layer is generated on the surface of a steel plate after the steel plate having an alloyed hot-dip galvanized coating or electrogalvanized coating is quenched by hot pressing. The alloyed hot dip galvanized film is formed by a so-called hot dip plating method. Electrogalvanized films and plated films formed by so-called hot dipping are zinc-based, zinc-iron-based, zinc-aluminum-based, zinc-nickel-based, zinc-cobalt-based coatings, and the like. As a steel material having the iron-zinc alloy layer on the surface, for example, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet (GA) and a hot-dip galvanized steel sheet (GI) are known. The iron-zinc alloy layer is generally an iron-zinc solid solution phase, an iron-zinc intermetallic compound phase, or the like, but they may be constituted singly or in a mixed state.
スポット溶接に際して一対の電極チップ間に前記3枚の鋼板のみを挟圧するために、空圧シリンダ、油圧シリンダ、電動モータなどの電極チップ挟圧駆動用のアクチュエータがスポット溶接装置に備えられる。スポット溶接装置は据置型(定置型)および可動型(可搬型或いは携帯型)のいずれでもよい。また、C型ガン形式やX型ガン形式のいずれでもよい。上記電極チップの材質としては、クロム銅、アルミナ分散銅、ジルコニウム銅などの銅合金が好適に用いられるが、大電流を流すために電気抵抗が低く且つ耐摩耗性の高い物質であればよい。 Only the three steel plates for nipping between a pair of electrode tips during spot welding, pneumatic cylinder, hydraulic cylinder, the electrode tip clamp actuator for driving the electric motor or the like provided in the spot welding apparatus. The spot welding apparatus may be either a stationary type (stationary type) or a movable type (portable type or portable type). Also, either C type gun type or X type gun type may be used. As the material of the electrode tip, a copper alloy such as chromium copper, alumina-dispersed copper, zirconium copper or the like is preferably used, but any material having low electrical resistance and high wear resistance may be used in order to pass a large current.
本発明方法は、鋼板から成形された3枚のプレス部品を相互に重ねた状態でスポット溶接することにより、たとえば、自動車の車体、或いはその構成部品の一部であるフレーム、パネル、サイドメンバ、ドア、リンフォースメント、センターピラーやフロントピラーなどのピラー類、ドアインパクトビームなどの鋼材部品を製造するために適用される。本発明方法が適用されることにより得られた自動車の車体或いはその構成部品の一部構成する鋼材部品は、溶接品質が安定し、また高剛性或いは高耐蝕性の自動車の車体或いはその構成部品が得られる。以下、本発明者等が行った実験例およびその評価結果を以下に説明する。 The present invention, by spot welding in a state of overlapping three press parts molded from steel plate to each other, for example, a vehicle body of an automobile, or a part of its components frames, panels, side members, It is applied to manufacture steel parts such as doors, reinforcements, pillars such as center pillars and front pillars, and door impact beams. The steel parts constituting a part of the automobile body or its components obtained by applying the method of the present invention are stable in welding quality, and are highly rigid or highly corrosion resistant automobile bodies or their components. can get. Hereinafter, experimental examples performed by the present inventors and the evaluation results thereof will be described below.
実験試料の説明
実験に用いた各試料No.1乃至No.5は鋼片(30mm幅×100mm長さ)が以下の条件でスポット溶接された3枚重ねの鋼板部品である。それら各試料No.1乃至No.5に用いた3枚の鋼板の硬度、板厚t、鋼板係数値Kは図1に示されたものである。各試料No.1乃至No.5は、図1に示す鋼板1乃至鋼板3の組み合わせで構成される。各試料において、鋼板の硬度が350Hv以上である最大強度の鋼板すなわち鋼板係数値Kが最大の鋼板は、それに含まれる鋼化学成分が0.21%のC(炭素)、0.2%のSi(珪素)、1.2%のMn(マンガン)、0.007%のP(燐)、0.002%のS(硫黄)である焼き入れ鋼板の鋼板表面に合金化溶融亜鉛めっき層(めっき付着量が60g/m2 )を有する鋼板の試験片を加熱炉でAc3点以上の温度である900℃−5分保持の加熱処理を行った後10秒以内に、内部がMs点以下の温度に水冷された平板プレス金型を用いて5MPaの加圧力でプレス加工すると同時に急冷し、これにより焼き入れを施した熱間プレス鋼板である。上記最大強度の鋼板は、試料No.1乃至No.3では鋼板2であり、試料No.4およびNo.5では鋼板3である。
Explanation of Experimental Sample Each sample No. used in the
溶接機
・DR型スポット溶接機
・電極チップ:クロム銅製であって、チップ元径が16mmφ、先端径が6mmφ、先端曲率半径が40mmR。
・加圧力 :3920N(400kgf)
・溶接電流:9000A
・通電条件:10サイクルの予備通電、40サイクルの本通電、1サイクルの保持(60Hz)
・冷却水流:3L/min
Welding machine DR type spot welding machine Electrode tip: made of chrome copper, tip original diameter is 16mmφ, tip diameter is 6mmφ, tip curvature radius is 40mmR.
・ Pressure: 3920N (400kgf)
・ Welding current: 9000A
-Energization conditions: 10 cycles of preliminary energization, 40 cycles of main energization, 1 cycle hold (60 Hz)
・ Cooling water flow: 3L / min
溶接工程
図2に示すように、実際の製品と同じ隙間条件および電流条件を模擬的に形成するために一般鋼製の板状のスペーサ10を介して3枚の鋼板片1、2、3を順に重ねて一対の電極チップ12および14間に位置させ(重ね工程)、次に、図3または図4に示すようにそれら一対の電極チップ12および14間を用いて加圧(挟圧)することにより鋼板間の隙間Sを詰めて相互に接触させ、次いで溶接電流を一対の電極チップ12および14間に予め設定された上記の通電条件にしたがって通電し(溶接工程)、次いで上記一対の電極チップ12および14による挟圧を解放する。
Welding process As shown in FIG. 2, in order to form the same gap condition and current condition as those of an actual product, three
評価基準
各試料No.1乃至No.5のスポット溶接状態について、そのスポット溶接のナゲットが現れる断面を光学顕微鏡を用いて観察し、ナゲットが良好に形成されている場合は○印を、鋼板の境界を中心として形成される溶融凝固領域であるナゲットの径の20%以上の径のブローホールが存在する場合は△印を、ブローホールとクラックがある場合は×印を図1の結果の欄に付して評価した。
Evaluation criteria Each sample No. 1 to No. For the spot welded state of No. 5, the cross section where the spot weld nugget appears is observed using an optical microscope, and if the nugget is well formed, a circle mark is formed around the boundary of the steel plate. When a blow hole having a diameter of 20% or more of the diameter of the nugget is present, a Δ mark is attached to the result column of FIG.
評価結果
図1に示すように、相互に重ねられた3枚の鋼板片1、2、3のうち硬度が350Hv以上である最大強度の鋼板が他の鋼板の間に位置して厚み方向の内側に位置する、本願発明方法が適用されている試料No.1、No.2、No.3はナゲットの形成が良好に行われているのに対し、最大強度の鋼板が外側に位置する比較例としての試料No.4はナゲットにブローホールとクラックが認められ、溶接品質が不安定なものであった。試料No.4および試料No.5は、上記試料No.1および試料No.3に対してナゲットの評価が×であって2レベル低いことにより、鋼板係数値Kが大きいほど、ナゲットの改善効果が大きいことが示されている。また、重ね工程では図2に示す状態であるが、溶接工程が完了すると、試料No.1、No.2、No.3では図3に示すように外側の鋼板1および3の変形や歪みが少ないのに対し、試料No.4では図4に示すように最大強度の鋼板と反対側にある外側の鋼板1の変形や歪みが大きくなる結果、ナゲットの形成が不安定となったり、形成され難くなったりする。
Evaluation Results As shown in FIG. 1, the maximum strength steel plate having a hardness of 350 Hv or more among the three
したがって、本実施例によれば、相互に重ねられる3枚の鋼板1〜3のうちの最大強度の鋼板2を他の鋼板1と3の間に位置するように相互に重ねられた状態で一対の電極チップ12および14で挟まれ、それら一対の電極チップ12および14で挟まれた部分が相互にスポット溶接されることから、相対的に低強度或いは低板剛性の鋼板1と3が一対の電極チップ12および14と接触させられるように厚み方向の外側に位置させられて最大強度或いは最大剛性の鋼板が厚み方向の内側に位置させられるので、3枚に重ねられた鋼板1〜3が溶接欠陥を発生させることなく可動式スポット溶接機を用いたとしても安定した品質で好適にスポット溶接される。
Therefore, according to this embodiment, a pair while being superimposed on one another so as to be located a maximum
また、本実施例によれば、相互に重ねられる3枚の鋼板1〜3のうちの最大強度の鋼板2は、鋼板硬度Hvと板厚tとの積で表される鋼板係数値K(=Hv×t)が最大である鋼板であるので、この鋼板係数値Kを用いることにより、強度測定を要せず、容易に最大強度の鋼板を選択或いは特定できる利点がある。
Further, according to this embodiment, the
また、本実施例によれば、相互に重ねられる3枚の鋼板1〜3のうちの最大強度の鋼板2は、熱間プレス法で成形される過程で高強度化された鋼板であるので、熱間プレス加工と同時に高強度化された鋼板部材を用いることにより、高強度化後の鋼板をプレス加工する場合に比較して金型などの消耗が好適に抑制され、加工コストが低減される。また、ハイテン材は添加元素Si、Mn、Crなどの鋼板化学成分を多く含むことから一般鋼製の鋼板1、3に対して高い電気抵抗を有するので、上記相互に重ねられる3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板2としてそのハイテン材が用いられる場合は、そのハイテン材に溶接電流による発熱が集中してそのハイテン材の上下に重ねられた一般鋼にナゲットが十分に形成され難くなって溶接不良が生じるおそれがあるのに対し、本実施例のように、3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板2として熱間プレス法で成形される過程で高強度化された鋼板が用いられる場合は、一般鋼製の鋼板1、3と電気抵抗にそれほど差がないので、その鋼板1、3においても十分な大きさの良好なナゲットが形成される利点がある。
Further, according to this embodiment, the
また、本実施例によれば、相互に重ねられる3枚の鋼板1〜3のうちの最大強度の鋼板2は、ビッカース硬度で350Hv以上の硬度を有するものであるので、スポット溶接後において高剛性の鋼板部材が得られる。
Further, according to this embodiment, since the maximum
また、本実施例のスポット溶接方法により得られる鋼板部材は、溶接品質が安定し、また高剛性或いは高耐蝕性の鋼板部材が得られるので、自動車の車体或いはその構成部品の一部を構成する鋼板部材の製造に適用されることにより、溶接品質が安定し且つ高剛性或いは高耐蝕性の自動車の車体或いはその構成部品が得られる。 Further, since the steel plate member obtained by the spot welding method of this embodiment has a stable welding quality and a steel plate member having high rigidity or high corrosion resistance can be obtained, it constitutes a part of a vehicle body or a component thereof. By being applied to the manufacture of a steel plate member, a car body or a component thereof of an automobile having stable welding quality and high rigidity or high corrosion resistance can be obtained.
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, these are one Embodiment to the last, This invention is implemented in the aspect which added the various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. be able to.
1:鋼板
2:鋼板
3:鋼板
10:スペーサ
12、14:電極チップ
1: Steel plate 2: Steel plate 3: Steel plate
10:
Claims (5)
前記3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板を他の鋼板の間に位置するように相互に重ねる重ね工程と、
該重ね工程により重ねられた前記3枚の鋼板のみを一対の電極チップで挟み、該一対の電極チップで挟まれた部分を相互にスポット溶接する溶接工程とを、含み、
前記3枚の鋼板のうちの最大強度の鋼板は、熱間プレス法で成形される過程で高強度化された鋼板であり且つビッカース硬度で350Hv以上の硬度を有するものであることを特徴とするスポット溶接方法。 In a laminated state only three steel plates which are pressed into a mutual a spot welding method for localized welding,
And superimposing step of superimposing one another so as to position the steel sheet of the maximum intensity among the three steel plates during the other steel sheet,
Interposing only the three steel plates overlaid by polymerization it processes a pair of electrode tips, and a welding step of another spot welded portion sandwiched between at the pair of electrode tips, comprising,
Steel of the maximum intensity among the three steel plates, characterized in that in the process of being molded by hot press method are those having a high strength has been a steel plate and a hardness of more than 350Hv of Vickers hardness Spot welding method.
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