CN112203793A - 点焊接头、具备点焊接头的车辆骨架部件、点焊接头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种点焊接头,具备:抗拉强度为1100MPa以上且以硬质马氏体组织为主体的第1钢板;重叠于所述第1钢板的第2钢板;在所述第1钢板与所述第2钢板之间形成的在所述第1钢板与所述第2钢板的界面处的直径为D的熔核;和硬度控制区域,所述硬度控制区域占有下述区域,所述区域是所述第1钢板的通过所述熔核的中心的板厚方向的截面的、所述第1钢板的所述板厚方向的全部且在板面方向上距离所述熔核的中心为0.5×D~1.0×D的区域,所述区域的硬度的最大值与硬度的最小值之差为80HV以下,所述区域的所述硬度的最大值低于所述第1钢板的硬度的最大值。
Description
技术领域
本公开涉及点焊接头、具备点焊接头的车辆骨架部件、点焊接头的制造方法。
本申请基于在2018年05月31日在日本申请的专利申请2018-105233号要求优先权,将其内容援引于此。
背景技术
在将多个钢板构件重叠而构成的结构物中,对于将钢板构件彼此重叠的重叠部,广泛进行基于电阻点焊的接合。
例如,在专利文献1中记载了一种将帽形材料和封闭板通过点焊而相互接合的能量吸收构件。
现在,作为汽车用的高强度钢板,广泛使用抗拉强度为980MPa以上的高强度钢板。近年,抗拉强度为1100MPa以上的高强度钢板也开始被应用。抗拉强度为1100MPa以上的高强度钢板,一般为了得到高的强度而包含淬火组织。若进行电阻点焊,则形成将钢板焊接的熔核,在熔核的周围产生热影响区(heat affected zone)(以下称为HAZ)。一般地,HAZ包含淬火组织。但是,在对具有淬火组织的高强度钢板进行了电阻点焊的情况下,会形成硬度比作为淬火组织的母材低的区域(HAZ软化部)。原因是母材的淬火组织因电阻点焊的热而被回火。
一般地,若有硬度低的区域,则强度降低。但是,这样的HAZ软化部,对电阻点焊的接头评价所采用的拉伸剪切试验和十字拉伸试验(JISZ3137)的评价结果无影响。但是,在被负载了面内拉伸应力的情况下,局部地应变集中在HAZ软化部,有时HAZ软化部发生断裂。
在汽车发生碰撞时需要保护车厢内的乘客。因此,A柱、B柱、车顶纵梁、下纵梁这些构成汽车车身的结构构件(搭接焊构件)需要具备高的强度。一般地,构成汽车车身的结构构件,是将多个钢板构件重叠,并将凸缘(重叠部)通过电阻点焊进行接合而形成筒状的闭截面从而制造的。要使碰撞时的变形阻力提高、以少的变形量吸收更多的碰撞能量的话,可采取将原材料(母材)高强度化、增加焊接(点焊)打点这些方法。
对于被电阻点焊的上述构件的凸缘的一部分,有时在碰撞时被负载面内拉伸应力。即使将母材高强度化并增加点焊打点,若产生前述的HAZ软化部,也有时得不到由母材的强度和部件的形状设想的耐碰撞性能。
因此,在将由高强度钢板构成的钢板构件应用于汽车车身的结构构件的情况下,要求抑制熔核的周边区域成为断裂的起点。
以往,曾进行了改善通过电阻焊接点焊而形成的焊接构件的特性的研究。例如,在专利文献2中,作为改善了点焊部的特性的焊接接头,记载了一种将点焊部在100~400℃进行热处理从而使L字拉伸接头强度提高的焊接接头。另外,在专利文献3中,记载了一种对点焊部进行后通电来使十字拉伸接头强度改善的方法。在专利文献4中,记载了一种焊接方法,其中,将点焊电极的周围用线圈卷绕后进行焊接,然后迅速地进行高频感应加热,来将点焊部和熔融部回火,由此改善由TSS与材料强度之比和CTS与材料强度之积评价的接合强度。
但是,这些专利文献2~4中公开的技术,虽然在TSS、CTS的提高上获得了一定的效果,但是对于在钢板中被负载面内拉伸应力时的在HAZ软化部的断裂没有予以考虑。
针对这样的课题,在专利文献5中记载了一种B柱,其中,通过在供于点焊的凸缘部的一部分或全部中具有被称为软区的具有低于1100MPa的强度的区域,来提高了能量吸收能力。
但是,专利文献5中公开的B柱,需要使侧凸缘软化,因此有可能弯曲性能降低。另外,在专利文献5中,由于在焊接之前在部件内设置软化区域,因此也存在部件的形状精度降低这一课题。若部件的形状精度降低,则焊接时会在部件间产生间隙,焊接变得困难。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2006-142905号公报
专利文献2:日本国特开2010-059451号公报
专利文献3:日本国特开2015-093282号公报
专利文献4:日本国专利第5459750号公报
专利文献5:日本国专利第5894081号公报
发明内容
本公开是鉴于上述的课题而完成的,其课题是提供即使在被负载了面内拉伸应力的情况下,也能够抑制从熔核的周边的区域断裂的点焊接头、具备该点焊接头的车辆骨架部件、以及该点焊接头的制造方法。
本发明人对高强度钢板的点焊接头进行了调查、研究。其结果发现:通过控制包含HAZ软化部的熔核周边的规定的区域中的硬度,能够抑制负载面内应力时的在HAZ软化部的断裂。
硬度比母材低的HAZ软化部,在低于980MPa的抗拉强度的钢板中几乎不形成。HAZ软化部在980MPa以上的抗拉强度的钢板中可能发生。特别是在通过淬火处理而高强度化了的抗拉强度为1100MPa以上的高强度钢板和通过热压(热模压:hot stamp)而成形的热压材(高强度钢板构件)的点焊部,HAZ软化部的发生较显著。
本公开是基于上述的见解而完成的,其要旨如下。
(1)本公开的一方式涉及的点焊接头,具备:
抗拉强度为1100MPa以上且以硬质马氏体组织为主体的第1钢板;
重叠于上述第1钢板的第2钢板;
在上述第1钢板与上述第2钢板之间形成的在上述第1钢板与上述第2钢板的界面处的直径为D的熔核;和
硬度控制区域,其占有下述区域,
所述区域是上述第1钢板的通过上述熔核的中心的板厚方向的截面的、上述第1钢板的上述板厚方向的全部且在板面方向上距离上述熔核的中心为0.5×D~1.0×D的区域,所述区域的硬度的最大值与硬度的最小值之差为80HV以下,所述区域的上述硬度的最大值低于上述第1钢板的硬度的最大值。
(2)根据上述(1)所述的点焊接头,也可以在上述截面内具备另外的熔核。
(3)根据上述(1)或(2)所述的点焊接头,也可以在全部的上述截面中具有上述硬度控制区域。
(4)根据上述(1)~(3)的任一项所述的点焊接头,上述区域的上述硬度的最大值可以为250HV~450HV。
(5)根据上述(1)~(4)的任一项所述的点焊接头,上述第1钢板和上述第2钢板也可以为镀层钢板。
(6)本公开的另一方式涉及的车辆骨架部件,具备上述(1)~(5)的任一项所述的点焊接头。
(7)本公开的另一方式涉及的点焊接头的制造方法,通过将第2钢板与抗拉强度为1100MPa以上且以硬质马氏体组织为主体的第1钢板重叠并进行电阻点焊,从而在上述第1钢板与上述第2钢板之间形成在上述第1钢板与上述第2钢板的界面处的直径为D的熔核,对上述第1钢板的通过上述熔核的中心的板厚方向的截面的、上述第1钢板的上述板厚方向的全部且在板面方向上距离上述熔核的中心为0.5×D~1.0×D的区域的全部进行回火。
(8)根据上述(7)所述的点焊接头的制造方法,也可以以使得上述区域的硬度的最大值与硬度的最小值之差为80HV以下、且上述区域的上述硬度的最大值低于上述第1钢板的硬度的最大值的方式进行回火。
(9)根据上述(7)或(8)所述的点焊接头的制造方法,也可以对全部的上述截面的上述区域进行回火。
(10)根据上述(8)或(9)所述的点焊接头的制造方法,上述区域的上述硬度的最大值可以为250HV~450HV。
根据本公开的点焊接头,即使在被负载了面内拉伸应力的情况下,也难以发生自熔核周边的HAZ软化部的断裂。因此,在用于构成汽车车身的结构构件的情况下,能够获得高的耐碰撞性能。
另外,本公开的车辆骨架部件,难以发生自HAZ软化部的断裂。因此,能够获得高的耐碰撞性能。
另外,本公开的点焊接头的制造方法,在用于构成汽车车身的结构构件的情况下,能够制造能获得高的耐碰撞性能的点焊接头。
附图说明
图1是本实施方式涉及的点焊接头的通过熔核中心的板厚方向的截面图。
图2是本实施方式涉及的点焊接头的通过熔核中心的板厚方向的截面图。
图3是本实施方式涉及的点焊接头的通过熔核中心的板厚方向的截面图,是在截面内包含另外的熔核的情况的例子。
图4是作为本实施方式涉及的车辆骨架部件的一例的B柱的示意图。
图5是作为本实施方式涉及的车辆骨架部件的一例的B柱的B-B处的截面图。
图6是表示在实施例中使用的试样的示意图。
具体实施方式
参照附图来对本公开的一实施方式涉及的点焊接头(本实施方式涉及的点焊接头)、本实施方式涉及的车辆骨架部件、本实施方式涉及的点焊接头的制造方法进行说明。
首先,对本实施方式涉及的点焊接头进行说明。
如图1、图2所示,本实施方式涉及的点焊接头1,具备:第1钢板11;重叠于第1钢板11的第2钢板12;和在第1钢板11与第2钢板12之间形成的在第1钢板11与第2钢板12的界面处的直径为D的熔核2。即,通过熔核2而将第1钢板11和第2钢板12接合。
另外,本实施方式涉及的点焊接头1,具备占有第1区域32的硬度控制区域33。第1区域32是:在通过熔核2的中心O的第1钢板11的板厚方向的截面中,板面方向(与第1钢板11的板厚方向垂直的方向的至少一个方向,例如,图1中的箭头102的方向)的、从熔核2的中心O离开0.5×D的位置与从熔核2的中心O离开1.0×D的位置之间(以下有时称为0.5×D~1.0×D的范围)且第1钢板11的板厚全域。
在本实施方式中,所谓占有第1区域32的硬度控制区域33,意指:硬度控制区域33包含第1区域32的整体。
通常,HAZ软化部,形成于从熔核离开规定的距离的区域。在本实施方式涉及的点焊接头1中,产生于在板面方向上距离熔核的中心O为0.5×D~1.0×D的范围。因此,在本实施方式涉及的点焊接头1中,为了抑制自熔核2周边的断裂,通过对硬度控制区域33进行回火处理,来如后述那样控制第1区域32的硬度。
例如,如果从十字抗拉强度等的观点出发,则通过只对第1钢板与第2钢板的界面附近进行回火,有获得接头强度的改善效果的可能性。但是,为了防止被负载了面内拉伸应力的情况下的自HAZ软化部的断裂,需要对第1钢板11的板厚全域进行回火处理来控制硬度。
另外,如上述那样,在本公开中,如图1所示,以HAZ软化部产生于0.5×D~1.0×D的范围的点焊接头为对象。这是因为,即使只控制被熔核2和HAZ软化部夹着的范围的硬度,也不能够充分防止自HAZ软化部的断裂,如果不控制从熔核2起算至少包含直到HAZ软化部为止的区域、优选直到超过HAZ软化部的区域的硬度,则不能够防止被负载了面内拉伸应力的情况下的自HAZ软化部的断裂。
另外,为了更切实地抑制自熔核2周边的断裂,如图2所示,希望除了第1区域32以外,第2区域34的硬度也与第1区域32的硬度同样地控制。所谓第2区域34,是进而在板面方向上从熔核2的中心O离开1.0×D的位置与离开2.5×D的位置之间(1.0×D~2.5×D的范围)且第1钢板11的板厚全域。图2中所示的硬度控制区域包含第1区域和第2区域。即,优选如图2所示那样使进行回火的硬度控制区域33占有第1区域32和第2区域34从而控制第1区域32和第2区域34的硬度。
图1和图2中所示的硬度控制区域33也可以具有与第1区域32邻接或者与第1区域32和第2区域34邻接的周边区域。周边区域是在对第1区域32、或第1区域32和第2区域34进行回火来控制硬度时被回火的热影响了的区域。即,所谓周边区域,是处于不被回火的热影响的高硬度部(母材部)与第1区域32或第2区域34之间的硬度过渡部。
另外,关于第1区域32和第2区域34,优选垂直于截面的方向(与图1或图2的纸面垂直的方向)的厚度为0.75×D以上。更优选第1区域32和第2区域34的垂直于截面的方向的厚度为D(1.0×D)以上。如果那样的话,则应变可能集中的HAZ软化部31的全部的位置软化,因此能够进一步抑制在HAZ软化部31的断裂,并使直到断裂为止的伸长量增加。
在本实施方式中,熔核2的直径D是通过熔核2的中心O的第1钢板11的板厚方向的截面的在第1钢板11与第2钢板12的界面处的、熔核2的板面方向的长度。
熔核2可通过将第1钢板11和第2钢板12重叠并进行电阻点焊来获得。
第1钢板11设为以硬质马氏体组织为主体的抗拉强度为1100MPa以上的钢板。原因是对于抗拉强度低于1100MPa的钢板而言,不会明确地显现HAZ软化部31,因此不产生本发明的课题。另一方面,对于第2钢板12,不进行限定。
如上述那样,抗拉强度为1100MPa以上的高强度钢板一般具有硬质马氏体之类的淬火组织为主体(至少50面积%以上,例如80面积%以上)的组织。这样的组织通过基于淬火的组织相变而获得。在对以淬火组织为主体的钢板进行了点焊的情况下,由于电阻点焊的热,在熔核的周围的HAZ中硬质马氏体被回火。即,硬质马氏体变化成回火马氏体、贝氏体、铁素体等的软质的组织。由此,产生硬度比母材低的区域(HAZ软化部31)。在被负载了面内应力的情况下,该HAZ软化部31成为断裂的起点。
第1钢板11的硬质马氏体的组织分率,可通过对没有受到焊接热影响的位置的组织进行显微镜观察来确认。具体而言,对于从钢板的板厚方向截面的、距离第1钢板11的表面为板厚的1/8的位置、3/8的位置、5/8的位置、7/8的位置的各5处制取的样品,使用Lepera腐蚀液进行腐蚀处理,利用光学显微镜以1000倍的倍率对100μm见方的视野进行观察,在观察视野内,看上去呈白色~红褐色的组织视为马氏体,来测定马氏体的面积率。通过将所观察的20个视野的马氏体的面积率进行平均来得到第1钢板11的马氏体面积率。
其后,使用同一样品,使用苦味醇溶液进行腐蚀处理,利用光学显微镜以1000倍的倍率对100μm见方的视野进行观察,在观察视野内,求出马氏体之中的硬质马氏体的比例。将含有碳化物的马氏体判断为硬质马氏体,将不含碳化物的马氏体判断为回火马氏体。
可通过求出20个视野的马氏体中的硬质马氏体的比例并进行平均,并将其平均值乘以在上述中求出的第1钢板11的马氏体面积率,来求出第1钢板11的硬质马氏体的组织分率(面积率)。
如果硬质马氏体的面积率的平均值为50%以上,则判断为硬质马氏体组织为主体。
在本实施方式涉及的点焊接头1中,如上述那样,第1区域32的硬度被控制。具体而言,第1区域32的硬度的最大值与硬度的最小值之差为80HV以下。另外,第1区域32中的硬度的最大值低于第1钢板11的硬度的最大值。
更优选:第1区域32以及第2区域34的硬度的最大值与硬度的最小值之差为80HV以下。在该情况下,优选在第1区域32和第2区域34之中的最大硬度低于第1钢板11的最大硬度。
如果是这样的焊接接头,则能抑制自HAZ软化部31的断裂,即使在被负载了面内拉伸应力的情况下也成为母材断裂。另一方面,若第1区域32中的硬度的最大值与硬度的最小值之差(硬度差)超过80HV,则在从第1钢板的两侧负载了拉伸应力(面内拉伸应力)时,应变集中于HAZ软化部31,因此从HAZ软化部31发生断裂。优选上述的第1区域32中的硬度的最大值和最小值之差(硬度差)为50HV以下。进而,如果第2区域的硬度也同样地控制的话,则能更加缓和应力向HAZ软化部的集中。
在以硬质马氏体组织为主体的钢板中,受到焊接热影响的部分的硬度变得低于焊接前的硬度。因此,关于第1钢板11的硬度的最大值,是测定第1钢板11的没有受到由电阻点焊带来的热影响的位置的硬度并采用其最大值。作为没有受到由电阻点焊引起的热影响的位置,例如,只要测定从熔核2向没有另外的熔核的方向离开15mm以上的位置的硬度即可。
具体而言,使用维氏硬度计,将载荷设为1.0kgf,来测定没有受到由电阻点焊引起的热影响的10处的、距离第1钢板11的表面为板厚的1/8的位置、3/8的位置、5/8的位置、7/8的位置的硬度,并采用其最大值。
第1区域32的硬度的最大值和最小值,使用将载荷设为100gf的维氏硬度计来测定。具体而言,对于在第1钢板11的包含熔核的中心O的板厚方向截面中,距离第1钢板11的表面为板厚的1/8的位置、3/8的位置、5/8的位置、7/8的位置,从第1区域32的垂直于板厚方向的方向(即板面方向)的一个端部到另一端部,以0.1mm间隔来测定硬度。然后,将所测定的硬度之中的最大值和最小值作为第1区域32的硬度的最大值和硬度的最小值。
在B柱等的车辆骨架部件的情况下,一般地会在重叠的钢板的多个部位形成点焊部。
在发生碰撞时在连结多个熔核的方向上产生面内拉伸应力。因此,在本实施方式涉及的点焊接头1包含熔核2和另外的熔核的情况下,优选如图3所示那样,在对第1钢板11的通过熔核2的中心O的板厚方向的截面进行观察时,在同一截面内包含另外的熔核2。换言之,在抑制在HAZ软化部31的断裂的方面,优选至少在从熔核2朝向另外的熔核2’的方向(图3中的箭头102的方向)上设置硬度控制区域33。
本实施方式涉及的点焊接头1,也能够应用于B柱以外的部件。例如应用于A柱、下纵梁等。如上述的那样,将熔核间连结的方向是产生拉伸应力的有力的方向。但是,根据所应用的部件、碰撞的状态,有在哪个方向都产生拉伸应力的可能性。
如果在熔核2的板面方向的全周方向设置硬度控制区域33,则不论在面内的哪个方向被负载拉伸应力,都能够抑制在HAZ软化部31的断裂,因此优选。换言之,优选在包含熔核2的中心O的全部的板厚方向截面中存在硬度控制区域33。
优选硬度控制区域33中所含的第1区域32的硬度的最大值为250HV~450HV。如果进而第2区域34的硬度的最大值为250HV~450HV则更优选。若硬度的最大值低于250HV,则担心作为结构构件得不到充分的强度。另外,若超过450HV,则担心超过母材的强度。
第1钢板11和/或第2钢板12也可以是镀层钢板。通过设为镀层钢板,能够使耐蚀性提高。作为镀层钢板,可例示例如热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板、电镀锌钢板、镀铝钢板等。
接着,对本实施方式涉及的车辆骨架部件进行说明。
本实施方式涉及的车辆骨架部件,是在至少1部分中包含上述的本实施方式涉及的点焊接头1的车辆骨架部件。例如为图4和图5所示那样B柱201。
在本实施方式涉及的车辆骨架部件中,具备抑制了在HAZ软化部的断裂的本实施方式涉及的点焊接头1。因此,在使用了高强度钢板的情况下能获得高的耐碰撞性能。
接着,对本实施方式涉及的点焊接头1的制造方法进行说明。
本实施方式涉及的点焊接头1,可通过下述方法来制造:通过将第2钢板12与抗拉强度为1100MPa以上且以硬质马氏体组织为主体的第1钢板11重叠并进行电阻点焊,从而在第1钢板11与第2钢板12之间形成在第1钢板11与第2钢板12的界面处的直径为D的熔核2,其后,对第1钢板11的通过熔核2的中心O的板厚方向的截面的、第1钢板11的板厚方向全部且在板面方向上距离熔核2的中心O为0.5×D~1.0×D的区域的全部即第1区域32进行回火。
为了对第1区域32进行回火,只要对占有第1区域32的硬度控制区域33进行回火即可。
为了获得高的接头强度,优选:不仅第1区域32,第2区域34也回火。因此,优选硬度控制区域33占有第1区域32和第2区域34这两者。
在本实施方式涉及的点焊接头1的制造方法中,对于进行了电阻点焊的第1钢板11,在面内拉伸应力作用的至少1个方向设置硬度控制区域33。即,对从熔核2的中心O起的至少1个方向的HAZ软化部31和其周边的区域进行回火。由此,能够减小包含HAZ软化部31的第1区域32中的硬度差。这样,能够制造抑制了自HAZ软化部31的断裂的本实施方式涉及的点焊接头1。
电阻点焊只要在与用途相适应的条件下进行即可,不被限定。
回火条件也不特别限定,但为了使作为淬火组织的硬质马氏体成为回火组织,优选在500~700℃的温度进行回火。若回火温度低于500℃,则有时不能够充分降低硬度差。另一方面,也不优选回火温度超过700℃。原因是,组织的一部分相变成奥氏体,该奥氏体在回火后的冷却中再次成为淬火组织。若再次成为淬火组织,则有时不能够充分降低第1区域32的硬度。从接头强度的观点出发,优选:不使母材部的强度降低而进行占有第1区域32的硬度控制区域33的回火。在该情况下,优选在回火时采用使用激光的热处理、通过通电来进行的热处理等的能够局部地加热的方法。
为了切实地获得本发明的效果,通过回火而得到的硬度的目标是:从熔核2起的至少1个方向上的硬度控制区域33占有的第1区域32的硬度低于第1钢板11的母材部的硬度的最大值,并且,第1区域32中的硬度的最大值与硬度的最小值之差以维氏硬度计设为80HV以下。为了更切实地抑制自HAZ软化部31的断裂,优选:这些的硬度的目标不仅适用于第1区域32,也适用于第2区域34。
另外,优选在第1钢板的面内方向的、熔核2的全周方向设置硬度控制区域33。即,优选以使得在第1钢板的通过熔核2的中心O的板厚方向的全部的截面中第1区域32满足上述的硬度的方式进行回火。原因是通过对熔核2的全周方向进行回火,不论在第1钢板的哪个方向产生面内拉伸应力都能获得效果。进而,为了更切实地抑制自HAZ软化部31的断裂,优选第2区域34也回火。
另外,如果控制条件来进行回火以使得处于硬度控制区域33中的第1区域32的硬度的最大值成为250HV~450HV,则能够制造即使作为结构构件也充分地确保强度、而且抑制自HAZ软化部31的断裂的焊接接头,故优选。为了更切实地抑制自HAZ软化部31的断裂,优选即使在第2区域34中也硬度的最大值为250HV~450HV。
用于获得规定的硬度的具体的回火条件,可采用例如对预先以类似的条件制造的点焊接头在各种条件下进行回火并调查硬度的变化等的方法来决定。
实施例
以下参照图6和表1并通过实施例来具体说明本公开。这些实施例是用于确认本公开的效果的一例,并不限定本公开。
从经过淬火处理而得到的板厚1.6mm的钢板制取了图6所示那样的标点间距离(标距)为50mm的拉伸试样。从同一钢板制取3个拉伸试样,一个试样原样地依据JIS Z 2241-2011标准进行拉伸试验,求出钢板的抗拉强度。
另外,对于从钢板的板厚方向截面的、距离表面为板厚的1/8的位置、3/8的位置、5/8的位置、7/8的位置的各5处制取的样品,使用Lepera腐蚀液进行腐蚀处理,利用光学显微镜以1000倍的倍率对100μm见方的视野进行观察,在观察视野内,看上去呈白色~红褐色的组织视为马氏体,来测定马氏体的面积率。通过将所观察的20个视野的马氏体的面积率进行平均来求出马氏体面积率。其后,使用同一样品,使用苦味醇溶液进行腐蚀处理,利用光学显微镜以1000倍的倍率对100μm见方的视野进行观察,在观察视野内,求出马氏体之中的硬质马氏体的比例。然后,通过求出20个视野的马氏体中的硬质马氏体的比例并进行平均,并将其平均值乘以马氏体面积率,来求出硬质马氏体的面积率。
关于其余2个拉伸试样,在平行部的1个部位重叠板厚1.6mm、20mm见方的引板,使用单相交流点焊机,在以下所示的条件下进行了电阻点焊。通过电阻点焊,在拉伸试样与引板之间形成了熔核直径D为5×t1/2(t:拉伸试样的板厚(mm))的熔核。
电极:DR型电极(前端Φ6mm R40)
加压压力:400kgf
通电时间:20周期(cyc)
进行电阻点焊后,对于进行了焊接的2个试样之中的一个,从第1钢板侧照射激光来进行了回火。关于接头号码1~5,对包含距离熔核中心为0.5×D~2.5×D的全部的范围的区域进行了回火。关于接头号码6~10,对包含距离熔核中心为0.5×D~1.0×D的全部的范围的区域进行了回火。
关于接头号码11~19,在与熔核的试样的长度方向平行的方向以幅度0.75×D对距离熔核的中心为0.5×D~2.5×D的范围进行了回火。
关于接头号码20,对相当于焊接后的硬度控制区域的位置在焊接前预先使用激光进行回火之后,进行了电阻点焊。焊接后不进行回火。
全部的试验体,在冷却到室温后,将拉伸速度设为10mm/分钟来进行拉伸试验,评价了断裂位置和断裂伸长率的提高量。关于断裂伸长率,是将在焊接前后不进行回火的试验体作为基准,根据相对于基准,断裂伸长率提高了百分之多少来评价。
相对于焊态材料,如果断裂伸长率为100~150%,则判断为差(Poor),如果为150~250%则判断为好(Good),如果为250%以上则判断为优异(Excellent),如果为好(Good)以上则判断为获得了充分的效果。
另外,测定了钢板的板厚方向截面的、距离熔核的中心为0.5×D~2.5×D的范围(接头号码1~5、11~20)或距离熔核的中心为0.5×D~1.0×D的范围(接头号码6~10)的硬度的最小值和硬度的最大值。
具体而言,对于成为对象的区域的、距离钢板的表面为板厚的1/8的位置、3/8的位置、5/8的位置、7/8的位置,从板面方向的一个端部到另一端部,以0.1mm间隔测定硬度,得到硬度的最大值和最小值。
另外,为了求出钢板的硬度的最大值,对于从一个熔核向与另一熔核相反的方向离开了15mm~20mm的10处位置,使用维氏硬度计,将载荷设为1.0kgf,来测定了距离表面为板厚的1/8的位置、3/8的位置、5/8的位置、7/8的位置的硬度。
结果示于表1中。
接头号码1~5、17~19(本发明例),回火部(距离熔核的中心为0.5×D~2.5×D的范围)的维氏硬度的最大值和最小值之差为80HV以下,该区域中的维氏硬度的最大值低于母材部的维氏硬度的最大值。其结果,断裂位置不是HAZ软化部,另外,断裂伸长率相对于不进行回火的情况成为250%以上。
接头号码6~10(本发明例),回火部(距离熔核的中心为0.5×D~1.5×D的范围)的维氏硬度的最大值和最小值之差为80HV以下,该区域的维氏硬度的最大值低于母材部的维氏硬度的最大值。其结果,虽然断裂是在熔核周围的回火部,但断裂伸长率相对于不进行回火的情况提高至150%以上。
另一方面,接头号码11~16和20(比较例),回火部的维氏硬度的最大值和最小值之差为80HV以上、或者该区域的维氏硬度的最大值高于母材部的维氏硬度的最大值。认为其原因是回火时的加热不足。另外,关于接头号码20,认为因焊接而产生的HAZ软化部是影响到开裂的。
产业上的可利用性
根据本公开的点焊接头,即使在被负载了面内拉伸应力的情况下也能够抑制自熔核周边区域的HAZ软化部的断裂,在用于构成汽车车身的结构构件的情况下,能够获得规定的耐碰撞性能。另外,本公开的车辆骨架部件,能够抑制自HAZ软化部的断裂,因此能够获得规定的耐碰撞性能。另外,本公开的点焊接头的制造方法,在用于构成汽车车身的结构构件的情况下,能够制造能获得规定的耐碰撞性能的点焊接头。
因此,产业上的可利用性高。
附图标记说明
1 点焊接头
2 熔核
2’ 熔核(另外的熔核)
O 熔核的中心
11 第1钢板
12 第2钢板
31 HAZ软化部
32 第1区域
33 硬度控制区域
34 第2区域
102 板面方向
201 B柱
Claims (10)
1.一种点焊接头,具备:
抗拉强度为1100MPa以上且以硬质马氏体组织为主体的第1钢板;
重叠于所述第1钢板的第2钢板;
在所述第1钢板与所述第2钢板之间形成的在所述第1钢板与所述第2钢板的界面处的直径为D的熔核;和
硬度控制区域,其占有下述区域,
所述区域是所述第1钢板的通过所述熔核的中心的板厚方向的截面的、所述第1钢板的所述板厚方向的全部且在板面方向上距离所述熔核的中心为0.5×D~1.0×D的区域,所述区域的硬度的最大值与硬度的最小值之差为80HV以下,所述区域的所述硬度的最大值低于所述第1钢板的硬度的最大值。
2.根据权利要求1所述的点焊接头,在所述截面内具备另外的熔核。
3.根据权利要求1或2所述的点焊接头,在全部的所述截面中具有所述硬度控制区域。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的点焊接头,所述区域的所述硬度的最大值为250HV~450HV。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的点焊接头,所述第1钢板和所述第2钢板为镀层钢板。
6.一种车辆骨架部件,具备权利要求1~5的任一项所述的点焊接头。
7.一种点焊接头的制造方法,
通过将第2钢板与抗拉强度为1100MPa以上且以硬质马氏体组织为主体的第1钢板重叠并进行电阻点焊,从而在所述第1钢板与所述第2钢板之间形成在所述第1钢板与所述第2钢板的界面处的直径为D的熔核,
对所述第1钢板的通过所述熔核的中心的板厚方向的截面的、所述第1钢板的所述板厚方向的全部且在板面方向上距离所述熔核的中心为0.5×D~1.0×D的区域的全部进行回火。
8.根据权利要求7所述的点焊接头的制造方法,以使得所述区域的硬度的最大值与硬度的最小值之差为80HV以下、且所述区域的所述硬度的最大值低于所述第1钢板的硬度的最大值的方式进行回火。
9.根据权利要求7或8所述的点焊接头的制造方法,对全部的所述截面的所述区域进行回火。
10.根据权利要求8或9所述的点焊接头的制造方法,所述区域的所述硬度的最大值为250HV~450HV。
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