JP5347416B2 - High-strength steel with excellent one-side spot weldability and one-side spot welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高強度鋼材と軟鋼材とを、あるいは高強度鋼材同士を重ね合わせて片側スポット溶接する片側スポット溶接に係り、とくに片側スポット溶接性の向上に関する。 The present invention relates to one-side spot welding in which high-strength steel material and mild steel material or high-strength steel materials are overlapped and one-side spot welding is performed, and particularly relates to improvement of one-side spot weldability.
鋼板同士を重ね合わせて、点状の溶接部を得るスポット溶接には、電極配設位置により、両側スポット溶接と片側スポット溶接に分類される。
両側スポット溶接は、重ね合わせた鋼板を挟んで両側（上下）に一対の電極チップを配置し、該電極チップで被溶接材を挟みながら加圧して溶接電流を流し、鋼板に発生する抵抗発熱を利用して点状の溶接部（ナゲット）を得る方法である。従来から多用されてきたスポット溶接方法で、一方の電極から溶接箇所を通過して他方の電極へ溶接電流を直接的に流すことからダイレクトスポット溶接ともいわれている。
Spot welding in which steel plates are overlapped to obtain a spot-like welded portion is classified into double-side spot welding and single-side spot welding depending on the electrode arrangement position.
In both-side spot welding, a pair of electrode tips are arranged on both sides (upper and lower sides) with the stacked steel plates sandwiched between them, and pressure is applied while sandwiching the material to be welded with the electrode tips to generate resistance heat generated in the steel plates. This is a method of obtaining a spot-like welded portion (nugget) by utilizing. It is also said to be direct spot welding because it is a spot welding method that has been widely used so far, and a welding current is passed directly from one electrode to the other electrode through a welding point.
しかし、近年、被溶接材の形状が複雑となり被溶接材との干渉を避けて、被溶接材を挟んで両側（上下）に電極を配置するために、スポット溶接装置には種々の形状のガンアーム（溶接ヘッド部を備えたアーム）を備えることが必要となっている。さらに最近では、被溶接材として、部材の軽量化の観点から、高剛性が期待できる鋼管等を加工した閉断面構造を有する部材が多用されるようになっている。このような部材をスポット溶接する場合には、ガンアームを部材内部に挿入することが物理的に困難な場合が多く、両側スポット溶接の適用が難しくなるという問題がある。 However, in recent years, spot welding equipment has various shapes of gun arms in order to arrange the electrodes on both sides (up and down) with the workpiece to be welded complicated and avoiding interference with the workpiece to be welded. It is necessary to provide (an arm provided with a welding head). Furthermore, recently, members having a closed cross-sectional structure obtained by processing a steel pipe or the like that can be expected to have high rigidity are frequently used as materials to be welded from the viewpoint of reducing the weight of the members. When spot welding such a member, it is often physically difficult to insert the gun arm into the member, and there is a problem that it is difficult to apply both-side spot welding.
このような問題から、被溶接材の片側に電極を配置して溶接を行なう、いわゆる片側スポット溶接が検討されるようになっている。片側スポット溶接としては、通電方式により、インダイレクトスポット溶接、シリーズスポット溶接がある。
インダイレクトスポット溶接は、重ね合わせた被溶接材の片側に設置した一方の電極から溶接電流を通電し、被溶接材の一部を通過させ、一方の電極の位置とは異なる他の位置に設置したもう一方の電極に達するようにして、被溶接材間で接合部（ナゲット）を形成させて溶接する方法である。例えば、図３に示すように、被溶接材である鋼材21,22同士を重ね合わせ、被溶接材の片側（例えば鋼材21）に、一対の電極の一方11（溶接側電極）を設置し、この位置とは異なる位置、例えば鋼材22の離れた位置に、他の電極12（アース側電極）を設置して、一方の電極11で加圧しながら、これら一対の電極11,12間で溶接電流を通電し、重ね合わせた鋼材同士で接合部（ナゲット）23を形成してスポット溶接する。
From such a problem, so-called one-side spot welding, in which welding is performed by placing an electrode on one side of a material to be welded, has been studied. One-side spot welding includes indirect spot welding and series spot welding depending on the energization method.
Indirect spot welding allows welding current to flow from one electrode placed on one side of the overlapped workpieces, passing a part of the workpiece, and installing it at a different position from the position of one electrode. This is a method of welding by forming a joint (nugget) between the materials to be welded so as to reach the other electrode. For example, as shown in FIG. 3, the
例えば、特許文献１には、溶接ヘッド部に一対の電極の間隔を可変にする電極間隔可変機構を備え、被溶接材をインダイレクト溶接する、スポット溶接装置が提案されている。これにより、より高速度なインダイレクト溶接が可能になるとしている。しかしながら、インダイレクトスポット溶接では、ダイレクト溶接（両側スポット溶接）に比べて、迷走電流が不可避的に発生し、ナゲット形成に有効に作用する電流が少なく、溶接接合強度が低いという問題を残していた。 For example, Patent Document 1 proposes a spot welding apparatus that includes an electrode interval varying mechanism that varies the interval between a pair of electrodes in a welding head portion, and indirectly welds a material to be welded. As a result, higher speed indirect welding is possible. However, in direct spot welding, compared to direct welding (both-side spot welding), stray currents are inevitably generated, and there is less current that effectively acts on nugget formation, leaving the weld joint strength low. .
また、シリーズスポット溶接は、重ね合わせた被溶接材の片側に、少なくとも２つの電極を離間して設置し、該離間した少なくとも２つの電極間を直列に、１つの溶接電流回路を形成して、各電極で加圧しながら溶接電流を流し、少なくとも２つの溶接点を同時に形成する方法である。例えば、図４に示すように、被溶接材である鋼材21,22同士を重ね合わせ、被溶接材の片側（例えば鋼材21）に、２つの電極11,11を離間して設置し、該２つの電極11,11を加圧しながら、溶接電流を流し、２つの接合部（ナゲット）23を同時に形成して溶接する。
Further, in the series spot welding, at least two electrodes are provided separately on one side of the overlapped materials to be welded, and one welding current circuit is formed in series between the two separated electrodes. In this method, at least two welding points are formed simultaneously by applying a welding current while applying pressure to each electrode. For example, as shown in FIG. 4, the
しかしながら、シリーズスポット溶接では、良好なスポット溶接部を形成するには、二つの電極間の距離を大きくすることができないという問題がある。というのは、二つの電極間の距離を大きくすると、ナゲットが形成されない場合がほとんどとなる。このため、スポット溶接性の良否をナゲットの形成の有無で行うという一次判断基準からは、溶接接合強度の点でやや問題を残している。 However, in series spot welding, there is a problem that the distance between two electrodes cannot be increased in order to form a good spot weld. This is because when the distance between the two electrodes is increased, the nugget is hardly formed. For this reason, from the primary judgment standard that the quality of spot weldability is determined by the presence or absence of nugget formation, a problem remains in terms of weld joint strength.
一方、非特許文献１には、薄鋼板の片側点溶接技術として、被溶接材に座面等の特別な加工を行わない、シリーズスポット溶接方法が紹介されている。そして、シリーズスポット溶接では、通常の抵抗スポット溶接と異なり、界面に明瞭なナゲットの形成はないが、十分な接合強度等が確保できるとしている。
また、例えば、特許文献２には、重ね合わせた２枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、２枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接方法が提案されている。特許文献２に記載された技術では、電極を加圧接触させる部位に、部分的に一般部より一段高い座面を形成するとともに、加圧接触させる電極の先端を球面としている。これにより、一方の金属板と他方の金属板との間には、球面状に変形した座面により点状に絞られた通電経路が形成されて、流れる溶接電流の密度を高めることができ、十分なナゲットを形成させることができるとしている。しかし、特許文献２に記載された技術では、被溶接材の表面に予め一段高い座面を形成する前加工を必要とするため、高強度鋼材にこのような前加工を施すことは、加工の容易さの観点からもやや難しさがあり、さらにスポット溶接工程全体の工数増加が問題となる。
On the other hand, Non-Patent Document 1 introduces a series spot welding method as a one-side spot welding technique for a thin steel plate, in which a special processing such as a seating surface is not performed on a material to be welded. In series spot welding, unlike normal resistance spot welding, no clear nugget is formed at the interface, but sufficient joint strength and the like can be secured.
Further, for example, in Patent Document 2, a pair of spaced electrodes are brought into pressure contact with one surface of two stacked metal plates so that a welding current flows between the two electrodes, and the two metal plates are attached. Series spot welding methods for welding have been proposed. In the technique described in Patent Document 2, a seat surface that is partly higher than the general part is formed at a portion where the electrode is brought into pressure contact, and the tip of the electrode that is brought into pressure contact is a spherical surface. Thereby, between one metal plate and the other metal plate, an energization path narrowed in a spot shape by a seat surface deformed into a spherical shape is formed, and the density of the flowing welding current can be increased. It is said that sufficient nuggets can be formed. However, since the technique described in Patent Document 2 requires pre-processing to form a stepped bearing surface in advance on the surface of the material to be welded, applying such pre-processing to a high-strength steel material requires This is somewhat difficult from the viewpoint of ease, and the increase in man-hours in the entire spot welding process becomes a problem.
例えば自動車部材等に、上記したような高強度鋼材を適用したような場合には、高強度鋼材と軟鋼材とを重ね合わせて、インダイレクトスポット溶接することが多々ある。この場合、軟鋼材側に一方の電極（溶接側電極またはプラグ側電極ともいう）を設置し、高強度鋼材側の離れた位置に他の電極（アース側電極または対抗電極ともいう）を設置して、溶接するのが通常であるが、高強度鋼材側のアース側電極を設置した部分に、「焼け」と称する表面酸化が生じたり、激しい電極の損耗が生じるなどの問題があった。とくに、溶接側電極（プラグ側電極）を複数箇所、移動して連続的にスポット溶接する場合には、アース側電極を設置した部分での「焼け」の発生は避けられなかった。なお、ここでいう「焼け」とは、鋼材の発熱により表面がテンパーカラー的に変色したり、極端な場合には厚い酸化膜が形成されたり、電極が融着したりして、見苦しいレベルの肌となった状態をいうものとする。
本発明は、上記した従来技術の問題を解決し、適正なナゲットを形成させ高い溶接接合強度を有する片側スポット溶接部を形成でき、かつ「焼け」の発生や激しい電極損耗を抑制できる、高強度鋼材と軟鋼材との、あるいは高強度鋼材同士の片側スポット溶接方法および片側スポット溶接継手の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, can form a proper nugget, can form a one-side spot weld with high weld joint strength, and can suppress the occurrence of "burning" and severe electrode wear. It aims at providing the manufacturing method of the one-side spot welding joint of steel materials, mild steel materials, or high-strength steel materials, and a one-side spot welded joint.
本発明者らは、上記した目的を達成するために、片側スポット溶接におけるナゲット形成に影響する各種要因について鋭意研究した。その結果、片側スポット溶接時に必然的に発生する多少の迷走電流が存在していても、すなわち少ない有効溶接電流のもとでも、被溶接鋼材である高強度鋼材と軟鋼材との接合部（溶接部）にナゲット形成に十分な発熱を生じさせるためには、被溶接鋼材の一つである高強度鋼材のSi、Mn含有量を他の特性に大きく影響しない範囲の所定範囲に調整することに思い至った。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors diligently studied various factors affecting nugget formation in single-side spot welding. As a result, even if there is some stray current that inevitably occurs during one-side spot welding, that is, even under a small effective welding current, the joint between the high-strength steel material to be welded and the mild steel material (welding In order to generate sufficient heat for nugget formation, the Si and Mn contents of high strength steel, which is one of the welded steel materials, are adjusted to a predetermined range that does not greatly affect other properties. I thought.
鋼に合金元素を含有させると、鋼の抵抗率が上昇することはすでによく知られているが、高強度鋼材のSi、Mn含有量を所定の範囲内に調整することにより軟鋼材に比べて高い抵抗率を示すようになり、抵抗加熱時や抵抗溶接時に軟鋼材に比べて加熱されやすく、また溶融しやすい傾向となり、片側スポット溶接時に適正なナゲットが形成しやすくなり、所望の接合強度を有する、高強度鋼材と軟鋼材との片側スポット溶接部が形成できることを知見した。またさらに、高強度鋼材をSi、Mn含有量を所定の範囲内に調整した鋼材とすることにより、とくにシリーズスポット溶接では明瞭なナゲットが形成されない場合があるが、ピール試験による評価でいずれも母材破断しており、スポット溶接部が充分な接合強度を有していることを知見した。 It is well known that the resistivity of steel increases when alloying elements are contained in steel, but by adjusting the Si and Mn contents of high-strength steel within a specified range, compared to mild steel. It shows high resistivity, is more easily heated than resistance mild steel during resistance heating and resistance welding, and tends to melt, making it easier to form an appropriate nugget during one-side spot welding, and achieving the desired joint strength. It has been found that a one-side spot welded portion of a high-strength steel material and a mild steel material can be formed. Furthermore, by using high-strength steel materials with Si and Mn contents adjusted within the specified ranges, clear nuggets may not be formed, especially with series spot welding. It was found that the material was broken and that the spot weld had sufficient joint strength.
また、インダイレクトスポット溶接で、高強度鋼材側にアース側電極を配置することに起因した、「焼け」の発生や激しい電極損耗を抑制するには、アース側電極を少なくとも２個に分割して配置することを想到した。電極を分割することにより、電極１箇所当たりの発熱量が少なくなり、「焼け」の発生や激しい電極損耗を抑制することができ、電極の交換頻度は通常並となり、工数の増加を抑制できることを知見した。 Also, in order to suppress the occurrence of “burning” and severe electrode wear caused by placing the ground side electrode on the high strength steel side in indirect spot welding, divide the ground side electrode into at least two pieces. I thought of placing it. By dividing the electrode, the amount of heat generated per electrode can be reduced, the occurrence of “burning” and severe electrode wear can be suppressed, the electrode replacement frequency is normal, and the increase in man-hours can be suppressed. I found out.
本発明は、上記した知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材と引張強さ：440MPa以下の軟鋼材と、または引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材と引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材と、を重ね合わせて、それぞれが50mm以上離間した少なくとも２個の電極を用いる片側スポット溶接により溶接接合されてなる重ね合わせ片側スポット溶接接合部材用の高強度鋼材であって、質量％で、Ｃ：0.08〜0.20％、Si：0.7〜2.5％、Mn：0.8〜３％、Al：0.08％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、片側スポット溶接性に優れることを特徴とする重ね合わせ片側スポット溶接接合部材用高強度鋼材。
The present invention has been completed based on the above findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) Tensile strength: high-strength steel material having 590 MPa or more and tensile strength: mild steel material having 440 MPa or less , or high-strength steel material having tensile strength: 590 MPa or more and high-strength steel material having tensile strength: 590 MPa or more Is a high-strength steel material for superposed one-side spot welded joint members that are welded and joined by one-side spot welding using at least two electrodes that are separated from each other by 50 mm or more, in mass%, C : 0.08~0.20%, Si: 0.7~2.5% , Mn: 0.8~3%, Al: includes 0.08% or less has a composition ing the balance Fe and unavoidable impurities, the better the side spot weldability High strength steel for superposed one-side spot welded joints.
（２）（１）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、次（ａ）〜（ｄ）群
ａ群：Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ｖ：0.1％以下、Ni：0.05％以下、Ｂ：0.01％以下の１種または２種以上
ｂ群：Ti：0.02％以下、Nb：0.02％以下の１種または２種
ｃ群：Cu：0.1％以下
ｄ群：REM：0.1％以下
のうちから選ばれた１群または２群以上を含有することを特徴とする高強度鋼材。
(2 ) In ( 1 ), in addition to the above composition, the following groups (a) to (d): a group: Cr: 1% or less, Mo: 1% or less, V: 0.1% or less, Ni: : 0.05% or less, B: 0.01% or less 1 type or 2 types or more b group: Ti: 0.02% or less, Nb: 0.02% or less 1 type or 2 types c group: Cu: 0.1% or less d group: REM: high strength steel characterized in that it contains one group or two or more groups selected from among 0.1% or less.
（３）被溶接材である引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材と引張強さ：440MPa以下の軟鋼材と、または引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材と引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材と、を重ね合わせて、前記被溶接材の片側表面に少なくとも２個の電極を、それぞれが少なくとも50mm離間するように設置し、該少なくとも２個の電極を加圧しながら、該少なくとも２個の電極の間に溶接電流を通電し、片側スポット溶接するに当たり、前記高強度鋼材を、質量％で、Ｃ：0.08〜0.20％、Si：0.7〜2.5％、Mn：0.8〜３％、Al：0.08％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成の鋼材とすることを特徴とする片側スポット溶接方法。 (3 ) Tensile strength, which is a material to be welded : High strength steel material having 590 MPa or more and tensile strength: Mild steel material of 440 MPa or less , or High strength steel material having tensile strength: 590 MPa or more and tensile strength: 590 MPa or more A high-strength steel material having a thickness of at least two electrodes on one surface of the material to be welded so that each of them is at least 50 mm apart, and pressurizing the at least two electrodes, In carrying out welding current between at least two electrodes and performing spot welding on one side, the high-strength steel material is mass%, C: 0.08 to 0.20%, Si: 0.7 to 2.5%, Mn: 0.8 to 3%. , Al: includes 0.08% or less, one-sided spot welding method characterized in that the steel composition and the balance Fe and unavoidable impurities ing.
（４）被溶接材である引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材と引張強さ：440MPa以下の軟鋼材とを重ね合わせて一対の電極を用いて片側スポット溶接するに際し、重ね合わせた前記被溶接材の一方の側に、一対の電極のうち溶接側電極となる一方の電極を配設し、アース側電極となる他方の電極を、前記一方の電極の位置から少なくとも50mm離れた位置の、重ね合わせた前記被溶接材の他方の側に配設して、前記一方の電極で加圧しながら、前記一方の電極と前記他方の電極との間で溶接電流を通電するとともに、前記高強度鋼材を、質量％で、Ｃ：0.08〜0.20％、Si：0.7〜2.5％、Mn：0.8〜３％、Al：0.08％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成の鋼材とすることを特徴とする片側スポット溶接方法。 ( 4 ) When the one-side spot welding is performed using a pair of electrodes by superimposing a high strength steel material having a tensile strength of 590 MPa or more and a mild steel material having a tensile strength of 440 MPa or less as a welded material, One electrode to be a welding side electrode of the pair of electrodes is disposed on one side of the workpiece, and the other electrode to be the ground side electrode is at least 50 mm away from the position of the one electrode. The welding material is disposed on the other side of the overlapped material to be welded and energized with a welding current between the one electrode and the other electrode while being pressurized with the one electrode, and the high strength steel, by mass%, C: 0.08~0.20%, Si : 0.7~2.5%, Mn: 0.8~3%, Al: includes 0.08% or less, the steel composition ing the balance Fe and unavoidable impurities One-side spot welding method characterized by the above.
（５）（３）または（４）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、次（ａ）〜（ｄ）群
ａ群：Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ｖ：0.1％以下、Ni：0.05％以下、Ｂ：0.01％以下の１種または２種以上
ｂ群：Ti：0.02％以下、Nb：0.02％以下の１種または２種
ｃ群：Cu：0.1％以下
ｄ群：REM：0.1％以下
のうちから選ばれた１群または２群以上を含有することを特徴とする片側スポット溶接方法。
（６）（４）または（５）において、前記他方の電極を、少なくとも２個、前記一方の電極の位置から少なくとも50mm離れた位置の、重ね合わせた前記被溶接材の他方の側に配設することを特徴とする片側スポット溶接方法。
（７）（３）ないし（６）のいずれかにおいて、前記高強度鋼材が、閉断面構造の高強度鋼材であることを特徴とする片側スポット溶接方法。
(5) In (3) or (4), in addition to the above-mentioned composition, the following groups (a) to (d):
Group a: Cr: 1% or less, Mo: 1% or less, V: 0.1% or less, Ni: 0.05% or less, B: 0.01% or less
Group b: Ti: 0.02% or less, Nb: 0.02% or less, 1 type or 2 types
c group: Cu: 0.1% or less
d group: REM: 0.1% or less
One side spot welding method characterized by containing one group or two groups or more chosen from among these.
( 6 ) In ( 4 ) or (5) , at least two of the other electrodes are disposed on the other side of the overlapped material to be welded at a position at least 50 mm away from the position of the one electrode. A one-side spot welding method characterized by:
( 7 ) The one-side spot welding method according to any one of ( 3 ) to ( 6 ), wherein the high-strength steel material is a high-strength steel material having a closed cross-sectional structure.
（８）（７）において、前記高強度鋼材が、閉断面構造の高強度鋼材であり、前記少なくとも２個の他方の電極のうちの少なくとも１個を、前記閉断面構造の内側に、該閉断面構造の開口部から装入して、設置することを特徴とする片側スポット溶接方法。 ( 8 ) In ( 7 ), the high-strength steel material is a high-strength steel material having a closed cross-section structure, and at least one of the at least two other electrodes is placed inside the closed cross-section structure. A one-side spot welding method, wherein the method is installed by inserting from an opening having a cross-sectional structure .
（９）（３）ないし（８）のいずれかにおいて、前記引張強さ：590MPa以上を有する高強度鋼材が、引張強さ：780MPa以上を有する鋼材であり、前記引張強さ：440MPa以下の軟鋼材が、引張強さ：300MPa以下の鋼材であることを特徴とする片側スポット溶接方法。
（１０）（３）ないし（９）のいずれかに記載の片側スポット溶接方法で溶接接合してなる高強度鋼材と軟鋼材、あるいは高強度鋼材と高強度鋼材、との重ね合わせ片側スポット溶接接合部材。
( 9 ) In any one of ( 3 ) to ( 8 ), the high strength steel material having the tensile strength: 590 MPa or more is a steel material having a tensile strength: 780 MPa or more, and the tensile strength: 440 MPa or less. One-side spot welding method, wherein the steel material is a steel material having a tensile strength of 300 MPa or less.
( 10 ) Overlapping one-side spot welding joining of high-strength steel material and mild steel material, or high-strength steel material and high-strength steel material, which are welded and joined by the one-side spot welding method according to any one of ( 3 ) to ( 9 ) Element.
本発明によれば、高い接合強度を有する高強度鋼材と軟鋼材と、または高強度鋼材と高強度鋼材との重ね合わせ片側スポット溶接接合部材を容易に、しかも安定して実現でき、産業上格段の効果を奏する。また、本発明によれば、得られた重ね合わせ片側スポット溶接接合部材は、高い接合強度に加え、高強度鋼材側に発生する「焼け」や激しい電極損耗を抑制して、優れた表面性状を兼備できるという効果もある。 According to the present invention, a high-strength steel material and a mild steel material having high joint strength, or an overlapped one-side spot welded joint member of a high-strength steel material and a high-strength steel material can be easily and stably realized, which is industrially remarkable. The effect of. Further, according to the present invention, the obtained overlapped one-side spot welded joint member has excellent surface properties by suppressing “burning” and severe electrode wear occurring on the high-strength steel material side in addition to high joint strength. There is also an effect that it can be combined.
本発明でいう「片側スポット溶接」には、通電方式により、インダイレクトスポット溶接（以下、インダイレクト方式ともいう）、シリーズスポット溶接（以下、シリーズ方式ともいう）がいずれも含まれる。
本発明では、高強度鋼材と軟鋼材、または高強度鋼材と高強度鋼材を重ね合わせ、一対の電極（あるいは少なくとも２個）を用いて片側スポット溶接を行う。なお、本発明でいう「高強度鋼材」、「軟鋼材」はともに、板状に限定されることはなく、管形状や、プレス等により加工し溶接等により所定の形状に構成されたものまでも含むものとする。また、「高強度鋼材」は、引張強さTS：590MPa以上の鋼材をいい、「軟鋼材」は、「高強度鋼材」より強度が低い、引張強さTS：440MPa以下の鋼材を言うものとする。なお、本発明では、溶接側電極を１個以上、アース側電極を1個以上用いる場合も含む。
“One-side spot welding” in the present invention includes indirect spot welding (hereinafter also referred to as indirect method) and series spot welding (hereinafter also referred to as series method), depending on the energization method.
In the present invention, high-strength steel material and mild steel material, or high-strength steel material and high-strength steel material are overlapped, and one-side spot welding is performed using a pair of electrodes (or at least two). The “high-strength steel” and “soft steel” as used in the present invention are not limited to plate shapes, but can be tube shapes or those processed into a predetermined shape by welding or the like after being processed by a press or the like. Shall also be included. “High-strength steel” refers to steel with a tensile strength of TS: 590 MPa or higher, and “soft steel” refers to steel with lower strength than that of “high-strength steel” with a tensile strength of TS: 440 MPa or lower. To do. The present invention includes a case where one or more welding side electrodes and one or more ground side electrodes are used.
本発明の片側スポット溶接方法では、被溶接材として用いる高強度鋼材は、適正な高い抵抗率を有する鋼材とする。というのは、片側スポット溶接では、迷走電流が多くナゲットの形成が不十分となることが考えられるため、適正な高い抵抗率に調整した高強度鋼材を用い、スポット溶接時に発生する抵抗発熱量を適正に増加させ、重ね合わせた鋼材の界面に適正なナゲットを形成させて、界面での高い接合強度を確保する。適正な高い抵抗率に調整するため、本発明で使用する高強度鋼材は、質量％で、Si：0.7〜2.5％、Mn：0.8〜３％を含有する組成を有する。 In the one-side spot welding method of the present invention, the high-strength steel material used as the material to be welded is a steel material having an appropriate high resistivity. This is because, in one-side spot welding, there is a large amount of stray current and nugget formation may be insufficient, so high-strength steel that has been adjusted to an appropriate high resistivity is used to reduce the resistance heat generated during spot welding. Properly increase and form an appropriate nugget at the interface of the stacked steel materials to ensure high bonding strength at the interface. In order to adjust to an appropriate high resistivity, the high-strength steel material used in the present invention has a composition containing Si: 0.7 to 2.5% and Mn: 0.8 to 3% by mass%.
Siが、0.7質量％未満では、所望の高抵抗率を確保することが難しくなり、所望の接合強度を確保することができない。一方、2.5質量％を超えて含有すると、逆に抵抗率が高くなりすぎて、接合部近傍が溶融し、適正なナゲットを形成できなくなるとともに、接合部の溶融中心が高強度鋼材側に寄りすぎて、高強度鋼材と軟鋼材との界面の接合が不十分となり、所望の接合強度を確保できなくなる場合がある。さらに、インダイレクト方式のスポット溶接ではアーク側電極との接触部で鋼材表面に「焼け」、溶け、変形等の表面性状の劣化が顕著となるとともに、電極の損耗も大きくなる。このようなことから、Siは0.7〜2.5質量％に限定した。なお、好ましくは1.0質量％以上である。 If Si is less than 0.7 mass%, it becomes difficult to ensure a desired high resistivity, and a desired bonding strength cannot be ensured. On the other hand, if the content exceeds 2.5% by mass, the resistivity becomes too high, and the vicinity of the joint melts, making it impossible to form an appropriate nugget, and the melting center of the joint is too close to the high-strength steel material side. As a result, the bonding at the interface between the high-strength steel material and the mild steel material may be insufficient, and a desired bonding strength may not be ensured. Furthermore, in indirect spot welding, the surface properties such as “burning”, melting, and deformation become noticeable on the steel surface at the contact portion with the arc side electrode, and the wear of the electrode also increases. For these reasons, Si was limited to 0.7 to 2.5 mass%. In addition, Preferably it is 1.0 mass% or more.
また、Mnが、0.8質量％未満では、所望の高抵抗率を確保することが難しくなり、所望の接合強度を確保することができなくなる。一方、３質量％を超えて含有すると、抵抗率が高くなりすぎて、接合部近傍の溶融が激しくなり、適正なナゲットを形成できなくなる。このため、Mnは0.8〜３質量％の範囲に限定した。なお、好ましくは1.5〜2.5質量％である。 On the other hand, if Mn is less than 0.8% by mass, it becomes difficult to ensure a desired high resistivity and a desired bonding strength cannot be ensured. On the other hand, if the content exceeds 3% by mass, the resistivity becomes too high, the melting in the vicinity of the joint becomes intense, and an appropriate nugget cannot be formed. For this reason, Mn was limited to the range of 0.8-3 mass%. In addition, Preferably it is 1.5-2.5 mass%.
上記したSi、Mn以外の元素はとくに限定する必要はないが、Ｃは所望の高強度を確保するうえで重要となる元素で、所望の強度に応じて所定量以上、例えば、TS：590MPa以上の高強度を確保するためには0.08質量％以上含有することが望ましい。しかし、Ｃは、溶接部の健全性を低下させる元素でもあるため、0.20質量％以下に限定することが好ましい。
また、Alは、脱酸剤として機能し、さらにはＮを窒化物として固定する作用を有する元素であり、このような効果を得るためには、0.01質量％以上含有することが望ましいが、0.08質量％を超える含有は、介在物量が増加し、延性、靭性等が低下する。このため、Alは0.08質量％以下に限定することが好ましい。
Elements other than Si and Mn are not particularly limited, but C is an element that is important in securing a desired high strength, and a predetermined amount or more according to the desired strength, for example, TS: 590 MPa or more. In order to ensure the high strength, it is desirable to contain 0.08% by mass or more. However, since C is also an element that reduces the soundness of the welded portion, it is preferably limited to 0.20% by mass or less.
Al is an element that functions as a deoxidizer and further has an action of fixing N as a nitride. In order to obtain such an effect, it is desirable to contain 0.01% by mass or more. Containing more than% by mass increases the amount of inclusions and decreases ductility, toughness and the like. For this reason, it is preferable to limit Al to 0.08 mass% or less.
上記した成分が、好ましい成分組成であるが、さらに質量％で、Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ｖ：0.1％以下、Ni：0.05％以下、Ｂ：0.01％以下の１種または２種以上を必要に応じて含有できる。
Cr、Mo、Ｖ、Ni、Ｂは、いずれも強度を増加させる作用を有する元素であるが、多量に含有すると、スポット溶接部や、電縫溶接部の健全性を阻害する場合があり、質量％で、Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ｖ：0.1％以下、Ni：0.05％以下、Ｂ：0.01％以下に限定することが望ましい。
The above-mentioned component is a preferable component composition, but further, by mass%, Cr: 1% or less, Mo: 1% or less, V: 0.1% or less, Ni: 0.05% or less, B: 0.01% or less Two or more kinds can be contained as required.
Cr, Mo, V, Ni, and B are all elements that have the effect of increasing the strength. However, if contained in a large amount, the soundness of the spot welded part and the ERW welded part may be hindered. %, Cr: 1% or less, Mo: 1% or less, V: 0.1% or less, Ni: 0.05% or less, and B: 0.01% or less are desirable.
また、あるいはさらに、Ti：0.02質量％以下、Nb：0.02質量％以下の１種または２種、および／または、Cu：0.2質量％以下、および／または、REM：0.2質量％以下を必要に応じて選択して含有できる。
Ti、Nbは、結晶粒を微細化する作用を有する元素であるが、Ti：0.02質量％、Nb：0.02質量％を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。Cuは、耐遅れ破壊性や耐食性を向上させる元素であるが、0.2質量％を超える含有は、熱間脆性が顕著となる。また、REMは介在物の形態制御に寄与する元素であるが、0.2質量％を超える含有は、表面性状を低下させる。
In addition, or in addition, Ti: 0.02% by mass or less, Nb: 0.02% by mass or less, and / or Cu: 0.2% by mass or less, and / or REM: 0.2% by mass or less as required Can be selected and contained.
Ti and Nb are elements that have the effect of refining crystal grains, but even if Ti exceeds 0.02 mass% and Nb: 0.02 mass%, the effect is saturated and an effect commensurate with the content is expected. become unable. Cu is an element that improves delayed fracture resistance and corrosion resistance, but if it exceeds 0.2 mass%, hot brittleness becomes remarkable. REM is an element that contributes to the control of the morphology of inclusions. However, if the content exceeds 0.2% by mass, the surface properties are lowered.
上記した成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、Ｐ：0.02質量％以下、Ｓ：0.001質量％以下、Ｎ：0.01質量％以下程度が許容される。
なお、軟鋼材は、上記した高強度鋼材より低い強度を有する鋼材で、引張強さTSが：440MPa以下の鋼材をいう。通常、高強度鋼材より強度が低い軟鋼材は、合金元素の含有量が高強度鋼材より少なく、そのため、軟鋼材の抵抗率は高強度鋼材のそれより小さくなるのが通常である。そのため、適正な高い抵抗率に調整した高強度鋼材を用いて、重ね合わせた鋼材の界面に適正なナゲットを形成させて、界面の高い接合強度を確保する本発明では、軟鋼材の組成はとくに限定する必要はない。
The balance other than the above components is Fe and inevitable impurities. As unavoidable impurities, P: 0.02 mass% or less, S: 0.001 mass% or less, and N: 0.01 mass% or less are allowed.
The mild steel material is a steel material having a lower strength than the above-described high-strength steel material, and means a steel material having a tensile strength TS of 440 MPa or less. Usually, a mild steel material having a lower strength than a high-strength steel material has a lower alloy element content than a high-strength steel material, and therefore, the resistivity of the mild steel material is usually smaller than that of a high-strength steel material. Therefore, using a high-strength steel material adjusted to an appropriate high resistivity, an appropriate nugget is formed at the interface of the stacked steel materials to ensure high joint strength at the interface. There is no need to limit.
また、重ね合わせる高強度鋼材と軟鋼材との組合せは、高強度鋼材を引張強さ：590MPa以上を有する鋼材とした場合には、軟鋼材は、引張強さ：440MPa以下の鋼材とすることが好ましい。このような組合せとすることにより、接合部近傍の発熱が適正となり、高強度鋼材と軟鋼材との界面でのナゲットの形成が容易となる。より好ましい組合せは、高強度鋼材を、引張強さ：780MPa以上を有する鋼材とし、軟鋼材を、引張強さ：300MPa以下の鋼材とする場合である。 In addition, the combination of the high strength steel material and the mild steel material to be superposed is such that when the high strength steel material is a steel material having a tensile strength of 590 MPa or more, the mild steel material may be a steel material having a tensile strength of 440 MPa or less. preferable. With such a combination, heat generation near the joint becomes appropriate, and nugget formation at the interface between the high-strength steel material and the mild steel material becomes easy. A more preferable combination is a case where the high-strength steel material is a steel material having a tensile strength: 780 MPa or more, and the mild steel material is a steel material having a tensile strength: 300 MPa or less.
なお、本発明では軟鋼材同士の接合は対象としない。というのは、同種鋼材の接合では抵抗率が同じであることや、軟鋼材の接合については取扱いに慣れていることもあり、片側スポット溶接条件の調整で問題の生じない方向に調整できる可能性が高いためである。
一方、高強度鋼材同士の接合では、被接合材の抵抗率が同じであるが、高い抵抗率を有しているため、電極との接触部分が発熱し変色しやすくなったり、溶融する場合が考えられる。このため、高強度鋼材同士の接合は本発明の対象範囲とする。
In the present invention, joining of mild steel materials is not considered. This is because the same resistivity is the same when joining similar steel materials, and there are cases where you are used to handling mild steel materials, and there is a possibility that adjustment can be made in a direction that does not cause problems by adjusting one-side spot welding conditions. Is high.
On the other hand, in the joining of high-strength steel materials, the resistivity of the materials to be joined is the same, but because of the high resistivity, the contact portion with the electrode tends to generate heat and discolor or melt. Conceivable. For this reason, joining of high strength steel materials is made into the object range of the present invention.
本発明では、上記した組成で好ましくは上記した強度の高強度鋼材と、上記した該高強度鋼材より低い強度で、好ましくは上記した強度の軟鋼材とを重ね合わせて、被溶接材の片面側に一対の電極（２個の電極）を少なくとも50mm離間させて設置し、これら電極間に溶接電流を通電して片側スポット溶接する。なお、本発明のスポット溶接では、溶接側電極、アース側電極ともに１個以上を用いる場合も含むものとする。これにより、通電時間が短い場合でも、スポット溶接接合部近傍の抵抗発熱が適正となり、重ね合わせた鋼材（高強度鋼材と軟鋼材）の界面に適正なナゲットが形成でき、高い接合強度を有する片側スポット溶接接合部材が得られる。本発明では、被溶接材の片面側に一対の電極（２個の電極）を少なくとも50mm離間させて設置し、これら電極間に溶接電流を通電する。このような片側スポット溶接では、不可避的に迷走電流が生じる。しかし、高強度鋼材を上記した組成の鋼材とすることにより、片側面に一対の電極を少なくとも50mm以上離間させた状態で迷走電流が多い場合でも、スポット溶接接合部近傍の抵抗発熱が適正となり、重ね合わせた鋼材の界面に適正なナゲットが形成できる。なお、本発明では、上記した組成を有する高強度鋼材同士を重ね合わせて、片側スポット溶接する場合も含む。 In the present invention, the high-strength steel material having the above-described composition and the above-described high-strength steel material, and the above-described low-strength steel material, preferably the above-described mild steel material, are overlapped, A pair of electrodes (two electrodes) are set apart from each other by at least 50 mm, and one-side spot welding is performed by passing a welding current between the electrodes. The spot welding of the present invention includes a case where one or more welding side electrodes and ground side electrodes are used. As a result, even when the energization time is short, resistance heat generation near the spot welded joint becomes appropriate, and an appropriate nugget can be formed at the interface of the stacked steel materials (high-strength steel material and mild steel material), with one side having high joint strength A spot welded joint member is obtained. In the present invention, a pair of electrodes (two electrodes) are placed at least 50 mm apart on one side of the material to be welded, and a welding current is passed between these electrodes. Such single-side spot welding inevitably generates stray current. However, by using a steel material with the above composition as a high-strength steel material, even when there is a large amount of stray current in a state where a pair of electrodes are separated from each other by at least 50 mm on one side, resistance heat generation near the spot welded joint becomes appropriate, Appropriate nuggets can be formed at the interface of the stacked steel materials. In addition, in this invention, the case where the high strength steel materials which have an above-described composition are piled up and one-side spot welding is included is included.
さらに、本発明のインダイレクト方式の片側スポット溶接では、一対の電極（２個の電極）のうち溶接側電極（プラグ側電極）となる一方の電極11を、重ね合わせた軟鋼材21側に１個配設する。溶接側電極では、加圧をしながら、溶接電流を供給（通電）する。このため、溶接側電極は加圧手段を設け加圧可能に構成された電極とすることが好ましい。
一対の電極（２個の電極）のうちアース側電極（対抗電極）となる他方の電極12は、上記した一方の電極11の位置とは異なり、しかも一方の電極11の位置から、50mm以上離れた位置の、高強度鋼材22側に配設する。なお、アース側電極では加圧する必要がないため、加圧手段を設ける必要はない。
Furthermore, in the indirect type one-side spot welding of the present invention, one
Of the pair of electrodes (two electrodes), the
本発明では、アース側電極となる他方の電極12は、分割して少なくとも２個配設することが好ましい。この状況を図１に示す。なお、13は電源（供給装置、整流装置を含んだ電源一式）であり、14はスイッチ（制御系をも含んだ）である。電源13は、交流、直流いずれも好適であるが、インダイレクト方式の片側スポット溶接では、直流が主として用いられる。
In the present invention, it is preferable that at least two
アース側電極を少なくとも２個に分割することにより、電極と高強度鋼材との接触部分で通電量が減少して、発熱等が軽減され、「焼け」や変形の発生や、電極の損耗が減少し、高強度鋼材表面の変色、汚れ、酸化膜の形成等が抑制されて、表面性状が向上した、片側スポット溶接接合部材とすることができる。なお、電極の損耗の減少は、電極の交換回数の減少に繋がる。 By splitting the ground side electrode into at least two parts, the amount of current flow is reduced at the contact part between the electrode and the high strength steel, heat generation is reduced, and the occurrence of "burning" and deformation, and electrode wear is reduced. In addition, discoloration of the surface of the high-strength steel material, contamination, formation of an oxide film, and the like are suppressed, and a one-side spot welded joint member having improved surface properties can be obtained. Note that a decrease in electrode wear leads to a decrease in the number of electrode replacements.
なお、高強度鋼材が、閉断面構造の高強度鋼材である場合には、少なくとも２個に分割したアース側電極のうちの少なくとも１個を、閉断面構造の内側に、該閉断面構造の開口部から装入して、設置することが好ましい。これにより、軽度の「焼け」が発生したとしても内側となり、外観上の問題となることは少なくなる。図２は、高強度鋼材21を閉断面構造の鋼管とした場合であり、アース側電極12を３個に分割し、そのうち２個を、閉断面構造（鋼管）の内側に、開口した端部を介して設置した例である。
When the high-strength steel material is a high-strength steel material having a closed cross-sectional structure, at least one of the ground-side electrodes divided into at least two is opened inside the closed cross-sectional structure and opened in the closed cross-sectional structure. It is preferable to install from the part. As a result, even if a slight “burn” occurs, it becomes the inner side, and it is less likely to cause an appearance problem. Fig. 2 shows the case where the high-
また、本発明のインダイレクト方式の片側スポット溶接では、溶接側電極である一方の電極で加圧しながら、該一方の電極と、アーク側電極である他方の電極との間で溶接電流を通電する。溶接電流は、直流、交流いずれでもよいが、直流が主として使用される。直流は交流から整流した直流を用いてもよい。なお、通電時間は、50Hz交流換算で３〜５サイクル以上好ましくは15サイクル以下の時間とすることが好ましい。通電時間が３〜５サイクル未満では、安定したナゲットの形成が期待できない。また、通電時間が長くなれば、溶融しやすい状況となり、ナゲットができやすい傾向を示すが、15サイクルを超えて長くすると、スポット溶接の生産性が低下するとともに、溶融が著しくなる。 In the indirect type one-side spot welding of the present invention, a welding current is applied between one electrode and the other electrode that is an arc-side electrode while applying pressure with one electrode that is a welding-side electrode. . The welding current may be either direct current or alternating current, but direct current is mainly used. The direct current may be direct current rectified from alternating current. The energization time is preferably 3 to 5 cycles or more, preferably 15 cycles or less in terms of 50 Hz alternating current. If the energization time is less than 3 to 5 cycles, stable nugget formation cannot be expected. In addition, if the energization time is increased, the state is likely to be melted and the nugget is likely to be formed. However, if the length is longer than 15 cycles, the productivity of spot welding decreases and the melting becomes remarkable.
また、本発明のシリーズ方式の片側スポット溶接では、上記した組成の高強度鋼材と、上記した該高強度鋼材より低い強度の軟鋼材とを重ね合わせて、少なくとも２個の電極を用いて片側スポット溶接するが、少なくとも２個の電極を、重ね合わせた軟鋼材側にそれぞれ50mm以上離間して設置する。そして、離間して設置された少なくとも２つの電極間で溶接電流回路を形成する。そして、少なくとも２つの電極でそれぞれ加圧しながら、該少なくとも２つの電極間に溶接電流を通電する。これにより、重ね合わせた高強度鋼材と軟鋼材との界面に、ナゲットが形成され、所望の接合強度を有する片側スポット溶接接合部材を得ることができる。なお、シリーズ方式の片側スポット溶接においては、上記した組成を有する高強度鋼材同士を重ね合わせて、片側スポット溶接しても何等問題はない。シリーズ方式の片側スポット溶接では、電極間を直線的に結んだラインを電流が流れ、接合に寄与できない電流（広義の迷送電流）が不可避的に流れるが、これが、高抵抗率を有する高強度鋼材同士の接合では、接合強度向上に役立つためである。 Further, in the series method single-side spot welding of the present invention, the high-strength steel material having the above composition and the mild steel material having lower strength than the high-strength steel material described above are overlapped, and the single-side spot welding is performed using at least two electrodes. Welding is performed, but at least two electrodes are placed 50 mm or more apart from each other on the superposed mild steel material side. Then, a welding current circuit is formed between at least two electrodes disposed apart from each other. Then, a welding current is passed between the at least two electrodes while being pressurized with at least two electrodes. Thereby, a nugget is formed at the interface between the superposed high-strength steel material and the mild steel material, and a one-side spot welded joint member having a desired joint strength can be obtained. In series-type one-side spot welding, there is no problem even if high-strength steel materials having the above-described composition are overlapped and one-side spot welding is performed. In series type one-side spot welding, current flows through a line that connects the electrodes linearly, and current that cannot contribute to joining (broadly stray current) inevitably flows, but this is high strength with high resistivity. This is because the joining between steel materials is useful for improving the joining strength.
本発明のシリーズ方式の片側スポット溶接では、少なくとも２つの電極間に通電する溶接電流は、直流、交流いずれでもよいが、交流が主として使用される。通電に際しては、溶接電流は、被溶接材の寸法形状に応じて、適宜、選択することができるが、所定の一定電流、あるいはパターン化された電流、とすることが考えられる。パターン化された電流としては、例えば、図５（ａ）に示すように、溶接電流を階段状に増加させるパターンや、例えば図５（ｂ）に示すように、通電の途中に、最終段階で通電する溶接電流値の50％以下の電流で所定の時間通電するような、溶接電流を経過時間に応じて段階的に増減させるパターンとすることが好ましい。これにより、重ね合わせた高強度鋼材と軟鋼材との界面近傍の過加熱を回避することができ、所望の接合強度を確保することができる。なお、シリーズ方式の片側スポット溶接における通電時間は合計で、50Hz交流換算で60〜90サイクル以下とすることが好ましい。なお、より好ましくは40サイクル以下である。長い通電時間は溶接施工の生産性が低下する。なお通電時間は、さらに好ましくは、接合強度の観点から15〜30サイクルである。 In the series-type one-side spot welding of the present invention, the welding current to be passed between at least two electrodes may be either direct current or alternating current, but alternating current is mainly used. At the time of energization, the welding current can be appropriately selected according to the dimension and shape of the material to be welded, but it may be a predetermined constant current or a patterned current. As the patterned current, for example, as shown in FIG. 5A, a pattern in which the welding current is increased stepwise, or, for example, as shown in FIG. A pattern in which the welding current is increased / decreased stepwise according to the elapsed time such that the current is supplied for a predetermined time with a current of 50% or less of the welding current value to be supplied is preferable. Thereby, overheating in the vicinity of the interface between the superposed high-strength steel material and mild steel material can be avoided, and a desired joint strength can be ensured. In addition, it is preferable that the energization time in the series type one-side spot welding is 60 to 90 cycles or less in total in terms of 50 Hz alternating current. More preferably, it is 40 cycles or less. Long energization time reduces the welding productivity. The energization time is more preferably 15 to 30 cycles from the viewpoint of bonding strength.
表１に示す組成の鋼材を用いた。鋼材No.Ａ，Ｂは、引張強さTS：440MPa以下の鋼材、いわゆる軟鋼鋼材である。その他の鋼材は、合金元素を添加し、各種の引張強さに調整した、いわゆる高強度鋼材である。
表２に示すような組み合わせで、軟鋼材と高強度鋼材と、または高強度鋼材同士を重ね合わせて、シリーズ方式およびインダイレクト方式の片側スポット溶接方法で、重ね合わせ片側スポット溶接接合部材を作製した。
A steel material having the composition shown in Table 1 was used. Steel materials No. A and B are steel materials having a tensile strength TS of 440 MPa or less, so-called mild steel materials. The other steel materials are so-called high-strength steel materials added with alloy elements and adjusted to various tensile strengths.
In combination as shown in Table 2, mild steel material and high-strength steel material or high-strength steel materials were overlapped, and one-side spot welding method of series method and indirect method was used to produce a superposed one-side spot welded joint member. .
シリーズ方式の片側スポット溶接方法では、図４に示すように、一対の電極11,11をｘmm離間させて軟鋼材21側に設置した。なお、ｘmmは電極間の最短距離を意味する。溶接電流は、交流として、図５（ａ），（ｂ）に示すパターンで通電した。なお、通電時間合計は50Hz交流換算で、図５（ａ）の場合は25サイクル、図５（ｂ）の場合は40サイクルとした。ここで、図中の溶接電流値ａは、スパッタ発生電流の±20％の値を採用した。また、一部では、比較として一定の溶接電流値ａを40サイクル間通電した。
In the series-type one-side spot welding method, as shown in FIG. 4, the pair of
また、インダイレクト方式の片側スポット溶接方法では、図１または図３に示すように、溶接側電極11を軟鋼材側に、アース側電極12を溶接側電極からｘmm離れた高強度鋼材側に、それぞれ配置し、溶接側電極で加圧しながら、溶接電流を、溶接側電極11とアース側電極12との間に通電した。（なお、高強度鋼材同士を重ね合わせた場合には、溶接側電極11は高強度鋼材の一方の側に配置した。）溶接電流は、直流として、スパッタ発生電流の±20％の値とした。また通電時間は、便宜上、50Hz交流換算での相当サイクル数で表示した。
Further, in the indirect type one-side spot welding method, as shown in FIG. 1 or FIG. 3, the
なお、図１は、アース側電極を２個とし、図３はアース側電極を１個として、高強度鋼材22側に配置した場合である。
また、図２は、被溶接材である高強度鋼材12を鋼管とし、板状の軟鋼材21と重ね合わせ片側スポット溶接した場合である。溶接側電極11は軟鋼材21側に、アース側電極12は、高強度鋼材（鋼管）22側でかつ鋼管内面の３箇所に配置した。なお、この場合、電極間の離間距離ｘは、最短の値で表示した。
FIG. 1 shows a case where two earth side electrodes are provided, and FIG. 3 shows a case where one earth side electrode is arranged on the high
FIG. 2 shows a case where the high-
得られた片側スポット溶接接合部材について、ピール試験を実施し、接合部の強度（接合強度）を評価した。ピール試験では、得られた片側スポット溶接接合部材から、試験片（溶接接合部）を採取し、図６に示すように、剥離して、破断部形状を目視で観察して、母材破断した場合を良好：○、ナゲット破断またはプラグ破断した場合を不良：×として、溶接接合部の健全性（接合強度）を評価した。なお、ピール試験後に、接合部断面を観察しナゲット形成の有無も調査した。ナゲットが形成されている場合を○、ナゲットが形成されていない場合を×とした。また、得られたインダイレクト方式の片側スポット溶接接合部材について、アース側電極を設置した付近の鋼材外観を目視観察し、変色、溶け、焼け、電極の焼付き等の表面性状の変化の有無、変形等の有無を調査した。表面性状の変化、変形等が無い場合を○とした。 The obtained one-side spot welded joint member was subjected to a peel test to evaluate the strength of the joint (joint strength). In the peel test, a test piece (welded joint) was sampled from the obtained one-side spot welded joint member, peeled as shown in FIG. 6, and the fractured part shape was visually observed to break the base material. When the case was good: ◯, when the nugget breakage or plug breakage was bad: x, the soundness (joint strength) of the welded joint was evaluated. After the peel test, the cross-section of the joint was observed to investigate the presence or absence of nugget formation. The case where the nugget was formed was marked with ◯, and the case where the nugget was not formed was marked with ×. In addition, for the obtained indirect type one-side spot welded joint member, visually observe the appearance of the steel material in the vicinity where the ground side electrode is installed, and whether there is a change in surface properties such as discoloration, melting, burning, electrode seizure, The presence or absence of deformation was investigated. The case where there was no change in surface properties, deformation, etc. was marked with ◯.
また、溶接接合部の健全性（接合強度）、ナゲット形成、外観検査の結果を総合して、スポット溶接性を評価した。スポット溶接性が、良好である場合を◎、若干低下している場合を○、低下している場合を×として評価した。
なお、スポット溶接性の評価は、溶接接合部の健全性（接合強度）の結果を重視して行い、ナゲット形成、外観検査の結果は参考データとして利用する程度に留めるものとする。というのは、インダイレクト方式の片側スポット溶接ではナゲットが形成されたものが高い接合強度を示すことが多いが、シリーズ方式の片側スポット溶接では明瞭なナゲットを形成しない場合でも十分に高い接合強度を示す場合がある。この場合には、被溶接材の接合界面で互いの組織が入り交じった状態となっている。
Moreover, the weldability of the welded joint (joint strength), nugget formation, and the results of appearance inspection were comprehensively evaluated for spot weldability. The case where the spot weldability was good was evaluated as ◎, the case where the spot weldability was slightly reduced was evaluated as ○, and the case where it was decreased was evaluated as ×.
The spot weldability is evaluated with emphasis on the result of the soundness (joint strength) of the welded joint, and the results of nugget formation and appearance inspection are limited to use as reference data. This is because indirect one-side spot welding often shows high joint strength when nuggets are formed, but series one-side spot welding has sufficiently high joint strength even when clear nuggets are not formed. May show. In this case, the structures are mixed with each other at the joining interface of the workpieces.
また、塗装されて使用することを考慮すれば、外観の清浄性は、接合部材の良否を考えるうえで参考データとなる。また、溶接電極の焼損状態を推定する参考データともなる。
得られた結果を表２に併記して示す。
In addition, considering that it is used after being painted, the cleanliness of the appearance is reference data in considering the quality of the joining member. It also serves as reference data for estimating the burnout state of the welding electrode.
The obtained results are shown together in Table 2.
本発明例はいずれも、溶接接合部の健全性（接合強度）に優れている。インダイレクト方式の片側スポット溶接ではいずれもナゲットが形成されていた。シリーズ方式の片側スポット溶接ではナゲットの形成が認められない場合もあった。しかし、ピール試験では母材破断しており接合強度には問題がないことがわかった。また、インダイレクト方式のスポット溶接では、高強度鋼材のSi含有量が1.0％以上となる場合には、アース側電極が１個の場合（接合部材No.16、No.18、No.19、No.22）には、「焼け」の発生が認められたが、アース側電極を２個とすること（接合部材No.17、No.23、No.25）により、「焼け」の発生は全く認められなくなった。 All of the examples of the present invention are excellent in the soundness (joining strength) of the welded joint. Nuggets were formed in all cases of indirect single-side spot welding. In some cases, nugget formation was not observed in series type one-side spot welding. However, in the peel test, it was found that the base material was broken and there was no problem in the bonding strength. In direct spot welding, when the Si content of high-strength steel is 1.0% or more, there is one earth side electrode (joining members No. 16, No. 18, No. 19, No. 22) showed “burn”, but by using two earth side electrodes (joining members No. 17, No. 23, No. 25), “burn” was not generated. No longer recognized.
一方、本発明の範囲から外れる比較例は、溶接接合部の健全性（接合強度）が低下しているか、あるいはナゲットが形成されていないか、アース側電極との接点に変色等の「焼け」が目立ち、表面性状が劣化していた。
接合部材No.1〜No.4（比較例）は、軟鋼材同士の重ね合わせて片側スポット溶接を行った例である。しかし、軟鋼材同士の重ね合わせ片側スポット溶接においても、接合部材No.３におけるように、電極間の離間距離が大きくなると、溶接接合部の健全性（接合強度）が低下する場合がある。
On the other hand, in the comparative example that is out of the scope of the present invention, the soundness (bonding strength) of the welded joint is reduced, or the nugget is not formed, or “burn” such as discoloration at the contact point with the ground electrode. Was noticeable and the surface properties were deteriorated.
Joining members No. 1 to No. 4 (comparative examples) are examples in which one-side spot welding was performed by superposing mild steel materials. However, even in superposed one-side spot welding of mild steel materials, as in the case of the joining member No. 3, when the distance between the electrodes is increased, the soundness (joining strength) of the welded joint may be lowered.
また、接合部材No.５、No.７、No.15（比較例）は、高強度鋼材の組成のうちSi含有量が本発明の範囲を低く外れた場合で、ナゲットの形成もなく、溶接接合部の健全性（接合強度）が低下している。
また、接合部材No.８〜No.10（比較例）は、高強度鋼材の組成のうちMn含有量が本発明の範囲を低く外れた場合で、電極間の離間距離が大きくなると、溶接接合部の健全性（接合強度）が低下している。
Moreover, joining member No.5, No.7, No.15 (comparative example) is a case where the Si content is out of the range of the present invention in the composition of the high-strength steel material, no nugget is formed, and welding is performed. The soundness (bonding strength) of the joint is reduced.
In addition, the joining members No. 8 to No. 10 (comparative examples) are welded joints when the Mn content is out of the range of the present invention in the composition of the high-strength steel material and the separation distance between the electrodes becomes large. The soundness (bonding strength) of the part is reduced.
また、接合部材No.21（比較例）は、シリーズ方式の片側スポット溶接の場合で、一定電流を長時間通電したため、高強度鋼材が過加熱され、変形が生じ、接合部の形成が不十分となって、溶接接合部の評価ができなかった例である。シリーズ方式の片側スポット溶接の場合は、溶接電流のパターンを工夫する必要性を示唆している。
また、接合部材No.24（比較例）は、高強度鋼材の組成のうちSi含有量が本発明の範囲を高く外れた場合で、高強度鋼材側の発熱が大きくなりすぎて界面から離れた高強度鋼材側で溶融し、界面に適正なナゲットが形成されないため、溶接接合部の健全性（接合強度）が低下している。
In addition, joining member No. 21 (comparative example) is a series type one-side spot welding, and since a constant current was applied for a long time, the high-strength steel material was overheated and deformed, resulting in insufficient joint formation. Thus, this is an example where the welded joint could not be evaluated. In the case of series-type one-side spot welding, this suggests the need to devise a welding current pattern.
Moreover, joining member No. 24 (comparative example) is a case where the Si content in the composition of the high-strength steel material deviates from the range of the present invention, and the heat generation on the high-strength steel material side becomes too large, leaving the interface. Since it melts on the high-strength steel material side and an appropriate nugget is not formed at the interface, the soundness (joining strength) of the welded joint is reduced.
11 電極（溶接側電極）
12 電極（アース側電極）
13 電源
14 スイッチ
21 軟鋼材
22 高強度鋼材
11 Electrode (Welding side electrode)
12 electrodes (ground side electrode)
13 Power supply
14 switch
21 Mild steel
22 High strength steel
Claims (10)
記
ａ群：Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ｖ：0.1％以下、Ni：0.05％以下、Ｂ：0.01％以下の１種または２種以上
ｂ群：Ti：0.02％以下、Nb：0.02％以下の１種または２種
ｃ群：Cu：0.1％以下
ｄ群：REM：0.1％以下 The high-strength steel material according to claim 1 , further comprising one group or two or more groups selected from the following groups (a) to (d) by mass% in addition to the composition.
Group a: Cr: 1% or less, Mo: 1% or less, V: 0.1% or less, Ni: 0.05% or less, B: 0.01% or less, one or more types b group: Ti: 0.02% or less, Nb : 1 type or 2 types of 0.02% or less c group: Cu: 0.1% or less d group: REM: 0.1% or less
記Record
ａ群：Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ｖ：0.1％以下、Ni：0.05％以下、Ｂ：0.01％以下の１種または２種以上Group a: Cr: 1% or less, Mo: 1% or less, V: 0.1% or less, Ni: 0.05% or less, B: 0.01% or less
ｂ群：Ti：0.02％以下、Nb：0.02％以下の１種または２種Group b: Ti: 0.02% or less, Nb: 0.02% or less, 1 type or 2 types
ｃ群：Cu：0.1％以下c group: Cu: 0.1% or less
ｄ群：REM：0.1％以下d group: REM: 0.1% or less
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