JPWO2021059720A1 - 抵抗スポット溶接方法、および抵抗スポット溶接継手の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 引張強度が980MPa以上の鋼板を1枚以上含む2枚以上の鋼板を重ね合わせて被溶接鋼板とし、該被溶接鋼板を1対の電極で挟持し、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法であって、
前記通電として、下記(1)式を満足する加圧力F1(kN)で加圧しながら、下記(2)式を満足する電流値I1(kA)で通電する初期通電工程と、
所定のナゲット径を有するナゲットを形成する本通電工程を有し、
前記初期通電工程内で散りを発生させる、抵抗スポット溶接方法。
0.2×√t1<F1≦4×√t1 ・・・(1)
2×√F1<I1≦10×√F1 ・・・(2)
ここで、t1:被溶接鋼板の総板厚(mm)、とする。
[2] 前記初期通電工程における通電時間が、10ms以上200ms以内である、[1]に記載の抵抗スポット溶接方法。
[3] 前記初期通電工程と前記本通電工程の間に、さらに、下記(3)式を満足する電流値Ic(kA)で通電する冷却工程を有する、[1]または[2]に記載の抵抗スポット溶接方法。
0≦Ic≦I1 ・・・(3)
ここで、Ic:冷却工程における電流値(kA)、
I1:初期通電工程における電流値(kA)、とする。
[4] 前記散りが発生した時点の溶接電圧Vs(V)が、下記(4)式を満足する、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の抵抗スポット溶接方法。
Vs≧0.7×Va ・・・(4)
ここで、Va:散り発生の5ms前の溶接電圧(V)、
Vs:散り発生時点の溶接電圧(V)、とする。
[5] [1]〜[4]のいずれか1つに記載の抵抗スポット溶接方法を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法。
Vs≧0.7×Va・・・(4)
ここで、Va:散り発生の5ms前の電極間電圧(溶接電圧)(V)、
Vs:散り発生時点の電極間電圧(溶接電圧)(V)、とする。
本通電工程後、溶融ナゲットの冷却のため、通電を行わずに加圧を保持する保持工程を設けてもよい。保持工程の時間は特に指定しないが,一般的な抵抗スポット溶接における保持工程の範囲として、20〜1000msであることが好ましい。
初期通電工程では、加圧力F1(kN)および電流値I1(kA)が、下記(1)式および(2)式を満足するように設定する。
0.2×√t1<F1≦4×√t1 ・・・(1)
2×√F1<I1≦10×√F1 ・・・(2)
ここで、t1:被溶接鋼板の総板厚(mm)、とする。
0.5×√t1<F1≦2×√t1 (5)
3×√F1<I1≦8×√F1 (6)
また、初期通電工程は、通電時間を10ms以上200ms以内に設定することが好ましい。通電時間が10ms未満の場合は、通電時間が短すぎて散りを安定的に発生させることが難しく、遅れ破壊を抑制する効果を安定して得られない。また、一般的に接触抵抗による発熱は通電の初期段階で発生する。本発明では接触抵抗による発熱段階で散りを発生させるが、散り発生後の長時間の通電は無用な時間増加を招くだけでなく、大きな散りが発生する要因にもなる。以上の理由から、通電時間は200ms以内が好ましい。また、より好適には、20ms以上140ms以内である。さらにより好適には、20ms以上100ms以内である。
0≦Ic≦I1 ・・・(3)
ここで、Ic:冷却工程における電流値(kA)、
I1:初期通電工程における電流値(kA)、とする。
[鋼種I] 引張強度が1470MPaであり、長辺が100mm、短辺が30mm、板厚が1.0mmであり、めっき処理無しの鋼板。
[鋼種II] 引張強度が1470MPaであり、長辺が100mm、短辺が30mm、板厚が1.6mmであり、めっき処理有り(溶融亜鉛めっき(GI)、付着量は片面当たり50g/m2)の鋼板。
[鋼種III] 引張強度が1320MPaであり、長辺が100mm、短辺が30mm、板厚が2.0mmであり、めっき処理有り(溶融亜鉛めっき(GI)、付着量は片面当たり50g/m2)の鋼板。
図2(a)は溶接継手の平面図であり、図2(b)は溶接継手の側面図である。抵抗スポット溶接は、図2(a)および図2(b)に示すように、上記した鋼種の鋼板1、2(長手方向の長さが100mm、短手方向の長さが30mm)の2枚の間に、厚さが1.6mmで30mm四方のスペーサ6を両側に挟み込んで仮溶接した。次いで、2枚の鋼板を重ね合わせた板組の中心を、表1に記載する条件で、それぞれ溶接した。なお、図2(a)に示すように、板組の両端の仮溶接個所を仮溶接点8とし、板組の中心の溶接個所を溶接点7とした。
遅れ破壊試験では、得られた溶接継手を常温(20℃)で大気中に静置して、24時間経過した後に、溶接部の遅れ破壊の有無を調査した。溶接は全条件n=3で実施し、24時間静置後に遅れ破壊が発生しなかったものには記号の「○」を、発生したものには記号の「×」を、それぞれ表2に記載した。
遅れ破壊特性の判定については、溶接後にナゲットの剥離(接合界面でナゲットが二つに剥離する現象)が目視で観察されたものを、遅れ破壊が発生したものとして判定した。遅れ破壊特性の最終判定としては、n=3のうち3体とも遅れ破壊が発生しなかった条件に「A(優)」を、遅れ破壊の発生がn=3のうち1体以上あった条件に「B(不可)」を、それぞれ表2に記載した。
得られた溶接継手を溶接部中央にて切断し、断面にピクリン酸水溶液を用いたエッチングを施した後に、腐食されたナゲット組織の長さを測定することでナゲット径を算出した。ナゲット径の算出は全条件n=3で実施し、ナゲット径が3.5√t以上であったものには記号の「○」を、3.5√t未満であったものには記号の「×」を、それぞれ表2に記載した。
ナゲット安定性の判定ついては、n=3のすべてにおいて3.5√t以上のナゲット径を得られたものには「A(優)」を、3.5√t以下のナゲット径となったものがn=3のうち1体以上あった条件に「B(不可)」を、それぞれ表2に記載した。
2 上鋼板
3 ナゲット
4 下電極
5 上電極
6 スペーサ
7 溶接点
8 仮溶接点
Claims (5)
- 引張強度が980MPa以上の鋼板を1枚以上含む2枚以上の鋼板を重ね合わせて被溶接鋼板とし、該被溶接鋼板を1対の電極で挟持し、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法であって、
前記通電として、下記(1)式を満足する加圧力F1(kN)で加圧しながら、下記(2)式を満足する電流値I1(kA)で通電する初期通電工程と、
所定のナゲット径を有するナゲットを形成する本通電工程を有し、
前記初期通電工程内で散りを発生させる、抵抗スポット溶接方法。
0.2×√t1<F1≦4×√t1 ・・・(1)
2×√F1<I1≦10×√F1 ・・・(2)
ここで、t1:被溶接鋼板の総板厚(mm)、とする。 - 前記初期通電工程における通電時間が、10ms以上200ms以内である、請求項1に記載の抵抗スポット溶接方法。
- 前記初期通電工程と前記本通電工程の間に、さらに、下記(3)式を満足する電流値Ic(kA)で通電する冷却工程を有する、請求項1または2に記載の抵抗スポット溶接方法。
0≦Ic≦I1 ・・・(3)
ここで、Ic:冷却工程における電流値(kA)、
I1:初期通電工程における電流値(kA)、とする。 - 前記散りが発生した時点の溶接電圧Vs(V)が、下記(4)式を満足する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抵抗スポット溶接方法。
Vs≧0.7×Va ・・・(4)
ここで、Va:散り発生の5ms前の溶接電圧(V)、
Vs:散り発生時点の溶接電圧(V)、とする。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の抵抗スポット溶接方法を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法。
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