CN104204257A - 热锻压用拼焊板和热锻压构件以及它们的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热锻压用拼焊板，其是具有将第1镀铝钢板和第2镀铝钢板对焊而形成的焊接部的热锻压用拼焊板，其中，所述焊接部中的焊接金属的Al平均浓度为0.3质量％以上且1.5质量％以下，所述焊接金属的Ac₃点为1250℃以下，并且在所述焊接部的表面具有在所述对焊时形成的铝层。

Description

热锻压用拼焊板和热锻压构件以及它们的制造方法

技术领域

本发明涉及将多个钢板焊接而成的拼焊板且供作热锻压(也称为热冲压、模压淬火，在此记载为热锻压)的热锻压用拼焊板及其制造方法。另外，本发明涉及通过对热锻压用拼焊板实施热锻压而得到的热锻压构件及其制造方法。

本申请基于2012年3月28日在日本提出申请的日本特愿2012－074222号和2012年4月17日在日本提出申请的日本特愿2012－093812号主张优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

近年来，从保护地球环境的观点考虑，提高了以削减CO₂气体排出量为目的的与汽车车体轻量化有关的要求，对此积极地进行了将高强度钢板应用于汽车构件的研究。而且，所要求的钢材强度也越来越提高。

不过，若使钢板高强度化，则冲压时所需的冲压力变高，随着设备的大型化而导致设备成本上升。并且，还被指出：在使钢板高强度化的情况下，由与钢板的高强度化相伴随的成型的难度所引起的模具的修正成本、模具的磨损对应费以及形状冻结性提高用的矫形锻压所导致的生产率降低等成为问题，成本增加。

作为解决这些问题的方法之一，热锻压备受注目。热锻压是指将钢板加热成高温、在高温区域进行冲压加工的技术。尤其是如下技术：在Ar₃点以上的温度域对钢板进行冲压加工，通过由模具(冲压模具)进行的排热而使钢板急速冷却，在施加了冲压压力的状态下，在钢板组织中引起马氏体相变、贝氏体相变等相变，从而能够制造高强度且形状冻结性优良的冲压加工品。

另一方面，作为提高冲压品的成品率和生产率的手段，拼焊板被应用于汽车用构件等冲压坯料。

拼焊板是指根据目的而利用激光焊接等将多个钢板的端面接合而成的冲压用坯料。通过使用这样的拼焊板，能够在一个零部件中使板厚、强度自由地变化。因此，零部件的功能性提高，而且也能够削减零部件个数。

另外，汽车用构件等需要耐蚀性的构件大多使用镀锌系的钢板。然而，在对毛坯(冲压坯料)进行热锻压的情况下，毛坯被加热至700～1000℃。该温度接近锌的沸点、或者比沸点高。因此，若对镀锌系的钢板进行热锻压，则在进行用于热锻压的加热时存在表面的镀层的一部分会熔融或蒸发的情况。因此，从抑制镀层的熔融、蒸发的观点考虑，优选的是热锻压用毛坯使用沸点比镀锌系镀层高的镀Al系钢板、所谓的镀铝钢板。

不过，在专利文献1中指出了如下内容：在对镀铝钢板进行了对焊的情况下，作为镀覆膜的铝向焊接金属中移动而偏析，形成金属间区域而成为断裂的起点，接合部的变形能力降低。

并且，作为解决该课题的方法，在专利文献1中公开了将待被焊接的部分的镀层去除后进行焊接的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特表2009－534529号公报

发明内容

发明所要解决的问题

根据专利文献1所公开的方法，能够抑制铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚，能够抑制因此而产生的弊端。不过，通过专利文献1所公开的方法获得的钢板在焊接部不存在镀层，因此存在热锻压时产生焊接金属的脱碳、氧化这样的问题以及通过热锻压获得的构件的耐蚀性差这样的问题。另外，额外需要去除待被焊接的部分的镀层的工序，因此导致生产率降低、成本上升。

本发明是鉴于该现有技术而完成的，目的在于提供一种在热锻压后能够确保充分的接头强度的热锻压用拼焊板及其制造方法。另外，目的在于提供一种使用了这样的热锻压用拼焊板的热锻压构件及其制造方法。

解决问题的手段

本发明者们进行了用于省略在专利文献1中所提出那样的去除待被焊接的部分的镀层的工序的研究。即，为了使在专利文献1中难以实施的在镀铝钢板中不去除待被焊接的部分的镀层就直接进行对焊而成的热锻压用拼焊板实用化，进行了深入的研究。

结果，本发明者们有了如下新的见解：与其防止像专利文献1所提出那样铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚(也称为富集)，不如促进铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚，从而能够在焊接金属的表面形成铝层。另外，由此有了如下新的见解：能够解决在热锻压时产生焊接金属的脱碳、氧化这样的问题以及通过热锻压获得的构件的耐蚀性差这样的问题。

另一方面，还发现了如下新的课题：若过度促进铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚，则在热锻压后的镀铝钢板中难以确保充分的接头强度。

可知这是因为，不取决于专利文献1所记载那样的金属间区域的形成，在焊接时铝从镀覆膜向焊接金属中移动、集聚，从而焊接金属的Ac₃点处于高温，在热锻压工序中难以对焊接金属进行淬火来提高强度，以及根据情况有时会由回火导致强度降低。

因此，本发明者人们进行了如下研究：即使热锻压工序中的淬火不充分、或者即使在热锻压工序中发生回火，也会在热锻压后的热锻压构件中确保充分的接头强度。其结果是，有了如下新的想法：不利用热锻压工序中的淬火来谋求焊接金属的高强度化，而预先在热锻压的前工序中提高焊接金属的强度。

于是，本发明者们有了如下见解：将铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚控制在适当的范围，并且将焊接金属的Ac₃点设定为规定的温度以下，从而能够使得在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火来提高焊接金属的强度。即，即使在热锻压工序中不发生淬火，或者即使在热锻压工序中发生回火，也能够在热锻压后的热锻压构件中确保充分的接头强度。

并且，本发明者们有了如下见解：通过提高焊接金属的淬透性，能够更加促进热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中的淬火；通过将焊接金属的Ac₁点设定为规定的温度以下，也能够灵活运用热锻压工序中的淬火；以及通过使焊接金属的最小厚度为规定的值以上，能够在热锻压后确保更高的接头强度。

并且，本发明者们有了如下见解：通过对焊接金属的形状进行规定，能够使热锻压用拼焊板的焊接部附近与模具之间的接触更可靠，由此，能够更可靠地进行由模具的排热导致的热锻压用拼焊板的焊接部附近的淬火。

本发明者们还有了如下见解：通过提高焊接金属的含氧量，能够使焊接金属的韧性提高。

本发明是基于上述新的见解而完成的，其主旨如下所述。

(1)即，本发明的一方案的热锻压用拼焊板是具有将第1镀铝钢板和第2镀铝钢板对焊而形成的焊接部的热锻压用拼焊板，其中，所述焊接部中的焊接金属的Al平均浓度为0.3质量％以上且1.5质量％以下，而且在下述式(1)中以单位为℃定义的所述焊接金属的Ac₃点为1250℃以下，并且在所述焊接部的表面具有在所述对焊时形成的铝层。

Ac₃＝910－230×C^0.5－15.2×Ni+44.7×Si+104

×V+31.5×Mo+13.1×W－30×Mn－11×Cr－20×Cu

+700×P+400×Al+120×As+400×Ti     式(1)

其中，式(1)中的C、Ni、Si、V、Mo、W、Mn、Cr、Cu、P、Al、As、Ti表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以其含量为0来计算。

(2)根据上述(1)所记载的热锻压用拼焊板，也可以进一步在下述式(2)中以单位为秒定义的△t_M为0.5秒以上。

$\mathrm{\Δ}{t}_M=\exp \{10.6(C+\frac{\mathrm{Si}+5\×\mathrm{Al}}{24}+\frac{\mathrm{Mn}}{6}+\frac{\mathrm{Cu}}{15}+\frac{\mathrm{Ni}}{12}+\frac{\mathrm{Mo}}{6}+\frac{\mathrm{Cr}\×(1-0.16\×\sqrt{\mathrm{Cr}})}{8}+\mathrm{\ΔH})-4.8\}$

                                                        式(2)

其中，式(2)中的C、Si、Al、Mn、Cu、Ni、Mo、Cr表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以其含量为0来计算，式(2)中的△H是在采用所述焊接金属中的N的以质量％计的含量来设定fN＝(0.02－N)/0.02时根据B的以质量％计的含量和所述fN按照如下的方式定义的数值，

在B≤0.0001时，△H＝0；

在0.0001＜B≤0.0002时，△H＝0.03×fN；

在0.0002＜B≤0.0003时，△H＝0.06×fN；

在0.0003＜B时，△H＝0.09×fN。

(3)根据上述(1)或(2)所记载的热锻压用拼焊板，也可以进一步在下述式(3)中以单位为℃定义的所述焊接金属的Ac₁点为860℃以下。

Ac₁＝exp(6.5792-0.038058×C+0.052317×Si+0.011872×Ni

-0.045575×V+0.18057×Al+0.011442×W-0.013403×Cu+5.5207×B

+0.91209×S-1.1002×P+0.060014×Mn×C-0.096628Cr×C

+0.050625×Cr×Si+0.39802×Mo×C-0.34782×Mo×Mn+0.40986×Mo×Si

-0.12959×Mo×Cr-0.048128×Ni×C-0.01090×Mn²-0.03550×Si²

+0.010207×Cr²+0.36074×Mo²-0.0030705×Ni²)

                                                          式(3)

其中，式(3)中的C、Si、Ni、V、Al、W、Cu、B、S、P、Mn、Cr、Mo是所述焊接金属中的各元素的含量(质量％)，未含有的元素以含量为0来计算。

(4)根据上述(1)～(3)中的任一项所记载的热锻压用拼焊板，也可以是：在将所述焊接金属的最薄部分的厚度以单位为mm计设定为t、将所述第1镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t1、将所述第2镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t2时，所述t在所述t1和所述t2相等的情况下为所述t1的80％以上，所述t在所述t1与所述t2不同的情况下为所述t1和所述t2中较小者的80％以上。

(5)根据上述(1)～(4)中的任一项所记载的热锻压用拼焊板，也可以是：在作为所述第1镀铝钢板的所述板厚的所述t1和作为所述第2镀铝钢板的所述板厚的所述t2相等的情况下，以所述第1镀铝钢板的表面的延长线为基准时所述焊接金属的最大高度为300μm以下；在所述t1与所述t2不同的情况下，以所述第1镀铝钢板和所述第2镀铝钢板中较厚者的表面的延长线为基准时所述焊接金属的最大高度为300μm以下。

(6)根据上述(1)～(5)的任一项所记载的热锻压用拼焊板，也可以是：所述焊接金属的含氧量比作为所述第1镀铝钢板的镀覆基材的第1钢板和作为所述第2镀铝钢板的镀覆基材的第2钢板的平均含氧量高50ppm以上。

(7)本发明的一方案的热锻压用拼焊板的制造方法是使用第1镀铝钢板和第2镀铝钢板来进行对焊的热锻压用拼焊板的制造方法，其具有如下工序：焊接条件确定工序，在该工序中以使焊接部中的焊接金属的Al平均浓度为0.3质量％以上且1.5质量％以下、而且由下述式(1)定义的所述焊接金属的Ac₃点(℃)为1250℃以下的方式来确定焊接条件；和焊接工序，在该工序中以所述焊接条件进行焊接，在所述焊接部的所述焊接金属的表面上形成来源于所述第1镀铝钢板和所述第2镀铝钢板的铝镀层的铝层。

Ac₃＝910－230×C^0.5－15.2×Ni+44.7×Si+104

×V+31.5×Mo+13.1×W－30×Mn－11×Cr－20×Cu

+700×P+400×Al+120×As+400×Ti     式(1)

其中，式(1)中的C、Ni、Si、V、Mo、W、Mn、Cr、Cu、P、Al、As、Ti表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量。并且，未含有的元素以其含量为0来计算。

(8)根据上述(7)所记载的热锻压用拼焊板的制造方法，也可以进一步在所述焊接条件确定工序中以使由下述式(2)以单位为秒定义的△t_M为0.5秒以上的方式来确定所述焊接条件。

$\mathrm{\Δ}{t}_M=\exp \{10.6(C+\frac{\mathrm{Si}+5\×\mathrm{Al}}{24}+\frac{\mathrm{Mn}}{6}+\frac{\mathrm{Cu}}{15}+\frac{\mathrm{Ni}}{12}+\frac{\mathrm{Mo}}{6}+\frac{\mathrm{Cr}\×(1-0.16\×\sqrt{\mathrm{Cr}})}{8}+\mathrm{\ΔH})-4.8\}$

                                                         式(2)

其中，式(2)中的C、Si、Al、Mn、Cu、Ni、Mo、Cr表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以其含量为0来计算。并且，式(2)中的△H是在采用所述焊接金属中的N的以质量％计的含量来设定fN＝(0.02－N)/0.02时根据B的以质量％计的含量和所述fN按照如下的方式定义的数值，

B≤0.0001时，△H＝0；

0.0001＜B≤0.0002时，△H＝0.03×fN；

0.0002＜B≤0.0003时，△H＝0.06×fN；

0.0003＜B时，△H＝0.09×fN。

(9)根据上述(7)或(8)所记载的热锻压用拼焊板的制造方法，也可以进一步在所述焊接条件确定工序中以使由下述式(3)以单位为℃定义的Ac₁点为860℃以下的方式来确定所述焊接条件。

Ac₁＝exp(6.5792-0.038058×C+0.052317×Si+0.011872×Ni

-0.045575×V+0.18057×Al+0.011442×W-0.013403×Cu+5.5207×B

+0.91209×S-1.1002×P+0.060014×Mn×C-0.096628Cr×C

+0.050625×Cr×Si+0.39802×Mo×C-0.34782×Mo×Mn+0.40986×Mo×Si

-0.12959×Mo×Cr-0.048128×Ni×C-0.01090×Mn²-0.03550×Si²

+0.010207×Cr²+0.36074×Mo²-0.0030705×Ni²)

                                                         式(3)

其中，式(3)中的C、Si、Ni、V、Al、W、Cu、B、S、P、Mn、Cr、Mo是所述焊接金属中的各元素的含量(质量％)，未含有的元素以含量为0来计算。

(10)根据上述(7)～(9)的任一项所记载的热锻压用拼焊板的制造方法，也可以进一步在所述焊接条件确定工序中按照如下的方式来确定所述焊接条件：在将所述焊接金属的最薄部分的厚度以单位为mm计设定为t、将所述第1镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t1、将所述第2镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t2时，所述t在所述t1和所述t2相等的情况下为所述t1的80％以上，所述t在所述t1与所述t2不同的情况下为所述t1和所述t2中较小者的80％以上。

(11)根据上述(7)～(10)的任一项所记载的热锻压用拼焊板的制造方法，也可以进一步在所述焊接条件确定工序中按照如下的方式来确定所述焊接条件：在所述第1镀铝钢板的板厚t1和所述第2镀铝钢板的板厚t2相等的情况下，以所述第1镀铝钢板的表面的延长线为基准的所述焊接金属的最大高度为300μm以下；在所述t1与所述t2不同的情况下，以所述第1镀铝钢板和所述第2镀铝钢板中较厚者的表面的延长线为基准的所述焊接金属的最大高度为300μm以下。

(12)根据上述(7)～(11)的任一项所记载的热锻压用拼焊板的制造方法，也可以在所述焊接条件确定工序中按照如下的方式来确定所述焊接条件：所述焊接金属的含氧量比作为所述第1镀铝钢板的镀覆基材的钢板和作为所述第2镀铝钢板的镀覆基材的钢板的平均含氧量高50ppm以上。

(13)根据上述(7)～(12)的任一项所记载的热锻压用拼焊板的制造方法，所述对焊也可以是激光焊接、电子束焊接或等离子体焊接中的任一种。

(14)根据上述(7)～(13)的任一项所记载的热锻压用拼焊板的制造方法，所述对焊也可以是一边供给填充焊丝一边进行的所述激光焊接。

(15)本发明的一方案的热锻压构件是通过对上述(1)～(6)的任一项所记载的热锻压用拼焊板实施热锻压而获得的热锻压构件，其中，所述焊接金属的硬度与所述焊接金属的最薄部分的厚度之积大于所述第1镀铝钢板的硬度与所述第1镀铝钢板的板厚之积或者所述第2镀铝钢板的硬度与所述镀铝钢板的板厚之积中的任一个。

(16)本发明的一方案的热锻压构件的制造方法具有对上述(1)～(6)的任一项所记载的热锻压用拼焊板实施热锻压的热锻压工序，所述热锻压工序后的所述焊接金属的硬度与所述焊接金属的最薄部分的厚度之积大于所述第1镀铝钢板的硬度与所述第1镀铝钢板的板厚之积或者所述第2镀铝钢板的硬度与所述镀铝钢板的板厚之积中的任一个。

发明效果

根据本发明，即使不去除待被焊接的部分的镀层就直接对镀铝钢板进行对焊，也能够提供在热锻压后具有高的接头强度的热锻压用拼焊板。

另外，根据本发明，即使使用了不去除待被焊接的部分的镀层就直接对镀铝钢板进行对焊而获得的热锻压用拼焊板，也能够提供在热锻压后具有高的接头强度的热锻压构件。

另外，上述热锻压用拼焊板和热锻压构件的焊缝的表面被铝覆盖，因此能够解决在热锻压时产生的焊接金属的脱碳、氧化这样的问题，以及热锻压后的耐蚀性差这样的问题。

附图说明

图1是用于表示对镀铝钢板进行对接激光焊接而形成的焊接部的截面的一个例子的照片。

图2是表示本实施方式的拼焊板的制造方法的一个例子的流程图。

图3是表示本实施方式的热锻压构件的制造方法的一个例子的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的一实施方式的热锻压用拼焊板(下面有时称为本实施方式的拼焊板)及其制造方法、以及本发明的一实施方式的热锻压构件(下面有时称为本实施方式的热锻压构件)及其制造方法进行说明。

1.热锻压用拼焊板

(焊接金属的Al平均浓度：0.3质量％以上且1.5质量％以下)

本实施方式的拼焊板是通过对焊将多个镀铝钢板接合而成的，在被对焊的部分具有包含焊接金属的焊接部。

在本实施方式的拼焊板中，为了在抑制热锻压时焊接金属的脱碳、氧化的基础上确保热锻压后的接头强度，进而确保热锻压后的耐蚀性，如后所述那样将铝从镀覆膜向焊接金属中的移动控制在适当的范围内是重要的。因此，将焊接金属的Al平均浓度设定为0.3质量％以上且1.5％以下是重要的。

本发明者们有了如下见解：在不去除待被焊接的部分的镀层就直接对镀铝钢板进行对焊而成的热锻压用拼焊板中，通过使铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚而使焊接金属的Al平均浓度为一定以上，从而能够在焊接金属的表面形成铝层。即，如图1所示那样发现：焊接金属(焊缝)的表面被对焊时形成的铝层覆盖。另外，有了如下新的见解：通过焊接金属的表面被铝层覆盖，能够解决在热锻压时产生焊接金属的脱碳、氧化这样的问题以及通过热锻压而获得的构件(热锻压构件)的耐蚀性差这样的问题。其理由未必清楚，但据认为其原因在于，在对焊时，在热影响部熔融了的镀覆金属(铝)被引入到焊缝熔融池的熔液流中，熔点比钢的熔点低的镀覆金属在熔融池的凝固后也在焊缝的表面扩展而覆盖焊缝。

焊接金属的Al平均浓度小于0.3质量％时，铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚不足，无法在焊接金属的表面充分地形成铝层。因此，无法解决在热锻压时产生焊接金属的脱碳、氧化这样的问题以及通过热锻压获得的构件的耐蚀性差这样的问题。因而，在本实施方式中，焊接金属的Al平均浓度为0.3质量％以上。

另一方面，在不去除待被焊接的部分的镀层就直接对镀铝钢板进行对焊而成的热锻压用拼焊板中，通过对铝从镀覆膜向焊接金属中的移动以及集聚适度地进行抑制，从而能够使得在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火。在该情况下，在热锻压工序前能够预先提高焊接金属的强度。即，即使不发生热锻压工序中的淬火，或者即使发生热锻压工序中的回火，也能够在热锻压后(热锻压构件)确保充分的接头强度。另一方面，在铝从镀覆膜向焊接金属中的移动以及集聚过度进行了的情况下，焊接金属的Al平均浓度变得过高。Al是铁素体形成元素，因此若焊接金属的Al平均浓度变得过高，则在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中不产生奥氏体相，在焊接工序的冷却过程中不发生充分的淬火。因此，无法谋求焊接金属的高强度化，并且无法在热锻压后中确保充分的接头强度。对铝从镀覆膜向焊接金属中的移动以及集聚适度地进行抑制，从而能够在热锻压后确保充分的接头强度。

焊接金属的Al平均浓度超过1.5质量％时，根据上述的理由，无法在热锻压后确保充分的接头强度。因而，焊接金属的Al平均浓度为1.5质量％以下。通过使焊接金属的Al平均浓度为1.5质量％以下，在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火，能够获得马氏体组织或包含马氏体和贝氏体的组织这样的淬火组织。

(焊接金属的Ac₃点：1250℃以下)

本发明者们发现：即使焊接金属的Al平均浓度为1.5质量％以下，在焊接金属的化学组成中，在C、Mn等的含量少、Si的含量多的情况下等，难以在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火来预先提高焊接金属的强度，即，难以在热锻压后确保充分的接头强度。关于这点，本发明者们进行了深入的研究。其结果是，确认了：通过使由下述式(1)定义的Ac₃点(℃)为1250℃以下，在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火，能够预先提高焊接金属的强度。即，通过实验确认了：通过使Ac₃点为1250℃以下，即使在热锻压工序中不发生淬火、或者即使在热锻压工序中发生了回火，也能够在热锻压后确保充分的接头强度。

在由式(1)定义的焊接金属的Ac₃点超过1250℃的情况下，难以在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火，因此难以在热锻压后确保充分的接头强度。因而，使由式(1)定义的焊接金属的Ac₃点为1250℃以下。

Ac₃＝910－230×C^0.5－15.2×Ni+44.7×Si+104

×V+31.5×Mo+13.1×W－30×Mn－11×Cr－20×Cu

+700×P+400×Al+120×As+400×Ti     式(1)

其中，式中的元素符号(C、Ni、Si、V、Mo、W、Mn、Cr、Cu、P、Al、As、Ti)表示焊接金属中的各元素的含量(质量％)。另外，未含有的元素以含量为0来计算。

此外，该Ac₃点的公式是通过文献(Leslie.W.C.著、幸田成康/校译《Leslie钢铁材料学》丸善(1985)发行，p.273)而被熟知的工式。

Ac₃点越低，越有利于在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火，因此Ac₃点的下限并不特别规定。

(焊接金属的△t_M：0.5秒以上)

如上所述，为了在热锻压后中确保充分的接头强度，重要的是在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火，预先提高焊接金属的强度。因此，除了上述Ac₃点的控制之外，优选提高焊接金属的淬透性。

由下述式(2)定义的△t_M是表示焊接金属的组织通过冷却而成为100％马氏体的临界冷却时间(秒)的淬透性的指标。对于该值，其值越大，表示越容易进行淬火。该式(2)被例如文献(糟谷、桥场：新日铁技报第385号、p.48－55(2006))所公开。

通过使由式(2)定义的△t_M为0.5秒以上，能够在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火，预先提高焊接金属的强度。另外，通过提高焊接金属的强度，容易在热锻压后确保充分的接头强度。因而，在本实施方式的拼焊板中，优选使由式(2)定义的焊接金属的△t_M为0.5秒以上。进一步优选使△t_M为1.0秒以上。△t_M越大，则淬透性越高，因此无须对△t_M的上限进行特别限定。

$\mathrm{\Δ}{t}_M=\exp \{10.6(C+\frac{\mathrm{Si}+5\×\mathrm{Al}}{24}+\frac{\mathrm{Mn}}{6}+\frac{\mathrm{Cu}}{15}+\frac{\mathrm{Ni}}{12}+\frac{\mathrm{Mo}}{6}+\frac{\mathrm{Cr}\×(1-0.16\×\sqrt{\mathrm{Cr}})}{8}+\mathrm{\ΔH})-4.8\}$

                                                      式(2)

其中，各元素符号(C、Si、Al、Mn、Cu、Ni、Mo、Cr)表示焊接金属中的该元素的含量(质量％)，未含有的元素以含量为0来计算。另外，式中的△H是在使用焊接金属中的N的含量(质量％)来设定fN＝(0.02－N)/0.02时根据B的含量(质量％)按照如下的方式定义的数值。

B≤0.0001时，△H＝0；

0.0001＜B≤0.0002时，△H＝0.03×fN；

0.0002＜B≤0.0003时，△H＝0.06×fN；

0.0003＜B时，△H＝0.09×fN。

(焊接金属的Ac₁点：860℃以下)

如上所述，若促进铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚，则焊接金属的Ac₃点成为高温，因此难以使焊接金属的Ac₃点为热锻压工序时的加热温度以下。然而，能够使焊接金属的Ac₁点为热锻压工序时的加热温度以下。通过使Ac₁点为热锻压工序时的加热温度以下，能够利用热锻压工序中的淬火来谋求焊接金属的高强度化。因此，能够在热锻压后确保更强的接头强度。因而，优选所述焊接金属的由下述式(3)定义的Ac₁点为860℃以下。

Ac₁＝exp(6.5792-0.038058×C+0.052317×Si+0.011872×Ni

-0.045575×V+0.18057×Al+0.011442×W-0.013403×Cu+5.5207×B

+0.91209×S-1.1002×P+0.060014×Mn×C-0.096628Cr×C

+0.050625×Cr×Si+0.39802×Mo×C-0.34782×Mo×Mn+0.40986×Mo×Si

-0.12959×Mo×Cr-0.048128×Ni×C-0.01090×Mn²-0.03550×Si²

+0.010207×Cr²+0.36074×Mo²-0.0030705×Ni²)

                                                          式(3)

其中，各元素符号(C、Si、Ni、V、Al、W、Cu、B、S、P、Mn、Cr、Mo)是焊接金属中的该元素的含量(质量％)，未含有的元素以含量为0来计算。

Ac₁点越低，越有利于在热锻压的工序中发生淬火，因此Ac₁点的下限并没有特别规定。

(焊接金属的形状)

在将剪切后的钢板(镀铝钢板)的端面对接来进行的对焊中，由于端面的切断精度的关系，通常以焊缝表面相对于钢板表面凹入的状态(壁薄的状态)进行焊接。在该情况下，优选本实施方式的拼焊板的焊接金属的最薄部分的厚度为被对焊的镀铝钢板的板厚(在板厚不同的情况下，为较薄的板厚)的80％以上。这样一来，能够提高焊接接头部的强度。进一步优选焊接金属的最薄部分的厚度为被对焊的镀铝钢板的板厚(在板厚不同的情况下，为较薄的板厚)的90％以上。此外，本实施方式中的焊接金属的最薄部分的厚度是指，钢板的板厚方向全部由焊接金属构成的部位中的最薄部分的厚度。

为了加厚焊接金属的厚度，例如使用填充焊丝等填充金属来对壁薄部分进行补充即可。然而，在出于提高接头强度等目的而使用填充焊丝等填充金属来进行钢板的端面的对焊以加厚焊接金属的厚度的情况下，优选以对焊后的镀铝钢板的表面(在板厚不同的情况下，为较厚的镀铝钢板的表面)的延长线为基准的焊接金属的表面的最大高度为300μm以下。这样一来，能够使热锻压时的热锻压用拼焊板的焊接部附近与模具之间的接触更可靠。因而，能够更可靠地进行由模具的排热导致的热锻压用拼焊板的焊接部附近的淬火。

(焊接金属的含氧量)

优选本实施方式的拼焊板的焊接金属的含氧量比作为被对焊的镀铝钢板的镀覆基材的钢板的平均含氧量高50ppm以上。这样一来，虽然详细的机理并不清楚，但焊接金属的马氏体的区块尺寸(block size)变小，焊接金属的韧性提高。为了提高焊接金属的含氧量，使用例如金属芯焊丝进行焊接即可。在使用了金属芯焊丝的情况下，含氧量根据金属芯焊丝的供给量而变化，因此应用与作为目的的氧量相对应的供给量即可。焊接金属的含氧量与作为待被对焊的镀铝钢板的镀覆基材的钢板的平均含氧量之差的上限没有特别限定，但从抑制粗大的氧化物的形成的观点考虑，优选为300ppm以下。

(镀铝钢板)

本实施方式的拼焊板所使用的镀铝钢板并没有特别限定。例如，作为为了获得本实施方式的拼焊板而供作对焊的镀铝钢板，可以使用同种的钢板，但以每个部位具有不同的特性为目的时，也可以使用强度等特性不同的钢板。

在应用于通过热锻压的淬火作用来谋求提高机械特性的部位的情况下，也可以使用具有例如以质量％计含有C：0.15～0.25％、Si：0.1～0.35％、Mn：0.8～1.8％、Cr：0.01～0.5％、B：0.1％以下(包括0％)、剩余部分包含Fe和杂质的化学组成的钢板；或者将具有在上述化学组成的基础上还含有Ti、Nb、Mo中的1种或2种以上的化学组成的钢板作为镀覆基材的镀铝钢板。

从热锻压后的强度的观点考虑，本实施方式的拼焊板所使用的待被对焊的镀铝钢板的强度无须特别规定。然而，若考虑到实施对焊前的冲裁等加工性，则优选热锻压前的抗拉强度为270～590MPa。

作为本实施方式的拼焊板所使用的待被对焊的镀铝钢板的板厚的范围，例如为0.8～4.0mm。优选为0.8～2.0mm。

镀铝钢板的铝镀层防止钢板的腐蚀并且在对钢板进行热锻压时防止由于被加热成高温的钢板的表面氧化而产生的氧化皮(铁的氧化物)的生成。铝镀层的沸点等高于由有机系材料形成的镀覆层和由其他金属系材料(例如Zn系)形成的镀覆层的沸点等，因此能够在利用热锻压方法进行成型时以高的温度进行加工。因此，从在热锻压工序中对焊接金属进行淬火的观点考虑是有利的。根据上述观点，优选铝镀层形成在钢板的两面。

该铝镀层利用例如热浸镀法形成在钢板的表面即可。作为镀层的成分，含有以Al为主体的成分即可。Al以外的成分并没有特别限定。也可以例如含有3～15质量％的Si。通过将Si含量设定为3质量％以上，能够抑制热浸镀金属的被覆时生成的合金层。另一方面，通过将Si含量设定为15％以下，能够确保镀层的良好加工性和耐蚀性。

2.热锻压用拼焊板的制造方法

(焊接金属的化学组成的调整方法)

如上所述，不将待被焊接的部分的镀层去除就直接将镀铝钢板对焊而成的热锻压用拼焊板在对焊时铝从镀覆膜向焊接金属中移动并集聚，从而焊接金属的Ac₃点处于高温。由此，存在难以在热锻压工序对焊接金属进行淬火来提高强度或者通过回火来降低强度的情况。

因此，在本实施方式的拼焊板的制造方法中，按照如下的方式调整条件来进行焊接(焊接条件确定工序：S1)：焊接金属的Al平均浓度为0.3质量％以上且1.5质量％以下、由上述式(1)定义的焊接金属的Ac₃点(℃)为1250℃以下。在该情况下，能够在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火，预先提高焊接金属的强度，因此即使在热锻压工序中不发生淬火，或者即使在热锻压工序中发生了回火，也能够在热锻压后确保充分的接头强度。

并且，在本实施方式的拼焊板的制造方法中，将来源于待被焊接的镀铝钢板的铝镀层的铝层形成于焊接金属表面(焊接工序：S2)。

其中，关于焊接金属的Al平均浓度，能够使用镀铝钢板的表背的焊缝宽度、镀层的厚度、坡口间隔等对从镀层摄入到焊接金属的Al量进行计算，在使用从作为镀覆基材的钢板摄入的Al量、填充金属的情况下，对从填充金属摄入的Al量进行推定，根据它们的数值和焊接金属的截面积来计算焊接金属的Al平均浓度。即，能够根据镀铝钢板的化学组成、镀层附着量、板厚、坡口间隔、填充金属的化学组成等来预测焊接金属的Al平均浓度。因此，通过考虑到上述内容来确定焊接条件，能够控制焊接金属的Al平均浓度。

例如，为了在不使用填充金属的情况下使焊接金属的Al平均浓度为1.5质量％以下，在将附着量为40/40gr/m²的两面镀铝钢板以坡口间隔为0.2mm、0.4mm进行对焊的情况下，能够使用板厚为0.8～2.0mm的钢板。另外，在将附着量为80/80gr/m²的两面镀铝钢板以坡口间隔为0.2mm、0.4mm进行对焊的情况下，能够使用板厚为1.4～4.0mm的钢板。在将附着量为80/80gr/m²的两面镀铝钢板以坡口间隔为0.2mm、0.4mm进行对焊的情况下，优选将镀铝钢板的板厚设定为3.0mm以下。

在镀层的附着量较多的情况下，虽然也取决于钢板的板厚，但存在难以使焊接金属的Al平均浓度为1.5质量％以下的情况。在这样的情况下，使得在钢板的对接部分形成间隔，在焊接时使用填充焊丝等填充金属并用焊接金属填充该间隔来稀释Al即可。由此，能够使焊接金属的量增加，使焊接金属的Al浓度为1.5质量％以下。填充金属可以以粉末的形态使用，也可以以金属丝的形态使用，但从成品率的观点考虑，适合于以金属丝的形态即填充焊丝的形式供给填充金属。

通过采用与控制Al平均浓度的方法同样的方法，也能够预测由上述式(1)定义的焊接金属的Ac₃点(℃)、由上述式(2)定义的△t_M(秒)以及由上述式(3)定义的焊接金属的Ac₁点(℃)。基于这些预测，以将镀铝钢板的化学组成、镀层附着量、板厚、坡口间隔、填充金属的化学组成等进行了调整的焊接条件进行焊接，从而能够容易地实现使Ac₃点(℃)为1250℃以下、或者使△t_M(秒)为0.5秒以上、或者使Ac₁点(℃)为860℃以下。

具体而言，以如下的顺序推定填充金属成分和填充金属供给量并使用推定后的成分和供给量通过实验进行确认为佳。

(i)首先，根据要焊接的镀铝钢板的板厚、坡口间隔和焊接热量输入量(吸热量)推定焊缝形状。根据推定出的钢板表面和背面上的焊缝的宽度来求出镀层的熔融宽度，基于该熔融宽度和镀层厚度对从镀层熔透到形成焊缝的焊接金属中的Al量进行推定。然后，根据推定出的焊缝形状来求出焊接金属量，根据要焊接的镀铝钢板的成分(化学成分)、所使用的填充焊丝的组成以及熔透到焊接金属中的Al量来推定焊接金属的成分。

(ii)接着，对推定出的焊接金属的成分进行研究，对成分是否适合上述条件(Al平均浓度、Ac₃点等)进行判定。在不适合的情况下，要对是否能够通过变更填充焊丝的组成来使得适合上述条件进行判定。

(iii)在能够通过变更填充焊丝的组成来使得适合上述条件的情况下，将填充焊丝变更为其金属丝。在即使变更填充焊丝的组成也不能使得适合的情况下，变更坡口间隔来增加焊接金属量。然后，以上述(i)的顺序推定坡口间隔变更后的焊接金属的成分，对焊接金属是否适合上述条件进行判定。

在以上内容中，对着眼于焊接金属的成分来调整填充焊丝的成分以及供给量的情况进行了说明，但对于母材钢板的硬度与焊接金属的硬度之间的关系，也可以使用后述的热锻压后的钢板的硬度Hv(BM)和焊接金属的硬度Hv(WM)的预测方法来调整成对母材钢板的硬度与焊接金属的硬度之间的关系是否满足后述的条件进行推定。

这样，通过使用填充金属，不仅稀释Al而且调整其化学组成、供给量等，由此能够调整Ac₃点(℃)、△t_M(秒)或Ac₁点(℃)。进而，通过使用填充金属，也能够加厚焊接金属的壁厚来提高接头强度、控制其形状。如上所述，优选本实施方式的拼焊板的焊接金属的最薄部分的厚度为待被对焊的镀铝钢板的板厚(在板厚不同的情况下，为较薄的镀铝钢板的板厚)的80％以上。因此，从提高接头强度的观点考虑，优选使用填充金属来加厚焊接金属的壁厚。然而，从更可靠地进行热锻压用拼焊板的焊接部附近的淬火这点来看，优选将以对焊后的镀铝钢板的表面(在板厚不同的情况下，为较厚的镀铝钢板的表面)的延长线为基准的焊接金属的表面的最大高度设定为300μm以下。

从提高工具焊接金属的淬透性的观点考虑，利用填充金属将碳(C)、用于提高淬透性的元素向焊接金属中供给是有利的。然而，难以制造C、合金元素的含量高的实芯焊丝，因此作为填充金属，使用在钢制的外皮中填充碳粉末、金属粉末而成的包芯焊丝(不含有焊剂，因此也称为金属芯焊丝)是简便的，是优选的。金属芯焊丝被填充有碳粉末、金属粉末，因此通过使用该金属芯焊丝，容易向焊接金属供给C等。只要使用含有碳粉末的包芯焊丝来进行焊接、使焊接金属的C含量多于母材的C含量，就能够使焊接金属的硬度比母材的硬度高。具有这种焊接金属的热锻压构件即使在该构件由于碰撞等而受到大变形时，接头部也不优先断裂，因此能够进一步确保充分的接头强度，是优选的。

金属芯焊丝使用铁粉等比表面积大的金属粉体。在该金属粉体表面吸附有氧，因此通过使用金属芯焊丝来进行焊接，能够提高焊接金属中的氧量。如上所述，优选焊接金属的含氧量比作为待被对焊的镀铝钢板的镀覆基材的钢板的平均含氧量高50ppm以上。虽然详细的机理并不清楚，但通过提高焊接金属的含氧量，焊接金属的马氏体的区块尺寸变小，焊接金属的韧性提高。含氧量根据金属芯焊丝的供给量而发生变化，因此通过根据作为目的的氧量调整金属芯焊丝的供给量，能够使焊接金属的含氧量比作为被对焊的镀铝钢板的镀覆基材的钢板的平均含氧量高50ppm以上。

(焊接方法)

如上所述，不去除镀铝钢板的待被焊接的部分的镀层就直接对焊而成的热锻压用拼焊板在焊接时铝从镀覆膜向焊接金属中移动并集聚，从而焊接金属的Ac₃点处于高温，难以在热锻压工序中对焊接金属进行淬火来提高强度。然而，在热锻压的前工序即对焊工序的冷却过程中发生淬火来预先提高焊接金属的强度，从而即使在热锻压工序中不发生淬火、或者即使在热锻压工序中发生回火，也能够在热锻压后确保充分的接头强度。因此，作为焊接方法，优选使用钢板的熔透宽度小、焊接后的冷却速度快的焊接方法。作为能够进行这种焊接的焊接方法，适合例如激光焊接、等离子体焊接、电子束焊接那样的使用能量密度高、能够集中地加热窄的区域的热源的焊接方法。其中，激光焊接最适合。激光焊接方法并不特别限定激光振荡器的种类等，以与所使用的钢板板厚相对应的激光功率进行焊接即可。此时，如前所述，也能够供给填充焊丝来进行焊接。

此外，图2中示出上述的热锻压用拼焊板的制造方法的一个例子。

3.热锻压构件

(热锻压后的焊接金属的硬度)

本实施方式的热锻压构件是对本实施方式的热锻压用拼焊板实施热锻压而得到的。在热锻压构件在作为构造构件组装到汽车中的情况下，热锻压构件即使由于碰撞而受到大变形时，也必须要在焊缝处不断裂，发挥良好的变形能力、能量吸收特性以及屈服强度。

为此，热锻压构件的焊接部的强度需要大于被对焊的热锻压后的镀铝钢板中的任一个的强度。

即，为了满足上述条件，在热锻压构件中，热锻压后的焊接金属的硬度Hv(WM)与焊接金属的最薄部分的厚度t(WM)之积大于被对焊的热锻压后的镀铝钢板中的一个镀铝钢板的硬度Hv1(BM)与板厚t1(BM)之积或者另一个镀铝钢板的硬度Hv2(BM)与板厚t2(BM)之积中的任一个，即需要满足Hv(WM)×t(WM)＞min{Hv1(BM)×t1(BM)，Hv2(BM)×t2(BM)}。

其中，焊接金属的硬度是将在中心部的焊缝截面沿着板厚方向测量了5处时的除去维氏硬度的最大值和最小值之外的3处的测量值平均而得到的，钢板的硬度是同样地测量出的截面的维氏硬度中的3处的平均值。另外，上述的min{}表示使自变量中的最小值返回的函数。

如果由于铝从镀覆膜向焊接金属中移动以及集聚而使得焊接金属的Ac₃点上升，则存在焊接金属在热锻压时的加热中不进行奥氏体相变就回火而软化的情况。在这样的情况下，也通过选择要焊接的钢板的组合、焊接条件等，能够满足Hv(WM)×t(WM)＞min{Hv1(BM)×t1(BM)，Hv2(BM)×t2(BM)}。这样一来，热锻压构件作为汽车的结构构件而发挥充分的功能。

制造可获得满足上述条件的热锻压构件的热锻压用拼焊板的制造条件能够通过反复对试制的热锻压用拼焊板实施热锻压并对所得到的热锻压构件进行验证来凭经验求出。进而，对热锻压后的钢板的硬度Hv(BM)和焊接金属的硬度Hv(WM)进行预测，也能够对拼焊板是否满足上述的条件进行推定。

例如，首先，根据待对焊的钢板的化学组成、板厚和焊接条件以及在使用填充焊丝的情况下填充焊丝的化学组成这样的各种条件来推定焊接金属的C量。接着，利用推定出的C量由下述式(4)计算焊接金属为马氏体时的硬度Hv(M)。接着，从计算出的硬度减去100。由此，能够推定焊接金属的硬度的下限。

Hv(M)＝884×C×(1-0.3×C²)+294

                                                   式(4)

其中，100是凭经验求出的数值。铝从镀铝钢板的镀层向焊接金属中混入，由此，焊接金属的Ac₁点和Ac₃点上升。因而，由于热锻压工序的加热条件、焊接金属的Al平均浓度的不同，在热锻压工序中焊接金属未完全相变为奥氏体，成为两相区域或者完全不进行奥氏体相变而仅被回火。其中，在不进行奥氏体相变而仅被回火的情况下最软化，但凭经验可确认其硬度(软化程度)充其量变成Hv(M)－100程度。因此，焊接金属的硬度的下限由Hv(M)－100求出。

另外，对于热锻压后的钢板，采用从式(2)计算的Hv(M)的值和钢板的元素含量(质量％)并由{1650×(C+f(B))+10×Si+80×(Mn+Cr+V+2×Mo+2×Nb+Cu/2+Ni/4)+Ni/4}计算的值中的任一个较低值用作Hv(BM)的推定值。

其中，f(B)是由B的含量确定的值，在B含量≥0.0004质量％的情况下，f(B)＝0.03，在B含量＜0.0004质量％的情况下，f(B)＝0。

从如以上那样获得的硬度的推定值和使对焊的钢板的板厚和焊接金属的最小厚度来判定是否满足上述条件，能够预测构成拼焊板的钢板的组合的可能性。

4.热锻压构件的制造方法

本实施方式的热锻压构件的制造方法具有对上述本实施方式的拼焊板实施热锻压的热锻压工序(S3)，在热锻压工序后，焊接金属的硬度与所述焊接金属的最薄部分的厚度之积大于待被焊接的镀铝钢板中的任一个镀铝钢板的硬度与板厚之积。热锻压的条件根据通常方法即可。即，在热锻压工序中进行淬火的情况下，通常是将作为对象的镀铝钢板加热到Ac₃点以上(例如900℃左右)的温度之后进行热锻压。在淬火后的组织为复合组织的情况下，也可以将加热温度设定为Ac₁点～Ac₃点。

从对热锻压用拼焊板更可靠地进行淬火的观点考虑，作为实施热锻压时的模具，优选使用从模具喷出冷却水而对钢板进行冷却的直接水冷模具。

图3中示出了上述的热锻压构件的制造方法的一个例子。

实施例1

为了在热锻压后获得强度局部不同的拼焊板，准备了通过热锻压而使抗拉强度成为1470MPa级的钢板1(钢种HS)、热锻压前的抗拉强度为270MPa、440MPa、590MPa的钢板2(钢种270、440、590)。钢板的板厚处于1.0mm～1.8mm的范围内。

为了将焊接金属的铝平均浓度分开来作成，试制了在无镀铝的上述钢板的外表面上仅单面的铝镀附着量为20gr/m²、两面中的每个单面的铝镀附着量为20gr/m²、两面中的每个单面的铝镀附着量为40gr/m²和两面中的每个单面的铝镀附着量为80gr/m²的钢板。

将这些钢板以剪切的状态直接对接并利用光纤激光器进行了焊接。激光的聚光点直径设定为0.6mm。焊接时的防护是在下述条件下进行：使用与激光同轴的防护喷嘴(内径为6mm)将间隔(喷嘴顶端与钢板表面之间的距离)设定为10mm，Ar气体流量为20L/分钟。焊接速度恒定为4m/分钟，根据板厚而将激光功率在2kW～4kW的范围内进行调整。

在激光焊接后，使用将表面的Al的集聚层研磨去除之后所采样的焊接金属，分析并求出了焊接金属的铝(Al)平均浓度。另外，为了确认激光焊接后的焊接部的品质，实施了焊接部的截面观察和焊缝厚度计测。

在激光焊接之后对所获得的拼焊板(毛坯材)进行了热锻压。热锻压是利用炉加热将毛坯材加热到900℃并利用模具进行夹持来进行的，并精加工成平板。

为了对由热锻压所形成的淬火状态进行确认，实施了热锻压后的母材部和焊缝部的硬度测量。另外，作为将强度局部地分开来作成了的热锻压后的构件性能评价，进行了热锻压时的焊缝表面的氧化状况的观察以及与焊缝正交地施加负荷的抗拉试验。此外，抗拉试验是根据JIS2241：2011来进行的。

此外，抗拉试验的结果是，当在焊接金属处并未断裂、在母材处断裂时判断为获得了充分的接头强度。但是，在即使断裂位置为母材部也是以比本来的母材强度大幅度地降低的强度断裂时判断为未获得充分的接头强度。

将所使用的钢板、在焊接后和热锻压后进行了各种测量的结果表示在表1、2中。

实施了的No.1～15的试验的结果按照如下的方式进行了评价。

在将没有镀层的热锻压用钢板和没有镀层的钢种270的钢板对焊之后进行了热锻压的情况下，焊接金属的铝平均浓度低，在焊缝表面没有观察到铝层，在焊缝上形成有厚的氧化膜。该氧化膜处于一旦触碰则局部发生剥落的状态。因此，即使直接进行涂敷，也不会成为可获得涂膜的密合性的状态(No.1)。另外，仅在单面附着有20gr/m²的镀层的钢板也进行了同样的试验。其结果，仍然是焊接金属的铝平均浓度低、焊缝表面的铝层不明确，在热锻压工序中在焊缝表面形成了厚的氧化膜。(No.2)。

因此，进行了选择各种镀层附着量及钢板的板厚并将焊接金属的铝平均浓度分开来作成了的试验，其结果是，只要焊接金属的铝平均浓度为0.3质量％以上，则确认到能够在热锻压工序中避免形成厚的氧化膜(No.3～5、9、11、12、14)。就这些钢板而言，通过镀层中的铝以覆盖焊缝表面的方式形成了Al集聚层。据认为：该Al集聚层与熔化到焊接金属中的铝的选择氧化相互作用，在热锻压中在焊缝表面形成致密的氧化膜，抑制了厚的氧化膜的形成。

另一方面，若焊接金属的铝平均浓度变得过高，则焊接金属的淬透性丧失，在热锻压后的抗拉试验中发生了焊接金属断裂(No.7)。若镀层附着量变多或钢板板厚变薄或焊接金属的Al平均浓度变高，则在热锻压工序中的加热温度下，金属组织完全无法形成为奥氏体，无法充分地淬火。另外，若由上述式(1)定义的Ac₃点超过1250℃，则在激光焊接后的冷却过程中也不会生成奥氏体相、不会进行淬火。因此，确认了：焊接金属的硬度与焊接金属的最薄部分的厚度之积小于低强度侧母材的硬度与板厚之积，在热锻压后的抗拉试验中发生了焊接金属断裂(No.6、7、13)。

另外，若焊接金属的厚度与母材钢板的板厚相比变得过小，则焊接接头部的强度降低而在热锻压后的抗拉试验中发生了焊接金属断裂(No.13)。

另外，No.9和10是为了确保焊接金属的厚度而在焊接过程中供给直径为0.9mm的实芯焊丝(YGW12)来调整了焊接金属的厚度的例子。进给速度设定为焊接速度的1倍和2倍这两种。当进给速度为1倍时，获得了发生了母材断裂的良好接头(No.9)，当进给速度为2倍时，焊缝变高，不会对焊缝周围的母材进行淬火，在比母材强度低的强度下断裂了(No.10)。

实施例2

为了获得在热锻压后强度局部不同的拼焊板，将通过热锻压使抗拉强度成为1470MPa级的钢板(钢种HS)、热锻压前的抗拉强度为590MPa级的钢板(钢种590)利用激光焊接或等离子体焊接进行接合。所使用的钢板的板厚处于1.0mm～1.8mm的范围内。

此时，为了将这些钢板的焊接金属的铝平均浓度分开来作成，除了没有镀铝的钢板之外，制成被镀铝成使得镀铝附着量在两面中的每个单面为40gr/m²和在两面中的每个单面为80gr/m²的钢板。

将这些钢板以剪切后的状态直接对接并调整了钢板间的坡口间隔之后，在焊接时一边供给填充金属一边利用光纤激光进行了焊接。

激光使用焦距为300mm、聚光点直径为0.6mm的聚光光学系统，焦点的错开距离为18mm。焊接时的防护是在下述条件下进行：使用与激光同轴的防护喷嘴(内径为6mm)将间隔(喷嘴顶端与钢板表面之间的距离)设定为10mm，Ar气体流量为30L/分钟。焊接速度和加工点功率恒定为4m/分钟和4.5kW，根据板厚和坡口的间隔调整填充金属的供给速度，形成为与板厚同等的程度。

在对焊时，将钢板间的坡口间隙从0.1mm变为0.4mm，作为填充金属供给直径为1.2mm的金属丝来进行焊接，调整了焊接金属的成分。

作为填充金属，使用了4种填充焊丝，即，除了日铁住金焊接工业株式会社制金属芯焊丝SX－1LD之外，使用了实芯焊丝YGW12、这次试制成的实芯焊丝Filler－A(C：0.45％、Si：0.8％、Mn：1.5％、P：0.015％、S：0.011％)以及试制金属芯焊丝Filler－B(C：0.6％、Si：0.8％、Mn：6.0％、P：0.01％、S：0.009％)。

使用在激光焊接后将表面的Al的集聚层研磨去除之后所采样的焊接金属，分析并求出了焊接金属的铝平均浓度。另外，为了确认激光焊接后的焊接部的品质，实施了焊接部的截面观察和焊缝厚度计测。

在焊接后，对获得的拼焊板(毛坯材)进行了热锻压。热锻压是通过利用炉加热将毛坯材加热到900℃并用模具夹持来进行的，精加工成平板。在热锻压后，为了确认由热锻压形成的淬火状态，对热锻压后的低强度侧的母材部和焊缝部的硬度实施了测量。另外，作为将强度局部地分开来作成了的热锻压后的构件性能评价，进行了施加与焊缝正交的负荷的抗拉试验以及为了调査焊接部的韧性，进行了夏比冲击试验。冲击试验中的凹口试验片的凹口位置处于焊接金属中央。此外，抗拉试验根据JIS2241：2011进行，夏比冲击试验根据JISZ2242：2005进行。

将所使用的钢板、在焊接后以及热锻压后进行的各种测量结果示出在表3、4中。

实施的No.101～121的试验的结果按照如下的方式进行了评价。

若镀层附着量多或者钢板的板厚薄，则焊接金属的铝平均浓度变得过高。在焊接金属的铝平均浓度为1.5质量％以上的情况下，焊接金属的淬透性丧失，在抗拉试验中发生了焊接金属断裂(No.101)。

即使是在铝平均浓度被抑制为小于1.5质量％的情况下，若坡口的间隔窄，则也存在由药芯焊丝导致的焊接金属中的C量的增加较少、Ac₃点变高的情况。因此，存在如下情况：在热锻压工序中的加热温度下，完全无法形成奥氏体，无法充分进行淬火。由此可知，若Ac₃点进一步变高，则在激光焊接中也无法淬火。根据试验，若由上述式(1)定义的Ac₃点超过1250℃，则在激光焊接后的冷却过程中焊接金属也不相变成奥氏体，无法进行淬火。因此，确认了：焊接金属的硬度低于母材的硬度，在热锻压后的抗拉试验中发生了焊接金属断裂。另外，确认了：在冲击试验中龟裂也在焊接金属中传播而发生断裂(No.102、112、115、118)。

因此，采取较大的钢板的坡口间隔，供给C量和Mn量多的药芯焊丝SX－1LD来进行了焊接。结果确认了：能够使焊接金属中的C量增加，且Al的平均浓度降低，因此进行了淬火，焊接金属的硬度变得高于母材的硬度，在热锻压后的抗拉试验中在低强度侧的母材处发生断裂。另外，因为在冲击试验中也是焊接金属的韧性充分，龟裂逸出到母材而发生了断裂。(No.103～106、109、113、114、116、117、120)。

不过，若焊接金属的厚度与母材钢板的板厚相比过薄，则焊接接头部的强度降低而在热锻压后的抗拉试验中发生了焊接金属断裂(No.107)。为了防止该情况，若过于增加SX－1LD的供给量，则焊接金属的厚度变得过厚，在热锻压时在焊接部附近钢板与模具之间的接触变得不良，低强度侧的母材不会进行淬火，成为在比母材强度低的强度下发生了断裂的接头。(No.108)

接着，对实芯焊丝YGW12、作为试制实芯焊丝的C量和Mn量多的Filler－A、与SX－1LD相比使C量和Mn量增加了的试制金属芯焊丝Filler－B的效果进行了调査。

供给YGW12来进行了焊接，结果，△t_M的值小于0.5秒，在热锻压时未进行充分的淬火。因此，焊接金属的硬度与母材的硬度相比变低，在热锻压后的抗拉试验中发生了焊接金属断裂(No.110)。

供给试制实芯焊丝Filler－A来进行了焊接，结果，使焊接金属中的C量增加了，并且降低了Al的平均浓度。因此，进行了淬火，焊接金属的硬度比母材的硬度变高。其结果是，在热锻压后的抗拉试验中在低强度侧的母材处断裂。但是，对于实芯焊丝而言，焊接金属中的氧量仅比母材平均值高40ppm左右，焊接金属的韧性变低，因此在冲击试验中，龟裂在焊接金属中传播而发生断裂了(No.111)。

以试制金属芯焊丝Filler－B进行了焊接，结果，尽管是Al量较多地进入了焊接金属中的条件(钢板的坡口间隔小、钢板的板厚薄、镀层厚度也厚)，但是进行了淬火，焊接金属的硬度变得比母材的硬度高。其结果，确认了在热锻压后的抗拉试验中在低强度侧的母材处发生了断裂。另外，由于是金属芯焊丝，因此氧被带入焊接金属中，焊接金属的韧性变得充分，在冲击试验中龟裂也逸出到母材而发生了断裂(No.119)。

作为焊接方法，替代激光焊接而使用等离子体焊接，供给SX－1LD来进行了焊接，结果，焊缝宽度宽达2mm以上，因此来自钢板镀层的Al量大量地供给到焊接金属中，尽管采取了充分的坡口间隙，但是Ac₃点的推定值超过了1250℃。其结果是，在激光焊接后的冷却过程中也没有相变为奥氏体，没有进行淬火。因此，确认了：焊接金属的硬度与母材的硬度相比变低，在热锻压后的抗拉试验中发生了焊接金属断裂(No.112)。不过，即使是相同的等离子体焊接，焊接金属的铝平均浓度也降低，因此使钢板的板厚加厚为1.8mm，将镀层附着量设定为40gr/m²，供给SX－1LD来进行了焊接，结果，Ac₃点的推定值小于1250℃，在激光焊接后的冷却过程中进行了淬火。另外，为了能够利用金属丝将板厚方向的焊接金属的厚度设定为母材的板厚以上，使“焊接金属的板厚×硬度”的值确实地为“母材的板厚×硬度”以上的值，确认了：在热锻压后的热锻压构件中，在抗拉试验中母材发生了断裂。并且，确认了：由于使用金属芯焊丝，因此在冲击试验中也是龟裂逸出到母材而发生了断裂(No.121)。

产业上的可利用性

根据本发明，即使不去除待被焊接的部分的镀层就直接将镀铝钢板对焊，也能够提供一种在热锻压后具有高的接头强度的热锻压用拼焊板。

另外，根据本发明，即使使用了不去除待被焊接的部分的镀层而直接将镀铝钢板对焊而获得的热锻压用拼焊板，也能够提供在热锻压后具有高的接头强度的热锻压构件。另外，焊接后的焊缝的表面被铝覆盖，因此能够解决在热锻压时产生焊接金属的脱碳、氧化这样的问题以及由热锻压获得的构件的耐蚀性差这样的问题。

Claims (16)

1.一种热锻压用拼焊板，其特征在于，其是具有将第1镀铝钢板和第2镀铝钢板对焊而形成的焊接部的热锻压用拼焊板，其中，所述焊接部中的焊接金属的Al平均浓度为0.3质量％以上且1.5质量％以下，而且在下述式(1)中以单位为℃定义的所述焊接金属的Ac₃点为1250℃以下，并且在所述焊接部的表面具有在所述对焊时形成的铝层，

Ac₃＝910－230×C^0.5－15.2×Ni+44.7×Si+104

×V+31.5×Mo+13.1×W－30×Mn－11×Cr－20×Cu

+700×P+400×Al+120×As+400×Ti    式(1)

其中，式(1)中的C、Ni、Si、V、Mo、W、Mn、Cr、Cu、P、Al、As、Ti表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以其含量为0来计算。

2.根据权利要求1所述的热锻压用拼焊板，其特征在于，进一步在下述式(2)中以单位为秒定义的△t_M为0.5秒以上，

$\mathrm{\Δ}{t}_M=\exp \{10.6(C+\frac{\mathrm{Si}+5\×\mathrm{Al}}{24}+\frac{\mathrm{Mn}}{6}+\frac{\mathrm{Cu}}{15}+\frac{\mathrm{Ni}}{12}+\frac{\mathrm{Mo}}{6}+\frac{\mathrm{Cr}\×(1-0.16\×\sqrt{\mathrm{Cr}})}{8}+\mathrm{\ΔH})-4.8\}$

                                                        式(2)

其中，式(2)中的C、Si、Al、Mn、Cu、Ni、Mo、Cr表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以其含量为0来计算，式(2)中的△H是在采用所述焊接金属中的N的以质量％计的含量来设定fN＝(0.02－N)/0.02时根据B的以质量％计的含量和所述fN按照如下的方式定义的数值，

在B≤0.0001时，△H＝0；

在0.0001＜B≤0.0002时，△H＝0.03×fN；

在0.0002＜B≤0.0003时，△H＝0.06×fN；

在0.0003＜B时，△H＝0.09×fN。

3.根据权利要求1或2所述的热锻压用拼焊板，其特征在于，进一步在下述式(3)中以单位为℃定义的所述焊接金属的Ac₁点为860℃以下，

Ac₁＝exp(6.5792-0.038058×C+0.052317×Si+0.011872×Ni

-0.045575×V+0.18057×Al+0.011442×W-0.013403×Cu+5.5207×B

+0.91209×S-1.1002×P+0.060014×Mn×C-0.096628Cr×C

+0.050625×Cr×Si+0.39802×Mo×C-0.34782×Mo×Mn+0.40986×Mo×Si

-0.12959×Mo×Cr-0.048128×Ni×C-0.01090×Mn²-0.03550×Si²

+0.010207×Cr²+0.36074×Mo²-0.0030705×Ni²)

                                                     式(3)

其中，式(3)中的C、Si、Ni、V、Al、W、Cu、B、S、P、Mn、Cr、Mo是所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以含量为0来计算。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的热锻压用拼焊板，其特征在于，在将所述焊接金属的最薄部分的厚度以单位为mm计设定为t、将所述第1镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t1、将所述第2镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t2时，所述t在所述t1和所述t2相等的情况下为所述t1的80％以上，所述t在所述t1与所述t2不同的情况下为所述t1和所述t2中较小者的80％以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的热锻压用拼焊板，其特征在于，在作为所述第1镀铝钢板的所述板厚的所述t1和作为所述第2镀铝钢板的所述板厚的所述t2相等的情况下，以所述第1镀铝钢板的表面的延长线为基准时所述焊接金属的最大高度为300μm以下；

在所述t1与所述t2不同的情况下，以所述第1镀铝钢板和所述第2镀铝钢板中较厚者的表面的延长线为基准时所述焊接金属的最大高度为300μm以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的热锻压用拼焊板，其特征在于，所述焊接金属的含氧量比作为所述第1镀铝钢板的镀覆基材的第1钢板和作为所述第2镀铝钢板的镀覆基材的第2钢板的平均含氧量高50ppm以上。

7.一种热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，其是使用第1镀铝钢板和第2镀铝钢板来进行对焊的热锻压用拼焊板的制造方法，其具有如下工序：

焊接条件确定工序，在该工序中以使焊接部中的焊接金属的Al平均浓度为0.3质量％以上且1.5质量％以下、而且由下述式(1)定义的所述焊接金属的Ac₃点以℃计为1250℃以下的方式来确定焊接条件；和

焊接工序，在该工序中以所述焊接条件进行焊接，在所述焊接部的所述焊接金属的表面上形成来源于所述第1镀铝钢板和所述第2镀铝钢板的铝镀层的铝层，

Ac₃＝910－230×C^0.5－15.2×Ni+44.7×Si+104

×V+31.5×Mo+13.1×W－30×Mn－11×Cr－20×Cu

+700×P+400×Al+120×As+400×Ti     式(1)

其中，式(1)中的C、Ni、Si、V、Mo、W、Mn、Cr、Cu、P、Al、As、Ti表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，并且，未含有的元素以其含量为0来计算。

8.根据权利要求7所述的热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，进一步在所述焊接条件确定工序中以使由下述式(2)以单位为秒定义的△t_M为0.5秒以上的方式来确定所述焊接条件，

$\mathrm{\Δ}{t}_M=\exp \{10.6(C+\frac{\mathrm{Si}+5\×\mathrm{Al}}{24}+\frac{\mathrm{Mn}}{6}+\frac{\mathrm{Cu}}{15}+\frac{\mathrm{Ni}}{12}+\frac{\mathrm{Mo}}{6}+\frac{\mathrm{Cr}\×(1-0.16\×\sqrt{\mathrm{Cr}})}{8}+\mathrm{\ΔH})-4.8\}$

                                                          式(2)

其中，式(2)中的C、Si、Al、Mn、Cu、Ni、Mo、Cr表示所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以其含量为0来计算，并且，式(2)中的△H是在采用所述焊接金属中的N的以质量％计的含量来设定fN＝(0.02－N)/0.02时根据B的以质量％计的含量和所述fN按照如下的方式定义的数值，

B≤0.0001时，△H＝0；

0.0001＜B≤0.0002时，△H＝0.03×fN；

0.0002＜B≤0.0003时，△H＝0.06×fN；

0.0003＜B时，△H＝0.09×fN。

9.根据权利要求7或8所述的热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，进一步在所述焊接条件确定工序中以使由下述式(3)以单位为℃定义的Ac₁点为860℃以下的方式来确定所述焊接条件，

Ac₁＝exp(6.5792-0.038058×C+0.052317×Si+0.011872×Ni

-0.045575×V+0.18057×Al+0.011442×W-0.013403×Cu+5.5207×B

+0.91209×S-1.1002×P+0.060014×Mn×C-0.096628Cr×C

+0.050625×Cr×Si+0.39802×Mo×C-0.34782×Mo×Mn+0.40986×Mo×Si

-0.12959×Mo×Cr-0.048128×Ni×C-0.01090×Mn²-0.03550×Si²

+0.010207×Cr²+0.36074×Mo²-0.0030705×Ni²)

                                                          式(3)

其中，式(3)中的C、Si、Ni、V、Al、W、Cu、B、S、P、Mn、Cr、Mo是所述焊接金属中的各元素的以质量％计的含量，未含有的元素以含量为0来计算。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，进一步在所述焊接条件确定工序中按照如下的方式来确定所述焊接条件：

在将所述焊接金属的最薄部分的厚度以单位为mm计设定为t、将所述第1镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t1、将所述第2镀铝钢板的板厚以单位为mm计设定为t2时，所述t在所述t1和所述t2相等的情况下为所述t1的80％以上，所述t在所述t1与所述t2不同的情况下为所述t1和所述t2中较小者的80％以上。

11.根据权利要求7～10中任一项所述的热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，进一步在所述焊接条件确定工序中按照如下的方式来确定所述焊接条件：

在所述第1镀铝钢板的板厚t1和所述第2镀铝钢板的板厚t2相等的情况下，以所述第1镀铝钢板的表面的延长线为基准的所述焊接金属的最大高度为300μm以下；在所述t1与所述t2不同的情况下，以所述第1镀铝钢板和所述第2镀铝钢板中较厚者的表面的延长线为基准的所述焊接金属的最大高度为300μm以下。

12.根据权利要求7～11中任一项所述的热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，在所述焊接条件确定工序中按照如下的方式来确定所述焊接条件：

所述焊接金属的含氧量比作为所述第1镀铝钢板的镀覆基材的钢板和作为所述第2镀铝钢板的镀覆基材的钢板的平均含氧量高50ppm以上。

13.根据权利要求7～12中任一项所述的热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，所述对焊是激光焊接、电子束焊接或等离子体焊接中的任一种。

14.根据权利要求7～13中任一项所述的热锻压用拼焊板的制造方法，其特征在于，所述对焊是一边供给填充焊丝一边进行的所述激光焊接。

15.一种热锻压构件，其特征在于，其是通过对权利要求1～6中的任一项所述的热锻压用拼焊板实施热锻压而获得的热锻压构件，其中，

所述焊接金属的硬度与所述焊接金属的最薄部分的厚度之积大于所述第1镀铝钢板的硬度与所述第1镀铝钢板的板厚之积或者所述第2镀铝钢板的硬度与所述镀铝钢板的板厚之积中的任一个。

16.一种热锻压构件的制造方法，其特征在于，其具有对权利要求1～6中的任一项所述的热锻压用拼焊板实施热锻压的热锻压工序，所述热锻压工序后的所述焊接金属的硬度与所述焊接金属的最薄部分的厚度之积大于所述第1镀铝钢板的硬度与所述第1镀铝钢板的板厚之积或者所述第2镀铝钢板的硬度与所述镀铝钢板的板厚之积中的任一个。