CN104245215B - 点焊接头 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种点焊接头，其是在容易产生韧性的不足、且难以确保充分的CTS的拉伸强度750～2500MPa的钢板的点焊中，可稳定确保充分高的接头强度、特别是CTS，以及稳定确保CTS的可靠性高的焊接头。本发明的点焊接头，在从焊点的端部起算沿平行于板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于板面的100μm×100μm的矩形平面区域中，以1μm间距测定P浓度，求出100点×100点的各个测定点的P浓度的测定值，并反复进行下述计算，即，每挪动1点就算出在100点×100点的测定点之中、沿平行于板面的方向排成一列的相邻20点的各测定点的P浓度测定值的平均值，由此求出81个×100个的平均值的情况下，超过平均P浓度的2倍的平均值的个数为0个～100个。

Description

点焊接头

技术领域

本发明涉及在汽车领域等中使用的抗拉强度750～2500MPa的钢板重合来形成的点焊接头。

本申请基于在2012年4月25日在日本申请的专利申请2012-100324号要求优先权，将其内容援用到这里。

背景技术

近年来，在汽车领域中，为了低油耗化或削减CO₂排出量而要求车体的轻量化，或者为了提高碰撞安全性而要求车体的高刚性化。为了满足该要求，车体或部件等使用高强度钢板是有效的。但是，在车体的组装或部件的安装等中，主要使用点焊，在抗拉强度高的钢板(高强度钢板)的点焊中，接头部的强度经常成为问题。

在重叠钢板、进行点焊而形成的接头(以下有时称为“点焊接头”)中，抗拉强度和疲劳强度是重要的特性。特别是通过在剪切方向负载拉伸载荷进行测定而得到的拉伸剪切强度(TSS)和通过在剥离方向负载拉伸载荷进行测定的十字拉伸试验而得到的十字抗拉强度(CTS)，在点焊接头中很重要。再者，TSS和CTS的测定方法，分别在JIS Z 3136和JISZ 3137中规定了。

在抗拉强度为270MPa以上且低于750MPa的钢板中，点焊接头的CTS伴随钢板的抗拉强度的增加而增加，因此难以产生关于点焊接头强度的问题。但是，在抗拉强度超过750MPa的钢板中，即使钢板的抗拉强度增加，CTS也不增加，或者相反地，CTS的值减少，因此存在点焊接头强度不足的情况。

通常，高强度钢板的情况下，因钢板的变形能的降低而导致向焊点的应力集中度提高，而且，由于淬火、焊点的韧性降低，因此CTS容易降低。因此，对于750MPa以上的高强度钢板的点焊接头而言，要求提高CTS。

作为在高强度钢板的点焊接头中确保强度和韧性的方法，有在正式通电之后进行后加热通电的2段通电方法。例如，在专利文献1中记载了：正式通电结束后经过一定时间后进行回火通电，将点焊接头的焊点部和热影响区退火，从而降低点焊接头的硬度的方法。另外，在专利文献2中记载了：通过正式通电而形成焊点后，以正式通电电流值以上的电流值进行后加热通电的方法。基于这样的方法制成的点焊接头，与通过在正式通电之后不进行通电的1段通电而形成的点焊接头相比，显示了良好的特性。

但是，这些方法存在以下问题：若延长后加热通电时间则生产率下降，由于焊点的软化而在焊点内部容易引起剥离断裂，以及不能稳定获得高的接头强度。

另外，作为在高强度钢板的点焊接头中确保强度和韧性的方法，有在焊接后采用别的加热方法加热焊接区的方法。例如，在专利文献3中记载了在焊接后采用高频加热焊接区来实施回火处理的方法。

但是，该方法存在以下问题：在焊接后需要其他工序，操作步骤变得烦杂，为了利用高频而需要特殊的装置，以及，由于回火处理所引起的焊接区的软化，在焊点内容易引起剥离断裂。

在专利文献4中记载了下述方法：在将抗拉强度为440MPa以上的钢板进行点焊的情况下，将钢板的成分组成规定为C×P≤0.0025、P：0.015％以下、以及S：0.01％以下，焊接后，对焊接区实施300℃、20分钟左右的热处理，提高点焊接头的剥离方向强度。但是，该方法存在以下问题：能够应用的钢板被限定，以及，由于焊接需要长时间，因此生产率低。

在专利文献5记载了：使用规定了焊点外层区域的显微组织、和显微组织中的碳化物的平均粒径以及个数密度的高强度钢板(抗拉强度：750～1850MPa，碳当量Ceq：0.22～0.55质量％)的点焊接头。但是，接头中的杂质(脆化元素)的偏析状态大大影响到接头强度，因此仅是关于显微组织的规定时，不能获得可靠性高的接头强度。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开2002-103048号公报

专利文献2:日本国特开2010-115706号公报

专利文献3:日本国特开2009-125801号公报

专利文献4:日本国特开2010-059451号公报

专利文献5:国际公开2011/025015号小册子

发明内容

因此，本发明的课题是，提供在容易产生韧性的不足、且难以确保充分的CTS的抗拉强度750～2500MPa的钢板的点焊中，稳定地确保充分高的接头强度、特别是CTS，以及稳定地确保了CTS的可靠性高的点焊接头。

本发明人，对于在专利文献5所记载的点焊接头中，仅是关于显微组织的规定时不能获得具有充分高CTS的可靠性高的点焊接头的冶金学理由进行了锐意调查。其结果判明：通过点焊而生成的焊点内的P或S之类的脆化元素的连续的偏析对点焊接头的机械特性造成恶劣影响，以及，仅是关于显微组织的规定时，不能够缓和对点焊接头的机械特性造成恶劣影响的脆化元素的偏析。

在点焊中，不能避免脆化元素的凝固时的偏析，因此本发明人锐意研究了通过焊接时的冷却过程中的热处理来消除脆化元素的偏析。其结果发现，如果在点焊的通电之后，暂且使焊点的端部凝固，其后以所需的条件使焊点流通电流来加热焊点，则能够缓和焊点端部中的脆化元素的偏析，由此点焊接头的CTS提高。

本发明是基于上述见解完成的，其要旨如下。

(1)本发明的一方式涉及的点焊接头，是重叠多个钢板来形成的点焊接头，在重叠了上述多个钢板的面上生成的焊点的、从平行于上述钢板的板面的方向的端部起算沿平行于上述板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于上述板面的100μm×100μm的矩形平面区域中，沿着平行于上述板面的方向以及垂直于上述板面的方向的各方向以1μm间距按质量％测定P浓度，由此求出100点×100点的测定点各自中的上述P浓度的测定值，反复进行下述计算，即，沿着平行于上述板面的方向以及垂直于上述板面的方向的各方向每挪动1点就算出在上述100点×100点的测定点之中，沿平行于上述板面的方向排成一列的相邻20点的各上述测定点中的上述P浓度的测定值的平均值，由此求出81个×100个的上述平均值的情况下，上述平均值之中，超过上述100点×100点的测定点各自中的上述P浓度的测定值全部的平均值的2倍的上述平均值的个数为0个～100个。

(2)上述(1)中记载的点焊接头，上述多个钢板的抗拉强度可以为750～2500MPa。

(3)上述(1)或(2)中记载的点焊接头，在将所重叠的上述钢板的平均板厚记为h毫米的情况下，上述焊点的径为3×h^1/2～7×h^1/2毫米。

根据本发明，能够提供由于CTS高因此可靠性高的点焊接头。

附图说明

图1A是表示将本发明涉及的CTS高的点焊接头的与重合面垂直的焊点截面的金属流用苦味酸水溶液显现出的、焊点截面的金属组织的图。

图1B是表示将采用通常的制造方法形成的1段焊接接头的与重合面垂直的焊点截面的金属流用苦味酸水溶液显现出的、焊点截面的金属组织的图。

图2A是模式地表示图1A所示的焊点截面的金属组织的图。

图2B是模式地表示图1B所示的焊点截面的金属组织的图。

图3是表示点焊的通电模式的一例的图。

图4A是表示将用FE-EPMA在250μm×250μm的视场下分析图2A所示的区域y的P浓度(质量％)的结果沿与钢板的板面平行的方向(重叠界面方向)排列6张而成的图的图。

图4B是表示将用FE-EPMA在50μm×250μm的视场下分析图2B所示的区域y的P浓度(质量％)的结果沿与钢板的板面平行的方向(重叠界面方向)排列6张而成的图的图。

图5是表示求P浓度平均值的方法的图。

图6是表示求P浓度平均值的方法的图。

具体实施方式

本实施方式涉及的将钢板重叠来形成的点焊接头，其特征在于，从在上述钢板内生成的焊点的端部起算沿平行于上述钢板的板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于上述板面的100μm×100μm的矩形平面区域中，沿着平行于上述板面的方向以及板厚方向的各方向以1μm间距按质量％测定P浓度，由此求出100点×100点的测定点各自的上述P浓度的测定值，并反复进行下述计算，即，沿着平行于上述板面的方向以及上述板厚方向的各方向每挪动1点就算出在上述100点×100点的测定点之中，沿平行于所重叠的上述板面的方向排成一列的相邻20点的上述测定点的上述测定值的平均值，由此求出81×100个的上述相邻20点的上述测定点的上述测定值的平均值的情况下，上述平均值之中，超过上述焊点内的平均P浓度的2倍的上述平均值的个数为0个～100个。本实施方式的点焊接头，具有充分高的接头强度，特别是具有充分高的CTS。

以下，基于附图，对本实施方式进行说明。

本发明人将通电条件进行各种变更来进行钢板的点焊，制成各种的点焊接头。而且，与钢板的重合面垂直地切断点焊接头的焊点，使用苦味酸水溶液来腐蚀该焊点截面，由此来观察焊点截面的金属组织。其结果可知，当按照图3所示的通电模式进行点焊时，得到如图1A所示的那样的、焊点中心部的金属组织与焊点端部的金属组织不同的点焊接头的情况较多。这样的点焊接头，大多具有上述的P浓度分布。而且，具有上述的P浓度分布的点焊接头，具有高的CTS。

图3所示的通电模式，具体地如以下所述。首先，一边对钢板施加加压力一边采用电流值I_W和通电时间t_W进行了正式通电(一次通电)。接着，进行采用比电流值I_W小的电流值I_S和通电时间t_S的通电，使焊点的端部凝固。接着，进行了采用电流值I_P和通电时间t_P的后通电(二次通电)。在该后通电中，凝固了的焊点端部被加热或者在高温保持。对钢板的加压力，在从后通电结束开始经过了一定的时间的时刻解除。

通常的1段通电，包含通过焊接通电使钢板熔融并形成焊点的工序，但不包含在焊接通电后使焊点凝固的工序、和通过后通电来加热焊点的工序，因此焊点的金属组织全部成为凝固态的组织。与此相对，可以认为如果进行采用比电流值I_W小的电流值I_S的通电，暂且使焊点端部凝固，其后进行适当的后通电，则焊点端部的金属组织由于后通电的热而改质，韧性提高。

在图1A和图1B中，示出点焊接头的与重合面垂直的焊点截面的腐蚀组织。图1A表示CTS高的、通过图3所示的通电模式进行了点焊的点焊接头的截面，图1B表示采用通常的1段焊接接头得到的具有标准的CTS的、1段焊接接头的截面宏观组织。

根据焊点截面的腐蚀组织的调查，确认出在图1A所示的CTS提高了的点焊接头中，焊点的中心部的组织和端部的组织，其结构明确地不同。可以认为，焊点端部的组织，是在正式通电后的电流值I_S和通电时间t_S下进行凝固后，通过采用电流值I_P和通电时间t_P的后通电而被加热或者高温保持，由此改质了的组织。可以认为，焊点中心部的组织，是在正式通电后的电流值I_S和通电时间t_S下不进行凝固，在后通电结束时熔融凝固状态的未被改质的组织。在这里，仅焊点端部凝固是由于，在通电时间t_S的期间主要是焊点端部的热转移至焊点外部的缘故。焊点中心部的热在通电时间t_S的期间没有充分地移动至外部，因此焊点中心部在通电时间t_S的期间没有凝固。

在1段焊接接头中，如图1B所示那样，焊点中心部的组织与焊点端部的组织之间没有发现不同。可以认为这是由于，因为未进行采用比电流值I_W小的电流值I_S和通电时间t_S的通电、以及采用电流值I_P和通电时间t_P的后通电，因此全部的区域成为凝固态的金属组织的缘故。

可以认为，在CTS高的点焊接头中，通过显现出金属流而确认到的焊点端部的组织变化，反映了脆化元素的凝固偏析状态的变化。

因此，本发明人使用能够在亚微区域中准确地定量分析的FE-EPMA(参照“搭载了场致发射电子枪的波长分散型亚微EPMA的开发”，まてりあ，社团法人日本金属学会，平成19年2月，第46卷第2号，P.90～92，)，分析了偏析元素的浓度。

在图2A和图2B中，采用容易检出凝固偏析的以下条件，用FE-EPMA分析了包含焊点的端部的区域y(包含焊点内部区域、白色区域、焊点端部和热影响区的区域)中的P浓度(质量％)。

加速电压：15kV

束电流：0.5μA

每1个像素的束滞留时间：60ms

像素数：250×250

视场：1μm×1μm

再者，为了以更高精度测量P浓度，可以以更细的电子束径对1μm×1μm区域的内部进行多点测定，将该测定值进行平均化。

已知：偏析元素之中，P和S对点焊接头的机械特性造成恶劣影响，但在本实施方式中分析P的偏析。这是由于，通常在高强度钢板的领域中，与S相比P含量多的钢板已普及。但是，对于S的含量比P多的材料而言，通过代替P而评价S，能够同样地评价焊点的金属组织的改质状态。

图4A和图4B表示图2A和图2B所示的区域y的P浓度(质量％)的分布。图4A和图4B是将在250μm×250μm的视场下分析了P浓度分布的结果的图像平行地排列6张而成的图，在这里，P浓度高的部分用白色表示。图4A是采用图3所示的通电模式得到的CTS高的点焊接头的分析结果，图4B是通过1段焊接形成的点焊接头(1段焊接接头)的分析结果。如图4A所示，在本实施方式涉及的点焊接头中，在焊点端部中未确认到P浓度高的区域沿着平行于板面的方向延伸的部位。在图4B所示的1段焊接接头中，在焊点端部中较多地确认到P浓度高的区域沿着平行于板面的方向延伸的部位。

这样，在通常的点焊接头的焊点端部中，确认到沿着平行于板面的方向的、数十μm以上的长度的线状的P凝固偏析。可以认为，该线状的凝固偏析使来自钢板界面的裂纹扩展阻力降低。为了提高点焊接头的CTS，需要避免P凝固偏析沿着平行于板面的方向连续。

本发明人为了评价焊点端部中的P的偏析状态，在图4A和图4B所示的分析结果中，在从焊点端部起算沿平行于板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于上述板面的100μm×100μm的矩形平面区域中，沿着平行于板面的方向和板厚方向的各方向以1μm间距按照质量％测定P浓度，由此求出100点×100点的测定点各自的P浓度测定值，并反复进行下述计算，即，沿着平行于上述板面的方向和上述板厚方向的各方向每挪动1点就算出在该100点×100点的测定点之中、沿平行于所重叠的板面的方向排成一列的相邻20点的各测定点的P浓度测定值的平均值，由此算出81×100个的、相邻20点的测定点的测定值的平均值，将这些平均值与上述的矩形平面区域的平均P浓度的2倍的值进行比较。矩形平面区域的平均P浓度值设为100点×100点的测定点各自的P浓度测定值的平均值。

仅评价在从焊点端部起算沿平行于板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于上述板面的100μm×100μm的矩形平面区域，是由于以下的理由。在测定CTS的十字拉伸试验中，存在于焊点端部及其周边的稳定裂纹生长区域担负载荷，因此包含焊点端部及其周边的宽阔区域中的改质对CTS的提高有效。本实施方式的点焊接头，遍及这样宽阔的区域而被改质。但是，根据板厚或钢种，稳定裂纹生长区域的宽度不同，而且，焊点的最端部也有显现平滑凝固组织的可能性。在这里，所谓平滑凝固组织，是指在固液界面不产生枝晶生长而通过熔融金属凝固所形成的组织。因此，优选：认为剥离负载集中、且枝晶凝固的该区域，不依赖于钢种或板厚来评价稳定裂纹生长区域的改质。

为了表示偏析的、平行于板面方向的连绵，如图5和图6所示，需要取得在平行于板面的方向上排成一列的各测定点的P浓度的平均。在存在点状的偏析的情况下，P浓度高的测定点通过浓度测定来确认，但在平行于板面的方向上排成一列的多个测定点处的P浓度的平均值变低。在存在沿着平行于板面的方向的线状的偏析的情况下，在平行于板面的方向上排成一列的多个测定点处的P浓度的平均值变高。因此，通过求出在平行于板面的方向上排成一列的各测定点的P浓度的平均值，能够仅检出影响到CTS的线状的偏析。

在这里，取平均的区间的长度过短的情况下，变成同样地统计线状的偏析和点状的偏析，不能够仅检出线状的偏析。取平均的区间的长度过长的情况下，不能充分检出具有虽然相对于区间长度较短、但对CTS造成影响的程度的长度的线状的偏析。通常，若线状偏析的长度超过20μm，则对于CTS造成影响，因此判断为取平均的长度优选为20μm。

另外，将P浓度平均值的比较对象设为提供的焊点内的平均P浓度的2倍的值的理由是因为，即使在不存在偏析的母材中，根据情况，P浓度也存在正负50％左右的偏差。P浓度平均值的上升，判断为由凝固时的偏析所致的浓度上升，因此需要将P浓度平均值的比较对象设为焊点内的平均P浓度的2倍。

当这样求出的、在平行于板面的方向上排成一列的相邻的20个测定点的平均值8100个之中，超过100点×100点的测定点各自的上述P浓度测定值全部的平均值的2倍的平均值为100个以下时，发现CTS极高。在此情况下，可以认为，在图2A的x区域中，P的偏析得到缓和，在成为断裂的起点的钢板压接部与焊点的交点附近、以及其内部区域的韧性被良好地维持。

可以认为，通过在正式通电后进行后通电，存在在焊点端部的区域偏析得到改善的情况是由于以下的理由。

通过正式通电而形成的焊点，若降低电流则从焊点端部进行凝固。此时，P等的脆化元素，在焊点凝固时在枝晶的边界偏析。在1段通电点焊的情况下、或者虽进行2段通电但在正式通电与后通电之间不存在用于使焊点凝固的时间的情况下，偏析了的脆化元素残存至最终组织中，成为焊点脆化的原因。

在本实施方式中，焊点及其周边的组织，在正式通电结束后经过了通电时间t_S后，通过后通电而被加热，但推测为：此时，根据后通电的条件，以线状偏析的P，通过扩散而被均质化，或者再偏析于通过逆相变而生成的微细晶粒的晶界，由此浓度降低或被隔断。

由后通电引起的温度上升较低的情况下，或者，由后通电引起的加热时间较短的情况下，偏析了的P的扩散或偏析了的P向微细晶粒边界的再偏析未充分产生。另外，在由后通电引起的温度上升较高的情况下，或者，由后通电引起的加热时间较长的情况下，焊点中心的熔融部的体积变大，凝固了的焊点端部再熔融，因此焊点端部在后通电结束后成为通常的凝固态的组织，凝固偏析残留。

本实施方式涉及的点焊接头的焊点径，考虑到抗拉强度750～2500MPa的钢板的点焊接头在实用上所需要的强度，相对于被点焊的钢板的平均板厚h，为3×h^1/2～7×h^1/2mm的范围。若焊点径超过电极顶端径，则在点焊时容易产生尘垢，因此焊点径优选为电极顶端径以下。

(钢板的抗拉强度)

一般地，钢板的抗拉强度越增加，则作用于点焊接头的载荷越大，另外，焊接区的应力集中也提高，因此点焊接头需要高的接头强度。

通常，若钢板的抗拉强度超过750MPa，则即使钢板的抗拉强度进一步增加，CTS也不增加，或者，相反地，CTS的值减少。但是，本实施方式涉及的点焊接头，由于P的偏析得到缓和，因此即使是包含抗拉强度为750MPa以上的钢板的情况下，也能够维持良好的CTS。

钢板的抗拉强度的上限没有特别规定，但若较高，则(ⅰ)难以抑制点焊接头强度的降低或偏差，另外，(ⅱ)也难以抑制焊点内的缺陷或裂纹。因此，钢板的抗拉强度优选为2500MPa以下。

因此，本实施方式涉及的点焊接头，对于抗拉强度750～2500MPa的钢板的点焊是优选的。

(钢板的成分组成)

在本实施方式涉及的点焊接头中作为对象的钢板的成分组成，没有特别限定。作为钢板材，可使用公知的热冲压(hot stamp)材或超高强度等的冷轧材或热轧材，具体地优选具有以下成分组成的钢板。

例如，以质量％计，含有C：0.08～0.40％、Si：0.01～2.50％、Mn：0.8～3.0％、P：0.05％以下、S：0.01％以下、N：0.01％以下、O：0.007％以下、Al：1.00％以下，余量包含Fe和杂质的钢板为基本，进而，根据需要含有选自下述的(a)～(c)的群中的元素的钢板，优选用于本实施方式涉及的点焊接头的制造。

(a)Ti：0.005～0.10％、Nb：0.005～0.10％和V：0.005～0.10％的1种或2种以上

(b)选自B：0.0001～0.01％、Cr：0.01～2.0％、Ni：0.01～2.0％、Cu：0.01～2.0％、Mo：0.01～0.8％中的1种或2种以上

(c)合计为0.0001～0.5％的Ca、CE、Mg和REM中的1种以上

再者，特别是P和S在枝晶中偏析使CTS降低，因此在要求高的CTS的情况下，优选使这些元素的含量更少。

对于成分组成的限定理由进行说明。再者，％表示质量％。

C：0.08～0.40％

C是提高钢的抗拉强度的元素。C含量多时，焊点中的C含量也变多，最终的组织容易变硬。C含量小于0.08％时，难以得到750MPa以上的抗拉强度，焊点的硬度也低，因此有TSS变低的情况。另一方面，C含量超过0.40％时，存在可加工性降低、焊点过于变硬而脆化的情况。由于以上的理由，C含量优选为0.08～0.40％。C含量更优选为0.10～0.31％。

Si：0.01～2.50％

Si是通过固溶强化和组织强化来提高钢的强度的元素。Si含量超过2.50％时，有钢的可加工性降低的情况。另一方面，在工业上难以使Si含量降低至小于0.01％。由于以上的理由，Si含量优选为0.01～2.50％。Si含量更优选为0.05～1.20％。

Mn：0.8～3.0％

Mn是提高钢的淬火性的元素。Mn含量超过3.0％时，有钢的成形性降低的情况。另一方面，Mn含量小于0.8％时，有难以得到750MPa以上的抗拉强度的情况。由于以上的理由，Mn含量优选为0.8～3.0％。Mn含量更优选为1.0～2.5％。

P：0.05％以下

P是偏析而使点焊接头脆化的元素。P含量超过0.05％时，存在即使缓和P的偏析，也不能得到充分的CTS的情况。再者，P越少越优选，但在工业上难以将P含量降低至小于0.001％，因此0.001％为实质的P含量下限。P含量更优选为0.03％以下。

S：0.01％以下

S是偏析而使点焊接头脆化的元素，还是形成粗大的MnS而使钢的可加工性劣化的元素。S含量超过0.01％时，存在在钢的可加工性降低的同时，容易产生焊点内部的裂纹，难以得到充分的CTS的情况。再者，S越少越优选，但若将S含量降低至小于0.0001％的话，制造成本会上升，因此0.0001％为S含量的实质的下限。S含量更优选为0.006％以下。

N：0.01％以下

N是形成粗大的氮化物而使成形性劣化的元素，还是成为焊接时的气孔的产生原因的元素。N含量超过0.01％时，存在成形性劣化、和气孔的产生变得显著的情况。再者，N越少越优选，但若将N含量降低至小于0.0005％的话，制造成本会上升，因此0.0005％为N含量的实质的下限。N含量更优选为0.007％以下。

O：0.007％以下

O是形成氧化物而使钢的成形性劣化的元素。O含量超过0.007％时，存在成形性的劣化变得显著的情况。再者，O越少越优选，但若将O含量降低至小于0.0005％的话，制造成本会上升，因此0.0005％为O含量的实质的下限。O含量更优选为0.005％以下。

Al：1.00％以下

Al为脱氧元素，并且是使铁素体稳定化、抑制渗碳体析出的元素。Al含量超过1.00％时，存在夹杂物增加，成形性降低的情况。不需要规定Al含量的下限，但使Al过度减少从冶炼成本方面出发是不现实的，因此Al含量的下限设为0.001％。

(a)Ti：0.005～0.10％、Nb：0.005～0.10％和V：0.005～0.10％的1种或2种以上

Ti、Nb和V是通过析出强化、由抑制铁素体晶粒生长而带来的细粒强化、和由抑制再结晶而带来的位错强化，来将钢强化的元素。任一种元素都是其含量小于0.005％时，含有效果不充分，而超过0.10％时，钢的成形性劣化。Ti、Nb和V各自的含量，更优选为0.01％～0.08％。

(b)选自B：0.0001～0.01％、Cr：0.01～2.0％、Ni：0.01～2.0％、Cu：0.01～2.0％、Mo：0.01～0.8％中的1种或2种以上

B是控制组织将钢强化的元素。B含量小于0.0001％时，强度未充分提高。B含量超过0.01％时，含有效果饱和。Cr、Ni、Cu和Mo是有助于提高钢的强度的元素。任一种元素都是其含量小于0.01％时，含有效果不充分，而超过2.0％时，在酸洗时或热轧时会引起裂纹产生等的故障。B的含量更优选为0.0003％～0.08％，Cr、Ni和Cu各自的含量更优选为0.02％～1.0％，Mo的含量更优选为0.015％～0.6％。

(c)合计为0.0001～0.5％的Ca、Ce、Mg和REM中的1种以上，

Ca、Ce、Mg和REM，是使脱氧后的氧化物的尺寸、热轧钢板中的硫化物的尺寸缩小、提高成形性的元素。这些元素的含量合计小于0.0001％时，含有效果小，合计超过0.5％时，钢的成形性降低。另外，REM是镧系元素，REM和Ca在炼钢阶段以混合稀土(mischmetal)的形态含有。Ca、CE、Mg和REM的含量的合计更优选为0.0002％～0.3％。

(点焊接头的制造方法)

如上述那样，将点焊接头的焊点端部通过后通电而进行改质，能够得到具有上面记载的P浓度分布的本实施方式涉及的点焊接头。本实施方式涉及的点焊接头所形成的制造条件，基本上按照图3所示的通电模式。

按照图3所示的通电模式进行通电的情况下，设想了下述的温度过程：在正式通电后，使焊点端部凝固，其后，在凝固了的端部不进行再熔融的范围，将焊点再加热或者进行高温保持。使焊点端部凝固时，没有必须特别地急冷焊点端部的理由，因此可以认为降低电流值使得热输入变得充分低即可。

但是，若使焊点端部凝固的时间变长、或者降低了的电流值下的稳定状态的焊点大，则从端部开始的凝固区域变狭窄，因此希望电流值低。

本实施方式涉及的点焊接头，具体地通过以下的步骤得到。以后，电流值的单位设为kA、时间的单位设为msec。

在对重合了的钢板(平均板厚h[mm])进行通常的1段通电点焊的情况下，实验性地求出能够得到规定的焊点径α×h^1/2[mm]的电流值I_W和通电时间t_W。一般地，焊点形状为大致圆形，但在焊点形状不为大致圆形的情况下，假定与焊点相同的面积的圆，将该圆的径作为规定的焊点径α×h^1/2[mm]。接着，通过以下所示的工序制成点焊接头。

(正式通电工序)

首先，以电流值I_W和通电时间t_W进行通常的焊接通电。焊接通电时的加压力，相对于平均板厚h，以1960×h～3920×h[N]为目标。

(凝固工序)

通常的焊接通电之后，在加压的状态下，以满足式(1)的电流值I_S和满足式(2)的通电时间t_S保持通电。

0≤I_S≤(1/2)^1/2×I_W……(1)

α²×{2×(I_S ²/I_W ²)+1}×h≤T_S≤3×α²×{2×(I_S ²/I_W ²)+1}×h……(2)

由此，减少了向焊接区的热输入，使焊点端部凝固。

(后通电工序)

在凝固工序之后，以满足式(3)的电流值I_P和满足式(4)的通电时间t_P保持通电，由此，将凝固了的焊点端部加热或进行高温保持。

I_P＞0.8×I_W……(3)

I_P ²×t_P≤I_W ²×t_W……(4)

用于在后通电工序中将焊点端部加热或进行高温保持的电流值I_P，需要比用于在凝固工序中使焊点端部凝固的电流值I_S大。在后通电工序中以低的电流进行了通电的情况下，与发热相比，向电极或板的排热成为支配性的，不能充分获得为了使在焊点端部凝固偏析了的P扩散所需要的热，P的扩散花费时间，缺乏实用性。

在后通电工序中进行高电流和长时间的通电的情况下，发生再熔融，因此未引起端部的改质。

在后工序中，规定了1种的电流值和通电时间，但如果不发生再熔融，则后通电的模式也可以复杂。此情况下，优选电流值以各工序中的平均电流值(实效值)满足上述的式(3)和(4)的方式来决定。在接合部进行熔融的正式通电工序·焊点端部进行凝固的凝固工序·焊点端部被加热或进行高温保持的后通电工序的各个工序中使用复杂的电流模式的情况下，优选使用相对于该模式的实效值来决定电流值。

接着，评价通过上述的工序得到的点焊接头中的、焊点端部的P的偏析状态。评价如下进行：在从焊点的端部起算沿平行于板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于板面的100μm×100μm的矩形平面区域中，沿着平行于板面的方向和垂直于板面的方向的各方向以1μm间距按照质量％来测定P浓度，由此求出100点×100点的测定点各自的P浓度测定值，且反复进行下述计算，即，沿着平行于上述板面的方向和垂直于上述板面的方向的各方向每挪动1点就算出在100点×100点的测定点之中，沿平行于所重叠的板面的方向排成一列的相邻20点的各测定点的P浓度测定值的平均值，由此求出81×100个的、上述相邻20点的上述测定点的上述测定值的平均值，判断该所求出的平均值之中、超过焊点内的平均P浓度(质量％)的2倍的平均值的个数是否为100以下。超过焊点内的平均P浓度(质量％)的2倍的平均值的个数为100以下，则可判断得到了P的偏析被缓和的本实施方式的点焊接头。基于得到该点焊接头的通电条件进行点焊，则使用得到该点焊接头的钢板，可获得本实施方式的点焊接头。

即使满足上述的条件来进行制造，也可能有P的偏析不被缓和的情况。可以认为，此情况下，由于后通电工序时的电流值不足，导致焊点端部的改质未充分进行，或者，由于后通电工序时的电流值过大，导致焊点端部的凝固区域再熔融，不能进行焊点端部的改质。此情况下，观察焊点截面的金属流，基于观察结果改变通电条件，使制造工序最佳化。

在P的偏析未被缓和，但通过观察截面的金属流，能够确认出焊点的中心部的组织与端部的组织明确地不同的情况下，可以认为焊点端部的改质虽然被进行，但不充分。作为其原因，可以认为是，后通电工序时的热输入量不足，或者，正式通电工序与后通电工序之间的凝固时间过长从而焊点温度下降。不论哪一种情况都是由于，相对于为使焊点升温至能够将焊点有效地热处理的温度所需要的热量，热输入量不足的缘故。因此，通过增加I_P或t_P、或者减少t_S，来接近于缓和偏析的条件。增加I_P或t_P是为了增加热输入量，减少t_S是为了减少在后通电工序时应热处理的凝固区域，以及，为了焊点端部以更高温的状态来热输入，使焊点容易地升温至可有效进行热处理的温度。

如果P的偏析未被缓和，而且通过观察截面的金属流，没有确认出焊点的中心部的组织与端部的组织明确地不同，则可以认为焊点端部的凝固区域已再熔融。这起因于后通电工序时的热输入量过大，因此通过减少I_P或t_P、或者增加t_S，来接近于缓和偏析的条件。减少I_P或t_P是为了减少热输入量，增加t_S是为了在后通电开始前使从焊点向外部的散热量增加，并减少由后通电带来的热输入效果。反复进行这样的通电条件的变更和截面的金属流观察，将制造工序最佳化，由此能够得到本实施方式涉及的点焊接头。如果基于得到该点焊接头的通电条件进行点焊，则使用得到了该点焊接头的钢板，能够得到本实施方式的点焊接头。

在即使进行基于推荐条件的焊接，P的偏析也不降低的情况下的、制造工序的最佳化中，不需要满足式(1)～式(4)。

实施例

接着，对本发明的实施例进行说明。实施例中的制造条件是为了本发明的实施可能性和效果而采用的一条件例，本发明并不限定于该一条件例。本发明在不脱离本发明的要旨、且达成本发明的目的限度下可采用各种的条件。

(实施例1)

准备表1所示的钢板A～D，将相同钢种的钢板重叠，使用伺服焊枪型的焊机对其进行点焊，制作点焊接头的试验片。此时，正式通电的条件和从加压开始到通电的时间(预压时间)和后通电后的加压的保持时间，在各钢种的组合中设为恒定。

钢板A～C的C含量为0.21质量％且Ceq为0.34％，钢板D的C含量为0.19质量％且Ceq为0.32％。所谓Ceq是碳当量，通过以下的式来求出。

Ceq＝[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2×[P]+4×[S]

表中，表示为“-”的部分，表示不进行通电。

表1

再者，在点焊之前进行预实验，基于该预实验的结果，将点焊时的正式通电量，设定为焊点径成为1张钢板的板厚的平方根的4.5～5倍的值(4.5×t^1/2～5×t^1/2)，在改变了后通电的条件下实施焊接。

接着，按每个条件进行焊点的截面分析和十字抗拉强度(CTS)的测定。在各钢板的组合中，是否满足本发明中的偏析缓和、和CTS的结果示于表2中。再者，表2所示的CTS提高率，意指：CTS增减量相对于仅进行了正式通电的点焊接头(A-6、B-4、C-4、D-5)的CTS的比例。另外，是否进行了偏析降低按下述基准来判断：在从焊点端部起算沿平行于板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于上述板面的100μm×100μm的矩形平面区域中，沿着平行于板面的方向和板厚方向的各方向以1μm间距按质量％测定P浓度，由此求出100点×100点的各个测定点的P浓度测定值，并反复进行下述计算，即，沿着平行于上述板面的方向和上述板厚方向的各方向每挪动1点就算出该100点×100点的测定点之中、沿平行于所重叠的板面的方向排成一列的相邻20点的各测定点的P浓度测定值的平均值，由此算出81×100个的、相邻20点的测定点的测定值的平均值，这些平均值之中，超过100点×100点的各个测定点的P浓度的测定值全部的平均值(平均P浓度)的2倍的平均值个数是否为0个～100个。超过平均P浓度的平均值为0个～100个的试样，判为进行了偏析降低，附带记号“G”(Good)。超过平均P浓度的平均值为100个以上的试样，附带记号“B”(Bad)。

如表2所示的那样，在P的偏析状态满足本发明的基准的发明例中，尽管是相同板组且相同的焊点径，但是得到了CTS的值高且可靠性高的点焊接头。另一方面，由于不满足本发明的基准，因此成为CTS的值低的点焊接头。

产业上的利用可能性

如前所述，根据本发明，能够提供断裂形态良好、可靠性高的点焊接头。因此，本发明在产业上的利用可能性高。

附图标记说明

1 100点×100点的测定点

2 81×100个的平均值

Claims (5)

1.一种点焊接头，是重叠含有0.05质量％以下的P且抗拉强度为750～2500MPa的多个钢板来形成的点焊接头，其特征在于，

在重叠了所述多个钢板的面上生成的焊点的、从平行于所述钢板的板面的方向的端部起算沿平行于所述板面的方向100μm内侧的点作为中心的、垂直于所述板面的100μm×100μm的矩形平面区域中，沿着平行于所述板面的方向以及垂直于所述板面的方向的各方向以1μm间距按质量％测定P浓度，由此求出100点×100点的测定点各自中的P浓度的测定值，

并反复进行下述计算，即，沿着平行于所述板面的方向以及垂直于所述板面的方向的各方向每挪动1点就算出在所述100点×100点的测定点之中，沿平行于所述板面的方向排成一列的相邻20点的各所述测定点中的所述P浓度的测定值的平均值，由此求出81个×100个的所述平均值的情况下，

所述平均值之中，超过所述100点×100点的测定点各自中的所述P浓度的测定值全部的平均值的2倍的所述平均值的个数为0个～100个。

2.根据权利要求1所述的点焊接头，其特征在于，所述焊点具有焊点中心部和形成于所述焊点中心部的周围且在凝固后被再加热了的凝固再加热部，所述焊点中心部具有熔融凝固态的组织。

3.根据权利要求1或2所述的点焊接头，其特征在于，在将所重叠的所述钢板的平均板厚记为h毫米的情况下，所述焊点的径为3×h^1/2～7×h^1/2毫米。

4.根据权利要求1或2所述的点焊接头，其特征在于，是采用点焊方法得到的，所述点焊方法依次具备：

正式通电工序，该工序对所重叠的所述多个钢板一边施加加压压力一边以电流值I_W进行通电；

凝固工序，该工序以比所述电流值I_W小的电流值I_S进行通电，只使焊点的端部凝固；和

后通电工序，该工序以比所述电流值I_W小且比所述电流值I_S大的电流值I_P进行通电，使焊点的端部不进行再熔融地进行加热或高温保持。

5.根据权利要求3所述的点焊接头，其特征在于，是采用点焊方法得到的，所述点焊方法依次具备：

正式通电工序，该工序对所重叠的所述多个钢板一边施加加压压力一边以电流值I_W进行通电；

凝固工序，该工序以比所述电流值I_W小的电流值I_S进行通电，只使焊点的端部凝固；和

后通电工序，该工序以比所述电流值I_W小且比所述电流值I_S大的电流值I_P进行通电，使焊点的端部不进行再熔融地进行加热或高温保持。