CN107530820B - 镀层钢板的点焊方法 - Google Patents

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Abstract

一种点焊方法,能够简便地防止镀层钢板在点焊时发生液体金属脆化裂纹,其特征在于,在点焊之前至少除去下述范围的镀层,所述范围包含以形成熔核中心的预定部位为中心、外周为焊接影响区外缘的内侧圆内的范围,或者,包含被焊接的钢板的重叠面的、与成为形成于钢板的重叠面的熔核中心的预定位置共有中心且外周为焊接影响区外缘的内侧圆内的范围。

Description

镀层钢板的点焊方法
技术领域
本发明涉及包含镀层钢板的多个钢板的点焊方法,特别是涉及适合于包含汽车用的锌系镀层高强度钢板的多个钢板的点焊方法。
背景技术
近年来,在汽车领域,为了降低油耗、消减CO2排放量,要求将车身轻量化,为了提高碰撞安全性,要求将车身构件高强度化。为了满足这些要求,车身构件和各种部件等使用高强度钢板是有效的。
另外,从车身的高防锈化的观点出发,需要用耐蚀性优异的钢板来构成构件。锌系镀层钢板的耐蚀性良好已广为人知。从轻量化、高强度化的观点出发,在作为汽车用途所使用的锌系镀层钢板中,使用了作为待镀原板使用高强度钢板的锌系镀层高强度钢板。
在汽车车身的组装、和部件的安装等中,主要采用点焊。当对锌系镀层高强度钢板进行点焊时,有时从与点焊用的电极接触的钢板的外侧面沿板厚方向发生裂纹。
图1表示对锌系镀层高强度钢板进行了点焊的情况下的点焊部位的裂纹的概略。图1为板厚方向的截面。已知当对锌系镀层高强度钢板1进行点焊时,会发生下述裂纹:从与电极接触的钢板1的表面向熔融凝固部2(熔核)扩展的裂纹3(以下称为“电极正下部裂纹”)、从钢板1的与电极的肩部接触的部位向热影响区4扩展的裂纹5(以下称为“肩部裂纹”)、从电极和钢板1相接触的部位的外侧向热影响区4扩展的裂纹6(以下称为“电极外侧裂纹”)。
以下,在不需要特别区别的情况下,将“电极正下部裂纹”、“肩部裂纹”和“电极外侧裂纹”统称为“外裂纹”。另外,将“肩部裂纹”和“电极外侧裂纹”统称为“焊接区外周附近的裂纹”。
一般认为这些裂纹是起因于所谓的液体金属脆性的裂纹。即,一般认为,是由于电极加压力、由钢板的热膨胀和收缩引起的拉伸应力施加于焊接部位,导致熔融了的锌系镀层金属侵入到钢板的晶界,使晶界强度降低从而引起的。
在汽车车身中,如果焊接部位的裂纹显著则接头的强度降低。已知采用控制钢板的成分组成和组织的方法来抑制焊接部位的裂纹的技术。
例如,专利文献1公开了下述内容:调整钢板的成分组成,使点焊时所生成的奥氏体相成为微细的晶粒,从而具有该微细的晶粒与其他相的晶粒复杂地纠缠的金属组织,由此使熔融锌向晶界的扩散侵入路径复杂,熔融锌难以侵入,防止焊接时的液体金属脆化裂纹。
另外,专利文献2指出,当仅是通过钢板的组织控制而使晶界复杂化时,有时不能充分抑制焊接部位的裂纹发生,并公开了下述内容:通过调整钢板的成分组成,并使热轧钢板的晶界氧化深度为5μm以下,对合金化热浸镀锌处理前的冷轧钢板进行Fe系电镀处理,从而使合金化热浸镀锌钢板的晶界侵蚀深度为5μm以下,由此,抑制合金化热浸镀锌钢板的焊接部位的裂纹发生。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-265671号公报
专利文献2:日本特开2008-231493号公报
专利文献3:日本特开平05-277552号公报
发明内容
这样,研究了钢板与电极的接触部位的裂纹的对策。但是,在一部分的锌系镀层钢板的点焊接头中,或者,在一部分的非镀层钢板与锌系镀层钢板的点焊接头中,有时仍然发生钢板与电极的接触部位的裂纹、或在没有发生裂纹的情况下也不能够得到所期望的抗拉强度。
本发明人对于在没有发生钢板与电极的接触部位的裂纹的情况下也不能得到所期望的抗拉强度的原因进行了调查。图2和图3示出点焊部位的裂纹的概略,示出包含熔核的板厚方向的截面。
如图2所示,在不能得到所期望的抗拉强度的点焊接头中,出现了在钢板的重叠面的塑性金属环区外发生裂纹7、在塑性金属环区的熔核边缘发生裂纹8的情况。
另外,如图3所示,在不能得到所期望的抗拉强度的3个以上的钢板的点焊接头中,出现了产生从塑性金属环区扩展到熔核内的熔核内的裂纹9的情况。
以下,在不需要区别的情况下,将塑性金属环区外的裂纹、塑性金属环区的熔核边缘的裂纹、以及熔核内的裂纹统称为“内裂纹”。
这样的钢板的重叠面的裂纹、上述的钢板与电极的接触部位的裂纹,在对锌系镀层高强度钢板进行点焊时并不一定会发生。因此,在发生该裂纹的情况下,希望采用简便的方法来防止裂纹。
本发明的课题是,鉴于这样的实际情况,提供能够简便地防止镀层钢板的点焊时的液体金属脆化裂纹的点焊方法。
本发明人对于焊接部位与液体金属脆化裂纹的发生因子的关系进行了调查,发现在以下的(a)~(g)的情况等容易发生。
(a)使轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况;
(b)使用带角度电极进行焊接的情况,所述带角度电极是轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离5°以上的电极;
(c)使用焊枪进行焊接的情况,所述焊枪在焊接时挠曲成轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上;
(d)在对向的焊接电极的轴心线产生了0.5mm以上的相对性的错位的状态下进行焊接的情况;
(e)对重叠面具有0.5mm以上的间隙的焊接部位进行焊接的情况;
(f)在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板具有0.2mm以上的间隙的状态下进行焊接的情况;
(g)对包含强度比超过2.5倍的钢板的板组进行焊接的情况。
本发明人认为,在这样的情况下,在焊接过程中,在裂纹发生位置产生拉伸应力变高的部位,熔融了的镀层金属侵入到该部位的钢板的晶界,从而产生了裂纹。
本发明人对于防止液体金属脆化裂纹的手段进行了研究。其结果有以下构思,从而完成了发明:在实际的点焊之前,至少除去位于与电极接触的那侧的表面的、被覆于焊接热影响区的内侧的区域的镀层,由此防止外裂纹,另外,至少除去被覆于钢板的重叠面的两侧、且被覆于下述圆环(环)状的区域的镀层,由此防止钢板的重叠面的内裂纹,所述圆环(环)状的区域由外周为热影响区外缘、内周为熔核直径的0.8倍的范围构成。
本发明是基于上述见解而完成的,其要旨如下。
(1)一种点焊方法,是用对向的焊接电极夹住重叠的多个钢板进行点焊的方法,所述重叠的多个钢板包含一个以上的在至少一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板,其特征在于,
包括在点焊之前除去镀层的工序,
在除去所述镀层的工序中,使除去镀层的范围至少为外周成为形成于重叠的多个钢板的焊接电极侧的焊接热影响区外缘的圆内的范围。
(2)根据上述(1)所述的点焊方法,其特征在于,在点焊后,对除去了镀层的部分的一部分或全部涂敷密封剂。
(3)根据上述(1)或(2)所述的点焊方法,其特征在于,在除去镀层之前进行试点焊,确认焊接部位有无裂纹发生,在确认到重叠的多个钢板的焊接电极侧的裂纹时,除去被确认到裂纹的钢板表面的镀层。
(4)一种点焊方法,是用对向的焊接电极夹住重叠的多个钢板进行点焊的方法,所述重叠的多个钢板包含一个以上的在至少一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板,其特征在于,
包括在点焊之前除去镀层的工序,
在除去镀层的工序中,使除去镀层的范围为外周成为形成于重叠的多个钢板的重叠面的焊接热影响区外缘之中的大的外缘的圆内的范围。
(5)一种点焊方法,是用对向的焊接电极夹住重叠的多个钢板进行点焊的方法,所述重叠的多个钢板包含一个以上的在至少一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板,其特征在于,
包括在点焊之前除去镀层的工序,
在除去镀层的工序中,使除去镀层的范围为圆环内的范围,所述圆环是外周为形成于重叠的多个钢板的重叠面的焊接热影响区外缘之中的大的外缘、内周为与预定的位置共有中心且直径为熔核直径的0.8倍的圆的圆环,所述预定的位置成为形成于所述钢板的重叠面的熔核的中心。
(6)根据上述(4)~(6)的任一项所述的点焊方法,其特征在于,在点焊之前,对除去了镀层的部分的一部分或全部涂敷密封剂或粘接剂。
(7)根据上述(4)、(5)或(6)所述的点焊方法,其特征在于,在除去镀层之前进行试点焊,确认焊接部位有无裂纹发生,在确认到重叠的多个钢板的裂纹时,除去位于被确认到裂纹的钢板的发生了裂纹的表面的镀层、和位于与所述钢板重叠的钢板的与所述发生了裂纹的表面重叠的面的镀层。
(8)根据上述(3)或(7)所述的点焊方法,其特征在于,在所述点焊在包含下述的任一种以上的情况的条件下进行的情况下,进行试点焊,
(a)使焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况;
(b)使用带角度电极进行焊接的情况,所述带角度电极是焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离5°以上的电极;
(c)使用焊枪进行焊接的情况,所述焊枪在焊接时挠曲成电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上;
(d)在对向的焊接电极的轴心线产生了0.5mm以上的相对性的错位的状态下进行焊接的情况;
(e)在对重叠面的间隙有0.5mm以上的焊接部位进行焊接的情况;
(f)在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板具有0.2mm以上的间隙的状态下进行焊接的情况;
(g)对包含强度比超过2.5倍的钢板的板组进行焊接的情况。
(9)根据上述(3)、(7)或(8)所述的点焊方法,其特征在于,也除去在所述试点焊中没有确认到裂纹发生的钢板的镀层。
(10)根据上述(1)~(9)的任一项所述的点焊方法,其特征在于,通过机械性除去和/或蒸发除去来进行镀层的除去。
(11)根据上述(1)~(10)的任一项所述的点焊方法,其特征在于,所述镀层为锌系镀层。
根据本发明,在点焊时能够简便地防止液体金属裂纹的发生。
附图说明
图1是表示对锌系镀层高强度钢板进行了点焊的情况下的点焊部位的裂纹的概略的板厚方向的截面图。
图2是包含熔核的板厚方向的截面图。
图3是包含熔核的板厚方向的截面图。
图4是表示带有角度来进行焊接的状态的板厚方向的截面图。
图5是表示使用带角度电极进行焊接的状态的板厚方向的截面图。
图6是表示使用容易挠曲的焊枪进行焊接的状态的板厚方向的截面图。
图7是表示在对向的焊接电极的轴心线产生了相对性的错位的状态下进行焊接的状态的板厚方向的截面图。
图8是表示对在重叠面具有间隙的焊接部位进行焊接的状态的板厚方向的截面图。
图9是表示在相对于多个钢板,焊接电极的加压方向的位置不适当的状态下进行焊接的状态的板厚方向的截面图。
图10是表示对由3个钢板重叠而成的板组进行焊接的状态的截面图。
图11是说明对于由2个钢板组成的板组的点焊,在确认到裂纹时,进行除去的锌系镀层的范围的板厚方向的截面图。
图12是说明对于由3个钢板组成的板组的点焊,在确认到钢板的重叠面的内裂纹时,进行除去的锌系镀层的范围的板厚方向的截面图。
具体实施方式
本发明的点焊方法(以下称为“本发明的焊接方法”)是下述方法:在对包含一个以上的在一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板的多个钢板进行点焊之前,被预测为在焊接部位会发生裂纹的情况下,在点焊之前进行镀层的除去。
使用实际要进行点焊的、包含一个以上的被覆有镀层的钢板的多个钢板进行试点焊,能够确认裂纹的发生。
特别是点焊在符合以下的(a)~(g)中的任一项以上的条件下进行的情况下,优选在实际进行点焊来开始生产之前,用相同的板组进行试点焊。
(a)使轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况;
(b)使用带角度电极进行焊接的情况,所述带角度电极是轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离5°以上的电极;
(c)使用焊枪进行焊接的情况,所述焊枪在焊接时挠曲成轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上;
(d)在对向的焊接电极的轴心线产生了0.5mm以上的相对性的错位的状态下进行焊接的情况;
(e)对重叠面具有0.5mm以上的间隙的焊接部位进行焊接的情况;
(f)在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板具有0.2mm以上的间隙的状态下进行焊接的情况;
(g)对包含强度比超过2.5倍的钢板的板组进行焊接的情况。
首先,对于优选进行试点焊的(a)~(g)的情况(裂纹发生因子),使用附图进行说明。
(a)使焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况
图4是表示轴心线相对于钢板表面偏离3°以上的角度来进行焊接的状态的板厚方向的截面图。图4所示的被焊接构件由钢板1a和钢板1b构成。钢板1a是具有立起部W的、截面帽形的钢板。在这样的立起部W的附近,对钢板1a和钢板1b进行点焊的情况下,焊接部位的周围的空间变得狭小,有时点焊枪的一部分与立起部W发生干扰。
为了避免该干扰,有时使电极10a、10b带有角度来进行焊接。电极10a、10b,其轴心线11a、11b相对于钢板1a、1b的表面不垂直。在电极10a、10b的顶端面与钢板1a、1b接触的状态下,点焊的电极10a向远离立起部W的方向倾斜。
在使焊接电极的轴心线11a、11b相对于钢板1a、1b的表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况下,特别是在钢板1a、1b的重叠面的塑性金属环区外、和塑性金属环区的熔核边缘容易发生裂纹。这是因为,如果以电极没有垂直地触碰钢板表面的状态进行焊接,则在电极放开时,在塑性金属环区外、和塑性金属环区内由于回弹而发生拉伸应力,成为内裂纹的原因。
(b)使用轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离5°以上的带角度电极进行焊接的情况
图5是表示使用带角度电极进行焊接的状态的板厚方向的截面图。图5所示的被焊接构件由钢板1a和钢板1b构成。钢板1a是具有立起部W的、截面帽形的钢板。在这样的立起部W的附近,对钢板1a和钢板1b进行点焊的情况下,焊接部位的周围的空间变狭小,有时点焊枪的电极臂等与立起部W发生干扰。
为了避免该干扰,可使用带角度电极10a、10b。带角度电极10a、10b,其轴心线11a、11b相对于钢板1a、1b的表面不垂直。在带角度电极10a、10b的顶端面与钢板1a、1b接触的状态下,点焊的电极向远离立起部W的方向倾斜。
在使用轴心线11a、11b相对于钢板1a、1b的表面从垂直方向偏离5°以上的带角度电极10a、10b进行焊接的情况下,特别是在带角度电极10a、10b与钢板1a、1b的接触部位容易发生电极正下部裂纹、和焊接区外周附近的裂纹。这是因为,在电极没有以相对于钢板表面垂直的方式触碰,产生了平行于钢板表面的应力分量的状态下焊接过程中镀层金属熔融的缘故。
(c)使用在焊接时挠曲成轴心线相对于钢板的表面从垂直方向偏离3°以上的焊枪进行焊接的情况
图6是表示使用容易挠曲的焊枪(在焊枪的顶端带有电极)进行焊接的状态的板厚方向的截面图。图6所示的焊接电极10a、10b,其轴心线11a、11b相对于钢板1a、1b的表面不垂直,顶端面相对于钢板1a、1b的表面不平行。当通过焊接时的加压从而焊枪(未图示)挠曲时,焊接电极10a、10b的顶端侧向远离保持焊接电极的夹具(未图示)的方向位移。
在使用挠曲成焊接电极的轴心线11a、11b相对于钢板1a、1b的表面从垂直方向偏离3°以上的焊枪进行焊接的情况下,特别是在电极与钢板的接触部位容易发生电极正下部裂纹、焊接区外周附近的裂纹。如果在焊接时焊枪挠曲,则与使用带角度电极的情况同样,电极没有以相对于钢板表面垂直的方式触碰,产生平行于钢板表面的应力分量,当在焊接中镀层金属熔融时就在应力高的部分发生外裂纹。
(d)在对向的焊接电极的轴心线产生了0.5mm以上的相对性的错位的状态下进行焊接的情况
图7是表示在发生了对向的焊接电极的轴心线的相对性的错位的状态下进行焊接的状态的板厚方向的截面图。如图7所示,焊接电极10a、10b,有时由于电极头的安装不良,各轴心线11a、11b发生相对性的错位12(以下称为“电极轴心线错位”)。另外,对于图6所示的容易挠曲的焊枪,上下的挠曲不均匀的情况下,在电极产生角度的同时发生轴心线的错位。
在对向的焊接电极10a、10b的电极轴心线错位12为0.5mm以上的状态下进行焊接的情况下,特别是在钢板的重叠面容易发生塑性金属环区外的裂纹、和塑性金属环区的熔核边缘的裂纹、熔核内的裂纹。若电极的轴心线错开,则变得在发生了剪切钢板的应力的状态下进行焊接。于是,在用于焊接的通电中、和通电结束而放开电极时,发生高的应力,发生塑性金属环区外的裂纹、塑性金属环区的熔核边缘的裂纹、熔核内的裂纹。
(e)对在重叠面具有0.5mm以上的间隙的焊接部位进行焊接的情况
图8是表示对在重叠面具有间隙的焊接部位进行焊接的状态的板厚方向的截面图。如图8所示,在钢板1a、1b之间插入了其他的构件13的情况等,有时在焊接部位的重叠面处的钢板1a、1b之间产生间隙14(以下称为“板隙”)。
在焊接部位的板隙14为0.5mm以上的状态下进行焊接的情况下,特别是在钢板的重叠面容易发生塑性金属环区外的裂纹。如果有间隙,则在钢板的重叠面侧的表面产生了拉伸应力的状态下焊接。当通过用于焊接的通电,钢板的温度上升时,该拉伸应力得到缓和,但当通电结束后,钢板开始冷却时,强的拉伸应力会产生,若在镀层金属凝固之前超过发生裂纹的临界应力,则会发生塑性金属环区外的裂纹。
(f)在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板具有0.2mm以上的间隙的状态下进行焊接的情况
图9是表示在相对于多个钢板,焊接电极的加压方向的位置不适当的状态下进行焊接的状态的板厚方向的截面。就点焊而言,为了使相对于多个钢板的焊接电极的加压方向的位置适当,曾进行了以下焊接:使固定侧的焊接电极触接钢板,将其位置教给机器人从而进行焊接;以在加压方向上能自由移动的方式在机器人与点焊枪之间设置均衡机构从而进行焊接。
但是,在对机器人的教示不良的情况下或没有设置均衡机构的情况下,如图9所示,相对于钢板1b,固定侧的焊接电极10b的加压方向的位置变得不适当,将在存在钢板1b与焊接电极10b之间的间隙15的状态下进行焊接,在焊接区发生拉伸应力。
因此,在间隙15为0.2mm以上的状态下进行焊接的情况下,特别是在钢板的重叠面容易发生塑性金属环区外的裂纹、塑性金属环区的熔核边缘的裂纹。
(g)对包含强度比超过2.5倍的钢板的板组进行焊接的情况
图10是表示在正中间设置软钢板、在上下设置高强度钢板来进行焊接的状态的板厚方向的截面。就点焊而言,经常进行3个钢板重叠的情况下的焊接。但是,当被焊接的钢板的抗拉强度之差较大时,例如,在图10的情况下,在点焊工序中,强度低的正中间的软钢板从电极正下方被挤压出从而在周围增加厚度。此时,将上下的高强度钢板上下地推开,在高强度钢板表面产生平行于钢板表面的拉伸应力。
当钢板的强度差超过2.5倍时,特别是在钢板的重叠面容易发生塑性金属环区的熔核边缘的裂纹、熔核内的裂纹。
接着,对本发明的焊接方法进行说明。
首先,准备包含一个以上的至少在焊接部位被覆有镀层的钢板的多个钢板。例如,准备2个以上的、在两面被覆有锌系镀层的、抗拉强度为780MPa以上、C含量为0.15质量%以上、板厚为0.5~3.0mm的钢板。
而且,在实际的生产中将在包含上述(a)~(g)的裂纹发生因子中的一种以上的条件下进行点焊时,优选预先进行试点焊。
就试点焊而言,在包含在实际的生产中发生的上述(a)~(g)的裂纹发生因子中的一种以上的条件下,将2个以上的钢板重叠,以从两侧夹住2个以上的钢板的方式按压由铜合金等构成的电极并且进行通电,来形成熔融金属,通电结束后,通过由水冷引起的电极的排热、和向钢板自身的热传导,将熔融金属快速冷却从而使其凝固,在钢板之间形成截面椭圆形状的熔核。
进行了试点焊后,确认焊接部位有无裂纹发生。重叠的多个钢板的焊接电极侧的裂纹、即外裂纹的确认,例如,可通过目视接触部位来进行。外裂纹的确认,如图1所示,以包含熔核的方式沿板厚方向切断,确认其截面来进行。通过使用放大镜,也能够确认小的裂纹。
钢板的重叠面的裂纹、即内裂纹的确认,例如,如图2和图3所示,以包含熔核的方式沿板厚方向切断,确认其截面来进行。通过使用放大镜,也能够确认小的裂纹。
在确认到焊接部位的裂纹,要在包含裂纹发生因子的条件下对多个钢板进行点焊的情况下,优选在进行点焊之前,进行镀层的除去。
为了确认焊接热影响区、熔核、塑性金属环区的大小,通过由点焊所致的凹陷部的中心沿板厚方向切断,进行研磨,用硝酸乙醇腐蚀液等化学药品进行腐蚀。
其后,将除去了镀层的2个以上的钢板重叠,在以试点焊的焊接工艺条件为基准调整了电流的条件下进行点焊。该电流值的调整,是为了修正由除去镀层所导致的所需电流值的变化,以使得能得到作为目标的熔核直径,通常,需要向低电流侧调整。由此,在焊接部位的裂纹的发生位置不存在熔融锌,因此能够防止钢板的与电极接触的部位以及钢板的重叠面的液体金属裂纹的发生。
接着,对于本发明的焊接方法,进一步就必要的要件和优选的要件来顺次进行说明。
<多个钢板>
被点焊的多个钢板,只要是包含一个以上的在至少一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板的多个钢板,就没有特别的限定。例如,可例举出:在钢板与电极接触的那侧的面被覆有镀层的钢板彼此的组合;在钢板与电极接触的那侧的面被覆有镀层的钢板与没有被覆镀层的钢板的组合;在钢板与电极接触的那侧的面以及钢板的重叠面被覆有镀层的钢板彼此的组合等。另外,如果考虑焊接接头的耐蚀性,则优选在钢板与电极接触的那侧的面以及钢板的重叠面被覆有镀层。
本发明的焊接方法,适合于包含镀敷含锌的合金所得到的锌系镀层钢板等的钢板的点焊。但是,根据本发明的原理明确可知,即使是Cu系镀层等的其他的镀层的情况,也能够得到同样的效果。
在被覆于被焊接的钢板的镀层为锌系镀层的情况下,只要是含锌的镀层,就没有特别的限定。例如,作为镀层种类,可例举出:合金化热浸镀锌层、热浸镀锌层、电镀锌层、电镀锌镍层。另外,也可包含锌铝镁系的镀层。
作为被点焊的多个钢板,在图1和图2中记载了2个钢板,但可以根据进行接合的结构部件的形态,如图3所示那样设为3个以上的多个钢板。被点焊的各钢板的板厚,没有特别的限定,例如,可以设为0.5~3.0mm。另外,多个钢板的合计的板厚,也没有特别的限定,例如,可以设为1.0~7.0mm。
另外,被点焊的多个钢板,其成分组成、金属组织等没有特别的限定。但是,对于在钢板与电极接触的那侧的面或钢板的重叠面被覆有锌系镀层的钢板、或者与被覆有锌系镀层的钢板隔着锌系镀层而重叠的钢板,在使用低合金TRIP钢板、或抗拉强度为780MPa以上且含有0.15质量%以上的C的钢板时,容易发生焊接部位的裂纹,因此在本发明的焊接方法中,特别是对于这样的钢板具有效果。
另外,钢板,只要在至少一部分具有板状部、且该板状部具有被相互重叠的部分即可,即使整体不是板也可以。另外,多个钢板并不限定于由各自分开的钢板构成,也可以是将一个钢板成形为管状等规定的形状后的重叠物。
<试点焊>
接着,对于试点焊进行说明。试点焊,优选在满足在实际的生产中发生的上述(a)~(g)中的一种以上的情况下进行。
试点焊,在作为目标的板组以及包含在实际的生产中发生的上述(a)~(g)的裂纹发生因子的条件下,以在实际生产中使用的焊接工艺条件实施。
焊接工艺条件采用在实际生产中使用的焊接工艺条件。例如,可将电极设为圆顶半径型的顶端直径为6~8mm的电极,加压力设为2.5~8.0kN,通电时间设为5~99周期(cycle),通电电流设为4~15kA。但是,对于通电电流值,希望采用在实际生产中设定的电流值的附近的电流值。原因是在精确的通电电流值下的试验中,有时看漏焊接部位的裂纹。这是因为,在反复进行焊接的期间,电极的表面发生损耗,即使是相同的电流值,电流密度也会降低,由此,成为接近于作为目标的最低熔核直径的熔核直径,与在焊接区产生的拉伸应力和镀层金属的熔融范围发生变化相对应。
<焊接部位的裂纹的确认>
在通过试点焊得到的点焊接头中,确认焊接部位有无裂纹发生。确认有无该裂纹发生的方法,没有特别的限定,可通过目视观察、渗透探伤检查、包含熔融凝固部在内的板厚方向的截面的观察、实施点焊接头的拉伸试验并根据是否能得到规定的抗拉强度进行判定等等来进行。或者,也可以除了观察包含点焊部在内的板厚方向的截面以外,还进行X射线透射试验来进行确认。
钢板与电极的接触部位的电极正下部裂纹,发生于钢板与电极的接触部位的电极正下方(中心部附近),肩部裂纹、电极外侧裂纹发生于焊接区外周附近。
钢板的重叠面的塑性金属环区外和塑性金属环区的熔核边缘的裂纹,发生于被覆有镀层的钢板的重叠面、或者与被覆有镀层的钢板重叠的没有被覆镀层的钢板的重叠面。而且,在这些重叠面之中,发生在塑性金属环区内及其附近。另外,熔核内的裂纹,在3个以上的钢板的点焊接头中,从塑性金属环区朝向熔核发生。
<镀层的除去>
本发明的焊接方法,其特征是,在点焊之前,除去要被焊接的钢板的镀层。镀层的除去范围,根据通过试点焊确认到的裂纹的位置,设为以下的范围为好。
(在钢板与电极的接触部位和其周围确认到裂纹时)
通过试点焊确认到外裂纹时,要除去的镀层的范围,至少设为外周成为焊接电极侧的焊接热影响区外缘的圆内的范围,要除去的镀层是重叠的多个钢板中的被确认到外裂纹的钢板的被覆在焊接电极侧的镀层。由此,即使几种裂纹发生因子叠加,在钢板的与电极接触的那侧的表面产生强的应力,由于不存在熔融了的镀层金属,因而不会发生外裂纹。
外裂纹有电极正下部裂纹、肩部裂纹、电极外侧裂纹。例如,在由于未发现电极正下部裂纹而没有除去电极的轴心线接触的部分的镀层的情况下,当反复进行点焊时,熔融了的镀层金属、或镀层金属与作为电极的铜的合金借助于电极附着于由于发生了裂纹而除去了镀层的钢板表面,从而再次发生裂纹。因此,即使是只发生了某一种裂纹的情况,也需要除去外周成为焊接电极侧的焊接热影响区外缘的圆内的全部区域的镀层。
使用图11来具体说明除去的镀层的范围。图11是说明对于2个钢板重叠的板组,确认到钢板的与电极接触的面侧以及钢板的重叠面的裂纹时,要除去的镀层的范围的板厚方向的截面图。在图11中,在重叠的被焊接的钢板101中,用虚线表示熔核预定形成部位102、塑性金属环区预定形成部位103、被预想电极正下部裂纹的部位105、被预想电极肩部裂纹的部位106、被预想电极外侧裂纹的部位107。
在图11中,也用虚线表示出热影响区外缘预定形成位置104。用于防止外裂纹的镀层的除去范围,设为使外周为热影响区外缘的直径为DHAZ1的圆内的范围。钢板的热影响区外缘预定形成位置是钢板升温至约700℃的位置。因此,在焊接过程中,该范围内的镀层金属熔融,具有充分的流动性。因此,即使为了防止外裂纹而仅除去发生裂纹的部位的镀层,也会润湿扩展到周围的除去了镀层金属的部位,从而失去除去了镀层的效果。
考虑到焊接位置的目标精度,也可以使除去镀层的范围比直径为DHAZ1的圆内的范围大,例如设为直径为DHAZ1×1.5的圆内的范围等。但是,耐蚀性降低,因此应使除去镀层的范围尽量狭小。
再者,热影响区外缘位置,在板厚方向上距熔核中心Cn的距离不同。这是因为,钢板的与电极接触的那侧被电极冷却,而对于重叠面而言,没有起到这样的冷却作用。为了防止外裂纹,除去镀层的范围的直径DHAZ1可以以钢板的电极侧表面附近的热影响区外缘来确定。
另外,为了确定热影响区外缘预定形成位置,可以使用硝酸乙醇腐蚀液等的腐蚀液进行腐蚀,然后进行试点焊部的截面观察。
(确认到钢板的重叠面的裂纹(内裂纹)时)
通过试点焊确认到熔核内或塑性金属环区的熔核边缘的裂纹或塑性金属环区外的裂纹时,要除去的镀层的范围设为:被焊接的钢板的重叠面的、外周成为重叠面的焊接热影响区外缘之中的大的外缘的直径为DHAZ2的圆内的范围。通过除去该范围的镀层,即使几种裂纹发生因子重叠,从而在钢板的重叠面产生强的应力,由于不存在熔融的镀层金属,因此也不会发生内裂纹。
另外,也可以将除去镀层的范围设为圆环内的范围,所述圆环是外周为形成于重叠的多个钢板的重叠面的焊接热影响区外缘之中的大的外缘、内周为与预定的位置共有中心且直径为熔核直径的0.8倍的圆的圆环,所述预定的位置成为形成于所述钢板的重叠面的熔核的中心。这是因为,直径为熔核直径的0.8倍的圆内的镀层实质上没有促进内裂纹的产生。
通过这样地限制除去镀层的范围,能够极力抑制由除去镀层引起的焊接工艺条件的变化。
使用图11、12来具体地说明除去的镀层的范围。图11是说明对于由2个钢板重叠而成的板组,确认到钢板的重叠面的裂纹时要除去的镀层的范围的板厚方向的截面图。在图11中,在重叠的被焊接的钢板101中,用虚线表示熔核预定形成部位102、塑性金属环区预定形成部位103、塑性金属环区外的被预想裂纹的部位108。
在图12中,用虚线表示被预测发生塑性金属环区的熔核边缘裂纹的部位109、被预测发生熔核内裂纹的部位110。
在焊接过程中,当在钢板间熔融了的镀层金属残留于拉伸应力进行作用的部位时,会发生内裂纹。
在塑性金属环区预定形成部位熔融且通过电极加压而排出的镀层金属、和在热影响区的内侧且塑性金属环区的外侧并且熔融了的镀层金属润湿到塑性金属环区外的状态下,拉伸应力进行作用,从而发生塑性金属环区外的裂纹。
在熔核预定形成位置的外缘附近熔融且通过电极加压而排出的熔融镀层金属、和在塑性金属环区预定形成部位熔融了的镀层金属封闭于塑性金属环区内的状态下,拉伸应力进行作用,从而发生塑性金属环区内的裂纹和塑性金属环区的熔核边缘的裂纹。
即,内裂纹是在焊接过程中,由于在热影响区内熔融了的镀层金属、和在钢板的重叠面熔融且向远离熔核的中心的方向(外侧方向)顺序排出的熔融镀层金属而引起的。因此,关于镀层的除去,不是仅除去内裂纹发生位置附近的镀层,需要将从熔核中心起算的包含外侧的热影响区和接近于熔核中心的熔核预定形成位置的范围的镀层一并除去。在这里,不用说,熔融了的镀层金属也包括蒸发气化然后液化了的镀层金属。
在确认到内裂纹时,除去的镀层的范围设为:被焊接的钢板的重叠面的、外周直径为重叠面的焊接热影响区外缘之中的大的外缘的当量圆直径DHAZ2且以熔核预定形成部位102的中心Cn为中心的圆内的范围。再者,所谓焊接热影响区外缘的当量圆直径是指:与重叠的2个的钢板的重叠面上的热影响区外缘中的更大的外缘的面积相同的面积的圆的直径。
关于镀层的除去,需要针对所重叠的钢板的、两方的镀层进行。原因是,在将被镀覆了的钢板彼此重叠的情况下,即使仅除去发生了裂纹的钢板的镀层,也会从所重叠的对象钢板供给熔融了的镀层金属。这样,通过除去镀层中的该范围的镀层,即使几种裂纹发生因子重叠,从而在钢板的重叠面产生强的拉伸应力,由于不存在熔融了的镀层金属,因而也不会发生内裂纹。
另外,也可以将除去镀层的范围设为圆环内的范围,所述圆环是外周为以熔核预定形成部位102的中心Cn为中心、且直径为DHAZ2或DHAZ3的圆、内周为以形成于上述钢板的重叠面的熔核预定形成部位102的中心Cn为中心、且直径为形成于重叠面的熔核Dn的直径的0.8倍的圆的圆环。原因是,直径为熔核的直径的0.8倍的圆内的镀层实质上没有促进内裂纹的产生。
在熔核预定形成部位的当量圆直径Dn的0.8倍的圆外被覆的镀层金属,在焊接过程中向塑性金属环区内排出的比例多。因此,为了抑制内裂纹,必须切实除去被覆在该范围的镀层。另一方面,在熔核预定形成部位的当量圆直径Dn的0.8倍的圆内被覆的镀层金属,向塑性金属环区内排出的比例少,因此也可以不主动地除去。
进而,通过不除去而残留直径为熔核直径Dn的0.8倍的圆内的镀层,能够防止由于除去镀层金属而导致焊接工艺条件较大地变化的情况。
再者,当镀层的除去范围变大时,存在从已除去的地方发生腐蚀的可能性,盲目地除去镀层并不是优选的,但为了防止焊接裂纹,并不妨碍超过本发明所规定的范围来除去镀层。
考虑点焊的位置精度,也可以除去在超过热影响区外缘预定形成部位的当量圆直径DHAZ2或DHAZ3的圆的范围被覆的镀层,但耐蚀性降低,因此在除去的情况下,优选努力提高点焊的位置精度,并将除去的范围设为热影响区外缘预定形成部位的当量圆直径DHAZ2或DHAZ3的5.0倍以下的部分的全部范围。
可以将要除去的镀层设为当量圆直径DHAZ2或DHAZ3的2.0倍以下的部分的全部镀层,进一步优选设为当量圆直径DHAZ2或DHAZ3的1.5倍以下的部分的全部镀层。
另外,热影响区外缘预定形成部位的当量圆直径DHAZ2、DHAZ3、熔核预定形成部位的当量圆直径Dn,是在多个钢板的点焊之前,采用试块(试样)来确定焊接工艺条件时所观察到的当量圆直径。在实际的点焊中,虽然未必是完全相同的焊接长度,但只要是本发明的焊接方法的镀层的除去范围,就能够充分地覆盖其误差。
<镀层除去后的点焊>
对于包含除去了特定位置的镀层的钢板的多个钢板的点焊而言,确认到钢板与电极的接触部位的裂纹和/或钢板的重叠面的裂纹时,在试点焊时调整电流值以使得熔核直径变得相同。由此,能够确保作为本来目标的点焊接头的强度。
<涂敷密封剂或粘接剂>
通过除去镀层,有时钢板与电极的焊接部位、和钢板的重叠面的耐蚀性变得不充分。因此,当除去了钢板与焊接电极的接触预定部位的镀层时,优选在点焊后对除去了镀层的部分的一部分或全部涂敷密封剂,当除去了钢板的重叠面的镀层时,优选在点焊之前对除去了镀层的部分的一部分或全部涂敷密封剂或粘接剂。
密封剂、粘接剂都没有特别的限定,可使用在车身的组装中所使用的公知的密封剂、粘接剂。另外,在确保耐蚀性上,预先向密封剂、粘接剂中混合由锌等构成的金属微粒子是有效的。
<镀层的除去方法>
作为镀层的除去方法,可采用机械性除去和/或蒸发除去。作为机械性除去,可采用旋转的刨刀(bite)来进行磨削。此时,如果在接触预定部位等的当量圆中心利用具有突起的刨刀来磨削,则确定了旋转中心,能够精度较好地除去镀层。通过使突起充分小,能够通过焊接来填埋突起形成的孔。
蒸发除去是对镀层照射超过必须除去的范围的具有圆形、环状、方形等的聚光形状的激光来进行蒸发除去的方法。由此,能够选择性地除去锌、镁等的引起液体金属脆化的低沸点金属。
激光的照射,重要的是不使反射光带角度地返回至振荡器。从环境保全的观点出发,优选设置抽引蒸发了的金属的装置。另外,也可以利用聚光成数十μm的激光来烧蚀除去。另外,可以通过照射等离子体来将镀层蒸发除去。
实施例
接着,对于本发明的实施例进行说明。实施例中的条件,是为了确认本发明的可实施性和效果而采用的一个条件例,本发明并不被该一个条件例限定。在不脱离本发明的要旨、且能达到本发明的目的的限度下,本发明可采用各种的条件。
表1示出使用的钢板。镀锌钢板A~E是合金化热浸镀锌钢板,在其两面被覆有镀锌层。
表1
使用2~3个表1所示的钢板进行了点焊。
试验编号1是在焊接电极的轴心线相对于钢板的表面从垂直方向偏离3°的状态下,不除去镀锌层而进行了点焊的比较例。点焊是用顶端直径6mm的圆顶半径型电极从两侧夹住2个钢板,以4kN的加压力按压,并且,通电时间设为18周期、通电电流设为9kA来进行的。其结果,确认到塑性金属环区外的内裂纹。
关于以下的例子,点焊的条件与试验编号1相同。
试验编号2~6是秉承试验编号1的结果,除去镀锌层而进行了点焊的例子。
试验编号7是在焊接时使用轴心线相对于钢板的表面从垂直方向偏离5°的带角度电极,在重叠面的间隙有0.5mm的状态下,不除去镀锌层而进行了点焊的比较例。在试验编号7中,确认到塑性金属环区外的内裂纹。
试验编号8是秉承试验编号7的结果,除去镀锌层而进行了点焊的例子。
试验编号9是采用强度比大的钢板的组合,不除去镀锌层而进行了点焊的比较例。在试验编号9中,在塑性金属环区内的熔核边缘确认到内裂纹。
试验编号10~12是秉承试验编号9的结果,除去镀锌层而进行了点焊的例子。
试验编号13是在对向的焊接电极的轴心线相对性地错开了0.5mm的状态下,并且,在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板有0.2mm的间隙的状态下,不除去镀锌层而进行了点焊的比较例。在试验编号13中,确认到从塑性金属环区内扩展至熔核内的内裂纹。
试验编号14~17是秉承试验编号9的结果,除去镀锌层而进行了点焊的例子。
试验编号18是使用在焊接时挠曲以使得轴心线相对于钢板的表面从垂直方向偏离3°的焊枪,不除去镀锌层而进行了点焊的比较例。在试验编号18中,在电极正下方和肩部确认到外裂纹。
试验编号19~20是秉承试验编号18的结果,除去镀锌层而进行了点焊的例子。
试验编号21是使用在焊接时挠曲以使得轴心线相对于钢板的表面从垂直方向偏离3°的焊枪,且对重叠面的间隙有0.5mm以上的焊接部位,不除去镀锌层而进行了点焊的比较例。在试验编号21中,在电极外侧确认到外裂纹。
关于锌系镀层的除去,采用了蒸发除去或机械性除去。
关于蒸发除去,是采用激光、等离子体来对镀锌层进行加热。
关于采用激光来进行的镀锌层的蒸发除去,是将聚光成直径9.5mm的激光以输出功率1kW对镀锌层照射0.1秒钟,来将要除去的范围的镀锌层除去。
关于采用激光烧蚀来进行的镀锌层的除去,是将聚光成直径40μm的激光以平均输出功率9W、反复数50kHz、脉冲宽度(激光出的时间)20ns,对同一点10次照射镀锌层,扫描要除去的范围的总面积来除去镀锌层。
采用等离子体进行的除去,是在电流200A、电压20V下进行放电,将镀锌层加热0.2秒钟。由于等离子体在能量密度上存在分布,因此目标镀锌层范围被完全除去,其周边也被部分地除去了。
关于机械性除去,是通过采用旋转刨刀进行磨削,来将要除去的范围的镀锌层除去。
对于试样,进行了确认耐蚀性的复合循环腐蚀试验(CCT试验)和焊接部位的裂纹的确认。将其结果示于表2~4。再者,表2~4中的裂纹发生因子栏中的符号,与优选进行上述的试点焊的情况(裂纹发生因子)对应。
CCT试验,是基于汽车用材料腐蚀试验方法(JASOM609-91),反复进行30次循环的每次循环8小时的处理来实施的。1次循环由盐水喷雾试验(2小时、5%NaCl、35℃)、干燥(4小时、30%RH、60℃),湿润试验(2小时、95%RH、50℃)组成。
评价时,在钢板间的点焊部周边未看到变化的试样记为“◎”,确认到白锈产生的试样记为“○”,产生了红锈的试样记为“×”。另外,裂纹的确认,以包含熔核的方式将试样在板厚方向上切断,确认其截面来进行。
除去镀锌层而进行点焊的结果如下。
试验编号2~3、8、10、14~15、19~20、22~23,除去本发明中规定的范围的镀锌层而进行了点焊,结果没有焊接区的裂纹的发生,耐蚀性也良好。试验编号2,对除去了镀锌层的部位涂敷了粘接剂,试验编号20,对于镀层除去部,在焊接后涂敷了密封剂,因此显示出特别良好的耐蚀性。
试验编号4~6,虽进行了镀锌层的除去,但除去范围狭小,在塑性金属环区外发生了内裂纹。
试验编号11~12,虽进行了镀锌层的除去,但除去范围狭小,在塑性金属环区的熔核边缘发生了内裂纹。
试验编号16~17,虽进行了镀锌层的除去,但除去范围狭小,发生了从塑性金属环区扩展至熔核内的内裂纹。
产业上的可利用性
根据本发明,能够简便地防止在点焊中发生液体金属裂纹。因此,本发明在产业上的可利用性很高。
附图标记说明
1、1a、1b 钢板
2 熔核
3 电极正下部裂纹
4 热影响区
5 肩部裂纹
6 电极外侧裂纹
7 塑性金属环区外的裂纹
8 塑性金属环区的熔核边缘的裂纹
9 熔核内的裂纹
10a、10b 电极
11a、11b 轴心线
12 电极轴心线错位
13 构件
14 板隙
15 间隙
101 钢板
102 熔核预定形成部位
103 塑性金属环区预定形成位置
104 热影响区外缘预定形成位置
105 电极正下部裂纹发生预想部位
106 电极肩部裂纹发生预想部位
107 电极外侧裂纹发生预想部位
108 塑性金属环区外裂纹发生预想部位
109 塑性金属环区的熔核边缘裂纹发生预想部位
110 熔核内裂纹发生预想部位
Cn 熔核预定形成部位的中心
Dc 塑性金属环区预定形成部位的当量圆直径
Dn 熔核预定形成部位的当量圆直径
DHAZ1 为了避免外裂纹而除去镀层的范围的直径
DHAZ2 对于由2个钢板重叠而成的板组,为了避免内裂纹而除去镀层的范围的直径
DHAZ3 对于由3个钢板重叠而成的板组,为了避免内裂纹而除去镀层的范围的直径
W 立起部

Claims (19)

1.一种点焊方法,是用对向的焊接电极夹住重叠的多个钢板进行点焊的方法,所述重叠的多个钢板包含一个以上的在至少一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板,其特征在于,
包括在点焊之前除去镀层的工序,
在除去所述镀层的工序中,使除去镀层的范围至少为外周成为形成于重叠的多个钢板的焊接电极侧的焊接热影响区外缘的圆内的范围,
其中,焊接热影响区外缘是指在点焊时钢板被升温至700℃的位置。
2.根据权利要求1所述的点焊方法,其特征在于,在点焊后,对除去了镀层的部分的一部分或全部涂敷密封剂。
3.根据权利要求1或2所述的点焊方法,其特征在于,在除去镀层之前进行试点焊,确认焊接部位有无裂纹发生,在确认到重叠的多个钢板的焊接电极侧的裂纹时,除去被确认到裂纹的钢板表面的镀层。
4.一种点焊方法,是用对向的焊接电极夹住重叠的多个钢板进行点焊的方法,所述重叠的多个钢板包含一个以上的在至少一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板,其特征在于,
包括在点焊之前除去镀层的工序,
在除去镀层的工序中,使除去镀层的范围为外周成为形成于重叠的多个钢板的重叠面的焊接热影响区外缘之中的大的外缘的圆内的范围。
5.一种点焊方法,是用对向的焊接电极夹住重叠的多个钢板进行点焊的方法,所述重叠的多个钢板包含一个以上的在至少一个表面的焊接部位被覆有镀层的钢板,其特征在于,
包括在点焊之前除去镀层的工序,
在除去镀层的工序中,使除去镀层的范围为圆环内的范围,所述圆环是外周为形成于重叠的多个钢板的重叠面的焊接热影响区外缘之中的大的外缘、内周为与预定的位置共有中心且直径为熔核直径的0.8倍的圆的圆环,所述预定的位置成为形成于所述钢板的重叠面的熔核的中心。
6.根据权利要求4或5所述的点焊方法,其特征在于,在点焊之前,对除去了镀层的部分的一部分或全部涂敷密封剂或粘接剂。
7.根据权利要求4或5所述的点焊方法,其特征在于,在除去镀层之前进行试点焊,确认焊接部位有无裂纹发生,在确认到重叠的多个钢板的裂纹时,除去位于被确认到裂纹的钢板的发生了裂纹的表面的镀层、和位于与所述钢板重叠的钢板的与所述发生了裂纹的表面重叠的面的镀层。
8.根据权利要求6所述的点焊方法,其特征在于,在除去镀层之前进行试点焊,确认焊接部位有无裂纹发生,在确认到重叠的多个钢板的裂纹时,除去位于被确认到裂纹的钢板的发生了裂纹的表面的镀层、和位于与所述钢板重叠的钢板的与所述发生了裂纹的表面重叠的面的镀层。
9.根据权利要求3所述的点焊方法,其特征在于,
在所述点焊在包含下述任一种以上的情况的条件下进行的情况下,进行试点焊,
(a)使焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况;
(b)使用带角度电极进行焊接的情况,所述带角度电极是焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离5°以上的电极;
(c)使用焊枪进行焊接的情况,所述焊枪在焊接时挠曲成电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上;
(d)在对向的焊接电极的轴心线产生了0.5mm以上的相对性的错位的状态下进行焊接的情况;
(e)在对重叠面的间隙有0.5mm以上的焊接部位进行焊接的情况;
(f)在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板具有0.2mm以上的间隙的状态下进行焊接的情况;
(g)对包含强度比超过2.5倍的钢板的板组进行焊接的情况。
10.根据权利要求7所述的点焊方法,其特征在于,
在所述点焊在包含下述任一种以上的情况的条件下进行的情况下,进行试点焊,
(a)使焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况;
(b)使用带角度电极进行焊接的情况,所述带角度电极是焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离5°以上的电极;
(c)使用焊枪进行焊接的情况,所述焊枪在焊接时挠曲成电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上;
(d)在对向的焊接电极的轴心线产生了0.5mm以上的相对性的错位的状态下进行焊接的情况;
(e)在对重叠面的间隙有0.5mm以上的焊接部位进行焊接的情况;
(f)在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板具有0.2mm以上的间隙的状态下进行焊接的情况;
(g)对包含强度比超过2.5倍的钢板的板组进行焊接的情况。
11.根据权利要求8所述的点焊方法,其特征在于,
在所述点焊在包含下述任一种以上的情况的条件下进行的情况下,进行试点焊,
(a)使焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上的角度来进行焊接的情况;
(b)使用带角度电极进行焊接的情况,所述带角度电极是焊接电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离5°以上的电极;
(c)使用焊枪进行焊接的情况,所述焊枪在焊接时挠曲成电极的轴心线相对于钢板表面从垂直方向偏离3°以上;
(d)在对向的焊接电极的轴心线产生了0.5mm以上的相对性的错位的状态下进行焊接的情况;
(e)在对重叠面的间隙有0.5mm以上的焊接部位进行焊接的情况;
(f)在固定侧的焊接电极的加压方向的位置相对于钢板具有0.2mm以上的间隙的状态下进行焊接的情况;
(g)对包含强度比超过2.5倍的钢板的板组进行焊接的情况。
12.根据权利要求3所述的点焊方法,其特征在于,也除去在所述试点焊中没有确认到裂纹发生的钢板的镀层。
13.根据权利要求7所述的点焊方法,其特征在于,也除去在所述试点焊中没有确认到裂纹发生的钢板的镀层。
14.根据权利要求8所述的点焊方法,其特征在于,也除去在所述试点焊中没有确认到裂纹发生的钢板的镀层。
15.根据权利要求9所述的点焊方法,其特征在于,也除去在所述试点焊中没有确认到裂纹发生的钢板的镀层。
16.根据权利要求10所述的点焊方法,其特征在于,也除去在所述试点焊中没有确认到裂纹发生的钢板的镀层。
17.根据权利要求11所述的点焊方法,其特征在于,也除去在所述试点焊中没有确认到裂纹发生的钢板的镀层。
18.根据权利要求1、2、4及5中的任一项所述的点焊方法,其特征在于,通过机械性除去和/或蒸发除去来进行镀层的除去。
19.根据权利要求1、2、4及5中的任一项所述的点焊方法,其特征在于,所述镀层为锌系镀层。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104647A1 (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 Jfeスチール株式会社 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法
KR102198584B1 (ko) * 2016-02-05 2021-01-06 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 파단 예측 방법 및 장치, 그리고 기록 매체
WO2018115946A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Arcelormittal A method for the manufacture of a coated steel sheet
WO2018117459A1 (ko) * 2016-12-22 2018-06-28 주식회사 포스코 고강도 아연도금 강판의 점 용접 방법
CN108311787A (zh) * 2018-01-18 2018-07-24 上海业识科技有限公司 基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺
US20190314915A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 GM Global Technology Operations LLC Resistance Spot Welding Workpiece Stack-Ups Having Steel Workpieces With Surface Coatings
JP7144225B2 (ja) * 2018-07-19 2022-09-29 株式会社神戸製鋼所 スポット溶接部の検査方法
US20200114459A1 (en) * 2018-10-15 2020-04-16 GM Global Technology Operations LLC Quality welding of similar and dissimilar metal welds with space between workpieces
US11065711B2 (en) * 2018-11-02 2021-07-20 GM Global Technology Operations LLC High aspect ratio weld face design for dissimilar metal welding
WO2020096271A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 Renault-Samsung Motors Co., Ltd. Combination structure of metal sheets for automobile by using trip steel and method for manufacturing the same
JP2020082104A (ja) * 2018-11-19 2020-06-04 株式会社神戸製鋼所 接合構造体及び接合構造体の製造方法
JP7059979B2 (ja) * 2019-04-25 2022-04-26 Jfeスチール株式会社 スポット溶接部材
US11548091B2 (en) * 2019-10-10 2023-01-10 GM Global Technology Operations LLC Pretreatment of weld flanges to mitigate liquid metal embrittlement cracking in resistance welding of galvanized steels
KR20220121883A (ko) * 2020-02-25 2022-09-01 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 저항 스폿 용접 방법
JP7152439B2 (ja) * 2020-03-30 2022-10-12 フタバ産業株式会社 接合部材の製造方法
JP7208193B2 (ja) * 2020-07-08 2023-01-18 フタバ産業株式会社 抵抗スポット溶接方法及び抵抗スポット溶接装置
JP7132300B2 (ja) * 2020-09-18 2022-09-06 フタバ産業株式会社 抵抗スポット溶接方法及び抵抗スポット溶接装置
CN113275724A (zh) * 2021-05-28 2021-08-20 天津津荣天宇精密机械股份有限公司 一种镀锌板电阻点焊方法及焊接装置
WO2023080076A1 (ja) 2021-11-02 2023-05-11 Jfeスチール株式会社 抵抗スポット溶接部材およびその抵抗スポット溶接方法
WO2023107907A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-15 Arconic Technologies Llc Methods for resistance spot welding, resistance spot welding systems and apparatus, and parts formed using resistance spot welding
CN115213579A (zh) * 2022-06-22 2022-10-21 首钢集团有限公司 一种镀层钢板焊点表面凸点的控制方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271758A (ja) * 1999-03-26 2000-10-03 Kyushu Fukugo Zairyo Kenkyusho:Kk チタン板と鋼板のシーム溶接方法
CN101961814A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 宝山钢铁股份有限公司 一种热镀铝锌钢板的点焊方法
CN101985189A (zh) * 2010-10-26 2011-03-16 聂健 汽车金属燃油箱的表盘双脉冲凸点焊工艺方法
CN203265868U (zh) * 2013-05-27 2013-11-06 武汉钢铁(集团)公司 一种能清理涂镀层钢板表层的点焊机
WO2014185574A1 (ko) * 2013-05-13 2014-11-20 현대하이스코 주식회사 핫 스탬핑 부품 용접성 개선방법

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1814801A1 (de) * 1966-09-21 1970-09-17 Becker Dr Otto Alfred Verfahren zum Widerstandsschweissen und -Loeten von beschichteten Blechen und Maschinen dazu
NL7101684A (zh) * 1970-03-10 1971-09-14
JPS5536051A (en) * 1978-09-05 1980-03-13 Kobe Steel Ltd Resistance welding method of surface treated material
JPS55139190A (en) * 1979-04-13 1980-10-30 Mazda Motor Corp Seam welding equipment of mild metal plated steel plate
JPS6343775A (ja) * 1986-08-07 1988-02-24 Toyota Motor Corp メツキ鋼板のスポツト溶接方法
US5047608A (en) * 1989-02-23 1991-09-10 Nippon Steel Corporation Method and apparatus for resistance welding wherein the electrode axis is included with respect to the electrode forcing axis
JP2881273B2 (ja) 1992-03-31 1999-04-12 日新製鋼株式会社 表面処理鋼管の製造方法
RU2066264C1 (ru) * 1992-12-14 1996-09-10 Волжское объединение по производству легковых автомобилей "АвтоВАЗ" Способ контактной точечной сварки оцинкованных стальных листов
JP2638413B2 (ja) * 1993-01-11 1997-08-06 菊池プレス工業株式会社 抵抗溶接方法
GB2274257A (en) 1993-01-19 1994-07-20 British Aerospace Method of preparing and welding zinc coated steel
JPH10143212A (ja) 1996-11-08 1998-05-29 Nissan Motor Co Ltd 溶接電極の面直検出方法
JP2003089881A (ja) 2001-09-17 2003-03-28 Sumitomo Metal Ind Ltd 無機潤滑皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板とその製造方法
RU2243071C2 (ru) * 2002-07-01 2004-12-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Способ контактной точечной сварки оцинкованных стальных листов
JP4262050B2 (ja) * 2002-11-27 2009-05-13 株式会社ダイヘン 抵抗溶接制御方法
JP4854920B2 (ja) * 2003-08-29 2012-01-18 豊田鉄工株式会社 スポット溶接方法およびスポット溶接された鋼板部材
JP2005088029A (ja) * 2003-09-16 2005-04-07 Nissan Motor Co Ltd 亜鉛めっき鋼板のスポット溶接方法および装置
JP2006265671A (ja) 2005-03-25 2006-10-05 Nisshin Steel Co Ltd 加工性及び耐溶融金属脆化割れ性に優れた合金化溶融亜鉛めっき高張力鋼板
JP4791992B2 (ja) 2007-03-20 2011-10-12 日新製鋼株式会社 スポット溶接用合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
KR101277778B1 (ko) * 2008-12-03 2013-06-24 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 도장 금속재 및 그 제조 방법
EP2460613A4 (en) * 2009-07-31 2015-11-04 Neturen Co Ltd WELDED CONSTRUCTION ELEMENT AND WELDING METHOD
JP5531743B2 (ja) 2010-04-12 2014-06-25 新日鐵住金株式会社 レーザろう付け方法
JP2013063460A (ja) 2011-09-20 2013-04-11 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd 亜鉛系めっき鋼板の重ね継手アークスポット溶接方法
IN2015DN00483A (zh) * 2012-08-10 2015-06-26 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
MX351054B (es) 2013-03-08 2017-09-29 Jfe Steel Corp Método de soldadura por puntos de resistencia.
JP6001478B2 (ja) * 2013-03-19 2016-10-05 株式会社神戸製鋼所 スポット溶接継手
BR112015026225B1 (pt) * 2013-04-17 2020-03-03 Nippon Steel Corporation Método de soldagem por pontos
WO2015106455A1 (en) * 2014-01-20 2015-07-23 GM Global Technology Operations LLC Welding method and system
CN104084686B (zh) * 2014-06-12 2017-01-18 上海翼锐汽车科技有限公司 一种用于抑制铝合金电阻点焊裂纹产生的电极

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000271758A (ja) * 1999-03-26 2000-10-03 Kyushu Fukugo Zairyo Kenkyusho:Kk チタン板と鋼板のシーム溶接方法
CN101961814A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 宝山钢铁股份有限公司 一种热镀铝锌钢板的点焊方法
CN101985189A (zh) * 2010-10-26 2011-03-16 聂健 汽车金属燃油箱的表盘双脉冲凸点焊工艺方法
WO2014185574A1 (ko) * 2013-05-13 2014-11-20 현대하이스코 주식회사 핫 스탬핑 부품 용접성 개선방법
CN203265868U (zh) * 2013-05-27 2013-11-06 武汉钢铁(集团)公司 一种能清理涂镀层钢板表层的点焊机

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
镀层厚度对镀锌钢板点焊质量的影响;程轩挺等;《电焊机》;20011128;全文
镀锌钢板点焊形核机理的研究;吴继等;《南昌工程学院学报》;20070630;第26卷(第3期);第31-34页

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