CN108367378B - 电阻点焊方法及焊接构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种无论钢种如何，都能根据电极(3、4)的偏心的程度来抑制焊接部(5)的破裂产生的电阻点焊方法。本发明的电阻点焊方法在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的多张钢板(1、2、6)的板厚的总和设为t(mm)、将多张钢板(1、2、6)中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将一对电极(3、4)中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)时，使加压力保持时间H为通过权利要求1～4的发明确定的规定的值以上。

Description

电阻点焊方法及焊接构件的制造方法

技术领域

本发明涉及电阻点焊方法及焊接构件的制造方法。

背景技术

通常，重叠后的钢板彼此的接合使用作为搭接电阻焊接法的一种的电阻点焊方法。如图1所示，该焊接法是夹着重叠后的2张以上的钢板1、2而从其上下利用一对电极3、4进行加压，并在上下电极间短时间通上高电流的焊接电流而进行接合的方法。利用由于高电流的焊接电流的流动而产生的电阻发热，得到点状的焊接部5。该点状的焊接部5称为熔核，是在电流流过重叠后的钢板时两钢板1、2在钢板的接触部位处熔融、凝固的部分，由此，钢板彼此呈点状地接合。

然而，在将包含表面处理钢板的多张钢板重叠而形成的板组的电阻点焊中，存在焊接部有时会产生破裂的问题。在此，表面处理钢板是指在母材(基底钢板)的表面上具有以电镀锌、熔融镀锌(包括合金化熔融镀锌)为代表的镀锌、或除了锌之外还包含铝或镁等元素的锌合金的镀敷等的金属镀层的钢板。上述焊接部的破裂以镀锌或锌合金镀敷的熔点比表面处理钢板的母材的熔点低的情况为起因。

即，上述焊接部的破裂是在点焊中，钢板表面的低熔点的金属镀层熔融，此时电极的加压力或由钢板的热膨胀、收缩产生的拉伸应力向焊接部施加时，熔融的低熔点金属侵入表面处理钢板的母材的晶界而使晶粒边界强度下降，在焊接部引起破裂的、以所谓液体金属脆性为起因的破裂。破裂的产生位置为图1那样的与电极3、4相接的一侧的钢板1、2的表面、或钢板彼此相接的一侧的钢板1、2的表面等各种。

作为这样的破裂的对策，例如在专利文献1中，提出了如下方案：使作为板组的钢板的组成成为特定范围的组成，具体而言，以重量％计，C：0.003～0.01％，Mn：0.05～0.5％，P：0.02％以下，sol.Al：0.1％以下，Ti：48×(N/14)～48×{(N/14)+(S/32)}％，Nb：93×(C/12)～0.1％，B：0.0005～0.003％，N：0.01％以下，Ni：0.05％以下，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成。

专利文献2提出了一种高强度镀敷钢板的点焊方法，其特征在于，在高强度镀敷钢板的点焊中，以满足下述条件(1)及(2)的方式设定焊接通电时间及焊接通电后的保持时间来进行点焊。

0.25·(10·t+2)/50≤WT≤0.50·(10·t+2)/50··(1)

300-500·t+250·t²≤HT··(2)

其中，t：板厚(mm)，WT：焊接通电时间(ms)，HT：焊接通电后的保持时间(ms)

另外，在专利文献2中，也提出了根据钢板的板厚而适当地设定通电时间及通电后的电极的保持时间，使用钢板中的合金元素量成为一定以下的高张力镀锌钢板进行焊接的方案。

在专利文献3中，提出了使通电模式为3级以上的多级通电，以使适当电流范围(能够稳定地形成ΔI：所希望的熔核径以上且熔融残余厚度为0.05mm以上的熔核的电流范围)为1.0kA以上，优选成为2.0kA以上的方式，调整通电时间、焊接电流等焊接条件，并在各级之间设置冷却时间的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-195597号公报

专利文献2：日本特开2003-103377号公报

专利文献3：日本特开2003-236676号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1中，需要限定钢板的合金元素量，因此存在满足要求性能的钢板的使用受到限制等的课题，特别是在最近的钢板中伴随着高强度化而高合金化进展的状况下，其适用极其受限。

在专利文献2中，仅提出了发生分散那样的设定了过大的焊接电流时的破裂抑制方法，关于未发生分散的状态下的破裂并未言及。

在专利文献3中，存在焊接条件的适当化需要较多的工时，而且对于难以确保适当电流范围的钢板及板组无法适用的课题。此外，在专利文献2及3中，关于电极的偏心产生的影响并未研讨，因此如果考虑汽车组装时的实施工序，则作为对策有时并不充分。

本发明鉴于上述那样的情况而作出，其目的在于提出一种无论钢种如何，都能够根据电极的偏心的程度来抑制焊接部的破裂发生的电阻点焊方法及焊接构件的制造方法。

用于解决课题的方案

发明者们为了实现上述的目的，反复进行了仔细研讨。焊接时产生的破裂即使在未发生分散的焊接条件范围内也会产生。得到了其产生受到各种要因的影响，但是特别是受到焊接时的偏心量D(mm)(上电极的中心轴与下电极的中心轴偏离的量，图2)较大的影响的见解。并且，得到了通过根据偏心量来适当调整通电结束后的加压力保持时间(以下，也称为保持时间)能够抑制破裂的见解。

本发明对于在焊接时产生的破裂的效果受到各种因子的复杂影响，因此无法简单地说明，但是基本的机理可考虑如下。作为焊接部的破裂产生的原因，可列举在成为高温的表面处理钢板的镀敷金属与表面处理钢板的母材(基底钢板)相接的状态下，产生以下说明的拉伸应力。在焊接结束后，电极从钢板分离，由此该拉伸应力存在局部性地增大的区域。

在通电中由于焊接部5的膨胀而焊接部周围进行了压缩变形之后，由于通电结束后的冷却而产生凝固收缩，但是在电极3、4处被加压期间，由于被该加压力限制而应力为压缩状态，或者即使为拉伸状态而应力也被缓和。然而，当从基于电极加压力的限制中被释放时，拉伸应力产生局部性地增大的区域，可想到在该区域会产生破裂。

另外，在各种干扰存在的状态下进行了破裂的评价，其结果是，可知在偏心量D(mm)存在时，特别是偏心量D(mm)较大时，容易产生破裂。其原因可考虑为，当偏心存在时，向焊接部施加弯曲应力，局部性地产生大的压缩塑性变形，由此电极释放后的拉伸应力变得非常大。如前所述，在拉伸应力向焊接部施加时，熔融的低熔点金属侵入母材的晶界而使晶粒边界强度下降，引起破裂。因此，得到了如果能够根据偏心量而使大的拉伸应力产生时的焊接部的温度适度地下降来抑制低熔点金属的向钢板的晶界的侵入，则能够减少该破裂的产生的见解。

本发明立足于上述的见解，其主旨结构如下。

[1]一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)时，满足如下的关系：

在0≤D<2的情况下，2·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。

[2]一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，该金属镀层的熔点比所述表面处理钢板的母材的熔点低，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)时，满足如下的关系：

在0≤D<2的情况下，2·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。

[3]一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)、将电极前端曲率半径小的一方的电极前端曲率半径设为R(mm)时，40≤R≤200，且满足如下的关系：

在0≤D<2的情况下，2·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。

[4]一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，该金属镀层的熔点比所述表面处理钢板的母材的熔点低，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)、将电极前端曲率半径小的一方的电极前端曲率半径设为R(mm)时，40≤R≤200，且满足如下的关系：

在0≤D<2的情况下，2·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。

[5]根据[1]～[4]中任一项记载的电阻点焊方法，其中，D为0.5以上。

[6]根据[1]～[5]中任一项记载的电阻点焊方法，其中，所述金属镀层是Zn系镀层或Al系镀层。

[7]根据[1]～[6]中任一项记载的电阻点焊方法，其中，所述多张钢板中的至少一张钢板的拉伸强度为590MPa以上。

[8]根据[1]～[7]中任一项记载的电阻点焊方法，其中，在焊接点的周围存在一个以上的已焊接点时，使所述焊接点与最接近的已焊接点的中心间距离L为6.0mm以上来进行焊接。

[9]一种焊接构件的制造方法，包括如下工序：

将多张钢板重叠而得到板组的工序，所述多张钢板包含至少一张具有金属镀层的表面处理钢板；及

利用[1]～[8]中任一项记载的电阻点焊方法将得到的板组进行焊接的工序。

发明效果

根据本发明，无论钢种如何，都能够抑制焊接部的破裂产生。

附图说明

图1是表示电阻点焊方法的图。

图2是表示电阻点焊方法中的电极的偏心的图。

图3是表示本发明的电阻点焊方法满足的式子的影像图。

图4是表示焊接点与已焊接点的中心间距离的图。

图5是表示实施例的设为2张重叠的板组时的试验方法的图。

图6是表示实施例的设为3张重叠的板组时的试验方法的图。

具体实施方式

以下，具体地说明本发明。

本发明是利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合的电阻点焊方法，具有在通电结束后保持加压力的工序。本发明适用于板组的多张钢板中的至少1张钢板为具有金属镀层的表面处理钢板的板组的电阻点焊方法。需要说明的是，优选以金属镀层的熔点比表面处理钢板的母材的熔点低的结构为对象。

作为在本发明的电阻点焊方法中能够使用的焊接装置，可以使用具备上下一对电极且在焊接中能够分别任意地控制加压力及焊接电流的焊接装置。焊接装置的加压机构(气缸、伺服电动机等)、形式(固定式、机器人枪等)、电极形状等没有特别限定。作为电极前端的形式，可列举例如JIS C 9304：1999记载的DR形(圆顶半径(Dome Radius)形)，R形(半径(Radius)形)、D形(圆顶(Dome)形)等。

并且，本发明在将通电结束后的加压力保持时间(以下，也称为保持时间)设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)时，满足如下的关系：

在0≤D<2的情况下，2·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。而且，在上述式子中，如果具体地表示偏心量D为0.5(mm)以上的情况，则本发明满足如下的关系：

在0.5≤D<2的情况下，2·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。

保持时间H是通电结束后的加压力保持时间，是从通电结束时至从钢板释放了电极时为止的时间。在此，从钢板释放了电极时是电极从钢板开始分离时。而且，加压力F是通电结束时的加压力，在进行多次通电的情况下是最后的通电结束时的加压力。通电中的加压力可以恒定，也可以不恒定。而且，在通电中及通电结束时的保持加压力的工序期间中，电极的偏心量D恒定。需要说明的是，本说明书中的在通电结束后保持加压力的工序的加压力F是实测值。

由此，即使在偏心存在的情况下，例如在点焊时容易发生破裂的偏心量为0.5mm以上的情况下，也能够降低拉伸应力产生时的焊接部的温度，能够防止表面处理钢板的金属镀层(例如，锌)的液体金属脆化。具体而言，镀敷金属在用于焊接的通电引起的加热时暂时熔融，但如果根据偏心量而将保持时间确保为一定以上地降低焊接部的温度，则在之后的电极开放之际的拉伸应力产生时，镀敷金属已经凝固，因此镀敷金属不会侵入晶界，可认为能够减少破裂的产生。需要说明的是，由于在电极始终被水冷的状态下进行点焊，因此当延长保持时间时，冷却速度增大，能够降低拉伸应力产生时的焊接部的温度。如果仅考虑金属镀层的凝固则只要延长保持时间即可，但是在本发明中不需要超过必要地形成为长时间，例如通过将保持时间设为满足式子的下限值附近，能够成为抑制破裂的产生且生产性良好的电阻点焊方法。例如，也可以使保持时间H为30ms以下。

如前所述，当偏心存在时，向焊接部施加弯曲应力，局部性地产生大的压缩塑性变形，电极释放后的拉伸应力变得非常大。因此，根据偏心量来适当地调整保持时间的情况至关重要。

即，在偏心量为0mm以上且小于2mm的范围内，由于偏心而向焊接部施加的弯曲应力比较小。因此，在电极释放后，在焊接部产生的拉伸应力也不会变得太大。即，相对于偏心量的保持时间的增加余量可以较小。

在偏心量为2mm以上且小于5mm的范围内，随着偏心量增大而在电极释放后在焊接部产生的拉伸应力的增加余量变得显著。因此，相应地，需要根据拉伸应力的增加余量而使保持时间增加。

需要说明的是，偏心量为2mm是指偏心量实质上为2.0mm，而且，偏心量为5mm是指偏心量实质上为5.0mm。

在偏心量为5mm以上且小于10mm的范围内，在焊接部产生的拉伸应力变得非常大。然而，由于在一次熔融后的金属镀敷完全凝固之后使电极释放，由此能够防止破裂产生。可认为如果熔融的金属镀敷未残存，则不会产生破裂。在偏心量为5mm以上且小于10mm的范围内，为了确保熔融的金属镀敷凝固所需的充分的保持时间，可以减小相对于偏心量的保持时间的增加余量。但是，如果偏心量增大，则熔核与电极前端间的距离增大，因此焊接部的冷却速度处于下降的倾向。因此，优选根据偏心量而使保持时间增加一定以上。

需要说明的是，在偏心量为10mm以上的情况下，在上下的电极间难以形成适当的熔核，因此在此不作为对象。

在上述中，说明了相对于在焊接时产生的破裂的偏心与保持时间的关系，但是以下，也叙述对于在焊接时产生的破裂的其他的影响因子。

当进行焊接的钢板的板厚的总和t增大时，向电极的排热不充分。因此，焊接部的冷却速度下降。而且，焊接部的限制也增强。因此，容易产生破裂。

同样，当进行焊接的钢板的拉伸强度T增大时，焊接部的限制变大，而且，在电极释放后在焊接部产生的拉伸应力也变大。因此，容易产生破裂。

当基于电极的加压力F增大时，能促进熔融了的金属镀敷向焊接部周围的排出。由此，在焊接部附近与母材相接的金属镀敷的量减少，可认为能抑制破裂的产生。

另外，当电极前端直径d增大时，电极与钢板相接的面积变大，因此加压时的应力分散，从而可认为能减少局部性的弯曲应力。此外，由于也能促进向电极的排热，因此能抑制破裂的产生。但是，如果电极前端直径d过度增大，则钢板彼此的接触不稳定，因此优选设为4mm≤d≤10mm的程度。

从上述的理由出发，发现了上述的关系式。关于关系式中的系数，根据偏心量，利用实验而求出了最适的系数。

另外，在破裂容易产生的板组的情况下、在焊接部的限制强的状态下进行焊接的情况下，为了减少破裂，优选满足如下关系：

在0≤D<2的情况下，3·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(10·D-14)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+31)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。更希望的是，更优选满足如下关系：

在0≤D<2的情况下，4·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(15·D-22)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+48)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。

上述的本发明的电阻点焊方法满足的式子(图3中(a))、及优选满足的式子(图3中(b))以及更优选的式子(图3中(c))的影像图如图3所示。需要说明的是，图3是表示电极前端直径为6mm、板厚的总和t为3.2mm、拉伸强度T为1500MPa、加压力F为2500N时的各式的图。

另外，通过将使用的电极的前端曲率半径R进行适当化，能够更有效地得到本发明的效果。在R小于40mm的情况下，由于偏心而产生的弯曲应力增大，因此破裂容易产生。

反之，在R过大的情况下，电极与钢板的接触面积增大，因此向钢板间施加的压力下降，钢板彼此的接触变得不稳定，由此容易产生分散。在分散产生时，熔融金属向周围飞散，由此焊接部的体积减少，因此电极被较大地压入于钢板，从而向钢板表面施加大的张力，破裂容易产生。

因此，如下情况在破裂抑制上有效，即将电极前端曲率半径(mm)R设为40≤R≤200，且满足如下关系：

在0≤D<2的情况下，2·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。而且，在上述式子中，如果具体表示偏心量D为0.5(mm)以上的情况，则

在0.5≤D<2的情况下为2·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下为(6·D-8)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下为(D+17)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。

此外，在容易产生破裂的板组的情况下、在焊接部的限制强的状态下进行焊接的情况下，为了减少破裂，优选满足如下关系：

在0≤D<2的情况下，3·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(10·D-14)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+31)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。更希望的是，更优选满足如下关系：

在0≤D<2的情况下，4·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(15·D-22)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+48)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。

通过这样根据偏心量D使保持时间为一定以上，能够抑制破裂。另一方面，冷却速度的过度的增加可能会使熔核的韧性下降，因此保持时间H的上限优选设为2000ms。

另外，钢板的拉伸强度T没有特别限定，例如为250MPa～2000MPa，但是如上所述板组的拉伸强度增大时，容易产生破裂，因此通过对于板组的钢板中的至少1张钢板的拉伸强度为590MPa以上的板组适用本发明，能够得到更良好的效果。尤其是在板组的钢板中的至少1张的拉伸强度为780MPa以上的情况下，能够得到更大的效果。

另外，在进行焊接的焊接点的附近存在已焊接点的情况下，由于已焊接点而钢板的变形受到限制，在受到非常强的限制的状态下进行焊接。因此，在焊接部产生的拉伸应力增大，容易产生破裂。因此，如图4那样，在焊接点的周围存在1个以上的已焊接点的情况下，在焊接点与最接近的已焊接点的中心间距离为L时，通过将中心间距离L设为6.0mm以上，能够得到焊接部的破裂产生抑制的更大的效果。需要说明的是，焊接点的中心是焊接了的钢板与钢板的接合面的熔核的中心。焊接了的钢板与钢板的接合面的熔核的形状成为圆或椭圆，椭圆的中心是长轴与短轴的交点。而且，在圆或椭圆以外的形状的情况下，以接合面的形状的重心为中心来求出中心间距离L。

在破裂容易产生的板组或偏心量D大时等，优选使中心间距离L成为8.0mm以上。更希望的是，更优选使中心间距离L成为10.0mm以上。

本发明使用的板组的钢板的钢种没有特别限定。钢板的制造方法为冷轧/热轧等，可以任意，钢板的组织也同样任意。而且，本发明使用的板组的钢板即便使用热冲压后的钢板也没有任何问题。而且，关于钢板的板厚，也只要是一般性的汽车车身可使用的范围(0.5～4.0mm左右)即可。

关于具有金属镀层的表面处理钢板的金属镀层的组成也任意。如上所述，焊接部的破裂的原因之一是低熔点的金属镀层熔融的情况，因此在具有熔点比母材低的镀层的情况下，焊接部的破裂抑制效果大。母材(基底钢板)的熔点为例如1400～1570℃，金属镀层的熔点为例如300～1200℃。如果是一般性的镀层，则熔点比钢板低。作为金属镀层，可列举Zn系镀层、Al系镀层。在需要耐蚀性的构件中，与Al系镀敷相比，Zn系镀敷优异。这是因为，通过锌Zn的牺牲防蚀作用，能够使基底钢板的腐蚀速度下降。作为Zn系镀敷，可以例示一般性的熔融镀锌(GI)、合金化熔融镀锌(GA)、电镀锌(EG)、Zn-Ni系镀敷(例如，包含10～25质量％的Ni的Zn-Ni系镀敷)、Zn-Al系镀敷、Zn-Mg系镀敷、Zn-Al-Mg系镀敷等。而且，作为Al系镀敷，可以例示Al-Si系镀敷(例如，包含10～20质量％的Si的Al-Si系镀敷)等。金属镀层可以设置于表面处理钢板的一面，也可以设置于两面。镀敷的附着量也任意，但是从焊接性的观点出发，优选每一面为120g/m²以下。

本发明的板组没有特别限定，可以将同种钢板重叠多张，或者也可以将异种钢板重叠多张。而且，即使各钢板的板厚不同也没有任何问题，也可以成为具有熔点比钢板低的金属镀层的钢板与不具有金属镀层的钢板的组合。

此外，通电中的电流值/通电时间/加压力可以恒定，但不需要必须恒定，也可以使电流值或加压力变化为2级以上，还可以在各级之间设置冷却时间。而且，即便使用对焊接中的电阻值/电压值这样的参数进行监视并根据其变动而使电流值或通电时间变化的控制方法也没有任何问题。

在1级的通电中进行焊接时的电流值、通电时间、通电中的加压力的优选范围如下所示。通电中的电流值优选例如小于10kA。而且，通电时间优选为例如200ms～700ms。通电中的加压力优选为例如2000N～7000N。

另外，在正式通电的前后进行短时间的预通电/后通电的多级通电的情况下，优选的电流值的上限扩展至15kA。而且，优选的通电时间的上限扩展至1000ms。但是，多级通电时的通电时间是各级的通电时间的总和。

另外，在实施焊接时，也可以在钢板间存在间隙的状态、电极相对于钢板倾斜的状态下进行焊接。

使用上述本发明的电阻点焊方法，能够得到将多张钢板焊接而形成的焊接构件，所述多张钢板包含至少1张具有金属镀层的表面处理钢板。具体而言，本发明的焊接构件的制造方法包括如下工序：将多张钢板重叠而得到板组的工序，所述多张钢板包含至少1张具有金属镀层的表面处理钢板；及利用上述电阻点焊方法将得到的板组进行焊接的工序。当使用上述电阻点焊方法进行焊接时，能够抑制焊接部的破裂产生，因此能够制造出减少了焊接部的破裂的焊接构件。

实施例

本发明的实施例如以下所示。关于表1所示的2张重叠或3张重叠的各板组，以表2(表2-1～表2-3)所示的条件进行电阻点焊，制造了接头(焊接构件)。需要说明的是，本实施例的各供试材料的母材的熔点为1400～1570℃的范围，熔融镀锌(GI)及合金化熔融镀锌(GA)的熔点分别为400～500℃、600～950℃的范围。表1所示的拉伸强度是由各钢板沿着与轧制方向平行的方向制造JIS5号拉伸试验片，遵照JIS Z 2241：2011的规定实施拉伸试验而求出的拉伸强度。而且，表2所示的在通电结束后保持加压力的工序的加压力F是实测值。图5示出使钢板1与2重叠而形成为2张重叠的板组时的试验方法，图6示出使钢板1、2及6重叠而形成为3张重叠的板组时的试验方法。在评价的焊接点的周围没有已焊接点的情况下，在表2中的“已焊接点”栏中记载“无”。而且，在已焊接点存在时，在表2中的“已焊接点”栏中记载焊接点与已焊接点的中心间距离L。需要说明的是，评价焊接与已焊接的焊接条件相同。

焊接装置使用了逆变直流电阻点焊机，电极使用了DR形的铬铜制电极。使用的电极的前端直径及前端的曲率半径也如表2所示。2个电极使用了相同的电极。通电为1次，通电中的电流值(焊接电流)为恒定值。而且，偏心量在通电中及通电结束时的保持加压力的工序期间中为恒定。加压力是通电结束时的加压力，在通电中及通电结束时的保持加压力的工序期间中为恒定。而且，电阻点焊在室温下进行，以电极始终为水冷的状态进行。

对于得到的各接头，将焊接部沿钢板板厚方向切断而对截面进行镜面研磨，通过扫描型电子显微镜(倍率2000倍)观察了破裂的有无。以相同条件制造/观察10个接头，按照以下的基准判定了结果。A～C为○(合格)，F为×(不合格)。

A：在全部10个接头中无破裂

B：10个中的1个存在长度小于10μm的破裂，且全部10个接头没有长度10μm以上的破裂

C：10个中的2个存在长度小于10μm的破裂，且全部10个接头没有长度10μm以上的破裂

F：10个中的3个以上存在长度小于10μm破裂，或者10个中的1个以上存在长度10μm以上的破裂

以满足本发明的方式设定了保持时间的接头(本发明例)无论分散产生的有无，全部都为A～C中的任一个评价(○(合格))。

[表1]

[表2-1]

[表2-2]

[表2-3]

标号说明

1、2、6 钢板

3、4 电极

5 焊接部(熔核)。

Claims (21)

1.一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)时，满足如下的关系：

在0<D<2的情况下，2·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。

2.根据权利要求1所述的电阻点焊方法，其中，

D为0.5以上。

3.根据权利要求1或2所述的电阻点焊方法，其中，

所述金属镀层是Zn系镀层或Al系镀层。

4.根据权利要求1或2所述的电阻点焊方法，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板的拉伸强度为590MPa以上。

5.根据权利要求1或2所述的电阻点焊方法，其中，

在焊接点的周围存在一个以上的已焊接点时，使所述焊接点与最接近的已焊接点的中心间距离L为6.0mm以上来进行焊接。

6.一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，该金属镀层的熔点比所述表面处理钢板的母材的熔点低，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)时，满足如下的关系：

在0<D<2的情况下，2·D·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T/(F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T/(F·d))^1/2≤H。

7.根据权利要求6所述的电阻点焊方法，其中，

D为0.5以上。

8.根据权利要求6或7所述的电阻点焊方法，其中，

所述金属镀层是Zn系镀层或Al系镀层。

9.根据权利要求6或7所述的电阻点焊方法，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板的拉伸强度为590MPa以上。

10.根据权利要求6或7所述的电阻点焊方法，其中，

在焊接点的周围存在一个以上的已焊接点时，使所述焊接点与最接近的已焊接点的中心间距离L为6.0mm以上来进行焊接。

11.一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)、将电极前端曲率半径小的一方的电极前端曲率半径设为R(mm)时，40≤R≤200，且满足如下的关系：

在0<D<2的情况下，2·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。

12.根据权利要求11所述的电阻点焊方法，其中，

D为0.5以上。

13.根据权利要求11或12所述的电阻点焊方法，其中，

所述金属镀层是Zn系镀层或Al系镀层。

14.根据权利要求11或12所述的电阻点焊方法，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板的拉伸强度为590MPa以上。

15.根据权利要求11或12所述的电阻点焊方法，其中，

在焊接点的周围存在一个以上的已焊接点时，使所述焊接点与最接近的已焊接点的中心间距离L为6.0mm以上来进行焊接。

16.一种电阻点焊方法，利用一对电极夹持将多张钢板重叠而形成的板组，一边加压一边通电而进行接合，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板是具有金属镀层的表面处理钢板，该金属镀层的熔点比所述表面处理钢板的母材的熔点低，

在将通电结束后的加压力保持时间设为H(ms)、将电极的偏心量设为D(mm)、将重叠后的所述多张钢板的板厚的总和设为t(mm)、将所述多张钢板中的拉伸强度最大的钢板的拉伸强度设为T(MPa)、将加压力设为F(N)、将所述一对电极中的电极前端直径小的一方的前端直径设为d(mm)、将电极前端曲率半径小的一方的电极前端曲率半径设为R(mm)时，40≤R≤200，且满足如下的关系：

在0<D<2的情况下，2·D·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在2≤D<5的情况下，(6·D-8)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H

在5≤D<10的情况下，(D+17)·(t·T·R/(40·F·d))^1/2≤H。

17.根据权利要求16所述的电阻点焊方法，其中，

D为0.5以上。

18.根据权利要求16或17所述的电阻点焊方法，其中，

所述金属镀层是Zn系镀层或Al系镀层。

19.根据权利要求16或17所述的电阻点焊方法，其中，

所述多张钢板中的至少一张钢板的拉伸强度为590MPa以上。

20.根据权利要求16或17所述的电阻点焊方法，其中，

在焊接点的周围存在一个以上的已焊接点时，使所述焊接点与最接近的已焊接点的中心间距离L为6.0mm以上来进行焊接。

21.一种焊接构件的制造方法，包括如下工序：

将多张钢板重叠而得到板组的工序，所述多张钢板包含至少一张具有金属镀层的表面处理钢板；及

利用权利要求1～20中任一项所述的电阻点焊方法将得到的板组进行焊接的工序。

Images