CN112743228B - 激光焊接接头及汽车用骨架零件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光焊接接头及汽车用骨架零件。该激光焊接接头由两张钢板构成，其特征在于，在所述两张钢板之间具有间隙，所述间隙的大小为两张钢板中的薄的一方的板厚的10％～50％，在所述两张钢板中的上侧的钢板表面形成的焊道中，将从焊道始端至焊道全长的1/5的位置即焊道始端1/5部位附近与从焊道终端至焊道全长的1/5的位置即焊道终端1/5部位附近之间设为焊道主体，将从焊道终端至焊道全长的1/10的位置设为焊道终端1/10部位，将焊道主体的焊道宽度设为W，将焊道终端1/10部位处的焊道宽度设为W_f，此时，满足下述式，0.80≤W_f/W≤1.20。

Description

激光焊接接头及汽车用骨架零件

本申请是国际申请日为2017年8月22日、国际申请号为PCT/JP2017/029899、国家申请号为201780050173.6、发明名称为“激光焊接接头的制造方法、激光焊接接头及汽车用骨架零件”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及激光焊接接头及汽车用骨架零件。

背景技术

以往，在汽车的结构构件的焊接中使用电阻点焊。然而，电阻点焊存在焊接花费时间这样的问题、由于分流而无法缩窄间距这样的问题、进而存在由焊接机的焊枪引起的空间性的制约这样的问题。因此，近年来，除了以往的点焊之外，也进行了向重叠的钢板的表面照射激光束而将钢板接合的激光焊接的研讨。在激光焊接中，向重叠的钢板的表面照射激光束而使钢板的激光束照射部位熔融及凝固，由此形成焊道并将钢板接合而得到激光焊接接头。然而，存在有在焊道的终端侧产生破裂这样的问题，当破裂产生时，外观变差。作为要求外观优异的情况的汽车的结构构件，由于该破裂而外观变差的激光焊接接头难以使用。而且，当破裂发生时，也存在激光焊接接头的剥离强度降低这样的问题。

该在焊道终端侧产生破裂这样的问题在重叠的钢板之间存在间隙的情况下变得特别显著。作为在这样的重叠的钢板之间存在间隙的状态下进行激光焊接的方法，公开了各种技术(例如，参照专利文献1及专利文献2)。

专利文献1的方法是从板与板的间隙小的一方朝向大的一方进行焊接的方法，存在需要特殊的夹紧工具，而且仅能对预先决定的焊接路径进行焊接这样的问题。而且，关于外观未进行研讨。

另外，专利文献2的方法是通过使焊接线交叠而使焊接始终端部再熔融来提高焊接外观的方法，但是存在焊接花费时间这样的问题而难以使用。

需要说明的是，这样的在焊道终端部产生破裂而外观变差的问题并不局限于汽车的结构构件，在其他的用途使用的激光焊接接头中也同样存在。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5125001号

专利文献2：日本特开2013-215755号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种能抑制焊道终端部处的破裂的产生且外观优异的激光焊接接头及汽车用骨架零件。

用于解决课题的方案

如上所述，特别是在重叠的钢板之间存在间隙的钢板的激光焊接中，在焊接终端部(焊道终端部)容易产生破裂或缺陷。本发明者们为了解决上述课题而进行了研讨。其结果是，得到了以下的见解。

在焊接结束时，为了防止焊道终端部处的破裂的产生，必须减少热量输入。作为减少热量输入的方法，可考虑减少焊接结束时的激光输出的方法和提高焊接速度的方法。然而，提高焊接速度的方法可想到溅射产生量的增加。因此，着眼于减少焊接结束时的激光输出的方法而研讨了焊道终端部处的破裂的产生防止。进而，在重叠的钢板之间存在间隙的情况下，稳定时会增加间隙量(板隙量)的激光输出，因此在焊接结束时需要减少间隙量(板隙量)的激光输出。

考虑了以上的情况的结果是，本发明者们知晓了通过控制两张钢板的板厚、两张钢板之间的间隙的大小、激光输出、及它们的关系，即，通过满足下述式(1)，能够抑制焊道终端侧处的破裂的产生，并完成了本发明。

0.8((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))P<P_f<((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))P (1)

其中，a为0.5t₁和0.5t₂中的小的一方以下，K＝(t₂/t₁)a(单位：mm)。而且，将上侧的钢板的板厚设为t₁(mm)，将下侧的钢板的板厚设为t₂(mm)，将上侧的钢板与下侧的钢板之间的间隙的大小设为a(mm)，将初期焊接及正式焊接中的激光输出设为P(kW)，将终期焊接中的激光输出设为P_f(kW)。

通过满足上述式(1)，在焊接结束时预先减小熔融部分，在凝固时以不产生焊接缺陷的方式使熔融部稳定。其结果是，防止焊道终端部处的破裂的产生。

此外，在焊接始端部(焊道始端部)，存在焊道宽度变细的情况。在焊接开始时，为了使钢板表面熔融而必须增加热量输入。即，为了使钢板表面熔化而需要能量，因此焊接不稳定。其结果是，可知焊道始端部的焊道宽度变细。作为增加热量输入的方法，可考虑增加焊接开始时的激光输出的方法和降低焊接速度的方法。然而，增加激光输出的方法可想到溅射产生量的增加。因此，着眼于降低焊接开始时的焊接速度的方法，研讨了防止焊道始端部的焊道宽度变细的情况。此外，也需要考虑在重叠的钢板之间存在间隙时的能量损失。

考虑了以上情况的结果是，本发明者们知晓了通过控制两张钢板的板厚、两张钢板之间的间隙的大小、焊接速度、及它们的关系，即，通过满足下述式(2)，能够抑制焊道始端部的焊道宽度变细的情况。

0.75((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))v<v_i<((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))v (2)

其中，a为0.5t₁和0.5t₂中的小的一方以下，K＝(t₂/t₁)a。而且，将上侧的钢板的板厚设为t₁(mm)，将下侧的钢板的板厚设为t₂(mm)，将上侧的钢板与下侧的钢板之间的间隙的大小设为a(mm)，将正式焊接及终期焊接中的焊接速度设为v(m/min)，将初期焊接中的焊接速度设为v_i(m/min)。

通过满足上述式(2)，熔融池即使在刚焊接之后也稳定。其结果是，能够抑制焊道始端部的焊道宽度变细的情况。

本发明基于上述的见解而完成，其主旨如下所述。

[1]一种激光焊接接头，由两张钢板构成，其特征在于，

在所述两张钢板之间具有间隙，

所述间隙的大小为两张钢板中的薄的一方的板厚的10％～50％，

在所述两张钢板中的上侧的钢板表面形成的焊道中，将从焊道始端至焊道全长的1/5的位置即焊道始端1/5部位附近与从焊道终端至焊道全长的1/5的位置即焊道终端1/5部位附近之间设为焊道主体，

将从焊道终端至焊道全长的1/10的位置设为焊道终端1/10部位，

将焊道主体的焊道宽度设为W，将焊道终端1/10部位处的焊道宽度设为W_f，此时，

满足下述式(3)。

0.80≤W_f/W≤1.20 (3)

[2]根据[1]记载的激光焊接接头，其特征在于，

将从焊道始端至焊道全长的1/10的位置设为焊道始端1/10部位，

将焊道始端1/10部位处的焊道宽度设为W_i，此时，

满足下述式(4)。

0.80≤W_i/W≤1.20 (4)

[3]一种汽车用骨架零件，其特征在于，所述汽车用骨架零件具有激光焊接接头，所述激光焊接接头是[1]或[2]记载的激光焊接接头，所述两张钢板分别是拉伸强度为980MPa以上的高强度钢板。

[4]根据[3]记载的汽车用骨架零件，其特征在于，

所述两张钢板分别具有如下的成分组成：以质量％计，含有超过0.07％且0.25％以下的C、小于0.03％的P+S、1.8％以上且3.0％以下的Mn、超过1.2％且1.8％以下的Si，且含有下述A组及下述B组中的至少一方，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成，所述两张钢板各自的板厚为1.0mm以上且2.0mm以下。

A组：0.005％以上且0.01％以下的Ti及0.005％以上且小于0.050％的Nb中的至少一方

B组：从1.0％以下的Cr、0.50％以下的Mo及0.10％以下的B中选择的至少一种

发明效果

根据本发明，抑制以具有间隙的方式重叠的两张钢板的激光焊接的焊道终端侧处的破裂的产生，因此能够制造出外观优异的激光焊接接头。而且，由于抑制破裂的产生，因此能够制造出剥离强度高且安全性优异的激光焊接接头。而且，不需要如专利文献2那样使焊道始终端部再熔融，因此能够在短时间内制造出激光焊接接头。

此外，能够使焊道宽度遍及焊道整体而均匀，能够制造出外观更优异的激光焊接接头。

另外，本发明的激光焊接接头由于外观优异，因此能够良好地使用于汽车的结构构件，例如通过使用高强度钢板作为进行接合的钢板而能够形成为汽车用骨架零件。

附图说明

图1是表示本发明的激光焊接接头的外观的立体图及主要部分放大图。

图2是本发明的激光焊接接头的剖视放大图。

图3是表示在本发明的激光焊接接头的上侧的钢板的表面上形成的焊道的俯视图。

图4是表示形成有C字状的焊道的本发明的激光焊接接头的外观的立体图。

图5是表示形成有S字状的焊道的本发明的激光焊接接头的外观的立体图。

图6是表示实施例及比较例的试验片的立体图。

具体实施方式

本发明的激光焊接接头的制造方法通过激光焊接来得到将两张钢板接合的激光焊接接头，所述激光焊接是如下焊接：在使两张钢板以所述两张钢板之间具有间隙的方式上下重叠的状态下向上侧的钢板表面照射激光束，使被照射了激光束的部位熔融及凝固而形成焊道并将两张钢板接合。并且，其特征在于，将上侧的钢板的板厚设为t₁(mm)，将下侧的钢板的板厚设为t₂(mm)，将上侧的钢板与下侧的钢板之间的间隙的大小设为a(mm)，将从焊道始端至焊道全长的1/5附近形成焊道的工序设为初期焊接，将接着该初期焊接而直至焊道全长的4/5附近形成焊道的工序设为正式焊接，将接着该正式焊接而直至焊道终端形成焊道的工序设为终期焊接，将初期焊接及正式焊接中的激光输出设为P(kW)，将终期焊接中的激光输出设为P_f(kW)，此时，满足下述式(1)。

0.8((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))P<P_f<((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))P (1)

其中，a为0.5t₁和0.5t₂中的小的一方以下，K＝(t₂/t₁)a(单位：mm)。

在这样的本发明的激光焊接接头1的制造方法中，以下，使用作为本发明的一例的图1～图3进行详细说明。图1(a)是表示利用本发明的激光焊接接头的制造方法制造的本发明的激光焊接接头的外观的立体图，图1(b)是图1(a)的主要部分放大图。图2是利用本发明的激光焊接接头的制造方法制造的激光焊接接头的剖视放大图。图3是表示在利用本发明的激光焊接接头的制造方法制造的激光焊接接头的上侧的钢板的表面上形成的焊道的俯视图。

在本发明的激光焊接接头的制造方法中，首先，作为两张钢板，例如图1(a)所示，使帽形形状的钢板(帽部上板)4及钢板(帽部下板)5以在它们之间具有间隙的方式上下重叠。

在本发明中进行激光焊接的对象是钢板(钢板4、钢板5)。钢板4及钢板5的种类没有特别限定，但是优选例如拉伸强度为980MPa以上的高强度钢板。980MPa以上的高强度钢板由于碳等的量比较高，因此在焊道终端侧容易产生破裂。然而，在本发明的激光焊接接头的制造方法中能够抑制焊道终端侧的破裂的产生，能够制造出即便使用高强度钢板也会抑制破裂的产生且具有优异的外观的激光焊接接头。通过这样形成为例如拉伸强度980MPa以上的高强度钢板的激光焊接接头，能够作为要求强度的汽车用骨架构件良好地使用。

钢板4及钢板5的成分组成没有特别限定，例如，可以具有如下的成分组成：以质量％计，含有超过0.07％且0.25％以下的C、小于0.03％的P+S、1.8％以上且3.0％以下的Mn、超过1.2％且1.8％以下的Si，且含有下述A组及下述B组中的至少一方，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成。以下，各成分组成中的％是指质量％。

A组：0.005％以上且0.01％以下的Ti及0.005％以上且小于0.050％的Nb中的至少一方

B组：从1.0％以下的Cr、0.50％以下的Mo及0.10％以下的B中选择的至少一种

(C：超过0.07％且0.25％以下)

当C含量超过0.07％时，不会得不到析出强化的效果。另一方面，当C含量为0.25％以下时，不会导致粗大的碳化物的析出，能够确保所希望的高强度、加工性。因此，C含量优选超过0.07％且为0.25％以下。

(P+S：小于0.03％)

当P含量与S含量的总计量(P+S)小于0.03％时，延展性及韧性不会下降，能够确保所希望的高强度、加工性。因此，P含量与S含量的总计量(P+S)优选小于0.03％。

(Mn：1.8％以上且3.0％以下)

当Mn含量为1.8％以上时，能够确保充分的淬火性，不会析出粗大的碳化物。另一方面，当Mn含量为3.0％以下时，晶界脆化感受性增加而韧性、耐低温破裂性不会劣化。因此，Mn含量优选为1.8％以上且3.0％以下。Mn含量更优选为2.5％以下。

(Si：超过1.2％且1.8％以下)

当Si含量超过1.2％时，能充分地得到固溶并使钢的强度增加的效果。另一方面，当Si含量为1.8％以下时，焊接热影响部的硬化不会变大，焊接热影响部的韧性、耐低温破裂性不会劣化。因此，Si含量优选为超过1.2％且1.8％以下。Si含量更优选为1.5％以下。

(A组：0.005％以上且0.010％以下的Ti及0.005％以上且小于0.050％的Nb中的至少一方)

Ti、Nb作为碳化物或氮化物而析出，具有抑制退火中的奥氏体的粗大化的作用。因此，优选含有这些元素中的至少1种。为了得到该效果，Ti含有0.005％以上，Nb含有0.005％以上。然而，即使过度地含有，由于上述作用产生的效果饱和而会变得不经济。不仅如此，而且退火时的再结晶温度上升，退火后的金属组织变得不均匀，放边性也受损。此外，碳化物或氮化物的析出量增加，屈服比上升，形状冻结性也劣化。因此，Ti含量为0.010％以下，Nb含量小于0.050％。Ti含量优选小于0.008％，Nb含量优选小于0.040％。

(B组：从1.0％以下的Cr、0.50％以下的Mo及0.10％以下的B中选择的至少一种)

Cr、Mo及B是具有提高钢的淬火性的作用的元素。因此，也可以含有这些元素的1种类以上。然而，即便过度地含有这些元素，由于上述的效果饱和而会变得不经济。因此，在含有这些元素的情况下，Cr含量为1.0％以下，Mo含量为0.50％以下，B含量为0.10％以下。Cr含量优选为0.50％以下，Mo含量优选为0.10％以下，B含量优选为0.030％以下。Cr含量优选为0.01％以上，Mo含量优选为0.004％以上，B含量优选为0.0001％以上。

(其余部分为Fe及不可避免的杂质)

上述成分组成以外的其余部分为Fe及不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，可列举0.015～0.050％的Al、0.002～0.005％的N等。

在本发明中作为进行激光焊接的对象的两张钢板的板厚没有特别限定，但是优选为例如1.0mm以上且2.0mm以下的范围内。更优选为1.2mm以上且1.8mm以下。板厚为该范围内的钢板作为汽车用骨架构件而能够良好地使用。具体而言，优选上侧的钢板4的板厚t₁满足1.0mm≤t₁≤2.0mm，下侧的钢板5的板厚t₂满足1.0mm≤t₂≤2.0mm。更优选上侧的钢板4的板厚t₁满足1.2mm≤t₁≤1.8mm，下侧的钢板5的板厚t₂满足1.2mm≤t₂≤1.8mm。

需要说明的是，两张钢板4及钢板5可以相同，也可以不同，钢板4及钢板5可以是同种类及同形状的钢板，也可以是不同种类、不同形状的钢板。

并且，在本发明中，如图2所示，在激光焊接前的钢板4与钢板5之间存在间隙A。

激光焊接前的钢板4与钢板5之间的间隙A的大小为a(mm)，即，钢板4与钢板5之间的间隙A的在钢板的板厚方向上的大小需要满足0.5t₁和0.5t₂中的小的一方以下。换言之，激光焊接前的钢板4与钢板5之间的间隙A的大小a在上侧的钢板4的板厚t₁比下侧的钢板5的板厚t₂小的情况下满足a≤0.5t₁，在下侧的钢板5的板厚t₂比上侧的钢板4的板厚t₁小的情况下满足a≤0.5t₂，在t₁＝t₂的情况下满足a≤0.5t₁＝0.5t₂。当间隙A的大小a为该范围外时，产生破裂。间隙A的大小a只要为上述范围内即可，没有特别限定，但是优选为例如0.1mm以上且0.9mm以下。这是因为，使用例如作为汽车用骨架零件的原料而优选使用的板厚1.0mm以上且2.0mm以下的钢板并利用本发明的激光焊接接头的制造方法来制造激光焊接接头时，如果间隙A的大小a大于0.9mm，则在焊接时存在发生烧穿的情况。需要说明的是，激光焊接前的钢板4与钢板5之间的间隙A的大小a在激光焊接方向(使向上侧的钢板4的表面照射的激光束在上侧的钢板4表面上移动的方向)上均匀，在将空出间隙A而重叠的钢板4及钢板5利用限制工具等固定并保持有间隙A的状态下进行激光焊接。

在这样上下重叠的状态下进行激光焊接时，如果在两张钢板4、5之间存在间隙A，则在得到的激光焊接接头的焊道7的终端侧容易产生破裂。特别是在间隙A的大小a大的情况下，焊道终端侧的破裂容易产生。然而，在本发明中，由于利用满足式(1)的激光焊接来制造激光焊接接头，因此如后述的实施例所示，能够得到抑制了破裂的产生的激光焊接接头。需要说明的是，通过激光焊接而得到的激光焊接接头的在钢板4与钢板5之间的间隙的大小(钢板的板厚方向上的大小)比激光焊接前的钢板4与钢板5之间的间隙A的大小a窄，通过本发明的激光焊接接头的制造方法得到的本发明的激光焊接接头的在钢板4与钢板5之间的间隙为例如两张钢板中的薄的一方的板厚的10％～50％，具体而言，例如0.1mm以上且0.9mm以下。

这样，在将两张钢板4及钢板5以所述两张钢板之间具有间隙A的方式重叠的状态下，利用激光焊接进行接合。具体而言，向重叠的钢板中的上侧的钢板4的表面照射激光束3，并且使激光束3相对于重叠的状态下的钢板4和钢板5相对移动。由此，钢板4及钢板5中的由激光束3照射的部位熔融而形成熔融部，然后熔融部凝固而形成焊道(焊接线)7。

在本发明中，该激光焊接条件满足上述式(1)。具体而言，如图3所示，将从焊道始端X至焊道全长的1/5附近形成焊道的工序设为初期焊接S_i，将接着初期焊接S_i而直至焊道全长的4/5附近形成焊道的工序设为正式焊接S，将接着正式焊接S而直至焊道终端Y形成焊道的工序设为终期焊接S_f，将初期焊接S_i及正式焊接S中的激光输出设为P(kW)，此时，终期焊接S_f中的激光输出P_f(kW)满足上述式(1)。焊道全长的1/5附近是焊道全长的1/5±焊道全长的3/40的范围内，即，从焊道全长的5/40至焊道全长的11/40的范围内。而且，焊道全长的4/5附近是焊道全长的4/5±焊道全长的3/40的范围内，即，从焊道全长29/40至焊道全长的35/40的范围内。在图3中，示出将焊道全长的1/5附近设为焊道全长的1/5，而且，将焊道全长的4/5附近设为焊道全长的4/5的例子。

焊道全长是激光束3在上侧的钢板4的表面上移动的方向上的从焊道始端至终端的长度。在例如图3所示那样的直线状的焊道7中，焊道全长是焊道始端X与焊道终端Y之间的直线距离，是焊道7的长度方向的长度。而且，在图4所示的C形状的焊道7a的情况、图5所示的S形状的焊道7b的情况下，焊道全长是上侧的钢板4的表面的激光束3的轨迹上的从焊道始端至焊道终端的长度。

这样，通过满足式(1)，即，使焊接结束附近的特定范围的焊接(终期焊接S_f)的激光输出P_f相对于在此之前的焊接(初期焊接S_i及正式焊接S)的激光输出P为特定的范围内的值，能够抑制焊道终端侧的破裂的产生。在此，在利用终期焊接S_f形成的、从距焊道始端X为焊道全长的4/5的位置附近至焊道的终端Y，即，作为从焊道终端Y至焊道全长的1/5的位置的焊道终端1/5部位附近的焊道7上容易集中有由于存在间隙A而产生的破裂，但是由于对该破裂容易产生的部位利用满足上述式(1)的条件进行焊接，因而能够抑制破裂的产生。需要说明的是，满足上述式(1)的焊接工序在距焊道终端Y比焊道全长的1/5附近短的情况下，与本发明相比抑制破裂的产生的效果减小，而且，会产生焊道宽度变宽或者产生破裂这样的不良情况。另一方面，在距焊道终端Y比焊道全长的1/5附近长的情况下，会产生焊道宽度缩窄且焊接接头强度降低这样的不良情况。

另外，当满足式(1)时，能抑制破裂的产生，因此成为剥离强度高且安全性优异的激光焊接接头。

另外，通过以上述条件进行焊接，能够使焊道宽度均匀。例如，将从焊道始端X至焊道全长的1/5的位置即焊道始端1/5部位附近与从焊道终端Y至焊道全长的1/5的位置即焊道终端1/5部位附近之间设为焊道主体B，将焊道主体B的焊道宽度设为W，将从焊道终端Y至焊道全长的1/10的位置设为焊道终端1/10部位B_f，将焊道终端1/10部位B_f处的焊道宽度设为W_f，此时，能够满足下述式(3)。需要说明的是，焊道主体B是利用正式焊接S形成的焊道，进行稳定的焊接而形成，因此不会产生破裂且焊道宽度W均匀。

另外，与上述同样，从焊道始端X至焊道全长的1/5的位置即焊道始端1/5部位附近是从焊道始端X至焊道全长的1/5的位置即焊道始端1/5部位±焊道全长的3/40的范围内，即，从焊道始端X至焊道全长的5/40的位置～从焊道始端X至焊道全长的11/40的位置的范围内。而且，从焊道终端Y至焊道全长的1/5的位置即焊道终端1/5部位附近是从焊道终端Y至焊道全长的1/5的位置即焊道终端1/5部位±焊道全长的3/40的范围内，即，从焊道终端Y至焊道全长的5/40的位置～从焊道终端Y至焊道全长的11/40的位置的范围内。

0.80≤W_f/W≤1.20 (3)

另一方面，在不满足式(1)的情况下，在焊道终端侧，产生破裂，或者焊道宽度变粗或变细。

照射的激光束3没有特别限定，可以使用例如纤维激光、盘式激光等。激光束可以设为例如射束径为0.2～1.0mm，焦点位置为钢板4的表面～距钢板4的表面为30mm的上方。为了提高热量输入效率，优选将焦点位置设为钢板4的表面。

初期焊接S_i及正式焊接S中的激光输出P为例如2.0kW以上且5.0kW以下，优选为3.0kW以上且4.0kW以下。当激光输出P为2.0kW以上时，激光输出不会过低，因此能够进行贯通焊接。另一方面，当激光输出P为5.0kW以下时，激光输出不会过高，因此不会发生熔融金属作为溅射而飞散并在焊接部产生填充不足的情况。需要说明的是，初期焊接S_i及正式焊接S中的激光输出P为2.0kW以上且5.0kW以下并且P_f满足式(1)时，虽然也依赖于其他的激光焊接条件，但是完全不会发生所形成的焊道7未贯通钢板4或者焊道7烧穿这样的问题。

正式焊接S及终期焊接S_f中的焊接速度v为例如1.0m/min以上且4.0m/min以下，优选为2.0m/min以上且3.0m/min以下。当焊接速度v为1.0m/min以上时，焊接速度不会过慢，因此不存在钢板烧穿而成为缺陷的情况。另一方面，当将v设为4.0m/min以下时，焊接速度不会过快，因此不存在熔融池变得不稳定的情况。

初期焊接S_i中的焊接速度v_i(m/min)没有特别限定，例如也可以与正式焊接S及终期焊接S_f中的焊接速度v相同，但是初期焊接S_i中的焊接速度v_i优选满足下述式(2)。

0.75((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))v<v_i<((t₁+t₂)/(K+t₁+t₂))v (2)

其中，a为0.5t₁和0.5t₂中的小的一方以下，K＝(t₂/t₁)a。

焊道始端侧(由初期焊接S_i形成的焊道)的焊道宽度存在比由正式焊接S形成的焊道主体B的焊道宽度变细的倾向，以往难以得到遍及焊道7整体具有均匀的焊道宽度的结构。然而，在本发明中，通过满足上述式(2)，即，将焊接开始附近的特定范围的焊接(初期焊接S_i)的焊接速度v_i相对于其之后的焊接(正式焊接S及终期焊接S_f)的焊接速度v设为特定的范围内的值，能够抑制在焊道始端侧而焊道宽度变细的现象。在从焊道始端X至焊道全长的1/5附近的焊道7处由于存在间隙A而焊道宽度容易比焊道主体B变细，但是通过对该焊道宽度容易变细的部位以满足上述式(2)的条件进行焊接，能够形成为与焊道主体B相同程度的焊道宽度，能够使焊道宽度遍及焊道整体变得均匀。需要说明的是，满足上述式(2)的焊接工序在比从焊道始端X至焊道全长的1/5的位置附近短的情况或比从焊道始端X至焊道全长的1/5的位置附近长的情况下，与满足上述式(2)的情况相比，使焊道宽度均匀的效果减小。

通过满足上述式(2)，例如，在将从焊道始端X至焊道全长的1/10的位置设为焊道始端1/10部位B_i、将焊道始端1/10部位B_i处的焊道宽度设为W_i时，能够满足下述式(4)。例如通过同时满足式(3)及式(4)，成为遍及焊道整体而宽度均匀的焊道，能够制造出外观优异的激光焊接接头。

0.80≤W_i/W≤1.20 (4)

另一方面，在不满足式(2)的情况下，在焊道始端侧，焊道变细或变粗。

需要说明的是，在激光焊接接头形成有多个焊道的情况下，优选全部的焊道中形成焊道的焊接条件满足式(1)或式(2)。而且，优选在得到的激光焊接接头形成的全部的焊道满足式(3)或式(4)。

上述激光焊接接头可以作为汽车用骨架零件使用。即，本发明的汽车用骨架零件是分别使用了拉伸强度为980MPa以上的高张力钢板作为两张钢板4及钢板5的上述本发明的激光焊接接头。而且，本发明的汽车用骨架零件优选使用了如下钢板作为两张钢板4及钢板5，所述钢板具有如下成分组成：以质量％计而含有超过0.07％且0.25％以下的C、小于0.03％的P+S、1.8％以上且3.0％以下的Mn、超过1.2％且1.8％以下的Si，含有上述A组及上述B组中的至少一方，且其余部分由Fe及不可避免的杂质构成，所述钢板的板厚为1.0mm以上且2.0mm以下(更优选为1.2mm以上且1.8mm以下)。这样的本发明的汽车用骨架零件为高强度且外观优异，因此能够适用于中柱。在中柱中，确保剥离强度的情况至关重要，适用了本发明的汽车用骨架零件的中柱具有充分的剥离强度。

实施例

以下，为了本发明的进一步的理解而使用实施例进行说明，但是实施例没有对本发明进行任何限定。

(本发明例及比较例)

作为进行激光焊接的钢板，使用了钢种I(拉伸强度为983MPa，成分组成以质量％计为0.13％的C、1.40％的Si、2.2％的Mn、0.015％的P、0.002％的S、0.005％的Ti、0.021％的Cr、0.004％的Mo、0.0002％的B)或钢种II(拉伸强度为1184MPa，成分组成以质量％计为0.13％的C、1.40％的Si、2.2％的Mn、0.012％的P、0.001％的S、0.005％的Ti、0.017％的Cr、0.004％的Mo、0.0003％的B)且板厚为1.6mm或1.8mm而宽度为50mm的钢板。需要说明的是，拉伸强度是从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 Z2241：2011的规定实施拉伸试验而求出的拉伸强度。

对该钢板实施形成为L字的截面形状的弯曲加工而制造了具有凸缘部的钢板4。将相同钢种/相同板厚的L字的钢板5如作为表示实施例及比较例的试验片的立体图的图6所示以空出间隙A而重叠的状态固定于限制工具之后，将凸缘的重叠部分沿长度方向进行激光焊接，在激光焊接后将限制工具拆卸，制造了试验片宽度50mm、横壁长度120mm、凸缘宽度30mm的L字的试验片(激光焊接接头)。

此时，关于激光焊接条件，将激光焊接前的钢板4与钢板5的凸缘的重叠部分的间隙A的大小a、正式焊接S及终期焊接S_f的焊接速度v、初期焊接S_i及正式焊接S的激光输出P、初期焊接S_i的焊接速度v_i、终期焊接S_f的激光输出P_f如表1所示进行各种改变来进行。在本发明例及比较例中，将焊道全长的1/5附近设为焊道全长的1/5，而且，将焊道全长的4/5附近设为焊道全长的4/5。即，将从焊道始端X至焊道全长的1/5形成焊道的工序设为初期焊接S_i，将接着初期焊接S_i而直至焊道全长的4/5形成焊道的工序设为正式焊接S，将接着正式焊接S而直至焊道终端Y形成焊道的工序设为终期焊接S_f。需要说明的是，激光焊接前的凸缘的重叠部分的间隙A的大小a在激光焊接方向上均匀。

激光焊接使用纤维激光，使焦点位置的射束直径为0.6mmφ恒定。焊接在大气中进行，激光焊接时的焦点位置设为钢板4的凸缘部的钢板表面。

观察得到的L字的激光焊接接头的焊道的外观的结果如表1所示。具体而言，通过目视观察了焊道的破裂的有无。而且，测定焊道主体B的焊道宽度W、焊道始端1/10部位B_i处的焊道宽度W_i、及焊道终端1/10部位B_f处的焊道宽度W_f，求出了焊道宽度比W_i/W及W_f/W。需要说明的是，在本发明例及比较例中，焊道主体B是从焊道始端X至焊道全长的1/5的位置即焊道始端1/5部位与从焊道终端Y至焊道全长的1/5的位置即焊道终端1/5部位之间。并且，以满足式(3)及式(4)这两方的情况为“○”、满足式(3)及式(4)中的任一方的情况为“△”、式(3)及式(4)都不满足的情况为“×”，而评价了焊道宽度的均匀性。需要说明的是，焊道主体B的宽度W在任一激光焊接接头中遍及焊道主体B整体都恒定。而且，关于激光焊接接头的间隙的大小，测定从焊道始端X沿焊道全长方向分离了5mm的位置与从焊道终端Y沿焊道全长方向分离了5mm的位置之间的间隙的大小，并求出了其平均值。

另外，测定了得到的L字的激光焊接接头的间隙的在钢板的板厚方向上的大小。

另外，对于得到的L字的激光焊接接头，利用从两侧负载有拉伸载荷的L字拉伸试验，测定了剥离强度。需要说明的是，拉伸试验以10mm/min的速度进行。结果如表1所示。

如表1所示，以满足式(1)的焊接条件进行的本发明例遍及焊道终端部等焊道整体而没有破裂，而且，焊道宽度比W_f/W也为0.80以上且1.20以下，外观优异。并且，以满足式(1)的焊接条件进行的本发明例的剥离强度为4.0kN以上，进行了高强度接合。而且，特别是满足式(1)及式(2)这两方的本发明例的焊道宽度比W_i/W也为0.80以上且1.20以下，在焊道全长上具有均匀的宽度。

[表1]

标号说明

1 激光焊接接头

3 激光束

4、5 钢板

7、7a、7b 焊道

A 间隙

B 焊道主体

S_i 初期焊接

S 正式焊接

S_f 终期焊接

W 焊道宽度

X 焊道始端

Y 焊道终端。

Claims (2)

1.一种激光焊接接头，由两张钢板构成，其特征在于，

所述两张钢板分别是拉伸强度为980MPa以上的高强度钢板，

在所述两张钢板之间具有间隙，

所述间隙的大小为两张钢板中的薄的一方的板厚的10%~50%，

在所述两张钢板中的上侧的钢板表面形成的焊道中，将从焊道始端至焊道全长的1/5的位置即焊道始端1/5部位附近与从焊道终端至焊道全长的1/5的位置即焊道终端1/5部位附近之间设为焊道主体，

将从焊道终端至焊道全长的1/10的位置设为焊道终端1/10部位，

将焊道主体的焊道宽度设为W，将焊道终端1/10部位处的焊道宽度设为W_f，此时，

满足下述式(3)，

0.80≤W _f/W≤1.00 (3)，

将从焊道始端至焊道全长的1/10的位置设为焊道始端1/10部位，

将焊道始端1/10部位处的焊道宽度设为W_i，此时，

满足下述式(4)，

0.80≤W_i/W≤1.20 (4)，

同时，在试验片宽度50mm、横壁长度120mm、凸缘宽度30mm的L字的试验片上形成焊道全长为40mm的激光焊接，并以10mm/min的速度进行拉伸试验而测定到的剥离强度为4.0kN以上。

2.一种汽车用骨架零件，其特征在于，

所述汽车用骨架零件具有权利要求1所述的激光焊接接头，

所述两张钢板分别具有如下的成分组成：以质量%计，含有超过0.07%且0.25%以下的C、小于0.03%的P+S、1.8%以上且3.0%以下的Mn、超过1.2%且1.8%以下的Si，且含有下述A组及下述B组中的至少一方，其余部分由Fe及不可避免的杂质构成，所述两张钢板各自的板厚为1.0mm以上且2.0mm以下，

A组：0.005%以上且0.010%以下的Ti及0.005%以上且小于0.050%的Nb中的至少一方，

B组：从1.0%以下的Cr、0.50%以下的Mo及0.10%以下的B中选择的至少一种。

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