CN117642245A - 电阻点焊方法和焊接接头的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供适合于制造发挥优异的耐延迟破坏特性的焊接接头的电阻点焊方法。本发明的电阻点焊方法利用一对焊接电极夹持重叠了两片以上的钢板，对上述钢板边加压边通电，在上述钢板相互的重叠面形成熔核来将上述钢板彼此接合，此时，在上述接合后，以上述钢板的振动频率满足100Hz以上且上述钢板的最大振幅满足10nm～500μm的方式直接或间接地对上述熔核附加振动。

Description

电阻点焊方法和焊接接头的制造方法

技术领域

本发明涉及适合发挥优异的耐延迟破坏特性的焊接接头的制造的电阻点焊方法以及使用该电阻点焊方法的焊接接头的制造方法。本发明特别适于对高强度钢板进行电阻点焊的情况。另外，本发明特别适用于汽车等车辆部件的制造工序和车身的组装工序。

背景技术

电阻点焊因其良好的外观而广泛用于汽车等车辆的外观的加工。电阻点焊是指对金属施加压力使金属彼此接合的技术之一。具体而言，电阻点焊是如下技术：从欲接合的两个以上的金属(例如钢板)的两侧抵接电极，通过边施加适度的压力边通电来使金属逐渐熔融，然后，对金属进行冷却来使熔融部凝固，由此使金属彼此接合。金属彼此被接合的部位及在其周边形成的因接合而经过熔融的热影响部被称为熔核。另外，经由熔核接合的部位被称为焊接接头。

这里，在电阻点焊中，在金属的熔融、凝固过程中，在熔核部分残留高的拉伸应力。而且，在焊接时的上述熔融、凝固过程中，存在于钢板表面的防锈油、水分、镀覆被膜、表面处理剂等被带入金属内而产生或侵入氢。由于该氢易聚集于拉伸应力部，因此，作为结果，在焊接和冷却后的金属中，因熔核内的残留应力和氢而导致在焊接接头发生延迟破坏成为问题。

延迟破坏是指尽管对金属施加的应力为屈服强度以下的状态、但金属在从焊接等加工完成起经过一定的时间后突然断裂的现象。

另一方面，为了通过车身的高强度化来提高耐碰撞性能，有时使用高强度钢板作为汽车等车辆用钢板。一般地，高强度钢板是不仅添加大量的C还添加各种合金元素来提高强度的钢板，但氢脆敏感性大。因此，上述的延迟破坏在高强度钢板的电阻点焊中成为特别大的问题。

对于这种延迟破坏的问题，在专利文献1中，当在某加压力下进行焊接通电后，以比该加压力高的加压力进行后通电，进一步保持电极，由此降低焊接部中的拉伸残余应力，提高耐延迟破坏特性。另外，在专利文献1中还公开了在上述电极保持后进一步在120～220℃下进行100～6000s的“焊接后的热处理”会降低侵入焊接部的氢量，有利于防止延迟破坏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6194765号

发明内容

然而，专利文献1是针对延迟破坏而专门着眼于通过加压力、优化通电模式来降低拉伸残余应力的技术，对于钢板的氢脆性存在进一步改善的余地。而且在专利文献1的技术中，关于该氢脆性，由于利用设置在焊接通电与后通电之间的无通电的冷却时间讯速地冷却焊接部，所以大量氢而不向熔核的外部扩散而残留，熔核内的残留氢量升高，因此存在难以抑制因残留氢引起的延迟破坏的担忧。另外，针对残留氢，即使进行专利文献1公开的“焊接后的热处理”，也可能无法避免热处理设备的成本上升、以及因热处理变化导致钢板的组织而使材料特性变化。

因此，为了得到发挥更优异的耐延迟破坏特性的焊接接头，需要研究在电阻点焊中能够更好地控制残留在熔核内的氢的方法。

鉴于上述课题，本发明的目的在于提供通过改善氢脆性而能够得到发挥优异的耐延迟破坏特性的焊接接头的电阻点焊方法和焊接接头的制造方法。

为了解决上述课题，本发明人等对于通过在电阻点焊时使在熔核内产生或侵入的氢向钢板的外部逃逸来提高所得到的焊接接头的耐延迟破坏特性的方法进行了深入研究。其结果，本发明人等得到了如下新的见解：为了充分有效地降低钢板中的氢，进而不伴有因热处理引起的组织变化而导致的材质的变化地使焊接接头的耐延迟破坏特性提高，使接合后的钢板以较高的振动频率和振幅微振动是有效的。

而且，本发明人等发现在电阻点焊中，如果对形成有熔核的钢板附加规定的振动频率和最大振幅的振动，则可简便地得到发挥优异的耐延迟破坏特性的焊接接头。

本发明是基于上述的见解而完成的，其主旨如下。

1.一种电阻点焊方法，其特征在于，利用一对焊接电极夹持重叠了两片以上的钢板，对上述钢板一边加压一边通电，在上述钢板相互的重叠面形成熔核来将上述钢板彼此接合，

在上述接合后，以上述钢板的振动频率满足100Hz以上且上述钢板的最大振幅满足10nm～500μm的方式，直接或间接地对上述熔核附加振动。

这里，在本说明书中，“熔核”通常在钢板相互的重叠面(参照图1、图2(B)的符号12、22)侧形成，无法从电阻点焊后的钢板的表面(参照图2的符号11、21)直接目视确认，但可以根据通过该焊接在钢板的表面产生的焊接痕(参照图2(A)的符号6)来确认形成了熔核(参照图1、图2(B)的符号3)。

另外，在本说明书中，“钢板的振动频率”和“钢板的最大振幅”是指在能够目视确认熔核3的情况下该熔核中的、或者在无法目视确认熔核3的情况下钢板的表面11、21中的能够确认上述焊接痕6的部分(以下也称为“熔核相当表面”。参照图2(B)的符号13、23)的振动频率和最大振幅，例如可以按照后述的方法进行测定。应予说明，即使在无法目视确认熔核的情况下，通常熔核与熔核相当表面的距离也非常近，因此可以说两个位置的振动频率和最大振幅实质上没有差异。

而且，作为一个例子，“直接对熔核附加振动”在熔核暴露于钢板的表面的情况下可以通过使用后述的振动附加装置8以使振子82与该熔核直接接触而施加振动来实现。另外，作为一个例子，“间接地对熔核附加振动”在熔核不暴露于钢板的表面的情况下可以通过使用后述的振动附加装置7或振动附加装置8以使电磁铁73或振子82对熔核相当表面13、23施加振动来实施。

2.根据上述1所述的电阻点焊方法，其特征在于，从开始上述通电到开始附加上述振动的时间为360分钟以内。

3.根据上述1或2所述的电阻点焊方法，其特征在于，附加上述振动的时间为1秒以上。

4.根据上述1～3中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，上述钢板中的至少一张的拉伸强度为780MPa以上。

5.根据上述1～4中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，上述钢板中的至少一张在该钢板的表面和上述重叠面中的至少一方具有镀覆被膜。

6.根据上述5所述的电阻点焊方法，其特征在于，上述镀覆被膜为热浸镀锌被膜或合金化热浸镀锌被膜。

7.根据上述1～6中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，使用具有与上述钢板的表面分离地对置的磁极面的电磁铁，通过上述电磁铁对上述钢板施加的外力(即通过也可称为非接触电磁方式的非接触法)使该钢板振动来进行上述振动的附加。

8.根据上述1～6中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，使用与上述钢板接触的振子，通过上述振子(即通过也可称为接触振子方式的接触法)使上述钢板振动来进行上述振动的附加。

9.一种焊接接头的制造方法，其特征在于，利用一对焊接电极夹持重叠了两片以上的钢板，对上述钢板一边加压一边通电，在上述钢板相互的重叠面形成熔核，得到将上述钢板彼此接合而成的焊接接头，

在上述接合后，以上述钢板的振动频率满足100Hz以上且上述钢板的最大振幅满足10nm～500μm的方式，直接或间接地对上述熔核附加振动。

10.根据上述9所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，从开始上述通电到开始附加上述振动的时间为360分钟以内。

11.根据上述9或10所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，附加上述振动的时间为1秒以上。

12.根据上述9～11中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，上述钢板中的至少一张的拉伸强度为780MPa以上。

13.根据上述9～12中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，上述钢板中的至少一张在该钢板的表面和上述重叠面中的至少一方具有镀覆被膜。

14.根据上述13所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，上述镀覆被膜为热浸镀锌被膜或合金化热浸镀锌被膜。

15.根据上述9～14中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，使用具有与上述钢板的表面分离地对置的磁极面的电磁铁，通过上述电磁铁对上述钢板施加的外力(即通过也可称为非接触电磁方式的非接触法)使该钢板振动来进行上述振动的附加。

16.根据上述9～14中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，使用与上述钢板接触的振子，通过上述振子(即通过也可称为接触振子方式的接触法)使上述钢板振动来进行上述振动的附加。

根据本发明的电阻点焊方法，即使将钢板彼此接合，也不会因热处理引起的组织变化而导致钢板的材质变化，能够良好地避免延迟破坏的问题。另外，根据本发明的焊接接头的制造方法，能够简便地得到发挥优异的耐延迟破坏特性的焊接接头。

附图说明

图1是表示按照本发明的一个实施方式形成熔核将钢板彼此接合的情形的示意图。

图2是对按照本发明的一个实施方式的接合后的钢板从上表面侧观察的俯视图(A)和从侧面侧观察的截面图(B)。

图3是表示本发明的一个实施方式中使用的振动附加装置7的构成的示意图。

图4的(A)和(B)是示意性地表示在本发明的各实施方式中振动附加装置7的电磁铁73相对于接合后的钢板的设置方式的例子的图。

图5的(A)和(B)是示意性地表示在本发明的各实施方式中从电磁铁73的磁场的产生方式的图。

图6是表示本发明的其他实施方式中使用的振动附加装置8的构成的示意图。

图7是示意性地表示振动附加装置8相对于接合后的钢板的设置方式的例子的图。

具体实施方式

以下，参照图对本发明的实施方式的具体例进行说明。

参照图1、2，在本发明的电阻点焊方法中，利用一对焊接电极4、5夹持重叠了两片以上的例如钢板1、2，一边加压一边通电，在钢板相互的重叠面(重叠部)12、22侧形成熔核3，将钢板彼此接合。

然后，参照图3～7，在接合后，对熔核3(例如，沿着图3和图6中箭头所示的与因振动在钢板产生的振幅的位移方向平行的“振动附加方向”，对包含熔核相当表面13、23的至少一部分的钢板部位、优选包含熔核相当表面13、23的整个面的钢板部位)附加产生规定的振动频率和规定的最大振幅的振动。

根据本发明的电阻点焊方法，能够通过将主要聚集于熔核的氢有效地向钢板外部逃逸来良好且简便地避免点焊部的延迟破坏的问题，而不会因热处理引起的组织变化而导致材质变化。

另外，本发明的焊接接头的制造方法具有与上述的本发明的电阻点焊方法同样的特征。而且，根据本发明的焊接接头的制造方法，可简便地得到具有优异的耐延迟破坏特性的焊接接头。

这里，通过对接合的钢板附加规定的振动而能够改善钢板的耐延迟破坏特性的原因并不清楚，但本发明人等推测如下。

即，在规定的条件下对接合时形成的熔核附加振动，由此使包含熔核的钢板部分强制振动。因该强制激振引起的弯曲变形而导致包含熔核的钢板部分的晶格间距在板厚方向上反复扩大(拉伸)、收缩(压缩)。使晶格间距膨胀的钢中氢被诱发向势能更低的拉伸侧扩散，因此伴随该晶格间距的扩大、收缩而促进氢的扩散，强制引起连接钢板内部与表面的氢的扩散路径。有意形成扩散路径的氢在钢板的表面附近的晶格间距扩大的时刻通过表面向能量上更有利的钢板外部逃逸。这样，在规定的条件下对接合后的钢板附加的振动使聚集在钢中、特别是拉伸残余应力部即熔核的氢充分且有效地降低，因此能够良好且简便地抑制焊接接头的延迟破坏。

以下，根据几个实施方式对本发明的电阻点焊方法进行详述，但本发明的电阻点焊方法不限定于此。另外，本发明的焊接接头的制造方法具有与针对本发明的电阻点焊方法详述的特征相同的特征，本发明的焊接接头的制造方法也不限定于后述的实施方式。

[钢板彼此的接合]

在本发明的电阻点焊方法中，能够使氢在钢板的接合后从熔核有效地逃逸。因此，首先，对将多个钢板彼此接合之前的工序没有特别限制，只要按照一般的电阻点焊的条件即可。作为一般的电阻点焊的通电条件，例如可以是电流为1kA～15kA、通电时间为100ms～2000ms、加压力为0.5kN～10kN的范围。

在图1、2所示的本发明的一个实施方式中，将一对焊接电极4、5按压于重叠了两片的钢板1、2的表面11、21进行通电。此时，钢板相互的重叠面12、22的被通电的部位由于电阻发热而暂时熔融，然后凝固而形成熔核3。这样，在电阻点焊方法中，钢板1、2经由固体状态的熔核3被接合。该熔核3通常不直接出现在被接合的钢板的表面11、21。但是，在钢板的表面11、21，在按压焊接电极4、5的部位产生烧痕和/或凹陷的焊接痕作为电阻点焊点6。因此，能够确认在该电阻点焊点6的板厚方向内部存在熔核3，能够将该电阻点焊点6作为后面详述的“熔核相当表面”来处理。

[[钢板的特性]]

本发明的电阻点焊方法中使用的钢板没有特别限制，但优选为高强度钢板。具体而言，进行接合的钢板中的至少一张的拉伸强度优选为780MPa以上，更优选为1000MPa以上，进一步优选为1300MPa以上。另外，进一步优选进行接合的钢板均具有上述拉伸强度。在进行接合的钢板的拉伸强度小于780MPa的情况下，通过电阻点焊在熔核产生的拉伸残余应力的程度小，因此本来就在得到的焊接接头中很难发生延迟破坏。另一方面，进行接合的钢板如上所述越是高强度，越容易因电阻点焊在熔核产生或侵入氢，越容易在焊接接头发生延迟破坏，因此附加振动带来的焊接接头的耐延迟破坏特性的改善效果提高。应予说明，钢板的拉伸强度没有特别限定，但可以为3000MPa以下。

钢板的成分组成没有特别限制，但优选为能够制成上述的高强度钢板的成分组成。作为高强度钢板的成分组成，例如可以适当地使用C量为0.05质量％～0.50质量％的钢板。

[[针对钢板的表面处理]]

另外，本发明的电阻点焊方法能够以对钢板赋予所期望的特性的目的来实施镀覆等任意的表面处理。表面处理可以在附加振动的工序之前或之后进行，但在附加振动的工序之前进行的情况下，从不损害表面处理的效果的观点考虑，优选通过不伴有振动源与钢板接触的非接触法进行随后的振动的附加。

镀覆被膜可以是基于有机镀覆、无机镀覆、金属镀覆中的任一种的镀覆被膜，只要按照已知的方法进行镀覆即可。其中，从能够防止生锈和腐蚀的观点考虑，优选镀覆被膜为热浸镀锌(GI)被膜或合金化热浸镀锌(GA)被膜。

[振动的附加]

接下来，在本发明的电阻点焊方法中，在上述的钢板彼此接合后，有意地向熔核直接或间接地附加振动。这里，在附加振动时，关键是成为钢板的振动频率为100Hz以上且钢板的最大振幅为10nm～500μm那样的微振动。通过如上所述控制振动频率和最大振幅，能够使氢从熔核有效地逃逸，良好且简便地使由氢脆化引起的焊接接头的延迟破坏降低，而不会因热处理引起的组织变化而导致材质变化。

产生规定的振动频率和最大振幅的振动可以使用能够与钢板接触或不接触地对钢板施加振动的任意的振动附加装置来实施。

[[振动频率]]

从促进氢的扩散的观点考虑，关键是钢板的振动频率为100Hz以上。在该振动频率小于100Hz的情况下，不促进氢向钢板外的扩散，熔核中的氢量不充分减少，因此无法充分得到使熔核中含有的氢脱附的效果。振动频率越高，对钢板施加的弯曲变形越大，因此能够更良好地形成钢中的氢的扩散路径，进一步抑制由氢脆性引起的延迟破坏。因此，需要使钢板的振动频率为100Hz以上，优选为500Hz以上，更优选为3000Hz以上。附加的振动可以是伴随衰减的振动，在该情况下，只要对钢板施加100Hz以上的振动频率，则可以包含振动频率减少至小于100Hz的时刻。另外，在对钢板附加多次振动的情况下，需要使至少一次附加振动的振动频率为100Hz以上，优选使所有次的振动频率为100Hz以上。

应予说明，在对同一钢板实施多次电阻点焊的情况下，有时已经生成的熔核因焊接时的冲击而振动。但是，在这些振动中，钢板的振动频率高达50～60Hz左右，因此在该情况下，无法得到使熔核中含有的氢脱附的效果。

另一方面，在钢板的振动频率过大的情况下，无法确保在钢板内使晶格间距膨胀的足够的时间，难以得到使氢有效地脱附的效果。从该观点考虑，钢板的振动频率优选为100000Hz以下(100kHz以下)，更优选为80kHz以下，进一步优选为50kHz以下。在对钢板附加多次振动的情况下，优选使至少一次附加振动的振动频率为上述优选上限以下，特别优选使所有次的振动频率为上述优选上限以下。

钢板的振动频率可以通过图3所示的振动检测器74或图6所示的振动检测器83来测定。另外，对于振动频率，在图3所示的振动附加装置7的情况下，可以通过控制直流的脉冲电流的频率或交流的连续电流的频率来调整，在图6所示的振动附加装置8的情况下，可以通过控制振子82的振动频率来调整。

[[最大振幅]]

在钢板的最大振幅小于10nm的情况下，钢板表面的晶格间距没有充分扩大，氢扩散的促进不充分，因此无法充分得到使熔核中含有的氢脱附的效果。因此，重要的是钢板的最大振幅为10nm以上，优选为100nm以上，更优选为500nm以上。另外，在钢板的最大振幅超过500μm的情况下，钢板沿板厚方向的应变增大，产生塑性变形，结果捕集氢，因此无法充分得到使熔核中含有的氢脱附的效果。从该观点考虑，关键是钢板的最大振幅为500μm以下，优选为400μm以下，更优选为300μm以下，进一步优选为50μm以下，特别优选为5μm以下。附加的振动可以是伴随衰减的振动，在该情况下，只要对钢板施加10nm～500μm的最大振幅，则可以包含振幅减少到小于10nm的时刻。另外，在对钢板附加多次振动的情况下，需要使至少一次附加振动的最大振幅为10nm～500μm，优选使所有次的最大振幅为10nm～500μm。

钢板的最大振幅可以通过图3所示的振动检测器74或图6所示的振动检测器83来测定。另外，对于最大振幅，在图3所示的振动附加装置7的情况下，可以通过控制流过电磁铁73的电流量来调整，在图6所示的振动附加装置8的情况下，可以通过控制振子82的振幅来调整。

[[振动附加时间]]

从使氢从熔核充分降低的观点考虑，附加振动的时间优选为1秒以上，更优选为5秒以上，进一步优选为10秒以上。另一方面，从不阻碍生产率的观点考虑，附加振动的时间优选小于3600秒，更优选为1800秒以下，进一步优选为1500秒以下。

在本说明书中，“附加振动的时间”是指直接或间接地对熔核附加振动的时间，在对熔核附加多次振动的情况下，是指其合计时间。“附加振动的时间”例如可以使用图3所示的振动检测器74或图6所示的振动检测器83测定某一熔核相当表面的振动频率和最大振幅，作为这些振动频率和最大振幅在上述规定范围内的时间的合计来确认。

[[从开始通电到附加振动开始的时间]]

将开始通电时设为0秒，存在因使用焊接电极的电阻点焊引起的延迟破坏在180分钟～720分钟之间发生的情况。优选在发生这种延迟破坏前附加振动，更可靠地抑制、消除向钢板的拉伸残余应力部即熔核的氢聚集。从该观点考虑，振动向熔核的附加优选在从对钢板开始通电起360分钟以内进行，更优选在180分钟以内进行，进一步优选在60分钟以内进行。从尽量避免发生延迟破坏的风险的观点考虑，从开始通电到开始附加振动的时间越短越有利。因此，从开始通电到开始附加振动的时间的下限没有特别限制，但考虑到通电本身所需的时间，上述时间的下限通常为10秒。

[[熔核内的残留氢量]]

而且，在根据本发明进行了电阻点焊后的熔核内，残留氢量以质量分率计优选为0.50ppm以下，更优选为0.30ppm以下，当然也可以为0ppm。残留在熔核中的氢成为焊接接头中的氢脆化的原因，因此残留氢量越少越优选。一般来说，越是对于高强度钢板的电阻点焊，越容易发生延迟破坏，而在本申请中，由于对熔核附加规定条件的振动，所以即使在高强度钢板的情况下，也能够良好地降低残留氢量。

而且，在根据本发明进行了电阻点焊后的熔核内，附加振动后相对于附加振动前的氢降低比例优选超过50％，更优选为60％以上，进一步优选为70％以上，特别优选为80％以上。

振动的附加可以通过不与钢板接触的非接触法进行，也可以通过与钢板接触的接触法进行。从抑制使钢板变形或损伤镀覆被膜这样的物理影响的观点考虑，优选通过非接触法进行。

[[振动附加装置]]

本发明的各实施方式可以通过将图3所示的振动附加装置7所例示的任意的非接触型振动附加装置或者图6所示的振动附加装置8所例示的任意的接触型振动附加装置设置于电阻点焊线的适当位置来实现。

非接触型振动附加装置7

参照图3，振动附加装置7具备控制器71、放大器72、电磁铁73、振动检测器74和电源75。参照图5(A)、(B)，振动附加装置7具有包含磁铁73A和卷绕该磁铁73A的线圈73B的电磁铁73，电磁铁73具有与钢板的表面分离地对置的磁极面73A1。振动附加装置7构成为通过电磁铁73对钢板施加的外力使钢板振动。

只要电磁铁73具有与钢板的表面分离地对置的磁极面73A1，其形状和设置方式就没有限定。由此，如图5(A)，(B)所示，磁力线的方向垂直于钢板的表面，能够对钢板作用外力。

作为电磁铁的形状和设置方式，例如可举出图4(A)、(B)。在图4(A)中，多个长方体形状的电磁铁73与熔核相当表面13隔开任意的间隔，以覆盖多个熔核相当表面13的方式延伸，由此，可以对多个熔核均匀地施加外力，可以对多个熔核实现均匀的振动。当然，可以配置能够覆盖所有熔核相当表面13的单个大电磁铁73。另外，在熔核相当表面13为一处的情况下，对该表面13配置单个电磁铁73即可。如图4(A)所示，优选电磁铁73具有磁铁73A和卷绕在其周围的线圈73B，线圈73B的轴向与钢板的板厚方向一致。在该情况下，根据流过线圈73B的电流的方向，如图5(A)所示，与钢板对置的磁极面73A1成为N极，或者如图5(B)所示，与钢板对置的磁极面73A1成为S极。

在图4(B)中，将多个圆柱形状的电磁铁73配置成其底部的磁极面分别与各熔核相当表面13分离地对置，由此，可以对多个熔核均匀地施加外力，可以对多个熔核实现均匀的振动。当然，可以配置能够覆盖所有熔核相当表面13的单个大电磁铁73。另外，在熔核相当表面13为一处的情况下，对该表面13配置单个电磁铁73即可。如图4(B)所示，优选各电磁铁73具有圆柱状的磁铁73A和卷绕在其周围的线圈73B，线圈的轴向与钢板的板厚方向一致。在该情况下，根据流过线圈的电流的方向，如图5(A)所示，与钢板对置的磁极面73A1成为N极，或者如图5(B)所示，与钢板对置的磁极面73A1成为S极。

在图5(A)、(B)的情况下，通过使电流流过电磁铁73，外力作用于钢板中的熔核。优选流过电磁铁73的电流为直流的脉冲电流或交流的连续电流。在电磁铁73中流过直流的脉冲电流的情况下，外力间歇地作用于熔核相当表面13、23，由此钢板振动。在电磁铁中流过交流的连续电流的情况下，每次电流的方向改变时，与钢板对置的磁极面73A1在N极和S极进行切换，但外力总是作用于钢板中的熔核。在交流的情况下，根据电流值的经时变化，作用于钢板中的熔核的外力的大小也变化，因此钢板振动。

应予说明，电磁铁73设置为与钢板的一个表面对置即可，但也可以设置为与表面和背面双方对置。但是，在该情况下，优选相对于钢板的板厚方向错开配置位置以防止一面侧的电磁铁和另一面侧的电磁铁彼此对置而抵消外力。

图3所示的振动检测器74可以是与熔核相当表面23隔开任意的间隔而配置的激光位移仪或激光多普勒振动计，可以测定钢板的振动频率和振幅。在图3中，通过在隔着钢板与电磁铁73对置的位置配置振动检测器74，可以利用振动检测器74测定钢板的振动的振动频率和最大振幅。由振动检测器74检测到的振动频率和最大振幅被输出到控制器71。控制器71接收从振动检测器74输出的振动频率和最大振幅的值，与设定值进行比较，对其偏差进行PID运算等，以使钢板以规定的振动频率和最大振幅振动的方式确定电磁铁73的振动频率(直流的脉冲电流的频率或交流的连续电流的频率)和电流值，另外，考虑放大器72的放大率来确定提供给放大器72的电流值，向电源75提供指令值。电源75是用于使电流流过电磁铁73的线圈的电源，接收从控制器71输入的指令值，向放大器72提供规定的频率和电流值的电流。放大器72以适当的放大率放大从电源75提供的电流值，向电磁铁73提供指令值。其结果，规定的频率和电流值的电流流过电磁铁73，能够使钢板中的熔核以规定的振动频率和最大振幅振动。

只要对钢板中的熔核附加上述规定条件下的振动，振动附加装置7的设置方法就没有特别限定。也可以将振动附加装置7与后述的振动附加装置8组合使用。从对熔核有效地附加振动的观点考虑，如图3所示，优选以振动附加方向与作为切面的熔核相当表面13、23垂直的方式设置振动附加装置7。另外，特别是考虑到氢容易残留在熔核中，如图5所例示，优选以遍及整个熔核相当表面13、23施加规定的振动频率和最大振幅的方式设置振动附加装置7。或者，即使电磁铁73不与熔核相当表面对置，也可以设置振动附加装置7使传播到钢板的振动到达熔核。可以使用配置为与熔核相当表面对置的上述振动检测器74来确认规定的振动是否到达熔核。

另外，从对钢板中的熔核有效地附加规定的振动的观点考虑，优选使与电磁铁73对置的一侧的钢板的表面与磁极面73A1的最短直线距离为15m以内，更优选为5m以内。

接触型振动附加装置8

参照图6，振动附加装置8具备控制器81、振子82和振动检测器83。振动附加装置8具有与钢板表面接触的振子82，构成为通过该振子82使钢板振动。

振子82只要是一般的压电元件就没有特别限定，其形状和设置方式也没有限定，但例如如图6和图7所示，通过使平板状的振子82以与熔核相当表面13的一部分或优选与整个面接触的方式与钢板进行面接触，能够使钢板中的熔核3良好地振动。

应予说明，振子82设置为与钢板的一个表面接触即可，但也可以设置为与表面和背面双方接触，或者也可以在背面设置承受振子82的振动的止挡件(未图示)。但是，在将振子82设置为与表面和背面双方接触的情况下，优选相对于钢板的板厚方向错开配置位置以防止一面侧的振子和另一面侧的振子彼此对置而抵消振动。

图6所示的振动检测器83可以是与熔核相当表面23隔开任意的间隔而配置的激光位移仪或激光多普勒振动计，可以测定钢板的振动频率和振幅。在图6中，通过在隔着钢板与振子82对置的位置配置振动检测器83，可以利用振动检测器83测定钢板的振动的振动频率和最大振幅。由振动检测器83检测到的振动频率和最大振幅被输出到控制器81。控制器81接收从振动检测器83输出的振动频率和最大振幅的值，与设定值进行比较，对其偏差进行PID运算等，以使钢板以规定的振动频率和最大振幅振动的方式确定流过振子82的直流脉冲电流的频率和电流值，控制未图示的电源来向振子82提供规定的频率和电流值的直流脉冲电流。由此，振子82以规定的振动频率和振幅振动，其结果，能够使钢板以规定的振动频率和最大振幅振动。

在图7中，多个长方体形状的振子82与熔核相当表面13隔开任意的间隔，以覆盖多个熔核相当表面13的方式延伸，由此，可以对多个熔核实现均匀的振动。当然，可以配置能够覆盖所有熔核相当表面13的单个大振子82，或者也可以对各熔核相当表面13分别配置振子82。另外，在熔核相当表面13为一处的情况下，对该表面13配置单个振子82即可。

只要对钢板附加上述规定条件下的振动，振动附加装置8的设置方法就没有特别限定。也可以将振动附加装置8与上述的振动附加装置7组合使用。从对熔核有效地附加振动的观点考虑，如图6所示，优选以振动附加方向与作为切面的熔核相当表面13、23垂直的方式设置振动附加装置8。另外，特别是考虑到氢容易残留在熔核中，优选以振子82与熔核相当表面13、23的至少一部分接触的方式、更优选如图7所示与熔核相当表面13或23的全部接触的方式设置振动附加装置8。或者，即使振子82不与熔核相当表面直接接触，也可以设置振动附加装置8使传播到钢板的振动达到熔核。可以使用配置为与熔核相当表面对置的上述振动检测器83来确认规定的振动是否到达熔核。

在本发明中，能够不进行加热处理地使熔核中的残留氢降低。因此，根据本发明，与在焊接后进行热处理的现有技术相比，能够得到在避免钢板的成分组成和/或微细组织因热而从所期望的状态改变的风险的同时发挥优异的耐延迟破坏特性的焊接接头。另外，本发明不需要用于应对氢脆性的加热装置，在作业时间和作业成本方面也是有利的。因此，采用简便方法的本发明可以特别有利地用于例如在需要多个精细焊接施工的汽车制造中的电阻点焊。

实施例

将长边方向：150mm×短边方向：50mm×板厚：1.4mm的两片钢板作为配置在铅垂方向下侧的下钢板1和配置在比该下钢板1靠铅垂方向上侧的上钢板2重叠使用。下钢板1和上钢板2的拉伸强度、钢板的表面和重叠面中的镀覆被膜的有无如表1所示，为未实施镀覆处理的情况(CR)、或实施了镀覆处理的情况(热浸镀锌(GI)、合金化热浸镀锌(GA)、附着量为每一面50g/m²)中的任一种。

应予说明，拉伸强度是从各钢板沿着与轧制方向垂直的方向制作JIS 5号拉伸试验片并按照JIS Z 2241(2011)的规定实施拉伸试验而求出的拉伸强度。

如图1和图2所示，利用一对焊接电极(下电极4和上电极5)夹持重叠了两片钢板1、2而成的板组，以表1所记载的接合(通电)条件进行接合，由此得到焊接接头。电阻点焊点6示意性地表示因该接合而在钢板(焊接接头)的表面产生的焊接痕。

上述的工序在焊接电极4、5始终为水冷的状态、钢板为常温(20℃)的状态下进行。

作为下电极4和上电极5，均使用前端的直径(前端直径)为6mm、曲率半径为40mm的铬铜制的DR形电极。另外，接合时的加压力通过用伺服马达驱动下电极4和上电极5来进行控制，在通电时供给频率50Hz的单相交流。

这样，在接合后的下钢板1和上钢板2的表面11、21，如图2所示，观察到电阻点焊点6。而且，在从该电阻点焊点6沿着板厚方向的下钢板1和上钢板2的重叠面12、22侧形成有图1中示出示意图的熔核3。应予说明，为了分别测定附加振动前后的熔核内的残留氢量，在各通电条件下各制作两个焊接接头。

如上所述，进行通电将钢板彼此接合后，在经过了表1记载的“从开始通电到开始附加振动的时间”之后，在表1记载的振动附加条件下，对在各通电条件下得到的焊接接头中的一个从钢板的表面的一侧对熔核附加振动。通过向一个熔核相当表面按压一个陶瓷振子的接触法(参照图6)或者使用具有从一个(与电磁铁对置的一侧)熔核相当表面分离50mm地对置的磁极面的一个电磁铁的非接触法(参照图3)中的任一种进行振动的附加。附加于钢板的振动频率和最大振幅使用与另一熔核相当表面对置地配置的振动检测器来测定。

将得到的焊接接头在常温(20℃)下于大气中静置24小时，通过目视观察对在静置后是否发生延迟破坏进行判定。进而，在从表面通过目视观察未发现熔核的剥离和龟裂的情况下，用光学显微镜(×50倍)观察包含熔核中央部的板厚方向的截面，确认截面中的龟裂的有无。将观察到熔核的剥离(在接合界面处熔核剥离为两个的现象)的情况评价为×，将从表面通过目视观察到龟裂的情况评价为▽，将进行包含熔核中央部的板厚方向的截面观察，在截面观察到未到达表面的龟裂的情况评价为△，将从截面也未确认到龟裂的情况评价为〇。将结果示于表1。将从截面也未确认到龟裂的情况(〇)和在截面观察到未到达表面的龟裂的情况(△)判定为焊接接头的耐延迟破坏特性优异。

熔核内的残留氢量通过程序升温解吸分析来测定。关于附加振动前的残留氢量，从在各通电条件下得到的焊接接头中的未附加振动的焊接接头，以在中央包含电阻点焊点的方式切断为1cm×1cm×板厚来得到样品，在用乙醇进行脱脂后，进行程序升温解吸分析。另外，关于附加振动后的残留氢量，从上述焊接接头中的附加了振动的焊接接头，以在中央包含电阻点焊点的方式切断为1cm×1cm×板厚来得到样品，在用乙醇进行脱脂后，进行程序升温解吸分析。在200℃/小时的条件下将样品升温，每隔5分钟用气相色谱对从样品释放的氢量进行定量，求出各温度下的氢释放速度(wt/min)。通过对求出的氢释放速度进行积分，通过计算求出氢释放量。然后，将至210℃为止释放的氢量的累计值除以样品的质量而得的值的百万分率作为以质量分率计的熔核内的残留氢量(wt.ppm)，一并记载于表1。

由表1可知，在经过按照规定条件附加振动而得到的焊接接头中，均能够充分降低熔核内的残留氢量，其结果未确认到延迟破坏，发挥了良好的耐延迟破坏特性。特别是以往容易发生延迟破坏的高强度钢板，也实现了良好的耐延迟破坏特性。另一方面，在未进行振动附加或振动附加条件偏离规定的范围的比较例的焊接接头中，熔核内的残留氢量高，氢降低比例也低，并且发生延迟破坏，无法抑制因熔核中的残留氢所引起的延迟破坏。

工业上的可利用性

根据本发明的电阻点焊方法，能够良好地避免将钢板彼此接合后的延迟破坏的问题。另外，根据本发明的焊接接头的制造方法，能够简便地得到发挥优异的耐延迟破坏特性的焊接接头。因此，本发明能够适用于汽车等车辆部件的制造工序和车身的组装工序。

符号说明

1 钢板(下钢板)

11 表面

12 钢板相互的重叠面

13 熔核相当表面

2 钢板(上钢板)

21 表面

22 钢板相互的重叠面

23 熔核相当表面

3 熔核

4 焊接电极(下电极)

5 焊接电极(上电极)

6 电阻点焊点(焊接痕)

7 (非接触型)振动附加装置

71 控制器

72 放大器

73 电磁铁

73A磁铁

73A1磁极面

73B 线圈

74 振动检测器

75 电源

8 (接触型)振动附加装置

81 控制器

82 振子

83 振动检测器。

Claims (16)

1.一种电阻点焊方法，其特征在于，利用一对焊接电极夹持重叠了两片以上的钢板，并对所述钢板一边加压一边通电，在所述钢板相互的重叠面形成熔核来将所述钢板彼此接合，

在所述接合后，以所述钢板的振动频率满足100Hz以上且所述钢板的最大振幅满足10nm～500μm的方式，直接或间接地对所述熔核附加振动。

2.根据权利要求1所述的电阻点焊方法，其特征在于，从开始所述通电到开始附加所述振动的时间为360分钟以内。

3.根据权利要求1或2所述的电阻点焊方法，其特征在于，附加所述振动的时间为1秒以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，所述钢板中的至少一张的拉伸强度为780MPa以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，所述钢板中的至少一张在该钢板的表面和所述重叠面中的至少一方具有镀覆被膜。

6.根据权利要求5所述的电阻点焊方法，其特征在于，所述镀覆被膜为热浸镀锌被膜或合金化热浸镀锌被膜。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，使用具有与所述钢板的表面分离地对置的磁极面的电磁铁，通过所述电磁铁对所述钢板施加的外力使该钢板振动来进行所述振动的附加。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的电阻点焊方法，其特征在于，使用与所述钢板接触的振子，通过所述振子使所述钢板振动来进行所述振动的附加。

9.一种焊接接头的制造方法，其特征在于，利用一对焊接电极夹持重叠了两片以上的钢板，对所述钢板一边加压一边通电，在所述钢板相互的重叠面形成熔核，得到将所述钢板彼此接合而成的焊接接头，

在所述接合后，以所述钢板的振动频率满足100Hz以上且所述钢板的最大振幅满足10nm～500μm的方式，直接或间接地对所述熔核附加振动。

10.根据权利要求9所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，从开始所述通电到开始附加所述振动的时间为360分钟以内。

11.根据权利要求9或10所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，附加所述振动的时间为1秒以上。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，所述钢板中的至少一张的拉伸强度为780MPa以上。

13.根据权利要求9～12中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，所述钢板中的至少一张在该钢板的表面和所述重叠面中的至少一方具有镀覆被膜。

14.根据权利要求13所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，所述镀覆被膜为热浸镀锌被膜或合金化热浸镀锌被膜。

15.根据权利要求9～14中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，使用具有与所述钢板的表面分离地对置的磁极面的电磁铁，通过所述电磁铁对所述钢板施加的外力使该钢板振动来进行所述振动的附加。

16.根据权利要求9～14中任一项所述的焊接接头的制造方法，其特征在于，使用与所述钢板接触的振子，通过所述振子使所述钢板振动来进行所述振动的附加。