JP2000167675A - 高周波抵抗溶接方法と溶接形鋼 - Google Patents
高周波抵抗溶接方法と溶接形鋼Info
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- JP2000167675A JP2000167675A JP34338698A JP34338698A JP2000167675A JP 2000167675 A JP2000167675 A JP 2000167675A JP 34338698 A JP34338698 A JP 34338698A JP 34338698 A JP34338698 A JP 34338698A JP 2000167675 A JP2000167675 A JP 2000167675A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 予熱および焼戻し処理の工程を必要としなく
ても、溶接部と熱影響部の組織の硬化もしくは軟化を防
止することができる高周波抵抗溶接方法を提供する。 【解決手段】 炭素当量がCeq<0.1、結晶粒径が
2μm以下、および、引張強さが60kgf/mm2 以
上である高張力鋼板に対して、高周波抵抗溶接を行う。
ても、溶接部と熱影響部の組織の硬化もしくは軟化を防
止することができる高周波抵抗溶接方法を提供する。 【解決手段】 炭素当量がCeq<0.1、結晶粒径が
2μm以下、および、引張強さが60kgf/mm2 以
上である高張力鋼板に対して、高周波抵抗溶接を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、高周波抵
抗溶接方法と溶接形鋼に関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、輸送機器部材、機械部材およ
び土木建設部材などの各種部材において、硬化もしくは
軟化を防止した溶接部を、余分な工程を必要とせずに提
供することのできる、新しい高周波抵抗溶接方法とこの
方法により得られる溶接形鋼に関するものである。
抗溶接方法と溶接形鋼に関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、輸送機器部材、機械部材およ
び土木建設部材などの各種部材において、硬化もしくは
軟化を防止した溶接部を、余分な工程を必要とせずに提
供することのできる、新しい高周波抵抗溶接方法とこの
方法により得られる溶接形鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、高周波抵抗溶接方法で
は、2つの被溶接物に加圧力をかけて会合させ、会合部
より前方にそれぞれ配置された給電チップを介して約4
00kHzの高周波電流を供給し、表皮効果で被溶接物
の表層のみを加熱し、会合部で接合するようにしてい
る。
は、2つの被溶接物に加圧力をかけて会合させ、会合部
より前方にそれぞれ配置された給電チップを介して約4
00kHzの高周波電流を供給し、表皮効果で被溶接物
の表層のみを加熱し、会合部で接合するようにしてい
る。
【0003】しかしながら、このような従来の高周波抵
抗溶接方法においては、高張力鋼板を溶接しようとする
と、溶接部と熱影響部の組織が大幅に変化して硬化もし
くは軟化してしまい、溶接継手性能が劣化するという問
題があった。このため、従来では、高張力鋼板を予熱
し、また冷却速度を遅くすることや、硬化した組織に焼
戻し処理を行うという余分な作業工程が必要とされてい
た。
抗溶接方法においては、高張力鋼板を溶接しようとする
と、溶接部と熱影響部の組織が大幅に変化して硬化もし
くは軟化してしまい、溶接継手性能が劣化するという問
題があった。このため、従来では、高張力鋼板を予熱
し、また冷却速度を遅くすることや、硬化した組織に焼
戻し処理を行うという余分な作業工程が必要とされてい
た。
【0004】また、高張力鋼板の炭素当量Ceqと予熱
温度とを規定し、溶接部と熱影響部の硬化もしくは軟化
を防止するようにした高周波抵抗溶接方法が提案されて
いる(特開平9−308973号公報)が、この方法に
おいては、予熱温度を規定して溶接部と熱影響部の硬度
上昇を抑制したにすぎず、予熱の作業工程は依然として
必要であった。
温度とを規定し、溶接部と熱影響部の硬化もしくは軟化
を防止するようにした高周波抵抗溶接方法が提案されて
いる(特開平9−308973号公報)が、この方法に
おいては、予熱温度を規定して溶接部と熱影響部の硬度
上昇を抑制したにすぎず、予熱の作業工程は依然として
必要であった。
【0005】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
従来技術の欠点を解決し、予熱や焼戻しの処理工程を必
要とせずに、溶接部と熱影響部の組織の硬化もしくは軟
化を効果的に防止することができる新しい高周波抵抗溶
接方法とこの方法により得られる溶接形鋼を提供するこ
とを課題としている。
従来技術の欠点を解決し、予熱や焼戻しの処理工程を必
要とせずに、溶接部と熱影響部の組織の硬化もしくは軟
化を効果的に防止することができる新しい高周波抵抗溶
接方法とこの方法により得られる溶接形鋼を提供するこ
とを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、まず第1には、Ceq=
C+1/40Si+1/20Crで与えられる炭素当量
がCeq<0.1となる範囲内で合金成分が添加され、
結晶粒径が2μm以下、および、引張強さが60kgf
/mm2 以上である高張力鋼板に対して、予熱なしで高
周波抵抗溶接を行うことを特徴とする高周波抵抗溶接方
法を提供する。また、この出願は、第2には前記方法に
よってウェブ材とフランジ材とが溶接された溶接形鋼で
あって、ウェブ材とフランジ材のいずれか一方もしくは
両者が高張力鋼板であることを特徴とする溶接形鋼を提
供する。そして第3には、ウェブ材とフランジ材とが連
続供給されて溶接された前記第2の溶接形鋼を、第4に
は、ウェブ材が極低炭素普通鋼である前記第2または第
3の溶接形鋼を、第5には、溶接直後の溶接状態で、熱
影響部および溶接部のビッカース硬さが、母材の90%
以上150%以下の硬度範囲内にある前記第2ないし第
4のいずれかの溶接形鋼を、第6には、ウェブ材および
フランジ材各々の炭素当量Ceqが、Ceq<0.05
であって、ビッカース硬さが母材の90%以上120%
以下の硬度範囲内にある前記第5の溶接形鋼をも提供す
る。
の課題を解決するものとして、まず第1には、Ceq=
C+1/40Si+1/20Crで与えられる炭素当量
がCeq<0.1となる範囲内で合金成分が添加され、
結晶粒径が2μm以下、および、引張強さが60kgf
/mm2 以上である高張力鋼板に対して、予熱なしで高
周波抵抗溶接を行うことを特徴とする高周波抵抗溶接方
法を提供する。また、この出願は、第2には前記方法に
よってウェブ材とフランジ材とが溶接された溶接形鋼で
あって、ウェブ材とフランジ材のいずれか一方もしくは
両者が高張力鋼板であることを特徴とする溶接形鋼を提
供する。そして第3には、ウェブ材とフランジ材とが連
続供給されて溶接された前記第2の溶接形鋼を、第4に
は、ウェブ材が極低炭素普通鋼である前記第2または第
3の溶接形鋼を、第5には、溶接直後の溶接状態で、熱
影響部および溶接部のビッカース硬さが、母材の90%
以上150%以下の硬度範囲内にある前記第2ないし第
4のいずれかの溶接形鋼を、第6には、ウェブ材および
フランジ材各々の炭素当量Ceqが、Ceq<0.05
であって、ビッカース硬さが母材の90%以上120%
以下の硬度範囲内にある前記第5の溶接形鋼をも提供す
る。
【0007】以上のとおりのこの出願の発明は、発明者
による高張力鋼板とその溶接特性についての研究の結果
から導かれたものであって、炭素当量、結晶粒径そして
引張強さについて特有の要件をもつ高張力鋼板に対し
て、高周波抵抗溶接の急熱急冷溶接熱履歴を与えると、
溶接部は硬化せず、熱影響部は粗粒化が抑制されて軟化
も硬化もしないことを見出し、この知見に基づいて完成
されている。
による高張力鋼板とその溶接特性についての研究の結果
から導かれたものであって、炭素当量、結晶粒径そして
引張強さについて特有の要件をもつ高張力鋼板に対し
て、高周波抵抗溶接の急熱急冷溶接熱履歴を与えると、
溶接部は硬化せず、熱影響部は粗粒化が抑制されて軟化
も硬化もしないことを見出し、この知見に基づいて完成
されている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。まず前記のとおり、この出願の発明で
は、素材として炭素当量が低く結晶粒径が小さい高張力
鋼板に高周波抵抗溶接を実行することで、溶接部と熱影
響部の組織変化による影響を抑制することに大きな特徴
がある。溶接したままの状態で十分な性能を有する継手
を得ることができる。
いて説明する。まず前記のとおり、この出願の発明で
は、素材として炭素当量が低く結晶粒径が小さい高張力
鋼板に高周波抵抗溶接を実行することで、溶接部と熱影
響部の組織変化による影響を抑制することに大きな特徴
がある。溶接したままの状態で十分な性能を有する継手
を得ることができる。
【0009】この発明の高張力鋼板は、その炭素当量:
Ceqは、Ceq=C+1/40Si+1/20Crで
与えられるものとして、Ceq<0.1の範囲内であ
り、この範囲内において合金成分が添加されたものとさ
れる。炭素当量Ceq>0.1では、溶接金属のビッカ
ース硬度が、普通鋼の溶接金属のビッカース硬度である
375(Hv)を超えてしまうので好ましくないことか
ら、炭素当量をCeq<0.1に限定している。
Ceqは、Ceq=C+1/40Si+1/20Crで
与えられるものとして、Ceq<0.1の範囲内であ
り、この範囲内において合金成分が添加されたものとさ
れる。炭素当量Ceq>0.1では、溶接金属のビッカ
ース硬度が、普通鋼の溶接金属のビッカース硬度である
375(Hv)を超えてしまうので好ましくないことか
ら、炭素当量をCeq<0.1に限定している。
【0010】また、この発明の溶接において対象とされ
る高張力鋼板は、その結晶粒径(平均)が2μm以下
で、引張強さが60kgf/mm2 以上のものとされて
いる。結晶粒径(平均)が2μmより大きい場合、そし
て引張強さが60kgf/mm 2 未満の場合には、この
発明の所期目的は達成し難くなる。高周波抵抗溶接の態
様としては、ウェブ材とフランジ材との接合によって、
得られる溶接形鋼がある。この場合、ウェブ材とフラン
ジ材のうちの少くとも一方、より好適には、その両者が
前記の高張力鋼板であること、もしくは、ウェブ材が極
低炭素普通鋼であって、フランジ材が、高張力鋼板であ
るものが挙げられる。
る高張力鋼板は、その結晶粒径(平均)が2μm以下
で、引張強さが60kgf/mm2 以上のものとされて
いる。結晶粒径(平均)が2μmより大きい場合、そし
て引張強さが60kgf/mm 2 未満の場合には、この
発明の所期目的は達成し難くなる。高周波抵抗溶接の態
様としては、ウェブ材とフランジ材との接合によって、
得られる溶接形鋼がある。この場合、ウェブ材とフラン
ジ材のうちの少くとも一方、より好適には、その両者が
前記の高張力鋼板であること、もしくは、ウェブ材が極
低炭素普通鋼であって、フランジ材が、高張力鋼板であ
るものが挙げられる。
【0011】より具体的にこの発明の高周波抵抗溶接方
法により得られる溶接形鋼を例示すると、前記のとお
り、溶接直後の状態で、熱影響部および溶接部のビッカ
ース硬さが、母材の90%以上150%以下のものが挙
げられる。この発明においては、例えば80kgf/m
m2 クラスの高張力鋼板による形鋼が、予熱フリーで溶
接状態のままで供給可能となることにより、低コストで
形鋼生産を可能とし、輸送機器、機械および土木建築構
造物などの軽量化に大きく貢献することができる。
法により得られる溶接形鋼を例示すると、前記のとお
り、溶接直後の状態で、熱影響部および溶接部のビッカ
ース硬さが、母材の90%以上150%以下のものが挙
げられる。この発明においては、例えば80kgf/m
m2 クラスの高張力鋼板による形鋼が、予熱フリーで溶
接状態のままで供給可能となることにより、低コストで
形鋼生産を可能とし、輸送機器、機械および土木建築構
造物などの軽量化に大きく貢献することができる。
【0012】溶接形鋼の形成のための方法を溶接装置と
の関係において図示したものが図1(A)(B)であ
る。ウェブとフランジの両材に対して高周波通電が行わ
れることになる。この発明の場合の操作条件について図
1に沿って例示すると、一般的には次のように考えるこ
とができる。もちろん限定的なものではない。
の関係において図示したものが図1(A)(B)であ
る。ウェブとフランジの両材に対して高周波通電が行わ
れることになる。この発明の場合の操作条件について図
1に沿って例示すると、一般的には次のように考えるこ
とができる。もちろん限定的なものではない。
【0013】 そこで以下に実施例を示し、さらに詳しくこの発明につ
いて説明する。
いて説明する。
【0014】
【実施例】この発明の高周波抵抗溶接法を用いて、図1
の態様において、溶接形鋼を製造した。供試材料の引張
強度は、80kgf/mm2 である。また、鉄以外の成
分(重量%)と、炭素当量(Ceq)、および結晶粒径
(平均)は、表1に示したとおりであり、その溶接条件
は表2に示したとおりである。
の態様において、溶接形鋼を製造した。供試材料の引張
強度は、80kgf/mm2 である。また、鉄以外の成
分(重量%)と、炭素当量(Ceq)、および結晶粒径
(平均)は、表1に示したとおりであり、その溶接条件
は表2に示したとおりである。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】製造された溶接継手のビッカース硬度分布
は図2に示したとおりであった。ウェブ材のビッカース
硬度が約300Hv、フランジ材のビッカース硬度が2
60Hv程度であるのに対して、その継手部において
も、350Hv以下である。従来の方法では、その継手
部は、400Hv以上にもなる。この発明により、硬度
が抑制されることがわかる。
は図2に示したとおりであった。ウェブ材のビッカース
硬度が約300Hv、フランジ材のビッカース硬度が2
60Hv程度であるのに対して、その継手部において
も、350Hv以下である。従来の方法では、その継手
部は、400Hv以上にもなる。この発明により、硬度
が抑制されることがわかる。
【0018】つまり、熱影響部と溶接部の硬度は、母材
硬度の90%以上、150%以下の範囲内にあり、溶接
のままで良好な特性を示す。なお、図3は、H型鋼の接
合部の断面を示した写真である。図中の左側がウェブ、
右側がフランジで、ウェブがフランジの側面に接合され
ている。高周波抵抗溶接により、ウェブとフランジ間が
加熱され溶融状態となり、アプセットされることで、ウ
ェブ−フランジ間がスクイーズアウトされ、新生面同士
が接触し接合が完了する。
硬度の90%以上、150%以下の範囲内にあり、溶接
のままで良好な特性を示す。なお、図3は、H型鋼の接
合部の断面を示した写真である。図中の左側がウェブ、
右側がフランジで、ウェブがフランジの側面に接合され
ている。高周波抵抗溶接により、ウェブとフランジ間が
加熱され溶融状態となり、アプセットされることで、ウ
ェブ−フランジ間がスクイーズアウトされ、新生面同士
が接触し接合が完了する。
【0019】さらに、この発明と従来の方法とを比較す
るために、従来の方法においても同様に、溶接形鋼を製
造した。用いた供試材料は表3に示すとおりであり、溶
接条件は前記表2のとおりとした。
るために、従来の方法においても同様に、溶接形鋼を製
造した。用いた供試材料は表3に示すとおりであり、溶
接条件は前記表2のとおりとした。
【0020】
【表3】
【0021】この溶接継手のビッカース硬度分布は図4
に示すとおりであった。ウェブ材のビッカース硬度が約
300Hv、フランジ材のビッカース硬度が260Hv
程度であるのに対して、その継手部が400Hvを越え
てしまった。熱影響部と溶接部の硬度は、母材硬度の1
58%の硬さに達している。そして、この形鋼に曲げ試
験を実施すると接合部で容易に破断してしまった。
に示すとおりであった。ウェブ材のビッカース硬度が約
300Hv、フランジ材のビッカース硬度が260Hv
程度であるのに対して、その継手部が400Hvを越え
てしまった。熱影響部と溶接部の硬度は、母材硬度の1
58%の硬さに達している。そして、この形鋼に曲げ試
験を実施すると接合部で容易に破断してしまった。
【0022】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明によって、予熱および焼戻し処理の工程を必要とし
なくても、溶接部と熱影響部の組織の硬化もしくは軟化
を防止することができる高周波抵抗溶接方法と、この方
法による溶接形鋼の提供が可能となる。
発明によって、予熱および焼戻し処理の工程を必要とし
なくても、溶接部と熱影響部の組織の硬化もしくは軟化
を防止することができる高周波抵抗溶接方法と、この方
法による溶接形鋼の提供が可能となる。
【0023】さらに、例えば80kgf/mm2 のクラ
スの高張力鋼板による形鋼が、予熱フリーで溶接状態の
ままで供給可能となり、低コストで形鋼生産を可能と
し、輸送機器、機械および土木建築構造物などの軽量化
に大きく貢献することができる。
スの高張力鋼板による形鋼が、予熱フリーで溶接状態の
ままで供給可能となり、低コストで形鋼生産を可能と
し、輸送機器、機械および土木建築構造物などの軽量化
に大きく貢献することができる。
【図1】(A)(B)は高周波抵抗溶接による形鋼製造
を示した概略図であり、(A)はその斜視図、(B)は
その側面概要図である。
を示した概略図であり、(A)はその斜視図、(B)は
その側面概要図である。
【図2】この発明による形鋼の溶接部硬度分布を示す関
係図である。
係図である。
【図3】溶接部の断面写真である。
【図4】従来方法による形鋼の溶接硬度分布を示す図で
ある。
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 Ceq=C+1/40Si+1/20C
rで与えられる炭素当量がCeq<0.1となる範囲内
で合金成分が添加され、結晶粒径が2μm以下、およ
び、引張強さが60kgf/mm2 以上である高張力鋼
板に対して、予熱なしで高周波抵抗溶接を行うことを特
徴とする高周波抵抗溶接方法。 - 【請求項2】 請求項1の方法によってウェブ材とフラ
ンジ材とが溶接された溶接形鋼であって、ウェブ材とフ
ランジ材のいずれか一方もしくは両者が高張力鋼板であ
ることを特徴とする溶接形鋼。 - 【請求項3】 ウェブ材とフランジ材とが連続供給され
て溶接された請求項2の溶接形鋼。 - 【請求項4】 ウェブ材が極低炭素普通鋼である請求項
2または3の溶接形鋼。 - 【請求項5】 溶接直後の溶接状態で、熱影響部および
溶接部のビッカース硬さが、母材の90%以上150%
以下の硬度範囲内にある請求項2ないし4のいずれかの
溶接形鋼。 - 【請求項6】 ウェブ材およびフランジ材各々の炭素当
量Ceqが、Ceq<0.05であって、ビッカース硬
さが母材の90%以上120%以下の硬度範囲内にある
請求項5の溶接形鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34338698A JP2000167675A (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | 高周波抵抗溶接方法と溶接形鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34338698A JP2000167675A (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | 高周波抵抗溶接方法と溶接形鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000167675A true JP2000167675A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18361119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34338698A Withdrawn JP2000167675A (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | 高周波抵抗溶接方法と溶接形鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000167675A (ja) |
-
1998
- 1998-12-02 JP JP34338698A patent/JP2000167675A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |