JP2006088172A - Method of producing blank material for press forming and blank material for press forming obtained thereby - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレス成形用ブランク材の製造方法とそれによって得られるプレス成形用ブランク材に係り、特に、複数の金属板が互いに接合され、一体化されてなるプレス成形用ブランク材を有利に製造する方法と、そのような製造方法によって得られる特徴的なプレス成形用ブランク材に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a press-molding blank material and a press-molding blank material obtained thereby, and in particular, advantageously produces a press-molding blank material in which a plurality of metal plates are joined together. And a characteristic press-molding blank obtained by such a manufacturing method.
従来から、所望のプレス製品を得る際には、1枚の金属板を所定の形状に切断して、プレス成形用ブランク材を製造し、その後、このブランク材に対してプレス成形を実施する技術が、一般に採用されてきているが、近年では、複数の金属板を接合し、一体化して、テーラードブランク材と一部で称される、1枚のプレス成形用ブランク材を製造し、そして、このプレス成形用ブランク材に対して所定のプレス成形を行なうことにより、所望のプレス製品を得るようにしたプレス成形技術が、例えば、自動車の内装パネル用のプレス製品を得る際等に、多く採用されている。 Conventionally, when a desired press product is obtained, a technology for producing a blank material for press molding by cutting a single metal plate into a predetermined shape, and then performing press molding on the blank material. However, in recent years, a plurality of metal plates are joined and integrated to produce a single blank for press molding, referred to in part as a tailored blank, and Press molding technology that obtains a desired press product by performing a predetermined press molding on this blank for press molding is often used, for example, to obtain a press product for an interior panel of an automobile. Has been.
このようなプレス成形技術においては、プレス成形用ブランク材が、複数の金属板を互いに接合して、一体化せしめることにより、製造されているところから、その製造時に、切断加工等による廃棄材料が何等生じないばかりでなく、一般的なプレス成形技術では使用不能な小型の金属板を、ブランク材の形成材料として利用することが出来、それによって、材料コストの低減を有利に図ることが可能となるといった利点が得られる。また、ブランク材を与える複数の金属板のうちの幾つかを高強度の金属板にて構成したり、或いはそれらのうちの幾つかを補強板として、別の金属板に対して一体的に接合したりすることによって、必要な部位に必要なだけの強度が付与されたプレス製品が容易に得られるようになるといった優れた特徴も発揮され得るのである。 In such a press molding technique, a press molding blank material is manufactured by joining and integrating a plurality of metal plates to each other. Not only does this occur, but a small metal plate that cannot be used with general press molding technology can be used as a blank material, which can advantageously reduce material costs. The advantage that it becomes becomes. In addition, some of the plurality of metal plates that give the blank material are composed of high-strength metal plates, or some of them are used as reinforcing plates to be integrally bonded to another metal plate. By doing so, it is possible to exhibit an excellent feature that a pressed product in which a necessary strength is imparted to a necessary portion can be easily obtained.
ところが、かかる特徴的なプレス成形用ブランク材を用いたプレス成形技術においては、これまで、複数の金属板同士を突き合わせて溶融溶接するレーザ溶接やアーク溶接、或いは複数の金属板のそれぞれの一部を重ね合わせて、かかる重合部位を連続的に抵抗溶接するシーム溶接等の各種の溶接方式により、複数の金属板を接合することによって、ブランク材が製造されていたため、そのようなブランク材やそれから得られるプレス製品において、以下の如き様々な問題が惹起されていた。 However, in the press molding technology using such a characteristic blank for press molding, until now, laser welding or arc welding in which a plurality of metal plates are brought into contact with each other and melt-welded, or a part of each of the plurality of metal plates is performed. Since the blank material was manufactured by joining a plurality of metal plates by various welding methods such as seam welding that continuously resistance welds the polymerization sites, such a blank material and In the obtained press product, the following various problems have been caused.
すなわち、複数の金属板同士を突き合わせて溶融溶接することによりプレス成形用ブランク材を製造する場合には、それら各金属板同士の突き合わせ部位における間隙(ギャップ)の管理が難しく、特に、板厚の異なる金属板同士を溶融溶接する際にあっては、板厚の差異の大きさにより溶融部分の溶け込みが不十分となって、接合強度にバラツキが生じ、その結果、ブランク材の接合品質が不安定となるといった問題が生じていた。 That is, when producing a blank for press molding by butting a plurality of metal plates and melting and welding them, it is difficult to manage the gap (gap) at the butted portion between the metal plates. When different metal plates are melt welded, the melted portion is insufficiently melted due to the difference in thickness, resulting in variations in the bonding strength, resulting in poor bonding quality of the blank material. The problem of becoming stable has arisen.
また、複数の金属板のそれぞれの一部を重ね合わせて抵抗溶接する場合にあっても、例えば、電極円盤を用いたマッシュシーム溶接を行なった際に、電極円盤の電極部が金属板の溶接部位に付着したり、潰れたりして、接合強度が低下してしまうことがあり、更には、重ね合わされた被接合部位の表面性状によって、接合強度が左右されるため、接合品質の安定したブランク材の製造が困難となるといった問題が内在していた。 Further, even when resistance welding is performed by overlapping a part of each of the plurality of metal plates, for example, when performing mash seam welding using an electrode disk, the electrode portion of the electrode disk is welded to the metal plate. The bonding strength may decrease due to adhesion to the part or crushing. Furthermore, since the bonding strength is affected by the surface properties of the overlapped parts to be joined, the blank with stable joining quality. The problem of making it difficult to manufacture the material was inherent.
さらに、従来のプレス成形技術におけるブランク材の製造手法では、何れも、複数の金属板の接合に際して、被接合部位が加熱溶融せしめられるところから、製造されたブランク材の接合部位の近傍に熱影響部(軟化域)が生ずることが避けられなかったのであり、そのために、製造されたブランク材を、所定の後処理することなく、そのままプレス成形した際に、熱影響部で破断してしまうことが、往々にしてあった。 Further, in the conventional blank material manufacturing method in the press forming technology, in any case, when joining a plurality of metal plates, the joined portion is heated and melted, and the thermal effect is exerted on the vicinity of the produced blank material joining portion. It is inevitable that a part (softening region) is generated, and therefore, when the produced blank material is directly press-molded without being subjected to a predetermined post-treatment, it is broken at the heat-affected zone. But often it was.
更にまた、従来のプレス成形用ブランク材の製造手法においては、複数の金属板の最大接合速度が、概ね毎分5m程度で、比較的に遅い速度であるため、被接合部位の長さが長くなるほど、溶接に要される作業時間が冗長的に長くなって、生産性が低下するばかりでなく、入熱が蓄積されて、ブランク材に歪みや組織変化等が生じ、それによって、外観や強度が損ねられると共に、プレス成形時におけるプレス精度が低下するといった不具合もあったのである。 Furthermore, in the conventional method for manufacturing a blank for press forming, the maximum joining speed of a plurality of metal plates is approximately 5 m / min, which is a relatively slow speed, so the length of the joined parts is long. Indeed, the work time required for welding becomes redundantly longer and not only productivity is lowered, but heat input is accumulated, and the blank material is distorted and structurally changed, thereby improving the appearance and strength. As a result, the press accuracy during press molding is reduced.
かかる状況下、本願出願人等は、固相接合法の一種たる電磁圧接法を利用して、複数の金属板を相互に接合し、一体化することにより、目的とするプレス成形用ブランク材を製造するようにした手法を、下記特許文献1において提案した。 Under such circumstances, the applicants of the present application use the electromagnetic pressure welding method, which is a kind of solid-phase bonding method, to join a plurality of metal plates to each other and integrate them to obtain a target blank material for press molding. The technique made to manufacture was proposed in the following Patent Document 1.
すなわち、この本願出願人等が提案したプレス成形用ブランク材の製造方法にあっては、複数の金属板のそれぞれの接合されるべき部位を、互いに押し付け合い得る状態で、換言すれば、互いに接触させて又は所定の間隙を介して重ね合わせた状態で、それら複数の金属板を重合せ方向の両側から挟むようにして、圧接用コイルを配置せしめた後、かかる圧接用コイルに瞬間大電流を流して、複数の金属板の各被接合部位に、それらを互いに押し付け合う方向に向かって作用する電磁力を瞬間的に発生させることにより、複数の金属板が、加熱溶融せしめることなく、被接合部位同士において瞬間的に相互に圧接せしめられて、一体化されるようになっている。 That is, in the manufacturing method of the blank material for press forming proposed by the applicants of the present application, the portions to be joined of the plurality of metal plates can be pressed against each other, in other words, in contact with each other. In a state where the metal plates are overlapped with each other with a predetermined gap between them, the pressure welding coils are arranged so as to sandwich the plurality of metal plates from both sides in the overlapping direction, and then an instantaneous large current is passed through the pressure welding coils. The plurality of metal plates can be joined to each other without causing the plurality of metal plates to be heated and melted by instantaneously generating an electromagnetic force acting in a direction in which the metal plates are pressed against each other. Are instantaneously brought into pressure contact with each other and integrated.
それ故、かかる提案手法によれば、複数の金属板を、互いに突き合わせたり、重ね合わせたりした状態下で溶融溶接する従来手法において惹起される各金属板同士の突合せ部における間隙の管理上の問題や、複数の金属板間の板厚の差異や電極円盤の溶接部位への付着による接合強度の低下の問題、更には熱影響部の発生や非効率的な接合作業に起因するプレス成形性の低下の問題等が悉く解消され、以て、目的とするプレス成形用ブランク材が、安定した接合品質と優れた生産性、更には高度なプレス成形性をもって、有利に製造され得ることとなるのである。 Therefore, according to the proposed method, a problem in the management of the gap in the butt portion of each metal plate caused by the conventional method in which a plurality of metal plates are melt-welded in a state where they are butted or overlapped with each other. In addition, there is a problem of reduction in bonding strength due to differences in plate thickness between multiple metal plates and adhesion of the electrode disk to the welded part, as well as press formability due to generation of heat affected zone and inefficient bonding work. Since the problem of deterioration is greatly eliminated, the target press-molding blank can be advantageously manufactured with stable joint quality, excellent productivity, and high press-formability. is there.
しかしながら、そのような優れた特徴を発揮するプレス成形用ブランク材の製造方法について、本発明者等が様々な面から検討を加えたところ、プレス成形用ブランク材の製造コストの面において、未だ改良の余地が存していることが、判明したのである。 However, the inventors have examined the manufacturing method of the blank material for press molding that exhibits such excellent characteristics from various aspects, and as a result, the manufacturing cost of the blank material for press molding is still improved. It has been found that there is room for this.
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その第一の解決課題とするところは、複数の金属板が相互に接合されて、一体化されてなる構造を有し、且つ安定した接合品質と高度なプレス成形性を具備したプレス成形用ブランク材を、優れた生産性をもって、より低コストに製造することが出来る方法を提供することにある。また、本発明は、そのような製造方法によって有利に得られるプレス成形用ブランク材を提供することを、その第二の解決課題とするものである。 Here, the present invention has been made in the background as described above, and the first problem to be solved is that a plurality of metal plates are joined together and integrated. An object of the present invention is to provide a method capable of producing a press-molding blank material having a structure and having stable joining quality and high press-formability with excellent productivity and at a lower cost. Moreover, this invention makes it the 2nd solution subject to provide the blank material for press molding obtained advantageously by such a manufacturing method.
そして、本発明者等が、かかる課題の解決のために、鋭意研究を重ねた結果、互いに接触して又は所定の間隙を介して重ね合わされた複数の金属板に対して、それらの重合せ方向の片側のみに圧接用コイルを配置して、電磁圧接操作を行う場合にあっても、複数の金属板を十分な接合強度をもって接合し得ることを見出したのである。 And, as a result of intensive studies for the solution of such problems, the present inventors, as a result of the overlapping direction, with respect to a plurality of metal plates that are in contact with each other or overlapped through a predetermined gap It has been found that a plurality of metal plates can be joined with sufficient joining strength even when a pressure welding coil is disposed only on one side of the metal plate and electromagnetic welding operation is performed.
すなわち、本発明は、そのような知見に基づいて完成されたものであって、その第一の態様とするところは、複数の金属板を相互に接合して、一体化することにより、プレス成形に用いられるブランク材を製造する方法であって、前記複数の金属板のうちの一つの金属板の一方の面側のみに、それらのうちの他の金属板を位置せしめた状態で、該複数の金属板を、それぞれの接合されるべき部位同士において、互いに接触させて又は所定の間隙を介して、順次、重ね合わせる一方、該一つの金属板の他方の面側のみに、圧接用コイルを、該一つの金属板の被接合部位に対して板厚方向に間隔を開けて対応位置せしめた後、該圧接用コイルに瞬間大電流を流して、該一つの金属板の被接合部位に、該一つの金属板をそれと重ね合わされる金属板の被接合部位に押し付ける方向に向かって作用する電磁力を瞬間的に発生させることにより、該複数の金属板を、該被接合部位同士において瞬間的に相互に圧接せしめて、一体化するようにしたことを特徴とするプレス成形用ブランク材の製造方法にある。 That is, the present invention has been completed based on such knowledge, and the first aspect thereof is that a plurality of metal plates are joined together and integrated to form a press. A blank material used in the above-mentioned method, wherein the plurality of metal plates are arranged in a state where the other metal plate is positioned only on one surface side of one of the plurality of metal plates. The metal plates are stacked in contact with each other at a portion to be joined or sequentially through a predetermined gap, while a pressure welding coil is placed only on the other surface side of the one metal plate. , After positioning the corresponding position of the one metal plate with a gap in the thickness direction, an instantaneous large current is passed through the coil for pressure welding, Metal plate on which the one metal plate is superimposed By instantly generating an electromagnetic force that acts in the direction of pressing against the bonded parts, the plurality of metal plates are instantaneously pressed against each other at the bonded parts to be integrated. It is in the manufacturing method of the blank material for press molding characterized by this.
要するに、この本態様においては、本願出願人等により提案された、前記せる如き電磁圧接法を利用した手法と同様に、複数の金属板が、加熱溶融せしめられることなく、被接合部位同士において瞬間的に相互に電磁圧接せしめられて、一体化されるようになっており、それ故に、溶融溶接により複数の金属板の被接合部位同士を接合する従来手法において惹起される幾つかの問題が、一挙に解消され得る。 In short, in this embodiment, similar to the method using the electromagnetic pressure welding method proposed by the applicant of the present application and the like, a plurality of metal plates are instantaneously bonded to each other without being heated and melted. Therefore, several problems caused in the conventional method of joining the parts to be joined of a plurality of metal plates by fusion welding are as follows. It can be resolved at once.
しかも、かかる本態様にあっては、互いに接触して又は所定の間隙を介して重ね合わされた複数の金属板の重合せ方向の片側のみに、圧接用コイルが配置されており、そして、この片側に配置された圧接用コイルに瞬間大電流が流されることで、圧接用コイルに対応位置せしめられた一つの金属板において所定の電磁力が瞬間的に発生せしめられて、複数の金属板が相互に電磁圧接されるようになっている。 Moreover, in this embodiment, the pressure welding coil is disposed only on one side in the overlapping direction of the plurality of metal plates that are in contact with each other or overlapped with each other through a predetermined gap, and this one side When a large current is passed through the pressure welding coil placed in the position, a predetermined electromagnetic force is instantaneously generated in one metal plate positioned corresponding to the pressure welding coil, and a plurality of metal plates are mutually connected. Electromagnetic pressure contact is applied.
それ故、このような本態様では、例えば、互いに接触して又は所定の間隙を介して重ね合わされた複数の金属板の重合せ方向の両側に位置せしめられた圧接用コイルのそれぞれに瞬間大電流を流すことで、複数の金属板を相互に電磁圧接するようにした前記提案手法に比して、圧接用コイルの配設数を有利に削減することが出来、またそれによって、圧接用コイルに瞬間大電流を供給する電源装置やコンデンサの容量を小さく為すことが可能となる。そして、その結果として、複数の金属板の接合作業に要される設備コストや作業コストを低く抑えることが出来るようになるといった極めて優れた特徴が発揮される。 Therefore, in this embodiment, for example, an instantaneous large current is applied to each of the pressure welding coils positioned on both sides of the overlapping direction of the plurality of metal plates that are in contact with each other or overlapped with a predetermined gap. As compared with the proposed method in which a plurality of metal plates are electromagnetically welded to each other, it is possible to advantageously reduce the number of pressure welding coils and thereby to the pressure welding coils. It is possible to reduce the capacity of a power supply device or a capacitor that supplies an instantaneous large current. And as a result, the very outstanding characteristic that the installation cost and work cost which are required for the joining operation | work of a some metal plate can be restrained low is exhibited.
また、このような本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法の第二の態様においては、前記複数の金属板を、それぞれの接合されるべき部位同士において、所定の間隙を介して、順次、重ね合わせるときに、かかる間隙の大きさが、該複数の金属板のうち、該間隙を介して重ね合わされる二つの金属板の板厚合計の5倍以下で、且つ0.1mm以上の範囲内の値とされる。 Further, in the second aspect of the method for producing a press-molding blank material according to the present invention, the plurality of metal plates are sequentially joined to each other at sites to be joined, with a predetermined gap therebetween. When overlapping, the size of the gap is not more than 5 times the total thickness of the two metal plates that are overlapped via the gap, and within the range of 0.1 mm or more. The value of
さらに、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法における第三の態様では、前記複数の金属板のうちの少なくとも一つが、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる板材にて構成されると共に、該複数の金属板のうち、前記圧接用コイルが対応位置せしめられる前記一つの金属板が、かかるアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる板材の一つのものにて構成されることとなる。 Furthermore, in the third aspect of the method for manufacturing a press-molding blank material according to the present invention, at least one of the plurality of metal plates is composed of a plate material made of aluminum or an aluminum alloy, and the plurality of metals. Among the plates, the one metal plate on which the pressure welding coil is positioned correspondingly is constituted by one of the plate materials made of aluminum or aluminum alloy.
更にまた、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法の第四の態様においては、前記複数の金属板が、互いに異なる板厚を有してなると共に、該複数の金属板のうち、前記圧接用コイルが対応位置せしめられる前記一つの金属板が、該互いに板厚の異なる金属板のうちで最も板厚の薄い金属板にて構成される。 Furthermore, in the fourth aspect of the method for producing a press-molding blank material according to the present invention, the plurality of metal plates have different plate thicknesses, and of the plurality of metal plates, the press contact The one metal plate on which the working coil is positioned correspondingly is formed of the thinnest metal plate among the metal plates having different plate thicknesses.
また、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法における第五の態様では、前記複数の金属板が、互いに異なる導電率を有してなると共に、該複数の金属板のうち、前記圧接用コイルが対応位置せしめられる前記一つの金属板の導電率が、該一つの金属板と重ね合わされる前記金属板の導電率よりも10%IACS以上高くされる。 In the fifth aspect of the method for manufacturing a press-molding blank material according to the present invention, the plurality of metal plates have different electrical conductivities, and the pressure welding coil among the plurality of metal plates. The electric conductivity of the one metal plate to be positioned correspondingly is made higher by 10% IACS or more than the electric conductivity of the metal plate superimposed on the one metal plate.
さらに、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製法方法の第六の態様においては、前記複数の金属板として、所定のコイルを形成するように巻回された長尺な薄板の複数を用い、かかる複数の金属板からなる複数のコイルのそれぞれを徐々に巻き出すと共に、それら複数のコイルから各々巻き出される複数の金属板のうちの一つの金属板における巻出し部分の一方の面側のみに、それらのうちの他の金属板の巻出し部分を位置せしめた状態で、該複数の金属板の巻出し部分を、互いに接触させて又は所定の間隙を介して、順次、重ね合わせる一方、該一つの金属板における巻出し部分の他方の面側のみに、圧接用コイルを、該一つの金属板の巻出し部分の被接合部位に対して板厚方向に間隔を開けて対応位置せしめた後、該圧接用コイルに瞬間大電流を流して、該一つの金属板の巻出し部分に、前記電磁力を瞬間的に発生させて、該複数の金属板の巻出し部分を相互に圧接する操作を繰り返し行なうことにより、該複数の金属板を、該巻出し部分毎に連続的に圧接して一体化する一方、該圧接されて一体化された該複数の金属板の接合体を、所定の間隔で切断するようにされることとなる。 Furthermore, in the sixth aspect of the method for producing a blank material for press molding according to the present invention, a plurality of long thin plates wound so as to form a predetermined coil are used as the plurality of metal plates. While gradually unwinding each of a plurality of coils made of a plurality of metal plates, only on one surface side of the unwinding portion in one metal plate of the plurality of metal plates respectively unwound from the plurality of coils, While the unwinding portions of the other metal plates are positioned, the unwinding portions of the plurality of metal plates are sequentially overlapped with each other in contact with each other or through a predetermined gap. After only the other surface side of the unwinding portion of one metal plate, the pressure welding coil is positioned corresponding to the unbonded portion of the unwinding portion of the one metal plate with a space in the plate thickness direction, To the pressure welding coil By passing a large current and generating the electromagnetic force instantaneously in the unwinding portion of the one metal plate, and repeatedly performing the operation of pressing the unwinding portions of the plurality of metal plates to each other, The plurality of metal plates are continuously pressed and integrated for each unwinding portion, and the joined body of the plurality of metal plates pressed and integrated is cut at a predetermined interval. Will be.
更にまた、本発明に従うプレス成形用ブランク材の第七の態様では、前記複数の金属板として、互いに大きさの異なる板材を用い、かかる複数の金属板のうちの一つの金属板の一方の面側のみに、それらのうちの他の金属板を位置せしめた状態で、該複数の金属板を、大きさが小なる金属板の一方の面の全面と、大きさが大なる金属板の一部の面とにおいて、互いに接触させて又は所定の間隙を介して、順次、重ね合わせる一方、該一つの金属板の他方の面側のみに、圧接用コイルを、該一つの金属板の接合されるべき部位に対して板厚方向に間隔を開けて対応位置せしめた後、該圧接用コイルに瞬間大電流を流して、該一つの金属板の被接合部位に前記電磁力を瞬間的に発生させることにより、該複数の金属板を相互に圧接するようにされる。 Furthermore, in a seventh aspect of the blank material for press molding according to the present invention, plate materials having different sizes are used as the plurality of metal plates, and one surface of one metal plate among the plurality of metal plates. With the other metal plates positioned only on the side, the plurality of metal plates are placed on the entire surface of one surface of the metal plate having a smaller size and one metal plate having a larger size. The parts are in contact with each other or are sequentially overlapped with each other through a predetermined gap. On the other side of the one metal plate, a pressure welding coil is joined to the one metal plate. After a corresponding position with a gap in the plate thickness direction with respect to the part to be processed, an instantaneous large current is passed through the coil for pressure welding, and the electromagnetic force is instantaneously generated at the part to be joined of the one metal plate By doing so, the plurality of metal plates are pressed against each other. .
そして、前記せる第二の技術的課題の解決のために、本発明の第八の態様とするところは、上述した製造方法によって得られることを特徴とするプレス成形用ブランク材にある。 In order to solve the second technical problem, the eighth aspect of the present invention is a press-molding blank material obtained by the manufacturing method described above.
そして、かくの如き本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法の第一の態様においては、前述せる如き優れた特徴が発揮されることによって、複数の金属板が相互に接合されて、一体化されてなる構造を有し、且つ安定した接合品質と高度なプレス成形性を具備したプレス成形用ブランク材が、優れた生産性をもって、より低コストに製造され得ることとなるのである。 In the first aspect of the method for manufacturing a press-molding blank according to the present invention as described above, a plurality of metal plates are joined and integrated by exhibiting the excellent characteristics as described above. The blank material for press molding having the structure thus formed and having stable joining quality and high press formability can be manufactured at a lower cost with excellent productivity.
また、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法の第二の態様によれば、圧接用コイルに瞬間大電流を流して、圧接用コイルに対応位置せしめられた一つの金属板の被接合部位に電磁力を瞬間的に発生させた際に、間隙を介して重ね合わされる金属板同士が、高速で衝突せしめられて、その衝突効果により、更に確実に且つ安定的に圧接され得、以て、目的とするプレス成形用ブランク材が、より一層優れた接合品質をもって、安定的に製造され得ることとなる。 In addition, according to the second aspect of the method for manufacturing a press-molding blank material according to the present invention, a portion to be joined of one metal plate that is positioned corresponding to the pressure welding coil by passing an instantaneous large current through the pressure welding coil. When the electromagnetic force is momentarily generated in the metal plate, the metal plates stacked through the gap are collided at a high speed and can be more reliably and stably pressed by the collision effect. Therefore, the intended press-molding blank can be stably produced with even better joint quality.
さらに、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法の第三、第四、及び第五の態様によれば、複数の金属板のうち、圧接用コイルに対応位置せしめられる一つの金属板の導電率が十分に高くされ得、それによって、圧接用コイルに瞬間大電流が流されたときに、かかる一つの金属板において、より大きな電磁力が発生せしめられ、以て、複数の金属板が、更に確実に且つ安定的に圧接され得る。 Furthermore, according to the third, fourth, and fifth aspects of the method for manufacturing a press-molding blank material according to the present invention, among the plurality of metal plates, the conductivity of one metal plate that is positioned corresponding to the pressure welding coil. The rate can be made sufficiently high, so that when a large current is passed through the pressure welding coil, a larger electromagnetic force is generated in one such metal plate, so that the plurality of metal plates are Furthermore, it can be reliably and stably pressed.
また、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法の第六の態様では、安定した接合品質と優れた生産性、更には高度なプレス成形性を有するプレス成形用ブランク材が、単純操作の繰り返しにより、連続して、大量に、しかも容易に且つ迅速に製造され得るのであり、そして、それに加えて、圧接用コイルが、順次、重ね合わされた複数の金属板の片側のみに配置されていることで、接合作業における設備コストやランニングコストの低下も、有利に図られ得る。従って、かかる本発明手法によれば、目的とするプレス成形用ブランク材の生産コストを、更に一層効果的に低減させることが可能となる。 Further, in the sixth aspect of the method for producing a press-molding blank material according to the present invention, the press-molding blank material having stable joint quality and excellent productivity, and further high press-formability is a simple operation repeated. Therefore, it is possible to manufacture continuously, in large quantities, and easily and quickly, and in addition, the pressure welding coils are sequentially arranged only on one side of a plurality of metal plates that are superimposed. Thus, a reduction in equipment cost and running cost in the joining operation can be advantageously achieved. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to further effectively reduce the production cost of the intended press-molding blank.
さらに、本発明に従うプレス成形用ブランク材の製造方法の第七の態様では、前述の如き優れた特徴を有し、しかも、大きさが小なる金属板にて部分的に補強されたプレス成形用ブランク材が、極めて容易に製造され得ることとなる。 Furthermore, in the seventh aspect of the method for producing a press-molding blank material according to the present invention, the press-molding material having the excellent characteristics as described above and partially reinforced with a metal plate having a small size. The blank material can be manufactured very easily.
そして、本発明に従うプレス成形用ブランク材に係る第八の態様にあっては、安定した接合品質と優れた生産性、及び高度なプレス成形性が確実に具備せしめられ得るのであり、しかも、その製造工程において優れた経済性が、極めて有利に発揮され得るのである。 And in the eighth aspect related to the blank material for press molding according to the present invention, stable bonding quality and excellent productivity, and high press moldability can surely be provided, and the The excellent economics in the production process can be exhibited very advantageously.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係るプレス成形用ブランク材の製造方法とそれによって得られるプレス成形用ブランク材の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。 Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, the method for producing a press-molding blank material according to the present invention and the configuration of the press-molding blank material obtained thereby will be described in detail with reference to the drawings. I decided to.
先ず、図1には、本発明に係る製造手法に従って製造されたプレス成形用ブランク材の一例として、自動車の内装パネルを与えるプレス成形用ブランク材たるテーラードブランク材が、その縦断面形態において、概略的に示されている。かかる図1から明らかなように、テーラードブランク材10は、第一及び第二の2枚の金属板12,14が、それぞれの端部同士において、互いに重ね合わされた状態で、それらの重合せ面間に接合部15が形成されることにより、一体化せしめられて、構成されている。なお、図1には明示されてはいないものの、テーラードブランク材10においては、接合部15が、第一の金属板12と第二の金属板14の重合せ面間において、それら各金属板12,14の略全幅に亘って、形成されている。
First, in FIG. 1, as an example of a press-molding blank material manufactured according to the manufacturing method according to the present invention, a tailored blank material, which is a press-molding blank material that gives an automobile interior panel, is schematically shown in its longitudinal cross-sectional form. Has been shown. As apparent from FIG. 1, the tailored
また、ここでは、テーラードブランク材10を構成する2枚の金属板12,14のうち、第一の金属板12が、第二の金属板14よりも所定寸法厚い厚さとされている。そして、かかる厚肉の第一の金属板12がアルミニウム製の平板からなる一方、薄肉の第二の金属板14が鉄製の平板からなっている。これにより、テーラードブランク材10の強度が、アルミニウム製厚肉の第一の金属板12からなる部分において、鉄製薄肉の第二の金属板14からなる部分よりも、十分に大きくされているのである。
Also, here, of the two
なお、かかるテーラードブランク材10の形成材料たる2枚の金属板12,14を与える金属材料の種類は、特に限定されるものではなく、目的とするプレス製品に要求される材質や特性等に応じて、同一種類のものや互いに異なる種類のものが適宜に選択されるのであり、また、それらの板厚も、互いに同一寸法とされていても、何等差し支えないのである。
In addition, the kind of metal material which gives the two
ところで、この本実施形態のテーラードブランク材10は、例えば、図2乃至図4に示されるような電磁圧接装置16を用いて、上述の如き第一及び第二の2枚の金属板12,14を相互に電磁圧接して、一体化することによって、製造されることとなる。
By the way, the tailored
すなわち、ここで用いられる電磁圧接装置16は、コンデンサ:Cと放電スイッチ:Gと圧接用コイル18とを備えた、高密度の磁束を発生させるための放電回路と、かかる放電回路上のコンデンサ:Cに電荷を供給する電源装置20を備えた充電回路と、放電回路の圧接用コイル18が固設される基台22と、この基台22を跨ぐようにして、位置固定に配設されたガントリ24とを含んで構成されている。
That is, the electromagnetic
また、そのような電磁圧接装置16を構成するガントリ24は、電磁圧接されるべき第一及び第二の金属板12,14のそれぞれの幅よりも所定寸法大きな間隔を開けて立設された二つの脚部26,26と、それら二つの脚部26,26の上部部位の一方側から他方側の向かって水平に延びる平板状の梁部28とを有し、全体として、門型乃至は下方に向かって開口するコ字型の枠体形態をもって成っている。更に、かかるガントリ24においては、梁部28が、二つの脚部26,26との間に形成された図示しない公知の昇降機構によって、水平状態を維持しつつ、昇降せしめられるようになっており、また、この梁部28の下面が、第一及び第二の金属板12,14のそれぞれの幅よりも大きな長さを有する平坦な裏当て面29とされている。
Further, the
一方、基台22は、第一及び第二の金属板12,14の幅よりも長く、且つガントリ24における梁部28の裏当て面29の長さよりも短い長さを有する長手矩形のブロック体にて、構成されている。また、かかる基台22にあっては、その上面が、ガントリ24における梁部28の裏当て面29に対して所定距離を隔てて対向位置せしめられた平坦面30とされており、この平坦面30上に、圧接用コイル18が、固設されている。なお、この基台22を、例えば、圧接用コイル18が固設される平坦面30を含む部分からなる固設部と、それ以外の部分からなる基部とに分割すると共に、それら固設部と基部との間に、固設部を上下動させる公知の昇降機構を設けることで、圧接用コイル18の設置位置の高さを可変とするようにしても良い。
On the other hand, the
一方、そのような基台22の平坦面30上に固設された圧接用コイル18は、第一及び第二の金属板12,14の幅と略同一長さを有する、例えばクロム銅鋼製の薄肉の長手矩形平板からなっている。また、この圧接用コイル18における幅方向の中央部の二個所には、比較的に狭い幅のスリット32が、略全長に亘って一直線に延びるように、それぞれ形成されており、以て、かかる圧接用コイル18が、全体として、略E字形状を呈するワンターンコイル形態をもって、構成されている。更に、かかる圧接用コイル18にあっては、二つのスリット32,32にて挟まれた部分が、狭幅のコイル中間部34とされる一方、各スリット32を挟んで、コイル中間部34とは反対側に位置する部分が、それぞれコイル端部36,36とされている。
On the other hand, the
そして、このような電磁圧接装置16にあっては、コンデンサ:Cに所定量の電荷が充電された状態下で、放電スイッチ:Gが閉じられて、圧接用コイル18にパルス大電流(瞬間大電流)が流されることによって、圧接用コイル18の電流が集中する狭幅のコイル中間部34に沿って、高密度の磁束が急激に発生せしめられるようになっているのである。
In such an electromagnetic
而して、かくの如き電磁圧接装置16を用いて、目的とするテーラードブランク材10を製造する際には、図2に示されるように、先ず、電磁圧接されるべき第一及び第二の金属板12,14がそれぞれ載置されることにより支持される第一及び第二の二つのテーブル40,42が、電磁圧接装置16の基台22を間に挟んで、その幅方向の両側に、設置される。
Thus, when the target tailored
また、ここでは、第二テーブル42として、第二の金属板14が支持される支持面44の高さ位置が、電磁圧接装置16の基台22に固設された圧接用コイル18の上面の高さ位置よりも所定寸法だけ高くされたものが用いられる一方、第一テーブル40として、第一の金属板12が支持される支持面46の高さ位置が、第二テーブル42の支持面44に第二の金属板14が支持されたときの第二の金属板14の上面の高さ位置、つまり、第二テーブル42の支持面44の高さに第二の金属板14の板厚を加えた高さよりも所定寸法だけ高くされたものが、用いられる。なお、図示されてはいないものの、そのような第一及び第二テーブル40,42に代えて、例えば、前記ガントリ24と同様な構造において、各支持面46,44の高さ位置が可変とされた構造のものを用いても良い。
Here, as the second table 42, the height position of the
次に、第一テーブル40と第二テーブル42のそれぞれの支持面46,44上に、第一の金属板12と第二の金属板14とが、載置されて、支持される。このとき、第一及び第二の金属板12,14は、何れも、接合されるべき端部部位、つまり被接合端部48,50が、それらの間に位置する基台22の平坦面30上に位置せしめられるように、第一及び第二テーブル40,42の各支持面46,44上から、基台22側に、それぞれはみ出した状態とされる。また、その一方で、ガントリ24の梁部28が、必要な量において上下動せしめられて、かかる梁部28の裏当て面29が、第二の金属板14の被接合端部50の第二テーブル42側とは反対側の面に対して、接触せしめられるか、若しくは僅かな隙間を開けて、対向位置せしめられる。
Next, the
これによって、図3に示される如く、第一の金属板12と第二の金属板14とが、それぞれの被接合端部48,50において、第一の金属板12の被接合端部48を下側にした状態で、ギャップ(間隙)52を介して互いに重ね合わされて、配置される。そして、そのような配置状態下において、第一の金属板12の被接合端部48における第二の金属板14との重合せ面側とは反対側に、圧接用コイル18が、第一の金属板12の被接合端部と所定の間隔を開けて、対応位置せしめられる。換言すれば、第一の金属板12の被接合端48部の上面側のみに、第二の金属板14の被接合端部50が、ギャップ52を介して位置せしめられる一方、かかる第一の金属板12の被接合端部48の下面側のみに、圧接用コイル18が、第一の金属板12の被接合端部48に対応位置せしめられるようになる。また、第二の金属板14の被接合端部50が、ガントリ24の梁部28の裏当て面29にて、上方への変位が規制された状態とされる。
As a result, as shown in FIG. 3, the
なお、本工程では、第一の金属板12と第二の金属板14とが、第一及び第二テーブル40,42の互いに高さ位置が異なる支持面46,44上に、それぞれ載置されることで、ギャップ52を介して、互いに重ね合わされるようになっていたが、例えば、第一の金属板12と第二の金属板14との間に、所定高さのスペーサ部材を介在せしめたり、或いはエアーを吹き込んだりした状態において、それら第一の金属板12と第二の金属板14とを重ね合わせることにより、それら各金属板12,14の被接合端部48,50同士の間に、適当な大きさのギャップ52を形成するようにしても良い。
In this step, the
また、第一の金属板12と第二の金属板14の被接合端部同士48,50の重なり代も、特に限定されるものではなく、各金属板12,14の大きさ等によって、適宜に決定されるところである。更に、本工程では、必要に応じて、圧接用コイル18と第一の金属板12の被接合端部との間に、公知の絶縁シート(図示せず)が介装されることとなる。
Moreover, the overlap margin of the to-
そして、そのようにして第一の金属板12と第二の金属板14とを配置した後、或いはその前に、若しくはかかる配置と同時に、電磁圧接装置16の充電回路上の電源装置20から供給される電荷にて、コンデンサ:Cが充電される。なお、このコンデンサ:Cの静電容量は、接合されるべき第一及び第二の金属板12,14の板厚や種類等、それらの金属板12,14の接合に要される電磁力に影響を与える幾つかの要素の差異等に応じて、適宜に変更され得るところではあるものの、一般には、100〜1000μF程度とされる。
Then, after the
次ぎに、電磁圧接装置16の放電回路上の放電スイッチ:Gが閉じられて、コンデンサ:Cに蓄えられた電荷が放電せしめられることにより、圧接用コイル18にパルス大電流(瞬間大電流)が流され、それによって、圧接用コイル18のコイル中間部34に沿って、高密度の磁束が発生せしめられる。
Next, the discharge switch: G on the discharge circuit of the electromagnetic
このとき、かかる高密度の磁束が、圧接用コイル18に対応位置せしめられた第一の金属板12の被接合端部48に交差すると、この第一の金属板12の被接合端部48の内部に、磁束の浸透を妨げる方向に渦電流が発生せしめられて、第一の金属板12の被接合端部48に、上向きに作用する電磁力が瞬間的に発生する。その結果、第一の金属板12の被接合端部48が、それとギャップ52を介して重ね合わされると共に、ガントリ24の梁部28の裏当て面29にて上方への変位が規制された第二の金属板14の被接合端部50に対して高速で衝突せしめられ、以て、第一の金属板12と第二の金属板14とが、それぞれの被接合端部48,50同士において、殆ど加熱溶融せしめられることなく、瞬間的に圧接されて、略全幅に亘って相互に連結せしめられることとなる。
At this time, when the high-density magnetic flux intersects the bonded
なお、このような本圧接工程においては、上述せる如く、ギャップ52を介して重ね合わされた第一の金属板12と第二の金属板14の被接合端部48,50同士が、圧接用コイル18への通電により高速で衝突せしめられるようになっているところから、その際に生ずる衝突エネルギーにより、各金属板12,14が、より確実に圧接されることとなるのであるが、各金属板12,14の種類や必要とされる接合強度等によっては、それら第一の金属板12と第二の金属板14とが、必ずしも、ギャップ52を介して重ね合われている必要はない。即ち、第一の金属板12と第二の金属板14とを、被接合端部48,50同士において、互いに接触させた状態で重ね合わせるようにしても良いのである。
In such a main pressure welding process, as described above, the joined
そして、例えば、十分な接合強度を得る上で、第一の金属板12と第二の金属板14のそれぞれの被接合端部48,50同士を、ギャップ52を介して重ね合わせる場合には、そのギャップ52の大きさは、好ましくは、第一の金属板12と第二の金属板14の板厚合計の5倍以下で、且つ0.1mm以上の範囲内の値とされる。
For example, in order to obtain a sufficient bonding strength, when the bonded
何故なら、かかるギャップ52の大きさが、第一の金属板12と第二の金属板14の板厚合計の5倍を越える大きさか、或いは0.1mmを下回る大きさである場合には、各金属板12,14の被接合端部48,50同士の間の距離が過度に大きくなったり、小さくなったりして、圧接用コイル18に通電せしめた際に、十分な衝突エネルギーが得ることが困難となって、その衝突効果による接合強度の向上が望めなくなってしまう恐れがあるからである。なお、第一の金属板12と第二の金属板14とをそれぞれの被接合端部48,50同士において、より確実に圧接するためには、ギャップ52の下限値が0.3mm以上とされていることが、より望ましい。
This is because when the size of the
また、ここでは、第一及び第二の金属板12,14のうち、鉄製の第二の金属板14よりも導電率の高いアルミニウム製の第一の金属板12の被接合端部48が、圧接用コイル18に対応位置せしめられているため、圧接用コイル18へのパルス大電流の通電により、かかる第一の金属板12の被接合端部48において、十分に大きな渦電流が生ぜしめられて、大きな電磁力が発生せしめられるようになっている。そして、それによって、第一の金属板12と第二の金属板14とが、より大きな衝突エネルギーをもって衝突せしめられて、更に強固に接合され得るようになっているのであるが、このような第一の金属板12と第二の金属板14との導電率の差異に基づいて、接合強度の向上を図るには、圧接用コイル18に対応位置せしめられる第一の金属板12の導電率が、それと重ね合わされる第二の金属板14の導電率よりも、10%IACS以上高くされていることが、望ましい。なお、3枚以上の金属板を電磁圧接する場合にあっても、好ましくは、圧接用コイル18に対応位置せしめられる金属板の導電率が、それと重ね合わされる金属板の導電率よりも、10%IACS以上高くされることとなる。
Moreover, here, the joined
そして、かくして被接合端部48,50同士において圧接され、一体化された金属板12,14が電磁圧接装置16から取り出され、以て、プレス成形に供される、図1に示される如き目的とするテーラードブランク材10が得られることとなるのである。
Then, the
このように、本実施形態では、互いに重ね合わされた第一及び第二の金属板12,14のそれぞれの被接合端部48,50同士が、加熱溶融せしめられることなく、固相状態のままで相互に圧接されるようになっているところから、それら第一及び第二の金属板12,14の接合方式として、各被接合端部48,50を加熱溶融せしめて接合する溶融溶接や抵抗溶接等を採用する場合とは異なって、そのような溶融溶接や抵抗溶接の実施時に、それら各被接合端部48,50の接合強度に悪影響を及ぼすような数々の問題が生ずることが、悉く解消され得る。しかも、製造されるテーラードブランク材10の接合部位の近傍に、局部的な強度低下やプレス成形時に破断の発生を惹起せしめる恐れのある熱影響部が生ずるようなことも有利に回避され得る。従って、安定的な接合品質と優れたプレス成形性を備えたテーラードブランク材10が、極めて有利に製造され得ることとなるのである。
Thus, in this embodiment, the to-
そして、かかる本実施形態においては、特に、互いに重ね合わされた第一の金属板12と第二の金属板14のうち、第一の金属板12の被接合端部48における第二の金属板14との重合せ面側とは反対側のみに、圧接用コイル18が配設されて、この圧接用コイル18にパルス大電流が流されることによって、第一の金属板12と第二の金属板14とが相互に接合されて、上述せるような優れた特徴を有するテーラードブランク材10が製造され得るようになっている。
And in this embodiment, especially the
それ故、本実施形態にあっては、例えば、圧接用コイル18を、各金属板12,14の互いの対向側とは反対側にそれぞれ配設して、それら各金属板12,14の電磁圧接操作を行う場合に比して、圧接用コイル18の配設数が有利に削減され得、それによって、圧接用コイル18の配設数が少ない分だけ、かかる圧接用コイル18にパルス大電流を供給する電源装置20やコンデンサ:Cの容量を小さく為すことが出来ると共に、それら圧接用コイル18や電源装置20、コンデンサ:Cを含む電磁圧接装置16の小型化とコストの低下とが有利に図られ得る。
Therefore, in the present embodiment, for example, the
従って、かくの如き本実施形態によれば、第一の金属板12と第二の金属板14の接合作業に要される設備コストや作業コストを低く抑えることが可能となり、その結果として、前述の如き優れた特徴を発揮するテーラードブランク材10を、より低コストに製造することが出来るのである。
Therefore, according to the present embodiment as described above, it is possible to reduce the equipment cost and work cost required for the joining work of the
また、本実施形態においては、第一の金属板12の被接合端部48に瞬間的に発生せしめられる電磁力によって、第一の金属板12と第二の金属板14の各被接合端部48,50同士が瞬間的に相互に圧接されるようになっているところから、例えば、第一及び第二の金属板12,14が大きいために、それらの各被接合端部48,50が多少長くなっても、そのような各金属板12,14の接合が、極めて短時間で完了せしめられ得るのであり、そのため、接合されるべき金属板12,14の大きさ等に拘わらず、目的とするテーラードブランク材10が、優れた生産効率をもって、有利に製造され得るのである。
Moreover, in this embodiment, each to-be-joined end part of the
さらに、本実施形態では、上述の如く、第一及び第二の金属板12,14の接合が瞬間的に完了せしめられ得るようになっているため、製造されるテーラードブランク材10の入熱の蓄積による歪みや組織変化の発生や、それに伴う外観や強度の低下、更にはプレス成形時におけるプレス精度の低下等が、効果的に阻止され得るのであり、これによっても、製造されるテーラードブランク材10のプレス成形性が安定的に確保され得ることとなる。
Further, in the present embodiment, as described above, since the joining of the first and
しかも、本実施形態にあっては、圧接用コイル18にパルス大電流を流すことにより、かかる圧接用コイル18に対応配置される第一の金属板12の被接合端部48,50の内部に電磁力を瞬間的に発生させることによって、それら各金属板12,14が相互に接合されるようになっているところから、単に、金属板12,14を与える金属材料の種類や板厚等に応じて、圧接用コイル18の形状やそれに流されるパルス大電流の大きさ及び通電時間等を制御するだけで、接合強度の安定化が、極めて容易に図られ得るといった利点も得られることとなる。
Moreover, in the present embodiment, by applying a large pulse current to the
ところで、前記第一の実施形態では、互いに厚さの異なる第一及び第二の金属板12,14を、それぞれの長さ方向の端部同士において接合し、一体化せしめてなる接合形態を有するテーラードブランク材10の例が示されていたが、テーラードブランク材10の接合形態は、何等これに限定されるものではない。即ち、例えば、図5に示されるように、互いに大きさの異なる、第一及び第二の金属板12,14を用い、大きさが小なる第二の金属板14を、その板厚方向の一方の面の全面において、大きさが大なる第一の金属板12の一部の面に重ね合わせ状態で、それらの金属板12,14間に接合部15を形成することにより、一体化して、テーラードブランク材10を構成するようにしても、良いのである。なお、図5、及び後述する図6乃至図9では、前記第一の実施形態と同様な構造とされた部材及び部位について、前記第一の実施形態と同一の符号を付すことにより、詳細な説明を省略した。
By the way, in said 1st embodiment, it has the joining form which joins the 1st and
そして、このような大きさの異なる第一及び第二の金属板12,14が一体的に接合されてなる接合形態を有するテーラードブランク材10を製造する際には、例えば、先ず、大きさの小なる第二の金属板14が、その一方の面の全面において、大きさが大なる第一の金属板12の一部の面上に、接触して、或いは所定のギャップを介して重ね合わされる。なお、それら第一及び第二の金属板12,14を、所定のギャップを介して重ね合わせる場合には、例えば、第一の金属板12と第二の金属板14との間に適当なスペーサ部材54を介在せしめるか(図6参照)、或いはエア等が吹き込んで、第二の金属板14を浮上させる等して、ギャップが確保されることとなる。
And when manufacturing the tailored
次いで、図6に示されるように、前記第一の実施形態のテーラードブランク材10を製造する際に使用される電磁圧接装置16と、支持面46,44の高さが同一高さとされた第一及び第二テーブル40,42とが用いられ、かかる電磁圧接装置16の両側に、第一及び第二テーブル40,42をそれぞれ位置せしめた状態下で、第二の金属板14が重ね合わされた第一の金属板12が、第二の金属板14との重合せ部位の両サイドにおいて、第一及び第二テーブル40,42の支持面46,44上に載置されて、支持される。
Next, as shown in FIG. 6, the electromagnetic
そして、その後、前記第一の実施形態と同様に、圧接用コイル18にパルス大電流が流されて、第一の金属板12における第二の金属板14と接合されるべき部位、つまり第二の金属板14が重ね合わされ部位に、第二の金属板14に押し付けられる方向に向かって作用する電磁力が瞬間的に発生せしめられることにより、それら第一及び第二の金属板12,14が、互いの重合せ部位同士において瞬間的に相互に圧接され、一体化され、以て、図5に示される如き目的とするテーラードブランク材10が得られるのである。
Then, similarly to the first embodiment, a large pulse current is passed through the
なお、接合されるべき第一及び第二の金属板12,14のうち、大きさが小なる第二の金属板14が、圧接用コイル18よりも広幅である場合には、例えば、先ず、互いに重ね合わされた第一及び第二の金属板12,14が、大きさが小なる第二の金属板14の幅方向の一方側において、圧接用コイル18に対応位置せしめられるように配置されて、第一及び第二の金属板12,14が、第二の金属板14の幅方向一方側の部位において、互いに接合される。
In addition, when the
次いで、互いに重ね合わされた第一及び第二の金属板12,14が、第二の金属板14の幅方向の他方側において、圧接用コイル18に対応位置せしめられるように配置されて、第一及び第二の金属板12,14が、第二の金属板14の幅方向他方側の部位において、互いに接合される。
Next, the first and
これによって、図7に示されるように、大きさが互いに異なる第一の金属板12と第二の金属板14との間において、大きさが小なる第二の金属板14の幅方向の両端部側に接合部15,15がそれぞれ形成されてなる、目的とするテーラードブランク材10が得られることとなる。
As a result, as shown in FIG. 7, both ends in the width direction of the
このように、本実施形態にあっても、第一及び第二の金属板12,14が、互いに重ね合わされた状態下で、それらの重合せ方向の片側のみに配置された圧接用コイル18を利用した電磁圧接により、何等溶融せしめられることなく、瞬間的に接合されるようになっているところから、前記第一の実施形態において奏される効果が、何れも有利に享受され得るのである。
Thus, even in the present embodiment, the first and
そして、本実施形態では、特に、互いに大きさの異なる第一及び第二の金属板12,14が用いられ、大きさの小なる第二の金属板14が、その全面において、大きさの大なる第一の金属板12に接合されて、一体化されるようになっているため、大きさが小なる第二の金属板14にて部分的に補強されたテーラードブランク材10が、極めて容易に且つ安価に製造され得ることとなるのである。
In this embodiment, in particular, the first and
また、前記第一及び第二の実施形態では、所定の大きさを有する平板状の第一及び第二の金属板12,14が、互いに接合せしめられて、1枚のテーラードブランク材10が製造されるようになっていたが、例えば、接合されるべき第一及び第二の金属板12,14として、それぞれ、所定のコイルを形成するように巻回された長尺な薄板を用い、それら第一及び第二の金属板12,14からなるコイルのそれぞれを徐々に巻き出しつつ、連続的に接合することも、可能である。
In the first and second embodiments, the flat plate-like first and
すなわち、ここでは、図8に示される如く、先ず、第一の金属板12が巻回形成された第一のコイル56と、第二の金属板14が巻回形成された第二のコイル58とが、それぞれ徐々に巻き出されて、第一の金属板12の巻出し部分60と第二の金属板14の巻出し部分62とが、それぞれの幅方向の一端部において、互いに接触して或いはギャップ(52)を介して、互いに重ね合わされるように位置せしめられる(図8には、互いに接触して重ね合わされた状態のみを示した)。なお、第一及び第二のコイル56,58の各巻出し部分60,62を、ギャップ(52)を介して重ね合わせる場合には、例えば、それら各巻出し部分60,62間に、適当なスペーサ部材が介在せしめられるか、若しくはエア等が吹き込まれる等して、所定の大きさのギャップ(52)が確保されることとなる。なお、図8中、64はデフレクタロールである。
That is, here, as shown in FIG. 8, first, the
引き続き、前記第一及び第二の実施形態のテーラードブランク材10を製造する際に使用されるものと同様な構造を有する電磁圧接装置16が用いられ、上述の如くして互いに重ね合わされた第一の金属板12の巻出し部分60と第二の金属板14の巻出し部分62とが、第一の金属板12の巻出し部分60における第二の金属板14の巻出し部分62との重合せ面側とは反対側に、電磁圧接装置16の圧接用コイル18が対応位置せしめられるように配置される。なお、このとき、圧接用コイル18は、コイル中間部34が、各巻出し部分60,62の長さ方向に沿って延びるように位置せしめられる。
Subsequently, the electromagnetic
その後、前記第一及び第二の実施形態と同様に、圧接用コイル18にパルス大電流が流されて、圧接用コイル18に対応位置せしめられた第一の金属板12の巻出し部分60の接合されるべき部位に、電磁力が瞬間的に発生せしめられることにより、第一の金属板12の巻出し部分60と第二の金属板14の巻出し部分62とが、接合されるべき幅方向の端部同士において瞬間的に相互に圧接されて、一体化せしめられる。
Thereafter, in the same manner as in the first and second embodiments, a large pulse current is passed through the
そして、第一及び第二のコイル56,58を徐々に巻き戻しつつ、各巻出し部分60,62を圧接する上述の如き操作が、連続して、繰り返し実施されることにより、第一及び第二のコイル56,58をそれぞれ形成する長尺な第一及び第二の金属板12,14が、全長に亘って接合されて、一体化せしめられる一方、かくして一体化された第一及び第二の金属板12,14の接合体が、所定の間隔で、公知の切断機66により切断される。
Then, the first and
これによって、図9に示される如く、第一及び第二の金属板12,14がそれぞれの幅方向の一端部同士の間に接合部15が形成されてなる、目的とするテーラードブランク材10が、多数得られることとなる。
As a result, as shown in FIG. 9, the target tailored
このように、本実施形態にあっても、第一及び第二の金属板12,14の巻出し部分60,62が、互いに重ね合わされた状態下で、それらの重合せ方向の片側のみに配置された圧接用コイル18を利用した電磁圧接により、何等溶融せしめられることなく、瞬間的に接合されるようになっているところから、前記第一及び第二の実施形態において奏される効果が、何れも有利に享受され得るのである。
As described above, even in the present embodiment, the unwinding
そして、本実施形態では、特に、第一及び第二のコイル56,58を徐々に巻き戻しつつ、各巻出し部分60,62を圧接し、それにより得られる接合体を所定間隔で切断するといった単純な操作の繰り返しにより、目的とするテーラードブランク材10を、連続して、大量に、しかも容易に且つ迅速に製造することが出来るのであり、その結果として、テーラードブランク材10の生産コストを、より効果的に低減させることが可能となるのである。
In the present embodiment, in particular, the first and
さらに、前記三つの実施形態では、第一及び第二の金属板12,14を瞬間的に電磁圧接して、目的とするプレス成形用ブランク材たるテーラードブランク材10が製造されていたが、3枚以上の金属板を瞬間的に電磁圧接して、プレス成形用ブランク材を製造することも、勿論可能である。そして、その場合には、それら3枚以上の金属板のうちの1枚の金属板の一方の面側のみに、残りの金属板を位置せしめた状態で、それら3枚以上の金属板の全てが、それぞれの接合されるべき部位同士において、互いに接触させて又は所定の間隙を介して、順次、重ね合わされる一方、かかる1枚の金属板の他方の面側のみに、圧接用コイルが、該1枚の金属板の被接合部位に対して板厚方向に間隔を開けて対応位置せしめられ、そのような配置状態下で、電磁圧接操作が実施されることとなる。
Further, in the three embodiments, the first and
また、それら複数の金属板の圧接操作の実施時において、圧接用コイルに対応位置せしめられべき金属板には、前述せる如く、それら複数の金属板のうちで、大きな渦電流が生じやすい伝導率の高いものが、好適に選択される。従って、接合されるべき複数の金属板が、同じ種類の材料からなる場合には、例えば、それら複数の金属板のうちで、板厚が薄く、それ故に導電率の高い金属板が、圧接用コイルに対応位置せしめられる。これによって、複数の金属板が、より強固に接合されることとなる。 In addition, when performing the pressure welding operation of the plurality of metal plates, the metal plate to be positioned corresponding to the pressure welding coil has a conductivity that easily causes a large eddy current among the plurality of metal plates, as described above. Those having a high value are preferably selected. Therefore, when a plurality of metal plates to be joined are made of the same type of material, for example, among these metal plates, a metal plate having a thin plate thickness and hence high conductivity is used for pressure welding. Corresponding to the coil. Thereby, a some metal plate will be joined more firmly.
加えて、前記三つの実施形態では、本発明を、自動車の内装パネルを与えるプレス成形用ブランク材たるテーラードブランク材と、その製造方法に適用した例が示されていたが、本発明は、その他、自動車の内装パネル以外に使用されるプレス成形用ブランクとその製造方法の何れにも、有利に適用され得るものであることは、言うまでもないところである。 In addition, in the above-described three embodiments, the present invention was applied to a tailored blank material that is a blank material for press molding that gives an interior panel of an automobile and a method for manufacturing the same. Needless to say, the present invention can be advantageously applied to any press-molding blank used for other than automobile interior panels and its manufacturing method.
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した発明の実施の形態以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。 Hereinafter, some examples of the present invention will be shown and the present invention will be more specifically clarified, but the present invention is not limited by the description of such examples. It goes without saying. In addition to the following examples, the present invention includes various modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention other than the above-described embodiments. It should be understood that modifications, improvements, etc. may be made.
<実施例1>
先ず、アルミニウム、1050アルミニウム合金、5182アルミニウム合金、6016アルミニウム合金、表面に亜鉛メッキが施された鉄、表面にメッキが何等施されていない鉄、及び銅からそれぞれなる、板厚が1.2mmと3.2mmの金属板を、それぞれ複数枚準備する一方、図2に示される如き構造を有する電磁圧接装置と、公知の絶縁シートを準備した。
<Example 1>
First, the plate thickness is 1.2 mm, each made of aluminum, 1050 aluminum alloy, 5182 aluminum alloy, 6016 aluminum alloy, iron with zinc plated on the surface, iron with no plating on the surface, and copper. While a plurality of 3.2 mm metal plates were prepared, an electromagnetic pressure welding apparatus having a structure as shown in FIG. 2 and a known insulating sheet were prepared.
次いで、準備された複数枚の金属板の中から、2枚の金属板を、下記表1に示される如き種類と板厚の組み合わせで、選択した。このとき、選択される2枚の金属板のうちの少なくとも1枚が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板となるようにした。そして、選択された2枚の金属板を、それぞれの長さ方向の端部において、互いに接触させて、重ね合わせる一方、それら重ね合わされた2枚の金属板のうち、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板の他の金属板との重合せ面側とは反対側に、電磁圧接装置の圧接用コイルを、所定間隔を隔てて、且つ絶縁シートを介して、対応位置せしめた。 Next, two metal plates were selected from among the prepared plurality of metal plates by combinations of types and plate thicknesses as shown in Table 1 below. At this time, at least one of the two selected metal plates was a metal plate made of aluminum or an aluminum alloy. Then, the two selected metal plates are brought into contact with each other at the end portions in the length direction, and are superposed. On the other hand, of the two superposed metal plates, a metal made of aluminum or an aluminum alloy. The coil for pressure welding of the electromagnetic pressure welding device was placed in a corresponding position on the side opposite to the superposed surface side of the plate with another metal plate at a predetermined interval and with an insulating sheet interposed therebetween.
その後、圧接用コイルにパルス大電流を流して、圧接用コイルに対応位置せしめられたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板の他の金属板との重合部位に電磁力を瞬間的に発生させることにより、2枚の金属板を、重合部位同士において瞬間的に相互に電磁圧接して、一体化し、以て目的とするテーラードブランク材を得た。 After that, by applying a large pulse current to the pressure welding coil, an electromagnetic force is instantaneously generated at the overlapping position of the metal plate made of aluminum or aluminum alloy positioned corresponding to the pressure welding coil. The two metal plates were instantaneously electromagnetically welded to each other at the polymerization sites and integrated to obtain the intended tailored blank material.
そして、このようにして、下記表1に示される種類と板厚の組み合わせにて選択された2枚金属板を、それぞれ全て、電磁圧接して、一体化することにより、接合される2枚の金属板の種類や板厚の組合せが互いに異なる11種類のテーラードブランク材(試験例1〜11)を得た。なお、ここでの電磁圧接は、380μFのコンデンサ電源に、1〜20kJのエネルギーを充電し、その後放電させて、コイルにパルス大電流を流すことによって、実施した。 In this way, the two metal plates selected by the combination of the type and thickness shown in Table 1 below are all electromagnetically welded and integrated to form two pieces to be joined. Eleven types of tailored blanks (Test Examples 1 to 11) with different combinations of metal plate types and plate thicknesses were obtained. Here, the electromagnetic pressure welding was performed by charging a capacitor power source of 380 μF with energy of 1 to 20 kJ, then discharging it, and flowing a large pulse current through the coil.
そして、かくして得られた試験例1〜11のテーラードブランク材を用い、それらの接合部位の近傍に、熱影響部が存在するか否かをビッカース硬度計で調べ、また、直径100〜120mm円板の中心部に接合線がある試験片を、φ40mm球頭張出し試験に供し、15mm高さでの「割れ」の発生の有無を目視で確認した。それぞれの結果を、下記表1に併せて示した。更に、試験例1〜11のテーラードブランク材を製造する際に、2枚の金属板の接合に要した時間における、接合長100mm当たりの接合時間を算出した。その結果を、下記表1に併せて示した。 Then, using the tailored blank materials of Test Examples 1 to 11 obtained in this manner, whether or not there is a heat affected zone in the vicinity of the joining portion is examined with a Vickers hardness meter, and a disk with a diameter of 100 to 120 mm A test piece having a joining line at the center of the sample was subjected to a φ40 mm ball head overhang test, and the presence or absence of occurrence of “cracking” at a height of 15 mm was visually confirmed. The results are shown in Table 1 below. Furthermore, when manufacturing the tailored blank materials of Test Examples 1 to 11, the joining time per 100 mm joining length in the time required for joining the two metal plates was calculated. The results are also shown in Table 1 below.
また、比較のために、6016アルミニウム合金からなる、板厚が1.2mmと3.2mmの金属板を用いて、それらを長さ方向の端部同士において互いに重ね合わせて配置する一方で、それらの重合部位に対してMIG溶接を行なうことにより、かかる2種類の金属板を接合し、一体化せしめて、MIG溶接にて接合部が形成されたテーラードブランク材(比較例1)を得た。更に、かかる比較例1のテーラードブランク材を与える第一及び第二の金属板と同一の種類と板厚を有する金属板をそれぞれ3枚ずつ準備し、その中から板厚の異なる金属板の1枚ずつを選択して、それら選択された第一及び第二の金属板を、長さ方向の端部同士において互いに重ね合わせ、その後、それらの重合部位に対して、レーザ溶接、シーム溶接、摩擦撹拌接合(FSW)をそれぞれ行なうことによって、かかる3種類の接合方式にて接合部がそれぞれ形成された3種類のテーラードブランク材(を得た。それら3種類のテーラードブランク材のうち、レーザ溶接にて接合部が形成されたテーラードブランク材を比較例2とし、また、シーム溶接にて接合部が形成されたテーラードブランク材を比較例3とし、更に、摩擦撹拌接合(FSW)にて接合部が形成されたテーラードブランク材を比較例4とした。 For comparison, while using metal plates made of 6016 aluminum alloy with a plate thickness of 1.2 mm and 3.2 mm, they are arranged so as to overlap each other at the lengthwise ends, The two kinds of metal plates were joined and integrated by performing MIG welding on the polymerization site, and a tailored blank material (Comparative Example 1) in which a joint portion was formed by MIG welding was obtained. Further, three metal plates each having the same type and thickness as the first and second metal plates that give the tailored blank material of Comparative Example 1 were prepared, and one of the metal plates having different plate thicknesses was prepared. The selected first and second metal plates are overlapped with each other at the lengthwise ends, and then laser welding, seam welding, friction are applied to their overlapping portions. By performing stir welding (FSW), three types of tailored blank materials (joint portions formed respectively by these three types of joining methods were obtained. Among these three types of tailored blank materials, laser welding was performed. The tailored blank material in which the joint portion is formed is referred to as Comparative Example 2, the tailored blank material in which the joint portion is formed by seam welding is referred to as Comparative Example 3, and friction stir welding ( The tailored blank the junction is formed by SW) and Comparative Example 4.
そして、かくして得られた比較例1〜4のテーラードブランク材を用いて、前記試験例1〜11のテーラードブランク材と同様にして、熱影響部の有無と、球頭張出し試験での「割れ」の発生の有無と、接合長100mm当たりの接合時間とを、それぞれ調べた。その結果を、下記表2に示した。 And using the tailored blank material of Comparative Examples 1 to 4 obtained in this way, the presence or absence of the heat affected zone and the “crack” in the ball head overhang test in the same manner as the tailored blank material of Test Examples 1 to 11 above. The presence or absence of occurrence and the joining time per 100 mm joining length were examined. The results are shown in Table 2 below.
上記表1と表2の結果から明らかなように、本発明手法に従って、互いに重ね合わされた2枚の金属板を、それらを間に挟んだ両サイドのうちの片側のみに配置した圧接用コイルにパルス大電流を流すことにより、電磁圧接して、製造された試験例1〜11のテーラードブランク材においては、熱影響部が存在せず、また、球頭張出し試験での「割れ」も全く発生しておらず、更に、接合長100mm当たりの接合時間も0.1秒と極めて短時間であった。これに対して、本発明手法とは異なってMIG溶接やレーザ溶接、シーム溶接、摩擦撹拌接合等によって2枚の金属板を接合してなる比較例1〜4のテーラードブランク材にあっては、熱影響部が存在すると共に、球頭張出し試験において「割れ」が発生しており、また、接合長100mm当たりの接合時間も1.5〜30秒程度の長時間となっていた。 As is apparent from the results of Tables 1 and 2, according to the method of the present invention, two metal plates that are superposed on each other are placed on a pressure welding coil that is disposed only on one side of both sides sandwiching them. In the tailored blank materials of Test Examples 1 to 11 manufactured by electromagnetic pressure welding by flowing a large pulse current, there is no heat-affected zone, and “cracking” occurs at all in the ball head overhang test. Furthermore, the joining time per 100 mm joining length was also extremely short, 0.1 seconds. On the other hand, unlike the method of the present invention, in the tailored blank material of Comparative Examples 1 to 4 in which two metal plates are joined by MIG welding, laser welding, seam welding, friction stir welding, etc., In addition to the presence of the heat affected zone, “cracking” occurred in the ball head overhang test, and the joining time per 100 mm joining length was about 1.5 to 30 seconds.
これらのことから、本発明手法に従って製造された試験例1〜11のテーラードブランク材が、本発明手法とは異なる手法により製造された比較例1〜4のテーラードブランク材に比して、安定した接合品質と優れた生産性、更には高度なプレス成形性を有していることが、明確に認識され得るのである。 From these things, the tailored blank materials of Test Examples 1 to 11 manufactured according to the method of the present invention were more stable than the tailored blank materials of Comparative Examples 1 to 4 manufactured by a method different from the method of the present invention. It can be clearly recognized that it has joint quality and excellent productivity, as well as high press formability.
<実施例2>
先ず、実施例1において準備された金属板と同一の種類の金属材料からなる、板厚が0.5mmと1mmと2mmの、互いに大きさの異なる金属板を、それぞれ複数枚準備すると共に、圧接用コイルの表面に絶縁コーティングが施されている以外は、実施例1において目的とするテーラードブランク材(試験例1〜11)の製造に使用された電磁圧接装置と同一の構造を有する電磁圧接装置を準備した。
<Example 2>
First, a plurality of metal plates each having a thickness of 0.5 mm, 1 mm, and 2 mm and having different sizes, each made of the same type of metal material as the metal plate prepared in Example 1, are prepared. Electromagnetic pressure welding apparatus having the same structure as the electromagnetic pressure welding apparatus used in the manufacture of the tailored blank material (Test Examples 1 to 11) in Example 1 except that the surface of the coil for use is insulated. Prepared.
次いで、準備された複数枚の金属板の中から、3枚の金属板を、下記表3に示される如き種類と板厚の組み合わせで、選択した。このとき、選択される3枚の金属板のうちの少なくとも1枚が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板となるようにした。そして、選択された3枚の金属板のうち、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板の一方の面側に、残りの2枚の金属板が配置され、且つ小さな金属板が、その全面において、大きな金属板に接触するように位置せしめられた状態で、それら3枚の金属板を互いに重ね合わせる一方、かかるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板の他方の面側に、電磁圧接装置の圧接用コイルを、所定間隔を隔てて対応位置せしめた。 Next, three metal plates were selected from among the prepared plurality of metal plates by combinations of types and plate thicknesses as shown in Table 3 below. At this time, at least one of the three selected metal plates was made to be a metal plate made of aluminum or an aluminum alloy. Of the selected three metal plates, the remaining two metal plates are arranged on one side of the metal plate made of aluminum or aluminum alloy, and the small metal plate is large on the entire surface. While being positioned so as to contact the metal plate, the three metal plates are overlapped with each other, and the pressure welding coil of the electromagnetic pressure welding device is placed on the other surface side of the metal plate made of aluminum or aluminum alloy. The corresponding positions were separated by a predetermined interval.
その後、前記実施例1と同様にして、3枚の金属板を電磁圧接し、一体化せしめて、金属板の種類や板厚の組合せが互いに異なる7種類のテーラードブランク材(試験例12〜18)を得た。なお、ここでの電磁圧接の条件は、前記実施例1と同一とした。 Thereafter, in the same manner as in Example 1, three metal plates were electromagnetically welded and integrated, and seven types of tailored blank materials (test examples 12 to 18) having different combinations of metal plate types and plate thicknesses were used. ) The conditions for electromagnetic pressure welding here were the same as those in Example 1.
そして、かくして得られた試験例12〜18のテーラードブランク材を用い、それら各テーラードブランク材における熱影響部の有無と、球頭張出し試験での「割れ」の発生の有無と、接合長100mm当たりの接合時間とを、前記実施例1と同様にして、それぞれ調べた。その結果を、下記表3に併せて示した。なお、ここでの球頭張出し試験の条件も、前記実施例1と同一とした。また、この球頭張出し試験に供される試験片として、接合された3枚の金属板のそれぞれの接合線が中心に位置するようにした試験片を用いた。 And using the tailored blank materials of Test Examples 12 to 18 thus obtained, the presence or absence of the heat affected zone in each of the tailored blank materials, the presence or absence of occurrence of “crack” in the ball head overhang test, and the bonding length per 100 mm The bonding time was examined in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 3 below. The conditions of the ball head overhang test here were also the same as in Example 1. In addition, as a test piece used for the ball head extension test, a test piece was used in which the respective joining lines of the three metal plates joined were positioned at the center.
上記表3の結果から明らかなように、本発明手法に従って、小さな金属板が、その全面において大きな金属板に重ね合わされた状態で、互いに重ね合わされた3枚の金属板を、それらを間に挟んだ両サイドのうちの片側のみに配置した圧接用コイルにパルス大電流を流すことにより、電磁圧接して製造された試験例12〜18のテーラードブランク材にあっても、前記実施例1における試験例1〜11のテーラードブランク材と同様に、熱影響部が存在せず、また、球頭張出し試験での「割れ」も全く発生しておらず、更に、接合長100mm当たりの接合時間も0.1秒と極めて短時間であった。これによって、本発明手法に従って製造された試験例12〜18のテーラードブランク材が、安定した接合品質と優れた生産性、更には高度なプレス成形性を有していることが、明確に認識され得るのである。 As is apparent from the results of Table 3 above, in accordance with the method of the present invention, a small metal plate is overlapped with a large metal plate over the entire surface, and three metal plates stacked on each other are sandwiched between them. Even in the tailored blank materials of Test Examples 12 to 18 manufactured by electromagnetic pressure welding by flowing a large pulse current through the pressure welding coil arranged only on one of the two sides, the test in Example 1 was performed. Similar to the tailored blank materials of Examples 1 to 11, there was no heat-affected zone, no “cracking” occurred in the ball head overhang test, and the joining time per 100 mm joining length was 0. It was an extremely short time of 1 second. Thus, it is clearly recognized that the tailored blank materials of Test Examples 12 to 18 manufactured according to the method of the present invention have stable joint quality, excellent productivity, and high press formability. To get.
<実施例3>
先ず、実施例1において準備された金属板と同一の種類の金属材料からなる、板厚が1.2mmと3.2mmの金属板を、それぞれ複数枚準備すると共に、実施例1において目的とするテーラードブランク材(試験例1〜11)の製造に使用された電磁圧接装置及び絶縁シートを、それぞれ準備した。
<Example 3>
First, a plurality of metal plates having a thickness of 1.2 mm and 3.2 mm, each made of the same type of metal material as the metal plate prepared in Example 1, are prepared, and the object is in Example 1. The electromagnetic pressure welding apparatus and the insulating sheet used for manufacturing the tailored blank material (Test Examples 1 to 11) were prepared.
次いで、準備された複数枚の金属板の中から、2枚の金属板を、下記表4に示される如き種類と板厚の組み合わせで、選択した。このとき、選択される2枚の金属板のうちの少なくとも1枚が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板となるようにした。そして、選択された2枚の金属板を、それぞれの長さ方向の端部において、下記表4に示される如き大きさのギャップを介して、互いに重ね合わせる一方、それら重ね合わされた2枚の金属板のうち、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板の他の金属板との重合せ面側とは反対側に、電磁圧接装置の圧接用コイルを、所定間隔を隔てて、且つ絶縁シートを介して、対応位置せしめた。 Next, two metal plates were selected from among the plurality of prepared metal plates by combinations of types and plate thicknesses as shown in Table 4 below. At this time, at least one of the two selected metal plates was a metal plate made of aluminum or an aluminum alloy. Then, the two selected metal plates are overlapped with each other at the end portions in the length direction through a gap having a size as shown in Table 4 below. Among the plates, a metal plate made of aluminum or an aluminum alloy is placed on the opposite side of the superposed surface of the metal plate with another metal plate, and a coil for pressure welding of the electromagnetic pressure welding device is provided at a predetermined interval and through an insulating sheet. , Put it in the corresponding position.
その後、前記実施例1と同様にして、2枚の金属板を電磁圧接し、一体化せしめて、金属板の種類や板厚の組合せが互いに異なり、且つ電磁圧接操作時におけるギャップの大きさもそれぞれ異なる11種類のテーラードブランク材(試験例19〜29)を得た。なお、ここでの電磁圧接の条件は、前記実施例1と同一とした。 Thereafter, in the same manner as in Example 1, two metal plates were electromagnetically welded and integrated, and the types of metal plates and combinations of plate thicknesses were different from each other, and the size of the gap during the electromagnetic pressure welding operation was also different. 11 different tailored blank materials (Test Examples 19 to 29) were obtained. The conditions for electromagnetic pressure welding here were the same as those in Example 1.
そして、かくして得られた試験例19〜29のテーラードブランク材を用い、それら各テーラードブランク材における熱影響部の有無と、球頭張出し試験での「割れ」の発生の有無と、接合長100mm当たりの接合時間とを、前記実施例1と同様にして、それぞれ調べた。その結果を、下記表4に併せて示した。なお、ここでの球頭張出し試験の条件も、前記実施例1と同一とした。 Then, using the tailored blank materials of Test Examples 19 to 29 obtained in this manner, the presence or absence of the heat affected zone in each of the tailored blank materials, the presence or absence of occurrence of “cracking” in the ball head overhang test, and the bonding length per 100 mm The bonding time was examined in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 4 below. The conditions of the ball head overhang test here were also the same as in Example 1.
上記表4の結果から明らかなように、本発明手法に従って、ギャップを介して互いに重ね合わされた2枚の金属板を、それらを間に挟んだ両サイドのうちの片側のみに配置した圧接用コイルにパルス大電流を流すことにより、電磁圧接して製造された試験例19〜29のテーラードブランク材にあっても、前記実施例1における試験例1〜11のテーラードブランク材と同様に、熱影響部が存在せず、また、球頭張出し試験での「割れ」も全く発生しておらず、更に、接合長100mm当たりの接合時間も0.1秒と極めて短時間であった。これによって、本発明手法に従って、ギャップを介して互いに重ね合わされた2枚の金属板を電磁圧接して、製造された試験例19〜29のテーラードブランク材が、安定した接合品質と優れた生産性、更には高度なプレス成形性を有していることが、明確に認識され得るのである。 As is apparent from the results in Table 4 above, in accordance with the method of the present invention, two metal plates that are overlapped with each other via a gap are arranged on only one side of both sides sandwiching them. Even in the tailored blank material of Test Examples 19 to 29 manufactured by electromagnetic pressure welding by flowing a large pulse current, the thermal effect is similar to the tailored blank material of Test Examples 1 to 11 in Example 1. No part was present, no “cracking” occurred in the ball head overhang test, and the joining time per 100 mm joining length was 0.1 seconds, which was extremely short. Thus, according to the method of the present invention, the tailored blank materials of Test Examples 19 to 29 manufactured by electromagnetic pressure welding two metal plates stacked on each other through a gap have stable bonding quality and excellent productivity. Furthermore, it can be clearly recognized that it has high press formability.
10 テーラードブランク材 12 第一の金属板
14 第二の金属板 16 電磁圧接装置
18 圧接用コイル 48,50 被接合端部
52 ギャップ 56,58 コイル
60,62 巻出し部分
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の金属板のうちの一つの金属板の一方の面側のみに、それらのうちの他の金属板を位置せしめた状態で、該複数の金属板を、それぞれの接合されるべき部位同士において、互いに接触させて又は所定の間隙を介して、順次、重ね合わせる一方、該一つの金属板の他方の面側のみに、圧接用コイルを、該一つの金属板の被接合部位に対して板厚方向に間隔を開けて対応位置せしめた後、該圧接用コイルに瞬間大電流を流して、該一つの金属板の被接合部位に、該一つの金属板をそれと重ね合わされる金属板の被接合部位に押し付ける方向に向かって作用する電磁力を瞬間的に発生させることにより、該複数の金属板を、該被接合部位同士において瞬間的に相互に圧接せしめて、一体化するようにしたことを特徴とするプレス成形用ブランク材の製造方法。 A method of manufacturing a blank material used for press molding by joining and integrating a plurality of metal plates,
In a state where the other metal plate is positioned only on one surface side of one of the plurality of metal plates, the plurality of metal plates are connected to each other. In this case, the coils are sequentially overlapped in contact with each other or through a predetermined gap, and a pressure welding coil is placed only on the other surface side of the one metal plate with respect to the bonded portion of the one metal plate. After positioning the corresponding position with a gap in the plate thickness direction, an instantaneous large current is applied to the coil for pressure welding, and the metal plate is overlapped with the metal plate to be joined to the bonded portion of the one metal plate. By instantly generating an electromagnetic force that acts in the direction of pressing against the bonded parts, the plurality of metal plates are instantaneously pressed against each other at the bonded parts to be integrated. Press molding bra Method of manufacturing a click material.
A blank material for press molding obtained by the production method according to any one of claims 1 to 7.
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