JP2014223669A - 高強度鋼板の重ね溶接部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも、引張強度が1180MPa以上の鋼板またはその成形体である第1の構成部材1と、他の鋼板またはその成形体であって第1の構成部材1に重ねられてスポット溶接された第2の構造部材7とを備える重ね溶接部材である。重ね溶接部材は、スポット溶接により形成されたナゲット2と、重ね溶接部材の長手方向にナゲット2に隣接して少なくとも第1の構成部材側に設けられた軟化領域3とを有し、軟化領域3は、ナゲットの周囲に形成されているHAZ最軟化部にかからないように設けられている。
【選択図】図1
Description
(1)少なくとも、引張強度が1180MPa以上の鋼板またはその成形体である第1の構成部材と、他の鋼板またはその成形体であって第1の構成部材に重ねられて溶接された第2の構成部材とを備える重ね溶接部材であって、この重ね溶接部材は、溶接により形成された溶接金属と、重ね溶接部材の長手方向に溶接金属に隣接して少なくとも第1の構成部材側に設けられた軟化領域とを有し、軟化領域は、溶接金属の周囲に形成されているHAZ最軟化部にかからないように設けられていることを特徴とする重ね溶接部材。本明細書では第1の重ね溶接部材ともいう。
1.重ね溶接部材
本発明に係る重ね溶接部材1は、以下に説明する第1の重ね溶接部材、第2の重ね溶接部材または第3の重ね溶接部材として把握されるので、これらを、図1(a)、図1(b)に示されるBピラーの例を参照しながら、順次説明する。
第1の重ね溶接部材は、少なくとも,第1の構成部材1と第2の構成部材7とを備える。第1の重ね溶接部材を構成する鋼板の重ね枚数は2枚もしくは3枚である。3枚重ねの場合は、第1の構成部材1および第2の構成部材7に加え、さらにこれらに重ねあわされて溶接される第3の構成部材11を備える。
第2,3の重ね溶接部材の以降の説明では、上述した第1の重ね溶接部材と相違する部分を説明し、共通する部分については重複する説明を適宜省略する。
第3の重ね溶接部材は、スポット溶接により形成された1つ以上のナゲット2と2つの軟化領域3,3とを有する。2つの軟化領域3は、ナゲット2のうち少なくとも1つのナゲット2において、重ね溶接部材の長手方向の両隣りに隣接してナゲット2を挟むように第1の構成部材1側にいずれも設けられる。2つの軟化領域3は、いずれも、ナゲット2の周囲に形成されているHAZ最軟化部にかからないように設けられている。
図3(a)は、低強度鋼板の成形体である第2の構成部材7に接合される第1の構成部材1のフランジ1aの近傍の一例を模式的に示す説明図であり、図3(b)はスポット溶接部2および軟化領域3の近傍における断面の硬さ分布の一例を示すグラフである。なお、図3(b)における硬さは、図3(a)に示す破線の位置(第1の構成部材1の板厚中央位置)の測定値である。
図5(d)は、第1の構成部材1のフランジ1aのスポット溶接部2の間で、第1の構成部材1の端面1b側にまで軟化領域3が広がって形成されたものである。
本発明において重ね溶接部材を製造するには2つの方法がある。すなわち、(1)軟化領域を形成した後にスポット溶接する第1の製造方法と、(2)スポット溶接した後に軟化領域を形成する第2の製造方法である。以下、これらの重ね溶接方法の製造方法を説明する。
第1の工程で引張強度が1180MPa以上の第1の構成部材1の母材に部分的に軟化領域3を形成し、他の鋼板(第2の構成部材)と重ね合わせ、第2の工程で軟化領域3の外側の母材部にて軟化領域3に隣接する部位にスポット溶接を行うことによりナゲット2を形成する。
第1の工程では、引張強度が1180MPa以上の第1の構成部材1が第2の構成部材7と重ね合わされ、スポット溶接により断続的にナゲット2を形成することにより第2の構成部材と接合される。第2の工程では、引張強度が1180MPa以上の高強度鋼板のスポット溶接されたナゲット2に軟化領域3を形成する。
供試材の化学成分を表1に示す。表1の単位は質量%であり、表1に示される以外の残部はFeおよび不順物である。
試験片8は、供試材9である鋼板にレーザを照射し焼き戻しをした。レーザ照射には、ダイレクトレーザを用い、ビームサイズ1.2×6mm〜24mmとし、速度2.0〜4.0m/min、シールドガス:アルゴン20l/minとした。軟化領域3をコントロールするため、出力を1.5kW〜4kWの範囲で変化させた。
00 ルーフレール/重ね溶接部材
1 Bピラーリンフォース/第1の構成部材
1a フランジ
1b 端面
1c 曲げR部
2 スポット溶接部/ナゲット(溶接金属)
2−1 C字状レーザ溶接部(溶接金属)
2−2 リング状レーザ溶接部(溶接金属)
2−3 円状レーザ溶接部(溶接金属)
2−4 円状アーク溶接部(溶接金属)
3 軟化領域
4 ルーフレールアウタ/第1の構成部材
4a フランジ
5、11 サイドパネルアウタ/第3の構成部材
6 Aピラー
7 Bピラーインナ/第2の構成部材
8 試験片
9,10 供試材
12 ルーフレールインナ/第2の構成部材
15 ヒンジリンフォース/第4の構成部材
Claims (14)
- 少なくとも、引張強度が1180MPa以上の鋼板またはその成形体である第1の構成部材と、他の鋼板またはその成形体であって前記第1の構成部材に重ねられて溶接された第2の構成部材とを備える重ね溶接部材であって、
当該重ね溶接部材は、前記溶接により形成された溶接金属と、当該重ね溶接部材の長手方向に前記溶接金属に隣接して少なくとも前記第1の構成部材側に設けられた軟化領域とを有し、
前記軟化領域は、前記溶接金属の周囲に形成されているHAZ最軟化部にかからないように設けられていること
を特徴とする重ね溶接部材。 - 少なくとも、引張強度が1180MPa以上の鋼板またはその成形体である第1の構成部材と、他の鋼板またはその成形体であって前記第1の構成部材に重ねられて溶接された第2の構成部材とを備える重ね溶接部材であって、
当該重ね溶接部材は、前記溶接により当該重ね溶接部材の長手方向に複数形成された溶接金属と、前記複数の溶接金属のうち少なくとも一対の隣接する2つの溶接金属の間で少なくとも第1の構成部材側に設けられた軟化領域とを有し、
前記軟化領域は、前記2つの溶接金属それぞれの周囲に形成されているHAZ最軟化部にかからないように設けられていること
を特徴とする重ね溶接部材。 - 少なくとも、引張強度が1180MPa以上の鋼板またはその成形体である第1の構成部材と、他の鋼板またはその成形体であって前記第1の構成部材に重ねられて溶接された第2の構成部材とを備える重ね溶接部材であって、
当該重ね溶接部材は、前記溶接により形成された1つ以上の溶接金属と、前記溶接金属のうち少なくとも1つの溶接金属において、前記重ね溶接部材の長手方向の両隣りに隣接してこれを挟むように第1の構成部材側に設けられた2つの軟化領域とを有し、
前記軟化領域は、前記溶接金属の周囲に形成されているHAZ最軟化部にかからないように設けられていること
を特徴とする重ね溶接部材。 - 前記第1の構成部材または前記第2の構成部材と重ね合わされて溶接された鋼板またはその成形体である第3の構成部材を備える請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材。
- 前記軟化領域のビッカース硬さA(Hv)は、前記引張強度が1180MPa以上の鋼板のビッカース硬さをB(Hv)とするとともに前記HAZ最軟化部のビッカース硬さをC(Hv)とした場合に、下記(1)式および(2)式を満足する請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材。
A≦B−50 ・・・・・(1)
C−120≦A≦C+50 ・・・・・(2) - 前記軟化領域は前記溶接金属の端から前記長手方向へ2.0mm以上離れて形成され、前記長手方向への前記軟化領域の長さが10mm以上50mm以下であるとともに、前記長手方向と直交する方向への前記軟化領域の長さは、長手方向と直交する方向の前記溶接金属の最大長さの1〜4倍である請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材。
- 前記軟化領域はレーザビームもしくは高周波加熱による焼き戻しにより形成される請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材。
- 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材を構造部材として備えることを特徴とする自動車。
- 少なくとも、引張強度が1180MPa以上の鋼板またはその成形体である第1の構成部材と他の鋼板またはその成形体である第2の構成部材とを重ね合わせて溶接する重ね溶接部材の製造方法であって、
前記第1の構成部材に部分的に少なくとも1つの軟化領域を設ける第1の工程と、
該軟化領域を形成された該第1の構成部材と前記第2の構成部材とを重ね合わせ、前記重ね溶接部材の長手方向に少なくとも前記軟化領域に隣接する部位で溶接し、当該溶接により形成される溶接金属の周囲のHAZ最軟化部が前記軟化領域にかからないように前記溶接金属を形成する第2の工程とを備えること
を特徴とする重ね溶接部材の製造方法。 - 前記第2の工程において、前記第1の構成部材と、前記第2の構成部材と、これらとは他の鋼板またはその成形体である第3の構成部材とを重ね合わせて溶接する請求項9に記載された重ね溶接部材の製造方法。
- 少なくとも、引張強度が1180MPa以上の鋼板またはその成形体である第1の構成部材と他の鋼板またはその成形体である第2の構成部材とを重ね合わせて溶接する重ね溶接部材の製造方法であって、
前記第1の構成部材と前記第2の構成部材とを重ね合わせて溶接する第1の工程と、
当該重ね溶接部材の長手方向に前記第1の工程の前記溶接により形成される溶接金属に隣接して少なくとも前記第1の構成部材側に、前記溶接金属の周囲に形成されているHAZ最軟化部にかからないように軟化領域を設ける第2の工程とを備えること
を特徴とする重ね溶接部材の製造方法。 - 前記軟化領域のビッカース硬さA(Hv)は、前記引張強度が1180MPa以上の鋼板のビッカース硬さをB(Hv)とするとともに前記HAZ最軟化部のビッカース硬さをC(Hv)とした場合に下記(1)式および(2)式を満足する請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材の製造方法。
A≦B−50 ・・・・・(1)
C−120≦A≦C+50 ・・・・・(2) - 前記軟化領域は、前記2つの溶接部それぞれにおける溶接金属の端から前記長手方向へ2.0mm以上離れて設けられ、前記長手方向への前記軟化領域の長さは10mm以上50mm以下であるとともに、前記長手方向と直交する方向への前記軟化領域の長さは、長手方向と直交する方向の前記溶接金属の最大長さの1〜4倍である請求項9から請求項12までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材の製造方法。
- 前記軟化領域をレーザビームもしくは高周波加熱による焼き戻しにより設ける請求項9から請求項13までのいずれか1項に記載された重ね溶接部材の製造方法。
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