JP2017113781A - 重ねレーザスポット溶接継手および該溶接継手の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層された複数の鋼板2、3と、複数の鋼板2、3のうちの少なくとも1つの鋼板を貫通し、複数の鋼板2、3夫々を接合する溶融部4と、を備え、複数の鋼板2、3の総板厚Tが2mm≦T≦4mmであり、複数の鋼板2、3の最外層表面上の溶融部4の表面は楕円形状を有し、楕円の短軸Sの長さが2T≦S≦3Tであり、楕円の長軸Lの長さが3T≦L≦4.5Tであり、Lに対するSの比であるS/Lが0.50以上0.80以下である重ねレーザスポット溶接継手1。
【選択図】図1
Description
[1]積層された複数の鋼板と、
前記複数の鋼板のうちの少なくとも1つの鋼板を貫通し、前記複数の鋼板夫々を接合する溶融部と、
を備え、
前記複数の鋼板の総板厚Tが2mm≦T≦4mmであり、
前記複数の鋼板の最外層表面上の前記溶融部の表面は楕円形状を有し、
前記楕円形状の短軸Sの長さが2T≦S≦3Tであり、
前記楕円形状の長軸Lの長さが3T≦L≦4.5Tであり、
前記Lに対する前記Sの比であるS/Lが0.50以上0.80以下である重ねレーザスポット溶接継手。
[2]前記複数の鋼板のうち少なくとも1つの鋼板は、
質量%で、
C:0.07%超え0.25%以下、
P+S:0.03%未満、
Mn:1.8%以上3.0%以下、
Si:1.2%超え1.8%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
引張強さTSが980MPa以上である前記[1]に記載の重ねレーザスポット溶接継手。
[3]前記[1]または[2]に記載の重ねレーザスポット溶接継手の製造方法であり、
複数の鋼板を積層し、
各鋼板に楕円状の溶融部を形成するように、最外層の鋼板表面に渦巻き状にレーザを照射するレーザスポット溶接を行うことで継手を得る工程を含む重ねレーザスポット溶接継手の製造方法。
図1および図2は、夫々、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1の一例を示す図である。図1および図2では、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1を適用する部品の例として、断面形状が略ハット形状のフレーム部品のフランジ部と、該フランジ部に対向して配置される他のフレーム部品またはパネル部品とが溶接されて閉断面を構成する自動車用骨格部品を示す。以下では、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1としては、このようなフランジ部とフレーム部品またはパネル部品とが溶接されたものを含め、鋼板2、3が積層されたものという表現を用いて説明する。また、以下では、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1としては、2枚の鋼板2、3が積層される場合を例に説明するが、3枚以上の鋼板が積層されていてもよい。
本発明の重ねレーザスポット溶接継手1では、複数の鋼板2、3が積層されている。この複数の鋼板2、3については、少なくとも1つの鋼板の引張強さTSが980MPa以上であっても、重ねレーザスポット溶接継手1は、高接合強度を得ると共に、溶接欠陥の発生を防止することができる。そのため、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1では、複数の鋼板2、3のうち少なくとも1つの鋼板は、引張強さTSが980MPa以上である高張力鋼板であることが好ましい。なお、複数の鋼板は、同種、同形状の鋼板であってもよいし、異種、異形状の鋼板であってもよい。
C含有量が0.07%以下であると、析出強化の効果を得ることができなくなる場合がある。一方、C含有量が0.25%超えであると、粗大な炭化物の析出を招き、所望の高強度、加工性を確保できなくなる場合がある。そのため、C含有量は0.07%超え0.25%以下とすることが好ましい。
P含有量とS含有量の合計量(P+S)が0.03%以上であると、延靱性が低下し、所望の高強度、加工性を確保できなくなる場合がある。そのため、P含有量とS含有量の合計量(P+S)は0.03%未満とすることが好ましい。
Mn含有量が1.8%未満であると、十分な焼入れ性が確保できず粗大な炭化物が析出してしまう場合がある。一方、Mn含有量が3.0%以下であると、粒界脆化感受性が増加して靱性、耐低温割れ性が劣化する場合がある。そのため、Mn含有量は1.8%以上3.0%以下とすることが好ましい。Mn含有量は2.5%以下であることがより好ましい。
Si含有量が1.2%以下であると、固溶して鋼の強度を増加させる効果が十分に得られない場合がある。一方、Si含有量が1.8%超えであると、溶接熱影響部の硬化が大きくなり、溶接熱影響部の靱性、耐低温割れ性が劣化する場合がある。そのため、Si含有量は1.2%超え1.8%以下とすることが好ましい。Si含有量は1.5%以下であることがより好ましい。
上記成分組成以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、Al:0.0015〜0.0050%、N:0.002〜0.005%等が挙げられる。
本発明の重ねレーザスポット溶接継手1では、鋼板2、3のうちの少なくとも1つの鋼板を貫通し、鋼板2、3夫々を接合する溶融部4が形成される。図3(A)は従来の重ねレーザスポット溶接継手の溶融部14を説明するための図であり、図3(B)は本発明の重ねレーザスポット溶接継手1の溶融部4を説明するための図である。また、図4は、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1の溶融部4を説明するための図であり、図5は、図4のA−A断面図である。
楕円の短軸Sの長さが2T未満であると、溶融金属が足りず、溶接欠陥が発生しやすくなる。すなわち、レーザ溶接において、溶接開始時にスパッタとして多くの溶融金属が失われてしまうため、溶融部4の面積が小さい場合には、溶融池の溶融金属が足りず、溶接欠陥が発生しやすくなる。一方、短軸Sの長さが3T超えであると、溶融金属量が多くなり、溶け落ちが発生する。そのため、短軸Sの長さは2T以上3T以下とする。
楕円の長軸Lの長さが3T未満であると、溶融金属が足りず、溶接欠陥が発生しやすくなる。一方、長軸Lの長さが4.5Tを超えると、溶け落ちが発生する。そのため、長軸Lの長さは3T以上4.5T以下とする。
上記の長軸Lに対する短軸Sの比(S/L)が0.50未満であると、溶融部4の表面形状が細長くなり過ぎ、溶融部4の長軸方向に沿って溶接欠陥が発生する。一方、S/Lが0.80超えであると、溶融部4が円形に近くなることで、溶融部4中央に点状の溶接欠陥が発生する。このような溶接欠陥は外観不良ともなる。そのため、S/Lは0.50以上0.80以下とする。好ましくは、S/Lは0.60以上である。また、好ましくは、S/Lは0.70以下である。
次に、上述した本発明の重ねレーザスポット溶接継手1の製造方法について説明する。図6は、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1の溶接方法を説明するための図である。図6に示すように、本発明の重ねレーザスポット溶接継手1は、複数の鋼板2、3を積層し、鋼板2、3に溶融部4を形成するように、最外層の鋼板2表面に渦巻き状にレーザビームLを照射するレーザスポット溶接を行うことで得ることができる。鋼板2、3は、たとえば前述した成分組成を有し、引張強さTSが980MPa以上である。
−2t≧X≧−4t ・・・(1)
Xを上式のように設定した理由は以下の通りである。
2、3、22、23、32、33 鋼板
4、14、24、34 溶融部
5、15 中心部
L レーザビーム
Claims (3)
- 積層された複数の鋼板と、
前記複数の鋼板のうちの少なくとも1つの鋼板を貫通し、前記複数の鋼板夫々を接合する溶融部と、
を備え、
前記複数の鋼板の総板厚Tが2mm≦T≦4mmであり、
前記複数の鋼板の最外層表面上の前記溶融部の表面は楕円形状を有し、
前記楕円の短軸Sの長さが2T≦S≦3Tであり、
前記楕円の長軸Lの長さが3T≦L≦4.5Tであり、
前記Lに対する前記Sの比であるS/Lが0.50以上0.80以下である重ねレーザスポット溶接継手。 - 前記複数の鋼板のうち少なくとも1つの鋼板は、
質量%で、
C:0.07%超え0.25%以下、
P+S:0.03%未満、
Mn:1.8%以上3.0%以下、
Si:1.2%超え1.8%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
引張強さTSが980MPa以上である請求項1に記載の重ねレーザスポット溶接継手。 - 請求項1または2に記載の重ねレーザスポット溶接継手の製造方法であり、
複数の鋼板を積層し、
各鋼板に溶融部を形成するように、最外層の鋼板表面に渦巻き状または一重を超える楕円状にレーザを照射するレーザスポット溶接を行うことで継手を得る工程を含む重ねレーザスポット溶接継手の製造方法。
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