JP2018001197A - レーザ溶接継手およびレーザ溶接継手の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高張力鋼板の重ね合せ部にその表面から裏面まで貫通する溶接ビードの終端部において、クレータ割れが生じにくいレーザ溶接継手およびレーザ溶接継手の製造方法を提供する。
【解決手段】レーザ溶接継手10は、引張強度が780MPa以上、且つ板厚tが0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板11,13が重ね合わされて、レーザ溶接されている。複数の高張力鋼板11,13が重ね合された重ね合せ部19は、その表面12aから裏面13aまで貫通した溶接ビード16を有すると共に、該溶接ビード16の終端部16aにクレータ20を備え、溶接ビード16における溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%である。溶接ビード16は、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが2.6以上である。
【選択図】図1
【解決手段】レーザ溶接継手10は、引張強度が780MPa以上、且つ板厚tが0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板11,13が重ね合わされて、レーザ溶接されている。複数の高張力鋼板11,13が重ね合された重ね合せ部19は、その表面12aから裏面13aまで貫通した溶接ビード16を有すると共に、該溶接ビード16の終端部16aにクレータ20を備え、溶接ビード16における溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%である。溶接ビード16は、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが2.6以上である。
【選択図】図1
Description
本発明は、レーザ溶接継手およびレーザ溶接継手の製造方法に関する。
近年、自動車の車体等に用いられる鋼板には、衝突時の安全性の向上と、低燃費化を目的とした軽量化を両立するために、板厚が0.5〜3.0mm程度の薄板の高張力鋼板が採用されることが多くなっている。
また、このような高張力鋼板を溶接する方法としてレーザ溶接を適用する例も散見されるようになってきている。レーザ溶接は、レーザ光を熱源として金属に集光した状態で照射し、金属を局部的に溶融、凝固させることによって金属を接合させる。レーザは、単一波長で位相差のない光であるため、光学系のレンズで極めて小さな点に集光して高い密度のエネルギーを与えて金属を接合することができる。
さらに、自動車分野などにおいては、品質保証の観点から、複数の高張力鋼板の重ね合せ部を表面から裏面まで貫通するように溶接する(以後、「貫通溶接」とも称す)ことが求められている。
ところで、高強度鋼板の重ね合せ部をレーザ溶接すると、凝固割れが発生しやすいことから、この凝固割れを防止する技術が種々考案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
特許文献1では、少なくとも1枚が高張力鋼板であり、溶接金属の成分組成が0.05質量%≦C≦0.08質量%、あるいは、C<0.05質量%、且つ、P+S≧0.03質量%である溶接部を、フランジ端から8mm以内の位置に形成するレーザ溶接において、レーザ溶接条件を規定する技術が記載されている。即ち、出力、溶接速度、集光径、ビード厚によって規定されるレーザ溶接条件を、レーザ出力をp(w)、溶接速度をv(mm/sec)、重ね合わされた被溶接部の合計板厚をt(mm)、集光径をd(mm)とした際、式{p/v/t1/2×d2<12.5}を満足するレーザ溶接条件とすることで、入熱量を制御し、凝固割れを防止している。
また、特許文献2では、レーザ溶接部の凝固形態を制御することで、ビードに付与される収縮ひずみを低減し、凝固割れを防止する技術が記載されている。具体的には、0.02質量%超のTiを含有した鋼種に対して、N2ガス雰囲気でレーザ溶接することで、TiNを生成させ、溶接部の凝固初期に、凝固時の割れ抑制に有利となる等軸晶をビード内に形成させて、溶接時の凝固割れを抑制している。
ところで、高張力鋼板に含まれる各種合金元素のうち、Cは高張力化に最も有用な元素のひとつであり、鋼板を容易に高強度化できるとともに、延性などを向上させるための調質も容易である。高張力鋼板においては、0.10質量%≦C≦0.30質量%含有するものが使用されている。
しかしながら、本発明者らが検討したところ、上記のような0.10質量%≦C≦0.30質量%含有し、且つ、引張強度が780MPa以上の高張力鋼板をレーザにより貫通溶接した場合に、凝固割れが発生しやすく、加えて、凝固割れ部に残留応力が集中することで発生する割れの進展も判明した。特に、溶接終端部(本明細書では、「溶接ビードの終端部」とも言う。)のクレータでは、溶融金属量が少ないため、クレータ割れが顕著となる。
特許文献1及び2に記載の方法は、凝固割れの発生を抑制することが記載されているが、特許文献1では、Cが0.1質量%未満の高張力鋼板に関する技術であり、また、特許文献2では、Ti量を含有する鋼材であることからコストアップが想定され、さらに、N2ガスを含む溶接ガスを吹き付けながら、レーザ溶接するものに限られ、改善の余地があった。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高張力鋼板の重ね合せ部にその表面から裏面まで貫通する溶接ビードの終端部において、クレータ割れが生じにくいレーザ溶接継手およびレーザ溶接継手の製造方法を提供することにある。
発明者等が上記課題を解決すべく鋭意研究したところ、アーク溶接では、ビード厚さDとビード幅Wの比D/Wが小さいほど凝固割れ感受性が低下することが一般的に知られているのに対して、レーザ溶接のようなビード幅が狭い溶接では、逆にD/Wを大きくすることで凝固割れ感受性が低下することを見出した。
凝固割れは板厚方向に貫通する液相が形成された際に、延性の低い液相にひずみが加わることで生じるといわれている。アーク溶接では、通常ビードがV字形状となるため、表ビード幅が大きくなるほど裏面が先に凝固し易くなり、板厚方向に貫通する液相が形成されにくい。一方、レーザ溶接では、ワインカップ状のビードが形成されるため、板厚方向に貫通する液相が形成されやすい。本発明者らは、レーザ溶接においては、D/Wが小さくなるような高入熱条件では、クレータ割れが助長される一方、ビード幅Wを小さくし、D/Wを大きくすることで、ひずみ量が低減されるとともに、P、Sなどの偏析が抑制され、クレータ割れを抑制可能であるという知見を得た。
従って、本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合わされたレーザ溶接継手であって、
前記複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、
前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
前記溶接ビードは、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが2.6以上であることを満足する、レーザ溶接継手。
(2) 引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合わされたレーザ溶接継手であって、
前記複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、
前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
Cの質量%を[C]とすると、前記ビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが、D/W≧[C]+2.3である、レーザ溶接継手。
(3) 前記クレータの中心部は、前記溶接ビードの溶接線方向における前記高張力鋼板の端面から3〜10mmである、(1)又は(2)に記載のレーザ溶接継手。
(4) 前記重ね合せ部は、前記複数の高張力鋼板のうちの少なくとも一つの前記高張力鋼板のフランジ部によって構成される、(1)〜(3)のいずれかに記載のレーザ溶接継手。
(5) (1)に記載のレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記重ね合せ部の表面から裏面まで貫通した溶接ビードを形成すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを形成し、前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
前記溶接ビードのビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが2.6以上となるように、レーザ出力、溶接速度、シールドガス、集光スポット径、及び集光位置の少なくとも1つを制御する、レーザ溶接継手の製造方法。
(1) 引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合わされたレーザ溶接継手であって、
前記複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、
前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
前記溶接ビードは、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが2.6以上であることを満足する、レーザ溶接継手。
(2) 引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合わされたレーザ溶接継手であって、
前記複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、
前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
Cの質量%を[C]とすると、前記ビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが、D/W≧[C]+2.3である、レーザ溶接継手。
(3) 前記クレータの中心部は、前記溶接ビードの溶接線方向における前記高張力鋼板の端面から3〜10mmである、(1)又は(2)に記載のレーザ溶接継手。
(4) 前記重ね合せ部は、前記複数の高張力鋼板のうちの少なくとも一つの前記高張力鋼板のフランジ部によって構成される、(1)〜(3)のいずれかに記載のレーザ溶接継手。
(5) (1)に記載のレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記重ね合せ部の表面から裏面まで貫通した溶接ビードを形成すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを形成し、前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
前記溶接ビードのビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが2.6以上となるように、レーザ出力、溶接速度、シールドガス、集光スポット径、及び集光位置の少なくとも1つを制御する、レーザ溶接継手の製造方法。
本発明のレーザ溶接継手によれば、引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%である。溶接ビードは、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが2.6以上であるので、溶接終端部でのクレータ割れを抑制することができる。また、溶接終端部でのクレータ割れを抑制することで、溶接ビードの低温割れも防ぐことができる。
また、本発明のレーザ溶接継手によれば、引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%である。Cの質量%を[C]とすると、ビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが、D/W≧[C]+2.3であるので、溶接終端部でのクレータ割れを抑制することができる。また、溶接終端部でのクレータ割れを抑制することで、溶接ビードの低温割れも防ぐことができる。
また、上述したレーザ溶接継手の製造方法によれば、引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部にレーザ光を照射して、該重ね合せ部を溶接する。その際、重ね合せ部の表面から裏面まで貫通した溶接ビードを形成すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを形成し、溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、溶接ビードのビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが2.6以上となるように、レーザ出力、溶接速度、シールドガス、集光スポット径、及び集光位置の少なくとも1つを制御するので、溶接終端部のクレータ割れが生じにくく、ひいては、溶接ビードの低温割れが防止されたレーザ溶接継手が得られる。
以下、本発明に係るレーザ溶接継手の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態のレーザ溶接継手10では、高張力鋼板11の一端が折り曲げ形成されたフランジ部12と、平板状の高張力鋼板13と、を重ね合わせて重ね合せ部19を構成する。そして、重ね合わせ部19にレーザ光Lを照射しつつ、高張力鋼板11(フランジ部12)、及び高張力鋼板13の両端部14に沿ってレーザ加工ヘッド1を移動させて、高張力鋼板11のフランジ部12の表面12aから高張力鋼板13の裏面13aまで貫通する溶接ビード16を形成することにより、高張力鋼板11,13を互いに接合している。
図1に示すように、本実施形態のレーザ溶接継手10では、高張力鋼板11の一端が折り曲げ形成されたフランジ部12と、平板状の高張力鋼板13と、を重ね合わせて重ね合せ部19を構成する。そして、重ね合わせ部19にレーザ光Lを照射しつつ、高張力鋼板11(フランジ部12)、及び高張力鋼板13の両端部14に沿ってレーザ加工ヘッド1を移動させて、高張力鋼板11のフランジ部12の表面12aから高張力鋼板13の裏面13aまで貫通する溶接ビード16を形成することにより、高張力鋼板11,13を互いに接合している。
ここで、レーザ溶接は、溶接ビード16の端部が、高張力鋼板11,13の溶接線方向における端面18から離れた位置となるように行われる。このため、溶接ビード16の終端部16aには、クレータ20が形成されている。
本実施形態の高張力鋼板11,13では、板厚tが0.5〜3.0mmとしている。板厚tの下限を0.5mmとしたのは、自動車などの構造物に一般的に使用される鋼板の板厚を考慮して規定したもので、板厚tの上限を3.0mmとしたのは、通常のレーザ溶接機の溶接能力による。
本実施形態の高張力鋼板11,13では、引張強度が780MPa以上の高強度クラスのものが対象であり、例えば、980MPaや1180MPaのものが含まれる。
さらに、レーザ溶接では、溶接金属の成分は、フィラー等の溶加材を別途添加しない場合、重ね合せた各高張力鋼板11、13の母材成分値及びその板厚tから計算される平均成分であり、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%を満たすように、各高張力鋼板11、13の材質が選定される。また、溶加材を加える場合には、その添加量も考慮して、上記値を満たすように、各高張力鋼板11、13の材質が選定される。
ここで、本出願人は、上記の如く、引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである高張力鋼板11、13が重ね合された重ね合せ部を貫通溶接し、溶接金属の成分組成が、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%を満足するレーザ溶接継手10において、ビード幅W、及びビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wを、本発明の規定する範囲内に制御することで、クレータ割れを抑制できることを見出した。
即ち、本実施形態の溶接ビード16は、ビード幅Wが、0.1mm以上2.0mm以下、且つ、ビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが、2.6以上となるように、レーザ溶接によって形成される。図2に示すように、ここで言うビード幅Wは、高張力鋼板11のフランジ部12と、高張力鋼板13との接合界面17におけるビード幅のことである。また、ビード厚さDは、溶接ビード16がフランジ部12の表面12aから高張力鋼板13の裏面13aまで貫通しているので、高張力鋼板11,13の板厚tの合計厚さとなる。
このように、ビード幅Wが狭くなるようにレーザ溶接を行うことにより、クレータ割れに繋がる溶接ビード16での引張方向の歪み量を低減し、かつ、P及びSの物質移動による偏析を少なくすることができ、クレータ割れの発生を抑制することができる。なお、ビード幅Wは、1.0mm以下が好ましく、さらに、ビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wは、好ましくは2.7以上であり、さらに好ましくは2.8以上である。
また、上記比D/Wの上限を特に限定する必要はないが、例えば、上限は30とすればよい。
また、上記比D/Wの上限を特に限定する必要はないが、例えば、上限は30とすればよい。
ビード幅W0.1mm以上2.0mm以下、及びビード厚さDとビード幅Wとの比D/W2.6以上とするレーザ溶接は、レーザ出力、溶接速度、シールドガス、集光スポット径、及び集光位置の少なくとも1つの溶接条件を制御して入熱量を抑制することで達成される。
上記溶接条件以外にも、2枚の高張力鋼板11,13間のギャップは、溶接時にビードが貫通溶接しやすいように、例えば、0.3mm以下とするのがよい。
なお、レーザ溶接において、レーザ発振器として、例えば、YAGレーザ、ファイバレーザ、DISKレーザなどを使用することができる。
上記溶接条件以外にも、2枚の高張力鋼板11,13間のギャップは、溶接時にビードが貫通溶接しやすいように、例えば、0.3mm以下とするのがよい。
なお、レーザ溶接において、レーザ発振器として、例えば、YAGレーザ、ファイバレーザ、DISKレーザなどを使用することができる。
また、クレータ割れは、高張力鋼板11,13中のC質量%に略比例する傾向があり、Cの質量%を[C]としたとき、ビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wは、D/W≧[C]+2.3を満足することでも、クレータ割れの発生を抑制することができる。
即ち、図4に示すグラフに示すように、0.10質量%≦C≦0.30質量%、且つD/W≧[C]+2.3の範囲において、クレータ割れの発生を抑制することができる。なお、D/Wは、クレータ割れの発生をより確実に抑制する範囲として、D/W≧[C]+2.4が好ましく、D/W≧[C]+2.5がさらに好ましい。
なお、図4では、後述する実施例1〜7及び比較例1〜5のD/Wがプロットされている。
なお、図4では、後述する実施例1〜7及び比較例1〜5のD/Wがプロットされている。
また、図3にも示すように、溶接ビード16の溶接線方向の断面において、クレータ20の最も凹んだ部分であるクレータ20の中心部Cと、高張力鋼板11,13の溶接線方向における端面18との距離Xは、3〜10mmとなっている。クレータ20の中心部Cと端面18との距離Xを3mm以上とすることで、高張力鋼板11,13の端面18が溶融して溶け落ちてしまうのを防ぐことができ、また、10mm以下とすることで、十分な接合強度を得ることができる。
本発明の効果を確認するため、本発明に係る実施例と、該実施例と比較する比較例について説明する。実施例及び比較例ともに、表1に示す5種類の高張力鋼板を用い、図5に示すように同種の高張力鋼板同士を2枚重ね合わせ、端面から5mm離れた位置から溶接長さ20mmで重ね合わせ部をレーザ溶接してレーザ溶接継手を作製し、レーザ溶接継手のクレータ割れの有無を調査した。なお、表1に示す高張力鋼板は、いずれも本発明が規定する板厚、引張強度、及び、溶接継手の組成成分を満足する。
また、レーザ溶接機はファイバレーザを使用し、加工点出力を2〜4kW、溶接速度を0.75〜4m/minとした。集光位置は上板表面〜上板表面+9mmとし、集光スポット径は0.45〜0.6mmとした。また、シールドガスとして、Arガスを使用し、流量を15L/minとした。クレータ割れの有無は、溶接線に直交するA−A線での溶接終端部の断面観察により評価した。
各実施例及び比較例の結果を、各試験条件と共に表2に示す。
表2に示すように、本発明で規定する高張力鋼板を用い、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが2.6以上である実施例1〜7では、いずれの実施例でも溶接終端部にクレータ割れが生じることながなかった。これに対し、ビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが、本発明の規定範囲外となっている比較例1〜5では、溶接終端部にクレータ割れが生じていることが確認された。
また、いずれの実施例1〜7も、D/W≧[C]+2.3を満足しており、当該式の有効性を確認することができる。
以上説明したように、本実施形態のレーザ溶接継手10によれば、引張強度が780MPa以上、且つ板厚tが0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板11,13が重ね合わされたレーザ溶接継手10であって、複数の高張力鋼板11,13が重ね合された重ね合せ部19は、その表面12aから裏面13aまで貫通した溶接ビード16を有すると共に、該溶接ビード16の終端部16aにクレータ20を備え、溶接ビード16における溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%である。溶接ビード16は、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが2.6以上を満足する。これにより、溶接終端部16aでのクレータ割れを抑制することができる。また、溶接終端部でのクレータ割れを抑制することで、溶接ビード16の低温割れも防ぐことができる。
また、本実施形態のレーザ溶接継手10によれば、溶接ビード16のビード幅W、及びD/Wの規定の代わりに、Cの質量%を[C]とすると、ビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが、D/W≧[C]+2.3を満足する。これにより、溶接終端部16aのクレータ割れが発生しやすくなるCの質量%が多い高張力鋼板11,13においても、Cの質量%との関係で、D/Wを規定することで、溶接終端部16aのクレータ割れを抑制することができる。また、溶接終端部でのクレータ割れを抑制することで、溶接ビード16の低温割れも防ぐことができる。
通常、貫通溶接されるレーザ溶接継手10は、自動車分野においては、品質保証の観点から望ましいが、クレータ割れに対しては不利となる。このため、本実施形態では、比D/Wを2.6以上、或いはD/W≧[C]+2.3を満足するものとしたので、クレータ割れが抑制される。この結果、本実施形態のレーザ溶接継手10は、貫通溶接とクレータ割れ抑制を両立でき、自動車分野における品質保証の課題を解決することができる。
また、レーザ溶接継手の製造方法によれば、引張強度が780MPa以上、且つ板厚tが0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板11,13が重ね合わされ、複数の高張力鋼板11,13が重ね合された重ね合せ部19にレーザ光Lを照射して、該重ね合せ部19を溶接する。溶接工程は、重ね合せ部19の表面12aから裏面13aまで貫通した溶接ビード16を形成すると共に、該溶接ビード16の終端部16aにクレータ20を形成し、溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、溶接ビード16のビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDとビード幅Wとの比D/Wが2.6以上となるように、レーザ出力、溶接速度、シールドガス、集光スポット径、及び集光位置の少なくとも1つを制御するので、溶接終端部16aのクレータ割れが生じにくく、ひいては、溶接ビード16の低温割れが防止されたレーザ溶接継手10を得ることができる。
尚、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、2枚の高張力鋼板を重ね合わせてレーザ溶接したが、レーザ溶接される高張力鋼板は2枚に限定されず、3枚、あるいはそれ以上であっても同様に、クレータ割れを生じることなく溶接することができる。
また、重ね合わせ部の形状は、本実施形態のものに限定されず、例えば、2枚の高張力鋼板のフランジ部同士を重ね合せるものでもよく、或いは、平板の高張力鋼板同士を重ね合せるものでもよい。
例えば、上記実施形態では、2枚の高張力鋼板を重ね合わせてレーザ溶接したが、レーザ溶接される高張力鋼板は2枚に限定されず、3枚、あるいはそれ以上であっても同様に、クレータ割れを生じることなく溶接することができる。
また、重ね合わせ部の形状は、本実施形態のものに限定されず、例えば、2枚の高張力鋼板のフランジ部同士を重ね合せるものでもよく、或いは、平板の高張力鋼板同士を重ね合せるものでもよい。
10 レーザ溶接継手
11,13 高張力鋼板
12 フランジ部
12a 表面
13a 裏面
16 溶接ビード
16a 溶接終端部(溶接ビードの終端部)
18 端面
19 重ね合せ部
20 クレータ
C クレータの中心部
D/W ビード厚さとビード幅との比
L レーザ光
t 板厚
W ビード幅
11,13 高張力鋼板
12 フランジ部
12a 表面
13a 裏面
16 溶接ビード
16a 溶接終端部(溶接ビードの終端部)
18 端面
19 重ね合せ部
20 クレータ
C クレータの中心部
D/W ビード厚さとビード幅との比
L レーザ光
t 板厚
W ビード幅
Claims (5)
- 引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合わされたレーザ溶接継手であって、
前記複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、
前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
前記溶接ビードは、ビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが2.6以上であることを満足する、レーザ溶接継手。 - 引張強度が780MPa以上、且つ板厚が0.5〜3.0mmである複数の高張力鋼板が重ね合わされたレーザ溶接継手であって、
前記複数の高張力鋼板が重ね合された重ね合せ部は、その表面から裏面まで貫通した溶接ビードを有すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを備え、
前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
Cの質量%を[C]とすると、前記ビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが、D/W≧[C]+2.3である、レーザ溶接継手。 - 前記クレータの中心部は、前記溶接ビードの溶接線方向における前記高張力鋼板の端面から3〜10mmである、請求項1又は2に記載のレーザ溶接継手。
- 前記重ね合せ部は、前記複数の高張力鋼板のうちの少なくとも一つの前記高張力鋼板のフランジ部によって構成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザ溶接継手。
- 請求項1に記載のレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記重ね合せ部の表面から裏面まで貫通した溶接ビードを形成すると共に、該溶接ビードの終端部にクレータを形成し、前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成は、0.10質量%≦C≦0.30質量%、P+S<0.03質量%であり、
前記溶接ビードのビード幅Wが0.1mm以上2.0mm以下、且つビード厚さDと前記ビード幅Wとの比D/Wが2.6以上となるように、レーザ出力、溶接速度、シールドガス、集光スポット径、及び集光位置の少なくとも1つを制御する、レーザ溶接継手の製造方法。
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JP2016129135A JP2018001197A (ja) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | レーザ溶接継手およびレーザ溶接継手の製造方法 |
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JP6299702B2 (ja) * | 2015-08-05 | 2018-03-28 | Jfeスチール株式会社 | 自動車用骨格部品および自動車用骨格部品の製造方法 |
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