JP2021091009A - Method of welding hot press molding - Google Patents

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景祐 竹下
Keisuke Takeshita
景祐 竹下
一成 上原
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一成 上原
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Abstract

To provide a method of welding a hot press molding that can stabilize quality of a weld zone when spot welding is performed.SOLUTION: A fiber laser oscillator 51a is used to irradiate, with laser light L1, welding predetermined regions A1 surrounding a plurality of dotting predetermined parts X1 of spot welding on a surface of a hot press molding P1 respectively in a rectangular shape, and thus an oxide coating W1 sticking on the welding predetermined region A1 is vaporized to reduce the film thickness, so that the film thickness of the oxide coating sticking on the welding predetermined region is less than the film thickness of the oxide coating sticking on regions except the welding predetermined region, and also left as thick as a predetermined quantity.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

ここに開示された技術は、ホットプレスにより得られたホットプレス成形品を溶接する方法に関する技術分野に属する。 The technique disclosed herein belongs to the technical field relating to a method of welding a hot press molded article obtained by hot pressing.

従来より、表面に亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層を有する鋼板からホットプレス成形によりホットプレス成形品を得ると、その表面に酸化被膜が形成されることが一般的に知られている。このホットプレス成形品の表面に付着する酸化被膜は、塗膜の密着性を低下させるおそれがあるため、例えば、特許文献1では、ホットプレス成形品の表面にレーザ光を照射して酸化被膜を気化させることにより除去した後、塗装処理を行うことで塗膜の密着性を高めている。 Conventionally, it is generally known that when a hot press molded product is obtained by hot press molding from a steel sheet having a zinc plating layer or an alloyed zinc plating layer on the surface, an oxide film is formed on the surface thereof. Since the oxide film adhering to the surface of the hot press molded product may reduce the adhesion of the coating film, for example, in Patent Document 1, the surface of the hot press molded product is irradiated with a laser beam to form the oxide film. After removing by vaporization, the adhesion of the coating film is improved by performing a painting treatment.

特開2015−105422号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-105422

ところで、ホットプレス成形品をスポット溶接により溶接する際、ホットプレス成形品の表面に酸化被膜が付着していると、電極チップでホットプレス成形品を加圧保持して通電する際に、電極チップの先端面とホットプレス成形品との間における電気抵抗が酸化被膜によって高くなってしまう。したがって、通電経路が不安定になって分流が発生してしまい、形成される溶接部の品質にばらつきが生じてしまう。 By the way, when a hot press molded product is welded by spot welding, if an oxide film is attached to the surface of the hot press molded product, the electrode tip is used to pressurize and hold the hot press molded product to energize. The electrical resistance between the tip surface of the hot press and the hot press molded product is increased by the oxide film. Therefore, the energization path becomes unstable and divergence occurs, and the quality of the formed welded portion varies.

これに対応するために、特許文献1の如きレーザ光を照射する方法でホットプレス成形品の表面に付着する酸化被膜を除去した後、スポット溶接を行うことで溶接部の品質を安定化させることが考えられる。 In order to deal with this, the quality of the welded portion is stabilized by performing spot welding after removing the oxide film adhering to the surface of the hot press molded product by a method of irradiating a laser beam as in Patent Document 1. Can be considered.

しかし、特許文献1では、塗膜の密着性を高めるためのレーザ光による酸化被膜の除去の仕方についての記載はあるものの、スポット溶接により形成される溶接部の品質を安定させるためのレーザ光による酸化被膜の低減の仕方については、当然に考慮されていない。 However, although Patent Document 1 describes how to remove the oxide film with a laser beam to improve the adhesion of the coating film, the laser beam for stabilizing the quality of the welded portion formed by spot welding is used. Naturally, no consideration is given to how to reduce the oxide film.

ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スポット溶接を実施した際に溶接部の品質を安定させることができるホットプレス成形品の溶接方法を提供することにある。 The technique disclosed here has been made in view of these points, and the purpose thereof is a welding method for a hot press molded product capable of stabilizing the quality of the welded portion when spot welding is performed. Is to provide.

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、ホットプレス成形品の表面に付着する酸化被膜の一部領域のみをレーザ光により低減するようにし、酸化被膜を減らした領域と他の領域との間に段差が生じるようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, in the technique disclosed here, only a part of the oxide film adhering to the surface of the hot press molded product is reduced by the laser beam, and the area where the oxide film is reduced and other areas are reduced. It is characterized in that a step is formed between the region and the region.

すなわち、ここに開示された技術の第1の態様は、表面に亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層を有する鋼板からホットプレス成形によりホットプレス成形品を得た後、当該ホットプレス成形品の表面における複数のスポット溶接の打点実施予定部をそれぞれ矩形状か、或いは、円形状に囲う溶接予定領域に対し、レーザ発振器を用いてレーザ光を照射することによって上記溶接予定領域に付着する酸化被膜を気化させて、該酸化被膜の膜厚を減らし、上記溶接予定領域に付着する酸化被膜の膜厚が当該溶接予定領域を除く領域に付着する酸化被膜の膜厚よりも薄くなるように、且つ、所定量の厚みだけ残るようにして、その後、上記ホットプレス成形品に他のプレス成形品か鋼板を重ね合わせるとともに、上記各溶接予定領域における打点実施予定部にスポット溶接を実施することを特徴とする。 That is, the first aspect of the technique disclosed herein is to obtain a hot press molded product by hot press molding from a steel plate having a zinc plating layer or an alloyed zinc plating layer on the surface, and then the surface of the hot press molded product. An oxide film adhering to the planned welding region is formed by irradiating the planned welding region, which encloses the planned spot welding spots of the plurality of spot welds in a rectangular shape or a circular shape, with a laser beam using a laser oscillator. By vaporizing, the film thickness of the oxide film is reduced so that the film thickness of the oxide film adhering to the planned welding region becomes thinner than the film thickness of the oxide film adhering to the region other than the planned welding region. It is characterized in that a predetermined amount of thickness remains, and then another press-formed product or steel plate is superposed on the hot-press-formed product, and spot welding is performed on the planned spot welding portion in each of the planned welding regions. To do.

ここに開示された技術の第2の態様は、第1の態様において、上記酸化被膜に照射するレーザ光の出力は、60W〜140Wであることを特徴とする。 A second aspect of the technique disclosed herein is characterized in that, in the first aspect, the output of the laser beam irradiating the oxide film is 60 W to 140 W.

ここに開示された技術の第3の態様は、第1又は第2の態様において、上記溶接予定領域に付着する酸化被膜を減らすときには、該酸化被膜にレーザ光を照射した状態で、レーザ光を60mm/sec以下の走査速度でジグザグに走査させることを特徴とする。 A third aspect of the technique disclosed herein is, in the first or second aspect, when reducing the oxide film adhering to the planned welding region, the laser beam is emitted in a state where the oxide film is irradiated with the laser light. It is characterized in that it scans in a zigzag manner at a scanning speed of 60 mm / sec or less.

第1の態様では、ホットプレス成形品表面の各溶接予定領域に付着する酸化被膜の量が減って、ホットプレス成形品表面における各溶接予定領域とその他の領域との間に段差が発生するようになる。すると、電極チップでホットプレス成形品を加圧保持して通電する際に、電極チップの先端面とホットプレス成形品との間における電気抵抗が小さくなるとともに、ホットプレス成形品表面の各溶接予定領域とその他の領域との間において電気抵抗の差が大きくなるので、通電時の分流を防ぐことができるようになり、溶接部の品質を安定化させることができる。 In the first aspect, the amount of the oxide film adhering to each planned welding region on the surface of the hot press molded product is reduced, so that a step is generated between each planned welding region and the other region on the surface of the hot press molded product. become. Then, when the hot press molded product is pressurized and held by the electrode tip to energize, the electrical resistance between the tip surface of the electrode tip and the hot press molded product becomes smaller, and each welding of the hot press molded product surface is scheduled. Since the difference in electrical resistance between the region and the other region becomes large, it becomes possible to prevent the diversion during energization, and it is possible to stabilize the quality of the welded portion.

また、溶接予定領域に付着する酸化被膜が所定量残るようにレーザ光を照射することで、レーザ光が亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層や母材に直接当たらない。したがって、亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層が損傷したり、或いは、母材の硬度に影響が出るといったことを防ぐことができ、スポット溶接後においても防食性、防錆性、及び剛性の高いホットプレス成形品にすることができる。 Further, by irradiating the laser beam so that a predetermined amount of the oxide film adhering to the planned welding region remains, the laser beam does not directly hit the galvanized layer, the alloyed zinc-plated layer, or the base metal. Therefore, it is possible to prevent the galvanized layer or the alloyed galvanized layer from being damaged or the hardness of the base metal from being affected, and the corrosion resistance, rust prevention, and rigidity are high even after spot welding. It can be a hot press molded product.

図1は、実施形態1に係る溶接方法が適用された生産ラインのレイアウト図である。FIG. 1 is a layout diagram of a production line to which the welding method according to the first embodiment is applied. 図2は、実施形態1に係る溶接方法が適用された生産ラインのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a production line to which the welding method according to the first embodiment is applied. 図3は、図1のIII矢視図である。FIG. 3 is a view taken along the line III of FIG. 図4は、図3のIV−IV線における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 図5は、酸化被膜を除去する前のホットプレス成形品の断面を示す写真である。FIG. 5 is a photograph showing a cross section of a hot press molded product before removing the oxide film. 図6は、酸化被膜を除去した後のホットプレス成形品の断面を示す写真である。FIG. 6 is a photograph showing a cross section of a hot press molded product after removing the oxide film. 図7は、ホットプレス成形品において酸化被膜を除去する前後の母材の硬度を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the hardness of the base material before and after removing the oxide film in the hot press molded product. 図8は、最大加熱条件で成形したホットプレス成形品に対してレーザ出力を変化させながら酸化被膜を除去したときの各種酸化被膜除去条件と、その各種酸化被膜除去条件で酸化被膜を除去したホットプレス成形品を一対の電極チップで加圧保持したときの電極チップ間の抵抗値との関係を示したグラフである。FIG. 8 shows various oxide film removal conditions when the oxide film is removed while changing the laser output for a hot press molded product molded under the maximum heating conditions, and hot with the oxide film removed under the various oxide film removal conditions. It is a graph which showed the relationship with the resistance value between electrode chips when a press-molded article was pressurized and held by a pair of electrode chips. 図9は、最小加熱条件で成形したホットプレス成形品に対してレーザ出力を変化させながら酸化被膜を除去したときの各種酸化被膜除去条件と、その各種酸化被膜除去条件で酸化被膜を除去したホットプレス成形品を一対の電極チップで加圧保持したときの電極チップ間の抵抗値との関係を示したグラフである。FIG. 9 shows various oxide film removal conditions when the oxide film is removed while changing the laser output for a hot press molded product molded under the minimum heating conditions, and hot with the oxide film removed under the various oxide film removal conditions. It is a graph which showed the relationship with the resistance value between electrode chips when a press-molded article was pressurized and held by a pair of electrode chips. 図10は、最大加熱条件で成形したホットプレス成形品に対して加工速度を変化させながら酸化被膜を除去したときの各種酸化被膜除去条件と、その各種酸化被膜除去条件で酸化被膜を除去したホットプレス成形品を一対の電極チップで加圧保持したときの電極チップ間の抵抗値との関係を示したグラフである。FIG. 10 shows various oxide film removing conditions when the oxide film is removed while changing the processing speed of the hot press molded product molded under the maximum heating condition, and hot with the oxide film removed under the various oxide film removing conditions. It is a graph which showed the relationship with the resistance value between electrode chips when a press-molded article was pressurized and held by a pair of electrode chips. 図11は、最小加熱条件で成形したホットプレス成形品に対して加工速度を変化させながら酸化被膜を除去したときの各種酸化被膜除去条件と、その各種酸化被膜除去条件で酸化被膜を除去したホットプレス成形品を一対の電極チップで加圧保持したときの電極チップ間の抵抗値との関係を示したグラフであるFIG. 11 shows various oxide film removal conditions when the oxide film is removed while changing the processing speed of a hot press molded product molded under the minimum heating conditions, and hot with the oxide film removed under the various oxide film removal conditions. It is a graph which showed the relationship with the resistance value between electrode chips when a press-molded article was pressurized and held by a pair of electrode tips. 図12は、酸化被膜が付着するホットプレス成形品に対してスポット溶接を実施したときの電流値と溶接部のナゲット径との関係を示したグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the current value when spot welding is performed on a hot press molded product to which an oxide film adheres and the nugget diameter of the welded portion. 図13は、酸化被膜を除去したホットプレス成形品に対してスポット溶接を実施したときの電流値と溶接部のナゲット径との関係を示したグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the current value and the nugget diameter of the welded portion when spot welding is performed on the hot press molded product from which the oxide film has been removed. 図14は、実施形態2に係る図4相当図である。FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 4 according to the second embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is essentially merely an example.

《発明の実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係る生産ライン1を示す。該生産ライン1では、車体フレームB1を生産するようになっていて、図2に示すように、生産ライン1の上流側から順に、表面に亜鉛メッキ層G1(又は合金化亜鉛メッキ層)を有する複数枚の鋼板S1を蓄えておく搬入工程2と、該搬入工程2から搬入された鋼板S1を加熱する加熱工程3と、該加熱工程3で加熱された鋼板S1からホットプレス成形品P1を成形するホットプレス工程4と、ホットプレス成形時においてホットプレス成形品P1の表面に付着する酸化被膜W1(図4参照)を除去する被膜除去工程5と、酸化被膜を除去した後のホットプレス成形品P1と平板状のプレス板P2(鋼板)とをスポット溶接により一体にして上記車体フレームB1を得る溶接工程6とが直線上に配置されている。
<< Embodiment 1 of the invention >>
FIG. 1 shows a production line 1 according to the first embodiment of the present invention. The production line 1 is designed to produce a vehicle body frame B1, and as shown in FIG. 2, has a zinc plating layer G1 (or an alloyed zinc plating layer) on the surface in order from the upstream side of the production line 1. A hot press molded product P1 is formed from a carry-in step 2 for storing a plurality of steel plates S1, a heating step 3 for heating the steel plate S1 carried in from the carry-in step 2, and a steel plate S1 heated in the heating step 3. Hot press step 4 to remove the oxide film W1 (see FIG. 4) adhering to the surface of the hot press molded product P1 during hot press molding, and the film removing step 5 to remove the oxide film, and the hot press molded product after removing the oxide film. The welding step 6 for obtaining the vehicle body frame B1 by integrating P1 and the flat plate-shaped press plate P2 (steel plate) by spot welding is arranged on a straight line.

搬入工程2は、図1に示すように、複数枚の鋼板S1を積層した状態で載置するパレット20を有している。 As shown in FIG. 1, the carry-in step 2 has a pallet 20 on which a plurality of steel plates S1 are stacked and placed.

搬入工程2と加熱工程3との間には、パレット20に積み上げられた複数枚の鋼板S1を順次加熱工程3に搬入する第1ロボットR1が配設されている。 Between the carry-in step 2 and the heating step 3, a first robot R1 that sequentially carries a plurality of steel plates S1 stacked on the pallet 20 into the heating step 3 is arranged.

加熱工程3は、生産ライン1の上流側から下流側に沿って延びる加熱炉30を備え、該加熱炉30は、フロアに設置された下側炉体30aと、該下側炉体30aの上方の位置に対向配置された上側炉体30bとを有している。 The heating step 3 includes a heating furnace 30 extending from the upstream side to the downstream side of the production line 1, and the heating furnace 30 includes a lower furnace body 30a installed on the floor and an upper side of the lower furnace body 30a. It has an upper furnace body 30b arranged opposite to the position of.

下側炉体30aには、鋼板S1を搬送する複数の搬送ローラ(図示せず)が設けられる一方、上側炉体30bには、当該上側炉体30bと下側炉体30aとの間の雰囲気ガスを上昇させるヒータ(図示せず)が取り付けられ、上記加熱炉30は、鋼板S1の搬送時に当該鋼板S1の温度を約800〜1000℃にまで上昇させるようになっている。 The lower furnace body 30a is provided with a plurality of transfer rollers (not shown) for transporting the steel plate S1, while the upper furnace body 30b has an atmosphere between the upper furnace body 30b and the lower furnace body 30a. A heater (not shown) for raising the gas is attached, and the heating furnace 30 raises the temperature of the steel plate S1 to about 800 to 1000 ° C. when the steel plate S1 is conveyed.

加熱工程3とホットプレス工程4との間には、加熱炉30で加熱された鋼板S1をホットプレス工程4まで搬送する第2ロボットR2が配設されている。 A second robot R2 that conveys the steel plate S1 heated in the heating furnace 30 to the hot pressing step 4 is arranged between the heating step 3 and the hot pressing step 4.

ホットプレス工程4は、上型41及び下型42を有するホットプレス成形用の金型40と、サーボモータ制御の油圧式プレス43とを備え、該油圧式プレス43は、上型41を下型42に対して昇降させるようになっている。 The hot press step 4 includes a mold 40 for hot press molding having an upper mold 41 and a lower mold 42, and a servomotor-controlled hydraulic press 43, and the hydraulic press 43 lowers the upper mold 41. It is designed to move up and down with respect to 42.

上型41には、断面略凹状の上側加圧面41aが形成される一方、下型42には、上側加圧面41aに対応する断面略凸状の下側加圧面42aが形成されている。 The upper mold 41 is formed with an upper pressure surface 41a having a substantially concave cross section, while the lower mold 42 is formed with a lower pressure surface 42a having a substantially convex cross section corresponding to the upper pressure surface 41a.

そして、加熱状態の鋼板S1を下型42の下側加圧面42a上にセットして上型41を下死点まで下降させることにより、鋼板S1を上側加圧面41a及び下側加圧面42aに沿う断面略ハット形状の成形体に成形するとともに、当該成形体を上型41及び下型42で加圧保持して冷却することで成形体に焼き入れを施してホットプレス成形品P1を得るようになっている。 Then, by setting the heated steel plate S1 on the lower pressure surface 42a of the lower mold 42 and lowering the upper mold 41 to the lower dead point, the steel plate S1 is along the upper pressure surface 41a and the lower pressure surface 42a. The molded product is molded into a molded product having a substantially hat-shaped cross section, and the molded product is pressed and held by the upper mold 41 and the lower mold 42 to be cooled so that the molded product is hardened to obtain a hot press molded product P1. It has become.

ホットプレス工程4と被膜除去工程5との間には、ホットプレス工程4で成形されたホットプレス成形品P1を被膜除去工程5へと順次搬送する第3ロボットR3が配設されている。 Between the hot press step 4 and the film removing step 5, a third robot R3 that sequentially conveys the hot press molded product P1 formed in the hot press step 4 to the film removing step 5 is arranged.

被膜除去工程5は、ホットプレス成形品P1を載置可能な載置台50と、該載置台50の側方に配置された被膜除去装置51とを備えている。 The film removing step 5 includes a mounting table 50 on which the hot press molded product P1 can be placed, and a film removing device 51 arranged on the side of the mounting table 50.

該被膜除去装置51は、産業用ロボットである第4ロボットR4と、該第4ロボットR4の側方に配置されたファイバーレーザ発振器51aと、該ファイバーレーザ発振器51aにファイバーケーブル51bを介して接続され、上記第4ロボットR4のアーム先端に取り付けられたガルバノスキャナヘッド51cとを備え、該ガルバノスキャナヘッド51cは、ファイバーレーザ発振器51aで励起したレーザ光L1を対象物に対して走査させることが可能になっている。 The film removing device 51 is connected to the fourth robot R4, which is an industrial robot, the fiber laser oscillator 51a arranged on the side of the fourth robot R4, and the fiber laser oscillator 51a via a fiber cable 51b. The galvano scanner head 51c attached to the tip of the arm of the fourth robot R4 is provided, and the galvano scanner head 51c can scan the laser beam L1 excited by the fiber laser oscillator 51a with respect to the object. It has become.

載置台50に載置されたホットプレス成形品P1のフランジ部F1には、図3に示すように、スポット溶接の複数の打点実施予定部X1が予め設定されていて、上記被膜除去装置51は、各打点実施予定部X1をそれぞれ矩形状に囲う溶接予定領域A1に対してレーザ光L1を走査させながら照射することにより、図4に示すように、各溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1を気化させて除去するようになっている。 As shown in FIG. 3, a plurality of spot welding spots scheduled to be implemented X1 are preset on the flange portion F1 of the hot press molded product P1 mounted on the mounting table 50, and the film removing device 51 As shown in FIG. 4, the oxide film W1 adhering to each planned welding region A1 is irradiated by irradiating the planned welding region A1 that encloses each planned spot welding portion X1 in a rectangular shape while scanning the laser beam L1. Is designed to be vaporized and removed.

酸化被膜除去後のホットプレス成形品P1は、図示しない産業用ロボットによって溶接工程6に搬送されるようになっている。 The hot-press molded product P1 after removing the oxide film is conveyed to the welding step 6 by an industrial robot (not shown).

溶接工程6は、図1に示すように、酸化被膜除去後のホットプレス成形品P1とプレス板P2とを重ねて位置決めできる治具61と、該治具61の側方に配置され、アーム先端に溶接ガンT1が取り付けられた第5ロボットR5とを備え、溶接ガンT1を用いて各打点実施予定部X1にスポット溶接を実施することにより、ホットプレス成形品P1とプレス板P2とを一体にして車体フレームB1を得るようになっている。 As shown in FIG. 1, the welding step 6 is arranged on the side of a jig 61 capable of superimposing and positioning the hot press molded product P1 and the press plate P2 after removing the oxide film, and the tip of the arm. A fifth robot R5 to which a welding gun T1 is attached is provided, and spot welding is performed on each planned spotting portion X1 using the welding gun T1 to integrate the hot press molded product P1 and the press plate P2. The body frame B1 is obtained.

次に、ホットプレス成形品P1における酸化被膜W1を除去する作業と酸化被膜W1の除去後のホットプレス成形品P1を溶接する作業とについて詳述する。 Next, the work of removing the oxide film W1 in the hot press molded product P1 and the work of welding the hot press molded product P1 after removing the oxide film W1 will be described in detail.

ホットプレス工程4にて得られるホットプレス成形品P1の表面には、図5に示すように、膜厚が約2〜5μmの酸化被膜W1が付着している。 As shown in FIG. 5, an oxide film W1 having a film thickness of about 2 to 5 μm is attached to the surface of the hot press molded product P1 obtained in the hot press step 4.

被膜除去工程5において、酸化被膜W1が付着するホットプレス成形品P1を載置台50に載置すると、第4ロボットR4がガルバノスキャナヘッド51cをホットプレス成形品P1におけるフランジ部F1の上方に移動させる。 When the hot press molded product P1 to which the oxide film W1 adheres is placed on the mounting table 50 in the film removing step 5, the fourth robot R4 moves the galvano scanner head 51c above the flange portion F1 of the hot press molded product P1. ..

次に、ガルバノスキャナヘッド51cがフランジ部F1における酸化被膜W1を除去する前の所定の溶接予定領域A1の上方に到達すると、ファイバーレーザ発振器51aで励起されたレーザ光L1がガルバノスキャナヘッド51cから溶接予定領域A1に向かって照射される。具体的には、図3及び図4に示すように、30mm×30mmの面積の溶接予定領域A1に対し、走査幅を30mm、加工速度(レーザ光L1における図3矢印Z1方向の移動速度)を30mm/secとして出力100Wのレーザ光L1を走査させる。すると、図6に示すように、ホットプレス成形品P1の表面に付着する酸化被膜W1が除去される。尚、溶接予定領域A1は、その他の広さであってもよい。 Next, when the galvano scanner head 51c reaches above the predetermined welding planned region A1 before removing the oxide film W1 in the flange portion F1, the laser beam L1 excited by the fiber laser oscillator 51a is welded from the galvano scanner head 51c. It is irradiated toward the planned area A1. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the scanning width is 30 mm and the processing speed (moving speed in the direction of arrow Z1 in FIG. 3 in the laser beam L1) is set with respect to the planned welding area A1 having an area of 30 mm × 30 mm. The laser beam L1 having an output of 100 W is scanned at 30 mm / sec. Then, as shown in FIG. 6, the oxide film W1 adhering to the surface of the hot press molded product P1 is removed. The planned welding area A1 may have another size.

次いで、ガルバノスキャナヘッド51cにおける所定の溶接予定領域A1における酸化被膜W1の除去作業が終了すると、第4ロボットR4は、次に酸化被膜W1の除去作業を行う溶接予定領域A1の上方に向けてガルバノスキャナヘッド51cを移動させる。このように、全ての溶接予定領域A1における酸化被膜W1の除去作業を順番に行う。 Next, when the work of removing the oxide film W1 in the predetermined welding planned area A1 in the galvano scanner head 51c is completed, the fourth robot R4 moves the galvano toward the upper side of the welding planned area A1 in which the oxide film W1 is removed next. The scanner head 51c is moved. In this way, the work of removing the oxide film W1 in all the planned welding regions A1 is performed in order.

全ての溶接予定領域A1における酸化被膜W1の除去作業が終了すると、図1に示すように、酸化被膜W1除去後のホットプレス成形品P1が図示しないロボットによって溶接工程6に搬送され、治具61上にセットされたプレス板P2に重ね合わされるとともに治具61に位置決めされる。 When the work of removing the oxide film W1 in all the planned welding regions A1 is completed, as shown in FIG. 1, the hot press molded product P1 after removing the oxide film W1 is conveyed to the welding step 6 by a robot (not shown), and the jig 61. It is superposed on the press plate P2 set on the top and positioned on the jig 61.

そして、第5ロボットR5が溶接ガンT1を移動させてホットプレス成形品P1における各打点実施予定部X1にスポット溶接を実施する。すると、ホットプレス成形品P1とプレス板P2とが一体になって車体フレームB1が得られる。 Then, the fifth robot R5 moves the welding gun T1 to perform spot welding on each spot welding planned portion X1 in the hot press molded product P1. Then, the hot press molded product P1 and the press plate P2 are integrated to obtain the vehicle body frame B1.

次に、酸化被膜W1の除去作業後におけるホットプレス成形品P1の硬度評価について説明する。 Next, the hardness evaluation of the hot press molded product P1 after the removal work of the oxide film W1 will be described.

図7は、ホットプレス成形品P1における溶接予定領域A1の酸化被膜W1を除去する前及び除去した後のそれぞれにおいて硬度を測定した結果を示したグラフであり、横軸をホットプレス成形品P1の表面からの深さ、縦軸を硬度としている。この結果より、ホットプレス成形品P1における酸化被膜W1を除去する前と除去した後とにおいて母材硬さに変化が無く、本発明の被膜除去工程5における酸化被膜W1の除去作業がホットプレス成形時における焼き入れ効果に影響を及ぼさないことを確認できた。 FIG. 7 is a graph showing the results of measuring the hardness before and after removing the oxide film W1 in the planned welding region A1 in the hot press molded product P1, and the horizontal axis is the hot press molded product P1. The depth from the surface and the vertical axis are the hardness. From this result, there is no change in the hardness of the base metal before and after removing the oxide film W1 in the hot press molded product P1, and the work of removing the oxide film W1 in the film removing step 5 of the present invention is hot press molding. It was confirmed that it did not affect the quenching effect at the time.

次に、加熱工程3における加熱条件を910℃にしてホットプレス成形により得られたホットプレス成形品P1と、加熱工程3における加熱条件を890℃にしてホットプレス成形により得られたホットプレス成形品P1とにおいて、各溶接予定領域A1の酸化被膜W1の除去作業を各種酸化被膜除去条件で行った実験について説明する。 Next, the hot press molded product P1 obtained by hot press molding with the heating conditions in the heating step 3 set to 910 ° C., and the hot press molded product obtained by hot press molding with the heating conditions set to 890 ° C. in the heating step 3 An experiment in which the oxide film W1 in each planned welding region A1 is removed under various oxide film removal conditions will be described with reference to P1.

ガルバノスキャナヘッド51cから照射されるレーザ光L1の出力、加工速度、及び周波数の組み合わせを変更した条件A〜Fによって酸化被膜W1の除去作業を行うとともに、酸化被膜W1を除去した後の溶接予定領域A1を一対の電極チップで挟み込んで5.88kNの加圧力で加圧し、電極チップ間の抵抗値を調べる作業を複数回行った。尚、ホットプレス成形品P1及びプレス板P2の板厚をそれぞれ1.8mmとする。 The oxide film W1 is removed under the conditions A to F in which the combination of the output, processing speed, and frequency of the laser beam L1 emitted from the galvano scanner head 51c is changed, and the area to be welded after the oxide film W1 is removed. A1 was sandwiched between a pair of electrode tips and pressurized with a pressing force of 5.88 kN, and the work of checking the resistance value between the electrode tips was performed a plurality of times. The thickness of each of the hot press molded product P1 and the press plate P2 is 1.8 mm.

すると、レーザ光L1の加工速度及び周波数を同条件にするとともに出力を変化させた場合、図8及び図9に示すように、加熱条件を変えたどちらのホットプレス成形品P1においてもレーザ光L1の出力が100Wのときに電極チップ間の抵抗値が低く安定した値になることが分かった。 Then, when the processing speed and frequency of the laser beam L1 are set to the same conditions and the output is changed, as shown in FIGS. 8 and 9, both hot press molded products P1 having different heating conditions have the laser beam L1. It was found that the resistance value between the electrode chips was low and became a stable value when the output of was 100 W.

また、レーザ光L1の出力及び周波数を同条件にするとともに加工速度を変化させた場合、図10及び図11に示すように、加熱条件を変えたどちらのホットプレス成形品P1においてもレーザ光L1の加工速度が30mm/secのときに電極チップ間の抵抗値が低く安定した値になることが分かった。 Further, when the output and frequency of the laser beam L1 are set to the same conditions and the processing speed is changed, as shown in FIGS. 10 and 11, both hot press molded products P1 having different heating conditions have the laser beam L1. It was found that the resistance value between the electrode chips was low and became a stable value when the processing speed was 30 mm / sec.

次に、酸化被膜W1を除去する前と除去した後とのそれぞれのホットプレス成形品P1に対してスポット溶接を実施した実験について説明する。 Next, an experiment in which spot welding is performed on each of the hot press molded products P1 before and after removing the oxide film W1 will be described.

ホットプレス成形品P1に通電させる電流値を変化させながらスポット溶接を実施し、それぞれ形成される溶接部のナゲット径を測定した。尚、スポット溶接の他の溶接条件を、加圧力:5.88kN、電極先端径:φ6R40mm、通電時間24cycle、保持時間2cycleとした。 Spot welding was performed while changing the current value of energizing the hot press molded product P1, and the nugget diameter of each welded portion was measured. Other welding conditions for spot welding were a pressing force of 5.88 kN, an electrode tip diameter of φ6R40 mm, an energizing time of 24 cycles, and a holding time of 2 cycles.

図12に示すように、酸化被膜W1を除去する前のホットプレス成形品P1に対してスポット溶接を実施すると、溶接品質を確保できるナゲット径の基準値を満たす電流値の範囲(適正電流範囲)が非常に狭くなってしまうことが分かった。 As shown in FIG. 12, when spot welding is performed on the hot press molded product P1 before removing the oxide film W1, a range of current values (appropriate current range) that satisfies the reference value of the nugget diameter that can ensure welding quality. Turned out to be very narrow.

一方、図13に示すように、酸化被膜W1を除去した後のホットプレス成形品P1に対してスポット溶接を実施すると、溶接品質を確保できるナゲット径の基準値を満たす電流値の範囲(適正電流範囲)を広くすることができることが分かった。 On the other hand, as shown in FIG. 13, when spot welding is performed on the hot press molded product P1 after removing the oxide film W1, a range of current values (appropriate current) that satisfies the reference value of the nugget diameter that can ensure welding quality. It turned out that the range) can be widened.

以上より、本発明の実施形態1によると、ホットプレス成形品P1における表面の各溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1が無くなり、図4に示すように、ホットプレス成形品P1の表面における各溶接予定領域A1とその他の領域との間に段差が発生するようになる。すると、電極チップでホットプレス成形品P1を加圧保持して通電する際に、電極チップの先端面とホットプレス成形品P1との間における電気抵抗が小さくなるとともに、ホットプレス成形品P1表面の各溶接予定領域A1とその他の領域との間において電気抵抗の差が大きくなるので、通電時の分流を防ぐことができるようになり、溶接部の品質を安定化させることができる。 From the above, according to the first embodiment of the present invention, the oxide film W1 adhering to each planned welding region A1 on the surface of the hot press molded product P1 disappears, and as shown in FIG. 4, each on the surface of the hot press molded product P1. A step will be generated between the planned welding region A1 and the other region. Then, when the hot press molded product P1 is pressurized and held by the electrode tip to be energized, the electrical resistance between the tip surface of the electrode tip and the hot press molded product P1 becomes small, and the surface of the hot press molded product P1 surface. Since the difference in electrical resistance between each planned welding region A1 and the other regions becomes large, it becomes possible to prevent the diversion at the time of energization, and it is possible to stabilize the quality of the welded portion.

《発明の実施形態2》
図14は、本発明の実施形態2に係る生産ライン1の被膜除去工程5においてホットプレス成形品P1の表面から酸化被膜W1を除去している状態を示す。この実施形態2では、酸化被膜W1の除去の仕方が実施形態1と異なっているだけで、その他は実施形態1と同じであるため、以下、実施形態1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分のみを詳細に説明する。
<< 2nd Embodiment of the Invention >>
FIG. 14 shows a state in which the oxide film W1 is removed from the surface of the hot press molded product P1 in the film removing step 5 of the production line 1 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the method of removing the oxide film W1 is different from that of the first embodiment, and the other parts are the same as those of the first embodiment. Therefore, the same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals. , Only the different parts will be explained in detail.

実施形態2の溶接予定領域A1は、スポット溶接時に使用する電極チップの先端面に対応する円形状をなしている。 The planned welding region A1 of the second embodiment has a circular shape corresponding to the tip surface of the electrode tip used at the time of spot welding.

また、実施形態2では、溶接予定領域A1にレーザ光L1を照射する際、ホットプレス成形品P1の表面における溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1の膜厚H1が当該溶接予定領域A1を除く領域に付着する酸化被膜W1の膜厚H2よりも薄くなるように、且つ、所定量の厚みだけ残るようにしている。 Further, in the second embodiment, when the planned welding region A1 is irradiated with the laser beam L1, the film thickness H1 of the oxide film W1 adhering to the planned welding region A1 on the surface of the hot press molded product P1 excludes the planned welding region A1. The thickness of the oxide film W1 adhering to the region is made thinner than the film thickness H2, and a predetermined amount of thickness remains.

以上より、本発明の実施形態2によると、打点実施予定部X1において電極チップでホットプレス成形品P1を加圧保持した際、電極チップにおける先端面の周縁部分が酸化被膜W1の段差部分に対応した位置になる。したがって、電極チップの先端面とホットプレス成形品P1との間に電流を流すと、電流の流れが打点実施予定部X1に集中するようになって分流を確実に防ぐことができるようになり、溶接部の品質をさらに安定化させることができる。 From the above, according to the second embodiment of the present invention, when the hot press molded product P1 is pressure-held by the electrode tip in the planned spotting portion X1, the peripheral edge portion of the tip surface of the electrode tip corresponds to the stepped portion of the oxide film W1. It will be in the position where it was. Therefore, when a current is passed between the tip surface of the electrode tip and the hot press molded product P1, the current flow is concentrated on the planned spotting portion X1 and the diversion can be reliably prevented. The quality of the welded part can be further stabilized.

また、溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1が所定量残るようにレーザ光L1を照射しているので、レーザ光L1が亜鉛メッキ層G1及び母材に直接当たらない。したがって、亜鉛メッキ層G1が損傷したり、或いは、母材の硬度に影響が出るといったことを防ぐことができ、スポット溶接後においても防食性、防錆性、及び剛性の高いホットプレス成形品P1にすることができる。 Further, since the laser beam L1 is irradiated so that a predetermined amount of the oxide film W1 adhering to the planned welding region A1 remains, the laser beam L1 does not directly hit the galvanized layer G1 and the base material. Therefore, it is possible to prevent the galvanized layer G1 from being damaged or the hardness of the base metal from being affected, and the hot press molded product P1 having high corrosion resistance, rust prevention, and rigidity even after spot welding. Can be.

尚、本発明の実施形態1,2では、平板状のプレス板P2をホットプレス成形品P1に重ね合わせるとともにスポット溶接にて一体にしているが、平板状で無いプレス成形品をホットプレス成形品P1に重ね合わせるとともにスポット溶接にて一体にしてもよい。 In the first and second embodiments of the present invention, the flat plate-shaped press plate P2 is superposed on the hot-press molded product P1 and integrated by spot welding, but the non-flat-shaped press-molded product is a hot-press molded product. It may be overlapped with P1 and integrated by spot welding.

また、本発明の実施形態1,2では、レーザ光L1を発振する発振器としてファイバーレーザ発振器51aを用いているが、YAGレーザ発振器を用いてレーザ光L1を発振するようにしてもよい。 Further, in the first and second embodiments of the present invention, the fiber laser oscillator 51a is used as the oscillator that oscillates the laser beam L1, but the laser beam L1 may be oscillated by using the YAG laser oscillator.

さらに、本発明の実施形態1,2では、ガルバノスキャナヘッド51cを用いてレーザ光L1を溶接予定領域A1に照射しているが、その他のレーザ加工ヘッドを用いて溶接予定領域A1にレーザ光L1を照射するようにしてもよい。 Further, in the first and second embodiments of the present invention, the galvano scanner head 51c is used to irradiate the planned welding region A1 with the laser beam L1, but another laser processing head is used to irradiate the planned welding region A1 with the laser beam L1. May be irradiated.

本発明は、ホットプレスにより得られたホットプレス成形品を溶接する方法に適している。 The present invention is suitable for a method of welding a hot press molded product obtained by hot pressing.

A1 溶接予定領域
G1 亜鉛メッキ層
L1 レーザ光
P1 ホットプレス成形品
P2 プレス板(鋼板)
S1 鋼板
W1 酸化被膜
X1 打点実施予定部

A1 Planned welding area G1 Galvanized layer L1 Laser beam P1 Hot press molded product P2 Press plate (steel plate)
S1 Steel plate W1 Oxide film X1 Dotting planned part

Claims (3)

表面に亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層を有する鋼板からホットプレス成形によりホットプレス成形品を得た後、当該ホットプレス成形品の表面における複数のスポット溶接の打点実施予定部をそれぞれ矩形状か、或いは、円形状に囲う溶接予定領域に対し、レーザ発振器を用いてレーザ光を照射することによって上記溶接予定領域に付着する酸化被膜を気化させて、該酸化被膜の膜厚を減らし、上記溶接予定領域に付着する酸化被膜の膜厚が当該溶接予定領域を除く領域に付着する酸化被膜の膜厚よりも薄くなるように、且つ、所定量の厚みだけ残るようにして、その後、上記ホットプレス成形品に他のプレス成形品か鋼板を重ね合わせるとともに、上記各溶接予定領域における打点実施予定部にスポット溶接を実施することを特徴とするホットプレス成形品の溶接方法。 After obtaining a hot press molded product by hot press molding from a steel plate having a zinc plating layer or an alloyed zinc plating layer on the surface, is the planned spot welding portion of a plurality of spot welds on the surface of the hot press molded product rectangular in shape? Alternatively, by irradiating the planned welding region surrounded by a circular shape with laser light using a laser oscillator, the oxide film adhering to the planned welding region is vaporized to reduce the film thickness of the oxide film, and the welding is performed. The film thickness of the oxide film adhering to the planned area is made thinner than the film thickness of the oxide film adhering to the area other than the planned welding area, and a predetermined amount of thickness remains, and then the hot press is performed. A method for welding a hot press molded product, which comprises superimposing another press molded product or a steel plate on the molded product and performing spot welding on the planned spot welding portion in each of the planned welding regions. 請求項1に記載のホットプレス成形品の溶接方法において、
上記酸化被膜に照射するレーザ光の出力は、60W〜140Wであることを特徴とするホットプレス成形品の溶接方法。
In the method for welding a hot press molded product according to claim 1,
A method for welding a hot press molded product, wherein the output of the laser beam irradiating the oxide film is 60 W to 140 W.
請求項1又は2に記載のホットプレス成形品の溶接方法において、
上記溶接予定領域に付着する酸化被膜を減らすときには、該酸化被膜にレーザ光を照射した状態で、レーザ光を60mm/sec以下の走査速度でジグザグに走査させることを特徴とするホットプレス成形品の溶接方法。
In the method for welding a hot press molded product according to claim 1 or 2.
When reducing the oxide film adhering to the planned welding region, the hot press molded product is characterized in that the laser beam is scanned in a zigzag manner at a scanning speed of 60 mm / sec or less while the oxide film is irradiated with the laser beam. Welding method.
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