JP2024087512A - Spot welding method and method for manufacturing welded joint - Google Patents
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Abstract
【課題】１１８０ＭＰａ級以上の高強度鋼板であっても、高い継手強度の溶接継手を形成できるスポット溶接方法。
【解決手段】２枚の鋼板を重ね合わせて、一対の電極で板厚方向に挟む工程と、前記一対の電極間に電流値Ｉａ（ｋＡ）で通電する第１通電工程と、前記第１通電工程の後に、３００ｍｓ以上通電を停止する第１無通電工程と、前記第１無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｂ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第２通電工程と、前記第２通電工程の後に、２００ｍｓ以上通電を停止する第２無通電工程と、前記第２無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｃ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第３通電工程と、を含み、電流値Ｉａ、ＩｂおよびＩｃが以下の式（１）および（２）を満たす、スポット溶接方法。
０．７０＜Ｉｂ／Ｉａ＜０．９９ （１）
０．６５＜Ｉｃ／Ｉａ＜０．８０ （２）
【選択図】図２
A spot welding method capable of forming a welded joint with high joint strength even in high-strength steel plates of 1180 MPa class or higher.
[Solution] A spot welding method including the steps of overlapping two steel sheets and sandwiching them between a pair of electrodes in the sheet thickness direction, a first current-passing step of passing current between the pair of electrodes at a current value Ia (kA), a first non-current-passing step of stopping the current passage for 300 ms or more after the first non-current-passing step, a second current-passing step of passing current between the pair of electrodes at a current value Ib (kA) for a current passage time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the first non-current-passing step, a second non-current-passing step of stopping the current passage for 200 ms or more after the second non-current-passing step, and a third current-passing step of passing current between the pair of electrodes at a current value Ic (kA) for a current passage time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the second non-current-passing step, wherein the current values Ia, Ib, and Ic satisfy the following formulas (1) and (2).
0.70<Ib/Ia<0.99 (1)
0.65<Ic/Ia<0.80 (2)
[Selected figure] Figure 2
Description
本開示は、スポット溶接方法および溶接継手の製造方法に関する。 This disclosure relates to a spot welding method and a method for manufacturing a welded joint.
従来より、車両における乗員の安全性向上が求められており、係る目的のために車体の強度を向上させてきた。他方、地球温暖化問題等の深刻化を背景に、自動車の燃費改善の動きが加速している。燃費改善には車体の軽量化が有効であることが知られている。 There has long been a demand for improved safety for vehicle occupants, and for this purpose the strength of vehicle bodies has been improved. On the other hand, against the backdrop of worsening issues such as global warming, there has been an accelerating movement to improve the fuel efficiency of automobiles. It is known that reducing the weight of vehicle bodies is an effective way to improve fuel efficiency.
自動車の軽量化および衝突性能の確保を両立するために、自動車の車体に使用される鋼板の高強度化および高延性化が求められている。その手段として、鋼板に含まれるＣ量およびＭｎ量の増加などがあげられる。一方、鋼板の接合にはスポット溶接が活用されるが、鋼板中のＣ量およびＭｎ量を増加すると焼入れ性が高くなりすぎ、スポット溶接により形成された接合部は、硬化に伴う脆化が顕著となり、溶接継手の強度（ＪＩＳ Ｚ ３１４０）が劣化する。 In order to achieve both weight reduction and crashworthiness of automobiles, there is a demand for higher strength and ductility in the steel plates used in automobile bodies. One way to achieve this is to increase the amount of C and Mn contained in the steel plate. Meanwhile, spot welding is used to join steel plates, but increasing the amount of C and Mn in the steel plate makes the hardenability too high, and the joints formed by spot welding become noticeably embrittled with hardening, resulting in a deterioration in the strength of the welded joint (JIS Z 3140).
継手強度を高めることのできるスポット溶接方法として、３段通電による溶接が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１には、C含有量が０．３０質量％超、０．７０質量％以下である少なくとも１枚の鋼板を含む２枚以上の鋼板を合わせた板組を、一対の電極で板厚方向に挟み込んで加圧しながら電流値Ｉ１（ｋＡ）で通電する第１通電工程と、
前記第１通電工程後、１６ｍｓ以上２００ｍｓ以下の時間ｔｃ１を無通電とする第１無通電工程と、
前記第１無通電工程後、電流値Ｉ２（ｋＡ）および時間ｔ２（ｍｓ）で通電する第２通電工程（ただし、０．６≦Ｉ２/Ｉ１≦１．１および５０≦ｔ２≦１０００を満たす）と、
前記第２通電工程後、時間ｔｃ２（ｍｓ）を無通電とする第２無通電工程（ただし、３．５×１０－３×Ｍｓ２－３．３×Ｍｓ＋１１００＜ｔｃ２≦９０００を満たす。ここでＭｓ（℃）＝５６１－４７４×［Ｃ］－３３×［Ｍｎ］－１７×［Ｎｉ］－１７×［Ｃｒ］－２１×［Ｍｏ］である）と、
前記第２無通電工程後、電流値Ｉ３（ｋＡ）および時間ｔ３（ｍｓ）で通電する第３通電工程（ただし、０．４≦Ｉ３/Ｉ１≦１．０、および２００≦ｔ３を満たす）と、
を連続して行う、スポット溶接方法が開示されている。
As a spot welding method capable of increasing joint strength, three-stage current welding has been proposed (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 describes a first current application step in which a sheet assembly including two or more steel sheets, including at least one steel sheet having a C content of more than 0.30 mass% and not more than 0.70 mass%, is sandwiched between a pair of electrodes in the sheet thickness direction and current is applied at a current value I 1 (kA) while applying pressure;
a first de-energization step in which, after the first energization step, no current is applied for a time tc1 of 16 ms or more and 200 ms or less;
a second current application step of applying current at a current value I2 (kA) for a time t2 (ms) after the first current non-application step (where 0.6≦ I2 / I1 ≦1.1 and 50≦ t2 ≦1000 are satisfied);
a second de-energization step in which no current is applied for a time t c2 (ms) after the second energization step (where 3.5×10 −3 ×Ms 2 −3.3 ×Ms+1100<t c2 ≦9000 is satisfied, where Ms (° C.)=561−474×[C]−33×[Mn]−17×[Ni]−17×[Cr]−21×[Mo]);
a third current application step of applying current at a current value I3 (kA) for a time t3 (ms) after the second current non-application step (where 0.4≦ I3 / I1 ≦1.0 and 200≦ t3 are satisfied);
A spot welding method is disclosed in which the above steps are performed continuously.
特許文献１に開示されたスポット溶接方法は、第２通電工程により偏析緩和ならびに整粒化を図ると共に、第２無通電工程後の第３通電工程で焼戻しを施すものであり、これにより、７８０ＭＰａ級以上の高強度鋼板を含む板組であっても、高い継手強度が確保できるとされている。 The spot welding method disclosed in Patent Document 1 aims to alleviate segregation and regulate grain size in the second current application process, and also applies tempering in the third current application process after the second de-energization process. This is said to ensure high joint strength even in plate assemblies that include high-strength steel plates of 780 MPa class or higher.
自動車の更なる軽量化および衝突性能向上のためには、１１８０ＭＰａ級以上の高強度かつ高延性の鋼板の使用が検討されている。１１８０ＭＰａ級以上の高強度かつ高延性の鋼板は、Ｃ量が多いのみならず、他の合金元素（例えばＳｉ、Ｍｎ）を多く含むため、スポット溶接が困難であり、特許文献１に開示されたスポット溶接方法であっても継手強度を確保することが難しかった。そのため、１１８０ＭＰａ級以上の鋼板のためのスポット溶接方法が必要とされていた。 To further reduce the weight of automobiles and improve their crashworthiness, the use of high-strength, high-ductility steel plates of 1180 MPa class or higher is being considered. High-strength, high-ductility steel plates of 1180 MPa class or higher not only contain a large amount of C, but also contain a large amount of other alloy elements (e.g., Si, Mn), making spot welding difficult, and even with the spot welding method disclosed in Patent Document 1, it was difficult to ensure joint strength. Therefore, a spot welding method for steel plates of 1180 MPa class or higher was needed.
本発明の一実施形態は、例えば１１８０ＭＰａ級以上のような高強度鋼板であっても、高い継手強度の溶接継手を形成できるスポット溶接方法と、当該スポット溶接方法を用いた溶接継手の製造方法を提供することにある。 One embodiment of the present invention provides a spot welding method that can form a welded joint with high joint strength, even with high-strength steel plates, such as those of 1180 MPa class or higher, and a method for manufacturing a welded joint using the spot welding method.
本発明の態様１は、
第１の鋼板と第２の鋼板とを重ね合わせて、一対の電極で板厚方向に挟む工程と、
前記一対の電極間に電流値Ｉａ（ｋＡ）で通電する第１通電工程と、
前記第１通電工程の後に、３００ｍｓ以上通電を停止する第１無通電工程と、
前記第１無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｂ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第２通電工程と、
前記第２通電工程の後に、２００ｍｓ以上通電を停止する第２無通電工程と、
前記第２無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｃ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第３通電工程と、を含み、
電流値Ｉａ、ＩｂおよびＩｃが以下の式（１）および（２）を満たす、スポット溶接方法である。
０．７０＜Ｉｂ／Ｉａ＜０．９９ （１）
０．６５＜Ｉｃ／Ｉａ＜０．８０ （２）
Aspect 1 of the present invention is
A step of overlapping a first steel sheet and a second steel sheet and sandwiching the first steel sheet between a pair of electrodes in a sheet thickness direction;
a first current passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ia (kA);
a first de-energization step of stopping the energization for 300 ms or more after the first energization step;
a second current-passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ib (kA) for a current passing time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the first current-passing step;
a second de-energization step of stopping the energization for 200 ms or more after the second energization step;
a third current-passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ic (kA) for a current passing time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the second current-passing step,
This is a spot welding method in which the current values Ia, Ib, and Ic satisfy the following formulas (1) and (2).
0.70<Ib/Ia<0.99 (1)
0.65<Ic/Ia<0.80 (2)
本発明の態様２は、
前記第１の鋼板は、
Ｃ：０．２５質量％以上０．５０質量％以下を含み、
引張強度が１１８０ＭＰａ以上で、かつ
以下の式（３）を満たす、態様１に記載のスポット溶接方法である。
（ＴＳ１）×（ＥＬ１）０．５＞５２００ （３）
ここで、ＴＳ１は、前記第１の鋼板の引張強度（ＭＰａ）であり、
ＥＬ１は、前記第１の鋼板の伸び（％）である。
Aspect 2 of the present invention is
The first steel plate is
C: 0.25% by mass or more and 0.50% by mass or less;
The spot welding method according to aspect 1, wherein the tensile strength is 1180 MPa or more, and the following formula (3) is satisfied:
(TS1) × (EL1) 0.5 > 5200 (3)
Here, TS1 is the tensile strength (MPa) of the first steel plate,
EL1 is the elongation (%) of the first steel plate.
本発明の態様３は、
前記第１の鋼板は、
Ｓｉ：１．００質量％以上、および
Ｍｎ：１．００質量％以上
のうちの１種または２種をさらに含む、態様１または２に記載のスポット溶接方法である。
Aspect 3 of the present invention is
The first steel plate is
The spot welding method according to aspect 1 or 2, further comprising one or two of: Si: 1.00 mass % or more; and Mn: 1.00 mass % or more.
本発明の態様４は、
前記第２の鋼板は、引張強度が５００ＭＰａ以下である、態様１～３のいずれか１つに記載のスポット溶接方法である。
Aspect 4 of the present invention is
The spot welding method according to any one of Aspects 1 to 3, wherein the second steel plate has a tensile strength of 500 MPa or less.
本発明の態様５は、
前記第１の鋼板の板厚ｔ１が１．０ｍｍ以上であり、前記第２の鋼板の板厚ｔ２が１．０ｍｍ未満である、態様１～４のいずれか１つに記載のスポット溶接方法である。
Aspect 5 of the present invention is
The spot welding method according to any one of aspects 1 to 4, wherein the first steel plate has a plate thickness t1 of 1.0 mm or more, and the second steel plate has a plate thickness t2 of less than 1.0 mm.
本発明の態様６は、
２枚以上の鋼板をスポット溶接することにより溶接継手を製造する方法であって、
前記スポット溶接は、態様１～５のいずれか１つに記載のスポット溶接方法により実施される、溶接継手の製造方法である。
Aspect 6 of the present invention is
A method for producing a welded joint by spot welding two or more steel plates, comprising the steps of:
The spot welding is performed by the spot welding method according to any one of aspects 1 to 5, which is a method for producing a welded joint.
本発明の一実施形態によれば、例えば１１８０ＭＰａ級以上のような高強度鋼板であっても、高い継手強度の溶接継手を形成できるスポット溶接方法と、当該スポット溶接方法を用いた溶接継手の製造方法を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a spot welding method capable of forming a welded joint with high joint strength, even with high-strength steel plates, such as those of 1180 MPa class or higher, and a method for manufacturing a welded joint using the spot welding method.
本発明者は、特許文献１に開示されたスポット溶接方法を用いて、１１８０ＭＰａ級以上の高強度鋼板のスポット溶接を行うと、溶接継手の接手強度が十分ではない場合があり得ることを発見し、鋭意検討を行った。 The inventors discovered that when spot welding high-strength steel plates of 1180 MPa class or higher is performed using the spot welding method disclosed in Patent Document 1, the joint strength of the welded joint may not be sufficient, and they conducted extensive research.
鋼板中にＣを多量に含み、強度ならびに延性に優れた鋼板は、溶接時に溶接部（ナゲット）が非常に硬化しやすく、かつ、脆化する傾向がある。そのため、溶接部を焼戻して、溶接部の延性を高めるために、テンパー通電と呼ばれる工程を付与する必要がある。しかしながら、鋼板の延性を確保するため添加されるＳｉ、Ｍｎなどの添加元素は、焼戻し軟化抵抗を示すため、焼戻しには十分な加熱が必要となる。 Steel plates that contain a large amount of C and have excellent strength and ductility tend to have a welded part (nugget) that is very prone to hardening and embrittlement during welding. For this reason, a process called tempering current must be applied to temper the welded part and increase its ductility. However, additive elements such as Si and Mn, which are added to ensure the ductility of the steel plate, exhibit resistance to tempering softening, so sufficient heating is required for tempering.
通電による抵抗発熱を活用した焼戻しでは、溶接部全体を均等に焼き戻すことが難しい。これは、電流密度が最も高くなるナゲット中央部が、他の部分よりも高温になるためである。
そこで本発明者らは、３回の通電工程（第１～第３通電工程）における電流値と、通電工程の間の無通電工程における、通電を停止する時間とを適切に制御することで、第３通電工程が終了したときに溶接部全体を均一に焼き戻すことができ、その結果、継手強度を向上できることを見いだした。
When tempering using resistance heating caused by current flow, it is difficult to temper the entire weld evenly because the center of the nugget, where the current density is highest, becomes hotter than other parts.
The inventors therefore discovered that by appropriately controlling the current value in the three current application processes (first to third current application processes) and the time for which current application is stopped in the non-current application process between the current application processes, it is possible to uniformly temper the entire weld when the third current application process is completed, and as a result, it is possible to improve the strength of the joint.
＜実施形態１：スポット溶接方法＞
本発明の実施形態１に係る鋼板のスポット溶接方法について詳述する。
<Embodiment 1: Spot welding method>
A method for spot welding steel sheets according to a first embodiment of the present invention will be described in detail.
実施形態１に係るスポット溶接方法は、
２枚の鋼板（第１の鋼板と第２の鋼板）を重ね合わせて、一対の電極で板厚方向に挟む工程と、
重ねた鋼板をスポット溶接する工程と、を含む。
スポット溶接する工程は、
前記一対の電極間に電流値Ｉａ（ｋＡ）で通電する第１通電工程と、
前記第１通電工程の後に、３００ｍｓ以上通電を停止する第１無通電工程と、
前記第１無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｂ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第２通電工程と、
前記第２通電工程の後に、２００ｍｓ以上通電を停止する第２無通電工程と、
前記第２無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｃ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第３通電工程と、を含み、
電流値Ｉａ、ＩｂおよびＩｃが以下の式（１）および（２）を満たす。
０．７０＜Ｉｂ／Ｉａ＜０．９９ （１）
０．６５＜Ｉｃ／Ｉａ＜０．８０ （２）
A spot welding method according to a first embodiment includes:
A process of overlapping two steel plates (a first steel plate and a second steel plate) and sandwiching them between a pair of electrodes in a plate thickness direction;
and spot welding the stacked steel plates together.
The spot welding process is
a first current passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ia (kA);
a first de-energization step of stopping the energization for 300 ms or more after the first energization step;
a second current-passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ib (kA) for a current passing time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the first current-passing step;
a second de-energization step of stopping the energization for 200 ms or more after the second energization step;
a third current-passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ic (kA) for a current passing time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the second current-passing step,
The current values Ia, Ib, and Ic satisfy the following expressions (1) and (2).
0.70<Ib/Ia<0.99 (1)
0.65<Ic/Ia<0.80 (2)
以下に、各工程について詳述する。 Each process is described in detail below.
［重ねた鋼板を一対の電極で挟む工程］
図１に示すように、２枚の鋼板（第１の鋼板Ｐ１、第２の鋼板Ｐ２）を重ね合わせて、重ね合わせた部分（重ね合わせ部）を一対の電極（第１の電極１１、第２の電極１２）で板厚方向に挟む。２枚の鋼板を重ね合わせる場合には、少なくとも溶接する一部分のみが重なっていても、または全体が重なっていてもよい。
２枚の鋼板の重ね合わせ部を、上下方向から第１の電極１１と第２の電極１２で加圧しつつ通電することにより、板間でのジュール熱で鋼板同士の界面を溶融させる。その準備として、通電前の段階で、鋼板の重ね合わせ部を電極間に挟持固定する。
[Process of sandwiching stacked steel sheets between a pair of electrodes]
As shown in Fig. 1, two steel plates (a first steel plate P1 and a second steel plate P2) are overlapped, and the overlapped portion (overlapped portion) is sandwiched in the plate thickness direction by a pair of electrodes (a
The overlapping portion of two steel sheets is pressed from above and below with a
（第１の鋼板Ｐ１、第２の鋼板Ｐ２）
実施形態１のスポット溶接方法は、Ｃ量が多く、かつ高強度の鋼板を含む板組の溶接に特に適している。
例えば、第１の鋼板Ｐ１は、Ｃ：０．２５質量％以上０．５０質量％以下を含み、かつ以下の式（３）を満たしていることが好ましい。
（ＴＳ１）×（ＥＬ１）０．５＞５２００ （３）
ここで、ＴＳ１は、第１の鋼板の引張強度（ＭＰａ）であり、
ＥＬ１は、第１の鋼板の伸び（％）である。
(First steel plate P1, second steel plate P2)
The spot welding method of embodiment 1 is particularly suitable for welding plate assemblies including steel plates with a high C content and high strength.
For example, it is preferable that the first steel plate P1 contains C: 0.25 mass % or more and 0.50 mass % or less and satisfies the following formula (3).
(TS1) × (EL1) 0.5 > 5200 (3)
Here, TS1 is the tensile strength (MPa) of the first steel plate;
EL1 is the elongation (%) of the first steel plate.
式（３）を満たす第１の鋼板Ｐ１は、引張強度と伸び両方に優れた、高強度高延性鋼板である。第１の鋼板Ｐ１の引張強度は、好ましくは１１８０ＭＰａ以上であり、より好ましくは１４７０ＭＰａ以上である。第１の鋼板Ｐ１の引張強度ＴＳ１の上限は特に限定されないが、例えば１９００ＭＰａ以下である。このような鋼板は、例えば自動車の車体の骨格部材として使用されている。
実施形態１のスポット溶接方法は、このような高強度高延性鋼板のスポット溶接に好適である。
The first steel sheet P1 satisfying formula (3) is a high-strength, high-ductility steel sheet excellent in both tensile strength and elongation. The tensile strength of the first steel sheet P1 is preferably 1180 MPa or more, more preferably 1470 MPa or more. The upper limit of the tensile strength TS1 of the first steel sheet P1 is not particularly limited, but is, for example, 1900 MPa or less. Such a steel sheet is used, for example, as a frame member of an automobile body.
The spot welding method of embodiment 1 is suitable for spot welding such high-strength, high-ductility steel plates.
第１の鋼板Ｐ１に含まれ得る合金元素について説明する。
第１の鋼板Ｐ１は、Ｃ：０．２５質量％以上０．５０質量％以下を含むことが好ましい。
第１の鋼板Ｐ１は、さらに、以下に記載した合金元素（１）～（４）の１つまたは２つ以上を含んでもよい。
（１）Ｓｉ：１．００質量％以上、およびＭｎ：１．００質量％以上のうちの１種または２種
（２）Ｐ：０質量％超０．０５０質量％以下、Ｓ：０質量％超０．０１０質量％以下、Ａｌ：０．０１質量％以上０．１０質量％以下、およびＮ：０質量％超、０．０１０質量％以下のうちの１種または２種以上
（３）Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ：合計で０質量％超０．３００質量％以下
（４）Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ：合計で０質量％超０．１００質量％以下
The alloy elements that may be contained in the first steel plate P1 will be described.
The first steel plate P1 preferably contains C: 0.25 mass % or more and 0.50 mass % or less.
The first steel plate P1 may further contain one or more of the alloy elements (1) to (4) described below.
(1) Si: 1.00 mass% or more, and Mn: 1.00 mass% or more; (2) P: more than 0 mass% and 0.050 mass% or less, S: more than 0 mass% and 0.010 mass% or less, Al: 0.01 mass% or more and 0.10 mass% or less, and N: more than 0 mass% and 0.010 mass% or less; (3) Cr, Mo, Cu, Ni: more than 0 mass% and 0.300 mass% or less in total; (4) V, Nb, Ti: more than 0 mass% and 0.100 mass% or less in total.
以下、各元素について詳述する。 Each element is described in detail below.
（Ｃ：０．２５質量％以上０．５０質量％以下）
Ｃは、鋼板の強度と延性を確保するために添加してもよいが、その一方で、溶接時に溶接部を硬化させ、継手強度低下の要因となる。そのため、Ｃ量は０．２５質量％以上０．５０質量％以下の範囲とすることが好ましい。
(C: 0.25% by mass or more and 0.50% by mass or less)
C may be added to ensure the strength and ductility of the steel sheet, but on the other hand, it hardens the welded portion during welding and is a factor in reducing the strength of the joint. Therefore, the C content is preferably set to a range of 0.25 mass% or more and 0.50 mass% or less.
（Ｓｉ：１．００質量％以上、およびＭｎ：１．００質量％以上のうちの１種または２種）
これらの元素は、鋼板の引張強度を向上させる効果を有する。その一方で、これらの元素は、鋼板の焼戻し軟化抵抗を大きくする。スポット溶接では、溶接部に生じる硬質相（マルテンサイト）を焼き戻しすることにより、溶接継手の靱性を高めて、溶接継手の強度を向上させている。焼戻し軟化抵抗が大きくなると、焼き戻しによる軟化が抑制されるため、溶接継手の強度向上を妨げる原因となり得る。
実施形態１のスポット溶接方法であれば、３段通電の条件を制御することにより、溶接部を十分に焼戻すことができるため、ＳｉおよびＭｎの１種または２種を含み、焼戻し軟化抵抗が大きい鋼板に、強度の高い溶接継手を形成することができる。
(One or both of Si: 1.00% by mass or more and Mn: 1.00% by mass or more)
These elements have the effect of improving the tensile strength of the steel plate. On the other hand, these elements increase the temper softening resistance of the steel plate. In spot welding, the hard phase (martensite) formed in the weld is tempered to increase the toughness of the welded joint and improve the strength of the welded joint. If the temper softening resistance increases, the softening due to tempering is suppressed, which may hinder the improvement of the strength of the welded joint.
In the spot welding method of embodiment 1, the conditions for three-stage current application can be controlled to sufficiently temper the welded portion, so that a high-strength welded joint can be formed in a steel plate that contains one or both of Si and Mn and has high temper softening resistance.
Ｓｉ量は、好ましくは１．００質量％以上、より好ましくは１．２０質量％以上であり、好ましくは３．００質量％以下、より好ましくは２．７０質量％以下である。
Ｍｎ量は、好ましくは１．００質量％以上、より好ましくは１．２０質量％以上であり、好ましくは３．００質量％以下、より好ましくは２．７０質量％以下である。
The Si content is preferably 1.00 mass % or more, more preferably 1.20 mass % or more, and is preferably 3.00 mass % or less, more preferably 2.70 mass % or less.
The Mn content is preferably 1.00 mass % or more, more preferably 1.20 mass % or more, and is preferably 3.00 mass % or less, more preferably 2.70 mass % or less.
（Ｐ：０質量％超０．０５０質量％以下）
Ｐは、不純物元素として不可避的に存在する。Ｐは、鋼板の伸び（ＥＬ）を低下させる。Ｐ量は、好ましくは０．０５０質量％以下、より好ましくは０．０３０質量％以下である。Ｐ含有量は少なければ少ない程好ましく、０質量％であることが最も好ましいが、製造工程上の制約などにより０質量％超、例えば、０．００１質量％程度残存してしまう場合がある。
(P: more than 0 mass% and 0.050 mass% or less)
P is inevitably present as an impurity element. P reduces the elongation (EL) of the steel sheet. The P amount is preferably 0.050 mass% or less, more preferably 0.030 mass% or less. The lower the P content, the more preferable, and 0 mass% is most preferable. However, due to constraints in the manufacturing process, etc., there are cases where more than 0 mass%, for example, about 0.001 mass%, remains.
（Ｓ：０質量％超０．０１０質量％以下）
Ｓは、不純物元素として不可避的に存在する。Ｓは、ＭｎＳ等の硫化物系介在物を形成し、当該介在物が鋼板の割れの起点となる。Ｓ量は、好ましくは０．０１０質量％以下、より好ましくは０．００５質量％以下である。Ｓ含有量は少なければ少ない程好ましく、０質量％であることが最も好ましいが、製造工程上の制約などにより０質量％超、例えば、０．００１質量％程度残存してしまう場合がある。
(S: more than 0 mass% and less than 0.010 mass%)
S is inevitably present as an impurity element. S forms sulfide-based inclusions such as MnS, which become the starting point of cracks in the steel sheet. The amount of S is preferably 0.010 mass% or less, more preferably 0.005 mass% or less. The lower the S content, the more preferable it is, and 0 mass% is most preferable, but due to constraints in the manufacturing process, etc., there are cases where more than 0 mass%, for example, about 0.001 mass%, remains.
（Ａｌ：０．０１質量％以上０．１０質量％以下）
Ａｌは、脱酸元素として機能し、溶鋼中の酸素量を低減することで、介在物の数密度を低減させ、鋼材の基本品質を向上させる。このような作用を有効に発揮させるために、Ａｌ量は、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０１５質量％以上、特に好ましくは０．０２質量％以上である。一方、Ａｌ量が過剰であると、フェライトの形成が促進され、所望の金属組織（焼戻しマルテンサイト）を得にくくなる。Ａｌ量は、好ましくは０．１０質量％以下、より好ましくは０．０８質量％以下、特に好ましくは０．０６質量％以下である。
(Al: 0.01% by mass or more and 0.10% by mass or less)
Al functions as a deoxidizing element, and reduces the amount of oxygen in molten steel, thereby reducing the number density of inclusions and improving the basic quality of the steel. In order to effectively exert such an effect, the amount of Al is preferably 0.01 mass% or more, more preferably 0.015 mass% or more, and particularly preferably 0.02 mass% or more. On the other hand, if the amount of Al is excessive, the formation of ferrite is promoted, making it difficult to obtain the desired metal structure (tempered martensite). The amount of Al is preferably 0.10 mass% or less, more preferably 0.08 mass% or less, and particularly preferably 0.06 mass% or less.
（Ｎ：０質量％超０．０１０質量％以下）
Ｎは、不純物元素として不可避的に存在する。Ｎ量は０質量％であることが最も好ましいが、製造工程上不可避的に残存してしまう。Ｎ量は上記観点から低減することが好ましく、Ｎ量は好ましくは０．０１０質量％以下、より好ましくは０．００８質量％以下、特に好ましくは０．００６質量％以下である。
(N: more than 0 mass% and 0.010 mass% or less)
N is inevitably present as an impurity element. It is most preferable that the N content is 0 mass%, but it is inevitable that N remains in the manufacturing process. From the above viewpoint, it is preferable to reduce the N content, and the N content is preferably 0.010 mass% or less, more preferably 0.008 mass% or less, and particularly preferably 0.006 mass% or less.
（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ：合計で０質量％超０．３００質量％以下）
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、およびＮｉは、焼入れ性を高めて鋼材強度を高め、強度・延性バランス向上に寄与しうる元素であり、選択的に添加することができる。一方、添加しすぎると、焼戻し軟化抵抗が高くなりすぎて、３段通電を行っても継手強度を確保することが難しくなる。Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、およびＮｉの合計量は、好ましくは０．３００質量％以下、より好ましくは０．１５０質量％以下、特に好ましくは０．１２０質量％以下であり、好ましくは０質量％超、より好ましくは０．０２０質量％以上である。
(Cr, Mo, Cu, Ni: total content greater than 0 mass% and less than 0.300 mass%)
Cr, Mo, Cu, and Ni are elements that can improve the hardenability, increase the strength of the steel material, and contribute to improving the strength-ductility balance, and can be added selectively. On the other hand, if added too much, the tempering softening resistance becomes too high, making it difficult to ensure joint strength even when three-stage current is applied. The total amount of Cr, Mo, Cu, and Ni is preferably 0.300 mass% or less, more preferably 0.150 mass% or less, particularly preferably 0.120 mass% or less, and is preferably more than 0 mass%, more preferably 0.020 mass% or more.
（Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ：合計で０質量％超０．１００質量％以下）
Ｖ、Ｎｂ、およびＴｉは、Ｃと反応して鋼板中で微細な炭化物を形成し、組織微細化に寄与しうる元素であり、選択的に添加することができる。一方、添加しすぎると、鋼板の製造時または溶接時に粗大な炭化物が形成されるようになり、鋼材の延性および継手強度が劣化することが懸念される。Ｖ、Ｎｂ、およびＴｉの合計含有量は、好ましくは０．１００質量％以下、より好ましくは０．０５０質量％以下、特に好ましくは０．０２０質量％以下であり、好ましくは０質量％超、より好ましくは０．００５質量％以上である。
(V, Nb, Ti: total of more than 0 mass% and 0.100 mass% or less)
V, Nb, and Ti are elements that react with C to form fine carbides in the steel sheet and contribute to microstructural refinement, and can be added selectively. On the other hand, if added in excess, coarse carbides are formed during the manufacture or welding of the steel sheet, and there is a concern that the ductility and joint strength of the steel material may deteriorate. The total content of V, Nb, and Ti is preferably 0.100 mass% or less, more preferably 0.050 mass% or less, particularly preferably 0.020 mass% or less, and is preferably more than 0 mass%, more preferably 0.005 mass% or more.
（残部：Ｆｅおよび不可避的不純物）
好ましい１つの実施形態では、第１の鋼板Ｐ１の残部は、鉄および不可避的不純物である。不可避的不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素（例えば、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｎなど）の混入が許容される。
(balance: Fe and unavoidable impurities)
In a preferred embodiment, the balance of the first steel plate P1 is iron and unavoidable impurities. As the unavoidable impurities, the inclusion of trace elements (e.g., As, Sb, Sn, etc.) that are brought in due to the conditions of raw materials, materials, manufacturing facilities, etc. is permitted.
第２の鋼板Ｐ２は、例えば引張強度が５００ＭＰａ以下の軟鋼板であってもよい。実施形態１に係るスポット溶接方法では、高強度鋼板と軟鋼板とのスポット溶接にも好適である。軟鋼板は、例えば自動車の車体の外板等に使用されている。
第２の鋼板Ｐ２は、高強度鋼板（引張強度が、例えば１１８０ＭＰａ以上）であってもよい。
The second steel sheet P2 may be, for example, a mild steel sheet having a tensile strength of 500 MPa or less. The spot welding method according to the first embodiment is also suitable for spot welding between a high-strength steel sheet and a mild steel sheet. Mild steel sheets are used, for example, for the outer panels of automobile bodies.
The second steel plate P2 may be a high-strength steel plate (having a tensile strength of, for example, 1180 MPa or more).
第１の鋼板Ｐ１、第２の鋼板Ｐ２の厚さは特に限定されないが、自動車の車体に用いられる鋼板に適した板厚を有していてもよい。
車体の骨格は、衝突時に変形しにくくするために、厚い（例えば厚さ１．０ｍｍ以上）鋼板から形成し、車体の外側を覆う外板は、薄い（例えば１．０ｍｍ未満）鋼板から形成することがある。そのため、第１の鋼板Ｐ１の板厚ｔ１は、例えば１．０ｍｍ以上であり、第２の鋼板Ｐ２の板厚ｔ２は、例えば１．０ｍｍ未満であってもよい。
The thicknesses of the first steel plate P1 and the second steel plate P2 are not particularly limited, but may be suitable for steel plates used in automobile bodies.
In order to make the frame of the vehicle body less susceptible to deformation during a collision, it is possible that the frame is made of a thick steel plate (e.g., 1.0 mm or more), and the outer plate covering the outside of the vehicle body is made of a thin steel plate (e.g., less than 1.0 mm). Therefore, the plate thickness t1 of the first steel plate P1 may be, for example, 1.0 mm or more, and the plate thickness t2 of the second steel plate P2 may be, for example, less than 1.0 mm.
［重ねた鋼板をスポット溶接する工程］
実施形態１のスポット溶接方法は、３段通電で行われる。第１通電工程および第１無通電工程で、ナゲットおよびＨＡＺの全体をマルテンサイト化した後、第２通電工程と第３通電工程の２回に分けて焼き戻しすることを特徴としている。そのため、焼戻し軟化抵抗の大きい鋼板であっても、ナゲットおよびＨＡＺの全体を十分に焼き戻すことができる。
[Spot welding process for stacked steel sheets]
The spot welding method of the first embodiment is performed by three-stage current application. The method is characterized in that the nugget and the HAZ are entirely converted to martensite in the first current application step and the first non-current application step, and then tempered in two separate steps, the second current application step and the third current application step. Therefore, even if the steel plate has a high temper softening resistance, the nugget and the HAZ can be entirely tempered sufficiently.
図２（ａ）は、スポット溶接時の通電パターンを説明するグラフであり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す通電パターンにおける溶接部の温度を示すグラフである。
重ねた鋼板をスポット溶接する工程は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、
(i) 第１通電工程、(ii) 第１無通電工程、(iii) 第２通電工程、(iv) 第２無通電工程、および(v) 第３通電工程を含む。
FIG. 2(a) is a graph for explaining a current pattern during spot welding, and FIG. 2(b) is a graph showing the temperature of a welded portion in the current pattern shown in FIG. 2(a).
The process of spot welding overlapping steel plates is as shown in FIG. 2(a) and FIG. 2(b).
(i) a first current-passing step, (ii) a first non-current-passing step, (iii) a second current-passing step, (iv) a second non-current-passing step, and (v) a third current-passing step.
実施形態１に係るスポット溶接方法は、３段通電で行っている点では、特許文献１に開示された従来のスポット溶接方法と類似しているものの、細かい条件が異なっているため、溶接後の金属組織が全く異なるものとなる。
図３（ａ）には、特許文献１に開示された、スポット溶接時の通電パターンを説明するグラフを示しており、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す通電パターンにおける溶接部の温度を示すグラフである。
実施形態１のスポット溶接方法に関する図２（ａ）、（ｂ）のグラフと、特許文献１のスポット溶接方法に関する図３（ａ）、（ｂ）のグラフとを比較することで、実施形態１のスポット溶接方法の特徴が、より詳しく理解されるであろう。
The spot welding method according to the first embodiment is similar to the conventional spot welding method disclosed in Patent Document 1 in that it is performed using three-stage current flow. However, since the detailed conditions are different, the metal structure after welding will be completely different.
FIG. 3( a ) shows a graph explaining the current pattern during spot welding disclosed in Patent Document 1, and FIG. 3( b ) is a graph showing the temperature of the welded portion in the current pattern shown in FIG. 3( a ).
By comparing the graphs in FIGS. 2(a) and 2(b) relating to the spot welding method of embodiment 1 with the graphs in FIGS. 3(a) and 3(b) relating to the spot welding method of Patent Document 1, the characteristics of the spot welding method of embodiment 1 will be understood in more detail.
以下に、実施形態１のスポット溶接方法における第１～第３通電工程および第１～第２無通電工程について説明する。 The following describes the first to third current application steps and the first to second current non-application steps in the spot welding method of embodiment 1.
(i) 第１通電工程
第１通電工程では、重ね合わせた２枚の鋼板を挟持している一対の電極間に、電流値Ｉａ（ｋＡ）で通電する。通電時の発熱で溶融領域を形成し、鋼板に溶接部（ナゲット）を形成する。
通電する電流値Ｉａおよび通電時間は、チリが発生せず、かつ適切な寸法のナゲットを形成できるように設定する。電流値Ｉａの適正範囲、および通電時間の適正範囲は、溶接する鋼板の成分、強度および厚さ、スポット溶接時に使用する溶接チップの先端径等で異なるが、例えば電流値Ｉａは４ｋＡ以上９ｋＡ以下、通電時間は１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下の範囲内で設定し得る。
(i) First current application step In the first current application step, a current of Ia (kA) is applied between a pair of electrodes that sandwich the two overlapping steel sheets. Heat is generated during current application to form a molten region and a weld (nugget) is formed in the steel sheets.
The current value Ia and current flow time are set so that no spatter occurs and a nugget of appropriate dimensions can be formed. The appropriate range of the current value Ia and the appropriate range of the current flow time differ depending on the composition, strength, and thickness of the steel plate to be welded, the tip diameter of the welding tip used during spot welding, etc., but for example, the current value Ia can be set within the range of 4 kA to 9 kA, and the current flow time can be set within the range of 100 ms to 1000 ms.
最適な電流値Ｉａを決定するために、予備実験を行うことが好ましい。溶接対象となる２枚の鋼板を重ねて一対の電極で挟持し、電流値を０．５ｋＡ刻みまたは１．０ｋＡ刻みで変化させながら通電を行い、チリが発生せずに溶接できた最大の電流値を「電流値Ｉａ」として適用することが好ましい。 It is preferable to conduct a preliminary experiment to determine the optimal current value Ia. Two steel plates to be welded are stacked and clamped between a pair of electrodes, and electricity is passed through them while changing the current value in increments of 0.5 kA or 1.0 kA. It is preferable to use the maximum current value that allows welding without generating spatter as the "current value Ia."
(ii) 第１無通電工程
第１無通電工程では、３００ｍｓ以上、好ましくは３００ｍｓ以上２０００ｍｓ以下の間、一対の電極間の通電を停止する。第１無通電工程は、第１通電工程で形成された溶融池を冷却してナゲットを形成し、さらに、ナゲットおよびその周囲のＨＡＺを冷却してマルテンサイト化するのに十分な時間で行う。第１無通電工程の完了時には、ナゲットおよびＨＡＺの金属組織は、マルテンサイト（焼入れままマルテンサイト）となる。
通電停止時間が短すぎると、ナゲット部およびＨＡＺをマルテンサイト化できず、長すぎると生産性が低下するため好ましくない。
(ii) First non-energization step In the first non-energization step, the current between the pair of electrodes is stopped for 300 ms or more, preferably 300 ms to 2000 ms. The first non-energization step is performed for a time sufficient to cool the molten pool formed in the first non-energization step to form a nugget, and to cool the nugget and the HAZ surrounding it to form martensite. Upon completion of the first non-energization step, the metal structures of the nugget and HAZ become martensite (as-quenched martensite).
If the current supply interruption time is too short, the nugget portion and the HAZ cannot be transformed into martensite, whereas if it is too long, the productivity decreases, which is undesirable.
なお、特許文献１に開示されたスポット溶接方法では、第１無通電工程は１６ｍｓ以上２００ｍｓ以下と短い。図３（ｂ）から分かるように、第１無通電工程が短いため、ナゲットおよびＨＡＺはＡ３点よりも高い温度のまま、次の第２通電工程に移行する。そのため、第１無通電工程の完了時に、ナゲットおよびＨＡＺはマルテンサイト化していない。 In the spot welding method disclosed in Patent Document 1, the first non-energization step is short, at 16 ms to 200 ms. As can be seen from Fig. 3B, because the first non-energization step is short, the nugget and HAZ move to the next second current application step while still at a temperature higher than point A3 . Therefore, the nugget and HAZ are not martensite at the completion of the first non-energization step.
(iii) 第２通電工程
実施形態１に係るスポット溶接方法の第２通電工程では、一対の電極間に電流値Ｉｂ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する。電流値Ｉｂは、第１通電工程における電流値Ｉａとの関係が以下の式（１）を満たすように設定する。
０．７０＜Ｉｂ／Ｉａ＜０．９９ （１）
In the second current application step of the spot welding method according to the first embodiment, a current is applied between the pair of electrodes at a current value Ib (kA) for a current application time of 100 ms to 1000 ms. The current value Ib is set so that its relationship with the current value Ia in the first current application step satisfies the following formula (1).
0.70<Ib/Ia<0.99 (1)
第２通電工程の目的は、ナゲット中央部（ナゲットのうち、通電時の電流密度の高い中央部分）、ナゲット外縁部（ナゲット中央部を囲む部分）、およびＨＡＺのうち、ナゲット外縁部とＨＡＺに形成されたマルテンサイトを十分に焼き戻すことである。第２通電工程の通電時間と電流値を上記の通りに制御することにより、ナゲット外縁部とＨＡＺを、マルテンサイトを焼き戻して軟化するのに適した温度に加熱できる。なお、通電時に、ナゲット外縁部とＨＡＺの温度は、Ａ３点未満である必要がある。Ａ３点以上に加熱されると、焼き入れされてしまい、冷却後にマルテンサイト（焼入れままマルテンサイト）が形成されるためである。
一方、通電時に電流密度が高くなるナゲット中央部は、ナゲット外縁部およびＨＡＺよりも高温になるため、Ａ３点以上の温度まで加熱される。
The purpose of the second current application process is to sufficiently temper the martensite formed in the nugget outer edge and HAZ among the nugget center (the central part of the nugget where the current density is high when current is applied), the nugget outer edge (the part surrounding the nugget center), and the HAZ. By controlling the current application time and current value of the second current application process as described above, the nugget outer edge and HAZ can be heated to a temperature suitable for tempering and softening the martensite. Note that the temperature of the nugget outer edge and HAZ during current application must be below the A3 point. If they are heated to the A3 point or higher, they will be quenched, and martensite (as-quenched martensite) will be formed after cooling.
On the other hand, the central portion of the nugget, where the current density is high when current is passed through it, becomes hotter than the outer edge portion of the nugget and the HAZ, and is therefore heated to a temperature equal to or higher than the A3 point.
ナゲット外縁部とＨＡＺのマルテンサイトは、第２通電工程により焼き戻すことができるが、ナゲット中央部のマルテンサイトは、第２通電工程でＡ３点以上に加熱されるため、次の第２無通電工程によって再度マルテンサイト化する。 The martensite in the outer edge of the nugget and in the HAZ can be tempered by the second current flow process, but the martensite in the center of the nugget is heated to point A3 or higher in the second current flow process, and is therefore converted back into martensite in the next second non-current flow process.
電流値Ｉｂ（式（１）を満たすように設定）と、通電時間については、以下のような理由から適切に設定する必要がある。
電流値Ｉｂが低すぎて、Ｉｂ／Ｉａが０．７０以下であると、ナゲット外縁部とＨＡＺの硬さを低下させることができないため、最終的に得られる溶接継手の継手強度が低下しうる。
通電時間が短すぎる場合も、同様の問題が生じうる。
The current value Ib (set so as to satisfy the formula (1)) and the current application time need to be set appropriately for the following reasons.
If the current value Ib is too low, and Ib/Ia is 0.70 or less, the hardness of the outer edge of the nugget and the HAZ cannot be reduced, and the joint strength of the finally obtained welded joint may be reduced.
A similar problem can occur if the power supply time is too short.
電流値Ｉｂが高すぎて、Ｉｂ／Ｉａが０．９９以上であると、ナゲット外縁部とＨＡＺがオーステナイト域まで加熱されて、再焼入れにより硬化するため、最終的に得られる溶接継手の継手強度が低下しうる。
通電時間が長すぎる場合も、同様の問題が生じうる。
If the current value Ib is too high and Ib/Ia is 0.99 or more, the outer edge of the nugget and the HAZ are heated to the austenite region and hardened by re-quenching, which may reduce the joint strength of the final welded joint.
The same problem can occur if the power is turned on for too long.
なお、特許文献１に開示されたスポット溶接方法では、第２通電工程の目的は、ナゲット内の溶融境界付近の結晶粒の整粒化であり、第１通電工程でできた溶融境界を越えずにナゲット中央部を溶融させて、ナゲット端部付近に適切な熱を入れることである。つまり、図３（ｂ）に示すように、ナゲット中央部は融点以上に加熱され、ナゲット外縁部とＨＡＺは、Ａ３点以上の温度に加熱される。結果として、ナゲットおよびＨＡＺの全体がＡ３点以上に加熱されて、次の第２無通電工程によって、ナゲットおよびＨＡＺの全体がマルテンサイト化する。 In the spot welding method disclosed in Patent Document 1, the purpose of the second current application step is to regulate the grain size near the fusion boundary in the nugget, and to melt the center of the nugget without crossing the fusion boundary created in the first current application step, and to apply appropriate heat to the vicinity of the nugget end. That is, as shown in Fig. 3(b), the center of the nugget is heated to a temperature above the melting point, and the outer edge of the nugget and the HAZ are heated to a temperature above the A3 point. As a result, the entire nugget and HAZ are heated to a temperature above the A3 point, and the entire nugget and HAZ are transformed into martensite by the next second non-current application step.
(iv) 第２無通電工程
実施形態１に係るスポット溶接方法の第２無通電工程では、２００ｍｓ以上、好ましくは２００ｍｓ以上１５００ｍｓ以下の間、一対の電極間の通電を停止する。第２無通電工程では、第２通電工程においてＡ３点以上の温度に加熱されたナゲット中央部がマルテンサイト化する。一方、ナゲット外縁部とＨＡＺは第２通電工程で焼き戻されたため、焼戻しマルテンサイトのままである。
第２無通電工程が完了すると、ナゲット中央部は焼入れままマルテンサイトで、その周囲（ナゲット外縁部とＨＡＺ）が焼戻しマルテンサイト、という金属組織となる。
通電停止時間が短すぎると、ナゲット中央部をマルテンサイト化できず、長すぎると生産性が低下するため好ましくない。
(iv) Second non-energization step In the second non-energization step of the spot welding method according to the first embodiment, the current between the pair of electrodes is stopped for 200 ms or more, preferably 200 ms or more and 1500 ms or less. In the second non-energization step, the center of the nugget heated to a temperature equal to or higher than the A3 point in the second current application step is transformed into martensite. On the other hand, the outer edge of the nugget and the HAZ remain as tempered martensite because they were tempered in the second current application step.
When the second non-energization step is completed, the central portion of the nugget has a metal structure of as-quenched martensite, and its surroundings (the outer edge of the nugget and the HAZ) have a metal structure of tempered martensite.
If the time for stopping current application is too short, the central portion of the nugget cannot be transformed into martensite, whereas if it is too long, the productivity decreases, which is undesirable.
なお、特許文献１に開示されたスポット溶接方法では、図３（ｂ）に示すように、第２無通電工程によって、ナゲット（ナゲット中央部とナゲット外縁部を含む）およびＨＡＺの全体がマルテンサイト化する。第２無通電工程が完了すると、ナゲットおよびＨＡＺの全体が、焼入れままマルテンサイトになる。 In the spot welding method disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 3(b), the entire nugget (including the center and outer edge of the nugget) and HAZ are converted to martensite by the second non-current process. When the second non-current process is completed, the entire nugget and HAZ become as-quenched martensite.
(v) 第３通電工程
実施形態１に係るスポット溶接方法の第３通電工程では、一対の電極間に電流値Ｉｃ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する。電流値Ｉｃは、第１通電工程における電流値Ｉａとの関係が以下の式（２）を満たすように設定する。
０．６５＜Ｉｃ／Ｉａ＜０．８０ （２）
In the third current application step of the spot welding method according to the first embodiment, a current is applied between the pair of electrodes at a current value Ic (kA) for a current application time of 100 ms to 1000 ms. The current value Ic is set so that its relationship with the current value Ia in the first current application step satisfies the following formula (2).
0.65<Ic/Ia<0.80 (2)
第３通電工程の目的は、ナゲット外縁部とＨＡＺを焼戻しマルテンサイトのまま維持しつつ、ナゲット中央部の焼入れままマルテンサイトを焼き戻しすることである。
第３通電工程の通電時間と電流値を上記の通りに制御することにより、ナゲット中央部を、マルテンサイトを焼き戻して軟化するのに適した温度に加熱できる。なお、通電時に、ナゲット中央部、ナゲット外縁部およびＨＡＺの全ての温度は、Ａ３点未満である必要がある。
The purpose of the third current passing step is to temper the as-quenched martensite in the center of the nugget while maintaining the outer edge and HAZ of the nugget as tempered martensite.
By controlling the current duration and current value of the third current application step as described above, the center of the nugget can be heated to a temperature suitable for tempering and softening the martensite. Note that, during current application, the temperatures of the center of the nugget, the outer edge of the nugget, and the HAZ must all be below the A3 point.
電流値Ｉｃ（式（２）を満たすように設定）と、通電時間については、以下のような理由から適切に設定する必要がある。
電流値Ｉｃが低すぎて、Ｉｃ／Ｉａが０．６５以下であると、ナゲット中央部の硬さを低下させることができないため、最終的に得られる溶接継手の継手強度が低下しうる。
通電時間が短すぎる場合も、同様の問題が生じうる。
The current value Ic (set so as to satisfy the formula (2)) and the energization time need to be set appropriately for the following reasons.
If the current value Ic is too low, so that Ic/Ia is 0.65 or less, the hardness of the central portion of the nugget cannot be reduced, and the joint strength of the finally obtained welded joint may decrease.
A similar problem can occur if the power supply time is too short.
電流値Ｉｃが高すぎて、Ｉｃ／Ｉａが０．８０以上であると、ナゲットおよびＨＡＺの一部または全部がオーステナイト域まで加熱されて、再焼入れにより硬化するため、最終的に得られる溶接継手の継手強度が低下しうる。
通電時間が長すぎる場合も、同様の問題が生じうる。
If the current value Ic is too high and Ic/Ia is 0.80 or more, the nugget and a part or all of the HAZ are heated to the austenite region and hardened by re-quenching, which may reduce the joint strength of the final welded joint.
The same problem can occur if the power is turned on for too long.
第３通電工程において、ナゲット外縁部およびＨＡＺの温度は、電流密度が高いナゲット中央部の温度より低い。そのため、第３通電工程において、ナゲット中央部が、マルテンサイトを十分に焼き戻すことができる温度まで加熱されたとしても、ナゲット外縁部およびＨＡＺは、マルテンサイトを焼き戻すには温度が低すぎるおそれがある。しかしながら、ナゲット外縁部およびＨＡＺのマルテンサイトは、第２通電工程において既に焼き戻しされているので、第３通電工程において、焼き戻しできる温度まで加熱されなかったとしても全く問題はない。 In the third current flow process, the temperature of the outer edge of the nugget and the HAZ is lower than the temperature of the center of the nugget, where the current density is high. Therefore, even if the center of the nugget is heated to a temperature that can sufficiently temper the martensite in the third current flow process, the temperature of the outer edge of the nugget and the HAZ may be too low to temper the martensite. However, since the martensite in the outer edge of the nugget and the HAZ has already been tempered in the second current flow process, there is no problem even if it is not heated to a temperature that can be tempered in the third current flow process.
なお、特許文献１に開示されたスポット溶接方法では、第３通電工程によって、ナゲットおよびＨＡＺの全体が焼戻しできるとしている。しかしながら、焼戻し軟化抵抗の大きい（つまり、添加元素の多い）高強度鋼板では、第３通電工程のみで、ナゲットおよびＨＡＺの全体を十分に軟化することは困難である。その結果、特許文献１に開示されたスポット溶接方法では、ナゲット中央部のみが焼き戻されて、ナゲット外縁部およびＨＡＺは焼き戻しできていない（または焼戻しが不十分）ことになり得る。 The spot welding method disclosed in Patent Document 1 claims that the entire nugget and HAZ can be tempered by the third current flow process. However, with high-strength steel plates that have high temper softening resistance (i.e., high additive element content), it is difficult to fully soften the entire nugget and HAZ by only the third current flow process. As a result, with the spot welding method disclosed in Patent Document 1, only the center of the nugget is tempered, and the outer edge of the nugget and the HAZ may not be tempered (or may be insufficiently tempered).
実施形態１に係るスポット溶接方法によれば、第２通電工程で、ナゲット外縁部およびＨＡＺのマルテンサイトを焼戻し、第３通電工程で、ナゲット中央部のマルテンサイトを焼き戻すことにより、焼戻し軟化抵抗の大きい鋼板であっても、溶接部の全体を十分に軟化できる。よって、溶接継手の脆性破壊が抑制されて溶接継手の強度を改善することができる。 According to the spot welding method of embodiment 1, the martensite in the outer edge of the nugget and the HAZ is tempered in the second current flow process, and the martensite in the center of the nugget is tempered in the third current flow process, so that the entire weld can be sufficiently softened even in steel plates with high temper softening resistance. Therefore, brittle fracture of the weld joint can be suppressed and the strength of the weld joint can be improved.
［電極１１、１２について］
次に、スポット溶接に用いる電極１１、１２について、図１を参照しながら詳しく説明する。
[Regarding
Next, the
図１に示すように、第１の電極１１は、鋼板に接触する電極先端１１ｘを有し、第２の電極１２は、鋼板に接触する電極先端１２ｘを有している。
図１に示す第１の電極１１は円柱状の先端平滑型電極である。第１の電極１１の形状としては、先端平滑型（図１）、ＤＲ型など、スポット溶接で一般的に用いられる電極形状を用いることができる。なお、第２の電極１２の形状および寸法についても、第１の電極１１と同様である。
As shown in FIG. 1, the
The
重ね合わせた鋼板は、上下一対の電極（第１の電極１１および第２の電極１２）の電極先端１１ｘ、１２ｘの間で加圧される。
第１の電極１１および第２の電極１２によって重ね合わせ部に付与される荷重（これを「電極荷重」と称する）が高いと、溶接中の加熱および溶融に起因する鋼板の変形を抑制する効果、およびチリの発生を抑制する効果が高い。しかし、電極荷重が高すぎると、溶接中に溶接部が押しつぶされて変形して、板厚残存率が減少するおそれがある。電極荷重が低すぎると、溶接中に溶接部で発生する熱を、第１の電極１１および第２の電極１２を介して放熱する抜熱量が小さくなり、表チリが発生しやすくなる。
The overlapping steel sheets are pressed between
When the load applied to the overlapping portion by the
電極荷重の下限は好ましくは１．５ｋＮであり、より好ましくは２．０ｋＮである。電極荷重は過度に高くなければよく、その上限は、好ましくは７．０ｋＮ、より好ましくは６．０ｋＮである。 The lower limit of the electrode load is preferably 1.5 kN, more preferably 2.0 kN. The electrode load should not be excessively high, and the upper limit is preferably 7.0 kN, more preferably 6.0 kN.
第１の電極１１、第２の電極１２の材料としては、純銅、クロム銅、アルミナ分散銅など、スポット溶接で一般的に用いられる電極材料を用いることができる。
The
＜実施形態２：溶接継手の製造方法＞
実施形態２は、実施形態１に係るスポット溶接方法によって、溶接継手を製造する方法である。
実施形態２の製造方法で製造した溶接継手は、高い継手強度（例えば、高い引張せん断強度（ＴＳＳ）、高い十字引張強度（ＣＴＳ）など）を有する。
<Embodiment 2: Manufacturing method of welded joint>
The second embodiment is a method for producing a welded joint by the spot welding method according to the first embodiment.
The welded joint produced by the production method of embodiment 2 has high joint strength (e.g., high tensile shear strength (TSS), high cross tensile strength (CTS), etc.).
引張せん断試験は、ＪＩＳ Ｚ ３１３６：１９９９に準拠して測定する。十字引張試験は、ＪＩＳ Ｚ ３１３７：１９９９に準拠して測定する。引張せん断強度（ＴＳＳ）と十字引張強度（ＣＴＳ）は、それぞれ複数回（２～３回）測定し、その平均値を評価に用いる。 The tensile shear test is performed in accordance with JIS Z 3136:1999. The cross tensile test is performed in accordance with JIS Z 3137:1999. The tensile shear strength (TSS) and cross tensile strength (CTS) are each measured multiple times (2 to 3 times) and the average values are used for evaluation.
引張せん断強度（ＴＳＳ）と十字引張強度（ＣＴＳ）の良否判断の基準は、ＪＩＳ Ｚ ３１４０に記載されているように、板厚により変化するものとする。
引張せん断強度（ＴＳＳ）であれば、ＪＩＳ Ｚ ３１４０：２０１７「スポット溶接部の検査方法及び判定基準」の表７のＡ級、ＡＦ級継手の「平均値」以上であることが好ましく、当該「平均値」の１．１０倍以上がより好ましい。
十字引張強度（ＣＴＳ）であれば、ＪＩＳ Ｚ ３１４０：２０１７の表９のＡ級、ＡＦ級継手の「平均値」の１．１４倍以上が好ましく、当該「平均値」の１．２０倍以上がより好ましい。
The standards for judging whether tensile shear strength (TSS) and cross tensile strength (CTS) are good or bad, as described in JIS Z 3140, vary depending on the plate thickness.
In the case of tensile shear strength (TSS), it is preferable that the TSS is equal to or greater than the "average value" of A class and AF class joints in Table 7 of JIS Z 3140:2017 "Inspection method and judgment criteria for spot welds", and more preferably 1.10 times or more of the "average value".
In the case of cross tensile strength (CTS), it is preferably 1.14 times or more the "average value" of A class and AF class joints in Table 9 of JIS Z 3140:2017, and more preferably 1.20 times or more the "average value".
板厚１．４ｍｍ、引張強度１４６３ＭＰａの鋼板の場合、溶接継手の引張せん断強度（ＴＳＳ）であれば、好ましくは１２．５ｋＮ以上、より好ましくは１３．８ｋＮ以上であり、溶接継手の十字引張強度（ＣＴＳ）であれば、好ましくは５．０５ｋＮ以上、より好ましくは５．３２ｋＮ以上である。 For a steel plate with a thickness of 1.4 mm and a tensile strength of 1463 MPa, the tensile shear strength (TSS) of the welded joint is preferably 12.5 kN or more, more preferably 13.8 kN or more, and the cross tensile strength (CTS) of the welded joint is preferably 5.05 kN or more, more preferably 5.32 kN or more.
・被溶接試験体
表１に示す成分組成および物性（引張強度ＴＳ、伸びＥＬ）鋼板を２枚準備して重ね合わせて、被溶接試験体（２枚の鋼板の積層体）を作製した。この鋼板は（ＴＳ）×（ＥＬ）０．５＞５２００を満たしている。
Welded test specimen Two steel plates with the composition and physical properties (tensile strength TS, elongation EL) shown in Table 1 were prepared and stacked to prepare a welded test specimen (a laminate of two steel plates). This steel plate satisfies (TS) x (EL) 0.5 > 5200.
被溶接試験体は、所定の試験片形状（十字引張試験用：幅５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ、断面観察用：４０ｍｍ×４０ｍｍ）のものを作製した。 The welded test specimens were prepared in the specified test piece shape (for cross tension tests: width 50 mm x length 150 mm, for cross-sectional observation: 40 mm x 40 mm).
・溶接方法
溶接機には、エアシリンダ方式の加圧機構を有する直流インバータスポット溶接機を用いた。第１の電極１１および第２の電極１２には、ＤＲ形状（電極径１３．０ｍｍ、先端径６．０ｍｍ）のクロム銅製の電極チップを使用した。
Welding method: A direct current inverter spot welder having an air cylinder type pressure mechanism was used as the welding machine. DR-shaped (electrode diameter 13.0 mm, tip diameter 6.0 mm) chromium copper electrode tips were used as the
作製した被溶接試験体を、第１の電極１１および第２の電極１２で加圧挟持した。第１の電極１１および第２の電極１２による電極荷重は４．０ｋＮとした。
The prepared welded test specimen was clamped and pressed between the
直流電流を用いて、溶接の予備実験を行った。電流値が４ｋＡ以上５ｋＡ以下では、チリが発生せずに溶接され、電流値が６ｋＡ以上８ｋＡ以下では、チリが発生した。よって、第１通電工程における電流値Ｉａを５ｋＡに決定した。 A preliminary welding experiment was conducted using direct current. When the current value was between 4 kA and 5 kA, welding was performed without any flashing, but when the current value was between 6 kA and 8 kA, flashing occurred. Therefore, the current value Ia in the first current application process was determined to be 5 kA.
表２に示す条件で、(i) 第１通電工程、(ii) 第１無通電工程、(iii) 第２通電工程、(iv) 第２無通電工程、および(v) 第３通電工程を行って、溶接試験を行った。なお、溶接時の電流は直流電流とした。
表中、「－」は、その工程を行っていないことを意味し、下線を付した数値は、本発明の実施形態の範囲から外れていることを示している。ただし、「－」については、本発明の範囲から外れていても下線を付していないことに留意されたい。
A welding test was carried out under the conditions shown in Table 2, including (i) the first current application step, (ii) the first current non-application step, (iii) the second current application step, (iv) the second current non-application step, and (v) the third current application step. The current during welding was a direct current.
In the table, "-" means that the step was not performed, and underlined values indicate that the step is outside the scope of the embodiment of the present invention. Note that "-" is not underlined even if the step is outside the scope of the present invention.
各試験で、３つの被溶接試験体の溶接を行い、継手強度の測定と、溶接部の断面の硬度分布を測定した。 For each test, three specimens were welded, and the joint strength and hardness distribution of the cross section of the weld were measured.
（継手強度の測定）
溶接継手の継手強度を評価するために、十字引張試験を実施した。十字引張試験は、ＪＩＳ Ｚ ３１３７：１９９９に準拠して行った。十字引張強度（ＣＴＳ）を２回測定し、その平均値を計算した。ＣＴＳの平均値を表３に示す。
(Measurement of joint strength)
In order to evaluate the joint strength of the welded joint, a cross tensile test was carried out. The cross tensile test was carried out in accordance with JIS Z 3137:1999. The cross tensile strength (CTS) was measured twice, and the average value was calculated. The average CTS value is shown in Table 3.
溶接継手の十字引張強度（ＣＴＳ）は、５．０５ｋＮ未満を「不良」、５．０５ｋＮ以上を「良」、５．３２ｋＮ以上を「優」と評価する。
ＣＴＳの測定結果が「不良」と判断された数値には下線を引いた。
The cross tensile strength (CTS) of a welded joint is rated as "poor" if it is less than 5.05 kN, "good" if it is 5.05 kN or more, and "excellent" if it is 5.32 kN or more.
The values for which the CTS measurement results were judged to be "poor" are underlined.
試験Ｎｏ．７、１１、１３および１５は、実施形態１で規定した溶接条件を全て満足する「実施例」であった。そのため、溶接継手の十字引張強度（ＣＴＳ）が高かった。
一方、試験Ｎｏ．１～６、８～１０、１２、１４および１６は、実施形態１で規定した溶接条件を満足しない「比較例」であった。そのため、ＣＴＳが低かった。各比較例において、溶接条件を満たしていない点を以下にまとめる。
Test Nos. 7, 11, 13, and 15 were "Examples" that satisfied all of the welding conditions defined in embodiment 1. Therefore, the cross tensile strength (CTS) of the welded joints was high.
On the other hand, Test Nos. 1 to 6, 8 to 10, 12, 14, and 16 were "Comparative Examples" that did not satisfy the welding conditions defined in the first embodiment. Therefore, the CTS was low. The points in which the welding conditions were not satisfied in each Comparative Example are summarized below.
試験Ｎｏ．１では、第１通電工程のみ行い、その他の工程を行わなかった。
試験Ｎｏ．２～５では、第１通電工程～第２通電工程まで行ったが、第３通電工程を行わなかった。また、試験Ｎｏ．２は、第１通電工程の電流値Ｉａに対する第２通電工程の電流値Ｉｂの値（Ｉｂ／Ｉａ）が、式（１）を満たしていなかった。
In Test No. 1, only the first current application step was performed, and the other steps were not performed.
In Test Nos. 2 to 5, the first current-passing step and the second current-passing step were performed, but the third current-passing step was not performed. In Test No. 2, the value of the current value Ib in the second current-passing step relative to the current value Ia in the first current-passing step (Ib/Ia) did not satisfy formula (1).
試験Ｎｏ．６、８～１０、１１は、第１通電工程の電流値Ｉａに対する第３通電工程の電流値Ｉｃの値（Ｉｃ／Ｉａ）が、式（２）を満たしていなかった。
試験Ｎｏ．１４は、第１無通電工程の時間が、実施形態１で規定した時間より短かった。
試験Ｎｏ．１６は、第２無通電工程の時間が、実施形態１で規定した時間より短かった。
In Test Nos. 6, 8 to 10, and 11, the ratio (Ic/Ia) of the current value Ic in the third current application step to the current value Ia in the first current application step did not satisfy formula (2).
In Test No. 14, the time of the first de-energization step was shorter than the time specified in the first embodiment.
In Test No. 16, the time of the second de-energization step was shorter than the time specified in the first embodiment.
（溶接部の断面の硬度分布）
試験Ｎｏ．１、４および１１について、溶接部を板厚方向に切断し、断面にナゲットおよびＨＡＺ露出させた。マイクロビッカース硬度計を用いて、ナゲット中央部、ナゲット外縁部、およびＨＡＺのビッカース硬さを測定した。図４は、溶接部の断面の光学顕微鏡写真である。破線の矩形で囲った部分が硬度の測定範囲であり、矩形中の各点は、硬度の測定位置である。図５（ａ）～（ｃ）には、硬度測定の結果（測定位置に硬度を記載した硬度分布）を示す。
(Hardness distribution in cross section of welded part)
For Test Nos. 1, 4, and 11, the weld was cut in the plate thickness direction, and the nugget and HAZ were exposed on the cross section. The Vickers hardness of the nugget center, nugget edge, and HAZ was measured using a micro Vickers hardness tester. Figure 4 is an optical microscope photograph of the cross section of the weld. The area surrounded by the dashed rectangle is the hardness measurement range, and each point in the rectangle is the hardness measurement position. Figures 5(a) to (c) show the results of the hardness measurement (hardness distribution with hardness written at the measurement position).
試験Ｎｏ．１（図５（ａ））は、第１通電工程（および第１無通電工程）を行った後のナゲットおよびＨＡＺの硬度を確認でき、試験Ｎｏ．４（図５（ｂ））は、さらに第２通電工程（および第２無通電工程）を行った後のナゲットおよびＨＡＺの硬度を確認でき、試験Ｎｏ．１１（図５（ｃ））は、さらに第３通電工程を行った後のナゲットおよびＨＡＺの硬度を確認できる。つまり、試験Ｎｏ．１よび４は、試験Ｎｏ．１１の途中段階の状態を示している。 Test No. 1 (Figure 5(a)) shows the hardness of the nugget and HAZ after the first current application process (and the first non-current application process), Test No. 4 (Figure 5(b)) shows the hardness of the nugget and HAZ after the second current application process (and the second non-current application process), and Test No. 11 (Figure 5(c)) shows the hardness of the nugget and HAZ after the third current application process. In other words, Tests No. 1 and 4 show the intermediate state of Test No. 11.
図５（ａ）に示す試験Ｎｏ．１では、ナゲットおよびＨＡＺの全体で、ビッカース硬さが約６５０Ｈｖ以上（約６５０Ｈｖ以上約７３０Ｈｖ以下）になっていた。第１通電工程により形成されたナゲットとその周辺のＨＡＺが、第１無通電工程で冷却された結果、ナゲットおよびＨＡＺの全体がマルテンサイト化したためであると考えられる。なお、ナゲット内に、部分的に硬さの低い部分（６４６Ｈｖ、６４１Ｈｖ）の部分があるが、これはナゲット内に形成された欠陥によるものであると推測される。 In Test No. 1 shown in Figure 5(a), the Vickers hardness of the entire nugget and HAZ was approximately 650 Hv or more (approximately 650 Hv or more and approximately 730 Hv or less). This is thought to be because the nugget formed in the first current application process and its surrounding HAZ were cooled in the first current removal process, causing the entire nugget and HAZ to become martensite. Note that there are parts in the nugget with low hardness (646 Hv, 641 Hv), which is presumably due to defects formed in the nugget.
図５（ｂ）に示す試験Ｎｏ．４では、ナゲット中央部のビッカース硬さが、約６５０Ｈｖ以上（約６５０Ｈｖ以上約７２０Ｈｖ以下）になっており、ナゲット外縁部とＨＡＺのビッカース硬さが約６５０Ｈｖ未満（約４００Ｈｖ以上約６４０Ｈｖ以下）に低下していた。これは、第２通電工程により、ナゲット外縁部とＨＡＺに形成されたマルテンサイトが焼き戻しされて軟化し、かつ、ナゲット中央部は再びマルテンサイト化したため硬度が高くなったと考えられる。 In Test No. 4 shown in Figure 5 (b), the Vickers hardness of the center of the nugget was about 650 Hv or more (about 650 Hv or more and about 720 Hv or less), while the Vickers hardness of the outer edge of the nugget and the HAZ was lowered to less than about 650 Hv (about 400 Hv or more and about 640 Hv or less). This is thought to be because the martensite formed in the outer edge of the nugget and the HAZ was tempered and softened by the second current application process, and the center of the nugget was transformed back into martensite, resulting in an increase in hardness.
図５（ｃ）に示す試験Ｎｏ．１１では、ナゲット全体（ナゲット中央部、ナゲット外縁部）およびＨＡＺの全てにおいて、ビッカース硬さが約６５０Ｈｖ未満（約３７０Ｈｖ以上約５７０Ｈｖ以下）に低下していた。第３通電工程により、ナゲット中央部のマルテンサイトも焼き戻されて、ナゲットおよびＨＡＺが全て軟化したためであると考えられる。 In Test No. 11 shown in Figure 5 (c), the Vickers hardness of the entire nugget (center and outer edge of the nugget) and the HAZ was reduced to less than about 650 Hv (about 370 Hv to about 570 Hv). This is thought to be because the martensite in the center of the nugget was also tempered by the third current application process, softening the entire nugget and HAZ.
このように、実施形態１に係るスポット溶接方法のように、特定条件で３段通電を行うことにより、ナゲットおよびＨＡＺを全体に軟化することができることが確認できた。 In this way, it was confirmed that by performing three-stage current application under specific conditions, as in the spot welding method according to embodiment 1, it is possible to soften the nugget and HAZ entirely.
１１ 第１の電極
１２ 第２の電極
Ｐ１ 第１の鋼板
Ｐ２ 第２の鋼板
11
Claims (6)
前記一対の電極間に電流値Ｉａ（ｋＡ）で通電する第１通電工程と、
前記第１通電工程の後に、３００ｍｓ以上通電を停止する第１無通電工程と、
前記第１無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｂ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第２通電工程と、
前記第２通電工程の後に、２００ｍｓ以上通電を停止する第２無通電工程と、
前記第２無通電工程の後に、前記一対の電極間に電流値Ｉｃ（ｋＡ）、通電時間１００ｍｓ以上１０００ｍｓ以下で通電する第３通電工程と、を含み、
電流値Ｉａ、ＩｂおよびＩｃが以下の式（１）および（２）を満たす、スポット溶接方法。
０．７０＜Ｉｂ／Ｉａ＜０．９９ （１）
０．６５＜Ｉｃ／Ｉａ＜０．８０ （２）
A step of overlapping a first steel sheet and a second steel sheet and sandwiching the first steel sheet between a pair of electrodes in a sheet thickness direction;
a first current passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ia (kA);
a first de-energization step of stopping the energization for 300 ms or more after the first energization step;
a second current-passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ib (kA) for a current passing time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the first current-passing step;
a second de-energization step of stopping the energization for 200 ms or more after the second energization step;
a third current-passing step of passing a current between the pair of electrodes at a current value Ic (kA) for a current passing time of 100 ms or more and 1000 ms or less after the second current-passing step,
A spot welding method, in which current values Ia, Ib, and Ic satisfy the following formulas (1) and (2).
0.70<Ib/Ia<0.99 (1)
0.65<Ic/Ia<0.80 (2)
Ｃ：０．２５質量％以上０．５０質量％以下を含み、
引張強度が１１８０ＭＰａ以上で、かつ
以下の式（３）を満たす、請求項１に記載のスポット溶接方法。
（ＴＳ１）×（ＥＬ１）０．５＞５２００ （３）
ここで、ＴＳ１は、前記第１の鋼板の引張強度（ＭＰａ）であり、
ＥＬ１は、前記第１の鋼板の伸び（％）である。
The first steel plate is
C: 0.25% by mass or more and 0.50% by mass or less;
The spot welding method according to claim 1 , wherein the tensile strength is 1180 MPa or more, and the following formula (3) is satisfied:
(TS1) × (EL1) 0.5 > 5200 (3)
Here, TS1 is the tensile strength (MPa) of the first steel plate,
EL1 is the elongation (%) of the first steel plate.
Ｓｉ：１．００質量％以上、および
Ｍｎ：１．００質量％以上
のうちの１種または２種をさらに含む、請求項１に記載のスポット溶接方法。 The first steel plate is
The spot welding method according to claim 1 , further comprising one or more of: Si: 1.00 mass % or more; and Mn: 1.00 mass % or more.
前記スポット溶接は、請求項１～５のいずれか１項に記載のスポット溶接方法により実施される、溶接継手の製造方法。 A method for producing a welded joint by spot welding two or more steel plates, comprising the steps of:
A method for manufacturing a welded joint, wherein the spot welding is performed by the spot welding method according to any one of claims 1 to 5.
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| JP2024087512A true JP2024087512A (en) | 2024-07-01 |
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