JP2519692B2 - スポツト溶接用積層型制振鋼板およびそのスポツト溶接接合方法 - Google Patents

スポツト溶接用積層型制振鋼板およびそのスポツト溶接接合方法

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は複合積層鋼板のうち振動防止を主目的とした
制振鋼板に係り、特にスポット溶接後の板表面の平坦度
の優れたスポット溶接用積層型制振鋼板およびそのスポ
ット溶接接合方法に関する。
〈従来技術とその問題点〉 鋼板と鋼板の間に熱可塑性樹脂を挾装した積層鋼板の
うち、鋼板の占める割合が該熱可塑性樹脂より大きく、
すぐれた制振効果を持つ複層型制振鋼板が近年注目を集
め、自動車用材料や建築家具用材料として期待されてい
る。
ところで、積層鋼板を各部材に用いる場合にはスポッ
ト溶接が可能であることが不可欠であり、これを達成す
るための種々の手段が考案されている。この点本願出願
人は、従前に特開昭57-146649号において、樹脂層に樹
脂層厚の1/2以上の粒径の導電性粒子を10〜50wt%混入
した制振鋼板を開示している。また手法が煩雑であり、
スポット溶接性が不安定であるが、制振鋼板に通電バイ
パス回路を設置して溶接を行なうことも可能である。
しかし、いずれの溶接性付与方法によっても、まず予
備通電によって鋼板、樹脂温度を上昇させることにより
樹脂を融解し、溶接電極の加圧力にて該当部分の樹脂を
除却し、上下鋼板同士の金属接触を行なわせて本電流を
流すことにより溶接が可能となるものであり、必然的に
鋼板の加圧部分は樹脂厚分凹状に歪み、またその周辺は
除却された樹脂が局部的にたまり凸状になる欠点があっ
た。
このような、スポット溶接後の局部的凹凸部は、自動
車の外板用パネル、鋼製家具の外面パネル等の使用時、
可視面の表面平坦度が品質上重要視される部品への適用
に際して、著しい外観不良として現われるため、使用で
きないことがある。
〈発明の目的〉 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、
スポット溶接後において、少なくとも可視面として使用
される側の板表面の平坦度が優れたスポット溶接用積層
型制振鋼板およびそのスポット溶接接合方法を提供する
ことにある。
このような目的を達成するため、本発明者らは鋭意研
究の結果、スポット溶接を施す制振鋼板の上・下鋼板お
よび、スポット溶接の相手側の鋼板の降伏強度および/
または厚みを故意に変え、差をつけることにより、優先
的に、非可視面側の鋼板に凹凸を発生させ、可視面側の
鋼板の平坦度が保持されることを見い出し本発明に至っ
た。
即ち、本発明は、2枚の鋼板間に導電性粒子を含有さ
せた熱可塑性樹脂を挾装してなるダイレクトスポット溶
接用積層型制振鋼板であって、 上記2枚の鋼板の降伏強度および/または鋼板板厚に
差をつけ、使用時可視面に相当する側の鋼板に対し、そ
の反対側の鋼板を、ダイレクトスポット溶接時に優先的
に歪む降伏強度および鋼板板厚とし、他の鋼板と前記反
対側の鋼板と前記可視面側鋼板とをダイレクトスポット
溶接によって溶着するよう構成したことを特徴とするス
ポット溶接用積層型制振鋼板を提供するものである。
また、本発明は、2枚の鋼板間に導電性粒子を含有さ
せた熱可塑性樹脂を挾装してなる積層型制振鋼板を他の
鋼板にダイレクトスポット溶接するに際し、 上記制振鋼板の使用時可視面に相当する側の鋼板の降
伏強度および/または鋼板板厚を、その反対側の鋼板お
よび他の鋼板のそれぞれの降伏強度および/または鋼板
板厚より大きくし、前記反対側の鋼板および前記他の鋼
板を前記使用時可視面に相当する側の鋼板に対し、ダイ
レクトスポット溶接時に優先的に歪む降伏強度および鋼
板板厚とし、前記反対側の鋼板に前記他の鋼板を重ねて
ダイレクト溶接し、前記他の鋼板と前記反対側の鋼板と
前記可視面側鋼板とを溶着することを特徴とするダイレ
クトスポット溶接用積層型制振鋼板のスポット溶接接合
方法を提供するものである。
以下、本発明を添付図面に示す好適実施例について詳
細に説明する。
第1図は、本発明のスポット溶接用積層型制振鋼板お
よびスポット溶接する相手側の鋼板の部分断面図であ
る。制振鋼板1は、板厚および/または降伏強度が異な
る可視面側鋼板2および非可視面側鋼板3の間に制振性
付与のための樹脂層4が挾装された構造となっている。
可視面側鋼板2および非可視面側鋼板3は冷延鋼板、各
種めっき鋼板、化成処理鋼板等いかなるものでもよい。
また樹脂層4を構成する樹脂は制振性の点からポリオレ
フィン系、ポリビニル系等の熱可塑性樹脂が望ましい
が、これらの共重合体あるいは変性体であってもよく、
その他の添加物を含む組成物であってもよい。また、上
記以外の樹脂であってもかまわない。
本発明の制振鋼板1は、その上下鋼板の板厚および/
または降伏強度が異なる。すなわちスポット溶接後に可
視面に相当する可視面側鋼板2の板厚tSおよび/また
は降伏強度YSがそれぞれその反対側すなわちスポット
溶接後に非可視面に相当する側の非可視面側鋼板3の板
厚tRおよび/または降伏強度YRに比べて大きい。
例えば可視面側鋼板2の板厚が非可視面側鋼板3の板
厚より厚ければ、可視面側鋼板2の降伏強度は非可視面
側鋼板3の降伏強度より小さくてもよいし、また、その
逆でもかまわない。すなわち、可視面側鋼板2の板厚お
よび降伏強度の少なくとも一つが非可視面側鋼板3のそ
れより大きければよい。
さらに、可視面側鋼板2の板厚および/たまは降伏強
度は、それぞれスポット溶接で接合する相手側鋼板5の
板厚および/または降伏強度に比べて大きくする必要が
ある。またスポット溶接を行なうために、樹脂層4に導
電性粒子7を混入する。
本発明の制振鋼板1においては、可視面側鋼板2の耐
歪み性は、スポット溶接を行なう相手側鋼板5および非
可視面側鋼板3の耐歪み性より大きい。
ここで云う耐歪み性とは、スポット溶接時の電極の加
圧に対する鋼板の凹みを歪みとしてもので、この歪みに
対する強さを耐歪み性とした。
鋼板のスポット溶接の電極の加圧に対する耐歪み性
は、鋼板の降伏強度および板厚によって決まり、一般に
降伏強度が大きいほど耐歪み性は大きくなり、また板厚
が厚いほど耐歪み性は大きくなる。したがって、可視面
側鋼板2の降伏強度および/または板厚を相手側鋼板5
および非可視面側鋼板3のそれぞれの降伏強度および/
または板厚より大きくすることによって、スポット溶接
の電極の加圧に対する可視面側鋼板2の耐歪み性を相対
的に向上させ、スポット溶接時に相手側鋼板5および非
可視面側鋼板3を優先的に歪ませることができる。その
ため可視面側鋼板2は、相手側鋼板5および非可視面側
鋼板3が歪むことにより歪まずにすみ、可視面側鋼板2
表面の平坦度が保持される。
以下本発明の作用を説明する。
第2図は本発明のスポット溶接用積層型制振鋼板にダ
イレクトスポット溶接を行なう際の部分断面図である。
第2図に示すように、制振鋼板1とダイレクトスポッ
ト溶接する相手側鋼板5を接触させ、スポット溶接機の
電極6、6を装着する。
電極6、6に荷重を与え制振鋼板1と相手側鋼板5に
荷重を加え始めると、より小さい荷重で歪みうる相手側
鋼板5が電極6からの荷重によって凹状に歪み始める。
相手側鋼板5が歪み始めると、電極6からの荷重は、
制振鋼板1の下側の非可視面側鋼板3を歪ませ始める。
よって制振鋼板1の上側の可視面側鋼板2は歪まずにす
み、可視面側鋼板2の平坦度が最後まで保持される。
次に電極6、6間に電圧を印加すると、樹脂層4中の
導電性粒子7または短絡回路8を通じて電流が流れ、ス
ポット溶接部近傍の温度が上昇し樹脂層4中の溶接部近
傍の樹脂が融解し始める。すると、電極6からの荷重に
より、溶接部近傍の樹脂は、周囲に押し出されるため、
制振鋼板1はより凹状に歪もうとするが、より小さい荷
重で歪み得る非可視面側鋼板3が優先的に歪むため可視
面側鋼板2は歪まずにすみ可視面側鋼板2の平坦度は保
持される。
溶接部近傍の樹脂が除却され可視面側鋼板2と非可視
面側鋼板3とが金属接触した時点にて本電流が流れ、制
振鋼板1と相手側鋼板5の接合部にナゲット9が形成さ
れ、これらが溶接されるが、接合後においても、可視面
側鋼板2は歪まずに、平坦度が保たれる。
〈実施例〉 次に本発明を実施例につき具体的に説明する。
表−1に示す各構成の制振鋼板とスポット溶接する相
手側鋼板について、ダイレクトスポット溶接を行なっ
た。この時制振樹脂としてポリビニル系の樹脂を使用
し、溶接性付与のために上記樹脂に平均粒径90μmのカ
ーボングラファイトを30wt%混入した。
ダイレクトスポット溶接は、電極としてCFタイプ、直
径3.2mmのCu-Cr電極を用い、通電サイクルを4サイク
ル、電流4KA、加圧荷重100Kgfの条件で行ない、スポッ
ト溶接後溶接部の断面写真により、可視面側鋼板の歪み
量を評価した。その結果を表−1に示す。
表−1に示す結果から明らかなように本発明のスポッ
ト溶接用積層型制振鋼板は、スポット溶接後の可視面に
相当する鋼板の歪が非常に少なく、平坦度が良好であ
る。
〈発明の効果〉 本発明のスポット溶接用積層型制振鋼板によれば、そ
の上・下鋼板とスポット溶接の相手側の鋼板の板厚およ
び/または降伏強度を故意に変え、使用時可視面相当の
鋼板の板厚および/または降伏強度を相対的に大きくし
差をつけたことにより、スポット溶接後の使用時可視面
に相当する鋼板表面の凹凸の発生をなくし、外観品質が
厳しい部品、例えば、自動車外板、スチールデスク天板
等への制振鋼板の適用が可能となった。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明のスポット溶接用積層型制振鋼板およ
びスポット溶接する相手側の鋼板の部分断面図である。 第2図は本発明のスポット溶接用積層型制振鋼板にダイ
レクトスポット溶接を行なう際の部分断面図である。 符号の説明 1……制振鋼板、2……可視面側鋼板、3……非可視面
側鋼板、4……樹脂層、5……相手側鋼板、6……電
極、7……導電性粒子、8……短絡回路、9……ナゲッ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−213372(JP,A) 特開 昭57−94478(JP,A) 特開 昭59−42188(JP,A) 特開 昭57−51451(JP,A) 実開 昭61−59167(JP,U) 実開 昭61−94210(JP,U) 実開 昭60−176794(JP,U) 実開 昭61−77239(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2枚の鋼板間に導電性粒子を含有させた熱
    可塑性樹脂を挾装してなるダイレクトスポット溶接用積
    層型制振鋼板であって、 上記2枚の鋼板の降伏強度および/または鋼板板厚に差
    をつけ、使用時可視面に相当する側の鋼板に対し、その
    反対側の鋼板を、ダイレクトスポット溶接時に優先的に
    歪む降伏強度および鋼板板厚とし、他の鋼板と前記反対
    側の鋼板と前記可視面側鋼板とを前記ダイレクトスポッ
    ト溶接によって溶着するよう構成したことを特徴とする
    スポット溶接用積層型制振鋼板。
  2. 【請求項2】2枚の鋼板間に導電性粒子を含有させた熱
    可塑性樹脂を挾装してなる積層型制振鋼板を他の鋼板に
    ダイレクトスポット溶接するに際し、 上記制振鋼板の使用時可視面に相当する側の鋼板の降伏
    強度および/または鋼板板厚を、その反対側の鋼板およ
    び他の鋼板のそれぞれの降伏強度および/または鋼板板
    厚より大きくし、前記反対側の鋼板および前記他の鋼板
    を前記使用時可視面に相当する側の鋼板に対し、ダイレ
    クトスポット溶接時に優先的に歪む降伏強度および鋼板
    板厚とし、前記反対側の鋼板に前記他の鋼板を重ねてダ
    イレクトスポット溶接し、前記他の鋼板と前記反対側の
    鋼板と前記可視面側鋼板とを溶着することを特徴とする
    ダイレクトスポット溶接用積層型制振鋼板のスポット溶
    接接合方法。
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