JP5942392B2 - 高張力鋼板の抵抗スポット溶接方法 - Google Patents
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ここで、%は質量%を意味している。
通電により所定の径のナゲットを形成する本工程と、
加圧しつつ無通電とする中間工程と、
再通電を行なう後工程とを有し、
該後工程において、最もコロナボンドに近いナゲットと非溶融部の界面における最高温度TTが、
TT>Ac3・・・(2)
となることを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
なお、ここでAc3は、下記(3)式で定義される値であり、各元素の%はナゲットに含有される元素量を質量%で表示したものであり、含有しない場合には0とする。
Ac3(℃)=910−203√(%C)−15.2√(%Ni)+44.7(%Si)+104(%V)+31.5(%Mo)+13.1(%W)・・・(3)
[2]前記中間工程において、最もコロナボンドに近いナゲットと非溶融部の界面における最低温度TUが、 前記最高温度TTよりも小さく、
TT>TU>Ac1・・・(4)
となることを特徴とする前記[1]に記載の抵抗スポット溶接方法。
なお、ここでAc1は、下記(5)式で定義される値であり、各元素の%はナゲットに含有される元素量を質量%で表示したものであり、含有しない場合には0とする。
Ac1(℃)=723−10.7(%Mn)−16.9(%Ni)+29.1(%Si)+16.9(%Cr)+290(%As)+6.38(%W)・・・(5)
[3]前記中間工程後において、前記最低温度TU(℃)から、前記再通電した後の前記最高温度TT(℃)までの平均昇温速度Rt(℃/s)が、
3000<Rt<15000・・・(6)
の範囲にあることを特徴とする前記[2]に記載の抵抗スポット溶接方法。
本工程
まず、通電により所定の径のナゲットを形成する(本工程)。このとき、ナゲット径(mm)は少なくとも3√t(t:板厚mm)以上であることが溶接部の健全性を確実に確保するのに好ましい。
中間工程
この本工程の後、加圧力を保持したまま、無通電にて維持する中間工程が必要である。まず電極で溶接部を加圧しながら無通電にて冷却することにより凝固させることが重要であることが分かった。これは、連続通電などにより冷却速度を遅くした場合、偏析が助長される結果となるからである。
後工程
中間工程の後、再通電を行なう後工程がある。通電方式としては、例えば、図4のように後工程の通電の際、加熱速度を制御するためスロープの設定を行い、高電流とすることが考えられる。再通電により偏析を拡散するためには拡散速度を速くする必要があり、融点を超えない程度に高温であることが必要である。
TT>Ac3・・・(2)
となることが必要である。最もコロナボンドに近いナゲットと非溶融部の界面とは、拡大図で示すと図2(b)となる。この領域に着目したのは以下のとおりである。ナゲットの破断プロセスにおいて、コロナボンドの強度は低いため低い荷重で破断する。コロナボンドの破断はナゲットの端部に達し、ナゲットや熱影響部の破壊が開始するまでは停止する。き裂端部、すなわちコロナボンドに近い、あるいは接するナゲットと被溶融部の界面には高い応力集中がかかっている。したがって、ナゲットのき裂の発生を抑制するためには、図2(b)の位置の温度を制御することが重要である。
この界面がAc3よりも大きいことが必要なのは十分な元素の拡散を確保するためである。
ここで、各元素の%はナゲットに含有される元素量を質量%で表示したものであり、含有しない場合には0とする。
また、偏析の緩和を十分に短時間で達成するためには、元素の拡散距離がより長くなる1000℃以上の高温がさらに好ましい。
TT>TU>Ac1・・・(4)
とすることが好ましい。これは、最もコロナボンドに近いナゲットと非溶融部の界面における最低温度をAc1を超えるようにするのは少なくとも二相域温度以上とすることで、固有抵抗を活用することができるからである。
で表される。
3000<Rt<15000・・・(6)
の範囲とすることが好ましい。この温度範囲に限定することにより、不要な加熱をおさえ、ナゲットの偏析の抑制することがより効率的にできるほか、溶接時間の短縮化にも寄与できる。ただし、昇温速度が速過ぎる場合は制御が困難となることがあるため、3000<Rt≦10000の範囲がより望ましい。
2 上の鋼板
3 板組
4 下の電極チップ
5 上の電極チップ
6 ナゲット
t 総板厚(mm)
d ナゲット径(mm)
Claims (5)
- 二枚以上の鋼板を重ね合せた板組を、一対の溶接電極で挟持し、加圧し、通電して溶接する抵抗スポット溶接方法であって、
通電によりナゲットを形成する本工程と、
加圧しつつ無通電とする中間工程と、
再通電を行なう後工程とを有し、
該後工程において、最もコロナボンドに近いナゲットと非溶融部の界面における最高温度TTが、
TT>Ac3・・・(2)
となることを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
なお、ここでAc3は、下記(3)式で定義される値であり、各元素の%はナゲットに含有される元素量を質量%で表示したものであり、含有しない場合には0とする。
Ac3(℃)=910−203√(%C)−15.2√(%Ni)+44.7(%Si)+104(%V)+31.5(%Mo)+13.1(%W)・・・(3) - 前記後工程は、スロープを有する通電を行うことを特徴とする請求項1に記載の抵抗スポット溶接方法。
- 前記後工程の電流値は、7.2(kA)以上8.4(kA)以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の抵抗スポット溶接方法。
- 前記中間工程において、最もコロナボンドに近いナゲットと非溶融部の界面における最低温度TUが、前記最高温度TTよりも小さく、
TT>TU>Ac1・・・(4)
となることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の抵抗スポット溶接方法。
なお、ここでAc1は、下記(5)式で定義される値であり、各元素の%はナゲットに含有される元素量を質量%で表示したものであり、含有しない場合には0とする。
Ac1(℃)=723−10.7(%Mn)−16.9(%Ni)+29.1(%Si
)+16.9(%Cr)+290(%As)+6.38(%W)・・・(5) - 前記中間工程後において、前記最低温度TU(℃)から、前記再通電した後の前記最高
温度TT(℃)までの平均昇温速度Rt(℃/s)が、
3000<Rt<15000・・・(6)
の範囲にあることを特徴とする請求項4に記載の抵抗スポット溶接方法。
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