JP6036438B2 - 高強度抵抗溶接継手およびその製造方法 - Google Patents
高強度抵抗溶接継手およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6036438B2 JP6036438B2 JP2013058398A JP2013058398A JP6036438B2 JP 6036438 B2 JP6036438 B2 JP 6036438B2 JP 2013058398 A JP2013058398 A JP 2013058398A JP 2013058398 A JP2013058398 A JP 2013058398A JP 6036438 B2 JP6036438 B2 JP 6036438B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nugget
- less
- welded joint
- inclusions
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Description
抵抗溶接した継手(以下、溶接継手と称することがある)で、まず重要な特性としては引張強さがある。溶接継手の引張強さには、せん断方向に引張荷重を負荷して測定する引張せん断強さ(TSS)と、剥離方向に引張荷重を負荷して測定する十字引張強さ(CTS)がある。引張せん断強さと十字引張強さの測定方法は、例えば、JIS Z3136、JIS Z3137に規定されている。
従来の技術では、抵抗溶接時の溶接方法を最適化することにより、ナゲット内の硬さやナゲット内の金属組織を制御することでナゲット内の破壊を抑制している。しかしながら、ある確率でナゲット内破壊が起こり、継手強度が低下するという問題を解決できていない。
以上の知見を元に、本発明者等は、様々な成分の鋼板を組み合わせた溶接継手を作製して十字継手引張試験を行い、ナゲット内の介在物とナゲット内脆性破壊との関係を調査した。さらに、ナゲットを詳細に観察することにより、ナゲットの硬さやナゲット内の金属組織を最適化することで、この介在物制御の効果が最大化することを見出し、ナゲット内の耐脆性破壊特性に優れた高強度抵抗溶接継手を完成させた。
即ち、本発明の要旨は以下のとおりである。
[2] 前記ナゲット内に存在する粒子径1μm以上の酸化物系介在物のうち、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を含有する前記酸化物系介在物の個数割合が3%以上であることを特徴とする上記[1]に記載の高強度抵抗溶接継手。
[3] 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、C:0.06〜0.25%、Si+Al:2%以下、Mn:3.0%以下を含有し、残部がFeであることを特徴とする上記[1]または[2]に記載の高強度抵抗溶接継手。
[4] 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、Nb、Ti、V、Taのうちの1種または2種以上を、合計量で0.2%以下を含有することを特徴とする上記[3]に記載の高強度抵抗溶接継手。
[5] 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、Cr、Cu、Ni、Moのうちの1種または2種以上を、合計量で2.0%以下を含有することを特徴とする上記[3]または[4]に記載の高強度抵抗溶接継手。
[6] 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、Bを0.005%以下で含有することを特徴とする上記[3]〜[5]の何れかに記載の高強度抵抗溶接継手。
[7] 上記[1]〜[6]の何れかに記載の高強度抵抗溶接継手を製造する方法であって、抵抗溶接継手を構成する鋼板の平均組成が、質量%で、P:0.03%以下、S:0.01%以下、O:0.003%以下を含有し、さらに、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を合計量で0.005%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物であり、前記鋼板中に含まれる粒子径1μm以上の酸化物系介在物の分布密度が15個/mm2以下であり、さらに、全介在物の最大粒子径が50μm以下である鋼板を用いて抵抗溶接継手を作製することを特徴とする高強度抵抗溶接継手の製造方法。
[8] 抵抗溶接継手を構成する前記鋼板の平均組成が、さらに、質量%で、C:0.06〜0.22%、Si+Al:1.0%以下、Mn:3.0%以下を含有することを特徴とする上記[7]に記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。
[9] さらに、抵抗溶接継手を構成する前記鋼板の平均組成が、質量%で、Nb、Ti、V、Taのうちの1種又は2種以上を、合計量で0.2%以下を含有することを特徴とする上記[8]に記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。
[10] さらに、抵抗溶接継手を構成する鋼板の平均組成で、質量%で、Cr、Cu、Ni、Moのうちの1種又は2種以上を合計量で2.0%以下を含有することを特徴とする上記[8]または[9]に記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。
[11] さらに、抵抗溶接継手を構成する前記鋼板の平均組成が、質量%で、Bを0.005%以下で含有することを特徴とする上記[8]〜[10]の何れかに記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。
なお、この実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために詳細に説明するものであるから、特に指定の無い限り、本発明を限定するものではない。
また、以下の説明において、化学成分組成における各成分の含有量を示す「%」は、特に指定の無い限り「質量%」を示す。
本発明のナゲット内の耐脆性破壊特性に優れた高強度抵抗溶接継手は、ナゲット内の平均組成が、質量%で、P:0.03%以下、S:0.01%以下、O:0.02%以下を含有し、さらに、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を、合計量で0.005%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物であり、ナゲット内の平均硬さがHVで320〜500であり、かつ、ナゲット内に存在する粒子径1μm以上の酸化物系介在物の分布密度が20個/mm2以下であるとともに、全介在物の最大粒子径が50μm以下であり、ナゲット内の金属組織が焼戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトからなる構成とされている。
以下に、本発明におけるナゲット内の形態について、その限定理由を説明する。
ナゲット内の平均硬さがビッカース硬さ(HV)で320未満であると、酸化物系介在物分布にかかわらず、ナゲット内脆性破壊はほとんど起こらない。また、HVで500を超えると、ナゲット径4.5√t以上で、脆性破壊を回避することが困難である。このため、ビッカース硬さの適正範囲を、HVで320〜500の範囲に制限した。また、ナゲット内の平均硬さは、HVで480以下がより望ましい範囲である。なお、ナゲット径5√t以上の場合の上限は、HV:520である。
ナゲット内に存在する酸化物系介在物は、多量に存在すると脆性破壊の起点となり、継手強度低下の原因となる。本発明者等が検討した結果、1μm未満の酸化物系介在物は破壊の起点となっていることが認められなかっことから、1μm以上の酸化物系介在物の量を制限する。1μm以上の酸化物系介在物が20個/mm2を超えると、十字引張試験でのナゲット内破壊傾向が強くなることから、その量を20個/mm2以下に制限した。また、この酸化物系介在物の分布密度は、17個/mm2以下であることがより望ましい。
なお、本発明において説明する酸化物系介在物とは、酸素を含有する介在物であり、酸素と同時にSや他の元素を含んでいても構わない。
ナゲット内に存在する介在物は、脆性破壊の起点となり、継手強度低下の原因となる。この介在物の最大粒子径が50μmを超えると、ナゲット内の脆性破壊傾向が強まり、継手強度が低下するため、その適正範囲を50μm以下に制限した。また、この最大粒子径は、40μm以下がより望ましい範囲である。なお、本発明者等が検討した結果、粗大な介在物に関しては、介在物の種類を問わず、脆性破壊の起点になっていたことから、本発明における「介在物」は、酸化物、窒化物、硫化物など、ナゲット中に存在する全ての介在物とする。
ナゲット内の金属組織は、ナゲット内の脆化傾向に影響を及ぼす因子である。ナゲット内の金属組織を、焼戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトを主組織とすると、介在物を制御した時の脆性破壊傾向が顕著に抑制される。焼戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトの合計面積分率は90%以上であることが好ましい。なお、残部組織としては、フェライト、上部ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトの1種または2種以上を含有しても構わない。
本発明者等が検討した結果、ナゲット内に存在する酸化物系介在物のうち、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を含有する酸化物系介在物が多い場合に、ナゲット内の酸化物が微細化し、ナゲット内脆性破壊が抑制される傾向がある。ナゲット内に存在する粒子径1μm以上の酸化物系介在物のうち、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を含有する酸化物系介在物の個数割合が3%未満であると、効果が観られなかったことから、3%以上を適正範囲とした。
以下に、本発明におけるナゲットの平均組成の限定理由を説明する。
Pは、ナゲット内において固溶状態で存在することにより、ナゲットの脆性破壊傾向を強める。Pが0.03%を超えると、ナゲット内の硬さや、介在物や金属組織の制御をしても、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.03%以下に制限した。P量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、0.003%が実質的な下限である。
Sは、ナゲット内で固溶状態あるいは硫化物として存在することにより、ナゲットの脆性破壊傾向を強める。Sが0.01%を超えると、ナゲット内の硬さや酸化物系介在物や金属組織の制御をしても、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.01%以下に制限した。S量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、0.0001%が実質的な下限である。
Oは、ナゲット中で主に酸化物系介在物として存在することで、ナゲットの脆化に影響する。Oが0.02%を超える場合、酸化物系介在物の量が増加するため、ナゲット内脆性破壊を抑止できない。このため、その適正範囲を0.02%以下に制限した。また、O量は、0.01%以下がより好ましい範囲である。O量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、0.0003%が実質的な下限である。
Mg、La、Ceは、素材鋼板の介在物サイズおよび量と、溶接時に溶融部と外気との反応により形成される酸化物系介在物のサイズと量を制御するために用いられる。素材鋼板に、これらの元素が含有されていると、ナゲット内で形成される介在物が微細化し、ナゲット内の脆性破壊傾向が弱まる。上記各元素の合計量が0.005%を超えると、素材鋼板に含まれる粗大な介在物量が増加し、結果的にナゲット内に包含される介在物が増加し、ナゲットの脆性破壊傾向が強まる。このため、その範囲を0.005%以下に制限した。上記各元素の合計量の下限は特に限定しないが、介在物微細化の効果が発現するのが0.0001%以上であるので、その下限は0.0001%であることが望ましい。
Cは、素材鋼板の組織制御とナゲットの硬さ制御のために用いられる。ナゲット内の平均C量が0.06%未満であると、ナゲットの硬さがHV:320未満となるため、ナゲット内脆性破壊がそもそも起こらず、また、0.25%を超えるとナゲット内の硬さが増加するため、介在物や金属組織の制御をしても、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.06〜0.25%に制限した。また、C量は、0.22%以下がより望ましい範囲内である。
SiおよびAlは、いずれも素材鋼板とナゲットの組織制御と、素材鋼板の介在物サイズおよび量と、溶接時に溶融部と外気との反応により形成される酸化物系介在物のサイズと量を制御するために用いられる。SiとAlの合計量が2%を超えると、ナゲット内の粗大な介在物量が増加し、ナゲットの脆性破壊傾向が強まる。また、合計の含有量が2%を超えると、ナゲット内の焼戻しマルテンサイト量および下部ベイナイト量が減少する傾向になるため、その範囲を2%以下に制限した。SiとAlの合計量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと酸化物が逆に増大する場合があるので、0.003%をその下限とすることが望ましい。
Mnは、素材鋼板とナゲットの組織制御と、素材鋼板の介在物サイズおよび量と、溶接時に溶融部と外気との反応により形成される酸化物系介在物のサイズと量を制御するために用いられる。Mnが3.0%を超えると、ナゲット内の粗大な介在物量が増加し、ナゲットの脆性破壊傾向が強まる。このため、その範囲を3.0%以下に制限した。Mn量の下限は特に限定しないが、Mnが1.0%未満であると、継手強度バラツキが発生しない傾向にあるので、これを下限とすることが望ましい。
Nb、Ti、V、Taは、素材鋼板とナゲット内の組織制御と介在物制御のために用いられる。その合計量が0.2%を超えると、粗大な介在物量が増加するとともに、酸化物系介在物の密度も増加し、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.2%以下に制限した。
Cr、Cu、Ni、Moは、素材鋼板とナゲット内の組織制御に用いられる。この合計量が2.0%を超えると、ナゲット内の介在物量が増加し、ナゲット内破壊が発生する傾向がある。このため、その合計量の範囲を2.0%以下に制限した。上記各元素の合計量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、0.003%が実質的な下限である。
Bは、素材鋼板とナゲット内の組織制御に用いられる。この合計量が0.005%を超えると、B系の粗大介在物が形成される傾向があるとともにナゲット内のマルテンサイト量が増加し、ナゲット内の脆性破壊傾向が増大する。このため、その適正範囲を0.005%以下に制限した。
ナゲット内の平均組成は、以下のようにして求める。
まず始めに、継手を切断してナゲットを含む断面試料を準備する。
次いで、研磨した断面試料のナゲット部について、JIS G0321の表1に記載の規格に従い、定量分析を行うことで、平均組成を求める。
なお、本発明に係る高強度抵抗溶接継手では、ナゲットの直径が4.2√t(tは継手を構成する素材鋼板の平均板厚(mm))以上であるものを対象とする。すなわち、ナゲットの直径が4.5√t以上であることが、より優れた抵抗溶接継手が得られる条件である。
次に、上記構成を備えた本実施形態の高強度抵抗溶接継手を製造する方法について説明する。
本発明の高強度抵抗溶接継手の製造方法は、上記構成の高強度抵抗溶接継手を製造する方法であって、抵抗溶接継手を構成する鋼板の平均組成が、質量%で、P:0.03%以下、S:0.01%以下、O:0.003%以下を含有し、さらに、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を合計量で0.005%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物であり、鋼板中に含まれる粒子径1μm以上の酸化物系介在物の分布密度が15個/mm2以下であり、さらに、全介在物の最大粒子径が50μm以下である鋼板を用いて抵抗溶接継手を作製する方法である。
以下に、本発明において、抵抗溶接継手の作製に用いる鋼板中の介在物について、その限定理由を説明する。
鋼板中に含まれる酸化物系介在物は、抵抗溶接後のナゲット内にも残留する場合があり、ナゲット内破壊の原因となる。1μm以上の酸化物系介在物が15個/mm2を超えると、十字引張試験でのナゲット内破壊傾向が強くなることから、その量を15個/mm2以下に制限した。また、酸化物系介在物の分布密度は、12個/mm2以下であることがより望ましい。なお、本発明において説明する酸化物系介在物とは、ナゲットの平均組成における説明と同様、酸素を含有する介在物であり、Sや他の元素を含んでいても構わない。
鋼板中に含まれる酸化物系介在物は、抵抗溶接後のナゲット内にも残留する場合があり、ナゲット内破壊の原因となる。介在物の最大粒子径が50μmを超えると、溶接後のナゲット内に残存した際に脆性破壊傾向が強まり、継手強度が低下するため、その適正範囲を50μm以下に制限した。また、この最大粒子径は、30μm以下がより望ましい範囲である。なお、本発明者等が検討した結果、鋼板中に含まれる粗大な介在物に関しては、介在物の種類を問わず、脆性破壊の起点になっていたことから、本発明における「介在物」は、酸化物、窒化物、硫化物など、鋼板中に含まれる全ての介在物を対象とする。
以下に、本発明における、継手を構成する鋼板の平均組成の限定理由を説明する。
Pは、ナゲット内において固溶状態で存在することにより、ナゲットの脆性破壊傾向を強める。Pが0.03%を超えると、ナゲット内の硬さや、介在物や金属組織の制御をしても、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.03%以下に制限した。P量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、0.003%が実質的な下限である。
Sは、ナゲット内で固溶状態あるいは硫化物として存在することにより、ナゲットの脆性破壊傾向を強める。Sが0.01%を超えると、ナゲット内の硬さや、酸化物系介在物や金属組織の制御をしても、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.01%以下に制限した。S量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、0.0001%が実質的な下限である。
Oは、主に、酸化物系介在物と、一部固溶状態で素材鋼板中に存在する。素材鋼板中の酸化物系介在物は、溶接後にナゲット中に残留し、ナゲットの脆化に影響するとともに、溶接中における溶融した部分の酸化物形成量にも影響する。Oが0.003%を超えると、酸化物系介在物の量が増加し、ナゲット内の脆性破壊を抑止できない。このため、その適正範囲を0.003%以下に制限した。また、O量は、0.002%以下がより好ましい範囲である。Oの含有量は少ないほど好ましいが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、コスト観点では0.0003%が実質的な下限である。
Mg、La、Ceは、素材鋼板の脱酸のためと、ナゲット内の介在物制御に用いられる。素材鋼板にこれら元素が含有していると、ナゲット内で形成される介在物が微細化し、ナゲット内の脆性破壊傾向が弱まる。その合計量が0.005%を超えると、ナゲット内の粗大な介在物量が増加し、ナゲットの脆性破壊傾向が強まるため、その範囲を0.005%以下に制限した。上記各元素の合計量の下限は特に限定しないが、介在物微細化の効果が発現するのが0.0002%以上であるので、その下限は0.0002%であることが望ましい。
Cは、素材鋼板の組織制御と、ナゲットの硬さ制御のために用いられる。ナゲット内の平均C量が0.06%未満であると、ナゲット硬さがHV:320未満となるため、ナゲット内脆性破壊がそもそも起こらず、また、0.25%を超えるとナゲット内の硬さが増加するため、介在物や金属組織の制御をしても、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.06〜0.25%に制限した。また、C量は、0.22%以下がより望ましい範囲内である。
SiおよびAlは、いずれも素材鋼板とナゲットの組織制御と、素材鋼板の介在物サイズおよび量と、溶接時に溶融部と外気との反応により形成される酸化物系介在物のサイズと量を制御するために用いられる。SiとAlの合計量が2%を超えると、ナゲット内の粗大な介在物量が増加し、ナゲットの脆性破壊傾向が強まる。また、Si+Alの合計の含有量が2%を超えると、ナゲット内の焼戻しマルテンサイト量および下部ベイナイト量が減少する傾向になるため、その範囲を2%以下に制限した。Si+Alの合計含有量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと酸化物が逆に増大する場合があるので、0.003%をその下限とする。
Mnは、素材鋼板とナゲットの組織制御と、素材鋼板の介在物サイズおよび量と、溶接時に溶融部と外気との反応により形成される酸化物系介在物のサイズと量を制御するために用いられる。Mnが3.0%を超えると、ナゲット内の粗大な介在物量が増加し、ナゲットの脆性破壊傾向が強まる。このため、その範囲を3.0%以下に制限した。Mn量の下限は特に限定しないが、Mnが1.0%未満であると、継手強度バラツキが発生しない傾向にあるので、これを下限とすることが望ましい。
Nb、Ti、V、Taは、素材鋼板とナゲット内の組織制御と、介在物制御のために用いられる。その合計量が0.2%を超えると、粗大な介在物量が増加するとともに、酸化物系介在物の密度も増加し、ある確率で発生するナゲット内破壊を完全に抑止できない。このため、その範囲を0.2%以下に制限した。
Cr、Cu、Ni、Moは、素材鋼板とナゲット内の組織制御に用いられる。この合計量が2.0%を超えると、ナゲット内の介在物量が増加し、ナゲット内破壊が発生する傾向がある。このため、その合計量の範囲を2.0%以下に制限した。上記各元素の合計量の下限は特に限定しないが、含有量を減らすと製造コストが高くなるので、0.003%が実質的な下限である。
Bは、素材鋼板とナゲット内の組織制御に用いられる。この合計量が0.005%を超えると、B系の粗大介在物が形成される傾向があるとともに、ナゲット内のマルテンサイト量が増加し、ナゲット内の脆性破壊傾向が増大する。このため、その適正範囲を0.005%以下に制限した。
継手を構成する鋼板の平均組成は、2枚の鋼板の溶接の場合、鋼板AのX元素の含有量をXA、板厚をtA、鋼板BのX元素の含有量をXB、板厚をtBとした時に、X元素の平均組成Xaveは、次式{Xave=(tA・XA+tB・XB)/(tA+tB)}により求める。
また、鋼板の組成分析としては、JIS G0321における表1に記載の規格に従い、定量分析を行う。
本発明の高強度抵抗溶接継手の製造方法において、継手に用いる素材鋼板は、表面にめっきが施されていても構わない。この場合のめっきの種類や、めっきの厚さは特に限定することなく、いずれにおいても本発明に示す効果を得ることができる。
本発明の高強度抵抗溶接継手の製造方法において、スポット溶接を行う溶接条件については特に限定されないが、以下に示す方法で、溶融ナゲットの冷却中の温度履歴を制御することにより、ナゲット内の金属組織を制御することが望ましい。
(A)溶接電流Wpにより、溶接する部分を高温で塑性変形させて鋼板間の隙間を無くす工程と、
(B)溶接電流WC(kA)によって溶融したナゲット部を形成させる工程と、
(C)次いで、加圧力を保持したままで溶接電流を印加せずに、下記(1)式を満たす溶接後冷却時間Ct(ms)を設けることでナゲット部の冷却速度を制御する工程と、
(D)次いで、下記(2)式を満たす後加熱通電電流PC(kA)、および、下記(3)式を満たす後加熱通電時間Pt(ms)で後加熱通電を行い、ナゲット部の加熱あるいは冷却速度を制御する工程と、
(E)次いで、加圧力を保持したまま、下記(4)式を満たす保持時間Ht(ms)を設けることでナゲット部の冷却速度を制御することにより、高強度抵抗溶接継手を製造する。
0≦Ct≦600 ・・・・・(1)
0.40×WC≦PC≦0.95×WC ・・・(2)
30≦Pt≦300 ・・・・・(3)
0≦Ht≦240 ・・・・・(4)
但し、上記(1)〜(4)式において、Ct:溶接後冷却時間(ms)、WC:ナゲット溶接電流(kA)、PC:後加熱通電電流(kA)、Pt:後加熱通電時間(ms)、Ht:保持時間(ms)である。
ここで、上記工程(A)は、主に、ナゲット形成時のナゲットへの酸素侵入を抑制してナゲット内の酸化物を制御するための工程であり、上記工程(B)〜(E)は、ナゲット内の金属組織および介在物を調整するための工程である。
以上説明したような、本発明に係るナゲット内の耐脆性破壊特性に優れた高強度抵抗溶接継手およびその製造方法によれば、上記構成により、高強度鋼板を含む溶接継手の場合でも、高強度であり、かつ、低い継手強度の発生頻度が極めて小さい溶接継手が得られる。これにより、従来の鋼板において、これまで使用不可能であった炭素当量が高い高強度鋼板を用いた溶接継手が実現可能になり、自動車部材の軽量化に貢献する。さらに、ナゲット内脆性破壊に起因した低い継手強度の発生頻度が低下することで、自動車車体の安全性向上に寄与するとともに、溶接部後熱処理の簡略化や、抵抗溶接打点数の低減を通じて、部材の製造コストや生産性向上への寄与が期待できることから、産業上の効果は極めて大きく、また、自動車などの安全性の観点から社会に対する貢献も計り知れない。
先ず、下記表1に示す成分を有する、板厚:1.6mmの鋼板(高強度冷延鋼板、電気めっき鋼板、および、合金化溶融亜鉛めっき鋼板)を準備した。
そして、同鋼種および異鋼種の組合せで各鋼板同士を重ね合わせ、サーボガンタイプの溶接機を用いてスポット溶接を行った。この際、ナゲット内の介在物と金属組織を変化させるために、まず、加圧力5000N、溶接電流4.0kA〜9.0kAの予備通電を行い、次いで、溶接電流6.5kA〜8.0kA、通電時間320msでの本溶接を行った後、40ms間の無通電を経て、さらに、本通電の70%の電流値で300ms間の通電を行い、最後に無通電で200msのホールドを行う条件(条件(1))にてスポット溶接を行い、溶接継手の試験片を作製した。
また、一部の試験片に関しては、加圧力5000N、溶接電流6.5kA〜8.0kA、通電時間320ms、ホールド時間200msの条件(条件(2))にて、スポット溶接を行って溶接継手の試験片を作製した。
以上の溶接条件にて、各板組について、それぞれ11個の十字継手試験片を作製した。
上記方法によって製造した十字継手試験片について、以下のような評価試験を行った。
まず、条件毎に、11個の試験片のうちの1個を用いて、ナゲットのミクロ組織の観察を行い、残りの10個の十字継手試験片を用いて、抵抗スポット溶接継手の十字引張試験方法(JIS Z3137)に基づいて十字継手引張強さ(CTS)の測定を行った。
また、ナゲット内の介在物はSEMにより観察し、介在物を構成する元素については、EDS(エネルギー分散X線分光)法により測定した。
表1、2に示すように、本発明で規定する各条件で作製された抵抗溶接継手(表2中に示す本発明例)は、何れも、CTSが8.2kN以上であり、プラグ率が高いことから、ナゲット内の耐脆性破壊特性に優れ、高強度であることが確認できた。
No.1、No.3は、素材鋼板のC量が少ないため、ナゲットの硬さが低く、ナゲット内破断は観られなかったものの、8.2kN以上の継ぎ手強度が得られなかった例である。
No.5、No.8は、ナゲットの金属組織が適正でなく、さらに、ナゲット内の介在物の最大サイズが大きいか、あるいは、1μm以上の酸化物系介在物の量が多かったため、ナゲット内の破壊が生じ、CTSの低い継手が得られた例、すなわち、強度ばらつきの大きい継ぎ手の例である。
No.16、No.18は、ナゲットの硬さが大きく、かつナゲットの金属組織が適正でなく、さらに、ナゲット内の介在物の最大サイズが大きいか、あるいは、1μm以上の酸化物系介在物の量が多かかったため、ナゲットの脆性破壊が起きる場合があり、強度ばらつきが大きくなった継手の例である。
No.19は、ナゲットの硬さに問題があるために、金属組織の制御を行っても、継ぎ手の脆性破壊が抑制できなかった例である。
No.20、21、23、24、25、27、28は、ナゲット内の平均組成が適正範囲外であるため、ナゲット内の介在物の最大サイズが大きいか、あるいは、1μm以上の酸化物系介在物の量が多かったために、脆性破壊が生じ、CTSのばらつきが大きくなった例である。
Claims (11)
- ナゲット内の平均組成が、質量%で、
P :0.03%以下、
S :0.01%以下、
O :0.02%以下
を含有し、さらに、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を、合計量で0.005%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物であり、
前記ナゲット内の平均硬さがHVで320〜500であり、かつ、前記ナゲット内に存在する粒子径1μm以上の酸化物系介在物の分布密度が20個/mm2以下であるとともに、全介在物の最大粒子径が50μm以下であり、前記ナゲット内の金属組織が焼戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトからなることを特徴とする高強度抵抗溶接継手。 - 前記ナゲット内に存在する粒子径1μm以上の酸化物系介在物のうち、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を含有する前記酸化物系介在物の個数割合が3%以上であることを特徴とする請求項1に記載の高強度抵抗溶接継手。
- 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、
C :0.06〜0.25%、
Si+Al:2%以下、
Mn:3.0%以下
を含有し、残部がFeであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高強度抵抗溶接継手。 - 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、Nb、Ti、V、Taのうちの1種または2種以上を、合計量で0.2%以下を含有することを特徴とする請求項3に記載の高強度抵抗溶接継手。
- 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、Cr、Cu、Ni、Moのうちの1種または2種以上を、合計量で2.0%以下を含有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の高強度抵抗溶接継手。
- 前記ナゲット内の平均組成が、さらに、質量%で、Bを0.005%以下で含有することを特徴とする請求項3〜請求項5の何れか一項に記載の高強度抵抗溶接継手。
- 請求項1〜請求項6の何れかに記載の高強度抵抗溶接継手を製造する方法であって、
抵抗溶接継手を構成する鋼板の平均組成が、質量%で、
P :0.03%以下、
S :0.01%以下、
O :0.003%以下
を含有し、さらに、Mg、La、Ceのうちの1種または2種以上を、合計量で0.005%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物であり、
前記鋼板中に含まれる粒子径1μm以上の酸化物系介在物の分布密度が15個/mm2以下であり、さらに、全介在物の最大粒子径が50μm以下である鋼板を用いて抵抗溶接継手を作製することを特徴とする高強度抵抗溶接継手の製造方法。 - 抵抗溶接継手を構成する前記鋼板の平均組成が、さらに、質量%で、
C :0.06〜0.22%、
Si+Al:1.0%以下、
Mn:3.0%以下
を含有することを特徴とする請求項7に記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。 - さらに、抵抗溶接継手を構成する前記鋼板の平均組成が、質量%で、Nb、Ti、V、Taのうちの1種又は2種以上を、合計量で0.2%以下を含有することを特徴とする請求項8に記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。
- さらに、抵抗溶接継手を構成する鋼板の平均組成で、質量%で、Cr、Cu、Ni、Moのうちの1種又は2種以上を合計量で2.0%以下を含有することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。
- さらに、抵抗溶接継手を構成する前記鋼板の平均組成が、質量%で、Bを0.005%以下で含有することを特徴とする請求項8〜請求項10の何れか一項に記載の高強度抵抗溶接継手の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013058398A JP6036438B2 (ja) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 高強度抵抗溶接継手およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013058398A JP6036438B2 (ja) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 高強度抵抗溶接継手およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014180698A JP2014180698A (ja) | 2014-09-29 |
JP6036438B2 true JP6036438B2 (ja) | 2016-11-30 |
Family
ID=51699901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013058398A Active JP6036438B2 (ja) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 高強度抵抗溶接継手およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6036438B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110306129A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-10-08 | 贝斯山钢(山东)钢板有限公司 | 一种特厚铲斗和铲刃用耐磨钢板及其制造方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108136535B (zh) * | 2015-10-16 | 2020-06-12 | 日本制铁株式会社 | 点焊接头和点焊方法 |
WO2021123887A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Arcelormittal | High toughness hot rolled steel sheet and method of manufacturing the same |
MX2023013529A (es) * | 2021-05-26 | 2024-01-08 | Jfe Steel Corp | Miembro de automovil y metodo de soldadura de puntos por resistencia. |
CN118043157A (zh) * | 2021-10-12 | 2024-05-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 电阻点焊接头及其电阻点焊方法 |
WO2023176890A1 (ja) | 2022-03-15 | 2023-09-21 | 日本製鉄株式会社 | スポット溶接継手、スポット溶接継手の製造方法、スポット溶接継手用の高強度鋼部材、及びスポット溶接継手用の高強度鋼部材の製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5948709B2 (ja) * | 1980-12-24 | 1984-11-28 | 川崎製鉄株式会社 | 硬化性の著しい鋼の電気抵抗溶接法 |
JP5142068B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2013-02-13 | 日産自動車株式会社 | 抵抗スポット溶接用高張力鋼板及びその接合方法 |
JP5182855B2 (ja) * | 2007-11-28 | 2013-04-17 | 日産自動車株式会社 | 抵抗溶接鋼板 |
JP2009138223A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Honda Motor Co Ltd | 高強度鋼板およびそれを用いた車両用強度部材、ならびに車両用強度部材の製造方法 |
JP2012102370A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Nippon Steel Corp | 溶接後の溶接部強度に優れるスポット溶接用鋼板、及び、溶接部の強度に優れるスポット溶接継手 |
JP5549618B2 (ja) * | 2011-02-15 | 2014-07-16 | 新日鐵住金株式会社 | 引張強度980MPa以上のスポット溶接用高強度鋼板 |
-
2013
- 2013-03-21 JP JP2013058398A patent/JP6036438B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110306129A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-10-08 | 贝斯山钢(山东)钢板有限公司 | 一种特厚铲斗和铲刃用耐磨钢板及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014180698A (ja) | 2014-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220176490A1 (en) | Method for manufacturing equal-strength steel thin-wall welding component with aluminum or aluminum alloy plating | |
JP6194765B2 (ja) | 高強度鋼板のスポット溶接方法 | |
KR101805284B1 (ko) | 스폿 용접 조인트 및 스폿 용접 방법 | |
EP3473740B1 (en) | Automobile member having resistance weld | |
JP6036438B2 (ja) | 高強度抵抗溶接継手およびその製造方法 | |
JP5142068B2 (ja) | 抵抗スポット溶接用高張力鋼板及びその接合方法 | |
JP5641158B2 (ja) | スポット溶接継手 | |
WO2022249650A1 (ja) | 自動車用部材およびその抵抗スポット溶接方法 | |
JP5264235B2 (ja) | 耐溶融金属脆化割れ性に優れた高降伏比型Zn−Al−Mg系めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP2012102370A (ja) | 溶接後の溶接部強度に優れるスポット溶接用鋼板、及び、溶接部の強度に優れるスポット溶接継手 | |
EP3862123A1 (en) | Joined structure and method for manufacturing joined structure | |
JP5008173B2 (ja) | 抵抗溶接用高張力鋼板及びその接合方法 | |
JP2018024907A (ja) | 鋼板およびその鋼板の製造方法 | |
JP2010214466A (ja) | 高強度薄鋼板の溶接方法 | |
JP5008172B2 (ja) | 抵抗溶接用高張力鋼板及びその接合方法 | |
JP7480929B1 (ja) | 抵抗スポット溶接継手およびその抵抗スポット溶接方法 | |
WO2023021922A1 (ja) | 抵抗スポット溶接継手およびその抵抗スポット溶接方法 | |
WO2024127866A1 (ja) | 抵抗スポット溶接継手およびその抵抗スポット溶接方法 | |
WO2023153247A1 (ja) | 抵抗スポット溶接継手および抵抗スポット溶接方法 | |
JP7513229B1 (ja) | 溶接継手の製造方法および溶接継手 | |
WO2023063098A1 (ja) | 抵抗スポット溶接継手およびその抵抗スポット溶接方法 | |
WO2022249651A1 (ja) | 抵抗スポット溶接部材およびその抵抗スポット溶接方法 | |
WO2024162195A1 (ja) | 溶接継手の製造方法および溶接継手 | |
WO2023080076A1 (ja) | 抵抗スポット溶接部材およびその抵抗スポット溶接方法 | |
WO2022107580A1 (ja) | スポット溶接用めっき鋼板、接合部材、及び自動車用部材、並びに接合部材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160908 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161017 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6036438 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |