JP6225717B2 - Formation method of welded joint - Google Patents
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Description
本発明は、溶接継手の形成方法に関し、特に、複数の鋼板に対してマッシュシーム溶接を行うために用いて好適なものである。 The present invention relates to a method for forming a welded joint, and is particularly suitable for use in performing mash seam welding on a plurality of steel plates.
例えば、鉄鋼製造プロセスにおいて、冷間圧延工程により製造されたコイルを、後工程(連続焼鈍工程やめっき工程)で連続的に処理するために、コイルの先端と尾端とをマッシュシーム溶接により接合することが行われている。
マッシュシーム溶接では、円板電極の幅よりも鋼板の重ね代を小さくし、複数の鋼板の重ね合わせ部に対して、上下から一対の円板電極により加圧及び通電し、当該一対の円板電極を回転させながら溶接予定箇所に沿って移動させることにより、当該溶接予定箇所を連続的に溶接する。
For example, in the steel manufacturing process, the tip and tail ends of the coil are joined by mash seam welding in order to continuously process the coil manufactured by the cold rolling process in the subsequent process (continuous annealing process or plating process). To be done.
In mash seam welding, the overlap margin of the steel plates is made smaller than the width of the disc electrodes, and a pair of discs is pressed and energized by a pair of disc electrodes from above and below the overlap portion of the plurality of steel plates. By moving the electrode along the planned welding location while rotating the electrode, the planned welding location is continuously welded.
高強度鋼板等の硬い鋼板を溶接した場合、接合予定箇所が溶接過程で加熱及び急速冷却されることによってマルテンサイトが形成されるため、接合部(溶融金属の凝固部と熱影響部)が硬くて脆い組織になる。このため、接合部が破断する虞がある(前述した用途では、コイルの接合部が後工程で破断する虞がある)。また、接合部が硬くて脆くなるため、接合部の加工が容易でなくなる虞がある。 When a hard steel plate such as a high-strength steel plate is welded, martensite is formed by heating and rapid cooling of the planned joint location during the welding process, so the joint (solidified and heat-affected zone of the molten metal) is hard. It becomes a brittle organization. For this reason, there exists a possibility that a junction part may fracture | rupture (in the use mentioned above, there exists a possibility that the junction part of a coil may fracture | rupture in a post process). In addition, since the joint portion is hard and brittle, the joint portion may not be easily processed.
そこで、抵抗スポット溶接においては、鋼板の重ね合わせ部に対し、上下から一対の電極により加圧及び通電して抵抗スポット溶接を行った後、当該電極により再度加圧及び通電してスポット溶接部に対してテンパー処理(焼戻し)を行うことが提案されている(特許文献1を参照)。
また、円板電極の幅よりも鋼板の重ね代を大きくして行うラップシーム溶接においては、ラップシーム溶接を行った後、成形熱源を用いてシーム溶接部に対してテンパー処理(焼戻し)を行うことが提案されている(特許文献2を参照)。
Therefore, in resistance spot welding, after applying resistance spot welding by pressing and energizing with a pair of electrodes from above and below the overlapped portion of the steel plates, pressurizing and energizing again with the electrodes to the spot welded portion. On the other hand, it has been proposed to perform tempering (tempering) (see Patent Document 1).
In lap seam welding, in which the overlap of the steel plates is made larger than the width of the disk electrode, lap seam welding is performed, and then the temper treatment (tempering) is performed on the seam welded portion using a forming heat source. Has been proposed (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に記載のような抵抗スポット溶接では、電極を鋼板に接触させながら鋼板の面方向に移動させることをしないので、抵抗スポット溶接に対する技術を、電極を回転させながら鋼板の重ね合わせ部を連続的に溶接するシーム溶接にそのまま適用することはできない。
また、特許文献2に記載の技術では、成形熱源として、成形抵抗加熱コイルや、成形誘導コイル等を用いる。したがって、テンパー処理(焼入れ)を行うための設備が大掛かりなものになる虞がある。
However, in resistance spot welding as described in Patent Document 1, since the electrode is not moved in the surface direction of the steel sheet while being in contact with the steel sheet, the technique for resistance spot welding is performed by overlapping the steel sheets while rotating the electrode. It cannot be applied as it is to seam welding in which parts are continuously welded.
In the technique described in
ところで、マッシュシーム溶接を行うと、接合部の厚みが厚くなることから、接合部に対して、上下からスエージングロール(プラニッシュロールともいう)で加圧して接合部の厚みを他の領域の厚みに近づけるようにすることが提案されている(特許文献3を参照)。
しかしながら、特許文献3に記載の技術では、スエージングロールとして、マッシュシーム溶接のときに用いるロールとは異種の鋼鉄製のロールを用いる。このため、スエージングを行うための設備が大掛かりなものになる虞がある。
By the way, when mash seam welding is performed, the thickness of the joint portion increases, so the joint portion is pressed with a swaging roll (also referred to as a “planish roll”) from above and below to reduce the thickness of the joint portion to other regions. It has been proposed to approximate the thickness (see Patent Document 3).
However, in the technique described in Patent Document 3, a steel roll different from the roll used in mash seam welding is used as the swaging roll. For this reason, there is a possibility that the equipment for performing swaging may become large.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善させることを可及的に簡単な構成で実現することを第1の目的とする。
また、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善させることに加えて、鋼板の重ね合わせ部の厚みを制御することを、可及的に簡単な構成で実現することを第2の目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is a first object of the present invention to improve the mechanical characteristics of a joint formed by mash seam welding with the simplest possible structure. 1 purpose.
Further, in addition to improving the mechanical properties of the joint formed by mash seam welding, the second is to realize the control of the thickness of the overlapped portion of the steel plates with the simplest possible structure. The purpose.
本発明の溶接継手の形成方法の第1の例は、複数の鋼板の重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接を行って溶接継手を形成する溶接継手の形成方法であって、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、前記第1の工程で使用される前記上側円板電極及び前記下側円板電極と、前記第2の工程で使用される前記上側円板電極及び前記下側円板電極と、が同じであり、前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であることを特徴とする。
本発明の溶接継手の形成方法の第2の例は、複数の鋼板の重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接を行って溶接継手を形成する溶接継手の形成方法であって、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であり、前記第1の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP1[kN]とし、前記第1の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV1[m/min]とし、前記第1の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI1[kN]とし、前記第2の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP2[kN]とし、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV2[m/min]とし、前記第2の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI2[kN]とした場合に、以下の(B)式、(C)式、及び(D)式が成り立つことを特徴とする。
本発明の溶接継手の形成方法の第3の例は、複数の鋼板の重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接を行って溶接継手を形成する溶接継手の形成方法であって、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、前記第2の工程は、前記接合部に対して前記熱処理を行うことと、前記重ね合わせ部の厚みをその他の領域の厚みに近づける加工を行うことと、を同時に行い、前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であることを特徴とする。
本発明の溶接継手の形成方法の第4の例は、複数の鋼板の重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接を行って溶接継手を形成する溶接継手の形成方法であって、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、前記第1の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動方向と、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動方向と、が逆方向であり、前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であることを特徴とする。
Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] ・・・(A)
1.0×P1≦P2≦1.5×P1 ・・・(B)
0.4×V1≦V2≦0.8×V1 ・・・(C)
1.0×I1≦I2≦1.5×I1 ・・・(D)
ここで、[C]、[Si]、[Mn]、[P]、及び[S]は、それぞれC、Si、Mn、P、及びSの含有量(質量%)である。
A first example of a method for forming a welded joint according to the present invention is a welded joint forming method for forming a welded joint by performing mash seam welding on an overlapped portion of a plurality of steel plates. An upper disk electrode and a lower disk electrode arranged above and below, respectively, with the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy rotated, respectively. While performing pressurization and energization with respect to the planned joining location of the overlapped portion by the side disc electrode, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged in the plurality of locations along the planned joining location. A first step of performing mash seam welding on a planned joining portion of the overlapped portion by moving the steel plate relative to the steel plate, and forming the bonded portion, and after the first step, the overlap Upper circle placed above and below the mating part An electrode and a lower disk electrode, each of which is an upper disk electrode and a lower disk electrode made of a copper alloy and is rotated by the upper disk electrode and the lower disk electrode. The upper disk electrode and the lower disk electrode are moved relative to the plurality of steel plates so as to be along the bonding portion while being pressurized and energized. A second step of performing heat treatment on the part, and the upper disc electrode and the lower disc electrode used in the first step, and the second step used in the second step The upper disk electrode and the lower disk electrode are the same, and the carbon equivalent Ceq represented by the following formula (A) of at least one of the plurality of steel plates is 0.31. [Mass%] or more.
A second example of a method for forming a welded joint according to the present invention is a welded joint forming method for forming a welded joint by performing mash seam welding on a plurality of overlapped portions of steel plates, An upper disk electrode and a lower disk electrode arranged above and below, respectively, with the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy rotated, respectively. While performing pressurization and energization with respect to the planned joining location of the overlapped portion by the side disc electrode, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged in the plurality of locations along the planned joining location. A first step of performing mash seam welding on a planned joining portion of the overlapped portion by moving the steel plate relative to the steel plate, and forming the bonded portion, and after the first step, the overlap Upper circle placed above and below the mating part An electrode and a lower disk electrode, each of which is an upper disk electrode and a lower disk electrode made of a copper alloy and is rotated by the upper disk electrode and the lower disk electrode. The upper disk electrode and the lower disk electrode are moved relative to the plurality of steel plates so as to be along the bonding portion while being pressurized and energized. A carbon equivalent Ceq represented by the following formula (A) of at least one steel plate of the plurality of steel plates is 0.31 [ Mass%] or more, and a pressure applied to the overlapping portion in the first step is P1 [kN], and the upper disk electrode and the lower circle in the first step The relative movement speed of the plate electrode with respect to the plurality of steel plates. The welding speed is set to V1 [m / min], the welding current that is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the first step is set to I1 [kN], and the overlapping portion is set to the overlapped portion in the second step. The applied pressure that is the applied pressure is P2 [kN], and the welding speed that is the relative moving speed of the upper disk electrode and the lower disk electrode in the second step with respect to the plurality of steel plates is V2. When [m / min] and the welding current, which is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the second step, is I2 [kN], the following formulas (B), (C), and ( D) Formula is satisfied, It is characterized by the above.
A third example of the method for forming a welded joint according to the present invention is a welded joint forming method for forming a welded joint by performing mash seam welding on an overlapped portion of a plurality of steel plates. An upper disk electrode and a lower disk electrode arranged above and below, respectively, with the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy rotated, respectively. While performing pressurization and energization with respect to the planned joining location of the overlapped portion by the side disc electrode, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged in the plurality of locations along the planned joining location. A first step of performing mash seam welding on a planned joining portion of the overlapped portion by moving the steel plate relative to the steel plate, and forming the bonded portion, and after the first step, the overlap Upper circle placed above and below the mating part An electrode and a lower disk electrode, each of which is an upper disk electrode and a lower disk electrode made of a copper alloy and is rotated by the upper disk electrode and the lower disk electrode. The upper disk electrode and the lower disk electrode are moved relative to the plurality of steel plates so as to be along the bonding portion while being pressurized and energized. A second step of performing a heat treatment on the part, wherein the second step performs the heat treatment on the joint, and changes the thickness of the overlapping portion to the thickness of the other region. The carbon equivalent Ceq represented by the following formula (A) of at least one steel plate among the plurality of steel plates is 0.31 [% by mass] or more. It is characterized by that.
A fourth example of the method for forming a welded joint according to the present invention is a welded joint forming method for forming a welded joint by performing mash seam welding on an overlapped portion of a plurality of steel plates. An upper disk electrode and a lower disk electrode arranged above and below, respectively, with the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy rotated, respectively. While performing pressurization and energization with respect to the planned joining location of the overlapped portion by the side disc electrode, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged in the plurality of locations along the planned joining location. A first step of performing mash seam welding on a planned joining portion of the overlapped portion by moving the steel plate relative to the steel plate, and forming the bonded portion, and after the first step, the overlap Upper circle placed above and below the mating part An electrode and a lower disk electrode, each of which is an upper disk electrode and a lower disk electrode made of a copper alloy and is rotated by the upper disk electrode and the lower disk electrode. The upper disk electrode and the lower disk electrode are moved relative to the plurality of steel plates so as to be along the bonding portion while being pressurized and energized. A second step of performing heat treatment on the part, and the relative movement direction of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the first step with respect to the plurality of steel plates, and The relative moving direction of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the second step with respect to the plurality of steel plates is opposite, and at least one of the plurality of steel plates The carbon equivalent Ceq represented by the following formula (A) is 0 And characterized in that 31 [wt%] or more.
Ceq = [C] + [Si] / 30 + [Mn] / 20 + 2 [P] +4 [S] (A)
1.0 × P1 ≦ P2 ≦ 1.5 × P1 (B)
0.4 × V1 ≦ V2 ≦ 0.8 × V1 (C)
1.0 × I1 ≦ I2 ≦ 1.5 × I1 (D)
Here, [C], [Si], [Mn], [P], and [S] are the contents (mass%) of C, Si, Mn, P, and S, respectively.
本発明によれば、同種の銅合金製の円板電極により、マッシュシーム溶接と熱処理を行うようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善させることを可及的に簡単な構成で実現することができる。
また、同種の銅合金製の円板電極により、熱処理を行うに際し、重ね合わせ部の厚みを低減する加工も同時に行うようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された接合部の機械的特性を改善することに加え、重ね合わせ部の厚みを制御することを、可及的に簡単な構成で実現することができる。
According to the present invention, mash seam welding and heat treatment are performed using a disc electrode made of the same kind of copper alloy. Therefore, it is possible to improve the mechanical characteristics of the joint formed by mash seam welding with the simplest possible structure.
In addition, with the same kind of copper alloy disk electrode, when the heat treatment is performed, the processing for reducing the thickness of the overlapped portion is also performed at the same time. Therefore, in addition to improving the mechanical properties of the joint formed by mash seam welding, it is possible to control the thickness of the overlapping portion with the simplest possible structure.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
<シーム溶接機の構成>
図1は、シーム溶接機100の構成の一例を示す図である。尚、説明の都合上、各図において、必要に応じて、必要な部分のみを簡略化して示す。また、各図に付しているx、y、z座標は、各図における方向の関係を示すものであり、x、y、z座標の原点は、必ずしも各図に示す位置にはない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.
<Configuration of seam welder>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図1において、シーム溶接機100は、上側円板電極110aと、下側円板電極110bと、上側電極ヘッド120aと、下側電極ヘッド120bと、上腕部130aと、下腕部130bと、加圧装置140と、機体150と、溶接電源160と、を有する。
In FIG. 1, a
上側円板電極110aと下側円板電極110bは、円板状の電極である。上側円板電極110aと下側円板電極110bは、共に銅合金製の電極である。本実施形態では、上側円板電極110aと下側円板電極110bは、共にCu-Cr合金製の電極である。また、本実施形態では、上側円板電極110aと下側円板電極110bは、同一のものである。
上側円板電極110aと下側円板電極110bの先端面(図1において上側円板電極110aと下側円板電極110bとが対向する面)の形状は、平滑な平坦形(所謂フラット形;F形)である。
The
The shape of the tip surfaces of the
上側円板電極110a、下側円板電極110bは、それぞれ、上側電極ヘッド120a、下側電極ヘッド120bに、回転が可能となるように取り付けられる。本実施形態では、上側電極ヘッド120aに配置されているギア等の回転機構により、上側円板電極110aが回転し、この上側円板電極110aの回転に伴い、下側円板電極110bが回転するようにしている。すなわち、本実施形態では、上側円板電極110aを駆動して下側円板電極110bを従動させる軸駆動を行うようにしている。
また、本実施形態では、上側電極ヘッド120aと下側電極ヘッド120bが、それぞれ正転と逆転とのそれぞれの回転を行うように前記回転機構が構成される。尚、上側円盤電極110aと下側円板電極110bは、反対方向に回転する。例えば、上側円盤電極110aが時計回りの方向に回転しているときには、下側円板電極110bは反時計回りの方向に回転する。
The
In the present embodiment, the rotation mechanism is configured so that the
上腕部130aは、上側円板電極110aが取り付けられた上側電極ヘッド120aを支持するためのものである。図1に示すように、上側電極ヘッド120aの上面が上腕部130aの内部に配設されている加圧装置140の可動軸141の下面と対向するように、上側電極ヘッド120aが取り付けられる。本実施形態では、上腕部130aに配設されている可動軸141は、後述する加圧装置140の動作により、高さ方向(z軸方向)に動くことが可能になるように、機体150に取り付けられる。
下腕部130bは、下側円板電極110bが取り付けられた下側電極ヘッド120bを支持するためのものである。図1に示すように、下側電極ヘッド120bの下面が下腕部130bの上面と対向するように、下側電極ヘッド120bが下腕部130bに取り付けられる。本実施形態では、下腕部130bは、動くことがないように機体150に取り付けられる(固定される)。
The
The
加圧装置140は、上腕部130aに取り付けられ、上腕部130a、上側電極ヘッド120a、上側円板電極110aを介して、被溶接材である鋼板を加圧するためのものである。図1に示すように、加圧装置140に配設された可動軸141の下面が上側電極ヘッド120aの上面と対向するように、加圧装置140が上腕部130aに取り付けられる。
溶接電源160は、上側電極ヘッド120a、下側電極ヘッド120bを介して上側円板電極110a、下側円板電極110bと電気的に接続され、上側円板電極110a、下側円板電極110bを介して、被溶接材である鋼板に電力を供給するためのものである。本実施形態では、溶接電源160は、単相交流電源であり、単相交流電力を連続的に供給する。
The pressurizing
The
尚、上側円板電極110aと下側円板電極110bが正転と逆転とを行うこと以外は、マッシュシーム溶接を行う公知のシーム溶接機で実現することができる。
例えば、上側円板電極110aと下側円板電極110bの先端面の形状は、前述した形状に限定されない。例えば、上側円板電極110aと下側円板電極110bの先端面の両端部(図1のx軸方向の両端部)に曲率半径Rが1[mm]〜5[mm]程度(R1〜R5程度)の面取りがなされるようにしてもよい。このようにすれば、上側円板電極110aと下側円板電極110bの先端面の両端部が被溶接材である鋼板に接触することにより無効分流が増大することを抑制することができる。また、上側円板電極110aと下側円板電極110bの少なくとも一方の先端面が、曲率半径Rが150[mm]〜250[mm]程度の曲率を有するようにしてもよい。
In addition, it can implement | achieve with the well-known seam welding machine which performs mash seam welding except that the
For example, the shapes of the tip surfaces of the
また、上側円板電極110aと下側円板電極110bの駆動方式は、軸駆動に限定されず、例えば、円周駆動(円板電極の円周部をナール等で駆動する方式)を採用してもよい。
また、溶接電源160は、単相交流電源に限定されず、マッシュシーム溶接に適用可能なその他の電源(例えば、三相交流電源、単相整流式の直流電源、直流インバータ、交流インバータ等)であってもよい。また、溶接電源160は、連続通電するものでなくてもよい(すなわち、断続通電するものでもよい)。
Further, the driving method of the
The
この他、図1では、上側円板電極110aと下側円板電極110bの面方向がy軸方向を向くように上側円板電極110aと下側円板電極110bを配置する場合(いわゆる横シーム溶接機)を例に挙げて示しているが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、上側円板電極110aと下側円板電極110bの面方向がx軸方向を向くように上側円板電極110aと下側円板電極110bを配置するようにしてもよい(いわゆる縦シーム溶接機であってもよい)。
In addition, in FIG. 1, when the
図2は、マッシュシーム溶接を行う際の、被溶接材である鋼板と、上側円板電極110a及び下側円板電極110bの配置の一例を示す図である。具体的に図2(a)は、溶接を行う方向(y軸方向)に沿う方向から見た場合の配置を示す図であり、図2(b)は、溶接を行う方向(y軸方向)を水平方向にして見た場合の配置を示す図である。
まず、本実施形態の被溶接材である鋼板について説明する。
本実施形態では、被溶接材である2枚以上の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(1)式で表される炭素当量Ceqを、0.31[質量%]以上とする。
Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] ・・・(1)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an arrangement of a steel plate, which is a material to be welded, and an
First, a steel plate that is a material to be welded according to the present embodiment will be described.
In this embodiment, the carbon equivalent Ceq represented by the following formula (1) of at least one of the two or more steel plates that are the welded materials is 0.31 [% by mass] or more. .
Ceq = [C] + [Si] / 30 + [Mn] / 20 + 2 [P] +4 [S] (1)
(1)式において、[C]、[Si]、[Mn]、[P]および[S]は、それぞれC、Si、Mn、P及びSの含有量(質量%)である。尚、以下の説明では、(1)式で表される炭素当量Ceqを必要に応じて炭素当量Ceqと略称する。
炭素当量Ceqは、接合部の割れ感受性を示すものである。この炭素当量Ceqが0.31[質量%]以上になると、マッシュシーム溶接による接合部の破断(ナゲット内破断等)が生じやすくなり、接合部の特性が劣化するという傾向が確認されている。このため、このような接合部に対して後述する熱処理を行うことによって接合部の機械的特性の改善を図ることができる。被溶接材である全ての鋼板の炭素当量Ceqが0.31[質量%]未満である場合であっても、後述する熱処理を行うことはできるが、このような鋼板では、マッシュシーム溶接による接合部の特性の劣化が小さい(後述する熱処理を行う意味合いが小さい)。そこで、本実施形態では、前述したように、被溶接材である2枚以上の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の炭素当量Ceqを、0.31[質量%]以上とする。
In the formula (1), [C], [Si], [Mn], [P] and [S] are the contents (mass%) of C, Si, Mn, P and S, respectively. In the following description, the carbon equivalent Ceq represented by the formula (1) is abbreviated as carbon equivalent Ceq as necessary.
The carbon equivalent Ceq indicates the cracking sensitivity of the joint. It has been confirmed that when the carbon equivalent Ceq is 0.31 [% by mass] or more, breakage of the joint due to mash seam welding (break in the nugget etc.) is likely to occur, and the characteristics of the joint deteriorate. For this reason, the mechanical properties of the joint can be improved by performing a heat treatment described later on such a joint. Even if the carbon equivalent Ceq of all the steel plates to be welded is less than 0.31 [mass%], the heat treatment described later can be performed, but with such steel plates, joining by mash seam welding is possible. The deterioration of the characteristics of the part is small (the significance of performing the heat treatment described later is small). Therefore, in the present embodiment, as described above, the carbon equivalent Ceq of at least one of the two or more steel plates as the welded material is set to 0.31 [% by mass] or more.
尚、ここでは、非特許文献1の243頁の(4.9b)式に基づき、抵抗スポット溶接における短時間保持の場合の炭素当量を採用した。この式は、抵抗スポット溶接部の炭素当量Ceqを示すものである。抵抗スポット溶接では溶接時に電極を鋼板の面方向に移動させることはないものの、抵抗スポット溶接もマッシュシーム溶接も同じ抵抗溶接であり、個々の接合部における加熱・冷却パターンにも大きな差がないという観点から、本実施形態では、この式を採用した。ここで、長時間保持の場合の炭素当量を採用せずに短時間保持の場合の炭素当量を採用しているのは、マッシュシーム溶接では円板電極は回転し、接合部の上下の位置で停止しないからである。 Here, based on the equation (4.9b) on page 243 of Non-Patent Document 1, the carbon equivalent in the case of short-time holding in resistance spot welding was adopted. This equation shows the carbon equivalent Ceq of the resistance spot weld. Resistance spot welding does not move the electrode in the plane of the steel plate during welding, but resistance spot welding and mash seam welding are the same resistance welding, and there is no significant difference in heating / cooling patterns at individual joints. From the viewpoint, this formula is adopted in the present embodiment. Here, the carbon equivalent in the case of holding for a short time without adopting the carbon equivalent in the case of holding for a long time is adopted in the mash seam welding in which the disk electrode rotates and is positioned at the upper and lower positions of the joint. Because it does not stop.
本実施形態では、少なくとも1枚の鋼板の炭素当量Ceqが0.31[質量%]以上であれば、鋼板の種類は問わない。例えば、高強度鋼板、軟鋼板、高炭素鋼、硬化性合金鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼等を採用することができる。また、鋼板の片面又は両面にめっきが施されていてもよいし、施されていなくてもよい。めっき種も、特に限定されない。 In this embodiment, as long as the carbon equivalent Ceq of at least one steel plate is 0.31 [% by mass] or more, the type of the steel plate is not limited. For example, a high strength steel plate, a mild steel plate, a high carbon steel, a hardenable alloy steel, a martensitic stainless steel, or the like can be used. Moreover, plating may be given to the single side | surface or both surfaces of the steel plate, and it does not need to be given. The plating type is not particularly limited.
その他の鋼板の条件も、マッシュシーム溶接で採用される一般的な条件を採用することができる。
例えば、(マッシュシーム溶接が行われる前の)1枚の鋼板の厚みとして、0.4[mm]〜6.0[mm]の範囲内のものを採用することができる。また、図2に示すように、本実施形態では、マッシュシーム溶接を行う鋼板の枚数が2枚の場合を例に挙げて説明するが、マッシュシーム溶接を行う鋼板の枚数は2枚に限定されず、3枚であっても4枚であってもよい。
Other conditions for the steel sheet may be the general conditions employed for mash seam welding.
For example, as the thickness of one steel plate (before mash seam welding is performed), a thickness within the range of 0.4 [mm] to 6.0 [mm] can be employed. In addition, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the case where the number of steel plates to be mash seam welded is described as an example, but the number of steel plates to be mash seam welded is limited to two. Instead, it may be three or four.
また、図2(a)において、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板の合計厚みToは7.0[mm]以下とする。
また、図2(a)において、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板の重ね代L0として、以下の(2)式の範囲を採用することができる。
1.0×t≦L0≦2.0×t ・・・(2)
尚、図2(a)に示すように、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板の重ね代L0は、上側円板電極110a及び下側円板電極110bの幅wよりも小さい。このことは、マッシュシーム溶接を行った後でも、後述する熱処理を行った後でも同じである。尚、(2)式で示す重ね代L0の範囲は、複数の鋼板に対してマッシュシーム溶接を行う際の一般的な重ね代L0の範囲である。
In FIG. 2A, the total thickness To of the steel plate before mash seam welding is set to 7.0 [mm] or less.
Further, in FIG. 2A, the range of the following equation (2) can be adopted as the overlap margin L 0 of the steel plate before performing mash seam welding.
1.0 × t ≦ L 0 ≦ 2.0 × t (2)
As shown in FIG. 2 (a), the overlap margin L 0 of the steel sheet prior to the mash seam welding it is smaller than the width w of the upper
次に、以上のような複数の鋼板210a、210bの重ね合わせ部に対してマッシュシーム溶接と熱処理を行って溶接継手を形成する方法の一例を説明する。
図3は、マッシュシーム溶接と熱処理を行う方法の一例を概念的に示す図である。具体的に図3(a)は、マッシュシーム溶接を行う方法の一例を概念的に示す図であり、図3(b)は、熱処理を行う方法の一例を概念的に示す図である。
また、図4は、接合部の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図4(a)は、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板210a、210bの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図4(b)は、マッシュシーム溶接を行った後の鋼板210a、210bの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図4(c)は、熱処理を行った後の鋼板210a、210bの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図である。
Next, an example of a method for forming a welded joint by performing mash seam welding and heat treatment on the overlapping portion of the plurality of
FIG. 3 is a diagram conceptually illustrating an example of a method for performing mash seam welding and heat treatment. Specifically, FIG. 3A is a diagram conceptually illustrating an example of a method of performing mash seam welding, and FIG. 3B is a diagram conceptually illustrating an example of a method of performing heat treatment.
FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating an example of a state of the joint portion. Specifically, FIG. 4A is a cross-sectional view showing a state in the vicinity of the overlapped portion of the
まず、前述した鋼板210a、210bの端部を、前述した重ね代L0で重ねて上側円板電極110aと下側円板電極110bとの間に配置する(図4(a)を参照)。
そして、上側円板電極110a及び下側円板電極110bを回転させた状態で、上側円板電極110a及び下側円板電極110bにより鋼板210a、210bに対して加圧及び通電しながら、上側円板電極110aと下側円板電極110bとの間の領域が、鋼板210a、210bの重ね合わせ部の接合予定箇所(溶接予定箇所)の第1の方向(y軸の負の方向)に沿って移動するように、鋼板210a、210bを送り出す(図3(a)を参照)。これにより、上側円板電極110aと下側円板電極110bが、鋼板210a、210bに対して、y軸の負の方向(図3(a)に示す白抜きの矢印の方向)に(相対的に)移動する。
First,
Then, while the
本実施形態では、このようにすることによって、図4(b)に示すように、鋼板210a、210bの重ね合わせ部が接合する。尚、図4(b)では、溶融したナゲット410が形成されている様子を示すが、マッシュシーム溶接では、このようなナゲット410の形成は必ずしも必要ではなく、固相接合のみで鋼板210a、210bが接合されていてもよい。
In this embodiment, by doing in this way, as shown in FIG.4 (b), the overlap part of the
以上のマッシュシーム溶接における加圧力をP1[kN]、溶接速度をV1[m/min]、溶接電流をI1[kA]とする。
本実施形態では、加圧力とは、加圧装置140により上側円板電極110aから鋼板210a、210bの重ね合わせ部に加えられる圧力をいう。また、溶接速度とは、鋼板210a、210bの送り出し速度(上側円板電極110a及び下側円板電極110bの鋼板210a、210bに対する相対的な移動速度(相対速度))をいう。また、溶接電流とは、溶接電源160から上側円板電極110a及び下側円板電極110bを介して鋼板210a、210bに供給される電流の値(実効値)をいう。
The pressure in the above mash seam welding is P1 [kN], the welding speed is V1 [m / min], and the welding current is I1 [kA].
In the present embodiment, the applied pressure refers to a pressure applied by the pressurizing
通常は、マッシュシーム溶接により鋼板210a、210bの接合部は焼入れされる。すなわち、鋼板210a、210bの接合予定箇所はマッシュシーム溶接による加熱によりA3変態点以上の温度に加熱され、オーステナイト組織に変態し、マッシュシーム溶接が終了した時点から直ちに冷却され、1〜2[秒]程度の時間でMs点以下の温度に冷却される。
Normally, the joints of the
次に、本実施形態では、鋼板210a、210bに対して加圧及び通電しながら、上側円板電極110a及び下側円板電極110bをマッシュシーム溶接時とは逆方向に回転させ、上側円板電極110aと下側円板電極110bとの間の領域が、鋼板210a、210bの重ね合わせ部に形成された接合部の第2の方向(y軸の正の方向)に沿って移動するように、鋼板210a、210bを送り出す(図3(b)を参照)。これにより、上側円板電極110aと下側円板電極110bの、鋼板210a、210bに対する相対的な移動方向が、マッシュシーム溶接時とは逆方向(y軸の正の方向(図3(b)に示す白抜きの矢印の方向))になる。
Next, in the present embodiment, while pressing and energizing the
本実施形態では、このようにすることによって、マッシュシーム溶接で形成された鋼板210a、210bの接合部を熱処理し、鋼板210a、210bの接合部の機械的特性を、マッシュシーム溶接が終了したときよりも改善させる。前述したように、マッシュシーム溶接により鋼板210a、210bの接合部が焼入れされている場合には、この熱処理により、鋼板210a、210bの接合部に対し焼戻しを行うようにするのが好ましい。尚、焼戻しを確実に行うために、マッシュシーム溶接が終了してから熱処理を開始するまでの間に所定の時間を確保してもよいし、マッシュシーム溶接が終了した箇所(鋼板210a、210bの表面領域)に冷却水を吹き付ける等の冷却処理を行ってもよい。
In this embodiment, by doing in this way, the joint part of the
ただし、熱処理により、鋼板210a、210bの接合部の機械的特性を、マッシュシーム溶接が終了したときよりも改善させるようにしていれば、必ずしも、焼入れ、焼戻しを行う必要はない。ここで、鋼板の接合部の機械的特性を改善させるとは、内部ひずみの低減、組織の軟化、靱性の向上をいう。
以下の説明では、このようなマッシュシーム溶接後の熱処理を必要に応じて後熱処理と称する。
However, if the mechanical properties of the joints of the
In the following description, such heat treatment after mash seam welding is referred to as post-heat treatment as necessary.
後熱処理における加圧力をP2[kN]、溶接速度をV2[m/min]、溶接電流をI2[kA]とすると、本実施形態では、以下の(3)式、(4)式、及び(5)式が成り立つようにする。
1.0×P1≦P2≦1.5×P1 ・・・(3)
0.4×V1≦V2≦0.8×V1 ・・・(4)
1.0×I1≦I2≦1.5×I1 ・・・(5)
Assuming that the pressure in the post heat treatment is P2 [kN], the welding speed is V2 [m / min], and the welding current is I2 [kA], in this embodiment, the following expressions (3), (4), and ( 5) Make the formula hold.
1.0 × P1 ≦ P2 ≦ 1.5 × P1 (3)
0.4 × V1 ≦ V2 ≦ 0.8 × V1 (4)
1.0 × I1 ≦ I2 ≦ 1.5 × I1 (5)
まず、(3)式のように規定する理由を説明する。
図4(a)及び図4(b)に示すように、マッシュシーム溶接により、鋼板210a、210bの重ね代はL0からL1に増加すると共に、鋼板210a、210bの重ね合わせ部の厚みはT0からT1に減少する。このため、後熱処理時にマッシュシーム溶接時と同じ加圧力で鋼板210a、210bの重ね合わせ部を加圧しても、後熱処理時に鋼板210a、210bの重ね合わせ部が上側円板電極110aから受ける面圧(単位面積当たりの加圧力)はマッシュシーム溶接時に比べて低下する。したがって、後熱処理においては、少なくとも、マッシュシーム溶接における加圧力P1と同等の加圧力が必要になる。このように後熱処理における加圧力P2をマッシュシーム溶接における加圧力P1以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における加圧力P2がマッシュシーム溶接における加圧力P1を下回ると、表散りやピット等の欠陥が鋼板210a、210bの接合部に発生する虞がある。
First, the reason for prescribing as in equation (3) will be described.
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the overlap margin of the
また、マッシュシーム溶接における加圧力P1に対し最大で1.5倍の加圧力を適用することにより、後熱処理時に、前述した面圧の低下分を補う加圧力を鋼板210a、210bに対して与えることができ、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における加圧力P2が、マッシュシーム溶接における加圧力P1の1.5倍を上回ると、鋼板210a、210bの接合部の変形が大きくなる。このため、鋼板210a、210bの接合部に対する入熱が低下し、適切な熱処理を行えなくなる虞がある。
Further, by applying a maximum pressure of 1.5 times the pressure P1 in mash seam welding, the post-heat treatment is applied to the
次に、(4)式のように規定する理由を説明する。
後熱処理における溶接速度V2を、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.4倍になるまでは、後熱処理における溶接速度V2を下げることにより、後熱処理における鋼板210a、210bの接合部に対する再入熱を大きくすることができる。一方、後熱処理における溶接速度V2が、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.4倍を下回ると、著しく溶接速度が遅くなり生産性の観点から実用困難となる。
また、後熱処理における溶接速度V2を、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.8倍になるまでは、後熱処理における溶接速度V2を上げても、後熱処理における鋼板210a、210bの接合部に対する再入熱を十分に行うことができる。また、後熱処理における溶接速度V2をこの範囲で速くすればするほど、上側円板電極110aと下側円板電極110bが鋼板210a、210bに接している時間が短くなる。このため、再加熱した鋼板210a、210bの接合部が徐冷され、効果的な熱処理を行うことが期待できる。一方、後熱処理における溶接速度V2が、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.8倍を上回ると、後熱処理における鋼板210a、210bの接合部に対する再入熱が不十分になり、良好な熱処理を行うことができなくなる虞がある。
Next, the reason for defining as in equation (4) will be described.
By reducing the welding speed V2 in the post-heat treatment until the welding speed V2 in the post-heat treatment becomes 0.4 times the welding speed V1 in the mash seam welding, the re-entry heat to the joint portions of the
Further, even if the welding speed V2 in the post heat treatment is increased until the welding speed V2 in the post heat treatment becomes 0.8 times the welding speed V1 in mash seam welding, Heat input can be performed sufficiently. Further, as the welding speed V2 in the post heat treatment is increased within this range, the time during which the
次に、(5)式のように規定する理由を説明する。
前述したようにマッシュシーム溶接により、マッシュシーム溶接により、鋼板210a、210bの重ね代はL0からL1に増加すると共に、鋼板210a、210bの重ね合わせ部の厚みはT0からT1に減少する(図4(a)及び図4(b)を参照)。このため、後熱処理時にマッシュシーム溶接時と同じ大きさ(実効値)の電流を鋼板210a、210bの接合部に流しても、後熱処理時における鋼板210a、210bの接合部に流れる電流の電流密度(単位面積当たりの電流値)はマッシュシーム溶接時に比べて低下する。したがって、後熱処理においては、少なくとも、マッシュシーム溶接における溶接電流I1と同等の溶接電流が必要になる。後熱処理における溶接電流I2をマッシュシーム溶接における溶接電流I1以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における溶接電流I2がマッシュシーム溶接における溶接電流I1を下回ると、鋼板210a、210bの接合部に対する入熱量が不足し、良好な熱処理を実現することができなくなる虞がある。
Next, the reason for defining as in equation (5) will be described.
As described above, by mash seam welding, by mash seam welding, the overlap margin of the
また、マッシュシーム溶接における溶接電流I1に対し最大で1.5倍の溶接電流を流すことにより、後熱処理時に、前述した電流密度の低下分を補う溶接電流を鋼板210a、210bに対して流すことができ、良好な熱処理が可能になる。一方、後熱処理における溶接電流I2が、マッシュシーム溶接における溶接電流I1の1.5倍を上回ると、鋼板210a、210bの接合部が再溶融することにより、良好な熱処理ができなくなる虞がある。
In addition, by supplying a welding current that is 1.5 times the maximum of the welding current I1 in mash seam welding, a welding current that compensates for the decrease in current density described above is supplied to the
以上のように本実施形態では、上側円板電極110a及び下側円板電極110bを回転させた状態で、鋼板210a、210bに対して加圧及び通電しながら、鋼板210a、210bに対する上側円板電極110a及び下側円板電極110bの相対的な移動方向が、鋼板210a、210bの重ね合わせ部の接合予定箇所に沿うようにしてマッシュシーム溶接を行う。その後、上側円板電極110a及び下側円板電極110bをマッシュシーム溶接時とは逆方向に回転させた状態で、鋼板210a、210bに対して加圧及び通電しながら、鋼板210a、210bに対する上側円板電極110a及び下側円板電極110bの相対的な移動方向が、マッシュシーム溶接時と逆方向になるようにして後熱処理を行う。
したがって、マッシュシーム溶接を行った電極(上側円板電極110a及び下側円板電極110b)と同種の電極によって、マッシュシーム溶接により得られた鋼板210a、210bの接合部の機械的特性を改善させるための後熱処理を行うことができる。よって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板210a、210bの接合部の機械的特性を改善させることを可及的に簡単な構成で実現することができる。
As described above, in the present embodiment, while the
Therefore, the mechanical characteristics of the joints of the
特に、本実施形態では、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、同じ電極(上側円板電極110a及び下側円板電極110b)を用いるようにすると共に、上側円板電極110a及び下側円板電極110bの鋼板210a、210bに対する相対的な移動方向を逆方向にする。したがって、マッシュシーム溶接を行う設備と後熱処理を行う設備とを共通にすることができると共に、マッシュシーム溶接を開始してから後熱処理を終了するまでに要する作業時間を短くすることができる。よって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板210a、210bの接合部の破断の抑制や、マッシュシーム溶接により形成された鋼板210a、210bの接合部の加工性の向上を、容易に且つ迅速に実現することができる。
In particular, in the present embodiment, the same electrode (
また、マッシュシーム溶接時における加圧力P1・溶接速度V1・溶接電流I1と後熱処理時における加圧力P2・溶接速度V2・溶接電流I2との関係が、前述した(3)式〜(5)式を満たすようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板210a、210bの接合部の機械的特性を改善させることを、より確実に実現することができる。
Further, the relationship between the pressure P1, welding speed V1, welding current I1 during mash seam welding and the pressure P2, welding speed V2, welding current I2 during post-heat treatment is the above-mentioned formulas (3) to (5). It was made to satisfy. Therefore, it is possible to more surely improve the mechanical properties of the joints of the
<変形例>
本実施形態では、鋼板210a、210bを略一定の速度で送り出すようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、鋼板210a、210bを固定して、上側円板電極110a及び下側円板電極110bを移動させてもよい。
また、本実施形態のように、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、上側円板電極110a及び下側円板電極110bの鋼板210a、210bに対する相対的な移動方向を逆方向にすれば前述した効果を得ることができるので好ましい。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。
例えば、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、上側円板電極110a及び下側円板電極110bの鋼板210a、210bに対する相対的な移動方向を同じ方向にしてもよい。
<Modification>
In the present embodiment, the
Further, as in the present embodiment, when the relative moving direction of the
For example, the relative moving direction of the
このようにした場合、例えば、マッシュシーム溶接が終了した後、上側円板電極110a及び下側円板電極110bと鋼板210a、210bとの位置関係を、マッシュシーム溶接が開始する前の位置関係に戻し、マッシュシーム溶接のときと同じように、上側円板電極110aと下側円板電極110bとの間の領域が、鋼板210a、210bの重ね合わせ部の接合予定箇所の第1の方向(y軸の負の方向)に沿って相対的に移動するように、鋼板210a、210bを送り出すようにすることができる。このようにする場合には、上側円板電極110aと下側円板電極110bを、一方向のみに回転するものにすることができる。
In this case, for example, after the mash seam welding is finished, the positional relationship between the
また、上側円板電極110a及び下側円板電極110bを、マッシュシーム溶接用のものと、後熱処理用のものとで個別に設けてもよい。
このようにする場合、例えば、マッシュシーム溶接用の上側円板電極110aと下側円板電極110bの後を追うように、後熱処理用の上側円板電極110aと下側円板電極110bを鋼板210a、210bに対して相対的に移動させてもよい。
Further, the
In this case, for example, the
また、マッシュシーム溶接用の上側円板電極110a及び下側円板電極110bと、後熱処理用の上側円板電極110a及び下側円板電極110bとを、x軸方向(鋼板210a、210bの溶接予定箇所に沿う方向に対し垂直な方向のうち、鋼板210a、210bの面に沿う方向)において間隔をあけて配置してもよい。このようにする場合には、マッシュシーム溶接が終了した後、後熱処理用の上側円板電極110a及び下側円板電極110bが配置されている箇所まで鋼板210a、210bを移動させて、後熱処理用の上側円板電極110a及び下側円板電極110bにより後熱処理を行う。また、このようにする場合には、マッシュシーム溶接時と後熱処理時とで、上側円板電極110a及び下側円板電極110bの鋼板210a、210bに対する相対的な移動方向を同じ方向にすることも逆方向にすることもできる。
また、前述したマッシュシーム溶接と後熱処理を行うための制御信号を情報処理装置で生成してシーム溶接機100に出力し、マッシュシーム溶接と後熱処理を自動で行うようにしてもよい。
Further, the
Further, a control signal for performing the above-described mash seam welding and post-heat treatment may be generated by an information processing apparatus and output to the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、マッシュシーム溶接の後に後熱処理を行う場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、第1の実施形態で説明した後熱処理における加圧力、溶接速度、及び溶接電流の条件((3)式〜(5)式の条件)を変えて、後熱処理に加えてスエージング(加圧変形加工)を確実に行う場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と第1の実施形態とは、後熱処理における加圧力、溶接速度、及び溶接電流の条件が主として異なり、本実施形態のハードウェア(シーム溶接機)等は、第1の実施形態で説明したものと(変形例を含め)同じもので実現することができる。したがって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図4に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the case where post-heat treatment is performed after mash seam welding has been described as an example. On the other hand, in the present embodiment, the post-heat treatment is performed by changing the conditions of the pressure, welding speed, and welding current in the post-heat treatment described in the first embodiment (conditions of equations (3) to (5)). In addition, the case where swaging (pressure deformation processing) is reliably performed will be described as an example. As described above, the present embodiment and the first embodiment are mainly different in the conditions of the applied pressure, welding speed, and welding current in the post-heat treatment, and the hardware (seam welder) of the present embodiment is the first It is realizable with the same thing as what was demonstrated by embodiment (a modification example). Therefore, in the description of the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
まず、本実施形態におけるスエージングについて定義する。
本実施形態において、スエージングとは、以下の(6)式で表される据込み率e[%]が30[%]以上50[%]以下になるように、複数の鋼板の重ね合わせ部の厚みを低減させることをいう。
e={(To−T)÷To}×100 ・・・(6)
(6)式において、Toは、マッシュシーム溶接を行う前の複数の鋼板の重ね合わせ部の厚み[mm]である。また、Tは、複数の鋼板の重ね合わせ部の最終的な厚み[mm]である。ここで、複数の鋼板の重ね合わせ部の最終的な厚みとは、第1の実施形態で説明した後熱処理のみを行った後の複数の鋼板の重ね合わせ部の厚み又は後述する後熱・スエージング処理を行った後の複数の鋼板の重ね合わせ部の厚みである。
First, swaging in this embodiment is defined.
In the present embodiment, swaging refers to the overlapping portion of a plurality of steel plates such that the upsetting rate e [%] represented by the following formula (6) is 30 [%] or more and 50 [%] or less. It means to reduce the thickness.
e = {(To−T) ÷ To} × 100 (6)
In the equation (6), To is the thickness [mm] of the overlapped portion of the plurality of steel plates before performing mash seam welding. T is the final thickness [mm] of the overlapping portion of the plurality of steel plates. Here, the final thickness of the overlapped portion of the plurality of steel plates refers to the thickness of the overlapped portion of the plurality of steel plates after only the post-heat treatment described in the first embodiment, or after-heat It is the thickness of the overlapping part of a plurality of steel plates after performing an aging treatment.
図5は、スエージングの一例を説明する図である。尚、図5では、スエージングを行う対象の鋼板の数が2枚である場合を例に挙げて示す。しかしながら、この数は、マッシュシーム溶接を行った鋼板の数に応じて変わるということは勿論である。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of swaging. FIG. 5 shows an example in which the number of steel plates to be swaged is two. However, it goes without saying that this number varies depending on the number of steel plates subjected to mash seam welding.
図6は、接合部の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図6(a)は、マッシュシーム溶接を行う前の鋼板210a、210bの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図6(b)は、マッシュシーム溶接を行った後の鋼板210a、210bの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図であり、図6(c)は、後熱処理とスエージングとを同時に行った後の鋼板210a、210bの重ね合わせ部付近の様子を示す断面図である。図6は、図4に対応する図である。
FIG. 6 is a diagram conceptually illustrating an example of a state of the joint portion. Specifically, FIG. 6A is a cross-sectional view showing a state in the vicinity of the overlapping portion of the
図6(a)、図6(b)は、それぞれ図4(a)、図4(b)と同じである。一方、図4(c)が、後熱処理のみが行われスエージングが行われていない様子を示すものであるとすると、図6(c)に示すように、後熱処理とスエージングとを同時に行った後の鋼板210a、210bの重ね代L3は、図4(c)に示した後熱処理後の鋼板210a、210bの重ね代L2よりも大きくなる。また、後熱処理とスエージングとを同時に行った後の鋼板210a、210bの重ね合わせ部の厚みT3は、後熱処理後の鋼板210a、210bの重ね合わせ部の厚みT2よりも薄くなる。
6 (a) and 6 (b) are the same as FIGS. 4 (a) and 4 (b), respectively. On the other hand, if FIG. 4C shows a state in which only the post-heat treatment is performed and no swaging is performed, the post-heat treatment and the swaging are performed simultaneously as shown in FIG. 6C.
マッシュシーム溶接を行うときには、第1の実施形態と同様に、上側円板電極110aと下側円板電極110bとの間の領域が、鋼板210a、210bの重ね合わせ部の接合予定箇所の第1の方向(y軸の負の方向)に沿って相対的に移動するようにする(図3(a)を参照)。一方、後熱処理とスエージングとを同時に行うときには、第1の実施形態で説明した後熱処理時と同様に、上側円板電極110aと下側円板電極110bとの間の領域が、マッシュシーム溶接時とは逆方向に相対的に移動するようにする(図3(b)を参照)。
When performing mash seam welding, as in the first embodiment, the region between the
本実施形態では、このようにすることによって、マッシュシーム溶接で形成された鋼板210a、210bの接合部を熱処理し、鋼板210a、210bの接合部の機械的特性を、マッシュシーム溶接が終了したときよりも改善させることと、鋼板210a、210bの接合部の厚みをその他の領域の厚みに近づける(好ましくは一致させる)こととを同時に実現することができる。
以下の説明では、このようなマッシュシーム溶接後に後熱処理とスエージングとを同時に行うことを必要に応じて後熱・スエージング処理と称する。
In this embodiment, by doing in this way, the joint part of the
In the following description, performing post heat treatment and swaging simultaneously after mash seam welding is referred to as post heat / swaging treatment as necessary.
後熱・スエージング処理における加圧力をP3[kN]、溶接速度をV3 [m/min]、溶接電流をI3[kA]とすると、本実施形態では、以下の(7)式、(8)式、及び(9)式が成り立つようにする。
1.2×P1≦P3≦1.5×P1 ・・・(7)
0.4×V1≦V3≦0.8×V1 ・・・(8)
1.2×I1≦I3≦1.5×I1 ・・・(9)
Assuming that the pressure in the post-heat / swaging process is P3 [kN], the welding speed is V3 [m / min], and the welding current is I3 [kA], in this embodiment, the following equations (7) and (8) Equations (9) and (9) are established.
1.2 × P1 ≦ P3 ≦ 1.5 × P1 (7)
0.4 × V1 ≦ V3 ≦ 0.8 × V1 (8)
1.2 × I1 ≦ I3 ≦ 1.5 × I1 (9)
まず、(7)式のように規定する理由について説明する。
第1の実施形態の(3)式についての説明のように、後熱・スエージング処理における加圧力P3をマッシュシーム溶接における加圧力P1以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。しかし、スエージングを行うためには、後熱・スエージング処理における加圧力P3をマッシュシーム溶接における加圧力の1.2倍以上にする必要がある。
また、後熱・スエージング処理における加圧力P3が、マッシュシーム溶接における加圧力P1の1.5倍を上回っても、スエージングは可能であるが、第1の実施形態の(3)式についての説明のように、後熱・スエージング処理における加圧力P3が、マッシュシーム溶接における加圧力P1の1.5倍を上回ると適切に後熱処理を行えなくなる虞がある。
First, the reason for prescribing as in equation (7) will be described.
As described with respect to the expression (3) in the first embodiment, by setting the pressure P3 in the post-heating / swaging process to be equal to or higher than the pressure P1 in the mash seam welding, a favorable heat treatment can be performed. However, in order to perform swaging, the applied pressure P3 in the post-heat / swaging process needs to be 1.2 times or more of the applied pressure in mash seam welding.
Further, although swaging is possible even if the applied pressure P3 in the post-heat / swaging process exceeds 1.5 times the applied pressure P1 in mash seam welding, the formula (3) of the first embodiment is applicable. As described above, if the applied pressure P3 in the post-heat / swaging process exceeds 1.5 times the applied pressure P1 in the mash seam welding, there is a possibility that the post-heat treatment cannot be performed properly.
次に、(8)式のように規定する理由について説明する。
第1の実施形態の(4)式についての説明のように、後熱・スエージング処理における溶接速度V3を、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.4倍になるまでは、後熱・スエージング処理における溶接速度V3を下げることにより、後熱・スエージング処理における鋼板210a、210bの接合部に対する再入熱を大きくすることができ、良好な後熱処理に加えてスエージングも行うことができる。一方、後熱・スエージング処理における溶接速度V3が、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.4倍を下回ると、著しく溶接速度が遅くなり生産性の観点から実用困難となる。
Next, the reason for prescribing as in equation (8) will be described.
As explained with respect to the expression (4) of the first embodiment, until the welding speed V3 in the post-heat / swaging process becomes 0.4 times the welding speed V1 in mash seam welding, the post-heat / swell By lowering the welding speed V3 in the aging process, the re-entry heat to the joints of the
また、後熱・スエージング処理における溶接速度V3が、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.8倍になるまでは、後熱・スエージング処理における溶接速度V3を上げても、後熱・スエージング処理における鋼板210a、210bの接合部に対する再入熱を十分に行うことができる。また、後熱・スエージング処理における溶接速度V3をこの範囲で速くすればするほど、上側円板電極110aと下側円板電極110bが鋼板210a、210bに接している時間が短くなる。このため、再加熱した鋼板210a、210bの接合部が徐冷され、熱処理とともにスエージング処理も効果的に行うことができる。一方、後熱・スエージング処理における溶接速度V3が、マッシュシーム溶接における溶接速度V1の0.8倍を上回ると、後熱・スエージング処理における鋼板210a、210bの接合部に対する再入熱が不十分になり、熱処理だけでなくスエージング処理も良好に行うことができなくなる虞がある。
Further, even if the welding speed V3 in the post-heating / swaging process is increased until the welding speed V3 in the post-heating / swaging process becomes 0.8 times the welding speed V1 in the mash seam welding, Re-entry heat can be sufficiently applied to the joined portions of the
次に、(9)式のように規定する理由について説明する。
第1の実施形態の(5)式についての説明のように、後熱・スエージング処理における溶接電流I3をマッシュシーム溶接における溶接電流I1以上にすることにより、良好な熱処理が可能になる。しかし、スエージングを行うためには、後熱・スエージング処理における溶接電流I3をマッシュシーム溶接における溶接電流I1の1.2倍以上にする必要がある。
また、後熱・スエージング処理における溶接電流I3が、マッシュシーム溶接における溶接電流I1の1・5倍を上回っても、スエージングは可能であるが、第1の実施形態の(5)式についての説明のように、後熱・スエージング処理における溶接電流I3が、マッシュシーム溶接における溶接電流I1の1.5倍を上回ると適切に後熱処理を行えなくなる虞がある。
Next, the reason for prescribing as in equation (9) will be described.
As described with respect to the expression (5) of the first embodiment, by setting the welding current I3 in the post-heat / swaging process to be equal to or higher than the welding current I1 in the mash seam welding, a favorable heat treatment can be performed. However, in order to perform swaging, it is necessary to set the welding current I3 in the post-heat / swaging process to 1.2 times or more of the welding current I1 in mash seam welding.
Further, swaging is possible even if the welding current I3 in the post-heating / swaging process exceeds 1.5 times the welding current I1 in the mash seam welding, but the expression (5) in the first embodiment is applicable. As described above, if the welding current I3 in the post-heating / swaging process exceeds 1.5 times the welding current I1 in the mash seam welding, the post-heat treatment may not be performed properly.
以上のように本実施形態では、マッシュシーム溶接時における加圧力P1・溶接速度V1・溶接電流I1と後熱・スエージング処理時における加圧力P3・溶接速度V3・溶接電流I3との関係が、前述した(7)式〜(9)式を満たすようにした。したがって、マッシュシーム溶接により形成された鋼板210a、210bの接合部の機械的特性を改善させることと鋼板210a、210bの重ね合わせ部の厚みを他の領域の厚みに近づける(好ましくは一致させる)こととを同時に且つ確実に実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the relationship between the pressure P1, the welding speed V1, and the welding current I1 during mash seam welding and the pressure P3, the welding speed V3, and the welding current I3 during post-heating and swaging processing are as follows. The aforementioned expressions (7) to (9) were satisfied. Therefore, improving the mechanical characteristics of the joints of the
特に、マッシュシーム溶接時と後熱・スエージング処理時とで、同じ電極(上側円板電極110a及び下側円板電極110b)を用いるようにすると共に、上側円板電極110a及び下側円板電極110bの鋼板210a、210bに対する相対的な移動方向を逆方向にすれば、マッシュシーム溶接を行う設備と後熱・スエージング処理を行う設備とを共通にすることができると共に、マッシュシーム溶接を開始してから後熱・スエージング処理を終了するまでに要する作業時間を短くすることができる。
In particular, the same electrode (
尚、本実施形態では、据込み率eが30[%]以上、50[%]以下になることをスエージングとした。しかしながら、製品の品質を評価するうえで、後熱・スエージング処理が終了した後の鋼板210a、210bの重ね合わせ部の厚みが鋼板210a、210bの厚みと略等しいと見做せる範囲にしていれば、必ずしも、据込み率eが30[%]以上、50[%]以下になるようにする必要はない。
また、本実施形態においても第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
In the present embodiment, swaging is defined as an upsetting rate e of 30 [%] or more and 50 [%] or less. However, in evaluating the quality of the product, the thickness of the overlapped portion of the
Also in the present embodiment, various modifications described in the first embodiment can be employed.
また、本発明の一例である前述した各実施形態に用いられる鋼板として、冷延ままで焼鈍前の鋼板、焼鈍後の鋼板、各種めっき鋼板など、いずれの鋼板にも各実施形態で説明した方法を適用することが可能である。
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
Moreover, as a steel plate used for each embodiment mentioned above which is an example of this invention, the method demonstrated by each embodiment also in any steel plates, such as a steel plate before annealing, a steel plate before annealing, a steel plate after annealing, and various plated steel plates It is possible to apply.
It should be noted that the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
[実施例]
次に、本発明の実施例を説明する。尚、本実施例は、本発明の一例を示すものであり、本発明が本実施例のものに限定されるわけではない。
以下では、マッシュシーム溶接を1回目の処理と称し、後熱処理又は後熱・スエージング処理を2回目の処理と称する(尚、2回目の処理には、所望の結果が得られない場合の処理も含まれる)。また、マッシュシーム溶接における加圧力・溶接速度・溶接電流を、それぞれ、1回目の加圧力・溶接速度・溶接電流と称し、後熱処理又は後熱・スエージング処理における加圧力・溶接速度・溶接電流を、それぞれ、2回目の加圧力・溶接速度・溶接電流と称する。
[Example]
Next, examples of the present invention will be described. In addition, a present Example shows an example of this invention and this invention is not necessarily limited to the thing of a present Example.
In the following, mash seam welding is referred to as the first treatment, and post-heat treatment or post-heat / swaging treatment is referred to as the second treatment (note that the treatment when the desired result cannot be obtained in the second treatment). Is also included). In addition, the pressure, welding speed, and welding current in mash seam welding are referred to as the first pressure, welding speed, and welding current, respectively, and the pressure, welding speed, and welding current in post heat treatment, post heat, and swaging treatment. Are referred to as the second pressurizing force, welding speed, and welding current, respectively.
本実施例では、炭素当量Ceqが0.38[質量%]であり板厚が1.0[mm]の2枚の鋼板(高強度鋼板A)を、1.0[mm]の重ね代L0で重ねて、溶接継手を形成するケースと、炭素当量Ceqが0.36[質量%]であり板厚が1.6[mm]の2枚の鋼板(高強度鋼板B)を、3.2[mm]の重ね代L0で重ねて溶接継手を形成するケースの2つのケースについて調査した。高強度鋼板A及び高強度鋼板Bは、いずれも、冷延ままで焼鈍前の鋼板である。 In this example, two steel plates (high-strength steel plate A) having a carbon equivalent Ceq of 0.38 [mass%] and a plate thickness of 1.0 [mm] are overlapped by 1.0 [mm]. 2. A case where a weld joint is formed by overlapping at 0 , and two steel plates (high strength steel plate B) having a carbon equivalent Ceq of 0.36 [mass%] and a plate thickness of 1.6 [mm]. Two cases were investigated, in which a weld joint was formed by overlapping with an overlap margin L 0 of 2 [mm]. Each of the high-strength steel plate A and the high-strength steel plate B is a steel plate as it is cold-rolled and before annealing.
また、本実施例では、図1に示したシーム溶接機100を用いた。
また、以下に示す円板電極を用いた。
円板電極の材質;Cu−Cr合金(RWMAクラス2相当材)
円板電極の形状;フラット形(D=350mmφ)
円板電極の幅w;15[mm]
また、以下に示す溶接電源を用いた。
電源の種類;単相交流電源
周波数;50[Hz]
通電方式;連続通電
In this embodiment, the
Moreover, the disk electrode shown below was used.
Disc electrode material: Cu-Cr alloy (
Disc electrode shape: Flat type (D = 350mmφ)
Width w of disc electrode: 15 [mm]
Moreover, the welding power source shown below was used.
Power supply type: Single-phase AC power supply Frequency: 50 [Hz]
Energization method; continuous energization
また、円板電極(上側円板電極110a及び下側円板電極110b)の動かし方は図3を参照しながら説明した通りとした。具体的に説明すると、図3(a)に示すようにしてマッシュシーム溶接を行った後、直ちに円板電極(上側円板電極110a及び下側円板電極110b)を逆回転させ、図3(b)に示すようにして、鋼板に対する円板電極の相対的な移動方向を、マッシュシーム溶接を行ったときの方向と逆方向にして2回目の処理を行った。
Further, how to move the disc electrodes (the
本実施例では、1回目の処理が終了したときの2枚の鋼板の接合部に対し、2回目の処理が終了したときの当該2枚の鋼板の接合部の組織が軟化したか否かと靱性が向上したか否かとを確認するために、当該2枚の鋼板の接合部のビッカース硬さ(HV)の測定を行った。ビッカース硬さ(HV)の測定は、JIS Z 2244に従って行った。2枚の鋼板の接合界面の近傍の3箇所で測定したビッカース硬さ(HV)の平均値が300以下(HV≦300)である場合に組織が軟化した(良)とした。
また、本実施例では、1回目の処理が終了したときの2枚の鋼板の接合部に対し、2回目の処理が終了したときの当該2枚の鋼板の接合部の内部ひずみが低減したか否かを確認するために、当該2枚の鋼板の接合端部(マッシュシーム溶接端部)に対してハンマーテストを実施した(以下、このハンマーテストを「マッシュシーム溶接端部のハンマーテスト」と称する)。通常マッシュシーム溶接部の成形性評価に適用されるエリクセン試験はJIS Z 2247に規定されている方法により行われるが、板厚差の大きい溶接部には押えジグを損傷したり、薄板側鋼板の押え圧力が不十分になったりするなどのため適用困難である。そのため、本実施例では「マッシュシーム溶接端部のハンマーテスト」を採用し、以下のようにして行った。
In this example, whether or not the structure of the joint between the two steel plates when the second treatment is finished is softened and the toughness is compared with the joint between the two steel plates when the first treatment is finished. In order to confirm whether or not the improvement was made, the Vickers hardness (HV) of the joint between the two steel sheets was measured. Vickers hardness (HV) was measured according to JIS Z 2244. When the average value of Vickers hardness (HV) measured at three locations in the vicinity of the joining interface between the two steel plates was 300 or less (HV ≦ 300), the structure was considered to be soft (good).
Also, in this example, whether the internal strain of the joint between the two steel plates when the second treatment is finished is reduced with respect to the joint between the two steel plates when the first treatment is finished. In order to confirm whether or not, a hammer test was performed on the joining end portion (mash seam welding end portion) of the two steel sheets (hereinafter, this hammer test is referred to as “hammer test of the mash seam welding end portion”). Called). The Erichsen test, which is usually applied to the formability evaluation of mash seam welds, is performed by the method specified in JIS Z 2247. It is difficult to apply because the presser foot pressure becomes insufficient. Therefore, in this example, the “hammer test of the mash seam weld end” was adopted and carried out as follows.
マッシュシーム溶接部の成形性を簡便な方法で評価するため、マッシュシーム溶接後の鋼板を用い、通常のエリクセン試験と同様に、一辺90mmの四角形の試験片の中央部にマッシュシーム溶接線が位置するように試験片を切出して切出面を研削し、これをマッシュシーム溶接部の両側を万力などの拘束ジグを用いて強固に固定した後、シーム溶接部の端部を丸頭の鋼製ハンマーで所定の変形が生じるまで数回殴打し、溶接部、熱影響部(HAZ)および母材等に、割れ、剥離等の明確な変化が生じたときの部位を観察、記録した。尚、板厚差が大きい場合又は高強度材で加工変形が困難な板組み等では、薄板側または加工変形が容易な鋼板側に対し、別途タガネなどのジグも併用した。 In order to evaluate the formability of mash seam welds in a simple manner, the steel plate after mash seam welding is used, and the mash seam weld line is located at the center of a square test piece with a side of 90 mm, as in the normal Erichsen test. After cutting the test piece and grinding the cut surface, firmly fix both sides of the mash seam weld with a restraint jig such as a vise, and then end the end of the seam weld with a round-head steel. The hammer was beaten several times until a predetermined deformation occurred, and a site when a clear change such as cracking or peeling occurred in the welded part, the heat-affected zone (HAZ) and the base material was observed and recorded. In the case where the plate thickness difference is large or a plate assembly that is difficult to deform with a high-strength material, a jig such as a chisel is separately used on the thin plate side or the steel plate side that is easily deformed.
マッシュシーム溶接端部のハンマーテストの結果、15[mm]の変形が生じたときに熱影響部(HAZ)で割れが生じたが剥れが生じない場合、又は15[mm]の変形が生じても剥れも割れも生じない場合に加工性判定を良とし、表1、表2では「○」で表している。一方、15[mm]の変形が生じると溶接部の中心線で割れが生じた場合には、加工性判定を不可とし、表1、表2では「△」で表している。また、15[mm]の変形が生じると接合界面で剥れが生じた場合には、加工性判定を不可とし、表1、表2では「×」で表している。 As a result of a hammer test of the mash seam weld end, when a deformation of 15 [mm] occurs, a crack occurs in the heat affected zone (HAZ) but no peeling occurs, or a deformation of 15 [mm] occurs. However, when neither peeling nor cracking occurs, the workability judgment is good, and in Tables 1 and 2, it is represented by “◯”. On the other hand, when a deformation of 15 [mm] occurs, if a crack occurs at the center line of the welded portion, the workability determination is not possible, and is represented by “Δ” in Tables 1 and 2. In addition, when the deformation of 15 [mm] occurs, if the peeling occurs at the bonding interface, the workability determination is not possible, and in Tables 1 and 2, it is represented by “x”.
また、スエージングが行われているか否かを確認するために、2回目の処理が終了したときの鋼板の重ね部の厚みT(T2又はT3)を測定し、これと、マッシュシーム溶接前の鋼板の重ね合わせ部(重ね部)の厚みToとから、(6)式に示す据込み率eが30[%]以上、50[%]以下になるか否かを評価した。
1回目の加圧力P1、溶接速度V1、溶接電流I1と、2回目の加圧力P2又はP3、溶接速度V2又はV3、溶接電流I2又はI3とを異ならせて、以上の評価指標(接合部硬さ(ビッカース硬さ)、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)、据込み率)を求めた結果を表1、表2に示す。尚、表1、表2の備考欄において、本発明例1は、後熱処理は行われているが、スエージングは行われていないことを表し、本発明例2は、後熱処理もスエージングも行われていることを表す。
また、接合部硬さ(ビッカース硬さ)が300HV以下であり、且つ、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)が「○」である場合に合格とし、それ以外の場合に不合格とした(表1、表2総合評価の欄を参照)。
Further, in order to confirm whether or not swaging has been performed, the thickness T (T 2 or T 3 ) of the overlapped portion of the steel sheet when the second treatment is completed is measured, and this is followed by mash seam welding. From the thickness To of the overlapping portion (overlapping portion) of the previous steel plate, it was evaluated whether or not the upsetting ratio e shown in the equation (6) was 30% or more and 50% or less.
The first evaluation pressure P1, welding speed V1, welding current I1, and the second application pressure P2 or P3, welding speed V2 or V3, welding current I2 or I3 are made different, and the above evaluation index (joint hardness) Tables 1 and 2 show the results of determining the thickness (Vickers hardness), the hammer test (the result of the hammer test at the seam weld end), and the upsetting rate). In the remarks column of Tables 1 and 2, Example 1 of the present invention indicates that post-heat treatment has been performed but swaging has not been performed. Example 2 of the present invention has both post-heat treatment and swaging. Indicates what is being done.
Moreover, it is determined to pass if the joint hardness (Vickers hardness) is 300 HV or less and the hammer test (the result of the hammer test at the seam weld end) is “◯”, otherwise it fails. (Refer to the column of Table 1 and Table 2 comprehensive evaluation).
表1、表2に示すように、(3)式、(7)式の条件を満たさないと、接合部硬さ(ビッカース硬さ)は300HVを上回り、且つ、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)は「△」又は「×」となった(番号7、10、19、22)。
また、(4)式、(8)式の条件を満たさないと、接合部硬さ(ビッカース硬さ)は300HVを上回り、且つ、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)は「△」又は「×」となった(番号8、11、20、23)。
また、(5)式、(9)式の条件を満たさないと、接合部硬さ(ビッカース硬さ)は300HVを上回り、且つ、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)は「△」又は「×」となった(番号9、12、21、24)。
As shown in Tables 1 and 2, the joint hardness (Vickers hardness) exceeds 300 HV unless the conditions of (3) and (7) are satisfied. The result of the hammer test was “Δ” or “×” (numbers 7, 10, 19, 22).
If the conditions of the equations (4) and (8) are not satisfied, the joint hardness (Vickers hardness) exceeds 300 HV, and the hammer test (result of the hammer test at the seam weld end) is “△ "Or" x "(numbers 8, 11, 20, 23).
If the conditions of the formulas (5) and (9) are not satisfied, the joint hardness (Vickers hardness) exceeds 300 HV, and the hammer test (the result of the hammer test at the seam weld end) is “△ "Or" x "(
一方、(3)式、(4)式、(5)式の条件を満たすが、(7)式、(9)式の条件を満たさない場合には、据込み率eは30[%]を下回るものの、接合部硬さ(ビッカース硬さ)は300HV以下になり、且つ、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)は「○」となった(番号1、2、3、13、14、15)。
また、(7)式、(8)式、(9)式の条件を満たす場合には、据込み率eは30[%]〜50[%]になり、しかも、接合部硬さ(ビッカース硬さ)は300HV以下になり、且つ、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)は「○」となった(番号4、5、6、16、17、18)。
On the other hand, when the conditions of the expressions (3), (4), and (5) are satisfied but the conditions of the expressions (7) and (9) are not satisfied, the upsetting rate e is 30%. Although less than, the joint hardness (Vickers hardness) was 300 HV or less, and the hammer test (the result of the hammer test at the seam weld end) was “◯” (
Further, when the conditions of the expressions (7), (8), and (9) are satisfied, the upsetting rate e is 30 [%] to 50 [%], and the joint hardness (Vickers hardness) ) Was 300 HV or less, and the hammer test (result of the hammer test at the seam weld end) was “◯” (numbers 4, 5, 6, 16, 17, 18).
また、本発明者らは、マッシュシーム溶接を行う際の一般的な条件の範囲内であれば、鋼板の種類や数(板厚)や重ね代L0を変更しても、円板電極の形状や溶接電源の種類を変更しても、表1、表2に示した結果と同じ傾向になること((3)式〜(5)式に示す条件を満たすと、接合部硬さ(ビッカース硬さ)は300HV以下になり、且つ、ハンマーテスト(シーム溶接端部のハンマーテストの結果)は「○」になることと、(7)式〜(9)式に示す条件を満たすと、さらに据込み率が30[%]〜50[%]になること)を確認した。 Further, the present inventors can change the type and number of steel plates (plate thickness) and the overlap allowance L 0 within the range of general conditions when performing mash seam welding. Even if the shape and type of the welding power source are changed, the same tendency as the results shown in Table 1 and Table 2 is obtained (if the conditions shown in the formulas (3) to (5) are satisfied, the joint hardness (Vickers (Hardness) is 300 HV or less, and the hammer test (result of hammer test at the seam weld end) is “◯” and if the conditions shown in equations (7) to (9) are satisfied, It was confirmed that the upsetting rate was 30 [%] to 50 [%].
100;シーム溶接機、110a;上側円板電極、110b;下側円板電極、120a;上側電極ヘッド、120b;下側電極ヘッド、130a;上腕部、130b;下腕部、140;加圧装置、150;機体、160;溶接電源、210a・210b;鋼板
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、
前記第1の工程で使用される前記上側円板電極及び前記下側円板電極と、前記第2の工程で使用される前記上側円板電極及び前記下側円板電極と、が同じであり、
前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であることを特徴とする溶接継手の形成方法。
Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] ・・・(A)
ここで、[C]、[Si]、[Mn]、[P]、及び[S]は、それぞれC、Si、Mn、P、及びSの含有量(質量%)である。 It is a method for forming a welded joint that forms a welded joint by performing mash seam welding on the overlapping portion of a plurality of steel plates,
An upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each of the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy being rotated. The upper disc electrode and the lower disc are arranged so as to be along the planned joining portion while performing pressurization and energization to the joining planned location of the overlapping portion by the plate electrode and the lower disc electrode. By moving the electrode relative to the plurality of steel plates, performing a mash seam welding on the joint planned portion of the overlapping portion, and forming a joint portion;
After the first step, an upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each rotating an upper disk electrode and a lower disk electrode made of copper alloy. In this state, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged so as to be along the junction while pressing and energizing the junction with the upper disc electrode and the lower disc electrode. A second step of performing heat treatment on the joint by moving a disk electrode relative to the plurality of steel plates,
The upper disk electrode and the lower disk electrode used in the first process, and the upper disk electrode and the lower disk electrode used in the second process are the same. ,
A method for forming a welded joint, wherein a carbon equivalent Ceq represented by the following formula (A) of at least one of the plurality of steel plates is 0.31 [% by mass] or more.
Ceq = [C] + [Si] / 30 + [Mn] / 20 + 2 [P] +4 [S] (A)
Here, [C], [Si], [Mn], [P], and [S] are the contents (mass%) of C, Si, Mn, P, and S, respectively.
前記第2の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP2[kN]とし、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV2[m/min]とし、前記第2の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI2[kN]とした場合に、以下の(B)式、(C)式、及び(D)式が成り立つことを特徴とする請求項1に記載の溶接継手の形成方法。
1.0×P1≦P2≦1.5×P1 ・・・(B)
0.4×V1≦V2≦0.8×V1 ・・・(C)
1.0×I1≦I2≦1.5×I1 ・・・(D) The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the first step, is P1 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the first step A welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V1 [m / min], and a welding current that is a value of a current flowing through the plurality of steel plates in the first step is I1 [kN],
The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the second step, is P2 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the second step When the welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V2 [m / min], and the welding current that is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the second step is I2 [kN], (B) Formula, (C) Formula, and (D) Formula hold | maintained, The formation method of the welded joint of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
1.0 × P1 ≦ P2 ≦ 1.5 × P1 (B)
0.4 × V1 ≦ V2 ≦ 0.8 × V1 (C)
1.0 × I1 ≦ I2 ≦ 1.5 × I1 (D)
e=[(To−T)÷To]×100 ・・・(E)
ここで、Toはマッシュシーム溶接前の鋼板の重ね合わせ部(重ね部)の厚み[mm]であり、Tは、前記第2の工程が終了した後の前記重ね合わせ部の厚み[mm]である。 4. The method for forming a welded joint according to claim 3, wherein the processing is performed by setting an upsetting rate e shown in the following expression (E) to 30 [%] or more and 50 [%] or less.
e = [(To−T) ÷ To] × 100 (E)
Here, To is the thickness [mm] of the overlapping portion (overlapping portion) of the steel plate before mash seam welding, and T is the thickness [mm] of the overlapping portion after the second step is finished. is there.
前記第2の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP3[kN]とし、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV3[m/min]とし、前記第2の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI3[kN]とした場合に、以下の(F)式、(G)式、及び(H)式が成り立つことを特徴とする請求項4に記載の溶接継手の形成方法。
1.2×P1≦P3≦1.5×P1 ・・・(F)
0.4×V1≦V3≦0.8×V1 ・・・(G)
1.2×I1≦I3≦1.5×I1 ・・・(H) The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the first step, is P1 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the first step A welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V1 [m / min], and a welding current that is a value of a current flowing through the plurality of steel plates in the first step is I1 [kN],
A pressing force that is a pressure applied to the overlapping portion in the second step is P3 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the second step When the welding speed, which is a relative moving speed with respect to the steel plate, is V3 [m / min], and the welding current, which is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the second step, is I3 [kN], (F) Formula, (G) Formula, and (H) Formula are formed, The formation method of the welded joint of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
1.2 × P1 ≦ P3 ≦ 1.5 × P1 (F)
0.4 × V1 ≦ V3 ≦ 0.8 × V1 (G)
1.2 × I1 ≦ I3 ≦ 1.5 × I1 (H)
前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、
前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であり、
前記第1の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP1[kN]とし、前記第1の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV1[m/min]とし、前記第1の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI1[kN]とし、
前記第2の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP2[kN]とし、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV2[m/min]とし、前記第2の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI2[kN]とした場合に、以下の(B)式、(C)式、及び(D)式が成り立つことを特徴とする溶接継手の形成方法。
Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] ・・・(A)
1.0×P1≦P2≦1.5×P1 ・・・(B)
0.4×V1≦V2≦0.8×V1 ・・・(C)
1.0×I1≦I2≦1.5×I1 ・・・(D)
ここで、[C]、[Si]、[Mn]、[P]、及び[S]は、それぞれC、Si、Mn、P、及びSの含有量(質量%)である。 It is a method for forming a welded joint that forms a welded joint by performing mash seam welding on the overlapping portion of a plurality of steel plates,
An upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each of the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy being rotated. The upper disc electrode and the lower disc are arranged so as to be along the planned joining portion while performing pressurization and energization to the joining planned location of the overlapping portion by the plate electrode and the lower disc electrode. By moving the electrode relative to the plurality of steel plates, performing a mash seam welding on the joint planned portion of the overlapping portion, and forming a joint portion;
After the first step, an upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each rotating an upper disk electrode and a lower disk electrode made of copper alloy. In this state, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged so as to be along the junction while pressing and energizing the junction with the upper disc electrode and the lower disc electrode. A second step of performing heat treatment on the joint by moving a disk electrode relative to the plurality of steel plates,
Said at least one steel plate of the plurality of steel plates, carbon equivalent Ceq is represented by the following formula (A) state, and are 0.31 [wt%] or more,
The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the first step, is P1 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the first step A welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V1 [m / min], and a welding current that is a value of a current flowing through the plurality of steel plates in the first step is I1 [kN],
The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the second step, is P2 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the second step When the welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V2 [m / min], and the welding current that is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the second step is I2 [kN], (B) Formula, (C) Formula, and (D) Formula are formed, The formation method of the welded joint characterized by the above-mentioned.
Ceq = [C] + [Si] / 30 + [Mn] / 20 + 2 [P] +4 [S] (A)
1.0 × P1 ≦ P2 ≦ 1.5 × P1 (B)
0.4 × V1 ≦ V2 ≦ 0.8 × V1 (C)
1.0 × I1 ≦ I2 ≦ 1.5 × I1 (D)
Here, [C], [Si], [Mn], [P], and [S] are the contents (mass%) of C, Si, Mn, P, and S, respectively.
前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、
前記第2の工程は、前記接合部に対して前記熱処理を行うことと、前記重ね合わせ部の厚みをその他の領域の厚みに近づける加工を行うことと、を同時に行い、
前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であることを特徴とする溶接継手の形成方法。
Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] ・・・(A)
ここで、[C]、[Si]、[Mn]、[P]、及び[S]は、それぞれC、Si、Mn、P、及びSの含有量(質量%)である。 It is a method for forming a welded joint that forms a welded joint by performing mash seam welding on the overlapping portion of a plurality of steel plates,
An upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each of the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy being rotated. The upper disc electrode and the lower disc are arranged so as to be along the planned joining portion while performing pressurization and energization to the joining planned location of the overlapping portion by the plate electrode and the lower disc electrode. By moving the electrode relative to the plurality of steel plates, performing a mash seam welding on the joint planned portion of the overlapping portion, and forming a joint portion;
After the first step, an upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each rotating an upper disk electrode and a lower disk electrode made of copper alloy. In this state, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged so as to be along the junction while pressing and energizing the junction with the upper disc electrode and the lower disc electrode. A second step of performing heat treatment on the joint by moving a disk electrode relative to the plurality of steel plates,
In the second step, the heat treatment is performed on the bonding portion, and the processing of bringing the thickness of the overlapping portion closer to the thickness of the other region is performed simultaneously.
A method for forming a welded joint, wherein a carbon equivalent Ceq represented by the following formula (A) of at least one of the plurality of steel plates is 0.31 [% by mass] or more.
Ceq = [C] + [Si] / 30 + [Mn] / 20 + 2 [P] +4 [S] (A)
Here, [C], [Si], [Mn], [P], and [S] are the contents (mass%) of C, Si, Mn, P, and S, respectively.
e=[(To−T)÷To]×100 ・・・(B)
ここで、Toはマッシュシーム溶接前の鋼板の重ね合わせ部(重ね部)の厚み[mm]であり、Tは、前記第2の工程が終了した後の前記重ね合わせ部の厚み[mm]である。 11. The method for forming a welded joint according to claim 10 , wherein the processing is to set an upsetting ratio e shown in the following formula ( B ) to 30 [%] or more and 50 [%] or less.
e = [(To−T) ÷ To] × 100 ( B )
Here, To is the thickness [mm] of the overlapping portion (overlapping portion) of the steel plate before mash seam welding, and T is the thickness [mm] of the overlapping portion after the second step is finished. is there.
前記第2の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP3[kN]とし、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV3[m/min]とし、前記第2の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI3[kN]とした場合に、以下の(C)式、(D)式、及び(E)式が成り立つことを特徴とする請求項11に記載の溶接継手の形成方法。
1.2×P1≦P3≦1.5×P1 ・・・(C)
0.4×V1≦V3≦0.8×V1 ・・・(D)
1.2×I1≦I3≦1.5×I1 ・・・(E) The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the first step, is P1 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the first step A welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V1 [m / min], and a welding current that is a value of a current flowing through the plurality of steel plates in the first step is I1 [kN],
A pressing force that is a pressure applied to the overlapping portion in the second step is P3 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the second step When the welding speed, which is a relative moving speed with respect to the steel plate, is V3 [m / min], and the welding current, which is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the second step, is I3 [kN], ( C ) type | formula, ( D ) type | formula, and ( E ) type | formula are formed, The formation method of the welded joint of Claim 11 characterized by the above-mentioned.
1.2 × P1 ≦ P3 ≦ 1.5 × P1 ( C )
0.4 × V1 ≦ V3 ≦ 0.8 × V1 ( D )
1.2 × I1 ≦ I3 ≦ 1.5 × I1 ( E )
前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合予定箇所に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記重ね合わせ部の接合予定箇所に対してマッシュシーム溶接を行い、接合部を形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記重ね合わせ部の上下に配置された上側円板電極及び下側円板電極であって、それぞれが銅合金製の上側円板電極及び下側円板電極を回転させた状態で、前記上側円板電極及び前記下側円板電極により前記接合部に対して加圧と通電とを行いながら、前記接合部に沿うように、前記上側円板電極及び前記下側円板電極を前記複数の鋼板に対して相対的に移動させることにより、前記接合部に対して熱処理を行う第2の工程と、を有し、
前記第1の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動方向と、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動方向と、が逆方向であり、
前記複数の鋼板のうちの少なくとも1枚の鋼板の、以下の(A)式で表される炭素当量Ceqが、0.31[質量%]以上であることを特徴とする溶接継手の形成方法。
Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] ・・・(A)
ここで、[C]、[Si]、[Mn]、[P]、及び[S]は、それぞれC、Si、Mn、P、及びSの含有量(質量%)である。 It is a method for forming a welded joint that forms a welded joint by performing mash seam welding on the overlapping portion of a plurality of steel plates,
An upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each of the upper disk electrode and the lower disk electrode made of copper alloy being rotated. The upper disc electrode and the lower disc are arranged so as to be along the planned joining portion while performing pressurization and energization to the joining planned location of the overlapping portion by the plate electrode and the lower disc electrode. By moving the electrode relative to the plurality of steel plates, performing a mash seam welding on the joint planned portion of the overlapping portion, and forming a joint portion;
After the first step, an upper disk electrode and a lower disk electrode disposed above and below the overlapping portion, each rotating an upper disk electrode and a lower disk electrode made of copper alloy. In this state, the upper disc electrode and the lower disc electrode are arranged so as to be along the junction while pressing and energizing the junction with the upper disc electrode and the lower disc electrode. A second step of performing heat treatment on the joint by moving a disk electrode relative to the plurality of steel plates,
Relative movement directions of the upper disk electrode and the lower disk electrode in the first process with respect to the plurality of steel plates, and the upper disk electrode and the lower disk electrode in the second process And the relative movement direction with respect to the plurality of steel plates is the reverse direction,
A method for forming a welded joint, wherein a carbon equivalent Ceq represented by the following formula (A) of at least one of the plurality of steel plates is 0.31 [% by mass] or more.
Ceq = [C] + [Si] / 30 + [Mn] / 20 + 2 [P] +4 [S] (A)
Here, [C], [Si], [Mn], [P], and [S] are the contents (mass%) of C, Si, Mn, P, and S, respectively.
前記第2の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP2[kN]とし、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV2[m/min]とし、前記第2の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI2[kN]とした場合に、以下の(B)式、(C)式、及び(D)式が成り立つことを特徴とする請求項15に記載の溶接継手の形成方法。
1.0×P1≦P2≦1.5×P1 ・・・(B)
0.4×V1≦V2≦0.8×V1 ・・・(C)
1.0×I1≦I2≦1.5×I1 ・・・(D) The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the first step, is P1 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the first step A welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V1 [m / min], and a welding current that is a value of a current flowing through the plurality of steel plates in the first step is I1 [kN],
The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the second step, is P2 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the second step When the welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V2 [m / min], and the welding current that is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the second step is I2 [kN], formula (B), (C) formula, and forming method of the welded joint according to claim 1 5, characterized in that (D) expression holds.
1.0 × P1 ≦ P2 ≦ 1.5 × P1 (B)
0.4 × V1 ≦ V2 ≦ 0.8 × V1 (C)
1.0 × I1 ≦ I2 ≦ 1.5 × I1 (D)
e=[(To−T)÷To]×100 ・・・(E)
ここで、Toはマッシュシーム溶接前の鋼板の重ね合わせ部(重ね部)の厚み[mm]であり、Tは、前記第2の工程が終了した後の前記重ね合わせ部の厚み[mm]である。 18. The method for forming a welded joint according to claim 17 , wherein the processing is performed by setting an upsetting ratio e shown in the following expression (E) to 30 [%] or more and 50 [%] or less.
e = [(To−T) ÷ To] × 100 (E)
Here, To is the thickness [mm] of the overlapping portion (overlapping portion) of the steel plate before mash seam welding, and T is the thickness [mm] of the overlapping portion after the second step is finished. is there.
前記第2の工程において前記重ね合わせ部に対して加えられる圧力である加圧力をP3[kN]とし、前記第2の工程における前記上側円板電極及び前記下側円板電極の、前記複数の鋼板に対する相対的な移動速度である溶接速度をV3[m/min]とし、前記第2の工程において前記複数の鋼板に流れる電流の値である溶接電流をI3[kN]とした場合に、以下の(F)式、(G)式、及び(H)式が成り立つことを特徴とする請求項18に記載の溶接継手の形成方法。
1.2×P1≦P3≦1.5×P1 ・・・(F)
0.4×V1≦V3≦0.8×V1 ・・・(G)
1.2×I1≦I3≦1.5×I1 ・・・(H) The applied pressure, which is the pressure applied to the overlapping portion in the first step, is P1 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the first step A welding speed that is a relative moving speed with respect to the steel plate is V1 [m / min], and a welding current that is a value of a current flowing through the plurality of steel plates in the first step is I1 [kN],
A pressing force that is a pressure applied to the overlapping portion in the second step is P3 [kN], and the plurality of the upper disc electrode and the lower disc electrode in the second step When the welding speed, which is a relative moving speed with respect to the steel plate, is V3 [m / min], and the welding current, which is the value of the current flowing through the plurality of steel plates in the second step, is I3 [kN], The method for forming a welded joint according to claim 18 , wherein the following expressions (F), (G), and (H) are satisfied.
1.2 × P1 ≦ P3 ≦ 1.5 × P1 (F)
0.4 × V1 ≦ V3 ≦ 0.8 × V1 (G)
1.2 × I1 ≦ I3 ≦ 1.5 × I1 (H)
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