JP6313921B2 - 抵抗スポット溶接方法 - Google Patents
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Description
Ceq=C+1/24×Si+1/6×Mn
(ここで、上記各元素記号は、それぞれの元素の含有量(mass%)を示す。)
また、近年では、非特許文献2に見られるように、一定の冷却の後、極短時間の通電を行ってテンパー通電と同じ効果を得るSpike−Temperingという方法も提案されている。この文献によれば、テンパー通電に必要な時間は40サイクル(0.8秒)程度であるとされている。
一般に、マルテンサイトの焼戻しによる硬さの変化は、炭化物の析出やマルテンサイト組織の回復や再結晶などによって起こるが、温度と時間によって大きく影響されることが知られており、例えば、HollomonとJaffeが提案した焼戻しパラメータ(「レスリー鉄鋼材料学」(丸善))によれば、焼戻し後のマルテンサイト相の硬さHは、下記式;
H=f[T(C+logt)]
(ここで、C:材料などから決められる定数、T:焼戻し温度(K)、t:焼戻し時間(hr)を示す。)
で表されるとされている。
上記式からわかるように、焼戻し効果に及ぼす温度と時間の関係は、おおよそ反比例の関係がある。したがって、短時間で焼戻しの効果を得ようとする場合には、高温で焼戻しを行う必要があることになる。
記
条件A:本通電のみ(後熱通電なし)
条件B:5.4kAで25サイクルの後熱通電
条件C:3.6kAで25サイクルの後熱通電
前述したように、3.6kAで連続して通電する後熱通電の場合には、発熱部の温度の上昇が緩やかであるため、発熱部とその周囲との温度差は大きいままと考えられるが、5.4kAを連続して通電した場合にも、発熱部の温度は高温になるものの、周囲の温度はまだ低いままであると考えられる。その理由は、発熱部とその周囲の温度差を縮めるためには、発生した熱が周囲の低温域に伝わる時間が必要であるからである。
そこで、上記シミュレーションに加えて、下記条件Dで後熱通電を行ったときの温度履歴をシミュレーションし、その結果を、図2(d)として示した。
記
条件D:(8.4kAで3サイクルの通電+8サイクル休止)を3回繰り返す後熱通電
本発明は、上記の検討結果に基いてなされたものである。
本発明の抵抗スポット溶接方法は、引張強さが590MPa以上の鋼板を少なくとも1枚含む、2枚以上の鋼板を重ね合せた板組を一対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して溶接する抵抗スポット溶接方法である。
ここで、本発明の抵抗スポット溶接方法における板組が、引張強さが590MPa以上の鋼板を少なくとも1枚含むことが必要な理由は、引張強度が590MPa未満の鋼板のみで構成される板組では、通常の抵抗スポット溶接で、十分な溶接継手の強度が得られるからである。したがって、本発明は、引張強さが590MPa以上の高強度鋼板を少なくとも1枚含む板組に対して適用するのが望ましく、特に引張強さが980MPa以上の高強度鋼板を含む板組において著しい効果を得ることができる
最初の、本通電は、加圧力Pを負荷した状態で、通電電流Iaと通電時間Taを所定の大きさのナゲット径が得られる値に設定して本通電し、ナゲットを形成する工程である。この本通電の上記設定条件は、通常公知の条件で行えばよく、特に制限はない。
ナゲット径d(mm)=3×√t〜6×√t
の範囲となるよう本通電の電流値Iaを設定するのが好ましい。なお、溶接施工上、ナゲットを形成する本通電が多段で制御されていたとしても、ナゲット形成に対して中心的な役割を担う通電を本通電の電流値をIaとすればよい。
上記抵抗スポット溶接は、上下一対の電極チップには、図5に示すように、先端の曲率半径R:40mm、先端径:6mmのアルミナ分散銅製DR型電極を用い、本通電を、加圧力Pa:3.5kN、通電電流Ia:6kA、通電時間Ta:14サイクルの一定条件で行い、その後の休止保持時間Thおよび後熱通電条件(後熱通電電流Ib、後熱通電時間Tb、後熱通電間の休止時間Icおよび後熱通電の繰り返し数)は、表1に示した条件で行った。なお、通電終了後ガンが開き、加圧力が0になるまでのホールドタイムは1サイクルに設定し、スクイズ時間およびスロープ時間については特に設定しなかった。
なお、表1には、本通電のみで、後熱通電を行わない例を比較例1、および、一般的なテンパー通電(6kA×25サイクル)を行った例を、比較例2として示した。
表1から、本発明の条件を満たす発明例および参考例は、比較例(1)に比べて、十字引張強さがすべて1kN以上上昇している。また、総後熱時間についても、従来のテンパー通電を行う比較例2は1秒を超えているのに対して、発明例および参考例では、保持時間や繰返し通電回数を多くとったものは長くなる傾向があるものの、全て1秒未満に短縮されていることがわかる。
3:板組
4、5:電極
6:ナゲット
d:ナゲット径
Ia:主通電の通電電流
Ta;主通電の通電時間
Th:保持時間
Ib:後熱通電の通電電流
Tb:後熱通電の通電時間
Tc:後熱通電の休止時間
N:後熱通電の繰り返し数
P:節点
Claims (2)
- 引張強さが590MPa以上の鋼板を少なくとも1枚含む、2枚以上の鋼板を重ね合せた板組を、一対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して溶接する抵抗スポット溶接方法であって、
通電により所定の径のナゲットを形成する本通電と、
200〜360msの保持時間後、100ms以下の通電と100ms以下の休止を繰返し2回以上行う後熱通電の2つの工程からなることを特徴とする抵抗スポット溶接方法。 - 上記後熱通電における電流値を、本通電の電流値の1〜3倍とすることを特徴とする請求項1に記載の抵抗スポット溶接方法。
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