JP7019687B2 - 継手性能が良好な亜鉛めっき高張力鋼の抵抗スポット溶接方法 - Google Patents
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Description
1.継手は、LME割れと呼ばれる液体金属ぜい化割れを生じる。
2.継手は完全な界面破壊を生じる傾向がある。
継手性能が良好な亜鉛めっき高張力鋼の抵抗スポット溶接方法であって、3つの溶接パルスが1つのスポット溶接計画内で使用され、第1の溶接パルスおよび第2の溶接パルスは、ナゲットの生成および液体金属ぜい化(LME)割れの発生の抑制に使用され、第1の溶接パルスは、直径3.75T1/2~4.25T1/2を有するナゲットを生成し、Tは鋼板の板厚を表し、第2の溶接パルスは、第1の溶接パルスよりも短時間での印加により前記第1の溶接パルスの印加によるナゲットの生成よりも該ナゲットをゆっくり成長させ、第3の溶接パルスが焼戻しパルスであり、これは溶接スポットの塑性を改善するのに使用される。
また、直径3.75T 1/2 ~4.25T 1/2 (T=鋼板の板厚)を有するナゲットは、第1の溶接パルスによって生成される。次いで、短時間での第2の溶接パルスを印加してナゲットをゆっくり成長させ、したがって、未溶融母材の厚さT’が低下する速度を遅くして、LME割れの感受性領域の応力レベルを低下させ、LME割れの出現を回避することができる。
LME割れの発生については、応力および適切な温度範囲(亜鉛めっき高張力鋼の範囲は700℃~950℃である)が2つの条件である。亜鉛めっき高張力鋼は、スポット溶接プロセスにおいて上の2つの条件を有し、したがって、LME割れが発生する。
1.基本パラメータの設定
1-1 Φ6mm(プレート厚≦1.4mm)またはΦ8mm(プレート厚>1.4mm)のドーム面を有する電極を使用する。
1-2 板厚に従って図4に示すように、溶接圧力を囲まれた領域内に設定する。溶接圧力の値を設定する具体的方法は、以下の通りである。溶接圧力の下限Fmin=3.182T+0.0364kN(式中、Tは鋼板の板厚を表し、その単位はmmであり、Tの範囲は0.9mm~2.0mmである)、溶接圧力の上限Fmax=4.091T-0.182kN(式中、Tは鋼板の板厚を表し、その単位はmmであり、Tの範囲は0.9mm~2.0mmである)。
1-3 冷却水の流量、2L/分~4L/分。
1-4 図2のC1、C2およびHTの時間(保持時間)を表1に従って設定する。第1の溶接パルスと第2の溶接パルスとの間の時間間隔はC1であり、すなわち、第1の冷却時間C1であり、第2の溶接パルスと第3の溶接パルスとの間の時間間隔はC2であり、すなわち、第2の冷却時間C2であり、保持時間HTは第3の溶接パルス後の時間であり、厚さの異なる鋼板に対するその値をそれぞれ以下の通り設定する。
2-1 第1の溶接パルスの時間t1を板厚に従って設定し、具体的な設定方法は以下の通りである。
板厚:0.9~1.2mm、t1:8~12cyc、
板厚:1.3~1.6mm、t1:10~15cyc、
板厚:1.7~2.0mm、t1:12~18cyc。
2-2 第1の溶接パルスの溶接電流I1を設定する。直径3.75T1/2~4.25T1/2(T=鋼板の板厚)を有するナゲットが生成される。第1の溶接パルスの溶接電流I1の設定ステップは以下の通りである。
2-2-1 電極、圧力、冷却水の流量およびHTを「1.の基本パラメータ設定」に従って設定する。C1およびC2を0と設定する。
2-2-2 「2-1」の方法に従ってt1を設定する。
2-2-3 4kAから始めて、第1の溶接パルスの溶接電流I1をステップ長として400Aで順次設定し、各電流の下で2つのスポット溶接試料を溶接する。
2-2-4 2-2-3においてスポット溶接試料を、剥離法を使用することによって破壊する。
2-2-5 ステップ2-2-4で破壊される各スポット溶接試料の溶接スポットのナゲットの直径を、ノギスを使用することによって測定する。
2-2-6 同じ溶接電流下での2つの溶接スポットのナゲットの直径を平均し、その平均値が3.75T1/2~4.25T1/2(T=鋼板の板厚)に最も近い場合の相応する電流が「第1の溶接パルスの溶接電流I1」である。
3-1 電極、圧力、冷却水の流量、C1、C2およびHTを「1.の基本パラメータ設定」に従って設定する。
3-2 t2およびt3を、t1を用いて板厚に従って設定し、具体的な方法は以下の通りである。
4-1 第2の溶接パルスの溶接電流I2を、第1の溶接パルスの溶接電流I1に従って設定する。ナゲットの直径をゆっくりと成長させ、溶接スパッタが発生してないことを確実にする。第2の溶接パルスの溶接電流I2の設定方法は以下の通りである。
I2の下限 I2min=(1.3-0.05t2)I1(式中、t2は第2の溶接パルスの時間(単位、cyc)である)、
I2の上限 I2max=(2.2-0.1t2)I1(式中、t2は第2の溶接パルスの時間(単位、cyc)である)。
4-2 第3の溶接パルスの溶接電流I3を、第1の溶接パルスの溶接電流I1に従って設定する。徐冷処理を溶接スポット上で行って、ナゲットの硬化組織の発生を低下させ、かつ溶接スポットの塑性を改善する。
第3の溶接パルスの溶接電流I3の設定方法は以下の通りである。
スポット溶接を、3つのスポット溶接計画No.1、No.2、およびNo.3を使用することによって、1.6mm溶融高張力鋼(機械的特性および組成を表2に示す)上で実行する。LME割れの発生および破断試験中の溶接スポットの破壊様式を比較し評価する。3つのスポット溶接計画の特徴および試験結果を表3に示す。
1.スポット溶接プロセスNo.1による結果。
スポット溶接プロセスNo.1は、具体的には表4に示す通りである。
スポット溶接プロセスNo.2は以下の通りである。
スポット溶接プロセスNo.3は以下の通りである。
Claims (2)
- 継手性能が良好な亜鉛めっき高張力鋼の抵抗スポット溶接方法であって、
3つの溶接パルスが1つのスポット溶接計画内で使用され、
第1の溶接パルスおよび第2の溶接パルスが、ナゲットの生成および液体金属ぜい化割れの発生の抑制に使用され、
前記第1の溶接パルスは、直径3.75T1/2~4.25T1/2(式中、Tは鋼板の板厚を表す)を有するナゲットを生成し、
前記第2の溶接パルスは、第1の溶接パルスよりも短時間での印加により前記第1の溶接パルスの印加によるナゲットの生成よりも該ナゲットをゆっくり成長させ、
焼戻しパルスである第3の溶接パルスが、溶接スポットの塑性を改善するのに使用され、
前記第1の溶接パルスの時間t1が設定され、かつ前記第1の溶接パルスの溶接電流I1が試験を行うことにより得られ、前記第1の溶接パルスの前記溶接電流I1は直径3.75T 1/2 ~4.25T 1/2 を有する前記ナゲットを生成する際の溶接電流であり、
前記第2の溶接パルスの溶接電流I2および時間t2、ならびに前記第3の溶接パルスの溶接電流I3および時間t3が、前記第1の溶接パルスの前記溶接電流I1および前記時間t1によって算出される、
ことを特徴とする抵抗スポット溶接方法。 - 前記板厚が0.9~1.2mmについては、前記第1の溶接パルスの前記時間t1は8~12cyc(cycは時間単位を表し、1cyc=0.02秒である)に設定され、前記第1の溶接パルスの前記溶接電流I1は試験を行うことにより得られ、
前記板厚が1.3~1.6mmについては、前記第1の溶接パルスの前記時間t1は10~15cycに設定され、前記第1の溶接パルスの前記溶接電流I1は試験を行うことにより得られ、
前記板厚が1.7~2.0mmについては、前記第1の溶接パルスの前記時間t1は12~18cycに設定され、前記第1の溶接パルスの前記溶接電流I1は試験を行うことにより得られ、
それに応じて、前記板厚が0.9~1.2mmについては、前記第2の溶接パルスの前記時間t2は
前記板厚が1.3~1.6mmについては、前記第2の溶接パルスの前記時間t2は
前記板厚が1.7~2.0mmについては、前記第2の溶接パルスの前記時間t2は
前記板厚に応じて、前記電流I1によって前記電流I2およびI3を算出するのは、
前記第2の溶接パルスの前記電流I2の具体的な設定については、
I2の下限:I2min=(1.3-0.05t2)I1、I2の上限:I2max=(2.2-0.1t2)I1
であり、
前記第3の溶接パルスの前記電流I3の具体的な設定については、
であり、
前記第1の溶接パルスと前記第2の溶接パルスとの間の時間間隔が、第1の冷却時間であるC1であり、
前記第2の溶接パルスと前記第3の溶接パルスとの間の時間間隔が、第2の冷却時間であるC2であり、
保持時間HTが、前記第3の溶接パルス後の時間であり、
厚さの異なる鋼板に対して、C1、C2およびHTの値に関してはそれぞれ、
板厚0.9~1.2mm、C1=1cyc、C2=8cyc、HT=5cyc、
板厚1.3~1.6mm、C1=1cyc、C2=10cyc、HT=5cyc、
板厚1.7~2.0mm、C1=1cyc、C2=12cyc、HT=5cyc、
に設定される、
請求項1に記載の抵抗スポット溶接方法。
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