JP7352060B2 - Welded structure and its manufacturing method - Google Patents
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Description
特許法第３０条第２項適用 １：〔講演概要〕 ・一般社団法人溶接学会 平成３０年度 春季全国大会 溶接学会全国大会講演概要 第１０２集（２０１８－４） ２：〔講演会〕 ・一般社団法人溶接学会 平成３０年度 春季全国大会 溶接学会全国大会講演会 講演スライド資料Application of
本発明は、自動車の車体の骨格などに使用される、鋼板からなる複数の部材をスポット溶接してなる溶接構造体、及びその溶接構造体を製造するための方法に関するものである。 The present invention relates to a welded structure formed by spot welding a plurality of members made of steel plates, which is used for the frame of an automobile body, and a method for manufacturing the welded structure.
自動車の車体の骨格部品としては、従来から、鋼板からなる二つの部材、例えばハット型断面を有する二つの部材を組み合わせるか、あるいはハット型断面を有する部材と平板状の部材とを組み合わせて、スポット溶接により接合した溶接構造体が多用されている（例えば特許文献１参照）。 As a frame part of an automobile body, conventionally, two members made of steel plates, for example, two members with a hat-shaped cross section, or a member with a hat-shaped cross section and a flat plate member are combined to form a spot. Welded structures joined by welding are often used (see, for example, Patent Document 1).
この種の従来の溶接構造体の具体的な一例を図１６、図１７に示す。
第１の鋼板部材１は、長板状の鋼板の幅方向両側部分を略Ｕ字形状をなすように折り曲げ、さらに両端部を外側に折り曲げてフランジ部１１、１２を形成して、長手方向に直交する断面形状としてハット型断面を有する形状に加工したものである。また第２の鋼板部材２も、同様にフランジ部２１、２２を形成して、長手方向に直交する断面形状としてハット型断面を有する形状に加工したものである。なお図１６に示す例では、第１の鋼板部材１のハット型断面の深さＤ１が、第２の鋼板部材２のハット型断面の深さＤ２よりも深く作られている。
A specific example of this type of conventional welded structure is shown in FIGS. 16 and 17.
The first
そして第１の鋼板部材１と第２の鋼板部材２とを、それぞれのハット型断面の開放側（底面に対して反対側）が向き合うように配置して、第１の鋼板部材１のフランジ部１１、１２と、第２の鋼板部材２のフランジ部２１、２２とを重ね合わせ、重ね合わされたフランジ部１１、１２；２１、２２同士を抵抗スポット溶接によって接合し、全体としてほぼ角筒状をなす中空の溶接構造体４が形成されている。スポット溶接により形成されたナゲット（溶接金属）を符号３で示す。
ここで、スポット溶接は、フランジ部１１、１２；２１、２２の長さ方向に所定のピッチＰ、例えば３０ｍｍ程度のピッチＰで間隔を置いて施される。したがって各ナゲット３は、フランジ部１１、１２；２１、２２の長さ方向にピッチＰで形成されている。
Then, the first
Here, the spot welding is performed at intervals in the length direction of the
なおハット型断面を有する鋼板部材を製造する方法としては、長板状の鋼板（熱延鋼板もしくは冷延鋼板）に冷間もしくは熱間でプレス加工やロール成形等の加工を施し、鋼板にハット型断面形状を付与する方法が一般的である。
一方、最近では、車体の軽量化、衝突安全性を確保するために、骨格部品などの鋼板としては、高強度鋼板を使用することが望まれるようになっている。そしてハット型断面を有する鋼板部材の素材としては、例えば７８０ＭＰa以上の引張強さを有する高強度鋼板を用いることが望まれている。また、高強度鋼板についてハット型断面を付与する加工方法としては、熱間でプレス加工（ホットスタンプ）を施すことも多くなっている。
In addition, as a method for manufacturing a steel plate member having a hat-shaped cross section, a long plate-shaped steel plate (hot-rolled steel plate or cold-rolled steel plate) is subjected to processing such as cold or hot press working or roll forming, and the steel plate is formed into a hat shape. A common method is to provide a mold cross-sectional shape.
On the other hand, recently, in order to reduce the weight of vehicle bodies and ensure collision safety, it has become desirable to use high-strength steel plates as steel plates for frame parts and the like. As a material for the steel plate member having a hat-shaped cross section, it is desirable to use a high-strength steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more, for example. In addition, as a processing method for imparting a hat-shaped cross section to a high-strength steel plate, hot pressing (hot stamping) is often used.
ハット型断面を有する鋼板部材を組み合わせて、スポット溶接によりフランジ部の重ね合わせ部位を接合した溶接構造体では、溶接時やその後の電着塗装時などにおいて、溶接部に水素が侵入することによる脆化（水素脆化）が生じることがある。特に高強度鋼板を用いた場合には、溶接部に水素脆化が生じやすいことが認識されている。
溶接部に水素脆化が生じれば、遅れ破壊を招いて、継手性能、ひいては車体性能に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、溶接部に水素脆化が生じないような溶接構造体とすることが強く望まれる。しかしながら従来は、溶接部の水素脆化、とりわけ高強度鋼板を用いた場合の溶接部の水素脆化の問題に対する対策は、必ずしも十分に講じられているとは言えず、特許文献１でも水素脆化の問題については言及されていない。
In a welded structure in which steel plate members with a hat-shaped cross section are combined and the overlapping parts of the flanges are joined by spot welding, embrittlement occurs due to hydrogen entering the welded part during welding and subsequent electrodeposition coating. (hydrogen embrittlement) may occur. It is recognized that especially when high-strength steel plates are used, hydrogen embrittlement is likely to occur in welded parts.
If hydrogen embrittlement occurs in the weld, delayed fracture may occur, which may adversely affect the performance of the joint and, ultimately, the performance of the vehicle body. Therefore, it is strongly desired to provide a welded structure in which hydrogen embrittlement does not occur in the welded portion. However, in the past, measures against hydrogen embrittlement in welds, especially when high-strength steel plates are used, have not necessarily been sufficiently taken; There is no mention of the issue of
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、少なくとも１枚が７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する鋼板からなる複数の鋼板部材を用いて抵抗スポット溶接により組み立てた溶接構造体として、溶接部の水素脆化を防止し得るようにした溶接構造体、及びその製造方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and is a welded structure assembled by resistance spot welding using a plurality of steel plate members, at least one of which is a steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more. An object of the present invention is to provide a welded structure that can prevent hydrogen embrittlement and a method for manufacturing the same.
本発明者等は、少なくとも１枚が７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する鋼板からなる複数の鋼板部材を用いて抵抗スポット溶接により組み立てた溶接構造体における溶接部の水素脆化を防止する手段を開発するべく、種々実験・検討を重ねたところ、次のような知見が得られた。 The present inventors have developed a means for preventing hydrogen embrittlement of welded parts in a welded structure assembled by resistance spot welding using a plurality of steel plate members, at least one of which is a steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more. In order to do so, we conducted various experiments and studies, and the following findings were obtained.
溶接部付近に水素脆化が生じやすくなる原因は、次のように考えられる。
すなわち、ハット型断面を有する鋼板部材を製造するにあたっては、長板状の鋼板にプレス加工やロール成形等の加工を施すのが通常である。このような加工によってハット型断面を形成する場合、加工後のスプリングバック等に起因して、フランジ部の寸法精度、形状精度にばらつきが生じやすい。そのため、ハット型断面を有する鋼板部材を組み合わせて、スポット溶接により前述のような溶接構造体を製造するためにフランジ部同士を重ね合わせた場合、その重ね合わせ部位において、一方の鋼板部材のフランジ部板面と、他方の鋼板部材のフランジ部板面との間に、不可避的に隙間が生じることが認識されている。
The reasons why hydrogen embrittlement tends to occur near welds are thought to be as follows.
That is, in manufacturing a steel plate member having a hat-shaped cross section, a long plate-shaped steel plate is usually subjected to processing such as press working or roll forming. When a hat-shaped cross section is formed by such processing, variations in the dimensional accuracy and shape accuracy of the flange portion are likely to occur due to springback and the like after processing. Therefore, when steel plate members having a hat-shaped cross section are combined and their flange parts overlapped to manufacture the above-mentioned welded structure by spot welding, the flange part of one steel plate member will overlap at the overlapped part. It is recognized that a gap inevitably occurs between the plate surface and the flange portion plate surface of the other steel plate member.
図１８に、ハット型断面を有する第１の鋼板部材１と第２の鋼板部材２とを組み合わせた状態（スポット溶接前の状態）で、第１の鋼板部材１のフランジ部１１と、第２の鋼板部材２のフランジ部２１と間に隙間５が存在している状況を模式的に示す。隙間５の間隔（空隙寸法）Ｇは、一般には０．３ｍｍ～１．０ｍｍ程度となり、場合によっては１．０ｍｍを越えることもある。
FIG. 18 shows a state in which a first
このような隙間５が存在するフランジ部１１、２１の重ね合わせ部位にスポット溶接を施して、ナゲット３が形成された状態を図１９に模式的に示す。
スポット溶接時において、溶接部位では、電極による加圧によって隙間５が消滅する方向に母材鋼板（フランジ部１１、２１）が弾性変形して、その個所に引張応力が生じる。とりわけナゲット３の端部３aからそれに隣接する鋼板母材の熱影響部位（ＨＡＺ）付近に集中して大きな引張応力が生じることが知見された。図１９において大きな応力集中が生じた領域を鎖線丸囲いＳで示す。
FIG. 19 schematically shows a state in which a
During spot welding, the base steel plate (
このように溶接部付近に大きな引張残留応力が存在する状態で侵入水素量が臨界値に達すれば、溶接部付近に水素脆化による遅れ破壊を引き起こしやすいことが判明した。
特に高強度鋼板を使用している場合には、ハット型に加工した後のスプリングバック量が大きくなりやすく、またスポット溶接時の引張応力も大きくなりやすい。そのため高強度鋼板では、応力集中が顕著となって、溶接部の水素脆化を招きやすいことが認識された。
It has been found that if the amount of penetrating hydrogen reaches a critical value in the presence of large tensile residual stress near the weld, delayed fracture due to hydrogen embrittlement is likely to occur near the weld.
In particular, when a high-strength steel plate is used, the amount of springback after processing into a hat shape tends to increase, and the tensile stress during spot welding also tends to increase. For this reason, it has been recognized that stress concentration becomes significant in high-strength steel plates, which tends to lead to hydrogen embrittlement in welded parts.
なお高強度鋼板についてのハット型断面を付与するための加工としては、前述のように熱間でプレス加工（ホットスタンプ）を施すことも多くなっており、ホットスタンプでは成形後のスプリングバックも少なくなるのが通常である。しかしながら、高温でのプレス加工（ホットスタンプ）直後の焼入れ時において、冷却速度のばらつきが大きくなることがあり、その結果フランジ部の形状精度が下がり、前述のような隙間が生じやすくなって、水素脆化を招きやすくなることがある。 As mentioned above, hot stamping is often used to give high-strength steel sheets a hat-shaped cross section, and hot stamping causes less springback after forming. This is normal. However, during quenching immediately after press working (hot stamping) at high temperatures, the cooling rate may vary widely, resulting in a decrease in the shape accuracy of the flange, making it easier to form gaps as described above, and preventing hydrogen from forming. This may lead to embrittlement.
以上のような認識をベースとして、さらに検討を重ねた結果、少なくとも１枚が７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する鋼板からなる複数の鋼板部材における、スポット溶接のために重ね合わされる部位の板面間（すなわち重ね合わせにおいて隙間が生じる個所）に、鋼からなるインサート板を介挿させて、上記の隙間をインサート板によって埋めた状態とすることを考えた。そして、その状態でインサート板が介挿された重ね合わせ部位にスポット溶接を施せば、既に述べたようなナゲット端での引張応力の集中を緩和することが可能となって、水素脆化が生じにくくなることを知見し、本発明をなすに至った。 Based on the above recognition, as a result of further studies, we found that the distance between the plate surfaces of multiple steel plate members, at least one of which has a tensile strength of 780 MPa or more, is overlapped for spot welding. The idea was to insert an insert plate made of steel into the gap (that is, at the location where a gap occurs during overlapping) so that the gap is filled with the insert plate. Then, if spot welding is performed at the overlapping part where the insert plate is inserted in this state, it will be possible to alleviate the concentration of tensile stress at the nugget end as described above, and hydrogen embrittlement will occur. The present invention was realized based on the finding that the problem becomes difficult.
以下に本発明の具体的な態様について示す。 Specific embodiments of the present invention will be shown below.
本発明の基本的な態様（第１の態様）の溶接構造体は、
フランジ部を有する第１の鋼板部材と、
前記第１の鋼板部材のフランジ部に対応する部位に平坦部を有する第２の鋼板部材とを備え、
かつ前記第１の鋼板部材と第２の鋼板部材のうち少なくとも１枚は、引張強さが７８０ＭＰａ以上であり、
前記第１の鋼板部材のフランジ部と前記第２の鋼板部材の平坦部とが重ねられて抵抗スポット溶接により前記フランジ部の長手方向に間隔を置いて形成された複数の溶接部位で接合されてなる溶接構造体において；
さらに前記第１の鋼板部材のフランジ部と前記第２の鋼板部材の平坦部との間に鋼からなるインサート板が介挿されており、
前記フランジ部と前記平坦部との重なり部位のうち、前記インサート板が介挿された領域内に抵抗スポット溶接によるナゲットが形成されており、
前記インサート板は、その板厚ｔｉが前記鋼板部材の板厚ｔｈとの関係で、
１．０＞ｔｉ／ｔｈ＞０．２０
の範囲内にあり、
前記インサート板は、前記複数の溶接部位に跨がるように、前記フランジ部と前記平坦部との間に介挿されている
ことを特徴とするものである。
ここで、前記インサート板を挟んだ前記各鋼板部材の板厚が互いに異なる場合は、薄い方の鋼板部材の板厚をｔｈとする。
The welded structure of the basic aspect (first aspect) of the present invention is:
a first steel plate member having a flange portion;
a second steel plate member having a flat portion at a portion corresponding to the flange portion of the first steel plate member,
and at least one of the first steel plate member and the second steel plate member has a tensile strength of 780 MPa or more,
The flange portion of the first steel plate member and the flat portion of the second steel plate member are overlapped and joined by resistance spot welding at a plurality of welding portions formed at intervals in the longitudinal direction of the flange portion. In a welded structure consisting of;
Furthermore, an insert plate made of steel is inserted between the flange part of the first steel plate member and the flat part of the second steel plate member,
A nugget is formed by resistance spot welding in a region where the insert plate is inserted among the overlapping portions of the flange portion and the flat portion,
The insert plate has a thickness ti in relation to a thickness th of the steel plate member,
1.0>ti/th>0.20
is within the range of
The insert plate is inserted between the flange part and the flat part so as to span the plurality of welding parts.
It is characterized by this.
Here, when the plate thicknesses of the steel plate members sandwiching the insert plate are different from each other, the plate thickness of the thinner steel plate member is defined as th.
また本発明の第２の態様の溶接構造体は、
前記第１の鋼板部材として、長さ方向に対して直交する断面の形状としてハット型断面を有する鋼板部材が用いられていることを特徴とする前記第１の態様の溶接構造体である。
Further, the welded structure according to the second aspect of the present invention is
The welded structure according to the first aspect is characterized in that the first steel plate member is a steel plate member having a hat-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction.
また本発明の第３の態様の溶接構造体は、
前記第２の鋼板部材として、長さ方向に対して直交する断面の形状としてハット型断面を有する鋼板部材が用いられていることを特徴とする前記第２の態様の溶接構造体である。
Further, the welded structure according to the third aspect of the present invention is
The welded structure according to the second aspect is characterized in that the second steel plate member is a steel plate member having a hat-shaped cross section perpendicular to the length direction.
また本発明の第４の態様の溶接構造体は、
前記第２の鋼板部材として、平板状の鋼板部材が用いられていることを特徴とする前記第２の態様の溶接構造体である。
Further, the welded structure according to the fourth aspect of the present invention is
The welded structure according to the second aspect is characterized in that a flat steel plate member is used as the second steel plate member.
また本発明の第５の態様の溶接構造体の製造方法は、
前記第１～第４のいずれか一の態様の溶接構造体を製造するにあたり、
予め前記第１の鋼板部材と前記第２の鋼板部材と前記インサート板とを用意しておき、
前記第１の鋼板部材のフランジ部の板面と、前記第２の鋼板前記部材の平坦部とのうち、いずれか一方の板面に前記インサート板を接合した後、前記フランジ部と前記平坦部とを、それらの間に前記インサート板が介在するように重ね、その後、インサート板が介在する重ね領域内に抵抗スポット溶接を施すことを特徴とする。
Further, the method for manufacturing a welded structure according to the fifth aspect of the present invention includes:
In manufacturing the welded structure according to any one of the first to fourth aspects,
Prepare the first steel plate member, the second steel plate member, and the insert plate in advance,
After joining the insert plate to one of the plate surfaces of the flange portion of the first steel plate member and the flat portion of the second steel plate member, the flange portion and the flat portion are bonded. and are stacked so that the insert plate is interposed between them, and then resistance spot welding is performed in the overlapped region where the insert plate is interposed.
本発明によれば、少なくとも１枚が７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する鋼板からなる複数の鋼板部材を用いて抵抗スポット溶接により組み立てた溶接構造体として、溶接部の水素脆化を防止することができる。 According to the present invention, as a welded structure assembled by resistance spot welding using a plurality of steel plate members, at least one of which is a steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more, it is possible to prevent hydrogen embrittlement of the welded portion. can.
以下に、本発明の各実施形態の溶接構造体について、図面を参照して詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the welded structure of each embodiment of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態の溶接構造体４を、図１～図４に示す。第１の実施形態において、溶接構造体４は、第１の鋼板部材１及び第２の鋼板部材２と、インサート板６とからなる。ここで、第１の鋼板部材１及び第２の鋼板部材２は、少なくとも一方が７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する鋼板からなる部材であればよく、例えば第１の鋼板部材１及び第２の鋼板部材２が、ともに７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する鋼板からなるものであってもよい。またインサート板６は、これらの鋼板部材１、２と同等もしくは低強度の鋼板からなるものである。
<First embodiment>
A welded
第１の鋼板部材１は、例えば７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する長板状の鋼板をプレス加工やロール成形などにより、長手方向に直交する断面の形状としてハット型を有する形状に加工したものである。したがって第１の鋼板部材１は、幅方向の両端にフランジ部１１、１２を有している。
The first
第２の鋼板部材２は、基本的には、第１の鋼板部材１のフランジ部１１、１２に対向してフランジ部１１、１２に重ねられる平坦部２１Ａ、２２Ａを有する鋼板からなるものであればよい。但し本実施形態では、第１の鋼板部材１と同様に、７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する長板状の鋼板をプレス加工やロール成形などにより、長手方向に直交する断面の形状としてハット型を有する形状に加工したものとされている。したがって本実施形態では、第２の鋼板部材２も、幅方向の両端にフランジ部２１、２２を有しており、そのフランジ部２１、２２が上記の平坦部２１Ａ、２２Ａに相当する。
The second
第１の鋼板部材１と第２の鋼板部材２とは、それぞれのハット型断面の開放側（底面に対して反対側）が向き合うように配置されている。そして第１の鋼板部材１のフランジ部１１、１２と、第２の鋼板部材２のフランジ部２１、２２とが重ね合わされ、その重ね合わせ部位における、第1の鋼板部材１のフランジ部１１、１２と第２の鋼板部材１のフランジ部２１、２２の板面の対面部位間に前記インサート板６が介挿されている。
The first
インサート板６は、基本的には、その板面のサイズが溶接部位のナゲット３の径ｄｎよりも大きい寸法の鋼板材とし、ナゲット３を含む部位に、ナゲット３の周縁部の外側まで延出するように配設されていればよい。したがって、例えば後述する第２の実施形態（図５参照）に示すように、第１、第２の鋼板部材１、２のフランジ部１１，１２；２１、２２の長手方向に間隔を置いて形成された複数の溶接部位（ナゲット）に跨って（共通して）連続する長板状のスペーサ板６が配設されていてもよい。但し第1の本実施形態では、各溶接部位ごとに、例えば板面形状（厚みに対して直交する方向の面の形状）が正方形をなすインサート板６が、個別に配設されている。
The
第１、第２の鋼板部材１、２のフランジ部１１，１２；２１、２２の重ね合わせ部位（インサート板６が介挿された部位）には、フランジ部１１，１２；２１、２２の長手方向に間隔を置いて抵抗スポット溶接が施されて、複数のナゲット３が所定のピッチＰで等間隔に形成されている。これによって、ハット型断面を有する第１、第２の鋼板部材１、２が接合されて、全体としてほぼ矩形の断面をなす中空筒状の溶接構造体４が形成されている。ここで、複数のナゲット３が並ぶピッチＰの寸法は特に限定しないが、一般には１５ｍｍ～４５ｍｍ程度、代表的には３０ｍｍ程度とされる。なおこれら複数のナゲット３は、すべて等しいピッチＰで並ぶ必要はない。
At the overlapping part of the
なお、上記のように構成された溶接構造体４における長手方向に直交する断面（矩形断面）の寸法は特に限定されるものではなく、従来から自動車の車体の骨格部品として用いられている溶接構造体と同等であればよく、例えば図１に示されている矩形断面の幅ＣＷは８０～２００ｍｍ程度、高さＣＨは８０～２００ｍｍ程度であればよい。また、矩形断面部分からのフランジ部の延出幅ＦＷは、１２～２０ｍｍ程度であればよい。
Note that the dimensions of the cross section (rectangular cross section) perpendicular to the longitudinal direction of the welded
＜第２の実施形態＞
図５には、本発明の第２の実施形態の溶接構造体４を示す。なお第２の実施形態の溶接構造体４が第１の実施形態の溶接構造体と異なる点は、インサート板６の構成だけであり、そこで第２の実施形態の溶接構造体を示す図としては、第１の実施形態の溶接構造体についての平面図（図２）に対応する平面図のみを、図５として示している。
第２の実施形態の溶接構造体４においては、インサート板６として、フランジ部１１、１２；２１、２２の長手方向に連続する長板状の鋼板を用いている。すなわち、フランジ部１１、１１Ｂ；２１、２２の長手方向に間隔を置いて形成された複数の溶接部位（ナゲット）３に跨って、インサート板６が、フランジ部同士の重ね合わせ部位に介挿されている。
<Second embodiment>
FIG. 5 shows a welded
In the welded
このように複数の溶接部位（ナゲット）３に跨ってインサート板を介挿した構成とすれば、各溶接部位ごとにインサート板６を介挿した第１の実施形態の溶接構造体と比較し、インサート板６の数を少なくすることができる。そのため、溶接構造体の組み立て（製造）にあたって、用意する部品点数の減少と作業効率の向上により、コスト低減を図ることができる。
If the insert plate is inserted across a plurality of welding parts (nuggets) 3 in this way, compared to the welded structure of the first embodiment in which an
＜第３の実施形態＞
図６には、本発明の第３の実施形態の溶接構造体４を示す。なお第３の実施形態の溶接構造体４が第１の実施形態の溶接構造体と異なる点は、第２の鋼板部材２の断面形状だけであり、そこで第３の実施形態の溶接構造体を示す図としては、第１の実施形態の溶接構造体についての縦断面図（図１）に対応する縦断面図のみを、図６として示している。
第３の実施形態の溶接構造体４においては、第２の鋼板部材２として、平坦な平板状（長板状）の鋼板が用いられている。すなわち第３の実施形態の溶接構造体４の第２の鋼板部材２は、第１の実施形態の溶接構造体の第２の鋼板部材のようなハット型断面を有していない。したがってこの場合、フランジ部も持たない。そして第３の実施形態の溶接構造体では、ハット型断面を有する第１の鋼板部材１の幅方向両端のフランジ部１１、１２と、長板状の第２の鋼板部材の幅方向両端付近の平坦部２１Ａ、２２Ａとが重ね合わされ、かつその重ね合わせ部位にインサート板６が介挿されている。
<Third embodiment>
FIG. 6 shows a welded
In the welded
＜第４の実施形態＞
図７には、本発明の第４の実施形態の溶接構造体４を示す。なお第４の実施形態の溶接構造体４が第１の実施形態の溶接構造体と異なる点は、第２の鋼板部材２の断面形状及びその断面での方向性だけであり、そこで第４の実施形態の溶接構造体を示す図としては、第１の実施形態の溶接構造体についての縦断面図（図１）に対応する縦断面図のみを、図７として示している。
<Fourth embodiment>
FIG. 7 shows a welded
第４の実施形態の溶接構造体４において、第２の鋼板部材２は、ハット型断面を有する部材とされている。但し、第1の実施形態の溶接構造体とは異なり、第２の鋼板部材２は、そのハット型断面の開放方向が第１の鋼板部材１のハット型断面の開放方向と同方向を向くように配置された状態で、第１の鋼板部材１と組み合わされている。すなわち、第２の鋼板部材２のハット側断面の凸側が第１の鋼板部材１のハット型断面の凹側に挿入されている。このような第４の実施形態の溶接構造体４においても、ハット側断面をなす第１の鋼板部材１のフランジ部１１、１２とハット型断面をなす第2の鋼板部材２のフランジ部２１、２２とが、それらの間にインサート板６が介挿された状態で重ね合わされ、そのインサート板６が介挿された重ね合わせ部位においてスポット溶接が施されて、ナゲット３が形成されている。
In the welded
以上のような各実施形態の溶接構造体の作用・効果について、次に説明する。
なお以下の説明では、第２の鋼板部材２としては第１、第２、第４の実施形態と同様に、ハット型断面を有する部材、すなわち幅方向両端に、平坦部２１Ａ、２２Ａとしてフランジ部２１、２２を有しているものとしている。したがって、重ね合わせ部位についても、第１の鋼板部材１のフランジ部１１Ａ、１１Ｂと第２の鋼板部材２における平坦部２１Ａ、２２Ａであるフランジ部２１、２２とを重ね合わせた部位に、インサート板６を介挿したものとして説明している。ここで、第３の実施形態の溶接構造体として示したように、第２の鋼板部材２として、フランジ部を持たない平坦な板材を用いた場合については、以下の説明中における第２の鋼板部材２のフランジ部２１、２２を、第２の鋼板部材２の幅方向両端側の平坦部２１Ａ、２２Ａと読み替えることができる。
The functions and effects of the welded structures of the respective embodiments as described above will be described next.
In the following description, as in the first, second, and fourth embodiments, the second
＜各実施形態の溶接構造体の第１の作用・効果＞
重ね合わされたフランジ部１１、１２；２１、２２の相互間、特に溶接部位におけるフランジ部の相互間にインサート板６が挿入されているため、インサート板６を挿入しない状態で重ね合わせた従来技術の場合に生じる隙間（図１８の隙間５）が、インサート板６によって埋められることになる。そのため、溶接部位におけるフランジ部１１、１２；２１、２２の相互間に隙間が実質的に存在しないか、または存在してもその隙間の寸法（間隔）が、インサート板６を挿入しない状態で重ね合わせた場合よりも格段に小さくなる。
<First action/effect of the welded structure of each embodiment>
Since the
そのため、例えば図５に模式的に示しているように（また従来例についての図１９と比較すれば明らかなように）、スポット溶接時における溶接部位への電極による加圧による母材鋼板の変形が生じないか、又は変形量が少なくなり、その結果、ナゲット端での引張応力も小さくなって、応力集中が緩和される。すなわち、インサート板６の挿入によって、スポット溶接時のナゲット端付近での母材鋼板（鋼板部材）の変形が少なくなると同時に、応力集中箇所が、ナゲット３の２か所の端部３ｂ、３ｃからそれに隣接する２枚の鋼板からなる鋼板部材１、２の熱影響部（ＨＡＺ）に至る領域（図８の鎖線囲い部分Ｔ、Ｕ）の２か所に分散されるため、応力が緩和され、その結果、水素脆化が生じにくくなるのである。
すなわち、インサート板を挿入しない状態で重ね合わせた場合には、隙間の存在によってナゲット端に応力が集中し、その残留応力によって疲労強度が低下することが懸念される。これに対して、インサート板を挿入しておくことによって、スポット溶接時におけるナゲット端での応力集中が緩和されて、引張の残留応力が小さくなる。これは、水素脆化の抑制に効果がある。また引張の残留応力が小さくなることは、疲労強度の向上にも効果がある。
Therefore, for example, as schematically shown in FIG. 5 (and as is clear from a comparison with FIG. 19 for the conventional example), deformation of the base steel plate due to pressure applied by the electrode to the welding area during spot welding. is not generated or the amount of deformation is reduced, and as a result, the tensile stress at the nugget end is also reduced, and stress concentration is alleviated. That is, by inserting the
That is, if the insert plates are stacked without inserting them, stress will be concentrated at the nugget end due to the presence of the gap, and there is a concern that the residual stress will reduce the fatigue strength. On the other hand, by inserting the insert plate, the stress concentration at the nugget end during spot welding is alleviated, and the tensile residual stress is reduced. This is effective in suppressing hydrogen embrittlement. Furthermore, a reduction in tensile residual stress is also effective in improving fatigue strength.
ここで、高強度鋼板、例えば引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板を、各鋼板部材の少なくとも１枚に用いている場合、成形加工後のスプリングバック量が大きくなって隙間も大きくなりやすいことに加え、スポット溶接時のナゲット端の引張応力も大きくなる傾向を示すため、インサート板を使用しない場合にはナゲット端の応力集中も顕著となって、水素脆化が生じやすくなる。しかしながら、インサート板を挿入すれば、高強度鋼板を使用した場合でも、前述のような応力集中の緩和効果によって、水素脆化の発生を確実に抑制することが可能となる。 Here, if a high-strength steel plate, for example, a steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more, is used for at least one of each steel plate member, the amount of springback after forming becomes large and the gap tends to become large. Since the tensile stress at the nugget end during spot welding also tends to increase, if no insert plate is used, the stress concentration at the nugget end becomes significant, making hydrogen embrittlement more likely to occur. However, by inserting an insert plate, even when a high-strength steel plate is used, the occurrence of hydrogen embrittlement can be reliably suppressed due to the effect of alleviating stress concentration as described above.
＜各実施形態の溶接構造体の第２の作用・効果＞
インサート板を挿入しない状態で重ね合わせてナゲットを形成した場合に溶接部に荷重が負荷されれば、ナゲット端に応力が集中する。こうした場合、たとえば車体の衝突時に溶接部が早期に破断することとなり、車体の衝突安全性が安定しなかったり、損なわれたりする可能性がある。これに対して、インサート板を挿入しておくことによって、スポット溶接時におけるナゲット端での応力集中が緩和される（応力が小さくなる）結果、溶接部の強度も十分に確保することが可能となる。その結果、優れた車体の衝突安全性を安定確保しやすくなる。
<Second action/effect of the welded structure of each embodiment>
If a nugget is formed by overlapping the insert plates without inserting them and a load is applied to the welded portion, stress will be concentrated at the nugget end. In such a case, for example, the welded portion will break early in the event of a collision of the vehicle body, and the collision safety of the vehicle body may become unstable or impaired. On the other hand, by inserting an insert plate, the stress concentration at the nugget end during spot welding is alleviated (the stress is reduced), and as a result, it is possible to ensure sufficient strength of the welded part. Become. As a result, it becomes easier to stably ensure excellent collision safety of the vehicle body.
＜各実施形態の溶接構造体の第３の作用・効果＞
第１、第２の鋼板部材のいずれか少なくとも一方にめっき鋼板、特に亜鉛メッキ鋼板を用いて、フランジ部の重ね合わせ部位にめっき層が存在する溶接構造体の場合、スポット溶接時にめっき層が溶融して、液体金属（めっき層の溶融金属）が固体金属（めっき鋼板の母材部）に接する状態となる。そのためいわゆる液体金属脆化（ＬＭＥ）が母材鋼板に生じ、それに起因する割れ（ＬＭＥ割れ）がスポット溶接後の溶接部付近に生じることが懸念される。特に高強度鋼板、例えば引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板を、各鋼板部材の少なくとも１枚に用いている場合、成形加工後のスプリングバック量が大きくなって隙間も大きくなりやすいため、インサート板を使用しない場合にはナゲット端の応力集中も顕著となって、ＬＭＥ割れが生じやすくなる。しかしながら、インサート板を挿入すれば、高強度鋼板を使用した場合でも、応力集中の緩和効果によって、ＬＭＥ割れの発生を抑制することが可能となる。
ここで、ＬＭＥ割れは、電極と鋼板が接している側でも発生する場合がある。電極側の鋼板表面でもＬＭＥ割れが発生するのは、高温で、かつ高い応力ひずみが負荷される条件下である。特に隙間が大きい場合は、電極による鋼板の押し込み程度が増大し、電極側の鋼板表面の応力ひずみが高くなると考えられる。その結果、ＬＭＥ割れの発生確率が高まる。しかし、インサート材を使用すれば、電極の押し込み程度が軽減されて、電極側の鋼板表面の応力ひずみを低減可能となる。その結果、電極側の鋼板表面のＬＭＥ割れの発生を抑制することが可能となるのである。
<Third action/effect of the welded structure of each embodiment>
In the case of a welded structure in which a plated steel plate, especially a galvanized steel plate, is used for at least one of the first and second steel plate members, and a plated layer is present at the overlapping part of the flange part, the plated layer will melt during spot welding. As a result, the liquid metal (molten metal of the plating layer) comes into contact with the solid metal (base material of the plated steel sheet). Therefore, there is a concern that so-called liquid metal embrittlement (LME) may occur in the base steel plate, and cracks caused by this (LME cracks) may occur near the welded portion after spot welding. In particular, when a high-strength steel plate, for example a steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more, is used for at least one of each steel plate member, the amount of springback after forming becomes large and the gap tends to become large, so it is necessary to use an insert plate. If it is not used, stress concentration at the nugget end becomes significant and LME cracking is likely to occur. However, by inserting an insert plate, even when a high-strength steel plate is used, the occurrence of LME cracking can be suppressed due to the effect of alleviating stress concentration.
Here, LME cracking may also occur on the side where the electrode and the steel plate are in contact. LME cracking also occurs on the surface of the steel plate on the electrode side at high temperatures and under conditions where high stress and strain are applied. In particular, when the gap is large, the degree of pushing of the steel plate by the electrode increases, and it is considered that the stress strain on the surface of the steel plate on the electrode side increases. As a result, the probability of occurrence of LME cracking increases. However, if an insert material is used, the degree of pushing of the electrode is reduced, and stress strain on the surface of the steel plate on the electrode side can be reduced. As a result, it is possible to suppress the occurrence of LME cracks on the surface of the steel plate on the electrode side.
さらに、溶接構造体の各要素についての好ましい条件について説明する。 Furthermore, preferred conditions for each element of the welded structure will be explained.
＜鋼板部材を構成する高強度鋼板＞
第１、第２の鋼板部材を構成する鋼板の少なくとも１枚としては、引張強さが７８０ＭＰａ以上、好ましくは９８０ＭＰａ以上の鋼板を用いる。
第１、第２の鋼板部材を構成する高強度鋼板の引張強さがいずれも７８０ＭＰａ未満では、インサート板を介挿しない場合でも、スポット溶接時におけるナゲット端での応力集中が比較的少ない。そのため溶接部位での水素脆化も比較的生じにくく、また疲労強度の低下も少なく、さらにはめっき鋼板を用いた場合のＬＭＥ割れの発生の恐れも少ない。なお、これらの現象については、引張強さが７８０ＭＰa未満の鋼板では、応力集中だけでなく、溶接部硬さが低いことや感受性が低いことも影響していると思われる。
これに対し、第１、第２の鋼板部材を構成する鋼板の少なくとも一方の引張強さが７８０ＭＰａ以上であれば、インサート板を介挿しない場合、スポット溶接時におけるナゲット端での応力集中が大きい。そのため溶接部位での水素脆化も生じやすく、そのほか疲労強度の低下も懸念され、さらにはめっき鋼板を用いた場合のＬＭＥ割れも発生しやすくなる。ここで引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板では、７８０ＭＰa未満の鋼板とは反対に、溶接部硬さが高いことや感受性が高いことも現象の発生し易さに影響していると思われる。
一方、インサート板を介挿すれば、第１、第２の鋼板部材を構成する鋼板の少なくとも一方の引張強さが７８０ＭＰａ以上である場合に、本発明の作用・効果を十分に発揮させることができ、そこで、第１、第２の鋼板部材の少なくとも一方に使用する鋼板の引張強さは７８０ＭＰａ以上とした。
<High-strength steel plate constituting the steel plate member>
As at least one of the steel plates constituting the first and second steel plate members, a steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more, preferably 980 MPa or more is used.
If the tensile strengths of the high-strength steel plates constituting the first and second steel plate members are both less than 780 MPa, stress concentration at the nugget end during spot welding is relatively small even when no insert plate is inserted. Therefore, hydrogen embrittlement is relatively less likely to occur at the welded portion, there is less decrease in fatigue strength, and there is also less risk of LME cracking when plated steel sheets are used. Regarding these phenomena, in steel plates with a tensile strength of less than 780 MPa, it is thought that not only stress concentration but also low weld hardness and low sensitivity have an influence.
On the other hand, if the tensile strength of at least one of the steel plates constituting the first and second steel plate members is 780 MPa or more, stress concentration at the nugget end during spot welding is large when no insert plate is inserted. . Therefore, hydrogen embrittlement is likely to occur in the welded area, and there is also concern about a decrease in fatigue strength, and furthermore, when a plated steel sheet is used, LME cracking is likely to occur. In contrast to steel plates with a tensile strength of less than 780 MPa, high-strength steel plates with a tensile strength of 780 MPa or more are thought to have a high weld hardness and high sensitivity, which also affect the ease with which this phenomenon occurs. .
On the other hand, by inserting an insert plate, the functions and effects of the present invention can be fully exhibited when the tensile strength of at least one of the steel plates constituting the first and second steel plate members is 780 MPa or more. Therefore, the tensile strength of the steel plate used for at least one of the first and second steel plate members was set to 780 MPa or more.
なお、溶接部の強度の観点からも、第１、第２の鋼板部材を構成する鋼板の少なくとも一方としては、引張強さが７８０ＭＰａ以上、好ましくは９８０ＭＰａ以上の鋼板を用いることが好適である。
例えば非特許文献１の図１に示しているように、スポット溶接継手のせん断強度の指標である引張せん断強さ（ＴＳＳ）は、溶接対象の鋼板の引張強さが高くなればそれに伴って上昇する傾向を示す。これに対して剥離強度の一つの指標である十字引張強さ（ＣＴＳ）は、溶接対象の鋼板の引張強さが７８０ＭＰａ未満では、鋼板の引張強さが高くなるに伴って若干上昇する傾向を示すものの、鋼板の引張強さが、７８０ＭＰａ以上となれば、鋼板の引張強さが高くなるに伴って低下する傾向を示す。そのほか、剥離強度の別の指標であるＬ字引張強さ(ＬＴＳ)についても、非特許文献１の図１には示されていないが、鋼板の引張強さが７８０ＭＰａ以上となれば、鋼板の引張強さが高くなるに伴って低下する傾向を示すことが確認されている。
このように、溶接対象の鋼板の引張強さが７８０ＭＰａ未満では、剥離強度の低下は認められないか、又はわずかであるため、剥離強度の低下に対する方策を講じる必要性は少ない。このような観点からも、引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を対象とすることが好適である。
In addition, from the viewpoint of the strength of the welded portion, it is preferable to use a steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more, preferably 980 MPa or more as at least one of the steel plates constituting the first and second steel plate members.
For example, as shown in Figure 1 of
As described above, when the tensile strength of the steel plate to be welded is less than 780 MPa, there is no or only slight decrease in peel strength, and therefore there is little need to take measures to prevent the decrease in peel strength. From this point of view as well, it is preferable to use a high-strength steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more.
第１、第２の鋼板部材を構成する鋼板の厚みは特に限定されるものではなく、自動車の車体の骨格部品として求められる強度（特に軸圧壊強度）や、溶接構造体である骨格部品の断面寸法などに応じて適宜選定すればよい。一般には、例えば０．８ｍｍ～２．３ｍｍ程度の板厚とすればよい。 The thickness of the steel plates constituting the first and second steel plate members is not particularly limited, and depends on the strength (especially axial crushing strength) required for the frame parts of an automobile body and the cross section of the frame parts that are welded structures. It may be selected appropriately depending on the dimensions and the like. Generally, the plate thickness may be, for example, about 0.8 mm to 2.3 mm.
＜インサート板の材質＞
鋼からなるインサート板の強度は特に限定されず、溶接対象の鋼板部材に使用される鋼板（少なくとも１枚が引張強さ７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板）と同程度の強度を有する鋼板、あるいはそれより低強度の鋼板など、適宜の鋼板を用いることができる。ここで、スポット溶接時における応力集中の緩和効果は、インサート板の強度に依存しないため、上記のようにインサート板の強度は限定されないのである。但し、インサート板として炭素濃度の低い低強度鋼を使用すれば、少なくとも１枚が引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板からなる溶接対象の鋼板部材とインサート板の成分が、スポット溶接時の溶融金属内で混合され、成分が平均化（鋼板部材の少なくとも１枚を構成する高強度鋼板の炭素濃度より低下）する。その結果、溶接部の靭性が向上するため、溶接部強度を向上させることができる。なお、インサート材の鋼板として炭素濃度の低い低強度鋼を使用する場合でも、炭素量（Ｃ量）が質量％で０．１％を越える鋼を用いることが望ましい。これは、インサート板のＣ量が０．１％以下では、溶接部のせん断強度（ＴＳＳ）が低くなってしまうことが懸念されるからである。
<Material of insert plate>
The strength of the insert plate made of steel is not particularly limited, and it must be a steel plate with the same strength as the steel plate used for the steel plate member to be welded (at least one high-strength steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more), or stronger. Any suitable steel plate, such as a low-strength steel plate, can be used. Here, since the effect of alleviating stress concentration during spot welding does not depend on the strength of the insert plate, the strength of the insert plate is not limited as described above. However, if low-strength steel with a low carbon concentration is used as the insert plate, the components of the steel plate member to be welded and the insert plate, at least one of which is a high-strength steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more, will be melted during spot welding. It is mixed within the metal, and the components are averaged (lower than the carbon concentration of the high-strength steel plate constituting at least one of the steel plate members). As a result, the toughness of the weld is improved, so the strength of the weld can be improved. Note that even when using low-strength steel with a low carbon concentration as the steel plate of the insert material, it is desirable to use steel with a carbon content (C content) exceeding 0.1% by mass. This is because if the C content of the insert plate is 0.1% or less, there is a concern that the shear strength (TSS) of the welded portion will be low.
＜インサート板の板厚＞
インサート板の板厚ｔｉ（図３、図４参照）は、インサート板を介挿しない状態で第１、第２の鋼板部材のフランジ部（もしくは平坦部）を重ね合わせた場合に生じると想定される、スポット溶接部位の隙間の寸法と同等であることが望ましく、また隙間の寸法よりも小さい板厚であってもできるだけ隙間の寸法に近いことが望ましい。インサート板の板厚ｔｉが、隙間の寸法に近いほど、インサート板により隙間を埋めて、ナゲット端での応力集中を部緩和する効果が大きくなる。
<Thickness of insert plate>
The plate thickness ti (see Figures 3 and 4) of the insert plate is assumed to occur when the flange portions (or flat portions) of the first and second steel plate members are overlapped without inserting the insert plate. It is desirable that the dimensions be the same as the dimensions of the gap at the spot welding site, and even if the plate thickness is smaller than the dimension of the gap, it is desirable that the dimension be as close to the dimension of the gap as possible. The closer the thickness ti of the insert plate is to the dimension of the gap, the greater the effect of filling the gap with the insert plate and partially relieving stress concentration at the nugget end.
さらにインサート板の板厚ｔｉは、各鋼板部材の板厚ｔｈ（図３、図４参照）との関係からも、好ましい条件がある。すなわち、インサート板の板厚ｔｉは、鋼板部材の板厚ｔｈに応じて、
１．２＞ｔｉ／ｔｈ＞０．２０
を満たす範囲内とすることが好ましい。なお第１の鋼板部材の板厚と第２の鋼板部材の板厚が異なる場合には、薄い方の鋼板部材の板厚をｔｈとして、上記の関係が満たされればよい。
Furthermore, there are preferable conditions for the thickness ti of the insert plate also from the relationship with the thickness th of each steel plate member (see FIGS. 3 and 4). That is, the plate thickness ti of the insert plate is determined according to the plate thickness th of the steel plate member.
1.2>ti/th>0.20
It is preferable to fall within a range that satisfies the following. In addition, when the plate thickness of the first steel plate member and the plate thickness of the second steel plate member are different, it is sufficient that the above relationship is satisfied, with the plate thickness of the thinner steel plate member being set as th.
ここで、上記の板厚比ｔｉ／ｔｈが０．２０以下では、ナゲット端での応力集中を緩和する作用が十分に得られず、水素脆化の防止を十分に図ることが困難となることがあり、また疲労強度の低下防止やＬＭＥ割れの発生防止の効果も十分に得られなくなる。一方、上記の板厚比ｔｉ／ｔｈが１．２以上となれば、水素脆化の防止の効果や、疲労強度の低下防止、さらにＬＭＥ割れの発生防止の効果が飽和するばかりでなく、溶接部のせん断強度（引張せん断強さ：ＴＳＳ）が低下してしまうことが懸念される。そこで板厚比ｔｉ／ｔｈは上記の範囲内とすることが好ましい。 Here, if the plate thickness ratio ti/th is 0.20 or less, the effect of alleviating stress concentration at the nugget end cannot be sufficiently obtained, and it becomes difficult to sufficiently prevent hydrogen embrittlement. In addition, the effect of preventing a decrease in fatigue strength and preventing the occurrence of LME cracking cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the plate thickness ratio ti/th is 1.2 or more, the effects of preventing hydrogen embrittlement, reducing fatigue strength, and preventing LME cracking are not only saturated, but also the welding There is a concern that the shear strength (tensile shear strength: TSS) of the part may decrease. Therefore, the plate thickness ratio ti/th is preferably within the above range.
なお板厚比ｔｉ／ｔｈは、上記の範囲内でも、特に
１．２＞ｔｉ／ｔｈ＞０．３５
を満たす範囲内とすることが、より好ましい。
またここで、板厚比ｔｉ／ｔｈの上限を、１．０未満としてもよい。
Note that the plate thickness ratio ti/th is within the above range, especially 1.2>ti/th>0.35
It is more preferable to fall within a range that satisfies the following.
Further, here, the upper limit of the plate thickness ratio ti/th may be less than 1.0.
なお、第１、第２の鋼板部材の少なくとも一方の鋼板として引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を用いた場合、板厚比ｔｉ／ｔｈが０．２０以下では、ナゲット端での応力集中を分散させる作用が十分に得られないが、これに起因して、溶接部の剥離強度の低下も十分に防止し得ないことが本発明者等の実験により判明している。そこで次に、このような本発明者等の実験の概要について説明する。 Note that when a high-strength steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more is used as at least one of the first and second steel plate members, stress concentration at the nugget edge occurs when the plate thickness ratio ti/th is 0.20 or less. It has been found through experiments by the present inventors that, due to this, it is not possible to sufficiently prevent a decrease in the peel strength of the welded part. Therefore, next, an outline of such experiments conducted by the present inventors will be explained.
＜インサート板の板厚と剥離強度との関係についての実験＞
溶接対象の２枚の鋼板として、板厚が１．６ｍｍの１４７０ＭＰa級ホットスタンプ鋼（以下、ＨＳ鋼と記す）を用い、インサート板として板厚が０．２～１．６ｍｍの２７０ＭＰa級の炭素鋼（以下、２７０鋼と記す）を用いて、次のような実験を行なった。
すなわち、インサート板無しで２枚のＨＳ鋼を重ね合わせる態様と、２枚のＨＳ鋼の間にインサート板として種々の板厚の２７０鋼を挟んで重ね合わせた態様との２態様について、スポット溶接して３種の継手引張試験片を作成した。
<Experiment on the relationship between insert plate thickness and peel strength>
The two steel plates to be welded are 1470 MPa class hot stamped steel (hereinafter referred to as HS steel) with a plate thickness of 1.6 mm, and the insert plate is a 270 MPa class carbon steel plate with a plate thickness of 0.2 to 1.6 mm. The following experiment was conducted using steel (hereinafter referred to as 270 steel).
In other words, spot welding was performed in two ways: one in which two sheets of HS steel were stacked together without an insert plate, and the other in which two sheets of HS steel were stacked with 270 steel of various thicknesses sandwiched between the two sheets of HS steel. Three types of joint tensile test specimens were prepared.
ここで、継手引張試験片としては、ＪＩＳ Ｚ ３１３６（２０１３年確認、２０１４年版）に準拠した引張せん断試験片（ＴＳＳ試験片）、ＪＩＳ Ｚ ３１３７（２０１３年確認、２０１４年版）に準拠した十字引張試験片(ＣＴＳ試験片)、及びL字引張試験片（ＬＴＳ試験片）の３種とし、それぞれ引張試験を実施した。なおＬＴＳ試験片については規格はないが、図９、図１０に示す形状、寸法とした。 Here, the joint tensile test piece is a tensile shear test piece (TSS test piece) based on JIS Z 3136 (confirmed in 2013, 2014 edition), and a cross tension test piece based on JIS Z 3137 (confirmed in 2013, 2014 edition). Tensile tests were conducted on three types of test pieces: a test piece (CTS test piece) and an L-shaped tensile test piece (LTS test piece). Although there is no standard for LTS test pieces, the shapes and dimensions shown in FIGS. 9 and 10 were used.
インサート板無しで２枚のＨＳ鋼を重ね合わせた試験片（すなわちインサート板の板厚がゼロの試験片）と、種々の板厚のインサート材を介挿させた試験片についての、各引張試験による最大引張荷重とインサート材の板厚との関係を図１１～図１３に示す。図１１はＴＳＳ試験片についての結果を示し、図１２はＣＴＳ試験片についての結果を示し、図１３はＬＴＳ試験片についての結果を示す。 Each tensile test was carried out on a test piece in which two sheets of HS steel were stacked together without an insert plate (i.e. a test piece in which the thickness of the insert plate was zero) and a test piece in which insert materials of various thicknesses were inserted. The relationship between the maximum tensile load and the thickness of the insert material is shown in FIGS. 11 to 13. Figure 11 shows the results for the TSS specimen, Figure 12 shows the results for the CTS specimen, and Figure 13 shows the results for the LTS specimen.
図１１から、ＴＳＳ試験片では、インサート板を介挿した場合には、インサート板を介挿しない場合（インサート板の板厚がゼロの場合）よりも最大荷重が若干低下する傾向、すなわちせん断強度としてのＴＳＳが低下する傾向が認められた。 From Figure 11, in the TSS test piece, when an insert plate is inserted, the maximum load tends to be slightly lower than when no insert plate is inserted (when the thickness of the insert plate is zero), that is, the shear strength A tendency for TSS to decrease was observed.
一方、図１２、図１３に示すように、ＣＴＳ試験片及びＬＴＳ試験片では、インサート板を介挿した場合には、インサート板を介挿しない場合（インサート板の板厚がゼロの場合）よりも最大荷重が上昇する傾向が認められ、特にＬＴＳ試験片では、インサート材の板厚が０．３２ｍｍを越えれば（したがって前記板厚比ｔｉ／ｔｈが０．２０を越えれば）安定して大きな最大荷重となること、すなわち安定して高い剥離強度が得られることが認められた。 On the other hand, as shown in Figures 12 and 13, in the CTS test piece and the LTS test piece, when an insert plate is inserted, the thickness of the insert plate is lower than when no insert plate is inserted (when the thickness of the insert plate is zero). It was also observed that the maximum load tends to increase, especially in the case of the LTS test piece. It was confirmed that the maximum load was achieved, that is, a stable and high peel strength was obtained.
これらの結果から、インサート板を介挿させることによる剥離強度向上の有効性、特に前記板厚比ｔｉ／ｔｈが０．２０を越えることによる剥離強度向上の有効性を新規に認識することができた。 From these results, we can newly recognize the effectiveness of improving peel strength by inserting an insert plate, especially the effectiveness of improving peel strength by having the plate thickness ratio ti/th exceed 0.20. Ta.
＜インサート板の形状＞
第１の実施形態として示したように、各溶接部位ごとに個別にインサート板を介挿する場合におけるインサート板の形状（厚みに対して直交する方向に沿った板面の形状）は、正方形もしくは長方形、あるいは円形もしくは長円形又は楕円形であってもよく、要はスポット溶接対象の部位の形状等に応じて、最適な形状を選択すればよい。また第２の実施形態として示すように、複数の溶接部位に跨って共通に連続するインサート板を介挿する場合、インサート板はフランジ部の長さ方向に連続して延びる長板状とすればよい。
<Shape of insert plate>
As shown in the first embodiment, the shape of the insert plate (the shape of the plate surface along the direction perpendicular to the thickness) when inserting the insert plate individually for each welding site is square or It may be rectangular, circular, oval, or elliptical, and the optimum shape may be selected depending on the shape of the part to be spot welded. Further, as shown in the second embodiment, when inserting a common continuous insert plate across a plurality of welding parts, the insert plate should be in the shape of a long plate that extends continuously in the length direction of the flange part. good.
＜インサート板の板面のサイズ＞
フランジ部の幅方向におけるインサート板のサイズは、スポット溶接によって形成されるべき目標のナゲット径ｄｎ（図３、図４参照）の１．２倍以上とすることが好ましい。インサート板の板面のサイズがナゲット径ｄｎの１．２倍未満では、抵抗スポット溶接時の加圧力によって溶融金属がインサート板の外縁からはみ出てしまって、溶融金属の散りやナゲット径の目標値未達が生じる恐れがある。
<Size of the insert plate surface>
The size of the insert plate in the width direction of the flange portion is preferably 1.2 times or more the target nugget diameter dn (see FIGS. 3 and 4) to be formed by spot welding. If the size of the plate surface of the insert plate is less than 1.2 times the nugget diameter dn, the molten metal will protrude from the outer edge of the insert plate due to the pressure applied during resistance spot welding, resulting in molten metal scattering and the target value of the nugget diameter. There is a risk of non-achievement.
ここで、インサート板の板面のサイズとは、インサート板の板面形状が正方形もしくは長方形である場合は、各辺の長さを意味する。したがってこの場合は、インサート板の各辺の最小長さがナゲット径の１．２倍以上であればよい。また、インサート板の板面形状が円形、長円形、もしくは楕円形の場合、インサート板のサイズとは、その径（中心を通るすべての方向についての径）を意味する。すなわちこの場合は、インサート板の最小径がナゲット径の１．２倍以上であればよい。なおインサート板のサイズの上限は特に規定しないが、通常はフランジ部の大きさ以下とすること好ましい。 Here, the size of the plate surface of the insert plate means the length of each side when the plate surface shape of the insert plate is square or rectangular. Therefore, in this case, the minimum length of each side of the insert plate should be at least 1.2 times the nugget diameter. Further, when the plate surface shape of the insert plate is circular, oval, or elliptical, the size of the insert plate means its diameter (diameter in all directions passing through the center). That is, in this case, the minimum diameter of the insert plate should be at least 1.2 times the nugget diameter. Although the upper limit of the size of the insert plate is not particularly specified, it is usually preferable that the size be equal to or smaller than the size of the flange portion.
なおまた、ナゲット径は溶接条件によって変化するが、一般に溶接対象の鋼板の板厚ｔｈとの関係で、
３√ｔｈ≦ｄｎ≦５√ｔｈ
を満たすナゲット径ｄｎが得られるように、溶接条件を選定するのが一般的である。したがって、インサート板の板面のサイズも、溶接条件と溶接対象の高強度鋼板の板厚ｔｈによって定まる目標とするナゲット径ｄｎに応じて設定すればよい。
Furthermore, although the nugget diameter changes depending on the welding conditions, it is generally determined by the relationship with the thickness th of the steel plate to be welded.
3√th≦dn≦5√th
It is common to select welding conditions so that a nugget diameter dn that satisfies the requirements is obtained. Therefore, the size of the plate surface of the insert plate may also be set according to the target nugget diameter dn determined by the welding conditions and the plate thickness th of the high-strength steel plate to be welded.
なお、溶接構造体を構成する鋼板部材は、２枚に限らず、３枚以上の複数数であってもよい。例えば、ハット型顔面を有する第１の鋼板部材と、ハット型断面を有するかまたは平板状の第２の鋼板部材と、さらにハット型断面を有するかまたは平板状の第３（あるいはさらに第４、第５など）の鋼板部材とを組み合わせて溶接構造体としてもよい。この場合、すべての鋼板部材同士の間にインサート板を挟んでも、あるいは一部の（例えば２枚の）鋼板部材同士の間にのみインサート板を挟んでもよい。なお上記のように３枚以上の複数の鋼板部材を用いて溶接構造体を構成する場合、第１の鋼板部材、第２の鋼板部材の少なくとも一方に引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板を用いていれば、第３（あるいはさらに第４、第５など）の鋼板部材としては、引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板を用いても、あるいはより低強度の鋼板を用いていてもよい。 Note that the number of steel plate members constituting the welded structure is not limited to two, but may be three or more. For example, a first steel plate member having a hat-shaped face, a second steel plate member having a hat-shaped cross section or a flat plate shape, and a third (or even a fourth steel plate member) having a hat-shaped cross section or a flat plate shape, It is also possible to form a welded structure by combining it with a steel plate member (e.g., No. 5). In this case, the insert plate may be sandwiched between all the steel plate members, or only between some (for example, two) steel plate members. In addition, when constructing a welded structure using multiple steel plate members of three or more as described above, a steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more is used for at least one of the first steel plate member and the second steel plate member. In this case, the third (or fourth, fifth, etc.) steel plate member may be a steel plate with a tensile strength of 780 MPa or more, or a steel plate with a lower strength.
＜溶接構造体の製造方法＞
本発明の溶接構造体を製造するにあたっては、予め、前述のようなフランジ部を有する第１の鋼板部材、例えばハット型断面を有する第１の鋼板部材と、第１の鋼板部材のフランジ部に対応する平板部（例えばフランジ部）を有する第２の鋼板部材（例えばハット型断面を有する鋼板部材若しくは平板状の鋼板部材）と、インサート板とを用意しておく。そして第１の鋼板部材のフランジ部の板面と、第２の鋼板前記部材の平坦部（例えばフランジ部）の板面とを、それらの間にインサート板を介在させた状態で重ね合わせる。その後、インサート板が介在する重ね領域内に抵抗スポット溶接を施せばよい。
<Method for manufacturing welded structure>
In manufacturing the welded structure of the present invention, a first steel plate member having a flange portion as described above, for example, a first steel plate member having a hat-shaped cross section, and a flange portion of the first steel plate member are prepared in advance. A second steel plate member (for example, a steel plate member having a hat-shaped cross section or a flat steel plate member) having a corresponding flat plate portion (for example, a flange portion) and an insert plate are prepared in advance. Then, the plate surface of the flange portion of the first steel plate member and the plate surface of the flat portion (eg, flange portion) of the second steel plate member are overlapped with each other with an insert plate interposed therebetween. Thereafter, resistance spot welding may be performed within the overlapping region where the insert plate is interposed.
ここで、インサート板を介在させた状態で、第１の鋼板部材のフランジ部と第２の鋼板前記部材の平坦部（例えばフランジ部）とを重ねるにあたっては、事前に、第１の鋼板部材のフランジ部の板面、もしくは第２の鋼板部材の平坦部（例えばフランジ部）の板面にインサート板を仮付け接合しておくことが好ましい。このようなインサート板の仮付け接合を適用する場合の第１の製造方法例を図１４に、また第２の製造方法例を図１５に示す。なお、図１４、図１５のいずれも、第１の鋼板部材１と第２の鋼板部材２の両者にハット型断面を有する部材を用いた溶接構造体を製造する例、すなわち図１、図２として示した第１の実施形態の溶接構造体、もしくは図６に示した第２の実施形態の溶接構造体を製造する場合の製造方法例として示している。
Here, in order to overlap the flange part of the first steel plate member and the flat part (for example, flange part) of the second steel plate member with the insert plate interposed, in advance, the first steel plate member is It is preferable that the insert plate be temporarily joined to the plate surface of the flange portion or the plate surface of the flat portion (for example, the flange portion) of the second steel plate member. FIG. 14 shows an example of a first manufacturing method in which such temporary bonding of insert plates is applied, and FIG. 15 shows an example of a second manufacturing method. Note that both FIGS. 14 and 15 show an example of manufacturing a welded structure in which both the first
図１４に示す第１の製造方法では、予め用意された第１、第２の鋼板部材１、２のうち、第２の鋼板部材２におけるフランジ部２１、２２の板面にインサート板６をレーザ―接合、スポット溶接、あるいは接着剤による接合など、任意の接合手段によって、仮付けしておく。その後、第１、第２の鋼板部材１、２をそのフランジ部１１、１２；２１、２２間にインサート板が位置するように組み合わせ、スポット溶接を行なう。
In the first manufacturing method shown in FIG. 14, an
図１５に示す第２の製造方法では、予め用意された第１、第２の鋼板部材１、２のうち、第１の鋼板部材１におけるフランジ部１１、１２の板面にインサート板６をレーザ―接合、スポット溶接、あるいは接着剤による接合など、任意の接合手段によって、仮付けしておく。その後、第１、第２の鋼板部材１、２を、そのフランジ部１１、１２；２１、２２間にインサート板が位置するように組み合わせ、スポット溶接を行なう。
In the second manufacturing method shown in FIG. 15, an
なお第１の実施形態として示したように、各溶接部位ごとに個別にインサート板を介挿させる場合には、第２の鋼板部材２のフランジ部２１、２２もしくは第１の鋼板部材１のフランジ部１１、１２における目標溶接打点に各インサート板の中心が一致するように、各インサート板６を配置して、第２の鋼板部材２のフランジ部２１、２２もしくは第１の鋼板部材１のフランジ部１１、１２にインサート板を仮付け接合すればよい。また第２の実施形態として示したように、複数の溶接部位に跨ってインサート板を介挿させる場合は、第２の鋼板部材２のフランジ部２１、２２もしくは第１の鋼板部材１のフランジ部１１、１２の長手方向に沿って長板状のインサート板を仮付け接合すればよい。
As shown in the first embodiment, when inserting an insert plate individually for each welding site, the
これらの製造方法例によれば、インサート板を介挿してスポット溶接する作業を効率的に行うことができる。 According to these examples of manufacturing methods, it is possible to efficiently perform spot welding by inserting an insert plate.
＜スポット溶接条件＞
抵抗スポット溶接にあたっての溶接条件は、通常の３枚組の鋼板を溶接する際の条件を採用することができる。例えばナゲット径ｄｎが、溶接対象の鋼板の板厚ｔｈとの関係で、
３√ｔｈ≦ｄｎ≦５√ｔｈ
を満たすナゲット径ｄｎが得られるように、溶接条件を選定すればよい。
<Spot welding conditions>
As the welding conditions for resistance spot welding, the conditions for welding a normal set of three steel plates can be adopted. For example, depending on the relationship between the nugget diameter dn and the thickness th of the steel plate to be welded,
3√th≦dn≦5√th
Welding conditions may be selected so as to obtain a nugget diameter dn that satisfies the requirements.
以下に、本発明の実施例について、比較例とともに説明する。 Examples of the present invention will be described below along with comparative examples.
＜実施例１＞
板厚が１．２ｍｍで、引張強さが１５２０ＭＰａの高強度鋼板（Ｃ量が０．２２質量％）からなるハット型断面を有する第１の鋼板部材、及び同じ高強度鋼板からなるハット型断面を有する第2の鋼板部材を溶接対象の鋼板部材とし、引張強さが１０１３ＭＰａの種々の板厚の高強度鋼板（Ｃ量が０．１３質量％）をインサート板とした。そしてこれらを組み合わせて、抵抗スポット溶接して、図１、図２に第１の実施形態として示したような溶接構造体を作成した。溶接には定置式で単相交流のスポット溶接機を用いた。加圧力は５ｋＮ、通電時間は０．２４ｓｅｃとし、ナゲット径が４√ｔとなる電流を選定した。
ここで、インサート板の板面の形状は、１辺が６０ｍｍの正方形とし、ナゲット径が６ｍｍとなる条件でスポット溶接を行った。溶接構造体の全長は３００ｍｍとして、スポット溶接打点のピッチ（ナゲットのピッチ）は４０ｍｍ、溶接打点数（ナゲット数）は、幅方向両側の合計で１４点とした。
<Example 1>
A first steel plate member having a hat-shaped cross section made of a high-strength steel plate (C content is 0.22 mass%) with a plate thickness of 1.2 mm and a tensile strength of 1520 MPa, and a hat-shaped cross-section made of the same high-strength steel plate. A second steel plate member having the following properties was used as the steel plate member to be welded, and high-strength steel plates (C content: 0.13% by mass) of various thicknesses and having a tensile strength of 1013 MPa were used as insert plates. These were then combined and resistance spot welded to create a welded structure as shown in FIGS. 1 and 2 as the first embodiment. A stationary single-phase AC spot welding machine was used for welding. The pressing force was 5 kN, the current application time was 0.24 sec, and a current that gave a nugget diameter of 4√t was selected.
Here, the shape of the plate surface of the insert plate was a square with one side of 60 mm, and spot welding was performed under the conditions that the nugget diameter was 6 mm. The total length of the welded structure was 300 mm, the pitch of spot welding points (pitch of nuggets) was 40 mm, and the number of welding points (number of nuggets) was 14 in total on both sides in the width direction.
これらの条件と、インサート板の板厚ｔｉと溶接対象の鋼板の板厚ｔｈとの比ｔｉ／ｔｈを、表１の処理番号２～７に示す。但し、本実施例では、スペーサ板を介挿しない場合のフランジ部間の隙間を１．５ｍｍとした。この隙間を確保するため、各溶接部の間に厚さが１．５ｍｍでサイズが５ｍｍ×５ｍｍの薄鋼板をスペーサ板として予め配置した。このスペーサ板は、例えば両面粘着テープを用いて片側の鋼板に付ければ良いが、本実施例でも両面粘着テープを用いた。
なお、比較のため、インサート板を挿入せずにスポット溶接により組み立てた溶接構造体の例を、処理番号１の従来例（2枚組）として表1中に示す。
These conditions and the ratio ti/th between the thickness ti of the insert plate and the thickness th of the steel plate to be welded are shown in
For comparison, an example of a welded structure assembled by spot welding without inserting an insert plate is shown in Table 1 as a conventional example (two-piece set) with
以上のようにして得られた溶接構造体について、溶接部の遅れ破壊評価試験、及び軸圧壊衝撃吸収特性の評価に供した。
ここで、遅れ破壊評価は、０．１規定の塩酸に２００時間浸漬して、遅れ破壊の発生数を調べた。
また軸圧壊衝撃吸収特性の評価では、１００ｋｇの錘を１４ｍ／ｓｅｃの速度で部材に衝突させた。このとき錘の進行方向は部材の軸に一致させ、また部材を置く台の下には圧壊荷重を測定するためのロードセルを設置した。さらに部材上端の圧壊変位は、錘下面位置をレーザ変位計で計測した変位で代替した。こうして計測した荷重を圧壊変位１５０ｍｍまで積分して、吸収エネルギと定義し、衝撃吸収特性の指標とした。
The welded structures obtained as described above were subjected to delayed fracture evaluation tests of welded parts and evaluation of axial crushing shock absorption properties.
Here, the delayed fracture evaluation was performed by immersing the sample in 0.1N hydrochloric acid for 200 hours and examining the number of delayed fractures that occurred.
Further, in evaluating the axial crushing shock absorption characteristics, a 100 kg weight was made to collide with the member at a speed of 14 m/sec. At this time, the advancing direction of the weight was made to match the axis of the member, and a load cell was installed under the table on which the member was placed to measure the crushing load. Furthermore, the crushing displacement of the upper end of the member was replaced by the displacement measured at the lower surface position of the weight using a laser displacement meter. The load thus measured was integrated up to a crushing displacement of 150 mm, defined as absorbed energy, and used as an index of shock absorption characteristics.
これらの試験結果を表1中に示す。なお遅れ破壊評価については、総溶接打点数１４点のうち、何点に遅れ破壊が発生したかをカウントし、それを遅れ破壊発生数として表1中に記載した。また軸圧壊衝撃試験において、総溶接打点数１４点のうち、何点が破断したかをカウントし、それを溶接部破断点数として表1中に記載した。 The results of these tests are shown in Table 1. Regarding the delayed fracture evaluation, out of the total number of 14 welding points, how many points delayed fracture occurred was counted and recorded in Table 1 as the number of delayed fracture occurrences. In addition, in the axial crushing impact test, out of a total of 14 welding points, how many points were broken was counted and recorded in Table 1 as the number of welding points breaking.
表1に示すように、インサート板を用いない処理番号１の従来例と比較して、インサート板を介挿した処理番号２～７の本発明例では、遅れ破壊の発生が少ないこと、したがって水素脆化が発生しにくいことが明らかであり、また靭性にも優れ、かつ軸圧壊強度にも優れていることが明らかである。
As shown in Table 1, compared to the conventional example of
なお遅れ破壊発生数が５点以下で、かつ溶接部破断点数が5点以下の場合を、特に良好と判定することができるが、インサート板を介挿した処理番号２～７の本発明例では、これらの性能を満たして、特に良好となっていることが確認された。
In addition, cases where the number of delayed fracture occurrences is 5 or less and the number of weld fracture points is 5 or less can be judged as particularly good, but in the present invention examples of
＜実施例２＞
板厚が１．４ｍｍで、引張強さが１５１０ＭＰａの合金化溶融亜鉛めっき鋼板（亜鉛めっきの目付け量が６０ｇ/ｍ２；母材鋼板のＣ量が０．２４質量％）からなるハット型断面を有する第１の鋼板部材、及び同じ合金化溶融亜鉛めっき鋼板からなるハット型断面を有する第２の鋼板部材を溶接対象の鋼板部材とし、引張強さが３１７ＭＰａの種々の板厚の鋼板（Ｃ量が０．００２質量％）をインサート板とした。そしてこれらを組み合わせて、抵抗スポット溶接して、図１、図２に第1の実施形態として示したような溶接構造体を作成した。ここで、インサート板の板面の形状は、１辺が６０ｍｍの正方形とし、ナゲット径が６ｍｍとなる条件でスポット溶接を行った。溶接構造体の全長は３００ｍｍとして、スポット溶接打点のピッチ（ナゲットのピッチ）は４０ｍｍ、溶接打点数（ナゲット数）は、幅方向両側の合計で１４点とした。
<Example 2>
A hat-shaped cross section made of an alloyed hot-dip galvanized steel sheet with a thickness of 1.4 mm and a tensile strength of 1510 MPa (the basis weight of zinc plating is 60 g/m 2 ; the amount of C in the base steel sheet is 0.24% by mass). A first steel plate member having a steel plate member having a diameter of 317 MPa and a second steel plate member having a hat-shaped cross section made of the same alloyed hot-dip galvanized steel plate were used as steel plate members to be welded, and steel plates of various thicknesses (C 0.002% by mass) was used as an insert plate. These were then combined and resistance spot welded to create a welded structure as shown in FIGS. 1 and 2 as the first embodiment. Here, the shape of the plate surface of the insert plate was a square with one side of 60 mm, and spot welding was performed under the conditions that the nugget diameter was 6 mm. The total length of the welded structure was 300 mm, the pitch of spot welding points (pitch of nuggets) was 40 mm, and the number of welding points (number of nuggets) was 14 in total on both sides in the width direction.
これらの条件と、インサート板の板厚ｔｉと溶接対象の鋼板の板厚ｔｈとの比ｔｉ／ｔｈを、表２の処理番号１２～１５に示す。但し、本実施例では、スペーサ板を介挿しない場合のフランジ部間の隙間を１．５ｍｍとした。なお、比較のため、インサート板を挿入せずにスポット溶接により組み立てた溶接構造体の例を、処理番号１１の従来例（2枚組）として表２中に示す。
These conditions and the ratio ti/th between the thickness ti of the insert plate and the thickness th of the steel plate to be welded are shown in
以上のような亜鉛めっき鋼板を用いた溶接構造体についての、スポット溶接条件は次のとおりである。すなわち、溶接には定置式で単相交流のスポット溶接機を用いた。加圧力は５.５ｋＮ、通電時間は０．２８ｓｅｃとし、ナゲット径が４√ｔとなる電流を選定した。１４点あるスポット溶接部の外観検査、その後の断面観察を通じてＬＭＥ割れの有無を確認し、ＬＭＥ割れの発生数をカウントした。 The spot welding conditions for the welded structure using galvanized steel sheets as described above are as follows. That is, a stationary single-phase AC spot welding machine was used for welding. The pressing force was 5.5 kN, the current application time was 0.28 sec, and a current was selected that would give a nugget diameter of 4√t. The presence or absence of LME cracks was confirmed through visual inspection of 14 spot welds and subsequent cross-sectional observation, and the number of LME cracks that occurred was counted.
表２に示すように、インサート板を用いない処理番号１１の従来例と比較して、インサート板を介挿した処理番号１２～１５の本発明例では、ＬＭＥ割れの発生が少ないこと、したがって耐ＬＭＥ性に優れていることが明らかである。
As shown in Table 2, compared to the conventional example of
なおＬＭＥ割れ発生数が５点以下の場合を、耐ＬＭＥ性良好と判定することができるが、インサート板を介挿した処理番号１２～１５の本発明例では、その条件を満たしていることが確認された。
Note that when the number of LME cracks occurring is 5 or less, it can be determined that the LME resistance is good, but in the present invention examples with
以上、本発明の好ましい実施形態および実験例について説明したが、これらの実施形態、実験例は、あくまで本発明の要旨の範囲内の一つの例に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。すなわち本発明は、前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲内で適宜変更可能であることはもちろんである。 Although the preferred embodiments and experimental examples of the present invention have been described above, these embodiments and experimental examples are merely examples within the scope of the gist of the present invention, and within the scope of not departing from the gist of the present invention. You can add, omit, replace, and make other changes to the configuration. That is, the present invention is not limited by the above description, but only by the scope of the appended claims, and can of course be modified as appropriate within that scope.
１ 第１の鋼板部材
２ 第２の鋼板部材
３ ナゲット
４ 溶接構造体
５ 隙間
６ インサート板
１１ フランジ部
１２ フランジ部
２１ フランジ部
２１Ａ 平坦部
２２ フランジ部
２２Ａ 平坦部
1 First
Claims (5)
前記第１の鋼板部材のフランジ部に対応する部位に平坦部を有する第２の鋼板部材とを備え、
かつ前記第１の鋼板部材と第２の鋼板部材のうち少なくとも１枚は、引張強さが７８０ＭＰａ以上であり、
前記第１の鋼板部材のフランジ部と前記第２の鋼板部材の平坦部とが重ねられて抵抗スポット溶接により前記フランジ部の長手方向に間隔を置いて形成された複数の溶接部位で接合されてなる溶接構造体において；
さらに前記第１の鋼板部材のフランジ部と前記第２の鋼板部材の平坦部との間に鋼からなるインサート板が介挿されており、
前記フランジ部と前記平坦部との重なり部位のうち、前記インサート板が介挿された領域内に抵抗スポット溶接によるナゲットが形成されており、
前記インサート板は、その板厚ｔｉが前記鋼板部材の板厚ｔｈとの関係で、
１．０＞ｔｉ／ｔｈ＞０．２０
の範囲内にあり、
前記インサート板は、前記複数の溶接部位に跨がるように、前記フランジ部と前記平坦部との間に介挿されている
ことを特徴とする溶接構造体。
ここで、前記インサート板を挟んだ前記各鋼板部材の板厚が互いに異なる場合は、薄い方の鋼板部材の板厚をｔｈとする。 a first steel plate member having a flange portion;
a second steel plate member having a flat portion at a portion corresponding to the flange portion of the first steel plate member,
and at least one of the first steel plate member and the second steel plate member has a tensile strength of 780 MPa or more,
The flange portion of the first steel plate member and the flat portion of the second steel plate member are overlapped and joined by resistance spot welding at a plurality of welding portions formed at intervals in the longitudinal direction of the flange portion. In a welded structure consisting of;
Furthermore, an insert plate made of steel is inserted between the flange part of the first steel plate member and the flat part of the second steel plate member,
A nugget is formed by resistance spot welding in a region where the insert plate is inserted among the overlapping portions of the flange portion and the flat portion,
The insert plate has a thickness ti in relation to a thickness th of the steel plate member,
1.0>ti/th>0.20
is within the range of
The insert plate is inserted between the flange part and the flat part so as to span the plurality of welding parts.
A welded structure characterized by:
Here, when the plate thicknesses of the steel plate members sandwiching the insert plate are different from each other, the plate thickness of the thinner steel plate member is defined as th.
予め前記第１の鋼板部材と前記第２の鋼板部材と前記インサート板とを用意しておき、
前記第１の鋼板部材のフランジ部の板面と、前記第２の鋼板前記部材の平坦部とのうち、いずれか一方の板面に前記インサート板を接合した後、前記フランジ部と前記平坦部とを、それらの間に前記インサート板が介在するように重ね、その後、インサート板が介在する重ね領域内に抵抗スポット溶接を施すことを特徴とする溶接構造体の製造方法。 In manufacturing the welded structure according to any one of claims 1 to 4,
Prepare the first steel plate member, the second steel plate member, and the insert plate in advance,
After joining the insert plate to one of the plate surfaces of the flange portion of the first steel plate member and the flat portion of the second steel plate member, the flange portion and the flat portion are bonded. A method for manufacturing a welded structure, comprising: stacking the above-mentioned insert plates with the insert plate interposed therebetween, and then performing resistance spot welding in the overlapping region where the insert plate is interposed.
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4393628A1 (en) * | 2021-11-02 | 2024-07-03 | JFE Steel Corporation | Resistance spot welded member, and resistance spot welding method for same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008173666A (en) | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Nippon Steel Corp | Lap resistance welding method and lap welded joint |
| JP2014188548A (en) | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Member joint method and member joint structure |
| JP2014223669A (en) | 2013-04-22 | 2014-12-04 | 新日鐵住金株式会社 | Lap welding member of high-strength steel sheet and manufacturing method of the same |
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| WO2018159770A1 (en) | 2017-03-02 | 2018-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Structure for vehicle body |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61216871A (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Connecting method for thin high tensile steel sheet |
| JP3359398B2 (en) * | 1993-11-19 | 2002-12-24 | 本田技研工業株式会社 | Resistance welding of aluminum |
-
2019
- 2019-03-20 JP JP2019053310A patent/JP7352060B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008173666A (en) | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Nippon Steel Corp | Lap resistance welding method and lap welded joint |
| JP2014188548A (en) | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Fuji Heavy Ind Ltd | Member joint method and member joint structure |
| JP2014223669A (en) | 2013-04-22 | 2014-12-04 | 新日鐵住金株式会社 | Lap welding member of high-strength steel sheet and manufacturing method of the same |
| WO2017064817A1 (en) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 新日鐵住金株式会社 | Spot welded joint and spot welding method |
| WO2018159770A1 (en) | 2017-03-02 | 2018-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Structure for vehicle body |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 古迫 誠司、宮崎 康信，インサート材を用いた高強度鋼鈑スポット溶接継手強度の向上，溶接学会全国大会公演概要，日本，溶接学会，2017年，第100 集，30-31，https://www.jstage.jst.go.jp/article/jwstaikai/2017s/0/2017s_30 /_pdf |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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