JPS6011596B2 - 高張力鋼板の点溶接方法 - Google Patents
高張力鋼板の点溶接方法Info
- Publication number
- JPS6011596B2 JPS6011596B2 JP10079081A JP10079081A JPS6011596B2 JP S6011596 B2 JPS6011596 B2 JP S6011596B2 JP 10079081 A JP10079081 A JP 10079081A JP 10079081 A JP10079081 A JP 10079081A JP S6011596 B2 JPS6011596 B2 JP S6011596B2
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- Japan
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- strength
- tempering
- steel plates
- spot welding
- welding
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高張力剛板の点溶接方法に係り、特に点熔接部
の継手疲労強度を改善できる点溶接方法に関する。
の継手疲労強度を改善できる点溶接方法に関する。
最近、自動車車体重量を軽くして燃費向上を図るため、
鰍鋼板に代るより薄い高張力鋼板の使用が検討され、そ
の一部が実使用されて久しいが、その進展は遅々とした
ものである。
鰍鋼板に代るより薄い高張力鋼板の使用が検討され、そ
の一部が実使用されて久しいが、その進展は遅々とした
ものである。
その原因としては、鋼板の板厚が薄くなるための剛性の
減少や、鋼板の強度が高いことによる成形性の低下など
が挙げられるが、これらの問題点は設計変更や成形性の
すぐれた高張力鋼板の開発などにより解決されている。
高張力鋼板使用の最大難点は点溶接部の疲労強度が母材
の引張強さに比例して向上せず、軟鋼板のそれと同じ低
いレベルにあることである。すなわち、第１図に点溶接
部と母材の強度を比較して示したが、点溶接部の引張鯛
断強度は母村の引張強さに比例して高くなるが、１びサ
イクルの繰り返し荷重を受けた場合の点溶接部の疲労薮
嬢強度は母材の引張強さにほとんど依存せず軟鋼板から
引張強さ６０ｋｇ／嫌級の高張力鋼板までほぼ同じ疲労
強度となっている。
減少や、鋼板の強度が高いことによる成形性の低下など
が挙げられるが、これらの問題点は設計変更や成形性の
すぐれた高張力鋼板の開発などにより解決されている。
高張力鋼板使用の最大難点は点溶接部の疲労強度が母材
の引張強さに比例して向上せず、軟鋼板のそれと同じ低
いレベルにあることである。すなわち、第１図に点溶接
部と母材の強度を比較して示したが、点溶接部の引張鯛
断強度は母村の引張強さに比例して高くなるが、１びサ
イクルの繰り返し荷重を受けた場合の点溶接部の疲労薮
嬢強度は母材の引張強さにほとんど依存せず軟鋼板から
引張強さ６０ｋｇ／嫌級の高張力鋼板までほぼ同じ疲労
強度となっている。
従って従来使用されてきた軟鋼板に代って、それより薄
い鋼板を使用するには多大の不安が残ることになる。こ
の点を解決する方法として従来提案されている方法は次
の３方法が知られている。
い鋼板を使用するには多大の不安が残ることになる。こ
の点を解決する方法として従来提案されている方法は次
の３方法が知られている。
｛ィ’点溶接打点数の増加。
【０｝ ナゲット径の拡大。
し一 自動車部品のデザイン変更。
しかしこれらの方法には次の問題がある。
｛ィについては、打点数を増すためのスペースがある場
合のみ適用可能であり、また打点数を２倍に増しても疲
労強度は必ずしも２倍にならず、一般にはそれより低い
強度しか撮られない。
合のみ適用可能であり、また打点数を２倍に増しても疲
労強度は必ずしも２倍にならず、一般にはそれより低い
強度しか撮られない。
【叩こついては、電極を大きくし、加圧力を強化する必
要があるので、装置的な制約があると同時に、【ィ｝で
述べたスペース上の制約がある。
要があるので、装置的な制約があると同時に、【ィ｝で
述べたスペース上の制約がある。
し一については、従来のデザインを変更することになる
ので、自動車全体の礎成上、前記の２方法より大きい制
約を受けることになる。上記の如く、従来知られている
点溶接継手の疲労強度改善方法として抜本的なものがな
く、高張力鋼板点溶接継手の画期的改善方法の出現が要
望されていた。
ので、自動車全体の礎成上、前記の２方法より大きい制
約を受けることになる。上記の如く、従来知られている
点溶接継手の疲労強度改善方法として抜本的なものがな
く、高張力鋼板点溶接継手の画期的改善方法の出現が要
望されていた。
本発明の目的は、上記従釆技術の問題を解消し、点溶接
継手の疲労強度を改善できる高張力鋼板の点溶接方法を
提供するにある。
継手の疲労強度を改善できる高張力鋼板の点溶接方法を
提供するにある。
本発明の要旨とするところは次のとおりである。
すなわち、重量比にてＣ：０．０６〜０．４０％を含有
し、かつＣ的＝Ｃ＋麦Ｓｉ＋芸Ｍｎ（％）にて表わされ
る炭素当量Ｃｅｑ；０．０６〜０．６０％である引張度
さ３５ｋ９ノ磯以上の高張力鋼板を点溶接通電の後にテ
ンパ一通電する高張力鋼板の点溶接方法において、前記
テンパ一通電電流ｌｔと溶接通電電流ｌｏの比の自乗（
ｌｔ／ｌｏ）２およびテンパ一遍電時間Ｔｉと熔接通電
時間Ｔｏの比｛Ｔｔ／Ｔｏ）の積が０．２５〜０．８２
の範囲となる条件でテンパ一遍電することを特徴とする
高張力鋼板の点溶接方法である。本発明者らは従来点溶
接部の静的強度改善のため行われていたテンパー処理に
詳細な検討を加えた結果、静的強度改善のためのテンパ
ー通電条件範囲外の条件ではじめて大幅な疲労強度向上
が得＊＊られることを見出し、更に膨大かつ長時間の実
験を繰り返して本発明を完成した。すなわち、本発明で
使用する溶接通電とテンパ一通電および電極加圧のダイ
ヤグラムは第２図に示すとおりであって、本発明におい
ては特に溶接通電の溶接電流ｌｏと溶接時間Ｔｏおよび
テンパ−通電のテンパ−電流ｌｔとテンパ一時借財ｔが
重要な構成要素である。
し、かつＣ的＝Ｃ＋麦Ｓｉ＋芸Ｍｎ（％）にて表わされ
る炭素当量Ｃｅｑ；０．０６〜０．６０％である引張度
さ３５ｋ９ノ磯以上の高張力鋼板を点溶接通電の後にテ
ンパ一通電する高張力鋼板の点溶接方法において、前記
テンパ一通電電流ｌｔと溶接通電電流ｌｏの比の自乗（
ｌｔ／ｌｏ）２およびテンパ一遍電時間Ｔｉと熔接通電
時間Ｔｏの比｛Ｔｔ／Ｔｏ）の積が０．２５〜０．８２
の範囲となる条件でテンパ一遍電することを特徴とする
高張力鋼板の点溶接方法である。本発明者らは従来点溶
接部の静的強度改善のため行われていたテンパー処理に
詳細な検討を加えた結果、静的強度改善のためのテンパ
ー通電条件範囲外の条件ではじめて大幅な疲労強度向上
が得＊＊られることを見出し、更に膨大かつ長時間の実
験を繰り返して本発明を完成した。すなわち、本発明で
使用する溶接通電とテンパ一通電および電極加圧のダイ
ヤグラムは第２図に示すとおりであって、本発明におい
ては特に溶接通電の溶接電流ｌｏと溶接時間Ｔｏおよび
テンパ−通電のテンパ−電流ｌｔとテンパ一時借財ｔが
重要な構成要素である。
これらは従来一般には米国抵抗溶接機製造協会（ＲＷＭ
Ａ）のマニュアル等を参考にして最適条件を選択してい
る。本発明者らは軟鋼板および引張強ごが３５ｋ９／磯
以上の種々の高張力鋼板を使用し、前記の溶接スケジュ
ールで広範囲の実験を行ったが、その代表的な実験を次
に示す。
Ａ）のマニュアル等を参考にして最適条件を選択してい
る。本発明者らは軟鋼板および引張強ごが３５ｋ９／磯
以上の種々の高張力鋼板を使用し、前記の溶接スケジュ
ールで広範囲の実験を行ったが、その代表的な実験を次
に示す。
第１表に示す化学組成と機械的性質を有する２種の高張
力鋼板を使用し、点溶接に際し、溶接通電条件はそれぞ
れ鋼板に対して決まる最適条件に固定し、テンパ一条件
のみを変動させて点溶接を行い、得られた溶接継手の強
度を第３図に示した第３図において（ｌｔ／ｌｏ）２・
（Ｔｔ／Ｔｏ）の値がＰは本発明の範囲であり、Ｑは従
釆の推奨範囲を示している。
力鋼板を使用し、点溶接に際し、溶接通電条件はそれぞ
れ鋼板に対して決まる最適条件に固定し、テンパ一条件
のみを変動させて点溶接を行い、得られた溶接継手の強
度を第３図に示した第３図において（ｌｔ／ｌｏ）２・
（Ｔｔ／Ｔｏ）の値がＰは本発明の範囲であり、Ｑは従
釆の推奨範囲を示している。
第３図Ａは引張勢断形状継手における片振疲労試験結果
を示したもので「１０７サイクルにおける疲労強度は（
Ｔｔ／ｌｏ）２０（Ｔｔ／Ｔｏ）第１表の値が０．２５
〜０．８２の範囲内においてテンパ一通電を行わない場
合より大幅に増加していることが分る。
を示したもので「１０７サイクルにおける疲労強度は（
Ｔｔ／ｌｏ）２０（Ｔｔ／Ｔｏ）第１表の値が０．２５
〜０．８２の範囲内においてテンパ一通電を行わない場
合より大幅に増加していることが分る。
またテンパ一通電によって得られる疲労強度の最高値は
母材の引張強さの高い供試材Ａが、低い供試材Ｂより高
いことが分る。第３図Ｂは静的な十字引張試験の結果を
示したもので、十字引張強度は（ｌｔ／ｌｏ）２・（Ｔ
ｔ／Ｔｏ）の値が０．８３以上で最高になる。
母材の引張強さの高い供試材Ａが、低い供試材Ｂより高
いことが分る。第３図Ｂは静的な十字引張試験の結果を
示したもので、十字引張強度は（ｌｔ／ｌｏ）２・（Ｔ
ｔ／Ｔｏ）の値が０．８３以上で最高になる。
このことは従来公表されている低炭素鋼板におけるテン
パ一通電推奨条件と本実験による静的強度改善結果がほ
ぼ一致していることを示すものである。例えば産報出版
■発行の「溶接全書８、抵抗溶接」の７２頁に記載され
ている「表２，５炭素鋼のスポット溶接条件」の（ｌｔ
／ｌｏ）２１（Ｔｔ／Ｔｏ）を計算すると全て０．８３
以上となっている。なお引張酸断強度はテンパ−通電条
件によりほとんど変化しない。第３図の総合判断から、
テンパ一通電によって静的強度すなわち十字引張強度は
従来公表されている推奨条件によって改善されるが、疲
労強度は公知の推奨条件では改善されず、本発明を構成
する重要な指数である（ｌｔ／ｌｏ）２‘（Ｔｔ／Ｔｏ
）の値において、従来の推奨条件よりも低い０．２５〜
０．８２の範囲においてのみ大幅な疲労強度改善がなさ
れるということが分る。
パ一通電推奨条件と本実験による静的強度改善結果がほ
ぼ一致していることを示すものである。例えば産報出版
■発行の「溶接全書８、抵抗溶接」の７２頁に記載され
ている「表２，５炭素鋼のスポット溶接条件」の（ｌｔ
／ｌｏ）２１（Ｔｔ／Ｔｏ）を計算すると全て０．８３
以上となっている。なお引張酸断強度はテンパ−通電条
件によりほとんど変化しない。第３図の総合判断から、
テンパ一通電によって静的強度すなわち十字引張強度は
従来公表されている推奨条件によって改善されるが、疲
労強度は公知の推奨条件では改善されず、本発明を構成
する重要な指数である（ｌｔ／ｌｏ）２‘（Ｔｔ／Ｔｏ
）の値において、従来の推奨条件よりも低い０．２５〜
０．８２の範囲においてのみ大幅な疲労強度改善がなさ
れるということが分る。
この（ｌｔ／ｌｏ）２・（ｈ／Ｔｏ）という本発明にお
いて初めて導入された新しい指数を０．２５〜０．８２
に限定することが本発明の最も重要な礎成要件である。
いて初めて導入された新しい指数を０．２５〜０．８２
に限定することが本発明の最も重要な礎成要件である。
なおこの（ｌｔ／ｌｏ）２・（Ｔｔ／Ｔｏ）の値は通電
による熱量の比という物理的意味を有している。静的強
度と疲労強度のこのような差異が生じる原因は明確には
判明していないが、第４図に示した最大荷重一繰り返し
線図から、低荷重すなわち低応力における繰り返し数の
改善が顕著であることから判断するとテンパー通電によ
る内部応力の低下が王なる原因と考えられる。次に本発
明のその他の限定条件について限定理由を説明する。
による熱量の比という物理的意味を有している。静的強
度と疲労強度のこのような差異が生じる原因は明確には
判明していないが、第４図に示した最大荷重一繰り返し
線図から、低荷重すなわち低応力における繰り返し数の
改善が顕著であることから判断するとテンパー通電によ
る内部応力の低下が王なる原因と考えられる。次に本発
明のその他の限定条件について限定理由を説明する。
Ｃ含有量は自動車用軟鋼板では０．０６％未満と規定さ
れており、それにより成形性と点溶接性が保証されてい
る。
れており、それにより成形性と点溶接性が保証されてい
る。
しかし０．０６％未満においてはテンパ一通電による疲
労改善の程度が低く、逆にＣ含有量が多くなるほどテン
パ一通電による疲労強度の改善程度が大きくなるが、Ｃ
含有量が０．４０％を越えると母材の成形性が著しく低
下するのでＣ：０．０６〜０．４０％の範囲に限定した
。Ｃｅｑ＝Ｃ＋麦Ｓｉ十言Ｍｎにて表わされる炭素当量
はナゲット硬化の指標であり、高張力鋼板においては引
張強ごを増すためＣのほかにＳｉやＭｎなどを添加する
場合があるので、Ｃ含有量のみでなく＊＊Ｃｅｑによっ
ても制限を加える必要がある。
労改善の程度が低く、逆にＣ含有量が多くなるほどテン
パ一通電による疲労強度の改善程度が大きくなるが、Ｃ
含有量が０．４０％を越えると母材の成形性が著しく低
下するのでＣ：０．０６〜０．４０％の範囲に限定した
。Ｃｅｑ＝Ｃ＋麦Ｓｉ十言Ｍｎにて表わされる炭素当量
はナゲット硬化の指標であり、高張力鋼板においては引
張強ごを増すためＣのほかにＳｉやＭｎなどを添加する
場合があるので、Ｃ含有量のみでなく＊＊Ｃｅｑによっ
ても制限を加える必要がある。
その限定理由はＣと同様であり、０．０６％禾満におい
てはテンパー通電による疲労強度改善の程度が低く、０
．０６％を越えると母材の成形・性が著しく低下するの
で「Ｃｅｑの範囲を０．０６〜０．６０％に限定した。
高張力鋼板の引張強さを３５ｋｇ／疏以上としたのは、
自動車等に使用される高張力鋼板として少くとも３５ｋ
９／柵を必要とするからである。実施例第１表に示した
Ａ鋼種を下記の条件で溶接しその継手の強度を第２表に
示した。
てはテンパー通電による疲労強度改善の程度が低く、０
．０６％を越えると母材の成形・性が著しく低下するの
で「Ｃｅｑの範囲を０．０６〜０．６０％に限定した。
高張力鋼板の引張強さを３５ｋｇ／疏以上としたのは、
自動車等に使用される高張力鋼板として少くとも３５ｋ
９／柵を必要とするからである。実施例第１表に示した
Ａ鋼種を下記の条件で溶接しその継手の強度を第２表に
示した。
電極先端径 ９側めのＣＦ電極
電極加圧力 ９００ｋｇ
溶接通電の溶接電流 １４．０ＫＡ
溶接通電の溶接時間 ３３サイクル
冷却時間 ２秒
テンパ一通電条件
条件 電流（ＫＡ） 時間（サイクル）（１）。
〇（０） １１．８ ３０
（ｍ）１３．６ ３５第２表におい
て、本発明法のく０）の場合のみ、疲労強度の飛躍的改
善と静的強度の改善が同時に行われ、テンパー通電を実
施しても本発明の限定範囲外である（Ｍ）の場合には、
静的強度の改善はされるが疲労強度の改善はされていな
い。
（ｍ）１３．６ ３５第２表におい
て、本発明法のく０）の場合のみ、疲労強度の飛躍的改
善と静的強度の改善が同時に行われ、テンパー通電を実
施しても本発明の限定範囲外である（Ｍ）の場合には、
静的強度の改善はされるが疲労強度の改善はされていな
い。
第２表上記の実施例からも明らかな如く、本発明法は高
張力鋼板の点溶接方法において独自の指数により制御す
ることにより、高張力鋼板の強度を有効に利用できる継
手設計が制限条件もなく可能となり、自動車業界に貢献
するところ甚だ大である。
張力鋼板の点溶接方法において独自の指数により制御す
ることにより、高張力鋼板の強度を有効に利用できる継
手設計が制限条件もなく可能となり、自動車業界に貢献
するところ甚だ大である。
本発明のテンパ一通電制御は自動溶接法が著しく進歩し
た現在においては比較的簡単に実施が可能であり、装置
上の困難はない。又本発明は最も安価な強化元素である
Ｃを有効に利用するものであり、コストダウンに大きく
貢献することになり鉄鋼業界にとっても多大の効果があ
る。
た現在においては比較的簡単に実施が可能であり、装置
上の困難はない。又本発明は最も安価な強化元素である
Ｃを有効に利用するものであり、コストダウンに大きく
貢献することになり鉄鋼業界にとっても多大の効果があ
る。
第１図は引張敷断強度および疲労強度と母村の引張強さ
との関係を示す相関図、第２図はテンパ一通電のスケジ
ュールを示すダイヤグラム図、第３図Ａ，Ｂはそれぞれ
疲労強度および十字引張強度と（ｌｔ／ｌｏ）２・（Ｔ
ｔ／Ｔｏ）の関係を示す綾図、第４図は疲労試験におけ
る最大荷重と繰り返し数の関係を示す糠図である。 第１図 第２図 第３図 第４図
との関係を示す相関図、第２図はテンパ一通電のスケジ
ュールを示すダイヤグラム図、第３図Ａ，Ｂはそれぞれ
疲労強度および十字引張強度と（ｌｔ／ｌｏ）２・（Ｔ
ｔ／Ｔｏ）の関係を示す綾図、第４図は疲労試験におけ
る最大荷重と繰り返し数の関係を示す糠図である。 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- １ 重量比にてＣ：０．０６〜０．４０％を含有し、か
つＣｅｑ＝Ｃ＋１／（２４）Ｓｉ＋１／６Ｍｎ（％）に
て表わされる炭素当量Ｃｅｑ：０．０６〜０．６０％で
ある引張強さ３５ｋｇ／ｍｍ＾２以上の高強力鋼板を点
溶接通電の後にテンパー通電する高張力鋼板の点溶接方
法において、前記テンパー通電電流Ｉｔと溶接通電電流
Ｉｏの比の自乗（Ｉｔ／Ｉｏ）＾２およびテンパー通電
時間Ｔｔと溶接通電時間Ｔｏの比（Ｔｔ／Ｔｏ）の積が
０．２５／０．８２の範囲となる条件でテンパー通電す
ることを特徴とする高張力剛板の点溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10079081A JPS6011596B2 (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 高張力鋼板の点溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10079081A JPS6011596B2 (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 高張力鋼板の点溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS583792A JPS583792A (ja) | 1983-01-10 |
| JPS6011596B2 true JPS6011596B2 (ja) | 1985-03-27 |
Family
ID=14283229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10079081A Expired JPS6011596B2 (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 高張力鋼板の点溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011596B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2622893B2 (ja) * | 1990-06-12 | 1997-06-25 | 関東冶金工業株式会社 | ろう付と浸炭の同時処理法 |
| JP5043236B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2012-10-10 | 新日本製鐵株式会社 | スポット溶接継手およびスポット溶接方法 |
| JP5333560B2 (ja) | 2011-10-18 | 2013-11-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高張力鋼板の抵抗スポット溶接方法及び抵抗スポット溶接継手 |
| JP5891741B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2016-03-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高強度鋼板の抵抗スポット溶接方法 |
| WO2019054116A1 (ja) | 2017-09-13 | 2019-03-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法 |
| JP7115223B2 (ja) * | 2018-11-02 | 2022-08-09 | 日本製鉄株式会社 | 抵抗スポット溶接継手の製造方法 |
| CN114502310B (zh) * | 2019-10-09 | 2023-04-07 | 杰富意钢铁株式会社 | 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法 |
| JP6892038B1 (ja) * | 2019-10-09 | 2021-06-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法 |
-
1981
- 1981-06-29 JP JP10079081A patent/JPS6011596B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS583792A (ja) | 1983-01-10 |
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