KR102253193B1

KR102253193B1 - 저항 스폿 용접 방법

Info

Publication number: KR102253193B1
Application number: KR1020207006916A
Authority: KR
Inventors: 고이치 다니구치; 레이코 엔도; 가츠토시 다카시마; 히로시 마츠다; 린세이 이케다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2021-05-17
Also published as: EP3682997A1; MX2020002784A; JPWO2019054116A1; CN111065483B; JP6493641B1; KR20200039744A; CN111065483A; US20200269342A1; US11498150B2; EP3682997A4; EP3682997B1; WO2019054116A1

Abstract

본 통전과 후 통전을 실시함과 함께, 본 통전과 후 통전 사이에 0.01 s 이상의 통전 휴지 시간을 마련하고, 본 통전의 전류치에 대한 후 통전의 전류치의 비인 Ip/I 를, 후 통전의 통전 시간 Tp 및 통전 휴지 시간 T, 그리고 피용접재로 하는 강판의 Mn 량 및 P 량에 의해 정의되는 정수 A 와의 관계에서, 정수 A 에 따른 소정의 관계를 만족하도록 제어한다.

Description

저항 스폿 용접 방법

본 발명은, 저항 스폿 용접 방법에 관한 것이다.

저항 스폿 용접은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 중첩시킨 2 장 이상의 강판 (여기서는, 아래의 강판 (1) 과 위의 강판 (2) 의 2 장 세트) 의 판 조합 (피용접재) (3) 을, 상하 1 쌍의 전극 (아래의 전극 (4) 과 위의 전극 (5)) 사이에 두고, 가압, 통전함으로써 접촉부를 용융시키고, 필요 사이즈의 너깃 (6) 을 형성하여, 용접 조인트를 얻는 것이다. 또한, 도면 중, t 는 판 조합 (3) 의 두께이다.

이와 같이 하여 얻어진 용접 조인트의 품질은, 너깃 직경의 크기나 용입, 또는 전단 인장 강도 (조인트의 전단 방향으로 인장 시험을 했을 때의 강도) 나 십자 인장 강도 (조인트의 박리 방향으로 인장 시험을 했을 때의 강도), 피로 강도의 크기 등으로 평가된다. 그 중에서도 전단 인장 강도나 십자 인장 강도를 대표로 하는 정적 강도는, 조인트 품질의 지표로서 매우 중요시된다.

이 정적 강도 중, 전단 인장 강도는, 모재 강판의 인장 강도가 증가함에 따라 증가하는 경향이 있다. 그러나, 십자 인장 강도는, 모재 강판의 인장 강도가 증가해도 거의 증가하지 않고, 오히려 감소하는 경향이 있다.

그 원인으로는, 너깃의 경화나 P 및 S 의 응고 편석에 의한, 인성 (靭性) 의 저하가 고려된다. 추가로, 너깃 및 용접 열영향부 (HAZ) 의 경화에 의해 소성변형이 억제되고, 결과적으로 너깃 단부에 있어서 개구 응력이 집중되는 것도 원인으로서 고려된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 예를 들어, 특허문헌 1 및 2 에는, 너깃을 형성하는 본 통전 후에, 다시, 통전 (후 통전) 을 실시하여, 너깃을 연화시키는 저항 스폿 용접 방법이 개시되어 있다.

또, 특허문헌 3 에는, 너깃 단부에서의 P 나 S 와 같은 취화 원소의 편석을 억제하기 위하여, 스폿 용접의 통전 후에, 일단 너깃의 단부를 응고시키고, 그 후, 너깃에 소정의 조건에서 전류를 흐르게 하여 너깃을 가열하는 용접 방법이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 소58-003792호 일본 공개특허공보 소58-003793호 WO 2013-161937 A1

그런데, 최근, 자동차 부재의 고강도화나 박육화 등의 요망을 받아, 종래보다 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 적용하는 것이 검토되고 있다.

그러나, 특허문헌 1 ∼ 3 에 개시된 용접 방법에서는, 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 피용접재로 하면, 십자 인장 시험시에 반드시 양호한 파단 형태가 얻어지지 않는 경우가 있고, 이 점의 개선이 요구되고 있는 것이 현 상황이다.

본 발명은, 상기의 현 상황을 감안하여 개발된 것으로서, 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 피용접재로 하는 경우여도, 십자 인장 시험시에 양호한 파단 형태를 실현하는 저항 스폿 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그런데, 발명자들은, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 예의 검토를 거듭하였다.

먼저, 발명자들은, Mn 량 및 P 량을 여러 가지 변화시킨 강판을 피용접재로 하여 저항 스폿 용접을 실시하고, 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 피용접재로 하는 경우에, 양호한 파단 형태가 얻어지지 않게 되는 이유를 조사하였다.

그 결과, P 량이 많은 강판뿐만 아니라, Mn 량이 많은 강판이어도, 십자 인장 시험시에 너깃에서 취성적으로 계면 파단되는 것을 알 수 있었다. 이 Mn 량의 증가에 의한 계면 파단의 발생 원인을 상세하게 검토한 결과, 그 원인은, 용접 후의 응고에 의한 Mn 농축이나 그것에 수반하는 취화부의 발생, 나아가서는, Mn 량의 증가에 수반하여, 취화 원소인 P 의 편석에 의한 영향이 조장되는 것의 상승 효과에 의한 것으로 생각하기에 이르렀다.

그래서 발명자들이, 이와 같은 계면 파단의 발생을 방지하기 위하여, 더욱 검토를 실시한 결과, 본 통전과 후 통전을 실시함과 함께, 본 통전과 후 통전 사이에 일정 시간 이상의 통전 휴지 시간을 마련하고, 그 때, 본 통전의 전류치에 대한 후 통전의 전류치의 비를, 후 통전의 통전 시간, 통전 휴지 시간 그리고 피용접재로 하는 강판의 Mn 량 및 P 량에 따라 적정하게 제어함으로써, 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 피용접재로 하는 경우여도, 너깃 단부에 있어서의 취화부의 발생을 억제하여, 취성적인 계면 파단의 발생을 방지할 수 있다는 지견을 얻었다.

본 발명은, 상기의 지견에 기초하여, 더욱 검토를 더하여 완성된 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 2 장 이상의 강판을 중첩시킨 피용접재를 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서,

상기 강판 중, Mn 량이 가장 높은 강판의 성분 조성이,

0.050 ％ ≤ C ≤ 0.250 ％,

3.50 ％ ≤ Mn ≤ 12.00 ％,

0.001 ％ ≤ Si ≤ 2.000 ％,

0.001 ％ ≤ P ≤ 0.025 ％ 및

0.0001 ％ ≤ S ≤ 0.0020 ％

의 범위를 만족하고, 또한

상기 저항 스폿 용접 방법에서는, 본 통전과 후 통전을 실시함과 함께, 그 본 통전과 그 후 통전 사이에 0.01 s 이상의 통전 휴지 시간을 마련하고,

상기 본 통전의 전류치를 I (㎄), 상기 후 통전의 전류치 및 통전 시간을 각각 Ip (㎄) 및 Tp (s), 상기 통전 휴지 시간을 T (s) 로 했을 때, 상기 본 통전의 전류치에 대한 상기 후 통전의 전류치의 비인 Ip/I 가, 상기 Tp 및 T, 그리고 상기 성분 조성의 Mn 량 및 P 량에 의해 정의되는 정수 (定數) A 와의 관계에서, 그 정수 A 에 따라 하기 식 (1) ∼ (3) 중 어느 것을 만족하는, 저항 스폿 용접 방법.

·A ≤ 0.04 의 경우

(0.41 ＋ A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) ≤ Ip/I ≤ (2.04 － A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) (1)

·0.04 ＜ A ≤ 0.09 의 경우

(0.402 ＋ 1.2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) ≤ Ip/I ≤ (2.08 － 2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) (2)

·0.09 ＜ A ≤ 0.155 의 경우

(0.393 ＋ 1.3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) ≤ Ip/I ≤ (2.17 － 3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) (3)

또, 상기 정수 A 는, 상기 Mn 량에 따라 다음 식 (4) ∼ (6) 중 어느 것에 의해 정의된다.

·3.5 ％ ≤ Mn ≤ 4.5 ％ 의 경우

A ＝ (Mn ＋ 1.5)/200 ＋ P (4)

·4.5 ％＜ Mn ≤ 7.5 ％ 의 경우

A ＝ (Mn － 1.5)/100 ＋ P (5)

·7.5 ％＜ Mn ≤ 12.0 ％ 의 경우

A ＝ (Mn － 3.9)/60 ＋ P (6)

여기서, 식 (4) ∼ (6) 중, Mn 및 P 는 각각 상기 성분 조성의 Mn 량 및 P 량이다.

본 발명에 의하면, 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 피용접재로 하는 경우여도, 충분한 십자 인장 강도를 확실하게 확보할 수 있어, 자동차 부재의 고강도화나 박육화 면에에서도 매우 유리해진다.

도 1 은, 저항 스폿 용접의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 십자 인장 강도의 평가 결과를, 가로축을 Mn 량, 세로축을 Ip/I 로 하여 플롯한 도면이다.
도 3 은, 십자 인장 강도의 평가 결과를, 가로축을 정수 A, 세로축을 Ip/I 로 하여 플롯한 도면이다.

본 발명을, 이하의 실시형태에 기초하여 설명한다.

본 발명의 일 실시형태는, 2 장 이상의 강판을 중첩시킨 피용접재를 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서,

상기 강판 중, Mn 량이 가장 높은 강판의 성분 조성이,

0.050 ％ ≤ C ≤ 0.250 ％,

3.50 ％ ≤ Mn ≤ 12.00 ％,

0.001 ％ ≤ Si ≤ 2.000 ％,

0.001 ％ ≤ P ≤ 0.025 ％ 및

0.0001 ％ ≤ S ≤ 0.0020 ％

의 범위를 만족하고, 또한

상기 본 통전의 전류치를 I (㎄), 상기 후 통전의 전류치 및 통전 시간을 각각 Ip (㎄) 및 Tp (s), 상기 통전 휴지 시간을 T (s) 로 했을 때, 상기 본 통전의 전류치에 대한 상기 후 통전의 전류치의 비인 Ip/I 가, 상기 Tp 및 T, 그리고 상기 성분 조성의 Mn 량 및 P 량에 의해 정의되는 정수 A 와의 관계에서, 그 정수 A 에 따라 다음 식 (1) ∼ (3) 중 어느 것을 만족하는 것이다.

·A ≤ 0.04 의 경우

·0.04 ＜ A ≤ 0.09 의 경우

·0.09 ＜ A ≤ 0.155 의 경우

·3.5 ％ ≤ Mn ≤ 4.5 ％ 의 경우

A ＝ (Mn ＋ 1.5)/200 ＋ P (4)

·4.5 ％＜ Mn ≤ 7.5 ％ 의 경우

A ＝ (Mn － 1.5)/100 ＋ P (5)

·7.5 ％＜ Mn ≤ 12.0 ％ 의 경우

A ＝ (Mn － 3.9)/60 ＋ P (6)

먼저, 상기 게시한 식 (1) ∼ (3) 을 도출하기에 이른 실험에 대해 설명한다.

[실험]

Mn 및 P 량을 여러 가지 변화시킨 강판을 사용한 2 장 겹친 강판의 판 조합을 사용하여, 본 통전과 후 통전으로 이루어지는 저항 스폿 용접을 실시하여, 여러 가지의 용접 조인트를 제조하였다. 이 때, 본 통전의 전류치에 대한 후 통전의 전류치의 비인 Ip/I 를 여러 가지 변화시켰다. 또한, 본 통전과 후 통전 사이 에는 모두 0.1 s 의 통전 휴지 시간을 마련함과 함께, 본 통전 및 후 통전에 있어서의 통전 시간은 각각 0.4 s 및 0.2 s 로 하였다. 또, 가압력은 일정 (3.5 kN) 하게 하였다.

이어서, 얻어진 각 조인트에 대해, JIS Z 3137 (1999) 에 준거하여, 십자 인장 시험을 실시하고, 이하의 기준으로 평가하였다.

◎ : 파단 형태가 플러그 파단이고, 또한 플러그 직경이 형성 너깃 직경의 110 ％ 이상인 경우

○ : 파단 형태가 플러그 파단이고, 또한 플러그 직경이 형성 너깃 직경의 100 ％ 이상 110 ％ 미만인 경우

× : 상기 ◎ 및 ○ 이외의 경우 (파단 형태가 부분 플러그 파단 또는 계면 파단인 경우)

평가 결과를, 가로축을 Mn 량, 세로축을 Ip/I 로 하여 도 2 에 나타낸다.

도 2 에 의해, Mn 량에 따라, Ip/I 의 적정 범위가 변화하고 있는 것을 알 수 있다. 그래서, 발명자들은, 이 평가 결과를 기초로, 더욱 검토를 거듭한 결과,

너깃의 취화 효과에 미치는 Mn 량 및 P 량의 영향을 고려했을 때,

·Mn 량이 3.50 ％ ≤ Mn ≤ 4.50 ％ 의 범위에서는, Mn 의 영향이 P 의 영향에 비해 상대적으로 작고,

·Mn 량이 4.50 ％＜ Mn ≤ 7.50 ％ 의 범위에서는, Mn 의 영향이 P 의 영향에 비해 상대적으로 크고,

·Mn 량이 7.50 ％＜ Mn ≤ 12.00 ％ 의 범위에서는, Mn 의 영향이 P 의 영향에 비해 특히 크다,

고 할 수 있는 점에서 상기의 범위마다, Mn 의 영향 및 P 의 영향이 반영된 파라미터를 설정하고, 이 파라미터를 기초로 Ip/I 를 제어하면, 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 피용접재로 하는 경우여도, 충분한 십자 인장 강도를 확실하게 확보하는 것이 가능해지는 것이 아닐까 생각하기에 이르렀다.

이 착상을 기초로, 발명자들이 더욱 검토를 거듭한 결과,

·Mn 의 영향 및 P 의 영향을 반영한 파라미터로는, Mn 량에 따라 상기 게시한 식 (4) ∼ (6) 중 어느 것에 의해 정의되는 정수 A 를 사용하는 것이 최적이고,

·또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 이 정수 A 에 따라 Ip/I 를 상기 게시한 식 (1) ∼ (3) 중 어느 것을 만족하도록 제어하면, 다량의 Mn 을 함유시킨 강판을 피용접재로 하는 경우여도, 충분한 십자 인장 강도를 확보할 수 있다는 지견을 얻어, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

여기서, 도 3 은, 상기의 평가 결과를, 가로축을 정수 A, 세로축을 Ip/I 로 하여 플롯한 것이다.

또한, 정수 A 는, 상기 서술한 바와 같이, 피용접재를 구성하는 강판 중 Mn 량이 가장 높은 강판 (이하, 간단히 강판이라고도 한다) 의 Mn 량에 따라, 상기 게시한 식 (4) ∼ (6) 중 어느 것으로부터 도출되는 것이다. 이 강판의 Mn 량에 따라 정수 A 의 도출 방법을 바꿀 필요가 있는 이유는, 이하와 같이 생각된다.

즉, 정수 A 는, 상기 게시한 식 (4) ∼ (6) 에 나타낸 바와 같이, 강판의 Mn 량 및 P 량에 의해 규정되고, 기술적으로는, 너깃의 인성 저하에 미치는 Mn 량 및 P 량의 영향을 나타내는 것이다. 먼저 서술한 바와 같이, Mn 량이 증가함에 따라, P 의 영향은 보다 조장되는 경향이 있기 때문에, Mn 량의 증가에 맞춰, Mn 량의 영향이 상대적으로 강하게 나타나도록 정수 A 를 설정할 필요가 있다. 그 때문에, 강판의 Mn 량에 따라 정수 A 의 도출 방법을 바꾸는 것이 필요해진다.

또한, 피용접재를 구성하는 강판 중 Mn 량이 가장 높은 강판을 기준으로 하여, 정수 A 를 설정하는 것은, 너깃의 조성이 가장 높은 Mn 량의 강판의 영향을 받기 때문이다.

또, A ≤ 0.04 의 경우, P 에 의한 너깃의 인성 저하의 영향은 한정적이고, 후 통전의 전류치, 나아가서는 본 통전의 전류치에 대한 상기 후 통전의 전류치의 비인 Ip/I 를, 정수 A 와의 관계에서 그다지 크게 하지 않아도, 너깃의 인성 저하를 억제하는 것이 가능하다. 한편, 후 통전의 전류치가 지나치게 커지면, 비산 발생의 원인이 된다. 이와 같은 관점에서, A ≤ 0.04 의 경우에는, 상기 게시한 식 (1) 을 만족시키는 것으로 한다.

여기서, 상기 게시한 식 (1) 의 바람직한 하한은 (0.45 ＋ A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp), 보다 바람직한 하한은 (0.49 ＋ A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) 이다. 또, 상기 게시한 식 (1) 의 바람직한 상한은 (1.94 － A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp), 보다 바람직한 상한은 (1.84 － A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) 이다.

다음으로, 0.04 ＜ A ≤ 0.09 의 경우, P 의 편석에 의한 너깃의 인성 저하의 영향은 크고, 후 통전의 전류치, 나아가서는 본 통전의 전류치에 대한 상기 후 통전의 전류치의 비인 Ip/I 를, 정수 A 와의 관계인 정도로 크게 하지 않으면, P 의 편석에 의한 너깃의 인성 저하를 억제할 수 없다. 한편, 0.04 ＜ A ≤ 0.09 의 경우, Mn 량이 증가하고 있기 때문에, P 의 편석과 함께 너깃의 융점도 저하된다. 너깃이 후 통전에 의해 재용융되면, 후 통전에 의한 인성 개선 효과가 얻어지지 않게 되기 때문에, 후 통전의 전류치는 일정 이하로 제한할 필요가 있다. 이와 같은 관점에서, 0.04 ＜ A ≤ 0.09 의 경우에는, 상기 게시한 식 (2) 를 만족시키는 것으로 한다.

여기서, 상기 게시한 식 (2) 의 바람직한 하한은 (0.442 ＋ 1.2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp), 보다 바람직한 하한은 (0.482 ＋ 1.2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) 이다. 또, 상기 게시한 식 (2) 의 바람직한 상한은 (1.98 － 2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp), 보다 바람직한 상한은 (1.88 － 2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) 이다.

또, 0.09 ＜ A ≤ 0.155 의 경우, P 의 편석에 의한 너깃의 인성 저하의 영향은 더욱 커지고, 후 통전의 전류치, 나아가서는 본 통전의 전류치에 대한 상기 후 통전의 전류치의 비인, 정수 A 와의 관계에서 Ip/I 를 보다 크게 할 필요가 있다. 한편, 후 통전에 의한 인성 개선 효과를 얻는 관점에서는, 후 통전의 전류치는 더욱 저감시킬 필요가 있다. 이와 같은 관점에서, 0.09 ＜ A ≤ 0.155 의 경우에는, 상기 게시한 식 (3) 을 만족시키는 것으로 한다.

여기서, 상기 게시한 식 (3) 의 바람직한 하한은 (0.433 ＋ 1.3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp), 보다 바람직한 하한은 (0.473 ＋ 1.3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) 이다. 또, 상기 게시한 식 (3) 의 바람직한 상한은 (2.07 － 3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp), 보다 바람직한 상한은 (1.97 － 3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) 이다.

또한, P 의 편석을 억제하는 관점에서는, 본 통전과 후 통전 사이에 0.01 s (초) 이상 (바람직하게는, 0.04 ∼ 0.5 s) 의 통전 휴지 시간을 마련할 필요가 있다. 그러나, 통전 휴지 시간이 길어지면, 후 통전 개시 시점에서의 너깃 온도가 저하된다. 이 때문에, 이 통전 휴지 시간에 따라 후 통전의 용접 조건을 조정할 필요가 있고, 상기 게시한 식 (1) ∼ (3) 에 있어서 T 및 Tp 의 관계를 삽입할 필요가 있다.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 저항 스폿 용접 방법에 있어서, 상기 게시한 식 (4) ∼ (6) 중 어느 것으로 정의되는 정수 A 에 따라, 상기 게시한 식 (1) ∼ (3) 을 만족시키는 것의 기술적 의의를 설명했지만, 상기 이외의 용접 조건에 대해서는 특별히 제한되지 않고, 통상적인 방법에 따르면 된다.

예를 들어, 본 통전 및 후 통전의 통전 시간은 각각 0.2 ∼ 1.5 s 및 0.04 ∼ 1.0 s 로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 통전 및 후 통전 모두 정전류 제어로 실시하는 것으로 하고, 그 전류치는 각각 4.0 ∼ 15.0 ㎄ 의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 가압력은 2.0 ∼ 7.0 kN 으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 가압력은 본 통전과 후 통전에서 동일하게 해도 되고, 상이한 값으로 해도 된다.

단, 본 통전시에 비산가 발생하거나 하여 용접이 곤란한 경우, 본 통전보다 전에 예비적인 통전을 실시하거나, 서서히 전류를 증가시키는 업 슬로프상의 통전을 실시해도 된다. 또, 본 통전을, 통전 휴지를 마련하면서, 복수 회로 나누어 실시하거나, 통전 중에 전류치가 변화하는 다단 스텝으로 이루어지는 본 통전으로 해도 된다. 이러한 경우에는, 본 통전에 있어서의 전류치로서 너깃을 형성하기 위하여 주요한 역할을 하는 통전의 전류치를 사용하여 후 통전에 있어서의 전류치를 규정하면 된다.

또, 후 통전의 효과를 보다 유리하게 얻기 위하여, 본 통전 후의 통전 휴지와 후 통전의 조합을 복수 회 반복해도 된다. 단, 반복 횟수가 지나치게 많아지면, 용접 시간을 증가시키고, 시공성을 악화시키기 때문에, 반복 횟수는 많아도 9 회까지로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 저항 스폿 용접 방법에서는, 상하 1 쌍의 전극을 구비하고, 용접 중에 가압력 및 용접 전류를 각각 임의로 제어 가능한 용접 장치를 사용할 수 있고, 가압 기구 (에어 실린더나 서보 모터 등) 나 형식 (정치식 (定置式), 로봇 건 등), 전극 형상 등은 특별히 한정되지 않는다.

또, 피용접재로 하는 강판에 대해서는, Mn 량이 가장 높은 강판의 성분 조성이, 0.050 ％ ≤ C ≤ 0.250 ％, 3.50 ％ ≤ Mn ≤ 12.00 ％, 0.001 ％ ≤ Si ≤ 2.000 ％, 0.001 ％ ≤ P ≤ 0.025 ％ 및 0.0001 ％ ≤ S ≤ 0.0020 ％ 의 범위를 만족하고 있으면 된다. 이 범위를 만족하고 있으면, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 저항 스폿 용접 방법을 유효하게 적용할 수 있다. 또, 상기 Mn 량이, 바람직하게는 4.50 ％ 이상, 보다 바람직하게는 4.80 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 5.00 ％ 이상이 되는 경우에 본 용접 방법을 적용하면, 특히 유리하다.

추가로, 상기 성분 조성에는, 상기 이외의 성분으로서, Ti : 0.001 ∼ 0.200 ％, Al : 0.001 ∼ 0.200 ％, B : 0.0001 ∼ 0.0020 ％, N : 0.0010 ∼ 0.0100 ％ 에서 선택한 1 종 또는 2 종 이상이 함유되어 있어도 된다.

또한, 이들 이외의 성분은, Fe 및 불가피적 불순물이다.

또, Mn 량이 가장 높은 강판의 성분 조성이 상기의 범위를 만족하면, 그 이외의 피용접재가 되는 강판의 성분 조성에 특별히 제한되지 않고, 연강에서 초고장력 강판까지의 각종 강도를 갖는 강판을 사용할 수 있다. 또한, 판 조합에 사용하는 강판으로서 동일한 성분 조성이 되는 강판을 복수 장 사용해도 되는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 강판의 판두께는 한정되지 않고, 0.8 ∼ 2.3 ㎜ 가 바람직하다. 판 조합의 두께도 한정되지 않고, 1.6 ∼ 6.0 ㎜ 가 바람직하다.

추가로, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 저항 스폿 용접 방법은, 3 장 이상의 강판을 중첩시킨 판 조합에도 적용할 수 있다.

실시예

표 1 에 나타내는 성분 조성의 강판을 사용한, 표 2 에 나타내는 2 장 겹치거나 또는 3 장 겹친 강판의 판 조합에 대해, 표 2 에 나타내는 조건에서 저항 스폿 용접을 실시하여, 용접 조인트를 제조하였다.

또한, 표 1 에 나타내는 것 이외의 성분은, Fe 및 불가피적 불순물이다.

또, 용접기에는 인버터 직류 저항 스폿 용접기를 사용하고, 전극에는 DR 형 선단 직경 6 ㎜ 의 크롬 구리 전극을 사용하였다.

얻어진 각 용접 조인트에 대해, JIS Z 3137 (1999) 에 준거하여, 십자 인장 시험을 실시하고, 이하의 기준으로 평가하였다.

× : 상기 ◎ 및 ○ 이외의 경우 (파단 형태가 부분 플러그 파단 혹은 계면 파단인 경우)

평가 결과를 표 2 에 병기한다.

발명예에서는 모두, 파단 형태가 플러그 파단이었다. 또, 발명예에서는 모두, 충분한 너깃 직경이 얻어졌고, 비산의 발생도 보이지 않았다. 한편, 비교예에서는 모두, 파단 형태가 부분 플러그 파단 또는 플러그 파단 (계면 파단) 으로, 양호한 파단 형태가 얻어지지 않았다.

1, 2 : 강판
3 : 판 조합 (피용접재)
4, 5 : 전극
6 : 너깃

Claims

2 장 이상의 강판을 중첩시킨 피용접재를 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서,
상기 강판 중, Mn 량이 가장 높은 강판의 성분 조성이,
0.050 ％ ≤ C ≤ 0.250 ％,
3.50 ％ ≤ Mn ≤ 12.00 ％,
0.001 ％ ≤ Si ≤ 2.000 ％,
0.001 ％ ≤ P ≤ 0.025 ％ 및
0.0001 ％ ≤ S ≤ 0.0020 ％
의 범위를 만족하고, 또한
상기 저항 스폿 용접 방법에서는, 본 통전과 후 통전을 실시함과 함께, 그 본 통전과 그 후 통전 사이에 0.01 s 이상의 통전 휴지 시간을 마련하고,
상기 본 통전의 전류치를 I (㎄), 상기 후 통전의 전류치 및 통전 시간을 각각 Ip (㎄) 및 Tp (s), 상기 통전 휴지 시간을 T (s) 로 했을 때, 상기 본 통전의 전류치에 대한 상기 후 통전의 전류치의 비인 Ip/I 가, 상기 Tp 및 T, 그리고 상기 성분 조성의 Mn 량 및 P 량에 의해 정의되는 정수 A 와의 관계에서, 그 정수 A 에 따라 하기 식 (1) ∼ (3) 중 어느 것을 만족하는, 저항 스폿 용접 방법.
·A ≤ 0.04 의 경우
(0.41 ＋ A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) ≤ Ip/I ≤ (2.04 － A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) (1)
·0.04 ＜ A ≤ 0.09 의 경우
(0.402 ＋ 1.2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) ≤ Ip/I ≤ (2.08 － 2 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) (2)
·0.09 ＜ A ≤ 0.155 의 경우
(0.393 ＋ 1.3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) ≤ Ip/I ≤ (2.17 － 3 × A) × (1 ＋ T)/(1 ＋ Tp) (3)
또, 상기 정수 A 는, 상기 Mn 량에 따라 다음 식 (4) ∼ (6) 중 어느 것에 의해 정의된다.
·3.5 ％ ≤ Mn ≤ 4.5 ％ 의 경우
A ＝ (Mn ＋ 1.5)/200 ＋ P (4)
·4.5 ％＜ Mn ≤ 7.5 ％ 의 경우
A ＝ (Mn － 1.5)/100 ＋ P (5)
·7.5 ％＜ Mn ≤ 12.0 ％ 의 경우
A ＝ (Mn － 3.9)/60 ＋ P (6)
여기서, 식 (4) ∼ (6) 중, Mn 및 P 는 각각 상기 성분 조성의 Mn 량 및 P 량이다.