KR102549826B1 - 용접 조인트의 제조 방법, 용접 조인트, 템퍼링 장치 및 용접 장치 - Google Patents

Abstract

용접 조인트의 제조 방법은, 용접 조인트의 제1 강판에 평행한 면 내에서 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분인 A부의 제1 강판에 제1 전극을 닿게 하는 것, 용접 조인트의 제1 강판에 평행한 면 내에서 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분이고 또한 너깃을 사이에 두고 A부와 반대측에 위치하는 B부의 제2 강판에 제2 전극을 닿게 하는 것, 제1 전극과 제2 전극 사이의 용접 조인트에 전류를 흐르게 하는 것을 포함한다.

Description

용접 조인트의 제조 방법, 용접 조인트, 템퍼링 장치 및 용접 장치

본 개시는, 용접 조인트의 제조 방법, 용접 조인트, 템퍼링 장치 및 용접 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 고강도 강판의 스폿 용접에서는, 조인트 강도의 부족에 의해 용접부가 파단되고, 부재의 설계 성능이 얻어지지 않는 경우가 있다. 고강도 강판으로서는, 예를 들어 비교적 다량의 카본(C)이 포함되고, 인장 강도가 440MPa 이상과 같은 강판을 들 수 있다.

용접부를 개질하는 접합 프로세스의 하나로서, 후 통전법, 혹은, 2단 통전법이, 다양하게 검토되고 있다. 예를 들어, 일본 특허 제5714537호 공보(특허문헌 1)에는, 중첩한 2매 이상의 고강도 강판을 스폿 용접하는 데 있어서, 용접 후에 적절한 휴지 시간과 단시간의 후 통전을 행하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 1의 기술에 의하면, 템퍼 효과와 냉각 속도를 늦추는 효과(소위, 오토 템퍼 효과)에 의해, 너깃부 및 열 영향부를 개질하고, 조인트 강도를 향상시킬 수 있다고 되어 있다. 여기서, 너깃 또는 너깃부는, 용융 금속부이다.

그러나, 특허문헌 1에 제안되어 있는 것과 같은 후 통전법 또는 2단 통전법은, 소기의 효과가 얻어지는 조건의 범위가 좁고, 실제의 생산 현장에서 발생하는 여러가지 외란에 대하여 영향을 받기 쉬운 점에서, 실제의 생산 현장으로의 적용이 곤란한 것이 실정이다. 이후, 생산 현장에서 발생하는 여러가지 외란에 대하여 거동이 안정되어 있는 것을 로버스트성이 높다고, 반대로 불안정한 것을 로버스트성이 낮다고 한다.

즉, 종래의 후 통전법 또는 2단 통전법은, 한 쌍의 전극에 의해 판조를 가압하고 나서 용접 후에 전극을 개방할 때까지의 1회의 사이클 동안에, 2회 이상의 통전을 행하고, 용접부(너깃)를 템퍼링하는 방법인 경우가 많다. 그러나, 이러한 방법은, 소기의 효과가 얻어지는 조건(예를 들어, 온도 조건 등)의 적정 범위가 좁다. 게다가, 실제의 생산 현장에 있어서는, 먼지의 발생이나 전극의 마모, 전극의 중심 어긋남, 강판 사이의 판 간극 등의 다양한 외란이 발생한다.

이러한 외란의 영향에 의해, 후 통전 시의 전류 밀도가 변화하기 때문에, 전류 밀도에 불균일이 발생하기 쉬움과 함께 전류 밀도의 제어가 곤란하다는 문제가 발생한다. 이 때문에, 소기의 효과가 얻어지는 여러 조건 중에서도, 특히 용접부에 흐르는 전류가 적정 범위로부터 벗어나기 쉬워진다고 하는 점에서 로버스트성이 저하되고, 특허문헌 1과 같은 후 통전법 또는 2단 통전법은, 실제의 생산 현장으로의 적용이 곤란해진다. 구체적으로는, 예를 들어 제품의 수율이 저하되어 버린다. 결과적으로, 스폿 용접 조인트에 있어서, 소기의 개질 효과(템퍼링 효과)가 얻어지기 어려워질 우려가 있었다.

그래서, 본 개시는, 후 통전 공정에 있어서 외란의 영향을 받기 어렵고, 로버스트성이 우수한, 용접 조인트의 제조 방법, 용접 조인트, 템퍼링 장치 및 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 구체적인 양태는, 이하와 같다.

본 개시에 관한 용접 조인트의 제조 방법은, 제1 강판과, 제1 강판에 겹쳐진 제2 강판과, 제1 강판과 제2 강판을 접합하고 있는 담금질된 너깃을 포함하는 용접 조인트를 준비하는 것, 용접 조인트의 제1 강판에 평행한 면 내에서 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분인 A부의 제1 강판에 제1 전극을 닿게 하는 것, 용접 조인트의 제1 강판에 평행한 면 내에서 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분이고 또한 너깃을 사이에 두고 A부와 반대측에 위치하는 B부의 제2 강판에 제2 전극을 닿게 하는 것, 제1 전극과 제2 전극 사이의 용접 조인트에 전류를 흐르게 하는 것을 포함한다.

또한, 본 개시에 관한 템퍼링 장치는, 제1 전극과, 제2 전극을 구비하고, 제1 전극의 진퇴 방향과 제2 전극의 진퇴 방향은, 서로 역방향이고, 제1 전극과 제2 전극의 전극 사이 거리는, 진퇴 방향에 대하여 직교하는 평면 내에서, 6mm 이상이다.

또한, 본 개시에 관한 용접 장치는, 상기의 본 개시에 관한 템퍼링 장치와, 템퍼링 장치가 설치된 로봇 암과, 너깃을 형성하는 용접기와, 로봇 암을 제어하여, 제1 전극의 선단과 제2 전극의 선단의 중간점을, 용접기에 의해 너깃으로서 용접된 개소에 이동시켜, 용접된 개소의 외측에, 제1 전극과 제2 전극을 각각 배치하는 위치 컨트롤러를 구비한다.

또한, 본 개시에 관한 용접 조인트는, 제1 강판과, 제1 강판에 겹쳐진 제2 강판과, 제1 강판과 제2 강판을 접합하고 있는 담금질된 너깃을 포함하는 용접 조인트이며, 제1 강판과 제2 강판의 인장 강도는 1180MPa 이상이고, 용접 조인트의 제1 강판에 평행한 면 내에서 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분인 A부의 제1 강판에, 제1 전극의 접촉 자국이 형성되고, 용접 조인트의 제1 강판에 평행한 면 내에서 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분이고 또한 너깃을 사이에 두고 A부와 반대측에 위치하는 B부의 제2 강판에, 제2 전극의 접촉 자국이 형성되고, 제1 전극의 접촉 자국과 제2 전극의 접촉 자국 사이에, 제1 강판과 제2 강판보다 비커스 경도가 10HV 이상 낮은 연화 조직이 연속하여 존재하고 있다.

본 개시에 의하면, 후 통전 공정에 있어서 외란의 영향을 받기 어렵고, 로버스트성이 우수한, 용접 조인트의 제조 방법, 용접 조인트, 템퍼링 장치 및 용접 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 용접 조인트의 제조 방법의 템퍼링 공정에 사용되는, 너깃을 형성하기 위한 용접기 전극 주변부의 단면도이다.
도 2는, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 용접 조인트의 제조 방법의 템퍼링 공정에 사용되는, 스폿 용접기에 포함되는 템퍼링 장치의 전극 주변부의 단면도이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 용접 조인트의 제조 방법의 템퍼링 공정에 사용되는, 다른 예의 스폿 용접기에 포함되는 템퍼링 장치의 전극 주변부의 단면도이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 용접 조인트의 평면도이다.
도 5는, 용접 조인트의 경도 분포의 측정 위치를 도시하는 단면도이다.
도 6a는, 종래의 템퍼링 공정을 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다.
도 6b는, 종래의 템퍼링 공정을 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다.
도 6c는, 종래의 템퍼링 공정을 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다.
도 6d는, 본 개시의 템퍼링 공정을 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다.
도 6e는, 본 개시의 템퍼링 공정을 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 용접 조인트의 제조 방법의 템퍼링 공정에서의 용접 조인트에 대한 가열 시간과 온도의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 8은, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 용접 조인트의 제조 방법으로 얻어진 용접 조인트를 설명하는 사시도이다.
도 9는, 제1 변형예에 관한 용접 조인트의 제조 방법의 템퍼링 공정에 사용되는, 스폿 용접기의 전극 주변부의 단면도이다.
도 10은, 제2 변형예에 관한 용접 조인트의 제조 방법의 템퍼링 공정에 사용되는, 스폿 용접기에 포함되는 템퍼링 장치의 전극 주변부의 단면도이다.
도 11은, 본 개시의 다른 용접 조인트의 단면도이다.

이하, 본 개시의 용접 조인트의 제조 방법의 적합한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 개시의 용접 조인트를 「스폿 용접 조인트」라고도 칭한다. 또한, 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일한 부분 및 유사한 부분에는, 동일한 부호 또는 유사의 부호를 붙이고 있다. 단, 도면에 있어서의 두께와 평면 치수의 관계, 각 장치나 각 부재의 두께 비율 등은 현실의 것과는 다르다. 따라서, 구체적인 두께나 치수는 이하의 설명을 참작하여 판정해야 할 것이다. 또한, 도면 상호 간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있다.

<스폿 용접 조인트의 제조 방법>

본 개시의 스폿 용접 조인트의 제조 방법은, 중첩한 복수매의 강판을 통전하여, 너깃을 형성하는 용접 공정과, 적어도 상기 너깃을 냉각하는 냉각 공정과, 복수매의 강판을 판 두께 방향에 대하여 경사지는 방향으로 통전하여, 적어도 상기 너깃을 템퍼링하는 템퍼링 공정을 갖는 제조 방법이다.

또한, 본 명세서에 있어서는, 「판 두께 방향에 대하여 경사지는 방향」을 단순히 「경사 방향」이라고 칭하는 경우가 있다.

본 개시의 제조 방법에서는, 너깃을 형성하는 용접 공정과는 별도의 템퍼링 공정인 후 통전 공정에 있어서, 복수매의 강판을 경사 방향으로 통전하여 너깃을 템퍼링한다. 환언하면, 너깃을 템퍼링할 때, 복수매의 강판을 사이에 두는 한 쌍의 전극이 판 두께 방향에 있어서 겹치지 않도록, 한 쌍의 전극을 너깃의 외측에 배치하고, 통전 경로 길이를 길게 한다. 이 때문에, 너깃뿐만 아니라, 너깃 주변의 열 영향부(HAZ)를 포함하는 광범위한 영역을 완만하게 승온하여, 템퍼링할 수 있다. 결과, 템퍼링 효과(즉, 인성이 향상되는 효과)가 얻어지는 전류의 조건 적정 범위를 넓게 확보할 수 있다.

이에 의해, 본 개시의 제조 방법은, 후 통전 공정에 있어서 외란의 영향을 받기 어렵고, 우수한 로버스트성을 확보할 수 있다.

이하, 본 개시의 제조 방법에 있어서의 각 공정에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 개시에서는, 용접 장치를 「스폿 용접기」라고 칭한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 용접 장치로서의 스폿 용접기(1)는, 용접 공정에 있어서, 너깃을 형성하기 위한 용접기(101)를 구비한다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 용접 장치로서의 스폿 용접기(1)는, 템퍼링 공정에 있어서, 형성된 너깃(N)을 템퍼링하는 템퍼링 장치(102)를 구비한다. 또한, 템퍼링 장치(102)는 스폿 용접기(1)와는 별도의 독립된 장치로 해도 된다. 이어서, 각각의 공정에 대하여 설명한다.

[용접 공정]

본 개시에 있어서 용접 공정은, 중첩한 복수매의 강판을 통전하여, 너깃을 형성하는 공정이다.

이 용접 공정은, 중첩한 복수매의 강판 중첩면 및 중첩면의 근방 영역에 너깃을 형성할 수 있는 것이면, 통상의 스폿 용접에서 행하여지고 있는 공정과 마찬가지의 공정을 채용할 수 있다. 그러한 공정으로서는, 예를 들어 중첩한 복수매의 강판을 한 쌍의 전극에 의해 끼움 지지한 후, 가압력을 부여하면서 소정의 통전 전류 및 통전 시간으로 판 두께 방향으로 통전함으로써, 복수매의 강판 중첩면 및 중첩면의 근방 영역을 용융시켜서 너깃을 형성하는 공정을 들 수 있다.

도 1 중에는, 상판(8)과 하판(9)이 중첩된 판조가, 너깃을 형성하기 위한 용접기(101)의 내측에 배치된 상태로 예시되어 있다. 판조의 상판(8)에는, 상측 보유 지지 부재(6A)에 마련된 상측 전극(2A)이 접촉하고 있다. 또한, 판조의 하판(9)에는, 하측 보유 지지 부재(7A)에 마련된 하측 전극(3A)이 접촉하고 있다. 또한, 설명 중의 상하는 도면 중의 상하를 나타내는 것이고, 실시에 있어서의 연직 방향의 위치 관계를 특정하는 것은 아니다. 마찬가지로, 설명 중의 좌우는 도면 중의 좌우를 나타내는 것이고, 실시에 있어서의 수평 방향의 위치 관계를 특정하는 것은 아니다. 이후의 설명도 마찬가지이다.

상측 전극(2A) 및 하측 전극(3A)은, 모두 거의 원통상이고, 각각의 치수는, 거의 동일하다. 상측 전극(2A) 및 하측 전극(3A)의 각각의 판조측의 선단은, 축경 하고 있음과 함께, 판 두께 방향을 따라 본 각각의 선단의 외연은, 거의 원 형상이다. 용접 공정에서는, 상측 전극(2A)과 하측 전극(3A) 사이에서, 판조의 내부에 너깃이 형성된다.

또한, 용접 공정에 있어서의 통전 조건은, 원하는 너깃의 직경 등에 따른 소정의 통전 조건을 채용할 수 있다. 통전 조건으로서는, 예를 들어 통전 전류, 통전 시간, 전극에 의한 가압력 등을 채용할 수 있다.

용접 공정에 사용하는 한 쌍의 전극은, 복수매의 강판 중첩면 및 중첩면의 근방 영역에 소정 사이즈의 너깃을 형성할 수 있는 것이라면, 통상의 스폿 용접에 사용되고 있는 한 쌍의 전극을 채용할 수 있다.

[냉각 공정]

본 개시에 있어서 냉각 공정은, 적어도 상기 용접 공정에서 형성된 너깃을 냉각하는 공정이다.

이 냉각 공정은, 용접 공정에서 형성된 너깃이 마르텐사이트 변태할 수 있는 것이라면, 통상의 스폿 용접에서 행하여지고 있는 냉각 공정과 마찬가지의 공정을 채용할 수 있다. 그러한 공정으로서는, 예를 들어 용접 공정 후에 한 쌍의 전극을 개방하지 않고, 그대로 한 쌍의 전극에 의해 복수매의 강판을 무통전 상태에서 보유 지지하면서 강판의 열을 전극으로 방열시키는 공정을 들 수 있다. 또한, 그러한 공정으로서, 용접 공정 후에 한 쌍의 전극을 개방하고, 복수매의 강판을 템퍼링하고 공정용의 스폿 용접기로 반송하면서 강판의 열을 공중으로 방열시키는 공정 등을 들 수 있다.

또한, 후자의 공정은, 한 쌍의 전극을 개방한 상태에서 너깃을 냉각하기 위해서, 전극에 의한 가압이 없음으로써 너깃의 두께 감소를 억제할 수 있고, 높은 조인트 강도가 안정되게 얻어진다는 이점이 있다. 또한, 이 한 쌍의 전극을 개방하는 공정은, 용접 공정 후의 복수매의 강판 또는 용접 조인트를 반송하면서 냉각함으로써, 용접 공정과, 별도의 용접 개소에 있어서의 템퍼링 공정을 병행하여 행할 수 있기 때문에, 생산 효율의 점에서도 유리하다.

냉각 공정에서의 냉각 조건으로서는, 예를 들어 냉각 시간 혹은 보유 지지 시간, 냉각 온도 등을 들 수 있다. 이 냉각 조건으로서는, 용접 공정 후의 너깃이 마르텐사이트 변태하는, M_S점 이하의 온도가 되는 냉각 조건, 바람직하게는 M_f점 이하의 온도가 되는 냉각 조건을 채용할 수 있다.

[템퍼링 공정]

본 개시에 있어서 템퍼링 공정은, 냉각 후의 복수매의 강판을 판 두께 방향에 대하여 경사지는 방향(즉, 경사 방향)으로 통전하여, 적어도 너깃을 템퍼링하는 공정이다.

이 템퍼링 공정은, 냉각 후의 복수매 강판을 경사 방향으로 통전함으로써, 적어도 상기 너깃에 있어서의 마르텐사이트 조직, 특히 상기 너깃 및 열 영향부에 있어서의 마르텐사이트 조직을 템퍼링하는 공정이다. 이 템퍼링 공정은, 경사 방향으로 통전하는 것 이외에는, 통상의 후 통전법 또는 2단 통전법에서 행하여지고 있는, 후 통전 공정 또는 템퍼 통전 공정과 마찬가지로 행할 수 있다.

또한, 이러한 후 통전법 또는 2단 통전법에 의해 너깃이 템퍼링되었는지의 여부는, 너깃의 경도 분포를 측정하고, 후 통전법 후 또는 2단 통전법 후에, 경도의 일부 또는 전부가 연화되어 있음으로써 확인할 수 있다. 또한, 도시를 생략하지만, 템퍼링 공정에 있어서, 상측 전극(2), 하측 전극(3), 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)의 일부 또는 전부를 사용하여, 판조를 가압해도 된다. 가압에 의해, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)을, 판조에, 보다 확실하게 접촉시킬 수 있다.

이하, 이 템퍼링 공정에 대해서, 본 개시의 일 실시 형태를 사용하여 구체적으로 설명한다.

본 개시의 일 실시 형태에 관한 제조 방법에 있어서는, 템퍼링 공정은, 도 2에 도시하는 스폿 용접기(1)에 포함되는 템퍼링 장치(102)가 사용된다. 또한, 도 2에 있어서는, 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)의 전극 주변부만이 도시되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 강판으로서의 상판(8) 및 제2 강판으로서의 하판(9)의 2매의 강판이 판조로서 중첩되고, 중첩된 판조가, 스폿 용접기(1)에 의해, 판 두께 방향(D_T)을 따라 끼움 지지될 수 있다.

스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)는, 상측 전극(2)과, 하측 전극(3)과, 상측 고정 부재(4)와, 하측 고정 부재(5)와, 상측 보유 지지 부재(6)와, 하측 보유 지지 부재(7)를 주된 구성 부재로서 구비하고 있다. 상측 전극(2)은, 당해 판조의 상방측에 배치됨과 함께, 하측 전극(3)은, 당해 판조의 하방측에 배치되어 있다.

상측 전극(2), 본 개시의 제1 전극이다. 하측 전극(3)은, 본 개시의 제2 전극이다. 또한, 하측 고정 부재(5)는, 본 개시의 제1 고정 부재이다. 상측 고정 부재(4)는, 본 개시의 제2 고정 부재이다. 또한, 도 2 중에서는, 하측 고정 부재(5)가, 상측 전극(2)과 대응하도록, 상하 방향을 따라서 상측 전극(2)과 거의 동축으로 배치된 경우가 예시되어 있다. 또한, 도 2 중에서는, 상측 고정 부재(4)가, 하측 전극(3)과 대응하도록, 상하 방향을 따라서 하측 전극(3)과 거의 동축으로 배치된 경우가 예시되어 있다. 그러나, 본 개시에서는, 이것에 한정되지 않고, 제1 고정 부재 및 제2 고정 부재는, 각각, 판조를 사이에 두고 전극과 동축으로 배치될 필요는 없다. 제1 고정 부재 및 제2 고정 부재는, 대응하는 전극보다, 도 2 중에서 너깃(N)측이 되는 내측에 배치되어도 되고, 혹은, 도 2 중에서 너깃(N)의 반대측이 되는 외측에 배치되어도 된다.

상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)는, 모두 고정 부재이다. 상측 고정 부재(4)는, 당해 판조의 상방측에 배치됨과 함께, 하측 고정 부재(5)는, 당해 판조의 하방측에 배치되어 있다. 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)에 의해, 상기 판조가 끼움 지지될 수 있다. 상측 보유 지지 부재(6)는, 상측 전극(2) 및 상측 고정 부재(4)를 보유 지지하고, 상하 방향으로 이동 가능하다. 하측 보유 지지 부재(7)는, 하측 전극(3) 및 하측 고정 부재(5)를 보유 지지한다.

또한, 이 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)에 있어서는, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)이, 도 2에 도시하는 바와 같이, 판 두께 방향(D_T)과 직교하는 판면 방향(D_h)에 있어서, 용접 공정에서 형성된 너깃(N)을 사이에 두고서 서로 반대측에 위치하도록 배치되어 있다. 그 때문에, 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)는, 냉각 후의 2매의 강판을 경사 방향으로 통전하는 것을, 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 도 2에 도시하는 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)은, 환 봉상의 도전성 부재에 의해 구성되어 있다. 도전성 부재는, 예를 들어 Cu-Cr 합금제의 환 봉이다. 도전성 부재는, 판 두께 방향(D_T)과, 양쪽 전극이 나열되는 판면 방향의 각각과 직교하는 방향, 즉, 2매의 강판의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되고 있다. 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)은, 각각 대응하는 강판(즉, 상판(8) 및 하판(9))의 표면과 선 접촉한다.

또한, 이 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)에 있어서는, 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)가, 도 3에 도시한 바와 같이, 판면 방향(D_h)에 있어서, 상기 용접 공정에서 형성되는 너깃(N)을 사이에 두고서 서로 반대측에 위치하도록 배치되어 있다. 결과, 상측 고정 부재(4)가, 판면 방향(D_h)에 있어서 상기 너깃(N)을 사이에 두고서, 상측 전극(2)과 반대측에 위치한다. 또한, 하측 고정 부재(5)가, 판면 방향(D_h)에 있어서 상기 너깃(N)을 사이에 두고서, 하측 전극(3)과 반대측에 위치한다. 그 때문에, 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)는, 냉각 후의 2매의 강판을 경사 방향으로 통전할 때에 당해 2매의 강판을 보다 확실하게 고정할 수 있다. 따라서, 강판의 위치 어긋남이나 강판-전극 사이의 클리어런스 등의 외란을 발생하기 어렵게 할 수 있다.

또한, 도 2 중에 예시된 판조의 경우, 도 2 중의 좌우 방향의 양단에, 상판(8)과 하판(9) 사이에 시트 세퍼레이션(간극)이 형성되어 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 본 개시에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 시트 세퍼레이션이 형성되지 않아도 된다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)은, 각각, 평면으로 보아, 즉 판 두께 방향을 따라서 본 경우, 도 4 중의 상하 방향으로 연장되는 일정한 폭(W)을 갖고 있다. 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)의 각각의 폭(W)은, 거의 동일하고, 너깃(N)의 인덴테이션(압흔)(H)의, 판면 방향을 따라서 측정한 직경(Φ) 이상이다. 또한, 도 4 중의 상판(8)의 좌측에는, 상측 전극(2)의 접촉 영역(M1)의 형상이, 직사각 형상의 실선으로 예시되어 있다. 또한, 도 4 중의 상판(8)의 우측에는, 하측 전극(3)의 접촉 영역(M2)의 형상이, 직사각 형상의 파선으로 예시되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 상측 전극(2)의 접촉 영역(M1)과, 하측 전극(3)의 접촉 영역(M2)은, 평면으로 보아, 너깃(N)을 사이에 두고서 대칭적으로 형성되어 있다.

또한, 도 4 중의 좌측 상단측에는, 상하 방향으로 일정한 폭(W)을 갖는 상측 전극(2)이 상판(8)으로부터 이격된 상태가 예시되어 있다. 또한, 도 4 중의 우측 하단측에는, 상하 방향으로 일정한 폭(W)을 갖는 하측 전극(3)이 하판(9)으로부터 이격된 상태가 예시되어 있다. 템퍼링 장치에 있어서의 상측 전극(2) 및 하측 전극(3) 이외의 구성에 대해서는, 보기 용이함 때문에, 도시를 생략한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 도 1 중의 상측 전극(2A)에 의해 형성된 압흔인 인덴테이션의 외연의 원(H)을, 평면으로 보면 너깃(N)의 원의 외연으로 간주할 수 있다. 상측 전극(2A)의 인덴테이션의 외연의 원(H)은, 용접 조인트(10)의 외관상에서 확인할 수 있다. 또한, 상측 전극(2A) 및 하측 전극(3A)의 선단의 형상은 거의 동일하기 때문에, 하측 전극(3A)의 인덴테이션의 외연의 원을, 평면으로 보면 너깃(N)의 원의 외연으로 간주해도 된다.

또한, 평면으로 본 인덴테이션의 외연의 「원」 또는 너깃(N)의 「원」은, 진원과 같은 완전한 원형에 한정되지 않고, 세부에 있어서, 다소의 일그러짐을 갖고 있어도, 전체적으로 원형으로 간주할 수 있는 한, 원으로서 채용할 수 있다. 또한, 평면으로 본 인덴테이션의 외연의 형상 또는 너깃(N)의 형상은, 원 형상에 한정되지 않고, 예를 들어 타원 형상 등, 다른 기하학 형상을 적절히 채용할 수 있다.

또한, 도 2에 도시하는 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)는, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)과 동일한 방향으로 연장되는 환 봉상의 절연성 부재에 의해 구성되어 있다. 절연성 부재는, 예를 들어 세라믹스제의 환봉이다. 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)는, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)과 함께 판조를 끼움 지지할 때에 각각 대응하는 강판(즉, 상판(8) 및 하판(9))의 표면과 선 접촉한다. 고정 부재가 이러한 절연성 부재에 의해 구성됨으로써, 상측 전극 및 하측 전극에 의한 경사 방향의 통전에 대하여 영향이 미치는 것을 방지할 수 있다.

본 개시에 있어서는, 템퍼링 공정에 사용하는 스폿 용접기의 템퍼링 장치는, 냉각 후의 복수매의 강판을 경사 방향으로 통전할 수 있는 것이면, 도 3에 도시하는 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)와 동일한 구성의 것에 한정되지 않는다. 즉, 템퍼링 공정에 사용하는 스폿 용접기의 템퍼링 장치는, 냉각 후의 복수매의 강판을 경사 방향으로 통전할 수 있게 배치된 3개 이상의 전극을 갖고 있어도 된다. 또한, 스폿 용접기의 템퍼링 장치는, 통전 시에 복수매의 강판을 고정할 수 있게 배치된 1개 또는 3개 이상의 고정 부재를 갖고 있어도 된다.

또한, 전극의 배치 형태 등에 의해, 복수매의 강판이 통전 시에 움직이거나, 어긋나거나 할 우려가 적은 경우에는, 스폿 용접기는, 상기와 같은 고정 부재를 구비하고 있지 않아도 된다.

그리고, 본 실시 형태의 제조 방법에 있어서는, 템퍼링 공정은, 상술한 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)를 사용하여, 구체적으로는, 다음과 같이 행하여진다.

먼저, 상기 [용접 공정] 및 상기 [냉각 공정]에 의해, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상판(8)과, 상판(8)에 겹쳐진 하판(9)과, 상판(8)과 하판(9)을 접합하고 있는 담금질된 너깃(N)을 포함하는 용접 조인트(10)를 준비한다. 그리고, 용접 조인트(10)의 상판(8)에 평행한 모든 면 내에서 너깃(N)의 외측의 부분인 A부의 상판(8)에 상측 전극(2)을 닿게 한다. 통전을 안정시키기 위해서, 상판(8)측에 마련된 상측 전극(2)와 하판(9)측에 마련된 하측 고정 부재(5) 사이에 A부를 두는 것이 바람직하다. A부에 대하여 환언하면, A부는, 상판(8)과 하판(9)을 상판(8)에 수직 방향으로 관통하여 존재하고, 또한 용접 조인트(10)를 상판(8)에 수직인 방향으로 투영하여 본 때에, 너깃(N)과 A부는 겹치지 않는다.

또한, 용접 조인트(10)의 상판(8)에 평행한 모든 면 내에서 너깃(N)의 외측의 부분이고, 또한 너깃(N)을 사이에 두고서 A부와 반대측에 위치하는 B부의 하판(9)에 하측 전극(3)을 닿게 한다. 통전을 안정시키기 위해서, 하판(9)측에 마련된 하측 전극(3)과 상판(8)측에 마련된 상측 고정 부재(4) 사이에 B부를 두는 것이 바람직하다. B부에 대하여 환언하면, B부는, 상판(8)과 하판(9)을 상판(8)에 수직 방향으로 관통하여 존재하고, 또한 용접 조인트(10)를 상판(8)에 수직인 방향으로 투영하여 본 때에, 너깃(N)과 B부는 겹치지 않는다. A부와 B부는, 너깃(N)의 중심(E)을 통해 상판(8)에 수직인 중심축을 중심으로 축 대칭의 위치에 존재한다.

즉, 냉각 공정 후의 2매의 강판을, 도 2에 도시하는 바와 같이 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)의 상측 전극(2)을 용접 조인트(10)의 A부의 상판(8)측에 닿게 하고, 하측 전극(3)을 용접 조인트(10)의 B부의 하판(9)측에 닿게 하고, 상측 전극(2)과 하측 전극(3) 사이의 용접 조인트(10)에 전류를 흐르게 하여, 상기 2매의 강판을 경사 방향으로 통전한다. 바람직하게는, 상측 전극(2) 및 상측 고정 부재(4)와, 하측 전극(3) 및 하측 고정 부재(5)에 의해 판 두께 방향(D_T)을 따라 용접 조인트(10)를 끼움 지지하고, 가압력을 부여하면서, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)에 의해, 상측 전극(2)과 하측 전극(3) 사이의 용접 조인트(10)에 전류를 흐르게 하여, 상기 2매의 강판을 경사 방향으로 통전한다.

또한, 용접 조인트(10)에 전류를 흐르게 할 때, 도 4에 도시한 바와 같이, 상측 전극(2)은, 상판(8)에 평행한 면 내에서, 일정한 폭(W)을 갖고 있음과 함께, 상측 전극(2)의 폭(W)은, 상판(8)에 평행한 면 내에서의 너깃(N)의 최대 직경(Φ) 이상이다. 마찬가지로, 하측 전극(3)은, 하판(9)에 평행한 면 내에서, 일정한 폭(W)을 갖고 있음과 함께, 하측 전극(3)의 폭(W)은, 하판(9)에 평행한 면 내에서의 너깃(N)의 최대 직경(Φ) 이상이다.

이때, 2매의 강판내에 있어서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 통전 경로(C_P)가 너깃(N) 및 너깃(N)의 주변 부분을 포함하는 광범위한 영역에 걸쳐 존재한다. 통전 경로(C_P)가 광범위한 영역에 걸쳐 존재함으로써, 전류 밀도가 낮아진다. 이 때문에, 너깃(N) 뿐만 아니라, 너깃(N)의 주변의 열 영향부를 포함하는 광범위한 영역을, 완만하게 승온하고, 템퍼링할 수 있다. 이에 의해, 템퍼링 효과가 얻어지는, 전류의 조건 적정 범위를 넓게 확보할 수 있다.

여기서, 도 6은, 종래의 템퍼링 공정을 실시한 용접 조인트와 본 개시의 템퍼링 공정을 실시한 용접 조인트에 있어서, 각각의 경도(비커스 경도: HV) 분포를 도시하는 도면이다.

또한, 도 6에 있어서, 분포도 6a는, 용접 공정 및 냉각 공정만을 실시하고, 템퍼링 공정을 실시하고 있지 않은 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다. 또한, 분포도 6b는, 용접 공정후의 휴지 시간(냉각 시간)을 99cyc로 설정하고, 템퍼링 공정을 종래의 템퍼 통전 조건(통전 전류: 3.9kA, 통전 시간: 99cyc, 통전 방향: 판 두께 방향)에서 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 1초는 60cyc에 상당한다.

또한, 분포도 6c는, 템퍼링 공정의 통전 전류를 4.3kA로 설정한 것 이외에는, 상기 분포도 6b의 용접 조인트와 동일한 종래의 템퍼 통전 조건에서 템퍼링하여 공정을 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다. 그리고, 분포도 6d 및 분포도 6e는, 각각 본 개시의 템퍼링 공정을 통전 전류 7.0kA 및 8.0kA로 실시한 용접 조인트의 경도 분포를 도시하는 도면이다. 또한, 분포도 6d 및 분포도 6e에서는, 템퍼링 공정의 통전 시간은, 모두 99cyc로 설정하였다. 또한, 도6 중에서는, 너깃부는 좌우 방향의 중앙에 배치된 쌍방향 화살표 및 「N」으로 예시되어 있다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 템퍼링 공정을 실시하고 있지 않은 분포도 6a의 용접 조인트는, 너깃부의 경도와 열 영향부의 너깃 근방 부분의 경도가 단단해(즉, 인성이 낮아)지고 있다. 이하, 이와 같이 경도가 단단해진 열 영향부의 너깃 근방 부분을 「HAZ 경화부」라고 칭한다. 도 6a 중의 HAZ 경화부에서는, 너깃 내 파단(즉, 계면 파단 또는 부분 플러그 파단)이 발생하기 쉬워지고 있다.

한편, 종래의 템퍼 통전 조건에서 템퍼링하여 공정을 실시한 분포도 6b의 용접 조인트는, 템퍼링에 의해, 너깃 내의 경도가 저하되고 있다(즉, 인성이 향상되고 있다). 그러나, 너깃(N)의 단부 부근의 경도와 HAZ 경화부의 경도는, 충분히 저하되고 있지 않다. 그 때문에, 연화 위치가 근소하게라도 어긋나면, 용접 조인트에, 박리 방향의 응력이 가해진 때, 균열이 진전되기 쉬운 개소인 너깃단과 경도가 높은 부위가 일치하고, 너깃 내 파단이 발생하기 쉬워진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 너깃단은, 도 6b 중의 너깃(N)의 양단을 의미한다.

또한, 분포도 6c의 용접 조인트의 경우, 조금 높은 쪽의 전류값을 채용한 것 이외에는 종래의 템퍼 통전 조건에서 템퍼링하여 공정을 실시하였다. 분포도 6c의 용접 조인트에서는, 템퍼링에 의해, 너깃의 단부 부근의 경도와 HAZ 경화부의 경도가 저하되고 있다. 그러나, 너깃(N)의 중앙 부분은, A₃점 이상의 온도에 도달함으로써 다시 마르텐사이트가 되어, 경도가 단단해지고 있다. 그 때문에, 연화 위치가 근소하게라도 어긋나면, 너깃단과 경도가 높은 부위가 일치하고, 너깃 내 파단이 발생하기 쉬워진다.

이러한 스폿 용접을 양산으로 실시한 경우, 전극 선단이 마모하거나, 전극과 강판의 도금과의 합금화로 전극의 열전도율이 변화하거나 한 때에, 경도가 높은 부위가 너깃단과 일치할 가능성이 증가된다. 또한, 강판 사이의 판 틈이 변화하거나, 전극과 강판의 타각의 변동 등이 변화하거나 한 때에, 경도가 높은 부위가 너깃단과 일치할 가능성이 증가된다. 특히, 판 틈의 넓이는, 강판의 강도가 높아질수록, 넓어지기 쉽다. 즉, 용접부에 흐르는 전류가 적정 범위로부터 벗어나기 쉬워진다고 하는 점에서, 로버스트성이 낮아진다.

이와 같이, 종래의 템퍼 통전 조건에 의한 템퍼링에서는, 너깃 중심으로부터 급속하게 승온되기 때문에, 너깃으로부터 열 영향부에 걸치는 광범위한 영역을 균일하게 연화시키는 것은, 매우 곤란하다.

이에 비해, 본 개시의 템퍼링 공정은, 상술한 바와 같이, 너깃뿐만 아니라, 너깃 주변의 열 영향부를 포함하는 광범위한 영역을 완만하게 승온시킬 수 있기 때문에, 분포도 6d 및 분포도 6e의 경도 분포가 나타내는 바와 같이, 너깃으로부터 열 영향부에 걸치는 광범위한 영역을 균일하게 연화시키는 것이 가능하게 되고 있다. 또한, 분포도 6d에 있어서, 경도가 저하되고 있는 열 영향부의 너깃 근방 부분은, 용접 공정에서 형성된 HAZ 연화부이다.

또한, 도 6에 도시하는 각종 용접 조인트의 경도 측정 위치는, 이하와 같다.

먼저, 도 5에 도시한 바와 같이, 상판(8)과 하판(9)의 중첩면을 기준으로 하여, 판 두께(t)의 1/4의 깊이 상판 판면 방향 위치(P_M)에 있어서, 너깃(N)의 일방측 단부와 교차하는 점을 기점(P_S)으로서 설정하였다. 그리고, 기점(P_S)으로부터 판면 방향의 + 방향(도 5 중에 너깃이 존재하는 영역측인 기점(P_S)으로부터 우 방향)으로 10mm의 범위 및 기점(P_S)으로부터 - 방향(도 5 중에 너깃이 존재하는 영역측인 기점(P_S)으로부터 좌 방향)으로 5mm의 범위의 각각에 있어서, 용접 조인트(10)의 경도를, 소정의 피치 간격으로 측정하였다. 또한, 도 6의 경도 분포도에 있어서의 횡축은, 상기 기점(P_S)으로부터의 판면 방향의 거리(d_h)(mm)이다.

또한, 이 용접 조인트(10)에 사용한 2매의 강판은, 모두 인장 강도 1.8GPa급의 핫 스탬프재이다. 핫 스탬프재의 판 두께(t)는, 1.6mm이다.

또한, 본 개시에 있어서는, 템퍼링 공정에서의 통전 방향 이외의 통전 조건(예를 들어, 통전 전류, 통전 시간, 전극의 가압력 등)은 적어도 너깃을 템퍼링할 수 있는 조건이면, 원하는 조인트 강도 등에 따른 소정의 통전 조건을 채용할 수 있다. 그러한 통전 조건으로서는, 예를 들어 템퍼링 온도가 500℃ 내지 A_c3점의 범위 내가 되는 온도 조건을 들 수 있고, 바람직하게는 600℃ 내지 A_c1점의 범위 내가 되는 온도 조건을 들 수 있다. 템퍼링 온도가 이러한 범위 내에 있으면, 충분한 입열에 의해 경도가 저하되기 쉽고(즉, 인성이 향상되기 쉽고), 또한, 재??칭에 의한 재경화도 발생하기 어려워진다.

또한, 템퍼링 공정에 사용하는 전극은, 상술한 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)과 같은 환 봉상의 도전성 부재에 한정되지 않고, 복수매의 강판을 경사 방향으로 통전하여, 적어도 상기 너깃을 템퍼링할 수 있는 것이면, 통상의 스폿 용접에서 사용되고 있는 전극을 사용해도 된다. 통상의 스폿 용접에서 사용되고 있는 전극으로서는, 예를 들어 강판과 점 접촉하는 DR형 전극 등을 들 수 있다.

단, 템퍼링 공정에 사용하는 전극으로서, 상술한 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)과 같은 환 봉상의 도전성 부재를 채용한 경우에는, 보다 광범위한 영역을 완만하게 템퍼링할 수 있으므로, 본 개시의 효과가, 보다 한층 얻어지기 쉬워진다.

또한, 템퍼링 공정에 사용하는 상측 전극 및 하측 전극은, 이들 양쪽 전극의 판면 방향에 있어서의 전극 사이 거리(d_e)가 너깃의 직경(Φ)의 2배 이상인 것이 바람직하다. 도 2 중의 A부와 B부는, 각각, 너깃(N)의 중심(E)으로부터 너깃(N)의 직경(Φ) 이상 이격되어 있다. 너깃(N)의 직경(Φ)은, 상판(8)에 평행한 면 내에서 측정한 길이(도 2 중의 좌우 방향의 길이)이다.

또한, 예를 들어 너깃(N)의 형상이 진원인 경우, 너깃(N)의 직경(Φ)으로서, 직경을 채용할 수 있다. 또한, 너깃(N)의 형상이, 진원이 아닌, 도 2에 도시한 바와 같은 타원 형상이나, 예를 들어 다소의 일그러짐을 갖는 원 형상인 경우, 너깃(N)의 직경(Φ)으로서, 최대 직경의 값을 채용할 수 있다.

또한, 도 2 중에서 타원 형상을 갖는 너깃(N)의 경우, 상측 전극(2)과 하측 전극(3)의 좌우 방향을 따라 측정한 전극 사이 거리(d_e)가, 너깃(N)의 직경(Φ)의 2배 이상이다. 이렇게 상측 전극 및 하측 전극의 전극 사이 거리(d_e)가 너깃의 직경(Φ)의 2배 이상이면, 너깃 및 열 영향부를 포함하는 더 광범위한 영역을 완만하게 템퍼링할 수 있고, 본 개시의 효과가, 보다 확실하게 얻어지기 쉬워진다.

또한, 상측 전극 및 하측 전극의 판면 방향에 있어서의 전극 사이 거리(d_e)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 전극의 상하 방향으로 연장되는 중심축 사이의 판면 방향 거리를 의미한다. 상측 전극(2)의 진퇴 방향과 하측 전극(3)의 진퇴 방향은, 서로 역방향이고, 상측 전극(2)과 하측 전극(3)의 간격인 전극 사이 거리(d_e)는, 진퇴 방향에 대하여 직교하는 평면 내에서, 6mm 이상이다.

또한, 상측 전극(2)의 판조에 대한 전진 방향은, 도 2 중의 상측으로부터 하측을 향하는 방향임과 함께, 후퇴 방향은, 도 2 중의 하측으로부터 상측을 향하는 방향이다. 또한, 하측 전극(3)의 판조에 대한 전진 방향은, 도 2 중의 하측으로부터 상측을 향하는 방향임과 함께, 후퇴 방향은, 도 2 중의 상측으로부터 하측을 향하는 방향이다. 또한, 도 2 중에서는, 상판(8)과 하판(9)의 경계에 나타나 있는 수평면에 의해, 진퇴 방향에 대하여 직교하는 평면이 예시되어 있다.

또한, 상측 전극 및 하측 전극은, 상측 전극과 너깃의 판면 방향에 있어서의 거리와, 하측 전극과 너깃의 판면 방향에 있어서의 거리가, 동등한 거리인 것이 바람직하다. 즉, 도 2 중에서, A부와 너깃(N)의 중심(E) 사이의 거리와, B부와 너깃(N)의 중심(E) 사이의 거리는, 동등하다. 이렇게 상측 전극 및 하측 전극의 각각과 너깃 사이의 거리가 동등한 관계에 있으면, 너깃을 포함하는 광범위한 영역을, 보다 균일하게 승온하여 템퍼링할 수 있으므로, 본 개시의 효과가, 보다 확실하게 얻어지기 쉬워진다.

또한, 상측 전극 및 하측 전극의 각각과 너깃 사이의 거리는, 각 전극의 상하 방향으로 연장되는 중심축과 너깃 중심 사이의 판면 방향 거리를 의미한다.

또한, 템퍼링 공정에 사용하는 고정 부재는, 상술한 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)와 같은 환 봉상의 절연성 부재에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수매의 강판을 경사 방향으로 통전할 때에 복수매의 강판이 움직이거나, 어긋나거나 하지 않도록 고정할 수 있는 것이라면, 원하는 고정 형태나 고정의 용이함 등에 따른 소정 형상의 절연성 부재가 사용되어도 된다.

단, 템퍼링 공정에 사용하는 고정 부재로서, 상술한 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)와 같은 환 봉상의 절연성 부재를 채용한 경우에는, 복수매의 강판을 보다 안정적으로 고정 할 수 있다. 이 때문에, 본 개시의 효과가, 보다 확실하게 얻어지기 쉬워진다.

또한, 본 개시에 있어서는, 1개의 판조에 대하여 복수의 용접 대상 개소가 있는 경우에는, 1개의 용접 대상 개소에 있어서 냉각 공정을 행하고 있을 때에, 다른 용접 대상 개소에 있어서 용접 공정 및 템퍼링 공정 중 적어도 한쪽의 공정을 병행하여 행하는 것이 바람직하다. 이렇게 복수의 용접 대상 개소에 있어서 상기의 용접 공정 내지 템퍼링 공정을 병행하여 행함으로써, 용접 조인트의 생산 효율을 보다 한층 향상시킬 수 있다. 또한, 복수의 판조를 반송하면서 연속적으로 스폿 용접할 경우도 마찬가지이다.

또한, 본 개시에 있어서는, 용접 공정 내지 템퍼링 공정의 각 공정의 전후에, 소정의 처리 공정 등을 갖고 있어도 된다.

이어서, 본 개시의 제조 방법에 사용되는 강판에 대하여 설명한다.

<강판>

본 개시에 있어서, 용접 대상이 되는 복수매의 강판은, 원하는 조인트 강도나 조인트의 용도(예를 들어, 자동차 부품으로서의 용도) 등에 따른 소정의 인장 강도 및 판 두께를 갖는 강판을 사용할 수 있다. 그러한 강판으로서는, 예를 들어 인장 강도가 270MPa 내지 3000MPa급의 강판 등을 들 수 있고, 이러한 강판은, 아연 등의 도금 처리가 실시된 강판(즉, 도금 강판)이어도 된다.

그러한 강판 중에서도, 인장 강도가 780MPa 이상이 되는 고강도 강판은, 용접 후의 용접부가 취화하여 파단하기 쉽다. 이 때문에, 본 개시는, 적어도 1매의 강판이 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 강판인 판조를 사용하는 경우에, 특히 유리하다. 본 실시 형태에서는, 상판(8) 및 하판(9)은, 자동차용의 고강도 강판이다.

또한, 본 개시에 있어서, 복수매의 강판은, 모든 강판이 동일 종류의 강판이어도 되고, 일부의 강판만이 동일 종류의 강판이어도 된다. 또한, 모든 강판이 각각 다른 종류의 강판이어도 된다.

또한, 강판의 매수도 특별히 한정되지 않고, 용접 조인트의 용도 등에 따른 2매 이상의 매수를 채용할 수 있다. 또한, 강판의 판 두께도 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1매의 두께가, 0.5mm 이상 3.2mm 이하이다.

또한, 본 개시에 있어서, 강판의 형상은, 적어도 용접 대상 개소가, 다른 강판의 용접 대상 개소와 판 두께 방향을 따라서 중첩할 수 있는 것과 같은 소정의 판상 구조를 갖는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 즉, 본 개시에 사용되는 강판은, 예를 들어 평판상의 강판 등, 강판 전체가 평탄한 판상 구조를 갖는 것이면 된다. 또한, 예를 들어 L자형 강판, 해트형 강판 등, 본 개시에 사용되는 강판은, 용접 대상 개소를 포함하는 일부의 부분에 있어서 판상 구조를 갖고, 또한, 판상 구조 이외의 다른 부분에 있어서 굴곡 구조 등을 갖는 것이어도 된다.

또한, 본 개시의 제조 방법은, 상기 실시 형태나 후술하는 실시예 등으로 제한되는 일 없이, 본 개시의 목적, 취지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서, 적절히 조합이나 대체, 변경 등이 가능하다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 예시하여 본 개시를 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 개시는 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

(용접 공정)

상판 및 하판으로서 중첩한 2매의 강판의 판조를, 스폿 용접기의 한 쌍의 전극으로 끼움 지지하였다. 2매의 강판은, 모두 인장 강도가 1.5GPa급의 핫 스탬프 비도금 강판, 판 두께 1.2mm이다. 또한, 한 쌍의 전극은, 모두 DR형 40-16, Φ6mm이다.

그 후, 당해 판조에 400kgf(약 3923N)의 가압력을 부여하면서, 5.5kA의 통전 전류 및 16cyc의 통전 시간으로 판 두께 방향을 따라서 통전함으로써, 2매의 강판의 중첩면 및 중첩면의 근방 영역에 너깃을 형성하였다. 이어서, 전극의 통전을 정지하고, 10cyc의 보유 지지 시간 동안, 전극에 의해 판조에 가압력을 부여한 상태를 유지하였다.

(냉각 공정)

또한, 용접 후의 판조를 실온(즉, Mf점 이하)까지 공랭하였다.

(템퍼링 공정)

그 후, 상기 판조를 도 2에 도시하는 스폿 용접기(1)의 템퍼링 장치(102)와 마찬가지의 구성의 스폿 용접기 템퍼링 장치에 옮기고, 당해 판조를, 상측 전극 및 상측 고정 부재와, 하측 전극 및 하측 고정 부재에 의해 판 두께 방향을 따라 끼움 지지하였다. 그 후, 300kgf(약 2942N)의 가압력을 부여하면서, 하기의 표 1에 나타내는 5.0 내지 10.0kA의 각 통전 전류 및 60cyc의 통전 시간으로, 경사 방향으로 통전함으로써, 너깃 및 열 영향부를 포함하는 영역을 템퍼링하였다.

이어서, 전극의 통전을 정지하고, 10cyc의 보유 지지 시간 동안, 판조를 끼움 지지한 상태를 유지함으로써, 상기 2매의 강판이 접합된 용접 조인트를 얻었다. 또한, 실시예의 용접 조인트는, 표 1에 나타내는 템퍼링 공정의 통전 전류값마다, 계 11개 제작하였다.

또한, 템퍼링 공정에서 사용한 스폿 용접기의 템퍼링 장치는, 상측 전극 및 하측 전극으로서, 각각 Cu-Cr 합금제의 환봉을 구비한다. 상측 전극 및 하측 전극은, 각각 길이 50mm, 직경 Φ10mm이다. 또한, 상측 전극 및 하측 전극의 판면 방향에 있어서의 전극 사이 거리(d_e)는, 50mm이다. 또한, 템퍼링 공정에서 사용한 스폿 용접기는, 상측 고정 부재 및 하측 고정 부재로서, 세라믹스제의 환봉을 구비한다. 상측 고정 부재 및 하측 고정 부재는, 각각 길이 50mm, 직경 Φ10mm이다.

<비교예 1>

템퍼링 공정을 행하지 않은 것 이외에는, 실시예와 마찬가지로 하여, 비교예 1의 용접 조인트를 제작하였다.

<비교예 2>

냉각 공정을 60cyc의 휴지 시간으로 한 것 및 템퍼링 공정을 용접 공정에서 사용한 스폿 용접기의 한 쌍의 전극으로 행한 것 이외에는, 실시예와 마찬가지로 하여, 비교예 2의 용접 조인트를 제작하였다. 즉, 비교예에서는, 경사 방향이 아닌, 판 두께 방향을 따라서 통전이 행하여졌다.

이와 같이 하여 제작한 실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 용접 조인트를, 타가네 시험에 의해 파단하고, 그 파단 형태를 확인하였다. 파단 형태의 확인 결과에 대해서는, 하기의 표 1에 나타낸다.

또한, 실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 용접 조인트의 너깃 직경(Φ)은, 모두 동등하게, 약 4√t이고, 구체적으로는, 약 4.4mm였다.

표 1 중의 실시예의 란의 굵은 프레임 내에 나타내는 바와 같이, 실시예의 용접 조인트는, 「플러그 파단」의 파단 형태를 나타내는 템퍼링 공정의 조건 범위(즉, 통전 전류의 범위)가 6.5kA 내지 10.0kA라고 하는 넓은 범위인 것을 알 수 있었다. 「플러그 파단」의 파단 형태는, 높은 조인트 강도인 것을 나타낸다. 이 때문에, 실시예는, 우수한 로버스트성을 갖고 있는 것을 알 수 있었다.

이에 비해, 표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예 1의 용접 조인트는, 「계면 파단」의 파단 형태를 나타내었다. 「계면 파단」의 파단 형태는, 낮은 조인트 강도를 나타낸다. 또한, 표 1 중의 비교예 2의 란의 굵은 프레임 내에 나타내는 바와 같이, 비교예 2의 용접 조인트는, 「플러그 파단」의 파단 형태를 나타냈지만, 「플러그 파단」인 템퍼링 공정의 조건 범위가, 4.5kA 내지 5.5kA라고 하는 극히 좁은 범위였다. 즉, 비교예 1 및 비교예 2는, 로버스트성이 낮은 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예에서 템퍼링 공정의 조건 범위가 넓은 것은, 전류에 대하여 온도 상승의 변화가 완만하기 때문이라고 생각된다. 구체적으로는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 실시예에서 후 통전 공정의 개시 시각(T0)으로부터 종료 시각(T1)까지의 사이에서, 온도가, 비교예 1에 비해 완만하게 상승한다.

즉, 실시예의 템퍼링 공정은, 비교예 2와 같은 종래의 템퍼 통전에 비하여, 통전 경로가 넓어지고 있는, 즉, 전류 밀도가 낮아지고 있기 때문이라고 생각할 수 있다. 이것은, 비교예 2에 비하여 실시예쪽이, 플러그 파단의 파단 형태가 얻어지는 전류값이 높은 것으로부터도 추정된다.

(작용 효과)

본 실시 형태에 관한 용접 조인트(10)의 제조 방법에서는, 강판을 사이에 두는 한 쌍의 전극끼리가, 두께 방향을 따라서 겹치지 않도록, 한 쌍의 전극끼리를 서로 이격시킨다. 이 때문에, 한 쌍의 전극 사이에 템퍼링용의 전류를 흐르게 할 때, 통전 경로(C_P)의 길이가, 전극끼리가 겹치는 경우에 비하여 길어진다. 환언하면, 경사 방향으로 통전됨으로써, 너깃이 템퍼링된다.

또한, 「통전 경로(C_P)의 길이가 길어진다」란, 평면으로 보면 통전 경로(C_P)의 면적이 확대되는 상태도 포함한다. 즉, 한 쌍의 전극 강판에 있어서의 각각의 접촉 영역의 형상이, 평면으로 보아 점상이 아닌, 면상인 경우도, 본 개시에 포함된다.

통전 경로(C_P)의 길이가 길어지기 때문에, 통전 경로(C_P)에 있어서의 단위 영역당의 전류 밀도를 저감할 수 있다. 이 때문에, 과잉 전류가 흐르는 것을 억제할 수 있으므로, 예를 들어 기존의 전류 제어 기구를 갖는 용접 설비라도, 신규의 전류 제어 기구를 도입하지 않고, 후 통전 공정에 있어서 템퍼링을 행할 때의 전류 제어가 용이해진다. 따라서, 후 통전 공정에 있어서 외란의 영향을 받기 어렵고, 로버스트성이 우수한 용접 조인트의 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트(10)의 제조 방법에서는, A부와 B부가, 각각, 너깃(N)의 중심(E)으로부터 너깃(N)의 최대 직경 이상 이격되어 있다. 이 때문에, 너깃(N)만에 머무르지 않고, 너깃(N) 및 열 영향부를 포함하는 더 광범위한 영역을, 완만하게 템퍼링할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트(10)의 제조 방법에서는, A부와 너깃(N)의 중심(E) 사이의 거리와, B부와 너깃(N)의 중심(E) 사이의 거리가 동등하기 때문에, 너깃(N)을 포함하는 광범위한 영역을, 보다 균일하게 승온하여 템퍼링할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트(10)의 제조 방법에서는, 상측 전극(2)과 하측 고정 부재(5) 사이에 A부를 둠으로써, A부의 위치에서 상판(8)과 하판(9) 사이의 간극을 소실시킨다. 또한, 하측 전극(3)과 상측 고정 부재(4) 사이에 B부를 둠으로써, B부의 위치에서 상판(8)과 하판(9) 사이의 간극을 소실시킨다. 이 때문에, 너깃(N)의 주위의 영역의 간극이 소실하여, 강판끼리가 밀착한다. 결과, 너깃(N) 뿐만 아니라, 너깃(N)의 주변의 열 영향부를 포함하는 광범위한 영역을 완만하게 승온시킬 수 있다. 따라서, 너깃(N)으로부터 열 영향부에 걸치는 광범위한 영역을 균일하게 연화시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트(10)의 제조 방법에서는, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)의 폭(W)이, 너깃(N)의 최대 직경(Φ) 이상임으로써, 보다 확실하게 너깃(N)에 통전할 수 있다. 여기서, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)의 폭(W)은, 너깃(N)의 최대 직경(Φ)과 동일해도 되지만, 최대 직경(Φ) 이상임으로써, 통전 경로(C_P)가, 더 길어진다. 이 때문에, 예를 들어 달구어서 끊음 등을 방지할 수 있고, 로버스트성을 높이는 점에서 유리하다.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트(10)의 제조 방법에서는, 상측 전극(2)과 하측 전극(3) 사이의 용접 조인트(10)에 전류를 흐르게 할 때, 용접 조인트(10)의 내부에서 너깃(N) 이외의 영역에 전류를 흐르게 함으로써, 통전 경로(C_P)가 길어진다. 이 때문에, 통전 경로(C_P)에 있어서의 단위 영역당의 전류 밀도를 보다 저감할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트(10)의 제조 방법에 의해, 후 통전 공정에 있어서 외란의 영향을 받기 어렵고, 로버스트성이 우수한 용접 조인트(10)를 실현할 수 있다. 또한, 도 8 중에 예시한 용접 조인트(10)에서는, 상판(8) 상에 평행한 면 내에서 너깃(N)의 외측의 부분인 A부에, 통전을 위하여 접촉한 상측 전극(2)의 접촉 자국(X)이 형성되어 있다. 또한, 하판(9) 상에 평행한 면 내에서 너깃(N)의 외측의 부분이고, 또한, 너깃(N)을 사이에 두고서 A부와 반대측에 위치하는 B부에, 통전을 위하여 접촉한 하측 전극(3)의 접촉 자국(Y)이 형성되어 있다. 또한, 접촉 자국(X) 및 접촉 자국(Y)에서는, 통전에 의해, 주위의 영역과 다른 색감이 발생할 수 있다.

또한, 도 8 중에는, 접촉 자국(X)과 접촉 자국(Y) 사이에는, 점상의 패턴이 첨부된 연화 조직(Z)이 연속하여 존재하고 있는 경우가 예시되어 있다. 예를 들어, 용접 조인트의 파단 문제가 현저하게 드러나는 인장 강도가 1180MPa 이상의 강판은, 조직이 제어되고, 결과, 고강도가 되고 있다. 통전에 의해 고강도의 조직이 연화된다. 예를 들어, 마르텐사이트 조직이, 템퍼링 마르텐사이트 조직이 된다. 예를 들어, 가공 경화한 조직은, 통전에 의해 전이가 감소한다. 연화 조직(Z)은, 비커스 경도(HV)가 연화 조직(Z)의 외측의 모재부의 경도보다도 10HV 이상 낮음으로써 확인할 수 있다. 예를 들어, 연화 조직(Z)의 비커스 경도(HV)를 측정한 경우, 도 6d 및 도 6e에 도시한 바와 같이, 템퍼링되어 있지 않은 다른 조직과 비교하여 낮은 값이 얻어짐으로써, 연화 조직의 존재를 판별할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 템퍼링 장치(102)에서는, 상측 전극(2)과 하측 전극(3)의 전극 사이 거리(d_e)가 6mm 이상으로 설정되어 있기 때문에, 예를 들어 용접 조인트(10)에 있어서 다용되는 6mm의 폭의 너깃(N)을 형성할 때, 유리하다.

또한, 본 실시 형태에 관한 템퍼링 장치(102)에서는, 상측 고정 부재(4)는, 하측 전극(3)의 진퇴 방향의 축 상에 마련되어 있다. 또한, 하측 고정 부재(5)는, 상측 전극(2)의 진퇴 방향의 축 상에 마련되어 있다. 이 때문에, 후 통전 공정을 보다 안정적으로 실시할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 상판(8)의 인장 강도 및 하판(9)의 인장 강도는, 모두 440MPa 이상이다. 이 때문에, 상판(8) 및 하판(9)을, 자동차용의 고강도 강판으로서 사용한 경우, 적합한 자동차용의 용접 조인트(10)를 제공할 수 있다. 또한, 본 개시에서는, 인장 강도가 440MPa 이상의 강판으로서는, 상판(8)이어도 되고, 하판(9)이어도 된다. 또한, 3장 이상의 강판으로 이루어지는 용접 조인트의 경우, 적어도 1매 이상의 강판 인장 강도가 440MPa 이상이면 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 템퍼링 시, 상측 전극(2) 및 하측 전극(3)이, 너깃(N)의 인덴테이션으로부터 이격하고 있다. 즉, 인덴테이션에 의해 상판(8) 상에 단차가 형성되어도, 상측 전극(2)이 단차에 접촉하지 않는다. 마찬가지로, 하측 전극(3)이, 하판(9) 상의 단차에 접촉하지 않는다. 이 때문에, 상측 전극(2)을 상판(8)으로 원활하게 접촉할 수 있음과 함께, 하측 전극(3)을 하판(9)으로 원활하게 접촉할 수 있다.

<제1 변형예>

도 9 중에 예시된 제1 변형예에 관한 템퍼링 장치(102A)에서는, 상측 고정 부재(4)는, 제3 전극이다. 또한, 하측 고정 부재(5)는, 제4 전극이다. 즉, 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)가, 모두 통전 기능을 갖고, 템퍼링 장치로서 기능한다. 또한, 본 개시에서는, 반대로, 전극을 사용하여 용접 조인트(10)를 고정해도 된다.

또한, 제1 변형예에 관한 템퍼링 장치(102A)는, 상측 전극(2)와 하측 전극(3) 사이의 통전과, 제3 전극으로서의 상측 고정 부재(4)와 제4 전극으로서의 하측 고정 부재(5) 사이의 통전을, 교호로 실행하는 통전 컨트롤러(20)를 구비하고 있다. 이 때문에, 후 통전 공정에서는, 상측 전극(2), 하측 전극(3), 상측 고정 부재(4) 및 하측 고정 부재(5)를 포함하는 4개의 전극에 의해, 통전 경로를 X자형으로 하여 통전을 실행할 수 있다.

(작용 효과)

제1 변형예에 관한 템퍼링 장치(102A)에 의하면, 상측 전극(2)과 하측 전극(3) 사이의 통전과, 제3 전극과 제4 전극 사이의 통전이, 교호로 실행되기 때문에, 후 통전 공정을 보다 효율적으로 실시할 수 있다.

<제2 변형예>

또한, 도 10 중에 예시된 제2 변형예에 관한 용접 장치는, 템퍼링 장치(102)와, 템퍼링 장치(102)에 마련된 한 쌍의 로봇 암(12, 13)과, 로봇 암(12, 13)의 동작을 제어하는 위치 컨트롤러(14)를 구비한다. 또한, 하나의 로봇 암의 선단에 설치된 그리퍼의 손가락(12, 13)과, 로봇 암과 그리퍼의 동작을 제어하는 위치 컨트롤러(14)의 구성이어도 된다. 너깃이 강판의 단부에 마련되는 경우에는, 하나의 로봇 암의 선단에 그리퍼를 구비하는 구성을 채용하면 된다. 너깃이 강판의 중앙부에 마련되는 경우에는, 2개의 로봇 암을 구비하는 구성을 채용하면 된다.

도 10 중의 상측의 로봇 암(12)에 의해, 상측 전극(2)은, 상판(8)에 대하여 가능하게 근접 및 이격 가능이다. 또한, 도 10 중의 하측의 로봇 암(13)에 의해, 하측 전극(3)은, 하판(9)에 대하여 가능하게 근접 및 이격 가능이다. 한 쌍의 로봇 암(12, 13)에 설치된 전극(2, 3) 혹은 하나의 로봇 암의 선단에 설치된 그리퍼의 손가락(12, 13)에 설치된 전극(2, 3)은, 위치 컨트롤러(14)에 의해, 위치와 자세가 제어된다.

로봇 암(12, 13) 혹은, 로봇 암의 선단에 설치된 그리퍼의 손가락(12, 13)은, 너깃을 형성하는 용접기(101)에 의해 용접된 개소에 상측 전극(2)의 선단과 하측 전극(3)의 선단의 중간점을 이동시켜, 용접된 개소의 외측에, 상측 전극(2)과 하측 전극(3)을 각각 배치한다. 또한, 제2 변형예에 있어서의 너깃을 형성하는 용접기는, 도 1 중에 예시한 용접기(101)와 마찬가지이다. 또한, 도 10 중에서는, 용접기의 도시는 생략한다.

(작용 효과)

제2 변형예에 관한 용접 장치에 의하면, 본 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 후 통전 공정에 있어서 외란의 영향을 받기 어렵고, 로버스트성이 우수한 용접 조인트(10)를 제조 가능한 용접 장치를 제공할 수 있다.

<다른 실시 형태>

본 개시에서는, 용접 조인트는, 3매 이상의 강판이 중첩되어 구성되어도 된다. 도 11 중에는, 상판(8)과 하판(9A) 사이에, 중간판(21)이 사이에 놓여진 용접 조인트가 예시되어 있다. 또한, 상판(8) 및 중간판(21)의 두께는, 거의 동일한 한편, 하판(9A)의 두께는, 상판(8) 및 중간판(21)보다 얇다. 도 11 중에 예시한 용접 조인트와 같이, 본 개시에서는, 복수매의 강판의 두께는, 각각 달라도 된다.

예를 들어, 자동차용의 용접 조인트의 경우, 외측의 강판 두께가 내측의 강판 두께보다 얇은 경우가 있다. 이 때문에, 서로 두께가 다른 강판을 포함하는 본 개시에 관한 용접 조인트는, 예를 들어 자동차용의 용접 조인트로서 유리하다. 또한, 자동차용의 용접 조인트에 있어서는, 고강도 강판이 사용되는 경우가 있지만, 본 개시에서는, 용접 조인트에 포함되는 복수매의 강판 중 적어도 1매의 강판이, 고강도 강판이면 된다.

또한, 도 1 내지 도 11 중에 도시된 각각의 구성을 부분적으로 조합하여, 본 개시를 구성해도 된다. 본 개시는, 상기에 기재하고 있지 않은 여러가지 실시 형태 등을 포함함과 함께, 본 개시의 기술적 범위는, 상기의 설명으로부터 타당한 특허 청구 범위의 발명 특정 사항에 의해서만 정해지는 것이다.

본 개시의 제조 방법에 의하면, 후 통전 공정에 있어서, 외란의 영향을 받기 어렵고, 우수한 로버스트성을 확보할 수 있으므로, 예를 들어 자동차용 강판 등의 고강도 강판을 사용한 스폿 용접에 적합하게 사용할 수 있다.

따라서, 본 개시는, 산업상 이용 가능성이 높은 것이다.

1: 스폿 용접기(용접 장치)

2: 상측 전극(제1 전극)

3: 하측 전극(제2 전극)

4: 상측 고정 부재(제2 고정 부재)

5: 하측 고정 부재(제1 고정 부재)

6: 상측 보유 지지 부재

7: 하측 보유 지지 부재

8: 상판(제1 강판)

9, 9A: 하판(제2 강판)

10: 스폿 용접 조인트(용접 조인트)

12, 13: 로봇 암, 또는, 그리퍼의 손가락

14: 위치 컨트롤러

20: 통전 컨트롤러

101: 용접기

102, 102A: 템퍼링 장치

N: 너깃

C_P: 통전 경로

X, Y: 접촉 자국

Z: 연화 조직

Φ: 최대 직경

《부기》

본 명세서로부터는, 이하의 양태가 개념화된다.

즉, 양태 1은,

제1 강판과, 상기 제1 강판에 겹쳐진 제2 강판과, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판을 접합하고 있는 담금질된 너깃을 포함하는 용접 조인트를 준비하는 것,

상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분인 A부의 상기 제1 강판에 제1 전극을 닿게 하는 것,

상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분이고 또한 상기 너깃을 사이에 두고 상기 A부와 반대측에 위치하는 B부의 상기 제2 강판에 제2 전극을 닿게 하는 것,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 용접 조인트에 전류를 흐르게 하는 것을 포함하는,

용접 조인트의 제조 방법.

양태 2는,

상기 A부와 상기 B부는, 각각, 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 중심으로부터, 상기 너깃의 최대 직경 이상 이격되어 있는,

양태 1에 기재된 용접 조인트의 제조 방법.

양태 3은,

상기 A부와 상기 너깃의 중심 사이의 거리와, 상기 B부와 상기 너깃의 중심 사이의 거리는, 동등한,

양태 2에 기재된 용접 조인트의 제조 방법.

양태 4는,

상기 제1 전극과 상기 제2 강판측에 마련된 제1 고정 부재 사이에 상기 A부를 두고서 상기 제1 강판에 상기 제1 전극을 닿게 하는 것,

상기 제2 전극과 상기 제1 강판측에 마련된 제2 고정 부재 사이에 상기 B부를 두고서 상기 제2 강판에 상기 제2 전극을 닿게 하는 것을 포함하는,

양태 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 용접 조인트의 제조 방법.

양태 5는,

상기 제1 전극과 상기 제1 고정 부재 사이에 상기 A부를 둠으로써 상기 A부의 위치에서 상기 제1 강판과 상기 제2 강판 사이의 간극을 소실시켜,

상기 제2 전극과 상기 제2 고정 부재 사이에 상기 B부를 둠으로써 상기 B부의 위치에서 상기 제1 강판과 상기 제2 강판 사이의 간극을 소실시키는,

양태 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 용접 조인트의 제조 방법.

양태 6은,

상기 제1 전극 및 제2 전극은, 각각, 상기 용접 조인트에 전류를 흐르게 할 때, 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서, 일정한 폭을 갖고,

각각의 상기 폭은, 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서의 상기 너깃의 최대 직경 이상인,

양태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 용접 조인트의 제조 방법.

양태 7은,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 용접 조인트에 전류를 흐르게 할 때, 상기 용접 조인트의 내부에서 상기 너깃 이외의 영역에 상기 전류를 흐르게 함으로써 통전 경로를 길게 하는,

양태 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 용접 조인트의 제조 방법.

양태 8은,

제1 전극과,

제2 전극을 구비하고,

상기 제1 전극의 진퇴 방향과 상기 제2 전극의 진퇴 방향은, 서로 역방향이고,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 전극 사이 거리는, 상기 진퇴 방향에 대하여 직교하는 평면 내에서, 6mm 이상인,

템퍼링 장치.

양태 9는,

상기 제1 전극의 진퇴 방향의 축 상에 마련된 제1 고정 부재와,

상기 제2 전극의 진퇴 방향의 축 상에 마련된 제2 고정 부재를 구비하는,

양태 8에 기재된 템퍼링 장치.

양태 10은,

상기 제1 고정 부재는, 제3 전극이고,

상기 제2 고정 부재는, 제4 전극이고,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 통전과, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이의 통전을, 교호로 실행하는 통전 컨트롤러를 구비하는,

양태 9에 기재된 템퍼링 장치.

양태 11은,

양태 8 내지 10 중 어느 하나에 기재된 템퍼링 장치와,

상기 템퍼링 장치가 설치된 로봇 암과,

너깃을 형성하는 용접기와,

상기 로봇 암을 제어하여, 상기 제1 전극의 선단과 상기 제2 전극의 선단의 중간점을, 상기 용접기에 의해 상기 너깃으로서 용접된 개소에 이동시켜, 용접된 상기 개소의 외측에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 각각 배치하는 위치 컨트롤러를

구비하는 용접 장치.

양태 12는,

제1 강판과, 상기 제1 강판에 겹쳐진 제2 강판과, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판을 접합하고 있는 담금질된 너깃을 포함하는 용접 조인트이며,

상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 인장 강도는 1180MPa 이상이고,

상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분인 A부의 상기 제1 강판에, 제1 전극의 접촉 자국이 형성되고,

상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분이고 또한 상기 너깃을 사이에 두고 상기 A부와 반대측에 위치하는 B부의 상기 제2 강판에, 제2 전극의 접촉 자국이 형성되고,

상기 제1 전극의 접촉 자국과 상기 제2 전극의 접촉 자국 사이에, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판보다 비커스 경도가 10HV 이상 낮은 연화 조직이 연속하여 존재하고 있는,

용접 조인트.

《다른 양태》

또한, 본 명세서로부터는, 이하의 다른 양태가 개념화된다.

즉, 다른 양태 1은,

복수매의 강판이 스폿 용접으로 접합된 스폿 용접 조인트의 제조 방법이며,

중첩한 상기 복수매의 강판을 통전하여, 너깃을 형성하는 용접 공정과,

적어도 상기 너깃을 냉각하는 냉각 공정과,

상기 복수매의 강판을 판 두께 방향에 대하여 경사지는 방향으로 통전하여, 적어도 상기 너깃을 템퍼링하는 템퍼링 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 스폿 용접 조인트의 제조 방법.

다른 양태 2는,

상기 템퍼링 공정은, 상기 복수매의 강판을 사이에 두도록 배치된 상측 전극 및 하측 전극이며, 상기 판 두께 방향과 직교하는 수평 방향에 있어서 상기 너깃을 사이에 두고 서로 반대측의 위치에 배치된 상기 상측 전극 및 상기 하측 전극을 사용하여, 상기 복수매의 강판을 상기 경사하는 방향으로 통전하는 것을 특징으로 하는, 다른 양태 1에 기재된 스폿 용접 조인트의 제조 방법.

다른 양태 3은,

상기 상측 전극 및 상기 하측 전극의 상기 수평 방향에 있어서의 전극 사이 거리가, 너깃의 직경의 2배 이상인 것을 특징으로 하는, 다른 양태 2에 기재된 스폿 용접 조인트의 제조 방법.

다른 양태 4는,

상기 상측 전극과 상기 너깃의 상기 수평 방향에 있어서의 거리와, 상기 하측 전극과 상기 너깃의 상기 수평 방향에 있어서의 거리가, 동등한 거리인 것을 특징으로 하는, 다른 양태 2 또는 다른 양태 3에 기재된 스폿 용접 조인트의 제조 방법.

다른 양태 5는,

상기 템퍼링 공정에 있어서, 통전 시에 상기 복수매의 강판을 고정하기 위한 고정 부재를 사용하는 것을 특징으로 하는, 다른 양태 2 내지 다른 양태 4 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접 조인트의 제조 방법.

다른 양태 6은,

상기 고정 부재는, 상기 복수매의 강판을 사이에 두도록 배치된 상측 고정 부재 및 하측 고정 부재를 포함하고,

상기 상측 고정 부재는, 상기 수평 방향에 있어서 상기 너깃을 사이에 두고 상기 상측 전극과 반대측에 위치하고,

상기 하측 고정 부재는, 상기 수평 방향에 있어서 상기 너깃을 사이에 두고 상기 하측 전극과 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 다른 양태 5에 기재된 스폿 용접 조인트의 제조 방법.

상기의 다른 양태에 있어서는, 이하의 작용 효과를 발휘한다.

다른 형태에 관한 스폿 용접 조인트의 제조 방법에 의하면, 너깃을 형성하는 용접 공정과는 다른 템퍼링 공정에 있어서, 복수매의 강판을 판 두께 방향에 대하여 경사지는 방향으로 통전하여 너깃을 템퍼링함으로써, 외란의 영향을 받기 어렵고, 우수한 로버스트성을 확보할 수 있다.

2019년 3월 14일에 출원한 일본 특허 출원 2019-047020호의 개시는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

또한, 본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 포함되는 것이 구체적이고 또한 개별적으로 기재된 경우와 동일 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 포함된다.

Claims (12)

1. 제1 강판과, 상기 제1 강판에 겹쳐진 제2 강판과, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판을 접합하고 있는 담금질된 너깃을 포함하는 용접 조인트를 준비하는 것,
   상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분인 A부의 상기 제1 강판에 제1 전극을 닿게 하는 것,
   상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분이고 또한 상기 너깃을 사이에 두고 상기 A부와 반대측에 위치하는 B부의 상기 제2 강판에 제2 전극을 닿게 하는 것,
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 용접 조인트에 전류를 흐르게 하는 것을 포함하는,
   용접 조인트의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 A부와 상기 B부는, 각각, 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 중심으로부터, 상기 너깃의 최대 직경 이상 이격되어 있는,
   용접 조인트의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 A부와 상기 너깃의 중심 사이의 거리와, 상기 B부와 상기 너깃의 중심 사이의 거리는, 동등한,
   용접 조인트의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 강판측에 마련된 제1 고정 부재 사이에 상기 A부를 두고서 상기 제1 강판에 상기 제1 전극을 닿게 하는 것,
   상기 제2 전극과 상기 제1 강판측에 마련된 제2 고정 부재 사이에 상기 B부를 두고서 상기 제2 강판에 상기 제2 전극을 닿게 하는 것을 포함하는,
   용접 조인트의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제1 고정 부재 사이에 상기 A부를 둠으로써 상기 A부의 위치에서 상기 제1 강판과 상기 제2 강판 사이의 간극을 소실시켜,
   상기 제2 전극과 상기 제2 고정 부재 사이에 상기 B부를 둠으로써 상기 B부의 위치에서 상기 제1 강판과 상기 제2 강판 사이의 간극을 소실시키는,
   용접 조인트의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극은, 각각, 상기 용접 조인트에 전류를 흐르게 할 때, 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서, 일정한 폭을 갖고,
   각각의 상기 폭은, 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서의 상기 너깃의 최대 직경 이상인,
   용접 조인트의 제조 방법.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 용접 조인트에 전류를 흐르게 할 때, 상기 용접 조인트의 내부에서 상기 너깃 이외의 영역에 상기 전류를 흐르게 함으로써 통전 경로를 길게 하는,
   용접 조인트의 제조 방법.
8. 제1 전극과,
   제2 전극을 구비하고,
   상기 제1 전극의 진퇴 방향과 상기 제2 전극의 진퇴 방향은, 서로 역방향이고,
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 전극 간 거리는, 상기 진퇴 방향에 대하여 직교하는 평면 내에서, 6mm 이상인,
   템퍼링 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 전극의 진퇴 방향의 축 상에 마련된 제1 고정 부재와,
   상기 제2 전극의 진퇴 방향의 축 상에 마련된 제2 고정 부재를 구비하는,
   템퍼링 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 고정 부재는, 제3 전극이고,
    상기 제2 고정 부재는, 제4 전극이고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 통전과, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이의 통전을, 교호로 실행하는 통전 컨트롤러를 구비하는,
    템퍼링 장치.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 템퍼링 장치와,
    상기 템퍼링 장치가 설치된 로봇 암과,
    너깃을 형성하는 용접기와,
    상기 로봇 암을 제어하여 상기 제1 전극의 선단과 상기 제2 전극의 선단의 중간점을, 상기 용접기에 의해 상기 너깃으로서 용접된 개소에 이동시켜, 용접된 상기 개소의 외측에, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 각각 배치하는 위치 컨트롤러를
    구비하는 용접 장치.
12. 제1 강판과, 상기 제1 강판에 겹쳐진 제2 강판과, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판을 접합하고 있는 담금질된 너깃을 포함하는 용접 조인트이며,
    상기 제1 강판과 상기 제2 강판의 인장 강도는 1180MPa 이상이고,
    상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분인 A부의 상기 제1 강판에, 제1 전극의 접촉 자국이 형성되고,
    상기 용접 조인트의 상기 제1 강판에 평행한 면 내에서 상기 너깃의 판면 방향에 있어서의 외측의 부분이고 또한 상기 너깃을 사이에 두고 상기 A부와 반대측에 위치하는 B부의 상기 제2 강판에, 제2 전극의 접촉 자국이 형성되고,
    상기 제1 전극의 접촉 자국과 상기 제2 전극의 접촉 자국 사이에, 상기 제1 강판과 상기 제2 강판보다 비커스 경도가 10HV 이상 낮은 연화 조직이 연속하여 존재하고 있는,
    용접 조인트.
    

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