KR20140088192A

KR20140088192A - 저항 스폿 용접 조인트

Info

Publication number: KR20140088192A
Application number: KR1020147014639A
Authority: KR
Inventors: 코이치 다니구치; 야스아키 오키타; 린세이 이케다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-07-09
Also published as: EP2783782A4; CN103958110A; KR20160145846A; US9737955B2; EP3199289B1; TW201343294A; EP2783782A1; WO2013076925A1; CN103958110B; EP3199289A1; JP5267640B2; JP2013111584A; EP2783782B1; KR101923944B1; TWI505890B; US20140308070A1

Abstract

본 발명은, 2매 이상의 판세트(sheet set)에 대하여, 너깃의 편석을 저하시켜, 균열을 발생시키기 어렵게 함으로써, 박리 파단을 억제하고, 연화시키는 일 없이 고강도의 저항 스폿 용접 조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 박강판(thin steel sheet)의 저항 스폿 용접 조인트에 있어서, 박강판이 구성하는 너깃의 지름을 d로 했을 때, 코로나 본드로 둘러싸인 너깃의 수평면 상에 있어서, 용융부 단부로부터 너깃 내부 방향으로, d/100의 거리의 폐곡선과 d/5의 거리의 폐곡선으로 둘러싸이는 너깃 내의 영역에 존재하는 P의 양의 분포 상태를 면분석하고, P의 농도 m(질량％)이, 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)의 2배를 초과하고 있는 면적 비율이 5％ 이하인 것을 특징으로 하는 저항 스폿 용접 조인트.

Description

저항 스폿 용접 조인트{RESISTANCE SPOT WELDING JOINT}

본 발명은, 겹치기 저항 용접법의 일종인 저항 스폿 용접(resistance spot welding)에 의해 형성되는 인장 강도가 우수한 조인트에 관한 것이다.

최근, 차체의 고신뢰성과, 이미션(emissions) 삭감을 목적으로 한 차체 중량의 경감을 양립하여 달성하기 위해, 강판의 고강도화가 진행되고 있다. 고강도 강판의 채용에 의해, 종래 강(steel)에 비하여 박육화(薄肉化), 경량화를 해도 동일한 정도의 차체 강성(rigidity)이 얻어지지만, 몇 가지의 과제도 지적되고 있다. 그 중 하나가, 고강도화함에 따라, 차체 조립에 있어서의 용접부의 품질이 저하된다는 것이다.

저항 스폿 용접은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 서로 겹친 2매 이상의 강판(여기에서는, 아래의 강판(1)과 위의 강판(2)의 2매)의 판세트(sheet set; 3)를, 상하 한 쌍의 전극팁(아래의 전극팁(4)과 위의 전극팁(5))으로 사이에 끼워, 가압, 통전(通電)함으로써 용융시키고, 필요 사이즈의 너깃(nugget;6)을 형성하여, 용접 조인트를 얻는 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 조인트의 품질은, 충분한 너깃 지름이 얻어져 있는지 여부로 판단하거나, 혹은, 전단(shear) 인장 강도(조인트의 전단 방향으로 인장 시험을 했을 때의 강도), 십자 인장 강도(조인트의 박리 방향으로 인장 시험을 했을 때의 강도), 또는 피로 강도 등으로 평가되고 있다. 그 중에서도, 전단 인장 강도나 십자 인장 강도와 같은 정적 강도는, 용접 조인트의 품질의 지표로서 매우 중요시되고 있다.

이 중, 스폿 용접부의 인장 전단 강도는, 강판의 인장 강도의 증가와 함께 증가하는 경향이 있다. 그러나, 십자 인장 강도는 강판의 인장 강도의 증가에 관계없이 거의 증가하지 않고, 역으로 감소한다. 그 원인으로서, 고강도 강판은, 그 강도를 달성하기 위해 (1)식 등으로 나타나는 탄소 등량(carbon equivalent) Ceq가 커지지 않을 수 없고, 게다가 용접은 급열 급냉 현상이기 때문에, 용접부 및 열영향부에 있어서 경도가 상승하여, 인성(toughness)이 저하되기 때문이라고 생각되고 있다.

Ceq＝C＋1/24×Si＋1/6×Mn(％) …(1)

여기에서, ％는 질량％를 의미하고 있다.

고강도 강판을 사용할 때에 조인트 강도를 확보하기 위해서는, 용접법의 관점에서는, 타점수의 증가나 너깃 지름의 확대를 생각할 수 있다. 그러나, 타점수를 증가시키면 분류의 영향이 커지는 것 외에, 작업 시간의 증가로 이어져 생산성을 악화시킨다. 또한, 너깃 지름을 확대하려면 전극을 크게 하거나, 용접 금속의 비산(expulsion)을 방지하기 위해 가압력을 증가시키지 않으면 안 되고, 장치적인 제약도 받는 것 외에, 열영향부가 확대되기 때문에 모재 성상(characteristics)이 손상되는 결점도 있다.

그래서, 종래와 동일하게, 혹은 그 이하의 타점수 및 너깃 지름으로 강도를 확보하는 여러 가지 시도가 이루어져 왔다. 그 시도로서는 한번 용접부를 응고, 변태시킨 후에 재가열함으로써, 너깃 및 HAZ 부분을 연화시키는 템퍼 통전의 검토가 많다. 이것은, 너깃의 인성 향상이나 용접부 근방의 응력 집중 완화를 도모하여, 조인트부의 강도 향상을 실현하고자 하는 것이다.

그 때문에, 조인트의 품질 보증으로서는, 경도에 착안한 검토도 많다. 그 일 예로서, 특허문헌 1이나 특허문헌 2는, 너깃 및 열영향부의 경도를 측정하고, 그 값이 일정한 범위에 들어가 있음으로써 조인트부의 고강도를 보증할 수 있다고 하고 있다.

일본공개특허공보 제2008-229720호 일본공개특허공보 제2009-001839호

그러나, 경도의 저하는 전단 인장 강도를 저하시킨다는 지적이 있어, 반드시 바람직한 것은 아니다. 따라서, 저항 스폿 용접 조인트의 조인트 강도 확보에 있어서, 경도 이외의 지표가 필요 불가결하다.

본 발명은, 고강도 강판을 포함하는 판세트의 저항 스폿 용접에 있어서, 상기 문제를 해결하여, 경도에 의하지 않는 지표에 의해 조인트 강도를 확보할 수 있는 저항 스폿 용접 조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 고장력 강판을 포함하는 판세트의 십자 인장 강도가 우수한 저항 스폿 용접 조인트에 대해서 예의 검토했다.

우선, 인장 강도 980㎫급의 2상강(dual phase steel)을 사용하여, 조인트 강도의 결정 인자를 검토했다. 또한, 전술한 바와 같이, 저항 스폿 용접의 조인트 강도의 정적 강도를 대표하는 인장 전단 강도와 십자 인장 강도 중, 인장 전단 강도는 강판의 고강도화에 맞추어 향상되는 한편, 십자 인장 강도는 저하되는 경향이 있다. 그래서, 십자 인장 강도를 보다 중시하여 검토를 진행했다.

여기에서, 저항 스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도와 파단 형태에는 상관이 있고, 저강도 용접 조인트는 강판에 평행하게 파단하는 박리 파단을 발생시키고, 고강도가 됨에 따라 버튼 형상으로 한쪽의 강판이 남은 채 빠지도록 파단하는 플러그(plug) 파단으로 변화하는 것이 알려져 있다. 즉, 조인트 강도 확보를 위해서는, 박리 파단을 억제하는 것이 중요해진다. 박리 파단 현상은, 너깃 안을 파단이 진전하는 것이기 때문에, 너깃 조직 및 금속 원소의 편석 상태의 파단에 미치는 영향을 검토했다.

그 중에서, 너깃에 있어서의 편석의 형태에 따라서는, 균열의 발생 요인이 될 수 있는 것은 아닌가 하는 인식을 얻었다. 여러 가지의 조건을 검토한 결과, 너깃을 형성시킨 후, 냉각한 후, 재통전을 행함으로써, 덴드라이트(dendrite) 형상 조직이 변화하는 것을 발견했다. 수치 해석으로 평가한 결과, 이들의 냉각 시간에서는 아직 마르텐사이트 변태가 시작되지 않은 경우가 있는 것을 알 수 있었다.

여러 가지의 조건을 검토하는 중에, 덴드라이트 형상 조직이 소실되는 정도까지 재가열함으로써, 너깃 지름은 변화하지 않기는 하지만, 종래의 박리 파단으로부터 플러그 파단으로 변화하고, 십자 인장 강도도 향상시킬 수 있는 것을 발견했다. 이 조인트는 너깃의 경도에도 변화가 없고, 금속 조직도 본 통전만의 경우와 비교하여, 큰 상위는 없었다.

이 덴드라이트 구조의 변화를 FE-EPMA(전계 방출형 전자 프로브 마이크로 애널라이저)에 의해 상세하게 분석한 결과, 너깃의 금속 성분 중, 특히 P의 분포 상태가 변화하고 있는 것이 밝혀졌다. 종래의 조인트에서는 덴드라이트 조직과 대응하여 P에 현저한 피크가 보이고, 모재 조직에 대하여 2배 내지 10배의 농도로 되어 있는 부분이 관찰되었다. 한편으로, 덴드라이트 조직이 경감·소실되어 있는 것은, P는 모재 조직에 대하여 대체로 2배 이하까지의 범위로 되어 있는 것이 밝혀졌다.

이 사실로부터, 본 발명들은, 너깃의 강도 확보를 위해서는, 특히 균열이 도입되기 쉬운 코로나 본드 단(end of corona bond)으로부터 일정 거리의 범위의 P의 농도 분포가 낮은 수준에 있는 것이 필요하다는 인식을 얻었다.

본 발명은, 이들 인식으로부터 완성되며, 이하의 특징을 갖고 있다.

(1) 박강판(thin steel sheet)의 저항 스폿 용접 조인트에 있어서,

박강판이 구성하는 너깃의 지름을 d로 했을 때, 코로나 본드로 둘러싸인 너깃의 수평면 상에 있어서,

용융부 단부로부터 너깃 내부 방향으로, d/100의 거리의 폐곡선과 d/5의 거리의 폐곡선으로 둘러싸이는 너깃 내의 영역에 존재하는 P의 양의 분포 상태를 면분석하고, P의 농도 m(질량％)이, 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)의 2배를 초과하고 있는 면적 비율이 5％ 이하인 것을 특징으로 하는 저항 스폿 용접 조인트.

(2) 상기 박강판의 매수가 3매 이상인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 저항 스폿 용접 조인트.

본 발명에 의하면, 적어도 1매 이상의 고장력 강판을 포함하는 2매 이상의 판세트에 대하여, 너깃의 편석을 저하시켜, 균열을 발생시키기 어렵게 함으로써, 박리 파단을 억제하고, 연화시키는 일 없이 고강도의 저항 스폿 용접 조인트를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 저항 스폿 용접 방법의 개략도이다.
도 2는 너깃과 분석 측정 범위를 나타내는 개략도이다.
도 3은 3매의 판세트인 경우의 모재 조성의 P(인)의 농도 M의 평가를 나타내는 도면이다.
도 4는 3매의 판세트인 경우의 모재 조성의 코로나 본드를 나타내는 개략도이다.
도 5는 전극의 형상을 나타내는 단면의 개략도(실시예에서 사용한 전극)이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태인 용접 시간과 전류와의 관계를 나타내는 개략도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 일 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

본 발명에 따른 용접 조인트를 형성함에 있어서 적합하게 사용 가능한 용접 장치는, 상하 한 쌍의 전극팁을 구비하고, 한 쌍의 전극팁으로 용접하는 부분을 사이에 끼워, 가압, 통전할 수 있고, 용접 중에 가압력, 용접 전류를 각각 임의로 제어 가능한 가압력 제어 장치 및 용접 전류 제어 장치를 갖고 있으면 좋고, 가압 기구(에어 실린더나 서보 모터 등), 전류 제어 기구(교류나 직류 등), 형식(정치식(stationary type), 로봇 건 등) 등은 특별히 한정되지 않는다.

이 조인트에 있어서, 어느 2매의 박강판이 구성하는 너깃의 지름을 d로 했을 때, 코로나 본드로 둘러싸인 너깃의 수평면 상에 있어서, 용융부 단부로부터 너깃 내부 방향에, 존재하는 P의 양의 분포 상태를 면분석하여 P의 양을 평가한다. 단, 스폿 용접은 축을 중심으로 대칭이라고 해석되기 때문에, 이 범위라면 선택적으로 범위를 한정하여 평가해도 좋다. d/100의 거리의 폐곡선과 d/5의 거리의 폐곡선으로 둘러싸이는 너깃 내의 영역을 평가에 제공하는 각 길이의 위치 관계와 함께 도 2에 나타낸다. 도 2에서 폐곡선 (d/100) 및 폐곡선 (d/5)는 각각 용융부 단부로부터 너깃 내부 방향으로, d/100의 거리의 폐곡선과 d/5의 거리의 폐곡선을 나타내고 있다. 이것은, 개략도이기 때문에, 진원(perfact circle)으로서 도시되어 있지만, 실시하면 진원에는 근사하지만, 반드시 엄밀한 의미로 진원은 되지 않고, 약간 상이한 경우도 있다.

여기에서, 코로나 본드로 둘러싸인 너깃의 면 상으로 한 것은, 코로나 본드는 일반적으로 강도가 낮은 점에서, 인장 시험시는, 맨 처음에 박리하여, 너깃에 대한 균열 개구단이 되기 때문에, 평가를 하는 데에 가장 적합하다고 생각되기 때문이다. 단, 코로나 본드의 강도 등에 따라서는 균열 방향이 상하로 빗나가는 경우가 있는 점에서, 코로나 본드와 동일한 높이의 면으로부터 너깃 두께의 1/10의 상하의 범위는 계측 범위로서 취급해도 좋다.

또한, 용융부 단부로부터 d/100으로 한 것은, 응고 최(最)단부는 부분적으로 용융하고 있어, 이번 평가의 대상이 아니기 때문이라고 생각되기 때문이다. 또한, 용융부 단부로부터 d/5로 한 것은, 균열에 영향을 주는 범위는 d/5까지라고 생각되기 때문이다. 또한, 상한은 보다 좁은 범위의 d/10 이하로 하는 것이, 보다 바람직하다.

상기 영역의 선택적 또는 전체 영역에 대해, P의 분석을 면분석으로 행한다. 본 평가에는, EPMA에 의한 분석이 가장 적합하다.

P의 농도 m(질량％)이, 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)의 2배를 초과하고 있는 면적을 구하고, 상기 2개의 폐곡선으로 둘러싸이는 영역의 면적과 비교하여, 면적 비율을 평가한다.

여기에서, 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)은, 강판이 2매 세트인 경우이고, 동일 화학 성분을 갖고 있으면, 당해 강판이 함유하는 P의 농도(질량％)로 한다. 상이한 조성(P1, P2)(질량％)의 경우이고 상이한 판두께(t1, t2)(㎜)일 때는 근사적으로 P＝(P1×t1＋P2×t2)/(t1＋t2)와 같이 계산하여 구할 수 있다.

3매인 경우에는, 당해 강판이 함유하는 P의 농도(질량％)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 전극에 접하는 강판 1 및 3에 대하여 강판 2는 모두 용융하고 있다는 관점에서, 용접 후의 단면을 절단하여, 너깃을 관찰함으로써 얻어지는 전극과 동축(同軸) 상의 너깃 두께(t1∼t3)를 이용하여, P＝(P1×t1＋P2×t2＋P3×t3)/(t1＋t2＋t3)과 같이 나타낸다.

또한 강판이 3매보다 많은 n매인 경우에는, 너깃 두께(t1∼tn)를 이용하여 동일하게, P＝(P1×t1＋P2×t2＋P3×t3＋…＋Pn×tn)/(t1＋t2＋t3＋…tn)으로 나타낼 수 있다.

또한, 3매 이상인 판세트에 있어서의, 코로나 본드로 둘러싸인 너깃의 수평면 상이란, 조인트 강도를 평가하는 대상인 2매의 판세트 간의 계면에 존재하는 코로나 본드로 둘러싸인 너깃의 수평면 상을 가리킨다. 예를 들면, 도 4에 있어서 강판 2 및 강판 3에서의 조인트 강도를 평가하는 경우는 실선으로 나타낸 부분이 해당의 코로나 본드로서, 코로나 본드로 둘러싸인 너깃의 수평면은 점선으로 나타나는 부분이다.

P의 농도 m(질량％)이, 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)의 2배를 초과하고 있는 영역이 면적 비율로 5％ 이하가 되는 것이 요구된다.

이와 같이, P의 농도 m(질량％)이 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)의 2배를 초과하고 있는 영역으로 한 것은, 2배를 초과한 경우, 응고 편석에 의한 취성적인 파괴가 현저하게 야기되기 때문이다. 면적 비율로 5％ 이하로 한 것은, 5％ 이하로 함으로써 파괴의 개시를 충분히 억제할 수 있기 때문이다.

본 평가에는, 전술한 바와 같이 EPMA에 의한 분석이 가장 적합하지만 그 외 EDX나 WDX에 의한 분석도 행할 수 있다. EPMA에 의한 분석을 행하는 경우에는, 가속 전압 13∼17kV, 조사 전류는 1×10－7A 이상, 3×10－7A 이하, 빔 지름 1∼3㎛φ로 하고, 스텝수는 1∼3㎛, 계수 시간(gate time) 3∼10s/points의 조건으로 행하는 것이 바람직하다.

상기 범위에 있어서 면분석을 행하여, 면적 비율을 산출한다. 단, 간이적으로 선분석으로 평가를 행해도 좋다. 면적 비율은 화상 해석 장치에 의해 구할 수 있다. 이때, 면적 비율을 추가로, 3％ 이하로 함으로써, P에 의한 영향을 보다 경감한, 보다 바람직한 고강도의 조인트가 얻어진다.

P의 농도 m(질량％)이, 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)의 2배를 초과하고 있는 면적 비율이 5％ 이하인 저항 스폿 용접 조인트를 제작하려면, 몇 가지의 방법이 있다. 우선, 실시예에 후술하는 바와 같이, 저항 스폿 용접에 있어서 너깃을 형성하는 본 공정 후, 일단 무통전 시간을 두고 냉각하고, 다시 통전을 행하는 시간(후공정 통전 시간)을 2회씩 행하는 조건을 채용하는 것에 의한다. 이때, 어느 코로나 본드를 구성하는 2매의 판세트 중 얇은 판의 판두께 t를 갖고, 그 계면에 있어서의 너깃 지름의 사이즈가 3√t 내지 6√t의 사이일 필요가 있고, 이것은 저항 스폿 용접에 있어서, 최저한의 너깃을 확보함과 함께, 과대해져 열영향이 커지는 것을 방지하기 위함이다.

너깃을 형성한 후에 4사이클∼30사이클의 무통전 시간 Tc를 둔다(1사이클은 0.02S). 최저한의 응고를 확보해야 하는 한편으로, 냉각이 진행되어 재가열이 필요해져서는 비효율적이 되기 때문이다. 그 후, 2단의 통전을 행한다. 1단째의 통전 전류값 Ip1은 2단째의 통전 Ip2보다도 낮게 하여, 급격한 통전에 의한 흩어짐의 발생을 억제한다. 또한, 충분히 P를 확산시키기 위해, 너깃을 고온화할 필요가 있다는 관점에서, Ip2는 Im보다도 높은 전류인 것이 바람직하다. 또한, 2단의 통전 시간의 합(Tp＝Tp1＋Tp2)은 용접 시간을 억제하기 위해, 많아도 20사이클로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 조인트는 저항 스폿 용접 프로세스로 실현하는 것 이외에도, 유도 가열 등을 이용한 후열 장치에 의한 가열도 생각할 수 있다.

실시예 1

본 발명의 실시예로서, 전술한 도 1에 나타낸 바와 같이, 2매의 강판(아래의 강판(1), 위의 강판(2))을 겹친 판세트(3)에 대해서, 용접 건에 부착된 서보 모터 가압식으로 단상 교류(50Hz)의 저항 용접기를 이용하여 저항 스폿 용접을 행하여, 저항 스폿 용접 조인트를 제작했다. 또한, 사용한 한 쌍의 전극팁(아래의 전극팁(4), 위의 전극팁(5))은, 모두 도 5에 나타내는 바와 같이, 선단의 곡률 반경 R40, 선단 지름 6㎜를 갖는 알루미나 분산 구리의 DR형 전극으로 했다.

시험편으로서, 아래의 강판(1) 및 위의 강판(2) 모두 동일한 강종(동일한 화학 성분을 갖는 강판)의 동일한 판두께인 강판을 이용하고, 인장 강도 780㎫급, 인장 강도 980㎫급, 1180㎫급, 인장 강도 1470㎫급의 냉연 강판을 사용했다. 이들 강판을 이용하여, JIS Z3137에 기초하여 용접 및 인장 시험을 행했다.

본 발명예로서, 상기의 본 발명의 일 실시 형태에 기초하여 저항 스폿 용접을 행했다. 그때, 도 6과 같이, 가압한 채 통전을 하지 않는 시간(무통전 시간 Tc)과, 다시 통전(Ip1, Ip2)을 행하는 시간(후공정 통전 시간 Tp1, Tp2)을 2회씩 행했다.

한편, 종래예로서, 본 공정만의 저항 스폿 용접을 행했다.

표 1에, 본 발명예 및 종래예, 비교예의 용접 조건과 용접 결과를 나타낸다. 본 표에 나타나 있지 않은 용접 조건(예를 들면, 스퀴즈 시간(squeeze time) 혹은 슬로프 시간(slope time)에 대해서는 설정하지 않았다. 또한, 후공정의 통전에 의해 너깃 지름의 확대는 없었던 것을 확인하고 있다.

용접 후의 너깃부에 대해서, 코로나 본드로 둘러싸인 면 상에 있어서의, 용융부 단부로부터 너깃 내부 방향으로, d/100의 거리의 폐곡선과 d/5의 거리의 폐곡선으로 둘러싸이는 너깃 내의 영역, 즉 용융 단부로부터 d/100∼d/5의 거리로 둘러싸인 중공(中空) 원 형상의 범위의 영역 중, 랜덤으로 30㎛ 사방의 시야를 5점, EPMA로 P의 분포 상태를 면분석을 했다. 또한, 모재 P량 M에 대하여 2배 이상이 되는 편석부의 면적 비율을 평가했다.

또한, 이들 조인트의 인장 시험을 행하여 파단시의 하중을 비교했다. 종래예에 대하여 향상된 것을 ○, 동일하거나, 혹은 저하된 것을 ×로 하여 정리했다.

이 결과, 본 발명예에 있어서는, 종래예, 비교예에 비하여, P의 농화부가 감소하고 있어, 십자 인장 강도의 향상이 확인되었다.

실시예 2

본 발명의 실시예로서, 전술한 도 3에 나타낸 바와 같이, 3매의 강판(아래의 강판(1), 중간의 강판(2), 위의 강판(3))을 겹친 판세트에 대해서, 용접 건(welding gun)에 부착된 서보 모터 가압식으로 단상 교류(50Hz)의 저항 용접기를 이용하여 저항 스폿 용접을 행하여, 저항 스폿 용접 조인트를 제작했다. 또한, 사용한 한 쌍의 전극팁(아래의 전극팁(4), 위의 전극팁(5))은, 함께 도 5에 나타내는 바와 같이, 선단의 곡률 반경 R40, 선단 지름 6㎜를 갖는 알루미나 분산 구리의 DR형 전극으로 했다.

시험편의 판세트를 표 2에 나타낸다. 여기에서 강도는 인장 강도이며, 도금이 없음인 경우는 냉연 강판, GA는 GA강판을 나타낸다. 또한, GA강판의 코팅량은 45g/㎟였다. 이들 강판을 이용하여, JIS Z3137에 기초하여 용접 및 인장 시험을 행했다. 인장 시험을 행한 것은 모두 강판(1)과 강판(2)의 사이이다.

그리고, 본 발명예로서, 상기의 본 발명의 일 실시 형태에 기초하여 저항 스폿 용접을 행했다. 그때, 도 6과 같이, 가압한 채 통전을 하지 않는 시간(무통전 시간 Tc)과 다시 통전(Ip1, Ip2)을 행하는 시간(후공정 통전 시간 Tp1, Tp2)을 2회씩 행했다.

한편, 종래예로서, 본 공정만의 저항 스폿 용접을 행했다.

표 3에, 본 발명예 및 비교예의 용접 조건과 용접 결과를 나타낸다. 본 표에 나타나지 않은 용접 조건(예를 들면, 스퀴즈 시간 혹은 슬로프 시간)에 대해서는 설정하지 않았다. 후공정의 통전에 의해 너깃 지름의 확대는 없었던 것을 확인하고 있다.

용접 후의 너깃부에 대해서, 강판(1)과 강판(2)의 사이에 존재하는 코로나 본드로 둘러싸인 면 상에 있어서의, 용융부 단부로부터 너깃 내부 방향으로, d/100의 거리의 폐곡선과 d/5의 거리의 폐곡선으로 둘러싸이는 너깃 내의 영역, 즉 용융 단부로부터 d/100∼d/5의 거리로 둘러싸인 중공 원형상의 범위의 영역 중, 랜덤으로 30㎛ 사방의 시야를 5점, EPMA로 P의 분포 상태를 면분석을 했다. 또한, 모재 P량 M에 대하여 2배 이상이 되는 편석부의 면적 비율을 평가했다.

또한, 이들 조인트의 인장 시험을 행하여 파단시의 하중을 비교했다. 종래예에 대하여 향상된 것을 ○로 하여 정리했다.

이 결과, 본 발명예에 있어서는, 종래예에 비하여, P의 농화부가 감소하고 있고, 십자 인장 강도의 향상이 확인되었다.

1 : 아래의 강판
2 : 위의 강판
3 : 판세트
4 : 아래의 전극팁
5 : 위의 전극팁
6 : 너깃(nugget)
t : 총 판두께(㎜)
d : 너깃 지름

Claims

박강판(thin steel sheet)의 저항 스폿 용접 조인트에 있어서,
박강판이 구성하는 너깃(nugget)의 지름을 d로 했을 때, 코로나 본드(corona bond)로 둘러싸인 너깃의 수평면 상에 있어서,
용융부 단부로부터 너깃 내부 방향으로, d/100의 거리의 폐곡선과 d/5의 거리의 폐곡선으로 둘러싸이는 너깃 내의 영역에 존재하는 P의 양의 분포 상태를 면분석하고, P의 농도 m(질량％)이, 모재 조성의 P의 농도 M(질량％)의 2배를 초과하고 있는 면적 비율이 5％ 이하인 것을 특징으로 하는 저항 스폿 용접 조인트.
제1항에 있어서,
상기 박강판의 매수가 3매 이상인 것을 특징으로 하는 저항 스폿 용접 조인트.