KR20170109044A

KR20170109044A - 저항 스폿 용접 방법 및 용접 조인트

Info

Publication number: KR20170109044A
Application number: KR1020177024488A
Authority: KR
Inventors: 코이치 다니구치; 야스아키 오키타; 린세이 이케다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2017-09-27
Also published as: EP3266553B1; EP3266553A1; MX2017011318A; EP3266553A4; JP6079935B2; US20180038402A1; WO2016139951A1; CN107427953A; KR102056264B1; JPWO2016139951A1; CN107427953B; US10641304B2

Abstract

중간 날림의 발생을 억제하면서, 큰 너깃(6)을 형성할 수 있는 저항 스폿 용접 방법을 제공한다.　본 발명에 따른 저항 스폿 용접 방법은, 2매 이상의 강판(1, 2)을 겹쳐 저항 스폿 용접하는 방법으로서, 통전 개시 후의 가압력(F)이, 초기 가압력(Fi)에 대하여, 통전 개시로부터의 경과 시간이 20㎳ 이상 80㎳ 이하의 사이에서 가압력 F_h(1)(1.03×Fi≤F_h ⁽¹⁾≤1.15×Fi)로 되면, 20㎳ 이상 60㎳ 이하의 통전의 휴지를 행하고, 그 후, 가압력 F가, 가압력 F_c(1)(1.01×Fi≤F_c ⁽¹⁾≤0.99×F_h ⁽¹⁾)가 되면, 통전을 재개한다.

Description

저항 스폿 용접 방법 및 용접 조인트{RESISTANCE SPOT WELDING METHOD AND WELD JOINT}

본 발명은, 겹침 저항 용접법(lap resistance welding method)의 일종인 저항 스폿 용접 방법 및 이에 따라 제조된 용접 조인트에 관한 것이다.

최근, 차체의 신뢰성 향상과, 연비 향상을 목적으로 한 차체 중량의 경감을 달성하기 위해, 강판의 고강도화가 진행되고 있다. 고강도 강판의 채용에 의해, 종래 강에 비해, 박육화(reduced in thickness), 경량화를 해도 동(同) 정도의 차체 강성이 얻어진다. 그러나, 몇 개의 과제도 지적되고 있다. 그 하나가, 용접부 강도가 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 세트(set))의 판 세트(3)를, 상하 한 쌍의 전극(아래의 전극(4)과 위의 전극(5))으로 사이에 끼워, 가압하면서 통전함으로써 강판(1, 2)의 접촉부를 용융시키고, 필요 사이즈의 너깃(nugget;6)을 형성하여, 용접 조인트를 얻는 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 조인트의 품질은, 너깃 지름의 크기, 혹은 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 평가되고 있다. 특히, 고강도화에 수반하여 강판 중의 C량은 증가하는 경향이 있다. 한편으로, C량이 많은 고강도 강판에서는 십자 인장 강도가 저하하는 것이 알려져 있다.

고강도 강판을 사용한 경우에 십자 인장 강도를 확보하기 위한 수단으로서는, 용접법의 관점에서는, 너깃 지름의 확대를 생각할 수 있다. 그러나, 일반적으로 너깃을 크게 하기 위해서는 전류를 높게 할 필요가 있고, 그 때에는 중간 날림(expulsion)이 발생할 가능성이 높아진다. 중간 날림이 발생한 경우는 반대로 너깃이 축소하여, 조인트 강도의 저하 요인이 된다.

특히, 자동차용 강판의 표면에는, 방청(rust prevention)을 목적으로 하여, 아연을 주성분으로 하는 아연 도금 처리가 행해진다. 강판이 이러한 아연 도금층을 갖는 경우에는, 자동차 조립시에 자동차에 저항 스폿 용접을 적용할 때에, 중간 날림이 발생하기 쉬워지는 점에서, 큰 너깃의 확보가 곤란하게 되는 것이 알려져 있다.

종래 기술로서, 특허문헌 1에는, 3매 겹침의 강판에 있어서 너깃을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 1단의 용접을 행한 후, 2단째 이후의 용접을, 통전·휴지(休止)의 펄세이션(pulsation) 상태로 함으로써, 박판·후판·후판과 같은 3매 겹침의 판 세트에 있어서도 충분한 너깃 지름을 형성할 수 있는 것이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에서는, 표면에, Fe를 원자수비로 50％ 이상 80％ 이하 함유하는 합금화 알루미늄 도금층을 갖는 강판을 용접함에 있어, 업슬로프(upslope) 통전 후, 일정한 전류로 유지하는 시간을 판두께에 의해 규정함으로써, 안정적인 너깃을 형성할 수 있는 것이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3에서는, 아연계 도금 강판에 있어서 예비적인 통전과 너깃 형성의 시간비를 한정함으로써, 일정한 크기의 너깃을 확보할 수 있는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 4에서는, 아연계 도금 강판에 있어서, 예비적인 통전을 행한 후, 그 전류값보다도 높은 전류값으로 냉각·통전을 반복함으로써, 일정한 크기의 너깃을 확보할 수 있는 것이 개시되어 있다.

일본특허공보 제4728926호 일본공개특허공보 2011-167742호 일본특허공보 제3849539호 일본특허공보 제3922263호

그러나, 실제의 자동차 조립에 있어서의 용접 현장에서는, 의도하지 않는 판갭(sheet gap) 등의 시공 외란(work disturbances)이 존재하여, 너깃의 형성에 영향을 미친다. 특허문헌 1∼4에 기재된 방법에서는, 시공 외란이 존재하고 있는 경우에는, 안정된 너깃 지름의 확보가 어렵다는 과제가 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하는 것으로, 중간 날림의 발생을 억제하여, 큰 너깃를 형성함으로써, 판갭 등의 시공 외란이 존재하는 경우에도, 안정된 너깃 지름을 확보할 수 있는 저항 스폿 용접 방법 및 이에 따라 제조된 용접 조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 고강도 강판을 포함하는 판 세트(sheet set)의 저항 스폿 용접에 대해서 검토를 거듭했다. 검토에 있어서, 용접 중에 전극간에 걸리는 가압력을 실시간 측정했다. 구체적으로는, 상(上) 전극이 서보 건(servo gun)에 의해 지정값(지정 가압력이라고 부름)으로 가압력의 설정을 할 수 있는, 가압 기구를 이용하여, 용접 중의 전극간에 걸리는 하중값(계측 가압력, 혹은, 간단히, 가압력이라고 부름)을 실시간 측정했다. 그 때 서보 건에서는, 지정 가압력과, 용접 중의 전극간에 걸리는 가압력에는, 차이가 발생하는 것이 계측되었다.

일반적으로 서보 제어의 저항 스폿 용접기에 있어서, 통전 전의 전극간에 걸리는 가압력인 초기 가압력은, 지정 가압력과 거의 같고, 그 후의 용접 중에서는, 전극간에 걸리는 가압력은, 전극 실린더의 마찰력에 의해 전극의 이동이 억제되어, 지정 가압력보다도 높아진다.

그 결과, 중간 날림의 발생과 가압력의 사이에는, 밀접한 관계가 있는 것을 알 수 있었다. 구체적으로, 초기의 통전 중에, 가압력이 급증한 경우, 일정한 값을 초과하면 중간 날림이 발생한다. 그러나, 그 후 통전을 휴지시켜, 가압력을 감소시킨 후, 재차 통전하면, 최초의 통전시보다도 높은 가압력으로 되었다고 해도 중간 날림이 발생하지 않았다.

이 검토로 얻어진 결과의 일 예를, 도 2 및 도 3에 나타낸다. 도 2는, 통전과 휴지를 반복하여 저항 스폿 용접을 행한 경우의 초기 가압력에 대한 가압력의 변화를 나타내는 도면이다. 도 3은, 일정 전류로 통전하여 저항 스폿 용접을 행한 경우의 초기 가압력에 대한 가압력의 변화를 나타내는 도면이다. 또한, 이 실험에 있어서는 통전 전에 10사이클(200㎳) 정도의 가압을 행하여, 안정 상태로 한 후, 통전 개시 1사이클(20㎳)간의 평균 가압력을 초기 가압력이라고 호칭했다.

도 2에 나타나는 바와 같이, 통전과 휴지를 반복한 경우에는 중간 날림은 발생하지 않고, 얻어진 너깃 지름도 컸다. 한편으로, 도 3에 나타나는 바와 같이, 일정 전류로 계속 통전한 경우에는 중간 날림이 발생하여, 너깃 지름이 작아졌다.

이 메카니즘은, 이하와 같이 생각된다. 통전 초기에 있어서 너깃이 급격하게 형성되어 팽창함으로써, 계측 가압력이 증대한다. 중간 날림 발생은 너깃 주위의 가압 상태가 불충분하게 되었을 때에 일어난다고 생각되기 때문에, 통전 중의 계측 가압력이 일정값 이상으로 된 경우에는, 너깃 주위의 가압이 상대적으로 저하하여, 중간 날림의 발생으로 이어진 것이라고 생각된다. 한편으로 가압력의 증대가 작은 경우에는, 너깃 형성에 의한 열 팽창이 작은 것을 나타내고 있고, 결과적으로 너깃 지름이 충분하지 않은 원인이 된다.

그리고, 이 통전을 휴지하면, 너깃은 응고 수축하고, 계측 가압력은 낮아진다. 그와 함께 전열에 의해 주위에 열이 전해짐으로써, 너깃 주위의 부분 온도가 상승하여 연화하고, 전극에 의한 가압 상태가 확보되어, 중간 날림이 억제되는 것으로 생각된다. 그러나, 통전 휴지로부터 시간이 지나, 냉각이 진행되어 버리면, 다음의 통전에서는 너깃이 형성되기 어려워진다.

이상의 검토로부터, 발명자들은, 상기의 현상을 활용하여, 가압력을 제어함으로써, 중간 날림의 발생없이 큰 너깃 지름을 형성할 수 없는지 검토를 행했다. 그 결과, 통전 초기에 있어서 통전과 휴지를 반복하고, 그 사이의 가압력을 적정하게 제어함으로써, 중간 날림의 발생을 억제하면서, 최종적으로 너깃 지름을 크게 할 수 있다는 인식을 얻었다.

본 발명은, 상기의 인식에 입각하는 것으로, 이하와 같은 특징을 갖고 있다.

[1] 2매 이상의 강판을 겹쳐 저항 스폿 용접하는 방법으로서,

통전 개시 후의 가압력 F가, 초기 가압력 Fi에 대하여, 통전 개시로부터의 경과 시간이 20㎳ 이상 80㎳ 이하의 사이에서 식(1)에 나타내는 가압력 F_h ⁽¹⁾이 되면, 20㎳ 이상 60㎳ 이하의 통전의 휴지를 행하고,

그 후, 가압력 F가, 식(2)에 나타내는 가압력 F_c ⁽¹⁾이 되면, 재차 통전을 개시하는 저항 스폿 용접 방법.

1.03×Fi≤F_h ⁽¹⁾≤1.15×Fi　　　　　(1)

1.01×Fi≤F_c ⁽¹⁾≤0.99×F_h ⁽¹⁾　　　　　(2)

[2] [1]에 기재된 저항 스폿 용접 방법으로서, 추가로

상기 통전의 휴지 후에, 20㎳ 이상 80㎳ 이하의 통전과, 20㎳ 이상 60㎳ 이하의 휴지를 1회 이상 반복하는 것이고,

(N－1)회째의 휴지 직후의 가압력 F_c ^(N－1)에 대하여, 가압력 F가 N회째의 통전에 의해 식(3)에 나타내는 가압력 F_h ^(N)이 되면, 통전을 휴지하고,

그 후, 가압력 F가, 식(4)에 나타내는 가압력 F_c ^(N)에 도달하면, 재차 통전을 개시하는 저항 스폿 용접 방법.

1.04×F_c ^(N－1)≤F_h ^(N)≤1.15×F_c ^(N－1)　　　　　(3)

F_c ^(N－1)≤F_c ^(N)≤0.99×F_h ^(N)　　　　　(4)

N：2 이상의 자연수

[3] [1] 또는 [2]에 기재된 저항 스폿 용접 방법으로서, 최후의 통전 시간은 100㎳ 이상 300㎳ 이하인 저항 스폿 용접 방법.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 저항 스폿 용접 방법으로서,

2매 이상의 강판 중 적어도 1매의 강판은, 0.15≤C≤0.30(질량％), 1.9≤Mn≤5.0(질량％), 0.2≤Si≤2.0(질량％)의 성분을 갖는 저항 스폿 용접 방법.

[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 저항 스폿 용접 방법으로서,

2매 이상의 강판 중 적어도 1매의 강판은, 인장 강도 980㎫ 이상인 저항 스폿 용접 방법.

[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 저항 스폿 용접 방법으로서,

2매 이상의 강판 중 적어도 1매의 강판은, 표면에 아연을 주성분으로 하는 도금층을 갖는 저항 스폿 용접 방법.

[7] [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 저항 스폿 용접 방법에 의해 제조된 용접 조인트.

본 발명에 의하면, 복수매의 강판을 서로 겹친 판 세트에 대하여 저항 스폿 용접 방법을 실시함에 있어, 중간 날림의 발생을 억제하면서, 큰 너깃를 형성할 수 있다.

도 1은, 저항 스폿 용접의 개요를 나타내는 도면이다.
도 2는, 통전과 휴지를 반복하여 저항 스폿 용접을 행한 경우의 초기 가압력에 대한 가압력의 변화를 나타내는 도면이다.
도 3은, 일정 전류로 통전하여 저항 스폿 용접을 행한 경우의 초기 가압력에 대한 가압력의 변화를 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명한다.

본 발명의 저항 스폿 용접 방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 강판(1, 2)을 서로 겹친 판 세트(3)를, 상하 한 쌍의 전극(4, 5)으로 사이에 끼워, 가압하면서 통전하여, 필요 사이즈의 너깃(6)을 형성하여 용접 조인트를 얻는 것이다.

본 발명은, 강판을 겹쳐 저항 스폿 용접하는 방법으로서, 전극간의 가압력 F를 이하와 같이 제어한다.

그 후, 가압력 F가, 식(2)에 나타내는 가압력 F_c ⁽¹⁾이 되면, 재차 통전을 개시한다.

1.03×Fi≤F_h ⁽¹⁾≤1.15×Fi　　　　　(1)

1.01×Fi≤F_c ⁽¹⁾≤0.99×F_h ⁽¹⁾　　　　　　(2)

F_h ⁽¹⁾이 1.03×Fi보다 작으면 너깃 근방의 가압이 충분히 얻어지지 않고, 중간 날림의 발생 확률이 높아지고, 1.15×Fi보다 높으면 너깃의 성장이 저해된다. F_c ⁽¹⁾이 1.01×Fi보다 낮아지면 냉각이 진행되기 때문에 다음의 가열에 의한 효과가 작아지고, 0.99×F_h ⁽¹⁾보다 높으면 너깃의 온도가 높아 재통전시에 중간 날림 발생의 가능성이 높아진다.

또한, 초기 가압력 Fi는, 통전 전에 10사이클(200㎳) 정도의 가압을 행하여, 안정 상태로 한 후의 통전 개시 1사이클(20㎳)간의 평균 가압력을 이용했다. 통전 개시 직후의 가압력은, 서보 건에 설정하는 가압력(지정 가압력)과 거의 같기 때문에, 지정 가압력을, 초기 가압력 Fi로 해도 좋다. 혹은, 통전 개시로부터 0㎳∼20㎳의 평균 가압력을, 초기 가압력 Fi로 해도 좋다.

또한, 본 발명에서는, 상기의 통전의 휴지 후에, 추가로 20㎳ 이상 80㎳ 이하의 통전과, 20㎳ 이상 60㎳ 이하의 휴지를 1회 이상 반복한다.

그 때, (N－1)회째의 휴지 직후의 가압력 F_c ^(N－1)에 대하여, 가압력 F가 N회째의 통전에 의해 식(3)에 나타내는 가압력 F_h ^(N)이 되면, 통전을 휴지하고, 그 후, 가압력 F가, 식(4)에 나타내는 가압력 F_c ^(N)에 도달했을 때에, 재차 통전을 개시한다. N은 2 이상의 자연수이다.

1.04×F_c ^(N－1)≤F_h ^(N)≤1.15×F_c ^(N－1)　　　　　(3)

F_c ^(N－1)≤F_c ^(N)≤0.99×F_h ^(N)　　　　　(4)

F_h ^(N)이 1.04×F_c ^(N－1)보다 작으면 너깃 근방의 가압이 충분히 얻어지지 않아, 중간 날림의 발생 확률이 높아지고, 1.15×F_c ^(N－1)보다 높으면 너깃의 성장이 저해된다. F_c ^(N)이 F_c ^(N－1)보다 낮아지면 냉각이 진행되기 때문에 다음의 가열에 의한 효과가 작아지고, 0.99×F_h ^(N)보다 높으면 너깃의 온도가 높아 재통전시에 중간 날림 발생의 가능성이 높아진다.

또한, 본 발명에 있어서, 최후의 통전 시간은, 100㎳ 이상 300㎳ 이하로 하는 것이 바람직하다. 100㎳ 미만의 경우는, 너깃 형성이 불충분하게 된다. 300㎳를 초과하는 시간의 통전은 시공성을 악화시키는 외에 너깃 형성으로의 기여가 작다. 최후의 통전 시간은, 상기의 범위에 있어서, 최초의 통전과, 그 후의 통전과 휴지의 반복에 걸리는 시간에 맞추어, 최적의 통전 시간을 선택하면 좋다.

본 발명에 따른 스폿 용접 방법을 실시하는 용접 장치로서는, 상하 한 쌍의 전극을 구비하고, 당해 한 쌍의 전극으로 용접하는 부분을 사이에 끼워, 가압, 통전이 이루어지고, 또한 용접 중의 용접 전류를 임의로 제어 가능한 용접 전류 제어 장치를 갖고 있으면 좋다. 또한, 가압 기구(에어 실린더나 서보 모터 등)나, 전류 제어 기구(교류나 직류 등), 형식(정치식(stationary type), 로봇 건(robot gun) 등) 등은 특별히 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 스폿 용접 방법을 실시함에 있어서는, 상기와 같은 용접 장치에, 가압력 F를 측정할 수 있는 장치를 설치하고, 통전 중의 가압력 F를 측정하면서, 이 측정 결과에 기초하여 가압력 F를 제어하도록 구성할 수 있다. 구체적으로는, C 건 타입의 용접 장치의 상 전극과 하 전극이 유지된 아암(arm)에, 변형 게이지(strain gauge)를 설치한다. 그리고, 통전 중의 아암의 변형을 검출함으로써, 전극간에 걸리는 힘을 검지하고, 이 전극간에 걸리는 힘을, 가압력으로 하면 좋다.

또한, 본 발명에 따른 스폿 용접 방법을 실시함에 있어서는, 통전 중의 가압력 F의 실시간 측정은 필수가 아니고, 어느 판 세트에 대하여 미리 실험을 행하여, 가압력 F를 적절히 제어할 수 있는 통전·휴지 패턴을 취득한 후에, 취득한 통전·휴지 패턴을 이용하여, 미리 시험을 행한 판 세트와 동일한 판 세트의 용접을 행하도록 해도 좋다.

본 발명은, 아연 도금 강판이나 고강도 강판을 포함하는 복수매의 판 세트의 용접 방법에 적용하는 것이 바람직하다. 아연 도금 강판이나 고강도 강판은, 통상의 강판에 비하면, 판갭에 기인한 중간 날림이 발생하기 쉽다. 그러나, 본 발명은, 중간 날림의 발생을 억제할 수 있다는 효과를 갖기 때문에, 이러한 강판을 적어도 1매 포함하는 판 세트의 용접에 대하여 적용하면, 보다 효과적이다.

그 때문에, 용접을 행하는 판 세트 중, 적어도 1매의 강판의 인장 강도가 980㎫ 이상의 고강도 강판이라도, 중간 날림의 발생을 억제하여, 큰 너깃 지름을 형성할 수 있다.

용접을 행하는 판 세트 중, 적어도 1매의 강판이, 0.15≤C≤0.30(질량％), 1.9≤Mn≤5.0(질량％), 0.2≤Si≤2.0(질량％)의 성분을 갖고 있는 고강도 강판이라도, 중간 날림의 발생을 억제하여, 큰 너깃 지름을 형성할 수 있다.

또한, 용접을 행하는 판 세트 중, 적어도 1매의 강판이, 아연 도금 강판이라도, 중간 날림의 발생을 억제하여, 큰 너깃 지름을 형성할 수 있다. 또한, 아연 도금 강판이란, 아연을 주성분으로 하는 도금층을 갖는 강판을 나타내고, 아연을 주성분으로 하는 도금층에는, 종래부터 공지의 아연 도금층을 모두 포함하는 것으로 한다. 구체적으로는, 아연을 주성분으로 하는 도금층으로서는, 용융 아연 도금층이나 전기 아연 도금층을 비롯하여, Al 도금층, Zn-Al 도금층이나 Zn-Ni층 등이 포함된다.

본 발명에 따른 저항 스폿 용접 방법은, 상기와 같이, 통전 중의 가압력을 적절히 제어하면서 통전과 휴지를 행함으로써, 중간 날림의 발생을 억제하여, 큰 너깃을 형성할 수 있다. 그 때문에, 판갭 등의 시공 외란이 존재하는 경우라도, 안정적으로 너깃 지름을 확보할 수 있다.

실시예 1

본 발명의 실시예로서, 전술의 도 1에 나타낸 바와 같이, 2매의 합금화 용융 아연 도금 강판(아래의 강판(1), 위의 강판(2))을 겹친 판 세트(3)에 대해서, C 건에 부착된 서보 모터 가압식으로 직류 전원을 갖는 저항 용접기를 이용하여 저항 스폿 용접을 행하여, 저항 스폿 용접 조인트를 제작했다.

이 때의 통전은, 표 1에 나타내는 조건으로 행했다.

또한, 전극(4, 5)으로서는, 선단의 곡률 반경 R40㎜, 선단 지름 8㎜의 알루미나 분산 구리의 DR형 전극을 이용했다. 추가로, 시험편으로서는, 인장 강도 980㎫급의 판두께 1.2㎜ 및 2.0㎜, 1470㎫급의 판두께 2.0㎜의 고강도 강판을 사용했다. 동일한 종류 및 판두께의 강판을 2매 겹쳐 용접을 행했다.

통전 중의 가압력은 C 건에 부착한 변형계를 이용하여 측정했다. 계측 가압력이 소정의 값이 되도록 가압력을 변화시켰다.

표 1에, 용접을 행했을 때의 중간 날림 발생의 유무 및, 너깃 지름에 대해서 조사한 결과를 나타낸다. 또한, 너깃 지름은 절단 단면의 에칭 조직으로 평가했다. 너깃 지름의 평가는, 판두께를 t(㎜)로 하고, 5.5√t 이상을 ○, 5.5√t 미만을 ×로 했다. 즉, 너깃 지름 5.5√t 이상을, 적정 지름으로 설정했다.

표 1에 있어서, I₁(kA)는 제1 통전의 전류값, T₁(ms)는 제1 통전의 통전 시간, F_h ⁽¹⁾/F_i는, 초기 가압력 Fi에 대한 가압력 F_h ⁽¹⁾의 비이다. 또한, Tc₁(ms)는 제1 휴지의 시간, F_c ⁽¹⁾/F_i는, 초기 가압력 Fi에 대한 가압력 F_c ⁽¹⁾의 비, F_c ⁽¹⁾/F_h ⁽¹⁾은 통전을 휴지하는 가압력 F_h ⁽¹⁾에 대한 통전을 재개하는 가압력 F_c ⁽¹⁾의 비이다. 또한, I₂(kA)는 제2 통전의 전류값, T₂(ms)는 제2 통전의 통전 시간이다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 저항 스폿 용접을 행한 경우는, 비교예에 비하면, 중간 날림의 발생이 없고, 또한 적정 지름의 너깃이 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

실시예 2

본 발명의 실시예로서, 3매의 합금화 용융 아연 도금 강판을 겹친 판 세트에 대해서, C 건에 부착된 서보 모터 가압식으로 직류 전원을 갖는 저항 용접기를 이용하여 저항 스폿 용접을 행하여, 저항 스폿 용접 조인트를 제작했다.

이 때의 통전은, 표 2에 나타내는 조건으로 행했다.

또한, 전극(4, 5)으로서는, 선단의 곡률 반경 R40㎜, 선단 지름 8㎜의 알루미나 분산 구리의 DR형 전극을 이용했다. 추가로, 시험편으로서는, 980㎫급의 판두께 1.2㎜, 1470㎫급의 판두께 1.2㎜의 고강도 강판을 사용했다. 동일한 종류 및 판두께의 강판을 3매 겹쳐 용접을 행했다.

표 2에, 용접을 행했을 때의 중간 날림 발생의 유무 및, 너깃 지름에 대해서 조사한 결과를 나타낸다. 또한, 너깃 지름은 절단 단면의 에칭 조직으로 평가했다. 너깃 지름의 평가는, 판두께를 t(㎜)로 하여, 5.5√t 이상을 ○, 5.5√t 미만을 ×로 했다. 즉, 너깃 지름 5.5√t 이상을, 적정 지름으로 설정했다.

추가로, 동일한 시험을 10회 반복하여 행하여, 그 너깃 지름의 변동을 평가했다. 적정 지름이 얻어져 있고, 너깃 지름의 변동의 폭이 0.1√t 이하로 되어 있는 경우를 ◎로 했다.

표 2에 있어서, I₁(kA)는 제1 통전의 전류값, T₁(ms)는 제1 통전의 통전 시간, F_h ⁽¹⁾/F_i는, 초기 가압력 Fi에 대한 가압력 F_h ⁽¹⁾의 비이다. 또한, Tc₁(ms)는 제1 휴지의 시간, F_c ⁽¹⁾/F_i는, 초기 가압력 Fi에 대한 가압력 F_c ⁽¹⁾의 비, F_c ⁽¹⁾/F_h ⁽¹⁾은 통전을 휴지하는 가압력에 대한 통전을 재개하는 가압력의 비이다. 마찬가지로, F_h ⁽²⁾/F_c ⁽¹⁾은 1회째의 휴지 직후의 가압력에 대한 제2 통전 후의 통전 휴지시의 가압력의 비, F_c ⁽²⁾/F_c ⁽¹⁾은 1회째의 휴지 직후의 가압력에 대한 2회째의 휴지 직후의 가압력의 비, F_c ⁽²⁾/F_h ⁽²⁾는 제2 통전 후의 통전 휴지시의 가압력에 대한 2회째의 휴지 직후의 가압력의 비, I₂(kA) 및 I₃(kA)는 제2 및 제3 통전의 전류값, T₂(ms) 및 T₃(ms)는 제2 및 제3 통전의 통전 시간, Tc₂(ms)는 제2 휴지의 시간이다.

표 2에 나타낸 대로, 본 발명에 따라 저항 스폿 용접을 행한 경우는, 비교예에 비하면, 중간 날림의 발생이 없고, 또한 적정 지름의 너깃이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 제2 통전을 본 발명법의 조건으로 함으로써, 그렇지 않은 경우에 비해, 너깃 지름이 안정화되는 효과가 나타났다.

1 : 아래의 강판
2 : 위의 강판
3 : 판 세트
4 : 아래의 전극
5 : 위의 전극
6 : 너깃

Claims

2매 이상의 강판을 겹쳐 저항 스폿 용접하는 방법으로서,
통전 개시 후의 가압력 F가, 초기 가압력 Fi에 대하여, 통전 개시로부터의 경과 시간이 20㎳ 이상 80㎳ 이하의 사이에서 식(1)에 나타내는 가압력 F_h ⁽¹⁾이 되면, 20㎳ 이상 60㎳ 이하의 통전의 휴지를 행하고,
그 후, 가압력 F가, 식(2)에 나타내는 가압력 F_c ⁽¹⁾이 되면, 재차 통전을 개시하는 저항 스폿 용접 방법.
1.03×Fi≤F_h ⁽¹⁾≤1.15×Fi　　　　　(1)
1.01×Fi≤F_c ⁽¹⁾≤0.99×F_h ⁽¹⁾　　　　　(2)
제1항에 있어서,
추가로
상기 통전의 휴지 후에, 20㎳ 이상 80㎳ 이하의 통전과, 20㎳ 이상 60㎳ 이하의 휴지를 1회 이상 반복하는 것이고,
(N－1)회째의 휴지 직후의 가압력 F_c ^(N－1)에 대하여, 가압력 F가 N회째의 통전에 의해 식(3)에 나타내는 가압력 F_h ^(N)이 되면, 통전을 휴지하고,
그 후, 가압력 F가, 식(4)에 나타내는 가압력 F_c ^(N)에 도달하면, 재차 통전을 개시하는 저항 스폿 용접 방법.
1.04×F_c ^(N－1)≤F_h ^(N)≤1.15×F_c ^(N－1)　　　　　(3)
F_c ^(N－1)≤F_c ^(N)≤0.99×F_h ^(N)　　　　　(4)
N：2 이상의 자연수
제1항 또는 제2항에 있어서,
최후의 통전 시간은 100㎳ 이상 300㎳ 이하인 저항 스폿 용접 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
2매 이상의 강판 중 적어도 1매의 강판은, 0.15≤C≤0.30(질량％), 1.9≤Mn≤5.0(질량％), 0.2≤Si≤2.0(질량％)의 성분을 갖는 저항 스폿 용접 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
2매 이상의 강판 중 적어도 1매의 강판은, 인장 강도 980㎫ 이상인 저항 스폿 용접 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
2매 이상의 강판 중 적어도 1매의 강판은, 표면에 아연을 주성분으로 하는 도금층을 갖는 저항 스폿 용접 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 저항 스폿 용접 방법에 의해 제조된 용접 조인트.