KR20220127335A

KR20220127335A - 저항 스폿 용접 방법 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220127335A
Application number: KR1020227029900A
Authority: KR
Inventors: 레이코 엔도; 무네오 마츠시타; 야스아키 오키타; 히로시 마츠다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2022-09-19
Also published as: EP4116455A1; WO2021177254A1; EP4116455A4; JPWO2021177254A1; CN115210027B; MX2022010969A; US20230339037A1; JP6958765B1; CN115210027A; KR102650264B1

Abstract

저항 스폿 용접 방법 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은, 2 장 이상의 강판을 중첩한 판 세트를 1 쌍의 용접 전극으로 협지하고, 가압하면서 통전하여 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서, 판 세트 중 적어도 1 장의 강판은 고강도 강판이고, 전류값 I_W (kA) 로 통전하는 주통전 공정과, 템퍼링 후 열처리 공정을 갖고, 템퍼링 후 열처리 공정은, 냉각 시간 t_ct (ms) 를 형성하는 냉각 과정과, 식 (2) 에 나타내는 전류값 I_t (kA) 로, 통전 시간 t_t (ms) 동안, 통전을 실시하는 승온 과정과, 다운 슬로프 통전 시간 t_tma (ms) 동안, 통전 전류를 전류값 I_t (kA) 로부터 전류값 I_tm (kA) 로 연속적으로 감소시키는 천이 과정 및/또는 전류값 I_tm (kA) 로, 통전 시간 t_tm (ms) 동안, 용접부의 통전을 실시하는 유지 과정을 갖는다.
0.8 × I_w ≤ I_t ≤ 1.6 × I_w ···(2)

Description

저항 스폿 용접 방법 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법

본 발명은, 저항 스폿 용접 방법 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 자동차 차체에는 연비 개선을 위한 경량화, 및 충돌 안전성의 확보의 관점에서, 여러 가지의 고강도 강판 (하이텐) 의 적용이 진행되고 있다. 자동차의 조립 라인에 있어서, 이와 같은 고강도 강판을 갖는 부재의 접합에는, 주로 저항 스폿 용접 (이하, 「스폿 용접」이라고 칭하기도 한다.) 이 이용되고 있다. 스폿 용접으로 접합된 스폿 용접부의 이음매 강도는, 상기 서술한 충돌 안전성을 확보하기 위해, 충돌 변형시에도 파단하지 않는 강도 (인장 강도) 가 요구된다. 스폿 용접부의 이음매 강도는, 전단 방향에 대한 인장 강도인 인장 전단 강도 (이하, 「TSS (Tensile shear strength)」라고 칭하는 경우가 있다.) 와 박리 방향에 대한 인장 강도인 십자 인장 강도 (이하, 「CTS (Cross tension strength)」라고 칭하는 경우가 있다.) 로 평가된다.

스폿 용접부에 있어서 TSS 는 모재의 인장 강도와 함께 증가하는 경향이 있는데, CTS 는 모재의 인장 강도가 980 N/㎟ 이상 (980 ㎫ 이상) 에서는 저하되는 경우가 있다. CTS 가 저하되는 경우, 파단 형태는, 스폿 용접부의 주위의 모재 또는 HAZ (열 영향부) 에서 연성적으로 파단하는 플러그 파단으로부터, 너깃 내에서 취성적으로 파단하는 계면 파단 혹은 부분 플러그 파단으로, 천이한다. CTS 가 저하되는 주된 원인은, 급랭 후의 너깃 단부의 경화에 의해 취성적인 파괴가 일어나는 것에 있다고 되어 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 종래부터, 본 통전 후에 다시 통전을 실시하는 후통전법의 검토가 여러 가지 이루어져 있다.

본 통전 후에 다시 통전을 실시하는 후통전법으로서, 예를 들어 특허문헌 1 ∼ 3 의 기술이 있다.

특허문헌 1 에는, 용접 통전을 실시한 직후에, 20 ≤ Ct ≤ 300 을 만족하는 용접 후 냉각 시간 Ct (ms) 로 냉각시키고, 계속해서, 소정의 전류로 40 ≤ Pt2 ≤ 200 을 만족하는 냉각 후 후가열 통전 시간 (냉각 후 후통전 시간) Pt2 (ms) 의 냉각 후 후통전을 실시하는 것에 의해, CTS 를 개선하는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 2 에는, 용접 통전의 직후에, 20 ≤ CT ≤ 40 을 만족하는 냉각 시간을 둔 후, 계속해서, 소정의 전류로 40 ≤ PHT2 ≤ 200 을 만족하는 냉각 후 후가열 시간 (냉각 후 후통전 시간) (ms) 의 후통전을 함으로써, CTS 를 개선하는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 3 에는, 너깃 형성 후, 장시간 냉각시킨 후에 초기 통전에 비해 높은 전류값으로 단시간의 후통전을 실시하는 댐퍼 통전법에 의해, CTS 를 높이는 것이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2011-67853호 일본 공개특허공보 2009-241086호 일본 특허 제5293227호

그러나, 특허문헌 1, 2 에 기재된 기술과 같이, 단시간의 냉각 및 단시간의 후통전에서는, 너깃 단부 주변을 마텐자이트 변태하는 것, 및 너깃 단부 주변에 템퍼드 마텐자이트 조직을 생성할 수 없다. 그 때문에, 템퍼링에 의한 인성의 향상 효과를 얻을 수 없고, 안정적인 이음매 강도를 얻을 수 없다.

특허문헌 3 에 기재된 기술은, 후통전의 통전 시간이 0.02 초 이상 0.1 초 이하로 극단 시간이다. 특허문헌 3 의 기술을, 강판 성분으로서 Mn 량을 많이 함유하는 강판, 특히 Mn 을 1.5 ∼ 6.0 질량％, C 를 0.05 ∼ 0.60 질량％ 함유하는 강판 (이하, 이 강판을 「고강도 강판」이라고 칭한다.) 에 적용하는 경우에는, C 량과 Mn 량이 많기 때문에, 조직이 취화 (脆化) 되는 경향이 있다. 이 취화된 조직을 템퍼링하기 위해서, 상기한 극단 시간의 템퍼링 시간으로 후통전하는 방법에서는, 고강도 강판을 용접하는 경우에 충분한 템퍼링 효과를 얻는 것이 어렵다.

또, 인장 강도가 780 ㎫ 이상이고, 또한 강판 성분으로서 Mn 을 1.5 ∼ 6.0 질량％, C 를 0.05 ∼ 0.60 질량％ 를 함유하는 고강도 강판에, 주통전만을 실시하는 종래의 스폿 용접 방법에서는, CTS 가 낮은 문제가 있었다.

그리고, 스폿 용접부를 전단 방향으로 당겨 벗길 때의 강도를 나타내는 기준이 되는 TSS 를, 자동차 차체에 적응한 경우에는, 안전성 향상의 관점에서, 필수가 되는 강도 기준이 된다. 그러나, CTS 향상을 위해서 사용되는 댐퍼 통전은, 너깃이 연화되기 때문에, TSS 가 저하되는 경우도 있다. 그 때문에, CTS 및 TSS 모두 종래에 비해 한층 향상되어 있을 것이 요구되고 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 고강도 강판, 즉 인장 강도가 780 ㎫ 이상인 고강도 강판이어도, 스폿 용접부의 급랭각에 의한 너깃의 취화를 템퍼링에 의해 경감시키고, 이음매 강도를 향상시킬 수 있는 저항 스폿 용접 방법 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 상기한 고강도 강판을 포함하는 판 세트의 저항 스폿 용접부에 있어서 CTS 가 저하되는 메커니즘 및 CTS 를 향상시키는 방법에 대해, 예의 검토하였다.

상기 서술한 바와 같이, 강판의 고강도화가 진행됨에 따라, CTS 는 저하된다. 그 원인 중 하나는, 급랭에 의한 경화 조직의 형성에 의해 너깃 단부 및 너깃 단부에 인접하는 열 영향부 (HAZ) 의 인성이 저하되는 것에 있다. 너깃 단부 및 HAZ 의 인성이 저하됨으로써, 너깃 단부의 조직은 취화된 조직이 되기 때문에, 균열이 HAZ 로부터 너깃 내부에 침입하여, 계면 파단이 되기 쉽다. 그 결과, CTS 가 저하된다. 한편, 너깃 단부의 인성이 높으면, HAZ 로부터 침입한 균열이 너깃의 외측으로 진행되어, 너깃이 남음으로써 플러그 파단이 된다. 그 때문에, CTS 도 향상된다.

그래서, 본 발명자들은, 본 통전에 의해 형성된 너깃을, 그 후의 냉각 과정에 의해 마텐자이트 변태시킨 후, 재통전에 의해 마텐자이트 조직을 템퍼링하여, 템퍼드 마텐자이트를 생성하는 것에 주목하였다. 템퍼드 마텐자이트는, ??칭 마텐자이트와 비교하여 높은 인성을 나타내는 조직이다. 그 때문에, 너깃 단부에 템퍼드 마텐자이트를 생성함으로써, 너깃 단부에 대한 응력 집중이 완화된다. 이 때문에, 이음매 강도에 크게 영향을 주는 너깃 내부로 진전하는 균열을 억제하는 것이 가능해져, CTS 를 향상시킬 수 있다. 본 발명자들은, 이와 같은 고강도 강판에 있어서 CTS 를 향상시킬 수 있는 적절한 후통전 조건이 있는 것을 밝혔다.

구체적으로는, 먼저, 너깃 형성을 위해서 강판의 용융점 이상의 온도까지 가열을 실시하는 주통전을 실시한다. 그 후, 용융부가 응고를 거쳐, 오스테나이트로부터 마텐자이트로 변태하는 온도까지 급랭하는 냉각 과정과, 이어서, A₁ 점 바로 아래의 온도역에서의 가열을 목적으로 한 고온에서 단시간의 통전을 실시하는 승온 과정을 부여함으로써, 특히 너깃 단부가 고온에서 발열된다. 또한, 소정의 조건으로 천이 과정 및/또는 유지 과정을 부여함으로써, 너깃 단부의 온도가 A₁ 점 이하의 온도를 유지할 수 있고, 이로써 너깃 단부를 템퍼링할 수 있다. 이러한 과정을 형성함으로써, 주통전만과 비교하여, CTS 가 향상되는 것을 알 수 있었다.

또, 너깃 단부의 인성이 향상된 것에 의해, 용접부 (저항 스폿 용접부) 의 강도가 높아진다. 이로써, TSS 도 보다 한층 향상되는 것을 알 수 있었다.

이상의 결과로부터, 후술하는 본 발명의 통전 패턴에 의해 2 장 이상의 강판을 중첩한 판 세트에 스폿 저항 용접을 실시함으로써, 저항 스폿 용접부의 CTS 가 향상되고, 나아가 TSS 도 보다 한층 향상될 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 상기 서술한 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 이하를 요지로 하는 것이다. [1] 2 장 이상의 강판을 중첩한 판 세트를 1 쌍의 용접 전극으로 협지 (挾持) 하고, 가압하면서 통전하여 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서,

상기 판 세트 중 적어도 1 장의 강판은, 성분 조성이, 질량％ 로, C : 0.05 ∼ 0.60 ％, 및 Mn : 1.5 ∼ 6.0 ％ 의 범위를 만족하고, 인장 강도가 780 ㎫ 이상인 고강도 강판이고,

상기 통전은, 전류값 I_W (kA) 로 통전하는 주통전 공정과, 템퍼링 후 열처리 공정을 갖고,

상기 템퍼링 후 열처리 공정은,

하기 식 (1) 에 나타내는 냉각 시간 t_ct (ms) 를 형성하는 냉각 과정과,

하기 식 (2) 에 나타내는 전류값 I_t (kA) 로, 하기 식 (3) 에 나타내는 통전 시간 t_t (ms) 동안, 통전을 실시하는 승온 과정과,

하기 식 (4) 에 나타내는 다운 슬로프 통전 시간 t_tma (ms) 동안, 통전 전류를 전류값 I_t (kA) 로부터 하기 식 (5) 에 나타내는 전류값 I_tm (kA) 로 연속적으로 감소시키는 천이 과정 및/또는 하기 식 (5) 에 나타내는 전류값 I_tm (kA) 로, 하기 식 (6) 에 나타내는 통전 시간 t_tm (ms) 동안, 용접부의 통전을 실시하는 유지 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 저항 스폿 용접 방법.

800 ≤ t_ct ··· (1)

0.8 × I_w ≤ I_t ≤ 1.6 × I_w ···(2)

0 ＜ t_t ≤ 200 ···(3)

0 ＜ t_tma ≤ 400 ···(4)

0 ≤ I_tm ≤ 0.90 × I_t ···(5)

400 ≤ t_t ＋ t_tma ＋ t_tm ···(6)

여기서, 천이 과정을 갖지 않는 경우에는 식 (4) 및 식 (6) 의 t_tma 를 0 ms 로 하고, 유지 과정을 갖지 않는 경우에는 식 (5) 의 I_tm 을 0 kA 및 식 (6) 의 t_tm 를 0 ms 로 한다.

[2] 상기 고강도 강판은, 상기 성분 조성에 추가로, 질량％ 로, A 군 및 B 군 중에서 선택된 1 군 또는 2 군을 함유하는, 상기 [1] 에 기재된 저항 스폿 용접 방법.

A 군 : Si : 0.1 ∼ 2.0 ％, 및 P : 0.10 ％ 이하

B 군 : Cu, Ni, Mo, Cr, Nb, V, Ti, B, Al, 및 Ca 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을, 함유량의 합계로 5 ％ 이하

[3] 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 저항 스폿 용접 방법을 이용하여 저항 스폿 용접 이음매를 제조하는 것을 특징으로 하는 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 고강도 강판을 적어도 1 장 포함하는 복수 장의 강판을 중첩한 판 세트에 대해 저항 스폿 용접 방법을 실시할 때에, 냉각에 의해 발생하는 너깃 단부 및 너깃 근방의 HAZ 의 경화 조직을 템퍼링한다. 이로써, 고강도 강판을 포함하는 저항 스폿 용접부에 있어서 인성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 저항 스폿 용접 이음매의 이음매 강도를 향상시킬 수 있기 때문에, 산업상 각별한 효과를 발휘한다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 저항 스폿 용접을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법의 제 1 실시형태에 관련된 통전 패턴의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 3 은, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법의 제 2 실시형태에 관련된 통전 패턴의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4 는, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법의 제 3 실시형태에 관련된 통전 패턴의 일례를 나타내는 그래프이다.

이하, 각 도면을 참조하여, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법, 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다.

먼저, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법에 대해 설명한다.

본 발명은, 1 장 이상의 고강도 강판을 포함하는, 합계가 2 장 이상인 강판을 중첩하여 판 세트로 하고, 후술하는 통전 패턴으로 저항 스폿 용접하여 접합하는 방법이다. 도 1 에는, 일례로서, 2 장의 강판의 저항 스폿 용접을 실시하는 경우를 나타낸다. 이하, 도 1 을 참조하여, 본 발명에 의해 2 장의 강판을 중첩하여 접합하는 예에 대해 설명한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법은, 먼저, 하측에 배치되는 강판 (1) 과 상측에 배치되는 강판 (2) 을 중첩하여, 판 세트 (3) 로 한다. 도 1 에 나타내는 예에서는, 강판 (1) 및 강판 (2) 중 적어도 1 장의 강판이 고강도 강판이다.

이어서, 판 세트 (3) 에 대해 하측에 배치되는 용접 전극 (4) 및 상측에 배치되는 용접 전극 (5) (1 쌍의 용접 전극) 으로 판 세트 (3) 를 협지하고, 가압하면서 통전한다. 그리고, 필요 사이즈의 너깃 (6) 을 형성하여 저항 스폿 용접 이음매 (이하, 「용접 이음매」라고 칭하는 경우도 있다.) 를 얻는다. 또한, 본 발명에서는, 3 장 이상의 강판을 중첩하여 판 세트 (3) 로 해도 되고, 이 경우도 상기한 용접 방법과 동일하게 하여 용접 이음매를 얻을 수 있다.

이와 같은 저항 스폿 용접 방법을 실시하는 바람직한 용접 장치로는, 상하 1 쌍의 용접 전극을 구비하고, 1 쌍의 용접 전극으로 용접하는 부분을 사이에 두어, 가압 및 통전이 가능하고, 나아가 용접 중의 가압력 및 용접 전류를 각각 임의로 제어 가능한 가압력 제어 장치 및 용접 전류 제어 장치를 가지고 있으면 된다.

또한, 가압 기구 (예를 들어, 에어 실린더나 서보 모터 등) 나, 전류 제어 기구 (예를 들어, 교류나 직류 등), 형식 (예를 들어, 정치식, 로봇 아암 등) 등은 특별히 한정되지 않는다. 전원의 종류 (단상 교류, 교류 인버터, 직류 인버터) 등도 특별히 한정되지 않는다. 전극의 형상도 특별히 한정되지 않는다. 전극의 선단의 형식은, 예를 들어 JIS C 9304 : 1999 에 기재되는 DR 형 (돔 래디어스형), R 형 (래디어스형), D 형 (돔형) 이다.

본 발명에서는, 판 세트 중, 적어도 1 장의 강판이, 0.05 ≤ C ≤ 0.60 (질량％), 및 1.5 ≤ Mn ≤ 6.0 (질량％) 의 범위를 만족하는 고강도 강판이다.

이하, 성분 조성의 설명에 있어서, 성분의 함유량의 단위인 「％」는, 「질량％」를 나타낸다.

C : 0.05 ∼ 0.60 ％

C 는, 강의 강화에 기여하는 원소이다. C 함유량이 0.05 ％ 미만에서는, 강의 강도가 낮아져, 인장 강도 780 ㎫ 이상의 강판을 얻는 것은 매우 곤란하다. 한편, C 함유량이 0.60 ％ 를 초과하면, 강판의 강도는 높아지지만, 강판에 경질인 마텐자이트양이 과대해져, 마이크로 보이드가 증가한다. 또한, 용접시에는, 너깃과 그 주변의 열 영향부 (HAZ) 가 과도하게 경화되고, 취화도 진행되기 때문에, 십자 인장 강도 (CTS) 를 향상시키는 것은 곤란하다. 그 때문에, C 함유량은 0.05 ∼ 0.60 ％ 로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.10 ％ 이상으로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.40 ％ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.30 ％ 이하로 한다.

Mn : 1.5 ∼ 6.0 ％

Mn 함유량이 1.5 ％ 미만이면, 본 발명과 같이 장시간의 냉각을 부여하지 않아도, 높은 이음매 강도를 얻을 수 있다. 한편, Mn 함유량이 6.0 ％ 를 초과하면, 용접부의 취화 혹은 취화에 수반되는 균열이 현저하게 나타나기 때문에, 이음매 강도를 향상시키는 것은 곤란하다. 그 때문에, Mn 함유량은 1.5 ％ ∼ 6.0 ％ 로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.5 ％ 이상으로 하고, 바람직하게는 5.5 ％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 보다 바람직하게는 2.5 ％ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 3.5 ％ 이하로 한다.

본 발명의 고강도 강판은, C, Mn 에 더하여, 추가로 Si, P 를 각각 이하에 나타내는 범위에서 만족할 수 있다. 이 범위를 만족하면, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 저항 스폿 용접 방법을 유효하게 적용할 수 있다.

Si : 0.1 ∼ 2.0 ％

Si 함유량이 0.1 ％ 이상이면, 강의 강화에 유효하게 작용한다. 한편, Si 함유량이 2.0 ％ 를 초과하면, 강은 강화되지만, 인성에 악영향을 주는 경우가 있다. 그 때문에, Si 함유량은 0.1 ∼ 2.0 ％ 로 한다. Si 함유량은, 보다 바람직하게는 0.2 ％ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.5 ％ 이상으로 하고, 한층 더 바람직하게는 0.7 ％ 이상으로 한다. Si 함유량은, 보다 바람직하게는 1.9 ％ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 1.8 ％ 이하로 한다.

P : 0.10 ％ 이하

P 는 불가피적 불순물이지만, P 함유량이 0.10 ％ 를 초과하면, 용접부의 너깃단에 강 편석이 나타나기 때문에 이음매 강도를 향상시키는 것은 곤란하다. 그 때문에, P 함유량은 0.10 ％ 이하로 한다. P 함유량은, 보다 바람직하게는 0.03 ％ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 0.02 ％ 이하로 한다.

또한, 본 발명에서는, 필요에 따라, 추가로 Cu, Ni, Mo, Cr, Nb, V, Ti, B, Al, 및 Ca 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소를 추가해도 된다.

Cu, Ni, Mo 는, 강의 강도 향상에 기여할 수 있는 원소이다.

Cr 은, ??칭성의 향상에 의해 강도를 향상시킬 수 있는 원소이다. 그러나, Cr 은, ??칭성을 향상시킬 수 있지만, 과잉으로 함유하면 HAZ 의 인성이 열화될 우려가 있다.

Nb, V 는, 석출 경화에 의해 조직 제어를 하여 강을 강화할 수 있는 원소이다.

Ti, B 는, ??칭성을 개선하여 강을 강화할 수 있는 원소이다.

Al 은, 오스테나이트 세립화를 위해 조직 제어를 할 수 있는 원소이다.

Ca 는, 강의 가공성 향상에 기여할 수 있는 원소이다.

이와 같은 효과를 얻기 위해, 상기 성분 조성에 더하여, 필요에 따라, 추가로 Cu, Ni, Mo, Cr, Nb, V, Ti, B, Al, 및 Ca 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소를 더해도 된다. 이들 원소는 과잉으로 첨가하면 인성 열화나 균열이 발생할 우려가 있는 점에서, 이들 원소를 함유하는 경우에는, 함유량은 합계로 5 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 단, 상기한 이유로부터, Cr 을 함유하는 경우에는, Cr 함유량을 1 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 이들 이외의 성분 조성은, Fe 및 불가피적 불순물이다.

본 발명에서는, 상기한 성분 조성을 갖는 고강도 강판의 인장 강도는, 780 ㎫ 이상이다. 상기 서술한 바와 같이 모재의 인장 강도가 980 ㎫ 이상이고 CTS 가 저하되는 경우는 있지만, 모재의 인장 강도가 780 ㎫ 이상인 강판에서도 CTS 가 저하될 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 의하면, 인장 강도가 780 ㎫ 이상인 고강도 강판이어도, 조직을 템퍼드 마텐자이트로 하는 것에 의해, 인성을 갖는 조직이 된다. 이 점에서, 너깃 단부의 취성적인 파괴를 방지할 수 있다. 이로써, 용접부는 CTS 의 저하를 억제할 수 있다.

또, 중첩하는 강판은, 동종의 강판을 복수 장 사용하여 중첩해도 되고, 혹은 이종의 강판을 복수 장 사용하여 중첩해도 된다. 예를 들어, 도금층을 갖는 표면 처리 강판과 도금층을 갖지 않는 강판을 중첩해도 된다.

또, 각 강판의 판 두께는 동일해도 되고 상이해도 전혀 문제 없다. 예를 들어, 일반적인 자동차용 강판을 대상으로 하는 점에서, 강판의 판 두께는, 0.4 ㎜ ∼ 2.3 ㎜ 의 범위인 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 통전 패턴에 대해 설명한다.

본 발명에서는, 먼저, 판 세트를 소정의 용접 조건으로 통전함으로써 너깃을 형성하는 주통전 공정을 실시하고, 그 후, 소정의 용접 조건으로 통전함으로써 너깃 단부를 템퍼링하는 템퍼링 후 열처리 공정을 실시한다. 이 템퍼링 후 열처리 공정은, 냉각 과정과, 승온 과정과, 천이 과정 및/또는 유지 과정을 포함한다.

〔주통전 공정〕

주통전 공정이란, 도 1 의 예에 나타내는 바와 같이, 하측의 강판 (1) 과 상측의 강판 (2) 의 중첩부를, 전류값 I_W (kA) 로 통전함으로써 용융하여, 너깃 (6) 을 형성하는 통전 공정이다. 본 발명에서는, 주통전 공정에 있어서의 너깃 (6) 을 형성하기 위한 통전 조건, 가압 조건은 특별히 한정되지 않는다.

중첩하는 강판에, 상기한 강판 성분을 갖는 고강도 강판을 사용하는 경우에는, 주통전 공정의 통전 조건은, 다음과 같이 제어하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 주통전 공정의 전류값 I_w (kA) 는, 안정적인 너깃 직경을 얻기 위해서, 바람직하게는 3.0 kA ∼ 8.0 kA 로 한다. 자동차 강판의 스폿 용접부에 채용되는 너깃 직경은 3.0 √t ∼ 6.0 √t 까지가 일반적이고, 전류값이 지나치게 작으면 목표한 너깃 직경을 안정적으로 얻을 수 없다. 한편, 전류값이 지나치게 크면, 너깃 직경이 지나치게 커질 가능성, 혹은, 강판의 용융 정도가 커져, 산발되어 녹은 용접부가, 판 사이로부터 밖으로 나와 버려, 너깃 직경이 작아질 가능성이 있다.

또, 주통전 공정의 통전 시간 t_w (ms) 는, 바람직하게는 120 ms ∼ 400 ms 로 한다. 이것은, 전류값 I_w 와 마찬가지로, 목표한 너깃 직경을 얻기 위해서 필요한 시간이다. 통전 시간 t_w 가 120 ms 미만에서는, 너깃이 잘 생성되지 않고, 한편, 통전 시간 t_w 가 400 ms 초과에서는, 너깃 직경이 지나치게 커질 가능성과, 시공성의 저하가 우려된다. 그러나, 필요한 너깃 직경이 얻어지면, 통전 시간은 상기한 바람직한 범위에 대해 짧아도 되고 길어도 된다.

가압 조건은, 바람직하게는, 가압력을 2.0 kN ∼ 7.0 kN 으로 한다. 가압력이 지나치게 크면 통전 직경이 확대되기 때문에, 너깃 직경을 확보하기 어려워지기 쉽다. 한편, 가압력이 지나치게 작으면, 통전 직경이 작아져, 산발이 발생하기 쉬워진다. 이와 같은 이유로부터, 상기한 가압력의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 가압력은, 장치 능력에 의해 제한되는 경우가 있다. 그러나, 필요한 너깃 직경이 얻어지는 가압력이면, 가압력은 상기한 바람직한 범위에 대해 낮아도 되고 높아도 된다.

〔템퍼링 후 열처리 공정〕

템퍼링 후 열처리 공정이란, 주통전 공정에서 형성된 너깃 (6) 에 있어서의, 너깃 단부 (너깃 단부 및 너깃 단부 근방의 HAZ 의 경화 조직) 를 템퍼링하는 후 열처리의 공정이다. 너깃 단부의 인성을 향상시키는 효과를 얻기 위해서는, 템퍼링 후 열처리 공정에 있어서의 용접 조건을 다음과 같이 제어하는 것이 중요하다.

또한, 본 발명에서는, 템퍼링 후 열처리 공정으로서, 예를 들어, 냉각 과정, 승온 과정, 유지 과정을 이 순서로 실시해도 되고 (도 2 를 참조), 냉각 과정, 승온 과정, 천이 과정 및 유지 과정을 이 순서로 실시해도 되고 (도 3 을 참조), 혹은 냉각 과정, 승온 과정, 천이 과정을 이 순서로 실시해도 된다 (도 4 를 참조). 어느 패턴의 템퍼링 후 열처리 공정이어도, 본 발명의 상기 효과는 얻어진다.

＜냉각 과정＞

주통전 공정 후, 너깃 단부가 마텐자이트 변태를 일으키는 온도까지 낮추는 냉각을 실시한다. 이 냉각 과정에서는, 후술하는 템퍼링의 효과를 충분히 얻기 위해서, 식 (1) 에 나타내는 냉각 시간 t_ct (ms) 동안, 용접부를 냉각한다.

800 ≤ t_ct ···(1)

냉각 시간 t_ct (ms) 가 800 (ms) 미만인 경우, 너깃 단부에서는 마텐자이트 변태가 충분히 일어나지 않아, 마텐자이트가 출현하지 않기 때문에 오스테나이트가 잔존한 상태의 조직이 된다. 그 때문에, 템퍼링 후 열처리 공정에 있어서도, 그대로 오스테나이트가 잔존하여, 최종적으로는 마텐자이트 조직이 된다. 그 결과, 너깃 단부가 취화된 조직이 되기 때문에, CTS 가 향상되지 않는다. 따라서, 냉각 시간 t_ct (ms) 는 800 (ms) 이상으로 한다. 냉각 시간 t_ct (ms) 는, 바람직하게는 850 (ms) 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 900 (ms) 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 950 (ms) 이상으로 한다.

냉각 과정의 냉각 시간 t_ct (ms) 의 상한은, 특별히 한정되지 않는다. 본특허가 대상으로 하는 강판은, 자동차용 강판을 대상으로 하는 점에서 용접 시간이 길면 시행 효율의 저하가 발생하기 때문에, 냉각 시간 t_ct (ms) 는 2200 (ms) 이하로 하는 것이 바람직하다. 냉각 시간 t_ct (ms) 는, 보다 바람직하게는 2000 (ms) 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 1800 (ms) 이하로 한다.

＜승온 과정＞

냉각 과정에 계속해서, 식 (2) 에 나타내는 후통전의 전류값 I_t (kA) 로, 식 (3) 에 나타내는 통전 시간 t_t (ms) 동안, 용접부를 통전하는 승온 과정을 실시한다.

0.8 × I_w ≤ I_t ≤ 1.6 × I_w ···(2)

0 ＜ t_t ≤ 200 ···(3)

통상적으로, 후통전의 전류값을 일정하게 설정하여 통전을 실시해도, 후통전의 통전 시간이 길어짐에 따라 너깃 단부의 온도가 상승하기 때문에, 목표로 하는 온도역에서의 템퍼링은 일시적인 것이 된다. 그래서, 본 발명에서는, 후통전의 최초 통전 (승온 과정의 통전) 의 전류를 증대시킴으로써, A₁ 점의 바로 아래의 온도까지 단시간에 급속히 온도 상승시키는 것이 특히 중요하다. 이로써, 너깃 단부에 있어서의 경화부 (경화 조직) 를 효과적으로 템퍼링한다. 그 결과, 너깃 단부의 조직을 템퍼드 마텐자이트로 할 수 있다. 이 전류값 I_t 가 지나치게 낮으면 템퍼링의 효과가 희미해져 버린다. 한편, 전류값 I_t 가 지나치게 높으면 A₁ 점을 초과하기 때문에, 템퍼링의 효과가 없어져 버린다.

이와 같은 이유로부터, 승온 과정의 전류값 I_t (kA) 가, (0.8 × I_w) 미만인 경우, A₁ 점 미만의 온도가 되어, 너깃 단부를 효과적으로 템퍼링할 수 없다. 따라서, 승온 과정의 전류값 I_t (kA) 는, (0.8 × I_w) 이상으로 한다. 전류값 I_t (kA) 는, 바람직하게는 (1.0 × I_w) 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 (1.05 × I_w) 이상으로 한다.

한편, 승온 과정의 전류값 I_t (kA) 가, (1.6 × I_w) 를 초과하는 경우, A₁ 점을 초과해버릴 가능성이 높고, 후속의 과정에 있어서 다시 오스테나이트 변태되어, 최종적으로 마텐자이트 조직이 됨으로써 취화된다. 그 결과, 너깃 단부의 인성을 얻을 수 없다. 따라서, 승온 과정의 전류값 I_t (kA) 는, (1.6 × I_w) 이하로 한다. 전류값 I_t (kA) 는, 바람직하게는 (1.4 × I_w) 이하로 하고, 보다 바람직하게는 (1.3 × I_w) 이하로 한다.

템퍼링 후 열처리 공정에 있어서의 승온 과정은, 단시간에 급속히 온도를 올리고 있기 때문에, 승온 과정의 통전 시간 t_t (ms) 은, 0 ＜ t_t ≤ 200 으로 한다.

승온 과정의 통전 시간 (승온 시간) t_t 가 0 ms 에서는, 너깃 단부에 대한 템퍼링이 충분하지 않아, 승온에 의한 효과가 희미해진다. 따라서, 승온 시간 t_t 는 0 ms 초과로 한다. 승온 시간 t_t 는, 바람직하게는 10 ms 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 20 ms 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 40 ms 이상으로 하고, 한층 더 바람직하게는 80 ms 이상으로 한다.

한편, 승온 시간 t_t 가 지나치게 길면 너깃 단부의 온도가 지나치게 올라가 버려, A₁ 점을 초과하는 온도가 된다. 이로써, 템퍼드 마텐자이트가 다시 오스테나이트 조직이 되어, 템퍼링 통전 종료 후에는 단단한 마텐자이트로 돌아온다. 그 결과, 템퍼링의 효과가 없어진다. 따라서, 승온 시간 t_t 는 200 ms 이하로 한다. 승온 과정에서 A₁ 점 바로 아래의 온도까지 상승시킬 수 있으면, 후속의 과정인 천이 과정, 유지 과정에서 온도의 유지가 가능해진다. 이 때문에, 생산성을 고려하여 용접 시간을 짧게 하는 관점에서, 승온 시간 t_t 는, 바람직하게는 160 ms 이하로 하고, 보다 바람직하게는 150 ms 이하로 한다.

＜천이 과정＞

천이 과정을 갖는 경우, 승온 과정에 계속해서, 식 (4) 에 나타내는 다운 슬로프 통전 시간 t_tma (ms) 동안, 용접부를 통전하는 천이 과정을 실시한다.

0 ＜ t_tma ≤ 400 ···(4)

여기서, 천이 과정을 갖지 않는 경우에는 식 (4) 의 t_tma 를 0 ms 로 한다.

즉, 천이 과정을 갖지 않는 경우에는, 다운 슬로프 통전 시간 t_tma 를 형성하지 않기 때문에, 식 (4) 는 사용되지 않는 것을 의미한다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 승온 과정 후에 천이 과정 및 유지 과정의 양방을 갖는 경우 (즉, 승온 과정과 후술하는 유지 과정 사이에 천이 과정을 갖는 경우), 혹은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 승온 과정 후에 천이 과정만을 갖는 경우에는, 소정의 천이 시간으로, 승온 과정의 전류값 I_t 로부터 후술하는 식 (5) 에 나타내는 유지 과정의 전류값 I_tm (kA) 까지 연속적으로 전류가 변화하는 천이 과정을 부가한다. 이로써, 너깃 단부를 A₁ 점 바로 아래의 온도로 제어할 수 있다. 천이 과정은 너깃 단부를 A₁ 점 바로 아래의 온도로 제어하는 것을 목적으로 하고 있고, 천이 과정의 다운 슬로프 통전 시간 (천이 시간) t_tma 가 단시간이어도 효과를 나타낼 수 있다. 따라서, 천이 과정을 갖는 경우에는, 용접 시간이 길면 시행 효율의 저하로 이어지는 점에서, 천이 시간은, 0 초과 400 ms 이하로 한다. 천이 시간은, 바람직하게는 20 ms 이상, 보다 바람직하게는 30 ms 이상으로 한다. 천이 시간은, 바람직하게는 350 ms 이하, 보다 바람직하게는 300 ms 이하로 한다.

또한, 본 발명에서는, 상기한 승온 과정 대신, 천이 과정으로 대용할 수도 있다. 이 경우에는, 냉각 과정에 계속해서 천이 과정을 실시하는 데에 있어서, 먼저 상기 식 (2) 에 나타내는 고전류값 (I_t) 로 통전하고, 계속해서, 이 전류값 I_t 로부터 후술하는 식 (5) 에 나타내는 유지 과정의 전류값 I_tm 까지, 상기한 식 (4) 에 나타내는 다운 슬로프 통전 시간 t_tma 로, 연속적으로 전류를 변화시키면 된다.

＜유지 과정＞

도 2 에 나타내는 바와 같이, 승온 과정에 계속해서 유지 과정을 갖는 경우, 혹은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 승온 과정 후에 천이 과정 및 유지 과정을 갖는 경우에는, 식 (5) 에 나타내는 전류값 I_tm (kA) 로, 식 (6) 에 나타내는 통전 시간 t_tm (ms) 동안, 용접부를 통전하는 유지 과정을 형성한다.

0 ≤ I_tm ≤ 0.90 × I_t ···(5)

400 ≤ t_t ＋ t_tma ＋ t_tm ···(6)

여기서, 천이 과정을 갖지 않는 경우에는 식 (6) 의 t_tma 를 0 ms 로 하고, 유지 과정을 갖지 않는 경우에는 식 (5) 의 I_tm 을 0 kA 및 식 (6) 의 t_tm 을 0 ms 로 한다.

이로써, 승온 과정에 있어서의 A₁ 점 바로 아래의 온도를 유지하면서 너깃 단부를 템퍼링함으로써, 템퍼링을 진행시킬 수 있다. 그 결과, 템퍼링의 효과를 보다 효과적으로 얻을 수 있다. 유지 과정은, 승온 과정에서 상승시킨 A₁ 점 바로 아래의 온도를 유지하기 위한 과정인 점에서, 유지 과정의 전류값 I_tm 은 승온 과정의 전류값 I_t 보다 낮게 설정하고 있다. 또, 이 전류값 I_tm 이 지나치게 높으면 유지 중에 A₁ 점을 초과할 가능성이 있는 점에서, 전류값 I_tm (kA) 은 (0.90 × I_t) kA 이하로 한다. 전류값 I_tm (kA) 은, 바람직하게는 (0.8 × I_t) kA 이하로 하고, 보다 바람직하게는 (0.7 × I_t) kA 이하로 한다. 유지 과정의 전류값 I_tm 은 0 kA 이상으로 한다. 전류값 I_tm 은, 바람직하게는 (0.4 × I_t) kA 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 (0.45 × I_t) kA 이상으로 한다.

또한, 본 발명에서는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 승온 과정 후에 천이 과정을 갖지 않고, 유지 과정만을 갖는 경우여도, 상기 서술한 바와 같이 A₁ 점 바로 아래의 온도를 유지하는 것은 가능하다.

유지 과정의 통전 시간 t_tm (ms) 은, 너깃 단부의 온도를 A₁ 점 바로 아래로 유지하고, 템퍼링을 진행시키는 관점에서, 바람직하게는 50 ms 이상으로 하고, 바람직하게는 2000 ms 이하로 한다.

유지 과정의 통전 시간 t_tm (ms) 은, 보다 바람직하게는 400 ms 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 1800 ms 이하로 한다. 더욱 바람직하게는 600 ms 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 1600 ms 이하로 한다.

본 발명에서는, 템퍼링 후 열처리 공정의 통전 시간 (ms), 즉 승온 과정의 통전 시간 t_t, 천이 과정의 통전 시간 t_tma, 및 유지 과정의 통전 시간 t_tm 의 합계 시간을 제어하는 것도 중요하다. 템퍼링 후 열처리 공정의 통전 시간의 합계는, 상기한 식 (6) 의 관계를 만족한다. 여기서는, 상기한 식 (6) 을 만족하도록, 유지 과정의 통전 시간 t_tm 을 제어한다.

식 (6) 에 나타내는 우측변의 합계치가, 400 ms 미만에서는, 템퍼링이 진행되지 않아, 이음매 강도도 향상되지 않는다. 따라서, 템퍼링 후 열처리 공정의 통전 시간은 400 ms 이상으로 한다. 보다 더 우수한 템퍼링의 효과를 얻기 위해서는, 바람직하게는 450 ms 이상, 보다 바람직하게는 500 ms 이상, 더욱 바람직하게는 800 ms 이상이 바람직하다. 또한, 템퍼링 후 열처리 공정의 통전 시간의 상한은 특별히 규정하지 않는다. 템퍼링 후 열처리 공정의 통전 시간이 지나치게 길면 생산성을 저해하는 점에서, 템퍼링 후 열처리 공정의 통전 시간은, 2000 ms 이하로 하는 것이 바람직하다. 템퍼링 후 열처리 공정의 통전 시간은, 보다 바람직하게는 1500 ms 이하, 더욱 바람직하게는 1200 ms 이하로 한다.

다음으로, 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명은, 상기 서술한 저항 스폿 용접 방법을 이용한 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법이다. 본 발명의 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법에서는, 예를 들어, 2 장 이상의 강판을 중첩한 판 세트를 1 쌍의 용접 전극으로 협지하고, 가압하면서 상기한 각 공정의 용접 조건으로 통전하는 저항 스폿 용접을 실시하고, 필요 사이즈의 너깃을 형성하여, 저항 스폿 용접 이음매를 얻는다. 또한, 강판이나 용접 조건 등은 상기 서술한 설명과 동일하기 때문에, 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 저항 스폿 용접 방법 및 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법은, 후통전 즉 템퍼링 후 열처리 공정의 용접 조건을 적절히 제어함으로써, 너깃 단부의 인성을 향상시켜, 연성적인 파면을 얻음으로써 계면 파단을 억제한다. 그 결과, 플러그 파단 혹은, 플러그의 대부분이 잔존한 부분 플러그 파단으로 할 수 있다. 이로써, 얻어지는 용접 이음매의 이음매 강도 (CTS) 를 향상시킬 수 있다.

또한, 너깃 단부의 인성이 향상된 것에 의해, 용접 이음매의 TSS 도 보다 더 향상될 수 있다. 그 때문에, 판 세트에 상기한 강판 성분을 갖는 고강도 강판을 포함하는 경우에도, 이음매 강도 (CTS 및 TSS) 를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의해 얻어지는 너깃의 성분은, 0.05 ≤ C ≤ 0.60 (질량％), 0.1 ≤ Si ≤ 2.0 (질량％), 1.5 ≤ Mn ≤ 6.0 (질량％) 의 범위가 될 수 있다. 너깃 내 성분의 산출 방법은, 상기 서술한 방법으로 제작한 샘플로부터 너깃을 잘라내어, 화학 분석에 의해 구해도 된다. 혹은, 용접부의 단면 사진으로부터 구하고, 그 비율을 상하 각각의 강판의 용융부의 단면적의 비율과 각각의 강판 성분의 함유량으로부터 환산해도 된다.

실시예

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 대하여, 실시예를 사용하여 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예로서, 상기 서술한 도 1 에 나타낸 바와 같이, 2 장의 강판 (하측의 강판 (1) 과 상측의 강판 (2)) 을 중첩한 판 세트 (3) 에 대해, C 건에 장착된 서보 모터 가압식에서 직류 전원을 갖는 저항 용접기를 사용하여 저항 스폿 용접을 실시하였다. 필요 사이즈의 너깃 (6) 을 형성하고, 저항 스폿 용접 이음매를 제작하였다. 또한, 일부의 판 세트는, 3 장의 강판을 중첩하였다.

시험편에는, 표 1 및 표 2 에 나타내는, 780 ㎫ 급 ∼ 1180 ㎫ 급까지의 판 두께 0.8 ∼ 1.2 ㎜ 의 강판 (강판 A ∼ 강판 J) 을 사용하였다. 시험편의 사이즈는, 장변 : 150 ㎜, 단변 : 50 ㎜ 로 하였다. 강판 A ∼ 강판 J 에는, 표 1 에 나타내는 성분 조성의 강판을 사용하였다. 강판 성분을 나타내는 ％ 는, 특별히 명기하지 않는 한 「질량％」를 의미한다.

먼저, 얻어진 시험편을 사용하여 표 2 에 나타내는 바와 같이 중첩하여 배치하고, 판 세트 (3) 로 하였다.

다음으로, 각 판 세트 (3) 를 사용하여, 표 3-1 및 표 3-2 에 나타내는 용접 조건의 저항 스폿 용접을 실시하고, 필요 사이즈의 너깃 (6) 을 형성하여, 저항 스폿 용접 이음매를 얻었다.

또한, 이 때의 통전은, 이하에 나타내는 조건에서 실시하였다. 통전 중의 가압력은 일정하게 하고, 여기서는 3.5 kN 으로 실시하였다. 또, 하측의 용접 전극 (4) 과 상측의 용접 전극 (5) 은, 모두 선단의 직경 : 6 ㎜, 선단의 곡률 반경 : 40 ㎜ 로 하고, 크롬 구리제의 DR 형 전극을 사용하였다. 또, 하측의 용접 전극 (4) 과 상측의 용접 전극 (5) 으로 가압력을 제어하고, 직류 전원을 사용하여 용접을 실시하였다. 너깃 직경은, 판 두께 : t (㎜) 로 할 때 5.5 √t (㎜) 이하가 되도록 형성하였다.

얻어진 저항 스폿 용접 이음매를 사용하여, 이하에 기재된 방법으로 십자 인장 시험 및 인장 전단 시험을 실시하고, CTS 및 TSS 의 평가를 실시하였다.

[CTS 의 평가]

CTS 의 평가는, 제작한 저항 스폿 용접 이음매에 대해, JISZ3137 에 규정된 방법으로 십자 인장 시험을 실시하고, CTS (십자 인장력) 를 측정하여 실시하였다. 측정치가 JIS A 급 (3.4 kN) 이상이었던 것에 대해 기호 「○」를 부여하고, JIS A 급 미만이었던 것에 대해 기호 「×」를 부여하였다. 또한, 본 실시예에서는, 기호 「○」의 경우를 양호라고 평가하고, 기호 「×」의 경우를 열등한 것으로 평가한다.

[TSS 의 평가]

TSS 의 평가는, 제작한 저항 스폿 용접 이음매에 대해, JISZ3136 에 규정된 방법으로 인장 전단 시험을 실시하고, TSS (전단 방향에 대한 인장 강도) 를 측정하여 실시하였다. 측정치가 JIS A 급 (6.4 kN) 이상이었던 것에 대해 기호 「○」를 부여하고, JIS A 급 미만이었던 것에 대해 기호 「×」를 부여하였다. 또한, 본 실시예에서는, 기호 「○」의 경우를 양호라고 평가하고, 기호 「×」의 경우를 열등한 것으로 평가한다.

표 4-1 및 표 4-2 에 저항 스폿 용접 이음매에 있어서의 CTS 및 TSS 의 평가 결과를 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

[표 3-1]

[표 3-2]

[표 4-1]

[표 4-2]

표 4-1 및 표 4-2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명 방법에 따라 저항 스폿 용접을 실시한 본 발명예에서는, CTS 및 TSS 가 양호한 저항 스폿 용접 이음매를 얻을 수 있었다. 이에 반해, 본 발명 방법의 용접 조건을 벗어난 비교예에서는, CTS 및 TSS 중 적어도 1 개 이상에서 양호한 이음매가 얻어지지 않았다.

1 : 하측의 강판
2 : 상측의 강판
3 : 판 세트
4 : 아래의 용접 전극
5 : 상측의 용접 전극
6 : 너깃

Claims

2 장 이상의 강판을 중첩한 판 세트를 1 쌍의 용접 전극으로 협지하고, 가압하면서 통전하여 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서,
상기 판 세트 중 적어도 1 장의 강판은, 성분 조성이, 질량％ 로, C : 0.05 ∼ 0.60 ％, 및 Mn : 1.5 ∼ 6.0 ％ 의 범위를 만족하고, 인장 강도가 780 ㎫ 이상인 고강도 강판이고,
상기 통전은, 전류값 I_W (kA) 로 통전하는 주통전 공정과, 템퍼링 후 열처리 공정을 갖고,
상기 템퍼링 후 열처리 공정은,
하기 식 (1) 에 나타내는 냉각 시간 t_ct (ms) 를 형성하는 냉각 과정과,
하기 식 (2) 에 나타내는 전류값 I_t (kA) 로, 하기 식 (3) 에 나타내는 통전 시간 t_t (ms) 동안, 통전을 실시하는 승온 과정과,
하기 식 (4) 에 나타내는 다운 슬로프 통전 시간 t_tma (ms) 동안, 통전 전류를 전류값 I_t (kA) 로부터 하기 식 (5) 에 나타내는 전류값 I_tm (kA) 로 연속적으로 감소시키는 천이 과정 및/또는 하기 식 (5) 에 나타내는 전류값 I_tm (kA) 로, 하기 식 (6) 에 나타내는 통전 시간 t_tm (ms) 동안, 용접부의 통전을 실시하는 유지 과정을 갖는, 저항 스폿 용접 방법.
800 ≤ t_ct ··· (1)
0.8 × I_w ≤ I_t ≤ 1.6 × I_w ···(2)
0 ＜ t_t ≤ 200 ···(3)
0 ＜ t_tma ≤ 400 ···(4)
0 ≤ I_tm ≤ 0.90 × I_t ···(5)
400 ≤ t_t ＋ t_tma ＋ t_tm ···(6)
여기서, 천이 과정을 갖지 않는 경우에는 식 (4) 및 식 (6) 의 t_tma 를 0 ms 로 하고, 유지 과정을 갖지 않는 경우에는 식 (5) 의 I_tm 을 0kA 및 식 (6) 의 t_tm 을 0 ms 로 한다.
제 1 항에 있어서,
상기 고강도 강판은, 상기 성분 조성에 추가로, 질량％ 로, A 군 및 B 군 중에서 선택된 1 군 또는 2 군을 함유하는, 저항 스폿 용접 방법.
A 군 : Si : 0.1 ∼ 2.0 ％, 및 P : 0.10 ％ 이하
B 군 : Cu, Ni, Mo, Cr, Nb, V, Ti, B, Al, 및 Ca 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을, 함유량의 합계로 5 ％ 이하
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 저항 스폿 용접 방법을 이용하여 저항 스폿 용접 이음매를 제조하는, 저항 스폿 용접 이음매의 제조 방법.