TW201325789A - 高張力鋼板的電阻點焊方法及電阻點焊接頭 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是提供一種電阻點焊方法，對於包含高強度鋼板的板組的電阻點焊，即使高Ceq(碳當量)系的材料也可以達成較高的接頭強度。本發明的電阻點焊方法，是將重疊了二枚以上鋼板的板組，由一對的熔接電極挾持，一邊加壓一邊通電熔接，其特徵為，由其順序，具有：將電流值Im(kA)通電，形成滿足下述式(1)的銲塊徑d(mm)的第一通電過程；及在加壓的狀態下冷卻的前述第一通電後的通電停歇過程(A)；及進一步，進行使用2階段的電流值的通電的第二通電過程；3×√tm≦d≦6×√tm...式(1)在此，tm，是前述二枚以上的鋼板中最薄的板的板厚(mm)。

Description

高張力鋼板的電阻點焊方法及電阻點焊接頭
本發明，是有關於重疊電阻熔接法的一種也就是電阻點焊方法及藉由電阻點焊形成的接頭，尤其是將包含Ceq為0.28以上的高強度鋼板的板組，由更短時間，形成更高強度的接頭的電阻點焊方法。
近年來，為了提高燃料的比消費量，並減輕CO2排出量，使車體的輕量化被提昇。從價格、成形性、強度的平衡考量的話，汽車的素材大部分是利用鐵鋼，使由薄層化所產生的輕量化被提昇。另一方面，車體的安全性確保是被要求比習知高的水準，與薄層化同時也被檢討由高張力化所產生的強度的確保。
且在車體的組裝中熔接是不可缺的，熔接部的良否是與信賴性直結。在車體被使用的熔接法之中，電阻點焊是在運用成本和位置的自由度方面優異，會在一台進行數千點的熔接。因此有關信賴性的確保電阻點焊是擔任很大的角色。
電阻點焊，是如第1圖所示，將重疊的2枚以上的鋼板(在此，下方的鋼板1及上方的鋼板2的2枚)的板組3，由上下一對的電極基片(下方的電極基片4及上方的電極基片5)挾持，藉由加壓通電使熔融，形成需要尺寸的銲塊6，而獲得熔接接頭者。
如此獲得的接頭的品質，可從銲塊的徑和溶入程度獲得，或是由剪斷拉伸強度(朝接頭的剪斷方向進行拉伸試驗時的強度)或十字拉伸強度(朝接頭的剝離方向進行拉伸試驗時的強度)，或疲勞強度等評價。其中，剪斷拉伸強度或十字拉伸強度所代表的靜強度，是作為接頭品質的指標被重視。
點焊部的拉伸剪斷強度，已知會隨著鋼板的拉伸強度的增加而增加的傾向。但是，十字拉伸強度是無關於鋼板的拉伸強度的增加而幾乎不會增加，且相反地反而減少。其原因是，鋼板成為高強度的話，由下述式等表示的碳等量Ceq變大，將這種鋼板熔接的話，因為會被賦予急熱急冷的熱週期，所以在熔接部及熱影響部的硬度會上昇，但韌性會下降。
Ceq=C+1/30×Si+1/20×Mn+2P+4S(%)
將高強度鋼板電阻點焊的時為了確保熔接接頭部的強度，從熔接法的觀點的話，會考慮打點數的增加和銲塊徑的擴大。但是，打點數的增加是需要熔接作業空間，成為作業時間的增大的原因，進一步生產性會惡化。且，在擴大銲塊徑的中必需加大電極，且為了防止熔接金屬的飛散(分散)必需增加加壓力，除了設備裝置會受限制以外，因為熔接熱影響部也擴大，所以也有母材特性減損的缺點。
在此，為了由與習知同樣，或由其以下的銲塊徑確保 熔接接頭部的強度，被嘗試地進行在形成銲塊的本通電之後對於進行通電之後熱通電方式。尤其是將熔接部一旦冷卻，再加熱的回火麻田散鐵方式(以下稱「回火方式」)，是一旦將熔接部凝固、變態之後藉由再加熱，藉由將銲塊及熔接熱影響部(HAZ部)軟化，來謀求將銲塊的韌性提高和熔接部附近的應力集中緩和，使實現接頭強度提高者等，已具有多數的檢討例。
其中一例，在專利文獻1中，使用回火通電中的通電時間Tt‧通電電流It及本通電中的通電時間To‧通電電流Io，使(It/Io)的二次方(平方)及(Tt/To)的積進入0.25~0.82的範圍較佳。
且在非專利文獻1中，藉由對於1.05mm的鋼板進行回火通電使靜強度提高，後熱通電所需要的時間是，若冷卻時間為0.4秒，回火通電時間為0.5秒的話，計0.9秒。
在專利文獻2中，在進行本通電之後，由本通電以下的電流值進行通電，藉由配合通電終了後的保持時間改變板厚，就可以改善高張力鋼板的十字拉伸強度。
在專利文獻3中，對於拉伸強度900MPa~1850MPa的鋼板，藉由在本通電之後，將本通電的70%~90%的電流值，通電40ms至80ms的時間，或是在20ms的冷卻時間之後，將本通電的40%~70%的電流值，通電40ms至200ms的時間，就可提高十字拉伸強度。
近年來也被提案，如專利文獻4、或在非專利文獻2 ，在一定的冷卻之後，藉由進行2~4週期(40~80ms)程度的通電來提高十字拉伸強度的方法。在非專利文獻2中，藉由在40週期(0.8s)程度的冷卻之後通電，就可獲得與回火方式同等的效果。在專利文獻4中，使負荷接近分散發生的上限電流的話，可獲得特異的熱影響，其結果可獲得與回火方式同等的效果。
且近年來，與回火方式相異，反覆冷卻及通電的脈動狀的通電方式的檢討被進行。例如，在專利文獻5中，形成銲塊的本通電之後，由無通電保持之後，短時間進行比本通電更高電流的通電，藉由將其反覆複數次，就可由比回火方式更短時間提高接頭強度。
且在薄板及比其更厚的2枚的板等的組合中，具有薄板及厚板之間熔融部形成困難的問題，對於這種三枚以上重疊的板組，在專利文獻6中是在本通電之後藉由進行停歇及通電反覆的脈動通電，而可以確保充分的銲塊徑。
在專利文獻7中，形成銲塊的本通電之後，一旦將電流值下降通電了之後，短時間進行比本通電更高電流的通電，藉由將其反覆複數次，不會分散發生就可形成銲塊。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭58-003792號公報
[專利文獻2]日本特開2002-103048號公報
[專利文獻3]日本特開2009-241086號公報
[專利文獻4]日本特開2010-172946號公報
[專利文獻5]日本特開2010-115706號公報
[專利文獻6]日本特開2008-093726號公報
[專利文獻7]日本特開2010-207909號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]1st International Conference Super-high Strength Steels Proceedings，G. Shi等，Techniques For Improving The Weldability of Trip Steel Using Resistance Spot Welding、2005年
[非專利文獻2]AISI/DOE Technology Roadmap Program、DE-FC36-97ID13554、B. Girvin等，Development of Appropriate Spot Welding Practice for Advanced High-Strength Steels，2004年
但是在習知的回火方式的通電，或是脈動狀的通電中也有很多課題。
首先，專利文獻1~3及非專利文獻1的通電方法，因為是由本通電以下的電流值，選擇可充分地電阻發熱的範圍，所以可利用的電流範圍狹窄。因此，會深受些微的通電電流、電流時間的變化的影響，在各式各樣的外亂要因存在的製造的現場(例如引起超過本通電的50%的大的電流下降)進行貼裝時，可進行穩定施工的條件受限的 問題點。此外為了由本通電以下的低電流有效地發熱，也有需要充分的熔接時間(依據非專利文獻1的話，至少0.5秒以上)，而成為與冷卻時間相加的總熔接時間(定義為從最初的通電開始至最後的通電完成為止)增加的要因的問題。
只將揭示於專利文獻4及非專利文獻2的短時間的高電流施加1回的情況，皆為了獲得效果而設定接近分散發生上限的電流值。但是具有，依據加工和組裝的精度會發生板隙，而可能成為分散的原因的課題。
此外一般的回火方式的通電方法，是以非專利文獻1及非專利文獻2的方式，藉由在充分的冷卻之後通電來進行回火。因此，需要充分的冷卻時間(依據非專利文獻1的話1.05mm的板厚至少20週期(0.4秒)以上，想獲得穩定地效果的情況和板厚增加的情況時比20週期(0.4秒)更長的時間)，而具有總熔接時間長的問題。
進一步，專利文獻4及5，是將由本通電所形成的銲塊藉由後熱通電而擴大，將確保熔融部。習知，在銲塊徑及接頭強度中從具有密接的關係的觀點，無關後熱通電的有無，只有整理有關最終的銲塊徑的接頭強度來評價。但是，如前述，無論由銲塊徑的擴大來提高強度是很重要，但是因為銲塊和HAZ(焊接熱影響區)是從熔融狀態被急冷，所以無法提高接頭強度。
在專利文獻6中藉由將熱影響部的溫度履歷複數控制來提高接頭強度的點，是與上段的回火通電的思維方式相 異。但是，隨著成為高Ceq系在單純的反覆的模式中效果變小，且，反覆次數增加的話生產節拍時間也會增加，改善點很多。
在此，本發明的目的是提供一種電阻點焊方法，對於包含高強度鋼板的板組的電阻點焊，可以解決前述問題，即使高Ceq系的材料也可以達成較高的接頭強度。
本發明人等，是為了解決前述課題，專心檢討了對於包含高張力鋼板的板組的電阻點焊中的接頭強度的提高方法。
代表電阻點焊的接頭強度的靜強度的拉伸剪斷強度及十字拉伸強度之中，拉伸剪斷強度因為具有配合鋼板的高強度化而提高的傾向，本發明人等，在考慮高強度鋼板的接頭強度時是更重視十字拉伸強度。電阻點焊接頭的十字拉伸強度及斷裂形態之間已知有相關，低強度熔接接頭會產生與鋼板平行斷裂的剝離斷裂，隨著成為高強度而朝使一方的鋼板呈按鈕狀殘餘的狀態下脫落的方式斷裂的管塞斷裂變化。
剝離斷裂因為是脆性斷裂，所以習知著眼在朝銲塊端部的應力集中來進行檢討。即使是以提高接頭強度為目的專利文獻1~5，也藉由抑制銲塊或熱影響部的硬化或軟化使減少應力集中來達成。
但是這些是以銲塊的脆性斷裂的條件本身不變化為前 提，對於條件的提高並未討論。本發明人等是檢討了條件及其提高。
在此，本發明人等是藉由進行十字拉伸試驗的數值解析，來進行銲塊端部的應力擴大係數的評價。此結果得知，同一負荷下的應力擴大係數，在銲塊的軟化、熱影響部的軟化，皆有意地下降。這可以說明是因為藉由各部的軟化使與銲塊端部接觸的切口先端角鈍化。
影響銲塊的特性的因子，被指摘為P(磷)和S(硫黃)的存在。含有同程度的C(碳)量使P及S變化，試作具有同程度的硬度及拉伸強度的鋼種，比較了十字拉伸強度的話，隨著P及S的量增加使斷裂強度下降，並使剝離斷裂增加。
在此，詳細評價P及S的影響。觀察了銲塊的組織，發現由苦味酸被蝕刻的部分及回火麻田散鐵粒的單元構造並不一致。由苦味酸被蝕刻的領域，是藉由經由EPMA觀察的觀察，認為主要是Si(矽)、Mn(錳)及P偏高，而成為凝固偏析的部分。其中，特別是P是與Si和Mn相比呈高濃度凝集。這是被認為因為P的融點比其他元素低。進一步使十字拉伸試驗停止在一定負荷，並評價銲塊內龜裂的傳播位置。其結果可明白，P的偏在位置及龜裂的傳播路徑是重疊。
因此，熔接程序及銲塊斷裂的關係是認為如以下。首先，藉由急速的凝固使不純物特別是P和S朝枝晶構造的外側被推出，使偏析發生。其後，雖形成奧氏體粒，但是 其構造不一定與偏析狀態一致。且認為進一步冷卻持續的話會引起回火麻田散鐵變態，存在於回火麻田散鐵粒內的P及S的偏析部，會誘發銲塊的脆性斷裂。因此認為，藉由緩和P及S的偏在，可以達成條件的提高，而進一步進行檢討。
首先，評價是否可藉由變化凝固速度而獲得效果。但是，成為在銲塊形成後由低電流持續通電的話會助長凝固偏析的結果。因為一般冷卻速度變快的話，偏析會具有被更微細化的傾向，首先急速冷卻是重要的。
接著，評價由再通電所產生的P的狀態。一般，元素是愈高溫愈短時間擴散，愈低溫愈需要長時間。另一方面，因為在奧氏體粒內P會偏析，所以判定使長時間擴散的情況時，會凝集在奧氏體粒界，而成為粒界破裂的原因。實際上，施加回火通電的情況時與不進行回火通電情況相比，雖可見P偏析的緩和，但是進行長時間的通電的話，可見到朝粒界的偏析，使接頭強度下降。進一步由專利文獻6的方法也可見若干的緩和。這是認為因為藉由利用高電流即使短時間也可獲得大的效果。
但是比較了：將本通電(第一通電過程)後的後熱通電只有在第二通電過程進行的銲塊、及其後進行第三通電過程的銲塊的情況，進行第三通電過程者的P的偏析的緩和效果很小。這是因為藉由第二次的後熱通電(第三通電過程)為止的通電停歇過程(B)被冷卻使銲塊急劇地成為低溫，所以判定在第一次的後熱通電(第二通電過程) 之後的P偏析的緩和的效果很小。因此得知，為了增大P偏析的緩和的效果，在急冷之後，需要由高溫維持。
另一方面，如以往所知，藉由熱影響部的軟化來緩和應力集中也很重要。在高張力鋼板的熱影響部中，存在：在銲塊附近比母材更硬的硬化部、及比硬化部的外周的母材更軟的軟化部。本發明人等是藉由數值解析評價硬化部及軟化部的影響，發現：藉由硬化部的軟化或其領域的減少，或是軟化部的進一步的軟化或其領域的增加，使銲塊端部中的應力集中減少，就可以抑制銲塊中的斷裂。又，硬化部及軟化部的領域，觀察接頭的剖面時，具有相當於軟化部的面積或軟化部的寬度的領域的情況。在本發明中，其中，著眼在軟化部的領域的增加。
銲塊的軟化部，是使由銲塊發生的熱被傳達而昇溫至奧氏體化溫度以下的溫度為止的部分。為了增加此軟化部的領域將從銲塊傳遞的熱維持在一定程度。在如專利文獻6的方法中，也有藉由通電軟化部的溫度逐步地上昇而進入奧氏體域而硬化的部分，其原因是認為在單純的高電流通電中無法適切地控制。
基於這種檢討，本發明人等，檢討了維持將銲塊急冷的後高溫，且也維持軟化部的溫度的方法。其結果，發現如以下的通電模式。首先，本通電之後，藉由通電停歇過程進行冷卻，然後，藉由第二通電過程為了高溫化而負荷高電流，進一步將電流下降進一步在持續通電的第二通電過程進行2段的通電處理的模式。藉此可以將銲塊急冷、 高溫化，並且可以防止軟化部溫度過度上昇，且可以適切地維持。
進一步，為了擴大軟化部的領域，雖有需要使直到軟化部的外側的母材為止成為高溫，但是持續通電的話接近硬化部的部分因為會成為更高溫，所以反覆通電及由通電停歇所產生的冷卻是重要的。從實驗的檢討可以發現，藉由將冷卻時間依據板厚嚴格地定義，就可實現無不必要浪費的熱傳達。因此，除了上述模式以外，藉由反覆通電停歇過程的冷卻及通電，就可以進一步擴大軟化部的領域。藉由將此時的通電分為二段，並使後段比前段更低電流化，就可以實現有效率地軟化。藉由反覆此通電停歇過程的冷卻及通電可以增加效果，但是因為成為熔接時間的增加的原因，最多2次較佳。
進行此熔接法的話，將銲塊的P的偏析狀態由EPMA等解析時，P是藉由偏析就可以使成為高濃度的領域的比率成為比習知低的水準。
此熔接法在由急冷所產生的硬化上顯著，藉由適用於十字拉伸強度大幅地劣化的拉伸強度440MPa以上的高張力鋼板，可發現明顯的接頭強度提高的效果。
如此，藉由進行：後熱通電(第二通電過程或第三通電過程)、及如上述的通電停歇過程(A)及/或(B)進一步在第二通電過程的內二段的通電，同時達成將銲塊的P偏析緩和及軟化部的擴大，就可成功由比習知熔接更短時間提高接頭強度。
依據上述，本發明具有以下的特徵。
[1]一種電阻點焊方法，將重疊了二枚以上鋼板的板組，由一對的熔接電極挾持，一邊加壓一邊通電熔接，其特徵為，由其順序，具有：將電流值Im(kA)通電，形成滿足下述式(1)的銲塊徑d(mm)的第一通電過程；及在加壓的狀態下冷卻的前述第一通電過程後的通電停歇過程(A)；及進一步，將進行使用滿足下述式(2)及式(3)的2階段的電流值的通電的第二通電過程；3×√tm≦d≦6×√tm………式(1)
在此，tm，是前述二枚以上的鋼板中最薄的板的板厚(mm)。
Im<I21<Im×2.0………式(2)
I22<I21………式(3)
在此，I21及I22，是各別為前述2階段的通電的前階段及後階段的電流值(kA)。
[2]如[1]的電阻點焊方法，其中，前述第一通電過程後的通電停歇過程(A)的時間Tc1是滿足下述式(4)；t/2<Tc1<t×5………式(4)
在此，t是前述板組的總板厚(mm)，時間的單位是(週期/50Hz)。
[3]如[1]或[2]的電阻點焊方法，其中，前述第二通電過程的總通電時間T2，是滿足下述式(5)及式(6)； T2=T21+T22………式(5)
在此，T21及T22各別為前述前階段的通電時間及前述後階段的通電時間；T2<t×5………式(6)
在此，t是板組的總板厚(mm)，時間的單位是(週期/50Hz)。
[4]如[1]~[3]中的任一的電阻點焊方法，其中，由其順序具有：在前述第二通電過程之後，在加壓的狀態下的通電停歇過程(B)；及進一步，將進行滿足下述式(7)的通電的第三通電過程；I3×I3×T3<I21×I21×T21+I22×I22×T22………式(7)
在此，I3，是第三通電過程的電流值(kA)，且I21及I22，是各別為前述2階段的通電的前階段及後階段的電流值(kA)，T3是第三通電過程的通電時間，T21及T22是各別為前述前階段的通電時間、後階段的通電時間，時間的單位是(週期/50Hz)。
[5]如[4]的電阻點焊方法，其中，前述第二通電過程後的前述通電停歇過程(B)的時間Tc2，是滿足下述式(8)；Tc1/5<Tc2≦Tc1………式(8)
在此，Tc1是前述第一通電後的通電停歇過程(A)的時間，時間的單位是(週期/50Hz)。
[6]如[4]或[5]的電阻點焊方法，其中，進一步，可取代前述第三通電過程的1階段的通電進行2階段的通 電。
[7]如[4]~[6]中的任一的電阻點焊方法，其中，進一步，將第二通電過程後的通電停歇過程(B)及前述第三通電過程反覆1次或2次的範圍內。
[8]如[1]~[7]中的任一的電阻點焊方法，其中，前述二枚以上的鋼板之中，至少一枚的鋼板是滿足下述式；0.25<Ceq<0.6
在此，Ceq=C+1/30×Si+1/20×Mn+2×P+4×S(%)
右邊是鋼板的各元素的含有量(質量%)。
依據本發明的話，對於包含至少一枚以上的高張力鋼板的二枚以上的板組，與習知相比可以作成十字拉伸強度高的電阻點焊接頭。
以下，依據圖面說明本發明的實施例。
本發明的一實施例的電阻點焊方法，是如第1圖所示，將包含重疊的1枚以上的高強度鋼板(在此，下方的鋼板1及上方的鋼板2的2枚之中，鋼板1為高強度鋼板)的板組3，由上下一對的電極基片(下方的電極基片4及上方的電極基片5)挾持、加壓，並藉由通電的電阻點焊而熔接接合，形成需要尺寸的銲塊6並獲得電阻點焊接頭 電阻點焊方法。
在此實施例中可最佳使用的熔接裝置，只要具有：設有上下一對的電極基片，可以由一對的電極基片將熔接的部分挾持、加壓並通電，在熔接中可各別任意控制加壓力、熔接電流的加壓力控制裝置及熔接電流控制裝置即可。加壓機構(氣壓缸或伺服馬達等)、電流控制機構(交流和直流等)、形式(定置式、可移動式等)等並無特別限定。在以下的說明，若未特別說明通電時間的單位(週期/50Hz)的話，就是0.02s意思。且，也有只表記為「週期」或「cycle」的情況。
且此實施例中的本發明施工步驟是如第2圖所示。縱軸是顯示電流值(RMS值)，橫軸是顯示時間。
第一通電過程
首先，第一通電過程(也稱為「本通電」等)，是將包含至少一枚以上的高張力鋼板的二枚以上的鋼板重疊的板組，由一對的熔接電極挾持，一邊加壓一邊通電電流值Im(kA)，將最薄的鋼板的板厚設為tm(mm)，使銲塊徑d，符合3×√tm≦d≦6×√tm………式(1)地形成銲塊的過程。
在此，銲塊徑d，設為3×√tm以上的理由，是因為本發明為了獲得效果需要一定的銲塊，若為6×√tm以下的話，會形成過大的銲塊的情況，有可能冷卻會變慢並因為 後熱通電而再熔融。
且第一通電過程的通電時間是5週期~25週期較佳。藉由本第一通電過程，可以獲得健全的銲塊。
第一通電過程後的通電停歇過程(A)
進一步，具有將銲塊急冷使凝固的通電停歇過程(A)。在此過程中，第一通電過程之後，在加壓的狀態下藉由無通電冷卻就可以形成微細的凝固組織。此過程的處理時間也就是通電停歇時間Tc1，是可滿足：為了確保凝固的下限、及抑制過剩的冷卻並限定使可有效獲得次過程的效果用的上限之下述式(4)較佳。藉由此通電停歇過程(A)，使銲塊的凝固時的偏析更微細化，首先急速冷卻是重要的。維持無通電加壓的狀態的理由，是為了加大冷卻速度。
t/2<Tc1(週期/50Hz)<t×5………式(4)
在此，t是前述板組的總板厚(mm)，(週期/50Hz)是0.02s。
藉由如此，可以使冷卻後的再加熱的效果成為最大。
設為t/2<Tc1(週期/50Hz)的理由，是限定在確保一定的凝固狀態下的最小的冷卻時間，銲塊的冷卻速度因為是總板厚愈增加變愈慢，所以必需對應板厚定義最小冷卻時間。且，設為Tc1(週期/50Hz)<t×5的理由，是銲塊在本發明中要成為被充分冷卻的狀態的話，同樣獲得只要總板厚的5倍的時間的結果。此時，通電停歇過程(A) 的通電停歇時間Tc1的時間是過長的情況時，因為鋼板的冷卻過度，由其後的通電所產生的熱處理效果的控制會成為困難，所以t的4倍以下的值較佳。
進行使用二階段的電流值的通電的第二通電過程
接著，進行可進行二階段的通電的第二通電過程。此第二通電過程，是對於由第一通電過程達成形成銲塊的主要的功能的電流值Im，使第二通電過程的通電是由二階段所構成，前階段的電流值I21是Im<I21<Im×2.0………式(2)使其後的後階段的電流值I22成為I22<I21………式(3)的方式進行熔接。設為Im<I21的理由，是為了由短時間獲得再發熱的效果，設為I21<Im×2.0的理由，是負荷過大的電流的情況時會成為再熔融、分散的原因。設為I22<I21的理由，是為了防止軟化部的溫度過大。
如此藉由限定，可以穩定地將熔接部維持在高溫。
且為了使不分散地急熱、及適切地維持溫度的前階段的電流值I21，是1.2以上1.8以下(Im×1.2≦I21≦Im×1.8)較佳，I22是I21的1/2以上(I21×1/2≦I22<I21)較佳。又在此第二通電過程中的電流值I21之前且在漸增控制和I22之後追加漸減控制也不脫離本發明的範圍。
第二通電過程的總通電時間T2
第二通電過程的總通電時間T2，是由前階段的通電時間T21及後階段的通電時間T22的和，T2=T21+T22………式(5)表示時，對於板組的總板厚t(mm)，使成為T2(週期/50Hz)<t×5………式(6)的方式進行熔接較佳。此時，T2，是若短太過的話不易獲得加熱的效果，所以設定成使成為至少t/2<T2，並且若過長的話會使施工性惡化，所以成為T2≦t×3更佳。又，進行漸增控制或漸減控制的情況時，該各設定時間是比T2更短較佳。
在第二通電過程之後，在無通電加壓的狀態下的通電停歇過程(B)
在本發明的實施例的熔接作業中，在第二通電過程之後，存在時間Tc2維持無通電加壓的狀態的通電停歇過程(B)較佳。在通電停歇過程(B)，維持加壓狀態的理由，是為了藉由電極將熔接部冷卻。此通電停歇過程(B)雖不一定需要，但是本過程是具有：使第二過程的發熱再度調整，使下次的第三通電過程中的發熱更有效的意義。
通電停歇過程(B)中的加壓壓力是3~10MPa的範圍較佳。因為藉由這種加壓力，可以充分地確保電極及鋼板的接觸部，可以獲得平衡的冷卻。
第二通電過程之後的通電停歇過程(B)的時間Tc2 (週期/50Hz)，是滿足次式(8)的關係較佳。
Tc1/5<Tc2≦Tc1………式(8)
在此，Tc1是前述第一通電後的通電停歇過程(A)的時間。這是意圖在本過程之後，藉由將第三通電過程的入熱設定成比第二通電過程的入熱更低，限定冷卻時間，使軟化部的擴大最大化。
第三通電過程
前述第二通電過程之後的通電停歇過程(B)後，進行可進行再度通電的第三通電過程較佳。此情況，將第三通電過程的電流值設為I3(kA)，將通電時間設為T3的話，對於I21、I22(kA)及T21、T22，滿足次式(7)的關係較佳。
I3×I3×T3>I21×I21×T21+I22×I22×T22………式(7)
I3，是第三通電過程的電流值(kA)、I21及I22，各別為前述2階段的通電的前階段及後階段的電流值(kA)，T3(s)是第三通電過程的總通電時間，T21(s)及T22(s)各別為前述前階段的通電時間、後階段的通電時間。
這是意圖藉由將第三通電過程的入熱設定成比第二通電過程的入熱更高，使軟化部的擴大最大化。
且將第三通電過程的通電設為二階段，將前段的電流值設為I31，使Im≦I31<Im×2.0，並將後段的電流值設為I32的話，藉 由使I32<I31，就可以使效果進一步提高。
此時，I31×I31×T31+I32×I32×T32>I21×I21×T21+I22×I22×T22 ………式(11)更佳。在此，T21及T22各別為第二通電過程的前段及後段的通電時間，T31及T32，各別為第三通電過程的前段及後段的通電時間(週期/50Hz)。
(11)式是與(7)式同樣，意圖藉由將第三通電過程的入熱設定成比第二通電過程的入熱更高，使軟化部的擴大最大化。且，第二通電過程同樣，在第三通電過程中的電流值I31之前且在漸增控制和I32之後追加漸減控制，並未脫離本發明的範圍。進一步，進行漸增控制或漸減控制的情況時，其各設定時間是比T3更短較佳。
且本熔接法是藉由使二枚以上的鋼板之中的至少一枚的鋼板的拉伸強度成為440MPa以上，就可以進一步獲得本發明的效果。且，至少一枚的鋼板的拉伸強度是980MPa以上，進一步可以獲得更好的效果。二枚以上的鋼板之中的至少一枚的鋼板的碳當量Ceq，是0.25<Ceq<0.6的範圍較佳。又，Ceq=C+1/30×Si+1/20×Mn+2×P+4×S(單位；質量%)。
[實施例1]
本發明的實施例，如前述的第1圖所示，對於將2枚的鋼板(下方的鋼板1、上方的鋼板2)重疊的板組3， 由被安裝於C槍(熔接槍)的伺服馬達加壓式使用單相交流(50Hz)的電阻熔接機進行電阻點焊，製作了電阻點焊接頭。又，所使用的一對的電極基片(下方的電極基片4、上方的電極基片5)，皆為具有先端的曲率半徑R40、先端徑6mm的氧化鋁分散銅的DR型電極。
試驗片，是使用440MPa級至1470MPa級為止的1.0mm至2.0mm的裸鋼板。依據JIS Z3137進行熔接及拉伸試驗。又，本通電條件，是加壓力為3.5kN，且第一通電過程(本通電過程)的時間Ta是使可獲得預定的銲塊的方式為10~16週期且為一定。表中CTS是由JIS Z3137所決定的十字拉伸試驗所產生的斷裂強度(十字拉伸強度)。對於其他的擠壓時間或熔接電流控制時間是未設定。保持時間是設定成1週期。
本發明例，是依據上述的本發明的一實施例進行電阻點焊。各參數的定義是如第2圖所示。另一方面，比較例(1)是只有進行本通電的情況，比較例(2)是反覆進行由通電停歇所進行的冷卻及通電。
在表1，顯示本發明例及各比較例的熔接條件及熔接結果。在本發明例中，與比較例(1)及(2)相比，十字拉伸強度的提高被認定。
[實施例2]
本發明的實施例，如前述的第1圖所示，對於將2枚的鋼板(下方的鋼板1、上方的鋼板2)重疊的板組3，由被安裝於C槍(熔接槍)的伺服馬達加壓式使用單相交流(50Hz)的電阻熔接機進行電阻點焊，製作了電阻點焊接頭。又，所使用的一對的電極基片(下方的電極基片4、上方的電極基片5)，皆為具有先端的曲率半徑R40、先端徑6mm的氧化鋁分散銅的DR型電極。
試驗片，是使用1180MPa級的1.6mm的裸鋼板。依據JIS Z3137進行熔接及拉伸試驗。又，本通電條件，是加壓力為3.5kN，第一通電過程(本通電過程)的時間Ta為14週期。
對於其他的擠壓時間或熔接電流控制時間是未設定。保持時間是設定成1週期。
本發明例，是依據上述的本發明的一實施例進行電阻點焊。各參數的定義是如第3圖所示。在第3圖中顯示可取代第三通電過程的1階段的通電而成為2階段的通電的例。另一方面，比較例(1)是只有進行本通電的情況，比較例(2)是反覆進行由通電停歇所進行的冷卻及通電。
在表2，是顯示本發明例及各比較例的熔接條件及熔接結果。表中CTS是由JIS Z3137所決定的十字拉伸試驗所產生的斷裂強度(十字拉伸強度)。在本發明例中，與比較例(1)及(2)相比，十字拉伸強度的提高被認定。
1‧‧‧下方的鋼板
2‧‧‧上方的鋼板
3‧‧‧板組合
4‧‧‧下方的電極
5‧‧‧上方的電極
6‧‧‧銲塊
d‧‧‧銲塊徑
t‧‧‧總板厚
[第1圖]顯示電阻點焊的構成的圖。
[第2圖]顯示本發明的一實施例中的各過程中的電流值及時間的關係的圖(實施例1)。
[第3圖]顯示本發明的一實施例中的各過程中的電流值及時間的關係的圖(實施例2)。

Claims (8)

  1. 一種電阻點焊方法，將重疊了二枚以上鋼板的板組，由一對的熔接電極挾持，一邊加壓一邊通電熔接，其特徵為，由其順序，具有：將電流值Im(kA)通電，形成滿足下述式(1)的銲塊徑d(mm)的第一通電過程；及在加壓的狀態下冷卻的前述第一通電過程後的通電停歇過程(A)；及進一步，將進行使用滿足下述式(2)及式(3)的2階段的電流值的通電的第二通電過程；3×√tm≦d≦6×√tm………式(1)在此，tm，是前述二枚以上的鋼板中最薄的板的板厚(mm)；Im<I21<Im×2.0………式(2) I22<I21………式(3)在此，I21及I22，是各別為前述2階段的通電的前階段及後階段的電流值(kA)。
  2. 如申請專利範圍第1項的電阻點焊方法，其中，前述第一通電過程後的通電停歇過程(A)的時間Tc1是滿足下述式(4)；t/2<Tc1<t×5………式(4)在此，t是前述板組的總板厚(mm)，時間的單位是(週期/50Hz)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的電阻點焊方法，其中，前述第二通電過程的總通電時間T2，是滿足下述式(5)及式(6)；T2=T21+T22………式(5)在此，T21及T22各別為前述前階段的通電時間及前述後階段的通電時間；T2<t×5………式(6)在此，t是板組的總板厚(mm)，時間的單位是(週期/50Hz)。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中的任一項的電阻點焊方法，其中，由其順序具有：在前述第二通電過程之後，在加壓的狀態下的通電停歇過程(B)；及進一步，將進行滿足下述式(7)的通電的第三通電過程；I3×I3×T3≧I21×I21×T21+I22×I22×T22………式(7)在此，I3，是第三通電過程的電流值(kA)，且I21及I22，是各別為前述2階段的通電的前階段及後階段的電流值(kA)，T3是第三通電過程的通電時間，T21及T22是各別為前述前階段的通電時間、後階段的通電時間，時間的單位是(週期/50Hz)。
  5. 如申請專利範圍第4項的電阻點焊方法，其中，前述第二通電過程後的前述通電停歇過程(B)的時 間Tc2，是滿足下述式(8)；Tc1/5<Tc2≦Tc1………式(8)在此，Tc1是前述第一通電後的通電停歇過程(A)的時間，時間的單位是(週期/50Hz)。
  6. 如申請專利範圍第4或5項的電阻點焊方法，其中，進一步，可取代前述第三通電過程的1階段的通電進行2階段的通電。
  7. 如申請專利範圍第4至6項中的任一項的電阻點焊方法，其中，進一步，將第二通電過程後的通電停歇過程(B)及前述第三通電過程反覆1次或2次的範圍內。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中的任一項的電阻點焊方法，其中，前述二枚以上的鋼板之中，至少一枚的鋼板是滿足下述式；0.25<Ceq<0.6在此，Ceq=C+1/30×Si+1/20×Mn+2×P+4×S(%)右邊是鋼板的各元素的含有量(質量%)。
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