TWI642506B - Point welding method - Google Patents

Abstract

本發明之點熔接方法，係在將包含經鍍敷的金屬板之板組進行點熔接時，可防止金屬板疊合面的塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋，而形成高品質的點熔接接頭之方法，其特徵在於：在實施熔接之前，將安裝在熔接電極前端之電極端的中心軸、及與上述電極端接觸之上述金屬板表面的角度調整成離垂直4°以下。

Description

點熔接方法 發明領域

本發明係有關於一種包含經鍍敷的金屬板之多數片金屬板的點熔接方法。

發明背景

作為汽車用構件，從車體的高防鏽化之觀點而言，係廣泛地使用具有優異的耐蝕性之鍍鋅系鋼板。從輕量化和高強度化的觀點而言，係使用鍍鋅系高強度鋼板作為汽車用之鍍鋅系鋼板，其中該鍍鋅系高強度鋼板係在鍍敷原板使用高強度鋼板。

在汽車的車體裝配、零件安裝等，主要是使用點熔接。但是，對鍍鋅系高強度鋼板進行點熔接時，有從與熔接電極接觸之鋼板的外側面起朝熔核(nugget)產生裂紋之問題。

在圖1，係顯示對鍍鋅系鋼板進行點熔接時之熔接處產生裂紋的概略。對鍍鋅系鋼板1進行點熔接時，已知產生從與電極接觸之鋼板1的外側面起朝向熔核2進展之裂紋3、和從電極肩部起往熱影響部4進展之裂紋5。

一般認為該裂紋係起因於所謂液體金屬脆性之 裂紋，該液體金屬脆性係電極的加壓力和鋼板的熱膨脹、收縮引起的拉伸應力施加在熔接處；在熔接處的鋼板表面熔融後的鋅、鋅和電極的銅等侵入鋼板致使晶界強度低落而引起。在汽車車體，熔接處產生的裂紋顯著時，有強度低落之問題，已知一種藉由控制鋼板的成分組成和組織來抑制熔接處產生裂紋之技術。

專利文獻1係揭示一種技術，其係藉由調整鋼板的成分組成使在點熔接時所生成的沃斯田鐵相成為微細的結晶粒，且具有與其它相的結晶粒形成之錯綜複雜的金屬組織，來使熔融鋅對結晶晶界之擴散侵入路徑複雜化且使熔融鋅不容易侵入，而防止點熔接時產生液體金屬脆化裂紋之技術。

因為只有藉由鋼板的組織控制使結晶晶界複雜化時，係有無法充分地抑制熔接部產生裂紋之情形，專利文獻2係揭示一種技術，其係藉由調整鋼板的成分組成且使熱軋鋼板的晶界氧化深度成為5μm以下，而且對合金化熔融鍍鋅處理前的冷軋鋼板進行Fe系電鍍處理，使合金化熔融鍍鋅鋼板的晶界侵蝕深度成為5μm以下，而抑制在合金化熔融鍍鋅鋼板的熔接處產生裂紋之技術。

專利文獻3係揭示一種技術，其係在從經施行鍍鋅等之鋼板製造電縫鋼管時，將帶狀端部的對接部之鍍敷層除去，用以防止液體金屬脆化防止之技術。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2006-265671號公報

專利文獻2：日本專利特開2008-231493號公報

專利文獻3：日本專利特開平05-277552號公報

發明概要

雖如上進行了研討點熔接處產生裂紋之對策，但是在經鍍敷之金屬板的點熔接接頭、或在一部分的非鍍敷金屬板與經鍍敷之金屬板的點熔接接頭，仍然有無法得到所需要的拉伸強度之情形。

本發明者等係針對該理由進行調査。將包含熔核之板厚方向的剖面顯示在圖2。如圖2所顯示，無法得到所需要拉伸強度之點熔接接頭，係在金屬板的疊合面之塑性金屬環區(corona-bond)正外側產生裂紋6。又，塑性金屬環區之熔核邊際亦產生裂紋7。

鑒於此種實際情況，本發明之課題係提供一種點熔接方法，其係在將包含經鍍敷的金屬板之板組進行點熔接時，能夠防止金屬板疊合面的塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋，而形成高品質的點熔接接頭。

本發明者等係針對解決前述課題之方法進行專心研討。其結果，本發明者等發現即便將具有從電極的軸與金屬板表面的角度為垂直偏離的熔接處之構件進行熔接 之情況，藉由將被安裝在熔接電極前端之電極端(electrode tip)的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度調整成4度以下而實施點熔接，能夠防止塑性金屬環區正外側產生裂紋及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。

本發明係基於上述見解而進行，就其要旨而言係如以下。

(1)一種點熔接方法，係將具有多片金屬板疊合而成之處的構件其上述疊合處進行點熔接，且上述多片金屬板中至少1片金屬板的疊合面經施行鍍敷，上述方法之特徵在於包含一在實施熔接之前，將安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度調整成4度以下之步驟。

(2)如前述前述(1)之點熔接方法，其中將安裝在前述熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與前述金屬板表面的法線之角度調整成4度以下之方法包含成形前述構件。

(3)如前述前述(1)或(2)之點熔接方法，其中將安裝在前述熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與前述金屬板表面的法線之角度調整成4度以下之方法，包含調整熔接電極形狀。

(4)如前述前述(3)之點熔接方法，其中前述熔接電極具備：保持器、經組裝在上述保持器之柄部、及經安裝在上述柄部之電極端；前述熔接電極形狀的調整，係藉由變更上述保持器、上述柄部及上述電極端之1或2種以上 的形狀來進行。

(5)如前述前述(1)至(4)中任一項之點熔接方法，其中前述多片金屬板中至少1片金屬板為鍍鋅鋼板。

依照本發明，即便電極的軸與金屬板表面之角度從垂直偏離時，因為有使安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下而進行點熔接，所以塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生的殘留應力變低，而能夠防止塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生液體金屬裂紋。

1‧‧‧金屬板

2‧‧‧熔核

3‧‧‧從金屬板的表面起朝熔核進展之裂紋

4‧‧‧熱影響部

5‧‧‧從肩部起朝熱影響部進展之裂紋

6‧‧‧塑性金屬環區正外側的裂紋

7‧‧‧塑性金屬環區之熔核邊際之裂紋

8‧‧‧金屬板的法線

9‧‧‧熔接電極

9a‧‧‧熔接電極

9b‧‧‧熔接電極

9c‧‧‧保持器

9d‧‧‧柄部

9e‧‧‧電極端

10‧‧‧熔接電極的軸

11‧‧‧鋼板表面的熔接殘留應力較高處

12‧‧‧塑性金屬環區正外側附近的熔接殘留應力較高處

13‧‧‧被安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線

Dn‧‧‧熔核直徑

Dc‧‧‧塑性金屬環區直徑

圖1係顯示對鍍鋅系鋼板進行點熔接時熔接處產生裂紋的概略之圖。

圖2係顯示包含熔核之板厚方向的剖面之圖。

圖3係顯示在熔接時，具有熔接電極的軸與金屬板表面的角度從垂直偏離的熔接處之構件實施點熔接的狀況之圖。

圖4係顯示無打角時之熔接後的熔接處的應力分布之圖。

圖5係顯示打角為5度時之熔接後的熔接處的應力分布之圖。圖5(a)係顯示熔接處整體的應力分布，圖5(b)係顯示塑性金屬環區正外側附近的應力分布之放大圖。

圖6係顯示熔接電極的軸與金屬板表面的角度調整的概要之圖。圖6(a)係顯示角度調整前之熔接電極及金屬板， 圖6(b)係顯示角度調整後之熔接電極及金屬板。

圖7係顯示熔接處周圍之空間受到限制時，具有熔接電極的軸與金屬板表面的角度從垂直偏離的熔接處之構件實施熔接的狀況之圖。

圖8係顯示熔接處周圍之空間受到限制時，熔接電極的軸與金屬板表面的角度調整的概要之圖。圖8(a)係顯示角度調整前之熔接電極及金屬板，圖8(b)係顯示角度調整後的熔接電極及金屬板。

圖9係顯示將保持器形狀調整成安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線與金屬板表面的法線之角度成為4度以下後的熔接電極的一個例子之圖。

圖10係顯示將柄部形狀調整成安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線與金屬板表面的法線之角度成為4度以下的方式後的熔接電極的其它例子之圖。圖10(a)係顯示使柄部的彎曲成1段之例子，圖10(b)係顯示使柄部的彎曲成2段之例子。

圖11係顯示將電極端形狀調整成安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線與金屬板表面的法線之角度成為4度以下後的熔接電極的其它例子之圖。

用以實施發明之形態

本發明的點熔接方法(以下稱為「本發明的熔接法」)，係將包含多數片金屬板疊合而成之處的構件其金屬板疊合而成之處作為熔接處時，使安裝在熔接電極前端之 電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下的方式做調整而實施熔接者，且該多數片金屬板包含1片以上經被覆有鍍敷層之金屬板。

以下，詳細地說明本發明的熔接法之研討的經過、及本發明的熔接法。

本發明者等，係針對使用鍍鋅系鋼板且在經鍍敷之金屬板進行點熔接時，在疊合金屬板之內面側所造成之在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋之理由，進行如以下的實驗及調査。

使用2片之被覆有鋅系鍍敷層、及未被覆有鍍敷層之各種成分組成或鋼種的鋼板，在各種熔接條件下進行點熔接。而且，觀察所得到的點熔接接頭之中，包含拉伸強度變低之點熔接接頭的熔核之板厚方向的剖面。

其結果，鋼板疊合面的塑性金屬環區正外側之裂紋及塑性金屬環區之熔核邊際之裂紋，係在使用利用大量含有合金成分之加工誘發麻田散鐵相變態而成之所謂TRIP鋼時產生；而在使用使合金成分較少的肥粒鐵相與麻田散鐵相多合而成之所謂DP鋼時則不容易產生。

又，該裂紋係在使用拉伸強度為780MPa以上且Ceq為0.15質量%以上的高強度鋼板時亦有產生之情形。又，Ceq係在下述(1)式所表示。

Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S]…(1)

但是，[C]、「Si]、[Mn]、[P]、[S]為C、Si、P、及S的含量(質量%)。

又，就產生該裂紋之點熔接時的鋼板態樣而言，對以2片鋼板之間具有間隙之方式重疊之物進行點熔接時，係有產生的情形。

圖3係顯示在熔接時，具有熔接電極的軸與金屬板表面的角度從垂直偏離的熔接處之構件實施點熔接的狀況。如圖3，金屬板1的法線8與熔接電極9的軸10之角度θ為5度以上時，特別地產生塑性金屬環區正外側的裂紋及塑性金屬環區之熔核邊際的裂紋。以下，有將熔接電極的軸、與對金屬表面為垂直方向之角度，以熔接電極的軸、與金屬板的法線之角度表示而進行說明之情形。

將熔接後的點熔接處模式化來進行應力分布的FEM解析(有限要素法解析)。首先，藉由計算來求取熔接電極的軸與金屬板表面為垂直時(無打角時)、及熔接電極的軸與金屬板表面從垂直起算5度的角度時(打角為5度時)之點熔接後的熔接處的應力分布。在圖4，係顯示無打角時之熔接後的熔接處的應力分布。在圖5，係顯示打角為5度時之熔接後的熔接處的應力分布。圖5(a)係顯示熔接處整體的應力分布，圖5(b)係顯示塑性金屬環區正外側附近的應力分布之放大圖。

在圖4及圖5(a)，兩者均在與熔接電極9a、9b接觸之金屬板1表面具有熔接殘留應力較高處11。又，在圖5(a)，在金屬板的疊合面的塑性金屬環區正外側具有熔接殘留應力較高處12(被虛線包圍之處)。圖5(b)係顯示該塑性金屬環區正外側附近的熔接殘留應力較高處12的附近部分之放大 圖。此種塑性金屬環區正外側附近之熔接殘留應力較高處12，並無在圖4所顯示之無打角時之熔接後的熔接處的應力分布產生。

吾人認為塑性金屬環區正外側之熔接殘留應力較高處12，在點熔接時被熔接電極壓垮的過程中係處於壓縮狀態，而在熔接電極離開時成為拉伸狀態，並且在熔接結束後的冷卻過程中，在鍍鋅系金屬凝固之前，係如圖5所顯示，拉伸的熔接殘留應力變高。由此種情形，本發明者等推測，塑性金屬環區正外側產生裂紋6係由於在點熔接過程中，在塑性金屬環區正外側熔融後的鍍鋅系金屬，會在熔接後侵入塑性金屬環區正外側之熔接殘留應力較高處12的金屬板的結晶晶界，致使晶界強度低落而引起。

又，推測在塑性金屬環區的發展不充分時，塑性金屬環區之熔核邊際產生熔接殘留應力較高處(未圖示)，由於從熔核形成位置被熔融排除後的鍍鋅系金屬，係侵入塑性金屬環區之熔核邊際之殘留應力較高處的金屬板的結晶晶界，致使晶界強度低落而引起塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。

在點熔接，基本上點熔接用電極係對金屬板表面為垂直地接觸。但是，例如在汽車的裝配，如已經組裝完成的結構構件之熔接處周圍的空間受到限制，致使在熔接槍難以插入之處等有電極的軸、與電極接觸之金屬板表面未垂直地接觸而進行點熔接之情形。

本發明者等係針對此種情況，進行研討防止在塑 性金屬環區正外側的裂紋及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋之手段。認為該裂紋，不是在熔接電極的軸與金屬板表面之角度，而是在安裝於熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度從垂直偏離時產生。

因此，本發明者等係發現將形狀調整成使安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下來實施點熔接時，能夠防止塑性金屬環區正外側的裂紋及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。

本發明係經過如以上的研討過程而完成。以下，說明本發明的熔接法之流程。

使用圖6，說明調整安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度的一個例子。圖6係顯示調整安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度的概要之圖。

在圖6(a)，係顯示角度調整前之熔接電極及金屬板，在圖6(b)，係顯示角度調整後之熔接電極及金屬板。圖6(a)之金屬板1的法線8與熔接電極9a、9b的軸10之角度θ係例如具有5度以上之情況，為了使角度成為4度以下，係將金屬板1固定而將熔接電極9a、9b往黑箭號的方向移動。藉此，如圖6(b)所顯示，能夠使金屬板1的法線8、與安裝在熔接電極9a、9b的前端之電極端的接觸面的法線之角度θ成為4度以下。在此，係使熔接電極移動，但是亦可將熔接電極固定而使金屬板。

圖7係顯示熔接處的周圍空間受到限制時，對具有熔接電極的軸、與金屬板表面的角度從垂直偏離之熔接處之構件實施熔接之狀況。如圖7的情況，金屬板1之經壓製加工等的部分會對角度調整造成障礙，致使無法充分地移動熔接電極9a、9b及金屬板1之至少一方，而有無法得到將安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度調整成為4度以下之情形。

使用圖8，說明熔接處周圍的空間受到限制時，調整安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度的一個例子。

圖8係顯示熔接處周圍的空間受到限制時、調整安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度的概要之圖。圖8(a)係顯示角度調整前之點熔接用電極及金屬板，圖8(b)係顯示角度調整後之點熔接用電極及金屬板。

在圖8(a)，金屬板1的法線8與熔接電極9a、9b的軸10之角度θ係例如具有5度以上。因此，為了調整熔接電極的軸與金屬板表面之角度，係將與熔接電極9a的軸10對金屬板1的法線8傾斜之側為相反側的金屬板1，預先往黑箭號的方向成形為凸狀且彎曲。藉此，如圖8(b)所顯示，使熔接處的金屬板1的法線8、與安裝在熔接電極9a、9b的前端之電極端的接觸面的法線之角度θ成為4度以下。

(熔接電極與金屬板之角度調整)

本發明的點熔接方法，係以安裝在熔接電極前端之電極 端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下的方式做調整。角度調整的方法沒有特別限定，只要能夠以安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度在4度以下之方式，使熔接電極或金屬板移動做調整即可。

又，熔接處周圍的空間受到限制，而在熔接時亦有無法使熔接電極或金屬板移動來調整角度之情形。則此時的角度調整方法，可將構件之中熔接處的金屬板，以安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下之方式來成形。成形位置至少在被點熔接的範圍內且對製品沒有影響之範圍內進行即可，又，成形方法並沒有特別限定。

藉由角度調整，使安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下時，能夠抑制在塑性金屬環區正外側的裂紋及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。上述角度係以4度以下為佳，較佳為3度以下，更佳為2度以下，以0度為最佳。

其次，以安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下之方式調整熔接電極形狀，針對將安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度調整成4度以下之方法進行說明。

被熔接的構件係具備將多片金屬板重疊之處，在金屬板之中至少1片金屬板的疊合面係經施行鍍敷。作為金 屬板，例如能夠使用被覆有鋅系鍍敷層之拉伸強度780MPa以上、Ceq為0.15質量%以上、板厚0.5~3.0mm的鋼板。

在點熔接，具有熔接電極的軸與接觸電極的金屬板表面之角度從垂直偏離之熔接處時，係將以安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下之方式調整形狀後之熔接電極安裝在熔接槍。

在圖9，係顯示以安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為離垂直4度以下之方式，調整保持器形狀而成之熔接電極的一個例子。熔接電極9具有：保持器9c、經組裝在保持器9c之柄部9d、及經安裝在柄部9d之電極端9e。而且，藉由使保持器9a彎曲且以使電極端9c的接觸面的法線13、與金屬板的法線8之角度成為4度以下之方式，調整熔接電極9形狀。以下，有將電極端之中心軸、與對金屬表面為垂直方向之角度，以電極端之中心軸、與金屬板的法線之角度表示而進行說明之情形。

其次，使用安裝有此種經調整的熔接電極之熔接槍而進行點熔接。在點熔接時，係將2片金屬板疊合且以從兩側將2片金屬板夾入之方式，邊按住前端由銅合金等所構成且經調整成前述形狀之熔接電極邊通電而形成熔融金屬，通電結束後藉由經水冷卻的電極排熱和熱傳導至金屬板本身，使熔融金屬急速地冷卻且凝固，而在金屬板之間形成剖面橢圓形狀的熔核。

此時的點熔接條件係沒有特別限定、例如將電極設為圓頂輻射型(dome radius)的前端直徑6~8mm者，且設為加壓力150~600kgf、通電時間5~50循環(電源頻率50Hz)、通電電流4~15kA。藉此，在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際能夠防止產生液體金屬裂紋。

針對熔接法，依次說明必要條件和較佳必要條件。

首先，說明調整安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下之方式形狀而成之熔接電極。

(熔接電極)

熔接電極只要安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下之形狀，就沒有特別限定。針對經調整該形狀而成之熔接電極，係使用圖10及圖11說明與圖9不同的例子。

在圖10，係顯示將柄部形狀調整成安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線與金屬板表面的法線之角度成為4度以下後之熔接電極的其它例子。圖10(a)係顯示將柄部的彎曲設作1段之例子，圖10(b)係顯示將柄部的彎曲設作2段之例子。又，在圖11，係顯示將電極端形狀調整成電極端之中心軸與金屬板表面之角度成為離垂直4度以下後之熔接電極的其它例子。

圖10及圖11顯示之熔接電極9，係與圖9顯示之熔接電極9同樣地，具有保持器9c、柄部9d及電極端9e。而且， 圖10的熔接電極9係藉由使柄部9d彎曲且以使電極端9e的接觸面的法線13、與金屬板的法線8之角度成為4度以下之方式調整形狀。柄部9d的彎曲係可為如圖10(a)顯示之1段，亦可為如圖10(b)顯示之2段。又，在圖9顯示之熔接電極，係可如圖10(b)將保持器的彎曲設為2段。

在圖11，係藉由使電極端9e的前端傾斜且以使電極端9e的接觸面的法線13、與金屬板的法線8之角度成為4度以下之方式調整熔接電極9的形狀。在圖9~圖11，係顯示將保持器、柄部、或電極端的任一者的形狀變更而成者，但是亦可設為將保持器、柄部、及電極端的2個以上的形狀變更而成者。

而且，亦可將熔接電極設為可移動，且以安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度成為4度以下之方式使其移動。又，亦可將熔接電極形狀的變更、及上述構件形狀的變更合併而進行。

(構件)

其次，說明被點熔接之構件。

構件係至少由將熔接處疊合之多數片金屬板所構成，只要在其中至少1片以上的金屬板的疊合面被覆有鍍敷層，就沒有特別限定。例如，可例示：全部被點熔接的金屬板的疊合面被覆有鋅系鍍敷層之多數片鋼板；和包含被點熔接之鋼板的疊合面被覆有鋅系鍍敷層的鋼板及被點熔接之鋼板未被覆有鋅系鍍敷層的鋼板之多數片鋼板。

又，在被點熔接之疊合面被覆有鍍敷層之金屬 板，在與被點熔接之金屬板的疊合面相反側之面、亦即與熔接電極的接觸面，係可被覆有鍍敷層，亦可未被覆有被覆層。但是考慮點熔接接頭的耐蝕性時，在與熔接電極的接觸面亦以被覆有鍍敷層為佳。

在本發明所使用之被覆有鍍敷層的金屬板之鍍敷層種類係沒有特別限定。本發明的熔接方法，係適合於被覆有鋅系鍍敷層的鋼板之熔接，但是鍍Al系、鍍Cu系等鍍其它合金的情況亦同樣地應用能夠。又，將經鍍敷之鋼板以外的金屬板進行熔接時，亦同樣地能夠應用。

作為被點熔接之多數片金屬板，在圖9~11係記載2片金屬板，但是亦能夠按照接合的構造零件之形態而設為3片以上的多數片金屬板。被點熔接之各金屬板的板厚係沒有特別限定。本發明的熔接方法係適合於板厚為0.5~3.0mm的鋼板之熔接。又，多數片金屬板的整體之板厚，亦沒有特別限定。本發明的熔接方法係適合於整體的板厚為1.0~7.0mm的鋼板之熔接。

又，金屬板係至少一部分具有板狀部且板狀部係具有互相堆積的部分者即可，亦可整體不是板件。又，多數片金屬板係不被各自由金屬板所構成者限定，例如亦可為將1片金屬板疊合已成形為管狀等預定形狀物而成者。

而且，被點熔接之構件的金屬板，其成分組成、金屬組織等係沒有特別限定。但是，相對於在被熔接之疊合面被覆有鋅系鍍敷層之鋼板、或是透過鋅系鍍敷層與被覆有鋅系鍍敷層之鋼板疊合之鋼板，使用TRIP鋼板、和高 強度鋼板且Ceq為0.15質量%以上的鋼板時，因為在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際較容易產生裂紋，所以在本發明的熔接法，特別是亦能夠將此種鋼板設作對象。

又，在被熔接之金屬板所被覆之鍍敷層係沒有特別限定，例如可例示合金化熔融鍍鋅、熔融鍍鋅、電鍍鋅、鍍鋅．鎳。又，亦能夠應用鍍鋅．鋁．鎂系。而且，亦能夠應用鍍鋁和鍍銅。

(裂紋的確認)

在應用本發明的點熔接方法之前，亦可預先進行點熔接且確認產生裂紋。雖然不產生裂紋時應用本發明亦沒有問題，但是在產生裂紋時，對該熔接位置應用本發明時，能夠有效率地得到本發明的效果。

將具有熔接電極的軸、與金屬板表面之角度從垂直偏離的熔接處之構件進行熔接時，以預先進行點熔接為佳。特別是將熔接電極的軸、與金屬板表面為從垂直起5度以上(打角為5度以上)的熔接處進行熔接時，因為容易在塑性金屬環區正外側和在塑性金屬環區的熔核側產生裂紋，預先進行點熔接來確認有無產生裂紋即可。

預先對構件進行之點熔接，係在熔接電極的軸與接觸電極的金屬板表面為從垂直偏離之狀態下對構件進行熔接。此時的熔接條件係沒有特別限定，能夠採用通常的熔接條件。例如將電極設為圓頂輻射型的前端直徑6~8mm者，且設為加壓力150~600kgf、通電時間5~50循環、通電 電流4~15kA。

(塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋的確認)

藉由預先進行點熔接，來確認所得點熔接接頭之塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際有無產生裂紋。確認塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際有無產生裂紋之方法沒有特別限定，能夠使用進行觀察包含熔核之板厚方向的剖面之方法；和實施點熔接接頭的拉伸試驗而判定是否能夠得到預定的拉伸強度之方法。或者，因為藉由包含點熔接部之板厚方向的剖面之切斷位置，亦有無觀察到塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋之情況，亦可進行X光透射試驗來確認裂紋。

在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋，係在被覆有鍍敷層之金屬板的疊合面、或是在透過鍍敷層而與被覆有鍍敷層的金屬板疊合之金屬板的面產生。而且，該等金屬板的面之中，係在塑性金屬環區內及其附近產生。所謂塑性金屬環區內及其附近，係指金屬板的面之中，從塑性金屬環區的熔核側端部起至塑性金屬環區直徑Dc的大約1.2倍的範圍為止。

又，上述的說明係將汽車用鍍鋅鋼板設作中心進行，但是本發明係不被此限定。只要不脫離本發明的要旨而達成本發明的目的，例如亦能夠應用在鋼板以外的鐵、鋁、鈦、及不鏽鋼、以及金屬-樹脂、異種金屬等的複合材料。又，不被汽車用限定，只要是對金屬板進行點熔接者， 亦能夠應用在各種車輛、一般機械、家電、船舶等的構件。

實施例

其次，說明本發明的實施例，實施例的條件係為了確認本發明的實施可能性及效果而採用的一條件例，因此本發明不被該一條件例限定。本發明係只要不脫離本發明的要旨而能夠達成本發明的目的，就能夠採用各種條件。

[實施例1]

將表1所示之經施行鋅系鍍敷層、或未鍍敷之鋼板，依照表2顯示之板組進行疊合，並使用前端直徑6mm的圓頂輻射型電極，從兩側將疊合後的鋼板夾住，邊以加壓力4kN按住邊設作通電時間18循環、通電電流9kA而進行點熔接，來製造試片。

將電極的打角設作3~10度，來確認點熔接後有無產生裂紋。裂紋的確認，係以包含熔核之方式在板厚方向將試片切斷而確認其剖面。將結果顯示在表3。表3的「◎」係表示無裂紋，「○」係表示有小於100μm的微小裂紋，「×」係表示有100μm以上的內部裂紋。

如表3所顯示，打角越小，越不容易產生裂紋，打角4度以下時，點熔接後，在全部的板組不產生100μm以上的裂紋，打角為3度時，在全部的板組不產生裂紋。

[實施例2]

在表4，係顯示所使用的金屬板。該金屬板係合金化熔融鍍鋅鋼板，在高強度鋼板的兩面被覆有鍍鋅層。

準備2片各鋼種的鋼板，將相同鋼種的鋼板之間疊合，使用前端直徑6mm的圓頂輻射型電極從兩側將2片鋼板夾住，邊以加壓力4kN按住邊設作通電時間18循環、通電電流9kA而進行點熔接來製造試片。電極的打角係設作5度。又，裂紋的確認，係以包含熔核之方式，將試片在板厚方向切斷而確認其剖面。而且，針對鍍鋅鋼板B及冷軋鋼板的板組亦是在相同條件下進行點熔接，且藉由剖面觀察來確認有無裂紋。

雖然鍍鋅鋼板A之耐蝕性為良好，但是能夠確認到塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。鍍鋅鋼板B之耐蝕性良好且無確認到塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。在鍍鋅鋼板B確認 到產生裂紋，認為係與C含量較低有關聯。另一方面，冷軋鋼板係耐蝕性較差，但是因為無鍍鋅層，所以無確認到塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。又，針對鍍鋅鋼板B與冷軋鋼板之板組，係能夠確認到冷軋鋼板的塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。

其次，準備2片確認到塑性金屬環區正外側產生裂紋及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋之鍍鋅鋼板A，將2片鋼板疊合且以被安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與鋼板表面的法線之角度成為4度以下之方式使熔接電極移動；或者將鋼板的熔接處成形且在與上述的點熔接條件相同條件下進行點熔接。隨後，針對所得到的試片確認裂紋。

其結果，使熔接電極移動而使打角成為2.5度時，在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際均不產生裂紋。又，將鋼板的熔接處成形而使打角成為1.5度時，在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際均不產生裂紋。

[實施例3]

在表5，係顯示提供試驗之金屬板。該金屬板係在合金化熔融鍍鋅鋼板，高強度鋼板的兩面被覆有鍍鋅層。

準備表5所顯示之2片鋼板且疊合，使用熔接電極夾住，邊以加壓力4kN按住邊設作通電時間18循環、通電電流9kA而進行點熔接來製造試片。又，作為電極端，係使用前端的曲率半徑40(mm)、前端徑8(mm)之銅製的圓頂輻射型者。又，使熔接電極的打角成為5度。

針對試片確認裂紋。確認裂紋係以包含熔核之方式，將試片在板厚方向切斷而確認其剖面。其結果，能夠確認到塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際產生裂紋。

其次，準備以安裝在熔接電極前端之電極端的接觸面的法線、與鋼板表面的法線之角度成為4度以下之方式，調整形狀而成之熔接電極。具體而言，係準備經調整成圖9所顯示的保持器形狀之熔接電極；經調整成圖10(a)所顯示的柄部形狀之熔接電極；及經調整成圖11所顯示的電極端形狀之熔接電極。

而且，除了使用該等熔接電極以外，係在與上述的點熔接條件相同條件下進行點熔接。隨後，針對所得到的試片確認裂紋。其結果，使用經調整保持器形狀之熔接電極、經調整柄部形狀之熔接電極、及經調整電極端形狀之熔接電極而進行點熔接者，在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際均無確認到產生裂紋。

產業上之利用可能性

依照本發明，因為安裝在熔接電極前端之電極端 的接觸面的法線、與金屬板表面的法線之角度為4度以下而進行點熔接，所以在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際的殘留應力變低，而能夠防止在塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際液體金屬產生裂紋。因此，本發明在產業上的利用可能性高。

Claims (4)

1. 一種點熔接方法，係將由多片鋼板構成之被熔接構件中鋼板呈疊合的熔接處予以點熔接；前述多片鋼板中至少一片鋼板為TRIP鋼或Ceq在0.15質量%以上之鋼板，且前述多片鋼板中至少一片鋼板之疊合面披覆有鋅系鍍層；並且，前述熔接處中熔接電極之軸與接觸該熔接電極之鋼板表面的角度偏離垂直時，前述方法包含下述步驟：預備步驟：對該被熔接構件進行熔接，並確認鋼板疊合面之塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際有無發生裂紋；及正式步驟：前述預備步驟中，前述鋼板疊合面之塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際中之至少一處發生裂紋時，調整成包含成形前述構件，以使得前述熔接電極之軸與前述鋼板表面之角度達到安裝在該熔接電極前端之電極片之接觸面法線與該鋼板表面法線的角度在4°以下，其後實施熔接；於此，Ceq係以下式求得之值：Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S](但，[C]、[Si]、[Mn]、[P]、[S]為C、Si、Mn、P、S之含量(質量%))。
2. 一種點熔接方法，係將由多片鋼板構成之被熔接構件中 鋼板呈疊合的熔接處予以點熔接者；前述多片鋼板中至少一片鋼板為TRIP鋼或Ceq在0.15質量%以上之鋼板，且前述多片鋼板中至少一片鋼板之疊合面披覆有鋅系鍍層；並且，前述熔接處中熔接電極之軸與接觸該熔接電極之鋼板表面的角度偏離垂直時，前述方法包含下述步驟：預備步驟：對該被熔接構件進行熔接，並確認鋼板疊合面之塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際有無發生裂紋；及正式步驟：前述預備步驟中，前述鋼板疊合面之塑性金屬環區正外側及塑性金屬環區之熔核邊際中之至少一處發生裂紋時，調整熔接電極之形狀，以使得前述熔接電極之軸與前述鋼板表面之角度達到安裝在該熔接電極前端之電極片之接觸面法線與該鋼板表面法線的角度在4°以下，其後實施熔接；於此，Ceq係以下式求得之值：Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S](但，[C]、[Si]、[Mn]、[P]、[S]為C、Si、Mn、P、S之含量(質量%))。
3. 如請求項2之點熔接方法，其中前述熔接電極具備保持器、經組裝在上述保持器之柄部、及經安裝在上述柄部之電極片；前述熔接電極形狀的調整係藉由變更上述保持 器、上述柄部及上述電極片之1或2種以上的形狀來進行。
4. 如請求項1至3項中任一項之點熔接方法，其中前述多片金屬板中至少1片金屬板為鍍鋅鋼板。