电阻点焊方法、电阻点焊接头的制造方法

文档序号:1102126 发布日期:2020-09-25 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 电阻点焊方法、电阻点焊接头的制造方法 (Resistance spot welding method and method for manufacturing resistance spot welded joint ) 是由 远藤玲子 松下宗生 谷口公一 松田广志 池田伦正 于 2019-02-05 设计创作,主要内容包括:本发明的目的在于提供电阻点焊方法。本发明的电阻点焊方法是用一对电极夹持2张以上钢板叠合而成的板组、并一边加压一边通电进行接合的电阻点焊方法,该方法包括:进行以电流值I&lt;Sub&gt;w&lt;/Sub&gt;(kA)通电的主通电工序,然后,作为回火后热处理工序,在式(3)所示的通电时间t&lt;Sub&gt;t&lt;/Sub&gt;(ms)的期间以式(2)所示的电流值I&lt;Sub&gt;t&lt;/Sub&gt;(kA)进行通电,板组中的至少一张钢板具有如下成分:以质量%计,含有0.08≤C≤0.3、0.1≤Si≤0.8、2.5≤Mn≤10.0、P≤0.1,且余量由Fe及不可避免的杂质构成。800≤t&lt;Sub&gt;ct&lt;/Sub&gt;···式(1) 0.5×I&lt;Sub&gt;w&lt;/Sub&gt;≤I&lt;Sub&gt;t&lt;/Sub&gt;≤I&lt;Sub&gt;w&lt;/Sub&gt;···式(2) 500≤t&lt;Sub&gt;t&lt;/Sub&gt;···式(3)。(The invention aims to provide a resistance spot welding method. The resistance spot welding method of the present invention is a resistance spot welding method for sandwiching a plate group formed by stacking at least 2 steel plates between a pair of electrodes and joining the steel plates by applying a voltage and a current, the resistance spot welding method including: is carried out with a current value I w (kA) and then as a post-tempering heat treatment step, the main energization step of energization and the post-tempering heat treatment step are performed for an energization time t shown in the formula (3) t Current value I shown in formula (2) during (ms) t (kA) and at least one steel sheet in the plate package has the following composition: contains 0.08-0.3C, 0.1-0.8 Si, 2.5-10.0 Mn and 0.1P in mass%, and the balance Fe and inevitable impurities. T is more than or equal to 800 ct 0.5 × I of formula (1) w ≤I t ≤I w T is 500. ltoreq. of formula (2) t Formula (3).)

电阻点焊方法、电阻点焊接头的制造方法

技术领域

本发明涉及电阻点焊方法、电阻点焊接头的制造方法。

背景技术

近年来,对于汽车车身,从用于改善油耗的车身重量减轻及确保碰撞安全性的观点考虑,进行了各种高强度钢板(高强度钢材)的应用。作为由这样的高强度钢板形成的构件、例如汽车的组装线中的汽车结构构件的接合,主要使用了电阻点焊(以下,有时也称为点焊)。对于通过点焊进行接合的焊接接头而言,如上述那样,通过确保碰撞安全性,要求即使在碰撞变形时也不断裂的强度(拉伸强度)。该焊接接头的强度(以下,有时也称为接头强度)通常通过下面的方法进行评价。焊接接头的点焊部的接头强度通过接头沿剪断方向的拉伸强度(剪切拉伸强度)即TSS(Tensile shear strength)和接头沿剥离方向的拉伸强度(交叉拉伸强度)即CTS(Cross tension strength)进行评价。

点焊部的TSS具有与母材的拉伸强度一起增加的倾向。但是,点焊部的CTS在母材的拉伸强度为780N/mm2(780MPa)以上的情况下有时会降低。在CTS降低的情况下,断裂形式从在点焊部的周围的母材或HAZ延展性地断裂的塞型断裂(plug fracture)转变为在熔核内脆性地断裂的界面断裂或部分塞型断裂。作为CTS降低的原因,通常是由于熔核端部的P、S的偏析、骤冷后的熔核端部的固化而引起脆性的破坏。为了解决该脆性的破坏,进行了各种在主通电后再次进行通电的后通电法的研究。

作为主通电后再次进行通电的后通电法,例如,专利文献1、2中公开了进行短时间的通电作为后通电的技术。具体而言,专利文献1的方法中记载了进行满足0.70×WC≤PC1≤0.90×WC、40≤Pt1≤80(其中,WC表示焊接电流(kA),PC1表示焊接后后加热通电电流(kA),Pt1表示焊接后后加热通电时间(ms))的后通电,专利文献2的方法中记载了进行满足0.70×WC≤PHC1≤0.90×WC、40≤PHT1≤80(其中,WC表示焊接电流(kA),PHC1表示后加热电流(kA),PHT1表示后加热时间(ms))的后通电。

另外,专利文献3中记载了通过在形成熔核后、且进行了长时间冷却后以高于初始通电的电流值进行短时间的后通电的回火通电法来提高交叉拉伸强度的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-67853号公报

专利文献2:日本特开2009-241086号公报

专利文献3:日本特开2010-172946号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是,将专利文献1、2中记载的技术应用于含有Mn:2.5~10.0质量%作为钢板成分的钢板(以下,将该钢板称为中Mn钢板)时,存在以下的课题。

为了获得熔核端部的韧性,必须首先通过主通电形成熔核,然后通过冷却过程进行马氏体相变。然后,通过再通电对马氏体组织进行回火,生成回火马氏体。回火马氏体是显示出比淬火状态的马氏体更高的韧性的组织,因此能够提高受熔核端部的应力集中影响很大的CTS。但是,对于专利文献1、2所记载的技术中那样的短时间的冷却及后通电而言,不能进行完全的马氏体相变、并且生成回火马氏体组织。因此,无法获得回火产生的韧性提高效果,无法得到稳定的接头强度。

专利文献3所记载的技术是以高于初始通电的电流值进行后通电的方法,但同样无法获得回火的效果。

另外,作为解决脆性破坏的其它的方法,还有仅进行单通电的点焊方法。但是,在将该方法应用于拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板的情况下,通过仅进行单通电的通电形成所谓的淬火的组织,奥氏体组织经由马氏体相变而成为硬且脆的马氏体组织。其结果是,存在交叉拉伸强度降低的问题。

鉴于上述的问题,本发明的目的在于提供即使是拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板、特别是中Mn钢板,也可以通过防止点焊部的熔核端部的脆化,并且减少熔核端部的偏析,从而提高接头强度的电阻点焊方法、电阻点焊接头的制造方法。

用于解决问题的方法

如上所述,随着钢板的高强度化的发展,交叉拉伸强度降低。其原因在于因凝固时的偏析、骤冷而形成硬化组织所导致的熔核端部的脆化。因此,本发明人等分别深入研究了用于提高这样的高强度钢板的交叉拉伸强度的方法、即包含拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板的板组的电阻点焊中的交叉拉伸强度降低的机制以及提高交叉拉伸强度的方法。

其结果表明,存在适当的后通电条件以提高交叉拉伸强度。具体而言,首先,为了形成熔核,以加热至熔点以上为目的而进行以电流值IW(kA)通电的主通电。可知,随后通过进行冷却过程和加热过程,可以获得熔核端部的硬化部分的回火的效果,所述冷却过程是熔融部经由凝固骤冷至从奥氏体向马氏体相变的温度的冷却过程,所述加热过程是继续通电以加热至稍低于A1点为目的的电流值It(kA)的加热过程。

另外可知,在用于熔核形成的主通电工序与回火后热处理工序之间,暂时在用于完成凝固的短时间的冷却过程之后,赋予为了进行再加热至熔点附近的电流值Ip(kA),由此,能够缓和熔核端部的凝固偏析。

因此,通过设置这些过程,与仅通电Iw(kA)的情况相比,交叉拉伸强度提高。根据以上的结果,可以通过进行本发明的通电模式来提高交叉拉伸强度。

本发明是基于上述的见解而完成的,其主旨如下。

[1]一种电阻点焊方法,其是用一对电极夹持2张以上钢板叠合而成的板组、并一边加压一边通电进行接合的电阻点焊方法,该方法包括:

进行以电流值Iw(kA)通电的主通电工序,

然后,作为回火后热处理工序,

在以式(1)所示的冷却时间tct(ms)进行冷却之后,

在式(3)所示的通电时间tt(ms)的期间以式(2)所示的电流值It(kA)进行通电,

800≤tct···式(1)

0.5×Iw≤It≤Iw···式(2)

500≤tt···式(3)

所述板组中的至少一张钢板具有如下成分:以质量%计,含有

0.08≤C≤0.3、

0.1≤Si≤0.8、

2.5≤Mn≤10.0、

P≤0.1,且余量由Fe及不可避免的杂质构成。

[2]根据上述[1]所述的电阻点焊方法,其中,

在所述主通电工序与所述回火后热处理工序之间,进一步进行偏析缓和后热处理工序,所述偏析缓和后热处理工序为:

在以式(4)所示的冷却时间tcp(ms)进行冷却之后,

在式(6)所示的通电时间tp(ms)的期间以式(5)所示的电流值Ip(kA)进行通电,

10≤tcp ···式(4)

0.6×Iw≤Ip≤0.99×Iw ···式(5)

400≤tp ···式(6)。

[3]根据上述[1]或[2]所述的电阻点焊方法,其中,所述板组中的至少一张钢板的拉伸强度为780MPa以上。

[4]一种电阻点焊接头的制造方法,其使用了上述[1]~[3]中任一项所述的电阻点焊方法。

发明效果

根据本发明,在对包含至少一张高强度钢板的多张钢板叠合而成的板组实施电阻点焊方法时,通过减少高强度钢板的电阻点焊部的熔核端的偏析,能够提高电阻点焊接头的接头强度,实现工业上的良好效果。特别是在对包含至少一张中Mn钢板的板组实施电阻点焊方法的情况下,可以进一步提高上述效果。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的一个实施方式的电阻点焊的剖面图。

图2是示出本发明的一个实施方式的通电模式的图表。

图3是表示本发明的另一个实施方式的通电模式的图表。

符号说明

1 下钢板

2 上钢板

3 板组

4 下电极

5 上电极

6 熔核

具体实施方式

以下,参照各图对本发明的电阻点焊方法、电阻点焊接头的制造方法进行说明。需要说明的是,本发明并不限定于该实施方式。

本发明通过电阻点焊将包含一张以上高强度钢板的总计2张以上的钢板进行接合。图1中,作为一例,示出了对2张钢板进行电阻点焊的情况。如图1所示,在本发明的电阻点焊方法中,用相对于板组3配置在下侧的电极4及配置在上侧的电极5(即,上下一对电极)夹持板组3,一边加压一边通电,所述板组3是钢板1、2叠合而成的。然后,形成必要尺寸的熔核6,得到焊接接头。需要说明的是,也可以叠合3张以上的钢板而制成板组3,在该情况下,可以与上述的焊接方法同样地得到焊接接头。

作为实施这样的电阻点焊方法的适合的焊接装置,只要具有具备上下一对电极、且可以利用一对电极夹住待焊接的部分进行加压、通电、并进一步可以分别任意控制焊接中的加压压力及焊接电流的加压压力控制装置及焊接电流控制装置即可。

需要说明的是,加压机构(例如气缸、伺服电机等)、电流控制机构(例如交流、直流等)、形式(例如固定式、机器人焊钳(robotgun)等)等没有特别限定。电源的种类(单相交流、交流逆变器、直流逆变器)等也没有特别限定。电极的形状也没有特别限定。电极的前端的形式例如为JIS C 9304:1999中记载的DR形(圆顶半径(dome radius)形)、R形(圆角形)、D形(圆顶形)。

本发明能够应用于包含高强度钢板的多张板组的焊接方法。例如,在图1所示的电阻点焊的情况下,在板组3中,钢板1及钢板2中的至少一张钢板为高强度钢板。

对于高强度钢板而言,溶质偏析于晶粒界面,在P、S等杂质过度富集时,晶粒界面容易脆化。除此以外,通过点焊后的骤冷,具有熔核容易硬化的倾向。但是,根据本发明,通过进行稍低于熔点的再加热所带来的偏析扩散、马氏体相变、用于引起其回火的充分的冷却、以及再加热至适当的温度,从而提高了熔核端部的韧性。由此,具有能够通过中Mn高强度钢板的电阻点焊部的熔核端的偏析、骤冷后的熔核端部的硬化来减少脆性破坏的效果。

因此,在本发明中,在待进行焊接的板组中,至少一张钢板为具有如下成分的高强度钢板,所述成分含有0.08≤C≤0.3(质量%)、0.1≤Si≤0.8(质量%)、2.5≤Mn≤10.0(质量%)、P≤0.1(质量%),且余量由Fe及不可避免的杂质构成。即使是具有这样成分的高强度钢板,也能够具有上述效果。以下,各成分中的%是指质量%。

C:0.08%以上且0.3%以下

C(碳)是由于能够生成马氏体等而有助于钢的增强的元素,C含量低于0.08%时,强度水平变得非常低。因此,以低于0.08%的C含量来制作拉伸强度780MPa以上的钢板是极其困难的。另一方面,当C含量超过0.3%时,尽管钢板的强度增高,但熔核和其周边的热影响部过度***,也发生脆化,因此,难以提高交叉拉伸强度。因此,C含量设为0.08%以上且0.3%以下。C含量更优选为0.10%以上,更优选为0.2%以下。

Si:0.1%以上且0.8%以下

当Si(硅)含量为0.1%以上时,对钢的增强有效地发挥作用。另一方面,当Si含量超过0.8%时,尽管钢被增强,但有时脆化导致延展性降低,且对韧性造成不良影响。因此,Si含量设为0.1%以上且0.8%以下。Si含量更优选为0.1%以上,更优选为0.5%以下。

Mn:2.5%以上且10.0%以下

如上所述,本发明也可以适用于中Mn钢板,本发明优选以Mn(锰)含量为2.5%以上的高强度钢板作为对象。其原因在于,当Mn含量低于2.5%时,即使不如本发明这样进行长时间的冷却,也能够获得高接头强度。另一方面,当Mn含量超过10.0%时,明显地出现焊接部的脆化或伴随脆化的破裂,因此难以提高接头强度。因此,Mn含量设为2.5%以上且10.0%以下。Mn含量更优选为3.5%以上,更优选为8.0%以下。

P:0.1%以下

P(磷)是不可避免的杂质,当P含量超过0.1%时,在焊接部的熔核端出现强偏析,因此,难以提高接头强度。因此,P含量设为0.1%以下。更优选P含量为0.02%以下。

需要说明的是,在本发明中,除了上述的高强度钢板的成分以外,可以根据需要,含有选自Cu、Ni、Mo、Cr、Nb、V、Ti、B、Al、Ca中的1种或2种以上的元素作为任意成分。

Cu(铜)、Ni(镍)、Mo(钼)是能够有助于钢的强度提高的元素。Cu对钢的增强是有效的,但在过量加入时,成为发生破裂的原因。由此,在含有Cu的情况下,Cu优选设为3%以下,更优选设为1%以下。另外,从提高钢的强度的观点考虑,在含有Cu的情况下,Cu优选为0.005%以上。

Ni提高淬火性,但价格贵。由此,在含有Ni的情况下,从制造成本方面的观点考虑,Ni优选设为3%以下,更优选设为1%以下。另外,从提高淬火性的观点考虑,在含有Ni的情况下,Ni优选设为0.005%以上。

Mo提高淬火性,但价格贵,另外,在Mo含量为1.0%以上时,效果饱和。由此,在含有Mo的情况下,Mo优选设为1.0%以下,更优选设为0.8%以下。另外,从使淬火性提高和强度延展性的平衡提高的观点考虑,在含有Mo的情况下,Mo优选设为0.005%以上。

Cr(铬)是能够提高淬火性的元素,但在过量含有时,存在HAZ的韧性变差的隐患。由此,在含有Cr的情况下,Cr优选设为1.0%以下,更优选设为0.8%以下。另外,从提高淬火性的观点考虑,在含有Cr的情况下,Cr优选设为0.01%以上。

Nb(铌)、V(钒)是能够通过析出强化来控制组织而对钢进行增强的元素。但是,过量含有Nb时,成为硬质的马氏体增大的原因,当过量含有V时,存在导致韧性变差的隐患。由此,在含有Nb的情况下,Nb优选设为0.2%以下,更优选设为0.1%以下。另外,为了获得HAZ强度,在含有Nb的情况下,Nb优选设为0.005%以上。在含有V的情况下,V优选设为0.5%以下,更优选设为0.2%以下。另外,从防止HAZ软化的观点考虑,在含有V的情况下,V优选设为0.003%以上。

Ti(钛)、B(硼)是能够改善淬火性而增强钢的元素。但是,在过量含有Ti时,存在硬质的马氏体增大的隐患。由此,在含有Ti的情况下,Ti优选设为0.2%以下,更优选设为0.1%以下。另外,从提高析出强化的观点考虑,在含有Ti的情况下,Ti优选设为0.003%以上。

当过量含有B时,存在上述效果饱和的隐患。由此,在含有B的情况下,B优选设为0.005%以下,更优选设为0.004%以下。另外,从防止HAZ强度降低的观点考虑,在含有B的情况下,B优选设为0.0001%以上。

Al(铝)是能够通过奥氏体细粒化而进行组织控制的元素,但在过量含有时,成为韧性变差的原因。因此,在含有Al的情况下,Al优选设为2%以下,更优选设为0.1%以下。另外,从通过脱氧来净化钢的观点考虑,在含有Al的情况下,Al优选设为0.01%以上。

Ca(钙)是能够有助于提高钢的加工性的元素,但过量含有时,存在导致韧性变差的隐患。因此,在含有Ca的情况下,Ca优选设为0.010%以下,更优选设为0.005%以下。另外,从改善硫化物的影响的观点考虑,在含有Ca的情况下,Ca优选设为0.0005%以上。

如以上的说明所述,在本发明中,为了获得这些效果,除了上述成分以外,还可以根据需要添加选自Cu、Ni、Mo、Cr、Nb、V、Ti、B、Al、Ca中的1种或2种以上元素。

余量为Fe及不可避免的杂质

除上述的成分以外的余量为Fe及不可避免的杂质。

另外,具有上述成分的高强度钢板的拉伸强度优选为780MPa以上。如上所述,特别是在母材的拉伸强度为780MPa以上的情况下,存在CTS降低的隐患。根据本发明,即使是拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板,也能够防止因熔核端的P、S的偏析、骤冷后的熔核端部的硬化导致的脆性破坏,因此可以抑制CTS的降低。需要说明的是,拉伸强度低于780MPa的高强度钢板当然也可以获得上述效果。

需要说明的是,即使在待进行焊接的板组中至少一张钢板为镀锌钢板,也能够获得上述效果。在本发明中,镀锌钢板是具有以锌为主成分的镀敷层的钢板,以锌为主成分的镀敷层包括全部的目前公知的锌镀敷层。具体而言,作为以锌为主成分的镀敷层,以熔融锌镀层及电镀锌层为代表,包括Al镀敷层、Zn-Al镀敷层、Zn-Ni敷层等。

另外,叠合的多个钢板可以叠合多张同种钢板,也可以叠合多张不同种类的钢板。即使各钢板的板厚不同也没有任何问题,可以将具有镀敷层的表面处理钢板和不具有镀敷层的钢板进行叠合。需要说明的是,当板厚增加时,熔核端部的应力集中,因此优选为0.4mm~2.2mm。

本发明是将钢板叠合并进行电阻点焊的方法,如以下所述控制使用图1所示的电极4及电极5对板组3(钢板1及钢板2)通电的工序。

首先,进行以电流值Iw(kA)通电的主通电工序。接着,作为回火后热处理工序,在以下述的式(1)所示的冷却时间tct(ms)进行冷却之后,在下述的式(3)所示的通电时间tt(ms)的期间以下述的式(2)所示的电流值It(kA)进行通电。

800≤tct···式(1)

0.5×Iw≤It≤Iw···式(2)

500≤tt···式(3)

〔主通电工序〕

主通电工序是将钢板1及钢板2的叠合部熔融而形成熔核6的通电工序。需要说明的是,在本发明中,对于主通电工序中用于形成熔核6的通电条件、加压条件没有特别限定。可以采用目前使用的焊接条件。

需要说明的是,在使用本发明的具有上述钢板成分的高强度钢板的情况下,主通电的通电条件优选设为120ms~400ms。加压条件优选设为2.0kN~4.0kN。

〔回火后热处理工序〕

回火后热处理工序是用于对主通电工序中形成的熔核6将熔核端部进行回火而提高韧性的后热处理工序。为了将熔核端部回火而获得提高韧性的效果,如以下所述控制回火后热处理工序中的焊接条件是非常重要的。

首先,以上述的式(1)所示的冷却时间tct(ms)进行冷却,然后,在上述的式(3)所示的通电时间tt(ms)的期间以上述的式(2)所示的电流值It(kA)进行回火通电。

在冷却时间tct(ms)低于800(ms)的情况下,无法将熔核6冷却至发生马氏体相变的温度。其结果是,不能进行马氏体相变的残留奥氏体通过再通电、再冷却而成为马氏体组织或残留奥氏体组织。它们不是回火马氏体,因此,不是具有韧性的组织,而是硬的组织的状态。因此,冷却时间tct(ms)设为800(ms)以上。为了进一步进行回火,冷却时间tct(ms)优选设为1000(ms)以上,更优选为1200(ms)以上。

需要说明的是,冷却时间tct(ms)的上限没有特别限定,冷却时间tct(ms)优选设为20000(ms)以下。在冷却时间tct(ms)超过20000(ms)的情况下,未观察到上述效果的提高,妨害生产性,因此不优选。冷却时间tct优选设为10000(ms)以下。冷却时间tct为10000(ms)以下时,可以获得充分的回火效果,因此,可以将熔核端部的大部分奥氏体组织转变为回火马氏体组织。在更重视生产性的情况下,作为用于对熔核端部进行回火的后通电时间,更优选将冷却时间tct设为2000(ms)以下。

在回火通电的电流值It(kA)低于0.5×Iw(kA)的情况下,无法设为足以将马氏体回火的稍低于A1点的温度。其结果是,不会成为回火马氏体组织,而成为硬且脆的状态的马氏体组织,无法提高熔核端部的韧性。另一方面,在电流值It(kA)超过主通电的电流值Iw(kA)的情况下,达到超过A1点的温度,因此无法获得熔核端部的回火的效果。因此,电流值It(kA)的电流范围设为0.5×Iw(kA)以上且Iw(kA)以下,优选为0.6×Iw(kA)以上,且0.99×Iw(kA)以下。

在回火通电的通电时间tt(ms)低于500(ms)的情况下,不是足以获得本发明中作为目标的回火效果的加热时间。因此,通电时间tt(ms)设为500(ms)以上。通电时间tt优选为1000(ms)以上。为了将熔核端部进行更长时间的回火而进一步提高接头强度,更优选设为1500(ms)以上。为了进一步提高回火的效果,进一步优选设为1800(ms)以上。

需要说明的是,回火通电的通电时间tt(ms)的上限没有特别限定,通电时间tt(ms)优选设为20000(ms)以下。在通电时间tt(ms)超过20000(ms)的情况下,妨害生产性,因此不优选。通电时间tt更优选设为8000(ms)以下,进一步优选设为3000(ms)以下。

这里,图2示出了上述的本发明的电阻点焊方法的通电模式的一例。主通电工序及回火后热处理工序被控制为图2所示的通电模式。

具体而言,将作为主通电的主通电工序的电流值设定为Iw(kA),将主通电的通电时间设定为tw(ms)。另外,将作为后通电的回火后热处理工序的冷却时间设定为tct(ms),在电流值设为It(kA)时,将该电流值It(kA)设定为低于主通电的电流值Iw(kA),将通电时间设定为tt(ms)。然后,如图1所示,用一对电极4、5夹持板组3(钢板1、2),以图2所示的通电模式进行通电,在钢板1、2的边界形成熔核6。

根据本发明,对于通过主通电形成的熔核6,在回火后热处理工序中,以稍低于A1点的温度、且花费500(ms)以上的长时间进行回火通电,因此,即使在板组3中包含具有上述钢板成分的高强度钢板的情况下,也能够将熔核6的端部回火,提高韧性。

在本发明中,从更有效地提高接头强度的观点考虑,在上述的主通电工序与回火后热处理工序之间,可以进一步进行偏析缓和后热处理工序,所述偏析缓和后热处理工序为:在以下述的式(4)所示的冷却时间tcp(ms)进行冷却之后,在下述的式(6)所示的通电时间tp(ms)的期间以下述的式(5)所示的电流值Ip(kA)进行通电。

10≤tcp···式(4)

0.6×Iw≤Ip≤0.99×Iw···式(5)

400≤tp···式(6)。

〔偏析缓和后热处理工序〕(优选条件)

偏析缓和后热处理工序是用于减少主通电工序中形成的熔核6的熔核端部偏析的后热处理工序。为了获得减少熔核端部偏析的效果,优选如下所述控制在主通电工序与回火后热处理工序之间进行的偏析缓和后热处理工序中的焊接条件。

优选首先以上述的式(4)所示的冷却时间tcp(ms)进行冷却,然后,在上述的式(6)所示的通电时间tp(ms)的期间以上述的式(5)所示的电流值Ip(kA)再次进行通电。

在偏析缓和后热处理工序的冷却时间tcp(ms)低于10(ms)时,有时不是足以用于完成熔融后的熔核6的凝固的时间。其结果是,熔核保持熔融的状态,无法实现偏析缓和后热处理工序的效果,所述偏析缓和后热处理工序的效果是凝固后的溶质原子扩散所带来的杂质的偏析缓和。因此,冷却时间tcp(ms)优选设为10(ms)以上,更优选为100(ms)以上,进一步优选为200(ms)以上。

需要说明的是,冷却时间tcp(ms)的上限没有特别限定,优选冷却时间tcp(ms)设为750(ms)以下。当冷却时间tcp(ms)超过750(ms)时,过度进行冷却,在随后的加热过程(偏析缓和后热处理工序的偏析缓和通电)中再加热至稍低于熔点需要花费时间,因此不优选。更优选为700(ms)以下,进一步优选设为250(ms)以下。

在偏析缓和后热处理工序的偏析缓和通电的电流值Ip(kA)低于0.6×Iw(kA),存在无法再加热至熔点附近的隐患。另一方面,在电流值Ip(kA)超过0.99×Iw(kA)时,熔核6再次熔融,因此,存在无法在稍低于熔点的固相状态下通过扩散而获得缓和凝固偏析的效果的隐患。因此,电流值Ip(kA)的电流范围优选设为0.6×Iw(kA)以上且0.99×Iw(kA)以下,更优选为0.8×Iw(kA)以上。为了接近稍低于熔点的温度,进一步优选为0.87×Iw(kA)以上,更进一步优选为0.90×Iw(kA)以上,更优选为0.98×Iw(kA)以下。

在偏析缓和后热处理工序的偏析缓和通电的通电时间tp(ms)低于400(ms)时,存在无法充分获得通过扩散而缓和凝固偏析的效果的隐患。因此,通电时间tp(ms)优选设为400(ms)以上,更优选为600(ms)以上。

需要说明的是,偏析缓和后热处理工序的偏析缓和通电的通电时间tp(ms)的上限没有特别限定,通电时间tp(ms)优选设为8000(ms)以下。当通电时间tp(ms)超过8000(ms)时,难以获得上述效果的提高,妨害生产性,因此不优选。通电时间tp优选设为7000(ms)以下,更优选设为2000(ms)以下。

这里,图3示出了在主通电工序与回火后热处理工序之间进一步包含偏析缓和后热处理工序的本发明的电阻点焊方法中的通电模式的一例。主通电工序、偏析缓和后热处理工序及回火后热处理工序被控制为图3所示的通电模式。

具体而言,将作为主通电的主通电工序的电流值设定为Iw(kA),将主通电的通电时间设定为tw(ms)。另外,将偏析缓和后热处理工序的冷却时间设定为tcp(ms),在偏析缓和通电的电流值设为Ip(kA)时,将该电流值Ip(kA)设定为主通电的电流值Iw(kA)×0.99以下,将偏析缓和通电的通电时间设定为tp(ms)。另外,将作为后通电的回火后热处理工序的冷却时间设定为tct(ms),在后通电的电流值设定为It(kA)时,将该电流值It(kA)设定为主通电的电流值Iw(kA)以下,将后通电的通电时间设定为tt(ms)。然后,如图1所示,用一对电极4、5夹持板组3(钢板1、2),以图3所示的通电模式进行通电,在钢板1、2的边界形成熔核6。

需要说明的是,电流值Ip(kA)与电流值It(kA)的关系优选为Ip≥It。偏析缓和通电Ip对熔核端部以稍低于熔点的温度缓和偏析。另一方面,回火后热处理通电的电流值It通过以A1点以下的温度保持熔核端部来进行回火。A1点的温度大幅低于熔点,即使以冷却时间tct进行冷却,通常电流值的关系也为Ip≥It

根据本发明,对于通过主通电形成的熔核6,在偏析缓和后热处理工序中,在以短时间冷却后进行再加热直至熔点附近,因此,能够稍低于熔点的固相状态下通过扩散来缓和凝固偏析,减少熔核6端部的偏析。由此,可以提高得到的焊接接头的CTS。

接下来,对电阻点焊接头的制造方法进行说明。

本发明是使用了上述的电阻点焊方法的电阻点焊接头的制造方法。在本发明的电阻点焊接头的制造方法中,例如,进行电阻点焊,形成必要尺寸的熔核,得到电阻点焊接头,所述电阻点焊为:用一对电极夹持2张以上钢板叠合而成的板组,一边加压一边以给定的焊接条件进行通电。需要说明的是,钢板、焊接条件等与上述的说明相同。

如以上所述,本发明的电阻点焊方法及电阻点焊接头的制造方法通过适当控制后工序、即回火后热处理工序中的焊接条件,从而对熔核端部进行回火,提高韧性。由此,能够提高得到的焊接接头的接头强度。另外,通过在主通电工序与回火后热处理工序之间进行再加热的工序(偏析缓和后热处理工序),从而缓和熔核端部的凝固偏析,提高CTS。因此,即使在板组中包含具有上述钢板成分的中Mn钢板作为高强度钢板的情况下,也能够进一步提高接头强度。

需要说明的是,通过本发明得到的熔核的成分优选为0.05≤C≤0.35(质量%)、0.1≤Si≤0.8(质量%)、2.0≤Mn≤10(质量%)的范围。对于熔核内成分的计算方法而言,可以从通过上述方法制成的样品切出熔核,利用化学分析而求出。或者,也可以根据焊接部的截面照片而求出,根据上下各钢板的熔融部的截面面积的比例和各钢板成分的含量而换算成其比例。

实施例

以下,使用实施例对本发明的作用及效果进行说明。需要说明的是,本发明并不限定于以下的实施例。

作为本发明的实施例,如上述的图1所示,对于叠合2张钢板(下钢板1和上钢板2)而成的板组3,使用安装于C焊枪的伺服电机加压型且具有直流电源的电阻焊机进行电阻点焊,形成必要尺寸的熔核6,制作了电阻点焊接头。

试验片使用了780MPa级~1180MPa级的板厚1.2mm的高强度钢板(钢板A~钢板F)。试验片的尺寸设为长边:150mm,短边:50mm。钢板A~钢板F使用了表1-1所示的成分组成的钢板。以下,只要没有特别说明,表示钢板的成分组成的%指“质量%”。

首先,使用得到的试验片制成板组3。如表1-2所示,板组a、b是将2张相同种类的中Mn钢板叠合而成的板组。板组c是将不同种类的中Mn钢板叠合而成的板组,板组d、e是将中Mn钢板和高强度钢板叠合而成的板组。板组f是将高C成分的相同钢板叠合而成的板组。板组g是将高Mn成分的相同钢板叠合而成的板组。板组h是将3张相同种类的中Mn钢板叠合而成的板组。板组i、j是将含有上述任意成分的中Mn钢叠合而成的板组。板组a~g、i、j的板厚全部相同。

接着,使用各板组3进行表2-1及表2-2所示的焊接条件的电阻点焊,形成必要尺寸的熔核6,得到了电阻点焊接头。需要说明的是,此时的通电在以下所示的条件下进行。通电中的加压压力设为一定,这里,以3.5kN进行。另外,下电极4和上电极5均使用了前端直径为6mm、前端曲率半径为40mm、铬铜制的DR型电极。熔核直径以将板厚设为t(mm)时为5.5√t(mm)以下的方式形成。

使用得到的电阻点焊接头,通过以下记载的方法进行了CTS的评价。

[CTS的评价]

CTS的评价通过如下方式进行,对于制成的电阻点焊接头,按照JISZ3137中规定的方法进行交叉拉伸试验,并测定了CTS(交叉拉伸力)。对测定值为JIS A级(3.4kN)以上的情况标注符号○,对低于JIS A级的情况标注符号×。需要说明的是,在本实施例中,将符号○的情况评价为良好,将记号×的情况评价为差。将焊接后的电阻点焊接头的CTS的评价结果示于表2-1及表2-2。

Figure BDA0002622992100000151

[表1-2]

Figure BDA0002622992100000161

如表2-1及表2-2所示,在按照本发明的方法进行了电阻点焊的本发明例中,得到了良好的电阻点焊接头。相比之下可知,在脱离本发明方法的焊接条件的比较例中,未能得到良好的接头。

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