JP7047535B2 - Resistance spot welding method - Google Patents
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Description
本発明は、抵抗スポット溶接方法に関する。 The present invention relates to a resistance spot welding method.
近年、自動車分野では、低燃費化、CO2排出量削減等の観点で、車体の軽量化の実現が求められており、さらに、衝突安全性の向上の観点で、車体部材を高強度化することが求められている。これら要求を満たすため、車体部材、各種部品等には、高強度鋼板が使用されている。 In recent years, in the automobile field, it has been required to reduce the weight of the vehicle body from the viewpoint of fuel efficiency and CO 2 emission reduction, and further, from the viewpoint of improving collision safety, the strength of the vehicle body member is increased. Is required. In order to meet these demands, high-strength steel plates are used for vehicle body members, various parts, and the like.
車体には、高防錆性が求められ、車体の高防錆化の観点で、車体を構成する部材には、例えば、耐食性に優れた亜鉛系めっき鋼板が適用される。そして、亜鉛系めっき鋼板としては、車体の軽量化及び高強度化の観点から、高強度鋼板をめっき用原板として、亜鉛系めっきを施した高強度亜鉛系めっき鋼板が使用されている。 The vehicle body is required to have high rust resistance, and from the viewpoint of improving the rust prevention of the vehicle body, for example, a zinc-based plated steel plate having excellent corrosion resistance is applied to the members constituting the vehicle body. As the zinc-based plated steel sheet, a high-strength galvanized steel sheet subjected to zinc-based plating is used from the viewpoint of weight reduction and high strength of the vehicle body, using the high-strength steel sheet as the original plate for plating.
一方、自動車の車体の組立や部品の取付けなどでは、主として、抵抗スポット溶接が行われている(例えば、特許文献1~4を参照)。
On the other hand, in the assembly of the vehicle body of an automobile and the attachment of parts, resistance spot welding is mainly performed (see, for example,
例えば、特許文献1には、抵抗スポット溶接ガンにより、アルミニウム合金板材を溶接する抵抗スポット溶接方法が開示されている。この抵抗スポット溶接方法において、所定の溶接する条件のタイムアップで、所要の鍛造加圧力にて加圧し、かつディケィ時間でディケィ電流を流して鍛造加圧させ、ディケィ時間のタイムアップの後に所要の保持時間で保持して鍛造加圧を終了させることにより溶接を完了することが開示されている。
For example,
特許文献2には、抵抗スポット溶接継手の疲労強度を向上させる溶接方法が開示されている。この溶接方法は、通電後の後期加圧力Paが初期加圧力Piに対して、1.5Pi≦Pa≦2.5Pを満足すること、初期加圧力保持時間Htiが、0.35×Ht≦Hti≦0.65×Htを満足すること、及びHt=200×t-80を満足することが開示されている。 Patent Document 2 discloses a welding method for improving the fatigue strength of a resistance spot welded joint. In this welding method, the late pressing Pa after energization satisfies 1.5Pi ≦ Pa ≦ 2.5P with respect to the initial pressing Pi, and the initial pressing holding time Hti is 0.35 × Ht ≦ Hti. It is disclosed that ≦ 0.65 × Ht is satisfied and Ht = 200 × t-80 is satisfied.
特許文献3には、鋼板とアルミニウム合金板とを各1枚以上で合計2枚以上を重ね合わせ、鋼板およびアルミニウム合金板の上下に配置された電極で加圧しながら抵抗スポット溶接を行うことが開示されている。そして、この抵抗スポット溶接は、加圧力EFでのパルセーション通電の後で,1.2×EF≦FF≦2.0×EFを満たす加圧力FEまで増加させることで、異種金属接合における金属間化合物の生成を抑制することが開示されている。
特許文献4には、高強度めっき鋼板の抵抗スポット溶接において、溶接通電終了直後に、1.2WF≦PHF≦2.0WFの条件を満足する加圧力を負荷し、かつ、300-500t+250t2の条件満たす保持時間とする技術が開示されている。 In Patent Document 4, in resistance spot welding of a high-strength plated steel sheet, a pressing force satisfying the condition of 1.2WF ≤ PHF ≤ 2.0WF is applied immediately after the end of welding energization, and the condition of 300-500t + 250t 2 is provided. Techniques for satisfying retention times are disclosed.
高強度亜鉛系めっき鋼板を用いて抵抗スポット溶接を行うと、例えば、得られた抵抗スポット溶接継手の圧接部において、液体金属脆化割れ(LME;Liquid Metal Embrittlement)が発生する場合がある。このような割れが生じると、溶接部の強度が低下するため、抵抗スポット溶接継手の信頼性が低下してしまう。この割れは、電極の加圧力、鋼板の熱膨張、及び収縮による引張応力が溶接箇所に加わり、亜鉛、亜鉛と電極の銅との合金等の溶接箇所の鋼板表面で溶融した溶融物が、鋼板の結晶粒界に侵入して、粒界強度を低下させて引き起こされる、いわゆる液体金属脆性に起因する割れであるといわれている。 When resistance spot welding is performed using a high-strength zinc-based plated steel plate, for example, liquid metal embrittlement cracking (LME; Liquid Metal Embrittlement) may occur at the pressure-welded portion of the obtained resistance spot welded joint. When such a crack occurs, the strength of the welded portion is lowered, so that the reliability of the resistance spot welded joint is lowered. In this crack, tensile stress due to the pressing force of the electrode, thermal expansion and contraction of the steel plate is applied to the welded part, and the melt melted on the surface of the steel plate at the welded part such as zinc, zinc and the alloy of copper of the electrode is the steel plate. It is said that the cracks are caused by the so-called liquid metal brittleness, which is caused by invading the crystal grain boundaries of the above and lowering the grain boundary strength.
ところで、特許文献1及び特許文献3に開示される技術は、アルミニウム合金板を用いた抵抗スポット溶接に関するものであり、高強度亜鉛系めっき鋼板を対象とした技術ではない。また、特許文献2に開示される技術は、初期加圧力保持時間が設けられている。この技術を適用して、高強度亜鉛系めっき鋼板を含む被溶接部材を抵抗スポット溶接した場合、抵抗スポット溶接継手の圧接部には、液体金属脆化割れが発生する場合があった。
特許文献4に開示される技術では、保持工程での加圧力が高い場合は対象外であった。また、特許文献に4に開示される技術を適用した場合、抵抗スポット溶接継手の圧接部に、液体金属脆化割れが発生する場合があった。特に、高強度亜鉛系めっき鋼板の引張強度が980MPa以上の鋼板を用いた場合には、抵抗スポット溶接継手の圧接部に発生する液体金属脆化割れが顕著に見られる傾向があった。
By the way, the techniques disclosed in
The technique disclosed in Patent Document 4 is out of scope when the pressing force in the holding step is high. Further, when the technique disclosed in 4 is applied to the patent document, the liquid metal embrittlement crack may occur in the pressure-welded portion of the resistance spot welded joint. In particular, when a high-strength galvanized steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more was used, the liquid metal embrittlement cracks generated in the pressure-welded portion of the resistance spot welded joint tended to be remarkably observed.
本発明の目的は、高強度亜鉛系めっき鋼板を用いた抵抗スポット溶接方法において、抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れの発生を抑制する抵抗スポット溶接方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a resistance spot welding method for suppressing the occurrence of liquid metal embrittlement cracking at a pressure welded portion of a resistance spot welded joint in a resistance spot welding method using a high-strength zinc-based plated steel plate.
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。 The means for solving the above problems include the following aspects.
<1>
少なくとも1枚の高強度亜鉛系めっき鋼板を含む複数枚の鋼板を重ね合わせた被溶接部材に、溶接電極により加圧力F1で加圧しながら通電して溶接する工程と、
前記通電の終了直後から保持終了までの間、加圧力F2で保持して冷却する工程であって、前記加圧力F1に対する前記加圧力F2の関係が、(F2)>(F1×2)の関係を満足する工程と、
を有する抵抗スポット溶接方法。
<2>
前記通電の終了直後から保持終了までの間の時間をt(s)、前記被溶接部材の総板厚の1/2をh(mm)としたとき、t≧0.065h2の関係を満足する<1>に記載の抵抗スポット溶接方法。
<3>
前記高強度亜鉛系めっき鋼板の引張強度TSが980MPa以上である<1>又は<2>に記載の抵抗スポット溶接方法。
<1>
A process of energizing and welding a member to be welded, which is a stack of a plurality of steel plates including at least one high-strength galvanized steel plate, while pressurizing with a pressing force F1 by a welding electrode.
In the step of holding and cooling with the pressing force F2 from immediately after the end of the energization to the end of the holding, the relationship of the pressing force F2 with respect to the pressing force F1 is the relationship of (F2)> (F1 × 2). And the process to satisfy
Resistance spot welding method with.
<2>
When the time from the end of energization to the end of holding is t (s) and 1/2 of the total plate thickness of the member to be welded is h (mm), the relationship of t ≧ 0.065 h 2 is satisfied. The resistance spot welding method according to <1>.
<3>
The resistance spot welding method according to <1> or <2>, wherein the high-strength galvanized steel sheet has a tensile strength TS of 980 MPa or more.
本発明によれば、高強度亜鉛系めっき鋼板を用いた抵抗スポット溶接方法において、抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れの発生が抑制される抵抗スポット溶接方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, in a resistance spot welding method using a high-strength zinc-based plated steel plate, there is provided a resistance spot welding method in which the occurrence of embrittlement cracking of liquid metal in a pressure-welded portion of a resistance spot welded joint is suppressed.
以下、本発明の抵抗スポット溶接用方法の好ましい実施形態の一例について説明する。 Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the method for resistance spot welding of the present invention will be described.
なお、本明細書中において、「~」を用いて表される数値範囲は、特に断りの無い限り、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書中において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されるのであれば、本用語に含まれる。
In the present specification, the numerical range represented by using "-" means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value unless otherwise specified.
Further, in the present specification, the term "process" is used not only as an independent process but also as long as the intended purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes. , Included in this term.
本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法は、少なくとも1枚の高強度亜鉛系めっき鋼板を含む複数枚の鋼板を重ね合わせた被溶接部材に、溶接電極により加圧力F1で加圧しながら通電して溶接する工程と、前記通電の終了直後から保持終了までの間、加圧力F2で保持して冷却する工程であって、前記加圧力F1に対する前記加圧力F2の関係が、(F2)>(F1×2)の関係を満足する工程と、を有する。 In the resistance spot welding method according to the present embodiment, a member to be welded in which a plurality of steel plates including at least one high-strength zinc-based plated steel plate are laminated is energized and welded while being pressurized by a welding electrode with a pressing force F1. In the step of holding and cooling with the pressing force F2 from immediately after the end of the energization to the end of the holding, the relationship between the pressing force F1 and the pressing force F2 is (F2)> (F1 ×). It has a process that satisfies the relationship of 2).
以下、抵抗スポット溶接方法について、図面を参照して説明する。図3は、抵抗スポット溶接方法を模式的に表した説明図である。図3に示すように、抵抗スポット溶接方法は、例えば、3枚の高強度亜鉛系めっき鋼板1A、1B、及び1Cを重ねて被溶接部材とし、鋼板の重ね合わせ方向(図3に示す被溶接部材に対する上下方向)の両側に配置された溶接電極2A及び2Bによって、被溶接部材を鋼板の重ね合わせ方向の両側から挟み込む。そして、溶接電極2A及び2Bにより、矢印の方向に、加圧力Fで加圧しながら通電を行う。通電終了後、加圧力Fで加圧した状態を保持し、冷却(例えば、水冷)された電極2A及び2Bによる抜熱及び鋼板自体への熱伝導によって冷却した後、溶接電極を開放し、ナゲット3が形成された抵抗スポット溶接継手が得られる。ナゲット3の周囲には、溶接熱影響部(HAZ部)が形成され、溶接熱影響部における鋼板のあわせ面には、圧接部が形成される。なお、図3に示す被溶接部材には、図3に示すように、4箇所の圧接部が存在する。
Hereinafter, the resistance spot welding method will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the resistance spot welding method. As shown in FIG. 3, in the resistance spot welding method, for example, three high-strength zinc-based
抵抗スポット溶接における通電パターン及び加圧パターンとしては、例えば、図2に示すパターンが挙げられる。図2は、従来の抵抗スポット溶接方法の通電パターンおよび加圧パターンの一例を示す模式図である。図2に示すように、従来、抵抗スポット溶接方法は、加圧力F1で加圧しながら通電し、通電終了後、通電工程と同じ加圧力F1を保ったままで保持する方法が行われている。このような従来の方法で、高強度亜鉛系めっき鋼板に抵抗スポット溶接を行うと、例えば、図3に示す圧接部に液体金属脆化割れが発生する場合があった。このような液体金属脆化割れの発生は、特に、引張強度が980MPa以上の高強度亜鉛系めっき鋼板を用いた場合に顕著にみられた。 Examples of the energization pattern and the pressurization pattern in resistance spot welding include the pattern shown in FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an energization pattern and a pressure pattern of a conventional resistance spot welding method. As shown in FIG. 2, conventionally, as a resistance spot welding method, a method of energizing while pressurizing with a pressing force F1 is performed, and after the energization is completed, the same pressing force F1 as in the energizing step is maintained. When resistance spot welding is performed on a high-strength galvanized steel sheet by such a conventional method, for example, liquid metal embrittlement cracks may occur in the pressure-welded portion shown in FIG. The occurrence of such liquid metal embrittlement cracks was particularly remarkable when a high-strength galvanized steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more was used.
亜鉛系めっき高強度鋼板に抵抗スポット溶接を行うことで発生する液体金属脆化割れの要因の一つとしては、例えば、通電後の冷却に伴って生じる引張応力が挙げられる。そこで、高強度亜鉛系めっき鋼板の溶接後の抵抗スポット溶接継手における圧接部に生じる応力を低減させることに着目し、液体金属脆化割れの発生が抑制される溶接条件を検討した。 One of the factors of the liquid metal embrittlement cracking generated by performing resistance spot welding on a zinc-based plated high-strength steel plate is, for example, tensile stress generated by cooling after energization. Therefore, we focused on reducing the stress generated in the pressure welded part of the resistance spot welded joint after welding of the high-strength galvanized steel sheet, and examined the welding conditions that suppress the occurrence of embrittlement cracking of the liquid metal.
抵抗スポット溶接では、通電後の保持工程で、鋼板が冷却される。そして、冷却に伴って、通電終了後の被溶接部材には、ナゲットの熱収縮によって、板幅方向に引張応力が発生する。この引張応力が生じることで、圧接部での液体金属脆化割れが生じると考えられる。このことから、通電工程後に冷却される保持工程において、通電工程後の被溶接部材に対する加圧力を高めれば、ナゲットの形状への影響を抑えつつ、ナゲットの熱収縮に伴う板幅方向に生じる引張応力が低減されると考えられる。これは次のように考えられる。保持工程での加圧力を高めることで、圧接部に生じる引張応力と反対方向に応力が生じる。それによって、この引張応力が、反対方向に生じた応力と相殺される。そのため、圧接部に生じる引張応力が低減する。 In resistance spot welding, the steel sheet is cooled in the holding process after energization. Then, with cooling, tensile stress is generated in the plate width direction in the member to be welded after the energization is completed due to the thermal shrinkage of the nugget. It is considered that the occurrence of this tensile stress causes embrittlement cracking of the liquid metal at the pressure contact portion. From this, in the holding process of cooling after the energization process, if the pressing force on the member to be welded after the energization process is increased, the tension generated in the plate width direction due to the thermal shrinkage of the nugget is suppressed while suppressing the influence on the shape of the nugget. It is believed that the stress is reduced. This can be thought of as follows. By increasing the pressing force in the holding process, stress is generated in the direction opposite to the tensile stress generated in the pressure contact portion. Thereby, this tensile stress is offset by the stress generated in the opposite direction. Therefore, the tensile stress generated in the pressure contact portion is reduced.
そこで、図1に示すように、加圧力F1で加圧しながら通電し、通電を終了した直後に、時間を開けずに、通電工程での加圧力F1に対して2倍を超える加圧力F2で加圧して保持することを検討した。その結果、保持工程での加圧力F2を、通電工程での加圧力F1の2倍超とすることで、冷却によって熱収縮しようとするナゲットによって、圧接部に生じる引張応力が低減することが判明した。それによって、高強度亜鉛系めっき鋼板を抵抗スポット溶接して得られた抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れの発生が抑制されると考えられる。なお、例えば、通電工程終了後、加圧力を変えずに保持した後、加圧力を倍増させて保持した場合、ナゲットの冷却が進行し、熱収縮による引張応力を抑制することが難しくなると考えられる。そのため、本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法では、通電終了直後に、(F2)>(F1×2)の関係を満たすように、保持工程を行う。なお、本明細書中において、加圧力F1及び加圧力F2は、加圧したときの最高到達加圧力を表す。 Therefore, as shown in FIG. 1, energization is performed while pressurizing with the pressing force F1, and immediately after the energization is completed, the pressing force F2 is more than twice the pressing force F1 in the energizing process without opening a time. It was considered to pressurize and hold. As a result, it was found that by making the pressing force F2 in the holding process more than twice the pressing force F1 in the energizing process, the tensile stress generated in the pressure contact portion is reduced by the nugget that tries to heat shrink due to cooling. bottom. It is considered that this suppresses the occurrence of liquid metal embrittlement cracks in the pressure welded portion of the resistance spot welded joint obtained by resistance spot welding a high-strength galvanized steel sheet. For example, after the energization process is completed, if the pressing force is held unchanged and then the pressing force is doubled and held, the nugget is cooled and it is considered difficult to suppress the tensile stress due to thermal shrinkage. .. Therefore, in the resistance spot welding method according to the present embodiment, a holding step is performed immediately after the end of energization so as to satisfy the relationship (F2)> (F1 × 2). In the present specification, the pressing force F1 and the pressing force F2 represent the maximum ultimate pressing force when pressurized.
以上から、本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法によって、高強度亜鉛系めっき鋼板を用いて抵抗スポット溶接を行うときの抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れの発生が抑制される。 From the above, the resistance spot welding method according to the present embodiment suppresses the occurrence of liquid metal embrittlement cracks at the pressure welded portion of the resistance spot welded joint when resistance spot welding is performed using a high-strength zinc-based plated steel plate.
以下、本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法について説明する。 Hereinafter, the resistance spot welding method according to this embodiment will be described.
(通電工程)
まず、高強度亜鉛系めっき鋼板を少なくとも1枚含む複数枚の鋼板を重ね合わせて被溶接部材を準備する。次に、被溶接部材における複数枚の鋼板の重ね合わせた部分を、鋼板の重ね合わせ方向の両側に配置される溶接電極によって、両側から挟み込む。そして、溶接電極によって、加圧力F1で加圧しながら、溶接電極に通電して、抵抗スポット溶接を行う。
(Energization process)
First, a plurality of steel plates including at least one high-strength galvanized steel plate are superposed to prepare a member to be welded. Next, the overlapped portion of a plurality of steel plates in the member to be welded is sandwiched from both sides by welding electrodes arranged on both sides in the stacking direction of the steel plates. Then, while pressurizing with the pressing force F1 by the welding electrode, the welding electrode is energized to perform resistance spot welding.
ここで、通電工程における加圧力F1としては、特に限定されるものではないが、例えば、300kgf~600kgfであることが挙げられる。なお、溶接電極による圧力の付与は、一方の溶接電極(例えば、図3に示す下側の溶接電極2B)を固定した状態でもう一方の溶接電極(例えば、図3に示す上側の溶接電極2A)から圧力を掛けてもよい。
Here, the pressing force F1 in the energization step is not particularly limited, but may be, for example, 300 kgf to 600 kgf. The pressure is applied by the welding electrode while one welding electrode (for example, the
通電工程において、電流値、通電時間、溶接電極の接触面積、溶接電極からの加圧力などの各条件は、求められるナゲット径に応じて調整される。例えば、通電工程における各条件は、下記に示すナゲット径を満足するように設定すればよい。 In the energization step, each condition such as the current value, the energization time, the contact area of the welding electrode, and the pressing force from the welding electrode is adjusted according to the required nugget diameter. For example, each condition in the energization process may be set so as to satisfy the nugget diameter shown below.
抵抗スポット溶接で形成されるナゲット径(Dn)は、板厚hの平方根の3倍以上(すなわち、3√h以上)であることが好ましい。例えば、高強度亜鉛系めっき鋼板を少なくとも1枚含む被溶接部材が3枚の鋼板で構成されている場合、1枚目の鋼板の板厚をh1、2枚目の鋼板の板厚をh2、及び3枚目の鋼板の板厚をh3とすると、一方の溶接電極側に配置される鋼板と、中間に配置される鋼板との境界に形成されるナゲット径(D1)において、板厚hD1は、hD1=(h1+h2)/2として表される。また、他方の溶接電極側に配置される鋼板と、中間に配置される鋼板との境界に形成されるナゲット径(D2)において、板厚hD2は、hD2=(h2+h3)/2として表される。一方、高強度亜鉛系めっき鋼板を少なくとも1枚含む被溶接部材が2枚の鋼板で構成されている場合、1枚目の鋼板の板厚をh1、及び2枚目の鋼板の板厚をh2とすると、板厚hは、h=(h1+h2)/2として表される。なお、通電するときの電流値は、チリが発生しない電流値以下とすることがよい。 The nugget diameter (Dn) formed by resistance spot welding is preferably 3 times or more (that is, 3√h or more) the square root of the plate thickness h. For example, when the member to be welded including at least one high-strength galvanized steel sheet is composed of three steel sheets, the thickness of the first steel sheet is h1, the thickness of the second steel sheet is h2, and so on. Assuming that the plate thickness of the third steel plate is h3, the plate thickness h D1 at the nugget diameter (D1) formed at the boundary between the steel plate arranged on one weld electrode side and the steel plate arranged in the middle. Is expressed as h D1 = (h1 + h2) / 2. Further, in the nugget diameter (D2) formed at the boundary between the steel plate arranged on the other welding electrode side and the steel plate arranged in the middle, the plate thickness h D2 is expressed as h D2 = (h2 + h3) / 2. Will be done. On the other hand, when the member to be welded including at least one high-strength galvanized steel plate is composed of two steel plates, the thickness of the first steel plate is h1 and the thickness of the second steel plate is h2. Then, the plate thickness h is expressed as h = (h1 + h2) / 2. The current value when energized should be equal to or less than the current value at which dust does not occur.
本実施形態において、通電工程では、後通電を行ってもよい。一般に、後通電は、本通電の後、通電をしないクール時間を経てから行う。クール時間、並びに、後通電の電流値及び通電時間は、後通電の目的及び板厚に応じて設定される。偏析緩和タイプの後通電では、クール時間は、概ねナゲットが凝固する時間に設定される。また、後通電の通電は、ナゲット端部が凝固点以下A3点以上の温度の範囲内にあるように設定される。特に、後通電の電流値は、本通電の電流値の85%~95%に設定することが望ましい。また、後通電の通電時間(秒)は、板厚をhとした場合、0.2h-0.2に設定することが望ましい。ここでhは、1枚目の鋼板の板厚をh1、2枚目の鋼板の板厚をh2、及び3枚目の鋼板の板厚をh3とすると、(h1+h2+h3)/2で表される。また、2枚の鋼板を重ね合わせた被溶接部材であるとき、1枚目の鋼板の板厚をh1、及び2枚目の鋼板の板厚をh2とすると、hは、(h1+h2)/2で表される。この偏析緩和タイプの後通電では、後通電直後に加圧力を増加させることが望ましい。
一方、テンパータイプの後通電では、クール時間は、ナゲット及びその周囲の熱影響部(HAZ部)がMs点以下の温度に冷却されるように設定される。後通電の電流値及び通電時間は、クール時間中に生成したマルテンサイト組織から炭化物が析出し、靭性が回復されるように設定される。この場合、本通電直後に加圧力を増加させることが望ましい。なぜなら、クール時間が長いテンパータイプの後通電では、クール時間の途中で圧接部が危険領域を通過し、割れてしまう可能性があるからである。
In the present embodiment, post-energization may be performed in the energization step. Generally, the post-energization is performed after a cool time during which the energization is not performed after the main energization. The cool time, the current value of the post-energization, and the energization time are set according to the purpose of the post-energization and the plate thickness. In the segregation relaxation type post-energization, the cool time is generally set to the time when the nugget solidifies. Further, the energization of the post-energization is set so that the end of the nugget is within the temperature range of A 3 points or more below the freezing point. In particular, it is desirable to set the current value of the post-energization to 85% to 95% of the current value of the main energization. Further, it is desirable to set the energization time (seconds) of the post-energization to 0.2h-0.2 when the plate thickness is h. Here, h is represented by (h1 + h2 + h3) / 2, where h1 is the thickness of the first steel plate, h2 is the thickness of the second steel plate, and h3 is the thickness of the third steel plate. .. Further, when the member to be welded is a member obtained by superimposing two steel plates, if the plate thickness of the first steel plate is h1 and the plate thickness of the second steel plate is h2, h is (h1 + h2) / 2. It is represented by. In this segregation relaxation type post-energization, it is desirable to increase the pressing force immediately after the post-energization.
On the other hand, in the temper type post-energization, the cool time is set so that the nugget and its surrounding heat-affected zone (HAZ portion) are cooled to a temperature below the Ms point. The current value and energization time of the post-energization are set so that carbides are deposited from the martensite structure generated during the cool time and the toughness is restored. In this case, it is desirable to increase the pressing force immediately after the main energization. This is because, in the temper type post-energization with a long cool time, the pressure contact portion may pass through the dangerous area and crack during the cool time.
-高強度亜鉛系めっき鋼板-
ここで、本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法では、高強度鋼板に、亜鉛系めっきが被覆された高強度亜鉛系めっき鋼板を用いる。以下、高強度亜鉛系めっき鋼板について説明する。
-High-strength galvanized steel sheet-
Here, in the resistance spot welding method according to the present embodiment, a high-strength galvanized steel sheet coated with zinc-based plating is used for the high-strength steel sheet. Hereinafter, the high-strength galvanized steel sheet will be described.
高強度亜鉛系めっき鋼板は、例えば、高強度の鋼板とするために、引張強度(TS)が980MPa以上であることがよい。鋼板における引張強度は、引張試験をJIS Z 2241(2011)に準拠して行うことで測定される。なお、引張強度の上限は特に限定されず、例えば、2000MPa以下であることが挙げられる。 The high-strength galvanized steel sheet may have a tensile strength (TS) of 980 MPa or more in order to obtain a high-strength galvanized steel sheet, for example. The tensile strength of a steel sheet is measured by performing a tensile test in accordance with JIS Z 2241 (2011). The upper limit of the tensile strength is not particularly limited, and for example, it may be 2000 MPa or less.
高強度亜鉛系めっき鋼板の母材となる高強度鋼板の化学組成、金属組織は特に限定されるものではない。例えば、高強度鋼板の化学組成としては、質量%で、C:0.100%~0.400%、Si:0.30%~3.00%、Mn:1.00%~10.00%、P:0%~0.010%、並びに、S:0%~0.0050%、を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼板であってもよい。また、前記Feの一部が、その他の添加元素に置き換えられた鋼板であってもよい。さらに、炭素当量Ceqが0.15%以上となる鋼板であってもよい。なお、Ceqは下記式に示すものである。
式 Ceq=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S]
ただし、[C]、「Si]、[Mn]、[P]、[S]は、C、Si、Mn、P、及びSの含有量(質量%)である。含有していない元素は、0質量%である。
The chemical composition and metallographic structure of the high-strength steel sheet, which is the base material of the high-strength galvanized steel sheet, are not particularly limited. For example, the chemical composition of the high-strength steel sheet is, in terms of mass%, C: 0.100% to 0.400%, Si: 0.30% to 3.00%, Mn: 1.00% to 10.00%. , P: 0% to 0.010%, and S: 0% to 0.0050%, and the balance may be a steel plate made of Fe and impurities. Further, a steel sheet in which a part of the Fe is replaced with other additive elements may be used. Further, it may be a steel plate having a carbon equivalent Ceq of 0.15% or more. Ceq is shown in the following formula.
Formula Ceq = [C] + [Si] / 30 + [Mn] / 20 + 2 [P] + 4 [S]
However, [C], "Si", [Mn], [P], and [S] are the contents (mass%) of C, Si, Mn, P, and S. It is 0% by mass.
本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法では、被溶接部材として、高強度亜鉛系めっき鋼板を少なくとも1枚含む複数枚の鋼板を重ね合わせ、重ね合わせ面に、亜鉛系めっきが被覆された鋼板を有していれば、高強度亜鉛系めっき鋼板の枚数は、特に限定されない。例えば、図3に示すように、3枚の高強度亜鉛系めっき鋼板1A~1Cを重ね合わせてもよい。また、2枚の高強度亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせてもよい。さらに、全ての鋼板の重ね合わせ面に、亜鉛系めっきが被覆された複数枚の鋼板でもよい。重ね合わせ面に、亜鉛系めっきが被覆された面と、亜鉛系めっきが被覆されていない面とを重ね合わせてもよい。高強度亜鉛系めっき鋼板と他の鋼板とを重ね合わせてもよい。ただし、抵抗スポット溶接継手の耐食性を考慮すれば、溶接電極との接触面にも亜鉛系めっきが被覆されていることが好ましい。この点で、被溶接部材は、複数枚の高強度亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせた被溶接部材とすることがより好ましい。
In the resistance spot welding method according to the present embodiment, as a member to be welded, a plurality of steel sheets including at least one high-strength galvanized steel sheet are laminated, and a steel sheet coated with zinc-based plating is provided on the laminated surface. If so, the number of high-strength galvanized steel sheets is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 3, three high-strength galvanized
抵抗スポット溶接される被溶接部材における複数枚の鋼板としては、2枚の鋼板であってもよく、3枚以上の鋼板であってもよい。抵抗スポット溶接される各鋼板の板厚は、特に限定されず、例えば、0.5mm~3.0mmであってもよい。また、複数枚の鋼板の全体の総板厚Hは、1.0mm以上であってもよい。複数枚の鋼板の全体の総板厚Hの上限は特に限定されず、例えば、総板厚Hが7.0mm以下であってもよい。 The plurality of steel plates in the member to be welded by resistance spot welding may be two steel plates or three or more steel plates. The plate thickness of each steel plate to be spot-welded by resistance is not particularly limited, and may be, for example, 0.5 mm to 3.0 mm. Further, the total plate thickness H of the plurality of steel plates may be 1.0 mm or more. The upper limit of the total plate thickness H of the plurality of steel plates is not particularly limited, and for example, the total plate thickness H may be 7.0 mm or less.
総板厚Hの範囲は、抵抗スポット溶接継手の軽量化と高強度化との両立が図れる点で、2.4mm~4.8mmであることが好ましい。 The range of the total plate thickness H is preferably 2.4 mm to 4.8 mm in terms of achieving both weight reduction and high strength of the resistance spot welded joint.
なお、鋼板は、少なくとも一部に板状部を有し、当該板状部が互いに積み重ね合わされる部分を有するものであればよく、全体が板でなくともよい。また、複数枚の鋼板は、別々の鋼板から構成されるものに限定されず、1枚の鋼板を管状などの所定の形状に成形したものを重ね合わせたものでもよい。 The steel plate may have at least a part having a plate-shaped portion and may have a portion in which the plate-shaped portions are stacked on each other, and the entire steel plate does not have to be a plate. Further, the plurality of steel plates are not limited to those composed of separate steel plates, and may be obtained by superimposing one steel plate formed into a predetermined shape such as a tubular shape.
高強度鋼板に被覆される亜鉛系めっきは、亜鉛を含むめっきであれば、特に限定されるものではない。例えば、めっき種として、合金化溶融亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、及び電気亜鉛めっきが挙げられる。また、亜鉛を含むめっき(亜鉛めっき)としては、例えば、亜鉛のみを含むめっき;亜鉛及び鉄を含むめっき;亜鉛及びニッケルを含むめっき;亜鉛及びアルミニウムを含むめっき;亜鉛及びマグネシウムを含むめっき;亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、シリコンなどを含むめっきが挙げられ、これらのいずれでもよい。 The zinc-based plating coated on the high-strength steel sheet is not particularly limited as long as it is a plating containing zinc. For example, examples of the plating type include alloyed hot-dip galvanizing, hot-dip galvanizing, and electrozinc plating. The plating containing zinc (zinc plating) includes, for example, plating containing only zinc; plating containing zinc and iron; plating containing zinc and nickel; plating containing zinc and aluminum; plating containing zinc and magnesium; zinc. , Aluminum, magnesium, silicon and the like, and any of these may be used.
亜鉛系めっきは、片面のみに施してもよく、両面に施してもよい。これらのめっき層の目付量は、特に限定されず、例えば、片面の目付量で100g/m2以下とすることがよい。 Zinc-based plating may be applied to only one side or both sides. The basis weight of these plating layers is not particularly limited, and for example, the basis weight on one side may be 100 g / m 2 or less.
-溶接電極-
ここで、溶接電極について説明する。溶接電極としては、例えば、一対の円筒状の電極が用いられる。なお、円筒状の電極の先端形状としては、例えば、(A)フラット形状、(B)ラジアス形状(円弧状)、(C)ドームラジアス形状(接触面が平面状又は緩やかな曲率(例えばR40)を有する曲面状であり、その周囲が円弧状である形状)、(D)コーンフラット形状(接触面が平面状又は緩やかな曲率を有する曲面状でその周囲がテーパ状である形状)、(E)ポイント形状(接触面が平面状又は緩やかな曲率を有する曲面状でその周囲が急角度のテーパ状である形状)等が一般的に用いられる。これらの中でも、接触面が平面状又は緩やかな曲率を有する曲面状である(A)フラット形状、(C)ドームラジアス形状、(D)コーンフラット形状、及び(E)ポイント形状がより好ましく、(C)ドームラジアス形状がさらに好ましく、接触面が緩やかな曲率(例えばR40)を有する曲面状である(C)ドームラジアス形状が特に好ましい。
-Welding electrode-
Here, the welding electrode will be described. As the welding electrode, for example, a pair of cylindrical electrodes are used. The tip shape of the cylindrical electrode is, for example, (A) flat shape, (B) radius shape (arc shape), (C) dome radius shape (contact surface is flat or has a gentle curvature (for example, R40)). (D) Cone flat shape (shape in which the contact surface is flat or curved with a gentle curvature and the circumference is tapered), (E) ) A point shape (a shape in which the contact surface is flat or curved with a gentle curvature and the periphery thereof is tapered at a steep angle) or the like is generally used. Among these, (A) flat shape, (C) dome radius shape, (D) cone flat shape, and (E) point shape in which the contact surface is flat or curved with a gentle curvature are more preferable. The C) dome radius shape is more preferable, and the (C) dome radius shape in which the contact surface is a curved surface having a gentle curvature (for example, R40) is particularly preferable.
円筒状の電極の先端形状が、接触面として平面状又は緩やかな曲率を有する曲面状である場合(つまり前記(A)、(C)、(D)、及び(E)の形状の場合)、この先端部分(つまり平面状又は緩やかな曲率を有する曲面状の部分)の直径φは、求められるナゲット径、板厚等に応じて調整される。直径φは、例えば4mm~10mmの範囲が好ましい。なお、溶接電極の材質は、特に限定されないが、銅及びクロムを含む合金などが挙げられる。 When the tip shape of the cylindrical electrode is a flat surface or a curved surface having a gentle curvature as a contact surface (that is, in the case of the shapes (A), (C), (D), and (E)). The diameter φ of this tip portion (that is, a flat surface or a curved surface having a gentle curvature) is adjusted according to the required nugget diameter, plate thickness, and the like. The diameter φ is preferably in the range of, for example, 4 mm to 10 mm. The material of the weld electrode is not particularly limited, and examples thereof include alloys containing copper and chromium.
(保持工程)
本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法は、通電工程の後に保持工程を有する。保持工程は、前述の通電工程の通電を終了した直後から保持終了までの間、加圧力F2で、被溶接部材を、溶接電極で挟み込んだまま保持して冷却する工程である。そして、通電工程での加圧力F1と保持工程での加圧力F2との関係が、(F2)>(F1×2)の関係を満足するように保持する。通電工程を経た被溶接部材は、非通電の状態で、冷却(例えば、水冷)された溶接電極により冷却される。ここで、通電の終了直後から保持終了までの間とは、通電工程での通電を終了すると同時に、保持を開始して、溶接電極による加圧を継続した後、溶接電極による加圧を解き、被溶接部材から溶接電極を開放して、加圧を終了する時点までの間を示す(例えば、図1参照)。
(Holding process)
The resistance spot welding method according to the present embodiment has a holding step after the energizing step. The holding step is a step of holding and cooling the member to be welded while being sandwiched between the weld electrodes by the pressing force F2 from immediately after the end of energization of the above-mentioned energization step to the end of holding. Then, the relationship between the pressing force F1 in the energizing step and the pressing force F2 in the holding step is held so as to satisfy the relationship (F2)> (F1 × 2). The member to be welded that has undergone the energization step is cooled by a cooled (for example, water-cooled) weld electrode in a non-energized state. Here, from immediately after the end of energization to the end of holding, at the same time as the energization in the energization process is completed, the holding is started, the pressurization by the welding electrode is continued, and then the pressurization by the welding electrode is released. The period from the opening of the weld electrode from the member to be welded to the time when the pressurization is completed is shown (see, for example, FIG. 1).
なお、例えば、偏析緩和タイプの後通電に代表されるように、本通電の後、ナゲットが凝固する程度の短時間のクール時間を経て後通電を加圧力F1で行う場合は、後通電での加圧力F1に対して、保持工程での加圧力F2が上記関係を満足させればよい。例えば、後通電での加圧力F1が本通電での加圧力よりも高い場合、保持工程での加圧力F2は、後通電での加圧力F1に対して、2倍超の加圧力となるように加圧すればよい。後通電を行う場合、通電終了直後とは、後通電の終了直後を表す。
一方、例えば、テンパータイプの後通電に代表されるように、ナゲットやその周囲の熱影響部(HAZ部)がMs点以下に冷却されまでの長時間のクール時間を経てから後通電する場合は、本通電での加圧力F1に対して、保持工程での加圧力F2が上記関係を満足させればよい。
ここで、本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法において、通電工程での加圧力F1は、通電工程において基準となる加圧力をF1を示す。
For example, when the post-energization is performed by the pressing force F1 after a short cool time such that the nugget solidifies after the main energization, as typified by the segregation relaxation type post-energization, the post-energization is performed. The pressing force F2 in the holding step may satisfy the above relationship with respect to the pressing force F1. For example, when the pressing force F1 in the post-energization is higher than the pressing force in the main energization, the pressing force F2 in the holding step is more than twice the pressing force F1 in the post-energizing process. It is sufficient to pressurize. When performing post-energization, immediately after the end of energization means immediately after the end of post-energization.
On the other hand, for example, when the nugget and its surrounding heat-affected zone (HAZ part) are cooled to the Ms point or less after a long cooling time, as typified by the temper type post-energization, the post-energization is performed. It is sufficient that the pressing force F2 in the holding step satisfies the above relationship with respect to the pressing force F1 in the main energization.
Here, in the resistance spot welding method according to the present embodiment, the pressing force F1 in the energizing step indicates the pressing force F1 as a reference in the energizing step.
通電工程での加圧力F1と保持工程での加圧力F2との関係は、(F2)>(F1×2)を満足する。液体金属脆化割れの発生をより抑制する点で、(F2)≧(F1×2.1)を満足することが好ましい。なお、加圧力F2は、上記関係を満たしていれば、加圧力F2の上限は特に限定されない。例えば、加圧力F2の上限としては、(F1×5)≧(F2)の関係を満足することが挙げられる。 The relationship between the pressing force F1 in the energizing step and the pressing force F2 in the holding step satisfies (F2)> (F1 × 2). It is preferable to satisfy (F2) ≧ (F1 × 2.1) in terms of further suppressing the occurrence of liquid metal embrittlement cracking. The upper limit of the pressing force F2 is not particularly limited as long as the pressing force F2 satisfies the above relationship. For example, as the upper limit of the pressing force F2, the relationship of (F1 × 5) ≧ (F2) may be satisfied.
保持工程において、保持時間は、ナゲットが凝固するまでの時間が確保できれば、特に限定されるものではない。通電の終了直後から保持終了までの間の時間をt(s)、被溶接部材の総板厚の1/2をh(mm)としたとき、t≧0.065h2の関係を満足することが好ましい。保持時間がこの条件を満たしていれば、この高強度亜鉛系めっき鋼板を用いて抵抗スポット溶接を行うときの抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れの発生が効果的に抑制される。ここで、上記のように、高強度亜鉛系めっき鋼板を少なくとも1枚含む被溶接部材の板厚hは、被溶接部材の総板厚の1/2で表される。具体的には、3枚の鋼板を重ね合わせた被溶接部材であるとき、1枚目の鋼板の板厚をh1、2枚目の鋼板の板厚をh2、及び3枚目の鋼板の板厚をh3とすると、hは、(h1+h2+h3)/2で表される。また、2枚の鋼板を重ね合わせた被溶接部材であるとき、1枚目の鋼板の板厚をh1、及び2枚目の鋼板の板厚をh2とすると、hは、(h1+h2)/2で表される。tの上限は特に限定されないが、例えば、室温(例えば、25℃)まで冷却される時間であることが挙げられる。 In the holding step, the holding time is not particularly limited as long as the time until the nugget solidifies can be secured. When the time from the end of energization to the end of holding is t (s) and 1/2 of the total plate thickness of the member to be welded is h (mm), the relationship of t ≧ 0.065 h 2 is satisfied. Is preferable. If the holding time satisfies this condition, the occurrence of liquid metal embrittlement cracks at the pressure welded portion of the resistance spot welded joint when performing resistance spot welding using this high-strength galvanized steel sheet is effectively suppressed. .. Here, as described above, the plate thickness h of the member to be welded including at least one high-strength galvanized steel sheet is represented by 1/2 of the total plate thickness of the member to be welded. Specifically, when the member is a member to be welded by stacking three steel plates, the thickness of the first steel plate is h1, the thickness of the second steel plate is h2, and the plate thickness of the third steel plate is h2. Assuming that the thickness is h3, h is represented by (h1 + h2 + h3) / 2. Further, when the member to be welded is a member obtained by superimposing two steel plates, if the plate thickness of the first steel plate is h1 and the plate thickness of the second steel plate is h2, h is (h1 + h2) / 2. It is represented by. The upper limit of t is not particularly limited, and examples thereof include time for cooling to room temperature (for example, 25 ° C.).
-その他の工程-
また、本実施形態に係る抵抗スポット溶接方法では、通電工程の前にスクイズ工程を有していてもよい。スクイズ工程は、溶接電極からの通電を行なう前に、加圧力を保持したまま溶接電極による挟み込みを行なう工程である。例えば、図1を参照すると、スクイズ工程は、被溶接部材を溶接電極で挟み込み、加圧力F1で加圧を開始し、溶接電極から通電するまでの間の工程である。なお、スクイズ工程におけるスクイズ時間は、特に限定されるものではない。スクイズ時間は、例えば、加圧力が一定値に到達する時間よりも長くすることが好ましい。
-Other processes-
Further, in the resistance spot welding method according to the present embodiment, a squeeze step may be provided before the energization step. The squeeze step is a step of sandwiching by the welding electrode while holding the pressing force before energizing from the welding electrode. For example, referring to FIG. 1, the squeeze process is a process in which a member to be welded is sandwiched between weld electrodes, pressurization is started by a pressing force F1, and electricity is applied from the weld electrode. The squeeze time in the squeeze process is not particularly limited. The squeeze time is preferably longer than, for example, the time it takes for the pressing force to reach a certain value.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the ideas described in the claims, and these also naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood that it is a thing.
3枚の高強度亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせて被溶接部材とし、この被溶接部材に対して抵抗スポット溶接を行うことを想定し、保持工程における圧接部内側の温度と、圧接部に生じる応力との関係を、有限要素法(FEM;Finite Element Method)により解析した。高強度亜鉛系めっき鋼板は、高強度鋼板をめっき原板とし、その両面に亜鉛系めっきが施された鋼板とした。また、圧接部に生じる応力は、ナゲットの半径方向応力として解析を行った。有限要素法による解析条件を表1に示す。なお、この解析では、通電工程では、後通電は行わず、本通電のみ行うことを想定している。すなわち、解析条件は、図1に示すような通電パターンおよび加圧パターン(加圧力F1と加圧力F2が同じ場合は、図2に示すような通電パターンおよび加圧パターン)での、抵抗スポット溶接を想定している。 Assuming that three high-strength galvanized steel sheets are superposed to form a member to be welded and resistance spot welding is performed on this member to be welded, the temperature inside the pressure-welded part and the stress generated in the pressure-welded part in the holding process. The relationship with and was analyzed by the finite element method (FEM). For the high-strength zinc-based plated steel sheet, a high-strength steel sheet was used as the original plating plate, and zinc-based plated steel sheets were applied on both sides thereof. The stress generated in the pressure contact portion was analyzed as the radial stress of the nugget. Table 1 shows the analysis conditions by the finite element method. In this analysis, it is assumed that the post-energization is not performed in the energization process, but only the main energization is performed. That is, the analysis conditions are resistance spot welding in the energization pattern and pressurization pattern as shown in FIG. 1 (when the pressurization F1 and the pressurization F2 are the same, the energization pattern and the pressurization pattern as shown in FIG. 2). Is assumed.
また、表1に示す条件で、有限要素法により解析した結果を図4及び図5に示す。さらに、図4及び図5のFEM計算をするための解析モデル図を図6に示す。図6に示すPは圧接部における応力を計算した部位を示す。圧接部Pにおいて、図4及び図5に示す温度と半径応力を出力している。なお、図6に示す1Aは上板、1Bは中板、及び1Cは下板を表す。 Further, the results of analysis by the finite element method under the conditions shown in Table 1 are shown in FIGS. 4 and 5. Further, FIG. 6 shows an analysis model diagram for performing the FEM calculation of FIGS. 4 and 5. P shown in FIG. 6 indicates a portion where the stress in the pressure contact portion is calculated. The pressure contact portion P outputs the temperature and radial stress shown in FIGS. 4 and 5. In addition, 1A shown in FIG. 6 represents an upper plate, 1B represents a middle plate, and 1C represents a lower plate.
図4は、通電終了後における温度と、半径方向応力との関係を表すグラフである。図4に示すグラフのうち、横軸は、通電終了直後の被溶接部材の温度を表している。通電終了との表記は、通電工程で通電が終了した時点を表している。通電終了後の被溶接部材は、非通電で、溶接電極による加圧を保持することで冷却される。したがって、横軸は、通電終了後、横軸の右から左に向かって、温度が低下することを表している。すなわち、通電終了の時点は、保持工程の開始点となる。なお、図4では、通電終了直後から温度の最も低くなるまで範囲で、非通電で加圧力を保持しながら冷却されている。その後、溶接電極が開放される。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the temperature after the end of energization and the radial stress. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis represents the temperature of the member to be welded immediately after the end of energization. The notation of the end of energization indicates the time when the energization is completed in the energization process. After the energization is completed, the member to be welded is not energized and is cooled by holding the pressure applied by the weld electrode. Therefore, the horizontal axis represents that the temperature decreases from the right to the left of the horizontal axis after the energization is completed. That is, the time when the energization ends is the start point of the holding process. In addition, in FIG. 4, it is cooled while holding the pressing force without energization in the range from immediately after the end of energization to the lowest temperature. After that, the weld electrode is opened.
一方、縦軸は、圧接部に生じる応力を、ナゲットの半径方向応力として表している。縦軸のマイナスの応力は、抵抗スポット溶接する前に比べて、鋼板が膨張しているため、圧接部には、圧縮状態の応力が生じることを表している。また、縦軸のプラスの応力は、ナゲットが冷却されることにより、ナゲットが縮小するため、圧接部には、ナゲットの半径方向に引張応力が生じることを表している。つまり、縦軸の0点では、圧接部に生じる半径方向応力が圧縮から引張に転じる点となる。 On the other hand, the vertical axis represents the stress generated in the pressure contact portion as the radial stress of the nugget. The negative stress on the vertical axis indicates that the stress in the compressed state is generated in the pressure-welded portion because the steel sheet is expanded as compared with that before the resistance spot welding. Further, the positive stress on the vertical axis indicates that the nugget shrinks as the nugget is cooled, so that tensile stress is generated in the pressure contact portion in the radial direction of the nugget. That is, at the 0 point on the vertical axis, the radial stress generated in the pressure contact portion changes from compression to tension.
図4に示すグラフにおいて、割れ危険領域で表記される領域は、液体金属脆化割れが発生しやすい領域であり、亜鉛の融点(420℃)以上、かつ、半径方向応力が0kgf/mm2以上の範囲で囲まれた領域を表す。この領域内では、亜鉛系めっきが溶融し、かつ、圧接部に引張応力が生じている状態であるほど、液体金属脆化割れが発生しやすいと考えられる。つまり、圧縮応力から引張応力に転じる温度が高く、かつ、亜鉛の融点の時点において、圧接部に生じる半径方向の引張応力が高いほど、液体金属脆化割れが発生しやすくなる。 In the graph shown in FIG. 4, the region represented by the crack danger region is a region where liquid metal embrittlement cracks are likely to occur, the zinc melting point (420 ° C.) or higher, and the radial stress is 0 kgf / mm 2 or higher. Represents the area surrounded by the range of. In this region, it is considered that the more the zinc-based plating is melted and the tensile stress is generated in the pressure-welded portion, the more likely the liquid metal embrittlement crack is to occur. That is, the higher the temperature at which the compressive stress changes to the tensile stress and the higher the radial tensile stress generated in the pressure contact portion at the melting point of zinc, the more likely the liquid metal embrittlement cracking is to occur.
図4に示すように、通電工程での加圧力F1と、保持工程での加圧力F2とが同じ場合(F1=F2)は、圧接部に生じる半径方向応力が圧縮応力から引張応力に転じる点が高く、亜鉛の融点における圧接部に生じる半径方向の引張応力が高い。そのため、この場合は、抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れが発生しやすい。 As shown in FIG. 4, when the pressing force F1 in the energization process and the pressing force F2 in the holding process are the same (F1 = F2), the radial stress generated in the pressure contact portion changes from the compressive stress to the tensile stress. Is high, and the radial tensile stress generated at the pressure contact portion at the melting point of zinc is high. Therefore, in this case, liquid metal embrittlement cracking is likely to occur at the pressure-welded portion of the resistance spot welded joint.
また、通電工程での加圧力F1に対して、保持工程での加圧力F2を1.5倍とした比較例(F2=F1×1.5)では、圧接部に生じる半径方向応力が圧縮応力から引張応力に転じる温度は低くなる。しかし、亜鉛の融点における圧接部に生じる半径方向の引張応力は、加圧力F1及び加圧力F2が同じ場合と同程度である。この場合は、保持工程での加圧力F2を増加した効果が低いため、抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れが発生しやすい。 Further, in the comparative example (F2 = F1 × 1.5) in which the pressing force F2 in the holding step is 1.5 times the pressing force F1 in the energizing step, the radial stress generated in the pressure contact portion is the compressive stress. The temperature at which the stress changes from to tensile stress becomes low. However, the radial tensile stress generated at the pressure contact portion at the melting point of zinc is about the same as when the pressing force F1 and the pressing force F2 are the same. In this case, since the effect of increasing the pressing force F2 in the holding step is low, embrittlement cracking of the liquid metal at the pressure welding portion of the resistance spot welded joint is likely to occur.
一方、通電工程での加圧力F1に対して、保持工程での加圧力F2が2倍を超える((F2)>(F1×2))各発明例では、圧接部に生じる半径方向応力が圧縮応力から引張応力に転じる温度が低くなり、亜鉛の融点における圧接部に生じる半径方向の引張応力も低くなる。このため、各発明例では、抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れの発生が抑制される。 On the other hand, in each invention example, the pressing force F2 in the holding step exceeds twice the pressing force F1 in the energizing step ((F2)> (F1 × 2)), the radial stress generated in the pressure contact portion is compressed. The temperature at which the stress changes to tensile stress is lowered, and the radial tensile stress generated at the pressure contact portion at the melting point of zinc is also lowered. Therefore, in each of the invention examples, the occurrence of liquid metal embrittlement cracks at the pressure-welded portion of the resistance spot welded joint is suppressed.
また、図5は、通電終了直後に加圧する保持工程での加圧力と、半径方向応力との関係を表すグラフである。横軸は、保持工程での加圧力を表す。縦軸は、Zn融点における圧接部に生じる半径方向応力であり、引張応力を表す。なお、図5において、通電工程での加圧力F1は400kgfである。図5に示すように、通電工程での加圧力F1と保持工程での加圧力F2との関係が、(F2)=(F1)である場合、及び、(F2)=(F1×1.5)の関係である場合は、圧接部に生じる半径方向の引張応力が高い。一方、(F2)>(F1×2)の関係である場合は、圧接部に生じる半径方向の引張応力が低い。したがって、(F2)>(F1×2)の関係を満たす場合は、抵抗スポット溶接継手の圧接部における液体金属脆化割れの発生が抑制される。 Further, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the pressing force in the holding step of pressurizing immediately after the end of energization and the radial stress. The horizontal axis represents the pressing force in the holding process. The vertical axis is the radial stress generated in the pressure contact portion at the melting point of Zn, and represents the tensile stress. In FIG. 5, the pressing force F1 in the energization step is 400 kgf. As shown in FIG. 5, when the relationship between the pressing force F1 in the energizing step and the pressing force F2 in the holding step is (F2) = (F1), and (F2) = (F1 × 1.5). ), The radial tensile stress generated in the pressure contact portion is high. On the other hand, when the relationship is (F2)> (F1 × 2), the radial tensile stress generated in the pressure contact portion is low. Therefore, when the relationship (F2)> (F1 × 2) is satisfied, the occurrence of liquid metal embrittlement cracks in the pressure-welded portion of the resistance spot welded joint is suppressed.
1A、1B、1C 高強度亜鉛系めっき鋼板 2A、2B 溶接電極 3 ナゲット P 圧接部
1A, 1B, 1C High-strength galvanized
Claims (4)
前記通電の終了直後から保持終了までの間、加圧力F2で保持して冷却する工程であって、前記加圧力F1に対する前記加圧力F2の関係が、(F2)>(F1×2)の関係を満足する工程と、
を有する抵抗スポット溶接方法。 A plurality of steel plates including at least one high- strength steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more are present so that the high-strength steel plate is present on the laminated surface and zinc-based plating is present on the laminated surface. The process of energizing and welding the overlapped members to be welded while applying pressure with F1 by the welding electrode.
In the step of holding and cooling with the pressing force F2 from immediately after the end of the energization to the end of the holding, the relationship of the pressing force F2 with respect to the pressing force F1 is the relationship of (F2)> (F1 × 2). And the process to satisfy
Resistance spot welding method with.
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