本发明涉及由重叠的钢板构成的电阻点焊接头和电阻点焊方法。
背景技术:
1、近年来,在汽车领域中,为了通过车体的轻型化来提高燃油效率以及提高碰撞时的车体安全性,已经使用高强度钢板。
2、但是,随着钢板的拉伸强度的高强度化,产生了以下担心:由于焊接而引起的残余应力、焊接时和使用环境下侵入焊接部的氢的存在而导致的焊接部的耐延迟破坏特性的降低。
3、作为防止这种焊接部的延迟破坏的方法,可举出专利文献1~3记载的技术。
4、专利文献1中公开了以下技术:在通过正式通电而形成熔核后赋予后通电,维持氢容易扩散的高温环境,由此将焊接时侵入的氢排出到外部,防止延迟破坏。
5、另外,专利文献2中公开了以下技术:通过在通过正式通电而形成熔核后进一步进行以加热为目的的后通电的两阶段通电,使钢板压接部与熔核端部之间软化,提高耐延迟破坏特性。
6、进而,专利文献3中公开了以下技术:在通过正式通电而形成熔核后赋予后通电,并且控制为交替且连续地重复焊接电极的上升和下降,由此缓和拉伸残余应力,提高耐延迟破坏特性。
7、现有技术文献
8、专利文献
9、专利文献1:日本特开2019-72764号公报
10、专利文献2:国际公开第2014/171495号
11、专利文献3:日本特开2018-144098号公报
技术实现思路
1、然而,专利文献1的技术减少焊接时侵入焊接部的氢量,未考虑在使用环境中从外部侵入的氢。因此,容易产生焊接接头制作后的使用环境中的延迟破坏。
2、另外,专利文献2、3的技术是使用熔核形成后的后通电中的加热来强化钢板压接部、缓和残余应力的技术,未考虑作为延迟破坏的主要因素的氢的影响。因此,存在因氢的积聚而产生延迟破坏的风险。
3、应予说明,这些技术未考虑起到作为延迟破坏的产生因素的氢的捕获位点的作用的由nb、ti、v构成的碳化物的影响。通过研究由这些元素构成的碳化物与延迟破坏特性的关系,可能制作更优异的电阻点焊接头。
4、本发明是鉴于该情况而完成的,其目的在于提供一种能够减少在焊接后的使用环境下侵入的氢量、抑制使用环境下的焊接接头的延迟破坏的电阻点焊接头和电阻点焊方法。
5、本发明人等为了抑制对包含至少1张高强度钢板的2张以上的钢板进行电阻点焊而得到的电阻点焊接头的延迟破坏而对作为延迟破坏的因素的在使用环境下侵入的氢的行为进行研究,得到如下见解。
6、首先,电阻点焊部在熔核周边具有根据距熔核端部的距离而不同的相和组织的热影响部。因此,当氢从外部环境侵入电阻点焊部内时,为了侵入作为电阻点焊部的主要破坏起点的熔核端部,需要穿过热影响部。穿过了热影响部的氢积聚在由于焊接而引起的残余应力集中的熔核端部,由此产生延迟破坏。因此,减少穿过热影响部侵入熔核的氢量并减少积聚在熔核端部的氢量对于抑制延迟破坏是有效的。
7、因此,本发明人等对能够减少从外部环境侵入熔核端部的氢量的电阻点焊方法和由该方法制造的焊接接头进行了研究。
8、首先,可知通过在电阻点焊部的热影响部析出高密度的碳化物,预先捕获从外部侵入的氢,电阻点焊接头的耐延迟破坏特性提高。另外,可知通过在用于焊接的高强度钢板的成分组成中含有nb、ti、v,在热影响部析出nbc、tic和vc,由此电阻点焊接头的强度不会降低,仅通过更短的后通电即可提高耐延迟破坏特性。
9、另外,可知通过将电阻点焊部的热影响部与高强度钢板的母材的硬度的关系设为热影响部的最软化部的硬度x(hv)<高强度钢板的母材的硬度(hv)×0.95,缓和由于焊接而引起的残余应力,防止延迟破坏。
10、可知具有上述特性的电阻点焊接头可以通过在形成熔核的正式通电后在特定的焊接条件下赋予后通电并适当地进行热影响部的回火来得到。
11、本发明基于以上的见解而完成,主旨如下。
12、[1]一种电阻点焊接头,是具有对包含至少1张高强度钢板的重叠有2张以上的钢板的板组进行电阻点焊而成的焊接部的电阻点焊接头,
13、上述高强度钢板具有如下成分组成:以质量%计含有c:0.10~0.40%、si:0.10~2.50%、mn:1.0~5.0%、p:0.020%以下、s:小于0.010%、al:0.10%以下和n:0.010%以下,进一步含有选自nb:0.10%以下、ti:0.10%以下和v:0.20%以下中的1种或2种以上,并且nb、ti和v满足式(1)的关系,剩余部分由fe和不可避免的杂质,
14、上述焊接部具有熔核和热影响部,
15、将上述热影响部中的硬度为上述高强度钢板的母材的硬度以下的区域设为软化部时,熔核直径与热影响部的该软化部的宽度满足式(2)的关系,
16、并且,将上述热影响部的最软化部的硬度设为x时,该最软化部的硬度x与上述高强度钢板的母材的硬度满足式(3)的关系,
17、并且,上述热影响部内的粒径为100nm以下的nbc、tic和vc的合计平均个数密度为80个/μm2以上。
18、([nb]+[ti]+[v]/5)≥0.01%……(1)
19、热影响部的软化部的宽度(mm)>熔核直径(mm)×0.2……(2)
20、x(hv)<高强度钢板的母材的硬度(hv)×0.95……(3)
21、这里,式(1)中的元素符号表示高强度钢板中的各元素的含量(质量%),在不含有该元素的情况下为0。
22、[2]根据[1]所述的电阻点焊接头,其中,上述成分组成含有选自nb:0.08%以下、ti:0.08%以下和v:0.16%以下中的1种或2种以上,并且上述式(1)的下限值为0.04%。
23、[3]根据[1]或[2]所述的电阻点焊接头,其中,上述高强度钢板除了上述成分组成之外,以质量%计含有选自mo:0.500%以下、cr:0.300%以下、ca:0.0200%以下、sb:0.200%以下、b:0.0100%以下、cu:1.00%以下和ni:0.50%以下中的1种或2种以上。
24、[4]根据[1]~[3]中任一项所述的电阻点焊接头,其中,上述高强度钢板具有金属镀层。
25、[5]根据[1]~[4]中任一项所述的电阻点焊接头,其中,上述高强度钢板的拉伸强度为980mpa以上。
26、[6]一种电阻点焊方法,是制造[1]~[5]中任一项所述的电阻点焊接头的电阻点焊方法,
27、将包含至少1张上述高强度钢板的2张以上的钢板重叠而制成板组,用一对焊接电极夹持该板组,一边加压一边通电而接合上述钢板时,
28、上述通电由主通电工序和后通电工序构成,在该主通电工序与该后通电工序之间具有冷却工序,
29、在上述后通电工序中,使加压力f2为2.0~7.0kn,并且以相对于上述主通电工序的电流值i1满足式(4)的关系的电流值i2,在由式(5)表示的通电时间t2期间进行通电。
30、0.6×i1<i2<1.0×i1……(4)
31、2100-8200×([nb]+[ti]+[v]/5)<t2……(5)
32、这里,各式中,
33、i1:主通电工序中的电流值(ka),
34、i2:后通电工序中的电流值(ka),
35、t2:后通电工序中的通电时间(ms)。
36、另外,式(5)中的元素符号表示高强度钢板中的各元素的含量(质量%),在不含有该元素的情况下为0。另外,在高强度钢板为两种以上的情况下,式(5)中的([nb]+[ti]+[v]/5)的值使用利用各高强度钢板算出的值的平均值。
37、[7]根据[6]所述的电阻点焊方法,其中,在上述冷却工序中,在500ms以上且小于2000ms期间保持不通电状态。
38、根据本发明,能够减少通过电阻点焊对包含至少1张高强度钢板的2张以上的钢板进行焊接而成的电阻点焊接头中的、在使用环境下侵入的氢量,抑制该焊接接头的延迟破坏,因此起到工业上显著的效果。
1.一种电阻点焊接头,是具有对包含至少1张高强度钢板的重叠有2张以上的钢板的板组进行电阻点焊而成的焊接部的电阻点焊接头,
2.根据权利要求1所述的电阻点焊接头,其中,所述成分组成含有选自nb:0.08%以下、ti:0.08%以下和v:0.16%以下中的1种或2种以上,并且所述式(1)的下限值为0.04%。
3.根据权利要求1或2所述的电阻点焊接头,其中,所述高强度钢板除了所述成分组成之外,以质量%计含有选自mo:0.500%以下、cr:0.300%以下、ca:0.0200%以下、sb:0.200%以下、b:0.0100%以下、cu:1.00%以下和ni:0.50%以下中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电阻点焊接头,其中,所述高强度钢板具有金属镀层。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电阻点焊接头,其中,所述高强度钢板的拉伸强度为980mpa以上。
6.一种电阻点焊方法,是制造权利要求1~5中任一项所述的电阻点焊接头的电阻点焊方法,
7.根据权利要求6所述的电阻点焊方法,其中,在所述冷却工序中,在500ms以上且小于2000ms期间保持不通电状态。
