[0051] 以下,使用图1及图2,具体说明本发明。图1是示意性地表示电阻点焊方法的一例的图,示出进行2张钢板的电阻点焊的例子。图2是表示电阻点焊方法中的错位角的图。
[0052] 本发明是通过一对电极夹持将多张钢板叠合而成的板组,一边加压一边进行通电而接合的电阻点焊方法。首先,如图2所示,将多张钢板(钢板1、钢板2)叠合而作为板组。
[0053] 在本发明中进行电阻点焊的钢板是至少1张在表面具有金属镀层的表面处理钢板。优选以金属镀层的熔点比表面处理钢板的母材的熔点低的结构为对象。如果是一般的金属镀层,则熔点比钢板低。例如,母材(基底钢板)的熔点为1400~1570℃,金属镀层的熔点为300~1200℃。金属镀层没有特别限定,但是可列举例如Zn系镀层、Al系镀层。在需要耐蚀性的构件中,与Al系镀层相比,Zn系镀层优异。这是因为,通过锌(Zn)的牺牲防蚀作用能够使基底钢板的
腐蚀速度下降。作为Zn系镀层,可以例示一般的熔融镀锌(GI)、合金化熔融镀锌(GA)、
电镀锌(EG)、Zn-Ni系镀敷(例如,包含10~25
质量%的Ni的Zn-Ni系镀敷)、Zn-Al系镀敷、Zn-Mg系镀敷、Zn-Al-Mg系镀敷等。而且,作为Al系镀层,可以例示Al-Si系镀敷(例如,包含10~20质量%的Si的Al-Si系镀敷)等。金属镀层只要设置于表面处理钢板的单面即可,但是也可以设置于两面。而且,也可以在成为钢板彼此的接合面(对合面)的一侧的表面设置金属镀层,也可以在与电极相接的一侧的表面设置金属镀层,而且,还可以在成为钢板彼此的接合面的一侧的表面及与电极相接的一侧的表面设置金属镀层。金属镀层的附着量也任意,但是从
焊接性的观点出发而每一面优选为120g/m2以下。在本发明中进行电阻点焊的钢板的钢种(成分组成)没有特别限定,而且,钢板的制造方法可以为
冷轧、
热轧等任意,钢板的组织也同样任意。而且,即便使用
热冲压后的钢板也没有任何问题。而且,关于钢板的板厚也没有特别限定,但是优选为一般的汽车
车身可使用的范围(0.5~4.0mm左右)。
[0054] 另外,钢板中的至少一张优选抗拉强度为590MPa以上、进而为780MPa以上的高强度钢板。如果抗拉强度增大则破裂容易发生,因此通过对于板组的钢板中的至少1张钢板的抗拉强度:590MPa以上的板组适用本发明,能显著地得到本发明的效果。特别是板组的钢板中的至少1张的抗拉强度为780MPa以上的情况下,能够得到更大的效果。
[0055] 所叠合的多张钢板可以相同,也可以不同,可以将同种钢板重叠多张,或者可以将异种钢板重叠多张。而且,即使各钢板的板厚不同也没有任何问题,可以使具有金属镀层的表面处理钢板与不具有金属镀层的钢板叠合。需要说明的是,在图2中,示出了将2张钢板叠合的例子,但是也可以将3张以上的钢板叠合。
[0056] 接下来,利用一
对焊接电极(电极3及电极4)夹持将多张钢板叠合而成的板组,一边加压一边通电之后,将电极从钢板释放。作为在本发明的电阻点焊方法中能够使用的焊接装置,可以使用具备上下一对电极并在焊接中分别能够任意地控制加压力及焊接电流的焊接装置。焊接装置的加压机构(
气缸、伺服
电动机等)、形式(定置式、
机器人枪等)及电极形状等没有特别限定。而且,在直流、交流中都可以适用本发明,电源的种类(单相交流、交流逆变器、直流逆变器)等没有特别限定。在此,交流的情况下,“电流”是指“有效电流”。电极的形状等也没有特别限定。电极前端的形式为例如JIS C 9304:1999记载的DR形(半径圆顶(dome radius)形)、R形(半径(radius)形)、D形(圆顶(dome)形)等。电极的前端直径为例如4mm~16mm,而且,电极的前端的
曲率半径为例如10mm~100mm。需要说明的是,以电极始终被
水冷的状态进行电阻点焊。
[0057] 这样,通过一对
焊接电极(电极3及电极4)夹持将多张钢板(钢板1及钢板2)叠合而成的板组,一边加压一边通电,通过电阻发热形成熔核并将所叠合的钢板接合,由此得到接头。
[0058] 在本发明中,将该通电设为具有特定模式即主通电工序、主通电工序之后的无通电工序、无通电工序之后的后通电工序的通电。需要说明的是,在后通电工序结束后,停止通电。
[0059] 主通电工序是形成当凝固时成为熔核5的熔核部的工序。用于形成该熔核部的通电条件、加压条件没有特别限定,可以采用以往使用的焊接条件。需要说明的是,“熔核”是在搭接电阻焊中在焊接部产生的熔融凝固的部分,“熔核部”是当凝固时成为熔核的熔融部(即凝固之前的熔融部)。
[0060] 无通电工序是紧接着主通电工序之后进行而在通电暂停时间Tc(周期)的期间使通电暂停的工序。通过使通电暂停而将熔核部冷却。需要说明的是,1周期为20ms(50Hz)。
[0062] 并且,在本发明中,在将电极的错位角设为A(度)、将主通电工序的电流值设为Im(kA)、将后通电工序的电流值设为Ip(kA)、将1+0.1·Tc设为变量B、将1+0.2·Tc设为变量C时,设为满足上述式(I)的关系的焊接条件。在此,如上所述,错位角A是指电极3的轴芯相对于图2所示的钢板1的表面的垂直方向而倾斜的角度,即,“电极加压力方向与钢板板厚方向所成的角度”。需要说明的是,电极加压力方向在JIS Z 3001-6:2013的4.2.1记载的点焊的图中由箭头表示,在图2中也由箭头记载。这样,依次具有形成熔核部的主通电工序、使通电暂停预定时间的无通电工序、以不使熔核部生长的方式进行再加热的后通电工序,并根据错位角A的大小等而以特定条件进行通电,由此,即使错位角A大于0度的情况下,例如错位角A为0.2(度)以上的情况下,也能够抑制破裂,并能够充分地确保接头强度。
[0063] 如前所述,当错位角存在时,向焊接部施加弯曲应力,产生局部性大的压缩塑性变形,电极释放后的拉伸应力变得非常大,产生破裂。为了抑制该破裂,在错位角大的情况下,促进钢板表层的镀敷层的合金化,使熔融锌等金属进一步减少,因此有效。
[0065] 即,在错位角A超过0度且小于3度的范围内,因错位角而向焊接部施加的弯曲应力比较小,因此在电极释放后在焊接部产生的拉伸应力也不太大。即,可以限定钢板表面的镀敷层即熔融锌等金属的合金化。
[0066] 在错位角A为3度以上且小于7度的范围内,随着错位角的增大而在电极释放后在焊接部产生的拉伸应力的增加余量(增加量)变得显著。因此,需要通过进行更高电流的后通电工序来促进合金化。
[0067] 在错位角A为7度以上且小于15度的范围内,在焊接部产生的拉伸应力变得非常大,因此需要通过进行更高电流的后通电工序来促进合金化。需要说明的是,通过缩短后通电工序前的无通电工序中的通电暂停时间(冷却时间),能够有效地得到基于后通电(再加热)的合金化的作用,其在后文进行叙述。
[0069] 另外,在后通电工序中的后通电电流显著升高的情况下发生飞溅,成为使接头强度下降的主要原因。后通电产生的发热通过利用正式通电而形成的熔核径来规定,因此通过与正式通电的关系能够决定其上限。另一方面,通过使通电暂停工序增加而接头的
温度下降,由此固有电阻减少。因此,后通电工序中的后通电电流通过与正式通电的比率来规定,通过与Tc的关系来决定上限。
[0071] 在本发明中,进行满足上述式(I)的关系的通电,由此无论钢种如何,都能抑制焊接部的破裂发生,得到高接头强度。需要说明的是,从得到断裂方式的
稳定性的观点出发,上述式(I)优选满足下述所示的关系。在此,断裂方式的稳定性是指是否能稳定地得到十字拉伸试验时的插头断裂。