碟形弹簧及其制造方法
阅读：35发布：2020-05-14
专利汇可以提供碟形弹簧及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 碟形 弹簧 及其制造方法，所述 碟形弹簧 的制造方法包括以下步骤：使金属带(10)弯曲形成环状，然后将两端部(12，14)彼此连接到一起。可以使 电子 束(26)沿着金属带(10)的横向 散焦 并发射到 焊接 区(20)上。然后，可将电子束(26)的焦点(28)聚焦在焊接熔合区(25)上，以便进行电子束焊接。随后使电子束(26)沿着金属带(10)的横向散焦发射在焊接区(20)处，也可以将焊接区(20)进一步冷却。焊接熔合区的二次枝晶臂间距的平均值落入7μm至30μm的数值范围内。，下面是碟形弹簧及其制造方法专利的具体信息内容。
1.一种碟形弹簧的制造方法，包括以下步骤：
使金属带弯曲形成环状；
用电子束焊将金属带的两端连接到一起；并且，
对采用电子束焊形成的金属带的焊接熔合区进行冷却；其特征在于，在所述冷却焊接熔合区的步骤中对焊接熔合区的温度分布进行控制，以便焊接熔合区的结晶组织的二次枝晶臂间距的平均值在7μm至30μm的区间范围内。
2.根据权利要求1所述的碟形弹簧的制造方法，其特征在于，
所述冷却焊接熔合区的步骤包括在连接步骤之后进行的对至少环形金属带的焊接熔合区进行加热的后加热步骤，并且
该后加热步骤的温度低于使环形金属带熔化的温度。
3.根据权利要求2所述的碟形弹簧的制造方法，其特征在于，
所述后加热步骤通过使电子束散焦完成，并且
在所述后加热步骤中对环形金属带上包含所述焊接熔合区的部分进行加热。
4.根据权利要求3所述的碟形弹簧的制造方法，其特征在于，
在所述后加热步骤中对环形金属带上包含所述焊接熔合区的部分进行退火处理。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的碟形弹簧的制造方法，其特征在于，进一步包括在所述连接步骤之前进行的对至少环形金属带的两端进行加热的预热步骤，其中，所述预热步骤的温度低于使环形金属带熔化的温度。
6.根据权利要求5所述的碟形弹簧的制造方法，其特征在于，
所述预热步骤通过使电子束散焦完成，并且
在所述预热步骤中对环形金属带上包含环形金属带的两端的部分进行加热。
7.根据权利要求2所述的碟形弹簧的制造方法，其特征在于，还包括在所述连接步骤之前进行的对至少环形金属带的两端进行加热的预热步骤，其中，预热步骤的温度低于使环形金属带熔化的温度，并且
所述预热步骤的温度低于所述后加热处理的温度。
8.根据权利要求1所述的碟形弹簧的制造方法，其特征在于，
在所述连接步骤中，根据金属带的两端的形状使电子束摆动。
9.一种碟形弹簧，其特征在于，包括：
具有焊接熔合区的环形主体，金属带的两端已经在所述焊接熔合区处焊接到一起，其中，
焊接熔合区的结晶组织的二次枝晶臂间距的平均值在7μm至30μm的区间范围内。
碟形弹簧及其制造方法
技术领域
背景技术
[0002] 作为碟形弹簧的制造方法，已知一种使用压模机对钢制平板进行冲压从而形成环形的方法(以下称为“冲压法”)。但是，冲压法会从平板上切下很多废料，因此降低了材料使用率。为此，研制出了一种材料使用率高的用于制造碟形弹簧的方法(JPH06-106277A)。该方法先使钢制金属带弯曲以形成环形，然后将金属带的两端焊接到一起，从而构成了被削去了顶端的锥形形状。
[0003] 通常情况下，用于制造碟形弹簧的钢材(例如，高碳钢、中碳钢以及特种钢等)很容易在焊接的时候产生裂纹。当本申请的发明人按照上述专利文献所述的制造方法制造碟形弹簧时，在焊接区产生裂纹的概率非常高。发明人发现，即使焊接区没有出现裂纹，该焊接区的连接强度也很弱，除此之外，也不具有碟形弹簧所需的耐疲劳性、拉伸强度以及其他特性。因此，由于碟形弹簧的产品质量无法得到保证，所以上述传统技术并未投入实际使用。
发明内容
[0004] 本发明基于采用金属带制造碟形弹簧的技术，提供了一种能够避免焊接区产生裂纹从而能够制造出产品质量令人满意的碟形弹簧的方法。
[0005] 在研究了焊接区产生裂纹的原因之后，发明人发现，在焊接时对焊接区进行快速加热和冷却而产生的硬化是造成裂纹的原因。因此，发明人发现了一种产品质量令人满意的碟形弹簧的制造方法，该方法通过控制焊接时的温度分布使得焊接区不会产生裂纹。需要注意的是，“控制焊接时的温度分布”是指控制从焊接步骤之前直到冷却步骤的焊接区的温度变化。
[0006] 本发明所公开的技术中的一个方面是用于制造碟形弹簧的方法。该方法可以包括以下步骤：使金属带弯曲以形成环形；用电子束焊将金属带的两端连接起来；对采用电子束焊构成的金属带的焊接熔合区进行冷却。在所述冷却焊接熔合区的步骤中对焊接熔合区的温度分布进行控制，以便焊接熔合区内结晶组织的二次枝晶臂间距的平均值在7μm至30μm的范围内。
[0007] 根据该结构，环形金属带的两端通过电子束焊彼此相连。对电子束焊产生的焊接熔合区进行冷却，以便焊接熔合区的结晶组织的二次枝晶臂间距(下文简称为“DAS II”)的平均值落入7μm至30μm的范围内。换句话说，使焊接熔合区慢慢地冷却。采用这种方式，可以避免在焊接熔合区出现裂纹，因此可以制造出产品质量令人满意的碟形弹簧。
[0008] 所述冷却焊接熔合区的步骤可以包括，在所述连接步骤之后进行的对至少环形金属带的焊接熔合区进行加热的后加热步骤。所述后加热步骤的温度可以低于使环形金属带熔化的温度。
[0009] 所述后加热步骤可以通过使电子束散焦完成。在后加热步骤中可以对环形金属带上包含焊接熔合区的部分进行加热。
[0010] 在所述后加热步骤中可以对环形金属带上包含焊接熔合区的部分进行退火处理。
[0011] 上述方法可以包括在连接步骤之前进行的对至少环形金属带的两端进行加热的预热步骤。预热步骤的温度可以低于使环形金属带熔化的温度。
[0012] 所述预热步骤可以通过使电子束散焦来完成。在该预热步骤中可以对环形金属带上包含环形金属带的两端的部分进行加热。
[0013] 在所述连接步骤中根据金属带的两个端部的形状使电子束摆动。
[0014] 本发明还提供了一种“将环形金属带的两端焊接到一起的碟形弹簧”，该弹簧具有令人满意的产品质量。在该碟形弹簧中，焊接熔合区的结晶组织的DAS II的平均值落入7μm至30μm的区间范围内。需要注意的是，“焊接熔合区”是指金属带的两端部熔化且彼此焊接到一起的焊接区中的一部分区域。因为焊接熔合区的DAS II的平均值在7μm至
30μm之间，因此碟形弹簧可以具有令人满意的作为产品的质量，同时避免了产生裂纹。
附图说明
30μm之间，因此碟形弹簧可以具有令人满意的作为产品的质量，同时避免了产生裂纹。
附图说明
[0015] 图1表示一个具体实施方式的用于制造碟形弹簧的方法；
[0016] 图2是表示如何采用电子束对焊接区进行预热和后加热的说明图；
[0017] 图3是表示焊接熔合区的经放大后的图片；
[0018] 图4示意性地表示了焊接熔合区的DAS II；
[0019] 图5表示经过预热和后加热的焊接与未经过预热和后加热的焊接之间的DAS II的变化；
[0020] 图6表示冷却速度与DAS II的变化之间的关系；
[0021] 图7示出了为了测试用于制造本实施方式的碟形弹簧的电子束焊接的机械特性所采用的试验样件；
[0022] 图8表示四点弯曲疲劳试验法；
[0023] 图9表示四点弯曲疲劳试验的结果；
[0024] 图10表示拉伸强度试验的结果。
具体实施方式
[0025] 下面参照图1和图2对本实施方式中公开的碟形弹簧的制造方法进行说明。图1所示的金属带10是碟形弹簧的已成形的基材。金属带10可采用如日本工业标准SK85(SK5)、SK85M(SK5M)、SWRH82A或其他已知钢材。将长条形扁平的钢基材卷起。为了制造碟形弹簧，需完成下列步骤：用成形装置进行成形的步骤、用焊接装置进行焊接的步骤、以及用压制装置进行压制成型的步骤。下面分别描述每个步骤。
[0026] 成形步骤
[0027] 如图1所示，该成形装置包括辊22、24。辊22、24分别沿图中所示箭头方向各自独立旋转。除了这两个辊22、24之外，该成形装置还设置了多个图中未示出的辊。在辊22、24的下游设置有弯曲导向件11。该弯曲导向件11以预定角度倾斜设置。此外，在弯曲导向件11的下游附近还设置有未示出的刀具。
[0028] 当辊22、24转动时，金属带10被供入弯曲导向件11。因为弯曲导向件11以预定角度倾斜设置，所以供入弯曲导向件11的金属带10会受到弯曲处理，从而将金属带10形成为环形。如图1所示，金属带10纵向上的一个侧面通过形成环形构成了外周边18。金属带10纵向上的另一侧面通过形成环形而构成了内周边16。上述预定角度取决于期望制成的弹簧产品的直径大小。
[0029] 当供入了预定长度的金属带10并且该金属带通过弯曲导向件11时，用设置在成形装置内的刀具将金属带10切断。在此得到的金属带10的断面如图1中的端部14所示。然后使端部12和端部14彼此接触。与预定角度一样，上述预定长度同样取决于期望制成的弹簧产品的直径大小。此外，将形成为环形的构件的外径用“D”表示，将碟形弹簧的宽度用“b”表示。优选满足D/b≥8的条件。若D/b小于8，则很难将金属带10形成环形。
[0030] 此外，端部12和14的形状并不限于图1中所示，只要形成为可以连接到一起的形状即可。例如，端部12和14的端面可以是凹凸不平的、倾斜的、或者能够使两端匹配的曲线形状。在焊接熔合区的形状比较复杂的情况下，即使焊接熔合区在使用该碟形弹簧时因受损而产生裂纹，也会因为其焊接距离比简单的直线形状的焊接距离长，从而可以在断裂之前减缓裂纹的发展速度。另外，端部12和端部14也可以不在一个平面上，而是彼此部分重叠。这是因为，即使两端部彼此重叠在一起，也可以用电子束焊来将两者焊接为一体。同样，即使焊接区由于焊接了重叠的部分而变厚，也可以通过下一步的清理毛刺的步骤而使该焊接区变平。
[0031] 焊接步骤
[0032] 下面参照图2说明将金属带10的两端焊接起来的焊接步骤。如图2所示，本实施方式中的电子束焊接装置可以向金属带10的焊接区发射电子束26。此时，尚未对焊接区进行焊接。而术语“焊接区”不仅包括尚未焊接时的区域的状态，而且还包括焊接之后区域的状态。通过将电子束26聚焦在所希望的焊接区，可以使金属带10熔化并焊接起来。另一方面，通过使电子束26散焦可以对金属带10进行加热但不会使其熔化。电子束不仅可以沿金属带10的纵向或横向自由地摆动，而且还可以转动或相对于金属带10滑动。可采用现有的电子束焊接装置作为本实施方式中的电子束焊接装置。需要注意的是，为了焊接金属带10，也可以选用电弧焊或点焊来代替电子束焊。电子束焊由于在真空环境下进行，因此不会使焊接区发生氧化。因为光束的能量密度很高，所以焊接过程产生的热所影响到的区域非常的小。因此，可以以很小的热应变进行焊接。此外，如下文所述，通过控制电子束使其散焦和摆动，可以很容易并随时地用电子束对焊接区进行预热和后加热。
[0033] 为了用上述焊接装置进行焊接，如图2所示，首先将成形为环形的金属带10固定住，同时将金属带10的端部12和端部14彼此相触，然后调整焊接区20(此时是指即将成为焊接区20的部分)的位置以便电子束26发射到焊接区20上。在将金属带10的两端焊接到一起之前，对焊接区20进行预热。通过对焊接区20进行预热，可以避免金属带10被急剧加热，从而可以提高焊接的连接强度。
[0034] 在本实施方式中，需要完成下文将述的预热处理。在该预热处理中，在保持电子束26的焦点28从金属带10上散焦的同时，将电子束26发射到焊接区20处。此外，在使电子束26沿金属带10的纵向摆动并且沿金属带10的横向滑动的同时，将电子束26发射到焊接区20处。从而对整个焊接区20进行预热，此时金属带10的焊接熔合区25(确切地说，是指在下一步骤中将要变成焊接熔合区的那部分)位于中间。在该预热处理中，焊接区20可以不加热到熔点。预热处理优选按照下述方式完成，即，使得焊接熔合区25附近区域的温度变成约400℃。例如，若采用SK85制成横向宽度21为13.5mm厚度为2.7mm的金属带
10，并且以某一光束输出(例如电流为20mA电压为60kV)将电子束26发射到待预热的约
10mm区域(即将变成焊接区20)内，发射时间约1.5秒，那么焊接熔合区25附近区域的温度会达到400℃。该预热处理在实际焊接之前进行。在本实施方式中，该预热处理完成之后紧接着进行下述的电子束焊接过程，不过该预热处理也可以在电子束焊接过程之前的其他时段完成。
10，并且以某一光束输出(例如电流为20mA电压为60kV)将电子束26发射到待预热的约
10mm区域(即将变成焊接区20)内，发射时间约1.5秒，那么焊接熔合区25附近区域的温度会达到400℃。该预热处理在实际焊接之前进行。在本实施方式中，该预热处理完成之后紧接着进行下述的电子束焊接过程，不过该预热处理也可以在电子束焊接过程之前的其他时段完成。
[0035] 然后，将电子束26的焦点28聚焦在金属带10的焊接熔合区25上，以进行电子束焊接。从而使焊接熔合区25的钢材熔化，并且将金属带10的两个端部12和14连接到一起。焊接熔合区25的温度高于400℃。电子束焊接的焊接条件可以根据碟形弹簧的大小和钢材的种类适当地进行设置。例如，在上述实例中(即，当采用SK85制成横向宽度21为13.5mm厚度为2.7mm的金属带10时)，发射电子束26的时间设置成近似1秒，光束输出(即，电流25mA，电压60kV)且发射宽度为0.2mm，同时焊接熔合区25的宽度约为2mm。优选地，在预热步骤之后立即进行电子束焊接，因为在这种情况下焊接区20的温度分布更加容易控制。
[0036] 之后，优选地在冷却步骤中执行后加热步骤。通过对焊接区20进行后加热，可降低用于冷却焊接熔合区25的冷却速度。从而可以提高焊接的连接强度。后加热处理在实际焊接之后完成。在本实施方式中，该后加热处理紧接着上述电子束焊接过程之后完成，不过，该后加热处理也可以在电子束焊接过程之后的其他时间段完成。
[0037] 在本实施方式中，执行下文将要描述的后加热处理。在该后加热处理中，在保持使焦点28从金属带10上散焦同时将电子束26发射至焊接区20处。此外，在使电子束26沿金属带10的纵向摆动且使其沿金属带10的横向滑动的同时，将电子束26发射至焊接区20处。从而对整个焊接区20进行后加热处理，此时金属带10的焊接熔合区25位于中间。优选地，以这种方式进行后加热，即，使得焊接区20的温度变成约600℃。例如，在上述实例中(即，当采用SK85制成横向宽度21为13.5mm厚度为2.7mm的金属带10时)，以某一光束输出(即，电流15mA，电压60kV)将电子束26发射至约10mm的加热区域(焊接区20)内，发射时间约1.5秒，此时焊接区20的温度变成600℃。优选地，在焊接之后立即进行后加热步骤，这是因为在这种情况下更容易对焊接区20的温度分布进行控制。焊接区在后加热步骤中加热达到的温度高于在预热步骤中加热达到的温度。由于后加热温度高于预热温度，因此可降低用于冷却焊接熔合区25的冷却速度。从而可以提高焊接的连接强度。
[0038] 在随后的冷却步骤中，采用空气冷却法对焊接区20进行冷却。通常情况下，空气冷却的冷却速度约为10K/sec。需要注意的是，所述冷却步骤并不限于上述实例，也可以采用现有的冷却装置或采用炉冷却来代替空气冷却，或者结合上述的多种方法进行冷却，只要使温度分布可控制即可。需要注意的是，可以在焊接之后进行例如退火等热处理，以便消除由加工硬化而产生的热变形(热应变)。该焊接后的热处理可以在实际焊接处理之后、冷却处理之前进行，或者在冷却处理的过程中同时进行。此外，在冷却处理之后或在冷却处理的过程中，还可以进行去除由焊接步骤而产生的毛刺的清理毛刺步骤。在清理毛刺步骤中可采用现有的清理方法。
[0039] 压制成型步骤
[0040] 然后，用压制装置将两端部已经焊接到一起的金属带10压制成型。该压制装置具有带锥筒形成型面的成型模具。在成型模具的成型面上形成有以预定角度倾斜的锥形面。可使用现有的压模机作为压制装置。也可以采用冲压法中所使用的压制装置。将金属带10置于成型模具上，然后通过对金属带10施加预定的压力用压制装置在金属带10上形成锥筒形的锥面。从而制成了被削去顶端的锥形的碟形弹簧2，参见图1。
[0041] 下面对本实施方式的用于制造碟形弹簧2的方法进行详细说明。在根据本实施方式的制造方法中，通过在焊接之前和之后进行预热处理和后加热处理，不仅可以避免焊接熔合区25被急剧加热和冷却，而且还可以避免在焊接时产生裂纹。在未预热和后加热而进行电子束焊接的实例(比较例)中，碟形弹簧的焊接区20中的十个点位中的四个观察到了裂纹。而采用根据本实施方式的制造方法制成的碟形弹簧，焊接区域中的十个点位均未产生可见的裂纹。因此，在采用将金属带10的两端焊接到一起以制成碟形弹簧的方法中，通过在焊接之前和之后对焊接区20进行预热和后加热处理，可以确保制造出的碟形弹簧2不会产生任何裂纹。因此，与冲压法不同的是，根据本实施方式的制造方法可以制出材料使用率高的碟形弹簧。下面，参照附图对本实施方式中制造出的碟形弹簧2的特性进行详细说明。
[0042] 图3示出了本实施方式中制造出的碟形弹簧2的焊接熔合区25放大之后的图片。如图3所示，可以看到在焊接熔合区25内由于电子束焊之后的冷却步骤而沉淀形成的枝状晶体。图3中示出的刻度表示50μm。图4示意性地表示了图3所示枝状晶体的形状。该枝状晶体从主分支30上分裂出了二次分支31。通常，将二次分支31之间的距离32称为“二次枝晶臂间距”(以下称“DAS II”)。已知DAS II的值与冷却速度有关。DAS II与冷-0.3
却速度之间的关系式为：DAS II＝aV 。表达式中的“a”是由合金而定的常量，“DAS II”与冷却速度的0.3次幂成反比。例如，当冷却速度较高时，DAS II就会变小。当冷却速度较低时，DAS II就会变大。因此，由于DASII取决于冷却速度，所以在经过预热和后加热的焊接与未经预热和后加热的焊接之间，DAS II有着明显的不同。下面用图来说明本实施方式中实行的预热和后加热处理与DAS II之间的相互关系。
却速度之间的关系式为：DAS II＝aV 。表达式中的“a”是由合金而定的常量，“DAS II”与冷却速度的0.3次幂成反比。例如，当冷却速度较高时，DAS II就会变小。当冷却速度较低时，DAS II就会变大。因此，由于DASII取决于冷却速度，所以在经过预热和后加热的焊接与未经预热和后加热的焊接之间，DAS II有着明显的不同。下面用图来说明本实施方式中实行的预热和后加热处理与DAS II之间的相互关系。
[0043] 图5示出了通过进行了本实施方式中电子束焊和随后的冷却处理而得到的金属带10的DAS II(μm)的分布情况(图中的白方块□和白圆圈○)，以及未经预热和后加热的情况下完成电子束焊和随后的冷却处理而得到的金属带10的DAS II(μm)的分布情况(图中的黑方块■和黑圆圈●)。图中纵轴表示DAS II(μm)。在未经预热和后加热而完成电子束焊的情况下，DAS II约为5μm(图中黑方块■)。当冷却之后另外进行例如退火处理的焊接后热处理时，DAS II变成约6μm(图中黑圆圈●)。另一方面，当根据本实施方式进行电子束焊时(即，电子束焊之前预热，之后进行后加热处理)，DAS II约为11μm(图中白方块□)。此外，当焊接后进一步进行退火等热处理时，DAS II约为8μm(图中白圆圈○)。因此，通过简单地进行本实施方式的电子束焊而得到的DAS II与在未进行预热和后加热处理的情况下完成电子束焊而得到的DAS II之间的实证边界值约为7μm。
[0044] 下面，在下文中借助于图6说明了通过简单地进行本实施方式中的电子束焊接而得到的DAS II和在未进行预热和后加热处理的情况下进行电子束焊接而得到的DAS II与冷却速度之间的关系。图6中的纵轴表示DAS II，横轴表示冷却速度。如图所示，当根据本实施方式完成电子束焊接时(具有预热和后加热处理)，冷却速度V2为1.3K/sec。当未进行预热和后加热处理的情况下完成电子束焊接时，冷却速度V1为10K/sec。因此，可以说本实施方式的冷却速度V2和比较例的冷却速度V1明显地相差一个位数。
[0045] 尽管通过降低冷却速度可以提高DAS II，但是如果冷却速度太低，也会降低挠性强度。因此，优选在冷却步骤中以不低于采用炉冷却的冷却速度(比采用空气冷却的冷却速度低得多)进行冷却。图6示出了在完成电子束焊接之后进行炉冷却而得到的DAS II。从该图中可以清楚地看出，炉冷却的冷却速度V3为0.05K/sec，DAS II为30μm。为此，优选地以这样的冷却速度进行冷却，即，使得DASII变成等于或小于30μm。也就是说，也可以根据加工产品时的实际情况采用炉冷却或空气冷却。
[0046] 下面参照图7至图10对采用根据本实施方式的电子束焊接连接起来的连接部的机械特性进行说明。图7表示为了检测连接部的机械特性所采用的试验样件4。该实验样件4是通过用电子束焊接将两个板材的端部连接到一起而取得的。其纵向长度为100mm，横向长度为13.5mm，金属带的厚度为2.7mm。在试验样件4的沿纵向的大致中间位置处沿横向形成有连接部(即，焊接熔合区)125。图8是四点弯曲疲劳试验法的简图。将试验样件4固定在安装轴42上，使得试验样件4的焊接熔合区125位于两安装轴42之间的轴间空间36的中间，加压轴40置于该试验样件4上。此外，试验样件4的焊接熔合区125位于加压轴40之间的轴间空间34的中间。在加压轴40上重复施加预定载荷38，直到在焊接熔合区125处或在其附近处出现断裂。采用该方法来检测弹簧材料的疲劳强度。
[0047] 图9示出了图8所示的弯曲疲劳试验的结果。纵轴表示用于表现预定载荷38的应力幅值(MPa)，横轴表示直到焊接熔合区125处或其附近断裂时重复施加载荷的次数(按对数比例尺)。该图表明，施加载荷的次数越多，弹簧材料的疲劳强度越高。分别对采用了根据本实施方式的电子束焊接而制成的第一组试验样件和在没有预热和后加热处理情况下进行电子束焊接而制成的第二组试验样件进行弯曲疲劳试验。每组试验样件分别采用8个样件进行试验。此外，对于每组的8个样件而言，分别施加300MPa至550MPa范围内的不同的应力幅值。
[0048] 弯曲疲劳试验的结果是，对于第二组试验样件而言，重复施加载荷的次数对应于300MPa至550MPa范围内的应力幅值而言在100次至30,000次区间内有很大的波动。应力幅值与重复施加载荷的次数没有关系。第二组试验样件中重复施加载荷的次数处于100次至3,000次之间的四个样件被认为当焊接产生裂纹的开始早就已经产生破损了。这表明，若采用这些试验样件作为成品，则无法得到令人满意的耐疲劳性。而对于根据本实施方式的第一组试验样件而言，采用应力幅值为550MPa时重复施加载荷的次数约为7000次。采用应力幅值为300MPa时重复施加载荷的次数为50,000次。在本实施方式的第一组试验样件中，重复施加载荷的次数集中在6000次或更多，这意味着如果采用该组试验样件作为成品，则可以得到令人满意的耐疲劳性。此外，在本实施方式的第一组试验样件中，应力幅值与重复施加载荷的次数之间存在着反比线性关系。因此，与第二组试验样件相比，第一组试验样件的弹簧材料的疲劳强度的变化波动得以降低。
[0049] 下面进行拉伸试验，以便检测焊接熔合区125的连接强度。图10表示在碟形弹簧材料的多种试验样件4上进行拉伸试验的结果。第一组试验样件采用根据本实施方式的电子束焊接而制成，第二组试验样件是在没有预热和后加热处理的情况下采用电子束焊接而制成，第三组试验样件是没有焊接部的未经加工的钢基材。图中纵坐标表示拉伸强度(MPa)，用于说明每个试验样件4直到断开时所施加的拉伸载荷。分别在本实施方式的第一组的四个试验样件上、第二组的六个试验样件和第三组的四个试验样件上进行该拉伸试验。第一组和第二组的试验样件上检测的是连接强度，第三组试验样件上检测的是拉伸强度。
[0050] 拉伸试验的结果表明，第二组试验样件4的连接强度在200MPa至1450MPa之间浮动。另一方面，本实施方式的第一组试验样件的连接强度则集中在1400MPa至1500MPa之间，这说明与第二组试验样件相比，其连接强度的变动量很小。基材(即第三组试验样件4)的拉伸强度约为1500MPa。第一组试验样件的连接强度与基材的拉伸强度一样。因此，就拉伸应力而言，在根据本实施方式制得的焊接熔合区125几乎不可能产生断裂现象。
[0051] 此外，车辆或类似装置上所需的碟形弹簧的产品标准维氏硬度HV需要在400至500(HV)之间。若将该HV转换成拉伸强度，转换后的值对应于约1285MPa至1700MPa。因此，连接强度的值需要至少1285MPa。如图10所示，第二组的六个试验样件4中有四个没有达到该标准，而本实施方式的第一组的四个试验样件4全部达到了该标准。
[0052] 下面说明根据本实施方式的碟形弹簧2的特性。根据本实施方式制造碟形弹簧的方法可以制造出在金属带10的焊接熔合区25处没有任何裂纹的碟形弹簧2。此外，采用本实施方式的制造方法制造出的碟形弹簧2的质量更加稳定，并且连接强度也得以提高。另外，本实施方式制成的碟形弹簧2可以满足车辆或类似装置上所需的碟形弹簧的产品标准。因此，可以制出质量稳定且材料使用率高的碟形弹簧。
[0053] 下面说明其他变型例。在上述实施方式中，焊接熔合区形成在比焊接熔合区25的面积更大的焊接区20的中间。而焊接熔合区25和焊接区20也可以在同一个区域范围。此外，用电子束加热焊接区20的后加热处理以及焊接之后的热处理(退火等)为权利要求书所述的“后加热步骤”中的具体实例。
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