点焊方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种采用在汽车领域等中使用的抗拉强度为980MPa以上的高强度钢 板的点焊方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在汽车领域，更加要求用于实现低燃料消耗量和削减0)2排放量的车体的 轻量化、以及用于提高碰撞安全性的车体的高刚性化，为了满足其要求，车体和部件等使用 高强度钢板的需求正在高涨。
[0003]另一方面，在车体的组装或部件的安装等工序中，主要使用点焊，但特别在对抗拉 强度高的高强度钢板进行点焊的情况下，以往成为问题的是接头部的抗拉强度。
[0004] 高强度钢板为了实现其强度，母材中碳等的含量增大，而且在点焊时，焊接区在加 热后立即骤冷，因而焊接区变为马氏体组织，从而在焊接区以及热影响区硬度上升，韧性降 低。
[0005]在高强度钢板的点焊中，作为改善点焊区的韧性并确保接头强度的方法，有基于 正式通电后进而进行后加热通电的2段通电的方法。
[0006] 例如，在日本特开2002-103048号公报中，在点焊的通电结束并经过一定时间后， 进行回火通电，对点焊区（熔核（nugget)部以及热影响区）进行退火而使焊接区的硬度降 低。在日本特开2010-115706号公报中，记载着通过正式通电形成熔核，之后以正式通电电 流值以上的电流值进行后加热通电的方法。
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的课题
[0008]作为在对抗拉强度高的高强度钢板进行点焊时的问题，最近，进而产生了延迟断 裂（氢脆）的问题。含有0.15质量％以上的碳、且抗拉强度为980MPa以上的高强度钢板 除C以外，还大量含有Si、Mn等淬透性元素，因而其点焊区经过焊接的加热冷却过程而淬火 硬化。再者，焊接区在热收缩的冷却过程中，从其周围受到拉伸，在室温下分布有拉伸残余 应力。
[0009]延迟断裂主要受到钢板的硬度、残余应力、以及钢中的氢量这3个因子所支配。高 强度钢板的点焊区如前所述，由于硬度高、且分布有拉伸残余应力，因而如果发生氢的侵 入，则成为容易引起延迟断裂的部位。
[0010] 但是，在以往的采用2段通电的方法中，对于提高焊接区的耐延迟断裂特性，并没 有任何考虑。
[0011] 于是，本发明的课题在于：在含有〇. 15质量％以上的碳、且抗拉强度为980MPa以 上的高强度钢板的点焊方法中，抑制因回火引起的硬度降低的偏差，而且稳定地得到高的 耐延迟断裂特性。
[0012] 用于解决课题的手段
[0013] 本发明人认为：为了提高点焊接头的耐延迟断裂特性，使从断裂发生和传播的钢 板压接部（也称之为塑性金属环区（coronabond))至熔核端部之间软化是极其重要的。基 于这样的想法，就采用正式通电之后进而进行后加热通电的2段通电，使从钢板压接部至 熔核端部之间软化，从而提高耐延迟断裂特性的点焊区的条件进行了研究。
[0014] 结果发现：通过将至正式通电的加压力、正式通电之后的加压力、冷却时间以及后 加热通电设置在适当的条件下，便可以得到耐延迟断裂特性得以提高的焊接接头。
[0015] 由这样的研究结果而做出的本发明的要旨如下所述。
[0016] [1] -种点焊方法，其是将含有0. 15质量％以上的碳、且抗拉强度为980MPa以上 的高强度钢板重合而进行点焊的方法，其中，将点焊工序分为如下的3个工序来进行：形成 熔核的第1通电工序、接着第1通电工序而设定为不通电的冷却工序、以及接着冷却工序而 使熔核软化的第2通电工序；此时，按如下的条件进行焊接而得到点焊接头：当将第1通电 工序的电流设定为L、第2通电工序的电流设定为12时，将I2/%设定为0. 5~0. 8 ;进而 将冷却工序的时间tc(秒）设定为0. 8Xtmin~2. 5Xtmin的范围，其中所述tmin是根据 钢板板厚H(mm)而用下述（1)式计算得到的；而且将第2通电工序的通电时间t2(秒）设 定为0. 7Xtmin~2. 5Xtmin的范围；以及使冷却工序以后的电极的加压力比至第1通电 工序的电极的加压力大。
[0017] tmin= 0. 2XH2 (1)
[0018] [2]根据上述[1]所述的点焊方法，其中，所述高强度钢板为镀覆钢板。
[0019] 发明的效果
[0020] 根据本发明，在含有0. 15质量％以上的碳、且抗拉强度为980MPa以上的高强度钢 板的点焊方法中，可以抑制因回火引起的硬度降低的偏差，能够缩短焊接时间，而且可以稳 定地得到高的耐延迟断裂特性。
【附图说明】
[0021] 图1是表示1段通电和2段通电时、点焊区的维氏硬度的变化的1个例子的图。
[0022] 图2是用于说明点焊的通电以及加压模式的概要的图。
[0023] 图3是用于说明对位于点焊区的熔合线前后的熔核端部和钢板压接部进行维氏 硬度测定的范围的图。
[0024] 图4是表示板厚与tmin、2. 5Xtmin之间的关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0025] 下面，参照附图就本发明的实施方式进行说明。
[0026] 如果对碳为0. 15质量％以上、且抗拉强度为980MPa以上的高强度钢板进行点焊， 则由熔核以及热影响区构成的点焊区经过焊接的加热冷却过程而淬火硬化。另外，焊接区 在热收缩的冷却过程中，从其周围受到拉伸，在室温下分布有拉伸残余应力。例如，在汽车 车体的情况下，在车体制造时，或者在腐蚀环境中行驶时，氢侵入焊接区而产生延迟断裂 (氢脆开裂）。
[0027] 于是，本发明人进行了以下的尝试：在采用2段通电的点焊时，采用后通电对由正 式通电形成的熔核和母材的边界（熔合线）附近的马氏体组织进行回火而形成回火马氏 体，由此改善耐延迟断裂特性。具体地说，本发明人对2段通电中的后通电的电流量相对于 正式通电的电流量之比、焊接后冷却时间和后通电的通电时间进行各种改变而制作出了多 个试验片。接着，本发明人对位于熔合线前后的熔核端部和钢板压接部，如图3所示那样沿 钢板的重合面而测定维氏硬度，调查了通电条件与维氏硬度之间的关系。另外，本发明人进 一步调查了熔合线前后的维氏硬度和耐延迟断裂特性之间的关系。
[0028]结果发现：将夹持着熔合线的前后的范围设定为回火马氏体组织，而且将维氏硬 度设定为400以下，由此可以设计为耐延迟断裂特性优良的焊接接头。
[0029] 图1表示了这样的试验结果的一个例子。图1为使用C:0.22质量％、抗拉强度： 1510MPa、板厚：2mm的钢板而进行点焊的例子。图1的横轴的原点0表示形成钢板压接部的 钢板重合面与熔核的熔合线的交点，" + "表示从原点朝向重合面方向的距离，"一"表示朝向 熔核方向的距离。另外，?（blackcircles:黑圆圈）是表示只进行正式通电而不进行后 通电的例子，〇（whitecircles:白圆圈）和A(triangles:三角形）是表示正式通电后， 隔着冷却时间而进行后通电的采用2段通电的例子，〇（whitecircles)是表示在适当条 件下进行焊接的例子，A(triangles)是表示在不适当条件下进行焊接的例子。
[0030] 2段通电如图2所示，使用以电流Ii进行正式通电（第1通电工序），接着以不通 电的方式进行冷却时间为tc的冷却，然后以电流12进行通电时间为t2的后通电（第2通 电工序）的通电模式。A(triangles)的通电条件A为I2/I1:0.6、tc:0.6秒、t2:2.0秒， 〇（whitecircles)的通电条件B为Ijj/IyO. 6、tc:L2 秒、t2:L2 秒。
[0031] 由图1可知：在以只进行正式通电而不进行后通电的通电模式点焊的情况下，熔 核端附近的维氏硬度值较大，但通过采用2段通电进行焊接，熔核端附近的硬度得以降低。 另外，即使在进行2段通电的情况下，软化量也根据通电条件的不同而不同，在不适当的通 电条件A的情况下，软化量较小，与没有后通电的情况的差别较小。与此相对照，可知在适 当的通电条件B的情况下，软化量较大，熔核端附近的维氏硬度大大降低。
[0032]