点焊接头以及点焊方法技术

本发明专利技术的目的是提供提高了点焊金属的断裂韧度、且提高了点焊接头强度的点焊接头、以及点焊方法。本发明专利技术涉及一种点焊方法，其包括以下工序：通过通电而形成熔融部的熔融部形成工序；和与熔融部形成工序接续，流通比在熔融部形成工序中流通的电流低的电流并使熔融部凝固的凝固工序，在凝固工序中，向熔融部施加电磁振动，电磁振动的频率fV、熔融部凝固时的凝固速度νS以及熔融部凝固时的枝晶(31a)的臂间隔λD满足0.2≤νS/(λD×fV)≤4.0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将在汽车领域等使用的抗拉强度750～2500MPa的高强度钢板、特别是抗拉强度为980MPa以上的高强度钢板重叠来进行点焊的焊接方法和采用该焊接方法形成的点焊接头。
技术介绍
近年来，在汽车领域中，为了用于降低油耗和削减CO2排放量的车体的轻量化、以及提高碰撞安全性，车体、部件使用了高强度钢板。在车体的组装、部件的安装等中，主要使用点焊。在高强度钢板的点焊中，焊接接头的强度成为问题。在将钢板重叠、进行点焊而形成的接头(以下称为“点焊接头”)中，抗拉强度是重要的特性。通常点焊接头的机械特性采用在剪切钢板的方向负载拉伸载荷而测定到的拉伸剪切力(TSS)、和在剥离钢板的方向负载拉伸载荷而测定到的十字拉伸力(CTS)进行评价。拉伸剪切力和十字拉伸力的测定方法在JISZ3136和JISZ3137中进行了规定。在抗拉强度为270～600MPa的钢板中，点焊接头的CTS伴随钢板强度的增加而增加，因此难以产生关于接头强度的问题。但是，在抗拉强度为750MPa以上的钢板中，即使钢板的抗拉强度增加，CTS也不增加、或者相反地减少。一般地，高强度钢板的情况下，由于变形能的降低，向焊接区的应力集中提高。另外，由于合金元素增加而容易在焊接区淬火，焊接区的断裂韧度降低。其结果，CTS降低。因此，对于750MPa以上的高强度钢板的点焊接头，要求提高CTS。作为在高强度钢板的点焊接头中确保强度的方法，曾提出了各种方法。专利文献1公开了下述焊接方法：在点焊的正式通电后，在附加了加压压力的状态下反复进行通电的休止和再通电，其后进行维持(hold)，由此将焊点内的组织微细化，使接合部的断裂强度提高。专利文献1中的焊点内的组织为最终组织，而不是凝固组织。在该方法中，虽然通过再通电，偏析被缓和，但是凝固组织没有被微细化。其结果，不能得到充分的断裂韧度。另外，由于需要再通电的反复、和维持，因此焊接需要长时间，不能发挥作为以短时间焊接的点焊的优点。专利文献2公开了下述方法：在正式通电结束后经过一定时间后，进行回火通电，将点焊接头(焊点部以及热影响区)进行退火，使硬度降低。该方法存在以下问题：在进行回火通电前，为了使马氏体相变大致完成，需要长的冷却时间，不能发挥作为以短时间焊接的点焊的优点。另外，作为在高强度钢板的点焊接头中确保强度的方法，曾提出了在焊接后采用其他的加热方法加热焊接区的方法。专利文献3公开了在焊接后高频加热焊接区来进行回火处理的方法。在该方法中，焊接后需要别的工序，作业步骤变得烦杂，另外，为了利用高频而需要特殊的装置。专利文献4公开了下述方法：在通过正式焊接而形成焊点后，将正式焊接电流以上的电流进行后通电的方法。在该方法中，当使后通电时间较长时，焊点直径扩大，另外，焊点组织变得与通常的焊接区的组织相同。专利文献5中公开下述方法：将抗拉强度为440MPa以上的钢板进行点焊时，将钢板的成分组成规定为C×P≤0.0025、P：0.015％以下、S：0.01％以下，焊接后，对焊接区实施300℃×20分钟左右的热处理，来提高接头的剥离方向强度。在该方法中，能够应用的钢板被限定，另外，焊接需要长时间，因而生产率低。专利文献6公开了：规定了焊点外层区域的显微组织和显微组织中的碳化物的平均粒径和个数密度的高强度钢板(抗拉强度：750～1850MPa，碳当量Ceq：0.22～0.55质量％)的点焊接头。专利文献6仅公开了关于碳化物的规定，仅采用该规定并不能获得可靠性高的接头强度。专利文献7公开了下述方法：在点焊方法中，焊接预定部位从熔融状态向凝固组织转变时，对焊接预定部位给予机械性振动，使焊接区的组织微细化。在该方法中，机械性振动向熔融部的传播少，要获得效果的话，装置就成为大规模。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-187615号公报专利文献2:日本特开2002-103048号公报专利文献3:日本特开2009-125801号公报专利文献4:日本特开2010-115706号公报专利文献5:日本特开2010-059451号公报专利文献6:国际专利公开第2011/025015号专利文献7:日本特开2011-194411号公报
技术实现思路
本专利技术的课题是提供提高了点焊金属的断裂韧度、提高了点焊接头强度的点焊接头以及点焊方法。本专利技术人等对于解决上述课题的方法进行锐意研究。其结果，本专利技术人等发现，当在熔融部的凝固过程中对熔融部负载所需的频率的电磁振动时，凝固组织微细化，点焊金属的断裂韧度显著提高。本专利技术是基于上述见解完成的，其要旨如下。(1)一种点焊接头，其特征在于，在焊点端部的0.5mm×0.5mm的区域中包含凝固组织的晶粒375个以上。(2)根据上述(1)所述的点焊接头，其特征在于，十字抗拉强度CTS与拉伸剪切强度TSS之比、即CTS/TSS为0.33以上。(3)一种点焊方法，其特征在于，包括以下工序：通过通电来形成熔融部的熔融部形成工序；和与所述熔融部形成工序接续，流通比在所述熔融部形成工序中流通的电流低的电流并使所述熔融部凝固的凝固工序，在所述凝固工序中，向所述熔融部施加电磁振动，所述电振动电磁振动的频率fV、所述熔融部凝固时的凝固速度νS以及所述熔融部凝固时的枝晶的臂间隔λD满足0.2≤νS/(λD×fV)≤4.0。根据本专利技术，能够显著提高点焊部的韧性，因而能够提供可靠性高的点焊接头。附图说明图1是模式地表示点焊时的电流模式的图。图2是模式地表示对正在凝固的熔融部负载电磁振动的形态的图。图3是模式地表示枝晶的生长和分断的形态的图。(a)表示枝晶的生长形态，(b)表示枝晶的分断形态。图4是表示凝固组织以及最终组织的观察的概念的图。图5是表示对通过通常的凝固而形成的点焊接头的焊点端部的凝固组织、和根据本专利技术形成的点焊接头的焊点端部的凝固组织进行比较的图，(a)为通常凝固，(b)为本发明的凝固。图6是表示对通过通常的凝固而形成的点焊接头的焊点端部的凝固组织、和根据本专利技术形成的点焊接头的焊点端部的凝固组织进行比较的图，(a)为通常凝固，(b)为本发明的凝固。图7是说明本专利技术中的凝固组织观察的图。具体实施方式首先，对本专利技术的焊接方法进行说明。[熔融部形成工序]首先，从重叠的钢板的两侧进行通电，形成用于确保需要的焊点直径的熔融部。用于形成该熔融部的通电，只要凝固不开始，怎样选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点焊接头，其特征在于，在焊点端部的0.5mm×0.5mm的区域中包含凝固组织的晶粒375个以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.31 JP 2014-0172831.一种点焊接头，其特征在于，在焊点端部的0.5mm×0.5mm的区域中包含凝固组织的
晶粒375个以上。
2.根据权利要求1所述的点焊接头，其特征在于，十字抗拉强度CTS与拉伸剪切强度TSS
之比、即CTS/TSS为0.33以上。
3.一种点焊方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边史德，宫崎康信，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP