焊接结构体的制造方法技术

本发明专利技术提供一种焊接结构体的制造方法，其能够防止焊接部分(53)中产生贯通孔，其特征在于，其是通过一边向熔池(13)表面供给辅助气体(12)一边用激光焊接(11)对两块钢板(51、52)进行对焊来制造焊接结构体的方法，其中，两块钢板(51、52)中的至少1块钢板(52)的板厚为0.6mm以下，辅助气体(12)为含有10～50体积％的O2气的混合气体(12)，在将混合气体(12)中的O2浓度规定为C(体积％)时，混合气体(12)的流量L(L/min)满足30(L/min)－C(体积％)×1(L/min/体积％)≤L(L/min)＜40(L/min)。

Method for manufacturing welded structure

The present invention provides a method for manufacturing the welding structure, which can prevent the welding part (53) generated in the through hole, which is characterized in that it is through to the side of the pool (13) surface supply auxiliary gas (12) while using laser welding (11) of the two steel plates (51, 52). A method for manufacturing a butt welding structure, wherein, two steel plates (51, 52) at least 1 plates (52) of the plate thickness is below 0.6mm, auxiliary gas (12) for mixed gas containing 10 to 50 vol% O2 gas (12), in the mixed gas (12) the concentration of O2 in the regulation for C (vol%), mixed gas (12) flow L (L/min) 30 (L/min) C (vol%) * 1 (L/min/%) = L (L/min) < 40 (L/min).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及焊接结构体的制造方法，特别是涉及例如拼焊板材这样的采用了钢板的对接激光焊接的焊接结构体的制造方法。
技术介绍
在汽车用钢板领域，为了谋求用于改善燃料消耗费的轻量化和提高耐冲撞特性，拼焊板(Tailoredweldedblank)的应用在扩大。所谓拼焊板，指的是将通过对焊使材质、板厚、抗拉强度等不同的多个金属板一体化而成的板材(以下称为“拼焊板材”)冲压成形成所希望的形状的方法。在制造拼焊板材时的对焊中，一般使用激光焊接。在专利文献1～3中，公开了通过采用激光焊接的对焊制造拼焊板材的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-21968号公报专利文献2：日本特开2006-187811号公报专利文献3：日本特开2007-237216号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题以往，制作拼焊板材时使用的金属板的板厚的下限为0.7mm左右。即使在专利文献1～3中，作为实施例详细公开的钢板的板厚中较薄的也为0.7mm。为了汽车的进一步轻量化，一直在研究制造拼焊板材所用的金属板的薄壁化。因此，期望使用以往制造拼焊板材时没有使用的、还未研究焊接技术的更薄的钢板。本专利技术人等为了应用于薄钢板拼焊板材，进行了研究。其结果是，弄清楚如果在实际的制造生产线中采用板厚为0.6mm以下的钢板进行利用激光焊接的对焊，即使在钢板间的间隙小至0.1mm以下(也包含无间隙时)时，也出现焊接部分产生贯通孔的问题。但是，在有关主要采用板厚为0.7mm以上的钢板的拼焊板材的专利文献1～3中，没有报告贯通孔的问题。即，对其解决对策尚未进行研究。本专利技术是为解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在对包含板厚为0.6mm以下的钢板的多个钢板进行对焊时，也能防止在焊接部分产生贯通孔的焊接结构体的制造方法。用于解决问题的手段本专利技术人等对焊接部产生贯通孔产生影响的主要原因进行了锐意研究。其结果是，得到以下见识。之所以在焊接部中产生贯通孔，是因为焊接时熔池的流动紊乱。辅助气体的种类对熔池的流动的稳定性有大的影响。在进行激光焊接时，将未达到线能量不足的激光功率的下限作为下限功率，将能量过剩而产生贯通孔的激光功率的上限作为上限功率，将下限功率和上限功率的范围作为适当功率范围。在作为辅助气体使用通常所使用的Ar气时，无论在怎样的激光功率下都不能适宜地进行对焊。在完全不用辅助气体时，可进行对焊。但是，因熔池的流动有时产生紊乱，而有时产生贯通孔，在实际操作上难以稳定地进行管理。在作为辅助气体使用含有适宜流量的O2气的混合气体时，可抑制贯通孔的产生。O2气抑制贯通孔产生的机理不清楚，但推测由于以下因素。在将含有O2气的混合气体供给焊接部时，与吹喷Ar气时相比熔融金属的表面张力下降。因此，可稳定地形成细而尖锐的形状的钥匙孔(keyhole)。认为由此可得到紊乱少的流动，其结果是可稳定地抑制贯通孔的产生。另一方面，在作为辅助气体使用Ar气时，认为熔融金属的表面张力大，形成粗而带圆角的形状的钥匙孔，钥匙孔在相对于焊接方向向后方延伸后断裂，作为贯通孔残留。本专利技术是以上述见识为基础而完成的，以下述的焊接结构体的制造方法作为主旨。(1)一种焊接结构体的制造方法，其特征在于，其是通过一边向熔池表面供给辅助气体一边用激光焊接对两块钢板进行对焊来制造焊接结构体的方法，其中，所述两块钢板中的至少1块钢板的板厚为0.6mm以下，所述辅助气体为含有10～50体积％的O2气的混合气体，在将所述辅助气体中的O2浓度规定为C(体积％)时，辅助气体的流量L(L/min)满足L≥10、且30－C≤L＜40。(2)根据上述(1)的焊接结构体的制造方法，其特征在于，在将焊接速度规定为V[m/min]、将两块钢板的平均板厚规定为t[mm]、将激光的光点面积规定为A[mm2]时，将激光的功率规定为1.42×V×t×A[kW]～1.83×V×t×A[kW]。(3)根据上述(1)或(2)的焊接结构体的制造方法，其特征在于，所述两块钢板的焊接部的表面熔化宽度为两块钢板中的薄的钢板的板厚的2.3倍以下，背面熔化宽度为表面的熔化宽度的0.5～1.2倍。(4)根据上述(1)～(3)中任一项的焊接结构体的制造方法，其特征在于，所述辅助气体中的O2浓度为15～30体积％。(5)根据上述(1)～(4)中任一项的焊接结构体的制造方法，其特征在于，所述辅助气体为空气。(6)根据上述(1)～(5)中任一项的焊接结构体的制造方法，其特征在于，以向与焊接进行方向相反的方向流动的方式，向所述熔池表面供给所述辅助气体。(7)根据上述(6)的焊接结构体的制造方法，其特征在于，以与熔池表面交叉的方式供给所述辅助气体。(8)根据上述(6)的焊接结构体的制造方法，其特征在于，以在比熔池更靠焊接进行方向前方与钢板交叉的方式供给所述辅助气体。(9)根据上述(1)～(8)中任一项的焊接结构体的制造方法，其特征在于，所述焊接结构体为拼焊板材。专利技术效果根据本专利技术，即使在对包含板厚为0.6mm以下的钢板的多个钢板进行对焊时，也能防止在焊接部分中产生贯通孔。所以，本专利技术涉及的焊接方法能够适合用于制造焊接结构体，特别是拼焊板材。附图说明图1是表示本专利技术涉及的焊接方法的一个例子的图。图2是表示本专利技术涉及的焊接方法的另一个例子的图。图3是表示本专利技术涉及的焊接方法的另一个例子的图。图4是表示本专利技术涉及的焊接方法的另一个例子的图。图5是表示焊接结构体的表面熔化宽度及背面熔化宽度的图。具体实施方式本专利技术的焊接结构体的制造方法是一边向熔池表面供给辅助气体，一边通过激光焊接对两块钢板进行对焊。以下，对本专利技术的各要件进行详细说明。(A)辅助气体的供给在本专利技术的焊接结构体的制造方法中，作为辅助气体，向熔池表面供给含有O2气的混合气体。为了使熔池的流动稳定化，防止在焊接部产生贯通孔，需要将混合气体中的O2气的含量规定为10～50体积％。如果O2气的含量高则氧化反应过剩，作为焊渣排出的氧化物增多。其结果是，有焊缝金属的形状成为凹坑形状的顾虑。所以，优选混合气体中的O2气的含量为30体积％以下。如果O2气的含量过低则容易产生贯通孔。另外，为了使焊接后的背面侧的熔化宽度稳定地扩展，优选混合气体中的O2气的含量为15体积％以上。O2以外的气体成分没有特别的限制。可以适宜使用Ar、He等惰性气体或N2气、CO2气、压缩空气等。此外，作为辅助气体，也可以使用含有21体积％左右的O2气的空气。如果作为辅助气体使用空气，则可将制造成本抑制得较低。对于辅助气体的供给机构没有特别的限制。例如，只要使用具有可向规定方向喷射混合气体的喷出口的通常的喷嘴即可。对于喷嘴的种类没有特别的限制。例如，可例示具有矩形的喷出口的扁平喷嘴或利用圆管的圆管喷嘴等。为了不在焊接部产生贯通孔，优选以向焊接进行方向的后方推动熔融金属的方式供给辅助气体。即，在熔池表面，优选以向与焊接进行方向相反的方向流动的方式供给从供给机构喷射的辅助气体。为达到上述目的，优选通过朝熔池表面直接吹喷来供给辅助气体。也就是说，优选以从供给机构喷射的辅助气体的中心线与熔池表面交叉的方式来调整辅助气体的喷射位置及方向。为了将在比熔池更靠焊接进行方向前方的钢板的对接部中存在的异物等除去，可以按照将吹喷到比熔池更靠焊接进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接结构体的制造方法，其特征在于，其是通过一边向熔池表面供给辅助气体一边用激光焊接对两块钢板进行对焊来制造焊接结构体的方法，其中，所述两块钢板中的至少1块钢板的板厚为0.6mm以下，所述辅助气体为含有10～50体积％的O2气的混合气体，在将所述辅助气体中的O2浓度规定为C(体积％)时，辅助气体的流量L(L/min)满足30－C≤L＜40、且L≥10。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.04 JP 2014-0780751.一种焊接结构体的制造方法，其特征在于，其是通过一边向熔池表面供给辅助气体一边用激光焊接对两块钢板进行对焊来制造焊接结构体的方法，其中，所述两块钢板中的至少1块钢板的板厚为0.6mm以下，所述辅助气体为含有10～50体积％的O2气的混合气体，在将所述辅助气体中的O2浓度规定为C(体积％)时，辅助气体的流量L(L/min)满足30－C≤L＜40、且L≥10。2.根据权利要求1所述的焊接结构体的制造方法，其特征在于，在将焊接速度规定为V[m/min]、将两块钢板的平均板厚规定为t[mm]、将激光的光点面积规定为A[mm2]时，将激光的功率规定为1.42×V×t×A[kW]～1.83×V×t×A[kW]。3.根据权利要求1或2所述的焊接结构体的制造方法，其特征在于，所述两...

【专利技术属性】
技术研发人员：巽雄二郎，富士本博纪，泰山正则，
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