激光焊接接头以及激光焊接方法技术

本发明专利技术的目的在于，提供在形成多重的环状焊道的钢板的重叠激光焊接中防止焊道中发生开裂、并且由对接头强度而言仅必要的条数的焊道构成的接头强度优良的激光焊接接头、以及激光焊接方法。本发明专利技术为在形成多重环状的焊道的钢板的重叠激光焊接中防止焊道中发生开裂、并且由对接头强度而言仅必要的条数的焊道构成的接头强度优良的激光焊接接头，其特征在于，通过如下方法制造，所述方法具备：将多张金属板重叠，通过激光的照射形成第1焊道的工序；和在上述第1焊道的外侧，通过激光的照射而进一步依次形成2重以上的焊道的工序，焊道的表面硬度从内侧的焊道向外侧的焊道而增加。

Laser welded joint and laser welding method

The aim of the invention is to provide in the form of multiple annular bead plates overlap in laser welding to prevent cracking, and pass by on the joint strength for only the necessary number of excellent weld joint strength of laser welded joint, and laser welding method. The present invention is in the form of multiple ring laser overlap welding steel welding joint strength and prevent the laser composed of joint strength only the necessary number of bead bead cracking, occurred in excellent welding joints, characterized by the following manufacturing method, the method will have a plurality of metal plate overlap, form first weld process by laser irradiation; and to the outside of the first pass, by laser irradiation and further formed by over 2 welding processes, the surface hardness of the weld bead outward from the medial side of the weld bead increased.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光焊接接头以及激光焊接方法
本专利技术涉及使金属板多张重合、用激光将它们以点状焊接而成的焊接接头，特别是涉及在使焊道形成为多重的同时提高其品质、接头强度优良的激光焊接接头以及激光焊接方法。
技术介绍
例如，近年来，为了应对改善汽车的燃料效率和提高安全性等要求，在汽车车体上多数使用高强度的薄钢板，要求使用激光焊接将这些钢板更高速地进行焊接。另外，使高强度薄钢板重合而进行激光焊接时，期待稳定地得到高的接合部的强度。激光焊接由于以激光作为热源，因此与TIG焊接或MIG焊接等电弧焊相比，控制线能量切实且容易。因而，通过适当地设定焊接速度和激光束的照射输出功率、以及保护气体流量等焊接条件，可以缩小热变形。另外，激光焊接可以从单侧焊接，因此适于汽车的车体等复杂的构件的拼版焊接。近年来，正在逐步普及通过反光镜对激光束进行高速定位、短时进行焊接部位间的移动的、高效的远程激光焊接。在远程激光焊接中，例如，如图5所示，使用焊道51，将帽形构件50的凸缘部50a的多个焊接点进行激光焊接。激光焊接中，如果在焊接部上负荷载重，则应力集中于焊道的熔合线(结合部)与钢板的重叠部交叉的部位的附近。因此根据载重的大小，有时直至断裂。专利文献1针对该问题公开了一种方法，其中，如图4所示，在第1焊道60的内侧进一步形成第2焊道61，通过使焊道形成为多重焊道，在进一步提高钢板5、5的接合强度的同时，用第2焊道61的热将第1焊道60回火。由此，焊道的结合部的延展性提高，载重负荷时的重叠部的应力集中被缓和，相对于载重负荷的耐性提高。专利文献2公开了一种方法，其中，以主焊道、压缩域赋予焊道、回火焊道的顺序形成3条焊道，防止焊道的开裂。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/050097号专利文献2：日本特开2012-240086号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如专利文献1所示，在使环状的焊道形成多重地对钢板进行激光焊接的情况下，在第1焊道的内侧形成第2焊道时，根据焊接的钢板的材质或焊道的大小，有时在内侧的焊道发生纵向开裂。在发生开裂的焊接部上负荷载重时，在焊道的熔合线与钢板的重叠面交叉的部位的附近产生的应力的值相较于没有发生开裂的情况增高。其结果是，难以确保相对于与钢板的重叠面平行的剪切载重的强度、以及相对于剥离方向的载重的强度。专利文献2中，在以3重圆而接头强度不足的情况下，形成如5重圆、7重圆那样的3+2n(n为0以上的整数)条的冗长的数目的焊道，形成超过对确保接头强度而言为必要的条数的焊道。此时，在将凸缘这样的面积有限的部位进行焊接的情况下，由于焊道间的相互距离确定，将击打了一次的焊道再次焊接。其结果是，通过溅射使得焊接金属的板厚方向的厚度减少，另外，由于过大的线能量，热影响部发生软化，具有接头强度降低的缺点。本专利技术鉴于上述情况，其课题在于，提供在形成多重的环状焊道的钢板的重叠激光焊接中，防止焊道中发生开裂、并且由对接头强度而言仅必要的条数的焊道构成的接头强度优良的激光焊接接头、以及激光焊接方法。用于解决问题的方法本专利技术者们在利用多重焊道的金属板的激光焊接中，为了防止如上所述的内侧焊道的开裂，对开裂的发生原因进行了研究。结果发现，从外侧向内侧依次形成环状或开环状的焊道的情况下，在内侧焊道发生的开裂为凝固开裂，外侧的焊接时产生的拉伸残留应力对该凝固开裂产生影响。于是发现，在形成多重焊道时，通过从内侧向外侧依次形成环状或开环状的焊道，可以防止焊道的开裂地形成多重焊道。另外发现，通过调节形成内侧与外侧的焊道时的时间间隔，或将内侧与外侧的焊道一部分重叠地进行焊接，焊接接头对于载重负荷的耐性进一步提高。本专利技术基于这样的见解，进一步进行了研究，其主旨如下。(1)一种激光焊接接头，其特征在于，是对重合的多张金属板进行焊接而成的焊接接头，具有3重以上的环状或开环状的焊道，焊道的表面硬度从内侧的焊道向外侧的焊道而增加。(2)一种激光焊接方法，其特征在于，是通过将金属板多张重叠并照射激光，多重地形成环状或开环状的焊道，从而将重叠的金属板彼此焊接的激光焊接方法，具备：通过激光的照射而形成环状或开环状的第1焊道的工序；和在上述第1焊道的外侧，通过激光的照射而进一步从内侧向外侧依次形成2重以上的环状或开环状的焊道的工序。(3)根据上述(2)的激光焊接方法，其特征在于，在从内侧的焊道的形成结束时刻开始经过0.5秒以上后，开始其外侧的焊道的形成。(4)根据上述(2)或(3)的激光焊接方法，其特征在于，上述金属板是C含量为0.8％以下的钢板，第2重以后的焊道的形成在其内侧的焊道的温度达到Ms点－50℃以下后开始。(5)根据上述(2)～(4)中任一项的激光焊接方法，其特征在于，以上述第1焊道与在其外侧形成的焊道中的任意一个均不重叠的方式形成。(6)根据上述(2)～(4)中任一项的激光焊接方法，其特征在于，最外侧形成的焊道以与其内侧的焊道一部分重叠的方式形成。(7)根据上述(2)～(6)中任一项的激光焊接方法，其特征在于，通过远程激光焊接进行上述焊道的形成。在此，环状的焊道是指：焊道的轨迹为圆形、长圆形、椭圆形、多边形、或者在它们的一部分上具有缩颈部的形状，焊道的轨迹连续，且该焊道围绕特定的范围。另外，开环状的焊道是指：焊道的轨迹为圆形、长圆形、椭圆形、多边形、或者在它们的一部分上具有缩颈部的形状，焊道的轨迹部分地包含不连续部、且该焊道以及连接焊道与焊道的线段围绕特定的范围。另外，焊道的外径是指，在连接焊道外侧的熔融焊接线(焊缝边界部)的线上，连接任意的2点间的线段的最大长度。专利技术效果根据本专利技术，在形成多重环状或开环状的焊道的金属板的重叠激光焊接中，通过从内侧向外侧依次形成焊道，可以防止在焊道上产生开裂地形成多重焊道。其结果是，能够提供与以往相比，接头强度更优良的激光焊接接头。另外，通过形成多重的环状或开环状的焊道，也可以得到焊道内侧的耐腐蚀性提高等效果。附图说明图1是表示通过本专利技术的激光焊接方法形成的多重焊道的概略的图，(a)为立体图，(b)为表示(a)的A-A’断面的图。图2是通过本专利技术的激光焊接方法形成的焊接接头的硬度分布的一例。图3是用于说明环状焊道的焊道形状的图。图4是用于说明以往的多重环状焊道的例子的图。图5是表示使用环状的焊道将帽构件的凸缘部进行激光焊接的例子的图。具体实施方式以下，关于本专利技术的激光焊接方法的实施方式，参考附图详细地进行说明。首先，关于使用圆环状的焊道进行焊接的情况，对本专利技术的焊接方法的基本方式进行说明。通过激光焊接对金属板5的重叠部进行焊接的情况下，发挥激光焊接的特性，如图5所示，通过与电阻焊接中的熔核直径的大小相当的环状的轨迹进行激光焊接。专利文献1的技术中，形成作为基本的焊道的第1焊道60，在其内侧与第1焊道60接近、或者重合地形成第2焊道61，使焊道形成为多重焊道。此时，有时在内侧形成的第2焊道上发生纵向开裂。本专利技术者们通过破裂面观察而考察其原因，结果可知，第2焊道的纵向开裂为凝固开裂。另外，本专利技术者们对内侧的第2焊道在凝固时开裂的原因进行了研究。本专利技术者们的研究的结果发现，环状的第1焊道的焊道长越长，即环状的焊道的直径越大，则发生第2焊道的开裂的倾向越显著。另外可知，在第1焊道的直径小的情况、或在靠近其中心的区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接接头，其特征在于，是将重合的多张金属板进行焊接而成的焊接接头，具有3重以上的环状或开环状的焊道，焊道的表面硬度从内侧的焊道向外侧的焊道而增加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.19 JP 2014-1918061.一种激光焊接接头，其特征在于，是将重合的多张金属板进行焊接而成的焊接接头，具有3重以上的环状或开环状的焊道，焊道的表面硬度从内侧的焊道向外侧的焊道而增加。2.一种激光焊接方法，其特征在于，是通过将多张金属板重叠并照射激光，多重地形成环状或开环状的焊道，从而将重叠的金属板彼此焊接的激光焊接方法，具备：通过激光的照射而形成环状或开环状的第1焊道的工序；和在所述第1焊道的外侧，通过激光的照射而进一步从内侧向外侧依次形成2重以上的环状或开环状的焊道的工序。3.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤恭章，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