电阻点焊接头的制造方法技术

在制造使选自镀覆钢板、冷轧钢板和热轧钢板中的至少一种钢板与铝板叠合、使配置于最外侧的板中的一者为钢板且另一者为铝板的板组的电阻点焊接头时，具有以电流I

Manufacturing method of resistance spot welding joint

In the manufacturing of resistance spot welding joints, at least one of the steel plates selected from the coated steel plate, the cold rolled steel plate and the hot rolled steel plate is overlapped with the aluminum plate, and one of the outermost plates is a steel plate and the other is an aluminum plate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电阻点焊接头的制造方法
本专利技术涉及异种金属材料的电阻点焊接头的制造方法。具体而言，涉及将使选自镀覆钢板、冷轧钢板和热轧钢板中的至少一种钢板与铝板叠合而成的板组通过电阻点焊进行接合而制造电阻点焊接头的电阻点焊接头的制造方法。
技术介绍
在近年来的汽车产业中，以通过车身的轻量化来提高燃料效率为目的，正在推进铝合金等轻金属在车身中的应用。目前，车身中的钢板彼此的接合最多使用与其他焊接方法相比在成本、效率方面处于优势的电阻点焊法，每辆车的焊点数达到3000点至6000点。电阻点焊法是将叠合的两张以上的钢板夹持并利用一对电极从其上下进行加压、同时以短时间向上下电极间通入高电流的焊接电流、从而利用电阻发热进行接合的方法。从车身的生产工序的成本和效率的维持的观点考虑，与钢板彼此的情况的接合同样地，在混合存在铝板的情况的接合中使用电阻点焊法也是有效的。需要说明的是，在以下的说明中，铝板是纯铝板与铝合金板的总称。但是，在钢与铝的异种金属材料接合中存在如下问题：由于电极的加压使软质的铝板大幅减小厚度、或者在接合界面形成脆的金属间化合物，因此无法确保接头强度、特别是以十字拉伸等为代表的产生向剥离方向的负荷时的剥离强度。为了解决上述的问题，提出了如下所述的电阻点焊方法。例如，在专利文献1中记载了一种电阻点焊方法，其中，在钢板与铝板之间以使同种材料彼此相向的方式插入铁/铝复合薄板，由此，即使在低电流下也可以得到高强度的接头。在专利文献2中记载了一种电阻点焊方法，其中，在钢板与铝板的两侧添加一张以上的垫板进行焊接，由此，垫板与被接合材料的界面发生电阻发热，钢与铝被电阻扩散接合，从而得到高强度的接头。在专利文献3中记载了：在对钢材和铝材进行点焊时，对钢板和钢板表面氧化覆膜中的Mn和Si的各量进行优化，由此，能够在得到大的熔核直径的同时抑制喷溅发生。在专利文献4中记载了一种异种金属接合方法，其中，对脉冲通电的条件进行优化并且使通电完成后的加压力增加，由此抑制接合界面的金属间化合物的生长。在专利文献5中记载了一种点焊方法，其中，通过对预通电和之后的通电条件进行优化，能够抑制从钢板表面的喷溅发生并且尽可能地减小焊接电流，从而得到具有高接合强度的异种材料接合部。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3117053号公报专利文献2：日本专利第3504790号公报专利文献3：日本特开2005-152958号公报专利文献4：日本专利第5624901号公报专利文献5：日本专利第5572046号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，专利文献1和2中记载的电阻点焊方法中，需要使用车身的结构上不需要的垫板、复合薄板，因此，存在导致大幅的成本增加、无法充分减轻重量等问题。另外，专利文献3中，需要限定钢板和氧化覆膜中的合金元素量和分布，因此存在满足要求性能的钢板的使用受到限制等问题。特别是在最近的钢板中的高强度化所伴随的高合金化正在发展的状况下，专利文献3的专利技术的应用极其受限。专利文献4中，预通电的通电时间为20ms以下、脉冲通电的通电时间为10ms以下，均为短时间，为了扩大接合直径，预通电和脉冲通电都必须高电流化。因此，在钢板的电阻率高的情况、板厚大的情况下，担心钢板表面的喷溅发生。专利文献5中，存在可应用的板组仅局限于冷轧钢板与6000系铝合金板的板组这样的问题。另外，专利文献5中，需要在不使铝合金板熔融的条件下进行预通电，但铝合金板的熔点比钢板低，因此，还存在根据板组而预通电的适当条件范围非常窄这样的问题。本专利技术是鉴于如上所述的情况而完成的，其目的在于提供能够制造钢板与铝板的电阻点焊接头的电阻点焊接头的制造方法，所述电阻点焊接头不论钢板和铝板的成分、板组如何都具有钢板与铝板间的良好的剥离强度。用于解决问题的方法本专利技术人为了实现上述的目的而反复进行了深入研究，结果得到以下的见解。图1是示意性表示电阻点焊的通电初期的电流分布的图。图1中，将钢板11与铝板12叠合而成的板组利用一对电极13、14夹持并在加压的同时进行通电时的电流(焊接电流)的分布用图1中的符号21表示。为了在钢板与铝板的电阻点焊中具有良好的剥离强度，重要的是，为了降低对接合部赋予的应力而得到尽量大的接合直径(熔核直径)，并且抑制接合界面(钢板与铝板的接触面)的脆的金属间化合物的生长。为了扩大接合直径，使焊接电流、通电时间增加通常是有效的，但使焊接电流、通电时间增加时，线能量增大，在接合界面，金属间化合物容易生长。基于以上的理由，难以使钢板与铝板的电阻点焊接头具有良好的剥离强度(剥离强度的确保)。因此，本专利技术人对兼顾接合直径的扩大和线能量的降低的通电模式和电极等焊接条件进行了研究。一般而言，在钢板与铝板的电阻点焊中，电阻率高的钢板首先发热，通过从钢板传递的热使铝板熔融，从而实现接合。因此，本专利技术人认为，为了兼顾接合直径的扩大和线能量的降低，重要的是如何使大范围的钢板在短时间内发热。为了抑制金属间化合物的生长而降低线能量时，缩短接合界面达到高温状态的时间是有效的。为此，将通电模式设定为短时间化和高电流化是有效的，但由于在铝板的表面存在牢固的氧化覆膜，因此，通电路径受到限制，如图1所示，在通电初期，电流容易集中于因加压而破坏了氧化覆膜的接合部中心。因此，过度的短时间化和高电流化会增加/促进向接合部中心的线能量，因此，通电时间的短时间化和高电流化存在极限。本专利技术是基于这些见解并进一步进行研究而完成的，其主旨如下所述。[1]一种电阻点焊接头的制造方法，其中，将使选自镀覆钢板、冷轧钢板和热轧钢板中的至少一种钢板与铝板叠合、使配置于最外侧的板中的一者为钢板且另一者为铝板的板组利用一对电极夹持，通过电阻点焊进行接合而制造电阻点焊接头时，具有：以电流I1(kA)在通电时间t1(ms)期间进行通电的第一通电工序；在第一通电工序后在通电中止时间tc(ms)期间中止通电的通电中止工序；和在通电中止工序后以电流I2(kA)在通电时间t2(ms)期间进行通电的第二通电工序，将所叠合的钢板的总板厚设为TFe(mm)、将与钢板接触的电极的前端曲率半径设为RFe(mm)、将与钢板接触的电极的前端直径设为DFe(mm)时，上述第一通电工序、上述通电中止工序和上述第二通电工序满足下述式(1)～(6)的所有关系。I1＜I2(1)t1＞t2(2)t1≥40(3)tc≥5(4)RFe≥20(6)[2]如[1]所述的电阻点焊接头的制造方法，其中，上述第一通电工序、上述通电中止工序和上述第二通电工序还满足下述式(7)的关系。RFe≥50(7)[3]如[1]或[2]所述的电阻点焊接头的制造方法，其中，将与铝板接触的电极的前端曲率半径设为RAl(mm)时，上述第一通电工序、上述通电中止工序和上述第二通电工序还满足下述式(8)的关系。RA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电阻点焊接头的制造方法，其中，将使选自镀覆钢板、冷轧钢板和热轧钢板中的至少一种钢板与铝板叠合、使配置于最外侧的板中的一者为钢板且另一者为铝板的板组利用一对电极夹持，通过电阻点焊进行接合而制造电阻点焊接头时，具有：/n以电流I

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 JP 2017-0694741.一种电阻点焊接头的制造方法，其中，将使选自镀覆钢板、冷轧钢板和热轧钢板中的至少一种钢板与铝板叠合、使配置于最外侧的板中的一者为钢板且另一者为铝板的板组利用一对电极夹持，通过电阻点焊进行接合而制造电阻点焊接头时，具有：
以电流I1(kA)在通电时间t1(ms)期间进行通电的第一通电工序；
在第一通电工序后在通电中止时间tc(ms)期间中止通电的通电中止工序；和
在通电中止工序后以电流I2(kA)在通电时间t2(ms)期间进行通电的第二通电工序，
将所叠合的钢板的总板厚设为TFe(mm)、将与钢板接触的电极的前端曲率半径设为RFe(mm)、将与钢板接触的电极的前端直径设为DFe(mm)时，
所述第一通电工序、所述通电中止工序和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽西央海，松田广志，池田伦正，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP