搭接激光焊接接头及其制造方法以及汽车车身用结构部件技术

提出下述搭接激光焊接接头及其制造方法以及具有该焊接接头的汽车车身用结构部件，其中，断续地向将多个钢板重合的钢板的单侧表面照射激光束，在形成线状的第1接合部和接着该第1接合部的直线状的后续接合部以列状排列而成的焊接部时，通过至少使构成上述焊接部的钢板间的合计间隙G在构成焊接部的钢板的合计厚度T的0～15％的范围内，使照射上述激光束的焊接头的移动方向与激光束的扫描方向为反向，从而以使第1接合部的焊接始端部和与该第1接合部相邻的后续接合部的焊接终端部相对，且上述后续接合部彼此的焊接始端部与焊接终端部相对的方式形成焊接部，并且，通过将上述的接合部的各种尺寸控制在适当范围内，从而不会在接合部的焊接终端部产生裂纹，剥离强度也优异。剥离强度也优异。剥离强度也优异。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】搭接激光焊接接头及其制造方法以及汽车车身用结构部件


[0001]本专利技术涉及搭接激光焊接接头及其制造方法以及具有上述搭接激光焊接接头的汽车车身用结构部件。

技术介绍

[0002]具有凸缘部的汽车车身的结构部件(强度部件)的焊接中，通常使用电阻点焊。但是，电阻点焊存在焊接耗费时间、因分流导致发热量下降而无法减小焊接间距、且为了设置焊枪而需要一定程度的空间等多种问题。为了解决这些问题，近年来，取代以往的电阻点焊，研究并推广应用搭接激光焊接的技术。在此，上述搭接激光焊接是指向重合的多张钢板的单侧表面照射激光束以使钢板熔融、接合的焊接方法。
[0003]以往，对于搭接激光焊接接头而言，断续地向重合的多张钢板的表面照射激光束，使照射到激光束的部位的钢板熔融、凝固，通过形成长度短的直线状的接合部连续地以列状排列的焊接部，从而使多个钢板接合。但是，搭接激光束焊接中，存在在位于直线状的接合部的焊接终端部侧的最终凝固部中容易产生裂纹的问题。裂纹一旦产生，则在直线状的接合部的全长范围内扩展，因此不仅导致焊接接头部的剪切强度、剥离强度这些静态强度降低，而且疲劳强度也显著降低。近年来，在汽车车身用部件、特别是作为骨架部件的结构部件(强度部件)中，为了提高车身的强度、刚性而大多采用高张力钢板，由接合部产生的裂纹引起的焊接接头的静态强度、疲劳强度的降低成为严重的问题。
[0004]因而，研究了多种防止在对重合的钢板进行激光束焊接时在接合部的焊接终端部产生裂纹的方法。例如，专利文献1中公开了通过使搭接焊接的下侧的钢板突出且使焊接开始位置成为与凸缘端部分开的位置，从而防止焊接裂纹。另外，专利文献2中公开了从斜方向向搭接面的端部照射激光以防止焊接裂纹的技术。另外，专利文献3及4中公开了对已焊接过的部分、该焊接后的部分的周围进行再加热或者焊接来防止焊接裂纹的技术。另外，专利文献5中公开了将搭接面焊接为椭圆形以防止产生焊接裂纹的技术。此外，专利文献6中公开了通过使钢板成分优化、且使焊缝宽度与焊缝厚度的比值优化来防止产生焊接裂纹的技术。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2007
‑
229740号公报
[0008]专利文献2：日本特开2008
‑
296236号公报
[0009]专利文献3：日本特开2012
‑
240083号公报
[0010]专利文献4：日本特开2012
‑
240086号公报
[0011]专利文献5：日本特开2017
‑
113781号公报
[0012]专利文献6：日本特开2018
‑
001197号公报

技术实现思路

[0013]专利技术要解决的课题
[0014]但是，在上述专利文献1记载的方法中，由于使搭接焊接的下侧的钢板突出，因此突出的部分成为多余部分，存在零部件设计受到限制的问题。另外，在专利文献2记载的方法中，由于从斜方向照射激光，因此在重合的板隔开间隙时，无法良好地在搭接面上形成熔融部而熔深变得不足，存在难以确保充分的强度的问题。另外，在专利文献3及4记载的方法中，由于需要对已焊接过的部分、焊接后的部分的周围进行再加热或焊接，因此存在焊接时间变长的问题。另外，专利文献5中记载的方法中，将搭接面焊接为椭圆形，无法应用于防止直线状的接合部的焊接终端部的裂纹。此外，在专利文献6记载的方法中，由于应力易于集中在焊接终端部，因此存在无法防止长度短的直线状的接合部的焊接终端部处产生裂纹的问题。
[0015]本专利技术是鉴于现有技术存在的上述问题而提出的，其目的在于提供具有断续地照射激光束以使长度短的接合部(焊点)形成为列状的焊接部的焊接接头、提供不会在接合部的焊接终端部产生裂纹且焊接部的剥离强度也优异的搭接激光焊接接头及其制造方法，并且，提供具有该搭接激光焊接接头的汽车车身用结构部件。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]为了解决上述课题，本申请的专利技术人着眼于搭接激光焊接接头的构成焊接部的最初形成的线状的接合部(以下称为“第1接合部”)和接着其而形成的1个以上的直线状的接合部(以下称为“后续接合部”)的关系反复进行了深入研究。需要说明的是，在本专利技术中，也将上述“第1接合部”和“后续接合部”一并简称为“接合部”。
[0018]其结果，发现为了防止在接合部的焊接终端部产生的裂纹，按照下述方式形成焊接部是重要的：使上述第1接合部的形状成为J字状，并且，使上述第1接合部的焊接始端部和与之相邻的后续接合部的焊接终端部相对、且后续接合部的焊接始端部和与之相邻而形成的后续接合部的焊接终端部相对，即以接合部彼此的焊接始端部与焊接终端部相对的方式形成焊接部；此外还发现，为了更加可靠地防止上述接合部的焊接终端部的裂纹，且确保充分的焊接部的强度，在满足上述要件的基础上将上述的第1接合部、后续接合部的各种尺寸控制为适当范围是有效的，由此最终开发出本专利技术。
[0019]基于上述见解的本专利技术为搭接激光焊接接头具有将多个钢板搭接而成的焊接部，所述搭接激光焊接接头的特征在于，构成上述焊接部的钢板间的合计间隙G在构成焊接部的钢板的合计厚度T的0～15％的范围内，上述焊接部包含线状的第1接合部和接着该第1接合部以列状排列的直线状的后续接合部，上述第1接合部的焊接始端部和与之相邻的后续接合部的焊接终端部相对，且上述后续接合部彼此的焊接始端部与焊接终端部相对，并且，上述第1接合部具有由直线状接合部和与该直线状接合部的焊接终端部侧连接的圆弧状或圆状的曲线状接合部形成的J字状，此外，上述焊接部满足下述式(1)～式(4)中的全部：
[0020]15.0≤L1≤30.0
ꢀꢀ
(1)，
[0021]8.0≤L2≤20.0
ꢀꢀ
(2)，
[0022]1/8≤w/b≤1/2
ꢀꢀ
(3)，
[0023]1/4≤a/(L1+L2)≤1/2或1/2≤a/L2≤1
ꢀꢀ
(4)，
[0024]其中，L1为第1接合部的长度(mm)，
[0025]L2为后续接合部的长度(mm)，
[0026]b为接合部的熔融金属的最小厚度(mm)，
[0027]w为接合部的熔融金属的宽度(mm)，
[0028]a为接合部彼此间的最短距离(mm)。
[0029]本专利技术的搭接激光焊接接头的特征在于，上述第1接合部仅包含直线状接合部，取代上述式(1)而满足下述式(1
′
)：
[0030]30.0＜L1′
≤40.0
ꢀꢀ
(1
′
)，
[0031]其中，L1′
为直线状接合部的长度(mm)。
[0032]另外，本专利技术的搭接激光焊接接头的特征在于，上述钢板中的至少1者的成分组成含有C：0.07～0.4质量％、Si：0.2～3.5质量％、M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.搭接激光焊接接头，其具有将多个钢板搭接而成的焊接部，所述搭接激光焊接接头的特征在于，构成所述焊接部的钢板间的合计间隙G在构成焊接部的钢板的合计厚度T的0～15％的范围内，所述焊接部包含线状的第1接合部和接着该第1接合部以列状排列的直线状的后续接合部，所述第1接合部的焊接始端部和与之相邻的后续接合部的焊接终端部相对，且所述后续接合部彼此的焊接始端部与焊接终端部相对，并且，所述第1接合部具有由直线状接合部和与该直线状接合部的焊接终端部侧连接的圆弧状或圆状的曲线状接合部形成的J字状，进一步地，所述焊接部满足下述式(1)～式(4)中的全部：15.0≤L1≤30.0
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(1)，8.0≤L2≤20.0
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(2)，1/8≤w/b≤1/2
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(3)，1/4≤a/(L1+L2)≤1/2或1/2≤a/L2≤1
ꢀꢀ
(4)，其中，L1为第1接合部的长度(mm)，L2为后续接合部的长度(mm)，b为接合部的熔融金属的最小厚度(mm)，w为接合部的熔融金属的宽度(mm)，a为接合部彼此间的最短距离(mm)。2.根据权利要求1所述的搭接激光焊接接头，其特征在于，所述第1接合部仅包含直线状接合部，取代上述式(1)而满足下述式(1
′
)：30.0＜L1′
≤40.0
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(1
′
)，其中，L1′
为直线状接合部的长度(mm)。3.根据权利要求1或2所述的搭接激光束焊接接头，其特征在于，所述钢板中的至少1者的成分组成含有C：0.07～0.4质量％、Si：0.2～3.5质量％、Mn：1.8～5.5质量％、P+S：0.03质量％以下、Al：0.08质量％以下及N：0.010质量％以下，余量为Fe及不可避免的杂质。4.根据权利要求3所述的搭接激光焊接接头，其特征在于，所述钢板除所述成分组成之外还含有以下的A组及B组中的至少1组的成分：
·
A组为从Ti：0.0005～0.01质量％及Nb：0.005～0.050质量％中选择的1种或2种；
·
B组为从Cr...

【专利技术属性】
技术研发人员：原亚怜，木谷靖，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：