重叠部的焊接方法、搭接焊构件的制造方法、搭接焊构件以及汽车用部件的制作方法

重叠部的焊接方法、搭接焊构件的制造方法、搭接焊构件以及汽车用部件的制作方法
【专利摘要】一种重叠部的焊接方法，是将多个钢板构件彼此在重叠部接合，且所述多个钢板构件的至少一个包含马氏体组织的重叠部的焊接方法，其具备：电阻点焊工序，该工序在所述重叠部形成具有焊点(12)的点焊区(10)；和熔融凝固部形成工序，该工序照射激光束，在所述焊点(12)与从所述焊点(12)的边缘向外方远离3mm以上的位置之间形成横过所述焊点(12)的边缘的熔融凝固部(15)时，将所述熔融凝固部(15)的深度在从所述焊点(12)的边缘向外方远离1mm的位置处，在所述包含马氏体组织的钢板构件中形成为各自的板厚的50％以上。由此抑制重叠部的点焊区在HAZ软化部断裂。
【专利说明】重叠部的焊接方法、搭接焊构件的制造方法、搭接焊构件以 及汽车用部件

【技术领域】
[0001] 本发明涉及将多个钢板构件搭接焊而形成的搭接焊构件的重叠部的焊接方法、上 述搭接焊构件的制造方法、上述搭接焊构件、和具有上述搭接焊构件的汽车用部件。
[0002] 本申请基于在2012年8月8日在日本申请的专利申请2012-175860号要求优先 权，将其内容援引到这里。

【背景技术】
[0003] 近年来，在使用由钢板形成的多个钢板构件构成的结构物中，根据功能和使用环 境，对将钢板构件彼此重叠而成的重叠部进行电阻点焊而形成具有焊点的点焊区，由此将 多个钢板构件接合而构成搭接焊构件，这项工作正被广泛进行。
[0004] 例如，构成汽车车体的单壳体车身（汽车用部件），为了同时实现碰撞安全性的 提高和燃油经济性的提高，一般进行下述工作：将包含高强度钢板的钢板构件重叠，对凸缘 (重叠部）进行电阻点焊。
[0005] 现在，作为汽车用的高强度钢板，广泛使用抗拉强度为980MPa级的高强度钢板， 而且，也在研宄抗拉强度为1200MPa级以上的高强度钢板的应用。
[0006] 另外，在成形搭接焊构件的钢板构件时，应用在同一模内同时进行冲压成形和淬 火的热压（hotstamp)，来制造抗拉强度为1500MPa以上的热压钢板构件的技术也在推进。
[0007] 在该热压中，使钢板达到高温，在高延展性的状态下进行冲压成形，因此能够高效 率地制造抗拉强度为1500MPa以上的高强度的钢板构件，而且也得到冲压成形后中的尺寸 精度提高的优点。
[0008] 另外，例如，在需要耐锈性的结构物中，有时将钢板构件重叠，通过电阻点焊来将 重叠部接合，所述钢板构件由镀锌钢板的钢板形成，所述镀锌钢板形成有合金化热浸镀锌 被膜或热浸镀锌被膜。
[0009] 例如，构成单壳体车身的外板（outerpanel)，一般采用镀锌钢板形成，所述镀锌 钢板形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜。
[0010] 如上述那样的、抗拉强度1200MPa以上的高强度钢板或将高强度钢板通过热压而 成形出的钢板构件，一般包含淬火组织。
[0011] 但是，在将重叠部接合的点焊区中，由于电阻点焊的热，焊点的周围的淬火组织被 回火，形成硬度比包含淬火组织的母材低的热影响区（heat-affectedzone)(以下称为 HAZ)。
[0012] 硬度比母材低的HAZ的软化，对于980MPa级钢板来说也能够发生，但在采用具有 水冷功能的连续退火设备形成了淬火组织的抗拉强度1200MPa以上的高强度钢板和通过 热压而成形的热压件（高强度钢板构件）的点焊区中特别显著。
[0013] 例如，1200MPa级的冷轧钢板，母材的维氏硬度为约390,而HAZ最软化部的维氏硬 度为约300。
[0014] 即，相比于母材，维氏硬度降低约90。
[0015] 图14是表示具有重叠部的试件100、和在试件100的截面图中所示的沿着虚线的 位置（从界面向钢板的中央侧的（板厚）/4的位置）打点而测定到的维氏硬度（JISZ2244) 的硬度分布的一例的图，所述重叠部是将通过热压而成形的抗拉强度为1500MPa级的热压 件（高强度钢板构件）101P、和通过热压而成形的抗拉强度为1500MPa级的热压件（高强度 钢板构件）102P重叠，并通过电阻点焊形成了具有焊点112的点焊区110的重叠部。
[0016] 维氏硬度是在载荷9. 8N、间距0. 5mm的条件下测定。
[0017] 如图14的图所示，将通过热压而成形的1500MPa级的热压件101P、和通过热压而 成形的1500MPa级的热压件102P重叠而形成的试件100的维氏硬度，母材（热压件101P) 的维氏硬度为约450,但在HAZ软化部103的最软化部103A，维氏硬度为约300。
[0018] S卩，HAZ103的最软化部103A的维氏硬度被母材（热压件101P)降低了约150。
[0019] 而且，对试件100负载了拉伸载荷的结果，如图15A、图15B所示，以焊点112的外 方附近的HAZ软化部103为起点而断裂了。
[0020] 图15A是从钢材表面观察图14所示的试件100的热压件101P断裂了的状况的图， 图15B是以HAZ软化部103为起点而断裂了的状况的截面图。
[0021] 这样的HAZ软化，没有影响到用于电阻点焊的接头评价的拉伸剪切试验、以及十 字拉伸试验（JISZ3137)的评价结果，但如图15A、图15B所示，在对试件100负载了拉伸载 荷的情况下，在HAZ软化部103中局部地应变集中，存在HAZ软化部103发生断裂的情况。
[0022] 这样的点焊区的HAZ软化部的断裂，在由抗拉强度为1200MPa以上的钢板构成的 钢板构件（冲压成形品）中也被确认到，有在碰撞时不能充分发挥高强度钢板的优势性的 可能性。
[0023]例如，A柱、B柱、上边梁（roofrail)、下边梁（sidesill)这些构成汽车车体的 结构构件（搭接焊构件），需要在汽车发生碰撞时保护驾驶室内的乘客。
[0024] 为此，将多个钢板构件重叠，将凸缘（重叠部）通过电阻点焊来接合，形成筒状的 闭截面，由此抑制碰撞时的变形。
[0025] 可是，例如，在美国道路安全保险协会（IIHS)的SUV侧面碰撞试验和EuroNCAP的 侧面柱碰撞试验这些严格的碰撞模式中，在点焊区的HAZ软化部应变集中，成为断裂起点， 由此有即使使用高强度钢板等也难以得到规定的碰撞性能的情况。
[0026] 因此，在为了充分发挥高强度钢板的性能而将这些由1200MPa以上的高强度钢板 构成的钢板构件应用于汽车车体的结构构件的情况下，要求抑制点焊区的HAZ软化部成为 断裂起点。
[0027] 例如，曾公开了下述技术：在对高强度钢板进行焊接而形成汽车用结构构件的情 况下，通过并用激光焊和点焊，在缓和焊接区的应力的同时，抑制延迟断裂（例如，参照专 利文献1)。
[0028]另外，作为提高焊接区的接合的技术，曾公开了下述技术：沿着点焊区在金属件上 通过激光焊来形成连续焊接区（例如，参照专利文献2)。
[0029] 另外，作为提高焊接区的接合的技术，曾公开了下述技术：向点焊区或点焊区的周 围照射激光，对与表面侧钢板相邻的高板厚钢板和表面侧钢板进行激光焊接（例如，参照 专利文献3)。
[0030] 另外，非专利文献1公开了下述方法：对于通过热压而形成的A柱中的有由碰撞所 致的断裂的危险的部分，通过在热压时进行的热处理使母材的强度降低，从而即使进行电 阻点焊也不产生HAZ软化，防止以HAZ软化部为起点的结构构件的断裂。
[0031] 另外，非专利文献2公开了下述方法：对于通过热压而形成的B柱的凸缘部，通过 高频加热回火来降低母材的强度，即使进行电阻点焊也不产生HAZ软化，防止以HAZ软化部 为起点的结构构件的断裂。
[0032] 在先技术文献
[0033] 专利文献
[0034] 专利文献1:日本国特开2008-178905号公报
[0035] 专利文献2:日本国特开2009-241116号公报
[0036] 专利文献3:日本国特开2010-264503号公报
[0037] 非专利文献
[0038]非专利文献l:TailoredPropertiesforPress-hardenedbodyparts Dr.CamillaWastlund,AutomotiveCircleInternational,Insightedition2011 Ultra-highstrengthsteelsincarbodylightweightdesign-currentchallenges andfuturepotential
[0039]非专利文献2:http://publications. 1ib.chalmers.se/records/ fulltext/144308.pdf


【发明内容】

[0040] 可是，专利文献1所公开的技术，是在形成于重叠部的激光焊焊道的延长线上进 行临时点焊固定后，进行激光焊接，利用在刚刚激光焊接后与激光焊相伴的变形、和成形构 件的回弹等来缓和在重叠部产生的应力的。
[0041] 即，是关于激光焊接中的临时固定的技术，并没有对点焊区的强度提高作出贡献。
[0042] 另外，由专利文献2公开的技术，是通过在进行激光焊接之前进行电阻点焊，使先 形成的点焊区作为重叠部分的固定手段发挥作用的技术。
[0043] S卩，是并不以点焊为主而是用于激光焊接的技术，不是提高点焊的优势性的技术。
[0044] 另外，由专利文献3公开的技术，是依次进行点焊工序和激光焊工序，即使在2个 以上的钢板之中的、与表面侧钢板相邻的高板厚钢板和表面侧钢板之间没有形成点焊区的 情况，也通过激光焊将表面侧钢板和高板厚钢板焊接来切实地进行搭接焊的技术，不是关 于点焊区的强度提高的技术。
[0045] 另外，在如由非专利文献1所公开的那样对A柱的各部位调整强度的方法中，在A 柱的比较宽的范围不可避免地形成低强度部。
[0046] 因此，不能充分享受得到高强度这一热压的效果，轻量化的效果也成为限定性的 效果。
[0047] 而且，在该方法中，在淬火区域与未淬火区域之间不可避免地形成的比较宽的过 渡区域中，强度特性容易发生偏差，有可能A柱的碰撞性能产生偏差。
[0048] 另外，非专利文献2所公开的在热压后将B柱的凸缘通过高频加热来回火的方法， 有可能B柱因通过高频加热而产生的热应变而变形，从而尺寸精度降低。
[0049] 不限于B柱，A柱、上边梁这些配置于车门开口部周围的结构构件需要确保装配精 度，使得例如与车门面板的间隙遍及车门面板四周地均匀。
[0050] 因此，从尺寸精度降低、不能确保外观品质这点来看，难以将非专利文献2所公开 的技术应用与车门开口部周围的结构构件。
[0051] 另外，也考虑了在汽车车体的设计阶段，设定B柱等的结构构件，使得碰撞时的凸 缘的点焊区的HAZ软化部不会达到断裂应变。
[0052] 但是，产生构成结构构件的钢板的板厚的增加、加强件（reinforcement)的追加， 汽车车体的成本和重量增加，因此难以应用。
[0053] 本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的是针对由钢板形成的多个钢板构件通 过焊接而构成的搭接焊构件，解决以下（1)和（2)中的至少任一项。
[0054] (1)提供在将包含马氏体组织的多个钢板构件通过电阻点焊而接合的情况下，能 够抑制重叠部的点焊区在HAZ软化部断裂的重叠部的焊接方法、搭接焊构件的制造方法、 搭接焊构件以及汽车用部件。
[0055] (2)提供在将包含形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜的镀锌钢板的多个 钢板构件通过电阻点焊而接合的情况下，能够抑制在重叠部形成的点焊区中的断裂的重叠 部的焊接方法、搭接焊构件的制造方法、搭接焊构件以及汽车用部件。
[0056] 本发明的各方式如下。
[0057] (1)本发明的第1方式为一种重叠部的焊接方法，其是将多个钢板构件彼此在重 叠部接合，且上述多个钢板构件的至少一个包含马氏体组织的重叠部的焊接方法，具备：
[0058] 电阻点焊工序，该工序在上述重叠部形成具有焊点的点焊区；和
[0059] 熔融凝固部形成工序，该工序照射激光束，在上述焊点与从上述焊点的边缘向外 方远离3mm以上的位置之间形成横过上述焊点的边缘的熔融凝固部时，将上述熔融凝固部 的深度在从上述焊点的边缘向外方远离1mm的位置处，在包含上述马氏体组织的钢板构件 中形成为各自的板厚的50%以上。
[0060] (2)本发明的第2方式为一种重叠部的焊接方法，是将多个钢板构件在重叠部接 合的重叠部的焊接方法，所述多个钢板构件包含形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被 膜的镀锌钢板，该焊接方法具备：
[0061] 电阻点焊工序，该工序在上述重叠部形成具有焊点的点焊区；和
[0062] 熔融凝固部形成工序，该工序照射激光束，在上述焊点与上述焊点的外方之间形 成横过上述焊点的边缘的熔融凝固部时，将上述熔融凝固部的深度在与上述点焊区的密着 面对应的部位处，形成得比形成有上述合金化热浸镀锌被膜或上述热浸镀锌被膜的密着面 浅。
[0063] (3)本发明的第3方式为一种搭接焊构件的制造方法，具备：将多个钢板构件在上 述重叠部重叠的重叠工序；和采用上述（1)或（2)所述的重叠部的焊接方法进行的焊接工 序。
[0064] (4)本发明的第4方式为一种搭接焊构件，是多个钢板构件彼此在重叠部接合，且 上述多个钢板构件的至少一个包含马氏体组织的搭接焊构件，上述重叠部形成有具有焊点 的点焊区，在上述焊点与从上述焊点的边缘向外方远离3mm以上的位置之间，通过激光束 的照射而形成有熔融凝固部，所述熔融凝固部横过上述焊点的边缘，且从上述焊点的边缘 向外方远离1mm的位置处的深度为包含上述马氏体组织的钢板构件的各自的板厚的50% 以上。
[0065] (5)本发明的第5方式为一种搭接焊构件，是多个钢板构件在重叠部接合了的搭 接焊构件，所述多个钢板构件包含形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜的镀锌钢 板，上述重叠部形成有具有焊点的点焊区，在上述焊点与上述焊点的外方之间，通过激光束 的照射而形成有熔融凝固部，所述熔融凝固部横过上述焊点的边缘，且与上述点焊区的密 着面对应的部位处的深度比形成有上述合金化热浸镀锌被膜或上述热浸镀锌被膜的密着 面浅。
[0066] (6)本发明的第6的方式为一种汽车用部件，其包含上述（4)或（5)所述的搭接焊 构件。
[0067] 根据上述的重叠部的焊接方法、搭接焊构件的制造方法、搭接焊构件、以及汽车用 部件，在将包含马氏体组织的多个钢板构件通过电阻点焊而接合的情况下，能够抑制重叠 部的点焊区在HAZ软化部断裂。
[0068] 其结果，能够制造例如碰撞时的乘员保护性能优异的高强度的汽车用部件。
[0069] 另外，在将由包含形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜的镀锌钢板的多个 钢板形成的钢板构件通过电阻点焊而接合的情况下，能够抑制在重叠部形成的点焊区的断 裂。

【专利附图】

【附图说明】
[0070] 图1A是表示应用了本发明的凸缘的一例的概略图。
[0071] 图1B是说明应用了本发明的将多个钢板构件重叠了的接合部的概略构成的一例 的图。
[0072] 图2A是表示将本发明应用于1500MPa级的热压件的例子的图。
[0073] 图2B是表示将本发明应用于1500MPa级的热压件的例子的图，是图2A中的I-I 截面。
[0074] 图2C是从钢材表面观察图2A所示的点焊区的模式图，左半部分表示无激光束照 射的情况，右半部分表示应用了本发明的情况。
[0075] 图3A是表示图2C中的虚线A所示的部分的硬度分布的图。
[0076] 图3B是表示图2C中的虚线B所示的部分的硬度分布的图。
[0077] 图3C是表示图2C中的虚线C所示的部分的硬度分布的图。
[0078] 图4A是说明本发明的效果的一例的图，是通过以往的电阻点焊制成的试件。
[0079] 图4B是说明本发明的效果的一例的图，是采用本发明的焊接方法制成的试件。
[0080] 图4C是说明本发明的效果的一例的图，是图4A以及图4B所示的试件中的应 力-应变线图。
[0081] 图5A是关于钢板的组合的第1例，表示点焊区与熔融凝固部的关系的说明图。
[0082] 图5B是关于钢板的组合的第2例，表示点焊区与熔融凝固部的关系的说明图。
[0083] 图5C是关于钢板的组合的第3例，表示点焊区与熔融凝固部的关系的说明图。
[0084] 图?是关于钢板的组合的第4例，表示点焊区与熔融凝固部的关系的说明图。
[0085] 图6A是表示将本发明涉及的搭接焊构件应用于B柱的例子的图。
[0086]图6B是表示将本发明涉及的搭接焊构件应用于A柱、B柱以及上边梁的例子的图。
[0087] 图6C是表示将本发明涉及的搭接焊构件应用于A柱以及下边梁的例子的图。
[0088] 图6D是表示将本发明涉及的搭接焊构件应用于保险杠加强件（bumper reinforce)的例子的图。
[0089] 图7A是表示本发明涉及的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第1例的概略图。
[0090] 图7B是表示本发明涉及的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第2例的概略图。
[0091] 图7C是表示本发明涉及的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第3例的概略图。
[0092] 图7D是表示本发明涉及的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第4例的概略图。
[0093] 图7E是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第5例的概略图。
[0094] 图7F是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第6例的概略图。
[0095] 图7G是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第7例的概略图。
[0096] 图7H是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第8例的概略图。
[0097] 图71是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第9例的概略图。
[0098] 图7J是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第10例的概略图。
[0099] 图7K是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第11例的概略图。
[0100] 图7L是表示本发明的点焊区和熔融凝固部的形成状况的第12例的概略图。
[0101] 图8A是说明将高强度钢板和低强度钢板重叠，从高强度钢板的表面照射激光束， 形成熔融凝固部的第1例的图。
[0102] 图8B是说明将高强度钢板和低强度钢板重叠，从低强度钢板的表面照射激光束， 形成熔融凝固部的第2例的图。
[0103] 图8C是说明将高强度钢板和低强度钢板重叠，从高强度钢板的表面照射激光束， 形成熔融凝固部的第3例的图。
[0104] 图8D是说明将高强度钢板和高强度钢板重叠，从高强度钢板的表面照射激光束， 形成熔融凝固部的第4例的图。
[0105] 图8E是说明将低强度钢板、高强度钢板、低强度钢板按此顺序重叠，从低强度钢 板的表面照射激光束，形成熔融凝固部的第5例的图。
[0106] 图8F是说明将低强度钢板、高强度钢板、低强度钢板按此顺序重叠，从低强度钢 板的表面照射激光束，形成熔融凝固部的第6例的图。
[0107] 图9A是表示激光照射对点焊区的影响的说明图，是表示在无镀层的高强度钢板 (1500MPa)与无镀层的低强度钢板（440MPa)的重叠部形成的点焊区和熔融凝固部的图。
[0108] 图9B是表示激光照射对点焊区的影响的说明图，是表示在无镀层的高强度钢板 (1500MPa)与合金化热浸镀锌了的低强度钢板（440MPa)的重叠部形成的点焊区和熔融凝 固部中的孔缺陷（空洞缺陷）的概略的图。
[0109] 图10是表示点焊区的密着部的截面图。
[0110] 图11A是说明将合金化热浸镀锌了的低强度钢板和无镀层的高强度钢板重叠，从 高强度钢板侧照射激光束，形成熔融凝固部的例子的图。
[0111] 图11B是说明将合金化热浸镀锌了的低强度钢板、无镀层的高强度钢板和无镀层 的低强度钢板重叠，从无镀层的低强度钢板侧照射激光束，形成熔融凝固部的例子的图。
[0112] 图11C是说明将合金化热浸镀锌了的低强度钢板、在表面具有铁锌固溶相以及氧 化锌层的高强度钢板和无镀层的低强度钢板重叠，从无镀层的低强度钢板侧照射激光束， 形成熔融凝固部的例子的图。
[0113] 图11D是说明将合金化热浸镀锌了的低强度钢板、无镀层的高强度钢板和无镀层 的高强度钢板重叠，从无镀层的高强度钢板侧照射激光束，形成熔融凝固部的例子的图。
[0114] 图11E是说明将合金化热浸镀锌了的低强度钢板、无镀层的低强度钢板和无镀层 的高强度钢板重叠，从无镀层的高强度钢板侧照射激光束，形成熔融凝固部的例子的图。
[0115] 图11F是说明将合金化热浸镀锌了的低强度钢板、无镀层的低强度钢板和无镀层 的高强度钢板重叠，从无镀层的高强度钢板侧照射激光束，形成熔融凝固的例子的图。
[0116]图12A是说明在本发明涉及的实施例1中使用的试件的图。
[0117]图12B是本发明涉及的实施例1的试件的放大图，是表示负载拉伸载荷的方向的 平面图。
[0118]图12C是表示在本发明涉及的实施例1中使用的试件的形状的说明图，是图12B 的II-II截面图。
[0119]图13A是说明在本发明涉及的实施例2中使用的试件的图。
[0120]图13B是本发明涉及的实施例2的试件的放大图，是表示负载拉伸载荷的方向的 平面图。
[0121]图13C是表示在本发明涉及的实施例2中使用的试件的形状的说明图，是图13B 的III-III截面图。
[0122] 图14是表示1500MPa级的热压件的点焊区的硬度分布的一例的图。
[0123] 图15A是从钢材表面观察对图14所示的点焊区负载拉伸载荷，以HAZ软化部为起 点而断裂的状况的图。
[0124] 图15B是表示对图14所示的点焊区负载拉伸载荷，以HAZ软化部为起点而断裂的 状况、且表示密着部的截面图。

【具体实施方式】
[0125] 本发明人为了解决上述的课题，锐意研宄了在接合有多个钢板构件的搭接焊构件 中，抑制重叠部的点焊区在HAZ软化部断裂的技术。
[0126] 其结果得到下述见解：通过对点焊区照射激光束，从焊点横过焊点的边缘到HAZ 的最软化部的外方形成熔融凝固部，能够使点焊区的强度提高。
[0127] 本发明是基于下述见解的发明：在将多个钢板构件重叠，通过电阻点焊来接合的 情况下，在多个钢板构件之中的至少一个钢板构件包含马氏体组织的情况下，通过从点焊 区的焊点横过焊点的边缘照射激光束形成熔融凝固部，点焊区的HAZ软化部被硬化，能抑 制HAZ中的断裂，使高强度钢板、热压件的强度充分地发挥。
[0128] 在此所说的包含马氏体组织的高强度钢板包括由例如980MPa级或1200MPa级以 上的高强度钢板构成的钢板构件（例如冲压成形品）、通过热压而成形并产生了马氏体组 织的热压件。
[0129]另外，不管是否包含由高强度钢板形成的钢板构件和/或热压件，将多个钢板构 件重叠，通过电阻点焊来接合，并对点焊区照射激光束，从焊点向外方形成熔融凝固部的情 况下，在至少一个钢板构件由形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜的镀锌钢板形成 的情况下，将熔融凝固部的深度在与点焊区的密着面对应的部位处形成得比形成有合金化 热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜的密着面浅是非常有效的。
[0130] 以下按照以下所示的第1实施方式和第2实施方式来说明基于上述的见解完成的 本发明。
[0131] 首先，参照图1A?图8F对本发明的第1实施方式进行说明。
[0132] (第1实施方式）
[0133] 图1A是表示应用了本发明的凸缘的一例的概略图，图1B是说明应用了本发明的 将多个钢板构件重叠了的接合部的概略构成的一例的图。
[0134] 图1A表示在凸缘（重叠部）1的延伸的方向上通过电阻点焊形成多个点焊区10， 横过点焊区10的焊点12的边缘照射激光束LB，形成基于激光束照射的熔融凝固部15的状 况的一例。
[0135] 再者，凸缘1是将由钢板形成的成形品（钢板构件）2的凸缘2F、和由钢板形成的 成形品（钢板构件）3的凸缘3F重叠而形成的。
[0136] 在第1实施方式中，成形为成形品2和成形品3的钢板的任一方或两方是：
[0137] (a)将包含马氏体组织的高强度钢板（例如，1200MPa级以上的高强度钢板）在冷 态下冲压成形而成的钢板构件、或者
[0138] (b)通过将热压件用钢板热压成形而产生了马氏体组织的热压件（例如，抗拉强 度1200MPa以上的钢板构件）。
[0139] S卩，包含至少一个包含马氏体组织的钢板构件。
[0140] 当由高强度钢板成形的钢板构件和/或热压件的钢板构件的重叠部被电阻点焊 时，会在点焊区形成HAZ软化部。
[0141] 该HAZ软化部，虽然点焊区的强度比高强度钢板（母材）大幅度降低，但通过激光 束照射形成熔融凝固部。
[0142] 由此，HAZ软化部硬化，可抑制起因于HAZ软化部的应力集中的断裂，能够充分发 挥作为高强度钢板和/或热压件的强度。
[0143]图1B是说明应用了本发明的将3个（多个）钢板构件重叠了的接合部的概略构 成的一例的图。
[0144] 图1B表示将高强度钢板5H、高强度钢板6H、和低强度钢板7L重叠，通过电阻点焊 形成具有焊点12的点焊区10,从高强度钢板5H侧照射激光束，形成了横过焊点12的熔融 凝固部15的状态。
[0145] 再者，在图1B中，高强度钢板5H、高强度钢板6H、低强度钢板7L的板厚分别为t5、 t6、t7〇
[0146] 再者，在该说明书中，所谓高强度钢板包括「未成形的高强度钢板」、「将高强度钢 板成形而成的钢板构件」、「将热压用钢板热压成形而成的热压件」。
[0147] 另外，低强度钢板包括「未成形的低强度钢板」、「将低强度钢板成形而成的钢板构 件」。
[0148] 另外，在钢板中包括「未成形的高强度钢板」、「未成形的低强度钢板」、「将高强度 钢板成形而成的钢板构件」、「将热压用钢板热压成形而成的热压件」、「将低强度钢板成形 而成的钢板构件」。
[0149] 在图1B中，焊点12被形成为：遍及高强度钢板5H、高强度钢板6H、低强度钢板7L 地将它们接合。
[0150] 熔融凝固部15,例如，从焊点12的边缘向外方远离距离L1的位置，横过焊点12形 成到从焊点12的边缘向外方远离距离L2的位置。
[0151] 另外，熔融凝固部15,形成到高强度钢板5H的板厚t5的总厚（100% )、和高强度 钢板6H的板厚t6的从高强度钢板5H到低强度钢板7L的中间位置。
[0152] 在此，所谓焊点12的边缘，是指：从钢材表面透过将多个钢板构件重叠而形成的 重叠部的情况下的焊点12的最大形状（外侧的边界）。
[0153] 图1B所示的符号LD5、LD6,是从焊点12的边缘向外方远离1mm的位置处的高强 度钢板5H、高强度钢板6H的各自的熔融凝固部15的深度。
[0154] 抑制HAZ软化部的断裂，而且对于各高强度钢板而言，熔融凝固部15的深度彡板 厚的50% (在此，对于高强度钢板5H、6H的每个而言，LD5彡t5的50%、LD6彡t6的50% ) 是有效的。
[0155] 再者，在图1B中，高强度钢板5H以及高强度钢板6H是高强度钢板，高强度钢板 5H，遍及板厚的总厚（即，LD5 =板厚t5)地形成有熔融凝固部15。
[0156]因此，通过高强度钢板6H中的熔融凝固部15的深度LD6彡（板厚t6的50% )， 能确保充分的效果。
[0157] 在此，在从焊点12的边缘向外方远离1mm的位置规定熔融凝固部15的深度LD基 于如下：如图14所示，点焊区110的HAZ最软化部103A存在于从焊点112的边缘向外方远 离约1mm的位置，因此在HAZ最软化部103A附近形成熔融凝固部对使HAZ软化部硬化是有 效的。
[0158] 再者，图1B示出了 ：熔融凝固部15通过从钢材表面观察重叠部的情况下的焊点 12的中心部，并在左右2处横过焊点12的边缘的例子，但熔融凝固部15横过焊点12的边 缘的位置以及横过的数并不限于两处，也可以为1处，还可以为3处以上。
[0159] 另外，在两处横过的情况下，可以夹着焊点12的中心部而位于延长线上，但不必 须夹着焊点12的中心部而在延长线上。
[0160]另外，在形成熔融凝固部15在两处以上横过焊点12的边缘的熔融凝固部15的情 况下，距焊点12的边缘1mm的外方的熔融凝固部15的深度LD优选为LD多板厚的50%，但 横过焊点12的边缘的熔融凝固部15的一部分也可以不满足LD多（板厚的50% )。
[0161] 另外，优选熔融凝固部15遍及距焊点12的边缘3mm以上的距离而形成，但也可以 为3mm以下。
[0162] 图2A是关于本发明，示出将1500MPa级的热压件（钢板构件）和1500MPa级的热 压件（钢板构件）这2个重叠了的例子的图。
[0163] 更详细地讲，图2A示出在热压件的凸缘4A上通过电阻点焊形成具有焊点12的点 焊区10,对点焊区10照射激光束形成了熔融凝固部15的例子。
[0164] 图2B是表示图2A的I-I截面的图，图2C是从钢材表面观察图2A所示的点焊区 的周边的模式图。
[0165] 再者，为了便于说明，从图2C的中心线起算，左半部分表示没有对点焊区10照射 激光束的以往的状态，右半部分表示对点焊区10照射激光束，形成了熔融凝固部15的状 o
[0166] 另外，图3A、图3B、图3C是表示图2C中的虚线A、虚线B、虚线C所示的部分的硬 度分布的图。
[0167] 以往的点焊区10,与图2C的左半部分同样，在图3A所示的虚线A表示的部分中， HAZ软化部13遍及宽的范围而形成。
[0168] 因此，对于在左右方向附加的拉伸载荷，HAZ软化部13遍及宽的范围地被拉伸。
[0169] 其结果，相对于拉伸载荷的强度降低，容易发生由拉伸载荷所致的断裂。
[0170] 另一方面，如果在如图2C的右半部分所示那样的焊点12和HAZ软化部13之间， 通过激光束照射而横过焊点12的边缘地形成熔融凝固部15,则图3B所示的虚线B表示的 部分，由于熔融凝固部15而使HAZ软化部的一部分硬化，HAZ软化部13的范围变小。
[0171] 其结果，点焊区10的强度提高，抗拉强度提高。
[0172] 另一方面，图2C的虚线C所示的只被照射了激光束的部分中，形成有熔融凝固部 15和HAZ软化部15A，但如图3C所示，HAZ软化部15A的范围小，因此几乎没有影响到抗拉 强度。
[0173] 另外，参照图4A?图4C，说明本发明的效果的一例。
[0174] 图4A是通过以往的电阻点焊制成的试件T01，在试件T01上形成有具有焊点12的 点焊区10。
[0175] 图4B是采用本发明的焊接方法制成的试件T02,在试件T02上，形成有横过焊点 12的两个边缘的基于激光束照射的熔融凝固部15。
[0176] 图4C是试件TO1以及T02的应力-应变线图，虚线所示的A表示试件TO1的结果， 实线所示的B表示试件T02的结果。
[0177] 如图4C所示，通过对点焊区10照射激光束形成熔融凝固部15,负载了拉伸载荷的 情况下的极限断裂应变，与点焊区10相比，大幅度提高，例如，能够抑制碰撞时的HAZ中的 断裂。
[0178] 通过如以上那样以横过点焊区10的焊点12的方式形成熔融凝固部15,成为图1B 所示那样的构成，能够减小在只电阻点焊的情况下受到拉伸载荷容易断裂的点焊的HAZ软 化部的区域。
[0179] 由此，能够提高受到拉伸载荷时的直到断裂为止的变形能。
[0180] 图5A?图?是表示关于将多个钢板重叠的组合的例子、和点焊区以及通过激光 束照射形成的熔融凝固部的关系的说明图。
[0181] 图5A是表示钢板的组合的第1例的说明图，表示将低强度钢板31L(板厚t31)和 高强度钢板32H(板厚t32)重叠，从高强度钢板32H侧照射激光束，形成熔融凝固部15 (深 度L15)的情况。
[0182] 在图5A中，符号LD32表示高强度钢板32H中的熔融凝固部15的深度。
[0183] 如图5A所示，在第1例中，高强度钢板32H遍及板厚的总厚（板厚t32的100%) 地形成有熔融凝固部15,低强度钢板31L，从板厚方向的高强度钢板32H侧开始，直到该侧 到相反侧表面的中间位置为止形成有熔融凝固部15。
[0184]在第1例中，高强度钢板只是高强度钢板32H，熔融凝固部15的深度LD32遍及高 强度钢板32H的板厚方向的总厚（LD32 =(板厚t32的100% ) > (板厚t32的50% )) 地形成，因此能够确保充分的效果。
[0185] 图5B是表示钢板的组合的第2例的说明图，表示将高强度钢板31H(板厚t31)和 高强度钢板32H(板厚t32)重叠，从高强度钢板32H侧照射激光束，形成熔融凝固部15 (深 度L15)的情况。
[0186] 在图5B中，符号LD31以及LD32分别表示高强度钢板31H、高强度钢板32H中的熔 融凝固部15的深度。
[0187] 如图5B所示，在第2例中，熔融凝固部15在高强度钢板32H中的深度LD32为板 厚的总厚（LD32 =(板厚t32的100% ))，高强度钢板31H，从板厚方向的高强度钢板32H 侧开始，直到该侧到相反侧表面的中间位置为止形成有熔融凝固部15。
[0188] 在第2例中，高强度钢板是高强度钢板31H以及高强度钢板32H，熔融凝固部15遍 及高强度钢板32H的板厚的总厚（LD32 =(板厚t32的100% ) > (板厚t32的50% )) 地形成，因此通过使高强度钢板31H中的深度LD31为LD31彡（板厚t31的50% )，能够确 保充分的效果。
[0189] 图5C是表示钢板的组合的第3例的说明图，表示将低强度钢板31L(板厚t31)、高 强度钢板32H(板厚t32)和低强度钢板33L(板厚t33)重叠，从低强度钢板31L侧照射激 光束，形成了熔融凝固部15(深度L15)的情况。
[0190] 在图5C中，符号LD32表示高强度钢板32H中的熔融凝固部15的深度。
[0191] 如图5C所示，在第3例中，熔融凝固部15,遍及低强度钢板31L的板厚的总厚形成 到高强度钢板32H的板厚方向的低强度钢板31L侧到低强度钢板33L侧的中间位置。
[0192] 在第3例中，高强度钢板只是高强度钢板32H，因此通过使高强度钢板32H中的熔 融凝固部15的深度LD32为LD32多（板厚t32的50% )，能够确保充分的效果。
[0193]图?是表示钢板的组合的第4例的说明图，表示将高强度钢板31H(板厚t31)、高 强度钢板32H(板厚t32)和低强度钢板33L(板厚t33)重叠，从高强度钢板31H侧照射激 光束，形成了熔融凝固部15(深度L15)的情况。
[0194] 在图?中，符号LD31、LD32表示高强度钢板31H、高强度钢板32H中的熔融凝固 部15的深度。
[0195] 如图所示，在第4例中，熔融凝固部15,遍及高强度钢板31H的板厚的总厚 (LD31 =(板厚t31的100% ))地形成，并且，形成到高强度钢板32H的板厚方向的高强度 钢板31H侧到低强度钢板33L侧的中间位置。
[0196] 在第4例中，高强度钢板是高强度钢板31H以及高强度钢板32H，因此通过将高强 度钢板32H中的熔融凝固部15的深度LD32设为LD32多（板厚t32的50% )，能够确保充 分的效果。
[0197] 在第1实施方式中，以将多个钢板构件彼此在重叠部接合，将多个钢板构件的至 少一个包含马氏体组织的钢板构件通过电阻点焊来接合的重叠焊接构件为对象。
[0198] 例如，适用于以构成汽车用车体的单壳体车身、构成单壳体车身的A柱、B柱等的 汽车用部件（Assy部件）为首的各种的结构物的形成。
[0199]钢板构件的重叠部一般是在钢板的边缘作为与其他的钢板的点焊留余量而形成 的凸缘（重叠部），但并不限于凸缘，也可以是对将凸缘和形状部等（凸缘以外的部分）重 叠了的部分电阻点焊而成的重叠部。
[0200] 作为包含马氏体组织的钢板构件，可例示：采用连续退火设备形成为包含马氏体 的淬火组织的高强度钢板（例如，抗拉强度1200MPa级以上的高强度钢板）的冷冲压成形 品；和将热压用钢板加热至奥氏体温度以上，一边用水冷模具成形一边进行淬火来提高了 强度的抗拉强度1200MPa以上的热压件。
[0201] 在产生由HAZ软化所致的点焊的断裂的危险的形成有马氏体组织的高强度钢板 中有效果，但在抗拉强度1200MPa以上的高强度钢板中有大的效果，因此抗拉强度的下限 优选为1200MPa。
[0202] 另外，抗拉强度的上限不需要特别设定，但在设定上限的情况下，从实用角度来看 为约 2000MPa。
[0203] 另外，虽然对钢板的板厚不需要设定限制，但是从实用的观点来看，下限可设为 0. 7mm，上限优选为2. 6mm。
[0204] 抗拉强度1200MPa以上的高强度钢板，在冷轧材的情况下，表面未被镀覆的无镀 层钢板或采用合金化热浸镀锌层（GA镀层）、热浸镀锌层（GI镀层）等的锌系镀层被覆了的 钢板被作为对象。
[0205] 在热压件的情况下，无镀层钢板构件、采用镀铝层或铁与铝的金属间化合物、或 者、铁锌固溶层和氧化锌层被覆了的钢板构件被作为对象。
[0206] 与上述的高强度钢板重叠的钢板，可以是抗拉强度1200MPa级以上的高强度钢板 和/或热压件，也可以是抗拉强度为270MPa?980MPa级的钢板。
[0207] 另外，不限于2个，也可以重叠3个以上的多个。
[0208] 以下对电阻点焊进行详细说明。
[0209] 在电阻点焊工序中，通过将多个钢板构件相互重叠，对重叠部进行电阻点焊，形成 具有焊点的点焊区。
[0210] 电阻点焊的焊接条件没有特别限制，但适当设定，使得至少在接合对象的钢板构

【权利要求】
1. 一种重叠部的焊接方法，是将多个钢板构件彼此在重叠部接合，且所述多个钢板构 件的至少一个包含马氏体组织的重叠部的焊接方法，其特征在于，具备： 电阻点焊工序，该工序在所述重叠部形成具有焊点的点焊区；和 熔融凝固部形成工序，该工序照射激光束，在所述焊点与从所述焊点的边缘向外方远 离3_以上的位置之间形成横过所述焊点的边缘的熔融凝固部时，将所述熔融凝固部的深 度在从所述焊点的边缘向外方远离1_的位置处，在所述包含马氏体组织的钢板构件中形 成为各自的板厚的50 %以上。
2. -种重叠部的焊接方法，是将多个钢板构件在重叠部接合的重叠部的焊接方法，所 述多个钢板构件包含形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜的镀锌钢板，该焊接方法 的特征在于，具备： 电阻点焊工序，该工序在所述重叠部形成具有焊点的点焊区；和 熔融凝固部形成工序，该工序照射激光束，在所述焊点与所述焊点的外方之间形成横 过所述焊点的边缘的熔融凝固部时，将所述熔融凝固部的深度在与所述点焊区的密着面对 应的部位处，形成得比形成有所述合金化热浸镀锌被膜或所述热浸镀锌被膜的密着面浅。
3. -种搭接焊构件的制造方法，其特征在于，具备： 将多个钢板构件在所述重叠部重叠的重叠工序；和 采用权利要求1或2所述的重叠部的焊接方法进行的焊接工序。
4. 一种搭接焊构件，是多个钢板构件彼此在重叠部接合，且所述多个钢板构件的至少 一个包含马氏体组织的搭接焊构件，其特征在于， 所述重叠部形成有具有焊点的点焊区，在所述焊点与从所述焊点的边缘向外方远离 3_以上的位置之间，通过激光束的照射而形成有熔融凝固部，所述熔融凝固部横过所述焊 点的边缘，且从所述焊点的边缘向外方远离1_的位置处的深度为所述包含马氏体组织的 钢板构件的各自的板厚的50%以上。
5. -种搭接焊构件，是多个钢板构件在重叠部接合了的搭接焊构件，所述多个钢板构 件包含形成有合金化热浸镀锌被膜或热浸镀锌被膜的镀锌钢板，该搭接焊构件的特征在 于， 所述重叠部形成有具有焊点的点焊区，在所述焊点与所述焊点的外方之间，通过激光 束的照射而形成有熔融凝固部，所述熔融凝固部横过所述焊点的边缘，且与所述点焊区的 密着面对应的部位处的深度比形成有所述合金化热浸镀锌被膜或所述热浸镀锌被膜的密 着面浅。
6. -种汽车用部件，其特征在于，包含权利要求4或5所述的搭接焊构件。
【文档编号】B23K11/16GK104507628SQ201380040882
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】富士本博纪, 冈田彻, 泰山正则 申请人:新日铁住金株式会社