實(shí)施 例1和比較例3中，即使使熔核直徑發(fā)生變化也能夠得到塞子斷裂。然而，在比較例1中， 即使使熔核直徑發(fā)生變化也是界面斷裂或部分塞子斷裂，不能得到實(shí)施例1和比較例2的 塞子斷裂。
[0247] 從上述實(shí)施例和比較例的十字拉伸試驗(yàn)時(shí)的斷裂載荷結(jié)果可知，從2片厚度為 1. 2_的鋼板的焊接開始，在低頻焊接后設(shè)置一定的冷卻期間，焊接部整體成為Mf點(diǎn)以下 之后，通過高頻通電使在焊接部的外周區(qū)域產(chǎn)生的蓄熱環(huán)的熱量流入到焊接部，對(duì)淬火狀 態(tài)的焊接部進(jìn)行回火，由此能夠提高焊接部的抗斷裂強(qiáng)度并改善斷裂模式。
[0248] 焊接部的冷卻較大地依賴于向水冷后的電極14的排熱，冷卻的進(jìn)行從焊接部中 心向外周方向進(jìn)行。為了焊接部整體成為Mf點(diǎn)以下的大致300°C的溫度，已知在所使用的 直徑為6mm的電極14中冷卻時(shí)間需要為0. 7秒以上。
[0249] 實(shí)施例2
[0250] (3個(gè)鋼板的點(diǎn)焊）
[0251] 接著，使3片在實(shí)施例1中使用的鋼板2重合來進(jìn)行點(diǎn)焊。
[0252] 3片鋼板2的點(diǎn)焊與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行。下面示出通電模式。
[0253] 利用低頻第一通電產(chǎn)生的第一電流的上升：1個(gè)周期（0. 02秒）
[0254] 低頻第一通電：9. OkA、1個(gè)周期（0· 02秒）
[0255] 低頻冷卻：1個(gè)周期（0· 02秒）
[0256] 低頻第二通電：6. 5kA、14個(gè)周期（0· 28秒）
[0257] 冷卻期間：60個(gè)周期（1 · 2秒）
[0258] 高頻通電：29kW、0. 6秒
[0259] 保持時(shí)間：1個(gè)周期（0· 02秒）
[0260] (比較例4)
[0261] 作為相對(duì)于實(shí)施例2的比較例4,與比較例1同樣地進(jìn)行3片鋼板2的點(diǎn)焊。以下 示出通電模式。
[0262] 利用第一通電產(chǎn)生的第一電流的上升：1個(gè)周期（0. 02秒）
[0263] 第一通電：9kA、1個(gè)周期（0· 02秒）
[0264] 冷卻：1個(gè)周期（0· 02秒）
[0265] 第二通電：6. 5kA、14 個(gè)周期（0· 28 秒）
[0266] 第三通電：3. 3kA、5個(gè)周期（0· 1秒）
[0267] 保持時(shí)間：1個(gè)周期（0· 02秒）
[0268] (比較例5)
[0269] 作為相對(duì)于實(shí)施例2的比較例5,與比較例2同樣地對(duì)3片鋼板2進(jìn)行焊接。通過 以比較例2的通電模式僅低頻電源16的通電進(jìn)行焊接，對(duì)進(jìn)行了該焊接的鋼板用電磁爐進(jìn) 行了熱處理。熱處理以300°C進(jìn)行了 30分鐘。
[0270] 圖25是表示實(shí)施例2、比較例4和比較例5中制作的點(diǎn)焊部件1的點(diǎn)焊部3的大 致中央截面的硬度分布的一例的圖。圖25的橫軸表示使3片點(diǎn)焊部3的鋼板2重合部的 方向上的位置，與點(diǎn)焊部3的截面對(duì)比地進(jìn)行表示。圖25的縱軸是維氏硬度（HV)。點(diǎn)焊前 的鋼板（母材）2的維氏硬度（HV)是465Hz左右。圖25所示的實(shí)施例2、比較例4和比較 例5中的低頻的第二通電的電流都是6. 5kA，推定熔核直徑是約6_。
[0271] 如圖25所示，可知在實(shí)施例2的情況下，測(cè)量位置的左側(cè)、即熱影響部5的左外部 側(cè)的硬度為470HV、熱影響部5的左側(cè)的硬度為530~550HV、熔融凝固部4的硬度為520HV、 熱影響部5的右側(cè)的硬度為550HV、熱影響部5的右外部側(cè)的硬度為470HV。實(shí)施例2的硬 度分布與比較例4的通常焊接相比，硬度整體下降，與比較例4相比，成為肩部的硬度較低 的弓形的硬度分布。
[0272] 如圖25所示可知，比較例5的硬度分布具有與比較例4相同的硬度分布的形狀， 但是為整體低約20~30HV左右的硬度。
[0273] 比較實(shí)施例2與比較例4的點(diǎn)焊部3的硬度分布。可知在實(shí)施例2中，雖然有在 比較例4的熱影響部的最外側(cè)產(chǎn)生的角，但是硬度整體較低。熔融凝固部4的中央部的硬 度為520~530HV左右，其硬度比母材的硬度465HV高約55~65HV。
[0274] 比較實(shí)施例2與比較例5的點(diǎn)焊部3的硬度分布?？芍趯?shí)施例2中，雖然有在 比較例5的熱影響部的最外側(cè)產(chǎn)生的角，但是硬度整體較低。可知實(shí)施例2的熔融凝固部 4的中央部的硬度與比較例5相比下降了約10~20HV。
[0275] (熔核端部截面的組織觀察）
[0276] 圖26是表示鋼板2的焊接部的進(jìn)行了組織觀察的區(qū)域的截面圖。圖27是表示鋼 板2的焊接部的進(jìn)行了組織觀察的區(qū)域的截面圖，（a)~（c)分別是表示實(shí)施例2、比較例 4和比較例5的熔核端部截面的組織的光學(xué)像。倍率是1000倍。如圖27(a)所示，實(shí)施例 2的熔核端部截面的組織是回火馬氏體的組織。如圖27(b)所示，比較例4的熔核端部截面 的組織是淬火馬氏體組織。如圖27(c)所示，比較例5的熔核端部截面的組織是回火馬氏 體的組織。
[0277] 對(duì)實(shí)施例2以及比較例4、5的焊接試料進(jìn)行十字拉伸試驗(yàn)，求出斷裂載荷F(kN)。 實(shí)施例2的焊接構(gòu)造部件1的樣本數(shù)是5個(gè)。在推定熔核直徑為6mm的情況下，實(shí)施例2 的各焊接構(gòu)造部件1的斷裂載荷分別是8. 07kN、8. 54kN、8. 75kN、8. 86kN、9. 09kN，斷裂載荷 的平均值FAV是8. 66kN，作為斷裂載荷的最大值與最小值之差的范圍R為1. 02kN，標(biāo)準(zhǔn)偏差 (〇 )是0. 35kN，斷裂載荷的平均值FAV與熔核直徑之比（F AV/ND)是1. 42kN/mm。將通過這 些十字拉伸試驗(yàn)獲得的各測(cè)量值匯集在表5中示出。
[0280] 斷裂模式〇：塞子斷裂、可看作塞子斷裂
[0281] X :界面斷裂、部分塞子斷裂
[0282] 圖28是表示實(shí)施例2的十字拉伸試驗(yàn)的、行程與載荷F的關(guān)系的圖表，圖29是表 示因十字拉伸試驗(yàn)而斷裂的焊接部的熔核的光學(xué)像，（a)表示外觀，（b)表示截面。如圖28 所示，十字拉伸試驗(yàn)為熔核直徑是6mm、斷裂載荷是9. 09kN的情況。如圖28所示，在實(shí)施例 2中，無論哪個(gè)焊接構(gòu)造部件都是塞子斷裂。
[0283] 比較例4的焊接構(gòu)造部件通過通常的低頻焊接制作，其樣本數(shù)是5個(gè)。
[0284] 在推定恪核直徑為6mm的情況下，各焊接構(gòu)造部件的斷裂載荷分別是4. 53kN、 5. 27kN、5. 36kN、4. 9kN、4. 99kN，斷裂載荷的平均值FAV是5. OlkN，范圍R為0· 83kN，標(biāo)準(zhǔn)偏 差（σ )是〇. 29kN，F(xiàn)AV/ND是0. 82kN/mm。將通過這些十字拉伸試驗(yàn)獲得的各測(cè)量值匯集在 表6中不出。
[0285] (表 6)
[0286]
[0287] 斷裂模式〇：塞子斷裂、可看作塞子斷裂
[0288] X :界面斷裂、部分塞子斷裂
[0289] 圖30是表示比較例4的十字拉伸試驗(yàn)的行程與載荷F的關(guān)系的圖表，圖31是表 示比較例4的因十字拉伸試驗(yàn)而斷裂的焊接部的熔核截面的光學(xué)像，（a)表示外觀，（b)表 示截面。如圖30所示，十字拉伸試驗(yàn)為熔核直徑是6mm、斷裂載荷是約5kN的情況。如圖 31所示，在比較例4中，在熔核和熱影響部淬火，變成硬且脆的組織。如果在這種狀態(tài)下進(jìn) 行十字拉伸試驗(yàn)，則裂紋的擴(kuò)展沿著熔核中心部方向瞬間加劇，其結(jié)果是成為所謂的界面 斷裂的斷裂形態(tài)。在比較例4的焊接構(gòu)造部件中，斷裂載荷是實(shí)施例2的約1/2。比較例4 的焊接構(gòu)造部件的斷裂被推定為熔融凝固部的斷裂，無法獲得實(shí)施例2那樣的塞子斷裂。
[0290] 比較例5的焊接構(gòu)造部件是在進(jìn)行了比較例4的通常的低頻焊接之后，使用電爐 以300°C進(jìn)行30分鐘的熱處理來制作的。樣本數(shù)是5個(gè)。在推定恪核直徑為6mm的情況 下，各焊接構(gòu)造部件的斷裂載荷分別是8. 99kN、8. 50kN、8. 58kN、9. 53kN、8. 67kN，斷裂載荷 的平均值 FAV是 8. 85kN，范圍 R 為 1. 03kN，標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ )是 〇· 38kN，F(xiàn) AV/ND 是 1. 45kN/mm。 在比較例5中，無論哪個(gè)焊接構(gòu)造部件都與實(shí)施例2同樣地塞子斷裂。將通過這些十字拉 伸試驗(yàn)獲得的各測(cè)量值匯集在表7中示出。

[0294] 斷裂模式〇：塞子斷裂、可看作塞子斷裂
[0295] X :界面斷裂、部分塞子斷裂
[0296] 圖32是表示比較例5的十字拉伸試驗(yàn)的行程與載荷F的關(guān)系的圖表。圖33是表 示比較例5的因十字拉伸試驗(yàn)而斷裂的焊接部的熔核截面的光學(xué)像，（a)表示外觀，（b)表 示截面。如圖32所示，十字拉伸試驗(yàn)為熔核直徑是6mm、斷裂載荷是約9kN的情況。如圖 33所示，比較例5的斷裂模式與實(shí)施例2同樣地能夠獲得塞子斷裂。
[0297] 匯集并示出實(shí)施例2、比較例4和比較例5的結(jié)果。
[0298] 圖34是表示實(shí)施例2、比較例4和比較例5的十字拉伸試驗(yàn)的行程與載荷F的關(guān) 系的圖表，圖35是表示實(shí)施例2、比較例4和比較例5的斷裂載荷的圖。從圖34和圖35可 知，采用實(shí)施例2的方式，則即使在3片鋼板2的點(diǎn)焊的情況下，也能夠獲得與比較例5同 樣的斷裂載荷，并且斷裂模式能夠獲得在比較例4的現(xiàn)有的焊接中無法實(shí)現(xiàn)的塞子斷裂。
[0299] 本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，在權(quán)利要求所記載的發(fā)明范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種 變形，顯然這些變形也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。上述實(shí)施方式中的冷卻時(shí)間能夠根據(jù)低頻 電力的施加時(shí)間、鋼板2的碳組成等以及形狀適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)，以便能夠獲得規(guī)定的十字抗斷 裂強(qiáng)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種焊接構(gòu)造部件，其特征在于：其包括將鋼板的面相互間重合、通過點(diǎn)焊形成焊 接部而接合的所述鋼板， 所述焊接部具有熔融凝固部和包圍該熔融凝固部的熱影響部， 焊接面的硬度從所述熱影響部的外側(cè)區(qū)域向該熱影響部逐漸變得比所述鋼材的母材 硬度大。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接構(gòu)造部件，其特征在于： 所述熱影響部和所述熔融凝固部的金屬組織由回火馬氏體組織構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接構(gòu)造部件，其特征在于： 所述熱影響部的所述鋼板相互間進(jìn)行了固相接合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接構(gòu)造部件，其特征在于： 所述焊接部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂路徑成為裂紋沿著所述熔融凝固部以外的區(qū)域擴(kuò) 展的斷裂路徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接構(gòu)造部件，其特征在于： 具有使所述焊接部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂路徑成為裂紋的擴(kuò)展方向在所述熱影響部 的內(nèi)部發(fā)生變化的斷裂路徑的接合強(qiáng)度。6. -種焊接方法，其特征在于：用一對(duì)電極夾著將面相互間重合后的鋼板，對(duì)所述一 對(duì)電極之間施加直流或第一頻率的電力，并利用形成的焊接部將所述鋼板相互間點(diǎn)焊，所 述焊接方法包括： 在對(duì)所述一對(duì)電極之間施加直流或第一頻率的電力之后設(shè)置冷卻期間， 接下來對(duì)所述電極施加比所述第一頻率高的第二頻率的電力， 通過所述第二頻率的電力對(duì)所述鋼板和所述一對(duì)電極接觸的區(qū)域的外周部附近進(jìn)行 加熱，并且 對(duì)所述焊接部的鋼板的重合的接合端部區(qū)域進(jìn)行加熱。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊接方法，其特征在于： 在施加所述第二頻率的電力后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之后，停止對(duì)所述電極加壓。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的焊接方法，其特征在于： 所述焊接部在所述冷卻期間內(nèi)被冷卻到比所述鋼板的馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束點(diǎn)的溫度低的 溫度。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種點(diǎn)焊部具有強(qiáng)度和韌性，通過十字拉伸試驗(yàn)等斷裂試驗(yàn)得到的抗斷裂強(qiáng)度較高的焊接構(gòu)造部件和這種構(gòu)造部件的焊接方法。在本發(fā)明的焊接方法中，用一對(duì)電極（14）夾著將面相互間重合后的鋼板（2），對(duì)上述一對(duì)電極（14）之間施加直流或第一頻率的電力，并利用形成的焊接部（13）將上述鋼板（2）相互間點(diǎn)焊，其中，在對(duì)上述一對(duì)電極（14）之間施加直流或第一頻率的電力之后設(shè)置冷卻期間，接下來對(duì)上述電極（14）施加比上述第一頻率高的第二頻率的電力，通過上述第二頻率的電力對(duì)上述鋼板（2）和上述一對(duì)電極（14）接觸的區(qū)域的外周部附近進(jìn)行加熱，并且對(duì)上述焊接部（3）的鋼板（2）的重合的接合端部區(qū)域進(jìn)行加熱。
【IPC分類】B23K11/11, B23K11/24, B23K11/16
【公開號(hào)】CN105339123
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480036480
【發(fā)明人】八田宗久, 金井隆彥, 岡和富, 伊藤篤史, 生田文昭, 川嵜一博
【申請(qǐng)人】高周波熱煉株式會(huì)社
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2014年6月27日
【公告號(hào)】EP3015215A1, WO2014208747A1