JP2018176220A - Method of welding hot press molded articles - Google Patents
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Abstract
【課題】スポット溶接を実施した際に溶接部の品質を安定させることができるホットプレス成形品の溶接方法を提供する。【解決手段】表面に亜鉛メッキ層G1を有する鋼板S1からホットプレス成形によりホットプレス成形品P1を得る。ホットプレス成形品P1の表面における複数のスポット溶接の打点実施予定部X1をそれぞれ矩形状に囲う溶接予定領域A1に対し、ファイバーレーザ発振器51aを用いてレーザ光L1を照射して溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1を気化させて除去する。その後、ホットプレス成形品P1にプレス板P2を重ね合わせるとともに、各溶接予定領域A1における打点実施予定部X1にスポット溶接を実施する。【選択図】図3The present invention provides a method for welding a hot-press molded product that can stabilize the quality of a welded portion when spot welding is performed. A hot press molded product P1 is obtained by hot press molding from a steel sheet S1 having a galvanized layer G1 on the surface. The laser beam L1 is irradiated to the welding planned area A1 by using the fiber laser oscillator 51a to the welding planned area A1 that encloses a plurality of spot welding scheduled execution parts X1 on the surface of the hot press molded product P1 in a rectangular shape. The deposited oxide film W1 is vaporized and removed. Thereafter, the press plate P2 is overlaid on the hot press-formed product P1, and spot welding is performed on the spotting scheduled execution portion X1 in each welding scheduled area A1. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、ホットプレスにより得られたホットプレス成形品を溶接する方法に関する。 The present invention relates to a method of welding a hot press-formed product obtained by hot pressing.
従来より、表面に亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層を有する鋼板からホットプレス成形によりホットプレス成形品を得ると、その表面に酸化被膜が形成されることが一般的に知られている。このホットプレス成形品の表面に付着する酸化被膜は、塗膜の密着性を低下させるおそれがあるため、例えば、特許文献1では、ホットプレス成形品の表面にレーザ光を照射して酸化被膜を気化させることにより除去した後、塗装処理を行うことで塗膜の密着性を高めている。 It is generally known that when a hot press-formed product is obtained by hot press forming from a steel plate having a galvanized layer or an alloyed galvanized layer on the surface, an oxide film is formed on the surface. The oxide film attached to the surface of the hot press molded product may reduce the adhesion of the coating film. For example, in Patent Document 1, the surface of the hot press molded product is irradiated with laser light to form an oxide film. After removing by vaporization, the adhesion of the coating film is enhanced by performing a coating process.
ところで、ホットプレス成形品をスポット溶接により溶接する際、ホットプレス成形品の表面に酸化被膜が付着していると、電極チップでホットプレス成形品を加圧保持して通電する際に、電極チップの先端面とホットプレス成形品との間における電気抵抗が酸化被膜によって高くなってしまう。したがって、通電経路が不安定になって分流が発生してしまい、形成される溶接部の品質にばらつきが生じてしまう。 By the way, when welding a hot press molded article by spot welding, if an oxide film adheres to the surface of the hot press molded article, the electrode tip will press and hold the hot press molded article to conduct electricity. The electrical resistance between the tip surface of and the hot press molded product is increased by the oxide film. Therefore, the current supply path becomes unstable and a shunt occurs, and the quality of the formed weld varies.
これに対応するために、特許文献1の如きレーザ光を照射する方法でホットプレス成形品の表面に付着する酸化被膜を除去した後、スポット溶接を行うことで溶接部の品質を安定化させることが考えられる。 In order to cope with this, after removing the oxide film adhering to the surface of the hot press molded product by a method of irradiating a laser beam as disclosed in Patent Document 1, the quality of the welded portion is stabilized by spot welding. Is considered.
しかし、特許文献1では、塗膜の密着性を高めるためのレーザ光による酸化被膜の除去の仕方についての記載はあるものの、スポット溶接により形成される溶接部の品質を安定させるためのレーザ光による酸化被膜の除去の仕方については、当然に考慮されていない。 However, although Patent Document 1 describes the method of removing the oxide film by laser light for enhancing the adhesion of the coating film, it is by laser light for stabilizing the quality of the weld formed by spot welding. Naturally, how to remove the oxide film is not considered.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スポット溶接を実施した際に溶接部の品質を安定させることができるホットプレス成形品の溶接方法を提供することにある。 This invention is made in view of such a point, The place made as the objective provides the welding method of the hot press molded article which can stabilize the quality of a welding part, when spot welding is implemented. It is.
上記の目的を達成するために、本発明は、ホットプレス成形品の表面に付着する酸化被膜の一部領域のみをレーザ光により除去するようにし、酸化被膜を除去した領域と他の領域との間に段差が生じるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, only a partial region of the oxide film adhering to the surface of the hot press molded article is removed by laser light, and the region from which the oxide film has been removed It is characterized in that a level difference is generated between the two.
すなわち、第1の発明では、表面に亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層を有する鋼板からホットプレス成形によりホットプレス成形品を得た後、当該ホットプレス成形品の表面における複数のスポット溶接の打点実施予定部をそれぞれ矩形状か、或いは、円形状に囲う溶接予定領域に対し、レーザ発振器を用いてレーザ光を照射することによって上記溶接予定領域に付着する酸化被膜を気化させて除去するか、或いは、酸化被膜の膜厚を減らし、その後、上記ホットプレス成形品に他のプレス成形品か鋼板を重ね合わせるとともに、上記各溶接予定領域における打点実施予定部にスポット溶接を実施することを特徴とする。 That is, in the first invention, after a hot press-formed product is obtained by hot press forming from a steel plate having a galvanized layer or an alloyed galvanized layer on the surface, a plurality of spot welds on the surface of the hot pressed formed product The laser irradiation is applied to the area to be welded which encloses the planned parts to be rectangular or circular, and the oxide film adhering to the area to be welded is vaporized and removed by irradiating the laser beam using a laser oscillator, Alternatively, the film thickness of the oxide film may be reduced, and then another press-formed product or steel plate may be superimposed on the hot press-formed product, and spot welding may be performed on the planned portion to be hit in the respective welding scheduled areas. Do.
第2の発明では、第1の発明において、上記溶接予定領域は、スポット溶接時に使用する電極チップの先端面に対応する円形状であり、上記ホットプレス成形品の表面における上記溶接予定領域に付着する酸化被膜の膜厚が当該溶接予定領域を除く領域に付着する酸化被膜の膜厚よりも薄くなるように、且つ、所定量の厚みだけ残るように上記溶接予定領域に上記レーザ光を照射することを特徴とする。 In a second invention, in the first invention, the region to be welded has a circular shape corresponding to the tip surface of the electrode tip used at the time of spot welding, and adheres to the region to be welded on the surface of the hot press molded article The laser beam is irradiated to the above-mentioned welding planned area so that the film thickness of the oxide film to be formed becomes thinner than the film thickness of the oxide film adhering to the area except the welding planned area and the thickness of a predetermined amount remains. It is characterized by
第1の発明では、ホットプレス成形品表面の各溶接予定領域に付着する酸化被膜が無くなるか、或いは、付着する酸化被膜の量が減って、ホットプレス成形品表面における各溶接予定領域とその他の領域との間に段差が発生するようになる。すると、電極チップでホットプレス成形品を加圧保持して通電する際に、電極チップの先端面とホットプレス成形品との間における電気抵抗が小さくなるとともに、ホットプレス成形品表面の各溶接予定領域とその他の領域との間において電気抵抗の差が大きくなるので、通電時の分流を防ぐことができるようになり、溶接部の品質を安定化させることができる。 In the first invention, the oxide film adhering to each of the regions to be welded on the surface of the hot press molded product is eliminated or the amount of the oxide film to be adhered is reduced, and each region to be welded on the surface of the hot press molded product and the other A step is generated between the area. Then, when a hot press molded product is pressurized and held by the electrode tip and electricity is applied, the electric resistance between the tip surface of the electrode tip and the hot press molded product is reduced, and each welding schedule on the surface of the hot press molded product Since the difference in electrical resistance between the region and the other regions is large, it is possible to prevent current diversion and to stabilize the quality of the weld.
第2の発明では、打点実施予定部において電極チップでホットプレス成形品を加圧保持した際、電極チップにおける先端面の周縁部分が酸化被膜の段差部分に対応した位置になる。したがって、電極チップの先端面とホットプレス成形品との間に電流を流すと、電流の流れが打点実施予定部に集中するようになって分流を確実に防ぐことができるようになり、溶接部の品質をさらに安定化させることができる。また、溶接予定領域に付着する酸化被膜が所定量残るようにレーザ光を照射しているので、レーザ光が亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層や母材に直接当たらない。したがって、亜鉛メッキ層又は合金化亜鉛メッキ層が損傷したり、或いは、母材の硬度に影響が出るといったことを防ぐことができ、スポット溶接後においても防食性、防錆性、及び剛性の高いホットプレス成形品にすることができる。 In the second invention, when the electrode tip is pressed and held by the electrode tip in the portion to be subjected to the hitting point, the peripheral portion of the tip surface of the electrode tip is at a position corresponding to the step portion of the oxide film. Therefore, when current flows between the front end surface of the electrode tip and the hot press molded product, the current flow is concentrated on the portion to be subjected to the hitting point, which makes it possible to reliably prevent the diversion, and the welding portion Can further stabilize the quality of In addition, since the laser beam is irradiated so that a predetermined amount of the oxide film adhering to the area to be welded remains, the laser beam does not directly strike the galvanized layer or the alloyed galvanized layer or the base material. Therefore, it is possible to prevent the galvanized layer or the alloyed galvanized layer from being damaged or affecting the hardness of the base material, and the corrosion resistance, corrosion resistance, and rigidity are high even after spot welding. It can be made into a hot press molded article.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature.
《発明の実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係る生産ライン1を示す。該生産ライン1では、車体フレームB1を生産するようになっていて、図2に示すように、生産ライン1の上流側から順に、表面に亜鉛メッキ層G1(又は合金化亜鉛メッキ層)を有する複数枚の鋼板S1を蓄えておく搬入工程2と、該搬入工程2から搬入された鋼板S1を加熱する加熱工程3と、該加熱工程3で加熱された鋼板S1からホットプレス成形品P1を成形するホットプレス工程4と、ホットプレス成形時においてホットプレス成形品P1の表面に付着する酸化被膜W1(図4参照)を除去する被膜除去工程5と、酸化被膜を除去した後のホットプレス成形品P1と平板状のプレス板P2(鋼板)とをスポット溶接により一体にして上記車体フレームB1を得る溶接工程6とが直線上に配置されている。
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 shows a production line 1 according to Embodiment 1 of the present invention. In the production line 1, the vehicle body frame B1 is to be produced, and as shown in FIG. 2, in the order from the upstream side of the production line 1, it has a galvanized layer G1 (or an alloyed galvanized layer) on the surface. A hot press-formed product P1 is formed from the steel sheet S1 heated in the heating step 3 and the heating step 3 for heating the steel plate S1 carried in from the carry-in step 2 Hot pressing step 4 and a film removing step 5 for removing the oxide film W1 (see FIG. 4) adhering to the surface of the hot press molded product P1 during hot press molding, and a hot press molded product after removing the oxide film A welding step 6 for obtaining the vehicle body frame B1 by integrating spot P1 and a flat press plate P2 (steel plate) by spot welding is disposed on a straight line.
搬入工程2は、図1に示すように、複数枚の鋼板S1を積層した状態で載置するパレット20を有している。 As shown in FIG. 1, the loading step 2 has a pallet 20 on which a plurality of steel plates S1 are placed in a stacked state.
搬入工程2と加熱工程3との間には、パレット20に積み上げられた複数枚の鋼板S1を順次加熱工程3に搬入する第1ロボットR1が配設されている。 Between the carry-in step 2 and the heating step 3, a first robot R1 is provided which sequentially carries the plurality of steel plates S1 stacked on the pallet 20 into the heating step 3.
加熱工程3は、生産ライン1の上流側から下流側に沿って延びる加熱炉30を備え、該加熱炉30は、フロアに設置された下側炉体30aと、該下側炉体30aの上方の位置に対向配置された上側炉体30bとを有している。 The heating step 3 includes a heating furnace 30 extending along the upstream side and the downstream side of the production line 1, and the heating furnace 30 includes a lower furnace body 30a installed on the floor and an upper side of the lower furnace body 30a. And an upper furnace body 30b disposed opposite to each other.
下側炉体30aには、鋼板S1を搬送する複数の搬送ローラ(図示せず)が設けられる一方、上側炉体30bには、当該上側炉体30bと下側炉体30aとの間の雰囲気ガスを上昇させるヒータ(図示せず)が取り付けられ、上記加熱炉30は、鋼板S1の搬送時に当該鋼板S1の温度を約800〜1000℃にまで上昇させるようになっている。 The lower furnace body 30a is provided with a plurality of transport rollers (not shown) for conveying the steel plate S1, while the upper furnace body 30b is provided with an atmosphere between the upper furnace body 30b and the lower furnace body 30a. A heater (not shown) for raising the gas is attached, and the heating furnace 30 is configured to raise the temperature of the steel plate S1 to approximately 800 to 1000 ° C. when the steel plate S1 is transported.
加熱工程3とホットプレス工程4との間には、加熱炉30で加熱された鋼板S1をホットプレス工程4まで搬送する第2ロボットR2が配設されている。 Between the heating step 3 and the hot pressing step 4, a second robot R 2 for conveying the steel sheet S 1 heated by the heating furnace 30 to the hot pressing step 4 is disposed.
ホットプレス工程4は、上型41及び下型42を有するホットプレス成形用の金型40と、サーボモータ制御の油圧式プレス43とを備え、該油圧式プレス43は、上型41を下型42に対して昇降させるようになっている。 The hot press process 4 includes a mold 40 for hot press molding having an upper mold 41 and a lower mold 42, and a hydraulic press 43 for servo motor control, and the hydraulic press 43 comprises the upper mold 41 and a lower mold. It is made to go up and down to 42.
上型41には、断面略凹状の上側加圧面41aが形成される一方、下型42には、上側加圧面41aに対応する断面略凸状の下側加圧面42aが形成されている。 An upper pressing surface 41a having a substantially concave cross section is formed on the upper die 41, and a lower pressing surface 42a having a substantially convex cross section corresponding to the upper pressing surface 41a is formed on the lower die 42.
そして、加熱状態の鋼板S1を下型42の下側加圧面42a上にセットして上型41を下死点まで下降させることにより、鋼板S1を上側加圧面41a及び下側加圧面42aに沿う断面略ハット形状の成形体に成形するとともに、当該成形体を上型41及び下型42で加圧保持して冷却することで成形体に焼き入れを施してホットプレス成形品P1を得るようになっている。 Then, the steel plate S1 is set along the upper pressing surface 41a and the lower pressing surface 42a by setting the heated steel plate S1 on the lower pressing surface 42a of the lower die 42 and lowering the upper die 41 to the bottom dead center. While forming into a molded article having a substantially hat-shaped cross section, the molded article is subjected to pressure holding by the upper mold 41 and the lower mold 42 and cooled to quench the molded article to obtain a hot press molded article P1. It has become.
ホットプレス工程4と被膜除去工程5との間には、ホットプレス工程4で成形されたホットプレス成形品P1を被膜除去工程5へと順次搬送する第3ロボットR3が配設されている。 Between the hot pressing step 4 and the film removing step 5, a third robot R 3 for sequentially transporting the hot press molded product P 1 formed in the hot pressing step 4 to the film removing step 5 is disposed.
被膜除去工程5は、ホットプレス成形品P1を載置可能な載置台50と、該載置台50の側方に配置された被膜除去装置51とを備えている。 The film removing step 5 includes a mounting table 50 on which the hot press molded product P1 can be mounted, and a film removing device 51 disposed on the side of the mounting table 50.
該被膜除去装置51は、産業用ロボットである第4ロボットR4と、該第4ロボットR4の側方に配置されたファイバーレーザ発振器51aと、該ファイバーレーザ発振器51aにファイバーケーブル51bを介して接続され、上記第4ロボットR4のアーム先端に取り付けられたガルバノスキャナヘッド51cとを備え、該ガルバノスキャナヘッド51cは、ファイバーレーザ発振器51aで励起したレーザ光L1を対象物に対して走査させることが可能になっている。 The film removing apparatus 51 is connected to a fourth robot R4 which is an industrial robot, a fiber laser oscillator 51a disposed on the side of the fourth robot R4, and the fiber laser oscillator 51a via a fiber cable 51b. The galvano scanner head 51c attached to the tip end of the arm of the fourth robot R4 enables the laser beam L1 excited by the fiber laser oscillator 51a to scan the object with respect to the object It has become.
載置台50に載置されたホットプレス成形品P1のフランジ部F1には、図3に示すように、スポット溶接の複数の打点実施予定部X1が予め設定されていて、上記被膜除去装置51は、各打点実施予定部X1をそれぞれ矩形状に囲う溶接予定領域A1に対してレーザ光L1を走査させながら照射することにより、図4に示すように、各溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1を気化させて除去するようになっている。 As shown in FIG. 3, a plurality of spot execution planned portions X1 for spot welding are preset in the flange portion F1 of the hot press molded product P1 mounted on the mounting table 50, and the film removing device 51 As shown in FIG. 4, an oxide film W1 attached to each welding scheduled area A1 by irradiating the welding planned area A1 surrounding each welding spot implementation planned portion X1 in a rectangular shape while scanning the laser light L1. Is to be vaporized and removed.
酸化被膜除去後のホットプレス成形品P1は、図示しない産業用ロボットによって溶接工程6に搬送されるようになっている。 The hot press molded article P1 after the oxide film removal is conveyed to the welding process 6 by an industrial robot not shown.
溶接工程6は、図1に示すように、酸化被膜除去後のホットプレス成形品P1とプレス板P2とを重ねて位置決めできる治具61と、該治具61の側方に配置され、アーム先端に溶接ガンT1が取り付けられた第5ロボットR5とを備え、溶接ガンT1を用いて各打点実施予定部X1にスポット溶接を実施することにより、ホットプレス成形品P1とプレス板P2とを一体にして車体フレームB1を得るようになっている。 In the welding step 6, as shown in FIG. 1, a jig 61 capable of positioning the hot press molded article P1 after removal of the oxide film and the press plate P2 in an overlapping manner and positioned sideways of the jig 61 The fifth robot R5 has a welding gun T1 attached thereto, and spot welding is performed on each planned spot X1 using the welding gun T1 to integrate the hot press molded article P1 with the press plate P2. Thus, the vehicle body frame B1 is obtained.
次に、ホットプレス成形品P1における酸化被膜W1を除去する作業と酸化被膜W1の除去後のホットプレス成形品P1を溶接する作業とについて詳述する。 Next, the operation of removing the oxide film W1 in the hot press-formed product P1 and the operation of welding the hot press-formed product P1 after the removal of the oxide film W1 will be described in detail.
ホットプレス工程4にて得られるホットプレス成形品P1の表面には、図5に示すように、膜厚が約2〜5μmの酸化被膜W1が付着している。 On the surface of the hot press molded article P1 obtained in the hot press process 4, as shown in FIG. 5, an oxide film W1 having a film thickness of about 2 to 5 μm is attached.
被膜除去工程5において、酸化被膜W1が付着するホットプレス成形品P1を載置台50に載置すると、第4ロボットR4がガルバノスキャナヘッド51cをホットプレス成形品P1におけるフランジ部F1の上方に移動させる。 In the film removing step 5, when the hot press molded article P1 to which the oxide film W1 adheres is placed on the mounting table 50, the fourth robot R4 moves the galvano scanner head 51c above the flange portion F1 of the hot press molded article P1. .
次に、ガルバノスキャナヘッド51cがフランジ部F1における酸化被膜W1を除去する前の所定の溶接予定領域A1の上方に到達すると、ファイバーレーザ発振器51aで励起されたレーザ光L1がガルバノスキャナヘッド51cから溶接予定領域A1に向かって照射される。具体的には、図3及び図4に示すように、30mm×30mmの面積の溶接予定領域A1に対し、走査幅を30mm、加工速度(レーザ光L1における図3矢印Z1方向の移動速度)を30mm/secとして出力100Wのレーザ光L1を走査させる。すると、図6に示すように、ホットプレス成形品P1の表面に付着する酸化被膜W1が除去される。尚、溶接予定領域A1は、その他の広さであってもよい。 Next, when the galvano scanner head 51c reaches above the predetermined welding area A1 before removing the oxide film W1 in the flange portion F1, the laser light L1 excited by the fiber laser oscillator 51a is welded from the galvano scanner head 51c. The light is emitted toward the scheduled area A1. Specifically, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, with respect to the welding planned area A1 of an area of 30 mm × 30 mm, the scanning width is 30 mm and the processing speed (moving speed in the arrow Z1 direction in FIG. The laser beam L1 with an output of 100 W is scanned at 30 mm / sec. Then, as shown in FIG. 6, the oxide film W1 attached to the surface of the hot press-formed product P1 is removed. The welding planned area A1 may have other dimensions.
次いで、ガルバノスキャナヘッド51cにおける所定の溶接予定領域A1における酸化被膜W1の除去作業が終了すると、第4ロボットR4は、次に酸化被膜W1の除去作業を行う溶接予定領域A1の上方に向けてガルバノスキャナヘッド51cを移動させる。このように、全ての溶接予定領域A1における酸化被膜W1の除去作業を順番に行う。 Next, when the removal work of the oxide film W1 in the predetermined welding planned area A1 in the galvano scanner head 51c is finished, the fourth robot R4 turns the galvano toward the upper side of the welding planned area A1 where the removal work of the oxide film W1 is next performed. The scanner head 51c is moved. Thus, the removal operation of the oxide film W1 in all the welding planned area | regions A1 is performed in order.
全ての溶接予定領域A1における酸化被膜W1の除去作業が終了すると、図1に示すように、酸化被膜W1除去後のホットプレス成形品P1が図示しないロボットによって溶接工程6に搬送され、治具61上にセットされたプレス板P2に重ね合わされるとともに治具61に位置決めされる。 When the removal operation of the oxide film W1 in all the planned welding regions A1 is completed, as shown in FIG. 1, the hot press molded article P1 after the removal of the oxide film W1 is transported to the welding step 6 by a robot not shown, It is superimposed on the press plate P2 set on the upper side and positioned in the jig 61.
そして、第5ロボットR5が溶接ガンT1を移動させてホットプレス成形品P1における各打点実施予定部X1にスポット溶接を実施する。すると、ホットプレス成形品P1とプレス板P2とが一体になって車体フレームB1が得られる。 Then, the fifth robot R5 moves the welding gun T1 to carry out spot welding on each planned portion X1 of the hot-press formed article P1. Then, the hot press-formed product P1 and the press plate P2 are integrated to obtain the vehicle body frame B1.
次に、酸化被膜W1の除去作業後におけるホットプレス成形品P1の硬度評価について説明する。 Next, hardness evaluation of the hot press-formed product P1 after the removal operation of the oxide film W1 will be described.
図7は、ホットプレス成形品P1における溶接予定領域A1の酸化被膜W1を除去する前及び除去した後のそれぞれにおいて硬度を測定した結果を示したグラフであり、横軸をホットプレス成形品P1の表面からの深さ、縦軸を硬度としている。この結果より、ホットプレス成形品P1における酸化被膜W1を除去する前と除去した後とにおいて母材硬さに変化が無く、本発明の被膜除去工程5における酸化被膜W1の除去作業がホットプレス成形時における焼き入れ効果に影響を及ぼさないことを確認できた。 FIG. 7 is a graph showing the results of measuring the hardness before and after removing the oxide film W1 in the welding scheduled area A1 in the hot press molded article P1, wherein the horizontal axis represents the hot press molded article P1. The depth from the surface and the vertical axis are hardness. From this result, there is no change in the hardness of the base material before and after removing the oxide film W1 in the hot press molded article P1, and the removing operation of the oxide film W1 in the film removing step 5 of the present invention is hot press forming It could be confirmed that it did not affect the hardening effect at the time.
次に、加熱工程3における加熱条件を910℃にしてホットプレス成形により得られたホットプレス成形品P1と、加熱工程3における加熱条件を890℃にしてホットプレス成形により得られたホットプレス成形品P1とにおいて、各溶接予定領域A1の酸化被膜W1の除去作業を各種酸化被膜除去条件で行った実験について説明する。 Next, the heating condition in heating step 3 is 910 ° C. and the hot press molded article P1 obtained by hot press molding, and the heating condition in heating step 3 is 890 ° C. and the hot press molded article obtained by hot press molding The experiment which performed the removal operation of oxide film W1 of each welding plan area | region A1 on various oxide film removal conditions in P1 is demonstrated.
ガルバノスキャナヘッド51cから照射されるレーザ光L1の出力、加工速度、及び周波数の組み合わせを変更した条件A〜Fによって酸化被膜W1の除去作業を行うとともに、酸化被膜W1を除去した後の溶接予定領域A1を一対の電極チップで挟み込んで5.88kNの加圧力で加圧し、電極チップ間の抵抗値を調べる作業を複数回行った。尚、ホットプレス成形品P1及びプレス板P2の板厚をそれぞれ1.8mmとする。 The removal operation of the oxide film W1 is performed according to the conditions A to F in which the combination of the output of the laser beam L1 irradiated from the galvano scanner head 51c, the processing speed, and the frequency is changed, and the planned welding area after the oxide film W1 is removed A1 was sandwiched by a pair of electrode tips and pressurized with a pressure of 5.88 kN, and the operation of checking the resistance value between the electrode tips was performed multiple times. The thickness of each of the hot press-formed product P1 and the press plate P2 is 1.8 mm.
すると、レーザ光L1の加工速度及び周波数を同条件にするとともに出力を変化させた場合、図8及び図9に示すように、加熱条件を変えたどちらのホットプレス成形品P1においてもレーザ光L1の出力が100Wのときに電極チップ間の抵抗値が低く安定した値になることが分かった。 Then, when the processing speed and frequency of the laser beam L1 are made the same condition and the output is changed, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the laser beam L1 is used for both hot press molded articles P1 whose heating conditions are changed. It was found that the resistance value between the electrode tips was low and stable when the output of 100 W was 100 W.
また、レーザ光L1の出力及び周波数を同条件にするとともに加工速度を変化させた場合、図10及び図11に示すように、加熱条件を変えたどちらのホットプレス成形品P1においてもレーザ光L1の加工速度が30mm/secのときに電極チップ間の抵抗値が低く安定した値になることが分かった。 Further, when the processing speed is changed while making the output and the frequency of the laser beam L1 the same condition, as shown in FIGS. 10 and 11, the laser beam L1 is obtained for both of the hot press molded articles P1 whose heating conditions are changed. It was found that the resistance between the electrode tips was low and stable when the processing speed of 30 mm / sec.
次に、酸化被膜W1を除去する前と除去した後とのそれぞれのホットプレス成形品P1に対してスポット溶接を実施した実験について説明する。 Next, an experiment in which spot welding was performed on each of the hot press-formed products P1 before and after removing the oxide film W1 will be described.
ホットプレス成形品P1に通電させる電流値を変化させながらスポット溶接を実施し、それぞれ形成される溶接部のナゲット径を測定した。尚、スポット溶接の他の溶接条件を、加圧力:5.88kN、電極先端径:φ6R40mm、通電時間24cycle、保持時間2cycleとした。 Spot welding was carried out while changing the current value to be applied to the hot press molded product P1, and the nugget diameter of the weld formed was measured. In addition, other welding conditions of spot welding were made into pressurization pressure: 5.88kN, electrode tip diameter: phi6R40mm, energization time 24 cycles, and holding time 2 cycles.
図12に示すように、酸化被膜W1を除去する前のホットプレス成形品P1に対してスポット溶接を実施すると、溶接品質を確保できるナゲット径の基準値を満たす電流値の範囲(適正電流範囲)が非常に狭くなってしまうことが分かった。 As shown in FIG. 12, when spot welding is performed on the hot press-formed product P1 before removing the oxide film W1, the range of current values satisfying the reference value of the nugget diameter which can ensure welding quality (appropriate current range) Was found to be very narrow.
一方、図13に示すように、酸化被膜W1を除去した後のホットプレス成形品P1に対してスポット溶接を実施すると、溶接品質を確保できるナゲット径の基準値を満たす電流値の範囲(適正電流範囲)を広くすることができることが分かった。 On the other hand, as shown in FIG. 13, when spot welding is performed on the hot press-formed product P1 after removing the oxide film W1, the range of current values satisfying the reference value of the nugget diameter which can ensure welding quality (appropriate current It has been found that the range can be broadened.
以上より、本発明の実施形態1によると、ホットプレス成形品P1における表面の各溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1が無くなり、図4に示すように、ホットプレス成形品P1の表面における各溶接予定領域A1とその他の領域との間に段差が発生するようになる。すると、電極チップでホットプレス成形品P1を加圧保持して通電する際に、電極チップの先端面とホットプレス成形品P1との間における電気抵抗が小さくなるとともに、ホットプレス成形品P1表面の各溶接予定領域A1とその他の領域との間において電気抵抗の差が大きくなるので、通電時の分流を防ぐことができるようになり、溶接部の品質を安定化させることができる。 As mentioned above, according to Embodiment 1 of the present invention, the oxide film W1 adhering to each welding scheduled area A1 of the surface in the hot press molded article P1 disappears, and as shown in FIG. 4, each on the surface of the hot press molded article P1. A step is generated between the welding scheduled area A1 and the other areas. Then, when pressing and holding the hot press molded article P1 with the electrode tip and supplying electric current, the electric resistance between the front end surface of the electrode tip and the hot press molded article P1 decreases and the surface of the hot press molded article P1 Since the difference in electrical resistance between the respective areas A1 to be welded and the other areas becomes large, diversion at the time of energization can be prevented, and the quality of the weld can be stabilized.
《発明の実施形態2》
図14は、本発明の実施形態2に係る生産ライン1の被膜除去工程5においてホットプレス成形品P1の表面から酸化被膜W1を除去している状態を示す。この実施形態2では、酸化被膜W1の除去の仕方が実施形態1と異なっているだけで、その他は実施形態1と同じであるため、以下、実施形態1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分のみを詳細に説明する。
Embodiment 2 of the Invention
FIG. 14 shows a state in which the oxide film W1 is removed from the surface of the hot press-formed product P1 in the film removal step 5 of the production line 1 according to Embodiment 2 of the present invention. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the method of removing the oxide film W1 is different from the first embodiment. The same parts as the first embodiment are indicated by the same reference numerals. , Only the different parts will be described in detail.
実施形態2の溶接予定領域A1は、スポット溶接時に使用する電極チップの先端面に対応する円形状をなしている。 The planned welding area A1 of the second embodiment has a circular shape corresponding to the tip surface of the electrode tip used at the time of spot welding.
また、実施形態2では、溶接予定領域A1にレーザ光L1を照射する際、ホットプレス成形品P1の表面における溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1の膜厚H1が当該溶接予定領域A1を除く領域に付着する酸化被膜W1の膜厚H2よりも薄くなるように、且つ、所定量の厚みだけ残るようにしている。 In the second embodiment, when the welding planned area A1 is irradiated with the laser light L1, the film thickness H1 of the oxide film W1 attached to the welding planned area A1 on the surface of the hot press molded article P1 excludes the welding planned area A1. In order to be thinner than the film thickness H2 of the oxide film W1 attached to the region, a predetermined amount of thickness is left.
以上より、本発明の実施形態2によると、打点実施予定部X1において電極チップでホットプレス成形品P1を加圧保持した際、電極チップにおける先端面の周縁部分が酸化被膜W1の段差部分に対応した位置になる。したがって、電極チップの先端面とホットプレス成形品P1との間に電流を流すと、電流の流れが打点実施予定部X1に集中するようになって分流を確実に防ぐことができるようになり、溶接部の品質をさらに安定化させることができる。 From the above, according to Embodiment 2 of the present invention, when pressing and holding the hot press molded product P1 with the electrode tip in the planned spot application portion X1, the peripheral portion of the tip surface of the electrode tip corresponds to the step portion of the oxide film W1. Position. Therefore, when current flows between the front end face of the electrode tip and the hot press molded product P1, the flow of current is concentrated on the spot implementation planned portion X1, so that diversion can be surely prevented. The quality of welds can be further stabilized.
また、溶接予定領域A1に付着する酸化被膜W1が所定量残るようにレーザ光L1を照射しているので、レーザ光L1が亜鉛メッキ層G1及び母材に直接当たらない。したがって、亜鉛メッキ層G1が損傷したり、或いは、母材の硬度に影響が出るといったことを防ぐことができ、スポット溶接後においても防食性、防錆性、及び剛性の高いホットプレス成形品P1にすることができる。 In addition, since the laser beam L1 is irradiated so that a predetermined amount of the oxide film W1 attached to the area to be welded A1 remains, the laser beam L1 does not directly strike the galvanized layer G1 and the base material. Therefore, it is possible to prevent the galvanized layer G1 from being damaged or to exert an influence on the hardness of the base material, and a hot press-formed product P1 having high corrosion resistance, corrosion resistance, and rigidity even after spot welding. Can be
尚、本発明の実施形態1,2では、平板状のプレス板P2をホットプレス成形品P1に重ね合わせるとともにスポット溶接にて一体にしているが、平板状で無いプレス成形品をホットプレス成形品P1に重ね合わせるとともにスポット溶接にて一体にしてもよい。 In Embodiments 1 and 2 of the present invention, the flat press plate P2 is superimposed on the hot press molded article P1 and integrated by spot welding, but a non-flat press molded article is a hot press molded article It may be integrated by spot welding while being superimposed on P1.
また、本発明の実施形態1,2では、レーザ光L1を発振する発振器としてファイバーレーザ発振器51aを用いているが、YAGレーザ発振器を用いてレーザ光L1を発振するようにしてもよい。 In the first and second embodiments of the present invention, the fiber laser oscillator 51a is used as an oscillator for oscillating the laser light L1, but the laser light L1 may be oscillated using a YAG laser oscillator.
さらに、本発明の実施形態1,2では、ガルバノスキャナヘッド51cを用いてレーザ光L1を溶接予定領域A1に照射しているが、その他のレーザ加工ヘッドを用いて溶接予定領域A1にレーザ光L1を照射するようにしてもよい。 Furthermore, in the first and second embodiments of the present invention, the laser beam L1 is irradiated to the welding scheduled area A1 using the galvano scanner head 51c, but the laser beam L1 is irradiated to the welding scheduled area A1 using other laser processing heads. You may make it irradiate.
本発明は、ホットプレスにより得られたホットプレス成形品を溶接する方法に適している。 The present invention is suitable for a method of welding a hot press-formed product obtained by hot pressing.
A1 溶接予定領域
G1 亜鉛メッキ層
L1 レーザ光
P1 ホットプレス成形品
P2 プレス板(鋼板)
S1 鋼板
W1 酸化被膜
X1 打点実施予定部
A1 Welding planned area G1 Galvanized layer L1 Laser light P1 Hot press molded article P2 Pressed plate (steel plate)
S1 Steel sheet W1 Oxide film X1
Claims (2)
上記溶接予定領域は、スポット溶接時に使用する電極チップの先端面に対応する円形状であり、
上記ホットプレス成形品の表面における上記溶接予定領域に付着する酸化被膜の膜厚が当該溶接予定領域を除く領域に付着する酸化被膜の膜厚よりも薄くなるように、且つ、所定量の厚みだけ残るように上記溶接予定領域に上記レーザ光を照射することを特徴とするホットプレス成形品の溶接方法。 In the method of welding a hot press-formed product according to claim 1,
The area to be welded is a circular shape corresponding to the tip surface of the electrode tip used at the time of spot welding,
The thickness of the oxide film attached to the area to be welded on the surface of the hot press molded article is thinner than the thickness of the oxide film to be attached to the area excluding the area to be welded, and only a predetermined amount of thickness A method of welding a hot press-formed product, comprising irradiating the laser light to the region to be welded so as to remain.
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