專利名稱：焊接構(gòu)造構(gòu)件及焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接構(gòu)造構(gòu)件及焊接方法。更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及包括高韌性的點(diǎn)焊部的焊接構(gòu)造構(gòu)件及焊接構(gòu)造構(gòu)件的焊接方法。
背景技術(shù)：
點(diǎn)焊裝置用于將重合的鋼板相互間焊接起來。圖21是示意地表示鋼板50相互間的點(diǎn)焊的剖視圖。如圖21所示，鋼板50相互間的點(diǎn)焊通過這樣的方式來進(jìn)行，即，用ー對電極52夾著鋼板50相互間的重合部分，對該電極52向箭頭方向施加規(guī)定的力來對鋼板50 相互間加壓。接著，ー邊保持加壓狀態(tài)，ー邊向電極52通入kA數(shù)量級的大電流，通過焦耳發(fā)熱、所謂的電阻發(fā)熱瞬間將鋼板50相互間的壓接部分熔融，形成被稱作熔核M的規(guī)定直徑的熔融的塊(例如參照非專利文獻(xiàn)1)。熔核M也被稱作熔融凝固部。圖22是點(diǎn)焊部截面的詳細(xì)圖。如圖22所示，點(diǎn)焊部53由熔融凝固部M、包圍熔融凝固部M的熱影響部陽、在熱影響部陽中形成于鋼板50、50之間的邊界的(焊點(diǎn)周圍的)電暈區(qū)結(jié)合部57、及產(chǎn)生于熱影響部55與鋼板50、50的邊界的空隙58形成。熱影響部55也被稱作HAZ。電暈區(qū)結(jié)合部57和空隙58分別被稱作壓接部位、板間(即母材間的分離處，sheet s印aration)前端。還存在產(chǎn)生自熔融凝固部M經(jīng)由熱影響部55產(chǎn)生于鋼板50、50之間重合部分的、作為熔融凝固部M的一部分的噴濺部56的情況。噴濺部56 也被稱作板間噴濺部。由于產(chǎn)生噴濺部56，在焊接部53的內(nèi)部生成氣孔(blow hole)，或者飛散的噴濺部56附著在除點(diǎn)焊部53之外的鋼板部位。噴濺部56的產(chǎn)生有可能導(dǎo)致在點(diǎn)焊之后進(jìn)行的涂裝エ序中的缺陷，因此為不良現(xiàn)象。但是，噴濺部56在現(xiàn)實(shí)中是不可避免地產(chǎn)生的。在點(diǎn)焊部53中，產(chǎn)生于熱影響部55的電暈區(qū)結(jié)合部57中的裂紋決定后述的十字接頭強(qiáng)度。但是，近年來，在車輛的生產(chǎn)線中使用的點(diǎn)焊中，為了使謀求車輛的輕量化和安全性同時成立，作為車體用原料采用高張カ鋼板。圖23是用于調(diào)查高張カ鋼板的點(diǎn)焊強(qiáng)度的拉伸試驗(yàn)所采用的試樣的俯視圖，(A) 表示重合接頭的試樣，(B)表示十字接頭的試樣。在圖23的(A)所示的重合接頭的試樣中， 兩片長方形的鋼板50在其長度方向上的端部重合，在端部點(diǎn)焊。在圖23的(B)所示的十字接頭的試樣中，使兩片長方向的鋼板50交叉成十字形狀，該交叉的部位被點(diǎn)焊。由虛線圍成的大致橢圓狀部是通過焊接形成的熔核M，用箭頭表示在十字拉伸試驗(yàn)中施加的力56。圖M是示意地表示點(diǎn)焊部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂樣式的圖。如圖M所示，斷裂樣式分類為(a)熔核內(nèi)表面上斷裂、(b)熔核內(nèi)柱狀斷裂、(c)熱影響部內(nèi)柱狀斷裂、(d)母材斷裂、(e)未圖示的復(fù)合型斷裂。復(fù)合型斷裂是由上述(b) (d)的組合構(gòu)成的斷裂。隨著斷裂位置從(b)轉(zhuǎn)移到(d)，十字?jǐn)嗔褟?qiáng)度增加。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-211934號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-332457號公報專利文獻(xiàn)3 日本發(fā)明專利第4006513號公告
非專利文獻(xiàn)1 社団法人焊接學(xué)會編，“焊接·接合便覽”，丸善株式會社，平成2年 9 月 30 日，pp. 392-398非專利文獻(xiàn)2 早川正夫，松崗三郎，“利用原子力顯微鏡進(jìn)行的回火馬氏體的組織解析，，，Materia(日本金屬學(xué)會會報)，43卷，第9號，pp. 717-723，2004年對于高張カ鋼板的點(diǎn)焊強(qiáng)度，報告有以下情況重合接頭隨著材料強(qiáng)度的増加，其拉伸強(qiáng)度也上升，但十字接頭的剝離強(qiáng)度隨著材料強(qiáng)度的上升而難以増加，反而難以得到穩(wěn)定的強(qiáng)度。十字接頭在應(yīng)對剝離型的負(fù)荷方面無法得到穩(wěn)定的拉伸強(qiáng)度的理由被認(rèn)為是由熔核M的圓周上的應(yīng)カ集中程度極高、以及母材的強(qiáng)度越高，熔核M周圍的約束カ也隨之増加所引起的。鑒于這樣的情況，從確保點(diǎn)焊區(qū)域強(qiáng)度的韌性的方面考慮，在現(xiàn)實(shí)中，在將強(qiáng)度較高的鋼板應(yīng)用于實(shí)際的車體時，為了不使焊接區(qū)域過硬，需要使含碳量為一定水平以下等，綜合考慮與組成方面、對應(yīng)材料的組合，通過這樣的方式等來設(shè)置制約。另ー方面，使用高張カ鋼板是能夠高效地使車體輕量化的方法，期望強(qiáng)度和延展性這兩者得到進(jìn)ー步提高的高張カ鋼板。通過進(jìn)一歩提高車體用鋼板的強(qiáng)度，能夠期待進(jìn)一步的輕量化。通過提高車體用鋼板的延展性，能夠確保沖壓成形性、在產(chǎn)品狀態(tài)下碰撞時的充分的變形能。通常，車體用鋼板顯示出若提高強(qiáng)度則延展性降低的傾向。為了同時提高車體用鋼板的強(qiáng)度和延展性，提高材料的含碳量是有效的，但點(diǎn)焊區(qū)域與含碳量成正比地變硬、變脆，因此，難以得到穩(wěn)定的充分的強(qiáng)度。迄今為止進(jìn)行了各種作為利用焊接方法欲解決該點(diǎn)焊部的強(qiáng)度的試驗(yàn)。例如嘗試在將焊接接合部形成為規(guī)定的大小之后，通過后通電實(shí)施回火。但是，在車體組裝的電阻點(diǎn)焊中，要求每ー焊點(diǎn)所需要的エ序時間至多也要在1秒以內(nèi)完成，在利用現(xiàn)實(shí)的焊接設(shè)備通過后通電等進(jìn)行回火的情況下，其回火效果極為受限?；蛘?，欲在回火過程中得到充分的效果的情況下，需要大幅度超過エ序的要求時間的時間。其原因在干，在利用以往式的焊接機(jī)進(jìn)行回火作業(yè)時，通電電流僅通入到電極正下方的熔核部分，僅有熔核中心被通電，欲獲得回火效果的部分與主要發(fā)熱的部分錯位。在專利文獻(xiàn)1中還公開了包括點(diǎn)焊機(jī)和高頻感應(yīng)加熱部件的點(diǎn)焊裝置。該高頻感應(yīng)加熱部件由用于對エ件的被焊接部分進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱線圈和用于向加熱線圈供給高頻電カ的高頻電源構(gòu)成。作為使高強(qiáng)度和高韌性同時成立的鋼，研究了微細(xì)晶粒的復(fù)合組織鋼，得知碳化物的析出是有效的方法(參照專利文獻(xiàn)幻。為了使碳化物析出，需要提高材料的含碳量，但在碳量較高的情況下，存在著點(diǎn)焊部過硬，因此脆化，接合部強(qiáng)度明顯降低的問題。因此，廣泛使用的汽車用鋼板將含碳量抑制在0. 15%wt程度以下。另外，人們一直對點(diǎn)焊的電極形狀、通電條件進(jìn)行研究至今。然而在通過向電極通電而形成的點(diǎn)焊區(qū)域中，由于點(diǎn)焊區(qū)域的冷卻快，因此，對熔融凝固部和熱影響部的金屬組織因該冷卻而成為馬氏體組織的情況進(jìn)行了研究，但并沒有進(jìn)行進(jìn)一歩的研究。在以往的點(diǎn)焊中，焊接部的強(qiáng)度恢復(fù)是欲恢復(fù)熔融凝固部的韌性。在這種情況下， 在熔核周邊的熱影響部中存在被稱作電暈區(qū)結(jié)合的弱結(jié)合狀態(tài)的區(qū)域，該接合狀態(tài)脆弱， 無法有助于接合強(qiáng)度。即，該區(qū)域的強(qiáng)度由鋼板的材料組成決定，并未改善強(qiáng)度、韌性、該區(qū)域的接合狀態(tài)的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的在干，鑒于上述課題，提供一種點(diǎn)焊部具有強(qiáng)度和韌性、在十字拉伸試驗(yàn)等斷裂試驗(yàn)中得到的斷裂強(qiáng)度較高的焊接構(gòu)造構(gòu)件。本發(fā)明的第2目的在于提供一種該焊接構(gòu)造構(gòu)件的焊接方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的焊接構(gòu)造構(gòu)件由將鋼板的面相互間重合、通過點(diǎn)焊形成焊接部接合起來的鋼板構(gòu)成，其特征在于，焊接部自接合部的接合端部向中心部逐漸變軟。S卩，本發(fā)明是一種焊接構(gòu)造構(gòu)件，該焊接構(gòu)造構(gòu)件是將鋼板的面相互間重合、通過點(diǎn)焊形成焊接部接合而成的，其特征在于，焊接部包括熔融凝固部和包圍熔融凝固部的熱影響部，面的硬度自熱影響部的外側(cè)區(qū)域向該熱影響部逐漸變硬，并且自熱影響部向熔融凝固部的中心部逐漸變軟。在上述構(gòu)造中，在將熱影響部相對于鋼板的最大硬度的上升量設(shè)為H的情況下， 熔融凝固部的中心部的硬度優(yōu)選相對于熱影響部的最大硬度的部位軟化H的1/2以上。熱影響部的金屬組織優(yōu)選具有由硬質(zhì)相和軟質(zhì)相構(gòu)成的微細(xì)復(fù)合組織。熔融凝固部的金屬組織優(yōu)選由分散有微細(xì)碳化物的馬氏體組織構(gòu)成。在將分散到熔融凝固部和熱影響部的軟部位的碳化物的顆粒直徑設(shè)為d，顆粒之間的間隔設(shè)為L吋，用下述式(1)表示的碳化物的顆粒分散指數(shù)優(yōu)選為0. 02以上。顆粒分散指數(shù)=(顆粒直徑的平方根)/顆粒間隔=(d)1/2/L (1)碳化物的顆粒直徑優(yōu)選為IOnm以上。碳化物的顆粒體積率也可以在1^-10% 的范圍內(nèi)。鋼板的熱影響部的部分相互間優(yōu)選固相接合。熱影響部的固相接合優(yōu)選具有如下接合強(qiáng)度焊接部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂路徑成為沿著除熔融凝固部之外的區(qū)域裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑、或者成為沿著熔融凝固部和熱影響部之間的邊界附近裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑。在熔融凝固部和熱影響部之間的邊界區(qū)域中，優(yōu)選熔融凝固部具有沿著該重合部突出到熱影響部的區(qū)域內(nèi)的凸部。鋼板優(yōu)選含有0. 15質(zhì)量％以上的碳。焊接部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂路徑優(yōu)選成為沿著除熔融凝固部之外的區(qū)域裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑，或者成為沿著熔融凝固部和熱影響部之間的邊界附近裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑。采用上述構(gòu)造，能夠得到點(diǎn)焊部具有較高的強(qiáng)度和韌性、在十字拉伸試驗(yàn)等斷裂試驗(yàn)中得到的斷裂強(qiáng)度較高的焊接構(gòu)造構(gòu)件。為了達(dá)到上述第2目的，本發(fā)明的點(diǎn)焊方法的特征在干，用一對電極夾著將面相互間重合后的鋼板，向一對電極之間施加直流或者第1頻率的電力，利用形成的焊接部將鋼板相互間點(diǎn)焊吋，對電極施加比第1頻率高的第2頻率的電カ，利用第2頻率的電カ對鋼板和一對電極相接觸的區(qū)域的外周部附近加熱，并且，對焊接部的鋼板相互重合的接合端部區(qū)域加熱。本發(fā)明的點(diǎn)焊方法的特征在干，用一對電極夾著將面相互間重合后的鋼板，向一對電極之間施加直流或者第1頻率的電力，利用包括熔融凝固部和包圍熔融凝固部的熱影響部的焊接部將鋼板相互間點(diǎn)焊吋，向電極施加比第1頻率高的第2頻率的電力，利用第2頻率的電カ對鋼板和一對電極相接觸的區(qū)域的外周部附近加熱，并且，對焊接部的鋼板相互重合的接合端部區(qū)域加熱。在上述構(gòu)造中，也可以在利用直流或者第1頻率的電カ進(jìn)行點(diǎn)焊之后施加第2頻率的電力。采用上述構(gòu)造，用ー對電極夾著重合的鋼板，通過電阻加熱形成熔融凝固部，利用直流或者比低頻電カ的頻率高的高頻電カ對熔融凝固部的周緣區(qū)域加熱，能夠制造強(qiáng)度和韌性較高的焊接構(gòu)造構(gòu)件。采用本發(fā)明，能夠提供點(diǎn)焊部具有較高的強(qiáng)度和韌性、十字拉伸試驗(yàn)的斷裂強(qiáng)度較高的焊接構(gòu)造構(gòu)件及焊接方法。


圖1是示意地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的焊接構(gòu)造構(gòu)件中的點(diǎn)焊部的構(gòu)造的一例子的剖視圖。圖2是示意地表示點(diǎn)焊部截面的硬度分布的一例子的圖。圖3的㈧是表示式⑴的圖，圖3的⑶是表示強(qiáng)度增量與顆粒間隔L的關(guān)系的圖。圖4是示意地表示碳化物的分散狀態(tài)的圖。圖5是示意地表示對本發(fā)明的實(shí)施方式的焊接構(gòu)造構(gòu)件進(jìn)行點(diǎn)焊的焊接裝置的構(gòu)造的一例子的圖。圖6是圖5所示的焊接裝置的電路圖。圖7是示意地表示自低頻電源和高頻電源向重合的兩片鋼板同時施加電カ時在鋼板中產(chǎn)生的電流分布的剖視圖。圖8是表示鋼板的加熱狀態(tài)的俯視圖。圖9是表示利用高頻電流對鋼板的加熱狀態(tài)的剖視圖。圖10是表示在將3片鋼板重合的情況下利用高頻電流的加熱狀態(tài)的剖視圖。圖11是表示在施加了來自低頻電源的電カ之后施加來自高頻電源的電カ的情況下的加熱波形的圖。圖12是示意地說明在實(shí)施例1中自低頻電源和高頻電源施加電カ的圖。圖13是表示實(shí)施例及比較例的焊接構(gòu)造構(gòu)件的后補(bǔ)加熱時的高頻投入電カ和十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷的圖。圖14是表示在實(shí)施例1中制成的點(diǎn)焊構(gòu)造構(gòu)件的點(diǎn)焊部的大致中央截面中的硬度分布的一例子的圖。圖15是表示在比較例中制成的點(diǎn)焊構(gòu)造構(gòu)件的點(diǎn)焊部的大致中央截面中的硬度分布的圖。圖16是實(shí)施例1的點(diǎn)焊部的示意的局部剖視圖。圖17是表示對圖16中的A所示的區(qū)域的硬度進(jìn)行測定的結(jié)果的圖。圖18是表示在圖16中用B表示的熱影響部的金屬組織的掃描型電子顯微鏡圖像 (SEM圖像)的圖。圖19是表示在圖17中用C表示的熔融凝固部的金屬組織的SEM圖像的圖。
圖20是表示在圖17的熱影響部中硬度最高的D點(diǎn)的金屬組織的SEM圖像的圖。圖21是示意地表示鋼板相互間的點(diǎn)焊的剖視圖。圖22是點(diǎn)焊部截面的詳細(xì)圖。圖23是用于調(diào)查高張カ鋼板的點(diǎn)焊強(qiáng)度的拉伸試驗(yàn)所采用的試樣的俯視圖，(A) 表示重合接頭的試樣，(B)表示十字接頭的試樣。圖M是示意地表示點(diǎn)焊部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂樣式的圖。附圖標(biāo)記說明1、焊接構(gòu)造構(gòu)件；2、鋼板；2A、圓形內(nèi)部；2B、2C、環(huán)狀區(qū)域；3、點(diǎn)焊部；3A、中心部； 3B、接合端部；4、熔融凝固部；4A、熔融凝固部的凸部；5、熱影響部；5A、固相接合；6、熱影響部的外部；8、碳化物；10、焊接裝置；10A、焊接裝置的焊接用電路部；10B、焊接裝置的焊接部；12、槍臂；12A、槍臂的上部；12B、槍臂的上部；13、電極支承部；14、電極；15、浮游電感器；16、低頻電源；17、整合電容器；18、高頻電源；20、通電控制部；21、旁路電容器；22、商用電源；23、高頻電流阻止電感器；24、低頻電源控制部；26、焊接變壓器；28、振蕩器；30、匹配變壓器；32、高頻電流；34、低頻電流；
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。(點(diǎn)焊構(gòu)造構(gòu)件)圖1是示意地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的焊接構(gòu)造構(gòu)件中的點(diǎn)焊部的一例子的剖視圖。如圖1所示，焊接構(gòu)造構(gòu)件1具有通過點(diǎn)焊在鋼板2、2的重合部分設(shè)有點(diǎn)焊部3 的構(gòu)造。點(diǎn)焊部3由熔融凝固部4和包圍熔融凝固部4的熱影響部5構(gòu)成，熱影響部5的鋼板相互間的合井面如作為圖中虛線所示的固相接合部5A所示地固相接合。在熔融凝固部4和熱影響部5的邊界區(qū)域中，熔融凝固部4也可以作為凸部4A沿著鋼板的重合部分突出到熱影響部5的區(qū)域內(nèi)。該凸部4A如圖1所示地形成在熱影響部 5內(nèi)，未構(gòu)成為延伸至熱影響部5的外區(qū)域。點(diǎn)焊部3見后述，其通過用于形成熔融凝固部4的電阻加熱而形成。熱影響部5的金屬組織見后述，其具有由硬質(zhì)相和軟質(zhì)相構(gòu)成的微細(xì)復(fù)合組織。 該熱影響部5的硬質(zhì)相和熔融凝固部4的金屬組織具有分散有微細(xì)碳化物的馬氏體組織。 金屬組織能夠利用光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡觀察。金屬組織的表面能夠利用專利文獻(xiàn)3及非專利文獻(xiàn)2所公開的電解研磨法平坦化。點(diǎn)焊部的硬度分布圖2是示意地表示點(diǎn)焊部截面的硬度分布的一例子的圖。圖2中的橫軸表示點(diǎn)焊部分的截面的鋼板重合部、具體地講是表示沿著兩片鋼板2、2的重合面的方向的位置，與點(diǎn)焊部分的剖視圖相對比地表示。圖中的縱軸是鋼板相互間的重合部中的維氏硬度。將點(diǎn)焊前的鋼板(母材)的維氏硬度表示為HV。。如圖2所示，在點(diǎn)焊部3的硬度分布中，鋼板2的面中的硬度自熱影響部5的外側(cè)區(qū)域向熱影響部5的外側(cè)緣部5E逐漸變硬，進(jìn)而自熱影響部5向熔融凝固部4的中心部逐漸變軟。并且，在熱影響部的外側(cè)緣部5E的外側(cè)方向上，外側(cè)緣部5E的硬度最硬，向外側(cè)、 即未進(jìn)行點(diǎn)焊的區(qū)域逐漸變軟，硬度成為點(diǎn)焊前的鋼板的維氏硬度的硬度(mg。即，具有M字狀的硬度(Hv)分布。具體地講，熔融凝固部4包含硬度比鋼板2、2的維氏硬度(Hvtj)高出H的部位。將該硬度較高的部位稱作硬部位。將在熱影響部5和熔融凝固部4中硬度比該硬部位軟的部位稱作軟部位。該H例如為0<H<80的硬度。并且，如圖所示，在將熱影響部5相對于鋼板2的最大硬度的上升量設(shè)為H的情況下，例如熔融凝固部4的中心部的硬度能夠成為相對于熱影響部5的最大硬度的部位軟化H的1/2以上的狀態(tài)。著眼于點(diǎn)焊部3的中心部3A和接合端部3B，點(diǎn)焊部3的硬度分布自接合端部
向中心部3A逐漸變軟。即，點(diǎn)焊部3內(nèi)的硬度分布具有U字狀的硬度(Hv)分布。在此，點(diǎn)焊部3的中心部3A表示沿著兩片鋼板2、2的重合面的方向的中心位置，是熔融凝固部4的中心部。點(diǎn)焊部3的接合端部:3B相當(dāng)于熱影響部5的沿著兩片鋼板2、2的重合面的外側(cè)緣部5E。圖2中的虛線所示的硬度分布表示通過以往的低頻(50Hz或60Hz)的電阻加熱形成有點(diǎn)焊部的情況下的硬度分布。在通過以往的點(diǎn)焊形成的點(diǎn)焊部的硬度分布中，熔融凝固部和熱影響部的硬度是大致相同的值，具有比母材更高的硬度。本發(fā)明的點(diǎn)焊部3的截面的硬度分布的特征在干，熔融凝固部4的硬度成為與熱影響部的外周6的硬度相同程度。推測其原因在干，在點(diǎn)焊過程中，通過施加高頻電力，將熔融凝固部4的周緣區(qū)域加熱，形成與進(jìn)行所謂的回火同樣的組織。對本發(fā)明的焊接構(gòu)造構(gòu)件1進(jìn)行十字拉伸試驗(yàn)，調(diào)查了斷裂樣式。斷裂是所謂的母材斷裂。作為后補(bǔ)加熱施加了高頻電カ的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷，能夠容易地得到采用相同的鋼板2、2的以往的焊接構(gòu)造構(gòu)件的斷裂載荷4kN以上的斷裂載荷。在調(diào)整了后補(bǔ)加熱中的高頻電カ的情況下，本發(fā)明的十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷能夠達(dá)到SkN以上。該斷裂載荷是以往的焊接構(gòu)造構(gòu)件的斷裂載荷的兩倍以上的強(qiáng)度。作為本發(fā)明的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的材料，可以使用碳含量為0. 15質(zhì)量％以上的鋼板 2、2。另外，上述熱影響部5的金屬組織中的微細(xì)碳化物是碳與鐵、碳與除鐵之外所含有的金屬形成的化合物。在本發(fā)明的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的熱影響部5和熔融凝固部4的金屬組織中，將在熱影響部5和熔融凝固部4的硬度分布中產(chǎn)生的硬部位和軟部位分別稱作硬質(zhì)相、軟質(zhì)相。將混入有該硬質(zhì)相和軟質(zhì)相的金屬組織、即由具有硬度差的硬質(zhì)相和軟質(zhì)相構(gòu)成的部位互相微細(xì)地混入而成的金屬組織稱作微細(xì)復(fù)合組織。熱影響部5的硬質(zhì)相和熔融凝固部4的金屬組織具有分散有微細(xì)碳化物的馬氏體組織。碳化物不會以膜狀析出到前奧氏體晶界中， 而是在包含前奧氏體晶界的金屬組織的整個區(qū)域中微細(xì)分散。即，在本發(fā)明的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的金屬組織中，碳化物在包含前奧氏體晶界的范圍內(nèi)微細(xì)分散是以往技術(shù)所沒有的重要的特征。以往無法抑制碳化物以膜狀析出到前奧氏體晶界中。對使碳化物微細(xì)分散而成為馬氏體組織的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的碳化物的分散狀態(tài)進(jìn)行說明。在將分散到熔融凝固部4和熱影響部5的軟部位的碳化物的顆粒直徑設(shè)為d，顆粒之間的間隔(顆粒間隔)設(shè)為L吋，用下述式(1)定義碳化物的顆粒分散指數(shù)。顆粒分散指數(shù)=(顆粒直徑的平方根)/顆粒間隔=(d)1/2/L (1)顆粒分散指數(shù)若基于Astiby的應(yīng)變硬化理論，則是與應(yīng)變硬化率成比例的量。圖3的㈧是表示式⑴的圖，圖3的⑶是表示強(qiáng)度增量與顆粒間隔L的關(guān)系的圖。橫軸表示顆粒間隔L(nm)。圖3的(A)中的縱軸表示(d)"2，圖3的(B)中的縱軸表示強(qiáng)度增量(相對刻度)。在圖3的(A)中，式(1)是通過原點(diǎn)的線性梯度。應(yīng)變硬化率與該線性梯度成比例。因此，碳化物的顆粒分散在線性梯度變大、即增大顆粒分散指數(shù)吋，能夠得到高延展性。 用虛線表示顆粒體積率，但期望上限為10%，最低也為以上。在顆粒直徑小于IOnm吋， 不存在焊接構(gòu)造構(gòu)件1的應(yīng)カ增加效果。因此，為了增加應(yīng)力，顆粒直徑為IOnm以上。如圖3的⑶所示，由顆粒分散引起的強(qiáng)度增量僅依賴于顆粒間隔，顆粒間隔越小，強(qiáng)度增量越大。因而，上述顆粒分散指數(shù)需要為0.02以上。顆粒分散指數(shù)的測定方法顆粒分散指數(shù)能夠利用以下的過程測定。(a)用電子顯微鏡觀察焊接構(gòu)造構(gòu)件的點(diǎn)焊部3的金屬組織。例如采用倍率為兩萬倍的視場。圖4是示意地表示碳化物的分散狀態(tài)的圖。如圖所示，在點(diǎn)焊部3中分散有碳化物8。利用圖4所示的切片法求出分散的碳化物8的顆粒直徑d和顆粒間隔し在此， 觀察除了顆粒直徑d為IOnm以下(d < lOnm)的碳化物顆粒之外的碳化物顆粒。用于進(jìn)行電子顯微鏡觀察的點(diǎn)焊部3的金屬組織能夠利用專利文獻(xiàn)3和非專利文獻(xiàn)1所公開的電解研磨法平坦化。(b)針對每ー個視場，分別求出碳化物8的顆粒直徑d和顆粒間隔L的平均值。在此，在多個視場中，各個視場的平均值成為所謂的Bi-modal分布的情況下不能應(yīng)用。(c)掌握至少三個視場以上的值的平均值，計(jì)算顆粒分散指數(shù)。利用式(1)和上述測定方法求出的顆粒直徑d和顆粒間隔L終歸對求出作為欲得到更高延展性時的指標(biāo)的顆粒分散指數(shù)是有效的。接著，對進(jìn)行用于制造本發(fā)明的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的點(diǎn)焊的焊接裝置及點(diǎn)焊方法進(jìn)行說明。焊接裝置圖5是示意地表示對本發(fā)明的實(shí)施方式的焊接構(gòu)造構(gòu)件進(jìn)行點(diǎn)焊的焊接裝置10 的構(gòu)造的一例子的圖。如圖5所示，焊接裝置10包含電極臂12，一端分別連接于電極臂12的上部12A、 下部12B的電極支承部13，分別連接于各電極支承部13的另一端的一對電極14，通過電感器15連接于電極臂12的焊接用電源16、通過電容器17連接于電極臂12的高頻電源18、 及用于對焊接用電源16和高頻電源18進(jìn)行各輸出控制的通電控制部20。另外，金屬材料的焊接裝置10還包括用干支承電極臂12的固定底座、用于驅(qū)動電極臂12的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、及用于自電極支承部13推出一個電極14的推出機(jī)構(gòu)(未圖示)等， 這一點(diǎn)未加圖示。推出機(jī)構(gòu)是為了利用電極14、14對作為后述的被焊接構(gòu)造構(gòu)件的鋼板2、 2加壓而使用的。電極臂12包括上部12A和下部12B，它們通過各電極支承部13分別連接于電極 4、4。電極臂12也被稱作槍臂(gun arm)。由于圖示的槍臂12具有所謂的C字形狀，因此被稱作C型槍臂。在便攜型、機(jī)器人型等焊接裝置中，除C型槍臂12之外也可使用X型槍等。電極臂12的形狀能夠應(yīng)用各種形狀，但在以下的說明中，說明使用C型槍臂12進(jìn)行焊接的情況。一對電極14、14具有間隙地相對，在其間隙中插入有兩片鋼板2、2。電極14例如由銅材形成圓、橢圓的形狀、棒狀。圖6是圖5所示的焊接裝置10的電路圖。如圖6所示，焊接裝置10的電路由被虛線包圍的焊接用電路部IOA和焊接部IOB構(gòu)成。焊接用電路部IOA由焊接用電源16、高頻電源18、電感器15、電容器17以及用于對焊接用電源16和高頻電源18進(jìn)行各輸出控制的通電控制部20等電路構(gòu)成。焊接部IOB構(gòu)成與焊接用電路部IOA電連接的電路，其由槍臂12、與槍臂12電連接的一對電極14、14、及被這ー對電極14、14夾著的鋼板2、2構(gòu)成。焊接用電源16是低頻電源，其例如由輸出頻率為50Hz或60Hz的商用電源22、連接于商用電源22的一端的低頻電源控制部對、及連接于商用電源22的另一端和低頻電源控制部M的輸出端的焊接變壓器26構(gòu)成。焊接變壓器沈的二次繞線的兩端分別連接于 C型槍臂12的上部12A的左側(cè)端部和下部12B的左側(cè)端部。低頻電源控制部M由晶閘管等電カ控制用半導(dǎo)體元件和柵極驅(qū)動電路等構(gòu)成，其用于控制從商用電源22向電極14的通電等。與焊接變壓器沈的C型槍臂12側(cè)、即二次側(cè)繞線16A并聯(lián)地連接有旁路電容器 21。旁路電容器21具有對高頻電源18的頻率而言低容量性的阻杭。因此，使來自高頻電源18的高頻電壓對二次側(cè)繞線26A施加的電壓為最小限度，能夠降低向焊接變壓器沈的一次側(cè)的高頻感應(yīng)電壓。高頻電源18由振蕩器觀和連接于振蕩器觀的輸出端的匹配變壓器30構(gòu)成。匹配變壓器30的一端連接于C型槍臂12的上部12A。匹配變壓器30的另一端經(jīng)電容器17 連接于C型槍臂12的下部12B。該電容器17能夠兼作后述的串聯(lián)共振電路的匹配用電容器。電容器17的容量值依賴于振蕩器觀的振蕩頻率和C型槍臂12的浮游電感器15。振蕩器28由采用各種晶體管的變換器等構(gòu)成，用于控制高頻電源18向電極14的通電電カ寸。如圖6所示，從連接于焊接變壓器沈的二次繞線的C型槍臂12到電極14、14的路徑具有電感器15。電感器15可以利用由C型槍臂12形成的浮游電感器。在電容器17 兼作匹配用電容器的情況下，也可以構(gòu)成由該匹配用電容器17和電感器15構(gòu)成的串聯(lián)共振電路。在鋼板中產(chǎn)生的電流分布圖7是示意地表示自低頻電源16和高頻電源18向重合的兩片鋼板2同時施加電力時在鋼板2中產(chǎn)生的電流分布的剖視圖，圖8是表示鋼板2的加熱狀態(tài)的俯視圖，圖9是表示利用高頻電流32對鋼板2的加熱狀態(tài)的剖視圖。在圖7中，實(shí)線表示由高頻電源18產(chǎn)生的高頻電流32，虛線表示由低頻電源6產(chǎn)生的低頻電流34。電極14由鋼構(gòu)成，該電極14的芯前端的直徑為6mm，低頻電源16的頻率為50Hz。單片鋼板2的厚度為2mm，高頻電源18的頻率為30kHz。如圖7所示，低頻電流34在電極14、14的整個內(nèi)部流動，鋼板2以大約熔核直徑的截面積寬度通電。圖8的(A)是表示僅利用低頻電流34對鋼板2加熱的加熱區(qū)域的俯視圖，將電極 14的軸截面投影于鋼板2而成的圓形內(nèi)部2A成為主要的加熱區(qū)域。圖8的(B)是圖8的(A)中的X-X方向的溫度分布，在鋼板2中，將電極14的軸截面投影于鋼板2而成的圓形內(nèi)部2A被集中地加熱。另ー方面，高頻電流32集中在電極14的表面和外周區(qū)域中。低頻電流34和高頻電流32的分布的不同與所謂的表皮厚度有關(guān)。圖8的(C)是表示僅利用高頻電流32對鋼板2加熱的加熱區(qū)域的俯視圖，將電極 14的軸截面投影于鋼板2而成的外周圓和外周圓附近、即作為呈環(huán)狀的圓形外部的環(huán)狀的附近區(qū)域2B成為主要的加熱區(qū)域。圖8的(D)是X-X方向的溫度分布，在鋼板2中，將電極14的軸截面投影于鋼板2而成的外周圓和外周圓附近的大致環(huán)狀區(qū)域2B被電阻加熱。 在這種情況下，利用高頻電流32的加熱也包含利用在電極14的表面流動的高頻電流32對接近的鋼板2感應(yīng)加熱的區(qū)域。因而，利用高頻電流32對投影于鋼板2而成的外周圓和外周圓附近的環(huán)狀區(qū)域2B的加熱能夠通過利用高頻電流32電阻加熱、或者在該電阻加熱的同時重疊上述高頻感應(yīng)加熱的加熱來進(jìn)行。如圖9所示，利用高頻對鋼板2截面的加熱是通過由高頻電流32形成的環(huán)狀區(qū)域 2B的加熱，使點(diǎn)焊部3的外周部中的熱影響部5的鋼板2的端部2C也被加熱。該端部2C 也與形成在鋼板2的表面?zhèn)鹊沫h(huán)狀區(qū)域2B同樣地成為環(huán)狀。兩處環(huán)狀區(qū)域2B和鋼板2的接合面的端部2C是高頻電流32所集中流動的部位。由此，在重合的鋼板中，兩處環(huán)狀區(qū)域 2B和鋼板2的接合面的端部2C這3處是利用高頻電流32溫度上升最高的部位。在利用高頻電流32加熱鋼板2的接合面的端部2C吋，在熱影響部5中并未形成有形成于鋼板2的邊界中的以往的電暈區(qū)結(jié)合部(參照圖22中標(biāo)注了附圖標(biāo)記57的部位)，而是形成有牢固的固相接合5A。因而，在自低頻電源16和高頻電源18向重合的兩片鋼板2同時施加電カ時鋼板 2的加熱區(qū)域是如圖8的￠)所示地將作為低頻電流34的通過區(qū)域的圓形內(nèi)部2A和作為高頻電流32的通過區(qū)域的環(huán)狀區(qū)域2B重疊而成的。并且，利用這些電流32、34產(chǎn)生的鋼板2的溫度分布是如圖8的(F)所示地將利用低頻電流34產(chǎn)生的溫度分布(參照圖8的
(B))和利用高頻電流32產(chǎn)生的溫度分布(參照圖8的(D))重疊而成的。即，在鋼板2中， 對將電極14的軸截面投影于鋼板2而成的圓形內(nèi)部2A、及將電極14的軸截面投影于鋼板 2而成的外周圓和外周圓附近的環(huán)狀區(qū)域2B加熱，并如圖9所示地對鋼板2的接合面的端部2C加熱。對將兩片鋼板2重合時在鋼板2中產(chǎn)生的電流分布進(jìn)行了說明，下面，對將多片鋼板2重合時在鋼板2中產(chǎn)生的電流分布進(jìn)行說明。圖10是表示在將3片鋼板2重合的情況下利用高頻電流32的加熱狀態(tài)的剖視圖。 如圖10所示，在將3片鋼板2重合的情況下，利用高頻電流32對由兩處環(huán)狀區(qū)域2B、兩處鋼板2的接合面的端部2C構(gòu)成的4處環(huán)狀區(qū)域加熱。表皮厚度由于對鋼板2施加低頻或者高頻電カ的情況下的表皮厚度以頻率的-1/2次方變化，因此，只要是相同的材料，頻率越低越厚，若是高頻則變薄。點(diǎn)焊用的電源通常為50Hz 或60Hz，因此，只要是電極14的芯前端的直徑6mm左右，電流就能夠流入到整個電極14中。另ー方面，在僅對鋼板2的表面加熱的情況下，能夠?qū)Ω哳l電源18的頻率進(jìn)行設(shè)定，以成為規(guī)定的表皮厚度。因此，為了選擇外周區(qū)域的加熱寬度，設(shè)定頻率即可。即，通過改變高頻電流22的頻率，外周區(qū)域的加熱寬度改變，能夠?qū)Νh(huán)狀區(qū)域2B進(jìn)行回火等加熱處理來使環(huán)狀區(qū)域2B軟化。另外，在鋼板2等的材料內(nèi)部，表皮厚度的深度中的高頻電流32的大小是最表面的Ι/e(在此，e是自然対數(shù)。)、即約1/3左右。頻率為50Hz時，鋼板2的表皮厚度約為 9. 3mm，頻率為40Hz時，鋼板2的表皮厚度約為0. 3mm。點(diǎn)焊方法接著，說明利用焊接裝置10進(jìn)行的點(diǎn)焊及加熱處理。鋼板2、2的焊接通過用ー對電極14、14夾著鋼板2、2，通電對鋼板2、2加熱來進(jìn)行。作為一例子，包括以下第1步驟和第2步驟即可；在上述第1步驟中，通過向ー對電極 14、14進(jìn)行第1通電來加熱鋼板2、2的規(guī)定區(qū)域；在上述第2步驟中，在將夾著鋼板2、2的一對電極14、14的位置維持在與第1步驟相同位置的狀態(tài)下，向一對電極14、14進(jìn)行第2 通電來加熱與第1步驟不同的區(qū)域。在第1通電是自低頻電源16的通電的情況下，第1通電對鋼板2、2的規(guī)定的加熱區(qū)域是上述圓形內(nèi)部2A。在第2通電是自高頻電源18的通電的情況下，第1通電對鋼板2的規(guī)定的加熱區(qū)域是上述環(huán)狀區(qū)域2B。上述第1步驟和第2 步驟也可以組合起來。圖11是表示在施加了來自低頻電源16的電カ之后施加來自高頻電源18的電カ 的情況下的加熱波形的圖。圖11中的橫軸表示時間(任意刻度)，縱軸表示自低頻電源16 和高頻電源18施加的電流波形32、34(任意刻度)。如圖11所示，在自低頻電源16施加電カ，將其停止之后自高頻電源18施加電カ 的情況下，通過自低頻電源16施加電カ來將鋼板2相互間點(diǎn)焊。通過之后自高頻電源18 施加電力，對兩片鋼板2的熔融凝固部4的外周區(qū)域的包含不與電極14接觸的熔融凝固部在內(nèi)的區(qū)域的表面加熱。著眼于圖2中說明的焊接部3，點(diǎn)焊是對電極14施加比第1頻率高的第2頻率的電力，利用第2頻率的電カ對鋼板2、2和一對電極14所接觸的區(qū)域的外周部附近加熱，并對將鋼板2、2重合的焊接部3的接合端部加的區(qū)域加熱。采用遵照本發(fā)明的焊接裝置10，通過自低頻電源16施加電カ之后自高頻電源18 施加電力，能夠?qū)Ρ稽c(diǎn)焊而形成的熔融凝固部4的外周區(qū)域加熱。在以上說明中，表示了將點(diǎn)焊的對象設(shè)為鋼板2、2的例子，但形狀并不限定為板， 可以是任何形狀。另外，鋼板2表示了將兩片點(diǎn)焊的例子，但也可以是多個板的焊接。實(shí)施例1下面，對利用焊接裝置10將鋼板2點(diǎn)焊的具體例子進(jìn)行詳細(xì)地說明。對兩片鋼板2進(jìn)行點(diǎn)焊。以下表示采用的鋼板2、低頻電源16、高頻電源18等的條件。鋼板 2 厚度 1. 2mm，大小 5cmX15cm低頻電源16 :50Hz，電極14為銅制，該電極14的芯前端的直徑為6mm，電源容量 50kVA低頻電源16的通電時間0. 3秒 0. 5秒高頻電源18 :30kHz，50kW 輸出高頻電源18的通電時間0. 3秒 0. 6秒鋼板2的組成中，作為除鐵之外的成分，含有C(碳)0. 19重量％ 0. 重量％。
圖12是示意地說明在實(shí)施例1中自低頻電源16和高頻電源18施加電カ的圖。首先，自低頻電源16施加電カ來進(jìn)行焊接。如圖12所示，在第1通電和第2通電這兩階段的通電投入低頻電源16。將利用第1通電產(chǎn)生的第1電流的升高設(shè)為1個周期，接著，將保持第1電流的最大值的第1通電設(shè)為兩個周期。第1電流的值的最大值約為9kA。 在第1通電之后，進(jìn)行1個周期的冷卻，然后進(jìn)行第2通電。將利用第2通電產(chǎn)生的第2電流值的最大值設(shè)為7. 5kA地通電14個周期。利用低頻電源16進(jìn)行的兩階段通電還包含冷卻等在內(nèi)為17個周期。1個周期為0.02秒，因此，焊接時間為0.34秒。在自低頻電源16 的第2通電結(jié)束之后，立即自高頻電源18施加電カ0. 3秒或0. 6秒。高頻投入電カ為6kW。實(shí)施例2在實(shí)施例2中，將高頻投入電カ設(shè)為16kW，施加0. 3秒或0. 6秒。自低頻電源6的電カ通入與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3在實(shí)施例3中，將高頻投入電カ設(shè)為27kW，施加0.3秒或0.6秒。自低頻電源16 的電カ通入與實(shí)施例1相同。比較例作為相對于實(shí)施例1 實(shí)施例3的比較例，不施加高頻電源8，而通過低頻電源6 的通電進(jìn)行焊接。即，進(jìn)行通常的點(diǎn)焊。進(jìn)行實(shí)施例及比較例的焊接試樣的十字拉伸試驗(yàn)，求出斷裂載荷。圖13是表示實(shí)施例及比較例的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的后補(bǔ)加熱時的高頻投入電カ和十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷的圖。圖13中的橫軸是高頻投入電カ(kW)，縱軸是斷裂載荷 (kN)。在實(shí)施例1中將高頻投入電カ設(shè)為6kW的焊接構(gòu)造構(gòu)件的樣本數(shù)在通電時間為0. 3 秒及0. 6秒的情況下各為三個。由圖13可明確，在通電時間為0. 3秒及0. 6秒的情況下成為大致相同的斷裂載荷，斷裂載荷約為4. 5kN、6. 3kN、9. 3kN。焊接構(gòu)造構(gòu)件1均為母材斷裂。在實(shí)施例2中將高頻投入電カ設(shè)為16Kw的焊接試樣的樣本數(shù)在通電時間為0. 3 秒及0. 6秒的情況下各為三個。由圖13可明確，在通電時間為0. 3秒及0. 6秒的情況下成為大致相同的斷裂載荷，斷裂載荷約為8kN、9. 5kN、9. 5kN。焊接構(gòu)造構(gòu)件1均為母材斷裂。在實(shí)施例3中將高頻投入電カ設(shè)為27Kw的焊接試樣的樣本數(shù)在通電時間為0. 3 秒及0. 6秒的情況下各為兩個。由圖13可明確，在通電時間為0. 3秒及0. 6秒的情況下成為大致相同的斷裂載荷，斷裂載荷約為10kN、llkN。焊接構(gòu)造構(gòu)件1均為母材斷裂。比較例的焊接構(gòu)造構(gòu)件的樣本數(shù)為三個，斷裂載荷約為3. 5kN 4kN。比較例的焊
接構(gòu)造構(gòu)件的斷裂推斷為熔融凝固部的斷裂，未能得到實(shí)施例1 實(shí)施例3那樣的母材斷 m農(nóng)。實(shí)施例1 實(shí)施例3的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷能夠容易地得到作為比較例的情況下的斷裂載荷的4kN以上。在調(diào)整了后補(bǔ)加熱中的高頻電カ的情況下，本發(fā)明的焊接構(gòu)造構(gòu)件1的十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷能夠達(dá)到8kN以上。該斷裂載荷是以往的焊接構(gòu)造構(gòu)件的斷裂載荷的兩倍以上的強(qiáng)度。因而，與僅利用低頻電源16進(jìn)行點(diǎn)焊的情況相比，利用實(shí)施例1 實(shí)施例3的焊接構(gòu)造構(gòu)件1得到的斷裂載荷能夠顯著地提高斷裂載荷。另外，只要鋼板2的含碳量在0. 19重量％ 0. 重量％左右的范圍內(nèi)，就能夠相比于比較例顯著提高斷裂載荷。圖14是表示在實(shí)施例1中制成的點(diǎn)焊構(gòu)件1的點(diǎn)焊部3的大致中央截面中的硬度分布的一例子的圖。圖14中的橫軸表示點(diǎn)焊部3沿著鋼板2、2的重合部的方向的位置，與點(diǎn)焊部3的截面相對比地表示。圖14中的縱軸是維氏硬度(HV)。點(diǎn)焊前的鋼板(母材)2的維氏硬度(HV)為470HV。由圖14可知，測定位置的左側(cè)、即熱影響部5左外部側(cè)的硬度為520HV 550HV，熱影響部5左側(cè)的硬度為650HV 600HV，熔融凝固部4的硬度為520HV 600HV，熱影響部5右側(cè)的硬度為550HV 620HV，熱影響部5右外部側(cè)的硬度為470HV 500HV。圖14中的硬度分布是實(shí)施例1的一例子，在實(shí)施例1 實(shí)施例3中均能夠得到同樣的結(jié)果。圖15是表示在比較例中制成的點(diǎn)焊構(gòu)造構(gòu)件的點(diǎn)焊部的大致中央截面中的硬度分布的圖。圖15中的橫軸及縱軸與圖14相同。由圖15可知，熱影響部外部側(cè)的硬度與母材同為470HV，熱影響部和熔融凝固部的強(qiáng)度為570HV 620HV。對實(shí)施例1及比較例的點(diǎn)焊部3的硬度分布進(jìn)行比較，在實(shí)施例1中，熔融凝固部4與熱影響部5的硬度并不一致，自熱影響部5向熔融凝固部4地硬度降低，熔融凝固部4的中央部的硬度與熱影響部5的外部6的硬度為相同程度。并且，在實(shí)施例1的點(diǎn)焊部3中，熱影響部5的外部6的硬度是比母材的硬度高一些的硬度。該硬度的上升為OHV +80HV的范圍。并且，由圖14所示的實(shí)施例1可明確，與比較例相比，在熱影響部5的最外周部存在600HV 650HV這樣的硬度上升的部分。圖16是實(shí)施例1的點(diǎn)焊部的示意的局部剖視圖，圖17是表示對圖16中的A所示的區(qū)域的硬度進(jìn)行測定的結(jié)果的圖。相對于圖14中的實(shí)施例1的硬度分布是沿著包含凸部4A的鋼板2的重合部分的線狀分布，圖17表示對包含熔融凝固部4、其凸部4A和熱影響部5的面狀的硬度分布進(jìn)行測定的結(jié)果， 標(biāo)記是硬度的測定點(diǎn)(11點(diǎn))。熔融凝固部4內(nèi)的3點(diǎn)、具體地講是凸部4A的根部的3點(diǎn)的硬度為430HV。熔融凝固部4的硬度超過硬度550HV的點(diǎn)在圖示的范圍內(nèi)僅有3點(diǎn)，其他5點(diǎn)的硬度為501HV M5HV左右。可明確除上述3點(diǎn)之外的硬度是明顯低于比較例那樣的熔融凝固部和熱影響部的平均硬度589HV的硬度。對熔融凝固部4和其凸部4A進(jìn)行更詳細(xì)地說明。在鋼板2的重合部中，熔融凝固部4的凸部4A是施加負(fù)荷最多的部位，該部位的韌性對于焊接部的斷裂特性較為重要。在本發(fā)明中，熔融凝固部4的端部形成凸部4A，且成為軟質(zhì)的部位，其具有緩和應(yīng)力的作用。在以往的點(diǎn)焊過程中，形成在熔融凝固部的端部的凸部被稱作板間噴濺部等，其為偶然發(fā)生的現(xiàn)象，在材質(zhì)上也無法控制。相對于此，在本發(fā)明中，通過利用高頻通電對鋼板2加熱，能夠控制包含熔融凝固部4的凸部4A的狀態(tài)。將圖17中說明的硬度的面分布和圖13中說明的十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷進(jìn)行對比，推斷出十字拉伸試驗(yàn)時的斷裂載荷上升的起因在于，熔融凝固部4和熱影響部5的硬度低于比較例的熔融凝固部和熱影響部的平均硬度589HV，韌性升高。因此，在熔融凝固部4和熱影響部5中產(chǎn)生的硬度較高的部位有可能散布在熔融凝固部4和熱影響部5內(nèi)。這樣推斷出，在實(shí)施例1中，在使用以往的點(diǎn)焊方法的情況下會在負(fù)荷試驗(yàn)中成為斷裂路徑的部位的硬度受到抑制，成為富有韌性的組織狀態(tài)，從而能夠得到高強(qiáng)度的接合強(qiáng)度?；蛘撸ㄟ^將該硬度受到抑制、富有韌性的組織包圍或者約束在硬度較高的部位，有可能得到高強(qiáng)度的接合強(qiáng)度。圖18是表示在圖16中用B表示的熱影響部5的金屬組織的掃描型電子顯微鏡圖像(SEM圖像)。焊接部的表面的金屬組織利用專利文獻(xiàn)3及非專利文獻(xiàn)2所公開的電解研磨法平坦化。如圖18所示，虛線狀的部分是鋼板2相互間的接合面，可明確鋼板2相互間充分地固相接合。圖19是表示在圖17中用C表示的熔融凝固部4的金屬組織的SEM圖像。焊接部3的表面的金屬組織利用在圖18中說明的電解研磨法平坦化。由圖19可明確，硬度為430HV的熔融凝固部4的金屬組織具有分散有微細(xì)碳化物的馬氏體組織。這樣地分散有微細(xì)碳化物的狀態(tài)作為使馬氏體組織的強(qiáng)度和韌性同時成立的方法也是有效的，增大顆粒分散指數(shù)(=(顆粒直徑的平方根)/顆粒間隔)的做法是有效的。圖19是表示在圖17的熱影響部5中硬度最高的D點(diǎn)的金屬組織的SEM圖像。點(diǎn)焊部3的表面的金屬組織利用在圖18中說明的電解研磨法平坦化。由圖19可明確，硬度為728HV的熱影響部5的金屬組織并未產(chǎn)生分散有微細(xì)碳化物的馬氏體組織。不言而喻，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠在權(quán)利要求書所述的發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形，它們也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。上述實(shí)施方式中的高頻電力并不限定于后補(bǔ)加熱，也可以用于預(yù)備加熱和后補(bǔ)加熱。低頻電力的施加時間、高頻電力的施加時間能夠與鋼板2的碳組成等、形狀相應(yīng)地適當(dāng)設(shè)計(jì)，從而得到規(guī)定的十字?jǐn)嗔褟?qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種焊接構(gòu)造構(gòu)件，該焊接構(gòu)造構(gòu)件由將鋼板的面相互間重合、通過點(diǎn)焊形成焊接部接合起來的上述鋼板構(gòu)成，其特征在干，上述焊接部自該接合部的接合端部向中心部逐漸變軟。
2.一種焊接構(gòu)造構(gòu)件，該焊接構(gòu)造構(gòu)件由將鋼板的面相互間重合、通過點(diǎn)焊形成焊接部接合起來的上述鋼板構(gòu)成，其特征在干，上述焊接部包括熔融凝固部和包圍該熔融凝固部的熱影響部；上述面的硬度自上述熱影響部的外側(cè)區(qū)域向該熱影響部逐漸變硬，并且自上述熱影響部向上述熔融凝固部的中心部逐漸變軟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，在將上述熱影響部相對于上述鋼板的最大硬度的上升量設(shè)為H的情況下，上述熔融凝固部的中心部的硬度相對于上述熱影響部的最大硬度的部位軟化上述H的1/2以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述熱影響部的金屬組織具有由硬質(zhì)相和軟質(zhì)相構(gòu)成的微細(xì)復(fù)合組織。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述熔融凝固部的金屬組織由分散有微細(xì)碳化物的馬氏體組織構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，在將分散到上述熔融凝固部和上述熱影響部的軟部位的上述碳化物的顆粒直徑設(shè)為 d，該顆粒之間的間隔設(shè)為L吋，用下述式(1)表示的上述碳化物的顆粒分散指數(shù)為0. 02以上，顆粒分散指數(shù)=(顆粒直徑的平方根)/顆粒間隔=(d)1/2/L (I)0
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述碳化物的顆粒直徑為IOnm以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述碳化物的顆粒體積率在1 % 10 %的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2 8中的任一項(xiàng)所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述鋼板的上述熱影響部的部分相互間固相接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述熱影響部的固相接合具有如下接合強(qiáng)度上述焊接部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂路徑成為沿著除上述熔融凝固部之外的區(qū)域裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑、或者成為沿著上述熔融凝固部和上述熱影響部之間的邊界附近裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求2 10中的任一項(xiàng)所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，在上述熔融凝固部和上述熱影響部之間的邊界區(qū)域中，上述熔融凝固部具有沿著該重合部突出到上述熱影響部的區(qū)域內(nèi)的凸部。
12.根據(jù)權(quán)利要求2 11中的任一項(xiàng)所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述鋼板由碳含量為0. 15質(zhì)量％以上的鋼板構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求2 12中的任一項(xiàng)所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，上述焊接部的十字拉伸試驗(yàn)的斷裂路徑成為沿著除上述熔融凝固部之外的區(qū)域裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑，或者成為沿著上述熔融凝固部和上述熱影響部之間的邊界附近裂紋擴(kuò)展的斷裂路徑。
14.一種焊接方法，該焊接方法用一對電極夾著將面相互間重合后的鋼板，向上述ー對電極之間施加直流或者第1頻率的電力，利用形成的焊接部將上述鋼板相互間點(diǎn)焊，其特征在干，對上述電極施加比上述第1頻率高的第2頻率的電カ；利用上述第2頻率的電カ對上述鋼板和上述一對電極相接觸的區(qū)域的外周部附近加執(zhí).并且，對上述焊接部的鋼板相互重合的接合端部區(qū)域加熱。
15.一種焊接方法，該焊接方法用一對電極夾著將面相互間重合后的鋼板，向上述ー對電極之間施加直流或者第1頻率的電力，利用包括熔融凝固部和包圍該熔融凝固部的熱影響部的焊接部將上述鋼板相互間點(diǎn)焊，其特征在干，向上述電極施加比上述第1頻率高的第2頻率的電カ；利用上述第2頻率的電カ對上述鋼板和上述一對電極相接觸的區(qū)域的外周部附近加執(zhí).并且，對與上述熱影響部的外周部接觸的鋼板相互重合的接合端部區(qū)域加熱。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的焊接構(gòu)造構(gòu)件，其特征在干，在利用上述直流或者上述第1頻率的電カ進(jìn)行點(diǎn)焊之后施加上述第2頻率的電力。
全文摘要
本發(fā)明提供焊接構(gòu)造構(gòu)件及焊接方法。該焊接構(gòu)造構(gòu)件(1)是將鋼板(2)的面相互間重合，通過點(diǎn)焊形成焊接部接合而成的，其中，焊接部(3)包括熔融凝固部(4)和包圍熔融凝固部(4)的熱影響部(5)，面的硬度自熱影響部(5)的外側(cè)區(qū)域(6)向該熱影響部(5)逐漸變硬，并且自熱影響部(5)向熔融凝固部(4)的中心部逐漸變軟。在熔融凝固部(4)和熱影響部(5)的邊界區(qū)域中，熔融凝固部(4)也可以具有沿著該重合部突出到熱影響部(5)的區(qū)域內(nèi)的凸部(4A)。鋼板(2)由碳含量為0.15質(zhì)量％以上的鋼板構(gòu)成。
文檔編號C22C38/00GK102596481SQ201080044049
公開日2012年7月18日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者三宅昌幸, 中西榮三郎, 八田宗久, 川嵜一博, 早川正夫, 板垣孟彥, 生田文昭, 金井隆彥, 長井壽 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社, 獨(dú)立行政法人物質(zhì)·材料研究機(jī)構(gòu), 高周波熱煉株式會社