(57)【要約】【課題】溶接時間を短縮し、生産性を向上させることができるプレス成形品の製造方法を提供する。  【解決手段】本体鋼板１と補強鋼板２との重ね合わせ部３をレーザー溶接することにより、本体鋼板１と補強鋼板２を接合して重ね合わせブランク１０を形成する。この重ね合わせブランク１０をオーステナイト変態温度以上の温度に加熱することにより重ね合わせブランク１０をオーステナイトに変態せしめる。そして、オーステナイトに変態された重ね合わせブランク１０を金型６でプレス成形すると同時に急冷してマルテンサイトに変態せしめることにより、プレス成形品を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体鋼板と補強鋼板との重ね合わせ部をレーザー溶接することにより、前記本体鋼板と  前記補強鋼板を接合して重ね合わせブランクを形成する工程と、
前記重ね合わせブランクをオーステナイト変態温度以上の温度に加熱することにより、  前記重ね合わせブランクをオーステナイトに変態せしめる工程と、
オーステナイトに変態された前記重ね合わせブランクを金型でプレス成形すると同時に急冷してマルテンサイトに変態せしめることにより、プレス成形品を形成する工程と、を備えることを特徴とするプレス成形品の製造方法。
【請求項２】
前記レーザー溶接は溶接パターンが前記重ね合わせ部の全体に渡って配置されるようにレーザービームが走査されることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項３】
前記レーザー溶接は溶接パターンが前記重ね合わせ部の全体に渡って配置され、かつ該溶接パターンが唯一の一筆書きパターンとなるようにレーザービームが走査されることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
【請求項４】
前記レーザー溶接は溶接パターンが波形、直線形、格子形、輪形、弧形、螺旋形のいずれかになるようにレーザービームが走査されることを特徴とする請求項１または２に記載のプレス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形品の製造方法に関し、特に、重ね合わせブランクを熱間プレスする工程を含むプレス成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、本体鋼板と補強鋼板とを重ね合わせ、この重ね合わせ部をスポット溶接することにより、両鋼板を接合して重ね合わせブランクを形成し、この重ね合わせブランクを熱間プレスすることにより、補強鋼板により局部的に補強され、しかも引張強度が高いプレス成形品を製造する方法が記載されている。
【０００３】
一般に熱間プレスとは、オーステナイト変態温度以上の温度に加熱した鋼板を金型によりプレス成形と同時に急冷するというものである。この熱間プレスによれば、プレス成形と同時に金型による急冷効果により鋼板が焼き入れ強化されるため、鋼板の強度を飛躍的に大きくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９３７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、重ね合わせ部をスポット溶接することにより両鋼板を接合していたので、溶接時間が長く生産性が悪いという問題があった。また、スポット溶接によれば、重ね合わせブランクは点接合されることになるため、接合強度及び剛性が不十分であるという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題に鑑み、本発明のプレス成形品の製造方法は、本体鋼板と補強鋼板との重ね合わせ部をレーザー溶接することにより、前記本体鋼板と前記補強鋼板を接合して重ね合わせブランクを形成する工程と、前記重ね合わせブランクをオーステナイト変態温度以上の温度に加熱することにより、前記重ね合わせブランクをオーステナイトに変態せしめる工程と、オーステナイトに変態された前記重ね合わせブランクを金型でプレス成形すると同時に急冷してマルテンサイトに変態せしめることにより、プレス成形品を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、重ね合わせ部をレーザー溶接することにより両鋼板を接合して重ね合わせブランクを形成しているので、スポット溶接に比して溶接時間を短縮し、生産性を向上させることができることに加えて、重ね合わせブランクの接合面積を大きくすることができるため、その接合強度及び剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態におけるプレス成形品の製造工程図である。
【図２】波形の溶接パターンを示す平面図である。
【図３】波形の溶接パターンの変形例を示す平面図である。
【図４】波形以外の他の溶接パターンを示す平面図である。
【図５】レーザー溶接により形成された重ね合わせ部材（ピラーレインフォースメント）を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態における車体側部構造の製造方法を図１に基づいて説明する。
【００１０】
先ず、本体鋼板１上に補強鋼板２を重ね合わせる。補強鋼板２は本体鋼板１の引張強度を局部的に高めたい領域に載置され、この例では平面図で見ると補強鋼板１は本体鋼板１の中に完全に含まれている。この場合、本体鋼板１と補強鋼板２を治具で押圧し、両鋼板を密着させている。
【００１１】
そして、本体鋼板１上に補強鋼板２をレーザー加工装置によりレーザー溶接する。レーザー加工装置は周知であるが、例えばレーザー加工ヘッドに光ファイバーを介してレーザー発振器が接続され、レーザー発振器によって発生されたレーザービームがレーザー加工ヘッドから出力されるようになっている。
【００１２】
この工程では、補強鋼板２の上方から重ね合わせ部３に向けてレーザービームを照射し、このレーザービームを所定の経路で走査し、両鋼板を溶融させることにより両鋼板を接合し、重ね合わせブランク１０を形成する。レーザー発振器の出力は鋼板の厚さにより異なるが、例えば、両鋼板の厚さがそれぞれ１ｍｍの場合は４ＫＷ程度である。レーザービームの照射領域は静止状態では円径であり、その直径は０．５〜１．０ｍｍ程度、走査速度は３〜８ｍ／分程度である。このレーザービームの走査により溶接パターン４が形成される。この溶接パターン４は溶接部の平面パターンであるが、その詳細については後述する。
【００１３】
次に、重ね合わせブランク１０を加熱炉５に投入し、オーステナイト変態温度以上の温度に加熱することにより、前記重ね合わせブランクをオーステナイトに変態せしめる。オーステナイト変態温度は鋼板の炭素含有量によっても異なるが、例えば８７０℃である。
【００１４】
次に、オーステナイトに変態された重ね合わせブランク１０を加熱炉５から取り出して金型６にセットし、金型６でプレス成形すると同時に、フェライト変態開始温度（Ａｒ３）より高い温度から急冷してマルテンサイトに変態せしめることにより、焼き入れ強化する。この工程はダイクエンチ、ホットスタンプと称されるものである。その後、金型６を開放して、重ね合わせブランク１０からなるプレス成形品を取り出す。
【００１５】
このようにして製造されたプレス成形品（重ね合わせブランク１０）は、本体鋼板１及び補強鋼板２の引張強度をそれぞれ１．５Ｇｐａ以上に高めることが可能であり、重ね合わせ部分３はさらに高い強度を持たせることもできる。
【００１６】
このように、本実施形態によるプレス成形品の製造方法によれば、重ね合わせ部３をレーザー溶接することにより両鋼板を接合して重ね合わせブランク１０を形成しているので、スポット溶接に比して溶接時間を短縮し、生産性を向上させることができることに加えて、重ね合わせブランク１０の接合面積を大きくすることができるため、その接合強度及び剛性を高くすることができる。
【００１７】
この場合、レーザービームの走査により形成される溶接パターン４は基本的には走査経路に沿った線状のパターンであるが、これを重ね合わせ部３の全体に渡って拡げることにより、実質的には面接合に近い接合状態を得ることができるため、さらに接合強度及び剛性を高くすることができる。
【００１８】
次に、このレーザービームの走査により形成される溶接パターン４の例を図２乃至図４に基づいて説明する。図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、本体鋼板１上に補強鋼板２が重ね合わされ、この重ね合わせ部３に波形の溶接パターン４が形成される。
このように溶接パターン４を波形とすることにより、接合面積を重ね合わせ部３の縦方向及び横方向に平面的に広げることができる。この溶接パターン４は重ね合わせ部３の全体に渡って配置されている。
【００１９】
図２（ａ）及び図２（ｃ）の溶接パターン４は、複数本の波形パターンが縦方向または横方向に並設されている。図２（ｂ）及び図２（ｄ）の溶接パターン４は単一の基点と単一の終点を持っている、いわゆる一筆書きパターンになっており、レーザービーム走査を断続的ではなく連続して行うことができることから、溶接時間をさらに短縮することができる。図２（ａ）及び図２（ｃ）の溶接パターン４も個々のパターンについては一筆書きになっているが、図２（ｂ）及び図２（ｄ）の溶接パターン４は、レーザービームの連続走査により、唯一の一筆書きパターンが重ね合わせ部３の全体に拡がっている点で異なっている。
【００２０】
図３は、波形の溶接パターン４の変形例を示す図である。図３（ａ）の溶接パターン４は円弧を折り返しながら波状に繰り返し接続したものである。図３（ｂ）の溶接パターン４は円弧と直線を波状に繰り返し接続したものである。図３（ｃ）の溶接パターン４は矩形波である。図３（ｄ）の溶接パターン４はサイン波である。これらの変形例の溶接パターンにおいても、レーザービームの連続走査により重ね合わせ部３の全体に渡って配置し、または唯一の一筆書きパターンとすることができる。
【００２１】
図４は、波形以外の他の種類の溶接パターン４を示す図である。図４（ａ）の溶接パターン４は基本形が直線形であり、複数の直線を平行に並べたものである。図４（ｂ）の溶接パターン４は、直線と直線を縦横に交差させてなる格子形である。図４（ｃ）の溶接パターン４は基本形が輪形であり、複数の輪からなるパターンを縦方向及び横方向に配列したものである。輪形には、円形、楕円形、多角形など輪（ループ）になっている形状を含む。
【００２２】
図４（ｄ）の溶接パターン４は基本形が弧形であり、複数の弧からなるパターンを縦方向及び横方向に配列したものである。この場合、「弧」には、円弧などの輪の一部が含まれる。これらの種類の溶接パターンにおいても、重ね合わせ部３の全体に渡って配置することができる。なお、図示しないが、溶接パターン４は螺旋形、渦巻き形であって良く、この場合は、重ね合わせ部３の全体に渡って配置し、かつ唯一の一筆書きパターンとすることができる。
【００２３】
上述の製造方法は、例えば、自動車の車体側部の上下方向に設けられるセンターピラーに好適に適用することができる。センターピラーというのは、ピラーアウターパネルとピラーインナーパネルの間にピラーレインフォースメントを備えて構成される自動車部品である。ピラーレインフォースメントは乗員の胸部に対応する高さに対応する領域の引張強度を局部的に高くしている。
【００２４】
図５に示すように、このピラーレインフォースメントを形成するための重ね合わせブランク１０Ａは、本体鋼板１Ａの当該領域に補強鋼板２Ａが重ね合わせ、この重ね合わせ部３Ａをレーザー溶接することにより形成される。レーザー溶接工程、その後の加熱工程、ダイクエンチ工程は上述の通りである。
【符号の説明】
【００２５】
１，１Ａ  本体鋼板
２，２Ａ  補強鋼板
３，３Ａ  重ね合わせ部
４  溶接パターン
５  加熱炉
６  金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月27日(2019.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
以下、本発明の実施形態におけるプレス成形品の製造方法を図１に基づいて説明する。