(57)【要約】  優れた剥離強度と寸法精度を有する重ねレーザ溶接継手の提供。  鋼板２、３が積層して形成され、表面が略Ｃ字形状の溶接部４を複数個配列した重ねレーザ溶接継手１で、溶接部４は配列方向に延びた第１線状部４ａと、第１線状部４ａの両端に形成された表面が半円形状である第２線状部４ｂとからなり、半円形状の半径Ｒ（ｍｍ）と板厚がより大きい方の鋼板２、３の板厚ｔ（ｍｍ）（鋼板２、３が同じ板厚の場合は、同じ板厚ｔ）とが０＜Ｒ≦１．５ｔ、鋼板２、３間の隙間Ｇ（ｍｍ）が０．２５ｔ以下、隣接する溶接部間のピッチλ（ｍｍ）と線状部４ａ、４ｂの長さの和の溶接長ｌ（ｍｍ）とが０．４≦ｌ／λ＜０．７、板厚ｔが４．０ｍｍ以下、鋼板２、３の接触部の端部と溶接部４との間隔Ｘ（ｍｍ）が２ｔ≦Ｘ≦４ｔ、板厚ｔと溶接部４の幅Ｗ（ｍｍ）とが０．３≦Ｗ／ｔ≦１．０、を満たし、鋼板２、３の少なくとも一方は特定の成分組成および引張強さＴＳを有する。
2017159425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの鋼板を有し、
前記二つの鋼板が積層された状態で溶接接合されて形成された溶接部で、その表面が略Ｃ字形状である溶接部を複数個配列した状態で有する重ねレーザ溶接継手であって、
前記溶接部の夫々は、配列方向に延びている第１線状部と、該第１線状部の両端夫々に形成された表面が半円形状である第２線状部と、からなり、
前記半円形状の半径Ｒ（ｍｍ）と板厚がより大きい方の鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）（前記二つの鋼板が同じ板厚を有する場合は、前記同じ板厚を前記板厚ｔとする）とが式（１）を満たし、
前記二つの鋼板間の隙間Ｇ（ｍｍ）と前記板厚ｔとが式（２）を満たし、
隣接する前記溶接部間のピッチλ（ｍｍ）に対する、各溶接部における前記第１線状部と前記第２線状部との長さの和である溶接長ｌ（ｍｍ）の比：ｌ／λが式（３）を満たし、
前記板厚ｔが式（４）を満たし、
前記二つの鋼板の接触部の端部と溶接部との間隔Ｘ（ｍｍ）が式（５）を満たし、
前記板厚ｔに対する溶接部の幅Ｗ（ｍｍ）の比：Ｗ／ｔが式（６）を満たし、
前記二つの鋼板のうち少なくとも一つの鋼板は、
質量％で、
Ｃ：０．０７％超え０．２５％以下、
Ｐ＋Ｓ：０．０３％未満、
Ｍｎ：１．８％以上３．０％以下、
Ｓｉ：１．２％超え１．８％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
引張強さＴＳが９８０ＭＰａ以上である重ねレーザ溶接継手。
０＜Ｒ≦１．５ｔ  ・・・（１）
Ｇ≦０．２５ｔ    ・・・（２）
０．４≦ｌ／λ＜０．７  ・・・（３）
ｔ≦４．０ｍｍ          ・・・（４）
２ｔ≦Ｘ≦４ｔ          ・・・（５）
０．３≦Ｗ／ｔ≦１．０  ・・・（６）
【請求項２】
請求項１に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、
二つに鋼板を重ねて積層し、
積層された前記二つの鋼板の表面に対してレーザを照射する片側溶接を行う、重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項３】
前記二つの鋼板のうち、板厚がより大きい方の鋼板の側からレーザ溶接を行う請求項２に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の重ねレーザ溶接継手を有する自動車用骨格部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重ねレーザ溶接継手、該溶接継手の製造方法および上記溶接継手を用いて成形された自動車用骨格部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフランジ部分を持った自動車の構造部材の溶接には抵抗スポット溶接が行われている。しかし、抵抗スポット溶接には、溶接に時間がかかるという問題、分流によって発熱量が低下するためにピッチを狭くすることができないという問題、さらには溶接機のガンによる空間的な制約があるという問題がある。そのため、近年、従来の抵抗スポット溶接の他に、レーザ溶接の検討がなされている。レーザ溶接では、板の隙間（板隙）が大きくなり過ぎると溶け落ちが発生する。一方、亜鉛めっき鋼板では、適正な板隙を確保しないと重ね面の亜鉛めっきが蒸気化してスパッタとなるため、板隙の制御が必要となる。【０００３】
例えば、特許文献１では、断面形状が略ハット形状のフレーム部品のフランジ部と、該フランジ部に対向して配置する他のフレーム部品またはパネル部品とを溶接して閉断面を構成する自動車用骨格部品であって、溶接位置座標を、フランジ部と他のフレーム部品またはパネル部品との接触位置の端部を０とし、フランジ部のフランジ外端側を（−）、略ハット形状における縦壁側を（＋）とした座標系で表し、略ハット形状の縦壁部とフランジ部を繋ぐ円弧状部の半径をＲ（ｍｍ）としたときに、下式で表される位置Ｘを片側溶接方法にて連続溶接してなることを特徴とする自動車用骨格部品が開示されている。
＋√（２Ｒａ−ａ２）≧Ｘ＞１．５    ただし、Ｒ≧２（単位：ｍｍ)、ａ：溶接可能な間隙量
また、特許文献２では、折り曲げ部、および該折り曲げ部に続くフランジを有する一の鋼板と、他の一または複数の鋼板とを前記フランジで重ね合わせ、該重ね合わせ部に、第１のレーザ溶接を行って第１のレーザ溶接部を形成し、該第１のレーザ溶接部の温度がＭｆ点未満に低下した後に、形成された前記第１のレーザ溶接部に関して折り曲げ部の反対側となる第１のレーザ溶接部の近傍の領域に、第２のレーザ溶接を行って第２のレーザ溶接部を形成するとともに、該第２のレーザ溶接により第１のレーザ溶接部の熱影響部を焼き戻し処理して当該熱影響部の硬さを第２のレーザ溶接部の熱影響部の硬さの９０％以下とすることによってレーザ溶接構造部材を製造することを特徴とするレーザ溶接構造部材の製造方法が開示されている。【０００４】
また、特許文献３では、少なくとも一方がハット型断面形状鋼板からなる閉断面構造の衝撃吸収部材において、ハット型断面形状鋼板のフランジ部の長手方向に沿って断続的に形成された溶接ビードの１箇所当たりの溶接長Ｌと溶接ピッチλの比（Ｌ／λ）が０．２以上０．９５以下であり、かつフランジ部の重ね合わせ面での溶融幅Ｗと板厚ｔの比（Ｗ／ｔ）が１．０以上、３．０以下であることを特徴とする衝撃吸収特性に優れた衝撃吸収部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４０１１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２５０４号公報
【特許文献３】特開２００６−１４２９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、略ハット形状のフランジ部と、他の部品とが接触してない部分を連続溶接するため、入熱量が多くなって熱歪が大きくなり、寸法精度が落ちるという問題がある。【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、レーザ溶接を２回行うため、溶接時間がかかり、熱歪が大きくなり、寸法精度が落ちるという問題がある。【０００８】
また、特許文献３に記載の技術では、衝撃吸収特性に着目したものであり、剥離強度については何ら考慮されておらず、十分な剥離強度を得ることができないという問題がある。【０００９】
そこで、本発明では、十分な剥離強度を確保すると共に、熱歪による変形を低減させて寸法精度を向上させることが可能な重ねレーザ溶接継手、該溶接継手の製造方法および上記溶接継手を用いて成形された自動車用骨格部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、フランジ部等を有する部品と他の部品を溶接した継手において、剥離強度の向上と寸法精度の向上のためには、（ａ）溶接線両端部の形状、（ｂ）部品と部品の間の隙間の大きさの２点を制御し、より好ましくは、さらに（ｃ）フランジ幅方向での溶接位置、（ｄ）フランジ長手方向の溶接割合、（ｅ）溶接線の幅の３点も制御することにより、剥離強度の向上および寸法精度の向上を実現できることを知見した。【００１１】
本発明は上記の知見に基づいて完成したものであり、その要旨は、以下の通りである。【００１２】
本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］二つの鋼板を有し、
前記二つの鋼板が積層された状態で溶接接合されて形成された溶接部で、その表面が略Ｃ字形状である溶接部を複数個配列した状態で有する重ねレーザ溶接継手であって、
前記溶接部の夫々は、配列方向に延びている第１線状部と、該第１線状部の両端夫々に形成された表面が半円形状である第２線状部と、からなり、
前記半円形状の半径Ｒ（ｍｍ）と板厚がより大きい方の鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）（前記二つの鋼板が同じ板厚を有する場合は、前記同じ板厚を前記板厚ｔとする）とが式（１）を満たし、
前記二つの鋼板間の隙間Ｇ（ｍｍ）と前記板厚ｔとが式（２）を満たし、
隣接する前記溶接部間のピッチλ（ｍｍ）に対する、各溶接部における前記第１線状部と前記第２線状部との長さの和である溶接長ｌ（ｍｍ）の比：ｌ／λが式（３）を満たし、
前記板厚ｔが式（４）を満たし、
前記二つの鋼板の接触部の端部と溶接部との間隔Ｘ（ｍｍ）が式（５）を満たし、
前記板厚ｔに対する溶接部の幅Ｗ（ｍｍ）の比：Ｗ／ｔが式（６）を満たし、
前記二つの鋼板のうち少なくとも一つの鋼板は、
質量％で、
Ｃ：０．０７％超え０．２５％以下、
Ｐ＋Ｓ：０．０３％未満、
Ｍｎ：１．８％以上３．０％以下、
Ｓｉ：１．２％超え１．８％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
引張強さＴＳが９８０ＭＰａ以上である重ねレーザ溶接継手。
０＜Ｒ≦１．５ｔ  ・・・（１）
Ｇ≦０．２５ｔ    ・・・（２）
０．４≦ｌ／λ＜０．７  ・・・（３）
ｔ≦４．０ｍｍ          ・・・（４）
２ｔ≦Ｘ≦４ｔ          ・・・（５）
０．３≦Ｗ／ｔ≦１．０  ・・・（６）
［２］前記［１］に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、
二つに鋼板を重ねて積層し、
積層された前記二つの鋼板の表面に対してレーザを照射する片側溶接を行う、重ねレーザ溶接継手の製造方法。
［３］前記二つの鋼板のうち、板厚がより大きい方の鋼板の側からレーザ溶接を行う前記［２］に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
［４］前記［１］に記載の重ねレーザ溶接継手を有する自動車用骨格部品。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、十分な剥離強度を確保すると共に、熱歪による変形を低減させて寸法精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の重ねレーザ溶接継手の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の重ねレーザ溶接継手の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の重ねレーザ溶接継手の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の重ねレーザ溶接継手を構成する溶接部の上面図である。
【図５】実施例で用いた重ねレーザ溶接継手の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
＜自動車用骨格部品＞
本発明の自動車用骨格部品は、以下の重ねレーザ溶接継手を成形して得られる。本発明の自動車用骨格部品は、センターピラーに適用することが好ましい。センターピラーでは、剥離強度を確保することが重要であり、本発明の自動車用骨格部品を適用したセンターピラーは、十分な剥離強度を有する。
【００１７】
＜重ねレーザ溶接継手＞
本発明の重ねレーザ溶接継手１は、少なくとも二つの鋼板が積層されている。図１は、本発明の重ねレーザ溶接継手１の一例を示す斜視図である。図１では、断面形状が略ハット形状の鋼板２（フレーム部品）のフランジ部２ｂと、該フランジ部２ｂに対向して配置される他のフレーム部品またはパネル形状の鋼板３とが溶接されて閉断面を構成する重ねレーザ溶接継手１を示す。この重ねレーザ溶接継手１を成形して自動車用骨格部品が得られる。
【００１８】
以下では、本発明の重ねレーザ溶接継手１としては、このようなフランジ部とフレーム部品またはパネル部品とが溶接されたものを含め、鋼板２、３が積層されたものという表現を用いて説明する。また、本発明の重ねレーザ溶接継手１としては、二つの鋼板２、３が積層される場合を例に説明するが、３枚以上の鋼板が積層されていてもよい。
【００１９】
図１に示すように、本発明の重ねレーザ溶接継手１は、鋼板２、３が積層されている。鋼板２は、フランジ部とそれ以外の部分からなり、縦壁部２ａとフランジ部２ｂを有している。
【００２０】
この鋼板２のフランジ部２ｂとパネル形状の鋼板３とが重ね合わされ、フランジ部２ｂの長手方向（図中、ｙ方向）に沿って断続的にレーザＬを照射することで、溶接ビード４（以下、溶接部４とも記す。）をフランジ部２ｂの長手方向に沿って断続的に複数個配列させることができる。溶接部４は、鋼板２、３を接合し、表面が略Ｃ字形状である。このようにして、フランジ部とそれ以外の部分からなる鋼板２とパネル形状の鋼板３とにより閉断面が構成される。
【００２１】
図２は、本発明の重ねレーザ溶接継手１の構成を示す上面図であり、図１における重ねレーザ溶接継手１をｚ軸負方向に観察した場合の図である。また、図３は、重ねレーザ溶接継手１の構成を示す断面図であり、図１における重ねレーザ溶接継手１のＡ−Ａ断面図であって、重ねレーザ溶接継手１の溶接部４の周辺を示す。また、図４は、重ねレーザ溶接継手１を構成する溶接部４の上面図である。
【００２２】
図２に示すように、各溶接部４は、溶接部４の配列方向（図中、ｙ方向）に延びている第１線状部４ａと、第１線状部４ａの両端夫々に形成された表面が半円形状である第２線状部４ｂとからなる。なお、より十分な剥離強度を得るためにも、複数の溶接部４夫々の第２線状部４ｂは、全てが同一の向きに形成されていることが好ましい。図２に示す例では、全ての第２線状部４ｂが第１線状部４ａに対してＸ軸正方向側に形成されている。
【００２３】
図４に示す、溶接部４の第２線状部４ｂの半円形状の半径Ｒ（ｍｍ）と板厚がより大きい方の鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）とについて、以下の式（１）を満たす。なお、本発明において、二つの鋼板２、３が同じ板厚を有する場合は、その同じ板厚を上記の板厚ｔとする。
０＜Ｒ≦１．５ｔ  ・・・（１）
また、図３に示すように、二つの鋼板２、３間の隙間Ｇ（ｍｍ）と板厚がより大きい方の鋼板の板厚ｔとについて、以下の式（２）を満たす。
Ｇ≦０．２５ｔ  ・・・（２）
また、図２に示す、隣接する溶接部４間のピッチλ（ｍｍ）と、各溶接部４の長さ、すなわち各溶接部４における第１線状部４ａと第２線状部４ｂとの全長さの和である溶接長ｌ（ｍｍ）とについて、ｌ／λが以下の式（３）を満たす。なお、ピッチλは、隣接する溶接部４の長手方向の中心間の距離である。
０．４≦ｌ／λ＜０．７  ・・・（３）
また、図３に示すように、鋼板２、３のうち板厚がより大きい方向の鋼板の板厚ｔは、以下の式（４）を満たす。
ｔ≦４．０ｍｍ  ・・・（４）
また、図２、３に示す、二つの鋼板２、３の接触部の端部（図中、符号０参照）と溶接部４との間隔Ｘ（ｍｍ）は、以下の式（５）を満たす。
２ｔ≦Ｘ≦４ｔ  ・・・（５）
また、図３に示す、板厚ｔと、溶接部４の幅Ｗ（ｍｍ）とについて、Ｗ／ｔが式（６）を満たす。
０．３≦Ｗ／ｔ≦１．０  ・・・（６）
本発明の重ねレーザ溶接継手１では、上記の式（１）および（２）を満たすように精密に調整するからこそ、十分な剥離強度を確保すると共に、熱歪による変形を低減させて寸法精度を向上させることができる。さらに、上記の式（３）〜（６）を満たすように精密に調整することで、十分な剥離強度を確保すると共に、熱歪による変形を低減させて寸法精度をより向上させることができる。
【００２４】
以下では、上記の式（１）〜（６）の規定理由について説明する。
【００２５】
［０＜Ｒ≦１．５ｔ］
前述したように、ｔ（ｍｍ）は、二つの鋼板のうち、板厚がより大きい方の鋼板の板厚であり、二つの鋼板２、３が同じ板厚を有する場合は、その同じ板厚を板厚ｔとする。本発明では、溶接部４の第２線状部４ｂの形状を特定の半円形状とし、溶接開始部、終了部への応力集中を避けることができる。溶接部４の第２線状部４ｂの半円形状の半径Ｒが１．５ｔよりも大きいと、溶接部４の長さのうち直線部分の割合が少なくなるため、所望の剥離強度が得られない。一方、Ｒ（ｍｍ）がどれほど小さくても、溶接部４に第２線状部４ｂとして半円形状が形成されていれば、単純な直線形状の溶接部よりも高剥離強度にすることができる。そのため、Ｒは、０超え１．５ｔ以下とする。好ましくは、Ｒは、０．５ｔ以上１．２ｔ以下である。
【００２６】
［Ｇ≦０．２５ｔ］
鋼板間の隙間（板隙）Ｇ（ｍｍ）が０．２５ｔより大きいと、溶け落ちが発生してしまい、所望の剥離強度、せん断強度を得られない。そのため、Ｇは０．２５ｔ以下とする。好ましくは、Ｇは、０．１ｔ以上０．２ｔ以下である。
【００２７】
［０．４≦ｌ／λ＜０．７］
ピッチλ（ｍｍ）に対する１箇所当たりの溶接長ｌ（ｍｍ）の比（ｌ／λ）がより小さい方が、熱歪による変形を評価するための指標となる角変形（縦壁部２ａとフランジ部２ｂのなす角の溶接前後の変化量）の抑制の観点からは有利である。ｌ／λが０．７以上となると、この熱歪による変形の抑制効果を十分に得にくくなる。そのため、ｌ／λは０．７未満とする。一方で、ｌ／λが０．４未満となると、最低限必要な溶接長ｌを確保し、十分なはく離強度を得ることができない場合がある。そのため、ｌ／λは０．４以上とする。以上より、ｌ／λは、０．４以上０．７未満とする。好ましくは、ｌ／λは、０．４５以上０．６５以下であり、より好ましくは、０．５０以上０．６０以下である。
【００２８】
［ｔ≦４．０ｍｍ］
板厚がより大きい方の鋼板の板厚ｔについては、ｔ≦４．０ｍｍとする。ｔが４．０ｍｍ超えであると、自動車用骨格部品の成型が難しくなる。そのため、ｔ≦４．０ｍｍである。好ましくは、ｔは、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
【００２９】
［２ｔ≦Ｘ≦４ｔ］
フランジ部とそれ以外の部分からなる鋼板２とパネル形状の鋼板３との接触部の閉断面側の端部０に溶接部４をより近づけて、間隔Ｘ（ｍｍ）が２ｔよりも小さくなると、Ｌ字引張試験の際に、溶接部４部分から破断する場合があり、所望の剥離強度を得にくくなる。そのため、Ｘは２ｔ以上とする。一方、フランジ部とそれ以外の部分からなる鋼板２と、パネル形状の鋼板３との閉断面側の接触部の端部０から溶接部４をより遠ざけて、間隔Ｘが４ｔ超えとなると、溶接部４にかかるモーメントが大きくなり、所望の剥離強度を得にくくなる。そのため、Ｘは４ｔ以下とする。以上より、間隔Ｘは２ｔ以上４ｔ以下とする。間隔Ｘは、好ましくは２．５ｔ以上３．５ｔ以下であり、より好ましくは、２．７５ｔ以上３．２５ｔ以下である。
【００３０】
なお、溶接部４は、接触部の端部０に対し、フランジ部２ｂのフランジ外端側（縦壁部２ａから離隔する方向、すなわち図３中Ｘ軸正方向側）に位置する。
【００３１】
［０．３≦Ｗ／ｔ≦１．０］
板厚ｔに対する溶接部４の幅Ｗ（ｍｍ）の比：Ｗ／ｔが０．３未満であると、溶接部４の強度が不足して引張試験中に溶接部４で破断する場合があり、十分な剥離強度を得にくくなる。そのため、Ｗ／ｔは０．３以上とする。一方、板厚ｔに対する溶接部４の幅Ｗの比：Ｗ／ｔが１．０を超えると、角変形が大きくなって、寸法精度が低下する場合があり、部品外観の点でも不良と判断される場合がある。そのため、Ｗ／ｔは１．０以下とする。以上より、Ｗ／ｔは、０．３以上１．０以下とする。好ましくは、Ｗ／ｔは、０．４以上０．９以下であり、より好ましくは、０．５以上０．８以下である。
【００３２】
［二つの鋼板の成分組成］
本発明の重ねレーザ溶接継手１の鋼板は、質量％で、Ｃ：０．０７％超え０．２５％以下、Ｐ＋Ｓ：０．０３％未満、Ｍｎ：１．８％以上３．０％以下、Ｓｉ：１．２％超え１．８％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有するものとすることができる。以下、各成分組成における％とは、質量％のことを指す。
【００３３】
（Ｃ：０．０７％超え０．２５％以下）
Ｃ含有量が０．０７％以下であると、析出強化の効果を得ることができなくなる場合がある。一方、Ｃ含有量が０．２５％超えであると、粗大な炭化物の析出を招き、所望の高強度、加工性を確保できなくなる場合がある。そのため、Ｃ含有量は０．０７％超え０．２５％以下とする。
【００３４】
（Ｐ＋Ｓ：０．０３％未満）
Ｐ含有量とＳ含有量の合計量（Ｐ＋Ｓ）が０．０３％以上であると、延性、靱性が低下し、所望の高強度、加工性を確保できなくなる場合がある。そのため、Ｐ含有量とＳ含有量の合計量（Ｐ＋Ｓ）は０．０３％未満とする。
【００３５】
（Ｍｎ：１．８％以上３．０％以下）
Ｍｎ含有量が１．８％未満であると、十分な焼入れ性が確保できず粗大な炭化物が析出してしまう場合がある。一方、Ｍｎ含有量が３．０％以下であると、粒界脆化感受性が増加して靱性、耐低温割れ性が劣化する場合がある。そのため、Ｍｎ含有量は１．８％以上３．０％以下とする。Ｍｎ含有量は２．５％以下であることが好ましい。
【００３６】
（Ｓｉ：１．２％超え１．８％以下）
Ｓｉ含有量が１．２％以下であると、固溶して鋼の強度を増加させる効果が十分に得られない場合がある。一方、Ｓｉ含有量が１．８％超えであると、溶接熱影響部の硬化が大きくなり、溶接熱影響部の靱性、耐低温割れ性が劣化する場合がある。そのため、Ｓｉ含有量は１．２％超え１．８％以下とする。Ｓｉ含有量は１．５％以下であることが好ましい。
【００３７】
（残部Ｆｅおよび不可避的不純物）
上記成分組成以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、Ａｌ：０．０１５〜０．０５０％、Ｎ：０．００２〜０．００５％等が挙げられる。
【００３８】
その他に、鋼板強度や継手強度の向上等、要求される性質に応じて、適量のＶ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｂ等を含有してもよい。
【００３９】
＜重ねレーザ溶接継手の製造方法＞
次に、上述した本発明の重ねレーザ溶接継手１の製造方法について説明する。
【００４０】
本発明の重ねレーザ溶接継手１の製造方法では、積層された二つの鋼板２、３に対して片側溶接を行う。片側溶接を行うことにより、省スペース化を実現できる。
【００４１】
本発明の重ねレーザ溶接継手１の製造方法では、二つの鋼板２、３のうち、板厚がより大きい方の鋼板の側からレーザ溶接を行うことが好ましい。これにより、溶落ちを防ぐことができる。なお、二つの鋼板２、３が同じ板厚を有する場合は、いずれの鋼板の側からレーザ溶接をしてもよい。
【００４２】
鋼板２、３は、前述した成分組成を有し、引張強さＴＳが９８０ＭＰａ以上である。
【００４３】
また、上記のレーザ溶接は、レーザビームＬを連続照射する。レーザビームとしては、ファイバーレーザ、ディスクレーザ等を用いることができ、たとえば、ビーム径：０．４〜１．２ｍｍ、レーザ出力：２．０〜５．０ｋＷ、焦点位置：鋼板最外層表面上〜鋼板最外層表面から３０ｍｍ上方、溶接速度：２．０〜５．０ｍ／ｍｉｎとすることができる。また、このとき、入熱効率を高くするために、焦点位置を鋼板表面とすることが好ましい。
【００４４】
図５は、本発明の自動車骨格用部品の一例を示す図である。本発明の重ねレーザ溶接継手１の製造方法によれば、高速かつ低歪で図５のようなフランジ部を有した自動車用骨格部品を得ることができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明では、溶接部４の第２線状部４ｂの半円形状の半径Ｒ、二つの鋼板間の隙間Ｇを所定の範囲とし、板厚ｔ、二つの鋼板の接触部の端部０と溶接部４との間隔Ｘ、溶接ピッチλ、溶接長ｌ、溶接部４の幅Ｗを所定の範囲とすることで、十分な剥離強度を確保しながら、熱歪による変形を低減して寸法精度を向上させた重ねレーザ溶接継手を得ることができ、この継手を用いて自動車骨格用部品も得ることができる。
【００４６】
また、本発明では、板厚の厚い鋼板側から溶接を行うことにより、板の隙間に対する尤度を高めることもできる。さらに、板間に所定の隙間を設けることで、溶接時に溶接金属が重ね面で板の隙間を伝って広がり、結果として溶接面積が増加するため、剥離強度だけでなく、せん断強度も増加させることができる。
【００４７】
なお、上記では、フランジ部とそれ以外の部分からなる鋼板２とパネル形状の鋼板３とを溶接して重ねレーザ溶接継手１を構成するとして説明してきたが、フランジ部とそれ以外の部分からなる鋼板２を２つ用意し、２つのフランジ部とそれ以外の部分からなる鋼板２のフランジ部２ｂ同士を重ね合わせた自動車用骨格部品としてもよい。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例に基づき、本発明について説明する。【００４９】
供試材の引張強さと化学成分を表１に示す。表１の単位は質量％であり、表１に示される以外の残部はＦｅ及び不可避不純物である。
板厚が１．２ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍ、４．２ｍｍである鋼板を用い、図５に示すように、Ｌ字の断面形状に曲げ加工を施した。Ｌ字の鋼板８は、長辺８ａと短辺８ｂを有しており、長辺８ａが重ねレーザ溶接継手１鋼板２の縦壁部２ａに相当し、短辺８ｂがフランジ部２ｂに相当している（図１再参照）。そして、同じ鋼種・同じ板厚のＬ字の鋼板８を、短辺８ｂ同士で重ね合わせた後、重ね合わせた部分を長手方向に断続的にレーザ溶接して溶接ビード（溶接部４）を形成し、試験片を作製した。Ｌ字の鋼板８は、幅１００ｍｍ、長辺８ａの長さ１００ｍｍ、短辺８ｂの長さ３０ｍｍである。【００５０】
レーザ溶接により形成する溶接ビード（溶接部４）の条件を、表２および表３に示す。二つの鋼板８の接触部の端部０と溶接部４との間隔Ｘ（ｍｍ）、隣接する溶接部４間のピッチλ（ｍｍ）に対する、各溶接部４における第１線状部４ａと第２線状部４ｂとの長さの和である溶接長ｌ（ｍｍ）の比をｌ／λ、Ｌ字の鋼板８の板厚ｔ（ｍｍ）に対するＬ字の鋼板８の重ね合わせ面での溶融幅Ｗ（ｍｍ）の比をＷ／ｔ、溶接部４の半円形状の半径をＲ（ｍｍ）、鋼板間の隙間（板隙）をＧ（ｍｍ）とし、それぞれの値を種々変えて試験を行った。【００５１】
なお、溶融幅Ｗは、Ｌ字の鋼板８の鋼板重ね合わせ面における溶接ビード（溶接部４）の幅を示し、溶接後に、溶接部４の周辺の断面観察をして測定した。【００５２】
レーザ溶接にはファイバーレーザを用いた。レーザ溶接では、溶接速度を調節し、溶接ビード３の溶融幅Ｗを調整した。溶接は大気中で行い、レーザ溶接時の焦点位置は、短辺８ｂの鋼板表面とした。【００５３】
なお、引張試験はＪＩＳ  Ｚ３１３６に基づき、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で行い、角変形の計測はレーザ変位計で溶接後の鋼板の変形量を計測し、試験片寸法より角度に換算して行った。【００５４】
また、せん断強度はＪＩＳ  Ｚ３１３６に基づき、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で測定した。剥離強度は、図５に示すようなＬ字の試験片を作成し、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で測定した。【００５５】
各試験片において、溶落ちが発生しているものを不合格とした。また、鋼種および板厚ｔ毎に分類したサンプル間で基準となる試番（試番１、５、９、１３、１７、２１）に対し剥離強度が２０％を超えて低いものを不合格とした。【００５６】
上記の分類方法としては、表２および表３に示すように、試番１〜４、２５〜３０（これらの基準は試番１）を板厚１．２ｍｍの９８０ＭＰａ級のものとし、試番５〜８、３１〜３６、４４〜４７（これらの基準は試番５）を板厚１．６ｍｍの９８０ＭＰａ級のものとし、試番９〜１２、３７〜４２（これらの基準は試番９）を板厚１．８ｍｍの９８０ＭＰａ級のものとし、試番４３（この基準は試番９）を板厚４．２ｍｍの９８０ＭＰａ級のものとし、試番１３〜１６、４８〜５３（これらの基準は試番１３）を板厚１．２ｍｍの１１８０ＭＰａ級のものとし、試番１７〜２０、５４〜５９、６７〜７０（これらの基準は試番１７）を板厚１．６ｍｍの１１８０ＭＰａ級のものとし、試番２１〜２４、６０〜６５（これらの基準は試番２１）を板厚１．８ｍｍの１１８０ＭＰａ級のものとし、試番６６（この基準は試番２１）を板厚４．２ｍｍの１１８０ＭＰａ級のものとして分類した。【００５７】
角変形については、上記の鋼種および板厚ｔ毎に分類したサンプル間で、基準となる試番（試番１、５、９、１３、１７、２１）の角変形量に対して、１１０％以下のものを寸法精度に優れるとして合格とした。【００５８】
せん断強度については、上記の基準に対して、９０％以上のものを合格とした。【００５９】
また、破断部位としては、ＨＡＺ破断を延性破壊として合格とし、ビード破断を脆性破壊として不合格とした。【００６０】
【表１】
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【００６１】
【表２】
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【００６２】
【表３】
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【００６３】
表１に示すように、本発明例の試験片（試番１、５、９、１３、１７、２１）は、剥離強度に優れると共に、角変形量が小さく寸法精度に優れていた。また、本発明例の試験片は、溶落ちの発生も防止できた。また、本発明例の試験片は、せん断強度が高く、フランジ部分が滑ってずれてしまうことを防止できた。また、本発明例の試験片は、破断部位をＨＡＺとし、応力集中を避けられることも確認できた。これに対し、比較例はいずれも、破断部位がビードであり、応力集中が発生することが分かった。【００６４】
また、比較例の試験片のうち、試番２は半径Ｒが１．５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００６５】
試番３は、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００６６】
試番４は、半径Ｒが１．５ｔを超え、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００６７】
試番２５は、間隔Ｘが４ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００６８】
試番２６は、間隔Ｘが２ｔより小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００６９】
試番２７は、ｌ／λが０．４より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００７０】
試番２８は、ｌ／λが０．７を超えており、寸法精度が劣っていた。【００７１】
試番２９は、Ｗ／ｔが０．３より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００７２】
試番３０は、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。【００７３】
試番６は、半径Ｒが１．５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００７４】
試番７は、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００７５】
試番８は、半径Ｒが１．５ｔを超え、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００７６】
試番３１は、間隔Ｘが４ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００７７】
試番３２は、間隔Ｘが２ｔより小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００７８】
試番３３は、ｌ／λが０．４より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００７９】
試番３４は、ｌ／λが０．７を超えており、寸法精度が劣っていた。【００８０】
試番３５は、Ｗ／ｔが０．３より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００８１】
試番３６は、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。【００８２】
試番４４は、Ｃが０．２５％を超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００８３】
試番４５は、Ｓｉが１．８％を超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００８４】
試番４６は、Ｍｎが３．０％を超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００８５】
試番４７は、Ｐ＋Ｓが０．０３％を超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００８６】
試番１０は、半径Ｒが１．５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られず、寸法精度も劣っていた。【００８７】
試番１１は、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００８８】
試番１２は、半径Ｒが１．５ｔを超え、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００８９】
試番３７は、間隔Ｘが４ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００９０】
試番３８は、間隔Ｘが２ｔより小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００９１】
試番３９は、ｌ／λが０．４より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００９２】
試番４０は、ｌ／λが０．７を超えており、寸法精度が劣っていた。【００９３】
試番４１は、Ｗ／ｔが０．３より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【００９４】
試番４２は、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。【００９５】
試番４３は、溶接速度を遅くしないと貫通溶接できず、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。【００９６】
試番１４は、半径Ｒが１．５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【００９７】
試番１５は、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られず、寸法精度も劣っていた。【００９８】
試番１６は、半径Ｒが１．５ｔを超え、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られず、寸法精度も劣っていた。【００９９】
試番４８は、間隔Ｘが４ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１００】
試番４９は、間隔Ｘが２ｔより小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１０１】
試番５０は、ｌ／λが０．４より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１０２】
試番５１は、ｌ／λが０．７を超えており、寸法精度が劣っていた。【０１０３】
試番５２は、Ｗ／ｔが０．３より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１０４】
試番５３は、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。【０１０５】
試番１８は、半径Ｒが１．５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１０６】
試番１９は、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られず、寸法精度も劣っていた。【０１０７】
試番２０は、半径Ｒが１．５ｔを超え、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られず、寸法精度も劣っていた。【０１０８】
試番５４は、間隔Ｘが４ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１０９】
試番５５は、間隔Ｘが２ｔより小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１１０】
試番５６は、ｌ／λが０．４より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１１１】
試番５７は、ｌ／λが０．７を超えており、寸法精度が劣っていた。【０１１２】
試番５８は、Ｗ／ｔが０．３より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１１３】
試番５９は、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。【０１１４】
試番６７は、Ｃが０．２５％を超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１１５】
試番６８は、Ｓｉが１．８％を超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１１６】
試番６９は、Ｍｎが３．０％を超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１１７】
試番７０は、Ｐ＋Ｓが０．０３％以上であり、所望の剥離強度を得られなかった。【０１１８】
試番２２は、半径Ｒが１．５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られず、寸法精度も劣っていた。【０１１９】
試番２３は、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１２０】
試番２４は、半径Ｒが１．５ｔを超え、鋼板間の隙間Ｇが０．２５ｔを超えており、所望の剥離強度を得られず、寸法精度も劣っていた。【０１２１】
試番６０は、間隔Ｘが４ｔを超えており、所望の剥離強度を得られなかった。【０１２２】
試番６１は、間隔Ｘが２ｔより小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１２３】
試番６２は、ｌ／λが０．４より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１２４】
試番６３は、ｌ／λが０．７を超えており、寸法精度が劣っていた。【０１２５】
試番６４は、Ｗ／ｔが０．３より小さく、所望の剥離強度を得られなかった。【０１２６】
試番６５は、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。【０１２７】
試番６６は、溶接速度を遅くしないと貫通溶接できず、Ｗ／ｔが１．０を超えており、寸法精度が劣っていた。
【符号の説明】
【０１２８】
１  重ねレーザ溶接継手
２  鋼板（フランジ部とそれ以外の部分からなる鋼板）
２ａ  縦壁部
２ｂ  フランジ部
３  鋼板（パネル形状の鋼板）
４  溶接部
４ａ  第１線状部
４ｂ  第２線状部
８  Ｌ字型の鋼板
８ａ  長辺
８ｂ  短辺
Ｌ  レーザ
【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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【国際調査報告】
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2017159425.tif 000012
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