摩擦エレメント接合した鋼板継手における下板の炭素量と十字引張強さの関係

摘要

近年，自動車に対して，より高い環境性能および安全性能が求められるようになっている．例えば，環境性能に関しては，CO_2排出量の削減を目的とした燃費改善が進められており，2030年度を目標として2016年度の実績から32.4%の燃費改善を進める新燃費基準が策定されている．安全性能に関しては，国土交通省と独立行政法人自動車事故対策機構が公表している衝突安全性能評価において，2018年度から車体と障壁を衝突させて評価する乗員保護性能が占める割合が増加している．このため，燃費改善のための車体の軽量化と衝突安全性の両立を可能とする高強度鋼板を適用した板厚の低減が進められている．自動車車体の接合方法として抵抗スポット溶接が広く用いられており，自動車1台当り3000から6000点の溶接がされていることから，抵抗スポット溶接は自動車車体の組立てにおいて重要な接合方法といえる．一方で，抵抗スポット溶接部では鋼板の高強度化によって生じる接合部の剥離強度を示す十字引張強さ（Cross Tension Strength: CTS）の低下が課題となっている．このCTS低下は鋼板の高強度化，すなわち炭素量の増加による溶接部の靱性低下が原因として報告されている．また，溶接部が凝固するときに生じるPの凝固偏析によっても溶接部の靱性が低下し，CTSが低くなると報告されている．これらの原因に対して，抵抗スポット溶接では溶接後に，溶接部の熱処理を行う後通電による溶接部組織の改質が検討されている．例えば，溶接部を焼戻すテンパー通電や，Pの凝固偏析を緩和する後通電，溶接熱影響部（Heat Affected Zone: HAZ）の靱性向上を目的としたHAZオートテンパー促進型後通電，短時間の通電を複数回実施し．Pの偏析緩和や熱影響部拡大による応力集中緩和を行う後通電などが挙げられる．しかしながら，これらの方法においては，1回の通電で行う溶接と比較して，接合時間の増加や継手強度のばらつきが課題になると考えられる．