自動車用高強度ボルト（強度区分10.9）へのアー…

Question

自動車用高強度ボルト（強度区分10.9）へのアーク溶接

自動車メーカー様より、強度区分10.9のボルト（規格によると材質はSCR35～40、SCM35～40で炭素量が多く、焼入れ焼き戻しがされている）のヘッド部分の２面にアーク溶接をして、低温焼き鈍しでHv300以下（500℃2時間）する図面が出図され、量産を依頼されています。
従来は強度区分6.8の炭素量0.28％以下のボルトをプロジェクション溶接していました。
通常、炭素量0.28％以上のボルトは溶接に適さないと聞いたことがあるのですが、低温焼き鈍しをすれば大丈夫なのでしょうか？また、低温焼き鈍しをしても、ボルトの強度は10.9が維持されるのでしょうか？
御回答をお願い致します。

Accepted Answer

どこの車メーカーか知りませんが、答えとして先ず、10.9を維持⇒不可能です。アーク溶接すると不完全な焼き鈍しが掛かった状態です。
次に他の方も言ってますようにリスク増大！　小生が以前経験した分野で
H社のガソリンタンクに止める溶接ボルトがS35Cの8.8でしてその危険性を訴え結果、SAE10B23（ボロン鋼）への変更を行いました。以後、H社では強度区分8.8の溶接ボルト仕様は23ボロン材仕様をスタンダードに記載されました。
23ボロンであれば強度区分8.8は出ますし溶接における熱影響もほとんど無い材料です。従来は6.8程度でしたら23ボロン仕様の8.8に変更をお勧めします。

Answer

強度区分が高いボルトは、炭素含有量が高いボルトです。
“焼き入れで硬くなる(強度が上がる)のは、炭素含有量が高い材質だから”
特殊元素も焼き入れに貢献しますが、溶接時はその特殊元素も相当炭素量化し計算して、
炭素当量を導き出します。
そして、目安として炭素当量＜0.44％なら溶接割れを起こしませんが、それ以上になると
溶接割れを起こす危険があるので、溶接時予熱したり冷却時徐冷したりし、溶接割れの
防止をします。
ですから、図面には予熱の記載はないけど、徐冷の記述はあるわけです。
ボルト強度10.9は維持できませんが、強度区分3.8よりはましな値がえられるって意味
ではありませんか？(ましな値が余裕率的な考えでの設計ではないでしょうか？)
設計元に確認してみて下さい。

Answer

>>ボルトの強度は10.9
維持は難しいと思う

多分地雷
割れるは強度不足やスパッタやもろもろ

Answer

SCM など焼きがはいる材料を溶接するには炭素当量から温度を計算して予熱するとなってるが、そこは全く素人なので、、、（当サイトの安易な回答は軽蔑！！）

ボルトの破損は、殆どが雌ねじとの引掛かり部の最初で起きる。次いで不完全ねじ部の境目、ボルトの首下の順。
この場合、溶接するのはボルト頭の縁だから、ねじに関しては影響が及ばないと考えてもよいのではと思います。
溶接した部位自体の応力は使用側が考えておられるはず。

でも、プロジェクション溶接なら判るが、一個づづアーク溶接を指示する自動車メーカー様って・・・万一リコール案件になったとしても責任背負わされないですよネ・・・

＞低温焼き鈍しをしても、ボルトの強度は10.9が維持されるのでしょうか

http://www.tobu.or.jp/yasashii/kouzai/book/04.htm
保証までは別として、強度低下は少ないようです。この SCM435 のグラフでは
Hv380 ぐらいとなって指定に外れる。

Answer

SCM435,SCM440において　低温焼き鈍しをしてボルトの強度は10.9が維持する
のは難しいと思います。Hv300以下に焼き鈍しすると引張強さが100N/mm2以下
になる可能性があります。下記参照下さい。

自動車用高強度ボルト（強度区分10.9）へのアーク溶接の影響について