特開2022-127159アルミニウム材のスポット溶接方法及びアルミニウム材の接合方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022127159
(43)【公開日】2022-08-31
(54)【発明の名称】アルミニウム材のスポット溶接方法及びアルミニウム材の接合方法
(51)【国際特許分類】
B23K 11/18 20060101AFI20220824BHJP
B23K 11/11 20060101ALI20220824BHJP
【ＦＩ】
B23K11/18
B23K11/11 540
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021025140
(22)【出願日】2021-02-19
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉澤 舞
(72)【発明者】
【氏名】岩瀬 哲
(72)【発明者】
【氏名】永田 康弘
【テーマコード（参考）】
4E165
【Ｆターム（参考）】
4E165AA12
4E165AB02
4E165AB13
4E165AB22
4E165BB02
4E165BB12
4E165BB22
4E165CA02
4E165CA05
4E165CA06
4E165CA12
4E165CA13
(57)【要約】
【課題】接着剤を併用する場合でもスポット溶接時のチリの発生が抑制でき、アルミニウム材の品質を維持しつつ接合できるアルミニウム材のスポット溶接方法及びアルミニウム材の接合方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム材のスポット溶接方法は、未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に前記接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、電極による加圧を継続させながら電極間に通電を行う本通電工程とを備える。加圧工程は、本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、本通電工程と重複して実施する第２加圧工程とを含む。第１加圧工程の加圧力は第２加圧工程の加圧力より低くする。
【選択図】図３
【解決手段】アルミニウム材のスポット溶接方法は、未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に前記接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、電極による加圧を継続させながら電極間に通電を行う本通電工程とを備える。加圧工程は、本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、本通電工程と重複して実施する第２加圧工程とを含む。第１加圧工程の加圧力は第２加圧工程の加圧力より低くする。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に前記接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、
前記電極による加圧を継続させながら前記電極間に通電を行う本通電工程と、
を備えるアルミニウム材のスポット溶接方法であって、
前記加圧工程は、前記本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、前記本通電工程と重複して実施する第２加圧工程と、を含み、
前記第１加圧工程の加圧力は前記第２加圧工程の加圧力より低くする、
アルミニウム材のスポット溶接方法。
前記電極による加圧を継続させながら前記電極間に通電を行う本通電工程と、
を備えるアルミニウム材のスポット溶接方法であって、
前記加圧工程は、前記本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、前記本通電工程と重複して実施する第２加圧工程と、を含み、
前記第１加圧工程の加圧力は前記第２加圧工程の加圧力より低くする、
アルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項2】
前記本通電工程の前に、前記本通電工程の最大溶接電流値よりも小さい電流値で通電するプレヒート通電工程を備える、
請求項１に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項１に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項3】
前記プレヒート通電工程は、前記第１加圧工程の少なくとも一部の期間と重複する、
請求項２に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項２に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項4】
前記プレヒート通電工程と前記第１加圧工程との重複期間は、１００ｍｓ以上、４００ｍｓ未満である、
請求項３に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項３に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項5】
前記プレヒート通電工程と前記本通電工程とを連続して実施する、
請求項２～４のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項２～４のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項6】
前記第１加圧工程の期間は、１０００ｍｓ以上、２０００ｍｓ以下である、
請求項１に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項１に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項7】
前記本通電工程は、アップスロープ通電期間を含む、
請求項１～６のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項１～６のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項8】
前記第１加圧工程は、前記第１加圧工程の加圧力から前記第２加圧工程の加圧力まで２段以上で段階的に増加させる多段加圧ステップを含む、
請求項１～７のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項１～７のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項9】
前記第２加圧工程は、前記本通電工程後の前記アルミニウム材の加圧を保持する保持ステップを含む、
請求項１～８のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項１～８のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項10】
少なくとも一枚の前記アルミニウム材の溶接予定位置に、当該アルミニウム材と対向する他のアルミニウム材側へ突出する突起を有する、
請求項１～９のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項１～９のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項11】
前記突起は、前記アルミニウム材同士の重ね合わせ方向へ膨出する平面視円形状のエンボスである、
請求項１０に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
請求項１０に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
【請求項12】
複数枚のアルミニウム材を用意する工程と、
前記アルミニウム材同士の間に接着剤を設ける工程と、
請求項１～１１のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法により前記アルミニウム材同士を接合する工程と、
を備える、
アルミニウム材の接合方法。
前記アルミニウム材同士の間に接着剤を設ける工程と、
請求項１～１１のいずれか１項に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法により前記アルミニウム材同士を接合する工程と、
を備える、
アルミニウム材の接合方法。
【請求項13】
少なくとも一枚の前記アルミニウム材における溶接予定位置に、他の前記アルミニウム材側への重ね合わせ方向へ突出する突起を形成する工程を更に備える、
請求項１２に記載のアルミニウム材の接合方法。
請求項１２に記載のアルミニウム材の接合方法。
【請求項14】
前記接着剤を設ける工程は、複数の溶接予定位置にそれぞれ前記接着剤を塗布する工程である、
請求項１２又は１３に記載のアルミニウム材の接合方法。
請求項１２又は１３に記載のアルミニウム材の接合方法。
【請求項15】
前記接着剤を設ける工程は、前記アルミニウム材同士の間に接着シートを挟む工程である、
請求項１２又は１３に記載のアルミニウム材の接合方法。
請求項１２又は１３に記載のアルミニウム材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミニウム材のスポット溶接方法及びアルミニウム材の接合方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車等の車両の構造体においては、鋼材に代えて軽量なアルミニウム材が積極的に適用されるようになった。しかし、アルミニウム材は、鋼材と比較して電気抵抗が小さく熱伝導率が高いため、スポット溶接を行う際には、溶接電流を鋼材の場合の約３倍、溶接電極の加圧力を約１．５倍に高める必要がある。このため、アルミニウム材のスポット溶接には、鋼材のスポット溶接条件の適用及び応用が困難であり、アルミニウム材に最適な溶接条件を新たに見出す必要がある。
アルミニウム材のスポット溶接方法の例として、特許文献１には、溶接電極の加圧力を２段階に変化させ、この加圧力に合わせて溶接電流値を大電流から小電流への２段階に変化させる技術が開示されている。
アルミニウム材のスポット溶接方法の例として、特許文献１には、溶接電極の加圧力を２段階に変化させ、この加圧力に合わせて溶接電流値を大電流から小電流への２段階に変化させる技術が開示されている。
【0003】
また、上記した構造体の接合強度及び剛性を更に向上させるため、接合する板の溶接部に予め接着剤を塗布した後に板同士をスポット溶接するウエルドボンド法が、例えば特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第３８６２６４０号公報
【特許文献2】特開平５－２８５６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このようなウエルドボンド法による接合によれば、板材同士の接合強度を更に向上できる。しかし、接着剤を併用してアルミニウム材同士をスポット溶接する場合にはチリが発生しやすく、溶接品質が低下する懸念がある。
【0006】
そこで本発明は、接着剤を併用する場合でもスポット溶接時のチリの発生を抑制でき、高品質で接合できるアルミニウム材のスポット溶接方法及びアルミニウム材の接合方法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】
【0007】
本発明は下記の構成からなる。
（１） 未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に前記接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、
前記電極による加圧を継続させながら前記電極間に通電を行う本通電工程と、
を備えるアルミニウム材のスポット溶接方法であって、
前記加圧工程は、前記本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、前記本通電工程と重複して実施する第２加圧工程と、を含み、
前記第１加圧工程の加圧力は前記第２加圧工程の加圧力より低くする、
アルミニウム材のスポット溶接方法。
（２） 複数枚のアルミニウム材を用意する工程と、
前記アルミニウム材同士の間に接着剤を設ける工程と、
（１）のアルミニウム材のスポット溶接方法により前記アルミニウム材同士を接合する工程と、
を備える、アルミニウム材の接合方法。
（１） 未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に前記接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、
前記電極による加圧を継続させながら前記電極間に通電を行う本通電工程と、
を備えるアルミニウム材のスポット溶接方法であって、
前記加圧工程は、前記本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、前記本通電工程と重複して実施する第２加圧工程と、を含み、
前記第１加圧工程の加圧力は前記第２加圧工程の加圧力より低くする、
アルミニウム材のスポット溶接方法。
（２） 複数枚のアルミニウム材を用意する工程と、
前記アルミニウム材同士の間に接着剤を設ける工程と、
（１）のアルミニウム材のスポット溶接方法により前記アルミニウム材同士を接合する工程と、
を備える、アルミニウム材の接合方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、接着剤を併用する場合でもスポット溶接時のチリの発生を抑制でき、高品質にアルミニウム材を接合できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
【0011】
スポット溶接機１１は、互いに重ね合わせた板材を、一対の電極間１３，１５に挟み込み、板厚方向に加圧しながら通電してスポット溶接するものである。このスポット溶接機１１は、一対の電極１３，１５と、一対の電極１３，１５に接続された溶接トランス部１７と、電源部１９と、溶接トランス部１７に電源部１９からの溶接電力を供給する制御部２１と、一対の電極１３，１５を軸方向に相対移動させる電極駆動部２３とを備える。制御部２１は、一対の電極１３に通電する電流値、通電時間、電極の軸方向への加圧力、通電タイミング、加圧タイミング等を統合的に制御する。
【0012】
スポット溶接機１１は、一対の電極１３，１５の間に、アルミニウム材である第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７との少なくとも２枚の板材を、詳細を後述する接着剤を介して重ね合わせて挟み込む。そして、電極駆動部２３による電極１３と電極１５との相対移動によって、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを板厚方向に加圧する。この加圧状態で電極１３，１５間に通電することにより、電極１３，１５に接着剤を介して挟まれた第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７との間にナゲットＮを形成する。こうして、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７が一体化されたアルミニウム溶接継手（接合体）２９が得られる。
【0013】
上記例では第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを接合してアルミニウム溶接継手２９を形成しているが、これに限らず３枚以上のアルミニウム板を接合してもよい。
【0014】
一対の電極１３，１５としては、その電極先端形状に曲面を有するＲ形又はＤＲ形の電極を使用できる。ただし、電極の種類はこれに限らない。また、一対の電極１３，１５は、それぞれの内部に冷却部を備える。冷却部の冷却方式は特に限定されないが、図示例の構成では、電極１３，１５のそれぞれに形成された凹部３１に冷却用パイプ３３が配置され、冷却用パイプ３３から水等の冷却媒体が凹部３１内に供給されることで、電極１３，１５が冷却されるようになっている。
【0015】
＜アルミニウム材＞
ここで使用する第１アルミニウム板２５及び第２アルミニウム板２７としては、熱処理系のアルミニウム合金を例示できる。具体的には、２０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金が挙げられる。第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７の板厚は、例えば自動車の骨格部材等の構造部材の用途では、０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上、又は２．０ｍｍ以上がより好ましい。さらに他のアルミニウム板を用いる場合には、そのアルミニウム板の板厚及び材質についても同様にすることが好ましい。各アルミニウム板の板厚は、互いに等しくても異なっていてもよい。また、アルミニウム材の形態は、圧延板に限らず、押出材や鍛造材、鋳造材であってもよい。
ここで使用する第１アルミニウム板２５及び第２アルミニウム板２７としては、熱処理系のアルミニウム合金を例示できる。具体的には、２０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金が挙げられる。第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７の板厚は、例えば自動車の骨格部材等の構造部材の用途では、０．５ｍｍ以上が好ましく、１．０ｍｍ以上、又は２．０ｍｍ以上がより好ましい。さらに他のアルミニウム板を用いる場合には、そのアルミニウム板の板厚及び材質についても同様にすることが好ましい。各アルミニウム板の板厚は、互いに等しくても異なっていてもよい。また、アルミニウム材の形態は、圧延板に限らず、押出材や鍛造材、鋳造材であってもよい。
【0016】
＜接着剤＞
第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを含む板材の間には、接着剤が設けられる。この接着剤としては、例えばエポキシ樹脂が使用できる。接着剤は、塗布により板材の表面に設けてもよく、シート状にされた接着シートを板材の表面に貼着することで設けてもよい。
第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを含む板材の間には、接着剤が設けられる。この接着剤としては、例えばエポキシ樹脂が使用できる。接着剤は、塗布により板材の表面に設けてもよく、シート状にされた接着シートを板材の表面に貼着することで設けてもよい。
【0017】
以下、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７との２枚の板材を、接着剤を介して接合する態様を説明するが、接合対象はこの態様に限定されない。
【0018】
＜溶接条件＞
（第１の溶接条件）
上記したスポット溶接機１１を用いたアルミニウム材のスポット溶接方法においては、未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、電極による加圧を継続させながら電極間に通電を行う本通電工程と、を備える。
（第１の溶接条件）
上記したスポット溶接機１１を用いたアルミニウム材のスポット溶接方法においては、未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、電極による加圧を継続させながら電極間に通電を行う本通電工程と、を備える。
【0019】
図２の（Ａ），（Ｂ）は、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７との間の接着剤が加圧工程で広がる様子を模式的に示す断面図である。
図２の（Ａ）に示すように、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを、互いに対面する板面同士の間に接着剤３５を設けて重ね合わせる。
具体的には、第２アルミニウム板２７の第１アルミニウム板２５との対向面２７ａにおける溶接予定位置に、接着剤３５を塗布する。接着剤３５は、第１アルミニウム板２５の第２アルミニウム板２７との対向面２５ａに塗布してもよく、第１アルミニウム板２５及び第２アルミニウム板２７の互いの対向面２５ａ，２７ａにそれぞれ塗布してもよい。
図２の（Ａ）に示すように、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを、互いに対面する板面同士の間に接着剤３５を設けて重ね合わせる。
具体的には、第２アルミニウム板２７の第１アルミニウム板２５との対向面２７ａにおける溶接予定位置に、接着剤３５を塗布する。接着剤３５は、第１アルミニウム板２５の第２アルミニウム板２７との対向面２５ａに塗布してもよく、第１アルミニウム板２５及び第２アルミニウム板２７の互いの対向面２５ａ，２７ａにそれぞれ塗布してもよい。
【0020】
そして、互いに重ね合わせた第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを、一対の電極１３，１５の間に挿入し、第１アルミニウム板２５及び第２アルミニウム板２７の溶接予定位置を、電極１３，１５による加圧通電位置（電極の軸線Ｌの位置）Ｐａに配置する。
【0021】
図３は、第１の溶接条件における電極の加圧力と溶接電流との波形を示すタイミングチャートである。電極１３，１５による加圧力と溶接電流とは、図１に示す制御部２１によって制御される。
制御部２１は、電極駆動部２３を駆動して、電極１３，１５間に挟まれた第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを、加圧通電位置Ｐａで電極１３，１５によって板厚方向に加圧する。すると接着剤３５は、図２の（Ｂ）に示すように、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７との対向面２５ａ，２７ａ同士の間で、電極１３，１５の軸線Ｌの位置から排除されるように広がる。
制御部２１は、電極駆動部２３を駆動して、電極１３，１５間に挟まれた第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを、加圧通電位置Ｐａで電極１３，１５によって板厚方向に加圧する。すると接着剤３５は、図２の（Ｂ）に示すように、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７との対向面２５ａ，２７ａ同士の間で、電極１３，１５の軸線Ｌの位置から排除されるように広がる。
【0022】
図３に示すように、アルミニウム材を電極１３，１５により加圧する加圧工程は、加圧力がＰ１の第１加圧工程と、加圧力Ｐ１より大きい加圧力Ｐ２の第２加圧工程と、を有する。第１加圧工程は、本通電工程の前に期間ｔＰ１で実施される。第２加圧工程は、第１加圧工程の後で、本通電工程の期間と一部が重複して期間ｔＰ２で実施される。第１加圧工程の加圧力Ｐ１を、第２加圧工程の加圧力Ｐ２より低く設定することで、接着剤３５の流動性が高められる。
【0023】
本通電は、第１加圧工程の加圧開始からスクイズ期間ｔＳを経過したときに開始する。ここでは、通電期間にアップスロープ期間ｔＵＳを設けており、所定の溶接電流値Ｉまで漸増させた後、溶接期間ｔの間、溶接電流値Ｉの通電が維持される。この溶接電流の通電は、第２加圧工程の期間ｔＰ２内で実施され、第２加圧工程の開始から期間ｔＳ２を経過した後に開始される。また、通電終了後は、保持期間ｔＨＤの間、加圧力Ｐ２の加圧が維持される。なお、本通電は、溶接条件によってはアップスロープ期間ｔＵＳを設けずに、単一の矩形パルス電流を流すことであってもよい。
【0024】
上記した第１の溶接条件によれば、本通電工程前に比較的低い加圧力Ｐ１を接着剤３５に付与する第１加圧工程（第１スクイズ期間ｔＳ１）で、接着剤３５が加圧通電位置Ｐａからその周囲に向けて徐々に広がるため、加圧通電位置Ｐａにおける接着剤３５の厚さが確実に減少する。そして、第１加圧工程後の第２加圧工程で、接着剤３５に付与される加圧力をＰ２に増加させる（第２スクイズ期間ｔＳ２）。これにより、第１加圧工程で加圧通電位置Ｐａに残留した接着剤３５が加圧通電位置Ｐａから排除されやすくなる。こうして、接着剤３５が加圧通電位置Ｐａから排除された状態で通電が開始されて、電極１３と電極１５とによる通電経路に接着剤３５が殆ど介在しなくなり、安定した通電が実施される。
【0025】
また、本通電工程がアップスロープ通電期間ｔＵＳを含むことで、溶接電流のオーバーシュートを防止でき、スパッタの発生を抑制して安定した通電を実現できる。その結果、チリの発生を抑制して適正サイズのナゲットを安定して形成でき、溶接品質を向上できる。また、本通電期間後に適正な保持期間ｔＨＤ（保持ステップ）を設けることにより、溶接部における内部欠陥の抑制効果が得られる。
【0026】
図２の（Ｂ）に示すような、接着剤３５を介してアルミニウム材をスポット溶接する場合に、接着剤３５に大きな加圧力を急激に付与して、接着剤３５を加圧通電位置Ｐａから排除しようとしても、接着剤３５は、その流動性が抑えられて排除されにくくなる。しかし、本方法によれば、加圧通電位置Ｐａからの接着剤３５の排除効果が高くなり、これにより、通電経路に接着剤３５が介在して電気抵抗が場所によって不均一になる等、通電経路を不安定にする要因を解消できる。
【0027】
そして、本方法によれば、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７との間に接着剤３５を設けるため、図１に示すナゲットＮを形成した溶接箇所の周囲において、第１アルミニウム板２５と第２アルミニウム板２７とを接着剤３５により接合できる。よって、スポット溶接による接合箇所の接合と、接着剤３５による接着とが相まって、より強固な接合が可能となる。その結果、耐剥離性が高められ、アルミニウム溶接継手２９の剛性を更に向上できる。
【0028】
（第２の溶接条件）
次に、第２の溶接条件を説明する。
図４は、第２の溶接条件における電極の加圧力と溶接電流との波形を示すタイミングチャートである。
第２の溶接条件は、前述した図３に示す第１の溶接条件の第１加圧工程を、段階的に加圧力を増加させる多段加圧ステップにした以外は、第１の溶接条件と同様である。
次に、第２の溶接条件を説明する。
図４は、第２の溶接条件における電極の加圧力と溶接電流との波形を示すタイミングチャートである。
第２の溶接条件は、前述した図３に示す第１の溶接条件の第１加圧工程を、段階的に加圧力を増加させる多段加圧ステップにした以外は、第１の溶接条件と同様である。
【0029】
図４に示すように、第１加圧工程の期間ｔＰ１は、加圧力Ｐ１ａを付与する前半の第１スクイズ期間ｔＳ１ａと、加圧力Ｐ１ｂを付与する後半の第１スクイズ期間ｔＳ１ｂとを有する（ただし、Ｐ１ａ＜Ｐ１ｂ＜Ｐ２）。また、第２加圧工程の開始から溶接電流を通電するまでの期間を第２スクイズ期間ｔＳ２とする。第１加圧工程で加圧力を増加させる段数は、ここでは２段の場合を例示しているが、段数は任意である。また、図１に示す電極駆動部２３の制御が可能であれば、加圧力を連続的に増加させる加圧パターンであってもよい。
【0030】
この溶接条件によれば、第２加圧工程よりも低い加圧力に設定される第１加圧工程を、徐々に高い加圧力に増加させることで、前述した加圧通電位置Ｐａの接着剤３５の排除性を調整できる。例えば、接着剤３５の粘度、導電度、等の特性パラメータ、溶接施工条件等に応じて、最適な加圧パターンに設定できる。
【0031】
（第３の溶接条件）
次に、第３の溶接条件を説明する。
図５は、第３の溶接条件における電極の加圧力と溶接電流との波形を示すタイミングチャートである。
第３の溶接条件は、前述した図３に示す第１の溶接条件の本通電工程前にプレヒート通電工程を備えること以外は、第１の溶接条件と同様である。
次に、第３の溶接条件を説明する。
図５は、第３の溶接条件における電極の加圧力と溶接電流との波形を示すタイミングチャートである。
第３の溶接条件は、前述した図３に示す第１の溶接条件の本通電工程前にプレヒート通電工程を備えること以外は、第１の溶接条件と同様である。
【0032】
プレヒート通電工程は、本通電工程の溶接電流値Ｉよりも小さい溶接電流値Ｉｐで通電する工程である。プレヒート通電工程は、本通電工程前に接着剤３５の粘度を低下させ、接着剤３５の流動性を向上させる効果が得られる。
【0033】
そして、プレヒート通電工程の期間は、第１加圧工程の期間に少なくとも一部が含まれるように設定される。つまり、図５に示すように、プレヒート通電工程の期間ｔＰＨは、第１加圧工程に重なる第１プレヒート期間ｔＰＨ１と、第２加圧工程に重なる第２プレヒート期間ｔＰＨ２とを有する。
【0034】
この溶接条件によれば、本通電工程前にプレヒート通電工程を設けることで、接着剤３５はプレヒート通電により加熱されて粘度が低下する。これにより、図２の（Ｂ）に示す加圧通電位置Ｐａの接着剤３５は、流動性が向上して加圧通電位置Ｐａから排除されやすくなる。更に詳細には、接着剤３５は、比較的低い加圧力Ｐ１で加圧する第１加圧工程内でプレヒートされることで（第１プレヒート期間ｔＰＨ１）流動性がより高まり、加圧通電位置Ｐａからの排除性が相乗効果によって格段に向上する。そして、より大きな加圧力Ｐ２で加圧する第２加圧工程に達してもプレヒートを継続するため（第２プレヒート期間ｔＰＨ２）、接着剤３５の流動性が低下せずに向上し続け、大きな加圧力Ｐ２で加圧された場合でも流動性を維持できる。その結果、接着剤３５はスムーズに周囲に流動して、加圧通電位置Ｐａから確実に排除される。
【0035】
また、プレヒート通電工程後にアップスロープ通電期間ｔＵＳを含む本通電工程を行うことで、より安定した通電を実現できる。
【0036】
＜突起を有するアルミニウム材のスポット溶接＞
次に、一対のアルミニウム材の一方のアルミニウム材の溶接予定位置に、そのアルミニウム材に対向する他方のアルミニウム材側へ突出する突起を形成する場合を説明する。
図６の（Ａ）～（Ｄ）は、第１アルミニウム板に突起を形成し、第２アルミニウム板に接着剤を設け、双方のアルミニウム板同士を重ね合わせる様子を段階的に示す概略断面図である。
次に、一対のアルミニウム材の一方のアルミニウム材の溶接予定位置に、そのアルミニウム材に対向する他方のアルミニウム材側へ突出する突起を形成する場合を説明する。
図６の（Ａ）～（Ｄ）は、第１アルミニウム板に突起を形成し、第２アルミニウム板に接着剤を設け、双方のアルミニウム板同士を重ね合わせる様子を段階的に示す概略断面図である。
【0037】
（突起形成）
図６の（Ａ）に示すように、第１アルミニウム板２５Ａにエンボス加工を施して突起を形成する。具体的には、プレス加工等により、第１アルミニウム板２５Ａの溶接予定位置に、第２アルミニウム板２７側への重ね合わせ方向へ膨出する平面視円形状の突起であるエンボスＥを形成する。エンボスＥを形成すると、第１アルミニウム板２５のエンボスＥの周縁部Ｅｓが、加工硬化によって他の部分よりも硬度が上昇する。
図６の（Ａ）に示すように、第１アルミニウム板２５Ａにエンボス加工を施して突起を形成する。具体的には、プレス加工等により、第１アルミニウム板２５Ａの溶接予定位置に、第２アルミニウム板２７側への重ね合わせ方向へ膨出する平面視円形状の突起であるエンボスＥを形成する。エンボスＥを形成すると、第１アルミニウム板２５のエンボスＥの周縁部Ｅｓが、加工硬化によって他の部分よりも硬度が上昇する。
【0038】
エンボスＥの突出側（第２アルミニウム板２７側）の対向面２５ａにおける外径（エンボス径）φｄは、３√ｔ～７√ｔｍｍ（ｔは板厚）が好ましい。エンボスＥの突出側の対向面２５ａからエンボスＥの頂部Ｅｔまでのエンボス高さｈは、ｔ／２以下が好ましい。また、エンボスＥの突出側の対向面２５ａにおける曲率半径ｒは、電極１３，１５の先端曲率半径よりも小さいことが好ましい。
【0039】
エンボスＥは、根元側（第１アルミニウム板２５の突出側の反対側）の面２５ｂにおけるエンボス根元径φｄｎが、電極１３，１５の先端径φｄｅ（電極先端の曲率半径が一定の領域）よりも小さくなるように形成する。換言すると、溶接に用いる電極１３，１５としては、エンボスＥの根元径φｎよりも大きい先端径φｄｅを有する電極を用いる。
【0040】
（接着剤塗布）
また、図６の（Ｂ）に示すように、第２アルミニウム板２７の第１アルミニウム板２１Ａとの対向面２７ａにおける溶接予定位置に、接着剤３５を塗布する。
また、図６の（Ｂ）に示すように、第２アルミニウム板２７の第１アルミニウム板２１Ａとの対向面２７ａにおける溶接予定位置に、接着剤３５を塗布する。
【0041】
（配置工程）
そして、図６の（Ｃ）に示すように、第１アルミニウム板２５ＡのエンボスＥの突出側を第２アルミニウム板２７に向け、第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とを互いに重ね合わせる。
そして、図６の（Ｃ）に示すように、第１アルミニウム板２５ＡのエンボスＥの突出側を第２アルミニウム板２７に向け、第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とを互いに重ね合わせる。
【0042】
（加圧工程、本通電工程）
このようにして互いに重ね合わせた第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とを、図６の（Ｄ）に示すように、一対の電極１３，１５の間に挿入する。そして、前述した第１加圧工程を開始し、続いて第２加圧工程を開始して本通電工程を実施する。
このようにして互いに重ね合わせた第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とを、図６の（Ｄ）に示すように、一対の電極１３，１５の間に挿入する。そして、前述した第１加圧工程を開始し、続いて第２加圧工程を開始して本通電工程を実施する。
【0043】
図７は、重ね合わせたアルミニウム材を一対の電極で挟み込んで加圧工程を開始した状態の概略断面図である。
図７に示すように、第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とが加圧されると、エンボスＥの頂部Ｅｔ（図６の（Ｄ）参照）を含むエンボス中心側が、加工硬化した周縁部Ｅｓを支点として、突出方向の逆方向（矢印Ｓ方向）へ押し込まれる。これにより、エンボスＥは、中心側が凹み、周縁部Ｅｓが第２アルミニウム板２７側へ僅かに環状に突出した状態になる。この環状に突出したエンボスＥの周縁部Ｅｓが第２アルミニウム板２７に当接することで、第１アルミニウム板２５Ａの表面には、エンボスＥの中心側に僅かに凹む隙間空間Ｇが形成される。このとき接着剤３５は、エンボスＥの中心側から外周側へ押し出されるため、隙間空間Ｇには接着剤３５が存在しなくなる。
図７に示すように、第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とが加圧されると、エンボスＥの頂部Ｅｔ（図６の（Ｄ）参照）を含むエンボス中心側が、加工硬化した周縁部Ｅｓを支点として、突出方向の逆方向（矢印Ｓ方向）へ押し込まれる。これにより、エンボスＥは、中心側が凹み、周縁部Ｅｓが第２アルミニウム板２７側へ僅かに環状に突出した状態になる。この環状に突出したエンボスＥの周縁部Ｅｓが第２アルミニウム板２７に当接することで、第１アルミニウム板２５Ａの表面には、エンボスＥの中心側に僅かに凹む隙間空間Ｇが形成される。このとき接着剤３５は、エンボスＥの中心側から外周側へ押し出されるため、隙間空間Ｇには接着剤３５が存在しなくなる。
【0044】
このような加圧状態を維持しながら電極１３，１５間に溶接電流を通電する。すると、第１アルミニウム板２５Ａ及び第２アルミニウム板２７は、電極１３，１５間の溶接予定位置で溶融が始まる。このとき、第２アルミニウム板２７の対向面２７ａにエンボスＥの環状の周縁部Ｅｓが押し付けられ、エンボスＥの中心側に隙間空間Ｇが形成されているので、溶接予定位置の溶融は、エンボスＥの周縁部Ｅｓから開始されてエンボス中心へ向かって進行する。これにより、通電によって生じた溶融アルミニウムは、エンボスＥの外周側へ流れ出ることが抑制されて、隙間空間Ｇが溶融アルミニウムで満たされる。
【0045】
所定時間の通電が行われると、溶接予定位置には、真円度が高く、母材である第１アルミニウム板２５Ａ、及び第２アルミニウム板２７への溶け込み率の優れたナゲットＮが形成される。これにより、第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とが高強度に一体化され、高品質なアルミニウム溶接継手が形成される。
【0046】
また、ナゲットＮの厚さが過剰となってアルミニウム板の表面にナゲットＮが露出することがないため、電極１３，１５の表面に溶融アルミニウムが付着することはない。したがって、電極１３，１５のドレッシングを頻繁に実施する必要がなくなり、生産効率を向上できる。
【0047】
電極１３，１５として、曲面からなる端面を有するＲ形又はＤＲ形の電極を用いる場合には、電極１３，１５の先端面が曲面であるので、フラットな先端形状の電極に比べて電極１３，１５の角度のバラツキや電極の片当たり（不均一な接触）による影響が抑えられる。これにより、第１アルミニウム板２５Ａと第２アルミニウム板２７とを安定した加圧が行え、真円度の高いナゲットＮを形成して高品質なスポット溶接を実現できる。
【0048】
なお、上記した突起の形状として、施工が容易なエンボスを例示しているが、これに限らない。例えば、第１アルミニウム材の表面に突起用部材を打ち込んで、アルミニウム材の表面から突起用部材が突出する形態にする等、突起が形成される方法であれば他の形成方法を採用することも可能である。
【実施例0049】
＜試験例１＞
２枚のアルミニウム板を用意して、一方のアルミニウム板にエンボスを形成し、他方のアルミニウム板に接着剤を塗布し、形成したエンボスの突出側が塗布された接着剤に対向するように双方のアルミニウム板を重ね合わせてスポット溶接した。その場合のスポット溶接後のチリの発生状況を確認した。ここでは、材料及び通電条件を一定とし、加圧条件を異ならせた試験例１－１～１－５の５種類の試験を実施して、チリ発生数を調べた。
２枚のアルミニウム板を用意して、一方のアルミニウム板にエンボスを形成し、他方のアルミニウム板に接着剤を塗布し、形成したエンボスの突出側が塗布された接着剤に対向するように双方のアルミニウム板を重ね合わせてスポット溶接した。その場合のスポット溶接後のチリの発生状況を確認した。ここでは、材料及び通電条件を一定とし、加圧条件を異ならせた試験例１－１～１－５の５種類の試験を実施して、チリ発生数を調べた。
【0050】
（アルミニウム板）
上板 材質：Ａ６０２２ 板厚ｔ：１．０ｍｍ エンボス径φｄ：φ５ｍｍ
下板 材質：Ａ６０２２ 板厚ｔ：２．０ｍｍ
（接着剤）
エポキシ樹脂
（電極）
種別：クロム銅、Ｒ形電極
先端曲率半径：１００ｍｍ
電極直径（元径）φｄｅ：１９ｍｍ
（溶接条件）
本溶接の溶接電流値Ｉ：２６ｋＡ
本溶接の溶接期間ｔ：８０ｍｓ
アップスロープ期間ｔＵＳ：２０ｍｓ
上板 材質：Ａ６０２２ 板厚ｔ：１．０ｍｍ エンボス径φｄ：φ５ｍｍ
下板 材質：Ａ６０２２ 板厚ｔ：２．０ｍｍ
（接着剤）
エポキシ樹脂
（電極）
種別：クロム銅、Ｒ形電極
先端曲率半径：１００ｍｍ
電極直径（元径）φｄｅ：１９ｍｍ
（溶接条件）
本溶接の溶接電流値Ｉ：２６ｋＡ
本溶接の溶接期間ｔ：８０ｍｓ
アップスロープ期間ｔＵＳ：２０ｍｓ
【0051】
試験例１－１～１－５における加圧条件を表１に示す。
【0052】
【表1】
【0053】
試験例１－１は、図３に示す第１加圧工程（ｔＰ１）を設けずに、加圧力Ｐ２の第２加圧工程（ｔＰ２）のみとし、第２加圧工程での第２スクイズ期間ｔＳ２を６００ｍｓ（スクイズ期間ｔＳ：６００ｍｓ）、保持期間ｔＨＤを４００ｍｓとした参考例である。
試験例１－２では、第１加圧工程の期間ｔＰ１を５００ｍｓ、加圧力Ｐ１を１ｋＮとし、第２スクイズ期間ｔＳ２を１００ｍｓにして、スクイズ期間ｔＳを６００ｍｓとした。
試験例１－３では、試験例１－２のスクイズ期間ｔＳを６００ｍｓのままとし、第１加圧工程での第１スクイズ期間ｔＳ１を５００ｍｓから３００ｍｓに短縮した。
試験例１－４では、試験例１－２の第１加圧工程の加圧力を、図４に示すように、１段目の加圧力Ｐ１ａを１ｋＮ（ｔＳ１ａ：２００ｍｓ）、２段目の加圧力Ｐ１ｂを２ｋＮ（ｔＳ１ｂ：２００ｍｓ）とし、第２スクイズ期間ｔＳ２を２００ｍｓにして、スクイズ期間ｔＳを６００ｍｓとした。
試験例１－５は、試験例１－４と同様の２段の第１加圧工程とし、１段目の加圧力Ｐ１ａの期間ｔＳ１ａ、２段目の加圧力Ｐ１ｂの期間ｔＳ１ｂ、第２スクイズ期間ｔＳ２をそれぞれ６００ｍｓにして、スクイズ期間ｔＳを１８００ｍｓに延長した。
試験例１－２では、第１加圧工程の期間ｔＰ１を５００ｍｓ、加圧力Ｐ１を１ｋＮとし、第２スクイズ期間ｔＳ２を１００ｍｓにして、スクイズ期間ｔＳを６００ｍｓとした。
試験例１－３では、試験例１－２のスクイズ期間ｔＳを６００ｍｓのままとし、第１加圧工程での第１スクイズ期間ｔＳ１を５００ｍｓから３００ｍｓに短縮した。
試験例１－４では、試験例１－２の第１加圧工程の加圧力を、図４に示すように、１段目の加圧力Ｐ１ａを１ｋＮ（ｔＳ１ａ：２００ｍｓ）、２段目の加圧力Ｐ１ｂを２ｋＮ（ｔＳ１ｂ：２００ｍｓ）とし、第２スクイズ期間ｔＳ２を２００ｍｓにして、スクイズ期間ｔＳを６００ｍｓとした。
試験例１－５は、試験例１－４と同様の２段の第１加圧工程とし、１段目の加圧力Ｐ１ａの期間ｔＳ１ａ、２段目の加圧力Ｐ１ｂの期間ｔＳ１ｂ、第２スクイズ期間ｔＳ２をそれぞれ６００ｍｓにして、スクイズ期間ｔＳを１８００ｍｓに延長した。
【0054】
各試験例の条件で、アルミニウム板をスポット溶接した際のチリ発生数を調べた。
第１加圧工程を設けない試験例１－１では、チリ発生数が８個に達した。
第１加圧工程を１段とした試験例１－２，１－３では、いずれも第１加圧工程を設けない試験例１－１のチリ発生数の半分以下の３個となり、チリの発生が抑制された。また、第１加圧工程を２段とした試験例１－４，１－５では、第１加圧工程を１段とした試験例１－２，１－３よりもチリ発生数が多いが、試験例１－１と比較してチリの発生が抑制された。２段加圧を実施した試験例１－４，１－５の中でも、加圧初期の１段目の加圧工程（期間ｔＳ１ａ）を長く設定した試験例１－５の方がチリ発生の抑制効果が高くなる傾向がある。
第１加圧工程を設けない試験例１－１では、チリ発生数が８個に達した。
第１加圧工程を１段とした試験例１－２，１－３では、いずれも第１加圧工程を設けない試験例１－１のチリ発生数の半分以下の３個となり、チリの発生が抑制された。また、第１加圧工程を２段とした試験例１－４，１－５では、第１加圧工程を１段とした試験例１－２，１－３よりもチリ発生数が多いが、試験例１－１と比較してチリの発生が抑制された。２段加圧を実施した試験例１－４，１－５の中でも、加圧初期の１段目の加圧工程（期間ｔＳ１ａ）を長く設定した試験例１－５の方がチリ発生の抑制効果が高くなる傾向がある。
【0055】
＜試験例２＞
次に、第１加圧工程の加圧力Ｐ１を１ｋＮに設定して、スクイズ期間ｔＳを変化させたときのチリ発生数を調べた。表２に試験条件を示す。
次に、第１加圧工程の加圧力Ｐ１を１ｋＮに設定して、スクイズ期間ｔＳを変化させたときのチリ発生数を調べた。表２に試験条件を示す。
【0056】
【表2】
【0057】
試験例２－１では、図３に示すように、第１スクイズ期間ｔＳ１を５００ｍｓ、第２スクイズ期間ｔＳ２を１００ｍｓとし、合計のスクイズ期間ｔＳ（＝ｔＳ１＋ｔＳ２）を６００ｍｓとした。その結果、前述した試験例１－１の場合と比較して、チリ発生数が半分以下の３個に減少した。
【0058】
試験例２－２では、試験例２－１のスクイズ期間ｔＳと同じにして、第１スクイズ期間ｔＳ１を３００ｍｓに短縮し、第２スクイズ期間ｔＳ２を３００ｍｓに延長した。その結果、チリ発生数が３個で、試験例２－１と同じであった。
【0059】
試験例２－３では、試験例２－１の第１スクイズ期間ｔＳ１を５００ｍｓから１００ｍｓに短縮して、スクイズ期間ｔＳを６００ｍｓから２００ｍｓに短縮した。その結果、チリ発生数は５個に増加した。
【0060】
試験例２－４では、試験例２－３の第１スクイズ期間ｔＳ１を同じにして、第２スクイズ期間ｔＳ２を５００ｍｓに延長して、スクイズ期間ｔＳを６００ｍｓにした。その結果、チリ発生数は５個となり、試験例２－３と同じ結果になった。
【0061】
試験例２－５では、第１スクイズ期間ｔＳ１を１０００ｍｓとし、第２スクイズ期間ｔＳ２を１００ｍｓにして、スクイズ期間ｔＳを１１００ｍｓに延長した。試験例２－６では、試験例２－５の第１スクイズ期間ｔＳ１を１０００ｍｓから２０００ｍｓに延長して、スクイズ期間ｔＳを２１００ｍｓとした。試験例２－５，２－６の結果は、いずれもチリ発生数が０となり、良好な結果が得られた。
【0062】
図８は、試験例２－１～試験例２－６のチリ発生数を第１スクイズ期間ｔＳ１について纏めた結果を示すグラフである。
図８によれば、第１スクイズ期間ｔＳ１が長くなるほど、チリ発生数が低下していることがわかる。
図８によれば、第１スクイズ期間ｔＳ１が長くなるほど、チリ発生数が低下していることがわかる。
【0063】
図８に示すチリ発生数の分布を直線近似して、得られた近似直線Ｌｐがチリ発生数０となる加圧時間を求めると、約９５０ｍｓとなる。そのため、第１加圧工程の加圧力Ｐ１を１ｋＮに設定する期間を１０００ｍｓに設定すれば、チリ発生数が０となる可能性が高くなる。このように、比較的低い加圧力Ｐ１で加圧する第１加圧工程を有する場合には、低加圧でのスクイズ期間を十分に長くすることで、チリ発生を抑制できることがわかった。
【0064】
＜試験例３＞
次に、接着剤の特性の一つである粘度を、通電によるプレヒートで変化させ、接着剤の流動性（排除性）を調整した試験例を以下に示す。試験例３－１～試験例３－６の試験条件を表３に示す。
次に、接着剤の特性の一つである粘度を、通電によるプレヒートで変化させ、接着剤の流動性（排除性）を調整した試験例を以下に示す。試験例３－１～試験例３－６の試験条件を表３に示す。
【0065】
（溶接条件）
プレヒート期間ｔＰＨの電流値ＩＰ：８ｋＡ
本溶接の溶接期間ｔ：８０ｍｓ
プレヒート期間ｔＰＨの電流値ＩＰ：８ｋＡ
本溶接の溶接期間ｔ：８０ｍｓ
【0066】
【表3】
【0067】
試験例３－１では、図５に示す本溶接の溶接電流値Ｉを２５ｋＡ、第１加圧工程の加圧力Ｐ１を１ｋＮ、第２加圧工程の加圧力Ｐ２を３ｋＮ、スクイズ期間ｔＳを１００ｍｓ、第１プレヒート期間ｔＰＨ１を４００ｍｓ、第２プレヒート期間ｔＰＨ２を１００ｍｓ、アップスロープ期間ｔＵＳを２０ｍｓ、保持期間ｔＨＤを４００ｍｓとしている。その結果、チリ発生数は２個であった。試験例３－２では、試験例３－１の第１プレヒート期間ｔＰＨ１を４００ｍｓから１００ｍｓに短縮した。その結果、チリ発生数は３個であった。
【0068】
試験例３－３では、試験例３－１の第１プレヒート期間ｔＰＨ１を４００ｍｓから１００ｍｓに短縮し、アップスロープ期間ｔＵＳを２０ｍｓから２００ｍｓに延長した。
試験例３－４では、試験例３－３のアップスロープ期間ｔＵＳを１００ｍｓにし、試験例３－５では、試験例３－３のアップスロープ期間ｔＵＳを６０ｍｓにした。
試験例３－４では、試験例３－３のアップスロープ期間ｔＵＳを１００ｍｓにし、試験例３－５では、試験例３－３のアップスロープ期間ｔＵＳを６０ｍｓにした。
【0069】
試験例３－３，３－４，３－５は、アップスロープ期間ｔＵＳを延長したことにより、溶接品質が安定して、チリ発生数が０となった。このように、プレヒート期間ｔＰＨを設ける場合には、アップスロープ期間ｔＵＳを６０ｍｓ以上に設定するとよい。
【0070】
試験例３－６では、試験例３－５の本溶接の溶接電流値Ｉを２５ｋＡから２７ｋＡに増加させた。その場合にも、チリ発生数は０のままであった。
【0071】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【0072】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に前記接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、
前記電極による加圧を継続させながら前記電極間に通電を行う本通電工程と、
を備えるアルミニウム材のスポット溶接方法であって、
前記加圧工程は、前記本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、前記本通電工程と重複して実施する第２加圧工程と、を含み、
前記第１加圧工程の加圧力は前記第２加圧工程の加圧力より低くする、
アルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、本通電工程の前に実施する第１加圧工程を第２加圧工程の加圧力より低い加圧力で実施することにより、第１加圧工程を設けない場合と比較して、チリの発生を抑制できる。
（１） 未硬化の接着剤を介して互いに重ね合わせたアルミニウム材を、一対の電極間に前記接着剤と共に挟み込んで加圧する加圧工程と、
前記電極による加圧を継続させながら前記電極間に通電を行う本通電工程と、
を備えるアルミニウム材のスポット溶接方法であって、
前記加圧工程は、前記本通電工程の前に実施する第１加圧工程と、前記本通電工程と重複して実施する第２加圧工程と、を含み、
前記第１加圧工程の加圧力は前記第２加圧工程の加圧力より低くする、
アルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、本通電工程の前に実施する第１加圧工程を第２加圧工程の加圧力より低い加圧力で実施することにより、第１加圧工程を設けない場合と比較して、チリの発生を抑制できる。
【0073】
（２） 前記本通電工程の前に、前記本通電工程の最大溶接電流値よりも小さい電流値で通電するプレヒート通電工程を備える、（１）に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、プレヒート通電工程により接着剤が加熱され、接着剤の粘度が低下することで、接着剤の排出性を向上できる。また、第１加圧工程の時間を短縮してもチリ抑制効果を維持でき、スポット溶接のタクトタイムを短縮できる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、プレヒート通電工程により接着剤が加熱され、接着剤の粘度が低下することで、接着剤の排出性を向上できる。また、第１加圧工程の時間を短縮してもチリ抑制効果を維持でき、スポット溶接のタクトタイムを短縮できる。
【0074】
（３） 前記プレヒート通電工程は、前記第１加圧工程の少なくとも一部の期間と重複する、（２）に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、加圧力が比較的低い第１加圧工程と、プレヒート通電工程とを重複させることで、加熱された接着剤を円滑に流動させて排出できる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、加圧力が比較的低い第１加圧工程と、プレヒート通電工程とを重複させることで、加熱された接着剤を円滑に流動させて排出できる。
【0075】
（４） 前記プレヒート通電工程と前記第１加圧工程との重複期間は、１００ｍｓ以上、４００ｍｓ未満である、（３）に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、接着剤の粘度を良好に低下させ、流動性を高められる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、接着剤の粘度を良好に低下させ、流動性を高められる。
【0076】
（５） 前記プレヒート通電工程と前記本通電工程とを連続して実施する、（２）～（４）のいずれか１つに記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、プレヒート通電工程により加熱された接着剤を、温度を低下させずにスポット溶接を実施できるため、接着剤の高い流動性を維持できる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、プレヒート通電工程により加熱された接着剤を、温度を低下させずにスポット溶接を実施できるため、接着剤の高い流動性を維持できる。
【0077】
（６） 前記第１加圧工程の期間は、１０００ｍｓ以上、２０００ｍｓ以下である、（１）に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、接着剤を確実に排出できるため、チリの発生を抑制できる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、接着剤を確実に排出できるため、チリの発生を抑制できる。
【0078】
（７） 前記本通電工程は、アップスロープ通電期間を含む、（１）～（６）のいずれか１つに記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、アップスロープ通電期間を設けることで溶接品質の安定化が図れる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、アップスロープ通電期間を設けることで溶接品質の安定化が図れる。
【0079】
（８） 前記第１加圧工程は、前記第１加圧工程の加圧力から前記第２加圧工程の加圧力まで２段以上で段階的に増加させる多段加圧ステップを含む、（１）～（７）のいずれか１つに記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、第１加圧工程での加圧力を簡単な制御で変更可能となる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、第１加圧工程での加圧力を簡単な制御で変更可能となる。
【0080】
（９） 前記第２加圧工程は、前記本通電工程後の前記アルミニウム材の加圧を保持する保持ステップを含む、（１）～（８）のいずれか１つに記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、内部欠陥の抑制効果を高められる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、内部欠陥の抑制効果を高められる。
【0081】
（１０） 少なくとも一枚の前記アルミニウム材の溶接予定位置に、当該アルミニウム材と対向する他のアルミニウム材側へ突出する突起を有する、（１）～（９）のいずれか１つに記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、突起が通電経路となり、突起を中心に接着剤が放射状に広がって、溶接予定位置から接着剤を確実に排除できる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、突起が通電経路となり、突起を中心に接着剤が放射状に広がって、溶接予定位置から接着剤を確実に排除できる。
【0082】
（１１） 前記突起は、前記アルミニウム材同士の重ね合わせ方向へ膨出する平面視円形状のエンボスである、（１０）に記載のアルミニウム材のスポット溶接方法。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、突起を簡単な加工により形成でき、施工性を向上できる。つまり、アルミニウム材に形成されたエンボスは、電極によって均一に押し潰されて、その周縁部が加工硬化する。このエンボスの膨出側を他のアルミニウム材へ向けてアルミニウム材の溶接予定位置同士を重ね合わせ、互いに重ね合わせたアルミニウム材を電極で挟み込んで加圧する。すると、エンボスの加工硬化された周縁部を残してエンボス中心側が押し込まれて凹むようになる。さらに加圧を継続させながら電極間に通電を行うと、電極間に配置されたアルミニウム材の溶接予定位置で溶融が始まる。このとき、他のアルミニウム材の表面にはエンボスの周縁部が押し付けられ、エンボス中心側には隙間が形成されているので、溶接予定位置におけるアルミニウム材の溶融は、エンボスの周縁部から開始され、エンボス中心へ向かって進行する。このため、通電によって生じた溶融アルミニウムをエンボスの外周側へ流出させることがない。また、エンボス中心側の隙間が溶融アルミニウムで満たされるため、真円度が高く、しかも、母材であるアルミニウム材への溶け込み率に優れたナゲットが形成される。これにより、高品質なアルミニウム材同士の接合体が得られる。また、ナゲットが厚くなりすぎてアルミニウム材表面に露出するのを抑制でき、電極の表面に溶融アルミニウムが付着することがない。よって、電極のドレッシングを頻繁に実施する必要がなくなり、生産効率を向上できる。
このアルミニウム材のスポット溶接方法によれば、突起を簡単な加工により形成でき、施工性を向上できる。つまり、アルミニウム材に形成されたエンボスは、電極によって均一に押し潰されて、その周縁部が加工硬化する。このエンボスの膨出側を他のアルミニウム材へ向けてアルミニウム材の溶接予定位置同士を重ね合わせ、互いに重ね合わせたアルミニウム材を電極で挟み込んで加圧する。すると、エンボスの加工硬化された周縁部を残してエンボス中心側が押し込まれて凹むようになる。さらに加圧を継続させながら電極間に通電を行うと、電極間に配置されたアルミニウム材の溶接予定位置で溶融が始まる。このとき、他のアルミニウム材の表面にはエンボスの周縁部が押し付けられ、エンボス中心側には隙間が形成されているので、溶接予定位置におけるアルミニウム材の溶融は、エンボスの周縁部から開始され、エンボス中心へ向かって進行する。このため、通電によって生じた溶融アルミニウムをエンボスの外周側へ流出させることがない。また、エンボス中心側の隙間が溶融アルミニウムで満たされるため、真円度が高く、しかも、母材であるアルミニウム材への溶け込み率に優れたナゲットが形成される。これにより、高品質なアルミニウム材同士の接合体が得られる。また、ナゲットが厚くなりすぎてアルミニウム材表面に露出するのを抑制でき、電極の表面に溶融アルミニウムが付着することがない。よって、電極のドレッシングを頻繁に実施する必要がなくなり、生産効率を向上できる。
【0083】
（１２） 複数枚のアルミニウム材を用意する工程と、
前記アルミニウム材同士の間に接着剤を設ける工程と、
（１）～（１１）のいずれか１つに記載のアルミニウム材のスポット溶接方法により前記アルミニウム材同士を接合する工程と、
を備える、アルミニウム材の接合方法。
このアルミニウム材の接合方法によれば、チリの発生を抑制した高品質な状態でアルミニウム材同士を接合できる。
前記アルミニウム材同士の間に接着剤を設ける工程と、
（１）～（１１）のいずれか１つに記載のアルミニウム材のスポット溶接方法により前記アルミニウム材同士を接合する工程と、
を備える、アルミニウム材の接合方法。
このアルミニウム材の接合方法によれば、チリの発生を抑制した高品質な状態でアルミニウム材同士を接合できる。
【0084】
（１３） 少なくとも一枚の前記アルミニウム材における溶接予定位置に、他の前記アルミニウム材側への重ね合わせ方向へ突出する突起を形成する工程を更に備える、（１２）に記載のアルミニウム材の接合方法。
このアルミニウム材の接合方法によれば、アルミニウム板に突起を設けることで、より確実にアルミニウム材同士を接合できる。
このアルミニウム材の接合方法によれば、アルミニウム板に突起を設けることで、より確実にアルミニウム材同士を接合できる。
【0085】
（１４） 前記接着剤を設ける工程は、複数の溶接予定位置にそれぞれ前記接着剤を塗布する工程である、（１２）又は（１３）に記載のアルミニウム材の接合方法。
このアルミニウム材の接合方法によれば、広い面積であっても簡単に接着剤を設けられ、施工性を向上できる。
このアルミニウム材の接合方法によれば、広い面積であっても簡単に接着剤を設けられ、施工性を向上できる。
【0086】
（１５） 前記接着剤を設ける工程は、前記アルミニウム材同士の間に接着シートを挟む工程である、（１２）又は（１３）に記載のアルミニウム材の接合方法。
このアルミニウム材の接合方法によれば、均一な厚さの接着剤が簡単に設けられ、施工性を向上できる。
このアルミニウム材の接合方法によれば、均一な厚さの接着剤が簡単に設けられ、施工性を向上できる。
【符号の説明】
【0087】
１１ スポット溶接機
１３，１５ 電極
１７ 溶接トランス部
１９ 電源部
２１ 制御部
２３ 電極駆動部
２５，２５Ａ 第１アルミニウム板（アルミニウム材）
２７ 第２アルミニウム板（アルミニウム材）
２９ アルミニウム溶接継手
３１ 凹部
３３ 冷却用パイプ
３５ 接着剤
Ｌ 軸線
Ｐａ 加圧通電位置
Ｐ１，Ｐ２ 加圧力
Ｉ，Ｉｐ 溶接電流値
ｔＨＤ 保持期間
ｔＰ１ 第１加圧工程の期間
ｔＰ２ 第２加圧工程の期間
ｔＵＳ アップスロープ期間
ｔＳ スクイズ期間
ｔＳ１，ｔＳ１ａ，ｔＳ１ｂ 第１スクイズ期間
ｔＳ２ 第２スクイズ期間
ｔＰＨ プレヒート期間
ｔＰＨ１ 第１プレヒート期間
ｔＰＨ２ 第２プレヒート期間
Ｅ エンボス（突起）
Ｇ 隙間空間
１３，１５ 電極
１７ 溶接トランス部
１９ 電源部
２１ 制御部
２３ 電極駆動部
２５，２５Ａ 第１アルミニウム板（アルミニウム材）
２７ 第２アルミニウム板（アルミニウム材）
２９ アルミニウム溶接継手
３１ 凹部
３３ 冷却用パイプ
３５ 接着剤
Ｌ 軸線
Ｐａ 加圧通電位置
Ｐ１，Ｐ２ 加圧力
Ｉ，Ｉｐ 溶接電流値
ｔＨＤ 保持期間
ｔＰ１ 第１加圧工程の期間
ｔＰ２ 第２加圧工程の期間
ｔＵＳ アップスロープ期間
ｔＳ スクイズ期間
ｔＳ１，ｔＳ１ａ，ｔＳ１ｂ 第１スクイズ期間
ｔＳ２ 第２スクイズ期間
ｔＰＨ プレヒート期間
ｔＰＨ１ 第１プレヒート期間
ｔＰＨ２ 第２プレヒート期間
Ｅ エンボス（突起）
Ｇ 隙間空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】