特開 2023-1985 抵抗スポット溶接継手の製造方法

(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】P2023001985

(43)【公開日】2023-01-10

(54)【発明の名称】抵抗スポット溶接継手の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/16 20060101AFI20221227BHJP

   B23K 11/11 20060101ALI20221227BHJP

【ＦＩ】

B23K11/16 311

B23K11/11 540

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021102934

(22)【出願日】2021-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】堀川 裕史

(72)【発明者】

【氏名】古迫 誠司

(72)【発明者】

【氏名】児玉 真二

【テーマコード（参考）】

4E165

【Ｆターム（参考）】

4E165AA03

4E165AB02

4E165AB03

4E165AC01

4E165BB02

4E165BB12

4E165CA05

4E165CA06

4E165EA03

(57)【要約】

【課題】ＬＭＥ割れを抑制することが可能なスポット溶接方法を提供する。
【解決手段】一対の電極Ｘを互いに離れる方向に移動させ始める時点ｂから、前記一対の電極Ｘが被溶接材に印加する加圧力が溶接電流の通電終了の時点の前記加圧力の１０％になる時点ｃまでの期間の長さである加圧力下降時間Ｔ２を、単位ｍｓｅｃで、１８×ｔ^２－６５×ｔ＋１０９以上（ｔ：被溶接材の単位ｍｍでの総板厚）、または前記一対の電極Ｘを互いに離れる前記方向に移動させ始める時点ｂから、前記一対の電極Ｘが前記被溶接材に印加する前記加圧力が前記溶接電流の通電の終了時の前記加圧力の１０％になる時点ｃまでの期間における平均電極解放速度を３０ｍｍ／ｓｅｃ以下にする抵抗スポット溶接継手１の製造方法。
【選択図】図１－２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

重ね合わせられた複数枚の鋼板から構成される、単位ｍｍでの総板厚がｔの被溶接材を、一対の電極で挟んで加圧力を印加する工程と、
前記一対の電極に、ナゲットを形成するための溶接電流を通電する工程と、
前記一対の電極を互いに離れる方向に移動させることにより、前記一対の電極を開放する工程と、
を備え、
前記被溶接材の少なくとも１枚はめっき鋼板であり、
前記加圧力を前記被溶接材に印加する直前において、クリアランスが０.１ｍｍ以上、打角が０.５°以上、及び板隙が０.１ｍｍ以上、のいずれか１つ以上の条件を満たし、
前記一対の電極を互いに離れる前記方向に移動させ始める時点から、前記一対の電極が前記被溶接材に印加する前記加圧力が前記溶接電流の通電終了の時点の前記加圧力の１０％になる時点までの期間の長さである加圧力下降時間を、単位ｍｓｅｃで、１８×ｔ^２－６５×ｔ＋１０９以上とする
抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項2】

前記加圧力下降時間が、単位ｍｓｅｃで、１８×ｔ^２－６５×ｔ＋２１４以上であることを特徴とする、請求項１に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項3】

重ね合わせられた複数枚の鋼板から構成される、単位ｍｍでの総板厚がｔの被溶接材を、一対の電極で挟んで加圧力を印加する工程と、
前記一対の電極に、ナゲットを形成するための溶接電流を通電する工程と、
前記一対の電極を互いに離れる方向に移動させることにより、前記一対の電極を開放する工程と、
を備え、
前記被溶接材の少なくとも１枚はめっき鋼板であり、
前記加圧力を前記被溶接材に印加する直前において、クリアランスが０.１ｍｍ以上、打角が０.５°以上、板隙が０.１ｍｍ以上、のいずれか１つ以上の条件を満たし、
前記一対の電極を互いに離れる前記方向に移動させ始める時点から、前記一対の電極が前記被溶接材に印加する前記加圧力が前記溶接電流の通電の終了時の前記加圧力の１０％になる時点までの期間における平均電極解放速度を３０ｍｍ／ｓｅｃ以下にする
抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項4】

前記平均電極開放速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下にすることを特徴とする、請求項３に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項5】

前記加圧力を前記被溶接材に印加する直前において、前記クリアランスが０.２ｍｍ以上、前記打角が１°以上、及び前記板隙が０.３ｍｍ以上、のいずれか１つ以上を満たすことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項6】

前記溶接電流の通電終了の前記時点から、前記一対の電極を互いに離れる前記方向に移動させ始める前記時点までの期間の長さである保持時間が１００ｍｓｅｃ以下であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抵抗スポット溶接継手の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車分野では、低燃費化やＣＯ_２排出量の削減のため、車体を軽量化することや、衝突安全性の向上のため、車体部材を高強度化することが求められている。これらの要求を満たすためには、車体部材や各種部品などに高強度鋼板を使用することが有効である。自動車の車体の組立や部品の取付けなどでは、主として、抵抗スポット溶接が使われている。

【0003】

抵抗スポット溶接とは、重ね合わせた被溶接材を、先端を適正に整形した電極の先端で挟み、比較的小さい部分に溶接電流及び加圧力を集中して局部的に加熱し、同時に電極で加圧して行う抵抗溶接である。抵抗スポット溶接において、溶接部に生じる溶融凝固した部分はナゲットと呼ばれる。

【0004】

しかしながら、高強度のめっき鋼板に抵抗スポット溶接を行うと、電極直下やコロナボンド直外などに、ＬＭＥ割れ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｍｅｔａｌ Ｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ）が起きるという問題がある。コロナボンドとは、先で述べたナゲットの周辺に生じる固相溶接されたリング状の部分を指す。

【0005】

ＬＭＥ割れは、抵抗スポット溶接時に発生する熱でめっき層のめっき成分が溶融し、溶接部の鋼板組織の結晶粒界に合金成分が侵入し、その状態で引張応力が作用することで生じる割れである。またＬＭＥ割れは、板隙、打角、クリアランスなどの溶接外乱が発生する条件下で顕著になる。自動車車体では、溶接箇所でＬＭＥ割れが生じると強度が低下するという問題があり、抵抗スポット溶接シーケンスの速度を制御することにより、溶接箇所のＬＭＥ割れを抑制する技術が知られている。

【0006】

例えば、特許文献１は、少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板で構成される被溶接部材にスポット溶接をする方法であって、複数枚の鋼板の少なくとも一つについて、少なくとも溶接箇所の重ね合わせ面が亜鉛系めっきで被覆され、複数枚の鋼板の総板厚ｔ（ｍｍ）が１．３５ｍｍ以上であり、前記溶接電極間の溶接通電終了時から、前記溶接電極と前記被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間Ｈｔ（秒）を下記（Ａ）式の範囲内とすることを特徴とするスポット溶接方法を提供している。
０．０１５ｔ^２＋０．０２０≦Ｈｔ≦０．１６ｔ^２－０．４０ｔ＋０．７０・・・（Ａ）

【0007】

また、特許文献２は、ワークに対して溶接を行うためのガンアームを駆動するモータの動作を制御する方法であって、ガンアームがワークを加圧している状態からこの加圧を開放させてガンアームをワークから離間する方向に変位させる一連の動作において、ガンアームがワークに対する加圧を開放する開放段階におけるモータの加速度および最高速度は、ガンアームがワークから離間する方向に変位する変位段階に対して小さな値に設定されることを特徴とする溶接用ガンアームの駆動制御方法を提供している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１７－４７４７５号公報

【特許文献2】特開平１１－２６７８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１の技術は溶接通電終了時から電極と被溶接部材が離間し始める間の加圧保持時間が長く、加圧保持時間から溶接電極と被溶接部材とを非接触とするまでの電極開放時間が短い。なお、特許文献１では、保持時間とは溶接通電終了から、溶接電極と被溶接部材とを非接触とするまでの期間であるとされているが、通常のスポット溶接装置では溶接電極の開放は速やかに行われる。また、特許文献１では溶接電極の開放速度について何ら検討されていない。従って、特許文献１に記載された保持時間は、溶接通電終了から電極と被溶接部材が離間し始める間の加圧保持時間がほぼ大半であると考えられる。加圧保持時間が長いと、スポット溶接で部品を生産するときに、１点あたりの溶接時間が長くなり、生産性が低くなる。また、特許文献２の技術においては、めっき鋼板をスポット溶接した際に、電極開放速度が速いと溶接部の残留応力が大きくなり、ＬＭＥ割れが起こる問題がある。

【0010】

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、ＬＭＥ割れを抑制することが可能な抵抗スポット溶接継手の製造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】

【0011】

本発明の要旨は以下の通りである。

【0012】

（１）重ね合わせられた複数枚の鋼板から構成される、単位ｍｍでの総板厚がｔの被溶接材を、一対の電極で挟んで加圧力を印加する工程と、前記一対の電極に、ナゲットを形成するための溶接電流を通電する工程と、前記一対の電極を互いに離れる方向に移動させることにより、前記一対の電極を開放する工程と、を備え、前記被溶接材の少なくとも１枚はめっき鋼板であり、前記加圧力を前記被溶接材に印加する直前において、クリアランスが０.１ｍｍ以上、打角が０.５°以上、及び板隙が０.１ｍｍ以上、のいずれか１つ以上の条件を満たし、前記一対の電極を互いに離れる前記方向に移動させ始める時点から、前記一対の電極が前記被溶接材に印加する前記加圧力が前記溶接電流の通電終了の時点の前記加圧力の１０％になる時点までの期間の長さである加圧力下降時間を、単位ｍｓｅｃで、１８×ｔ^２－６５×ｔ＋１０９以上とする抵抗スポット溶接継手の製造方法。
（２）前記加圧力下降時間が、単位ｍｓｅｃで、１８×ｔ２－６５×ｔ＋２１４以上であることを特徴とする、（１）に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。
（３）重ね合わせられた複数枚の鋼板から構成される、単位ｍｍでの総板厚がｔの被溶接材を、一対の電極で挟んで加圧力を印加する工程と、前記一対の電極に、ナゲットを形成するための溶接電流を通電する工程と、前記一対の電極を互いに離れる方向に移動させることにより、前記一対の電極を開放する工程と、を備え、前記被溶接材の少なくとも１枚はめっき鋼板であり、前記加圧力を前記被溶接材に印加する直前において、クリアランスが０.１ｍｍ以上、打角が０.５°以上、板隙が０.１ｍｍ以上、のいずれか１つ以上の条件を満たし、前記一対の電極を互いに離れる前記方向に移動させ始める時点から、前記一対の電極が前記被溶接材に印加する前記加圧力が前記溶接電流の通電の終了時の前記加圧力の１０％になる時点までの期間における平均電極解放速度を３０ｍｍ／ｓｅｃ以下にする抵抗スポット溶接継手の製造方法。
（４）前記平均電極開放速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下にすることを特徴とする、（３）に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。
（５）前記加圧力を前記被溶接材に印加する直前において、前記クリアランスが０.２ｍｍ以上、前記打角が１°以上、及び前記板隙が０.３ｍｍ以上、のいずれか１つ以上を満たすことを特徴とする（１）～（４）のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。
（６）前記溶接電流の通電終了の前記時点から、前記一対の電極を互いに離れる前記方向に移動させ始める前記時点までの期間の長さである保持時間が１００ｍｓｅｃ以下であることを特徴とする、（１）～（５）のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ＬＭＥ割れを抑制することが可能な抵抗スポット溶接継手の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1-1】抵抗スポット溶接継手の製造方法の概略図である。

【図1-2】抵抗スポット溶接シーケンスを示す図である。

【図2】実施例１において、種々の平均電極開放速度で実施された抵抗スポット溶接における、加圧力の経時変化を示す図である。

【図3】実施例２の抵抗スポット溶接後の鋼板を板厚方向に切断して、その断面を観測した断面観察結果である。

【図4】実施例３の抵抗スポット溶接後の鋼板を板厚方向に切断して、その断面を観測した断面観察結果である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

めっき鋼板を含む被溶接材を抵抗スポット溶接したとき、従来のように電極を急速に開放すると、溶接部の残留応力が大きくなる。これにより、粒界に侵入した成分によりＬＭＥ割れが起こる。そこで、本発明では短い保持時間でもＬＭＥ割れを改善するために、残留応力の低減に着目した。

【0016】

本発明者らは、溶接電流の通電を終了した後で、電極を緩やかに開放することにより溶接部に与える衝撃を緩和し、発生する残留応力が小さくなり、めっき層のめっき成分が粒界に侵入するのを抑制することができ、電極直下およびコロナボンド直外のＬＭＥ割れも抑制できることを知見した。また、電極を緩やかに開放するための具体的な手段として、例えば加圧力下降時間を所定値以上に設定すること、及び平均電極開放速度を所定値以下に設定することが有効であることも、本発明者らは合わせて知見した。

【0017】

以下、第１実施形態及び第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法について詳細に説明する。第１実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法は、加圧力下降時間を所定値以上に設定することを特徴とし、第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法は、平均電極開放速度を所定値以下に設定することを特徴とする。以下、先ずは第１実施形態及び第２実施形態の共通点について説明し、次いで第１実施形態及び第２実施形態それぞれについて説明する。

【0018】

抵抗スポット溶接継手の製造方法を、図１－１の模式図、及び図１－２の抵抗スポット溶接シーケンスを示して説明する。

【0019】

抵抗スポット溶接継手の製造方法は、重ね合わせられた複数枚の鋼板１１から構成される被溶接材を、一対の電極Ｘによって挟み、加圧力を印加する工程Ｓ１と、これに次いで、一対の電極Ｘに、ナゲット１２を形成するための溶接電流を通電する工程Ｓ２とを有する。

【0020】

被溶接材を構成する鋼板１１の少なくとも１枚はめっき鋼板である。めっき鋼板は耐食性が高い。従って、抵抗スポット溶接継手１の被溶接材の１枚以上をめっき鋼板とすることによって、抵抗スポット溶接継手１の耐食性を高めることができる。めっき鋼板が有するめっきの種類は特に限定されないが、例えば溶融亜鉛めっき、又は合金化溶融亜鉛めっきなどとすることができる。めっき成分は亜鉛系に限定されず、鋼板にＬＭＥ割れを生じるめっき層（アルミなど）が形成されている場合にも第１実施形態及び第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法が有効に用いられる。鋼板にＬＭＥ割れが生じる成分には、例えば、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｈｇ、Ｂｉ、Ｎａ、Ｃｕ－Ｐｂ、Ｃｕ－Ｓｎ、Ｚｎ－Ｓｎ、Ｃｕ－Ｐｄ、Ｃｄ－Ｚｎ、Ａｌ－Ｓｎ－Ｃｕなどが挙げられる。
なお、めっきはスポット溶接の際にＬＭＥ割れを引き起こすのであるが、抵抗スポット溶接継手の製造方法では、電極Ｘを緩やかに開放することにより、この問題を解決している。

【0021】

鋼板１１の種類は特に限定されないが、例えば引張強さ７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板であることが好ましい。また例えば、下式で表される炭素当量Ｃｅｑが０．１５％以上であることが好ましい。
Ｃｅｑ（％）＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４
鋼板１１の板厚も特に限定されず、抵抗スポット溶接継手１の用途に応じて適宜選択することができる。鋼板１１の枚数も特に限定されない。図１－１において鋼板１１の枚数は２枚であるが、３枚以上であってもよい。

【0022】

抵抗スポット溶接継手の製造方法は、ナゲット１２を形成し、複数枚の鋼板１１を接合した後、一対の電極Ｘを互いに離れる方向に移動させることにより、一対の電極Ｘを開放する工程Ｓ３を有する。ここで「電極Ｘを開放する」とは、電極Ｘの移動を開始してから、電極Ｘと鋼板１１とが離れて加圧力が０になるまでの一連の動作のことをいう。また、後述する平均電極開放速度とは、電極を開放する際の、一対の電極Ｘの先端間の距離の経時変化率をいう。鋼板１１は加圧によって塑性変形するので、電極Ｘを緩やかに開放する場合、一対の電極Ｘを互いに離れる方向に移動させ始めてから加圧力が０になるまでに、いくらかの時間を要する。

【0023】

また、第１実施形態及び第２実施形態に係るスポット溶接は、加圧力を被溶接材に印加する工程Ｓ１を開始する直前において、クリアランスが０.１ｍｍ以上、打角が０.５°以上、及び板隙が０.１ｍｍ以上、のいずれか１つ以上を満たす条件下で行われる。クリアランスとは、電極Ｘを使ってワークを挟み込むときの誤差を指す。具体的には、両方の電極Ｘが鋼板１１から離れている状態からスタートして、電極Ｘを近づけていくスポット溶接において、一方の電極Ｘが鋼板１１に接触し加圧力が印加されたときの、他方の電極Ｘとワークとの隙間を、クリアランスとする。また、打角とは、一対の電極Ｘを結んだ直線に対して垂直な面を０°としたときの、鋼板１１の合わせ面の傾きを指す。また、板隙とは、被溶接部における鋼板１１間の隙間の大きさを指す。鋼板１１が３枚以上あり、隙間が２以上ある場合、板隙は、複数の隙間の大きさの合計値を意味する。板隙、打角、クリアランスなどは、纏めて溶接外乱と呼ばれる。

【0024】

このような溶接外乱が存在する場合に、溶接部の残留応力が大きくなりやすい。従って、溶接外乱が存在する状態では、極めてＬＭＥ割れが起こりやすい。従って、上述の条件をスポット溶接の開始時に満たすことは、ＬＭＥ割れ抑制の観点からは不利である。一方、製造現場でのスポット溶接では、作業を効率化する観点から溶接外乱が避けられない場合がある。そのため、抵抗スポット溶接継手の製造方法は、そのような製造現場等での実際の作業環境において、効果を発する。また、第１実施形態及び第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法では、電極Ｘを緩やかに開放することにより、溶接外乱によるＬＭＥ割れ発生の問題を解決している。

【0025】

（第１実施形態）
以上、第１実施形態及び第２実施形態における共通の構成要素について説明した。次に、第１実施形態について、図１－２の抵抗スポット溶接シーケンスを示して説明する。

【0026】

第１実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法では、電極Ｘを緩やかに開放するために、加圧力下降時間Ｔ２を制御する。加圧力下降時間Ｔ２とは、一対の電極Ｘを互いに離れる方向に移動させ始める時点ｂから、一対の電極Ｘが被溶接材に印加する加圧力が溶接電流の通電終了の時点ａの加圧力Ｐの１０％になる時点ｃまでの期間の長さである。図１－２においては、符号ａは電流値が０になる時点に付され、符号ｂは加圧力の減少が開始した時点に付され、符号ｃは加圧力が０．１０×Ｐになる時点に付されている。加圧力の減少は、一対の電極Ｘを互いに離れる方向に移動させ始めた瞬間から始まるからである。

【0027】

第１実施形態において、加圧力下降時間Ｔ２は被溶接材の板厚に応じて定められる。被溶接材の加圧時の変形による応力や、被溶接材の冷却速度は、板厚に応じて変化するためである。
加圧力下降時間Ｔ２は、単位ｍｓｅｃで、１８×ｔ^２－６５×ｔ＋１０９以上に設定する必要がある。なお、ｔとは単位ｍｍでの被溶接材の総板厚である。これにより、溶接部の残留応力を低下させ、溶接外乱条件下であってもＬＭＥ割れを低減することが出来る。加圧力下降時間Ｔ２が１８×ｔ^２－６５×ｔ＋１０９（ｍｓｅｃ）未満であると、ＬＭＥ割れの低減効果が十分に得られず、小さな溶接外乱条件下でもＬＭＥ割れが生じてしまうおそれがある。

【0028】

また、加圧力下降時間Ｔ２を単位ｍｓｅｃで、１８×ｔ^２－６５×ｔ＋２１４以上としてもよい。この時、溶接外乱条件下において、よりＬＭＥ割れ低減の効果を大きくすることができ、大きな溶接外乱条件下でもＬＭＥ割れ低減の効果が発揮され得る。加圧力下降時間Ｔ２が長いほどＬＭＥ割れ低減の効果が得られるが、加圧力下降時間Ｔ２を延長すると生産性が低下し得る。そのため、生産性の観点から適宜上限値を定めることが好ましい。

【0029】

なお、溶接電流の通電終了の時点ａから、一対の電極Ｘを互いに離れる方向に移動させ始める時点ｂまでの期間の長さを、保持時間Ｔ１と称する。従来、保持時間Ｔ１が長いほど、溶接部の残留応力を低下させることができると当業者は認識していた。しかし第１実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法では、保持時間Ｔ１は特に必須とはされず、０ｍｓｅｃであってもよい。加圧力下降時間Ｔ２を所定値以上することにより、ＬＭＥ割れを抑制し得るからである。
なお、スポット溶接におけるＬＭＥ割れのうち、圧接部直外の割れは、特許文献１に記載の方法などにより保持時間Ｔ１を増加することで抑制し得る。第１実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法（及び後述する第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法）は、圧接部直外のＬＭＥ割れに加えてコロナボンド直外でのＬＭＥ割れの抑制にも効果を発揮し得る。

【0030】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１－２の抵抗スポット溶接シーケンスを示して説明する。

【0031】

第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法では、電極Ｘを緩やかに開放するために、平均電極開放速度を制御する。平均電極開放速度とは、一対の電極Ｘを互いに離れる方向に移動させ始める時点ｂから、一対の電極Ｘが被溶接材に印加する加圧力が溶接電流の通電終了の時点ａの加圧力Ｐの１０％になる時点ｃまでの期間における、電極開放速度の平均値である。時点ｂから時点ｃまでの電極Ｘの先端間距離の変化量を、時点ｂから時点ｃまでの時間で割ることによって、電極開放速度の平均値を算出することができる。なお、時点ｂから時点ｃまでの時間とは、上述した加圧力下降時間Ｔ２のことである。

【0032】

第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法では、平均電極開放速度を３０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定する。平均電極開放速度が３０ｍｍ／ｓｅｃ以下であれば、溶接部の残留応力を低下させ、溶接外乱条件下であってもＬＭＥ割れを低減することが出来る。

【0033】

また、平均電極開放速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定してもよい。この時、よりＬＭＥ割れ低減の効果を大きくすることができる。

【0034】

第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法においても、保持時間Ｔ１は特に必須とはされず、０ｍｓｅｃであってもよい。平均電極開放速度を所定値以上することにより、ＬＭＥを抑制し得るからである。

【0035】

以下、第１及び第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法の一層好ましい態様について説明する。特段の断りが無い限り、以下に説明する態様は、第１及び第２実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法のいずれにも適用することができる。

【0036】

また、第１、２実施形態の抵抗スポット溶接継手の製造方法は、加圧力を被溶接材に印加する直前において、クリアランスが０.２ｍｍ以上、打角が１°以上、及び板隙が０.３ｍｍ以上、のいずれか１つ以上を満たす条件下で行ってもよい。このような一層厳しい溶接外乱条件下でも、第１、２実施形態の抵抗スポット溶接継手の製造方法は、ＬＭＥ割れ低減の効果を発揮することが出来る。これにより、被溶接材の成形精度に裕度をもたすことができ、不良率を低減できる。また、溶接設備を一層簡素にし、溶接準備時間を短くし、作業者の負担を軽減することができる。
外乱の上限値は特に限定されないが、例えば、クリアランスは２．０ｍｍ以下、打角は５°以下、板隙は２．０ｍｍ以下であることがそれぞれ好ましい。

【0037】

また、保持時間Ｔ１は１００ｍｓｅｃ以下としてもよい。これにより、タクトタイムを短縮し、製造効率を一層改善することができる。なお、保持時間が１００ｍｓｅｃ以下の場合は、通常の抵抗スポット溶接では特にＬＭＥ割れが生じやすい。そのため先行技術においては、保持時間Ｔ１を１００ｍｓｅｃ超とし、電極開放の前にめっきを凝固させて、ＬＭＥ割れのリスクを低減している。しかし第１、２実施形態の抵抗スポット溶接継手の製造方法は保持時間Ｔ１を必須とせず、たとえ保持時間Ｔ１を１００ｍｓｅｃ以下としてもＬＭＥ割れのおそれが少ない。そのため、タクトタイムを短縮すべき局面において、第１、２実施形態の抵抗スポット溶接継手の製造方法は特に有効である。
なお、ナゲット１２を形成するための溶接電流を通電する工程Ｓ２における溶接電流の値は、チリが発生せず、かつ所望のナゲット径が得られるように適宜設定することができる。溶接電流の値は特に限定されないが、例えば６．０～８．０ｋＡである。

【実施例0038】

実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に説明する。ただし、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例に過ぎない。本発明は、この一条件例に限定されない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限り、種々の条件を採用し得る。

【0039】

（実施例１）
重ねられた複数の鋼板に、一対の電極を有するスポット溶接装置を用いて抵抗スポット溶接試験を行った。この時、通電加圧センサーを用いて溶接装置の挙動を確認した。溶接にあたって、溶接装置は定置式サーボ加圧を用い、鋼板にはＧＡ９８０ＴＲＩＰ（板厚：１．４、１．６、２．０ｍｍ）を同厚２枚ずつ用いた。試験では、平均電極開放速度を１、１０、２０、３０、５０、１００（ｍｍ／ｓｅｃ）と変化させ、これにより加圧力下降速度が変化した。通電後の各平均電極開放速度と、加圧力との関係の一例を図２に示す。なお図２中のサイクルとは１／５０ｓｅｃ（２０ｍｓｅｃ）を意味する。この時の溶接条件、外乱条件、および溶接後のコロナボンド直外でのＬＭＥ割れの有無を以下の表１に示す。なお、表１に記載の（１）式下限値及び（２）式下限値とは、総板厚ｔを以下の（１）式及び（２）式に代入することによって算出される値である。
１８×ｔ^２－６５×ｔ＋１０９ ：（１）式
１８×ｔ^２－６５×ｔ＋２１４ ：（２）式

【0040】

【表1】

【0041】

コロナボンド直外でのＬＭＥ割れが発生しているか否かは、ナゲットを含むように鋼板を板厚方向に切断して、その断面を観察して判定した。
表１に示すように、平均電極開放速度が３０（ｍｍ／ｓｅｃ）以下のＮｏ．２、６、７、９、１０、１１、１２、１３、１７、１８、１９はＬＭＥ割れが無かった。これらにおいては、加圧力下降時間が１８×ｔ^２－６５×ｔ＋１０９（ｍｓｅｃ以上であった）。特に、Ｎо．１０、１１、１７、１８、１９では、加圧力下降時間が１８×ｔ^２－６５×ｔ＋２１４以上で行ったところ、厳しい溶接外乱条件下にもかかわらず、ＬＭＥ割れが無かった。

【0042】

（実施例２）
実施例２では、抵抗スポット溶接試験を行った。加圧力を被溶接材に印加する直前において、打角は３°、クリアランスは０.３ｍｍであった。鋼板はＧＡ９８０ＴＲＩＰ（板厚：１．６ｍｍ）を同厚２枚ずつ用いた。
この時、サーボ加圧単相交流の溶接機を用いた。また、溶接条件は加圧力：４００ｋｇｆ、スクイズ時間：６００ｍｓｅｃ（３０ｃｙｃ）、溶接時間：４００ｍｓｅｃ（２０ｃｙｃ）、保持時間Ｔ１：８０ｍｓｅｃ（４ｃｙｃ、設定は１ｃｙｃ）とした。スクイズ時間とは、電極加圧指令信号を出してから、溶接電流を流し始めるまでの時間のことである。

【0043】

また、試験では各板組に対して７．０ｋＡ及び７．５ｋＡの２種類の溶接電流を流した。この時、各溶接電流に対して、加圧力下降時間：１９１ｍｓｅｃ、平均電極開放速度１０ｍｍ／ｓｅｃの発明例と、加圧力下降時間：５８ｍｓｅｃ、平均電極開放速度１００ｍｍ／ｓｅｃの比較例の２種類の試験を行った。この時の断面観察結果を図３に示す。
図３からも読み取れるように、発明例の試験を行った鋼板にはコロナボンド直外でのＬＭＥ割れが見つからなかった。一方、比較例の試験を行った鋼板にはコロナボンド直外でのＬＭＥ割れが観測された。なお、ＬＭＥ割れは図３の点線で囲った部分を指す。

【0044】

（実施例３）
実施例３では、溶接電流を６．０ｋＡ、６．５ｋＡ、７．０ｋＡ、７．５ｋＡ、及び８．０ｋＡに変化させて抵抗スポット溶接試験を行った。加圧力を被溶接材に印加する直前において、打角は３°、クリアランスは０.３ｍｍであった。鋼板はＧＡ９８０ＴＲＩＰ（板厚：１．６ｍｍ）を同厚２枚ずつ用いた。
また、この時、サーボ加圧単相交流の溶接機を用いた。また、溶接条件は加圧力：４００ｋｇｆ、スクイズ時間：６００ｍｓｅｃ（３０ｃｙｃ）、溶接時間：４００ｍｓｅｃ（２０ｃｙｃ）、保持時間Ｔ１：８０ｍｓｅｃ（４ｃｙｃ、設定は１ｃｙｃ）とした。

【0045】

また、この時、各溶接電流に対して、加圧力下降時間：１９１ｍｓｅｃ、平均電極開放速度１０ｍｍ／ｓｅｃの発明例と、加圧力下降時間：５８ｍｓｅｃ、平均電極開放速度１００ｍｍ／ｓｅｃの比較例の試験を行った。この時の断面観察結果を図４に示す。
図４からも読み取れるように、発明例の試験を行った鋼板にはコロナボンド直外でのＬＭＥ割れが見つからなかった。一方、比較例の試験を行った鋼板にはコロナボンド直外でのＬＭＥ割れが観測された。なお、ＬＭＥ割れは図４の点線で囲った部分を指す。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明によれば、加圧保持時間が短くても平均電極開放速度を遅くすることで、ＬＭＥ割れを抑制することが可能な抵抗スポット溶接継手の製造方法を提供することができる。また、加圧保持時間が短いのでタクトタイムも短く、自動車業界での生産性向上が期待できる。従って、本発明は高い産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0047】

１ 抵抗スポット溶接継手
１１ 鋼板
１２ ナゲット
Ｘ 電極
ａ 溶接電流の通電終了の時点
ｂ 一対の電極を互いに離れる方向に移動させ始める時点
ｃ 一対の電極が被溶接材に印加する加圧力が溶接電流の通電終了の時点の加圧力の１０％になる時点
Ｔ１ 保持時間
Ｔ２ 加圧力下降時間
Ｐ 溶接電流の通電終了の時点の加圧力

【図1-1】

【図1-2】

【図2】

【図3】

【図4】