(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】P2024108879
(43)【公開日】2024-08-13
(54)【発明の名称】抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理方法
(51)【国際特許分類】
B23K 11/30 20060101AFI20240805BHJP
B23K 11/16 20060101ALI20240805BHJP
C22C 9/00 20060101ALI20240805BHJP
C22C 32/00 20060101ALI20240805BHJP
B23K 35/02 20060101ALI20240805BHJP
【ＦＩ】
B23K11/30 320
B23K11/16 311
C22C9/00
C22C32/00 B
B23K35/02 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023013501
(22)【出願日】2023-01-31
(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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉永 千智
(72)【発明者】
【氏名】横山 卓史
(72)【発明者】
【氏名】竹田 健悟
(72)【発明者】
【氏名】桑山 卓也
(57)【要約】
【課題】溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生が抑制される抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理方法を提供する。
【解決手段】被溶接材の抵抗溶接を行う場合に被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、抵抗溶接用電極の接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、を含む抵抗溶接方法。成分分析により接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であることを確認し、電極を交換する際、接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下である電極を用いるように管理してもよい。
【選択図】なし
【解決手段】被溶接材の抵抗溶接を行う場合に被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、抵抗溶接用電極の接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、を含む抵抗溶接方法。成分分析により接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であることを確認し、電極を交換する際、接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下である電極を用いるように管理してもよい。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被溶接材の抵抗溶接を行うときに前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、
前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
【請求項2】
被溶接材の抵抗溶接を行うときに前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とする金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、
前記抵抗溶接用電極の前記接触部の成分分析を行う工程と、
前記成分分析により前記接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であることが確認された抵抗溶接用電極を用い、前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
前記抵抗溶接用電極の前記接触部の成分分析を行う工程と、
前記成分分析により前記接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であることが確認された抵抗溶接用電極を用い、前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
【請求項3】
抵抗溶接機に抵抗溶接用電極を取り付け、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に前記抵抗溶接用電極を接触させて抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
前記抵抗溶接用電極に代えて新たな抵抗溶接用電極を前記抵抗溶接機に取り付け、前記抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
前記抵抗溶接機に取り付ける抵抗溶接用電極として、前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を用いるように管理する工程と、
を含む、抵抗溶接の管理方法。
前記抵抗溶接用電極に代えて新たな抵抗溶接用電極を前記抵抗溶接機に取り付け、前記抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
前記抵抗溶接機に取り付ける抵抗溶接用電極として、前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を用いるように管理する工程と、
を含む、抵抗溶接の管理方法。
【請求項4】
前記抵抗溶接用電極の前記接触部が、下記Ａ群及びＢ群からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の方法。
［Ａ群］質量％で、
Ｃｒ：３．０％以下、
Ｚｒ：０．５％以下、
Ｗ：２０．０％以下、
Ａｇ：０．５％以下、
Ｂｅ：２．０％以下、
Ｃｏ：３．０％以下、
Ｎｉ：３．０％以下、及び
Ｆｅ：１．０％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の元素
［Ｂ群］質量％で、
Ａｌ２Ｏ３：３．０％以下、
ＷＣ：１２．０％以下、
ＺｒＯ：５．５％以下、及び
ＭｇＯ：２．７％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の化合物
［Ａ群］質量％で、
Ｃｒ：３．０％以下、
Ｚｒ：０．５％以下、
Ｗ：２０．０％以下、
Ａｇ：０．５％以下、
Ｂｅ：２．０％以下、
Ｃｏ：３．０％以下、
Ｎｉ：３．０％以下、及び
Ｆｅ：１．０％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の元素
［Ｂ群］質量％で、
Ａｌ２Ｏ３：３．０％以下、
ＷＣ：１２．０％以下、
ＺｒＯ：５．５％以下、及び
ＭｇＯ：２．７％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の化合物
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気抵抗溶接として、例えば抵抗スポット溶接を行う場合、複数枚の金属板を重ねて板組を一対の電極で板厚方向に挟み込んで加圧しながら通電を行う。通電部において金属板がそれぞれ溶融した後、固化することで板組が接合される。
このようなスポット溶接に用いる電極材料として、一般的に銅合金が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
このようなスポット溶接に用いる電極材料として、一般的に銅合金が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
一方、抵抗溶接では液体金属脆化（ＬＭＥ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｍｅｔａｌ Ｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ）が問題となることがある。鋼板表面のＺｎ系めっきと鋼板が抵抗溶接によって、熱、ひずみ、応力が加わることで液体金属脆化が生じ、溶接部に亀裂（ＬＭＥ割れ）が生じる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－６２６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生が抑制される抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理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】
【0006】
上記目的を達成するための本開示の要旨は次の通りである。
＜１＞ 被溶接材の抵抗溶接を行うときに前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、
前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
＜２＞ 被溶接材の抵抗溶接を行うときに前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とする金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、
前記抵抗溶接用電極の前記接触部の成分分析を行う工程と、
前記成分分析により前記接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であることが確認された抵抗溶接用電極を用い、前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
＜３＞ 抵抗溶接機に抵抗溶接用電極を取り付け、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に前記抵抗溶接用電極を接触させて抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
前記抵抗溶接用電極に代えて新たな抵抗溶接用電極を前記抵抗溶接機に取り付け、前記抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
前記抵抗溶接機に取り付ける抵抗溶接用電極として、前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を用いるように管理する工程と、
を含む、抵抗溶接の管理方法。
＜４＞ 前記抵抗溶接用電極の前記接触部が、下記Ａ群及びＢ群からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含む、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の方法。
［Ａ群］質量％で、
Ｃｒ：３．０％以下、
Ｚｒ：０．５％以下、
Ｗ：２０．０％以下、
Ａｇ：０．５％以下、
Ｂｅ：２．０％以下、
Ｃｏ：３．０％以下、
Ｎｉ：３．０％以下、及び
Ｆｅ：１．０％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の元素
［Ｂ群］質量％で、
Ａｌ２Ｏ３：３．０％以下、
ＷＣ：１２．０％以下、
ＺｒＯ：５．５％以下、及び
ＭｇＯ：２．７％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の化合物
＜１＞ 被溶接材の抵抗溶接を行うときに前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、
前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
＜２＞ 被溶接材の抵抗溶接を行うときに前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とする金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、
前記抵抗溶接用電極の前記接触部の成分分析を行う工程と、
前記成分分析により前記接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であることが確認された抵抗溶接用電極を用い、前記抵抗溶接用電極の前記接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、
を含む抵抗溶接方法。
＜３＞ 抵抗溶接機に抵抗溶接用電極を取り付け、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に前記抵抗溶接用電極を接触させて抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
前記抵抗溶接用電極に代えて新たな抵抗溶接用電極を前記抵抗溶接機に取り付け、前記抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
前記抵抗溶接機に取り付ける抵抗溶接用電極として、前記被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を用いるように管理する工程と、
を含む、抵抗溶接の管理方法。
＜４＞ 前記抵抗溶接用電極の前記接触部が、下記Ａ群及びＢ群からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含む、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の方法。
［Ａ群］質量％で、
Ｃｒ：３．０％以下、
Ｚｒ：０．５％以下、
Ｗ：２０．０％以下、
Ａｇ：０．５％以下、
Ｂｅ：２．０％以下、
Ｃｏ：３．０％以下、
Ｎｉ：３．０％以下、及び
Ｆｅ：１．０％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の元素
［Ｂ群］質量％で、
Ａｌ２Ｏ３：３．０％以下、
ＷＣ：１２．０％以下、
ＺｒＯ：５．５％以下、及び
ＭｇＯ：２．７％以下、
からなる群から選択される１種又は２種以上の化合物
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生が抑制される抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】スポット溶接部の断面の一例を示す図である。
【図3】Ｃｒ－Ｃｕ電極を用いたスポット溶接後の肩部～肩外付近のめっき組成をＳＥＭ－ＥＤＳで分析したＣｕ濃度を示す図である。
【図4】Ａｌ２Ｏ３分散Ｃｕ電極を用いたスポット溶接後の肩部～肩外付近のめっき組成をＳＥＭ－ＥＤＳで分析したＣｕ濃度を示す図である。
【図5】ＣＭＡによる亀裂部の観察結果を示す図である。
【図6】亀裂部のＺｎ濃度プロファイルを示す図である。
【図7】抵抗スポット溶接の一例を示す概略図である。
【図8】シーム溶接の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の一例である実施形態について説明する。
なお、本開示において、元素又は化合物の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。また、本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、特に断りの無い限り、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、「～」の前後に記載される数値に「超」又は「未満」が付されている場合の数値範囲は、これら数値を下限値又は上限値として含まない範囲を意味する。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値、あるいは、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の下限値、あるいは、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
なお、本開示において、元素又は化合物の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。また、本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、特に断りの無い限り、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。また、「～」の前後に記載される数値に「超」又は「未満」が付されている場合の数値範囲は、これら数値を下限値又は上限値として含まない範囲を意味する。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値、あるいは、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の下限値、あるいは、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
【0010】
スポット溶接を行う場合、電極材料が被溶接材に移行する。そのため、液体金属脆化は、鋼板のめっき層を構成する材料だけでなく、電極材料も影響すると考えられる。それゆえ、ＬＭＥ割れの原因となる微量元素を極力低減した電極材料とすることで、電極による液体金属脆化の促進が抑制されると考えられる。
【0011】
電極材料に含まれる微量元素の影響を確認するため、スポット溶接用電極として、被溶接材との接触部が下記表１に示す化学組成を有するＣｒ－Ｃｕ電極及びＡｌ２Ｏ３分散Ｃｕ電極を準備した。表１に示す各成分の含有量は、電極先端部における高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＰＣ発光分光分析法）による分析値である。電極の形状は、径が１６φで先端が４０Ｒの６φであるドームラジアス形状とした。
【0012】
【表1】
【0013】
溶融亜鉛めっき９８０ＭＰａ級鋼板（板厚１．６ｍｍ、引張強さ１０２４ＭＰａ）を供試材（被溶接材）とし、上記の各電極を用いてスポット溶接を行い、電流値と亀裂の発生の関係について溶接評価を行った。溶接機はエア加圧式直流電源溶接機を用いて、スクイズ５０ｃｙｃｌｅｓ，通電は５段通電（１０ｃｙｃ通電－２ｃｙｃクール×５回）、溶接電流は５ｋＡから０．５ｋＡ刻みで増加させ、散り発生＋３ｋＡまで溶接した。なお、ホールドは１０ｃｙｃｌｅｓ、電極による加圧力は４ｋＮとした。なお、本明細書において時間の単位を、５０Ｈｚにおけるｃｙｃｌｅ数で表す場合がある。
サンプルは評価材の２枚重ねとし、１５０ｍｍｘ５０ｍｍのサイズとした。なお、評価点は中央とし、あらかじめ１５０ｍｍの両端部より３０ｍｍの位置に２点溶接点を置いた。さらに、溶接サンプルは固定台に置き、溶接ガンによって移動しないように固定した。なお、溶接ガンは、Ｃガンとした。
サンプルは評価材の２枚重ねとし、１５０ｍｍｘ５０ｍｍのサイズとした。なお、評価点は中央とし、あらかじめ１５０ｍｍの両端部より３０ｍｍの位置に２点溶接点を置いた。さらに、溶接サンプルは固定台に置き、溶接ガンによって移動しないように固定した。なお、溶接ガンは、Ｃガンとした。
【0014】
スポット溶接後、マイクロスコープによる外観観察によって溶接部の表面に生じている亀裂が深い方向で断面を取り、亀裂長さを測定した。さらに、発生した亀裂部の観察をＣＭＡ（電子エネルギー分析システム）、ＳＥＭ－ＥＤＳ（分析型走査電子顕微鏡）によって行った。図１はスポット溶接部の断面の一例を示し、図２は、図１においてＡで示す部分に生じたＬＭＥ割れを拡大して示している。
【0015】
ＬＭＥ割れを、電極先端、電極肩部と接触していた位置から外側（「肩外」と称呼）、電極肩部と接触していた位置（「肩部」と称呼）に分類し、それぞれの位置における最大亀裂をプロットした。１００μｍ以上の亀裂有無（最大亀裂長さ：μｍ）、散り発生について、表２に結果を示す。
【0016】
【表2】
【0017】
表２に示すように、Ａｌ２Ｏ３分散Ｃｕ電極を用いた場合よりもＣｒ－Ｃｕ電極の方がＬＭＥ割れを生じやすい傾向がある。特に、チリ開始電流値付近での肩部における割れの長さの差異が顕著であった。
【0018】
本開示の発明者らは、このような割れの原因として電極材料が影響している可能性があると考え、まず、電極の主成分であるＣｕの溶接部における混入について検証を行った。
Ｃｕの混入によってＬＭＥ割れを助長するという報告（例えば、“抵抗溶接の基礎と実際”産報出版）があることを踏まえ、Ｃｕ濃度の比較を行った。互いに近い電流値にて、ほぼ同じ溶接部厚みとなっている箇所について、Ｃｒ－Ｃｕ電極を用いて１３．０ｋＡの電流値でスポット溶接を行った場合と、Ａｌ２Ｏ３分散Ｃｕ電極を用いて１３．５ｋＡの電流値でスポット溶接を行った場合のそれぞれの溶接後における肩部～肩外付近のめっき組成をＳＥＭ－ＥＤＳによって分析した。その結果をそれぞれ図３、図４に示す。両者とも最大Ｃｕ濃度はあまり差がない。他の電流値のサンプルの観察結果も、電極材質によるめっき組成のＣｕ濃度差はほぼ無かった。ゆえに、これらの電極は材質に違いがあるものの、めっきへのＣｕ移行の差異は実質的にないと考えられる。
Ｃｕの混入によってＬＭＥ割れを助長するという報告（例えば、“抵抗溶接の基礎と実際”産報出版）があることを踏まえ、Ｃｕ濃度の比較を行った。互いに近い電流値にて、ほぼ同じ溶接部厚みとなっている箇所について、Ｃｒ－Ｃｕ電極を用いて１３．０ｋＡの電流値でスポット溶接を行った場合と、Ａｌ２Ｏ３分散Ｃｕ電極を用いて１３．５ｋＡの電流値でスポット溶接を行った場合のそれぞれの溶接後における肩部～肩外付近のめっき組成をＳＥＭ－ＥＤＳによって分析した。その結果をそれぞれ図３、図４に示す。両者とも最大Ｃｕ濃度はあまり差がない。他の電流値のサンプルの観察結果も、電極材質によるめっき組成のＣｕ濃度差はほぼ無かった。ゆえに、これらの電極は材質に違いがあるものの、めっきへのＣｕ移行の差異は実質的にないと考えられる。
【0019】
次に、ＣＭＡにより亀裂部の観察を行った。亀裂深さが比較的大きい電流値のサンプルに対して観察を行った。図５に観察結果を示す。Ｃｒ－Ｃｕ電極を用いた溶接箇所では亀裂部から母材（鋼板）のＳｉ濃度よりも高いＳｉ濃度が検出された。一方、Ａｌ２Ｏ３分散Ｃｕ電極を用いた溶接箇所の亀裂部ではＳｉは検出されなかった。また、いずれの電極を用いた場合でもＣｒは亀裂部への混入はＣＭＡでは検出されなかった。ゆえに、電極成分として、Ｃｒ－Ｃｕ電極は不純物としてＳｉを微量に含んでおり、これがＬＭＥ割れに影響した可能性が考えられる。
【0020】
次に、ＣＭＡのデータによるＺｎ濃度プロファイルからＺｎが液相化したと考えられる濃度を測定した。結果を図６に示す。１はＣｒ－Ｃｕ電極でのチリ限（チリが発生する最低電流）＋２ｋＡの肩部割れ先端、２はＣｒ－Ｃｕ電極でのチリ限の肩部、３はＡｌ２Ｏ３分散Ｃｕの肩部亀裂先端、４は亀裂の途中（５００μｍ程度）の位置でそれぞれ採取したサンプルに対する測定結果である。亀裂発生位置は若干異なるものの条件の近い、１と３の比較より、Ａｌ２Ｏ３分散Ｃｕ電極を用いた場合（３）に比べ、Ｃｒ－Ｃｕ電極を用いた場合（１）の方が液相化Ｚｎ濃度が低くなっている。また、２と４がほぼ同じ位置に発生した割れの比較となる。４は、表層から内部に行くほど温度が高かったと考えられるため、２の割れの先端位置に相当する距離でのプロファイルを取った。これらの比較からもＣｒ－Ｃｕ電極を用いた場合が最も低いＺｎ濃度となっていた。
【0021】
これらの結果から、本開示の発明者らは、抵抗溶接用電極に不純物として含まれるＳｉ含有量を極力低減することで電極材料（Ｓｉ）に起因するＬＭＥ割れを効果的に抑制することができることを見出し、本開示に係る発明の完成に至った。
【0022】
［抵抗溶接用電極］
まず、本開示に係る抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理方法（本開示において、まとめて「本開示に係る方法」と称する場合がある。）において使用する抵抗溶接用電極について説明する。
本開示に係る方法で使用する抵抗溶接用電極は、被溶接材の抵抗溶接を行うときに被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とする金属材料で形成されており、接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下に低減されている。
Ｃｕを主成分とするとは、電極を構成する元素のうちＣｕの含有量（質量％）が最も高いこと意味する。導電性、製造コストなどの観点から、接触部におけるＣｕ含有量は７０％以上であることが好ましい。一方、抵抗溶接用電極としての硬さ（抵抗溶接時の加圧による変形抑制）の観点から、接触部におけるＣｕ含有量は９９質量％以下であることが好ましい。以下、抵抗溶接用電極を単に「電極」と記す場合がある。
まず、本開示に係る抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理方法（本開示において、まとめて「本開示に係る方法」と称する場合がある。）において使用する抵抗溶接用電極について説明する。
本開示に係る方法で使用する抵抗溶接用電極は、被溶接材の抵抗溶接を行うときに被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とする金属材料で形成されており、接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下に低減されている。
Ｃｕを主成分とするとは、電極を構成する元素のうちＣｕの含有量（質量％）が最も高いこと意味する。導電性、製造コストなどの観点から、接触部におけるＣｕ含有量は７０％以上であることが好ましい。一方、抵抗溶接用電極としての硬さ（抵抗溶接時の加圧による変形抑制）の観点から、接触部におけるＣｕ含有量は９９質量％以下であることが好ましい。以下、抵抗溶接用電極を単に「電極」と記す場合がある。
【0023】
Ｓｉ：０．０１０％以下
本開示における抵抗溶接用電極は、被溶接材との接触部におけるＳｉ含有量が０．０１０質量％以下である。接触部に含まれるＳｉ含有量を０．０１０質量％以下に抑えることで、抵抗溶接において電極材料（Ｓｉ）に起因する溶接部表面（電極と接触した側）のＬＭＥ割れを抑制することができる。かかる観点から、電極の接触部のＳｉ含有量は０．００８質量％以下であることが好ましく、０．００６質量％以下であることがより好ましい。
本開示における抵抗溶接用電極は、被溶接材との接触部におけるＳｉ含有量が０．０１０質量％以下である。接触部に含まれるＳｉ含有量を０．０１０質量％以下に抑えることで、抵抗溶接において電極材料（Ｓｉ）に起因する溶接部表面（電極と接触した側）のＬＭＥ割れを抑制することができる。かかる観点から、電極の接触部のＳｉ含有量は０．００８質量％以下であることが好ましく、０．００６質量％以下であることがより好ましい。
【0024】
本開示における抵抗溶接用電極は、抵抗溶接用電極としての導電率、硬さの向上などの観点から、Ｃｕ以外の合金元素を含んでもよい。本開示における抵抗溶接用電極は、例えば、［Ａ群］Ｃｒ、Ｚｒ、Ｗ、Ａｇ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅの１種又は２種以上を含んでもよい。以下、本開示における抵抗溶接用電極が含み得る任意元素の含有量について説明する。
【0025】
Ｃｒ：０～３．０％
Ｃｒは添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｃｒを３．０％以下で含んでもよく、２．０％以下で含んでもよい。Ｃｒの添加による効果を得る場合、Ｃｒ含有量は０．４％以上であることが好ましい。
Ｃｒは添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｃｒを３．０％以下で含んでもよく、２．０％以下で含んでもよい。Ｃｒの添加による効果を得る場合、Ｃｒ含有量は０．４％以上であることが好ましい。
【0026】
Ｚｒ：０～０．５％
Ｚｒは添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｚｒを０．５％以下で含んでもよく、０．４％以下で含んでもよい。Ｚｒの添加による効果を得る場合、Ｚｒ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
Ｚｒは添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｚｒを０．５％以下で含んでもよく、０．４％以下で含んでもよい。Ｚｒの添加による効果を得る場合、Ｚｒ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
【0027】
Ｗ：０～２０．０％
Ｗは、添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｗを２０．０％以下で含んでもよく、１５．０％以下で含んでもよい。Ｗの添加による効果を得る場合、Ｗ含有量は３．０％以上であることが好ましい。
Ｗは、添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｗを２０．０％以下で含んでもよく、１５．０％以下で含んでもよい。Ｗの添加による効果を得る場合、Ｗ含有量は３．０％以上であることが好ましい。
【0028】
Ａｇ：０～０．５％
Ａｇは、添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ａｇを０．５％以下で含んでもよく、０．３％以下で含んでもよい。Ａｇの添加による効果を得る場合、Ａｇ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
Ａｇは、添加による導電率の低下が少なく、かつ硬さを上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ａｇを０．５％以下で含んでもよく、０．３％以下で含んでもよい。Ａｇの添加による効果を得る場合、Ａｇ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
【0029】
Ｂｅ：０～２．０％
Ｂｅは、添加による導電率の低下がみられるものの、硬さを大きく上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｂｅを２．０％以下で含んでもよく、１．５％以下で含んでもよい。Ｂｅの添加による効果を得る場合、Ｂｅ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
Ｂｅは、添加による導電率の低下がみられるものの、硬さを大きく上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｂｅを２．０％以下で含んでもよく、１．５％以下で含んでもよい。Ｂｅの添加による効果を得る場合、Ｂｅ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
【0030】
Ｃｏ：０～３．０％
Ｃｏは、添加による導電率の低下がみられるものの、硬さを大きく上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｃｏを３．０％以下で含んでもよく、１．０％以下で含んでもよい。Ｃｏの添加による効果を得る場合、Ｃｏ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
Ｃｏは、添加による導電率の低下がみられるものの、硬さを大きく上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｃｏを３．０％以下で含んでもよく、１．０％以下で含んでもよい。Ｃｏの添加による効果を得る場合、Ｃｏ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
【0031】
Ｎｉ：０～３．０％
Ｎｉは、添加による導電率の低下がみられるものの、硬さを大きく上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｎｉを３．０％以下で含んでもよく、１．０％以下で含んでもよい。Ｎｉの添加による効果を得る場合、Ｎｉ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
Ｎｉは、添加による導電率の低下がみられるものの、硬さを大きく上昇させることができる。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｎｉを３．０％以下で含んでもよく、１．０％以下で含んでもよい。Ｎｉの添加による効果を得る場合、Ｎｉ含有量は０．１％以上であることが好ましい。
【0032】
Ｆｅ：０～１．０％
Ｆｅは、不純物として混入するものの、大きな機械特性及び導電率の劣化は１．０％までは見られない。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｆｅを１．０％以下で含んでもよい。
Ｆｅは、不純物として混入するものの、大きな機械特性及び導電率の劣化は１．０％までは見られない。そのため、本開示における抵抗溶接用電極は、Ｆｅを１．０％以下で含んでもよい。
【0033】
本開示における抵抗溶接用電極は、硬さを向上させる化合物を含んでもよく、具体的には、［Ｂ群］Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ、ＷＣ、及びＭｇＯの１種又は２種以上の化合物を下記範囲内の含有量で含んでもよい。
Ａｌ２Ｏ３：０～３．０％
ＷＣ：０～１２．０％
ＺｒＯ：０～５．５％
ＭｇＯ：０～２．７％
本開示における抵抗溶接用電極がこれらの化合物を１種又は２種以上を含む場合、分散強化によって、特に室温～４００℃での硬さを上昇させることができる。
なお、［Ｂ群］として含み得るＷＣ、ＺｒＯをそれぞれ構成するＷ、Ｚｒは、［Ａ群］として含み得るＷ、Ｚｒには含まれない。
Ａｌ２Ｏ３：０～３．０％
ＷＣ：０～１２．０％
ＺｒＯ：０～５．５％
ＭｇＯ：０～２．７％
本開示における抵抗溶接用電極がこれらの化合物を１種又は２種以上を含む場合、分散強化によって、特に室温～４００℃での硬さを上昇させることができる。
なお、［Ｂ群］として含み得るＷＣ、ＺｒＯをそれぞれ構成するＷ、Ｚｒは、［Ａ群］として含み得るＷ、Ｚｒには含まれない。
【0034】
なお、本開示における抵抗溶接用電極が上記化合物の粒子を含む場合、粒子径と分散量によって強化能力が変化するが、粒子径は限定しないがサブミクロン～数μｍ程度を中心とした粒度分布が、強化能力が発揮されやすい。
【0035】
以下、本開示における抵抗溶接用電極を構成する電極材料の具体例について説明するが、本開示における抵抗溶接用電極の構成材料は以下の材料に限定されるものではない。
【0036】
ＣｒＣｕＺｒ（クロムジルコニウム銅）
ＣｒＣｕＺｒは、優れた導電性－溶接回路のインピーダンスが最小限に抑えられ、優れた溶接品質が得られる。高温機械的特性－高温溶接環境での電極材料の性能と寿命を保証する高い軟化温度を有する。
ＣｒＣｕＺｒは、摩耗し難く、寿命を延ばし、コストを削減することができる。
また、ＣｒＣｕＺｒは、高い硬度と強度を有し、電極先端が特定の圧力下で容易に変形したり、粉砕されない。
ＣｒＣｕＺｒは、優れた導電性－溶接回路のインピーダンスが最小限に抑えられ、優れた溶接品質が得られる。高温機械的特性－高温溶接環境での電極材料の性能と寿命を保証する高い軟化温度を有する。
ＣｒＣｕＺｒは、摩耗し難く、寿命を延ばし、コストを削減することができる。
また、ＣｒＣｕＺｒは、高い硬度と強度を有し、電極先端が特定の圧力下で容易に変形したり、粉砕されない。
【0037】
ＢｅＣｕ（ベリリウム銅）
クロムジルコニウム銅と比較して、ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）電極材料は、より高い硬度（最大ＨＲＢ９５～１０４）、強度（最大６００～７００ＭＰａ／Ｎ／ｍｍ２）および軟化温度（最大６５０°Ｃ）を有する。
ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）電極材料は、より大きな圧力でプレート部品を溶接し、シーム溶接ホイールなどのより硬い材料を溶接するのに適している。
クロムジルコニウム銅と比較して、ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）電極材料は、より高い硬度（最大ＨＲＢ９５～１０４）、強度（最大６００～７００ＭＰａ／Ｎ／ｍｍ２）および軟化温度（最大６５０°Ｃ）を有する。
ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）電極材料は、より大きな圧力でプレート部品を溶接し、シーム溶接ホイールなどのより硬い材料を溶接するのに適している。
【0038】
ＣｕＡｌ２Ｏ３（アルミナ銅）
アルミナ銅は分散強化銅とも呼ばれる。クロムジルコニウム銅と比較して、優れた高温機械的特性（９００°Ｃまでの軟化温度）およびより高い強度（最大４６０～５８０ＭＰａ／Ｎ／ｍｍ２）を有し、良好な電気伝導性（８０～８５ＩＡＣＳ％）、優れた耐摩耗性および長寿命を有する。
アルミナ銅は、その強度、軟化温度および良好な電気伝導度にかかわらず、優れた性能を有する電極材料の一種であり、亜鉛めっき板（電解板）の溶接に特に顕著である。
アルミナ銅電極は、亜鉛めっきシート、熱間成形鋼、高強度鋼、アルミニウム製品、高炭素鋼板、ステンレス鋼板などの溶接に好適である。
アルミナ銅は分散強化銅とも呼ばれる。クロムジルコニウム銅と比較して、優れた高温機械的特性（９００°Ｃまでの軟化温度）およびより高い強度（最大４６０～５８０ＭＰａ／Ｎ／ｍｍ２）を有し、良好な電気伝導性（８０～８５ＩＡＣＳ％）、優れた耐摩耗性および長寿命を有する。
アルミナ銅は、その強度、軟化温度および良好な電気伝導度にかかわらず、優れた性能を有する電極材料の一種であり、亜鉛めっき板（電解板）の溶接に特に顕著である。
アルミナ銅電極は、亜鉛めっきシート、熱間成形鋼、高強度鋼、アルミニウム製品、高炭素鋼板、ステンレス鋼板などの溶接に好適である。
【0039】
その他の電極材料として、タングステン－銅合金、ニッケル－銅などが挙げられる。
【0040】
＜電極形状＞
本開示における抵抗溶接用電極の電極形状は特に限定されず、抵抗溶接用電極として公知の形状を採用してもよい。例えば、フラット（Ｆ）、ラジアス（Ｒ）、ドーム（Ｄ）、ドームラジアス（ＤＲ）、コーンフラット（ＣＦ）、コーンラジアス（ＣＲ）、オフセット（Ｅ）が挙げられる。
また、本開示における抵抗溶接用電極の構造も限定されず、一体型でもよいし、キャップ型でもよい。
本開示における抵抗溶接用電極の電極形状は特に限定されず、抵抗溶接用電極として公知の形状を採用してもよい。例えば、フラット（Ｆ）、ラジアス（Ｒ）、ドーム（Ｄ）、ドームラジアス（ＤＲ）、コーンフラット（ＣＦ）、コーンラジアス（ＣＲ）、オフセット（Ｅ）が挙げられる。
また、本開示における抵抗溶接用電極の構造も限定されず、一体型でもよいし、キャップ型でもよい。
【0041】
＜抵抗溶接用電極の製造方法＞
本開示における抵抗溶接用電極を製造する方法は、接触部がＣｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下に抑えられていれば特に限定されない。
例えば、Ｓｉ含有量を０．０１０％以下に低減したＣｕを主成分とする棒材を作製した後、電極形状に切削加工する方法が挙げられる。
なお、Ｃｕを主成分とする棒材を作製する際、原料やその他の要因により不純物としてＳｉが混入する。そのため、Ｓｉ含有量が極力少ない原料及び切削工具を用いる、不純物として混入したＳｉを除去する、などの方法により棒材中のＳｉ含有量を極力低下させる。Ｃｕ合金からＳｉを除去する方法としては、例えば、黄銅鉱を粗銅とするために酸素を吹き込み加熱することで、スラグとしてＦｅおよびＳｉなどの酸化物を排出する工程において、スラグの浮遊、除去をより丁寧に行うことなどが挙げられる。
本開示における抵抗溶接用電極を製造する方法は、接触部がＣｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下に抑えられていれば特に限定されない。
例えば、Ｓｉ含有量を０．０１０％以下に低減したＣｕを主成分とする棒材を作製した後、電極形状に切削加工する方法が挙げられる。
なお、Ｃｕを主成分とする棒材を作製する際、原料やその他の要因により不純物としてＳｉが混入する。そのため、Ｓｉ含有量が極力少ない原料及び切削工具を用いる、不純物として混入したＳｉを除去する、などの方法により棒材中のＳｉ含有量を極力低下させる。Ｃｕ合金からＳｉを除去する方法としては、例えば、黄銅鉱を粗銅とするために酸素を吹き込み加熱することで、スラグとしてＦｅおよびＳｉなどの酸化物を排出する工程において、スラグの浮遊、除去をより丁寧に行うことなどが挙げられる。
【0042】
Ｓｉ含有量を極力低減した目的の成分の棒材を必要に応じて熱処理し、所望の電極形状に切削加工する。
【0043】
（電極の成分分析）
電極形状に切削加工した後、被溶接材との接触部についてＳｉ含有量等の成分分析を行う。接触部における化学組成は実質的に均一であるため、電極先端部の一部に対して成分分析を行えばよい。例えば、表層から１ｍｍ程度を削り、採取した切粉を使用して分析すればよい。
成分分析方法についてはＩＣＰ分析による化学分析方法とする。なお、上記のように目的の成分の棒材を必要に応じて熱処理し、切削加工することによって電極を製造する場合、同じ棒材から製造された電極に対しては、全ての電極について成分分析する必要はなく、１つの電極について分析すればよい。
成分分析により接触部のＳｉ含有量が０．０１０％以下に抑えられていれば、本開示における抵抗溶接用電極として抵抗溶接に用いることができる。
電極形状に切削加工した後、被溶接材との接触部についてＳｉ含有量等の成分分析を行う。接触部における化学組成は実質的に均一であるため、電極先端部の一部に対して成分分析を行えばよい。例えば、表層から１ｍｍ程度を削り、採取した切粉を使用して分析すればよい。
成分分析方法についてはＩＣＰ分析による化学分析方法とする。なお、上記のように目的の成分の棒材を必要に応じて熱処理し、切削加工することによって電極を製造する場合、同じ棒材から製造された電極に対しては、全ての電極について成分分析する必要はなく、１つの電極について分析すればよい。
成分分析により接触部のＳｉ含有量が０．０１０％以下に抑えられていれば、本開示における抵抗溶接用電極として抵抗溶接に用いることができる。
【0044】
［抵抗溶接方法］
本開示に係る抵抗溶接方法は、前述した本開示における抵抗溶接用電極を用いて被溶接材の抵抗溶接を行う工程を含む。
本開示に係る抵抗溶接方法は、前述した本開示における抵抗溶接用電極を用いて被溶接材の抵抗溶接を行う工程を含む。
【0045】
すなわち、本開示に係る抵抗溶接方法は、例えば、被溶接材の抵抗溶接を行うときに被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、抵抗溶接用電極の接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、を含む方法である。
【0046】
また、本開示に係る抵抗溶接方法は、被溶接材の抵抗溶接を行うときに被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とする金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を準備する工程と、抵抗溶接用電極の接触部の成分分析を行う工程と、成分分析により接触部のＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であることが確認された抵抗溶接用電極を用い、抵抗溶接用電極の接触部を、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に接触させて抵抗溶接を行う工程と、を含む方法でもよい。
【0047】
被溶接材は特に限定されず、例えば、鋼板又は鋼板を加工した部材、具体的には、引張強さが７８０ＭＰａ以上である高張力鋼板、あるいは、鋼板をホットスタンプによって自動車等の部品の形状に成形されるとともに接合する部分が７８０ＭＰａ以上に高張力化されたホットスタンプ部材が挙げられる。特にＬＭＥ割れが生じ易いＺｎを含むめっきが施された被溶接材を抵抗溶接する場合に本開示における抵抗溶接用電極を用いることでＬＭＥ割れを効果的に抑制することができる。
また、抵抗溶接の種類も特に限定されず、例えばスポット溶接でもよいし、シーム溶接でもよい。
また、抵抗溶接の種類も特に限定されず、例えばスポット溶接でもよいし、シーム溶接でもよい。
【0048】
（スポット溶接）
図７は、２枚の鋼板を重ねた板組に対してスポット溶接を行った場合の溶接部（接合部）の断面の一例を概略的に示している。図７に示すように、鋼板１Ａ，１Ｂを重ね合わせた板組を板厚方向に挟み込むように電極２Ａ、２Ｂを押し当てて板厚方向に加圧しながら電極２Ａと電極２Ｂの間で通電を行う。これにより鋼板１Ａと鋼板１Ｂとの通電部にはナゲット１３及び熱影響部（いわゆるＨＡＺ）１４が形成され、両鋼板が接合される。電極２Ａ，２Ｂとして本開示における抵抗溶接用電極を用いることで、溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生を抑制することができる。
図７は、２枚の鋼板を重ねた板組に対してスポット溶接を行った場合の溶接部（接合部）の断面の一例を概略的に示している。図７に示すように、鋼板１Ａ，１Ｂを重ね合わせた板組を板厚方向に挟み込むように電極２Ａ、２Ｂを押し当てて板厚方向に加圧しながら電極２Ａと電極２Ｂの間で通電を行う。これにより鋼板１Ａと鋼板１Ｂとの通電部にはナゲット１３及び熱影響部（いわゆるＨＡＺ）１４が形成され、両鋼板が接合される。電極２Ａ，２Ｂとして本開示における抵抗溶接用電極を用いることで、溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生を抑制することができる。
【0049】
（シーム溶接）
図８は、抵抗溶接としてシーム溶接の一例を示す概略図である。図８に示すように、鋼板１０，２０を２枚重ねた板組をローラ電極５０，６０で挟み、板組に圧力を加えてローラ電極５０，６０を方向Ｒに回転させながら通電することで、電気抵抗による加熱により板組が連続的に接合される。ローラ電極５０，６０として本開示における抵抗溶接用電極を用いることで、溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生を抑制することができる。
図８は、抵抗溶接としてシーム溶接の一例を示す概略図である。図８に示すように、鋼板１０，２０を２枚重ねた板組をローラ電極５０，６０で挟み、板組に圧力を加えてローラ電極５０，６０を方向Ｒに回転させながら通電することで、電気抵抗による加熱により板組が連続的に接合される。ローラ電極５０，６０として本開示における抵抗溶接用電極を用いることで、溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生を抑制することができる。
【0050】
［抵抗溶接の管理方法］
次に、本開示に係る抵抗溶接の管理方法について説明する。
本開示に係る抵抗溶接の管理方法は、抵抗溶接機に抵抗溶接用電極を取り付け、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に抵抗溶接用電極を接触させて抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
抵抗溶接用電極に代えて新たな抵抗溶接用電極を抵抗溶接機に取り付け、抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
抵抗溶接機に取り付ける抵抗溶接用電極として、被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を用いるように管理する工程と、
を含む、方法である。
次に、本開示に係る抵抗溶接の管理方法について説明する。
本開示に係る抵抗溶接の管理方法は、抵抗溶接機に抵抗溶接用電極を取り付け、Ｚｎを含むめっきが施された被溶接材に抵抗溶接用電極を接触させて抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
抵抗溶接用電極に代えて新たな抵抗溶接用電極を抵抗溶接機に取り付け、抵抗溶接を繰り返し行う工程と、
抵抗溶接機に取り付ける抵抗溶接用電極として、被溶接材と接触する接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を用いるように管理する工程と、
を含む、方法である。
【0051】
抵抗溶接機により抵抗溶接を繰り返し行うと、電極は、摩耗、変形、酸化、被溶接部材の材料の付着などにより劣化する。電極がある程度劣化した場合、新しい電極に交換して抵抗溶接を行うが、電極の種類によってＳｉ含有量が異なる。そこで、同じ抵抗溶接機において電極を交換する際、接触部が、Ｃｕを主成分とし、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下である金属材料で形成されている抵抗溶接用電極を用いるように管理することで、その抵抗溶接機を用いて抵抗溶接を行う工程では、溶接部の表面におけるＬＭＥ割れの発生を継続的に抑制することができる。
【0052】
なお、管理工程は特に限定されないが、例えば、準備したＣｕ電極の接触部におけるＳｉ含有量の成分分析を行い、Ｓｉ含有量が０．０１０質量％以下であれば、同じロットの電極もＳｉ含有量が０．０１０質量％以下であると判断し、交換用電極として管理しておく方法が挙げられる。
【0053】
以上、本開示に係る抵抗溶接方法及び抵抗溶接の管理方法について説明したが、本開示に係る方法は、他の工程を含んでもよい。
例えば、抵抗溶接の繰り返しにより電極が劣化した場合、接触部（電極先端）をドレッシングする工程を含んでもよい。ドレッシングにより、電極を交換せずに、初期的状態に近い状態にすることができる。
例えば、抵抗溶接の繰り返しにより電極が劣化した場合、接触部（電極先端）をドレッシングする工程を含んでもよい。ドレッシングにより、電極を交換せずに、初期的状態に近い状態にすることができる。
【実施例0054】
以下、実施例によって本開示に係る抵抗溶接方法について説明する。なお、本開示に係る抵抗溶接方法はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0055】
＜実施例＞
表３に示す化学組成を有する抵抗溶接用電極を準備した。各組成は、被溶接材との接触部をＩＣＰ発光分光分析法により分析した値である。Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ及び意図的に添加されている元素又は化合物のみ記載し、残部は不純物である。下線は本開示の範囲外であることを意味する。
表３に示す化学組成を有する抵抗溶接用電極を準備した。各組成は、被溶接材との接触部をＩＣＰ発光分光分析法により分析した値である。Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ及び意図的に添加されている元素又は化合物のみ記載し、残部は不純物である。下線は本開示の範囲外であることを意味する。
【0056】
【表3】
【0057】
電極の形状は、径が１６φ、先端径が６φ４０Ｒのドームラジアス形状とした。これらの電極を用いてスポット溶接による評価を行った。
被溶接材は１．２ｍｍｔの９８０ＭＰａ級の亜鉛めっき鋼板とし、２枚重ねの溶接とした。
溶接にはＣ型スポット溶接ガンを有する直流電源サーボ加圧型定置スポット溶接機を用いた。溶接条件は、スクイズ時間が０．５ｓ、通電時間が０．５ｓ、ホールド時間０．１ｓとし、電流値はナゲット形成からチリ発生＋２点目まで０．５ｋＡずつ上昇させた。
上記条件のスポット溶接により得られたサンプルの溶接部の外観をマイクロスコープで観察し、亀裂があれば最も大きい亀裂を含むように板厚方向に切断した断面をＳＥＭで観察することによって亀裂長さを特定した。なお、亀裂発生位置は、電極と接触する鋼板の最表層にのみ限定し、板の界面に生じた割れは考慮しないこととした。亀裂最大長さが３００μｍを超える場合にはＮＧ、３００μｍ未満の場合はＯＫとした。結果を表４に示す。
被溶接材は１．２ｍｍｔの９８０ＭＰａ級の亜鉛めっき鋼板とし、２枚重ねの溶接とした。
溶接にはＣ型スポット溶接ガンを有する直流電源サーボ加圧型定置スポット溶接機を用いた。溶接条件は、スクイズ時間が０．５ｓ、通電時間が０．５ｓ、ホールド時間０．１ｓとし、電流値はナゲット形成からチリ発生＋２点目まで０．５ｋＡずつ上昇させた。
上記条件のスポット溶接により得られたサンプルの溶接部の外観をマイクロスコープで観察し、亀裂があれば最も大きい亀裂を含むように板厚方向に切断した断面をＳＥＭで観察することによって亀裂長さを特定した。なお、亀裂発生位置は、電極と接触する鋼板の最表層にのみ限定し、板の界面に生じた割れは考慮しないこととした。亀裂最大長さが３００μｍを超える場合にはＮＧ、３００μｍ未満の場合はＯＫとした。結果を表４に示す。
【0058】
【表4】
【0059】
接触部におけるＳｉ含有量が０．０１０％を超えるＮｏ．１、２、１２の電極を用いた場合は、最大亀裂長さが３００μｍを超えたのに対し、Ｓｉ含有量が０．０１０％以下である他の電極はを用いた場合は、最大亀裂長さが３００μｍ以下であった。
【符号の説明】
【0060】
１Ａ、１Ｂ 鋼板
２Ａ、２Ｂ 電極
１３ ナゲット
１４ 熱影響部（ＨＡＺ）
１０、２０ 鋼板
５０，６０ ローラ電極
２Ａ、２Ｂ 電極
１３ ナゲット
１４ 熱影響部（ＨＡＺ）
１０、２０ 鋼板
５０，６０ ローラ電極
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
