特開 2025-11958 抵抗スポット溶接継手、自動車用部品、及び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】P2025011958

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】抵抗スポット溶接継手、自動車用部品、及び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 20060101AFI20250117BHJP

   B23K 11/24 20060101ALI20250117BHJP

   B23K 11/00 20060101ALI20250117BHJP

   B23K 11/11 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

B23K11/16

B23K11/24 315

B23K11/00 570

B23K11/11 540

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023114434

(22)【出願日】2023-07-12

(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】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100217249

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 耕一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100221279

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100207686

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 恭宏

(74)【代理人】

【識別番号】100224812

【弁理士】

【氏名又は名称】井口 翔太

(72)【発明者】

【氏名】谷口 大河

(72)【発明者】

【氏名】古迫 誠司

(72)【発明者】

【氏名】児玉 真二

(72)【発明者】

【氏名】▲徳▼永 仁寿

【テーマコード（参考）】

4E165

【Ｆターム（参考）】

4E165AA02

4E165AB02

4E165AB03

4E165AC01

4E165BB02

4E165BB12

4E165CA02

4E165CA05

4E165CA13

(57)【要約】

【課題】引張せん断強さ（ＴＳＳ）及び十字引張強さ（ＣＴＳ）の両方が優れた抵抗スポット溶接継手、自動車用部品、及び抵抗スポット溶接継手の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る抵抗スポット溶接継手は、重ねられた２枚以上の鋼板と、鋼板を接合するナゲットと、を備え、ナゲットの断面において測定される、接合界面に沿った仮想線におけるナゲットの両端部それぞれの、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上であり、ナゲットの断面において測定される、接合界面に沿った仮想線におけるナゲットの中央部の、鉄系炭化物の面積率が０．２％以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

重ねられた２枚以上の鋼板と、
前記鋼板を接合するナゲットと、
を備え、
前記ナゲットの断面において測定される、接合界面に沿った仮想線における前記ナゲットの両端部それぞれの、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上であり、
前記ナゲットの前記断面において測定される、前記接合界面に沿った前記仮想線における前記ナゲットの中央部の、前記鉄系炭化物の面積率が０．２％以下である
抵抗スポット溶接継手。

【請求項2】

１枚以上の前記鋼板が、炭素量０．２０質量％以上の高炭素鋼板である
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。

【請求項3】

前記鋼板の枚数が３枚以上であり、
前記高炭素鋼板と、前記高炭素鋼板に重ねられた前記鋼板との間の前記接合界面に沿った前記仮想線における、前記ナゲットの前記両端部それぞれの前記鉄系炭化物の面積率が０．３％以上であり、前記ナゲットの前記中央部の前記鉄系炭化物の面積率が０．２％以下である
ことを特徴とする請求項２に記載の抵抗スポット溶接継手。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の抵抗スポット溶接継手を備える自動車用部品。

【請求項5】

重ねられた２枚以上の鋼板にスポット溶接する工程と、
前記スポット溶接によって形成されたナゲットに後通電する工程と、
を備え、
前記後通電の途中で、通電面積を減少させる
抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項6】

前記後通電における電流値を一定値に制御し、
前記後通電の開始から終了までの時間をＴ秒とし、
前記後通電の前記開始からＴ／２秒～３Ｔ／２秒の範囲内の時期において、前記通電面積を減少させる
ことを特徴とする請求項５に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項7】

前記後通電の途中で、加圧力をＦ１からＦ２まで減少させることにより、前記通電面積を減少させ、
Ｆ２／Ｆ１を、０．４０以上０．８０以下とする
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項8】

前記後通電の途中で、前記後通電のための第一電極を、前記第一電極よりも先端径が小さい第二電極に交換することにより、前記通電面積を減少させる
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法。

【請求項9】

前記第一電極の先端径ｄ１及び前記第二電極の先端径ｄ２の比率ｄ２／ｄ１を、０．４０以上０．８０以下とする
ことを特徴とする請求項８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、自動車用部品、及び抵抗スポット溶接継手の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

抵抗溶接は、溶接継手部に大電流を流し、ここに発生する抵抗熱によって加熱し、圧力を加えて行う溶接である。抵抗溶接は短時間で実行可能であるので、様々な機械部品の製造のために用いられている。

【0003】

抵抗溶接によって形成された溶接部には、後熱電流が流される場合もある。後熱電流とは、抵抗溶接において、溶接を行った後、溶接部に対して焼戻し、焼なまし、及び偏析緩和等の熱処理を行う目的で流す電流のことである。後熱電流の通電は、後通電とも称される。

【0004】

後通電が利用される材料の例として、高強度鋼板が挙げられる。高強度鋼板は、機械部品の軽量化及び安全性を高めるために、様々な技術分野に適用されている。しかしながら高強度鋼板には、抵抗溶接部が脆化しやすいという課題がある。通常の鋼板から構成される溶接継手においては、鋼板の強度が高いほど、十字引張強さ（ＣＴＳ）が高くなる。しかし、高強度鋼板から構成される溶接継手においては、鋼板の強度が高いほど、ＣＴＳが低くなる現象が見られる。なお、十字引張強さ（ＣＴＳ）とは、ＪＩＳ Ｚ ３１３７：１９９９に規定される十字引張試験によって測定される値である。ＣＴＳは、溶接部の剥離強度の指標である。

【0005】

抵抗溶接によって形成された溶接部の特性を向上させるために、これまで種々の技術が検討されている。

【0006】

特許文献１には、ナゲット端部の組織を改善することにより、耐遅れ破壊特性に優れた抵抗スポット溶接部材及びその製造方法を提供する技術が開示されている。当該技術によれば、２以上の鋼板と、鋼板間に形成されたスポット溶接部と、を備え、鋼板の少なくとも１つの鋼板の引張強度が９８０ＭＰａ以上であり、鋼板において、Ｘ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／４０＋［Ｍｎ］／２００で表される係数Ｘが最も大きくなる鋼板のＸをＸｍａｘとし、Ｙ＝［Ｐ］＋３×［Ｓ］で表される係数Ｙが最も小さくなる鋼板のＹをＹｍｉｎとした場合に、スポット溶接部のナゲット端部のビッカース硬さＨｎ（Ｈｖ）がＨｏｂ＝（８００×Ｘｍａｘ＋３００）／（０．７＋２０×Ｙｍｉｎ）で表されるＨｏｂ（Ｈｖ）以下であり、スポット溶接部の溶接熱影響部の最軟化部のビッカース硬さＨｍｉｎ（Ｈｖ）が０．４×Ｈｎ≦Ｈｍｉｎ≦０．９×Ｈｎを満足する抵抗スポット溶接部材が提供される。

【0007】

特許文献２には、二枚以上の板組に対して、ナゲットの偏析を低下させ、き裂を発生し難くしたことにより、はく離破断を抑制し、軟化させることなく高強度の抵抗スポット溶接継手を提供するが開示されている。当該技術によれば、薄鋼板の抵抗スポット溶接継手において、薄鋼板が構成するナゲットの径をｄとしたとき、コロナボンドに囲まれたナゲットの水平面上において、溶融部端部からナゲット内部方向に、ｄ／１００の距離の閉曲線とｄ／５の距離の閉曲線で囲まれるナゲット内の領域に存在するＰの量の分布状態を面分析し、Ｐの濃度ｍ（質量％）が、母材組成のＰの濃度Ｍ（質量％）の２倍を超えている面積比率が５％以下であることを特徴とする抵抗スポット溶接継手が提供される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第２０２０／０３６１９８号

【特許文献2】特開２０１３－１５１０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明者らは、高強度鋼板の抵抗溶接部のＣＴＳが、後通電を介した焼戻しによって向上することを知見した。しかしながら後通電は、高強度鋼板の抵抗溶接部の引張せん断強さ（ＴＳＳ）を低下させる。引張せん断強さ（ＴＳＳ）とは、ＪＩＳ Ｚ ３１３６：１９９９に規定される引張せん断試験によって測定される値である。ＴＳＳは、溶接部のせん断強度の指標である。

【0010】

抵抗スポット溶接継手の接合部の信頼性を一層高めるために、ＴＳＳ及びＣＴＳの両方が優れた接合部を製造可能な抵抗スポット溶接方法が求められている。しかしながら、この要求に応じることができる技術は未だ報告されていない。

【0011】

特許文献１に開示された技術は、引張強さ９８０ＭＰａ級以上の自動車鋼板のＣＴＳの向上を課題としている。しかしながら、特許文献１においては、ＴＳＳについて特段の検討はなされていない。また、特許文献１には、ＴＳＳを向上させることが可能な技術が開示されていない。

【0012】

特許文献２には、十字引張強度は鋼板の引張強度の増加にかかわらずほとんど増加せず、逆に減少する旨が開示されている。また、特許文献２には、硬さの低下がせん断引張強さを低下させる旨が開示されている。しかしながら、特許文献２においては、せん断引張強さを向上させるための具体的手段について特段の検討はなされていない。特許文献２においては、十字引張強さの確保が重視されている。特許文献２に開示された抵抗スポット溶接継手の実施例においては、十字引張強さが評価されているが、引張せん断強さは評価されていない。

【0013】

本発明は、引張せん断強さ（ＴＳＳ）及び十字引張強さ（ＣＴＳ）の両方が優れた抵抗スポット溶接継手、自動車用部品、及び抵抗スポット溶接継手の製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の要旨は以下の通りである。

【0015】

（１）本発明の一態様に係る抵抗スポット溶接継手は、重ねられた２枚以上の鋼板と、前記鋼板を接合するナゲットと、を備え、前記ナゲットの断面において測定される、接合界面に沿った仮想線における前記ナゲットの両端部それぞれの、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上であり、前記ナゲットの前記断面において測定される、前記接合界面に沿った前記仮想線における前記ナゲットの中央部の、前記鉄系炭化物の面積率が０．２％以下である。
（２）好ましくは、上記（１）に記載の抵抗スポット溶接継手では、１枚以上の前記鋼板が、炭素量０．２０質量％以上の高炭素鋼板である。
（３）好ましくは、上記（２）に記載の抵抗スポット溶接継手では、前記鋼板の枚数が３枚以上であり、前記高炭素鋼板と、前記高炭素鋼板に重ねられた前記鋼板との間の前記接合界面に沿った前記仮想線における、前記ナゲットの前記両端部それぞれの前記鉄系炭化物の面積率が０．３％以上であり、前記ナゲットの前記中央部の前記鉄系炭化物の面積率が０．２％以下である。

【0016】

（４）本発明の別の態様に係る自動車用部品は、上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の抵抗スポット溶接継手を備える。

【0017】

（５）本発明の別の態様に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法は、重ねられた２枚以上の鋼板にスポット溶接する工程と、前記スポット溶接によって形成されたナゲットに後通電する工程と、を備え、前記後通電の途中で、通電面積を減少させる。
（６）好ましくは、上記（５）に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法では、前記後通電における電流値を一定値に制御し、前記後通電の開始から終了までの時間をＴ秒とし、前記後通電の前記開始からＴ／２秒～３Ｔ／２秒の範囲内の時期において、前記通電面積を減少させる。
（７）好ましくは、上記（５）又は上記（６）に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法では、前記後通電の途中で、加圧力をＦ１からＦ２まで減少させることにより、前記通電面積を減少させ、Ｆ２／Ｆ１を、０．４０以上０．８０以下とする。
（８）好ましくは、上記（５）又は上記（６）に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法では、前記後通電の途中で、前記後通電のための第一電極を、前記第一電極よりも先端径が小さい第二電極に交換することにより、前記通電面積を減少させる。
（９）好ましくは、上記（８）に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法では、前記第一電極の先端径ｄ１及び前記第二電極の先端径ｄ２の比率ｄ２／ｄ１を、０．４０以上０．８０以下とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、引張せん断強さ（ＴＳＳ）及び十字引張強さ（ＣＴＳ）の両方が優れた抵抗スポット溶接継手、自動車用部品、及び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】

【0019】

【図1】抵抗スポット溶接継手の一例の断面模式図である。

【図2】ＴＳＳを測定する引張せん断試験の概略図である。

【図3】ＴＳＳを測定する引張せん断試験の際に、ナゲットに加わる応力の模式図である。

【図4】ＣＴＳを測定する十字引張試験の概略図である。

【図5】ＣＴＳを測定する十字引張試験の際に、ナゲットに加わる応力の模式図である。

【図6】後通電の前期における電流経路の模式図である。

【図7】加圧力の変更をした、後通電の後期における電流経路の模式図である。

【図8】電極の先端径の変更をした、後通電の後期における電流経路の模式図である。

【図9】加圧力の変更によって通電面積を減少させる場合における、通電パターンの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（１．抵抗スポット溶接継手１）
まず、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１について説明する。本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１は、図１の断面図に示されるように、重ねられた２枚以上の鋼板１１と、鋼板１１を接合するナゲット１２と、を備え、ナゲット１２の断面において測定される、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の両端部１２Ｅそれぞれの、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上であり、ナゲット１２の断面において測定される、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の中央部１２Ｃの、鉄系炭化物の面積率が０．２％以下である。

【0021】

以下、図１に例示される抵抗スポット溶接継手１の断面図等を参照しながら、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１について説明する。なお、本実施形態において、用語「断面」とは、圧痕１４の平面視での中心又はその近傍を通り、且つ鋼板１１の表面に略垂直な断面を意味する。圧痕１４とは、ナゲット１２を形成するためのスポット溶接の結果、電極チップによって生じた鋼板１１の表面のくぼみのことである。

【0022】

（鋼板１１及びナゲット１２）
抵抗スポット溶接継手１は、重ねられた複数の鋼板１１を有する。鋼板１１は、スポット溶接に適した、あらゆる形状を有することができる。換言すると、用語「鋼板」とは、平板状の鋼のみならず、立体形状を有する鋼部材の平板状領域をも包含する概念である。例えば、ハット型部材のフランジ部も、鋼板１１とみなされる。

【0023】

鋼板１１の枚数は、２枚以上の任意の値である。これらの複数の鋼板１１は、ナゲット１２によって接合されている。ナゲット１２は、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である。

【0024】

（接合界面１３、及びこれに沿った仮想線１３Ｌ）
本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１においては、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌを用いて、ナゲット１２の構成を規定する。図１に示されるように、接合界面１３とは、鋼板１１が接触し向かい合った面のことである。接合界面１３は、合わせ面と称される場合もある。しかし接合界面１３は、ナゲット１２の内部では消失している。本実施形態においては、ナゲット１２の評価のために、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌを用いる。鋼板１１が２枚である場合、接合界面１３及び仮想線１３Ｌは１つである。鋼板１１が３枚以上である場合、接合界面１３及び仮想線１３Ｌは２以上である。

【0025】

（仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃ）
ナゲット１２の断面を観察すると、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の両端部１２Ｅに、鉄系炭化物が含まれる様子が確認できる。本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１においては、
（１）接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の両端部１２Ｅそれぞれにおける鉄系炭化物の面積率、及び
（２）接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の中央部１２Ｃにおける鉄系炭化物の面積率
が規定される。

【0026】

接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の端部１２Ｅとは、図１に示されるように、ナゲット１２の外縁（即ち溶融境界）と仮想線１３Ｌとの交点の近傍領域のことである。接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の中央部１２Ｃとは、上述したナゲット１２２つの端部１２Ｅの中間に位置する領域である。１つの仮想線１３Ｌにおいて、２つの端部１２Ｅ及び１つの中央部１２Ｃが存在する。仮想線１３Ｌが２以上ある場合は、複数の仮想線１３Ｌそれぞれにおいて２つの端部１２Ｅ及び１つの中央部１２Ｃが存在する。

【0027】

接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の端部１２Ｅ、及び中央部１２Ｃは、ナゲット１２の接合強度を改善するために極めて重要な領域である。なぜなら、引張せん断試験及び十字引張試験のいずれにおいても、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌが応力集中部を含むからである。

【0028】

引張せん断試験及び十字引張試験の概要は、図２～図５に示される通りである。抵抗スポット溶接継手１の引張せん断試験は、図２に示される試験片を用いて行われる。２枚の鋼板１１を、紙面左右方向に引っ張ることにより、ナゲット１２を破断させる。この引張せん断試験においては、図３に示されるように、仮想線１３Ｌに沿ったせん断応力がナゲット１２に加えられる。抵抗スポット溶接継手１の十字引張試験は、図４に示される試験片を用いて行われる。紙面上側に配された鋼板１１は、紙面上側に向けて引っ張られ、紙面下側に配された鋼板１１は、紙面下側に向けて引っ張られる。十字引張試験の際には、図５に示されるように、仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の端部１２Ｅに剥離応力が加えられる。

【0029】

（ナゲット１２の両端部１２Ｅそれぞれにおける鉄系炭化物の面積率）
本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１においては、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の両端部１２Ｅそれぞれの、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上である。換言すると、仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の端部１２Ｅの両方において、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上である。好ましくは、ナゲット１２の両端部１２Ｅそれぞれにおける鉄系炭化物の面積率は０．４％以上、０．５％以上、０．６％以上、又は０．８％以上である。

【0030】

（ナゲット１２の中央部１２Ｃにおける鉄系炭化物の面積率）
また、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１においては、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の中央部１２Ｃの、鉄系炭化物の面積率が０．２％以下である。好ましくは、ナゲット１２の中央部１２Ｃにおける鉄系炭化物の面積率は０．１５％以下、０．１％以下、０．０５％以下、又は０％である。

【0031】

鉄系炭化物とは、主に鉄（Ｆｅ）及び炭素（Ｃ）から構成される化合物である。鉄系炭化物の一例はセメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）である。Ｓｉ、及びＭｎ等の、鋼板１１に含有される合金元素が、鉄系炭化物に含まれていてもよい。

【0032】

鉄系炭化物は、高温の鋼が冷却される際に、母相から析出する組織である。鉄系炭化物の炭素濃度は、母相の炭素濃度よりも高い。従って、母相から析出した鉄系炭化物の量が多いほど、母相の炭素濃度は低い。鋼に焼入れをすると、鉄系炭化物の量が低下する。一方、焼入れ後の鋼に焼戻しをすると、鉄系炭化物の量が増大する。

【0033】

鉄系炭化物の面積率は、ナゲット１２の母相の炭素量、及びナゲット１２の焼入れ度合いの指標値として利用可能である。鉄系炭化物の面積率が大きいほど、母相の炭素量が小さい。また、鉄系炭化物の面積率が大きいほど、焼入れ度合いが小さいか、または焼戻しがされている。本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手のナゲット１２においては、端部１２Ｅの焼入れ度合いよりも、中央部１２Ｃの焼入れ度合いの方が大きい。

【0034】

図１に例示されるように、仮想線１３Ｌが２以上ある場合は、少なくとも１つの仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の両端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率が上述の範囲内であればよい。好ましくは、少なくとも抵抗スポット溶接継手１の接合強度に最も寄与する接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおいて、ナゲット１２の両端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率が上述の範囲内である。例えば、図１に例示される厚－厚－薄の板組（即ち、重ねられた２枚の厚鋼板１１と、１枚の薄鋼板１１とから構成される板組）から製造された抵抗スポット溶接継手１において、抵抗スポット溶接継手１の接合強度に最も寄与する接合界面１３は、厚－厚界面（即ち、２枚の厚鋼板１１の間の接合界面１３）である。例えば図１の抵抗スポット溶接継手においては、紙面下側の接合界面１３が、接合強度に最も寄与する。さらに好ましくは、全ての仮想線１３Ｌにおいて、ナゲット１２の両端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率が上述の範囲内である。例えば図１の抵抗スポット溶接継手においては、紙面上側の接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおいて鉄系炭化物の面積率の要件が全て満たされ、且つ、紙面下側の接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおいても鉄系炭化物の面積率の要件が全て満たされることが、一層好ましい。

【0035】

（作用効果）
以下に、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の作用効果、及び本発明者らが当該作用効果を知見した経緯について説明する。

【0036】

一般に、抵抗スポット溶接継手１のＣＴＳは、ナゲット１２を焼戻すことにより向上することが知られている。ナゲット１２を焼戻すための手段として、後述する後通電が知られている。一方、ナゲット１２の焼戻しによって、抵抗スポット溶接継手１のＴＳＳが減少する。

【0037】

本発明者らは、ＣＴＳ及びＴＳＳの両方が優れた抵抗スポット溶接継手１を得るための方法について検討を重ねた。その結果、ＣＴＳがナゲット１２の端部１２Ｅの鉄系炭化物量に依存する一方で、ＣＴＳはナゲット１２の中央部１２Ｃの鉄系炭化物量にはほとんど影響されないことを、本発明者らは知見した。

【0038】

ＣＴＳは、図４に示される十字引張試験片を用いて測定される。紙面上側に配された鋼板１１の端部１２Ｅを紙面上側に向けて引っ張り、紙面下側に配された鋼板１１の端部１２Ｅを紙面下側に向けて引っ張ることにより、溶接部を剥離させる。この際のナゲット１２の断面概略図を図５に示す。図５に示されるように、ナゲット１２の端部１２Ｅは、ＣＴＳを評価するための十字引張試験において応力集中部となる。従って、ナゲット１２の端部１２Ｅは焼戻される必要がある。

【0039】

一方、本発明者らの実験結果によれば、ナゲット１２の中央部１２Ｃが焼戻されている必要はない。ナゲット１２の中央部１２Ｃの機械特性も、ＣＴＳに若干影響していると考えられる。しかし、ＣＴＳに対する中央部１２Ｃの影響度は、端部１２Ｅと比較して小さいと考えられる。ナゲット１２の中央部１２Ｃの機械特性と、抵抗スポット溶接継手１のＣＴＳとの関係は、従来技術において報告されていない。

【0040】

上述の知見に基づき、実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１においては、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおける、ナゲット１２の端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃの鉄系炭化物量が規定されている。ナゲット１２の端部１２Ｅの鉄系炭化物の面積率は、ナゲット１２の中央部１２Ｃよりも大きい。即ち、ナゲット１２の端部１２Ｅは焼戻されている一方で、ナゲット１２の中央部１２Ｃは焼入れされている。

【0041】

ナゲット１２の端部１２Ｅの鉄系炭化物の面積率を上述の範囲内とすることにより、ナゲット１２の端部１２Ｅの剥離強度を高めることができる。そして、抵抗スポット溶接継手１のＣＴＳが高められる。

【0042】

さらに、ナゲット１２の中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率を上述の範囲内とすることによって、ナゲット１２の中央部１２Ｃにおける母相の炭素濃度を高めることができる。ナゲット１２の中央部１２Ｃにおける母相の炭素濃度を高めることにより、抵抗スポット溶接継手１のＴＳＳを高めることができる。

【0043】

従来技術によれば、ナゲット１２が全体的に十分に焼戻されておらず、ナゲット１２の母相の炭素濃度が高い場合には、抵抗スポット溶接継手１のＣＴＳが損なわれると考えられていた。しかし、抵抗スポット溶接継手１のＣＴＳを向上させるためには、少なくともナゲット１２の端部１２Ｅが焼戻されていればよい。そして、端部１２Ｅを焼戻した状態で、ナゲット１２の中央部１２Ｃにおける母相の炭素濃度を高めることにより、抵抗スポット溶接継手１のＣＴＳを損なうことなく、ＴＳＳを確保することができるのである。

【0044】

加えて、ナゲット１２の端部１２Ｅの鉄系炭化物の面積率を上述の範囲内とすることにより、抵抗スポット溶接継手１の耐水素脆化特性が高められると考えられる。鋼の母相の炭素量が低いほど、鋼の耐水素脆化特性が高くなるからである。なお、ナゲット１２の中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率は、抵抗スポット溶接継手１の耐水素脆化特性には影響しないと考えられる。ナゲット１２の中央部１２Ｃは、外部環境から離れているからである。

【0045】

以上、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の最も基本的な態様について説明した。次に、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の一層好ましい態様について説明する。

【0046】

（鋼板１１の炭素量）
１枚以上の鋼板１１を、炭素量０．２０質量％以上の高炭素鋼板１１とすることが好ましい。これにより、抵抗スポット溶接継手１、及びこれを備える機械部品の強度が飛躍的に高められる。一層好ましくは、１枚以上の高炭素鋼板１１の炭素量が、０．２２質量％以上、０．２５質量％以上、０．２８質量％以上、又は０．３０質量％以上である。高炭素鋼板１１の炭素量の上限は特に限定されないが、例えば高炭素鋼板１１の炭素量を０．４０質量％以下、０．３５質量％以下、又は０．３２質量％以下とすることが好ましい。

【0047】

一般に、鋼板１１の炭素量が０．２０質量％を超えると、抵抗スポット溶接継手１のＣＴＳが低下する。しかし本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１においては、鋼板１１の炭素量を向上させる際に、ＣＴＳの低下を懸念する必要はない。本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１においては、ナゲット１２の両端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率を上述の範囲内とすることにより、ＣＴＳが高められているからである。

【0048】

上述した通り、鋼板１１の枚数が３枚以上であってもよい。また、３枚以上の鋼板１１のうち１枚以上が、高炭素鋼板１１であってもよい。この場合、高炭素鋼板１１と、高炭素鋼板１１に重ねられた鋼板１１との接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおける、ナゲット１２の両端部１２Ｅそれぞれの鉄系炭化物の面積率が０．３％以上であり、ナゲット１２の中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率が０．２％以下であることが好ましい。換言すると、高炭素鋼板１１の接合界面１３において、ナゲット１２の両端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率が上述の範囲内とされることが好ましい。何故なら、高炭素鋼板１１は、抵抗スポット溶接継手１の強度を担保する役割を有し、高炭素鋼板１１の接合界面１３は、抵抗スポット溶接継手１の接合強度に大きく寄与するからである。

【0049】

（２．自動車用部品）
次に、本実施形態に係る自動車用部品について説明する。本実施形態に係る自動車用部品は、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１を備える。従って、本実施形態に係る自動車用部品は、引張せん断強さ（ＴＳＳ）及び十字引張強さ（ＣＴＳ）の両方が優れる。

【0050】

自動車用部品とは、例えばバンパー、Ａピラー、Ｂピラー、サイドシル、ルーフレール、フロアメンバー、フロントサイドメンバー、フロントサイドメンバーキック部、リアサイドメンバー、フロントサスタワー、トンネルリンフォース、ダッシュパネル、トルクボックス、シート骨格、シートレール、バッテリーケースのフレーム、及びこれらの結合部である。結合部とは、例えばＢピラーとサイドシルとの結合部、Ｂピラーとルーフレールとの結合部、ルーフクロスメンバーとルーフレールとの結合部、サイドシルとＡピラーとの結合部、ダッシュパネルとトンネルとの結合部、及びフロントサイドメンバーの付け根部等である。

【0051】

（３．抵抗スポット溶接継手１の製造方法）
次に、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の製造方法について説明する。図６等に示されるように、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の製造方法は、重ねられた２枚以上の鋼板２にスポット溶接する工程と、スポット溶接によって形成されたナゲット１２に後通電する工程と、を備え、後通電の途中で、通電面積を減少させる。

【0052】

（スポット溶接）
まず、重ねられた２枚以上の鋼板２にスポット溶接をする。スポット溶接によって、鋼板２を溶融凝固させて、ナゲット１２を形成する。ナゲット１２は、鋼板２を接合する。なお、ナゲット１２を形成するための通電を、本通電と称する場合がある。

【0053】

（後通電）
次に、ナゲット１２に後通電する。後通電とは、スポット溶接を行った後、硬化したナゲット１２に対して焼戻しを行う目的で後熱電流をナゲット１２に印加することを意味する。後熱電流は、テンパ電流とも称される。

【0054】

本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の製造方法では、後通電の途中で、通電面積を減少させる。即ち、後通電の前期における通電面積Ａ１（図６参照）よりも、後通電の後期における通電面積Ａ２（図７及び図８参照）を小さくする。通電面積とは、電流経路Ｃの断面積のことである。通電面積は、電極の先端と鋼板２との接触面積に概ね比例する。

【0055】

通電面積を減少させるための方法は特に限定されない。例えば、図７に示すように加圧力を減少させることにより、通電面積を減少させることができる。加圧力を減少させることにより、電極３と鋼板２との接触面積が小さくなり、通電面積が減少する。また、図８に示すように、電極３を、電極３より先端径が小さい電極４に変更することにより、通電面積を減少させることができる。電極の先端径を小さくすることにより、電極と鋼板２との接触面積が小さくなり、通電面積が減少する。

【0056】

（作用効果）
本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の製造方法では、後通電の前期において、通電面積Ａ１を大きくする。これにより、後通電の前期においては、ナゲット１２全体を均一的に加熱する。一方、後通電の後期においては、通電面積Ａ２を小さくする。これにより、後通電の後期において、ナゲット１２の中央部１２Ｃの入熱量を増大させる一方で、ナゲット１２の端部１２Ｅの入熱量を低下させる。

【0057】

この結果、後通電の前期においては、ナゲット１２の全体が均一に加熱される。後通電の後期においては、ナゲット１２の中央部１２Ｃが優先的に加熱される。これにより、後通電の際に、ナゲット１２の中央部１２Ｃだけを再焼入れ温度まで加熱することができるのである。本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の製造方法によれば、ナゲット１２の中央部１２Ｃを再焼入れ組織にして、鉄系炭化物の面積率を０．２％以下とし、且つ、ナゲット１２の端部１２Ｅを焼戻し組織にして、鉄系炭化物の面積率を０．３％以上にすることができる。

【0058】

図９を参照しながら、ナゲット１２の中央部のみを再焼き入れする方法について具体的に説明する。図９は、加圧力の減少によって通電面積を減少させる場合における通電パターンの例である。図９の破線は加圧力を示す。図９の実線は電流値を示す。

【0059】

後通電の開始の時点（図９のｔ１）では、ナゲット１２の組織は焼入れ組織（例えばマルテンサイト）である。スポット溶接によって形成されたナゲット１２は、融点付近の高温から急冷されるからである。溶接部を挟持するスポット溶接用の電極３の内部には冷媒が流通している。溶接部から電極３への熱移動によって、溶接部は急冷されるのである。

【0060】

後通電の前期においては、加圧力が大きいので、通電面積が大きい。従って、後通電の前期においては、ナゲット１２の全体が均一的に加熱される。もし、加圧力を減少させる前の時点（図９のｔ２）で後通電を終了させると、ナゲット１２の全体が焼戻される。ナゲット１２の組織は、全体的に焼戻し組織（例えば焼戻しマルテンサイト）となる。そして、ナゲット１２の両端部１２Ｅ及び中央部１２Ｃの両方において、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上となる。

【0061】

後通電の後期においては、加圧力が小さいので、通電面積が小さい。従って、後通電の後期においては、ナゲット１２の中央部が優先的に加熱される。これにより、ナゲット１２の中央部１２Ｃだけを再焼入れ温度まで加熱し、ナゲット１２の端部１２Ｅは、再焼き入れ温度よりも低い焼戻し温度まで加熱することができる。ナゲット１２の内部に温度差を生じさせた時点（図９のｔ３）で後通電を終了させると、ナゲット１２の中央部１２Ｃは再焼入れされ、ナゲット１２の端部１２Ｅは焼戻される。ナゲット１２の端部１２Ｅの組織は焼戻し組織となり、鉄系炭化物の面積率が０．２％以下となる。ナゲット１２の中央部１２Ｃの組織は主に再焼入れ組織（例えば再焼入れマルテンサイト）となり、鉄系炭化物の面積率が０．３％以上となる。

【0062】

以上、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の製造方法の最も基本的な態様について説明した。次に、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１の製造方法の一層好ましい態様について説明する。

【0063】

（通電面積を減少させる好ましい時期）
通電面積を減少させる時点は特に限定されないが、以下に好適な例を説明する。後通電における電流値を一定値に制御する場合は、図９に示されるように、後通電の開始からＴ／２秒～３Ｔ／２秒の範囲内の時期において通電面積を減少させることが好ましい。「Ｔ」とは、後通電の開始から終了までの時間を意味する。これにより、ナゲット１２の両端部１２Ｅの温度を焼戻し温度まで確実に上昇させ、且つ、ナゲット１２の中央部１２Ｃの温度を再焼入れ温度まで確実に上昇させることができる。

【0064】

後通電における電流値が一定値でなくてもよい。例えば、電流値が連続的に増加するアップスロープ通電、又は電流値が連続的に低下するダウンスロープ通電が後通電に適用されてもよい。電流値が階段状に増減する多段通電が後通電に適用されてもよい。この場合は、入熱量に基づいて、通電面積を減少させる時点を決定することができる。電流値の時間積分値を、入熱量の指標とすることができる。例えば、後通電の開始から終了までの期間の、電流値の時間積分値をＩと定義し、後通電の開始から通電面積切り替えの時点ｔまでの期間の、電流値の時間積分値をＩｔと定義した場合、Ｉ及びＩｔが以下の関係を満たせばよい。
Ｉ／２≦Ｉｔ≦２Ｉ／３
これにより、ナゲット１２の両端部１２Ｅの温度を焼戻し温度まで確実に上昇させ、且つ、ナゲット１２の中央部１２Ｃの温度を再焼入れ温度まで確実に上昇させることができる。

【0065】

（通電面積を減少させる方法の好ましい例：加圧力の減少）
通電面積を減少させる方法の好ましい一例は、加圧力を減少させることである。具体的な加圧力の減少量は特に規定されないが、例えば、加圧力をＦ１からＦ２まで減少させることにより、加圧力を減少させることが好ましい。Ｆ１及びＦ２は、以下の式を満たす値とすることが好ましい。
０．４０≦Ｆ２／Ｆ１≦０．８０
これにより、ナゲット１２の両端部１２Ｅの温度を焼戻し温度まで確実に上昇させ、且つ、ナゲット１２の中央部１２Ｃの温度を再焼入れ温度まで確実に上昇させることができる。

【0066】

（通電面積を減少させる方法の好ましい例：電極の先端径の変更）
通電面積を減少させる方法の好ましい別の例は、図６及び図８に示されるように、電極の先端径を変更することである。具体的には、後通電の途中で、後通電のために用いられている第一電極３を、これより先端径が小さい第二電極４に交換することが好ましい。通電面積は、電極の先端径に応じて決まる。従って、電極の先端径を小さくすることにより、通電面積を減少させることができる。

【0067】

具体的な電極の先端径は特に限定されないが、例えば第一電極３の先端径ｄ１と、第二電極４の先端径ｄ２とが、以下の式を満たすことが好ましい。
０．４０≦ｄ２／ｄ１≦０．８０
第一電極３の先端径ｄ１及び第二電極４の先端径ｄ２の比率ｄ２／ｄ１を、０．４０以上０．８０以下とすることにより、ナゲット１２の両端部１２Ｅの温度を焼戻し温度まで確実に上昇させ、且つ、ナゲット１２の中央部１２Ｃの温度を再焼入れ温度まで確実に上昇させることができる。

【0068】

なお、第一電極３は、一対のスポット溶接用電極である。図６に例示される一対の第一電極３の先端径は同一である。一方、一対の第一電極３の先端径が異なっていてもよい。この場合、上述の第一電極３の先端径ｄ１とは、一対の第一電極３それぞれの先端径のうち大きい方の値を意味する。先端径が大きい電極の方が、電流経路の広がりに対して支配的であると推定される。

【0069】

第二電極４もまた、一対のスポット溶接用電極である。図８に例示される一対の第二電極４の先端径は同一である。一方、一対の第二電極４の先端径が異なっていてもよい。この場合、上述の第二電極４の先端径ｄ２とは、一対の第二電極４それぞれの先端径のうち大きい方の値を意味する。

【0070】

（その他の構成）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下に、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手１、自動車用部品、及び抵抗スポット溶接継手１の製造方法の一層好適な例について説明する。なお、特に断りが無い限り、以下に説明する好適な態様は、抵抗スポット溶接継手１、自動車用部品、及び抵抗スポット溶接継手１の製造方法のいずれにも適用することができる。

【0071】

（鋼板１１の引張強さ、厚さ、及び表面処理）
鋼板１１の引張強さは特に限定されない。抵抗スポット溶接継手１の剛性及び耐破壊特性等を向上させる観点からは、複数の鋼板１１のうち１枚以上を、引張強さ９８０ＭＰａ以上の高炭素鋼板１１とすることが好ましい。高炭素鋼板１１の引張強さを、１０００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以上、又は１５００ＭＰａ以上とすることが一層好ましい。一方、複数の鋼板１１のうち１枚以上を、引張強さ５００ＭＰａ以下の軟鋼としてもよい。

【0072】

鋼板１１の厚さは特に限定されない。また、板組の板厚比も特に限定されない。板組の板厚比とは、板組の総板厚を、板組の表面に配された鋼板１１のうち薄い方の板厚で割った値である。例えば抵抗スポット溶接継手１が自動車用部品である場合、鋼板１１を、２枚の厚い高炭素鋼板１１及び１枚の薄い軟鋼板１１とすることが好ましい。高炭素鋼板１１は自動車の骨格部材である。軟鋼板１１は自動車の外装部材である。高炭素鋼板１１の板厚は、例えば１．０～２．５ｍｍとすることが好ましい。軟鋼板１１の板厚は、例えば０．４～１．２ｍｍとすることが好ましい。

【0073】

耐食性、及び美観等を向上させるために、鋼板１１の表面にめっきが設けられていることが好ましい。めっきの種類としては、Ａｌ系めっき、Ａｌ系合金化めっき、Ｚｎ系めっき、及びＺｎ系合金化めっき等が挙げられる。

【0074】

（ナゲット１２の径）
ナゲット１２の径は特に限定されず、接合不良を生じさせない範囲内で適宜選択することができる。例えば、ナゲット１２の径を２．５√ｔ～５．０√ｔの範囲内としてもよい。接合不良を防止する観点からは、ナゲット１２の径を２．８√ｔ以上、３．０√ｔ以上、又は３．２√ｔ以上とすることが一層好ましい。また、入熱量を抑制して散り発生を防止する観点からは、ナゲット１２の径を４．８√ｔ以上、４．５√ｔ以上、又は４．２√ｔ以上とすることが一層好ましい。

【0075】

なお、ナゲット１２の径とは、溶接部の断面試験によって接合界面１３で測定される、ナゲット１２の直径のことである。ｔとは、ナゲット１２の直径を測定した接合界面１３を構成する２枚の鋼板１１の板厚の平均値のことである。鋼板１１の枚数が３枚以上であり、接合界面１３が２以上である場合は、１つ以上の接合界面１３においてナゲット１２の径が上述の範囲内であることが好ましく、全ての接合界面１３においてナゲット１２の径が上述の範囲内であることが一層好ましい。

【0076】

（測定方法）
以下に、本実施形態に係る抵抗スポット溶接継手の評価方法について説明する。

【0077】

接合界面１３、及び接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌは、以下の手順により特定する。まず、圧痕１４の平面視での中心又はその近傍を通り、且つ鋼板１１の表面に略垂直な面で、抵抗スポット溶接継手を切断する。断面を研磨し、必要に応じてエッチングする。図１に示されるように、ナゲット１２の周囲では、シートセパレーション１５と呼ばれる隙間が鋼板１１の間に生じていることが通常である。シートセパレーション１５の底は、十字引張試験の際に応力が集中する領域である。従って、ナゲット１２の両側に存在する２つのシートセパレーション１５の底を結ぶ線を、接合界面１３、及び接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌとみなす。

【0078】

接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の両端部１２Ｅにおける鉄系炭化物の面積率は、以下の手順により特定する。上述の断面を適宜調製することにより、鉄系炭化物を視認可能な状態とする。ナゲット１２の両端部１２Ｅの鉄系炭化物の面積率を、以下の要件を満たす観察視野で測定する。
・４００μｍ四方の矩形形状である
・中心が、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌ上にある
・１つの頂点が、ナゲット１２の外縁（溶融境界）と一致する
・２つの辺が、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌと平行である
ナゲット１２の両端部１２Ｅそれぞれにおける、上述の要件を満たす観察視野それぞれの反射電子像を撮影する。反射電子像においては、鉄系炭化物を容易に特定可能である。そして、観察視野に占める鉄系炭化物の面積率を、両端部１２Ｅそれぞれにおいて算出する。両端部１２Ｅにおいて鉄系炭化物の面積率が所定値以上である場合、端部１２Ｅの鉄系炭化物の面積率が合格とみなされる。

【0079】

接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌにおけるナゲット１２の中央部１２Ｃにおける鉄系炭化物の面積率は、以下の要件を満たす観察視野で測定する。
・４００μｍ四方の矩形形状である
・中心が、上述のナゲット１２両端それぞれの観察視野の中心間の中央にある。
・中心が、鋼板１１の合わせ面に沿った仮想線１３Ｌ上にある
・２つの辺が、鋼板１１の合わせ面に沿った仮想線１３Ｌと平行である
当該観察視野における反射電子像を撮影することで、ナゲット１２の中央部１２Ｃの鉄系炭化物の面積率を測定が可能となる。

【0080】

鋼板１１の炭素量は、ＪＩＳ Ｇ １２０１：２０１４「鉄及び鋼－分析方法通則」に従って特定する。鋼板１１の引張強さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１「金属材料引張試験方法」に従って特定する。いずれにおいても、試料の採取場所は、溶接部から十分に離れた箇所とする。引張試験用の試験片の形状は、鋼板１１の形状に応じて適宜選定することができる。抵抗スポット溶接継手が十分に広い平坦部を有しておらず、引張試験用の試験片を採取できない場合は、鋼板の引張強さを測定する代わりに、鋼板のビッカース硬さを測定してもよい。公知の換算表を用いて、鋼板の硬さから鋼板の引張強さを推定することができる。ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９「ビッカース硬さ試験－試験方法」に従って測定する。試験力は３００ｇｆとする。

【0081】

ナゲット１２の径は、上述の方法によって特定された、接合界面１３に沿った仮想線１３Ｌに基づいて測定する。ナゲット１２の外縁及び仮想線１３Ｌの２つの交点の間の距離が、当該仮想線１３Ｌに沿って測定されたナゲット１２の径である。

【実施例0082】

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。

【0083】

（加圧力制御の例）
重ねられた２枚の鋼板にスポット溶接（本通電）をして、種々の抵抗スポット溶接継手を作成した。一部の抵抗スポット溶接継手のナゲットには、後通電を実施した。また、一部の抵抗スポット溶接継手のナゲットの後通電においては、加圧力を減少させた。

【0084】

具体的な製造条件は以下の通りである。
・鋼板の炭素量：表１に記載の通り
・鋼板の厚さｔ：鋼板１及び鋼板２の両方とも２．０ｍｍ
・本通電条件：ナゲット径が５√ｔとなるように電流値を変化（通電時間１８ｃｙｃ（＝３６０ｍｓ））
・後通電における後熱電流の値：本通電電流値の０．６倍～０．６５倍
・後通電の前期での加圧力Ｆ１：３．９ｋＮ
・後通電の後期での加圧力Ｆ２：２．０ｋＮ
・後通電の開始から終了までの時間Ｔ：１．９８ｓ
・加圧力をＦ１からＦ２に変更するタイミング：１．２０ｓ

【0085】

そして、抵抗スポット溶接継手の十字引張強さ（ＣＴＳ）を、ＪＩＳ Ｚ ３１３７：１９９９に規定される十字引張試験によって測定した。また、抵抗スポット溶接継手の引張せん断強さ（ＴＳＳ）を、ＪＩＳ Ｚ ３１３６：１９９９に規定される引張せん断試験によって測定した。ＣＴＳ及びＴＳＳを表１に記載した。

【0086】

加えて、ナゲットの断面において測定される、接合界面に沿った仮想線におけるナゲットの端部の鉄系炭化物の面積率を表１に記載した。面積率の測定は、両端部で行った。そして、両端部それぞれにおける測定値のうち小さい方を、表１に記載した。表１に記載の値が０．３％以上である場合、両端部それぞれの鉄系炭化物の面積率が０．３％以上である。また、ナゲットの断面において測定される、接合界面に沿った仮想線におけるナゲットの中央部の鉄系炭化物の面積率も、表１に記載した。なお、後通電が行われなかった例においては、鉄系炭化物の面積率の測定を省略した。

【0087】

【表1】

【0088】

例１～例３はいずれも、両方の鋼板の炭素量が０．２０質量％の抵抗スポット溶接継手であった。例１では、後通電が行われなかった。例１のＣＴＳ及びＴＳＳを、例２及び例３の抵抗スポット溶接継手の評価基準として用いた。例１よりＣＴＳが大きい抵抗スポット溶接継手は、優れたＣＴＳを有すると判定された。また「例１のＴＳＳ－３ｋＮ」よりも高いＴＳＳを有する抵抗スポット溶接継手は、優れたＴＳＳを有すると判定された。

【0089】

例２では、加圧力を一定にした後通電が行われた。例２のナゲットにおいては、ナゲットの中央部の鉄系炭化物の面積率が過剰であった。例２のＣＴＳは、例１のＣＴＳよりも高められていた。しかしながら、例２のＴＳＳは、例１のＴＳＳより大幅に低下していた。

【0090】

例３では、加圧力を途中で減少させる後通電が行われた。例３のナゲットにおいては、ナゲットの中央部、及び両端部の鉄系炭化物の面積率が適切であった。例３のＣＴＳは、例１のＣＴＳよりも高められていた。さらに、例３のＴＳＳは、例１のＴＳＳとほぼ同等の値であった。例３の抵抗スポット溶接継手では、ＴＳＳ及びＣＴＳの両方が優れた。

【0091】

例４～例６はいずれも、両方の鋼板の炭素量が０．３５質量％の抵抗スポット溶接継手であった。例４では、後通電が行われなかった。例４のＣＴＳ及びＴＳＳを、例５及び例６の抵抗スポット溶接継手の評価基準として用いた。例４よりＣＴＳが大きい抵抗スポット溶接継手は、優れたＣＴＳを有すると判定された。また「例４のＴＳＳ－３ｋＮ」よりも高いＴＳＳを有する抵抗スポット溶接継手は、優れたＴＳＳを有すると判定された。なお、例４のＣＴＳは、例１のＣＴＳより大幅に低下していた。

【0092】

例５では、加圧力を一定にした後通電が行われた。例５のナゲットにおいては、ナゲットの中央部の鉄系炭化物の面積率が過剰であった。例５のＣＴＳは、例４のＣＴＳよりも大幅に高められていた。しかしながら、例５のＴＳＳは、例４のＴＳＳより低下していた。

【0093】

例６では、加圧力を途中で減少させる後通電が行われた。例６のナゲットにおいては、ナゲットの中央部、及び両端部の鉄系炭化物の面積率が適切であった。例６のＣＴＳは、例４のＣＴＳよりも高められていた。さらに、例６のＴＳＳは、例４のＴＳＳとほぼ同等の値であった。例６の抵抗スポット溶接継手では、ＴＳＳ及びＣＴＳの両方が優れた。

【0094】

（電極変更の例）
重ねられた２枚の鋼板にスポット溶接（本通電）をして、種々の抵抗スポット溶接継手を作成した。一部の抵抗スポット溶接継手のナゲットには、後通電を実施した。また、一部の抵抗スポット溶接継手のナゲットの後通電においては、電極を変更した。具体的には、後通電の前期においては、本通電時の電極をそのまま用いた。後通電の後期においては、電極先端径が本通電時の電極よりも小さい電極を用いた。

【0095】

具体的な製造条件は以下の通りである。
・鋼板の炭素量：表２に記載の通り
・鋼板の厚さｔ：鋼板１及び鋼板２の両方とも２．０ｍｍ
・本通電条件：ナゲット径５√ｔとなるように電流値を変化（通電時間１８ｃｙｃ（＝３６０ｍｓ））
・後通電における後熱電流の値：本通電電流値の０．６倍～０．６５倍
・後通電の前期での加圧力Ｆ１：３．９ｋＮ
・後通電の後期での加圧力Ｆ２：３．０ｋＮ
・後通電の開始から終了までの時間Ｔ：１．９８ｓ
・電極を変更するタイミング：１．２０ｓ

【0096】

そして、表１の実験と同じ手順で、抵抗スポット溶接継手のＣＴＳ、ＴＳＳ、ナゲットの端部における鉄系炭化物の面積率、及びナゲットの中央部における鉄系炭化物の面積率を測定して、表２に記載した。

【0097】

【表2】

【0098】

例７及び例８はいずれも、例１と同じく、両方の鋼板の炭素量が０．２０質量％の抵抗スポット溶接継手であった。例１のＣＴＳ及びＴＳＳを、例７及び例８の抵抗スポット溶接継手の評価基準として用いた。

【0099】

例７では、電極の先端径を一定にした後通電が行われた。例７のナゲットにおいては、ナゲットの中央部の鉄系炭化物の面積率が過剰であった。例７のＣＴＳは、例１のＣＴＳよりも高められていた。しかしながら、例７のＴＳＳは、例１のＴＳＳより大幅に低下していた。

【0100】

例８では、電極の先端径を途中で減少させる後通電が行われた。例８のナゲットにおいては、ナゲットの中央部、及び両端部の鉄系炭化物の面積率が適切であった。例８のＣＴＳは、例１のＣＴＳよりも高められていた。さらに、例８のＴＳＳは、例１のＴＳＳとほぼ同等の値であった。例８の抵抗スポット溶接継手では、ＴＳＳ及びＣＴＳの両方が優れた。

【0101】

例９及び例１０はいずれも、例４と同じく、両方の鋼板の炭素量が０．３５質量％の抵抗スポット溶接継手であった。例４のＣＴＳ及びＴＳＳを、例９及び例１０の抵抗スポット溶接継手の評価基準として用いた。

【0102】

例９では、電極の先端径を一定にした後通電が行われた。例９のナゲットにおいては、ナゲットの中央部の鉄系炭化物の面積率が過剰であった。例９のＣＴＳは、例４のＣＴＳよりも高められていた。しかしながら、例９のＴＳＳは、例４のＴＳＳより大幅に低下していた。

【0103】

例１０では、電極の先端径を途中で減少させる後通電が行われた。例１０のナゲットにおいては、ナゲットの中央部、及び両端部の鉄系炭化物の面積率が適切であった。例１０のＣＴＳは、例４のＣＴＳよりも高められていた。さらに、例１０のＴＳＳは、例４のＴＳＳとほぼ同等の値であった。例１０の抵抗スポット溶接継手では、ＴＳＳ及びＣＴＳの両方が優れた。

【符号の説明】

【0104】

１ 抵抗スポット溶接継手
１１ 鋼板
１２ ナゲット
１２Ｅ 端部
１２Ｃ 中央部
１３ 接合界面
１３Ｌ 仮想線
１４ 圧痕
１５ シートセパレーション
２ （溶接前の）鋼板
３ 電極（第一電極）
４ 第二電極
Ｃ 電流経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】