抵抗スポット溶接方法
【課題】重ね合わせた２枚以上の厚板の、外側の少なくとも一方に、さらに薄板を重ね合わせた板厚比の大きな板組みにおいて、板と板の間に板隙があった場合でも、薄板−厚板間に健全な接合部を得ることができる抵抗スポット溶接方法を提供する。
【解決手段】重ね合わせた２枚の厚板１２、１３の上面に薄板１１を重ね合わせた板組み１０を一対の電極１６、１７によって挟み、加圧力を加えながら抵抗スポット溶接を行なうにあたり、厚板１２と厚板１３の間（板隙２２）に導電性を持つ樹脂２６を介在させ、さらに、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期には、加圧力ＰがＰ≦３ｋＮを満足する低い加圧力で溶接を行ない、その後、溶接後期には、高加圧下で通電して溶接を行なう。
【解決手段】重ね合わせた２枚の厚板１２、１３の上面に薄板１１を重ね合わせた板組み１０を一対の電極１６、１７によって挟み、加圧力を加えながら抵抗スポット溶接を行なうにあたり、厚板１２と厚板１３の間（板隙２２）に導電性を持つ樹脂２６を介在させ、さらに、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期には、加圧力ＰがＰ≦３ｋＮを満足する低い加圧力で溶接を行ない、その後、溶接後期には、高加圧下で通電して溶接を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の鋼板を重ね合わせたワーク、特に板厚比（＝板組みの全体厚／一番薄い板の板厚）の大きな板組みを抵抗スポット溶接する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、重ね合わせられた鋼板同士の接合には、重ね抵抗溶接法の一種である抵抗スポット溶接法が用いられている。例えば、自動車の製造にあたっては１台あたり数千点ものスポット溶接がなされている。この溶接法は、２枚以上の鋼板を重ね合わせ、その表面を直接、上下の電極で挟み圧力を加えながら、上下電極間に高電流の溶接電流を短時間通電して接合する方法である。高電流の溶接電流を流すことで発生する抵抗発熱を利用して、点状の溶接部が得られる。この点状の溶接部は、ナゲットと呼ばれ、重ね合わせた鋼板に電流を流した際に両鋼板の接触箇所で両鋼板が溶融し、凝固した部分であり、これにより両鋼板が点状に接合される。
【０００３】
また、自動車の部品構造をみると、例えばセンターピラーでは、アウターとインナーの間にレインフォースメントを挟み込んだ構造が採用されている。この構造では、単純な二枚重ねの鋼板をスポット溶接する場合と異なり、３枚以上の鋼板を重ね合わせてスポット溶接することが要求される。
【０００４】
さらに、最近では、車体の衝突安全性の更なる向上要求にともない、リインフォースメントなどの高強度化、厚肉化が進み、外側に配置された板厚の薄いアウター（薄板）と、板厚の厚いインナー、リインフォースメント（厚板）を組み合わせた板組みをスポット溶接することが必要となる場合が多い。なお、ここでは、板組みされた鋼板のうち、板厚が相対的に小さい鋼板を薄板と記載し、板厚の相対的に大きい鋼板を厚板と記載することとし、以下も同様の記載とする。
【０００５】
このような板厚比（＝板組みの全体厚／一番薄い板の板厚）の大きな板組みにおいて、従来のような、加圧力、溶接電流を一定の値としたままにするスポット溶接を行った場合には一番外側（電極チップと接触する側）の薄板と厚板の間に必要なサイズのナゲットが形成されにくく、健全な接合部を得るのが困難なことが知られている。とくに板厚比が５を超えるような板組みでは、この傾向が強い。
【０００６】
これは、電極チップによる冷却によって一番外側の薄板と厚板の間では温度が上がりにくいことが原因である。ナゲットは、電極間の中央付近から鋼板の固有抵抗により体積抵抗発熱にて形成されるが、ナゲットが薄板にまで成長するまでに、電極間中央部に近い部分に位置する厚板と厚板間でのナゲットが過大に成長し、電極による加圧では抑えきれずに散り（母材が局部的に過熱されて溶融飛散する現象）が発生するため、散り発生なく必要なサイズのナゲットを薄板−厚板間に得ることが困難となり、破壊試験をしたときに、薄板が剥離しやすい。
【０００７】
また、一番外側に配置される薄板がアウターの場合には、強度よりも成形性が重要となるため、使用される鋼板は軟鋼となることが多い。一方、厚板は強度補強部材であり高張力鋼板が使用される場合が多い。このような板組みでは、発熱する位置は、固有抵抗の高い高張力鋼板側に偏るため、厚板−薄板（軟鋼）間にはさらにナゲットが形成されにくくなる。
【０００８】
このような問題に対し、例えば、特許文献１では、重ね合わされた２枚の厚板にさらに薄板が重ね合わされた板厚比の大きな板組みにおいて、薄板の溶接すべき位置に部分的に一般部より一段高い座面を形成するとともに、薄板に対向する電極は、先端を球面に形成し、溶接前期は低加圧力で、薄板の座面を押しつぶすようにして、薄板とこれと隣り合う厚板とを溶接し、その後、高加圧力で２枚の厚板同士を溶接することにより、薄板−厚板間にも必要なナゲットを得る技術が提案されている。
【０００９】
また、特許文献２では、剛性の高い２枚の厚板の上に剛性の低い薄板を重ね合わせたワークを、一対の電極チップにより挟んでスポット溶接する方法において、剛性が最も小さい薄板に当接する電極チップの先端径を、厚板と当接する電極チップの先端径よりも小さくすることによって、薄板と電極チップとの接触面積が、厚板と電極チップの接触面積よりも小さくなるようにすることにより、薄板−厚板間にもナゲットを得る技術が提案されている。
【００１０】
また、特許文献３では、板厚比の大きな被溶接体をスポット溶接する方法において、被溶接体に第１の加圧力を負荷して溶接電流を流した後、一旦通電を停止し、被溶接体を挟んだまま、上記第１の加圧力よりも大きな第２の加圧力を負荷して再び溶接電流を流すことにより、そして望ましくは、上記第１の工程における溶接電流の電流値を、第１段階〜第３段階の３段階に変化させるとともに、第２段階の電流値を第１段階および第３段階の電流値よりも小さくすることにより、板厚比の大きい被溶接体の接合強度を向上させるというスポット溶接方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−０７１５６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２５１４６８号公報
【特許文献３】特開２００４−３５８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の抵抗スポット溶接方法では、この場合ナゲットは形成されるが、薄板の溶接する部分に予め一般部より一段高い座面をプレスなどで形成する工程が必要となるという問題がある。
【００１３】
また、特許文献２に記載の抵抗スポット溶接方法では、剛性が最も小さい薄板に当接する電極チップの先端径を、厚板と当接する電極チップの先端径よりも小さくすることによって、薄板と電極チップとの接触面積が、厚板と電極チップの接触面積よりも小さくなるようにすることにより、薄板−厚板間にもナゲットを得ているが、薄板と電極チップとの接触面積が小さいことは電極により加圧される範囲が狭いことになり、厚板−厚板間に大きなナゲットを形成しようとすると散りが発生するという問題がある。
【００１４】
また、特許文献３に記載の抵抗スポット溶接方法では、ナゲットを薄板−厚板間に形成することが可能となるが、鋼板間に板隙が存在する場合はナゲットの形成が困難となり、薄板−厚板間に健全な接合部を得ることは困難になると考えられる。
【００１５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、重ね合わせた２枚以上の厚板の、外側の少なくとも一方に、さらに薄板を重ね合わせた板厚比の大きな板組みにおいて、板と板の間に板隙があった場合でも、薄板−厚板間に健全な接合部を得ることができる抵抗スポット溶接方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を達成するため、抵抗スポット溶接におけるナゲット形成に及ぼす各種要因について鋭意検討した。
【００１７】
まず、重ね合わせた２枚以上の厚板の外側の一方にさらに薄板を重ね合わせた板厚比の大きな板組みのスポット溶接を行った場合、薄板−厚板間に必要なサイズのナゲットが形成されにくいことが知られており、その解決には溶接前期の加圧力は小さくし、溶接中に加圧力を増加させることが有効であることを知見した。
【００１８】
すなわち、溶接前期から高加圧力で加圧した場合、電極−薄板間、薄板−厚板間、厚板−厚板間の通電面積が広くなり、電流密度が低くなるため発熱し難く、さらに板厚比が大きな板組みの場合、薄板−厚板間は電極に近いために冷却され、より発熱し難い状態となる。このため、厚板−厚板間には必要なサイズのナゲットが形成されても、薄板−厚板間にはナゲットが形成されず、破壊試験を行なった場合に薄板が剥離しやすい。
【００１９】
一方、溶接前期に低い加圧力で溶接した場合は、電極−薄板間、薄板−厚板間、厚板−厚板間の通電面積が小さくなり、低い電流でも電流密度が高く発熱しやすくなる。特に電極と薄板の間の接触径が小さくなるように加圧力を低く設定することにより、電極−薄板間の接触部の電流密度が高くなるが、電極の冷却作用により電極−薄板間の発熱は抑制され、通電前期は電極からわずかに離れた電極の近傍における発熱が最も多くなる。板厚比の大きな板組みでは電極近傍の発熱域と薄板−厚板の境界が近い位置にあるため、低い加圧力下であれば、この発熱による熱膨張・変形が薄板−厚板間の接触径を減らし、電流密度が増加することにより、薄板−厚板間にナゲットが形成される。
【００２０】
しかしながら、低加圧力のままでは長時間通電しても電極近傍に形成された溶融部が鋼板表面にまで成長し、表散り（鋼板と電極の間から溶融金属が飛散）が発生するようになる。また、厚板−厚板間も加圧力が小さいために、必要なナゲット径が得られる前に中散り（鋼板と鋼板の間から溶融金属が飛散）が発生する。
【００２１】
そこで、低加圧力で溶接を開始し、溶接中に加圧力を増加させることで、上記の問題が解決し、板厚比が大きい板組みでも薄板−厚板間、厚板−厚板間それぞれに必要な径のナゲットを形成する溶接が可能となると考えた。溶接前期に低加圧力で短時間高電流通電することにより、薄板−厚板間にナゲットを形成させる。その後、加圧力を増加させることにより、電極−薄板間の通電面積の拡大と、電極による冷却作用の増加により、電極近傍でのナゲット形成は停止し、今度は電極間中央部付近に発熱域が移動し、厚板−厚板間にナゲットが形成される。加えて、加圧力が大きいことにより、電極による加圧面積も広がり、ナゲットが大きく成長しても散りが発生しにくくなる。
【００２２】
以上により、板厚比が大きな板組みにおいても、薄板−厚板間、厚板−厚板間のそれぞれに必要なサイズのナゲットを得ることができる抵抗スポット溶接が可能となる。
【００２３】
しかしながら、重ね合わせた鋼板間に板隙が存在する場合は、溶接前期の低加圧下での溶接において、板隙をなくすことができない場合があり、この場合、溶接電流は隣の溶接点等、離れた位置にある鋼板間接触点に分流する。この場合は電極直下における溶接電流密度が、板隙のない場合と比較して低くなり、薄板−厚板間にナゲットが形成されにくくなる。一方、溶接前期の低加圧での溶接条件を板隙のある場合に適した条件を選択した場合には、板隙がない場合、あるいは溶接途中に板隙がつぶれてなくなった場合に、厚板−厚板間での電流密度が過剰となり、散りが発生する。
【００２４】
そこで、本発明者らは更に検討を重ねて、板隙の有無に関わらず、板厚比の大きな板組みにおいても薄板−厚板間、厚板−厚板間にナゲットを形成することを可能とする手法を見出した。
【００２５】
それは、重ね合わせた２枚以上の厚板−厚板間に導電性を持つ樹脂を塗布した上で、上記の手法を適用するというものである。少なくとも一方に重ねられた薄板と厚板の間においては、溶接前期の低い加圧力でも薄板−厚板の間の板隙は潰されて電極直下にて接触する。一方、重ね合わせた２枚以上の厚板−厚板間においては、溶接前期の低加圧力の溶接においては板隙がつぶれ難いが、導電性を持つ樹脂を塗布しておくことにより、ギャップがつぶれない場合においても、分流する電流は少なく、溶接電流は電極間を直線的に流れる状態となり、薄板−厚板間の電流密度を増加させることができ、板隙の有無にかかわらず薄板−厚板間にナゲットを形成することができる。その後、加圧力を増加させることにより、厚板−厚板間の樹脂は電極直下から押し出され、溶接後期の大加圧力の溶接で厚板−厚板間にナゲットを形成させることができる。
【００２６】
また、薄板−厚板間においても、電極直下以外の場所における分流を減らすことは溶接前期の低加圧下での溶接中に薄板−厚板間にナゲットを形成する上で有効である。薄板−厚板間に樹脂の塗布は必須ではないが、導電性を持たない樹脂を塗布することがより好ましい。薄板−厚板間に導電性を持たない樹脂を塗布することにより、電極直下は電極による加圧で樹脂が押し出されて通電の経路が確保され、その外側は導電性を持たない樹脂により薄板−厚板間が絶縁されているため、薄板−厚板間の電極直下の電流密度を高めることが容易となり、健全なナゲットを形成することが容易になる。
【００２７】
なお、従来の抵抗スポット溶接方法では、電極間中央部付近に形成されるナゲットを、薄板−厚板間が溶融するまで大きく成長させる必要があり、過大な電流が必要となっていた。これに対して、上記の方法であれば、溶接前期に薄板−厚板間に健全な接合部が形成できるため、溶接後期は厚板−厚板間に必要な径のナゲットが形成できる条件であれば良く、溶接後期の加圧力に応じて適切な溶接電流値を選べばよい。溶接後期の加圧力は、厚板―厚板間の板隙を潰して樹脂を押し出すに十分な加圧力を加えればよく、これは鋼板強度や板隙の剛性により異なる。
【００２８】
本発明は、上記の考え方に基づいて想到されたものであり、以下のような特徴を有している。
【００２９】
［１］重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の、外側の少なくとも一方に、さらに板厚の薄い鋼板を重ね合わせた板組みを一対の電極によって挟み、加圧力を加えながら抵抗スポット溶接を行なうにあたり、前記重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の間に導電性を持つ樹脂を介在させ、さらに、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期には、加圧力ＰがＰ≦３ｋＮを満足する低い加圧力で溶接を行ない、その後、溶接後期には、高加圧下で通電して溶接を行なうことを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
【００３０】
［２］前記板厚の薄い鋼板と前記板厚の厚い鋼板の間に、導電性を持たない樹脂を介在させて溶接することを特徴とする前記［１］に記載の抵抗スポット溶接方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によると、重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の、外側の少なくとも一方に、さらに板厚の薄い鋼板を重ね合わせた板厚比の大きな板組みを抵抗スポット溶接する場合において、鋼板間に板隙が存在する場合でも、薄板−厚板間と厚板−厚板間の両方に健全な接合部を形成する抵抗スポット溶接を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態における溶接開始前の状態（板組み）を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における溶接前期のナゲット形成状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における溶接後期のナゲット形成状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例における板組みを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の一実施形態を以下に述べる。
【００３４】
本発明の一実施形態においては、例えば、図１に示すように、重ね合わせた２枚の板厚の厚い鋼板（厚板）１２、１３の上面に板厚の薄い鋼板（薄板）１１を重ね合わせ、さらにその鋼板間に板隙（薄板１１と厚板１２の間に第１の板隙２１、厚板１２と厚板１３の間に第２の板隙２２）があるような板厚比の大きな板組み（ワーク）１０を、一対の電極（電極チップ）１６、１７で挟んで加圧力を加えながら抵抗スポット溶接する場合に、重ね合わせた２枚の厚板１２、１３の間（板隙２２）に導電性を持つ樹脂２６を塗布し、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期において、低い加圧力で加圧して、板隙２１を潰した上で、短時間、高電流の通電を行うことにより、電流は導電性の樹脂２６を介して電極１６、１７間を直線的に流れ、電極１６、１７直下の電流密度を高めることができ、図２に示すように、薄板１１−厚板１２間にナゲット１８が形成される。
【００３５】
さらに、板隙２１には導電性を持たない樹脂が塗布されることが好ましい。薄板１１は板厚が薄いため、溶接前期の低い加圧力でも押しつぶすことができ、このときに板隙２１に塗布された導電性を持たない樹脂は電極１６、１７直下からは押し出され、電極１６、１７直下以外の部分を絶縁する。このことにより、電極１６、１７直下の通電面積は狭く保たれ、溶接前期におけるナゲット１８の形成をより容易にさせることができる。
【００３６】
そして、溶接前期の通電終了後、溶接後期において、加圧力を増加させて高加圧下で板隙２２を完全に潰して、溶接後期の通電を行うことにより、図３に示すように、厚板１２−厚板１３間にもナゲット１９を安定的に形成することができる。
【００３７】
ここで、薄板１１−厚板１２間に用いる樹脂は導電性を持たないものであればよく、たとえば自動車の製造においてシーラントとして使用されているものや、ウェルドボンド工法にて使用されている接着剤でよい。接着剤の場合は溶接部の疲労特性や強度、溶接部の耐食性を向上させる効果も得られる。たとえば加熱硬化性エポキシ樹脂接着剤などが適用できる。一方、厚板１２−厚板１３間に用いる樹脂２６は導電性を持つものである必要がある。薄板１１−厚板１２間に用いる導電性を持たない樹脂に導電性の物質を混入させたものを用いることができ、たとえばカーボンブラックやグラファイトを混入したものが使用できる。
【００３８】
このようにして、この実施形態では、溶接前期において、低い加圧力で溶接することにより、板隙２１における電流密度だけを高めてナゲット１８を形成し、その後、溶接後期において、加圧力を増加させることで板隙２２の樹脂２６を押し出すことにより、溶接後期の溶接で厚板１２−厚板１３間にナゲット１９を安定的に形成することができ、板隙２１、２２のある板厚比が大きい板組み１０でも、必要なナゲット径を持つナゲット１８、１９を、薄板１１−厚板１２間、厚板１２−厚板１３間のそれぞれに形成し、健全な接合部を形成する溶接が可能となる。
【００３９】
上述のように、薄板１１−厚板１２間に溶融部（ナゲット）１８を形成するには、溶接前期に低加圧力で高い溶接電流を流すことにより、電極近傍の薄板１１−厚板１２間付近を集中的に加熱することが重要となる。その際に、この実施形態においては、厚板１２−厚板１３間の板隙２２に導電性の樹脂２６が塗布されているため、溶接初期の加圧力は低くても電極１６、１７間の通電経路が確保できるので、加圧力は板隙２２を潰すために高めに設定する必要が無く、具体的には３ｋＮ以下で十分であり、低加圧力ほど薄板１１−厚板１２間のナゲット形成は容易となる。逆に、加圧力が３ｋＮを超えると、厚板１２−厚板１３間の板隙２２が潰れる方向に大きく変形し、その結果、薄板１１も大きく変形することになり、薄板１１−厚板１２間の接触面積が大きく拡大することで電流密度が低下する。電流密度を上げるために電流を上げても表散りが発生してしまい、健全なナゲットを形成することができなくなる。よって、溶接前期の加圧力は３ｋＮ以下とする。
【００４０】
なお、薄板１１側の電極チップ１６の先端を曲面とし、厚板１３側の電極チップ１７の先端を、厚板１２−厚板１３間に必要なナゲット径程度の径を持つ平面あるいは薄板１１側の電極チップ１６よりも大きな曲率半径をもつ曲面とすることがより好ましい。
【００４１】
薄板１１側の電極チップ１６の先端を曲面とし、厚板１３側の電極チップ１７の先端をより平坦にすることにより、低加圧力では薄板１１への電極１６の押し込み量が小さくなり、通電面積が狭くなることから、薄板１１−厚板１２間の電流密度が高くなり、薄板１１−厚板１２間でナゲット１８が形成されやすくなる。また、薄板１１側の電極１６の先端を曲面とすることにより、溶接途中で加圧力を増大させることで、薄板１１側の電極チップ１６が加圧力を加えられる範囲が増大し、散り発生が抑制され、厚板１２−厚板１３間に必要な径を持つナゲット１９を形成することが可能になる。
【００４２】
ちなみに、本発明において用いる溶接装置は、一対の上下の電極チップで溶接する部分を挟み、加圧、通電するものであれば、加圧機構の種類（エアシリンダによるもの、サーボモータによるもの）や形状（定置式、ロボットガン）、電源の種類（単相交流、交流インバータ、直流インバータ）など特に限定されるものではない。
【００４３】
また、溶接される鋼板は、強度レベル（軟鋼、高張力鋼板）にかかわらず適用可能であり、熱間プレス材や温間プレス材でも適用できる。また、裸鋼板だけでなく、たとえば、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、Ａｌ系めっき鋼板などの多くの種類のめっき鋼板に対しても適用することができる。その板組みも、３枚重ねはもちろん、４枚重ねにおいても適用可能である。
【実施例１】
【００４４】
本発明の効果を確認するために本発明例と比較例を実施した。
【００４５】
その板組みは、図４（ａ）（ｂ）および表１に示す板組みである。すなわち、板組みａは、図４（ａ）に示すように、（一枚目の鋼板（薄板）１１＋二枚目の鋼板（厚板）１２＋三枚目の鋼板（厚板）１３）の３枚重ねであり、板組みｂは、図４（ｂ）に示すように、（一枚目の鋼板（薄板）１１＋二枚目の鋼板（厚板）１２＋三枚目の鋼板（厚板）１３＋四枚目の鋼板（厚板）１４）の４枚重ねである。そして、適宜、鋼板間に鋼板スペーサ３１、３２、３３を所定の間隔Ｗをあけて挿入し、薄板１１−厚板１２間に深さＧ１の第１の板隙２１、厚板１２−厚板１３間に深さＧ２の第２の板隙２２、厚板１３−厚板１４間に深さＧ３の第３の板隙２３を模擬的に形成した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
そして、それぞれの場合における、上下の電極チップの形状、溶接前期（１段目）の加圧力、通電時間、溶接電流、溶接後期（２段目）の加圧力、通電時間、溶接電流は、表２、表３に示すものであった。また、それぞれの板隙２１、２２、２３における樹脂の塗布の有無については、導電性の樹脂を塗布した場合を○、非導電性の樹脂を塗布した場合を△、いずれの樹脂も塗布していない場合を×で記載した。溶接条件は厚板１２−厚板１３間のナゲット径が４√ｔ（ｔ：２枚の厚板１２、１３のうちの薄い方の板厚（ｍｍ））ｍｍとなるように設定した。溶接機は単相交流のサーボモータ加圧式抵抗スポット溶接機を使用した。
【００４８】
それぞれの場合における継手を評価した結果を同じく表２、表３に併記して示す。評価は、散り発生の有無による評価と、ＪＩＳ Ｚ ３００１に規定されるピール試験にて行い、薄板１１−厚板１２間にプラグが形成された場合を良好（○）とし、プラグが形成されず界面破断したものを不良（×）とした。
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】
その結果、本発明例では、薄板１１−厚板１２間はプラグ破断となり、良好な溶接となっているが、比較例では、薄板１１−厚板１２間で剥離が生じる、あるいは散り発生が見られ、良好な溶接継手が得られなかった。これにより、本発明の有効性が確認できる。
【００５２】
なお、ここでは厚板１２−厚板１３間のナゲット径が４√ｔとなる場合について評価したが、本発明を実施する場合においては、厚板１２−厚板１３間のナゲット径は実施者が厚板−厚板間に必要とするナゲット径で行なえばよい。
【００５３】
さらに、本発明において、薄板１１−厚板１２間に非導電性の樹脂を塗布した場合の効果についても確認した。その際の板組みは、図４（ａ）および表１に示す板組みである。
【００５４】
そして、それぞれの場合における、上下の電極チップの形状、溶接前期（１段目）の加圧力、通電時間、溶接電流、溶接後期（２段目）の加圧力、通電時間、溶接電流は、それぞれ表４に示すものであった。それぞれの板隙２１、２２における樹脂の塗布の有無については、導電性の樹脂を塗布した場合を○、非導電性の樹脂を塗布した場合を△、いずれの樹脂の塗布していない場合を×で記載した。溶接条件は厚板１２−厚板１３間のナゲット径が４√ｔ（ｔ：２枚の厚板１２、１３のうちの薄い方の板厚（ｍｍ））ｍｍとなるように設定した。溶接機は単相交流のサーボモータ加圧式抵抗スポット溶接機を使用した。
【００５５】
それぞれの場合における継手を評価した結果を表４に示す。評価は、散り発生の有無による評価と、ＪＩＳ Ｚ ３００１に規定されるピール試験にて行い、薄板１１−厚板１２間のプラグ径を測定した。
【００５６】
【表４】
【００５７】
その結果、表４に示すように、本発明例（Ｎｏ．３６〜４４）においては全てプラグ破断となっており、良好な結果となっているが、その中でも、さらに、薄板１１−厚板１２間に非導電性の樹脂を塗布した場合（Ｎｏ．３７、４０、４３）は、薄板１１−厚板１２間のプラグ径が他の条件の場合よりも大きくなっている。これにより、本発明において、薄板１１−厚板１２間に非導電性の樹脂を塗布した場合の有効性を確認することができた。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 板組み（ワーク）
１１ 一枚目の鋼板（薄板）
１２ 二枚目の鋼板（厚板）
１３ 三枚目の鋼板（厚板）
１４ 四枚目の鋼板（厚板）
１６ 薄板側の電極（電極チップ）
１７ 厚板側の電極（電極チップ）
１８ 薄板−厚板間のナゲット
１９ 厚板−厚板間のナゲット
２１ 第１の板隙
２２ 第２の板隙
２３ 第３の板隙
２６ 導電性の樹脂
３１ 鋼板スペーサ
３２ 鋼板スペーサ
３３ 鋼板スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の鋼板を重ね合わせたワーク、特に板厚比（＝板組みの全体厚／一番薄い板の板厚）の大きな板組みを抵抗スポット溶接する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、重ね合わせられた鋼板同士の接合には、重ね抵抗溶接法の一種である抵抗スポット溶接法が用いられている。例えば、自動車の製造にあたっては１台あたり数千点ものスポット溶接がなされている。この溶接法は、２枚以上の鋼板を重ね合わせ、その表面を直接、上下の電極で挟み圧力を加えながら、上下電極間に高電流の溶接電流を短時間通電して接合する方法である。高電流の溶接電流を流すことで発生する抵抗発熱を利用して、点状の溶接部が得られる。この点状の溶接部は、ナゲットと呼ばれ、重ね合わせた鋼板に電流を流した際に両鋼板の接触箇所で両鋼板が溶融し、凝固した部分であり、これにより両鋼板が点状に接合される。
【０００３】
また、自動車の部品構造をみると、例えばセンターピラーでは、アウターとインナーの間にレインフォースメントを挟み込んだ構造が採用されている。この構造では、単純な二枚重ねの鋼板をスポット溶接する場合と異なり、３枚以上の鋼板を重ね合わせてスポット溶接することが要求される。
【０００４】
さらに、最近では、車体の衝突安全性の更なる向上要求にともない、リインフォースメントなどの高強度化、厚肉化が進み、外側に配置された板厚の薄いアウター（薄板）と、板厚の厚いインナー、リインフォースメント（厚板）を組み合わせた板組みをスポット溶接することが必要となる場合が多い。なお、ここでは、板組みされた鋼板のうち、板厚が相対的に小さい鋼板を薄板と記載し、板厚の相対的に大きい鋼板を厚板と記載することとし、以下も同様の記載とする。
【０００５】
このような板厚比（＝板組みの全体厚／一番薄い板の板厚）の大きな板組みにおいて、従来のような、加圧力、溶接電流を一定の値としたままにするスポット溶接を行った場合には一番外側（電極チップと接触する側）の薄板と厚板の間に必要なサイズのナゲットが形成されにくく、健全な接合部を得るのが困難なことが知られている。とくに板厚比が５を超えるような板組みでは、この傾向が強い。
【０００６】
これは、電極チップによる冷却によって一番外側の薄板と厚板の間では温度が上がりにくいことが原因である。ナゲットは、電極間の中央付近から鋼板の固有抵抗により体積抵抗発熱にて形成されるが、ナゲットが薄板にまで成長するまでに、電極間中央部に近い部分に位置する厚板と厚板間でのナゲットが過大に成長し、電極による加圧では抑えきれずに散り（母材が局部的に過熱されて溶融飛散する現象）が発生するため、散り発生なく必要なサイズのナゲットを薄板−厚板間に得ることが困難となり、破壊試験をしたときに、薄板が剥離しやすい。
【０００７】
また、一番外側に配置される薄板がアウターの場合には、強度よりも成形性が重要となるため、使用される鋼板は軟鋼となることが多い。一方、厚板は強度補強部材であり高張力鋼板が使用される場合が多い。このような板組みでは、発熱する位置は、固有抵抗の高い高張力鋼板側に偏るため、厚板−薄板（軟鋼）間にはさらにナゲットが形成されにくくなる。
【０００８】
このような問題に対し、例えば、特許文献１では、重ね合わされた２枚の厚板にさらに薄板が重ね合わされた板厚比の大きな板組みにおいて、薄板の溶接すべき位置に部分的に一般部より一段高い座面を形成するとともに、薄板に対向する電極は、先端を球面に形成し、溶接前期は低加圧力で、薄板の座面を押しつぶすようにして、薄板とこれと隣り合う厚板とを溶接し、その後、高加圧力で２枚の厚板同士を溶接することにより、薄板−厚板間にも必要なナゲットを得る技術が提案されている。
【０００９】
また、特許文献２では、剛性の高い２枚の厚板の上に剛性の低い薄板を重ね合わせたワークを、一対の電極チップにより挟んでスポット溶接する方法において、剛性が最も小さい薄板に当接する電極チップの先端径を、厚板と当接する電極チップの先端径よりも小さくすることによって、薄板と電極チップとの接触面積が、厚板と電極チップの接触面積よりも小さくなるようにすることにより、薄板−厚板間にもナゲットを得る技術が提案されている。
【００１０】
また、特許文献３では、板厚比の大きな被溶接体をスポット溶接する方法において、被溶接体に第１の加圧力を負荷して溶接電流を流した後、一旦通電を停止し、被溶接体を挟んだまま、上記第１の加圧力よりも大きな第２の加圧力を負荷して再び溶接電流を流すことにより、そして望ましくは、上記第１の工程における溶接電流の電流値を、第１段階〜第３段階の３段階に変化させるとともに、第２段階の電流値を第１段階および第３段階の電流値よりも小さくすることにより、板厚比の大きい被溶接体の接合強度を向上させるというスポット溶接方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−０７１５６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２５１４６８号公報
【特許文献３】特開２００４−３５８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の抵抗スポット溶接方法では、この場合ナゲットは形成されるが、薄板の溶接する部分に予め一般部より一段高い座面をプレスなどで形成する工程が必要となるという問題がある。
【００１３】
また、特許文献２に記載の抵抗スポット溶接方法では、剛性が最も小さい薄板に当接する電極チップの先端径を、厚板と当接する電極チップの先端径よりも小さくすることによって、薄板と電極チップとの接触面積が、厚板と電極チップの接触面積よりも小さくなるようにすることにより、薄板−厚板間にもナゲットを得ているが、薄板と電極チップとの接触面積が小さいことは電極により加圧される範囲が狭いことになり、厚板−厚板間に大きなナゲットを形成しようとすると散りが発生するという問題がある。
【００１４】
また、特許文献３に記載の抵抗スポット溶接方法では、ナゲットを薄板−厚板間に形成することが可能となるが、鋼板間に板隙が存在する場合はナゲットの形成が困難となり、薄板−厚板間に健全な接合部を得ることは困難になると考えられる。
【００１５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、重ね合わせた２枚以上の厚板の、外側の少なくとも一方に、さらに薄板を重ね合わせた板厚比の大きな板組みにおいて、板と板の間に板隙があった場合でも、薄板−厚板間に健全な接合部を得ることができる抵抗スポット溶接方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を達成するため、抵抗スポット溶接におけるナゲット形成に及ぼす各種要因について鋭意検討した。
【００１７】
まず、重ね合わせた２枚以上の厚板の外側の一方にさらに薄板を重ね合わせた板厚比の大きな板組みのスポット溶接を行った場合、薄板−厚板間に必要なサイズのナゲットが形成されにくいことが知られており、その解決には溶接前期の加圧力は小さくし、溶接中に加圧力を増加させることが有効であることを知見した。
【００１８】
すなわち、溶接前期から高加圧力で加圧した場合、電極−薄板間、薄板−厚板間、厚板−厚板間の通電面積が広くなり、電流密度が低くなるため発熱し難く、さらに板厚比が大きな板組みの場合、薄板−厚板間は電極に近いために冷却され、より発熱し難い状態となる。このため、厚板−厚板間には必要なサイズのナゲットが形成されても、薄板−厚板間にはナゲットが形成されず、破壊試験を行なった場合に薄板が剥離しやすい。
【００１９】
一方、溶接前期に低い加圧力で溶接した場合は、電極−薄板間、薄板−厚板間、厚板−厚板間の通電面積が小さくなり、低い電流でも電流密度が高く発熱しやすくなる。特に電極と薄板の間の接触径が小さくなるように加圧力を低く設定することにより、電極−薄板間の接触部の電流密度が高くなるが、電極の冷却作用により電極−薄板間の発熱は抑制され、通電前期は電極からわずかに離れた電極の近傍における発熱が最も多くなる。板厚比の大きな板組みでは電極近傍の発熱域と薄板−厚板の境界が近い位置にあるため、低い加圧力下であれば、この発熱による熱膨張・変形が薄板−厚板間の接触径を減らし、電流密度が増加することにより、薄板−厚板間にナゲットが形成される。
【００２０】
しかしながら、低加圧力のままでは長時間通電しても電極近傍に形成された溶融部が鋼板表面にまで成長し、表散り（鋼板と電極の間から溶融金属が飛散）が発生するようになる。また、厚板−厚板間も加圧力が小さいために、必要なナゲット径が得られる前に中散り（鋼板と鋼板の間から溶融金属が飛散）が発生する。
【００２１】
そこで、低加圧力で溶接を開始し、溶接中に加圧力を増加させることで、上記の問題が解決し、板厚比が大きい板組みでも薄板−厚板間、厚板−厚板間それぞれに必要な径のナゲットを形成する溶接が可能となると考えた。溶接前期に低加圧力で短時間高電流通電することにより、薄板−厚板間にナゲットを形成させる。その後、加圧力を増加させることにより、電極−薄板間の通電面積の拡大と、電極による冷却作用の増加により、電極近傍でのナゲット形成は停止し、今度は電極間中央部付近に発熱域が移動し、厚板−厚板間にナゲットが形成される。加えて、加圧力が大きいことにより、電極による加圧面積も広がり、ナゲットが大きく成長しても散りが発生しにくくなる。
【００２２】
以上により、板厚比が大きな板組みにおいても、薄板−厚板間、厚板−厚板間のそれぞれに必要なサイズのナゲットを得ることができる抵抗スポット溶接が可能となる。
【００２３】
しかしながら、重ね合わせた鋼板間に板隙が存在する場合は、溶接前期の低加圧下での溶接において、板隙をなくすことができない場合があり、この場合、溶接電流は隣の溶接点等、離れた位置にある鋼板間接触点に分流する。この場合は電極直下における溶接電流密度が、板隙のない場合と比較して低くなり、薄板−厚板間にナゲットが形成されにくくなる。一方、溶接前期の低加圧での溶接条件を板隙のある場合に適した条件を選択した場合には、板隙がない場合、あるいは溶接途中に板隙がつぶれてなくなった場合に、厚板−厚板間での電流密度が過剰となり、散りが発生する。
【００２４】
そこで、本発明者らは更に検討を重ねて、板隙の有無に関わらず、板厚比の大きな板組みにおいても薄板−厚板間、厚板−厚板間にナゲットを形成することを可能とする手法を見出した。
【００２５】
それは、重ね合わせた２枚以上の厚板−厚板間に導電性を持つ樹脂を塗布した上で、上記の手法を適用するというものである。少なくとも一方に重ねられた薄板と厚板の間においては、溶接前期の低い加圧力でも薄板−厚板の間の板隙は潰されて電極直下にて接触する。一方、重ね合わせた２枚以上の厚板−厚板間においては、溶接前期の低加圧力の溶接においては板隙がつぶれ難いが、導電性を持つ樹脂を塗布しておくことにより、ギャップがつぶれない場合においても、分流する電流は少なく、溶接電流は電極間を直線的に流れる状態となり、薄板−厚板間の電流密度を増加させることができ、板隙の有無にかかわらず薄板−厚板間にナゲットを形成することができる。その後、加圧力を増加させることにより、厚板−厚板間の樹脂は電極直下から押し出され、溶接後期の大加圧力の溶接で厚板−厚板間にナゲットを形成させることができる。
【００２６】
また、薄板−厚板間においても、電極直下以外の場所における分流を減らすことは溶接前期の低加圧下での溶接中に薄板−厚板間にナゲットを形成する上で有効である。薄板−厚板間に樹脂の塗布は必須ではないが、導電性を持たない樹脂を塗布することがより好ましい。薄板−厚板間に導電性を持たない樹脂を塗布することにより、電極直下は電極による加圧で樹脂が押し出されて通電の経路が確保され、その外側は導電性を持たない樹脂により薄板−厚板間が絶縁されているため、薄板−厚板間の電極直下の電流密度を高めることが容易となり、健全なナゲットを形成することが容易になる。
【００２７】
なお、従来の抵抗スポット溶接方法では、電極間中央部付近に形成されるナゲットを、薄板−厚板間が溶融するまで大きく成長させる必要があり、過大な電流が必要となっていた。これに対して、上記の方法であれば、溶接前期に薄板−厚板間に健全な接合部が形成できるため、溶接後期は厚板−厚板間に必要な径のナゲットが形成できる条件であれば良く、溶接後期の加圧力に応じて適切な溶接電流値を選べばよい。溶接後期の加圧力は、厚板―厚板間の板隙を潰して樹脂を押し出すに十分な加圧力を加えればよく、これは鋼板強度や板隙の剛性により異なる。
【００２８】
本発明は、上記の考え方に基づいて想到されたものであり、以下のような特徴を有している。
【００２９】
［１］重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の、外側の少なくとも一方に、さらに板厚の薄い鋼板を重ね合わせた板組みを一対の電極によって挟み、加圧力を加えながら抵抗スポット溶接を行なうにあたり、前記重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の間に導電性を持つ樹脂を介在させ、さらに、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期には、加圧力ＰがＰ≦３ｋＮを満足する低い加圧力で溶接を行ない、その後、溶接後期には、高加圧下で通電して溶接を行なうことを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
【００３０】
［２］前記板厚の薄い鋼板と前記板厚の厚い鋼板の間に、導電性を持たない樹脂を介在させて溶接することを特徴とする前記［１］に記載の抵抗スポット溶接方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によると、重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の、外側の少なくとも一方に、さらに板厚の薄い鋼板を重ね合わせた板厚比の大きな板組みを抵抗スポット溶接する場合において、鋼板間に板隙が存在する場合でも、薄板−厚板間と厚板−厚板間の両方に健全な接合部を形成する抵抗スポット溶接を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態における溶接開始前の状態（板組み）を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における溶接前期のナゲット形成状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における溶接後期のナゲット形成状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例における板組みを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の一実施形態を以下に述べる。
【００３４】
本発明の一実施形態においては、例えば、図１に示すように、重ね合わせた２枚の板厚の厚い鋼板（厚板）１２、１３の上面に板厚の薄い鋼板（薄板）１１を重ね合わせ、さらにその鋼板間に板隙（薄板１１と厚板１２の間に第１の板隙２１、厚板１２と厚板１３の間に第２の板隙２２）があるような板厚比の大きな板組み（ワーク）１０を、一対の電極（電極チップ）１６、１７で挟んで加圧力を加えながら抵抗スポット溶接する場合に、重ね合わせた２枚の厚板１２、１３の間（板隙２２）に導電性を持つ樹脂２６を塗布し、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期において、低い加圧力で加圧して、板隙２１を潰した上で、短時間、高電流の通電を行うことにより、電流は導電性の樹脂２６を介して電極１６、１７間を直線的に流れ、電極１６、１７直下の電流密度を高めることができ、図２に示すように、薄板１１−厚板１２間にナゲット１８が形成される。
【００３５】
さらに、板隙２１には導電性を持たない樹脂が塗布されることが好ましい。薄板１１は板厚が薄いため、溶接前期の低い加圧力でも押しつぶすことができ、このときに板隙２１に塗布された導電性を持たない樹脂は電極１６、１７直下からは押し出され、電極１６、１７直下以外の部分を絶縁する。このことにより、電極１６、１７直下の通電面積は狭く保たれ、溶接前期におけるナゲット１８の形成をより容易にさせることができる。
【００３６】
そして、溶接前期の通電終了後、溶接後期において、加圧力を増加させて高加圧下で板隙２２を完全に潰して、溶接後期の通電を行うことにより、図３に示すように、厚板１２−厚板１３間にもナゲット１９を安定的に形成することができる。
【００３７】
ここで、薄板１１−厚板１２間に用いる樹脂は導電性を持たないものであればよく、たとえば自動車の製造においてシーラントとして使用されているものや、ウェルドボンド工法にて使用されている接着剤でよい。接着剤の場合は溶接部の疲労特性や強度、溶接部の耐食性を向上させる効果も得られる。たとえば加熱硬化性エポキシ樹脂接着剤などが適用できる。一方、厚板１２−厚板１３間に用いる樹脂２６は導電性を持つものである必要がある。薄板１１−厚板１２間に用いる導電性を持たない樹脂に導電性の物質を混入させたものを用いることができ、たとえばカーボンブラックやグラファイトを混入したものが使用できる。
【００３８】
このようにして、この実施形態では、溶接前期において、低い加圧力で溶接することにより、板隙２１における電流密度だけを高めてナゲット１８を形成し、その後、溶接後期において、加圧力を増加させることで板隙２２の樹脂２６を押し出すことにより、溶接後期の溶接で厚板１２−厚板１３間にナゲット１９を安定的に形成することができ、板隙２１、２２のある板厚比が大きい板組み１０でも、必要なナゲット径を持つナゲット１８、１９を、薄板１１−厚板１２間、厚板１２−厚板１３間のそれぞれに形成し、健全な接合部を形成する溶接が可能となる。
【００３９】
上述のように、薄板１１−厚板１２間に溶融部（ナゲット）１８を形成するには、溶接前期に低加圧力で高い溶接電流を流すことにより、電極近傍の薄板１１−厚板１２間付近を集中的に加熱することが重要となる。その際に、この実施形態においては、厚板１２−厚板１３間の板隙２２に導電性の樹脂２６が塗布されているため、溶接初期の加圧力は低くても電極１６、１７間の通電経路が確保できるので、加圧力は板隙２２を潰すために高めに設定する必要が無く、具体的には３ｋＮ以下で十分であり、低加圧力ほど薄板１１−厚板１２間のナゲット形成は容易となる。逆に、加圧力が３ｋＮを超えると、厚板１２−厚板１３間の板隙２２が潰れる方向に大きく変形し、その結果、薄板１１も大きく変形することになり、薄板１１−厚板１２間の接触面積が大きく拡大することで電流密度が低下する。電流密度を上げるために電流を上げても表散りが発生してしまい、健全なナゲットを形成することができなくなる。よって、溶接前期の加圧力は３ｋＮ以下とする。
【００４０】
なお、薄板１１側の電極チップ１６の先端を曲面とし、厚板１３側の電極チップ１７の先端を、厚板１２−厚板１３間に必要なナゲット径程度の径を持つ平面あるいは薄板１１側の電極チップ１６よりも大きな曲率半径をもつ曲面とすることがより好ましい。
【００４１】
薄板１１側の電極チップ１６の先端を曲面とし、厚板１３側の電極チップ１７の先端をより平坦にすることにより、低加圧力では薄板１１への電極１６の押し込み量が小さくなり、通電面積が狭くなることから、薄板１１−厚板１２間の電流密度が高くなり、薄板１１−厚板１２間でナゲット１８が形成されやすくなる。また、薄板１１側の電極１６の先端を曲面とすることにより、溶接途中で加圧力を増大させることで、薄板１１側の電極チップ１６が加圧力を加えられる範囲が増大し、散り発生が抑制され、厚板１２−厚板１３間に必要な径を持つナゲット１９を形成することが可能になる。
【００４２】
ちなみに、本発明において用いる溶接装置は、一対の上下の電極チップで溶接する部分を挟み、加圧、通電するものであれば、加圧機構の種類（エアシリンダによるもの、サーボモータによるもの）や形状（定置式、ロボットガン）、電源の種類（単相交流、交流インバータ、直流インバータ）など特に限定されるものではない。
【００４３】
また、溶接される鋼板は、強度レベル（軟鋼、高張力鋼板）にかかわらず適用可能であり、熱間プレス材や温間プレス材でも適用できる。また、裸鋼板だけでなく、たとえば、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、Ａｌ系めっき鋼板などの多くの種類のめっき鋼板に対しても適用することができる。その板組みも、３枚重ねはもちろん、４枚重ねにおいても適用可能である。
【実施例１】
【００４４】
本発明の効果を確認するために本発明例と比較例を実施した。
【００４５】
その板組みは、図４（ａ）（ｂ）および表１に示す板組みである。すなわち、板組みａは、図４（ａ）に示すように、（一枚目の鋼板（薄板）１１＋二枚目の鋼板（厚板）１２＋三枚目の鋼板（厚板）１３）の３枚重ねであり、板組みｂは、図４（ｂ）に示すように、（一枚目の鋼板（薄板）１１＋二枚目の鋼板（厚板）１２＋三枚目の鋼板（厚板）１３＋四枚目の鋼板（厚板）１４）の４枚重ねである。そして、適宜、鋼板間に鋼板スペーサ３１、３２、３３を所定の間隔Ｗをあけて挿入し、薄板１１−厚板１２間に深さＧ１の第１の板隙２１、厚板１２−厚板１３間に深さＧ２の第２の板隙２２、厚板１３−厚板１４間に深さＧ３の第３の板隙２３を模擬的に形成した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
そして、それぞれの場合における、上下の電極チップの形状、溶接前期（１段目）の加圧力、通電時間、溶接電流、溶接後期（２段目）の加圧力、通電時間、溶接電流は、表２、表３に示すものであった。また、それぞれの板隙２１、２２、２３における樹脂の塗布の有無については、導電性の樹脂を塗布した場合を○、非導電性の樹脂を塗布した場合を△、いずれの樹脂も塗布していない場合を×で記載した。溶接条件は厚板１２−厚板１３間のナゲット径が４√ｔ（ｔ：２枚の厚板１２、１３のうちの薄い方の板厚（ｍｍ））ｍｍとなるように設定した。溶接機は単相交流のサーボモータ加圧式抵抗スポット溶接機を使用した。
【００４８】
それぞれの場合における継手を評価した結果を同じく表２、表３に併記して示す。評価は、散り発生の有無による評価と、ＪＩＳ Ｚ ３００１に規定されるピール試験にて行い、薄板１１−厚板１２間にプラグが形成された場合を良好（○）とし、プラグが形成されず界面破断したものを不良（×）とした。
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】
その結果、本発明例では、薄板１１−厚板１２間はプラグ破断となり、良好な溶接となっているが、比較例では、薄板１１−厚板１２間で剥離が生じる、あるいは散り発生が見られ、良好な溶接継手が得られなかった。これにより、本発明の有効性が確認できる。
【００５２】
なお、ここでは厚板１２−厚板１３間のナゲット径が４√ｔとなる場合について評価したが、本発明を実施する場合においては、厚板１２−厚板１３間のナゲット径は実施者が厚板−厚板間に必要とするナゲット径で行なえばよい。
【００５３】
さらに、本発明において、薄板１１−厚板１２間に非導電性の樹脂を塗布した場合の効果についても確認した。その際の板組みは、図４（ａ）および表１に示す板組みである。
【００５４】
そして、それぞれの場合における、上下の電極チップの形状、溶接前期（１段目）の加圧力、通電時間、溶接電流、溶接後期（２段目）の加圧力、通電時間、溶接電流は、それぞれ表４に示すものであった。それぞれの板隙２１、２２における樹脂の塗布の有無については、導電性の樹脂を塗布した場合を○、非導電性の樹脂を塗布した場合を△、いずれの樹脂の塗布していない場合を×で記載した。溶接条件は厚板１２−厚板１３間のナゲット径が４√ｔ（ｔ：２枚の厚板１２、１３のうちの薄い方の板厚（ｍｍ））ｍｍとなるように設定した。溶接機は単相交流のサーボモータ加圧式抵抗スポット溶接機を使用した。
【００５５】
それぞれの場合における継手を評価した結果を表４に示す。評価は、散り発生の有無による評価と、ＪＩＳ Ｚ ３００１に規定されるピール試験にて行い、薄板１１−厚板１２間のプラグ径を測定した。
【００５６】
【表４】
【００５７】
その結果、表４に示すように、本発明例（Ｎｏ．３６〜４４）においては全てプラグ破断となっており、良好な結果となっているが、その中でも、さらに、薄板１１−厚板１２間に非導電性の樹脂を塗布した場合（Ｎｏ．３７、４０、４３）は、薄板１１−厚板１２間のプラグ径が他の条件の場合よりも大きくなっている。これにより、本発明において、薄板１１−厚板１２間に非導電性の樹脂を塗布した場合の有効性を確認することができた。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 板組み（ワーク）
１１ 一枚目の鋼板（薄板）
１２ 二枚目の鋼板（厚板）
１３ 三枚目の鋼板（厚板）
１４ 四枚目の鋼板（厚板）
１６ 薄板側の電極（電極チップ）
１７ 厚板側の電極（電極チップ）
１８ 薄板−厚板間のナゲット
１９ 厚板−厚板間のナゲット
２１ 第１の板隙
２２ 第２の板隙
２３ 第３の板隙
２６ 導電性の樹脂
３１ 鋼板スペーサ
３２ 鋼板スペーサ
３３ 鋼板スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の、外側の少なくとも一方に、さらに板厚の薄い鋼板を重ね合わせた板組みを一対の電極によって挟み、加圧力を加えながら抵抗スポット溶接を行なうにあたり、前記重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の間に導電性を持つ樹脂を介在させ、さらに、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期には、加圧力ＰがＰ≦３ｋＮを満足する低い加圧力で溶接を行ない、その後、溶接後期には、高加圧下で通電して溶接を行なうことを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
【請求項２】
前記板厚の薄い鋼板と前記板厚の厚い鋼板の間に、導電性を持たない樹脂を介在させて溶接す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方法。
【請求項１】
重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の、外側の少なくとも一方に、さらに板厚の薄い鋼板を重ね合わせた板組みを一対の電極によって挟み、加圧力を加えながら抵抗スポット溶接を行なうにあたり、前記重ね合わせた２枚以上の板厚の厚い鋼板の間に導電性を持つ樹脂を介在させ、さらに、溶接工程を前期と後期に分け、溶接前期には、加圧力ＰがＰ≦３ｋＮを満足する低い加圧力で溶接を行ない、その後、溶接後期には、高加圧下で通電して溶接を行なうことを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
【請求項２】
前記板厚の薄い鋼板と前記板厚の厚い鋼板の間に、導電性を持たない樹脂を介在させて溶接す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方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３５０６３（Ｐ２０１３−３５０６３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５７０７０（Ｐ２０１２−１５７０７０）
【出願日】平成２４年７月１３日（２０１２．７．１３）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１３日（２０１２．７．１３）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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