抵抗溶接方法
【課題】ワークを構成するメッキ層の一部が電極に付着することを抑えることにより、該電極の長寿命化を図るとともに連続打点性を向上することができる抵抗溶接方法を提供する。
【解決手段】メッキが施された第１板部材１２と第２板部材１４とを重ねることにより形成されるワークＷを第１電極１６と第２電極１８とで第２加圧力値Ｐ２まで加圧する加圧工程中に、溶接電流よりも低い初期電流を該ワークＷに通電する。これにより、第１板部材１２の第１外側メッキ層２４ａと第２板部材１４の第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させて、第１電極１６を第１板部材本体２２に接触させるとともに第２電極１８を第２板部材本体２６に接触させる。次いで、ワークＷに前記第２加圧力値Ｐ２の加圧力を作用させた状態で第１電極１６と第２電極１８を介してワークＷに溶接電流を通電することにより、ナゲットＮを形成及び成長させる溶接工程を行う。
【解決手段】メッキが施された第１板部材１２と第２板部材１４とを重ねることにより形成されるワークＷを第１電極１６と第２電極１８とで第２加圧力値Ｐ２まで加圧する加圧工程中に、溶接電流よりも低い初期電流を該ワークＷに通電する。これにより、第１板部材１２の第１外側メッキ層２４ａと第２板部材１４の第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させて、第１電極１６を第１板部材本体２２に接触させるとともに第２電極１８を第２板部材本体２６に接触させる。次いで、ワークＷに前記第２加圧力値Ｐ２の加圧力を作用させた状態で第１電極１６と第２電極１８を介してワークＷに溶接電流を通電することにより、ナゲットＮを形成及び成長させる溶接工程を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の板材を重ねることにより形成されるワークを抵抗溶接する抵抗溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、抵抗溶接では、複数の板材を重ねることにより形成されるワークを一対の電極で挟持して該ワークを所定圧力まで加圧する加圧工程と、前記加圧工程後、該一対の電極を介して該ワークに溶接電流を通電することによりナゲットを形成及び成長させる溶接工程とを行う。
【０００３】
そして、従来、メッキが施されたホットスタンプ材を重ねることにより形成されるワークを抵抗溶接する方法として、低電流値の溶接電流を通電することにより、ホットスタンプ材のメッキ層を軟化させて安定した通電経路を確保した後で、高電流値の溶接電流を通電することにより、ナゲットを成長させる技術的思想が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８８４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の発明では、溶接工程において、メッキ層の一部が溶融して各電極に付着することがある。例えば、前記ホットスタンプ材がアルミニウムメッキ鋼板であり、各電極が銅製であると、該各電極の先端部にメッキ層の一部が付着して銅−アルミニウム合金が形成されることがある。
【０００６】
このような場合、該電極を研磨して、該電極に付着したメッキ層の一部を除去する必要があるため、電極の消耗が激しくなり、ワークの複数箇所において、連続して抵抗溶接を円滑に行うことができなくなる（連続打点性が損なわれる）おそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、ワークを構成するメッキ層の一部が電極に付着することを抑えることにより、該電極の長寿命化を図るとともに連続打点性を向上することができる抵抗溶接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】
【０００８】
［１］ 本発明に係る抵抗溶接方法は、複数の板材を重ねることにより形成されるワークを第１電極と第２電極とで挟持して抵抗溶接する抵抗溶接方法であって、前記ワークの一方の面には、前記第１電極に接触するメッキ層が形成されており、前記第１電極と前記第２電極とで前記ワークを所定圧力まで加圧する加圧工程と、前記ワークに所定圧力を作用させた状態で該第１電極と該第２電極とを介して該ワークに溶接電流を通電することにより、ナゲットを成長させる溶接工程と、を行い、前記加圧工程では、前記メッキ層に前記溶接電流よりも低い初期電流を通電することを特徴とする。
【０００９】
上記の本発明に係る抵抗溶接方法によれば、加圧工程において、第１電極に接触するメッキ層に初期電流を通電するので、該メッキ層を軟化させることができる。そうすると、該メッキ層のうち前記第１電極に押圧された部位が、該第１電極の側方に流動しながら押し出されるため、該第１電極は該メッキ層を貫通することができる。これにより、該第１電極の先端を前記ワークの被メッキ部分（メッキが施されていない部分）に接触させることができる。よって、溶接工程において、前記ワークに溶接電流を通電した場合であっても、該第１電極にメッキ層の一部が付着することを好適に抑えることができる。なお、前記加圧工程において、初期電流は、溶接電流よりも低いので、メッキ層が溶融して該第１電極に付着することも好適に抑えることができる。
【００１０】
このように、抵抗溶接において、メッキ層の一部が第１電極に付着することを抑えることができるので、該第１電極の長寿命化を図ることができるとともに連続打点性を向上させることができる。
【００１１】
［２］ 上記の抵抗溶接方法において、前記加圧工程では、前記第１電極と前記第２電極とを介して前記メッキ層に前記初期電流を通電してもよい。
【００１２】
このような方法によれば、加圧工程において、メッキ層のうち第１電極に押圧される部位に対して効率的に初期電流を通電して軟化させることができる。
【００１３】
［３］ 上記の抵抗溶接方法において、前記加圧工程では、前記複数の板材同士が接触した後に、前記初期電流を通電してもよい。
【００１４】
このような方法によれば、初期電流を通電した際に、重なり合う板材間で放電が生じることを好適に抑えることができる。
【００１５】
［４］ 上記の抵抗溶接方法において、前記加圧工程では、前記ワークを前記所定圧力に加圧するまで前記初期電流を継続して通電してもよい。
【００１６】
このような方法によれば、例えば、初期電流を間欠的に通電した場合よりも、メッキ層を軟化させるのに要する時間を短くすることができる。
【００１７】
［５］ 上記の抵抗溶接方法において、前記ワークに作用する圧力が前記所定圧力に達した時に前記溶接電流の通電を開始してもよい。
【００１８】
このような方法によれば、ワークに作用する圧力が所定圧力に達した時に該ワークに溶接電流の通電が開始されるため、溶接サイクル（１回の抵抗溶接に要する時間）が長期化することを抑えることができる。
【００１９】
［６］ 上記の抵抗溶接方法において、前記ワークの他方の面には、前記第２電極に接触するメッキ層が形成されていてもよい。このように、ワークの両面にメッキ層が形成されている場合であっても、第１電極及び第２電極のそれぞれにメッキ層の一部が付着することを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、加圧工程において、第１電極が接触するメッキ層に溶接電流よりも低い初期電流を通電するので、該第１電極にメッキ層の一部が付着することを好適に抑えることができ、これにより、該第１電極の長寿命化を図るとともに連続打点性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る抵抗溶接方法を実施する抵抗溶接装置の概略説明図である。
【図２】本発明に係る抵抗溶接方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る抵抗溶接における加圧力変化と電流変化を示すグラフである。
【図４】ワーク、第１電極、及び第２電極の一部省略断面図において、図４Ａは初期電流を通電した直後の状態を示す断面図であり、図４Ｂは第１電極の先端が第１板部材本体の一方の面に接触するとともに第２電極の先端が第２板部材本体の他方の面に接触した状態を示す断面図であり、図４Ｃは第１板部材と第２板部材とが反り変形した状態を示す断面図であり、図４Ｄはナゲットが成長した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る抵抗溶接方法について、それを実施する抵抗溶接装置との関係で好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本実施形態に係る抵抗溶接装置１０は、図１に示すように、第１板部材１２と第２板部材１４とを重ねることにより形成されるワークＷをその厚み方向（重ね方向、積層方向）から挟持する第１電極１６と第２電極１８と、ワークＷに対する加圧力や通電量等を制御する溶接制御部２０と、を備える。
【００２４】
第１板部材１２は、第１板部材本体２２と、前記第１板部材本体２２の一方の面に形成されて第１電極１６に接触可能な第１外側メッキ層２４ａと、前記第１板部材本体２２の他方の面に形成された第１内側メッキ層２４ｂとを含んで構成されている。
【００２５】
第２板部材１４は、第２板部材本体２６と、前記第２板部材本体２６の一方の面に形成されて第１内側メッキ層２４ｂに接触する第２内側メッキ層２８ａと、前記第２板部材本体２６の他方の面に形成されて第２電極１８に接触可能な第２外側メッキ層２８ｂとを含んで構成されている。
【００２６】
このような第１板部材１２及び第２板部材１４としては、例えば、アルミニウムメッキ鋼板に対してホットスタンプ（ホットプレス）と呼ばれる処理を施したものが用いられる。
【００２７】
第１電極１６と第２電極１８は、その先端同士が対向した状態で図示しない溶接ガンに設けられている。本実施形態においては、第１電極１６が前記溶接ガンに固定される一方、第２電極１８がその軸線方向に沿って第１電極１６に対して進退可能な状態で前記溶接ガンに設けられている。
【００２８】
第１電極１６と第２電極１８は、電気伝導率が良好な材料（例えば、銅又は銅合金等）で構成されている。なお、第１電極１６と第２電極１８の各先端は、丸みを帯びており、ワークＷに対して適度な面積で接触可能となっている。
【００２９】
溶接制御部２０は、電極駆動制御部３０、電流制御部３２、記憶部３４、第１判定部３６、及び第２判定部３８を有する。
【００３０】
電極駆動制御部３０は、第２電極１８を進退駆動可能であって、第１電極１６と第２電極１８からワークＷに作用する加圧力を制御する。電流制御部３２は、第１電極１６と第２電極１８に供給される電流を制御する。
【００３１】
記憶部３４には、図示しない入力手段に入力された所定の溶接条件が記憶されている。溶接条件としては、例えば、第１加圧力値Ｐ１、第２加圧力値Ｐ２、溶接電流値Ｉｗ、初期電流値Ｉｐ、溶接時間Ｔｗ等が用いられる。
【００３２】
第１加圧力値Ｐ１は、第１電極１６と第１板部材１２、第１板部材１２と第２板部材１４、及び第２板部材１４と第２電極１８のそれぞれが十分に接触するような加圧力値に設定される。具体的には、第１加圧力値Ｐ１は、例えば、５０［ｋｇｆ］〜１５０［ｋｇｆ］の範囲内に設定される。
【００３３】
第２加圧力値Ｐ２は、ナゲットＮ（図４Ｄ参照）の形成及び成長に必要な加圧力値（第１加圧力値Ｐ１よりも大きい加圧力値）に設定される。この第２加圧力値Ｐ２は、ワークＷの種類や大きさ等によって適宜設定される。
【００３４】
溶接電流値Ｉｗは、ナゲットＮの形成及び成長に必要な電流値に設定される。この溶接電流値Ｉｗは、ワークＷの種類や大きさ等によって適宜設定される。
【００３５】
初期電流値Ｉｐは、溶接電流値Ｉｗよりも低い値に設定されており、例えば、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させることができる程度の電流値に設定される。つまり、初期電流値Ｉｐは、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとが溶融しない程度の値に設定されている。
【００３６】
本実施形態では、初期電流値Ｉｐは、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達するまでに、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させることができる程度の電流値に設定されている。こうすることで、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達した時に、溶接電流値Ｉｗの電流（溶接電流）を第１電極１６と第２電極１８に供給することが可能となる。
【００３７】
ここで、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させることができる程度とは、ワークＷに対して所定の加圧力（第１加圧力値Ｐ１以上第２加圧力値Ｐ２以下の加圧力）を作用させた場合に、該第１外側メッキ層２４ａが第１電極１６に押されて流動するとともに、第２外側メッキ層２８ｂが第２電極１８に押されて流動するような程度の軟らかさを言う。
【００３８】
なお、初期電流値Ｉｐは、第１外側メッキ層２４ａ及び第２外側メッキ層２８ｂは軟化するが、ナゲットＮは発生しない程度の電流値（例えば、１［ｋＡ］〜３［ｋＡ］）に設定するのが好ましい。加圧中（初期電流の通電中）にナゲットＮが発生してしまうと、第１板部材本体２２及び第２板部材本体２６が潰れ易くなり、第２加圧力値Ｐ２の加圧力を精度よくワークＷに作用させることが難しくなるからである。
【００３９】
溶接時間Ｔｗは、溶接電流を通電する時間であって、ワークＷの材質等によって適宜設定される。
【００４０】
第１判定部３６は、ワークＷに作用する加圧力が第１加圧力値Ｐ１又は第２加圧力値Ｐ２に達したか否かを判定する。第２判定部３８は、溶接電流の通電時間が所定の溶接時間Ｔｗに達したか否かを判定する。
【００４１】
次に、本実施形態に係る抵抗溶接方法について図２〜図４を参照しながら説明する。なお、図３は、本実施形態の抵抗溶接における加圧力の制御波形（図中の太線Ａ）と電流の制御波形（図中の細線Ｂ）とを示したグラフである。
【００４２】
先ず、第１電極１６と第２電極１８を溶接準備位置（図１に示す位置）にセットする（図２のステップＳ１）。具体的には、第１電極１６と第２電極１８の間にワークＷの溶接対象部位が位置するように、前記溶接ガンを図示しないロボット等によって移動させる。なお、この溶接準備状態において、第１電極１６の先端は第１外側メッキ層２４ａに接触している。
【００４３】
続いて、電極駆動制御部３０は、第２電極１８を第１電極１６に対して進行させる（ステップＳ２）。そうすると、第２電極１８の先端は、第２外側メッキ層２８ｂに接触する。そして、電極駆動制御部３０は、第２電極１８を駆動制御して、第２電極１８を第２外側メッキ層２８ｂに押し付ける（ステップＳ３）。そうすると、第１電極１６と第２電極１８からワークＷに作用する加圧力が徐々に増加することになる（図３参照）。
【００４４】
この加圧力が上昇する過程において、第１判定部３６は、ワークＷに作用した加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達したか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、前記加圧力は図示しない圧力センサ等から取得され、第１加圧力値Ｐ１は記憶部３４から取得される。
【００４５】
第１判定部３６にて加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達していないと判定された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ４の処理を繰り返し行う。第１電極１６と第１板部材１２、第１板部材１２と第２板部材１４、第２板部材１４と第２電極１８のそれぞれが未だ十分に接触していないからである。
【００４６】
第１判定部３６にて加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達したと判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、電流制御部３２は、第１電極１６と第２電極１８に初期電流値Ｉｐの電流（初期電流、予備電流）を供給する（ステップＳ５、図３の時間Ｔ１を参照）。このとき、ワークＷに入力される加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達しているので、第１電極１６と第１板部材１２、第１板部材１２と第２板部材１４、第２板部材１４と第２電極１８のそれぞれが十分に接触している。そのため、ワークＷに初期電流を通電した場合であっても、放電（スパーク）が生じることはない。
【００４７】
ワークＷに初期電流が通電されると、該ワークＷの通電経路においてジュール熱が発生する。そのため、第１外側メッキ層２４ａのうち第１電極１６に接触している部分の近傍（第１外側通電部４０ａ）、第１内側メッキ層２４ｂのうち前記第１外側通電部４０ａと対向する部分（第１内側通電部４０ｂ）、第２内側メッキ層２８ａのうち前記第１内側通電部４０ｂに接触する部分（第２内側通電部４２ａ）、及び第２外側メッキ層２８ｂのうち第２電極１８に接触している部分の近傍（第２外側通電部４２ｂ）が軟化する（図４Ａ参照）。
【００４８】
そして、この段階においても、第２電極１８のワークＷに対する第１電極１６側への押圧力（加圧力）は上昇しているので、図４Ｂに示すように、第２電極１８が第１電極１６側に変位しながら、第１外側通電部４０ａのうち第１電極１６に押圧された部位が該第１電極１６の側方に押し出される（流動する）とともに、第２外側通電部４２ｂのうち第２電極１８に押圧された部位が該第２電極１８の側方に押し出される（流動する）。
【００４９】
その結果、第１電極１６の先端が、第１外側通電部４０ａを貫通し第１板部材本体２２の一方の面に接触するとともに、第２電極１８の先端が、第２外側通電部４２ｂを貫通し第２板部材本体２６の他方の面に接触するに至る。なお、この段階で、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂは溶融していないので、第１電極１６に第１外側通電部４０ａの一部が付着したり、第２電極１８に第２外側通電部４２ｂの一部が付着したりすることはない。
【００５０】
その後、ワークＷに作用する加圧力がさらに上昇すると、図４Ｃに示すように、第１板部材１２と第２板部材１４が互いに逆方向に反り変形するため、第１内側通電部４０ｂと第２内側通電部４２ａの周囲に若干の隙間Ｓが形成される。そのため、第２電極１８が第１電極１６側にさらに変位しながら、第１内側通電部４０ｂと第２内側通電部４２ａが前記隙間Ｓに押し出される（流動する）。その結果、第１板部材本体２２の他方の面が第２板部材本体２６の一方の面に接触するに至る。
【００５１】
本実施形態において、電流制御部３２は、図３に示すように、ワークＷに作用する加圧力が第１加圧力値Ｐ１から第２加圧力値Ｐ２に至るまでの間（加圧継続時間Ｔｐ）、初期電流値Ｉｐの通電を継続する。これにより、第１外側通電部４０ａ、第１内側通電部４０ｂ、第２内側通電部４２ａ、及び第２外側通電部４２ｂを効率的に軟化させることができる。
【００５２】
なお、電流制御部３２は、初期電流を間欠的に通電してもよい。また、電流制御部３２は、第１電極１６と第２電極１８に供給する電流値を一次関数的又は段階的に初期電流値Ｉｐまで上昇しても構わない。これら場合であっても、第１外側通電部４０ａ、第１内側通電部４０ｂ、第２内側通電部４２ａ、及び第２外側通電部４２ｂを軟化させることが可能である。
【００５３】
続いて、第１判定部３６は、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達したか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、第２加圧力値Ｐ２は記憶部３４から取得される。
【００５４】
第１判定部３６にて加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達していないと判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ６の処理を繰り返し行う。ナゲットＮを形成するのに十分な加圧力に達していないからである。
【００５５】
第１判定部３６にて加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達したと判定された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、電極駆動制御部３０が、第２電極１８を駆動制御して、ワークＷに作用する加圧力を第２加圧力値Ｐ２に保持するとともに、電流制御部３２が、第１電極１６と第２電極１８に供給する電流値を初期電流値Ｉｐから溶接電流値Ｉｗに切り替える（ステップＳ７、図３の時間Ｔ２参照）。これにより、第１板部材本体２２と第２板部材本体２６の接触部分にナゲットＮが形成される（図４Ｄ参照）。
【００５６】
この場合、第１電極１６の先端が第１板部材本体２２の一方の面に接触するとともに、第２電極１８の先端が第２板部材本体２６の他方の面に接触しているので、溶接電流を通電した際に、第１電極１６の先端に第１外側メッキ層２４ａの一部が付着したり、第２電極１８の先端に第２外側メッキ層２８ｂの一部が付着したりすることを好適に抑えることができる。
【００５７】
そして、第２判定部３８は、溶接電流の通電時間が所定の溶接時間Ｔｗに達したか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、溶接時間Ｔｗは、記憶部３４から取得される。
【００５８】
第２判定部３８にて溶接電流の通電時間が溶接時間Ｔｗに達していないと判定された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ８の処理を繰り返し実行する。ナゲットＮが十分に成長していないためである。
【００５９】
第２判定部３８にて溶接電流の通電時間が溶接時間Ｔｗに達したと判定された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、電極駆動制御部３０が、第２電極１８を駆動制御して、ワークＷに作用する加圧力を除去するとともに、電流制御部３２が、溶接電流の供給を停止する（ステップＳ９）。このように、第２加圧力値Ｐ２の加圧力をワークＷに作用させた状態で溶接電流を溶接時間Ｔｗ継続して通電することにより、ナゲットＮを十分に成長させることができるので、第１板部材１２と第２板部材１４とが良好に溶接される。
【００６０】
その後、電極駆動制御部３０は、第２電極１８を退行させる（ステップＳ１０）。この段階で、本実施形態に係る抵抗溶接方法が終了する。
【００６１】
本実施形態に係る抵抗溶接方法では、上述したように、第１電極１６と第２電極１８とでワークＷを第２加圧力値Ｐ２まで加圧する加圧工程において、該ワークＷに初期電流を通電して第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂを軟化させるので、該第１外側通電部４０ａを第１電極１６の側方に押し出してその先端を第１板部材本体２２に接触させるとともに、該第２外側通電部４２ｂを第２電極１８の側方に押し出してその先端を第２板部材本体２６に接触させることができる。
【００６２】
これにより、第１電極１６と第２電極１８に溶接電流を供給する溶接工程において、第１電極１６に第１外側メッキ層２４ａの一部が付着したり、第２電極１８に第２外側メッキ層２８ｂの一部の付着したりすることを好適に抑えることができる。よって、第１電極１６及び第２電極１８の長寿命化を図ることができるとともに、連続打点性を向上させることができる。
【００６３】
本実施形態によれば、第１電極１６と第２電極１８を介してワークＷに初期電流を通電しているので、第１外側メッキ層２４ａのうち第１電極１６に接触する部分の近傍と、第２外側メッキ層２８ｂのうち第２電極１８に接触する部分の近傍とを効率的に軟化させることができる。
【００６４】
また、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達した時に、第１電極１６及び第２電極１８に供給する電流を初期電流値Ｉｐから溶接電流値Ｉｗに切り替えているので、溶接サイクル（１回の抵抗溶接に要する時間）が長期化することを抑えることができる。
【００６５】
次に、本実施形態の作用効果について表１を参照しながらさらに詳細に説明する。表１は、初期電流の通電によりワークＷに入力される熱量（ジュール熱）に対する連続打点性を示している。
【００６６】
【表１】
【００６７】
この表１において、基準熱量Ｑは、溶接電流値Ｉｗと同じ大きさの初期電流を加圧継続時間Ｔｐ（ワークＷに作用する加圧力が第１加圧力値Ｐ１から第２加圧力値Ｐ２に至るまでの間）継続して通電した場合にワークＷに入力される熱量を、熱量Ｑａは、実際にワークＷに入力する熱量をそれぞれ示している。
【００６８】
また、表中のＡ〜Ｄは、連続打点性の評価を示しており、連続溶接可能回数が２０回以上のものをＡと、連続溶接可能回数が１５回以上２０回未満のものをＢと、連続溶接可能回数が１０回以上１５回未満のものをＣと、連続溶接可能回数が１０回未満のものをＤと、それぞれ表記している。なお、連続打点性の評価において、溶接後のワークＷの断面写真からナゲットＮの大きさ（面積）を取得し、該面積が規定面積よりも小さくなった段階で、連続溶接ができなくなったと判断している。
【００６９】
表１によれば、熱量Ｑａが基準熱量Ｑの０％よりも大きく５％未満であった場合、連続打点性の評価はＤとなった。この理由としては、ワークＷに対して十分な熱量が入力されなかったことで、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの軟化量が少な過ぎた（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における５％程度の量が軟化した）ことが考えられる。
【００７０】
つまり、加圧工程において、第１外側通電部４０ａを第１電極１６の側方に十分に流動させることができず、第１電極１６と第１板部材本体２２の接触面積が比較的小さくなってしまい、溶接工程において、第１外側通電部４０ａの一部が該第１電極１６に付着したものと考えられる。なお、第２電極１８についても同様である。
【００７１】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの５％以上１０％未満であった場合、連続打点性の評価はＣとなった。この理由としては、熱量Ｑａが基準熱量Ｑの０％よりも大きく５％未満であった場合と比較して、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの軟化量が多くなった（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における２５％程度の量が軟化した）ことが考えられる。
【００７２】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの１０％以上１５％未満であった場合、連続打点性の評価はＢとなった。この理由としては、熱量Ｑａが基準熱量Ｑの５％以上１０％未満であった場合と比較して、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの軟化量が多くなった（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における５０％程度の量が軟化した）ことが考えられる。
【００７３】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの１５％以上２５％未満であった場合、連続打点性の評価はＡとなった。この理由としては、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂが十分に軟化したことが考えられる。
【００７４】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの２５％以上３０％未満であった場合、連続打点性の評価はＢとなった。この理由としては、加圧工程において、第１外側通電部４０ａの一部（例えば、第１外側通電部４０ａの全体における２５％程度の量）と第２外側通電部４２ｂの一部（例えば、第２外側通電部４２ｂの全体における２５％程度の量）が溶融したことが考えられる。
【００７５】
つまり、加圧工程において、第１外側通電部４０ａの一部が溶融して第１電極１６に付着するとともに第２外側通電部４２ｂの一部が溶融して第２電極１８に付着したことが考えられる。
【００７６】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの３０％以上３５％未満であった場合、連続打点性の評価はＣとなった。この理由としては、加圧工程において、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの溶融量が多くなった（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における５０％程度の量が溶融した）ことが考えられる。
【００７７】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの３５％以上１００％未満であった場合、連続打点性の評価はＤとなった。この理由としては、加圧工程において、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの略全てが溶融したことが考えられる。
【００７８】
以上のように、表１によれば、加圧工程においてワークＷに入力する熱量Ｑａとしては、基準熱量Ｑに対して、５％以上３５％未満であることが好ましく、１０％以上３０％未満であることがさらに好ましく、１５％以上２５％未満であることが一層好ましい。
【００７９】
本発明は上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【００８０】
例えば、本発明に係る抵抗溶接法方では、加圧工程において、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂに対して第１電極１６及び第２電極１８を介さずに直接的に初期電流を通電することにより、該第１外側メッキ層２４ａと該第２外側メッキ層２８ｂを軟化させてもよい。
【００８１】
本発明に係るワークＷは、第１外側メッキ層２４ａ又は第２外側メッキ層２８ｂを省略してもよい。また、該ワークＷは、３枚以上の板材を重ねて形成してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…抵抗溶接装置 １２…第１板部材
１４…第２板部材 １６…第１電極
１８…第２電極 ２０…溶接制御部
２４ａ…第１外側メッキ層 ２４ｂ…第１内側メッキ層
２８ａ…第２内側メッキ層 ２８ｂ…第２外側メッキ層
３０…電極駆動制御部 ３２…電流制御部
３４…記憶部 ３６…第１判定部
３８…第２判定部 Ｎ…ナゲット
Ｓ…隙間 Ｗ…ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の板材を重ねることにより形成されるワークを抵抗溶接する抵抗溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、抵抗溶接では、複数の板材を重ねることにより形成されるワークを一対の電極で挟持して該ワークを所定圧力まで加圧する加圧工程と、前記加圧工程後、該一対の電極を介して該ワークに溶接電流を通電することによりナゲットを形成及び成長させる溶接工程とを行う。
【０００３】
そして、従来、メッキが施されたホットスタンプ材を重ねることにより形成されるワークを抵抗溶接する方法として、低電流値の溶接電流を通電することにより、ホットスタンプ材のメッキ層を軟化させて安定した通電経路を確保した後で、高電流値の溶接電流を通電することにより、ナゲットを成長させる技術的思想が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８８４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の発明では、溶接工程において、メッキ層の一部が溶融して各電極に付着することがある。例えば、前記ホットスタンプ材がアルミニウムメッキ鋼板であり、各電極が銅製であると、該各電極の先端部にメッキ層の一部が付着して銅−アルミニウム合金が形成されることがある。
【０００６】
このような場合、該電極を研磨して、該電極に付着したメッキ層の一部を除去する必要があるため、電極の消耗が激しくなり、ワークの複数箇所において、連続して抵抗溶接を円滑に行うことができなくなる（連続打点性が損なわれる）おそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、ワークを構成するメッキ層の一部が電極に付着することを抑えることにより、該電極の長寿命化を図るとともに連続打点性を向上することができる抵抗溶接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】
【０００８】
［１］ 本発明に係る抵抗溶接方法は、複数の板材を重ねることにより形成されるワークを第１電極と第２電極とで挟持して抵抗溶接する抵抗溶接方法であって、前記ワークの一方の面には、前記第１電極に接触するメッキ層が形成されており、前記第１電極と前記第２電極とで前記ワークを所定圧力まで加圧する加圧工程と、前記ワークに所定圧力を作用させた状態で該第１電極と該第２電極とを介して該ワークに溶接電流を通電することにより、ナゲットを成長させる溶接工程と、を行い、前記加圧工程では、前記メッキ層に前記溶接電流よりも低い初期電流を通電することを特徴とする。
【０００９】
上記の本発明に係る抵抗溶接方法によれば、加圧工程において、第１電極に接触するメッキ層に初期電流を通電するので、該メッキ層を軟化させることができる。そうすると、該メッキ層のうち前記第１電極に押圧された部位が、該第１電極の側方に流動しながら押し出されるため、該第１電極は該メッキ層を貫通することができる。これにより、該第１電極の先端を前記ワークの被メッキ部分（メッキが施されていない部分）に接触させることができる。よって、溶接工程において、前記ワークに溶接電流を通電した場合であっても、該第１電極にメッキ層の一部が付着することを好適に抑えることができる。なお、前記加圧工程において、初期電流は、溶接電流よりも低いので、メッキ層が溶融して該第１電極に付着することも好適に抑えることができる。
【００１０】
このように、抵抗溶接において、メッキ層の一部が第１電極に付着することを抑えることができるので、該第１電極の長寿命化を図ることができるとともに連続打点性を向上させることができる。
【００１１】
［２］ 上記の抵抗溶接方法において、前記加圧工程では、前記第１電極と前記第２電極とを介して前記メッキ層に前記初期電流を通電してもよい。
【００１２】
このような方法によれば、加圧工程において、メッキ層のうち第１電極に押圧される部位に対して効率的に初期電流を通電して軟化させることができる。
【００１３】
［３］ 上記の抵抗溶接方法において、前記加圧工程では、前記複数の板材同士が接触した後に、前記初期電流を通電してもよい。
【００１４】
このような方法によれば、初期電流を通電した際に、重なり合う板材間で放電が生じることを好適に抑えることができる。
【００１５】
［４］ 上記の抵抗溶接方法において、前記加圧工程では、前記ワークを前記所定圧力に加圧するまで前記初期電流を継続して通電してもよい。
【００１６】
このような方法によれば、例えば、初期電流を間欠的に通電した場合よりも、メッキ層を軟化させるのに要する時間を短くすることができる。
【００１７】
［５］ 上記の抵抗溶接方法において、前記ワークに作用する圧力が前記所定圧力に達した時に前記溶接電流の通電を開始してもよい。
【００１８】
このような方法によれば、ワークに作用する圧力が所定圧力に達した時に該ワークに溶接電流の通電が開始されるため、溶接サイクル（１回の抵抗溶接に要する時間）が長期化することを抑えることができる。
【００１９】
［６］ 上記の抵抗溶接方法において、前記ワークの他方の面には、前記第２電極に接触するメッキ層が形成されていてもよい。このように、ワークの両面にメッキ層が形成されている場合であっても、第１電極及び第２電極のそれぞれにメッキ層の一部が付着することを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、加圧工程において、第１電極が接触するメッキ層に溶接電流よりも低い初期電流を通電するので、該第１電極にメッキ層の一部が付着することを好適に抑えることができ、これにより、該第１電極の長寿命化を図るとともに連続打点性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る抵抗溶接方法を実施する抵抗溶接装置の概略説明図である。
【図２】本発明に係る抵抗溶接方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る抵抗溶接における加圧力変化と電流変化を示すグラフである。
【図４】ワーク、第１電極、及び第２電極の一部省略断面図において、図４Ａは初期電流を通電した直後の状態を示す断面図であり、図４Ｂは第１電極の先端が第１板部材本体の一方の面に接触するとともに第２電極の先端が第２板部材本体の他方の面に接触した状態を示す断面図であり、図４Ｃは第１板部材と第２板部材とが反り変形した状態を示す断面図であり、図４Ｄはナゲットが成長した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る抵抗溶接方法について、それを実施する抵抗溶接装置との関係で好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本実施形態に係る抵抗溶接装置１０は、図１に示すように、第１板部材１２と第２板部材１４とを重ねることにより形成されるワークＷをその厚み方向（重ね方向、積層方向）から挟持する第１電極１６と第２電極１８と、ワークＷに対する加圧力や通電量等を制御する溶接制御部２０と、を備える。
【００２４】
第１板部材１２は、第１板部材本体２２と、前記第１板部材本体２２の一方の面に形成されて第１電極１６に接触可能な第１外側メッキ層２４ａと、前記第１板部材本体２２の他方の面に形成された第１内側メッキ層２４ｂとを含んで構成されている。
【００２５】
第２板部材１４は、第２板部材本体２６と、前記第２板部材本体２６の一方の面に形成されて第１内側メッキ層２４ｂに接触する第２内側メッキ層２８ａと、前記第２板部材本体２６の他方の面に形成されて第２電極１８に接触可能な第２外側メッキ層２８ｂとを含んで構成されている。
【００２６】
このような第１板部材１２及び第２板部材１４としては、例えば、アルミニウムメッキ鋼板に対してホットスタンプ（ホットプレス）と呼ばれる処理を施したものが用いられる。
【００２７】
第１電極１６と第２電極１８は、その先端同士が対向した状態で図示しない溶接ガンに設けられている。本実施形態においては、第１電極１６が前記溶接ガンに固定される一方、第２電極１８がその軸線方向に沿って第１電極１６に対して進退可能な状態で前記溶接ガンに設けられている。
【００２８】
第１電極１６と第２電極１８は、電気伝導率が良好な材料（例えば、銅又は銅合金等）で構成されている。なお、第１電極１６と第２電極１８の各先端は、丸みを帯びており、ワークＷに対して適度な面積で接触可能となっている。
【００２９】
溶接制御部２０は、電極駆動制御部３０、電流制御部３２、記憶部３４、第１判定部３６、及び第２判定部３８を有する。
【００３０】
電極駆動制御部３０は、第２電極１８を進退駆動可能であって、第１電極１６と第２電極１８からワークＷに作用する加圧力を制御する。電流制御部３２は、第１電極１６と第２電極１８に供給される電流を制御する。
【００３１】
記憶部３４には、図示しない入力手段に入力された所定の溶接条件が記憶されている。溶接条件としては、例えば、第１加圧力値Ｐ１、第２加圧力値Ｐ２、溶接電流値Ｉｗ、初期電流値Ｉｐ、溶接時間Ｔｗ等が用いられる。
【００３２】
第１加圧力値Ｐ１は、第１電極１６と第１板部材１２、第１板部材１２と第２板部材１４、及び第２板部材１４と第２電極１８のそれぞれが十分に接触するような加圧力値に設定される。具体的には、第１加圧力値Ｐ１は、例えば、５０［ｋｇｆ］〜１５０［ｋｇｆ］の範囲内に設定される。
【００３３】
第２加圧力値Ｐ２は、ナゲットＮ（図４Ｄ参照）の形成及び成長に必要な加圧力値（第１加圧力値Ｐ１よりも大きい加圧力値）に設定される。この第２加圧力値Ｐ２は、ワークＷの種類や大きさ等によって適宜設定される。
【００３４】
溶接電流値Ｉｗは、ナゲットＮの形成及び成長に必要な電流値に設定される。この溶接電流値Ｉｗは、ワークＷの種類や大きさ等によって適宜設定される。
【００３５】
初期電流値Ｉｐは、溶接電流値Ｉｗよりも低い値に設定されており、例えば、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させることができる程度の電流値に設定される。つまり、初期電流値Ｉｐは、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとが溶融しない程度の値に設定されている。
【００３６】
本実施形態では、初期電流値Ｉｐは、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達するまでに、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させることができる程度の電流値に設定されている。こうすることで、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達した時に、溶接電流値Ｉｗの電流（溶接電流）を第１電極１６と第２電極１８に供給することが可能となる。
【００３７】
ここで、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂとを軟化させることができる程度とは、ワークＷに対して所定の加圧力（第１加圧力値Ｐ１以上第２加圧力値Ｐ２以下の加圧力）を作用させた場合に、該第１外側メッキ層２４ａが第１電極１６に押されて流動するとともに、第２外側メッキ層２８ｂが第２電極１８に押されて流動するような程度の軟らかさを言う。
【００３８】
なお、初期電流値Ｉｐは、第１外側メッキ層２４ａ及び第２外側メッキ層２８ｂは軟化するが、ナゲットＮは発生しない程度の電流値（例えば、１［ｋＡ］〜３［ｋＡ］）に設定するのが好ましい。加圧中（初期電流の通電中）にナゲットＮが発生してしまうと、第１板部材本体２２及び第２板部材本体２６が潰れ易くなり、第２加圧力値Ｐ２の加圧力を精度よくワークＷに作用させることが難しくなるからである。
【００３９】
溶接時間Ｔｗは、溶接電流を通電する時間であって、ワークＷの材質等によって適宜設定される。
【００４０】
第１判定部３６は、ワークＷに作用する加圧力が第１加圧力値Ｐ１又は第２加圧力値Ｐ２に達したか否かを判定する。第２判定部３８は、溶接電流の通電時間が所定の溶接時間Ｔｗに達したか否かを判定する。
【００４１】
次に、本実施形態に係る抵抗溶接方法について図２〜図４を参照しながら説明する。なお、図３は、本実施形態の抵抗溶接における加圧力の制御波形（図中の太線Ａ）と電流の制御波形（図中の細線Ｂ）とを示したグラフである。
【００４２】
先ず、第１電極１６と第２電極１８を溶接準備位置（図１に示す位置）にセットする（図２のステップＳ１）。具体的には、第１電極１６と第２電極１８の間にワークＷの溶接対象部位が位置するように、前記溶接ガンを図示しないロボット等によって移動させる。なお、この溶接準備状態において、第１電極１６の先端は第１外側メッキ層２４ａに接触している。
【００４３】
続いて、電極駆動制御部３０は、第２電極１８を第１電極１６に対して進行させる（ステップＳ２）。そうすると、第２電極１８の先端は、第２外側メッキ層２８ｂに接触する。そして、電極駆動制御部３０は、第２電極１８を駆動制御して、第２電極１８を第２外側メッキ層２８ｂに押し付ける（ステップＳ３）。そうすると、第１電極１６と第２電極１８からワークＷに作用する加圧力が徐々に増加することになる（図３参照）。
【００４４】
この加圧力が上昇する過程において、第１判定部３６は、ワークＷに作用した加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達したか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、前記加圧力は図示しない圧力センサ等から取得され、第１加圧力値Ｐ１は記憶部３４から取得される。
【００４５】
第１判定部３６にて加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達していないと判定された場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ４の処理を繰り返し行う。第１電極１６と第１板部材１２、第１板部材１２と第２板部材１４、第２板部材１４と第２電極１８のそれぞれが未だ十分に接触していないからである。
【００４６】
第１判定部３６にて加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達したと判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、電流制御部３２は、第１電極１６と第２電極１８に初期電流値Ｉｐの電流（初期電流、予備電流）を供給する（ステップＳ５、図３の時間Ｔ１を参照）。このとき、ワークＷに入力される加圧力が第１加圧力値Ｐ１に達しているので、第１電極１６と第１板部材１２、第１板部材１２と第２板部材１４、第２板部材１４と第２電極１８のそれぞれが十分に接触している。そのため、ワークＷに初期電流を通電した場合であっても、放電（スパーク）が生じることはない。
【００４７】
ワークＷに初期電流が通電されると、該ワークＷの通電経路においてジュール熱が発生する。そのため、第１外側メッキ層２４ａのうち第１電極１６に接触している部分の近傍（第１外側通電部４０ａ）、第１内側メッキ層２４ｂのうち前記第１外側通電部４０ａと対向する部分（第１内側通電部４０ｂ）、第２内側メッキ層２８ａのうち前記第１内側通電部４０ｂに接触する部分（第２内側通電部４２ａ）、及び第２外側メッキ層２８ｂのうち第２電極１８に接触している部分の近傍（第２外側通電部４２ｂ）が軟化する（図４Ａ参照）。
【００４８】
そして、この段階においても、第２電極１８のワークＷに対する第１電極１６側への押圧力（加圧力）は上昇しているので、図４Ｂに示すように、第２電極１８が第１電極１６側に変位しながら、第１外側通電部４０ａのうち第１電極１６に押圧された部位が該第１電極１６の側方に押し出される（流動する）とともに、第２外側通電部４２ｂのうち第２電極１８に押圧された部位が該第２電極１８の側方に押し出される（流動する）。
【００４９】
その結果、第１電極１６の先端が、第１外側通電部４０ａを貫通し第１板部材本体２２の一方の面に接触するとともに、第２電極１８の先端が、第２外側通電部４２ｂを貫通し第２板部材本体２６の他方の面に接触するに至る。なお、この段階で、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂは溶融していないので、第１電極１６に第１外側通電部４０ａの一部が付着したり、第２電極１８に第２外側通電部４２ｂの一部が付着したりすることはない。
【００５０】
その後、ワークＷに作用する加圧力がさらに上昇すると、図４Ｃに示すように、第１板部材１２と第２板部材１４が互いに逆方向に反り変形するため、第１内側通電部４０ｂと第２内側通電部４２ａの周囲に若干の隙間Ｓが形成される。そのため、第２電極１８が第１電極１６側にさらに変位しながら、第１内側通電部４０ｂと第２内側通電部４２ａが前記隙間Ｓに押し出される（流動する）。その結果、第１板部材本体２２の他方の面が第２板部材本体２６の一方の面に接触するに至る。
【００５１】
本実施形態において、電流制御部３２は、図３に示すように、ワークＷに作用する加圧力が第１加圧力値Ｐ１から第２加圧力値Ｐ２に至るまでの間（加圧継続時間Ｔｐ）、初期電流値Ｉｐの通電を継続する。これにより、第１外側通電部４０ａ、第１内側通電部４０ｂ、第２内側通電部４２ａ、及び第２外側通電部４２ｂを効率的に軟化させることができる。
【００５２】
なお、電流制御部３２は、初期電流を間欠的に通電してもよい。また、電流制御部３２は、第１電極１６と第２電極１８に供給する電流値を一次関数的又は段階的に初期電流値Ｉｐまで上昇しても構わない。これら場合であっても、第１外側通電部４０ａ、第１内側通電部４０ｂ、第２内側通電部４２ａ、及び第２外側通電部４２ｂを軟化させることが可能である。
【００５３】
続いて、第１判定部３６は、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達したか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、第２加圧力値Ｐ２は記憶部３４から取得される。
【００５４】
第１判定部３６にて加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達していないと判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ６の処理を繰り返し行う。ナゲットＮを形成するのに十分な加圧力に達していないからである。
【００５５】
第１判定部３６にて加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達したと判定された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、電極駆動制御部３０が、第２電極１８を駆動制御して、ワークＷに作用する加圧力を第２加圧力値Ｐ２に保持するとともに、電流制御部３２が、第１電極１６と第２電極１８に供給する電流値を初期電流値Ｉｐから溶接電流値Ｉｗに切り替える（ステップＳ７、図３の時間Ｔ２参照）。これにより、第１板部材本体２２と第２板部材本体２６の接触部分にナゲットＮが形成される（図４Ｄ参照）。
【００５６】
この場合、第１電極１６の先端が第１板部材本体２２の一方の面に接触するとともに、第２電極１８の先端が第２板部材本体２６の他方の面に接触しているので、溶接電流を通電した際に、第１電極１６の先端に第１外側メッキ層２４ａの一部が付着したり、第２電極１８の先端に第２外側メッキ層２８ｂの一部が付着したりすることを好適に抑えることができる。
【００５７】
そして、第２判定部３８は、溶接電流の通電時間が所定の溶接時間Ｔｗに達したか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、溶接時間Ｔｗは、記憶部３４から取得される。
【００５８】
第２判定部３８にて溶接電流の通電時間が溶接時間Ｔｗに達していないと判定された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ８の処理を繰り返し実行する。ナゲットＮが十分に成長していないためである。
【００５９】
第２判定部３８にて溶接電流の通電時間が溶接時間Ｔｗに達したと判定された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、電極駆動制御部３０が、第２電極１８を駆動制御して、ワークＷに作用する加圧力を除去するとともに、電流制御部３２が、溶接電流の供給を停止する（ステップＳ９）。このように、第２加圧力値Ｐ２の加圧力をワークＷに作用させた状態で溶接電流を溶接時間Ｔｗ継続して通電することにより、ナゲットＮを十分に成長させることができるので、第１板部材１２と第２板部材１４とが良好に溶接される。
【００６０】
その後、電極駆動制御部３０は、第２電極１８を退行させる（ステップＳ１０）。この段階で、本実施形態に係る抵抗溶接方法が終了する。
【００６１】
本実施形態に係る抵抗溶接方法では、上述したように、第１電極１６と第２電極１８とでワークＷを第２加圧力値Ｐ２まで加圧する加圧工程において、該ワークＷに初期電流を通電して第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂを軟化させるので、該第１外側通電部４０ａを第１電極１６の側方に押し出してその先端を第１板部材本体２２に接触させるとともに、該第２外側通電部４２ｂを第２電極１８の側方に押し出してその先端を第２板部材本体２６に接触させることができる。
【００６２】
これにより、第１電極１６と第２電極１８に溶接電流を供給する溶接工程において、第１電極１６に第１外側メッキ層２４ａの一部が付着したり、第２電極１８に第２外側メッキ層２８ｂの一部の付着したりすることを好適に抑えることができる。よって、第１電極１６及び第２電極１８の長寿命化を図ることができるとともに、連続打点性を向上させることができる。
【００６３】
本実施形態によれば、第１電極１６と第２電極１８を介してワークＷに初期電流を通電しているので、第１外側メッキ層２４ａのうち第１電極１６に接触する部分の近傍と、第２外側メッキ層２８ｂのうち第２電極１８に接触する部分の近傍とを効率的に軟化させることができる。
【００６４】
また、ワークＷに作用する加圧力が第２加圧力値Ｐ２に達した時に、第１電極１６及び第２電極１８に供給する電流を初期電流値Ｉｐから溶接電流値Ｉｗに切り替えているので、溶接サイクル（１回の抵抗溶接に要する時間）が長期化することを抑えることができる。
【００６５】
次に、本実施形態の作用効果について表１を参照しながらさらに詳細に説明する。表１は、初期電流の通電によりワークＷに入力される熱量（ジュール熱）に対する連続打点性を示している。
【００６６】
【表１】
【００６７】
この表１において、基準熱量Ｑは、溶接電流値Ｉｗと同じ大きさの初期電流を加圧継続時間Ｔｐ（ワークＷに作用する加圧力が第１加圧力値Ｐ１から第２加圧力値Ｐ２に至るまでの間）継続して通電した場合にワークＷに入力される熱量を、熱量Ｑａは、実際にワークＷに入力する熱量をそれぞれ示している。
【００６８】
また、表中のＡ〜Ｄは、連続打点性の評価を示しており、連続溶接可能回数が２０回以上のものをＡと、連続溶接可能回数が１５回以上２０回未満のものをＢと、連続溶接可能回数が１０回以上１５回未満のものをＣと、連続溶接可能回数が１０回未満のものをＤと、それぞれ表記している。なお、連続打点性の評価において、溶接後のワークＷの断面写真からナゲットＮの大きさ（面積）を取得し、該面積が規定面積よりも小さくなった段階で、連続溶接ができなくなったと判断している。
【００６９】
表１によれば、熱量Ｑａが基準熱量Ｑの０％よりも大きく５％未満であった場合、連続打点性の評価はＤとなった。この理由としては、ワークＷに対して十分な熱量が入力されなかったことで、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの軟化量が少な過ぎた（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における５％程度の量が軟化した）ことが考えられる。
【００７０】
つまり、加圧工程において、第１外側通電部４０ａを第１電極１６の側方に十分に流動させることができず、第１電極１６と第１板部材本体２２の接触面積が比較的小さくなってしまい、溶接工程において、第１外側通電部４０ａの一部が該第１電極１６に付着したものと考えられる。なお、第２電極１８についても同様である。
【００７１】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの５％以上１０％未満であった場合、連続打点性の評価はＣとなった。この理由としては、熱量Ｑａが基準熱量Ｑの０％よりも大きく５％未満であった場合と比較して、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの軟化量が多くなった（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における２５％程度の量が軟化した）ことが考えられる。
【００７２】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの１０％以上１５％未満であった場合、連続打点性の評価はＢとなった。この理由としては、熱量Ｑａが基準熱量Ｑの５％以上１０％未満であった場合と比較して、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの軟化量が多くなった（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における５０％程度の量が軟化した）ことが考えられる。
【００７３】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの１５％以上２５％未満であった場合、連続打点性の評価はＡとなった。この理由としては、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂが十分に軟化したことが考えられる。
【００７４】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの２５％以上３０％未満であった場合、連続打点性の評価はＢとなった。この理由としては、加圧工程において、第１外側通電部４０ａの一部（例えば、第１外側通電部４０ａの全体における２５％程度の量）と第２外側通電部４２ｂの一部（例えば、第２外側通電部４２ｂの全体における２５％程度の量）が溶融したことが考えられる。
【００７５】
つまり、加圧工程において、第１外側通電部４０ａの一部が溶融して第１電極１６に付着するとともに第２外側通電部４２ｂの一部が溶融して第２電極１８に付着したことが考えられる。
【００７６】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの３０％以上３５％未満であった場合、連続打点性の評価はＣとなった。この理由としては、加圧工程において、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの溶融量が多くなった（例えば、第１外側通電部４０ａ及び第２外側通電部４２ｂの全体における５０％程度の量が溶融した）ことが考えられる。
【００７７】
熱量Ｑａが基準熱量Ｑの３５％以上１００％未満であった場合、連続打点性の評価はＤとなった。この理由としては、加圧工程において、第１外側通電部４０ａと第２外側通電部４２ｂの略全てが溶融したことが考えられる。
【００７８】
以上のように、表１によれば、加圧工程においてワークＷに入力する熱量Ｑａとしては、基準熱量Ｑに対して、５％以上３５％未満であることが好ましく、１０％以上３０％未満であることがさらに好ましく、１５％以上２５％未満であることが一層好ましい。
【００７９】
本発明は上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【００８０】
例えば、本発明に係る抵抗溶接法方では、加圧工程において、第１外側メッキ層２４ａと第２外側メッキ層２８ｂに対して第１電極１６及び第２電極１８を介さずに直接的に初期電流を通電することにより、該第１外側メッキ層２４ａと該第２外側メッキ層２８ｂを軟化させてもよい。
【００８１】
本発明に係るワークＷは、第１外側メッキ層２４ａ又は第２外側メッキ層２８ｂを省略してもよい。また、該ワークＷは、３枚以上の板材を重ねて形成してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…抵抗溶接装置 １２…第１板部材
１４…第２板部材 １６…第１電極
１８…第２電極 ２０…溶接制御部
２４ａ…第１外側メッキ層 ２４ｂ…第１内側メッキ層
２８ａ…第２内側メッキ層 ２８ｂ…第２外側メッキ層
３０…電極駆動制御部 ３２…電流制御部
３４…記憶部 ３６…第１判定部
３８…第２判定部 Ｎ…ナゲット
Ｓ…隙間 Ｗ…ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板材を重ねることにより形成されるワークを第１電極と第２電極とで挟持して抵抗溶接する抵抗溶接方法であって、
前記ワークの一方の面には、前記第１電極に接触するメッキ層が形成されており、
前記第１電極と前記第２電極とで前記ワークを所定圧力まで加圧する加圧工程と、
前記ワークに所定圧力を作用させた状態で該第１電極と該第２電極とを介して該ワークに溶接電流を通電することにより、ナゲットを成長させる溶接工程と、を行い、
前記加圧工程では、前記メッキ層に前記溶接電流よりも低い初期電流を通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載の抵抗溶接方法において、
前記加圧工程では、前記第１電極と前記第２電極とを介して前記メッキ層に前記初期電流を通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項３】
請求項２記載の抵抗溶接方法において、
前記加圧工程では、前記複数の板材同士が接触した後に、前記初期電流を通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の抵抗溶接方法において、
前記加圧工程では、前記ワークを前記所定圧力に加圧するまで前記初期電流を継続して通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の抵抗溶接方法において、
前記ワークに作用する圧力が前記所定圧力に達した時に前記溶接電流の通電を開始することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の抵抗溶接法方において、
前記ワークの他方の面には、前記第２電極に接触するメッキ層が形成されていることを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項１】
複数の板材を重ねることにより形成されるワークを第１電極と第２電極とで挟持して抵抗溶接する抵抗溶接方法であって、
前記ワークの一方の面には、前記第１電極に接触するメッキ層が形成されており、
前記第１電極と前記第２電極とで前記ワークを所定圧力まで加圧する加圧工程と、
前記ワークに所定圧力を作用させた状態で該第１電極と該第２電極とを介して該ワークに溶接電流を通電することにより、ナゲットを成長させる溶接工程と、を行い、
前記加圧工程では、前記メッキ層に前記溶接電流よりも低い初期電流を通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載の抵抗溶接方法において、
前記加圧工程では、前記第１電極と前記第２電極とを介して前記メッキ層に前記初期電流を通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項３】
請求項２記載の抵抗溶接方法において、
前記加圧工程では、前記複数の板材同士が接触した後に、前記初期電流を通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の抵抗溶接方法において、
前記加圧工程では、前記ワークを前記所定圧力に加圧するまで前記初期電流を継続して通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の抵抗溶接方法において、
前記ワークに作用する圧力が前記所定圧力に達した時に前記溶接電流の通電を開始することを特徴とする抵抗溶接方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の抵抗溶接法方において、
前記ワークの他方の面には、前記第２電極に接触するメッキ層が形成されていることを特徴とする抵抗溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３５０４５（Ｐ２０１３−３５０４５Ａ）
【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２０１１−１７４４４７（Ｐ２０１１−１７４４４７）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【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２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
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