JP2017100148A - スポット溶接継手及びその溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な引張せん断強さを有するステンレス鋼板と炭素鋼板との溶接継手を提供する。
【解決手段】ステンレス鋼板と炭素鋼板がナゲットにより接合されているスポット溶接継手において、炭素鋼板は、ステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面に厚さが３〜５０μｍのＮｉ系めっき層を有し、ステンレス鋼板と炭素鋼板は、ナゲットにより接合されているとともに、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部により接合されており、溶融凝固部は、ナゲットの周囲であって、ステンレス鋼板と炭素鋼板の重ね合わせ面の間に位置し、ナゲットの中心を含む炭素鋼板の厚さ方向の断面において、炭素鋼板の重ね合わせ面に平行な方向のナゲットの端部からナゲットから離れる方向の溶融凝固部の長さは、当該平行な方向のナゲットの長さ（ｍｍ）の０．３倍以上であることを特徴とするスポット溶接継手。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステンレス鋼板と炭素鋼板のスポット溶接継手及びその溶接方法に関するものである。

ステンレス鋼は、優れた耐食性を有することから、鉄道車両や、化学プラントをはじめとする各種プラント、４輪車や２輪車の排気系部品やブレーキ関連部品、海洋鋼構造物、建築材料、食品製造設備、調理器具、ドア、ハンドル等の幅広い分野で用いられている。一方で、ステンレス鋼は、炭素鋼と比べて高価であることから、ステンレス鋼で製造する製品のうち腐食が生じ難い部分を炭素鋼に変更し、ステンレス鋼と炭素鋼とを接合して製品とすることが知られている。

例えば、特許文献１には、バルブの回転軸を回転させるハンドルであって、回転軸に装着させる装着部をステンレス鋼として、樹脂等で被覆する操作部を炭素鋼として、ステンレス鋼と炭素鋼とを溶接して得られたハンドルが開示されている。
また、特許文献２には、側梁と横梁と車体の内部骨組とを高抗張力鋼として、車体の外板をステンレス鋼として、ステンレス鋼と高抗張力鋼とを溶接して得られた車両の車体構造が開示されている。

一方、炭素鋼で製造する製品に対しては、腐食対策を施す必要があり、有機材料等による被覆して防食することが行われている。しかし、有機材料等の皮膜は、経時劣化等により、長期間にわたり耐久性を維持することは困難なものである。そこで、炭素鋼で製造する製品のうち腐食が生じ易い部分をステンレス鋼に変更し、ステンレス鋼と炭素鋼とを接合して製品とすることが知られている。

例えば、特許文献３には、ステンレス鋼からなる内筒外面へ炭素鋼からなる外筒を溶接して得られた排気消音装置が開示されている。
また、非特許文献１には、ステンレス鋼を炭素鋼管に溶接して得られた海洋鋼構造物が開示されている。
特許文献１〜３及び非特許文献１に開示されるように、ステンレス鋼と炭素鋼との溶接継手が種々の分野において採用されている。

実開平０２−１４１７８２号公報 実開昭６４−０１６４７８号公報 特開２０００−３２８９３９号公報

河合康博、他３名、海洋鋼構造物の高耐食ステンレス鋼ライニング溶接技術、新日鐵技報、２００６、第３８５号，第８６頁−第９０頁

特許文献１〜３に開示される溶接継手は、ステンレス鋼板と炭素鋼板とを抵抗スポット溶接（以下、「スポット溶接」ということもある）により接合されたものである。このようなスポット溶接により接合された溶接継手の品質指標としては、引張強さがある。溶接継手の引張強さには、せん断方向に引張荷重を負荷して測定する引張せん断強さ（ＴＳＳ）と、剥離方向に引張荷重を負荷して測定する十字引張強さ（ＣＴＳ）がある。

ステンレス鋼板と炭素鋼板とをスポット溶接により接合された従来の溶接継手は、必要とする引張せん断強さを有するものであるが、使用環境等によっては、更に引張せん断強さを向上させることが望まれていた。
本発明は、このような実情に鑑み、十分な引張せん断強さを有するステンレス鋼板と炭素鋼板との溶接継手を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決する方法について鋭意検討した。その結果、炭素鋼板として、Ｎｉ系めっき層を有するものを用い、ステンレス鋼板と炭素鋼板とをＮｉ系めっき層を介して重ね合わせて、スポット溶接し、ナゲットを形成するとともに、ナゲットの周囲のＮｉ系めっき層を溶融凝固させ、このＮｉ系めっき層の溶融凝固部でステンレス鋼板と炭素鋼板とをろう付けすることで、ステンレス鋼板と炭素鋼板との接合面積が増加し、溶接継手の引張せん断強さが向上することを知見した。

更に、検討を進めたところ、ナゲットを含む炭素鋼板の厚さ方向の断面において、炭素鋼板の重ね合わせ面に平行な方向のナゲットの端部からナゲットから離れる方向のＮｉ系めっき層の溶融凝固部の長さを、該平行な方向のナゲットの長さ（ｍｍ）（円相当直径Ｄｎ）の０．３倍以上の長さとすることで、十分な引張せん断強さを有する溶接継手となることを見出した。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）重ね合わされたステンレス鋼板と炭素鋼板がナゲットにより接合されているスポット溶接継手において、
前記炭素鋼板は、少なくとも前記ステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面に厚さが３〜５０μｍのＮｉ系めっき層を有し、
前記ステンレス鋼板と前記炭素鋼板は、前記ナゲットにより接合されているとともに、前記Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部により接合されており、
前記溶融凝固部は、前記ナゲットの周囲であって、前記ステンレス鋼板と前記炭素鋼板の重ね合わせ面の間に位置し、
前記ナゲットの中心を含む前記炭素鋼板の厚さ方向の断面において、当該炭素鋼板の重ね合わせ面に平行な方向のナゲットの端部から当該ナゲットから離れる方向の前記溶融凝固部の長さは、当該平行な方向のナゲットの長さ（ｍｍ）の０．３倍以上である
ことを特徴とするスポット溶接継手。
（２）前記ステンレス鋼板に対する前記炭素鋼板の接合箇所周囲の板厚比が６．０以上であることを特徴とする前記（１）に記載のスポット溶接継手。
（３）ステンレス鋼板と炭素鋼板を重ね合わせてスポット溶接する方法において、
炭素鋼板の少なくともステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面に厚さが３〜５０μｍとなるようにＮｉ系めっきを施し、
前記ステンレス鋼板とＮｉ系めっき層を有する炭素鋼板とを重ね合わせて溶接電極により挟み込みスポット溶接を行い、ナゲットを形成するとともに、当該ナゲットの周囲であって、当該ステンレス鋼板と当該炭素鋼板の重ね合わせ面の間に前記Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部を形成するものであり、
前記スポット溶接の際、溶接電極先端の直径、通電電流、通電時間及び溶接電極の加圧力の１又は２以上を調整して、前記ナゲットの中心を含む前記炭素鋼板の厚さ方向の断面において、当該炭素鋼板の重ね合わせ面に平行な方向のナゲットの端部から当該ナゲットから離れる方向の前記溶融凝固部の長さを、当該平行な方向のナゲットの長さ（ｍｍ）の０．３倍以上とする
ことを特徴とするスポット溶接方法。
（４）前記ステンレス鋼板に対する前記炭素鋼板の接合予定箇所の板厚比が６．０以上であるステンレス鋼板及び炭素鋼板を用いることを特徴とする前記（３）に記載のスポット溶接方法。

本発明によれば、重ね合わせ面のナゲットの周囲にＮｉ系めっき層の溶融凝固部を設けたので、ステンレス鋼板と炭素鋼板との溶接継手の引張せん断強さを向上させることができ、更に、炭素鋼板がＮｉ系めっき層を有しているので、溶接継手の耐食性を向上させることができる。

本発明の継手のナゲットの中心を含む炭素鋼板の厚さ方向の断面図である。

本発明のスポット溶接継手（以下、「本発明の継手」という）は、ステンレス鋼板と、Ｎｉ系めっき層を有する炭素鋼板とが、ナゲットと、ナゲットの周囲に位置するＮｉ系めっき層の溶融凝固部とにより接合されているものである。
本発明の継手について、図面を用いて説明する。

図１に、本発明の継手のナゲットの中心を含む炭素鋼板の厚さ方向の断面図を示す。本発明の継手１は、ステンレス鋼板２と、炭素鋼板３とが重ね合わされている。炭素鋼板３は、少なくともステンレス鋼板２との重ね合わせ面側の表面にＮｉ系めっき層４を有している。Ｎｉ系めっき層４の厚さｔａは、３〜５０μｍである。

ステンレス鋼板２と炭素鋼板３とは、ナゲット５により接合されるとともに、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部６により、ろう付けされている。Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部６は、ナゲット５の周囲であって、ステンレス鋼板２と炭素鋼板３の重ね合わせ面の間に位置している。また、炭素鋼板３に対してステンレス鋼板２を上側とすると、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部６は、上側から平面視したとき、ナゲット５の外側に円環状となっている。

このように、本発明の継手は、ナゲット５に加えて、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部６により接合されているので、接合面積がナゲット５による接合のみと比較して増加し、引張せん断強さが向上する。

また、炭素鋼板３の重ね合わせ面に平行な方向のナゲット５の端部からナゲット５から離れる方向のＮｉ系めっき層の溶融凝固部の長さＬは、該平行な方向のナゲット５の長さＬｎ（ｍｍ）の０．３倍以上である。ナゲット５の長さＬｎは、炭素鋼板３側からナゲット５を平面視したとき、ナゲット５の円相当直径に相当するものである。また、ナゲット５の円相当直径とは、重ね合わせ面のナゲットの面積と同一面積の円の直径のことである。なお、ドーナツ状のナゲットが形成された場合、ナゲット５の長さＬｎは、炭素鋼板３側からナゲット５を平面視したとき、ドーナツ状ナゲットの外周より内側の全面積と同一面積の円の直径のことである。
このように、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部６の長さＬを規定することで、十分な引張せん断強さを有する溶接継手となる。

次に、本発明のスポット溶接方法（以下、「本発明の溶接法」という）の流れについて説明する。
まず、本発明の溶接法では、ステンレス鋼板と炭素鋼板を準備する。例えば、ステンレス鋼板として、板厚０．２〜３.０ｍｍのオーステナイト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）を準備し、炭素鋼板として、板厚１．０〜２０．０ｍｍのＣ含有量が０．４８質量％以下の炭素鋼板（ＳＳ４００）を準備する。

次に、炭素鋼板の少なくとも一方の表面にＮｉ系めっきを施す。例えば、炭素鋼板に電気めっきにより、Ｎｉ含有量が９９質量％以上で、厚さが３〜５０μｍとなるようにめっきを施す。

次に、実際のスポット溶接に先立ち、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さＬが、ナゲットの長さＬｎ（ｍｍ）の０．３倍以上となる溶接条件を予めスポット溶接を行い、求める。ここで、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部は、主に、溶融凝固部が形成される位置に被覆されていたＮｉ系めっき層が溶融凝固したものであるため、該位置の炭素鋼板は溶融しないが、Ｎｉ系めっき層が溶融する溶接条件を求める。また、この際の溶接条件としては、電極を銅合金等からなるドームラジアス型の先端直径６〜８ｍｍのものとし、加圧力１００〜６００ｋｇｆ、通電時間０．１〜０．８ｓ、通電電流４〜１６ｋＡが例示される。

次に、ステンレス鋼板とＮｉ系めっき層を有する炭素鋼板とを重ね合わせて、溶接電極により挟み込み、上記予め求めた溶接条件（通電電流、通電時間及び溶接電極の加圧力の１又は２以上）に調整して、鋼板の間を、断面楕円形状のナゲットで接合するとともに、ナゲットの周囲をＮｉ系めっき層の溶融凝固部でろう付けする。

次に、本発明の継手及び溶接法について、更に、必要な要件や好ましい要件について順次説明する。

（ステンレス鋼板）
スポット溶接されるステンレス鋼板の成分組成や組織等は、特に限定されるものでない。例えば、Ｆｅを主成分としてＣｒを１０．５質量％以上含む合金で構成される、オーステナイト系ステンレス、フェライト系ステンレス、２相ステンレス、マルテンサイト系ステンレスとすることができる。

ステンレス鋼板は、少なくとも一部に板状部を有し、当該板状部が重ね合わされる部分を有するものであればよく、全体が板でなくともよい。また、ステンレス鋼板は、管状等の所定の形状に成形したものでもよい。ステンレス鋼板の板厚は、特に限定されるものでなく、０．２〜３.０ｍｍとすることができる。

（炭素鋼板）
炭素鋼板の成分組成や組織等は、特に限定されるものでない。例えば、Ｃ含有量は０．４８質量％以下、Ｍｎ含有量は２．５質量％以下、Ｐ含有量は０．０５質量％以下、及び、Ｓ含有量は０．０５質量％以下含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物より炭素鋼板とすることができる。また、Ｃ含有量は０．０１質量％以上０．３０質量％以下、Ｍｎ含有量は０．４０質量％以上１．８質量％以下、Ｐ含有量は０．０３質量％以下、及び、Ｓ含有量は０．０３質量％以下が好ましい。また、使用態様に応じて、必要な機械特性等が得られるように、更に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｗ、及び、Ｖの１種又は２種以上を含有させてもよい。

炭素鋼板は、少なくとも一部に板状部を有し、当該板状部が重ね合わされる部分を有するものであればよく、全体が板でなくともよい。また、炭素鋼板は、管状等の所定の形状に成形したものでもよい。炭素鋼板の板厚は、特に限定されるものでなく、１．０〜２０．０ｍｍとすることができる。

炭素鋼板は、少なくともステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面にＮｉ系めっき層を有するものである。例えば、ステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面のみにＮｉ系めっきが被覆された炭素鋼板や、炭素鋼板と溶接電極が接触する側の表面及びステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面にＮｉ系めっきが被覆されている炭素鋼板である。溶接継手の耐食性を考慮すれば、炭素鋼板の両面にＮｉ系めっきが被覆されていることが好ましい。

Ｎｉ系めっき層の厚さは３〜５０μｍとする。３μｍ未満では、耐食性が劣化することに加え、Ｎｉ系めっき層を炭素鋼板に均一に付着させることが困難になる。５０μｍ超では、Ｎｉめっき層による耐食性向上の効果が飽和し経済的ではなく、また、Ｎｉ系めっき層内の残留応力が増加し、めっき密着性が低下する。更に、Ｎｉ系めっき層により、溶融凝固部が形成されるが、５０μｍ超では、形成される溶融凝固部が厚くなりすぎて、溶融凝固部による継手強度の向上が低下する。好ましくは４〜１５μｍであり、更に好ましくは５〜１０μｍである。

Ｎｉ系めっき層の厚さは、ＪＩＳ Ｈ ８５０１に規定される顕微鏡断面試験法により測定される。この測定方法は、溶接継手の断面を埋め込み研磨した後、必要に応じて腐食液でエッチングし、研磨面を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）等で分析し、厚さを求める方法である。

本発明の継手では、試料を埋め込み研磨した後、研磨面を光学顕微鏡で観察し、Ｎｉめっき層の厚みを、互いに０．５ｍｍ以上離れた任意の１０箇所の位置で求め、求めた値を平均した値を厚みとした。

Ｎｉ系めっき層は、Ｎｉ含有量が９０質量％以上のものである。耐食性の観点から好ましくは９５質量％以上である。めっき種としては、無電解Ｎｉ−Ｐめっきや、無電解Ｎｉ−Ｂめっき、電気Ｎｉめっき等であり、めっき作製条件は、特に限定されるものでなく、公知の条件を採用することができる。電気ＮｉめっきよるＮｉ含有量が９９質量％以上のＮｉ系めっき層が好ましい。

（ステンレス鋼板に対する炭素鋼板の板厚比：６．０以上）
ステンレス鋼板に対する炭素鋼板の接合箇所周囲及び溶接予定箇所の板厚比を６．０以上にすることができる。板厚比が大きい被溶接部材の溶接において、ナゲットの直径を大きくすることが難しく、十分な引張せん断強さを有する溶接継手を得ることができない。本発明では、ナゲットの周囲にＮｉ系めっき層の溶融凝固部を設けるので、板厚比の大きい被溶接部材の溶接継手において、接合面積が増加し、十分な引張せん断強さの溶接継手を得ることができる。

また、ステンレス鋼板及び炭素鋼板の全体の板厚は、特に限定されるものでなく、１．２〜２３．０ｍｍとすることができる。
なお、接合箇所周囲とは、鋼板の重ね合わせ面において、ナゲットから遠い側のＮｉ系めっき層の溶融凝固部の端部から、該溶融凝固部から離れる方向に１０ｍｍ以内の部分のことであり、溶接継手の接合箇所周囲の板厚は、溶接前の鋼板の溶接予定箇所の板厚と一致する。

（ナゲット）
ナゲットは、ステンレス鋼板と炭素鋼板の重ね合わせ面に被覆されたＮｉ系めっき層、ステンレス鋼板、及び、炭素鋼板が溶融し、凝固したものであり、Ｎｉを含有している。また、炭素鋼板側から平面視したときのナゲットの円相当直径（ナゲットの長さ）は、特に限定されるものでなく、薄い側の鋼板の板厚ｔ（ｍｍ）に対し、２．５√ｔ以上が例示される。

（Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部）
Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部は、ナゲットの周囲であって、ステンレス鋼板と炭素鋼板の重ね合わせ面の間に位置しており、炭素鋼板に対してステンレス鋼板を上側とすると、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部は、上側から平面視したとき、ナゲットの外側に円環状となっている。

Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部は、溶融凝固部が形成される位置に被覆されていたＮｉ系めっきと、溶接箇所の炭素鋼板の重ね合わせ面に被覆されていたＮｉ系めっきの一部とが溶融凝固することで形成される。したがって、溶融凝固部の成分組成は、Ｎｉ系めっき層と同じであり、Ｎｉ含有量が９０質量％以上である。

なお、溶接箇所の炭素鋼板の重ね合わせ面に被覆されていたＮｉ系めっきの一部は、ナゲット形成の際に、溶融し、加圧されて、溶接箇所の炭素鋼板の重ね合わせ面から、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部が形成される位置に排出される。

Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さＬは、ナゲットの長さＬｎ（ｍｍ）の０．３倍以上である。これにより、十分な引張せん断強さを有する溶接継手となる。好ましくは、Ｌｎの０．５倍以上である。上限は特に限定されるものでないが、Ｌｎの２．５倍超にするには、Ｎｉ系めっき層を溶融させるための入熱量が多くなり、施工が困難になるため、実施行上、Ｌｎの２．５倍が実質的な上限である。

Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さＬは、溶接継手の炭素鋼板の板厚方向にナゲットの中心を含むように切断した任意の２つ以上の断面において、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で分析し、求めた値を平均した値を長さＬとする。例えば、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さＬを測定する断面は、直交する２つの断面とすることができる。

また、炭素鋼板の板厚方向のＮｉ系めっき層の溶融凝固部の長さ（厚さ）は、特に限定されるものでなく、３〜５５μｍが例示される。３μｍ未満では、未接合箇所が発生することがあり、また、十分な引張せん断強さが得られないことがある。５５μｍ超では、十分な引張せん断強さが得られないことがある。好ましくは４〜３０μｍであり、更に好ましくは５〜１５μｍである。

Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の厚さは、溶接継手の断面を埋め込み研磨した後、必要に応じて腐食液でエッチングし、研磨面を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）等で分析し、厚さを求めることができる。

本発明の継手では、試料を埋め込み研磨した後、研磨面をＥＰＭＡで炭素鋼板の表面から線分析し、Ｎｉが検出されなくなる厚みを、互いに０．１ｍｍ以上離れた任意の１０箇所の位置で求め、求めた値を平均した値を厚さとした。

（スポット溶接）
溶接条件は、特に限定されるものでなく、通常の溶接条件を採用することができる。例えば、電極をドームラジアス型の先端直径４〜８ｍｍのものとし、溶接電極の加圧力１００〜６００ｋｇｆ、通電時間０．１〜０．８ｓ、通電電流４〜１６ｋＡとすることができる。スポット溶接において、電極先端直径、加圧力又は通電時間を増加させることで、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さを長くすることができ、通電電流を増加させることで、ナゲットの長さ（ナゲットの円相当直径）を長くすることができる。そのため、電極先端直径、加圧力、通電時間及び通電電流の１又は２以上を鋼板の板厚や成分組成等に応じて調整し、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さをナゲットの長さの０．３倍以上とする。

次に、本発明の実施例について説明するが、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であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。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において、種々の条件を採用し得るものである。

表１に使用した鋼板について示す。炭素鋼板には、一部を除いて、脱脂、酸洗の前処理の後、めっき浴にワット浴を用い、表１に示すＮｉ系めっき層の厚みとなるように電流を制御して、両面にＮｉ系めっきを施した。Ｎｉ系めっき層のＮｉ含有量は９９質量％以上であった。なお、Ｎｉ系めっき層の厚みは、重ね合わせ面側の厚みである。

表１に示す各試験番号のステンレス鋼板と炭素鋼板を重ね合わせて、両側から、クロム銅製の先端４０Ｒ、φ６ｍｍの電極で２枚の鋼板を挟み込み、直流インバータスポット溶接機で溶接を行った。スポット溶接では、加圧力を１５０〜４５０ｋｇｆの範囲、通電時間を１０〜４０サイクル（電源周波数５０Ｈｚ）の範囲で調整し、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さを調整した。また、電流値を４〜１６ｋＡの範囲で調整し、試験番号１〜１５では、ナゲットの円相当直径が３√ｔとなるようにし、試験番号１６〜２１では、５√ｔとなるようにした。ｔ（ｍｍ）は、ステンレス鋼板の板厚である。

得られた試験片に対して、継手強度の評価のため引張せん断強度（ＴＳＳ）を測定し、耐食性の評価のためＪＡＳＯモードの複合サイクル腐食試験（ＣＣＴ試験）を実施した。ＴＳＳは、ＪＩＳ Ｚ３１３６に規定されている試験方法に従い、ＣＣＴは、ＪＩＳ Ｈ８５０２に規定されている試験方法に従い行った。

表２に、試験片のナゲット円相当直径Ｄｎ、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さＬ、Ｌ／Ｄｎ、継手断強度、耐食性を示す。継手強度の評価では、各試験番号において、ステンレス鋼板と、Ｎｉ系めっき層のない炭素鋼板とのスポット溶接継手を作製し、それを基準として評価した。引張せん断強度の向上が１５％未満を「×」、１５〜２５％を「○」、２５％以上「◎」とした。耐食性の評価では、５サイクルまでに赤錆が発生した場合を「×」、「５サイクルまで赤錆なしの場合を「○」、１０サイクルまで赤錆なしの場合を「◎」とした。

試験番号１〜７、１０〜１４、１６〜２１は、いずれも、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さが本発明の範囲内であるので、継手強度及び耐食性が向上した。それに対して、試験番号８は、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部を有さないため、試験番号９は、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さが本発明で規定する長さに達しないため、十分な継手強度及び耐食性が得られなかった。試験番号１５は、Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さは本発明で規定する長さに達しているが、Ｎｉ系めっき層の厚みが本発明で規定する厚みを超えているため、十分な継手強度が得られなかった。

本発明によれば、重ね合わせ面のナゲットの周囲にＮｉ系めっき層の溶融凝固部を設けたので、ステンレス鋼板と炭素鋼板との溶接継手の引張せん断強さを向上させることができ、更に、炭素鋼板がＮｉ系めっき層を有しているので、溶接継手の耐食性を向上させることができる。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。

１ 溶接継手
２ ステンレス鋼板
３ 炭素鋼板
４ Ｎｉ系めっき層
５ ナゲット
６ Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部
Ｌｎ ナゲットの長さ
Ｌ Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部の長さ
ｔａ Ｎｉ系めっき層の厚さ

Claims (4)

1. 重ね合わされたステンレス鋼板と炭素鋼板がナゲットにより接合されているスポット溶接継手において、
   前記炭素鋼板は、少なくとも前記ステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面に厚さが３〜５０μｍのＮｉ系めっき層を有し、
   前記ステンレス鋼板と前記炭素鋼板は、前記ナゲットにより接合されているとともに、前記Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部により接合されており、
   前記溶融凝固部は、前記ナゲットの周囲であって、前記ステンレス鋼板と前記炭素鋼板の重ね合わせ面の間に位置し、
   前記ナゲットの中心を含む前記炭素鋼板の厚さ方向の断面において、当該炭素鋼板の重ね合わせ面に平行な方向のナゲットの端部から当該ナゲットから離れる方向の前記溶融凝固部の長さは、当該平行な方向のナゲットの長さ（ｍｍ）の０．３倍以上である
   ことを特徴とするスポット溶接継手。
2. 前記ステンレス鋼板に対する前記炭素鋼板の接合箇所周囲の板厚比が６．０以上であることを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接継手。
3. ステンレス鋼板と炭素鋼板を重ね合わせてスポット溶接する方法において、
   炭素鋼板の少なくともステンレス鋼板との重ね合わせ面側の表面に厚さが３〜５０μｍとなるようにＮｉ系めっきを施し、
   前記ステンレス鋼板とＮｉ系めっき層を有する炭素鋼板とを重ね合わせて溶接電極により挟み込みスポット溶接を行い、ナゲットを形成するとともに、当該ナゲットの周囲であって、当該ステンレス鋼板と当該炭素鋼板の重ね合わせ面の間に前記Ｎｉ系めっき層の溶融凝固部を形成するものであり、
   前記スポット溶接の際、溶接電極先端の直径、通電電流、通電時間及び溶接電極の加圧力の１又は２以上を調整して、前記ナゲットの中心を含む前記炭素鋼板の厚さ方向の断面において、当該炭素鋼板の重ね合わせ面に平行な方向のナゲットの端部から当該ナゲットから離れる方向の前記溶融凝固部の長さを、当該平行な方向のナゲットの長さ（ｍｍ）の０．３倍以上とする
   ことを特徴とするスポット溶接方法。
4. 前記ステンレス鋼板に対する前記炭素鋼板の接合予定箇所の板厚比が６．０以上であるステンレス鋼板及び炭素鋼板を用いることを特徴とする請求項３に記載のスポット溶接方法。

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