JP2021028085A - Resistance spot weld joints for aluminum material - Google Patents

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崇志 後藤
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Abstract

To provide resistance spot weld joints for an aluminum material that is provided with a nugget form capable of reducing variations in CTS strength.SOLUTION: In resistance spot weld joints for aluminum materials where a plurality of aluminum materials are overlapped to be welded by resistance spot welding, a weld nugget 25 formed by resistance spot welding is configured such that in a cross-section of the overlapped surface of the aluminum materials, a plurality of blow holes BH are present in an aggregated state in the center in the overlapped surface of the weld nugget 25. Also, in a cross-section in the overlapping direction of the aluminum materials passing through the nugget center On, the largest blow hole in size of the plurality of blow holes BH is formed at a position passing through the nugget center line extending in the overlapping direction of the weld nugget 25.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、アルミニウム材の抵抗スポット溶接接手に関する。 The present invention relates to a resistance spot welded joint of an aluminum material.

アルミニウム材は電気抵抗が小さく熱伝導率が高い。そのため、抵抗スポット溶接を行うためには、鋼材の場合と比較して約3倍の電流を通電し、スポット溶接用の電極の加圧力を約1.5倍にする必要がある。また、アルミニウム材は鋼材に比べてブローホールが発生しやすく、特に6000系、5000系アルミニウム合金では、ブローホールの発生が顕著となる。 Aluminum material has low electrical resistance and high thermal conductivity. Therefore, in order to perform resistance spot welding, it is necessary to energize about 3 times as much current as in the case of steel material and to increase the pressing force of the electrode for spot welding by about 1.5 times. Further, the aluminum material is more likely to generate blow holes than the steel material, and the blow holes are particularly remarkable in the 6000 series and 5000 series aluminum alloys.

一般に、スポット溶接継手の接合強度は、引張せん断強度(TSS:Tensile Shear Strength)と、十字引張強さ(CTS:Cross Tension Strength)等で評価され、抵抗スポット溶接を適用した構造の設計においては、TSSとCTSの値が、それぞれバラつきなく一定の範囲で安定していることが求められる。
しかし、被溶接材がアルミニウム材である場合、上記の通りブローホールが発生しやすいため、抵抗スポット溶接の打点数が増えてくると、電極先端形状の変化(電極の損耗)により通電状態が変化して、CTSのバラつきが顕著になる。
このようなスポット溶接継手の評価方法として、接合体の厚さ方向にナゲットを貫通するドリル孔を形成して、TSSやCTSを評価し、その評価結果に応じて溶接条件を設定する方法がある(例えば特許文献1)。
Generally, the joint strength of a spot welded joint is evaluated by tensile shear strength (TSS: Tensile Shear Strength), cross tension strength (CTS: Cross Tension Strength), etc., and in the design of a structure to which resistance spot welding is applied, It is required that the values of TSS and CTS are stable within a certain range without any variation.
However, when the material to be welded is an aluminum material, blow holes are likely to occur as described above. Therefore, as the number of spots in resistance spot welding increases, the energized state changes due to a change in the shape of the electrode tip (wear of the electrode). Then, the variation of CTS becomes remarkable.
As an evaluation method of such a spot welded joint, there is a method of forming a drill hole penetrating the nugget in the thickness direction of the joint, evaluating TSS and CTS, and setting welding conditions according to the evaluation result. (For example, Patent Document 1).

特開2018−161659号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-161659

特許文献1のスポット溶接継手の評価方法は、ナゲットに一定の面積の貫通孔を形成してスポット溶接継手の強度を推定するものである。しかし、アルミニウムスポット溶接継手においては、ブローホールを模擬したほぼ同じ面積の貫通孔を形成しても、CTSの強度バラつきが大きく、安定しないという問題があった。
そこで本発明は、CTSの強度バラつきを小さくすることができるナゲット形態を備えるアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手を提供することを目的とする。
The method for evaluating a spot welded joint in Patent Document 1 is to estimate the strength of a spot welded joint by forming a through hole having a certain area in the nugget. However, in the aluminum spot welded joint, there is a problem that even if a through hole having substantially the same area simulating a blow hole is formed, the strength of the CTS varies widely and is not stable.
Therefore, an object of the present invention is to provide a resistance spot welded joint made of an aluminum material having a nugget form capable of reducing the strength variation of CTS.

本発明は下記構成からなる。
複数のアルミニウム材を重ね合わせて抵抗スポット溶接したアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手であって、
前記抵抗スポット溶接により形成された溶融ナゲットは、
前記アルミニウム材同士の重ね合わせ面の断面において、複数のブローホールが前記溶融ナゲットの前記重ね合わせ面内の中央部に凝集して存在し、
ナゲット中心を通る前記アルミニウム材の重ね方向の断面において、前記複数のブローホールのうち最大の大きさのブローホールが、前記溶融ナゲットの前記重ね方向に延びるナゲット中心線を通る位置に形成されているアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手。
The present invention has the following configuration.
A resistance spot welded joint made of aluminum by superimposing multiple aluminum materials and performing resistance spot welding.
The molten nugget formed by the resistance spot welding
In the cross section of the overlapping surface of the aluminum materials, a plurality of blow holes are aggregated and existed in the central portion of the molten nugget in the overlapping surface.
In the cross section of the aluminum material passing through the center of the nugget in the stacking direction, the blow hole having the largest size among the plurality of blow holes is formed at a position passing through the center line of the nugget extending in the stacking direction of the molten nugget. Aluminum resistance spot welded joint.

本発明によれば、アルミニウム材を抵抗スポット溶接して形成される溶融ナゲットに対するCTSの強度バラつきを小さくでき、アルミニウム材の高強度なスポット溶接継手を得ることができる。 According to the present invention, the strength variation of CTS with respect to the molten nugget formed by resistance spot welding of an aluminum material can be reduced, and a high-strength spot welded joint of an aluminum material can be obtained.

アルミニウム材を抵抗スポット溶接するスポット溶接機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the spot welder which performs resistance spot welding of an aluminum material. 第1アルミニウム板と第2アルミニウム板とを重ね合わせてスポット溶接し、溶融ナゲットを形成した様子を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the state that the 1st aluminum plate and the 2nd aluminum plate were superposed and spot welded, and the molten nugget was formed. 図2のP−P線で示すアルミニウム材同士の重ね合わせ面で切断した場合の溶融ナゲットの概略断面図である。It is schematic cross-sectional view of the molten nugget when cut at the superposition surface of aluminum materials shown by the PP line of FIG. 図2のP−P線で示すアルミニウム材同士の重ね合わせ面で切断した場合の溶融ナゲットの概略断面平面図である。It is a schematic cross-sectional plan view of the molten nugget when cut at the superposition surface of aluminum materials shown by the PP line of FIG. 溶接電流の波形の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of the waveform of a welding current. (A),(B)は1段目の本通電から2段目のパルセーション通電までのナゲットの様子を模式的に示す工程説明図である。(A) and (B) are process explanatory views schematically showing the state of the nugget from the first stage main energization to the second stage pulsation energization. スポット溶接を繰り返し行い、所定打点毎にサンプリングした各サンプリング打点でのCTS試験による剥離強度を示すグラフである。It is a graph which shows the peeling strength by the CTS test at each sampling dot which sampled every predetermined dot by repeating spot welding. 図7に示す試験結果をナゲット径に対する剥離強度の分布として示すグラフである。It is a graph which shows the test result shown in FIG. 7 as the distribution of the peel strength with respect to the nugget diameter. スポット溶接を繰り返し行い、所定回数毎にサンプリングした各サンプリング打点でのCTS試験による剥離強度を示すグラフである。It is a graph which shows the peeling strength by the CTS test at each sampling hitting point which performed spot welding repeatedly and sampled every predetermined number of times. 図9に示す試験結果をナゲット径に対する剥離強度の分布として示すグラフである。It is a graph which shows the test result shown in FIG. 9 as the distribution of the peel strength with respect to the nugget diameter. 実施例1の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。It is a CT image which cut the molten nugget on the superposition surface of the test piece of Example 1. 比較例1の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。It is a CT image which cut the molten nugget on the superposition surface of the test piece of Comparative Example 1. 比較例2の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。It is a CT image which cut the molten nugget on the superposition surface of the test piece of the comparative example 2. 比較例3の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。It is a CT image which cut the molten nugget on the superposition surface of the test piece of Comparative Example 3. 実施例2の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。It is a CT image which cut the molten nugget on the superposition surface of the test piece of Example 2. 図15に示す実施例2の試験片の板厚方向の断面図である。It is sectional drawing in the plate thickness direction of the test piece of Example 2 shown in FIG. 比較例4の試験片の板面の切断面におけるCT画像である。It is a CT image on the cut surface of the plate surface of the test piece of Comparative Example 4. 図17に示す比較例4の試験片の板厚方向の断面図である。It is sectional drawing in the plate thickness direction of the test piece of Comparative Example 4 shown in FIG. 実施例3の試験片の板面の切断面におけるCT画像である。It is a CT image on the cut surface of the plate surface of the test piece of Example 3. 図19に示す実施例3の試験片の板厚方向の断面図である。It is sectional drawing in the plate thickness direction of the test piece of Example 3 shown in FIG. 比較例5の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。It is a CT image which cut the molten nugget on the superposition surface of the test piece of the comparative example 5. 図21に示す比較例5の試験片の板厚方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the test piece of Comparative Example 5 shown in FIG. 21 in the plate thickness direction.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<スポット溶接機>
図1は、アルミニウム材を抵抗スポット溶接するスポット溶接機の概略構成図である。
スポット溶接機11は、一対の電極13,15と、一対の電極13,15に接続された溶接トランス部17と、電源部18と、溶接トランス部17に電源部18からの溶接電力を供給する制御部19と、一対の電極13,15を軸方向に相対移動させる電極駆動部20とを備える。制御部19は、電流値、通電時間、電極の加圧力、通電タイミング、加圧タイミング等を統合的に制御する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Spot welder>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spot welder for resistance spot welding of an aluminum material.
The spot welder 11 supplies welding power from the power supply unit 18 to the pair of electrodes 13 and 15, the welding transformer unit 17 connected to the pair of electrodes 13 and 15, the power supply unit 18, and the welding transformer unit 17. A control unit 19 and an electrode driving unit 20 for relatively moving a pair of electrodes 13 and 15 in the axial direction are provided. The control unit 19 integrally controls the current value, energization time, electrode pressing, energization timing, pressurization timing, and the like.

スポット溶接機11は、一対の電極13,15の間に、第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23との少なくとも2枚の板材を重ね合わせて挟み込む。そして、電極駆動部20による電極13,15の駆動によって、第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23とを板厚方向に加圧する。この加圧状態で、制御部19からの指令に基づいて溶接トランス部17が電極13,15間で通電する。これにより、電極13,15に挟まれた第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23との重ね合わせ面に溶融ナゲット25が形成され、第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23が一体化されたアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手27が得られる。 The spot welder 11 superimposes and sandwiches at least two plate materials of the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 between the pair of electrodes 13 and 15. Then, the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 are pressurized in the plate thickness direction by driving the electrodes 13 and 15 by the electrode driving unit 20. In this pressurized state, the welding transformer unit 17 energizes between the electrodes 13 and 15 based on a command from the control unit 19. As a result, the molten nugget 25 is formed on the overlapping surface of the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 sandwiched between the electrodes 13 and 15, and the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 are integrated. A resistance spot welded joint 27 made of aluminum is obtained.

上記例では2枚のアルミニウム板を接合してアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手27を得ているが、本発明は2枚のアルミニウム板を接合する場合に限らず、3枚以上のアルミニウム板を接合する場合にも好適に用いられる。 In the above example, two aluminum plates are joined to obtain a resistance spot welded joint 27 made of an aluminum material, but the present invention is not limited to joining two aluminum plates, but three or more aluminum plates are joined. It is also preferably used when

以降の説明では、第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23との重ね方向を、板厚方向、溶融ナゲット25の厚さ方向(溶け込み深さの深さ方向)とも呼称する。溶融ナゲット25については、上記の重ね方向に直交してナゲット中心から放射状に延びる方向をナゲット径方向とし、溶融ナゲット25の厚さ方向に直交する方向の最大径をナゲット径とする。なお、溶融ナゲット25の厚さ方向は、第1アルミニウム板21、第2アルミニウム板23の板厚方向と同じである。 In the following description, the stacking direction of the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 is also referred to as a plate thickness direction and a thickness direction of the molten nugget 25 (depth direction of the penetration depth). Regarding the molten nugget 25, the direction orthogonal to the stacking direction and extending radially from the center of the nugget is defined as the nugget radial direction, and the maximum diameter in the direction orthogonal to the thickness direction of the molten nugget 25 is defined as the nugget diameter. The thickness direction of the molten nugget 25 is the same as that of the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23.

<第1アルミニウム材と第2アルミニウム材>
第1アルミニウム材と第2アルミニウム材は、任意の材種のアルミニウム又はアルミニウム合金とすることができるが、特に、ブローホールが形成されやすい5000系、6000系、7000系のアルミニウム合金が好適に用いられる。その他にも、2000系、3000系、4000系、8000系のアルミニウム合金、及び1000系の純アルミニウム等を採用することもできる。
<1st aluminum material and 2nd aluminum material>
The first aluminum material and the second aluminum material can be aluminum or an aluminum alloy of any grade, but in particular, 5000 series, 6000 series, and 7000 series aluminum alloys in which blow holes are likely to be formed are preferably used. Be done. In addition, 2000 series, 3000 series, 4000 series, 8000 series aluminum alloys, 1000 series pure aluminum and the like can also be adopted.

アルミニウム材の形態としては、アルミニウム板、押出材、鍛造材に加えて、鋳造材も適用することができる。なお、鋳造材は、母材中に存在するブローホールを極力低減するため、精密鋳造やオーバーフローを用いて鋳物品質を向上させたものが好適に用いられる。 As the form of the aluminum material, a cast material can be applied in addition to the aluminum plate, the extruded material, and the forged material. As the casting material, in order to reduce the blow holes existing in the base metal as much as possible, a casting material whose casting quality is improved by precision casting or overflow is preferably used.

一般に、アルミニウム材のスポット溶接継手においては、スポット溶接によるブローホールを完全になくすことが難しい。とりわけ、5000系、6000系、7000系のアルミニウム合金のように蒸気圧の低い元素であるMg、Znを多く含む合金材においては、ブローホールの発生が顕著となり、ブローホールの抑制は困難となる。 In general, it is difficult to completely eliminate blow holes due to spot welding in spot welded joints made of aluminum. In particular, in alloy materials containing a large amount of Mg and Zn, which are elements with low vapor pressure, such as 5000 series, 6000 series, and 7000 series aluminum alloys, the occurrence of blow holes becomes remarkable, and it becomes difficult to suppress blow holes. ..

そこで、本願の発明者は、上記のブローホールによる溶接強度の変化について鋭意検討した結果、ブローホールの面積ではなくブローホールの存在形態が、CTSのバラつきを抑制することに大きな効果を発揮することを見出した。 Therefore, as a result of diligently examining the change in welding strength due to the blow hole, the inventor of the present application has found that the presence form of the blow hole, not the area of the blow hole, exerts a great effect in suppressing the variation in CTS. I found.

<ブローホールの凝集>
図2は第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23とを重ね合わせてスポット溶接し、溶融ナゲット25を形成した様子を示す概略断面図である。ここで、第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23の重ね方向をZ方向、Z方向に直交する板面方向をX方向及びY方向とする。X方向とY方向は互いに直交する方向である。
<Agglutination of blow holes>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 are overlapped and spot welded to form a molten nugget 25. Here, the overlapping direction of the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 is the Z direction, and the plate surface directions orthogonal to the Z direction are the X direction and the Y direction. The X direction and the Y direction are orthogonal to each other.

溶融ナゲット25は、厚さtの第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23の重ね合わせ面を含む領域に、板面に沿った方向のナゲット幅Wを有して形成される。また、第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23の外側板面には、図1に示す電極13,15の加圧による圧痕29が形成される。 The molten nugget 25 is formed in a region including the overlapping surface of the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 having a thickness t and having a nugget width W in the direction along the plate surface. Further, indentations 29 due to pressurization of the electrodes 13 and 15 shown in FIG. 1 are formed on the outer plate surfaces of the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23.

図3、図4は、図2のP−P線で示すアルミニウム材同士の重ね合わせ面で切断した場合の溶融ナゲットの概略断面図である。
溶融ナゲット25には、様々な大きさのブローホールBHが多数存在する。また、アルミニウム材は熱伝導性が高く、通電から短時間で溶融ナゲット25が形成される。そのため、図3に示すように溶融ナゲット25中にブローホールBHが分散して配置される傾向がある。
3 and 4 are schematic cross-sectional views of the molten nugget when cut at the superposition surface of the aluminum materials shown by the PP line of FIG.
The molten nugget 25 has a large number of blowholes BH of various sizes. Further, the aluminum material has high thermal conductivity, and the molten nugget 25 is formed in a short time after energization. Therefore, as shown in FIG. 3, the blow holes BH tend to be dispersedly arranged in the molten nugget 25.

CTS試験においては、抵抗スポット溶接されたアルミニウム材同士を剥離させる方向に引張るため、図3に示すように溶融ナゲット25中にブローホールBHが分散して配置されていると、1個1個のブローホールBHの面積(体積)が小さくても、溶融ナゲット25の外周縁近くのブローホールBHが起点となって、低い荷重でも容易に剥離が生じるようになる。 In the CTS test, in order to pull the aluminum materials that have been spot-welded with resistance in the direction of peeling each other, if the blow holes BH are dispersedly arranged in the molten nugget 25 as shown in FIG. Even if the area (volume) of the blow hole BH is small, the blow hole BH near the outer peripheral edge of the molten nugget 25 becomes the starting point, and peeling can easily occur even with a low load.

そこで、図4に示すように、アルミニウム材の重ね合わせ面上での溶融ナゲット25の平面視で、ナゲット中心On付近にブローホールBHを凝集させる。この形態によれば、1個のブローホールBHの面積(体積)が大きくても、溶融ナゲット25の外周縁近くにはブローホールBHが殆ど存在しない。そのため、剥離の起点となり得るブローホールBHの存在を低減でき、安定したCTSを得ることができる。 Therefore, as shown in FIG. 4, the blow hole BH is aggregated in the vicinity of the nugget center On in a plan view of the molten nugget 25 on the superposition surface of the aluminum material. According to this form, even if the area (volume) of one blow hole BH is large, there is almost no blow hole BH near the outer peripheral edge of the molten nugget 25. Therefore, the presence of the blow hole BH, which can be the starting point of peeling, can be reduced, and a stable CTS can be obtained.

ブローホールBHの凝集状態としては、溶融ナゲット25の上記した重ね合わせ面での断面において、溶融ナゲット25のナゲット中心Onからナゲット幅Wの70%以内、好ましくは75%以内、更に好ましくは80%以内の直径Wcの内側領域Mに全てのブローホールBHが形成された状態がよい。また、上記内側領域Mに存在するブローホールBHは、微小なブローホールが分散した状態よりも、1個、又は多くても3個の、他のブローホールよりも大きなブローホールである状態がよい。そして、ブローホールBHは、溶融ナゲット25の上記したアルミニウム材の重ね方向に延びるナゲット中心線を通る位置に形成された状態がよい。すなわち、最大の大きさのブローホール以外に、他のブローホールが存在する場合には、他のブローホールは、最大の大きさのブローホールの1/20以下、好ましくは1/30以下、より好ましくは1/50の大きさの微小ブローホールであることが好ましい。 As for the aggregated state of the blow hole BH, in the cross section of the molten nugget 25 on the above-mentioned overlapping surface, 70% or less, preferably 75% or less, more preferably 80% or less of the nugget width W from the nugget center On of the molten nugget 25. It is preferable that all the blow holes BH are formed in the inner region M having a diameter Wc within the range. Further, the blow holes BH existing in the inner region M are preferably one, or at most three, blow holes larger than the other blow holes, rather than the state in which minute blow holes are dispersed. .. The blow hole BH is preferably formed at a position passing through the nugget center line extending in the stacking direction of the aluminum material of the molten nugget 25. That is, when there is another blow hole other than the maximum size blow hole, the other blow hole is 1/20 or less, preferably 1/30 or less, more than the maximum size blow hole. It is preferably a minute blow hole having a size of 1/50.

<スポット溶接方法>
図4に示すようなブローホールが形成される溶融ナゲットは、例えば、溶接電流を所定時間、連続通電した後に、パルス電流を複数回通電することにより得ることができる。この通電方法によれば、溶融ナゲットを、詳細を後述する凝固部とシェルが交互に配置されることで、ブローホールを溶融ナゲットの中央部に凝集させることができる。
<Spot welding method>
The molten nugget in which the blow hole is formed as shown in FIG. 4 can be obtained, for example, by continuously energizing the welding current for a predetermined time and then energizing the pulse current a plurality of times. According to this energization method, the blow hole can be aggregated in the central portion of the molten nugget by alternately arranging the solidification portion and the shell, which will be described in detail later, in the molten nugget.

(溶接条件)
次に、上記した通電方法によって溶融ナゲットを形成する方法を説明する。
図1に示す制御部19は、所定のタイミングで溶接トランス部17から一対の電極13,15間に通電する。図5は溶接電流の波形の一例を示すタイミングチャートである。
図5に示す溶接電流の波形は、1段目の連続通電31による通電時間Tの本通電工程と、通電時間の短いパルス(短パルス)32の電流を繰り返し通電するパルセーション通電工程としてもよい。パルセーション通電は、全通電時間Tの間に、通電休止(休止時間T)とパルス32の通電(通電時間Tps)とを複数回繰り返す。1段目の連続通電31と2段目のパルス32の通電波形は、矩形状であってもよく、三角波や正弦波等の他の波形や、ダウンスロープ、アップスロープ制御された波形であってもよい。図5に示す例では、連続通電31が一定電流で、パルス32が矩形パルスをダウンスロープ制御した波形としている。なお、パルセーション通電の通電波形がダウンスロープ、アップスロープ等の矩形以外の波形の場合は、各パルス波における最大電流値をパルセーション通電の電流値とする。パルセーション通電の電流値IPSは、連続通電31の電流値Iと等しい場合に限らず、電流値Iより大きくしてもよい。
(Welding conditions)
Next, a method of forming a molten nugget by the above-mentioned energization method will be described.
The control unit 19 shown in FIG. 1 energizes between the pair of electrodes 13 and 15 from the welding transformer unit 17 at a predetermined timing. FIG. 5 is a timing chart showing an example of the waveform of the welding current.
The waveform of the welding current shown in FIG. 5 can be used as a main energization step of energization time T m by the first stage continuous energization 31 and a pulsation energization step of repeatedly energizing a current of a pulse (short pulse) 32 having a short energization time. Good. The pulsation energization repeats energization suspension (pause time T c ) and energization of the pulse 32 (energization time Taps ) a plurality of times during the total energization time T p. The energization waveforms of the first-stage continuous energization 31 and the second-stage pulse 32 may be rectangular, and may be other waveforms such as a triangular wave or a sine wave, or a waveform controlled by downslope or upslope. May be good. In the example shown in FIG. 5, the continuous energization 31 has a constant current, and the pulse 32 has a waveform in which a rectangular pulse is downslope-controlled. When the energization waveform of the pulsation energization is a waveform other than a rectangle such as a down slope or an up slope, the maximum current value in each pulse wave is taken as the current value of the pulsation energization. Pulsations current I PS energization is not limited to equal to the current value I m of the continuous current 31 may be larger than the current value I m.

1段目の連続通電31の電流値Iと2段目以降のパルス32の電流値Ipsは、いずれも15〜60kAの範囲で設定される。連続通電31の電流値Iによる通電で、概ね最終的なナゲットサイズが決定される。そのため、溶接目的に応じて最適な電流値Iを決定すればよい。 Current I ps of the current value I m and the second and subsequent stages of the pulse 32 of the continuous current 31 of the first stage are both set in the range of 15~60KA. Energization by current I m of the continuous current 31, generally the final nugget size is determined. Therefore, it is sufficient to determine the optimum current value I m in accordance with the welding purposes.

連続通電31の電流値Iは、好ましくは30〜40kAであり、通電時間Tmは100〜300ms、好ましくは150〜250ms、さらに好ましくは180〜220msである。 Current value I m of the continuous energizing 31 is preferably 30~40KA, energization time Tm is 100 to 300 ms, preferably 150~250Ms, more preferably 180~220Ms.

通電休止の休止時間Tcの電流値は、図5に示す例では電極13,15間の通電を停止させた0Aであるが、必ずしも0Aでなくてもよく、通電時よりも第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23への入熱量を低下させることができれば、0Aより高い電流値であってもよい。休止時間Tcは、10〜20ms、好ましくは10〜15ms、さらに好ましくは10〜12msである。 In the example shown in FIG. 5, the current value of the pause time Tc of the power suspension is 0A at which the power supply between the electrodes 13 and 15 is stopped, but it does not necessarily have to be 0A, and the first aluminum plate 21 is higher than that at the time of power supply. As long as the amount of heat input to the second aluminum plate 23 can be reduced, the current value may be higher than 0A. The rest time Tc is 10 to 20 ms, preferably 10 to 15 ms, and more preferably 10 to 12 ms.

パルス32の電流値Ipsは、好ましくは30〜40kAであり、通電時間Tpsは、10〜30ms、好ましくは15〜25ms、さらに好ましくは18〜22msである。パルス32の繰り返し通電回数(パルス数N)は、3回以上、好ましくは4回以上、さらに好ましくは7回以上である。 Current I ps pulse 32 is preferably 30~40KA, energization time T ps is 10~30Ms, preferably 15~25Ms, more preferably 18~22Ms. The number of times of repeated energization of the pulse 32 (number of pulses N) is 3 times or more, preferably 4 times or more, and more preferably 7 times or more.

<抵抗スポット溶接の手順及びその効果>
図6の(A),(B)は1段目の本通電から2段目のパルセーション通電までのナゲットの様子を模式的に示す工程説明図である。
図6の(A)に示すように、一対の電極13,15間に挟まれる第1アルミニウム板21と第2アルミニウム板23に、本通電で電流値Iが通電されると、板面同士の合わせ面を中心に溶融ナゲット25が形成される。
<Procedure of resistance spot welding and its effect>
6 (A) and 6 (B) are process explanatory views schematically showing the state of the nugget from the main energization of the first stage to the pulsation energization of the second stage.
As shown in FIG. 6A, when the current value Im is energized to the first aluminum plate 21 and the second aluminum plate 23 sandwiched between the pair of electrodes 13 and 15, the plate surfaces are brought together. The molten nugget 25 is formed around the mating surface of the above.

次に、図6の(B)に示すように、複数の短パルスによるパルセーション通電を実施すると、溶融ナゲット25の内部には、断面が環状の殻(以下、シェルとする)26が複数形成される。溶融ナゲット25を板厚方向に切断して断面観察をすると、溶融ナゲット25内には、溶融ナゲット25の中心部から同心状にシェル26の縞模様が観察できる。 Next, as shown in FIG. 6B, when pulsation energization by a plurality of short pulses is performed, a plurality of shells 26 having an annular cross section (hereinafter referred to as shells) are formed inside the molten nugget 25. Will be done. When the molten nugget 25 is cut in the plate thickness direction and the cross section is observed, a striped pattern of the shell 26 can be observed concentrically from the center of the molten nugget 25 in the molten nugget 25.

本通電後のパルス通電(通電と冷却)を複数回繰り返すことにより、柱状晶組織である凝固部と、シェル26とが、ナゲット中心に向けて交互に形成される。パルセーション通電した後の溶融ナゲット25を板厚方向断面で観察すると、図6の(B)に模式的に示すように、シェル26が多重のリングとなって同心状に形成された縞模様が観察される。 By repeating the pulse energization (energization and cooling) after the main energization a plurality of times, the solidified portion, which is a columnar crystal structure, and the shell 26 are alternately formed toward the center of the nugget. When the molten nugget 25 after energizing the pulsation is observed in a cross section in the plate thickness direction, as schematically shown in FIG. 6B, a striped pattern in which the shell 26 is formed into multiple rings and is concentrically formed is observed. Observed.

上記した抵抗スポット溶接の手順によって、溶融ナゲット25に、シェル26をナゲット中心部に向けて複数形成することにより、シェル26で囲まれる溶融体が段階的に中心部に向けて小さくなる。そのため、抵抗スポット溶接によりナゲット内にブローホールが発生した場合でも、発生したブローホールがナゲット中心部に凝集する。 By forming a plurality of shells 26 toward the center of the nugget in the molten nugget 25 by the above-mentioned procedure of resistance spot welding, the molten body surrounded by the shell 26 is gradually reduced toward the center. Therefore, even if blow holes are generated in the nugget by resistance spot welding, the generated blow holes are aggregated in the center of the nugget.

前述したように、ブローホールは、接合部やアルミニウム材の母材の近傍(ナゲットの外周部)に存在すると、破壊の起点等になるため溶接品質が低下しやすい。しかし、ブローホールは、応力集中の生じにくいナゲット中心部に存在していても、継手強度等の溶接部品質には大きな影響を及ぼさない。
本抵抗スポット溶接方法によれば、ブローホールは、パルセーション通電を行うことで溶融ナゲットの中心部に凝集され、溶接部の品質の低下を防止できる。よって、5000系、6000系、7000系といった蒸気圧の低い元素であるMg、Znを含み、ブローホールが形成されやすいアルミニウム材であっても、ブローホールによるCTSの強度バラつきを抑制できる。
As described above, if the blow hole exists in the vicinity of the joint portion or the base material of the aluminum material (the outer peripheral portion of the nugget), it becomes a starting point of fracture or the like, so that the welding quality tends to deteriorate. However, even if the blow hole exists in the central part of the nugget where stress concentration is unlikely to occur, it does not have a great influence on the quality of the welded portion such as the joint strength.
According to this resistance spot welding method, the blow hole is aggregated in the central portion of the molten nugget by applying pulsation energization, and the quality of the welded portion can be prevented from deteriorating. Therefore, even if the aluminum material contains Mg and Zn, which are elements with low vapor pressure such as 5000 series, 6000 series, and 7000 series, and blow holes are easily formed, it is possible to suppress the variation in CTS strength due to the blow holes.

<その他のスポット溶接方法>
上記した方法以外にも、ブローホールの分散を低減させてCTSを安定化させる方法として、打点数が少ないうちに電極を交換、またはドレッシング、研磨する方法、および溶接電流に応じて電極の加圧力をコントロールする方法等がある。
例えば、6000系のアルミニウム合金においては、スポット溶接で60打点、好ましくは50打点で電極を交換することにより、電極表面のプロファイルの乱れを抑制して、常に安定したスポット溶接を行える。その結果、溶融ナゲットの形成が安定して、CTSの強度バラつきを抑えることができる。
<Other spot welding methods>
In addition to the above methods, as a method of reducing the dispersion of blow holes and stabilizing the CTS, a method of replacing the electrode, dressing, and polishing while the number of hit points is small, and a method of applying pressure to the electrode according to the welding current. There is a way to control.
For example, in a 6000 series aluminum alloy, by exchanging the electrodes at 60 dots, preferably 50 dots in spot welding, it is possible to suppress the disorder of the profile of the electrode surface and always perform stable spot welding. As a result, the formation of the molten nugget is stable, and the strength variation of CTS can be suppressed.

<実験例1>
一対のアルミニウム板を十字型にスポット溶接した試験片(抵抗スポット溶接継手)に対して、CTS試験を実施した。表1に用いた試験片の材質・処理、単板形状、継手形状を示す。
<Experimental example 1>
A CTS test was performed on a test piece (resistive spot welded joint) in which a pair of aluminum plates were spot welded in a cross shape. Table 1 shows the material / treatment, single plate shape, and joint shape of the test piece used.

また、スポット溶接の溶接条件を表2、表3に示す。予圧期間では一対のアルミニウム板を電極によって加圧力5kNで、100msの間挟み込む。通電条件としては、4.0√t(tはアルミニウム板の板厚)のナゲット径の場合、25kAで200ms通電、6.0√tのナゲット径の場合、38kAで200ms通電とする。そして、通電(本通電)の後、200msの保持期間を持たせて溶接を終了する。なお、予圧期間から保持期間まで、電極による加圧力は一定に保持する。 The welding conditions for spot welding are shown in Tables 2 and 3. During the preload period, a pair of aluminum plates are sandwiched by electrodes at a pressing force of 5 kN for 100 ms. As the energization conditions, in the case of a nugget diameter of 4.0√t (t is the thickness of the aluminum plate), 200ms is energized at 25kA, and in the case of a nugget diameter of 6.0√t, 200ms is energized at 38kA. Then, after energization (main energization), welding is completed with a holding period of 200 ms. From the preload period to the holding period, the pressing force by the electrodes is kept constant.

CTS試験はインストロン社製の引張試験機(型式 5900A 5581)を用いて、引張速度を10mm/minとして実施した。試験片を試験片固定用の治具にボルトで締結する際は、トルクレンチによって80Nmの締め付けトルクで締結した。 The CTS test was carried out using a tensile tester manufactured by Instron (model 5900A 5581) at a tensile speed of 10 mm / min. When the test piece was bolted to the jig for fixing the test piece, it was fastened with a torque wrench with a tightening torque of 80 Nm.

図7はスポット溶接を繰り返し行い、所定回数毎にサンプリングした各サンプリング打点でのCTS試験による剥離強度を示すグラフである。このグラフは、ナゲットサイズを4.0√tで設定した場合の結果である。 FIG. 7 is a graph showing the peel strength by the CTS test at each sampling dot sampled at predetermined times by repeating spot welding. This graph is the result when the nugget size is set to 4.0√t.

剥離強度の平均値は2.6kNであった。120打点位までの接合面の破断形態は、ボタン破断とシャー破断が共に発生していたが、120打点を超えるとシャー破断のみとなった。これは、スポット溶接の打点数の増加に伴い、電極先端が摩耗、または変形して、溶接性が低下したためと考えられる。 The average value of the peel strength was 2.6 kN. As for the fracture form of the joint surface up to 120 dots, both button fracture and shear fracture occurred, but when the shear fracture exceeded 120 dots, only shear fracture occurred. It is considered that this is because the tip of the electrode is worn or deformed as the number of spot welding spots increases, and the weldability deteriorates.

剥離強度の最大値は3.4kN、最低値は1.8kNであり、いずれもボタン破断であった。つまり、ボタン破断、シャー破断に関係なく、剥離強度に最大で約1.9倍のバラつきを生じていた。 The maximum value of the peel strength was 3.4 kN and the minimum value was 1.8 kN, both of which were button breaks. That is, regardless of button breakage and shear breakage, the peel strength varied up to about 1.9 times.

図8は図7に示す試験結果をナゲット径に対する剥離強度の分布として示すグラフである。図7及び図8に示す結果からすると、剥離強度は溶融ナゲットのナゲット径、破断形態に必ずしも依存しないことがわかる。 FIG. 8 is a graph showing the test results shown in FIG. 7 as a distribution of peel strength with respect to the nugget diameter. From the results shown in FIGS. 7 and 8, it can be seen that the peel strength does not necessarily depend on the nugget diameter and the fractured form of the molten nugget.

図9はスポット溶接を繰り返し行い、所定回数毎にサンプリングした各サンプリング打点でのCTS試験による剥離強度を示すグラフである。このグラフは、ナゲットサイズを6.0√tで設定した場合の結果である。図10は図9に示す試験結果をナゲット径に対する剥離強度の分布として示すグラフである。 FIG. 9 is a graph showing the peel strength by the CTS test at each sampling dot sampled at predetermined times by repeating spot welding. This graph is the result when the nugget size is set to 6.0√t. FIG. 10 is a graph showing the test results shown in FIG. 9 as a distribution of peel strength with respect to the nugget diameter.

図9,図10の場合は、剥離強度の平均値は3.9kNであり、剥離強度の最大値は4.66kN、最低値は2.23kNであり、殆どがボタン破断であった。この場合は、剥離強度に最大で約2.1倍のバラつきを生じていた。 In the cases of FIGS. 9 and 10, the average value of the peel strength was 3.9 kN, the maximum value of the peel strength was 4.66 kN, and the minimum value was 2.23 kN, and most of them were button breaks. In this case, the peel strength varied up to about 2.1 times.

<ブローホールの形態>
次に、上記した試験片のスポット溶接部分をCT撮影した断面画像から、溶融ナゲット内のブローホールの形成位置とその分布形態を調べた結果を説明する。表4にX線CT検査装置の詳細とCT画像の撮影条件を示す。
<Blow hole form>
Next, the result of investigating the formation position of the blow hole in the molten nugget and its distribution form will be described from the cross-sectional image of the spot welded portion of the test piece described above. Table 4 shows the details of the X-ray CT inspection apparatus and the imaging conditions of CT images.

(アルミニウム材同士の重ね合わせ面の断面における、ナゲット中心とブローホールの中心位置)
ここで、前述の図9,図10に示すナゲットサイズを6.0√tで設定した試験片のうち、24打点目の試験片を実施例1、12打点目の試験片を比較例1、1打点目の試験片を比較例2、20打点目の試験片を比較例3とする。
(Center position of nugget and blow hole on the cross section of the overlapping surface of aluminum materials)
Here, among the test pieces in which the nugget size shown in FIGS. 9 and 10 is set to 6.0√t, the test piece at the 24th RBI is Example 1, and the test piece at the 12th RBI is Comparative Example 1. The test piece with the first RBI is referred to as Comparative Example 2, and the test piece with the 20th RBI is referred to as Comparative Example 3.

図11は実施例1の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。図12は比較例1の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像、図13は比較例2の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像、図14は比較例3の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像である。図11〜図14の切断位置は、図2に示すP−P線の位置である。各CT画像のブローホールBHの周囲には、図2に示す圧痕29の外縁線である圧痕円Ecが認められる。圧痕円Ecは、溶融ナゲット25と同心に形成されている。 FIG. 11 is a CT image obtained by cutting a molten nugget on the overlapping surface of the test piece of Example 1. FIG. 12 is a CT image in which the molten nugget is cut on the overlapping surface of the test pieces of Comparative Example 1, FIG. 13 is a CT image in which the molten nugget is cut on the overlapping surface of the test pieces of Comparative Example 2, and FIG. It is a CT image in which a molten nugget was cut on the overlapping surface of the test pieces of. The cutting positions of FIGS. 11 to 14 are the positions of the PP line shown in FIG. An indentation circle Ec, which is the outer edge of the indentation 29 shown in FIG. 2, is recognized around the blow hole BH of each CT image. The indentation circle Ec is formed concentrically with the molten nugget 25.

図11に示す実施例1では、凝集した単一のブローホールBHが、圧痕円Ecの中心に形成されている。つまり、ブローホールBHaが溶融ナゲットの中心を通って形成されている。 In Example 1 shown in FIG. 11, a single aggregated blow hole BH is formed at the center of the indentation circle Ec. That is, the blow hole BHa is formed through the center of the molten nugget.

一方、図12に示す比較例1では、圧痕円Ecの中心に、図11のブローホールBHaより小さい中サイズのブローホールBHbが形成され、ブローホールBHbの周囲に、ブローホールBHbより小さい小サイズのブローホールBHcが多数形成されている。 On the other hand, in Comparative Example 1 shown in FIG. 12, a medium-sized blow hole BHb smaller than the blow hole BHa of FIG. 11 is formed at the center of the indentation circle Ec, and a small size smaller than the blow hole BHb is formed around the blow hole BHb. Blow holes BHc are formed in large numbers.

図13に示す比較例2では、圧痕円Ecの中心付近に、中サイズのブローホールBHdが複数形成され、さらに、ブローホールBHdの周囲に、小サイズのブローホールBHeが多数分散して形成されている。 In Comparative Example 2 shown in FIG. 13, a plurality of medium-sized blow holes BHd are formed near the center of the indentation circle Ec, and a large number of small-sized blow holes BHe are further dispersed around the blow holes BHd. ing.

図14に示す比較例3では、圧痕円Ecの中心付近に、小サイズのブローホールBHfが多数分散して形成されている。 In Comparative Example 3 shown in FIG. 14, a large number of small-sized blow holes BHf are dispersed and formed near the center of the indentation circle Ec.

以上の実施例1、比較例1〜3の評価結果を表5に纏めて示す。実施例1の剥離強度は4.05kNであり、比較例1,2,3の剥離強度3.49kN,3.50kN,3.36kNよりも高かった。また、いずれの場合もボタン破断であった。 The evaluation results of Examples 1 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 5. The peel strength of Example 1 was 4.05 kN, which was higher than the peel strengths of Comparative Examples 1, 2 and 3 of 3.49 kN, 3.50 kN and 3.36 kN. Moreover, in each case, the button was broken.

(アルミニウム材の重ね方向の断面における、ナゲット中心とブローホールの中心位置)
前述の図7,図8に示すナゲットサイズを4.0√tで設定した試験片のうち、84点目の試験片を実施例2、81打点目の試験片を比較例4とする。
図15は実施例2の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像、図16は図15に示す実施例2の試験片の板厚方向の断面図である。
(Center position of nugget and blow hole in cross section of aluminum material in the stacking direction)
Of the test pieces in which the nugget size shown in FIGS. 7 and 8 is set to 4.0√t, the 84th test piece is referred to as Example 2, and the 81st test piece is referred to as Comparative Example 4.
FIG. 15 is a CT image obtained by cutting a molten nugget on the overlapping surface of the test piece of Example 2, and FIG. 16 is a cross-sectional view of the test piece of Example 2 shown in FIG. 15 in the plate thickness direction.

図15,図16には、溶融ナゲットの中心を点線、ブローホールの中心を実線で示している。実施例2のブローホールは、ナゲット中心からの偏りΔLが0.32mmであり、溶融ナゲットのナゲット中心線を通る位置に形成されている。CTS試験の結果は、剥離強度が3.4kNでボタン破断であった。 In FIGS. 15 and 16, the center of the molten nugget is shown by a dotted line, and the center of the blow hole is shown by a solid line. The blow hole of Example 2 has a deviation ΔL from the center of the nugget of 0.32 mm, and is formed at a position passing through the center line of the nugget of the molten nugget. The result of the CTS test was that the peel strength was 3.4 kN and the button was broken.

図17は比較例4の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像、図18は図17に示す比較例4の試験片の板厚方向の断面図である。
比較例4のブローホールは、ナゲット中心からの偏りΔLが1.04mmであり、実施例2と比較して大きく、溶融ナゲットのナゲット中心線と交差しない位置に形成されている。CTS試験の結果は、剥離強度が1.8kNでボタン破断であった。なお、実施例2のブローホール体積は0.57mm、比較例4のブローホール体積は0.59mmであり、双方のブローホール体積は大きな差はない。
FIG. 17 is a CT image obtained by cutting a molten nugget on the overlapping surface of the test piece of Comparative Example 4, and FIG. 18 is a cross-sectional view of the test piece of Comparative Example 4 shown in FIG. 17 in the plate thickness direction.
The blow hole of Comparative Example 4 has a deviation ΔL from the center of the nugget of 1.04 mm, which is larger than that of Example 2 and is formed at a position not intersecting the nugget center line of the molten nugget. The result of the CTS test was that the peel strength was 1.8 kN and the button was broken. The blow hole volume of Example 2 is 0.57 mm 3 , and the blow hole volume of Comparative Example 4 is 0.59 mm 3 , and there is no significant difference between the two blow hole volumes.

また、前述の図9,図10に示すナゲットサイズを6.0√tで設定した試験片のうち、96打点目の試験片を実施例3、76打点目の試験片を比較例5とする。
図19は実施例3の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像、図20は図19に示す実施例3の試験片の板厚方向の断面図である。
実施例3のブローホールは、ゲット中心からの偏りΔLが0.58mmであり、
溶融ナゲットのナゲット中心線を通る位置に形成されている。CTS試験の結果は、剥離強度が4.66kNでボタン破断であった。
Further, among the test pieces in which the nugget size shown in FIGS. 9 and 10 is set to 6.0√t, the test piece at the 96th RBI is referred to as Example 3 and the test piece at the 76th RBI is referred to as Comparative Example 5. ..
FIG. 19 is a CT image obtained by cutting a molten nugget on the overlapping surface of the test piece of Example 3, and FIG. 20 is a cross-sectional view of the test piece of Example 3 shown in FIG. 19 in the plate thickness direction.
The blow hole of Example 3 has a deviation ΔL from the center of the get of 0.58 mm.
It is formed at a position that passes through the nugget centerline of the molten nugget. The result of the CTS test was that the peel strength was 4.66 kN and the button was broken.

図21は比較例5の試験片の重ね合わせ面で溶融ナゲットを切断したCT画像、図22は図21に示す比較例5の試験片の板厚方向の断面図である。
比較例5のブローホールは、ナゲット中心からの偏りΔLが0.92mmであり、溶融ナゲットのナゲット中心線とは交差しない位置に形成されている。CTS試験の結果は、剥離強度が2.88kNでボタン破断であった。なお、実施例3のブローホール体積は5.44mm、比較例4のブローホール体積は5.44mmであり、双方のブローホール体積は大きな差はない。
FIG. 21 is a CT image obtained by cutting a molten nugget on the overlapping surface of the test piece of Comparative Example 5, and FIG. 22 is a cross-sectional view of the test piece of Comparative Example 5 shown in FIG. 21 in the plate thickness direction.
The blow hole of Comparative Example 5 has a deviation ΔL from the center of the nugget of 0.92 mm, and is formed at a position not intersecting the center line of the nugget of the molten nugget. The result of the CTS test was that the peel strength was 2.88 kN and the button was broken. The blow hole volume of Example 3 is 5.44 mm 3 , and the blow hole volume of Comparative Example 4 is 5.44 mm 3 , and there is no big difference between the two blow hole volumes.

実施例2,3、比較例3,4の結果から、最大の大きさのブローホールが、溶融ナゲットのナゲット中心線を通る位置に形成された場合に剥離強度が高くなり、ナゲット中心と交差しない場合に剥離強度が低くなることがわかる。 From the results of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 3 and 4, when the blow hole having the largest size is formed at a position passing through the nugget center line of the molten nugget, the peel strength becomes high and does not intersect the nugget center. It can be seen that the peel strength is reduced in some cases.

以上の実施例1〜3、比較例1〜5の評価結果を表5に纏めて示す。
各実施例、各比較例は、いずれもボタン破断であり、実施例1〜3の剥離強度は3.40〜4.66kNで、比較例1〜5の剥離強度は1.80〜3.50kNとなった。剥離強度は、実施例1〜3の平均値が、比較例1〜5の平均値より高い結果となった。
The evaluation results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 above are summarized in Table 5.
In each Example and each Comparative Example, the button was broken, the peel strength of Examples 1 to 3 was 3.40 to 4.66 kN, and the peel strength of Comparative Examples 1 to 5 was 1.80 to 3.50 kN. It became. As for the peel strength, the average value of Examples 1 to 3 was higher than the average value of Comparative Examples 1 to 5.

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or applied by those skilled in the art based on the combination of the configurations of the embodiments with each other, the description of the specification, and well-known techniques. It is the planned invention and is included in the scope of seeking protection.

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 複数のアルミニウム材を重ね合わせて抵抗スポット溶接したアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手であって、
前記抵抗スポット溶接により形成された溶融ナゲットは、
前記アルミニウム材同士の重ね合わせ面の断面において、複数のブローホールが前記溶融ナゲットの前記重ね合わせ面内の中央部に凝集して存在し、
ナゲット中心を通る前記アルミニウム材の重ね方向の断面において、前記複数のブローホールのうち最大の大きさのブローホールが、前記溶融ナゲットの前記重ね方向に延びるナゲット中心線を通る位置に形成されているアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手。
このアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手によれば、ブローホールが溶融ナゲットの中央部に凝集して配置されている。そのため、溶融ナゲットの外縁部にブローホールが存在する場合と比較して、アルミニウム材同士の剥離強度(CTSの強度)を向上でき、ボタン破断であってもCTSの強度バラつきを小さくできる。
As described above, the following matters are disclosed in this specification.
(1) A resistance spot welded joint made of aluminum by superimposing a plurality of aluminum materials and performing resistance spot welding.
The molten nugget formed by the resistance spot welding
In the cross section of the overlapping surface of the aluminum materials, a plurality of blow holes are aggregated and existed in the central portion of the molten nugget in the overlapping surface.
In the cross section of the aluminum material passing through the center of the nugget in the stacking direction, the blow hole having the largest size among the plurality of blow holes is formed at a position passing through the center line of the nugget extending in the stacking direction of the molten nugget. Aluminum resistance spot welded joint.
According to this aluminum resistance spot welded joint, blow holes are aggregated and arranged in the center of the molten nugget. Therefore, as compared with the case where the blow hole is present at the outer edge of the molten nugget, the peel strength (CTS strength) between the aluminum materials can be improved, and the CTS strength variation can be reduced even if the button is broken.

(2) 前記最大の大きさのブローホール以外の他の前記ブローホールは、前記最大の大きさのブローホールの1/20以下の大きさの微小ブローホールである(1)に記載のアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手。
このアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手によれば、微小ブローホールよりも大きいブローホールが溶融ナゲットの中央部に形成されるため、CTSの強度バラつきをより低減できる。
(2) The aluminum material according to (1), wherein the blow hole other than the maximum size blow hole is a minute blow hole having a size of 1/20 or less of the maximum size blow hole. Resistance spot welded joints.
According to this resistance spot welded joint made of aluminum material, a blow hole larger than a minute blow hole is formed in the central portion of the molten nugget, so that the strength variation of CTS can be further reduced.

(3) 前記複数のブローホールは、前記溶融ナゲットの前記重ね合わせ面の断面で、ナゲット中心からナゲット幅の70%以内の半径領域に配置されている(1)又は(2)に記載のアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手。
このアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手によれば、溶融ナゲットのシェア破断を招き、剥離強度を低下させるナゲット外縁部のブローホールが存在しないため、アルミニウム材の剥離時には安定してボタン破断となり、高い接合強度が得られる。
(3) The aluminum according to (1) or (2), wherein the plurality of blow holes are arranged in a radial region within 70% of the nugget width from the center of the nugget in the cross section of the overlapping surface of the molten nugget. Material resistance spot welded joints.
According to this resistance spot welded joint made of aluminum material, there is no blow hole at the outer edge of the nugget that causes the shear breakage of the molten nugget and reduces the peel strength. Therefore, when the aluminum material is peeled off, the button breaks stably and the joint is high. Strength is obtained.

11 スポット溶接機
13,15 電極
17 溶接トランス部
18 電源部
19 制御部
20 電極駆動部
21 第1アルミニウム板
23 第2アルミニウム板
25 溶融ナゲット
26 殻(シェル)
27 抵抗スポット溶接継手
29 圧痕
BH,BHa,BHb,BHc,BHd,BHe,BHf ブローホール
11 Spot welder 13, 15 Electrode 17 Welding transformer 18 Power supply 19 Control 20 Electrode drive 21 1st aluminum plate 23 2nd aluminum plate 25 Molten nugget 26 Shell
27 Resistive spot welded joint 29 Indentation BH, BHa, BHb, BHc, BHd, BHe, BHf blow hole

Claims (3)

複数のアルミニウム材を重ね合わせて抵抗スポット溶接したアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手であって、
前記抵抗スポット溶接により形成された溶融ナゲットは、
前記アルミニウム材同士の重ね合わせ面の断面において、複数のブローホールが前記溶融ナゲットの前記重ね合わせ面内の中央部に凝集して存在し、
ナゲット中心を通る前記アルミニウム材の重ね方向の断面において、前記複数のブローホールのうち最大の大きさのブローホールが、前記溶融ナゲットの前記重ね方向に延びるナゲット中心線を通る位置に形成されているアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手。
A resistance spot welded joint made of aluminum by superimposing multiple aluminum materials and performing resistance spot welding.
The molten nugget formed by the resistance spot welding
In the cross section of the overlapping surface of the aluminum materials, a plurality of blow holes are aggregated and existed in the central portion of the molten nugget in the overlapping surface.
In the cross section of the aluminum material passing through the center of the nugget in the stacking direction, the blow hole having the largest size among the plurality of blow holes is formed at a position passing through the center line of the nugget extending in the stacking direction of the molten nugget. Aluminum resistance spot welded joint.
前記最大の大きさのブローホール以外の他の前記ブローホールは、前記最大の大きさのブローホールの1/20以下の大きさの微小ブローホールである請求項1に記載のアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手。 The resistance spot of the aluminum material according to claim 1, wherein the blow hole other than the maximum size blow hole is a minute blow hole having a size of 1/20 or less of the maximum size blow hole. Welded joint. 前記複数のブローホールは、前記溶融ナゲットの前記重ね合わせ面の断面で、ナゲット中心からナゲット幅の70%以内の半径領域に配置されている請求項1又は2に記載のアルミニウム材の抵抗スポット溶接継手。 The resistance spot welding of the aluminum material according to claim 1 or 2, wherein the plurality of blow holes are arranged in a radial region within 70% of the nugget width from the center of the nugget in the cross section of the overlapping surface of the molten nugget. Fittings.
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