JP2744729B2

JP2744729B2 - アルミニウム及びアルミニウム合金材料の抵抗溶接方法

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Publication number: JP2744729B2
Application number: JP4056220A
Authority: JP
Inventors: 富晴沖田
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; JFE Steel Corp
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; JFE Steel Corp
Priority date: 1992-02-06
Filing date: 1992-02-06
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JPH05228642A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抵抗溶接において、圧延
鋼板と比べて電極寿命の劣るアルミニウム及びアルミニ
ウム合金を被溶接材料とする場合に、電極の寿命を圧延
鋼板の場合と同等に改善した抵抗溶接方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧延鋼板を用いた自動車等の大量
生産における組立工程の接合方法として、抵抗スポット
溶接方法が多く用いられていたが、その理由としては、
非常に能率的な溶接方法で大量生産に適していること、
および一度溶接条件を設定すると全く素人の人でも、ま
たロボットでも容易に溶接ができ、安定した溶接ナゲッ
トや継手強度が得られるからである。従来の抵抗スポッ
ト溶接方法は、被溶接材料を重ねて、上電極、下電極で
加圧、通電してナゲットを形成して接合する。従来の圧
延鋼板のみに限らず、アルミニウムおよびその合金や複
合材料を抵抗スポット溶接する場合においても、電極材
料としてＪＩＳＺ３２３４−¹⁹⁷⁷「抵抗溶接用銅電
極材料」の第１種、または第２種を用い、電極形状は、
ＪＩＳＣ９３０４−¹⁹⁸⁶「スポット溶接用電極の形状
及び寸法」で定める形状のものを用いるのが一般的であ
る。電極材料としてこれらの材料が使用される理由とし
ては、被溶接材料より熱伝導や導電率が高いので、接触
部で電極と被溶接材料が接合しにくいので連続して溶接
できるためである。

【０００３】しかし、実際には、被溶接材料の種類によ
って、連続して所定の強度やナゲット径等の要求性能を
確保して溶接できる溶接点数（電極寿命）が異なってい
る。溶接する前に電極の先端を所定の形状に切削した
り、所定の表面粗度に磨いたりして整えるが、そのこと
をドレッシングと称する。１回のドレッシングで連続し
て所定の要求性能を有した溶接部が得られる打点数をそ
の電極の電極寿命と言うが、その判定方法として次のよ
うなものがある。．ナゲット径、または引張せん断強さが規定の値以下
になるまでの連続打点数。．電極先端に、電極と被溶接材料との合金層ができ
て、それが溶接部に転写されて外観が損なわれる現象を
ピックアップと称するが、これが発生し始める前までの
連続打点数。．電極が被溶接材料に溶着してとれなくなる現象が起
こる前までの連続打点数等。一般的には及びの方法が用いられることが多いの
で、本明細書の電極寿命の用語は、及びの判定方法
を用いることとする。この判定方法で従来の圧延鋼板を
用いた自動車の組み立てラインにおける抵抗スポット溶
接の電極寿命を示すと、１００００打点以上であると言
われている。このように、圧延鋼板の抵抗スポット溶接
では非常に長い電極寿命であるが、アルミニウム及びア
ルミニウム合金の抵抗スポット溶接の電極寿命は２００
〜１０００打点と言われている。

【０００４】上記のように、アルミニウム合金の抵抗ス
ポット溶接における電極寿命は圧延鋼板より非常に劣る
ため、その改善方法が従来から検討がなされている。例
えば、特開昭６１−１５９２８８号公報では、図６のご
とく、アルミニウムまたはアルミニウム合金同士を電気
抵抗溶接するにあたり、電極１、２と被溶接材料１１、
１２の間に電極より高電気伝導性のインサート材（箔状
介在物）９、１０を介装して溶接する方法が提案されて
いる。これは、かなり過剰な入熱で溶接しても、溶込み
が板の表面まで到らず、表面割れを発生することなくア
ルミニウム合金同士を溶接する方法であるが、電極寿命
をある程度改善する効果も有ると考えられる。

【０００５】ところで、アルミニウムやアルミニウム合
金を抵抗溶接するにあたり、電極と被溶接材料との間に
銅及び銅合金の箔を用いた場合は、アルミニウムとの親
和性が良く、加圧、溶接する２００℃付近において拡散
接合しやすい。このため導電性があり、かつアルミニウ
ムより溶融点が高いにもかかわらず抵抗溶接の介在物と
しては不向きであることがわかった。一方省エネルギー
の見地から自動車の軽量化が望まれ、軽く強度の高いア
ルミニウム及びアルミニウム合金が自動車用材料として
注目されてきた。しかし前述したように、アルミニウム
及びアルミニウム合金の抵抗溶接は、従来の圧延鋼板に
比較して著しく電極寿命が短く電極のドレッシングが頻
繁になり、自動車等の大量生産においてはこれがネック
になり問題であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
ついて検討の結果なされたもので、アルミニウム及びア
ルミニウム合金の抵抗溶接にあたり、電極寿命を著しく
向上させる抵抗溶接方法を開発したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるアルミニウ
ム及びアルミニウム合金材料の抵抗溶接方法は、前述の
課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項１の発明によるアルミニウム及びアル
ミニウム合金材料の抵抗溶接方法は、Ｎｉ，Ｎｉ合金，
Ｔｉ，Ｔｉ合金，Ｎｂ，Ｎｂ合金，Ｍｏ，Ｍｏ合金，
Ｗ，Ｗ合金，Ｃｒ，Ｃｒ合金，Ｃｏ及びＣｏ合金のいず
れかを、鉄板又は鋼板の両面にそれぞれ１〜１００μｍ
被覆した厚さ０．０２〜１ｍｍの箔状介在物を、電極と
被溶接材料との間に介在させて接合することを特徴とす
るものである。請求項２の発明によるアルミニウム及び
アルミニウム合金材料の抵抗溶接方法は、Ｎｉ，Ｎｉ合
金，Ｔｉ，Ｔｉ合金，Ｎｂ，Ｎｂ合金，Ｍｏ，Ｍｏ合
金，Ｗ，Ｗ合金，Ｃｒ，Ｃｒ合金，Ｃｏ及びＣｏ合金の
中の一種を鉄板又は鋼板の片面に、前記金属の中の他の
一種を前記鉄板又は鋼板の他の片面に、それぞれ１〜１
００μｍ被覆した厚さ０．０２〜１ｍｍの箔状介在物
を、電極と被溶接材料との間に介在させて接合すること
を特徴としている。すなわち本発明は、アルミニウム及
びアルミニウム合金、例えばＡｌ合金として、Ａｌ−Ｓ
ｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｃｕ
−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｃｕ−Ｍ
ｇ系などの合金材料を抵抗溶接するに際し、上下電極と
被溶接材料の接触する箇所に、上記の箔状介在物を挟ん
で加圧、通電して溶接する方法である。尚、この溶接に
用いる溶接機は、従来用いられている単相交流式抵抗溶
接機、単相整流式抵抗溶接機、三相低周波抵抗溶接機、
三相整流式抵抗溶接機、コンデンサー式抵抗溶接機、イ
ンバータ抵抗溶接機等のいずれでも良い。また箔状介在
物を自動的に連続供給することもできる。

【０００８】

【作用】前記の手段により、溶接電流は、電極から通電
性の箔状介物を通過して被溶接材料に流れ、被溶接材料
間の抵抗により発熱、溶解し、ナゲットを形成する。故
に、溶接電流は被溶接材料同士が健全に溶接できる入熱
量が得られる値とし、介在物まで溶ける入熱量は必要と
しない。箔状介在物まで溶ける溶接条件は、過剰入熱で
あり、被溶接材料自体の表面まで完全に溶けて割れ等の
欠陥も発生し、介在物を用いる意味が無くなる。箔状介
在物は鋭意研究した結果、鉄または鋼板の両面、または
片面ずつに、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ
およびそれらの合金を１〜１００μｍ被覆した厚さ０．
０２〜１ｍｍのものは、前記Ｃｕ等の金属材料より、電
極寿命が長く、しかも電極や被溶接物への溶着が無く、
テープ状にして連続供給が可能であると共に、溶接部の
外観、内部品質も良好であることが判った。被覆金属の
厚さが素板の厚さの１μｍ未満では、溶接電流をナゲッ
ト形成以上にすると被覆金属まで溶けてしまうため望ま
しくない。又、被覆金属の厚さが１００μｍを超える場
合は、単体金属の時と同じ程度の効果しか得られない。
故に鉄又は鋼板の両面、または片面ずつにＮｉ、Ｔｉ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ及びそれらの合金を被覆す
る割合は、１〜１００μｍとする。介在物の厚さは、
０．０２ｍｍ未満では、通常の抵抗溶接で溶融して電極
や被溶接材料に溶着してしまい、１ｍｍを越えると溶接
電流が通常の値ではナゲットが所定の大きさにならず、
強度が低下して溶接不可になるばかりでなく、テープ状
にして自動供給する場合は、不具合が起こりやすい。故
に、介在物の厚さは０．０２〜１ｍｍとする。

【０００９】それらの被覆金属の被覆方法としては、溶
融めっき、電気めっき、気相めっき、合わせ圧延等のい
ずれの方法でも良い。箔状介在物は、溶接前に適当な大
きさに切断して被溶接物の溶接箇所に置いておくか、貼
りつけておき、それを電極で挟んで溶接し、溶接後箔状
介在物を取り除くことによってナゲット径及び圧こん表
面が健全な溶接部が得られる。この工程を繰り返すこと
によって全てのナゲットおよび圧こん表面が健全な溶接
部が連続して得られると共に、電極の消耗が極めて少な
く、電極寿命が飛躍的に向上する。また、箔状介在物を
リボン状（テープ状）にしておき、１点又は数点溶接毎
に溶接部に供給することにより、連続打点も可能にな
り、能率的に溶接することができる。

【００１０】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について具体的に説明する。実施例１図１は、本発明の実施例１を示す模式図である。上電極
１および下電極２はＪＩＳＺ３２３４の２種に相当
するクロム銅の１６ｍｍφを使用し、電極先端形状は、
Ｒ形でＲ＝８０ｍｍとした。電極１、２には、冷却用の
９ｍｍφの穴３，４があけられ、それぞれ導管５、６を
通って水７、８を３ｌ／分の流量で流して電極を冷却し
た。被溶接材料１１、１２はＡｌ−Ｍｇ系合金である５
１８２−Ｏ材、１ｍｍ厚さの材料であり、上電極１と被
溶接材料１１の間、および下電極２と被溶接材料１２と
の間に、Ｆｅの両面にＮｉ又はＮｉ合金を１〜１００μ
ｍ各種方法で被覆させたもの、及び片面にＮｉ又はＮｉ
合金を、他面にＴｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏのい
ずれかを被覆させたもの、１７種類の各種箔状介在物
９、１０を挟み、単相交流溶接機を用いて、溶接電流２
８０００Ａ、電極加圧力３９２０Ｎ、通電時間５サイク
ルの溶接条件で溶接した。なお、被溶接材料は入荷した
ままの表面状態とし、試験片の寸法は３０×２００ｍｍ
とし、これを２枚重ねて３０ｍｍピッチで５点溶接し
た。Ｎｉ等を被覆した上記金属箔を被溶接材料と同じ寸
法に切断して電極と被溶接物の間に挟んで溶接した。溶
接前に、電極の先端は＃１０００のエメリー紙でドレッ
シングした。そして連続１２０００点溶接し、溶接した
試験片は、図２のごとく、バネ秤１８で箔状介在物９が
被溶接材料１１から剥がれる荷重を測定した。剥がれ荷
重は、自動供給装置の剥がれ能力を考慮して１５０ｇを
許容最大値とした。これ以上では、機械的に簡単に剥が
れないと考えられたからである。

【００１１】又、図３のピール試験治具２１に被溶接材
料１１の一端を挟み、まるめながらひきはがして、ノギ
スでナゲット１３の長径および短径を測定し、次の式で
計算して求めた。ナゲット径＝（長径＋短径）／２（ｍｍ）電極寿命の限界ナゲット径は、ＪＩＳＺ３１４０
のＡ級の最小ナゲット径の４ｍｍとした。比較例とし
て、箔状介在物の被覆厚さが、１μｍ未満、及び１００
μｍを超える場合や、箔状介在物の厚さが０．０２ｍｍ
未満及び１ｍｍを越える場合を示した。又、従来方法と
して、Ｃｕ単体金属箔を用いた場合と、箔状介在物を用
いないで同一条件で溶接した場合の電極寿命も調べた。
この結果を表１に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】本発明実施例のものは、いずれのものも１
２０００点溶接できて、箔状介在物の剥がれ荷重は１５
０ｇ以下であり、全てのナゲット径は４ｍｍ以上であっ
た。即ち、電極寿命は１２０００点（以上）であった。
この時の電極先端状態を感圧紙を用いて調べたが、溶接
開始前と１２０００点溶接後で、電極先端の形状はほと
んど変わっていなかった。これに対し、比較例として用
いたＮｉ又はＮｉ合金の被覆厚さが１μｍ未満のもの
は、１３０２点で被溶接材料と溶着し、ナゲット径が４
ｍｍ以下になった。逆に、Ｎｉ又はＮｉ合金の被覆厚さ
が１００μｍを越えるものは、電極や被溶接材料とは溶
着しなかったが、１０８３点でナゲット径が４ｍｍ以下
になった。又、箔状介在物の厚さが０．０２ｍｍ未満の
ものは溶接で溶けて電極寿命は僅かに２５３点であり、
１ｍｍを越えるものは溶接不可であった。従来方法の、
Ｃｕ単体の場合の電極寿命は７５９点であり、箔状介在
物を使用しないで溶接したものの電極寿命は４５１点で
ああり、ナゲット径が規格以下になった。その時の電極
先端形状は５０点目ですでに上下電極とも中心部が凹形
になっており、打点数が多くなるに従って電極の径が大
きくなり、被溶接材料への当たりが悪くなっていた。上
記のごとく、本発明の実施例によれば、比較例及び従来
方法と比べてそれらの１０倍以上の電極寿命が得られ
た。

【００１４】実施例２図４は、本発明の実施例２を示す模式図である。上電極
１および下電極２はＪＩＳＺ３２３４の２種に相当
するクロム銅の１６ｍｍφを使用し、電極先端形状はＤ
Ｒ形で、先端の６ｍｍφ部をＲ＝４０ｍｍとした。電極
１、２には、冷却用の９ｍｍφの穴３、４があけられ、
導管５、６を通じて水７、８を３ｌ／分の流量で流して
各電極を冷却した。被溶接材料１１、１２はＡｌ−Ｍｇ
系合金である５０５２−Ｏ材、１ｍｍ厚さの材料であ
り、上電極１と被溶接材料１１の間、および下電極２と
被溶接材料１２との間に鉄又は鋼板の両面にＴｉ又はＴ
ｉ合金を１〜１００μｍ各種方法で被覆させたもの、及
び片面にＴｉ合金を、他面にＮｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ
ｒ、Ｃｏのいずれかを被覆させたもの、１７種類の各種
箔状介在物９、１０を挟み、単相整流式抵抗溶接機を用
いて、溶接電流２８０００Ａ、電極加圧力３９２０Ｎ、
通電時間５サイクルの溶接条件で溶接した。なお、被溶
接材料は入荷したままの表面状態とし、試験片の寸法は
３０×２００ｍｍとし、これを２枚重ねて３０ｍｍピッ
チで５点溶接した。箔状介在物は１６ｍｍ幅のテープ状
にし、送りリール２２、２３により電極と被溶接材料の
間に自動供給して溶接した。電極は各材料毎に新品を使
用した。そして連続１２０００点溶接し、溶接した試験
片の評価を実施例１と同様に行った。比較例としては、
箔状介在物の被覆厚さが１μｍ未満、及び１００μｍを
越える場合を示した。又、従来方法として、Ｃｕ単体金
属箔を用いた場合と、箔状介在物を用いないで同一条件
で溶接した場合について電極寿命を調べた。この結果を
表２に示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】本発明実施例のものは、いずれのものも１
２０００点溶接できて、箔状介在物の剥がれ荷重は１５
０ｇ以下であり、全てのナゲット径は４ｍｍ以上であっ
た。即ち、電極寿命は１２０００点（以上）であった。
この時の電極先端状態を感圧紙を用いて調べたが、溶接
開始前と１２０００点溶接後で、電極先端の形状はほと
んど変わっていなかった。これに対し、比較例として用
いたＴｉ又はＴｉ合金の被覆厚さが１μｍ未満のもの
は、１２１３点で被溶接材料と溶着してナゲット径が４
ｍｍ以下になった。Ｔｉ又はＴｉ合金の被覆厚さが１０
０μｍを越えるものは、被溶接材料とは溶着しなかった
が、自動供給において、送りがスムースでなく、また、
１００５点でナゲット径が４ｍｍ以下になった。箔状介
在物の厚さが０．０２ｍｍ未満のものは溶接で溶けて電
極寿命は２４１点であり、１ｍｍを超えるものは溶接不
可であった。又、従来方法のＣｕ単体のものの電極寿命
は７４６点であり、箔状介在物を使用しないで溶接した
ものは３０９点で、ナゲット径が規格以下になった。
又、その時の電極先端形状は５０点目ですでに上下電極
とも中心部が凹形になっており、打点数が多くなるに従
って電極径が大きくなり、被溶接材料への当たりが悪く
なっていた。

【００１７】実施例３抵抗溶接機は図１に示すものを用い、上電極１および下
電極２はＪＩＳＺ３２３４の２種に相当するクロム銅
の１６ｍｍφを使用し、電極先端形状は、Ｒ形で、Ｒ＝
８０ｍｍとした。電極１、２には、冷却用の９ｍｍφの
穴３、４があけられ、導管５、６を通じて水７、８を３
ｌ／分の流量で流して電極を冷却した。被溶接材料１
１、１２はＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金である６００９−Ｔ
４材、１ｍｍ厚さの材料であり、上電極１と被溶接材料
１１の間、および下電極２と被溶接材料１２との間に、
鉄又は鋼板の両面にＮｂ又はＮｂ合金を１〜１００μｍ
各種方法で被覆させたもの、及び片面にＮｂ又はＮｂ合
金を、他面にＮｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏのいず
れかを被覆させたもの、１７種類の各種箔状介在物９、
１０を挟み、単相交流溶接機を用いて、溶接電流２８０
００Ａ、電極加圧力３９２０Ｎ、通電時間８サイクルの
溶接条件で溶接した。なお、被溶接材料は入荷したまま
の表面状態とし、試験片の寸法は３０×２００ｍｍと
し、これを２枚重ねて３０ｍｍピッチで５点溶接した。
箔状介在物は被溶接材料と同じ寸法に切断して電極と被
溶接物の間に挟んで溶接した。溶接前に、電極の先端
は、＃１０００のエメリー紙でドレッシングした。そし
て連続１２０００点溶接し、溶接した試験片の評価を実
施例１と同様に行った。比較例としては、箔状介在物の
被覆厚さが１μｍ未満、及び１００μｍを越える場合を
示した。又、従来方法として、Ｃｕ単体金属箔を用いた
場合と、箔状介在物を用いないで同一条件で溶接した場
合について電極寿命を調べた。この結果を表３に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】本発明実施例のものは、いずれのものも１
２０００点溶接できて、箔状介在物の剥がれ荷重は１５
０ｇ以下であり、全てのナゲット径は４ｍｍ以上であっ
た。即ち、電極寿命は１２０００点（以上）であった。
この時の電極先端状態を感圧紙を用いて調べたが、溶接
開始前と１２０００点溶接後で、電極先端の形状はほと
んど変わっていなかった。これに対し、比較例として用
いたＮｂ又はＮｂ合金の被覆厚さが１μｍ未満のもの
は、１５５６点で被溶接材料と溶着し、ナゲット径が４
ｍｍ以下になった。逆に、Ｎｂ又はＮｂ合金被覆厚さが
１００μｍを越えるものは、被溶接材料とは溶着しなか
ったが、１４６３点でナゲット径が４ｍｍ以下になっ
た。介在物の厚さが０．０２ｍｍ未満のものは溶接で溶
けて電極寿命は僅かに４４２点であり、１ｍｍを越える
ものは溶接不可であった。従来方法のＣｕ単体は１１６
７点であり、箔状介在物を使用しないで溶接したものの
電極寿命は３３８点であった。（ナゲット径が規格以下
になった。）また、その時の電極先端形状は５０点目で
すでに上下電極とも中心部が凹形になっており、打点数
が多くなるに従って電極径が大きくなり、被溶接材料へ
の当たりが悪くなっていた。

【００２０】実施例４抵抗溶接機は図１に示すものを用い、上電極１および下
電極２はＪＩＳＺ３２３４の２種に相当するクロム−
ジルコニウム−銅合金の１６ｍｍφを使用し、電極先端
形状は、Ｒ形で、Ｒ＝８０ｍｍとした。電極１、２に
は、冷却用の９ｍｍφの穴３、４があけられ、導管５、
６を通じて水７、８を３ｌ／分の流量で流して電極を冷
却した。被溶接材料１１、１２はＡｌ−Ｍｇ系合金であ
る５１８２−Ｏ材、１ｍｍ厚さの材料であり、上電極１
と被溶接材料１１の間、および下電極２と被溶接材料１
２との間に、鉄又は鋼板の表面にＣｒ又はＣｒ合金を１
〜１００μｍ各種方法で被覆させたもの、及び片面にＣ
ｒ又はＣｒ合金を、他面にＮｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｃｏのいずれかを被覆させたもの１７種類の各種箔
状介在物９、１０を挟み、単相交流溶接機を用いて、溶
接電流２８０００Ａ、電極加圧力３９２０Ｎ、通電時間
７サイクルの溶接条件で溶接した。なお、被溶接材料は
入荷したままの表面状態とし、試験片の寸法は３０×２
００ｍｍとし、これを２枚重ねて３０ｍｍピッチで５点
溶接した。Ｃｒを被覆した上記金属箔を被溶接材料と同
じ寸法に切断して電極と被溶接物の間に挟んで溶接し
た。溶接前に、電極の先端は、＃１０００のエメリー紙
でドレッシングした。そして連続１２０００点溶接し、
溶接した試験片の評価は実施例１と同様に行った。比較
例として、箔状介在物の被覆厚さが、１μｍ未満、及び
１００μｍを越える場合を示した。又、従来方法とし
て、Ｃｕ単体の電極寿命、及び箔状介在物を用いないで
同一条件で溶接した場合の電極寿命も調べた。この結果
を表４に示す。

【００２１】

【表４】

【００２２】本発明実施例により、鉄又は鋼板にＣｒ又
はＣｒ合金を１〜１００μｍ被覆した箔状介在物を用い
た場合は、いずれのものも１２０００点溶接できて、箔
状介在物の剥がれ荷重は１５０ｇ以下であり、全てのナ
ゲット径は４ｍｍ以上であった。即ち、電極寿命は１２
０００点（以上）であった。この時の電極先端状態を感
圧紙を用いて調べたが、溶接開始前と１２０００点溶接
後で電極先端の形状はほとんど変わっていなかった。こ
れに対し、比較例として用いたＣｒ又はＣｒ合金の被覆
厚さが１μｍ未満のものは、１１９５点で被溶接材料と
溶着し、ナゲット径が４ｍｍ以下になった。逆に、Ｃｒ
又はＣｒ合金の被覆厚さが素板の１００μｍを越えるも
のは、被溶接材料とは溶着しなかったが、１０２８点で
ナゲット径が４ｍｍ以下になった。介在物の厚さが０．
０２ｍｍ未満のものは溶接で溶けて電極寿命は１９８点
であり、１ｍｍを越えるものは溶接不可であった。又、
従来方法の、Ｃｕ単体の場合の電極寿命は６８３点であ
り、箔状介在物を使用しないで溶接したものの電極寿命
は２８７点であった。（ナゲット径が規格以下になっ
た。）又、その時の電極先端形状は５０点目ですでに上
下電極とも中心部が凹形になっており、打点数が多くな
るに従って電極径が大きくなり、被溶接材料への当たり
が悪くなっていた。

【００２３】実施例５図５は、本発明の実施例５を示す模式図である。上電極
１および下電極２はＪＩＳＺ３２３４の２種に相当
するクロム銅合金の１６ｍｍφを使用し、電極先端形状
は、ＤＲ形で、先端の６ｍｍφ部をＲ＝４０ｍｍとし
た。電極１、２には、冷却用の９ｍｍφの穴３、４があ
けられ、導管５、６を通じて水７、８を３ｌ／分の流量
で流して電極を冷却した。被溶接材料１１、１２はＡｌ
−Ｍｇ系合金である５１８２−Ｏ材、１ｍｍ厚さの材料
であり、上電極１と被溶接材料１１の間、および下電極
２と被溶接材料１２との間に、鉄又は鋼板の表面にＣｏ
又はＣｏ合金を１〜１００μｍ各種方法で被覆させたも
の、及び片面にＣｏ又はＣｏ合金を、他面にＮｉ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒのいずれかを被覆させたもの
１７種類の各種箔状介在物９、１０を挟み、単相交流溶
接機を用いて、溶接電流２８０００Ａ、電極加圧力３９
２０Ｎ、通電時間５サイクルの溶接条件で溶接した。な
お、被溶接材料は入荷したままの表面状態とし、試験片
の寸法は３０×２００ｍｍとし、これを２枚重ねて３０
ｍｍピッチで５点溶接した。Ｃｏを被覆した上記金属箔
を被溶接材料と同じ寸法に切断して電極と被溶接材料の
間に挟んで溶接した。溶接前に、電極の先端は＃１００
０のエメリー紙でドレッシングした。そして連続１２０
００点溶接し、溶接した試験片の評価は実施例１と同様
に行った。比較例として、箔状介在物の被覆厚さが、１
μｍ未満、及び１００μｍを越える場合を示した。又、
従来方法として、Ｃｕ単体の電極寿命、及び箔状介在物
を用いないで同一条件で溶接した場合の電極寿命も調べ
た。この結果を表５に示す。

【００２４】

【表５】

【００２５】本発明実施例のように、鉄又は鋼板にＣｏ
又はＣｏ合金を１〜１００μｍ被覆した箔状介在物を用
いた場合は、いずれのものも１２０００点溶接できて、
箔状介在物の剥がれ荷重は１５０ｇ以下であり、全ての
ナゲット径は４ｍｍ以上であった。即ち、電極寿命は１
２０００点（以上）であった。この時の電極先端状態を
感圧紙を用いて調べたが、溶接開始前と１２０００点溶
接後で、電極先端の形状はほとんど変わっていなかっ
た。これに対し、比較例として用いたＣｏ又はＣｏ合金
の被覆厚さが１μｍ未満のものは、１２１１点で被溶接
材料と溶着し、ナゲット径が４ｍｍ以下になった。逆
に、Ｃｒ又はＣｒ合金の被覆厚さが素板の１００μｍを
越えるものは、被溶接材料とは溶着しなかったが、１０
５２点でナゲット径が４ｍｍ以下になった。箔状介在物
の厚さが０．０２ｍｍ未満のものは溶接で溶けて電極寿
命は３２２点であり、１ｍｍを越えるものは溶接不可で
あった。又、従来方法の、Ｃｕ単体の場合は８３２点で
あり、箔状介在物を使用しないで溶接したものの電極寿
命は５９８点であった。（ナゲット径が規格以下になっ
た。）又、その時の電極先端形状は５０点目ですでに上
下電極とも中心部が凹形になっており、打点数が多くな
るに従って電極径が大きくなり、被溶接材料への当たり
が悪くなっていた。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように、アルミニウム及
びアルミニウム合金材料の抵抗溶接の際に、十分なナゲ
ット径と良好な圧こん表面が電極、被溶接材料への溶着
なしに連続して１００００点以上得られ、圧延鋼板の溶
接と同等の電極寿命が得られるもので、特に自動車のア
ルミ化の最大のネックとされていた抵抗溶接の改善に大
きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る抵抗溶接方法を示す模
式図。

【図２】本発明の実施例における箔状介在物の剥がれ荷
重測定状況を示す正面図。

【図３】本発明の実施例におけるピール試験状況を示す
斜視図。

【図４】本発明の一実施例に係る抵抗溶接方法の他の例
を示す模式図。

【図５】本発明の一実施例に係る抵抗溶接方法の他の例
を示す模式図。

【図６】従来の抵抗溶接方法を示す模式図。

【符号の説明】

１上電極２下電極３上電極の冷却穴４下電極の冷却穴５上電極の導管６下電極の導管７、８冷却水９、１０箔状介在物１１、１２被溶接材料１３ナゲット１８バネ秤１９クリップ２０溶接箇所２１ピール試験具２２、２３箔状介在物送りリール２４、２５箔状介在物巻き取りリール２６、２７箔状介在物巻き取りモーター２８、２９、３０、３１支持ロール

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム及びアルミニウム合金材料
の抵抗溶接にあたり、Ｎｉ，Ｎｉ合金，Ｔｉ，Ｔｉ合
金，Ｎｂ，Ｎｂ合金，Ｍｏ，Ｍｏ合金，Ｗ，Ｗ合金，Ｃ
ｒ，Ｃｒ合金，Ｃｏ及びＣｏ合金のいずれかを、鉄板又
は鋼板の両面にそれぞれ１〜１００μｍ被覆した厚さ
０．０２〜１ｍｍの箔状介在物を、電極と被溶接材料と
の間に介在させて接合することを特徴とする、アルミニ
ウム及びアルミニウム合金材料の抵抗溶接方法。
【請求項２】アルミニウム及びアルミニウム合金材料
の抵抗溶接にあたり、Ｎｉ，Ｎｉ合金，Ｔｉ，Ｔｉ合
金，Ｎｂ，Ｎｂ合金，Ｍｏ，Ｍｏ合金，Ｗ，Ｗ合金，Ｃ
ｒ，Ｃｒ合金，Ｃｏ及びＣｏ合金の中の一種を鉄板又は
鋼板の片面に、前記金属の中の他の一種を前記鉄板又は
鋼板の他の片面に、それぞれ１〜１００μｍ被覆した厚
さ０．０２〜１ｍｍの箔状介在物を、電極と被溶接材料
との間に介在させて接合することを特徴とする、アルミ
ニウム及びアルミニウム合金材料の抵抗溶接方法。