JP3794300B2 - スポット溶接方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合わせた２枚の厚板の被溶接部材の少なくとも一方に薄板の被溶接部材をさらに重ね合わせ、これらを一対の電極で挟み加圧通電することにより、これら被溶接部材をスポット溶接するスポット溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、重ね合わせられた鋼板同士の溶接には、スポット溶接が用いられている。この溶接方法は、重ね合わせた２枚の鋼板を直接、上下の電極チップで挟み加圧しながら板厚方向に溶接電流を流すことで発生する鋼板の抵抗発熱を利用するもので、点状の溶接部を得ている。即ち、電流を流した際に両鋼板の接触箇所に溶接ナゲット（以下「ナゲット」という。）と呼ばれる両鋼板の溶融した部分ができ、このナゲットによって両鋼板が点状に溶接される。
【０００３】
ところで、３枚以上の鋼板を溶接する場合にも、上述したスポット溶接方法を利用する要求がある。例えば、図８(A) に示すように、車両のフロア部を構成するフロアパネル９１、メンバー９２およびリンフォース９３といった鋼板を、フロアパネル９１とメンバー９２との間にリンフォース９３を挟み込んで溶接したい場合等である。
【０００４】
しかし、例えば図８(B) に示すように、メンバー９２と板厚が厚いリンフォース９３とを重ね合わせた場合には、それら鋼板間に隙間が発生し易い。特に、それら鋼板の形状が複雑化している場合には、隙間が大きくなる傾向がある。
【０００５】
このような重ね合わせたとき隙間が発生し易い２枚の厚板と、フロアパネル９１等の薄板からなる３枚の鋼板をスポット溶接により溶接する場合には、図８(C) に示すように、電極チップ２６、２７の加圧力を高くして３枚の鋼板を変形させ、厚板間の隙間Ｓを詰めることによって、鋼板同士が接する部位に電流経路を形成し、鋼板同士を溶接する方法が一般に採られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すように、フロアパネル９１の板厚ｂに対するフロアパネル９１、メンバー９２およびリンフォース９３の総板厚ａの比が、４．５倍以下の場合には、上述した方法であっても所定の強度を得るスポット溶接が可能ではあるが、当該板厚比が４．５倍を超えると、上述した方法では所定の溶接強度を得るスポット溶接ができないという問題がある。
【０００７】
そのため、このような場合には、例えば図１０に示すように、フロアパネル９１とメンバー９２との間に挟み込むリンフォース９３の両側部９３ａを拡げて形成し、この拡大された両側部９３ａを有するリンフォース９３と、メンバー９２とを溶接した後、この溶接されたリンフォース９３の両側部９３ａとフロアパネル９１とを溶接することにより、鋼板同士の溶接箇所を分離して溶接部分Ｐａ、Ｐｂで溶接している。
【０００８】
ところが、このような溶接箇所を分離する方法によると、リンフォース９３の両側部９３ａを拡げて形成しなければならないため、重量の増加を招くという新たな問題が生じ、また溶接箇所が増加することから、コスト高になるという問題も生じている。
【０００９】
ここで、前述した板厚比が４．５倍を超える場合について本願発明者らが解析したところ、以下に述べる現象を生じていることが判った。
即ち、図８(C) に示すように、加圧により、メンバー（厚板）９２とリンフォース（厚板）９３の隙間Ｓを詰めて溶接する場合、高い加圧力によって鋼板（フロアパネル９１、メンバー９２およびリンフォース９３）を変形させると、図１１(A) に示すように、上側の電極チップ２６とリンフォース（厚板）９３に重ね合わされたフロアパネル（薄板）９１との接触面積が増大する。そのため、上側の電極チップ２６からフロアパネル（薄板）９１へ流れる溶接電流の電流経路（同図中楕円内α）が分散してしまうことから、電流密度が低下するので、フロアパネル（薄板）９１とこのフロアパネル（薄板）９１の内側に位置するリンフォース（厚板）９３との間の発熱が小さくなり、ナゲットの形成には至らない。
【００１０】
一方、メンバー（厚板）９２とリンフォース（厚板）９３とは、隙間Ｓを詰めるためにかけられた高い加圧力に起因する鋼板の変形によって点接触となる。これにより、電流経路が絞られ集中することから（同図中楕円内β）、電流密度が高くなるので、メンバー（厚板）９２およびリンフォース（厚板）９３間の発熱が大きくなり、ナゲットＮが形成される。
【００１１】
つまり、まずメンバー（厚板）９２とリンフォース（厚板）９３との間からナゲットＮが形成される。そしてこのナゲットＮは、通電時間が経過するとともに拡大していくが、ある程度の大きさまで成長すると、図１１(B) に示すように、溶融金属がスパッタＤとなって鋼板（メンバー９２、リンフォース９３）間の隙間Ｓから飛び出してしまう。このため、ナゲットＮの成長が妨げられることから、ナゲットＮがフロアパネル（薄板）９１まで広がらず、フロアパネル（薄板）９１とリンフォース（厚板）９３とを溶接することができないことが判明した。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、重ね合わせた２枚の厚板の被溶接部材の少なくとも一方に薄板の被溶接部材をさらに重ね合わせ、これら被溶接部材をスポット溶接する場合に、薄板の板厚に対する総板厚の比が大きくても所定の溶接強度が得られるスポット溶接方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段、および発明の作用・効果】
上記した目的を達成するため、請求項１のスポット溶接方法では、重ね合わせた２枚の厚板の被溶接部材の少なくとも一方に薄板の被溶接部材をさらに重ね合わせ、これらを一対の電極で挟み加圧通電することにより、これら被溶接部材をスポット溶接するスポット溶接方法であって、
前記薄板の被溶接部材には、溶接すべき部位に部分的に一般部より一段高い座面を前記厚板の方向とは反対の方向に突出するように形成するとともに、前記一対の電極のうち、薄板の被溶接部材に対向する電極は、先端を球面に形成し、
溶接初期は低加圧力で薄板の被溶接部材の座面を前記先端が球面の電極によって球面状に押しつぶすよう変形させて、薄板の被溶接部材とこれと隣り合う厚板の被溶接部材とを溶接し、その後、高加圧力で２枚の厚板の被溶接部材同士を溶接することを技術的特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明では、２枚の厚板の被溶接部材の少なくとも一方に重ね合わせた薄板の被溶接部材には、溶接すべき部位に部分的に一般部より一段高い座面を厚板の方向とは反対の方向に突出するように形成するとともに、一対の電極のうち、薄板の被溶接部材に対向する電極は、先端を球面に形成する。そして、溶接初期は低加圧力で薄板の被溶接部材の座面を先端が球面の電極によって球面状に押しつぶすよう変形させて、薄板の被溶接部材とこれと隣り合う厚板の被溶接部材とを溶接し、その後、高加圧力で２枚の厚板の被溶接部材同士を溶接する。これにより、溶接初期においては、薄板の座面を低加圧で押しつぶすことで、一般部より一段高く形成された座面を球面状に変形させるので、この球面状に変形した座面を厚板の被溶接部材に対して点当たりに接触させることができる。そのため、薄板の被溶接部材とこれと隣り合う厚板の被溶接部材との間には、球面状に変形した座面により点状に絞られた電流経路が形成されるので、この通電経路を流れる溶接電流の電流密度を高めることができ、このような通電経路を流れる溶接電流によって、薄板の被溶接部材とこれと隣り合う厚板の被溶接部材との間に溶け込み、つまりナゲットを形成させることができる。その後においては、座面を押しつぶした加圧力よりも高い加圧力（高加圧力）をかけることで、２枚の厚板の被溶接部材同士の隙間が詰まり、２枚の厚板の被溶接部材同士の間に通電経路を形成することができる。これにより、このような通電経路を流れる溶接電流によって、２枚の厚板の被溶接部材同士の間にナゲットを形成させることができる。したがって、重ね合わせた２枚の厚板の被溶接部材の少なくとも一方に薄板の被溶接部材をさらに重ね合わせ、これら被溶接部材をスポット溶接する場合に、薄板の厚板に対する総板厚の比が大きくても所定の溶接強度を確保できる。
【００１５】
請求項２のスポット溶接方法では、請求項１に記載のスポット溶接方法において、前記座面は、円形であり、その径は前記電極の径の１〜３倍であることを技術的特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明では、部分的に一般部より一段高く形成する座面は、円形であり、その径は電極の径の１〜３倍である。これにより、座面は円形であることから、電極の先端球面による球面状の変形を容易に形成することができる。また、最小でも座面の径を電極の径の１倍に設定しているので、電極と座面の位置が多少ばらついても電極の先端球面により座面を球面状に変形させることができ、また最大でも座面の径を電極の径の３倍に設定しているので、座面全体が緩やかに撓むことなく座面を部分的に球面状に変形させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスポット溶接方法の一実施形態について図を参照して説明する。
図１には、本発明に係るスポット溶接方法を適用した溶接装置２０および被溶接部材である薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃが図示されている。
先ず、溶接装置２０の構成を図１を参照して説明する。
【００１８】
溶接装置２０には、一対の電極である電極チップ２６、２７と、この一方の電極チップ２６を支持するとともに電極チップ２６、２７で被溶接部材を加圧可能なシリンダ２４と、このシンダ２４に供給するエアの圧力を調整して加圧力を切替え可能な加圧力切替装置２５と、電極チップ２６、２７に溶接電流を供給可能な溶接トランスＴと、電極チップ２６、２７に供給される溶接電流を任意に制御可能な溶接電流制御装置ＣＯＮＴから構成されている。
【００１９】
一対の電極チップ２６、２７は、所定の間隔を隔てて対向するようにそれぞれ位置しており、一方の電極チップ２６がシリンダ２４によって移動可能に支持され、他方の電極チップ２７は固定されている。電極チップ２６、２７は、その先端部２６ａ、２７ａがそれぞれ球面に形成されている（図２(A) 参照）。
【００２０】
シリンダ２４は、加圧エアにより他方の電極チップ２７の方向に可動し得る可動部を有し、この可動部に一方の電極チップ２６を支持可能に構成されている。これにより、エア源から供給される加圧エアにより可動部が可動すると、電極チップ２６を電極チップ２７方向に動かすことができる。本実施形態では、エア源から加圧力切替装置２５を介して例えば３５００Ｎ程度の加圧エアがシリンダ２４に供給されるので電極チップ２６、２７により、両者間に位置する薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃを加圧することができる。
【００２１】
加圧力切替装置２５は、エア源とシリンダ２４との間に介在しており、エア源から供給される加圧エアを例えば２段階の所定圧に切替え得るように構成されている。本実施形態では、溶接初期には低加圧力の加圧エアをシリンダ２４に加えるように制御し、その後、高加圧力の加圧エアを加えるように制御する。これにより、シリンダ２４は、溶接初期には低加圧力で薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃを加圧でき、その後は高加圧力で薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃを加圧することができる。
【００２２】
溶接電流制御装置ＣＯＮＴは、溶接電源と溶接トランスＴとの間に介在しており、例えば、加圧力切替装置２５の加圧力の変化に同期して、一対の電極チップ２６、２７に供給される溶接電流の値を制御し得るように構成されている。本実施形態では、溶接初期には、例えば９ｋＡの低溶接電流を電極チップ２６、２７に供給し、その後の高加圧時には、例えば、１２ｋＡの高溶接電流を電極チップ２６、２７に供給するように制御している。
【００２３】
このように溶接装置２０を構成することにより、一対の電極チップ２６、２７間に鋼板（薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃ）を挟み加圧通電することができるので、両電極チップ２６、２７間に溶接電流を流すことができる。
【００２４】
次に、重ね合わせた２枚の厚板の被溶接部材の一方にさらに重ね合わせられる薄板Ｗａの構成を図２に基づいて説明する。
図２に示すように、電極チップ２６によって加圧される薄板Ｗａには、部分的に一般部３５よりも一段高い座面３０ａを有する凸部３０が形成されており、この凸部３０の構成が図２(B) および図２(C) に図示されている。
図２(B) および図２(C) に示すように、薄板Ｗａに形成されている凸部３０は中空円錐台形状に形成されており、その頂部には、円形状の座面３０ａを有する。
【００２５】
即ち、凸部３０は、薄板Ｗａの一般部３５から縮径しながら盛り上がるように形成されるテーパ部３０ｂを介して、頂部に円形状の平坦面に形成される座面３０ａを有するように構成されている。このように頂部に位置する座面３０ａは、円形に形成されているため、後述するように、電極チップ２６の先端部２６ａにより、座面３０ａを球面状に容易に変形させることができる。
【００２６】
具体的には、凸部３０は、薄板Ｗａにプレス加工を施すことにより形成され、例えば、座面３０ａの直径である座面径Ｄ１を２２mmに設定した場合、凸部３０の直径である凸部径Ｄ２は２８mmに設定され、また一般部３５から座面３０ａまでの高さである座面高Ｈは１mmに設定される。
【００２７】
また、このような座面３０ａの座面径Ｄ１は、前述した電極チップ２６（電極チップ２７）の先端径Ｄ０の１倍以上３倍以下の範囲で設定される。
【００２８】
即ち、本実施形態の場合、先端径Ｄ０が１６mmであるため、その１倍である１６mmからその３倍である４８mmまでの間で座面径Ｄ１が設定される。これにより、最小でも座面径Ｄ１を電極チップ２６の先端径Ｄ０と１倍、つまり同等に設定しているので、電極チップ２６と座面３０ａの位置が多少ばらついても電極チップ２６の先端部２６ａの球面により座面３０ａを球面状に変形させることができる。また、最大でも座面径Ｄ１を電極チップ２６の先端径Ｄ０の３倍に設定しているので、座面３０ａ全体が緩やかに撓むことなく座面３０ａを部分的に球面状に変形させることができる。
【００２９】
続いて、本スポット溶接方法により行われるスポット溶接の各工程を図３〜図７に基づいて説明する。
ここで、図３は薄板Ｗａと厚板Ｗｂとの溶接を示し、図４は溶接初期の薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃの状態を示し、図５は溶接初期の後の薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃの状態を示している。また、図６は溶接装置２０による加圧パターンおよび通電パターンを示し、図７は本スポット溶接方法により溶接された車両のフロア部の例を示している。先ず、図３を参照して、薄板Ｗａとこれと隣り合う厚板Ｗｂとの溶接について説明する。
【００３０】
図３(A) に示すように、薄板Ｗａの凸部３０の上方に位置するように電極チップ２６、２７の移動および位置決めを行う。次に、図６(A) に示すように、通電開始から５サイクルの間、加圧力切替装置２５によって、４９０Ｎ程度の低加圧力となる加圧エアをシリンダ２４に供給する。これにより、電極チップ２６が凸部３０の座面３０ａ方向に押し下げられ、電極チップ２６により、座面３０ａは厚板Ｗｂ方向に向かって押しつぶされる（図３(B) 参照）。その後、座面３０ａが厚板Ｗｂに当接すると同時に、図６(B) に示すように、９ｋＡの溶接電流が電極チップ２６、２７間に供給される。ここで、１サイクルとは、商用交流電力の周波数の逆数をいい、具体的には、１／６０秒または１／５０秒のことである。
【００３１】
即ち、図３(B) に示すように、凸部３０が存在することにより、薄板Ｗａと厚板Ｗｂとの間に形成される空間部Ｋを狭くするように、シリンダ２４により加圧された電極チップ２６が凸部３０の座面３０ａを押しつぶす。このとき、電極チップ２６の先端部２６ａは、前述の如く、球面に形成されているため、座面３０ａは、先端部２６ａと同様の球面形状に変形しながら、厚板Ｗｂ側に向かって押しつぶされる。これにより、座面３０ａには球面状の窪みを有する凹部が形成されるため、座面３０ａの裏側には厚板Ｗｂに向かって球面状に突出する接触面３０ｃが形成されることになる。
【００３２】
そして、さらにシリンダ２４による加圧が進められることによって、図３(C) に示すように、座面３０ａの裏側に形成される球面状の接触面３０ｃの頂部が、厚板Ｗｂに接触する。つまり、接触面３０ｃのうちの最も突出した部分が他の部分よりもいち早く厚板Ｗｂに点状に接触する。
【００３３】
このような状態になると、図４(A) に示すように、薄板Ｗａ、厚板Ｗｂ、Ｗｃ間に加えられる溶接電流は、電極チップ２６から薄板Ｗａと厚板Ｗｂとの間にある点接触部３０ｄを通り厚板Ｗｂへ流れる。ところが、厚板Ｗｂと厚板Ｗｃとの間には隙間Ｓがあるため、このような溶接電流は、図４(A) 中の矢印の示すように、厚板Ｗｂおよび厚板Ｗｃのそれぞれの面方向に大きく迂回して厚板Ｗｂから厚板Ｗｃへ流れて電極チップ２７へ至る。
【００３４】
このように、厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間には隙間Ｓが存在することから、厚板Ｗｂ、Ｗｃの板厚方向最短距離で電流密度を高めるような通電経路を形成できないため、これら厚板Ｗｂ、Ｗｃの間にナゲットを形成することができない。
一方、図４(B) に示すように、薄板Ｗａと厚板Ｗｂとの間には、点接触部３０ｄに点状に絞られた通電経路、つまり接触抵抗の大きい通電経路が形成される。そのため、このような絞られた通電経路により、電流密度を高めることができるので、当該通電経路を流れる溶接電流によって抵抗発熱量を増大させ、薄板Ｗａと厚板Ｗｂとの間にナゲットＮａを形成することができる。
【００３５】
上述したように、薄板Ｗａとこれと隣り合う厚板Ｗｂとを溶接した後（図６(A) に示す、通電開始から５サイクル経過後）、図５(A) に示すように、シリンダ２４による加圧力をさらに高めて３４３０Ｎ程度の高加圧力で薄板Ｗａと厚板Ｗｂ、Ｗｃを加圧するとともに、溶接電流を加圧力の増大に同期して、１２ｋＡの電流を加える（図６(B) 参照）。これにより、厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間にある隙間Ｓが電極チップ２６、２７により詰められるため、厚板Ｗｂと厚板Ｗｃとが点状に接触する。なお、図５(A) に示す矢印は、電極チップ２６、２７による加圧方向を示すものである。
【００３６】
即ち、図５(B) に示すように、高加圧力によって薄板Ｗａと厚板Ｗｂ、Ｗｃを加圧することにより、厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間に生じた隙間Ｓを十分に詰めることができ、加圧部に接触抵抗の大きい通電経路が形成されることになる。したがって、この通電経路を流れる溶接電流によって、厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間にもナゲットＮｂを形成することができる。
【００３７】
このように、薄板Ｗａと厚板Ｗｂとの間にナゲットＮａを形成し、続いて厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間にもナゲットＮｂを形成することにより、重ね合わせた２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃの一方にさらに薄板Ｗａを重ね合わせた３枚の鋼板のスポット溶接が完了する。
【００３８】
上述したように、本発明のスポット溶接方法を用いて溶接を行うことにより、例えば、図７に示すように、車両のフロア部を構成するフロアパネル７１、メンバー７２およびリンフォース７３といった３枚の鋼板をスポット溶接する場合であっても、溶接部分Ｐに所定の溶接強度を確保することができる。これにより、図１０に示すような従来のスポット溶接方法のように、リンフォース９３の両側部９３ａを拡げて、溶接箇所を溶接部分Ｐａ、Ｐｂの２箇所に分離する必要がなく、溶接部分Ｐの１箇所で溶接することができる。したがって、リンフォース７３の両側部７３ａを拡大する必要がなくなるので、重量の増加を抑制し、また、溶接箇所の増加によるコスト高をも防止する効果がある。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係るスポット溶接方法によると、２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃの一方に重ね合わせた薄板Ｗａには、溶接すべき部位に部分的に一般部より一段高い座面３０ａを形成するとともに、一対の電極チップ２６、２７のうち、薄板Ｗａに対向する電極チップ２６は、先端２６ａを球面に形成する。そして、溶接初期は低加圧力で薄板Ｗａの座面３０ａを押しつぶすようにして、薄板Ｗａとこれと隣り合う厚板Ｗｂとを溶接し、その後、高加圧力で２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士を溶接する。
【００４０】
これにより、溶接初期においては、薄板Ｗａの座面３０ａを低加圧で押しつぶすことで、一般部３５より一段高く形成された座面３０ａを球面状に変形させるので、この球面状に変形した座面３０ａを薄板Ｗａと隣り合う厚板Ｗｂに対して点当たりに接触させることができる。そのため、薄板Ｗａとこれと隣り合う厚板Ｗｂとの間には、球面状に変形した座面３０ａにより点状に絞られた電流経路が形成されるので、この通電経路を流れる溶接電流の電流密度を高めることができ、このような通電経路を流れる溶接電流によって、薄板Ｗａとこれと隣り合う厚板Ｗｂとの間に溶け込み、つまりナゲットＮａを形成させることができる。
その後においては、座面３０ａを押しつぶした加圧力よりも高い加圧力（高加圧力）をかけることで、２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の隙間Ｓを詰めることができるため、２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間に通電経路を形成することができる。これにより、このような通電経路を流れる溶接電流によって、２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間にナゲットＮｂを形成させることができる。したがって、重ね合わせた２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃの一方にさらに薄板Ｗａを重ね合わせた３枚の鋼板をスポット溶接することができる。
【００４１】
具体的には例えば、薄板Ｗａの板厚ｂに対する３枚の鋼板の総板厚ａの比が、４．５倍を超える場合には、通電時間が通電開始から５サイクルが経過するまで、薄板Ｗａの座面３０ａを４９０Ｎの低加圧で押しつぶすとともに、９ｋＡの溶接電流を流すことで、薄板Ｗａとこれと隣り合う厚板Ｗｂとの間にナゲットＮａを形成することができる。通電時間が通電開始から５サイクルを経過した後は、３４３０Ｎの高加圧力をかけるとともに、この加圧力に同期して１２ｋＡの溶接電流を流すことで、２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃ同士の間にナゲットＮｂを形成することができる。したがって、当該板厚比が４．５倍を超える場合であっても、重ね合わせた２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃの一方にさらに薄板Ｗａを重ね合わせた３枚の鋼板をスポット溶接することができる。
【００４２】
また、本実施形態に係るスポット溶接方法によると、座面３０ａは、円形であり、その座面径Ｄ１は電極チップ２６の先端径Ｄ０の１〜３倍である。これにより、座面３０ａは円形であることから、電極チップ２６の先端部２６ａの球面による球面状の変形を容易に形成することができる。また、最小でも座面径Ｄ１を電極チップ２６の先端径Ｄ０の１倍に設定しているので、電極チップ２６と座面３０ａの位置が多少ばらついても電極チップ２６の先端部２６ａの球面により座面３０ａを球面状に変形させることができ、また最大でも座面径Ｄ１を電極チップ２６の先端径Ｄ０の３倍に設定しているので、座面３０ａ全体が緩やかに撓むことなく座面３０ａを部分的に球面状に変形させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、重ね合わせた２枚の厚板Ｗｂ、Ｗｃの一方にさらに薄板Ｗａを重ね合わせた３枚の鋼板のスポット溶接について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、重ね合わせた２枚の厚板の両方にさらに薄板を重ね合わせたような４枚の鋼板のスポット溶接であっても、適用することができ、上述した同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスポット溶接方法を適用した溶接装置の構成を示す説明図である。
【図２】図２(A) は、本実施形態のスポット溶接方法に用いられる電極チップ先端の側面図、図２(B) は、同スポット溶接方法に用いられる鋼板に形成される座面の平面図、図２(C) は、図２(B) に示す座面の側面図である。
【図３】本実施形態のスポット溶接方法による溶接工程を示す説明図で、図３(A) は、電極チップの加圧による変形前の座面、図３(B) は、電極チップの加圧による変形途中の座面、図３(C) は、溶接電流の通電によるナゲット形成の初期段階、をそれぞれ示すものである。
【図４】図４(A) は、本実施形態のスポット溶接方法による溶接工程（溶接初期）を示す説明図で、図４(B) は、図４(A) の拡大図である。
【図５】図５(A) は、本実施形態のスポット溶接方法による溶接工程を示す説明図で、図５(B) は、図５(A) の拡大図である。
【図６】図６(A) は、本実施形態のスポット溶接方法における加圧パターンを示す説明図で、図６(B) は、本実施形態のスポット溶接方法における溶接電流の通電パターンを示す説明図である。
【図７】本実施形態のスポット溶接方法により溶接される車両のフロア部の断面図である。
【図８】図８(A) は、スポット溶接前の３枚の鋼板の斜視図で、図８(B) は、図８(A) の断面図で、図８(C) は、従来のスポット溶接方法による３枚の鋼板の溶接方法を示す説明図である。
【図９】フロアパネル（薄板）の板厚に対するフロアパネル（薄板）、メンバー（厚板）およびリンフォース（厚板）の総板厚の比を示す説明図である。
【図１０】従来のスポット溶接方法により溶接される車両のフロア部の断面図である。
【図１１】図１１(A) は、従来のスポット溶接方法により３枚の鋼板を溶接する場合に、鋼板に流れる電流経路を示す説明図であり、図１１(B) は、図１１(A) における溶接の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２０ 溶接装置
２４ シリンダ
２５ 加圧力切替装置
２６、２７ 電極チップ（一対の電極）
２６ａ、２７ａ 先端部 （先端）
３０ 凸部
３０ａ 座面
３５ 一般部
７１、９１ フロアパネル
７２、９２ メンバー
７３、９３ リンフォース
Ｗａ 薄板
Ｗｂ、Ｗｃ 厚板
Ｄ０ 先端径 （電極の径）
Ｄ１ 座面径 （座面の径）
Ｄ２ 凸部径
Ｈ 座面高
Ｎ、Ｎａ、Ｎｂ ナゲット
Ｓ 隙間
Ｐ 溶接箇所 （溶接すべき部位）
Ｐａ、Ｐｂ 溶接箇所

Claims (2)

1. 重ね合わせた２枚の厚板の被溶接部材の少なくとも一方に薄板の被溶接部材をさらに重ね合わせ、これらを一対の電極で挟み加圧通電することにより、これら被溶接部材をスポット溶接するスポット溶接方法であって、
   前記薄板の被溶接部材には、溶接すべき部位に部分的に一般部より一段高い座面を前記厚板の方向とは反対の方向に突出するように形成するとともに、前記一対の電極のうち、薄板の被溶接部材に対向する電極は、先端を球面に形成し、
   溶接初期は低加圧力で薄板の被溶接部材の座面を前記先端が球面の電極によって球面状に押しつぶすよう変形させて、薄板の被溶接部材とこれと隣り合う厚板の被溶接部材とを溶接し、その後、高加圧力で２枚の厚板の被溶接部材同士を溶接することを特徴とするスポット溶接方法。
2. 前記座面は、円形であり、その径は前記電極の径の１〜３倍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方法。

Images