JP4884958B2

JP4884958B2 - 重ね抵抗スポット溶接方法

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Publication number: JP4884958B2
Application number: JP2006350991A
Authority: JP
Inventors: 靖雄高橋; 初彦及川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008161878A

Description

本発明は、複数枚の鋼板を重ね合わせて抵抗溶接法でスポット溶接する重ね抵抗スポット溶接方法に関し、特に、３枚以上の鋼板を重ね合わせた板組みを１対の電極で挟持し、加圧しながら通電して溶接する重ね抵抗スポット溶接方法に関する。

重ね抵抗スポット溶接方法は、複数の被接合材を重ね合わせた板組みを１対の電極で挟み、この１対の電極で加圧しながら通電して被接合材同士を接合する溶接方法であり、通電により生じる抵抗発熱によって、被接合材の接触箇所には点状の溶融部分（ナゲット）が形成される。

このような重ね抵抗スポット溶接方法を行う溶接機には、電源方式から、単相交流方式、単相及び三相整流方式、インバータ直流式及びコンデンサ式等があるが、近年、装置の軽量化及び省電力化の面から、インバータ式の直流抵抗スポット溶接が主流となりつつある。しかしながら、直流式の抵抗溶接方法は、交流式の抵抗溶接方法に比べて、電極寿命が短いという問題点がある。そこで、従来、電極寿命を延ばすために、亜鉛系片面表面処理鋼板同士を重ね合わせ溶接する際に、プラス側電極に亜鉛系表面処理面が、マイナス側電極に非表面処理面が接する配置で直流抵抗スポット溶接を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の重ね抵抗スポット溶接方法で３枚以上の被接合材を溶接すると、最も外側に薄板を配置した場合に、この薄板と隣接する厚板との間に良好なナゲットが形成されず、充分な接合強度が得られないという問題点がある。また、最も外側の薄板までナゲットが成長するように溶接条件を設定すると、内側の厚板間に形成されるナゲットが成長しすぎて散りが発生してしまう。

そこで、従来、３枚以上の被接合材を重ね抵抗スポット溶接した際に、充分な接合強度を得るための方法が提案されている（例えば、特許文献２〜６参照。）。例えば、特許文献２には、２枚の厚板に薄板を重ね合わせて溶接する際に、薄板の溶接すべき部位に凸部を形成し、溶接初期は低加圧力でこの凸部を押しつぶすようにして薄板と厚板とを溶接し、その後、高加圧力で２枚の厚板を溶接するスポット溶接方法が開示されている。また、特許文献３に記載のスポット溶接方法では、剛性が高い厚板の上に剛性の低い薄板を重ね合わせて溶接する際に、薄板に当接する電極チップの先端径を、厚板に当接する電極チップの先端径よりも小さくすることにより、薄板と電極チップとの接触面積が厚板と電極チップとの接触面積よりも小さくして、溶接強度向上を図っている。

一方、特許文献４に記載のスポット溶接方法では、薄板側と厚板側で加圧力を変えることにより接合強度向上を図っており、特許文献５に記載の抵抗スポット溶接継手の製造方法では、散りの発生を防止するために、２段階でスポット溶接を行い、第２段の溶接を第１段の溶接よりも高加圧力、低電流又は同電流、長通電時間又は同じ通電時間としている。更に、特許文献５及び６に記載の抵抗スポット溶接方法では、板圧比が大きな板組みであっても、必要サイズのナゲットを散りの発生なく形成することを目的として、厚金属板に接する電極チップの先端を平面又は薄金属板に接する電極チップの先端の曲率半径よりも曲率半径が大きい曲面とすると共に、２段階でスポット溶接を行い、第２段の溶接を第１段の溶接よりも高加圧力で行っている。

また、従来、スポット溶接における溶接性を高めること目的として、表面粗度を規定した冷延鋼板及びアルミニウムめっき鋼板が提案されている（例えば、特許文献７〜９参照。）特許文献７に記載の冷延鋼板では、表面粗度（ＳＲａ）と降伏応力（Ｙ．Ｓ．）との関係がＳＲａ≧（３２．４／Ｙ．Ｓ．）−１．１であり、かつ表面の凸部面積率ＳＳｒが６０％以下、凸部１個あたりの平均面積ＳＧｒが２×１０^４μｍ^２以上となるようにしている。また、特許文献８に記載のアルミめっき鋼板では、めっき層の表面粗度を３μｍ以下とし、更に後処理皮膜を２ｇ／ｍ^２以下施すことにより、接触抵抗値を０．０５〜１２ｍΩにしている。更に、特許文献９に記載のアルミニウムめっき鋼板では、表面に形成された金属間化合物層の表面粗度Ｒａを０．５μｍ以上としている。

特開平４−９４８７７号公報特開２００３−７１５６９号公報特開２００３−２５１４６８号公報特開２００３−２５１４６９号公報特開２００５-２６２２５９号公報特開２００６−５５８９８号公報特開昭６３−３１７６４８号公報特開２０００−２７３６０９号公報特開２００４−２９３２号公報

しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、上述した特許文献２に記載のスポット溶接方法は、薄板側の溶接すべき箇所に予め凸部を設ける必要があり、溶接箇所がこれにより限定され、更に、凸部の中央部に正確に電極を当接させる精度が要求されるため、製造コストが増加するという問題点がある。また、特許文献３に記載のスポット溶接方法は、薄板側に当接する電極の接触面積が小さいことから、電流密度は相対的に大きくなるため、薄板側のシートセパレーション（板の浮き上がり）が大きくなり、製品の仕上がり精度が悪くなるという問題点を生ずる。更に、薄板側の電極は電流密度が高くなるため、電極の汚損及び磨耗が著しくなり、その結果、頻繁に電極のドレッシング又は交換が必要となり、生産工程上の遅延及び費用の増大等の問題点が多く発生する。更に、特許文献４に記載のスポット溶接方法は、薄板側に当接する電極の加圧力を厚板側に当接する電極の加圧力よりも小さくすることで、厚板側の接触抵抗値よりも薄板側の接触抵抗値の方が小さくなるように制御して発熱を促進しているが、そのためには、ガン本体に下部から押し上げる力を作用させるために、サーボモーターとこれを作動させるガンコントローラーが必要であり、更に溶接機は、定置式のスポット溶接機は適用できず、ロボット形スポットガンに限定される等のように、生産工程上、その設備に関わる余分な負担及び煩雑さが増し、費用が増加するという問題点がある。

一方、特許文献５及び６に記載のスポット溶接方法は、第一段及び第二段と、二段階からなる溶接工程を実施するためには、スポット溶接機に一般には具備されていない短時間で作動する可変加圧機構を備えておく必要があり、設備が高価になるという問題点がある。また、これらの溶接方法では、第一段階で薄板側にナゲットを形成させた後に、第二段階で厚板側に散り発生なしにナゲットを形成するため、第一段階に比べて特に高加圧条件を適用し、かつ低電流又は同電流で長時間通電又は同通電時間条件にする必要がある。このため、第一段階目の溶接で既に溶接は完了しているが、まだ高温状態にある薄板側に、第二段階目の溶接で大きな加圧力と余分な入熱及び負荷を生じる。これにより、薄板側の圧痕が大きくなり、製品としての変形程度も大きくなるという問題点がある。特に、特許文献６に記載の溶接方法では、薄板側電極の曲率半径が小さいため、この傾向が大きくなる。更に、特許文献５及び６に記載の溶接方法では、薄板側の電極の汚損及び磨耗が激しく、頻繁に電極のドレッシング又は交換が必要となるため、生産工程上の管理及び費用に問題点がある。

また、特許文献７に記載の鋼板は、冷延鋼板に限定されたものであり、めっき鋼板への適用は困難である。更に、鋼板特性に関して、鋼板の降伏応力を大きくし、かつ表面粗度を大きくするという技術の範囲では、３枚以上の多枚重ねにおいて最も薄い鋼板が電極に接するような板組にした場合、最も薄い鋼板への有効なナゲット形成効果は期待できず、また、特許文献７にはこのような事例及び効果については言及も開示もなされていない。

特許文献８に記載の技術は、アルミめっき鋼板において表面粗度を３μｍ以下、後処理皮膜を２ｇ／ｍ^２以下、接触抵抗値を０．０５〜１２ｍΩの範囲としたもので、また特許文献９に記載の技術は、アルミニウムを主成分とする金属化合物の表面粗度Ｒａを０．５μｍ以下としたものであり、いずれもアルミめっき鋼板に限定されたもので、冷延鋼板には適用できない技術である。一般に、アルミめっき鋼板は、めっき厚さが厚く、電気伝導度が大きいため、３枚重ね以上の多枚重ね溶接をすることは困難であり、まして最も薄い鋼板が電極に接するような板組にした場合に、有効なナゲットを形成する効果は全く期待できない。また、特許文献８及び９には、３枚重ね以上の多枚重ね溶接に適用する場合については、何ら記載されていない。従って、特許文献８及び９に記載された鋼板では、３枚以上の鋼板を重ね抵抗スポット溶接した場合、最も外側に薄鋼板を配置すると隣接する鋼板との間に良好なナゲットが形成されず、充分な接合強度が得られないという問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなさなれたものであって、３枚以上の鋼板を重ね抵抗スポット溶接する際に、溶接時の加圧力が一定であっても、薄鋼板側にも必要な溶け込みが得られ、かつ散りの発生もない重ね抵抗スポット溶接方法を提供することを目的とする。

本願第１発明に係る重ね抵抗スポット溶接方法は、３枚以上の鋼板を重ね合わせた板組みを、１対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して各鋼板の接触箇所を溶接する重ね抵抗スポット溶接方法において、前記鋼板のうち板厚が最も薄いものを、前記１対の溶接電極のうちの一方の電極に接触するように板組みして溶接する工程を有し、この板厚が最も薄い鋼板を、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａであり、少なくとも前記板厚が最も薄い鋼板と当該板厚が最も薄い鋼板に隣接する鋼板との重ね合わせ面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜が形成され、接触抵抗値が５０〜５００ｍΩである裸鋼板又はめっき鋼板とすることを特徴とする。

本願第２発明に係る重ね抵抗スポット溶接方法は、３枚以上の鋼板を重ね合わせた板組みを、１対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して各鋼板の接触箇所を溶接する重ね抵抗スポット溶接方法において、前記鋼板のうち板厚が最も薄いものを、前記１対の溶接電極のうちの一方の電極に接触するように板組みして溶接する工程を有し、この板厚が最も薄い鋼板を、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａ、重ね合わせ面の平均粗さＲａが１．０〜３．０μｍの裸鋼板又はめっき鋼板で、少なくとも前記板厚が最も薄い鋼板と当該板厚が最も薄い鋼板に隣接する鋼板との重ね合わせ面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜が形成されてものとすることを特徴とする。

本願第３発明に係る重ね抵抗スポット溶接方法は、３枚以上の鋼板を重ね合わせた板組みを、１対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して各鋼板の接触箇所を溶接する重ね抵抗スポット溶接方法において、前記鋼板のうち板厚が最も薄いものを、前記１対の溶接電極のうちの一方の電極に接触するように板組みして溶接する工程を有し、この板厚が最も薄い鋼板を、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａであり、少なくとも前記板厚が最も薄い鋼板と当該板厚が最も薄い鋼板に隣接する鋼板との重ね合わせ面に、リン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜が形成されると共に、高さが０．１〜１．２ｍｍの突起が１０ｍｍ²あたり１〜１０個設けられた裸鋼板又はめっき鋼板とすることを特徴とする。

上述した本願第３発明における突起は、例えば、ボタン型、コーン型、楕円形状又は角型とすることができる。

また、上述した本願第１〜第３発明では、パルセーション通電又は多段通電方式で溶接してもよい。

本発明によれば、板厚が最も薄い鋼板が一方の電極に接触するように板組みして溶接する際に、この板厚が最も薄い鋼板の重ね合わせ面を接触抵抗値５０〜５００ｍΩ又は平均粗さＲａ１．０〜３．０μｍとするか、重ね合わせ面に高さ０．１〜１．２ｍｍの突起を１０ｍｍ^２あたり１〜１０個設け、更に、この重ね合わせ面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜を形成しているため、溶接時の加圧力が一定であっても、散りを発生させずに３枚以上の鋼板をスポット溶接することができ、更に、薄鋼板側にも充分な接合強度が得られる程度の溶け込みを形成することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る重ね抵抗スポット溶接方法（以下、単に溶接方法ともいう。）について説明する。図１は本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法においては、先ず、厚さが異なる３枚の鋼板１，２，３を、板厚が最も薄い鋼板３が外側になるように、即ち、最も薄い鋼板３が電極５又は電極６に接触するように重ね合わせる。そして、溶接電極５，６により、この３枚の鋼板１，２，３からなる板組み４を挟持すると共に加圧しつつ、通電して溶接する。

このとき、最も薄い鋼板３としては、板厚ｔが０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａで、少なくとも重ね合わせ面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜等からなる表面皮膜３ａが形成され、隣接する鋼板２との接触抵抗値が５０〜５００ｍΩである裸鋼板又はめっき鋼板とする。なお、重ね合わせ面に表面皮膜３ａが形成されていない場合、接触抵抗値を５０〜５００ｍΩの範囲にすることができない。

また、ここで規定する接触抵抗値は、以下に示す方法により測定した値である。図２は接触抵抗の測定方法を模式的に示す図である。図２に示すように、接触抵抗値は、板組み４を、電極先端径が４ｍｍのＣＦ形電極１５，１６で挟持し、加圧力１．９６ｋＮで押圧しながら、直流電流を１Ａ通電したときの鋼板２，３間の電圧Ｖから演算により求めた。この条件で測定したときの接触抵抗が５０ｍΩ未満の場合、鋼板３と鋼板２との接合部に良好なナゲットが得られず、また、鋼板３にナゲットが成長するように溶接条件を設定すると、鋼板１と鋼板２との接合部に形成されるナゲットが成長しすぎて散りが発生する。一方、接触抵抗値が５００ｍΩを超えると電極５，６間が無通電となり、溶接できなくなる。

通常のスポット溶接技術を適用した場合には、最も薄い鋼板３はこれと接触している電極に冷却され、鋼板３側に充分な大きさのナゲットを形成することが困難であるが、本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法においては、最も薄い鋼板３の重ね合わせ面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜を形成すると共に、その接触抵抗値を５０〜５００ｍΩとしているため、この最も薄い鋼板３が電極で冷却されやすい板組、即ち、最も薄い鋼板３を電極５又は電極６と接触するように配置しても、最も薄い鋼板３に良好なナゲットを形成することが可能になる。更に、溶接時の加圧力を変化させなくとも、散りを発生させずに、充分な接合強度が得られるナゲットを形成することができる。

なお、実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法においては、３枚の鋼板を重ね合わせた板組みの溶接を例にして説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３枚以上の鋼板の重ね抵抗スポット溶接方法であれば、上述した効果が得られる。また、最も薄い鋼板３は、両面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜等の表面皮膜が形成されていてもよい。更に、溶接方法についても特に限定されるものではなく、パルセーション通電及び多段通電方式で溶接することもできる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る重ね抵抗スポット溶接方法について説明する。本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法は、板厚が最も薄い鋼板として、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａで、一方の面の平均粗さＲａを１．０〜３．０μｍとした裸鋼板又はめっき鋼板に対して、少なくともこの一方の面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜等の表面皮膜を形成したものを使用する。そして、この一方の面を重ね合わせ面とし、図１に示す第１の実施形態の溶接方法と同様に、最も薄い鋼板を電極に接触するように外側に配置して板組し、１対の溶接電極で加圧しながら通電して溶接する。

このように、表面皮膜形成前の裸鋼板又はめっき鋼板において、重ね合わせ面となる面（一方の面）の平均粗さＲａを１．０〜３．０μｍとし、更に、この重ね合わせ面となる面（一方の面）に表面皮膜を形成することにより、最も薄い鋼板とそれに隣接する鋼板との間の接触抵抗値を、５０〜５００ｍΩとすることができる。重ね合わせ面となる面（一方の面）の平均粗さＲａが１．０μｍ未満の場合、表面皮膜形成後の重ね合わせ面が平滑となり、最も薄い鋼板における集中抵抗が小さくなるため、発熱効果が低減する。その結果、最も薄い鋼板に良好なナゲットが形成されない。また、最も薄い鋼板にナゲットが成長するように溶接条件を設定すると、他の鋼板の接合部に形成されるナゲットが成長しすぎて散りが発生する。一方、重ね合わせ面となる面（一方の面）の平均粗さＲａを３．０μｍ超にする場合、通常の工程及び設備ではロール表面のつぶれ等が発生するため、安定して形成することが困難である。このため、別途工程及び設備を設ける必要があり、製造コストが増加する。

なお、最も薄い鋼板の表面粗さＲａを上述した範囲にする方法は、特に限定されるものではなく、レーザ加工及びロール加工等の公知の方法を適用することができる。また、最も薄い鋼板における重ね合わせ面以外の面の表面粗さは、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。また、溶接時の通電方法についても、特に限定されるものではなく、例えば、多段通電方式及びパルゼーション通電等を適用することもできる。

上述の如く、本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法においては、最も薄い鋼板について、表面皮膜形成前の鋼板で重ね合わせ面となる面の平均粗さＲａを１．０〜３．０μｍとし、更に、この重ね合わせ面となる面に皮膜での電気抵抗が大きいリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜を形成しているため、最も薄い鋼板側の抵抗発熱を容易に促進し、充分な溶込みを得ることができる。その結果、溶接時の加圧力を変化させなくとも、散りを発生させずに、充分な接合強度が得られる大きさのナゲットを形成することができる。

なお、本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法における上記以外の構成及び効果は、上述した第１の実施形態の溶接方法と同様である。また、本実施形態の溶接方法では、最も薄い鋼板の重ね合わせ面の平均粗さＲａを１．０〜３．０μｍとし、更に、リン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜を形成しているが、平均粗さＲａ又は表面皮膜のいずれかの条件を満たせば、最も薄い鋼板におけるナゲット成長を促進する効果は得られる。ただし、溶接時の加圧力を変化させなくても、散りを発生させずに、充分な接合強度が得られる大きさのナゲットを形成できるという本発明の効果を得るためには、これらの条件の両方を満たす必要がある。

次に、本発明の第３の実施形態に係る重ね抵抗スポット溶接方法について説明する。本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法は、板厚が最も薄い鋼板として、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａで、少なくとも重ね合わせ面に、リン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜等の表面皮膜が形成されると共に、高さが０．１〜１．２ｍｍの突起が１０ｍｍ²あたり１〜１０個設けられた裸鋼板又はめっき鋼板を使用する。そして、この突起が形成された面を重ね合わせ面とし、図１に示す第１の実施形態の溶接方法と同様に、最も薄い鋼板を電極に接触するように外側に配置して板組みし、この板組みを１対の溶接電極で挟持して加圧しながら通電して溶接する。

このように、最も薄い鋼板の重ね合わせ面に、表面皮膜及び突起を形成することにより、最も薄い鋼板とそれに隣接する鋼板との間の接触抵抗値を、５０〜５００ｍΩとすることができる。ここで、突起の高さが０．１ｍｍ未満の場合、通常の加圧力で溶接すると、通電前に突起が圧壊して鋼板同士が前面接触状態となり、局部的な有効発熱が得られなくなる。一方、突起の高さが１．２ｍｍを超えると、通常の加圧力では突起の圧壊が不充分となる。その結果、溶接入熱（例えば溶接電流が）小さい場合には、溶接後に突起が残存して鋼板間に隙間が形成され、溶接入熱が大きい場合には、突起が圧壊しないうちに激しい散りが発生する等、適正溶接条件が存在しないか、又は条件選択が困難になる。また、１０ｍｍ^２あたりの突起の数が１０個を超えると、接点が分散して発熱効果が低減する。よって、最も薄い鋼板の重ね合わせ面に形成する突起は、高さが０．１〜１．２ｍｍで、かつ１０ｍｍ^２あたり１〜１０個とする。その際、突起１個あたりの底面積が０．５ｍｍ^２未満の場合、突起自体の強度が低下し、充分な効果が得られないことがある。このため、突起１個あたりの底面積は０．５ｍｍ^２以上であることが望ましい。

突起の具体的な形状としては、例えば、ボタン型、コーン型、楕円形状又は角型とすることができる。また、鋼板にこのような突起を形成する方法は、特に限定されるものではなく、パンチング、コイニング、ロール成形及び据え込み等の公知の方法を適用することができる。

上述の如く、本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法においては、最も薄い鋼板の重ね合わせ面に、高さが０．１〜１．２ｍｍの突起を１０ｍｍ^２あたり１〜１０個設けているため、この突起に溶接電流が集中して、最も薄い鋼板側の抵抗発熱を効果的に促進し、十分なナゲット溶け込みを得ることができる。その結果、溶接時の加圧力を変化させなくとも、散りを発生させずに、充分な接合強度が得られる大きさのナゲットを形成することができる。

なお、本実施形態の重ね抵抗スポット溶接方法における上記以外の構成及び効果は、上述した第１の実施形態の溶接方法と同様である。また、本実施形態の溶接方法では、最も薄い鋼板の重ね合わせ面に、高さが０．１〜１．２ｍｍの突起を１０ｍｍ^２あたり１〜１０個形成すると共に、リン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜を形成しているが、突起又は表面皮膜のいずれかの条件を満たせば、最も薄い鋼板におけるナゲット成長を促進する効果が得られる。しかしながら、溶接時の加圧力を変化させなくても、散りを発生させずに、充分な接合強度が得られる大きさのナゲットを形成できるという本発明の効果を得るためには、これらの条件の両方を満たす必要がある。

以下、本発明の実施例及び本発明の範囲から外れる比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、厚さ及び強度が異なる３枚の鋼板を、図１に示す方法で重ねスポット溶接し、散り発生の有無及び接合部のナゲット径の大きさを調べた。その際の板組は、鋼板１としては、板厚が１．６ｍｍ、引張り強度が７８０ＭＰａの高張力鋼板の両面に、片面あたりの付着量４５ｇ／ｍ^２で亜鉛めっきした合金化溶融亜鉛めっき鋼板を使用し、鋼板２としては、板厚が２．３ｍｍ、引張り強度が５９０ＭＰａの高張力鋼板の両面に、片面あたりの付着量４５ｇ／ｍ^２で亜鉛めっきした合金化溶融亜鉛めっき鋼板を使用した。また、鋼板３としては、板厚が０．７ｍｍ、引張り強度が２７０ＭＰａの鋼板の両面に片面あたりの付着量４５ｇ／ｍ^２で亜鉛めっきした合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、両面に下記表１に示す表面皮膜が形成され、更に、下記表１に示す表面加工が施されたものを使用した。なお、下記表１には、図２に示す方法で測定した各鋼板の接触抵抗値を併せて示す。

一方、溶接条件としては、溶接電源には単相交流式電源を使用し、電極には電極径Ｄが１６ｍｍ、先端の直径が６ｍｍ、先端のＲが４０であるＣｒ−Ｃｕ合金製ＤＲ形電極を使用し、加圧力は６．０ｋＮとした。その他の溶接条件は下記表２に示す。更に、比較例として、鋼板３に、板厚が０．７ｍｍ、引張り強度が２７０ＭＰａの鋼板の両面に片面あたりの付着量４５ｇ／ｍ^２で亜鉛めっきした合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、表面皮膜形成及び表面加工を実施せず、両面に防錆油を塗布したもの、及び重ね合わせ面に本発明の範囲から外れる突起を形成したものを使用して、上述した実施例と同様の方法及び条件で溶接し、散り発生の有無及び接合部のナゲット径の大きさを調べた。以上の結果を下記表２に併せて示す。

上記表２に示すように、最も薄い鋼板３として、表面粗さＲａが１．０〜３．０μｍの範囲内の亜鉛めっき鋼板の表面に、クロメート処理皮膜又はリン酸亜鉛処理皮膜を形成したものを使用した実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の供試材、及び亜鉛めっき鋼板の表面にリン酸亜鉛処理皮膜を形成すると共に、その重ね合わせ面に高さ０．５ｍｍの突起を３個／１０ｍｍ^２設けたものを使用した実施例Ｎｏ．４の供試材は、いずれも散りの発生がなく、各鋼板の接合部において充分な大きさのナゲットが得られた。これに対して、最も薄い鋼板３として、表面皮膜形成及び表面加工を実施せず、亜鉛めっき鋼板の両面に防錆油を塗布しただけで、表面粗さＲａが本発明の範囲に満たないものを使用した比較例Ｎｏ.５の供試材、及び重ね合わせ面に本発明の範囲から外れる高さ１．４ｍｍの突起が形成された亜鉛めっき鋼板を使用した比較例Ｎｏ．６の供試材は、鋼板１と鋼板２との間には充分な大きさのナゲットが形成されたが、鋼板２と鋼板３との間にはナゲットが形成されず、散りも発生した。

本発明の第１の実施形態に係る抵抗スポット溶接方法を模式的に示す図である。接触抵抗の測定方法を模式的に示す図である。

符号の説明

１、２、３鋼板
３ａ表面皮膜
４板組み
５、６、１５、１６電極

Claims

３枚以上の鋼板を重ね合わせた板組みを、１対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して各鋼板の接触箇所を溶接する重ね抵抗スポット溶接方法において、
前記鋼板のうち板厚が最も薄いものを、前記１対の溶接電極のうちの一方の電極に接触するように板組みして溶接する工程を有し、
この板厚が最も薄い鋼板を、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａであり、少なくとも前記板厚が最も薄い鋼板と当該板厚が最も薄い鋼板に隣接する鋼板との重ね合わせ面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜が形成され、接触抵抗値が５０〜５００ｍΩである裸鋼板又はめっき鋼板とすることを特徴とする重ね抵抗スポット溶接方法。
３枚以上の鋼板を重ね合わせた板組みを、１対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して各鋼板の接触箇所を溶接する重ね抵抗スポット溶接方法において、
前記鋼板のうち板厚が最も薄いものを、前記１対の溶接電極のうちの一方の電極に接触するように板組みして溶接する工程を有し、
この板厚が最も薄い鋼板を、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａ、重ね合わせ面の平均粗さＲａが１．０〜３．０μｍの裸鋼板又はめっき鋼板で、少なくとも前記板厚が最も薄い鋼板と当該板厚が最も薄い鋼板に隣接する鋼板との重ね合わせ面にリン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜が形成されてものとすることを特徴とする重ね抵抗スポット溶接方法。
３枚以上の鋼板を重ね合わせた板組みを、１対の溶接電極で挟持し、加圧しながら通電して各鋼板の接触箇所を溶接する重ね抵抗スポット溶接方法において、
前記鋼板のうち板厚が最も薄いものを、前記１対の溶接電極のうちの一方の電極に接触するように板組みして溶接する工程を有し、
この板厚が最も薄い鋼板を、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、強度が２７０〜９８０ＭＰａであり、少なくとも前記板厚が最も薄い鋼板と当該板厚が最も薄い鋼板に隣接する鋼板との重ね合わせ面に、リン酸塩処理皮膜、クロメート処理皮膜、有機皮膜又は無機皮膜が形成されると共に、高さが０．１〜１．２ｍｍの突起が１０ｍｍ²あたり１〜１０個設けられた裸鋼板又はめっき鋼板とすることを特徴とする重ね抵抗スポット溶接方法。
前記突起は、ボタン型、コーン型、楕円形状又は角型であることを特徴とする請求項３に記載の重ね抵抗スポット溶接方法。
パルセーション通電又は多段通電方式で溶接することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の重ね抵抗スポット溶接方法。