JP6110023B2 - 金属シートのプロジェクション溶接 - Google Patents

Description

本発明は、金属シートのプロジェクション溶接に関する。

プロジェクション溶接は、例えば自動車製造産業においてドアのフランジ同士を溶接するなど、薄い鉄シート同士を互いの上に溶接するために久しく知られている。溶接を行う前にポンチおよびダイス型を該シートに対してプレスすることにより、下側の鉄シートに中空突起が形成される。該シートは、その後、溶接ガンの２つの溶接電極の間でプレスされる。溶接中、該突起は徐々に圧潰し、該突起の位置に強い構造溶接部が形成される。

特に自動車産業においては、非鉄金属シート、特にアルミニウムもしくはマグネシウムおよびそれらの合金のシート、から作られたパーツに対する需要が増大している。これらの軽量パーツは同様の良好な機械的特性を持っている。けれども、鉄シートのための公知プロジェクション溶接プロセスをこれらの金属に適用すると、強い構造溶接部は得られない。それどころか、溶接部の形成が始まる前に突起はもう圧潰してしまう。

公開された特許出願に、アルミニウムのシートをプロジェクション溶接しようとする先行の試みが記載されている。しかし、これらの初期の試みは未だ成功裏の実施に至っていない。なぜなら、出願人は、強い構造溶接部を得るための決定的なプロセスパラメータがまだ知られていないということを既に見出しているからである。概して、アルミニウムシートをプロジェクション溶接する記載されている開発は鉄シートのためのプロセスの些細な改変であったにすぎないのであるが、今では、良好な結果を得るには全く異なるアプローチが必要であることが見出されている。公開された特許出願に記載されている発展形は、以降において要約される。

ニューコア社（Ｎｅｗｃｏｒ Ｉｎｃ．）の名義の国際公開第９９／０３６３４号は、アルミニウムシートのプロジェクション溶接を開示しており、この場合、下側のシートの突起はドームの形を有している。該突起はシートの厚さの約４倍の高さを有し、そのため該突起は下側シートの主上面の上で壁厚が非常に薄くて中空である。この構造的に弱い突起は、大きな初期インプレションを生じさせ、あるいは圧力が加えられると直ぐに圧潰さえし、これにより初期溶接接触域の形状が不定となる。溶接電流は、基本的に正弦波形である従来の単相、４６０ボルト、６０Ｈｚ交流電流本線から直接得られ、溶接パルスは、その半サイクル波を遮断することによって生成される。次の交流溶接パルスを不定の初期溶接接点に加えると、導入される溶接エネルギーの量は、特に溶接サイクルの開始時に、制御され得ないかあるいは少なすぎ、これにより弱い溶接部が得られる。

ニューコア社の名義の国際公開第０１／００３６３号は、本明細書において前に記載されたプロセスのさらなる発展形を開示している。リング状突起は、或る曲率を有する中空直立壁を含む。該突起は、溶接サイクル中に急速に膨張する或る量の空気を不可避的に取り囲むめくら穴の境界を画する。これは、取り囲まれた空気から生じるクラック、インクルージョン、および汚染の原因となって、弱い溶接部を生じさせる。

欧州特許第０ １０２ ９２７号は、互いに交差方向に当接する細長い突起が両方のアルミニウムシートに設けられるプロジェクション溶接プロセスを開示している。２つの当接する突起が存在するので、製品の両側に溶接個所が見えるようになる。この技術は、開示されているようにダクトなどの低コスト建築設備製品にのみ適用され得る。突起の上面は曲率を有し、交差する突起同士の間の初期の小さな溶接接点は、初期溶接電流を少なく保つ。突起が圧潰してゆくとき溶接電流は徐々に増えてゆく。このことは、電流が溶融物の断面積にのみ依存することを意味し、溶接サイクルのコントロールをやや低レベルに保つ。

米国特許第４４９５３９７号は、リング状突起を用いるアルミニウムシートのプロジェクション溶接を開示し、これは、取り囲まれた空気から生じる溶接部のクラック、インクルージョンおよび汚染の原因となる。突起は、互いにある角度を成すまっすぐな冷間鍛造面を有するポンチおよびダイス型の間で形成される。突起は、ダイス型から賦与される明瞭に画定されたまっすぐな側面を有するが、上面とその曲率とは不定のままである。これはスチールシートを溶接するためのポンチおよびダイス型の単純な適用であって、アルミニウムのためには役立たないであろう。溶接サイクル中、第１圧力が加えられ、これは８％の永久的冷たい変形を生じさせる。該第１圧力は、その後、溶接電流がピークに達した直後に大きくされる。従って、溶接電流は、主要パラメータとしての圧力を変更することにより制御される。このことは既に、溶接電流自体が良く制御され得ないことを示している。そのうえ、圧力は機械的に低速のシステムにより加えられるので、短い溶接サイクルの間に圧力をそのように制御することは実際上不可能である。圧力は、他の不利な点を何とかして補うために溶接サイクル中に変更されるのだと思われる。

特開２００２−１０３０５６号は、溶接部にクラック、インクルージョンおよび汚染を生じさせるリング状突起を使用する、米国特許第４４９５３９７号の溶接プロセスと類似するアルミニウムのためのプロジェクション溶接プロセスを開示している。該溶接プロセスは、厚いアルミニウムのパーツに適用されるものであって、薄いシートには適用されない。

独国特許出願公開第３０２４３３３号は、アルミニウムのパーツを溶接するためのコーン状の突起を開示しており、これは、本明細書において前に記載されたのと同じ単純な仕方でのスチールのシートの溶接から得られたものである。

独国特許出願公開第１００２９３５２号には、国際公開第９９／０３６３４号に開示されている突起に類似する突起を用いるアルミニウムシートのプロジェクション溶接が記載されている。該突起はシートの厚さの約２倍の高さを有し、これにより該突起の壁厚は非常に薄くて、下側のシートの主上面の上で中空である。この突起は、初期インプレッションから損害を受けるか、あるいは、圧力が加えられた直後に圧潰さえするであろう。突起の頂部は、一定の半径とまっすぐな側面とを有する。この形状は単純にスチールシートのプロジェクション溶接に由来する。これらの理由から、これはアルミニウムのためには役に立たないであろう。

公知の技術においては、溶接されるべき物体の酸化は全て溶接の前に除去されなければならない。これに関して、特開平０６−１７０５４９号は、溶接前に酸化を局所的に除去するためにアルミニウムの被溶接物体を交互に移動させるとともにリング状突起の個所で回転させるプロセスを開示している。しかし、これは、同じ物体間でプロジェクション溶接が連続して行われるときには、先の溶接部が該物体を相互に固定させるので、適用され得ない。

本発明の目的は、少なくとも１つの金属シートが非鉄金属シートである金属シート同士を溶接するための突起およびプロジェクション溶接方法を提供することである。

第１の態様に従って、本発明は、第１金属シートとプロジェクション溶接によって該第１金属シートの上に溶接されるべき第２金属シートとのセットを提供し、該第１金属シートは非鉄金属または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成り、該第１金属シートは、該第１金属シートの主上面の上に局所的に延びて該第２金属シートの主下面と接触する細長い突起を含み、該突起は上面を含み、該上面は、その中央部において該第１金属シートの該主上面に関して該上面の頂部高さを画定する第１半径を有する凸状第１セクションと、該第１セクションと合併する両方の細長い側に沿う第２半径を有する凸状第２セクションと、該第２セクションおよび該第１金属シートの該主上面と合併する両方の細長い側に沿う第３セクションとを有し、該凸状第１セクションの該第２凸状セクションへの第１移行部は該上面の第１幅を画定し、該凸状第２セクションの該第３セクションへの第２移行部は該上面の第２幅を画定し、該第３セクションの、該第１金属シートの該主上面への移行部は該上面の第３幅を画定しており、該第１半径は該第２半径より大きい。

該第２シートは鉄から作られることができ、あるいは該第２金属シートは、該第１シートのように非鉄金属または主成分としてアルミニウムまたはマグネシウムを有する金属合金から作られることができる。溶接中、溶接電極は該シートに対して該突起の位置で圧力を加える。下側の非鉄金属シートの突起は、本発明に従って、第２半径を有する凸状第２セクションと合併する第１半径を有する凸状第１セクションを頂部に有する上面を含み、該第１半径は該第２半径より大きい。このようにして、該突起は、該シート材料が局所的に弾性的におよび塑性的に沈下することにより該頂部において初期接触面が漸次増大することにつながる比較的広い凸状第１セクションを有する。溶接電流はこの初期接触面を介して局所的に非常に良く伝導され、該突起自体は、強い構造溶接部が形成される程度にまで溶接中に加えられる圧力に耐えて打ち消すことができる。該突起は、金属シート同士の溶接中、過度に早く圧潰することはない。この突起は、前もって酸化を除去することなくシート同士を直接溶接することを可能にする。

数量化された１つの実施態様では、第１半径／第２半径の比は少なくとも４である。

特に、第１半径／第２半径の比は４ないし５である。

より具体的には、第１半径／第２半径の比は４．５である。

さらに数量化された１つの実施態様では、第１幅／第２幅の比は０．６０ないし０．９０である。

特に、第１幅／第２幅の比は０．７０ないし０．８０である。

より具体的には、第１幅／第２幅の比は０．７５である。

１つの実施態様では第３セクションは第３半径を有する凹状第３セクションであり、該第３半径は第２半径に等しい。このようにして、該上面は第１金属シートの主上面と徐々に合併し、これにより溶接プロセス中における突起の過度に早い圧潰に対する抵抗が改善される。

１つの実施態様では、突起は、第１金属シートの主上面の上で第１金属シートの金属で満たされる。該主上面の上のこの金属の部分は溶接部を形成する材料を提供し、それは溶接プロセス中における過度に早い圧潰に対する抵抗を改善する。

１つの実施態様では、突起は第１金属シートの下側主面に窪みを備えている。この窪みは、該主上面上で鍛えられる該突起の材料部分を提供するために形成されている。

その一実施態様において、該窪みの最深部は第１金属シートの該主上面の下に位置している。

数量化された１つの実施態様では、該突起は、その上面とその窪みとの間に少なくとも０．３ミリメートルの材料厚さを有している。

数量化された１つの実施態様では、該第３幅は１ないし４ミリメートルである。

特に、該第３幅は１．８ミリメートルである。

数量化された１つの実施態様では、第１金属シートの主上面との移行部間の該突起の長さは２ないし１２ミリメートルである。

特に、第１金属シートの主上面との該移行部間の該突起の長さは６ミリメートルである。

１つの実施態様では、第２金属シートは、非鉄金属、または主成分としてアルミニウムまたはマグネシウムを有する金属合金から成る。

第２の態様に従って、本発明はプロジェクション溶接装置を用いてプロジェクション溶接を行うことによって第１金属シートの上に第２金属シートをプロジェクション溶接する方法を提供し、該第１金属シートは非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成り、該第１金属シートは該第１金属シートの主上面の上に局所的に延びて該第２金属シートの主下面と接触する細長い突起を含み、該プロジェクション溶接装置は、該突起の位置で該第１金属シートおよび第２金属シートに係合して該金属シートに圧力を加えるとともに後に該金属シートを通して電流を供給する第１溶接電極および第２溶接電極を含み、該方法はパルスに従って該溶接電極を通して溶接電流を供給するステップを含み、該パルスは、連続する、第１時間間隔にわたって該電流がゼロから最大電流へ上昇する第１軌跡と、第２時間間隔にわたって該最大電流が存在する第２軌跡と、第３時間間隔にわたって該電流が徐々に減少してゼロに戻る第３軌跡と、該圧力がなお加えられている間に該溶接電流が第４時間間隔にわたってゼロに保たれる第４軌跡とを含む。

この方法は、特に、２つの溶接電極の間に１つのプロジェクション溶接部が作られる両面シングル溶接部構成に関連する。該第２シートは鉄から作られることができ、あるいは該第２金属シートは該第１シートのように非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から作られることができる。該パルスは、連続する、該最大溶接電流が存在する該第２軌跡と、それに続く該溶接電流が徐々に減少してゼロに戻る該第３軌跡とを含む。これは、プロジェクション溶接によってこれらの金属シートに強い構造溶接部を得るために必要であることが分かっている。該溶接中、該突起は塑性的に圧潰するが、これは熱間鍛造プロセスであって溶融プロセスではなく、溶接電流が徐々に減少してゼロに戻ることは熱間鍛造接合個所の特性を改善する。

１つの実施態様では、溶接電流は単一のパルスとして供給され、必要な量のエネルギーは、金属シートの、該突起の位置の領域に効率的に加えられる。

１つの実施態様では、溶接電流は直流であり、これは大きなエネルギー密度を有し、該突起との接触線の位置で該金属シートの外面上の酸化層を破壊することを可能にする。

数量化された１つの実施態様では、該第１間隔は最大１０ミリ秒である。

特に該第１間隔は最大５ミリ秒である。

より具体的には、該第１間隔は最大１ミリ秒である。

該第１間隔を比較的に短く保つことにより、次の熱間鍛造プロセスのために最大溶接電流を加えるためにより多くの時間が残る。

数量化された１つの実施態様では、該第２時間間隔は１０ないし２０ミリ秒であり、この間に該突起は熱間鍛造され平らにされる。

特に、該第２時間間隔は１５ミリ秒である。

数量化された１つの実施態様では、該第３時間間隔は少なくとも５ミリ秒であり、これにより、容認できる最少量の縮みクラックまたはインクルージョンを伴わずにあるいは伴って、熱間鍛造接合個所およびこれにより強い構造溶接部が得られる。

その１つの実施態様では、該第３時間間隔は最大で該第２時間間隔の継続時間である。

１つの実施態様では、該第４時間間隔は少なくとも該第１時間間隔、該第２時間間隔および該第３時間間隔の合計と同じ長さであり、これにより、容認できる最少量の縮みクラックまたはインクルージョンを伴わずにあるいは伴って強い構造溶接部が得られる。

その１つの数量化された実施態様では、該第４時間間隔は少なくとも１００ミリ秒である。

特に、該第４時間間隔は少なくとも３００ミリ秒である。

数量化された１つの実施態様では、該圧力は、該第１金属シートの該主面に対して垂直な射影における該突起の１平方ミリメートル当たりに７０〜２８０ニュートンである。この圧力は、鉄シートのプロジェクション溶接と比べて大幅に大きい。

特に、該圧力は、該第１金属シートの該主面に対して垂直な射影における該突起の１平方ミリメートル当たりに１６０ニュートンである。

数量化された１つの実施態様では、該最大溶接電流は、該第１金属シートの該主面に対して垂直な射影における該突起の１平方ミリメートル当たりに２．５ないし５キロアンペアである。この溶接電流は、鉄シートのプロジェクション溶接と比べて大幅に大きい。

特に、該最大溶接電流は、該第１金属シートの該主面に対して垂直な射影における該突起の１平方ミリメートル当たりに４キロアンペアである。

１つの実施態様では、該第２金属シートは非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成る。

第３の態様に従って、本発明はプロジェクション溶接装置を用いてプロジェクション溶接を行うことによって第１金属シートの上に第２金属シートをプロジェクション溶接する方法を提供し、該第１金属シートは非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成り、該第１金属シートは該第１金属シートの主上面の上に局所的に延びて該第２金属シートの主下面と接触する複数の細長い突起を備え、該プロジェクション溶接装置は、２つの突起の位置で該第２金属シートに同時に係合して該金属シートに圧力を加えるとともに後に該金属シートを通して電流を供給する第１溶接電極および第２溶接電極を備え、該方法はパルスに従って該溶接電極を通して溶接電流を供給するステップを含み、該パルスは、連続する、第１時間間隔にわたって該電流がゼロから最大電流へ上昇する第１軌跡と、第２時間間隔にわたって該最大電流が存在する第２軌跡と、第３時間間隔にわたって該電流が徐々に減少してゼロに戻る第３軌跡と、該圧力がなお加えられている間に該溶接電流が第４時間間隔にわたってゼロに保たれる第４軌跡とを含む。

この方法は、ワークピースの同じ側にある溶接電極によって２つのプロジェクション溶接部が同時に作られる片面連続溶接部構成に関連する。該第２シートは鉄から作られることができ、あるいは該第２金属シートは該第１シートのように非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から作られることができる。この方法は、前記の両面シングル溶接部構成と同じ特性および利点を有するので、ここでは反復されない。

この片面連続溶接部構成の数量化された実施態様では、該第２時間間隔は２０ないし４０ミリ秒である。

特に、該第２時間間隔は３０ミリ秒である。

本明細書に記載され示されている種々の態様およびフィーチャは、可能な場合には個別に適用され得る。これらの個々の態様は、特に添付されている従属請求項に記載されている態様およびフィーチャは、分割特許出願の主題とされ得る。

本発明は、添付されている図面に示されている典型的実施態様に基づいて説明されるであろう。

両面シングル溶接部構成で本発明に従ってアルミニウムシートをプロジェクション溶接するための本発明に従うプロジェクション溶接装置の等角図である。 両面シングル溶接部構成で本発明に従ってアルミニウムシートをプロジェクション溶接するための本発明に従うプロジェクション溶接装置の側面図である。 両面シングル溶接部構成で本発明に従ってアルミニウムシートをプロジェクション溶接するための本発明に従うプロジェクション溶接装置の詳細図である。 図１Ａに示されているように突起を有する下側アルミニウムシートの等角図である。 片面連続溶接部構成で本発明に従ってアルミニウムシートをプロジェクション溶接するための本発明に従うプロジェクション溶接装置の等角図である。 片面連続溶接部構成で本発明に従ってアルミニウムシートをプロジェクション溶接するための本発明に従うプロジェクション溶接装置の側面図である。 片面連続溶接部構成で本発明に従ってアルミニウムシートをプロジェクション溶接するための本発明に従うプロジェクション溶接装置の詳細図である。 図１Ａ〜１Ｃおよび図２Ａ〜２Ｃのアルミニウムシートのうちの１つにおける突起の形成を示す図である。 図１Ａ〜１Ｃおよび図２Ａ〜２Ｃのアルミニウムシートのうちの１つにおける突起の形成を示す図である。 図３Ａおよび３Ｂの突起の形成の詳細を示す図である。 図３Ａおよび３Ｂの突起の形成の詳細を示す図である。 図１Ａ〜１Ｃおよび図２Ａ〜２Ｃのアルミニウムシートより厚いアルミニウムシートにおける突起の形成の詳細を示す図である。 図１Ａ〜１Ｃおよび図２Ａ〜２Ｃのアルミニウムシートより厚いアルミニウムシートにおける突起の形成の詳細を示す図である。 図１Ｃのアルミニウムシートの突起の上面の横断面図を示す。 図１Ｃのアルミニウムシートの突起の上面の等角図を示す。 溶接中にプロジェクション溶接装置により加えられる溶接電流の図を示す。 プロジェクションパラメータおよび溶接パラメータが全て本発明に従って特定の領域の中で適用されるときに得られる溶接部の微視的横断面図である。 これらのパラメータのうちの幾つかがこれらの領域の外で適用されるときに得られる溶接部の微視的横断面図である。

図１Ａ〜１Ｃは、両面シングル溶接部構成で溶接を行うための本発明に従うプロジェクション溶接装置１の等角図、側面図および詳細図である。プロジェクション溶接装置１は、本発明に従って非鉄金属シートをプロジェクション溶接するために、特に、アルミニウムまたはマグネシウムから成るシート、および主成分としてその重量の少なくとも８０％、好ましくは９０％のアルミニウムもしくはマグネシウムを有するとともに追加の少量の銅、マンガン、シリコン、亜鉛もしくはこれらの組み合わせを有するそれらの合金、から成るシートをプロジェクション溶接するために、構成されている。アルミニウム合金は、一般的に１ｘｘｘ、２ｘｘｘ、３ｘｘｘ、４ｘｘｘ、５ｘｘｘ、６ｘｘｘ、７ｘｘｘおよび８ｘｘｘと表示される国際４文字コードを有し、具体的な例はアルミニウム合金１０５０、１０８０、１２００、２０１７、２０２４、３００３、３００４、３１０３、４０４３、５０００、５００５、５０５２、５０８２、５０８３、５０８６、５１８０、５２４０、５２５１、５３５６、５４５４、５５５６、６００５、６０６０、６０６１、６０６３、６０８２、６１１１、６１６１ ６２６２、７０２０および７０７５である。マグネシウム合金は一般的にＸＸ ｙｙと表示されるコードを有し、このｙｙは、追加の少量を示すＸＸの整数で表された重量パーセンテージを表示し、ここでＡはアルミニウム、Ｃは銅、Ｅは希土類元素、Ｈはトリウム、Ｋはジルコニウム、Ｌはリチウム、Ｍはマンガン、Ｑは銀、Ｓはシリコン、Ｗはイットリウム、Ｚは亜鉛である。具体例は、マグネシウム合金ＡＺ ３１、ＡＺ ６１、ＡＺ ８０、ＡＺ ８０、ＺＫ ６０およびＺＭ２１である。好ましくはタイプ５ｘｘｘ、６ｘｘｘおよびＡＺ ｙｙのタイプのこのようなシートは、自動車産業において、車の軽量ボディパーツと、ドアおよびフェンダのような車の軽量ハングオンパーツとの両方を製造するために使用され得る。これらのパーツは完全にこれらのシートから作られ得るけれども、これらのシートを鉄シートと組み合わせた車のパーツに対する需要もある。その一例は、アルミニウムシートのルーフを有する鉄製車体である。シートの厚さは、０．５ミリメートルと５ミリメートルとの間にあり、典型的には約０．８〜２ミリメートルである。

以下で記述される典型的実施態様では、プロジェクション溶接装置１はこれらのタイプの非鉄金属シートを互いにあるいは鉄シートにプロジェクション溶接するために記述され、６ｘｘｘシリーズの２つのアルミニウム合金シートを溶接するための例が与えられる。

図１Ａ〜１Ｃに示されているプロジェクション溶接装置１は、溶接されるべきワークピースに沿って操作される、これ以上示されてはいないロボットアームに担持されている、溶接ユニットまたは溶接ガン２を備えている。代替的に、溶接ガン２は不動に据え付けられ、ワークピースがロボットアームによって溶接ガン２に対して操作される。さらなる代案として、溶接ガン２は不動に据え付けられ、ワークピースは取付具にクランプされる。溶接ガン２は、ロボットアームに取り付けられたあごの形の導電性フレーム３と、フレーム３に対して移動可能な導電性圧力ヘッド１５とを備えている。フレーム３と圧力ヘッドとは銅またはアルミニウムから成る。圧力ヘッド１５は、平らな下側溶接面２１を有する交換可能な第１溶接電極２０が取り付けられている第１ホルダ１６を備えている。フレーム３は、その下側に、平らな上側溶接面１１を有する交換可能な第２溶接電極１０が取り付けられている第２ホルダ４を備えている。第１溶接電極２０および第２溶接電極１０は、長サービス寿命を得るために最適化されている銅合金から成る。プロジェクション溶接装置１は２つの重ねられた金属シート間にプロジェクション溶接部を作るために使用され、ここで第１溶接電極２０との接触面は無汚損のままである。シートのこの側は、スポット手入れおよび研磨のような中間処理無しでコーティングで仕上げられるように準備されている。

第１溶接電極２０および第２溶接電極１０は相互に整列させられ、上側溶接面１１は下側溶接面２１に面している。圧力ヘッド１５は、フレーム３に関して方向Ａに直線運動するようにフレーム３に沿って摺動可能に案内される。この行程は、気体運動学的駆動装置によって動力を供給される。該気体運動学的駆動装置は、連続する空気圧シリンダ、スプリングおよび、その端部だけが示されている駆動ロッド１４を備えており、該端部は圧力センサ１７を介して圧力ヘッド１５に結合されている。該空気圧シリンダは駆動ロッド１４を下方にワークピースの方へ動かす。上側溶接電極２０がワークピースに触れると、空気圧シリンダはスプリングを予めセットされている圧力Ｆまで圧縮する。圧縮されたスプリングは、溶接中に第１溶接電極２０の小変位の高速追跡を可能にする。圧力ヘッド１５およびフレーム３には、圧力Ｆがワークピースに加えられている間、互いに係合して溶接電極１０、２０を整列させておく、２つの協働するアンカ２５、２６が設けられている。溶接電極１０、２０は、短サイクル溶接時に溶接電極１０、２０を冷やす冷却水回路の一部を形成することができる。圧力センサ１７は、以下で記述されるように適切な溶接プロセスを保証するために圧力Ｆおよびその推移を監視する。

溶接電極１０、２０は、図１Ｂに略図示されている電力回路３０に接続されている。電力回路３０は、その入力３２が在来の本線に接続されているインバータ３１を備えており、該本線は、この例では３相２３０／４００Ｖ、５０Ｈｚ本線である。インバータ３１は、該３相本線を、約１ｋＨｚの高周波数を有する単相交流電流出力に変換するように構成されている。インバータ３１の出力は、溶接電極１０、２０の近くでフレーム３に取り付けられている変圧器３３に接続されている。変圧器３３は、インバータ３１からの高電圧高周波数交流電流を低電圧、大電流、同高周波数出力に変換する。変圧器３３の出力は、該交流電流を直流電流に変換する整流器３４に接続されている。整流器３４の２つの出力３５、３６は、２つの溶接電極１０、２０と接続されている。インバータ３１の電圧および電流は時間に関して正確に制御され、これは、そのパラメータが後述される特性を有する特定の溶接電流が溶接電極１０、２０を通って流れるという結果をもたらす。“上側”および“下側”、ならびに“第１”および“第２”は、その一方が突起６０を備えている２つのシート５０、５１のための非限定的な、相対的な用語である。シート５０、５１は、後の突起６０の間で一定の厚さを有している。シート５０、５１は、突起６０が実際に存在する箇所を除いて、主平面全体にわたって一定の厚さを持つことができる。シート５０、５１は、向かい合っている外面に外側酸化層を有し得る。

図１Ａ〜１Ｃに示されているように、溶接されるべき２つのアルミニウムシート５０、５１は溶接電極１０、２０の間で重ねられて配置される。下側のアルミニウムシート５０は図１Ｄにも別に示されている。図１Ｃおよび１Ｄに示されているように、下側アルミニウムシート５０は、上側アルミニウムシート５１の下側面の方へ突出する複数の突起６０を備えている。突起６０は、後述されるように、前の段階でアルミニウムシート５０に形成される。

図２Ａ〜２Ｃは、片面連続溶接のための構成を示す。この代替構成では、下側アルミニウムシート５１は、突起６０を備えている囲まれるアルミニウムシート５０のエッジを囲むように折り返されるヘム部５２を備えている。この構成では、プロジェクション溶接装置１は同時に作動する２つの溶接ガン２を備えている。溶接ガン２はそれぞれ第１ホルダ１６に溶接電極１０、２０を備え、非導電性ピン１２が第２ホルダ４に取り付けられている。代替的に、第２ホルダ４は、溶接中、シート５０、５１を相互に位置決めしておくワークピースのための支持骨組に置き換えられる。整流器３４の２つの出力３５、３６は、２つの溶接電極１０、２０と接続されている。図２Ａ〜２Ｃに示されているプロジェクション溶接装置１の構成は、図１Ａ〜１Ｃに示されているワークピースの片面連続溶接にも使用され得る。

全ての構成について、単数または複数の上側ホルダ１６内の単数または複数の溶接電極（１０）、２０は方向Ａに降下させられて、突起６０の位置で上側アルミニウムシート５１またはヘム部５２に当接する。溶接プロセス中、特定の圧力Ｆと、時間に関して特定の特性に従う溶接電流とが加えられ、これにより、突起６０は、熱間鍛造によって完全に圧潰し、後述されるように最適な材料特性を有する強い構造溶接部となる。溶接後、上側シート５１の下側面またはヘム部５２は、圧潰した突起６０の周りの表面と堅く当接している。全ての構成について、各溶接個所に、シート５０、５１間の溶接部を形成する唯一の突起６０が存在する。換言すれば、突起６０の全長の直ぐ上で、突起６０に面する上側アルミニウムシート５１の下側面はまっすぐで上側アルミニウムシート５１の主平面に平行に広がる。図１Ａ〜１Ｃに従う第１構成では、溶接電流は、主として、溶接電極１０、２０の間に閉じ込められている突起６０を通る。図２Ａ〜２Ｃに従う第２構成では、溶接電流は上側シート５０を介して連続している２つの突起６０を通るが、電流の相当の部分はそれと平行なヘム部５２を直接通る。これは、後述される電流特性で補正される。

全ての構成において、ワークピースは分散された構造溶接部を備える幅Ｂのフランジを有し、当該技術においては該フランジの幅Ｂをなるべく小さく保つ必要がある。プロジェクション溶接装置１は、全ての構成において、４ないし１０ミリメートル、好ましくは６ないし８ミリメートルの幅を有するフランジを溶接するようになっている。

突起６０は、図３Ａおよび３Ｂに示されているように、前の段階で焼き入れ鋼の第１成形型８０および第２成形型９０の間でアルミニウムシート５０をプレスすることによって成形される。第１成形型８０は、細長い窪み８２を有する平らな底面８１を備えている。第２成形型９０は、平らな頂面９１と、まっすぐな三角形横断面および窪み８２と整列する鋭いけれども丸みを帯びた頂部エッジを有する突出ポンチ９２とを備えている。当該技術においては、時には第１成形型８０全体が“ダイス型”と称され、第２成形型９０全体が“ポンチ”と称される。突起６０を成形するとき、アルミニウムシート５０は第１成形型８０の平らな底面８１にぶつかるように配置され、第２成形型９０は、平らな頂面９１がアルミニウムシート５０の底面と堅く当接するまでアルミニウムシート５０に対して方向Ｋに動かされてプレスされる。この成形行程時に、ポンチ９２はアルミニウムシート５０に突入して、窪み８２内のスペースを完全に満たすように材料を局所的に塑性変形あるいは冷間鍛造し、これにより突起６０の上面の形状は窪み８２の内面と完全に相補的となる。従って、当該技術においては、突起６０の上面は時には“窪み”と称される。突入の間および後の状況は図４Ａおよび５Ａに詳しく示されている。

図５Ａおよび５Ｂは、異なる厚さ、この例ではより大きな厚さを有するアルミニウムシート５０ａにおける本発明に従う突起６０の成形を示す。突起６０を成形するとき、同じ窪み８２を有する同じ第１成形型８０が使用され、一方、同じ上面９１と、まっすぐな三角形横断面および鋭いけれども丸みを帯びた頂部エッジを有する代わりのポンチ９２ａとを有する、代わりの第２成形型９０ａが使用される。ポンチ９０ａは、より薄いアルミニウムシートのためのポンチ９０より高くて底がより広い。成形行程時に、ポンチ９２ａはアルミニウムシート５０に突入して、窪み８２内のスペースを完全に満たすように材料を局所的に塑性変形し、これにより突起６０の上面の形状は再び窪み８２の内面と相補的となる。

窪み８２は、あらゆるシート厚について、成形される突起６０の上面に相補的に移される同じ特定の形状寸法を有する。突起６０の形状寸法パラメータは図６Ａおよび６Ｂに詳しく示されている。図６Ｂに示されているように、細長い突起は、その縦方向において実質的にまっすぐあるいは直線的である。図６Ａにも示されているように、突起６０はアルミニウムシート５０の主上面５３の上に広がる上面６１を有する。上面６１は、その一定の横断面が図６Ａに示されている細長いプリズム状中央部分６２と、２つの端部分６３とを備えており、該端部分６３において中央部分６２の端部がアルミニウムシート５０の主上面５３と対称的に合併する。

図６Ａに示されているように、上面６１の中央部分６２は、無限ではない第１半径Ｒ１を有する凸状第１セクション６５を含む。凸状第１セクション６５は、その中央部において、アルミニウムシート５０の主上面５３に関しての上面６１の頂部高さＨ１を画定している。該頂部高さは、あらゆるシート厚について、０．３５ミリメートルと０．５５ミリメートルとの間、好ましくは約０．４５ミリメートル、である。凸状第１セクション６５は、両側で対称的に、より小さな第２半径Ｒ２を有する凸状第２セクション６４と合併している。第１凸状セクション６５から第２凸状セクション６４へのこれらの移行部Ｔ１は滑らかである。数学用語では、合併するセクション６４、６５の接線は第１移行部Ｔ１において一致する。凹状第１セクション６５は、第１移行部Ｔ１の間に第１幅Ｗ１を有している。

凸状第２セクション６４は、第３半径Ｒ３を有する凹状第３セクション６３と対称的に合併している。凸状第２セクション６５から凹状第３セクション６４へのこれらの第２移行部Ｔ２は滑らかである。数学用語では、合併するセクション６４、６５の接線は第２移行部Ｔ２において一致し、その方向を変える。凸状第１セクション６５および凸状第２セクション６４は、第２移行部Ｔ２間に総第２幅Ｗ２を有する。凹状第３セクション６３は、アルミニウムシート５０の主上面５３と対称的に合併する。凹状第３セクション６３からまっすぐな主上面５３へのこれらの第３移行部Ｔ３は滑らかである。数学用語では、合併するセクション６３およびまっすぐな主上面の接線は第３移行部Ｔ３において一致する。上面６１は第３移行部Ｔ３間に総第３幅Ｗ３を有し、これはアルミニウムシート５０の主上面５３の上の突起６０の全幅である。

上記移行部Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、図６Ａに示されている横断面内の概念的な点であり、アルミニウムシート５０の主上面５３に平行に延びる概念的な線である。第３移行部Ｔ３は、突起６０の長い側に沿う上面６１の基線を形成している。２つの端部分６３は、縦断面において中央部分６２から描かれて、中央部分６２の横断面と同じ外形を有している。突起６０の上面６１は全長Ｌ１を有している。図６Ａに示されているように、突起６０は、上面６１と窪み６６の表面との間で測定される最小材料厚さＱを有している。突起６０は、シート材料において局所的狭窄部を形成している。

上記の形状寸法パラメータに特定の値および比が適用される。

第１半径Ｒ１／第２半径Ｒ２の比は少なくとも４である。好ましくは第１半径Ｒ１／第２半径Ｒ２の比は４ないし５である。より好ましくは、第１半径Ｒ１／第２半径Ｒ２の比は約４．５である。第１幅Ｗ１／第２幅Ｗ２の比は０．６０と０．９０との間にある。好ましくは第１幅Ｗ１／第２幅Ｗ２の比は約０．７０および０．８０である。より好ましくは第１幅Ｗ１／第２幅Ｗ２の比は約０．７５である。形状寸法パラメータのこれらの比は、上面６１が相対的に広い凸状第１セクション６５を頂部に有するが依然としてその中央部においてのみ最大高さＨ１を有するという結果をもたらし、これは、突起６０でシート５０に溶接されるべきアルミニウムシート５１またはヘム部５２の下面との初期接触線を形成し、従って初期溶接電流のための通路を形成する。既に圧力Ｆが加えられるときに、広い凸状第１セクション６５は、常温の材料が局所的に弾性的におよび塑性的に沈下するので、頂部における初期接触面の漸次増大をもたらす。溶接電流は局所的にこの接触面だけを介して非常に良く伝導される。

第３幅Ｗ３は１ミリメートルと４ミリメートルとの間にある。好ましくは第３幅Ｗ３は約１．８ミリメートルである。長さＬ１は２ミリメートルと１２ミリメートルとの間にある。好ましくは長さＬ１は６ミリメートルである。

最小材料厚さＱは０．３ミリメートルより大きい。好ましくは、最小材料厚さＱは０．４５ミリメートルより大きい。これは既に０．８ないし１ミリメートルのシート厚に適用される。ポンチ９２により後に残される窪み６６の頂部６７は、図４Ｂおよび５Ｂの概念的な線Ｃにより示されるアルミニウムシート５０の主上面５３より常に下に位置し、これによりアルミニウムシート５０の主上面の上に延びる突起６０の部分は金属で満たされている。これにより得られる最小材料厚さは、突起６０が常温の材料の初期局所的沈下に耐えることを保証する。溶接電極１０、２０がワークピースと接触させられるとき、第１ホルダ４に対する第２ホルダ１６の圧力Ｆは突起６０の構造的完全性を確かめるために時間に関して監視される。圧力Ｆおよびその推移が所定範囲内に無ければ、突起６０は無汚損溶接のためには使用され得ないと断定される。そのとき、溶接電流は加えられない。これは、突起６０が既に圧潰してしまっているためか、あるいは突起が全く存在しなかったためであり得る。

図７は、溶接中にプロジェクション溶接装置１の溶接電極１０、２０を通して供給される溶接電流の図を示す。溶接電流は、時間ｔにおける溶接電流Ｉのための特定のパラメータを有する単極直流電流の１つのあるいは連続するパルスとして加えられる。該電流パルスは、一定の圧力Ｆが加えられて突起６０の構造的完全性が確認された後に、スタートされる。一定圧力Ｆが最初に加えられた瞬間に、常温の材料の局所的な弾性的および塑性的沈下による頂部高さの減少は２％に限定される。これは、突起６０の特定の形状フィーチャにより、特に使用される第１半径Ｒ１および第２半径Ｒ２ならびにそれらの比により、さらに突起６０が第１アルミニウムシート５０の主上面５３の上で中実であることにより、得られる。加えられた圧力Ｆの下で沈下に対する抵抗が優秀であるために接触面間のいかなる酸化も破壊される。従って、当該技術において知られている酸化除去の前ステップは不要である。

電流パルスは、連続する、第１時間間隔ｔ１にわたって該溶接電流（アンペア単位）がゼロ・アンペアから最大電流Ｉｍａｘへ急速に上昇する第１軌跡Ｐ１と、第２時間間隔ｔ２にわたって該溶接電流が実質的に一定あるいは一定である第２軌跡Ｐ２と、第３時間間隔ｔ３にわたって該溶接電流が比例して（均等目盛を有する該図において直線に従って）該最大電流Ｉｍａｘからゼロ・アンペアに減少する第３軌跡Ｐ３と、を含む。その直後に、残りの時間間隔ｔ４にわたって溶接電極１０、２０により該圧力Ｆがなお加えられている間に該溶接電流がゼロ・アンペアに保たれる第４軌跡Ｐ４が続く。この第４軌跡Ｐ４の後に、溶接電極１０、２０は後退させられて次の溶接位置に位置決めされる。上記のパルス・パラメータには特定の値および比が当てはまる。

第１軌跡Ｐ１は、最大１０ミリ秒の極めて短い立ち上がり時間あるいは第１時間間隔ｔ１を有する。好ましくは、第１時間間隔ｔ１は最大５ミリ秒である。より好ましくは、第１時間間隔ｔ１は最大１ミリ秒である。

両面シングル溶接部構成のためには、一定電流を有する第２軌跡Ｐ２は１０ミリ秒および２０ミリ秒の間の第２時間間隔ｔ２を有する。好ましくは、第２時間間隔ｔ２は約１５ミリ秒である。図２Ａ〜２Ｃを参照して記述された片面連続溶接部構成のためには、一定電流を有する第２軌跡Ｐ２は２０ミリ秒および４０ミリ秒の間の第２時間間隔ｔ２を有する。好ましくは、第２時間間隔ｔ２は約３０ミリ秒である。

比例的減少を有する第３軌跡Ｐ３は、少なくとも５ミリ秒の第３時間間隔ｔ３を有する。好ましくは、第３時間間隔ｔ３は、最大で第２時間間隔ｔ２と等しい。

第１軌跡Ｐ１および第３軌跡Ｐ３は不等辺四辺形を形成し、第１時間間隔ｔ１は第３時間間隔ｔ３より短い。好ましくは、第１時間間隔ｔ１は第３時間間隔ｔ３の半分より短い。

第４軌跡Ｐ４は、少なくとも、電流が供給されていた第１時間間隔ｔ１、第２時間間隔ｔ２および第３時間間隔ｔ３の合計と同じ長さである第４時間間隔ｔ４を有する。好ましくは、第４時間間隔ｔ４は少なくとも１００ミリ秒である。より好ましくは、第４時間間隔ｔ４は約３００ミリ秒である。

これらの特定のパルス・パラメータは、優れた材料特性を有する構造溶接部が最後に突起６０の前の場所に得られることを保証する。突起６０自体は、溶接電流を突起６０の位置を通らせ、突起６０を有するシート５０の隣接領域を通らせない。第１軌跡Ｐ１の比較的に短い初期第１時間間隔ｔ１は、溶接電流が供給され従って電気エネルギーが溶接部に供給される第１時間間隔ｔ１、第２時間間隔ｔ２および第３時間間隔ｔ３の合計の中で、第２時間間隔ｔ２の長さが最適となり得ることを保証する。この短い第１継続時間ｔ１は、圧力Ｆが加えられた後の広い凸状第１セクション６５に存在する比較的に大きな初期接触面により保証され、この比較的に大きな初期接触面は溶接電流を伝導する主面を形成する。第１軌跡Ｐ１における溶接電流の急な上昇は、溶接電極１０、２０の間の約２５ないし４０ボルトの比較的に高い溶接電圧と、後に明示される比較的に大きな圧力Ｆとに起因する。該溶接電圧、溶接電流および圧力は、当該技術において知られている２つの鉄シートのプロジェクション溶接と比べてより大きい。第１継続時間ｔ１の終わりに、熱せられた突起６０の塑性的圧潰が始まる。該圧潰は、第２軌跡Ｐ２にわたって加えられる電気溶接エネルギーに起因する。第２軌跡Ｐ２の終わりに、突起６０は完全に圧潰し、第２アルミニウムシート５１の下面は第１アルミニウムシート５０上面５３に完全に当接する。熱せられた突起６０の圧潰は、電気溶接エネルギーが連続的に溶接部に供給される単一の連続的行程において生じる。突起６０の徐々の圧潰は、溶融プロセスではなくて、突起６０に強いられた圧潰に抵抗する十分な強さを突起６０が維持している良く制御された熱間鍛造プロセスであり、これにより材料同士が互いに溶接される。次の第３軌跡Ｐ３の間、電流は比例して低減され、これにより熱間鍛造される接合部を改善するために溶接部に供給されるエネルギーの量も徐々に低減される。

第４軌跡Ｐ４の間、電気溶接エネルギーはもはや供給されず、溶接電極１０、２０は溶接部を冷やすとともに圧力Ｆを加え続ける。第４軌跡Ｐ４において、電気溶接電流が前に加えられていた継続時間とほぼ同じ継続時間である第４時間間隔ｔ４にわたって、溶接エネルギーは、加速されるが制御された態様で撤回される。このようにして、最少の縮み欠陥を伴う高品質の構造溶接部が得られる。

底部の長さＬ１が６ミリメートルで幅Ｗ３が１．８ミリメートルである好ましい突起６０のための溶接電流は、絶対値で３０ｋＡと５０ｋＡとの間にあり、好ましくは約４０ｋＡである。底部のサイズは、アルミニウムシート５０の主上面５３の平面における突起６０の上面６１の被射影域を画定する。該被射影域に関連付けられたとき、溶接電流は、該被射影域の１ｍｍ^２当たりに２．５ｋＡおよび５ｋＡの間にあり、好ましくは被射影域の１ｍｍ^２当たりに約４ｋＡである。第２軌跡Ｐ２は、同量のエネルギーを突起６０に導入し得るように、シングル溶接部構成と比べて連続溶接部構成においては約２倍の長さである。

底部の長さＬ１が６ミリメートルで幅Ｗ３が１．８ミリメートルである好ましい突起６０のための圧力Ｆは、絶対値で８００Ｎと３０００Ｎとの間にあり、好ましくは約１７５０Ｎである。被射影域と関連付けられたとき、圧力Ｆは被射影域の１ｍｍ^２当たりに７０Ｎと２８０Ｎとの間にあり、好ましくは被射影域の１ｍｍ^２当たりに約１６０Ｎである。加えられる圧力Ｆは、溶接サイクル中、すなわち、第１軌跡Ｐ１、第２軌跡Ｐ２、第３軌跡Ｐ３および第４軌跡Ｐ４にわたってあるいはこれらの軌跡の間、一定であるかあるいは実質的に一定である。

図８Ａは、溶接パラメータが前記の範囲内で適用されたときの構造溶接部の微視図である。溶接部にはクラックが無く、黒点１０１として示されているインクルージョンおよびポロシティの量は極めて少ない。これは高い構造的完全性を有する溶接部である。この溶接部は、アルミニウムシート５０、５１自体の材料より強くさえある。

図８Ｂは、溶接パラメータのうちの幾つかが前記の範囲の外で適用されたときの溶接部の微視図である。特に、この例では、第２継続時間ｔ２および第３継続時間ｔ３は、明示された範囲から遠く外れて選ばれている。その結果として、材料の完全性が変化しており、該溶接部は、黒い線１００として示されている分散した細長い縮みクラック、黒点１０１として示された多数のインクルージョンおよびポロシティを含んでいる。該クラックおよびインクルージョンは、産業において必要とされる機械的荷重に耐えることができない弱い溶接部をもたらした。

上の記述は、好ましい実施態様の動作を具体的に説明するために含められたのであって、本発明の範囲を限定するように意図されてはいないことが理解されるべきである。上の議論から、依然として本発明の趣旨および範囲に含まれる多くの変化形が当業者には明らかであろう。

Claims (18)

1. 第１金属シートと、プロジェクション溶接によって前記第１金属シートの上に溶接されるべき第２金属シートとのセットであって、
   前記第１金属シートは、非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成り、
   前記第１金属シートは、前記第１金属シートの主上面の上に局所的に延びて前記第２金属シートの主下面と接触する細長い突起を含み、
   前記突起は上面を含み、前記上面は、その中央部において前記第１金属シートの前記主上面に関して前記上面の頂部高さを画定する第１半径を有する凸状第１セクションと、前記第１セクションと合併する両方の細長い側に沿う第２半径を有する凸状第２セクションと、前記第２セクションおよび前記第１金属シートの前記主上面と合併する両方の細長い側に沿う第３セクションとを有し、
   前記凸状第１セクションの前記凸状第２セクションへの第１移行部は前記上面の第１幅を画定し、前記凸状第２セクションの前記第３セクションへの第２移行部は前記上面の第２幅を画定し、前記第３セクションの、前記第１金属シートの前記主上面への移行部は前記上面の第３幅を画定し、
   前記第１半径は前記第２半径より大きいセット。
2. 前記第１半径／前記第２半径の比は少なくとも４である、請求項１に記載のセット。
3. 前記第１半径／前記第２半径の比は４ないし５である、請求項１または２に記載のセット。
4. 前記第１幅／前記第２幅の前記比は０．６０ないし０．９０である、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載のセット。
5. 前記第３セクションは第３半径を有する凹状第３セクションであり、前記第３半径は前記第２半径に等しい、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載のセット。
6. 前記突起は前記第１金属シートの前記主上面の上で前記第１金属シートの金属で満たされている、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載のセット。
7. 前記第１金属シートは下側主面を有しており、前記突起は前記第１金属シートの前記下側主面に窪みを備えている、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載のセット。
8. 前記第２金属シートは非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成る、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載のセット。
9. プロジェクション溶接装置を用いてプロジェクション溶接を行うことによって第１金属シートの上に第２金属シートをプロジェクション溶接する方法であって、
   前記第１金属シートは非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成り、
   前記第１金属シートは前記第１金属シートの主上面の上に局所的に延びて前記第２金属シートの前記主下面と接触する１つ以上の細長い突起を備え、
   前記１つ以上の突起は上面を含み、前記上面は、その中央部において前記第１金属シートの前記主上面に関して前記上面の頂部高さを画定する第１半径を有する凸状第１セクションと、前記第１セクションと合併する両方の細長い側に沿う第２半径を有する凸状第２セクションと、前記第２セクションおよび前記第１金属シートの前記主上面と合併する両方の細長い側に沿う第３セクションとを有し、
   前記凸状第１セクションの前記凸状第２セクションへの第１移行部は前記上面の第１幅を画定し、前記凸状第２セクションの前記第３セクションへの第２移行部は前記上面の第２幅を画定し、前記第３セクションの、前記第１金属シートの前記主上面への移行部は前記上面の第３幅を画定し、
   前記第１半径は前記第２半径より大きく、
   前記プロジェクション溶接装置は、前記突起の位置で前記第１金属シートおよび前記第２金属シートに係合し、または２つの突起の位置で前記第２金属シートに同時に係合して前記金属シートに圧力を加えるとともに、後に前記金属シートを通して電流を供給する第１溶接電極および第２溶接電極を含み、
   前記方法はパルスに従って前記溶接電極を通して溶接電流を供給するステップを含み、
   前記パルスは、第１時間間隔にわたって前記電流がゼロから最大電流へ上昇する第１軌跡と、第２時間間隔にわたって前記最大電流が存在する第２軌跡と、第３時間間隔にわたって前記電流が徐々に減少してゼロに戻る第３軌跡と、前記圧力がなお加えられている間に前記溶接電流が第４時間間隔にわたってゼロに保たれる第４軌跡とが連続する方法。
10. 前記溶接電流は単一のパルスとして供給される、請求項９に記載の方法。
11. 前記溶接電流は直流電流である、請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記第１時間間隔は前記第３時間間隔より短い、請求項９〜１１のうちのいずれか１項に記載の方法。
13. 前記第１時間間隔は最大１０ミリ秒である、請求項９〜１２のうちのいずれか１項に記載の方法。
14. 前記第１時間間隔は最大１ミリ秒である、請求項９〜１３のうちのいずれか１項に記載の方法。
15. 前記第３時間間隔は最大で前記第２時間間隔の継続時間である、請求項９〜１４のうちのいずれか１項に記載の方法。
16. 前記第４時間間隔は、少なくとも、前記第１時間間隔、前記第２時間間隔および前記第３時間間隔の合計と同じ長さである、請求項９〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。
17. 前記第１の金属シートは主面を有しており、前記溶接電流は、前記第１金属シートの前記主面に対して垂直な射影における前記突起の１平方ミリメートル当たりに最大で２．５ないし５キロアンペアである、請求項９〜１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
18. 前記第２金属シートは非鉄金属、または主成分としてアルミニウムもしくはマグネシウムを有する金属合金から成る、請求項９〜１７のうちのいずれか１項に記載の方法。

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