JP7297788B2

JP7297788B2 - スポット溶接方法

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Publication number: JP7297788B2
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Inventors: 信也渡邉; 仁斉藤; 錫昊譚
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Description

本発明は、スポット溶接方法に関する。

複数の金属板を溶接する場合は、スポット溶接装置を用いたスポット溶接が行われている。スポット溶接は、一対の電極チップの間で複数の金属板を挟持した状態で、一対の電極チップ間に通電することで、複数の金属板間にナゲットを発生させて複数の金属板を溶接する。

特許文献１では、２個の電極により複数の金属板を挟持した状態で、一対の電極により複数の直流マイクロパルスを複数の金属板に印加することで、複数の金属板を溶接している。

スポット溶接においては、一対の電極チップ間への通電が短い場合には、ナゲットが溶接に必要な大きさに成長できず、溶接できないことがある。一方で、一対の電極チップ間への通電を継続すると、ナゲットが成長し過ぎて複数の金属板間に形成したコロナボンド（ナゲットの外側に形成された未溶融圧接部）から突出することがあり、その結果、ナゲットが露出しチリ（スパッタ）が発生することがある。このような事情から、スポット溶接においては、チリの発生を抑制しながら確実に溶接することが求められている。

特表２０１３－５０１６２８号公報

本発明者は、チリが発生する原因について鋭意検討した。その結果、自動車車体のような、３枚以上の金属板を重ねて構成され、３枚以上の金属板の少なくとも１枚の金属板は、他の金属板と厚みが異なるように形成されて、３枚以上の金属板の総厚みとの板厚比率が３．５～１０となるような高板厚比の板組条件の積層体においては、特許文献１に記載された溶接方法で溶接を行った場合、電流値を上げると溶接することはできるがチリが発生しやすくなり、一方で電流値を下げるとチリは発生しないが、ナゲットの成長が進まずに溶接することができないという結果を得た。

上記のような高板厚比の板組条件の場合、比較的薄い板にて構成される薄板側境界面のナゲットに比べて、比較的厚い板にて構成される厚板側境界面のナゲットは、成長し始めが早く、また成長速度自体も速くなる。このため、薄板側境界面のナゲットが成長し始めて十分に成長するまでの間に、厚板側境界面のナゲットが成長し過ぎてチリが発生することがある。

また、上記のような高板厚比の板組条件の場合、厚板側境界面のナゲットが成長し過ぎないようにすると、薄板側境界面のナゲットが十分な大きさまで成長できずに、溶接することができないことがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、チリの発生を抑制しながら確実に溶接することができるスポット溶接方法を提供することを目的とする。

本発明のスポット溶接方法は、３枚以上の金属板を重ねて構成され、前記３枚以上の金属板の少なくとも１枚の金属板は他の金属板と厚みが異なるように形成されて、前記少なくとも１枚の金属板の厚みに対する前記３枚以上の金属板の総厚みの板厚比率が３．５～１０となる積層体を、パルス電流を用いて接合するスポット溶接方法であって、前記パルス電流は、設定されたピーク電流値より低い値から前記ピーク電流値に達した後に、前記ピーク電流値から、設定されたボトム電流まで下降して再び前記ピーク電流値まで上昇するノーピーク状態が繰り返し設定されるパルス状波形を有し、前記ピーク電流値は、１０．６ｋＡ以上に設定され、前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流値は、前記ピーク電流値の０．５倍～０．６倍に設定され、前記ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間は、６ｍｓ～１３ｍｓに設定され、前記ピーク電流値である状態の継続時間であるピーク継続時間は、０．９ｍｓ以下で、且つ、前記ノーピーク継続時間の１／１５～１／１０に設定されていることを特徴とする。

本発明者による鋭意検討の結果、ピーク電流範囲の上限値が１０．６ｋＡ以上に設定され、且つピーク継続時間が０．９ｍｓ以下に設定され、さらに、ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間が、４ｍｓ～１３．６ｍｓで、ピーク電流値である状態の継続時間であるピーク継続時間が、０．９ｍｓ以下で、且つ、ノーピーク継続時間の１／５以下に設定されている場合（第１の場合）には、ナゲットの成長を維持しつつ冷却時間を確保でき、溶接とチリの発生抑制とを両立できることを得た。さらに、上記第１の場合には、溶接に必要なサイズのナゲットが形成される下限電流値と、チリが発生しない上限電流値との範囲となる溶接電流範囲が広い範囲（例えば、１．０ｋＡ以上）となることを得た。

従って、本発明によれば、チリの発生を抑制しながら確実に溶接することができ、さらに、広い溶接電流範囲を確保することができる。広い溶接電流範囲を確保すると、設定した電流値と実際の電流値との誤差が生じた場合でも、その誤差を許容することができる。これにより、同じ溶接方法で連続して溶接を行う場合、例えば量産する車体の連続溶接に実施することができる。

本発明のスポット溶接方法は、３枚以上の金属板を重ねて構成され、前記３枚以上の金属板の少なくとも１枚の金属板は他の金属板と厚みが異なるように形成されて、前記少なくとも１枚の金属板の厚みに対する前記３枚以上の金属板の総厚みの板厚比率が３．５～１０となる積層体を、パルス電流を用いて接合するスポット溶接方法であって、前記パルス電流は、設定されたピーク電流範囲の下限値より低い値から前記ピーク電流範囲の上限値であるピーク電流値に達した時点で開始され、前記ピーク電流値から前記ピーク電流範囲の下限値まで下降した後に前記ピーク電流値まで上昇するピーク状態と、前記ピーク状態後に、前記ピーク電流値から、あらかじめ設定されたボトム電流まで下降して再び前記ピーク電流値まで上昇するノーピーク状態とが交互に設定されるパルス状波形を有し、前記ピーク電流値は、１０．６ｋＡ以上に設定され、前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流値は、前記ピーク電流値の０．５倍～０．６倍に設定され、前記ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間は、６ｍｓ～１３ｍｓに設定され、前記ピーク状態の継続時間であるピーク継続時間は、０．９ｍｓ以下で、且つ、前記ノーピーク継続時間の１／１５～１／１０に設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、チリの発生を抑制しながら確実に溶接することができ、さらに、広い溶接電流範囲を確保することができる。広い溶接電流範囲を確保すると、設定した電流値と実際の電流値との誤差が生じた場合でも、その誤差を許容することができる。これにより、同じ溶接方法で連続して溶接を行う場合、例えば量産する車体の連続溶接に実施することができる。

また、前記ピーク継続時間は、０～０．９ｍｓに設定されていることが好ましい。前記ピーク継続時間が０とは、パルス電流が、ピーク電流値より低い値からピーク電流値に達して直ぐに、ピーク電流値からボトム電流まで下降するものである。

この構成によれば、ピーク継続時間が０の場合には、パルス電流がピーク電流値より低い値からピーク電流値に達して直ぐに、ピーク電流値からボトム電流まで下降するので、ピーク継続時間が０を超えるものに比べて、溶接時間を短縮することができる。また、ピーク継続時間が０の場合には、パルス電流の制御が容易になる。さらに、本発明者による鋭意検討の結果、ピーク電流範囲の上限値が１０．６ｋＡ以上で、ノーピーク継続時間が４ｍｓ～１３．６ｍｓで、ピーク継続時間が０（ノーピーク継続時間の１／５以下）である場合にも、チリの発生を抑制しながら確実に溶接することができ、さらに、広い溶接電流範囲を確保することができることを得た。

さらに、前記ピーク電流範囲の上限値は、１０．６ｋＡ～２０ｋＡに設定されていることが好ましい。

この構成によれば、より一層確実に、チリの発生を抑制しながら確実に溶接することができ、さらに、広い溶接電流範囲を確保することができる。

また、前記積層体の前記板厚比率は、４～７に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、より一層、チリの発生を抑制しながら確実に溶接することができる。

さらに、前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流は、前記ピーク電流値の０．５倍～０．７５倍に設定されていることが好ましい。

積層体を接合する際のパルス電流の実効電流が、ピーク電流範囲の上限値の０．５倍未満、又は０．７５超に設定されている場合には、積層体を冷却する冷却時間が短く、ナゲット形成時間とのバランスが悪い。冷却時間がある程度長いと、３枚以上の金属板のうち、比較的厚い金属板にて構成される厚板側境界面（ナゲットが成長しやすい）の熱が、比較的薄い板にて構成される薄板側境界面（ナゲットが成長し難い）に伝わり、薄板側境界面のナゲットの成長を促すことができる。

上記構成によれば、積層体を接合する際のパルス電流の実効電流が、ピーク電流範囲の上限値の０．５倍未満、又は０．７５超に設定されている場合に比べて、ナゲット形成時間が長くなり、冷却時間とのバランスがよくなる。これにより、厚板側境界面の熱が薄板側境界面に伝わり、薄板側境界面のナゲットの成長を促すことができるので、チリの発生の抑制と、確実な溶接との両立がしやすくなる。

また、前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流値は、前記ピーク電流値の０．５倍～０．６倍に設定され、前記ノーピーク継続時間は、６ｍｓ～１３ｍｓに設定され、前記ピーク継続時間は、前記ノーピーク継続時間の１／１５～１／１０に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、より一層、ナゲット形成時間と冷却時間とのバランスがよくなり、チリの発生の抑制と、確実な溶接との両立がしやすくなる。この結果、広い溶接電流範囲を確保することができる。

さらに、前記ノーピーク状態における前記ボトム電流から前記ピーク電流値まで上昇するまでの立ち上がり時間は、前記ノーピーク状態における前記ピーク電流値から前記ボトム電流に下降するまでの立ち下り時間より短い時間で設定されていることが好ましい。

立ち上がり時間が長くなると、積層体を接合する際のパルス電流の実効電流値が高くなるため、広い溶接電流範囲を確保することができない。

上記構成によれば、ボトム電流からピーク電流範囲の上限値までの上昇を、立ち下りに比べて急激に行うので、緩やかに上昇させるものに比べて、積層体を接合する際のパルス電流の実効電流値を抑制し、広い溶接電流範囲を確保することができる。

また、前記立ち上がり時間は、前記立ち下り時間の０．１倍～０．８倍に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、より一層広い溶接電流範囲を確保することができる。

本発明のスポット溶接装置とロボットとを示す正面図。上電極チップと上電極チップ支持部とを示す端面図。下電極チップと下電極チップ支持部とを示す端面図。上電極チップと下電極チップとの間に第１～第３金属板を挟持した状態の上電極チップと下電極チップと第１～第３金属板とを示す側面図。上電極チップと下電極チップとの間に流す電流のパルス状波形を示す図。第１～第８実施例及び第１～第５比較例の溶接実行時の各数値を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態のスポット溶接方法を実行するスポット溶接装置１０は、溶接ガンから構成されており、ガン本体１１と、上電極チップ１２と、上電極チップ１２を支持する上電極チップ支持部１３とを備える。スポット溶接装置１０は、車両に用いられる第１金属板Ｗ１、第２金属板Ｗ２及び第３金属板Ｗ３からなる積層体１５を接合する。

ガン本体１１は、ロボット１７の第１アーム１７ａに取り付けられている。ロボット１７は、例えば、多軸多関節型のロボットであり、先端から順に第１～第４アーム１７ａ～１７ｄが設けられている。ロボット１７は、各アーム１７ａ～１７ｄを駆動する複数のモータ（図示せず）が設けられ、ロボット制御装置１８により駆動が制御される。なお、ロボット１７の根元部は、地面もしくは、地面に固定された台座（図示せず）等に支持される。

ロボット制御装置１８は、ロボット１７の複数のモータを駆動することで、各アーム１７ａ～１７ｄを駆動して、アーム１７ａに取り付けられたガン本体１１の位置及び向きを制御し、ガン本体１１を、第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３の接合部の部分に移動させる。

ガン本体１１には、ガンアーム２１が取り付けられている。ガンアーム２１の下部の先端部には、下電極チップ２２が下電極チップ支持部２３を介して取り付けられている。上電極チップ１２と下電極チップ２２とは、上下方向に互いに対向している。

ガン本体１１には、上電極チップ支持部１３を上下方向に移動する上電極チップ支持部移動機構２６と、スポット溶接装置１０を統括的に制御する溶接制御装置２７とが設けられている。溶接制御装置２７には、上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に電流を流す（通電する）ための電流スイッチ２８が設けられている。電流スイッチ２８がＯＮである場合に、上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に電流が流れる。上電極チップ１２、下電極チップ２２、上電極チップ支持部移動機構２６及び電流スイッチ２８等は、溶接制御装置２７によって駆動が制御される。

図１及び図２に示すように、上電極チップ支持部１３は、ガン本体１１に取り付けられる上アダプタ本体３１と、上アダプタ本体３１に取り付けられる上ネジアダプタ３２と、上ネジアダプタ３２に取り付けられる上シャンク３３とを備える。上アダプタ本体３１は、ガン本体１１に設けられた上電極チップ支持部移動機構２６により、上下方向に移動される。

上アダプタ本体３１は、円柱状の上アダプタ本体部３５と、上アダプタ本体部３５の下面から下方に突出した円柱状の上アダプタ凸部３６とを備える。

上アダプタ凸部３６の下面の中心部には、上アダプタ本体部３５の内部まで連続するようにネジ切りされた上ネジ孔３９が形成されている。

上ネジアダプタ３２は、外周がネジ切りされた上ネジ部３２ａと、上ネジフランジ部３２ｂとを備え、上下方向に貫通した上シャンク取付孔３２ｃが形成されている。上シャンク取付孔３２ｃは、上方向に向かうにつれて径が小さくなるようにテーパ状に形成されている。

上ネジアダプタ３２の上ネジ部３２ａが、上アダプタ本体３１の上ネジ孔３９に螺合され、上ネジアダプタ３２は、上アダプタ本体３１に取り付けられている。

上シャンク３３は、上シャンク本体部３３ａと、上シャンク取付孔３２ｃに圧入される上シャンク取付部３３ｂと、上電極チップ取付部３３ｃとを備える。上シャンク３３には、上電極チップ取付部３３ｃ及び上シャンク本体部３３ａに連続して上シャンク凹部３３ｄが形成されている。

上シャンク取付部３３ｂは、テーパ状の上シャンク取付孔３２ｃに沿ってテーパ状に形成されている。

上シャンク３３の上シャンク取付部３３ｂが、上ネジアダプタ３２の上シャンク取付孔３２ｃに圧入され、上シャンク３３は、上ネジアダプタ３２に取り付けられている。

上電極チップ取付部３３ｃは、下方に向かうにつれて径が小さくなるようにテーパ状に形成されている。上電極チップ１２は、テーパ状の上電極チップ取付部３３ｃに沿ったテーパ状部を有する上電極チップ凹部１２ａが形成されている。

上シャンク３３の上電極チップ取付部３３ｃが、上電極チップ１２の上電極チップ凹部１２ａに圧入され、上電極チップ１２は、上シャンク３３に取り付けられている。

図３に示すように、下電極チップ支持部２３は、下アダプタ本体４１と、下ネジアダプタ４２と、下シャンク４３とを備える。下アダプタ本体４１は、上アダプタ本体３１と同様に、円柱状の下アダプタ本体部４５と、下アダプタ本体部４５の上面から上方に突出した円柱状の下アダプタ凸部４６とを備える。

下アダプタ凸部４６の下面の中心部には、下アダプタ本体部４５の内部まで連続するようにネジ切りされた下ネジ孔４９が形成されている。

下ネジアダプタ４２は、上ネジアダプタ３２と同じ形状で形成され、下ネジ部４２ａと、下ネジフランジ部４２ｂとを備え、テーパ状の下シャンク取付孔４２ｃが形成されている。

下ネジアダプタ４２の下ネジ部４２ａが、下アダプタ本体４１の下ネジ孔４９に螺合され、下ネジアダプタ４２は、下アダプタ本体４１に取り付けられている。

下シャンク４３は、上シャンク３３と同じ形状で形成され、下シャンク本体部４３ａと、テーパ状の下シャンク取付部４３ｂと、テーパ状の下電極チップ取付部４３ｃとを備える。下シャンク４３には、下電極チップ取付部４３ｃ及び下シャンク本体部４３ａに連続して下シャンク凹部４３ｄが形成されている。

下シャンク４３の下シャンク取付部４３ｂが、下ネジアダプタ４２の下シャンク取付孔４２ｃに圧入され、下シャンク４３は、下ネジアダプタ４２に取り付けられている。

下電極チップ２２は、テーパ状の下電極チップ取付部４３ｃに沿ったテーパ状部を有する下電極チップ凹部２２ａが形成されている。

下シャンク４３の下電極チップ取付部４３ｃが、下電極チップ２２の下電極チップ凹部２２ａに圧入され、下電極チップ２２は、下シャンク４３に取り付けられている。

［金属板溶接］
次に、スポット溶接装置１０による第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３のスポット溶接方法について説明する。

まず、図１に示すように、ロボット制御装置１８は、ロボット１７の複数のモータを駆動することで、各アーム１７ａ～１７ｄを駆動して、スポット溶接装置１０を、上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３が配置される位置に移動する。このとき、下電極チップ２２は第３金属板Ｗ３の下面に当接する。

次に、図４に示すように、スポット溶接装置１０の溶接制御装置２７は、上電極チップ支持部移動機構２６を駆動して、上電極チップ支持部１３を下方に移動させる。

上電極チップ１２が下方に移動して第１金属板Ｗ１の上面に当接すると、上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３が加圧挟持される。

次に、溶接制御装置２７は、上電極チップ１２と下電極チップ２２とで第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３を加圧挟持した状態で、電流スイッチ２８をＯＮにし、上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に電流を流す（通電する）。この通電により、第１金属板Ｗ１と第２金属板Ｗ２との間に第１ナゲットＮ１が形成され、第２金属板Ｗ２と第３金属板Ｗ３との間に第２ナゲットＮ２が形成され、第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３が溶接される。

［実施例］
スポット溶接装置１０を用い、図５に示すようなパルス状波形を有するＤＣチョッピングパルス電流（以下、単にパルス電流という）を、上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に流し、上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に挟持された第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３を溶接する実験（実施例１～８及び比較例１～５）を行った。

上記実験では、第１金属板Ｗ１を、厚さ０．６ｍｍで引張強さ２７０ＭＰａの亜鉛メッキ鋼板から構成し、第２金属板Ｗ２を、厚さ１．６ｍｍで引張強さ７８０ＭＰａのメッキ無しの鋼板から構成し、第３金属板Ｗ３を、厚さ２．０ｍｍで引張強さ９８０ＭＰａのメッキ無しの鋼板から構成している。第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３は、板厚が異なり、第１金属板Ｗ１の厚み（０．６ｍｍ）に対する第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３の総厚（４．２ｍｍ）の比率が７となっている。

上記実験として、目標となるピーク電流値Ａ１（ｋＡ）（ピーク電流範囲の上限値）、実効電流値Ａ２（溶接を実行したときの実効電流値）（ｋＡ）、ピーク継続時間Ｔ１（ｍｓ）、ノーピーク継続時間Ｔ２（ｍｓ）の条件を変えて実験（実施例１～８及び比較例１～５）を行った。

そして、実施例１～８及び比較例１～５において、下限電流値Ａ３（ｋＡ）、チリが発生しない上限電流値Ａ４（チリ電流値）、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２、実効電流値Ａ２／ピーク電流値Ａ１、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４、目視によるチリ発生の有無、溶接結果の可否（ＯＫ、ＮＧ）の判定を得た。なお、溶接結果のＯＫ／ＮＧは、溶接に必要な径のナゲットが作成された場合にＯＫとした。また、下限電流値Ａ３は、４√ｔで算出されるナゲット（溶接に必要なサイズのナゲット）が形成される下限の電流値である。

本実施形態では、溶接制御装置２７は、パルス電流を流すための電流スイッチ２８のＯＮ／ＯＦＦにより、パルス電流値のリミット制御を行う。

溶接制御装置２７は、パルス電流値がゼロ（ボトム電流）の状態で電流スイッチ２８をＯＮして上電極チップ１２と下電極チップ２２との間に通電し、リミット制御をＯＮ（開始）する。

溶接制御装置２７は、リミット制御ＯＮの間にパルス電流値がゼロからピーク電流値Ａ１まで上昇したときに、詳しくは後述するピーク維持制御を開始する。ピーク維持制御は、リミット制御ＯＮの一部として行われる。

ピーク維持制御では、溶接制御装置２７は、電流スイッチ２８をＯＦＦして通電を停止する（通電停止制御）。通電の停止により、パルス電流値が、ピーク電流値Ａ１からピーク電流値Ａ１の９０％となる下限ピーク電流値Ａ６（ピーク電流範囲の下限値）まで下降する。

ピーク維持制御では、溶接制御装置２７は、パルス電流値がピーク電流値Ａ１から下限ピーク電流値Ａ６まで下降したときに、電流スイッチ２８をＯＮして通電を開始する（通電開始制御）。通電の開始により、パルス電流値が下限ピーク電流値Ａ６からピーク電流値Ａ１まで上昇する。

溶接制御装置２７は、通電停止制御と通電開始制御とからなるピーク維持制御を、ピーク継続時間Ｔ１の間で例えば１回行う。このようなピーク維持制御により、パルス電流値は、下限ピーク電流値Ａ６とピーク電流値Ａ１との間となるピーク電流範囲に維持される。

本実施形態では、ピーク状態の始点は、パルス電流値がゼロからピーク電流値Ａ１まで上昇したときであり、ピーク状態の終点は、１回のピーク維持制御を行い、パルス電流値が下限ピーク電流値Ａ６からピーク電流値Ａ１まで上昇したときである。

ピーク継続時間Ｔ１とは、ピーク状態が維持された継続時間であり、ピーク維持制御を行っている時間である。本実施形態では、１回のピーク維持制御は、例えば０．９ｍｓであり、ピーク継続時間Ｔ１の間で、ピーク維持制御を複数回行うようにしてもよい。例えば、ピーク維持制御を１回行う場合には、ピーク継続時間Ｔ１は０．９ｍｓ、ピーク維持制御を２回行う場合には、ピーク継続時間Ｔ１は１．８ｍｓ、ピーク維持制御を３回行う場合には、ピーク継続時間Ｔ１は２．７ｍｓとなる。

ノーピーク状態の始点は、ピーク継続時間Ｔ１（ピーク維持制御）が終了したときであり、ノーピーク状態の終点は、パルス電流値がゼロに下降して再びピーク電流値Ａ１まで上昇したときである。ノーピーク継続時間Ｔ２とは、ノーピーク状態の継続時間である。

溶接制御装置２７は、ピーク継続時間Ｔ１（ｍｓ）が終了したときに、リミット制御をＯＦＦ（停止）し、ＯＮ電流スイッチ２８をＯＦＦして通電を停止する。そして、パルス電流値がゼロまで下降すると、リミット制御がＯＮとなり、再度、上記したリミット制御及びピーク維持制御が行われる。なお、リミット制御ＯＦＦは、タイマー（図示せず）により設定時間カウントされたときに終了し、リミット制御ＯＮに自動で切り替わる。リミット制御ＯＮの時間は、ピーク電流値Ａ１等によって可変する。

本実施形態では、リミット制御ＯＮによる制御１回とリミット制御ＯＦＦによる制御１回とを１パルスとして、同じ箇所の溶接において複数回（例えば１００パルス）繰り返し行う。

立ち上がり時間Ｔ３とは、パルス電流値がゼロ（ボトム電流）の状態でリミット制御ＯＮとなってパルス電流が流れ始めてから、パルス電流値がピーク電流値Ａ１に到達するまでの時間である。立ち下り時間Ｔ４とは、ピーク継続時間Ｔ１（ｍｓ）が終了してから、パルス電流値がゼロになるまでの時間である。

実施例１，２，５，６において、ピーク継続時間Ｔ１（ｍｓ）が０（ゼロ）とは、上記ピーク維持制御を行わない場合の実施例である。この場合、立ち上がり時間Ｔ３とは、パルス電流値がゼロ（ボトム電流）の状態でリミット制御ＯＮとなってパルス電流が流れ始めてから、パルス電流値がピーク電流値Ａ１に到達するまでの時間であり、立ち下り時間Ｔ４とは、パルス電流値がピーク電流値Ａ１に到達してからから、パルス電流値がゼロになるまでの時間である。また、ピーク継続時間Ｔ１（ｍｓ）が０の場合には、パルス電流がピーク電流値Ａ１より低い値からピーク電流値Ａ１に達して直ぐに、ピーク電流値Ａ１から０（ボトム電流）まで下降するので、ピーク継続時間Ｔ１が０を超えるものに比べて、溶接時間を短縮することができ、さらには、パルス電流の制御が容易になる。

［実施例１］
実施例１では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が５．９ｍｓである。その結果、実施例１では、下限電流値Ａ３が６．９ｋＡ、上限電流値Ａ４が８．４２ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．５２ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０、実効電流値Ａ２／ピーク電流値Ａ１が０．５３、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．７９となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例１～８及び比較例１～５では、下記の条件１～１０を満たしているか否かが判定される。

［条件１］
３枚以上の金属板（第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３）を重ねて構成され、３枚以上の金属板（第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３）の少なくとも１枚の金属板（第１金属板Ｗ１）は他の金属板（第２，第３金属板Ｗ２，Ｗ３）と厚みが異なるように形成されて、少なくとも１枚の金属板（第１金属板Ｗ１）の厚みと３枚以上の金属板（第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３）の総厚みとの板厚比率が３．５～１０となる積層体１５であること。

［条件２］
ピーク電流値Ａ１は、１０．６ｋＡ～２０ｋＡに設定されること。

［条件３］
ピーク状態の継続時間であるピーク継続時間Ｔ１は、０～０．９ｍｓに設定されること。

［条件４］
ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間Ｔ２は、４ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／５以下に設定されること。

［条件５］
少なくとも１枚の金属板（第１金属板Ｗ１）の厚みと３枚以上の金属板（第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３）の総厚みとの板厚比率が４～７となる積層体１５であること。

［条件６］
実効電流値Ａ２がピーク電流範囲（下限ピーク電流値Ａ６とピーク電流値Ａ１との間）の上限（ピーク電流値Ａ１）の０．５倍～０．７５倍に設定されること。

［条件７］
実効電流値Ａ２がピーク電流範囲（下限ピーク電流値Ａ６とピーク電流値Ａ１との間）の上限（ピーク電流値Ａ１）の０．５倍～０．６倍に設定され、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５～１／１０に設定されること。

［条件８］
立ち上がり時間Ｔ３は、立ち下り時間Ｔ４より短い時間で設定されること。

［条件９］
立ち上がり時間Ｔ３は、立ち下り時間Ｔ４の０．１倍～０．８倍の時間で設定されること。

実施例１では、上記条件１～６，８，９を満たす。また、実施例１では、実効電流値Ａ２がピーク電流値Ａ１の０．５倍～０．６倍に設定され、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件７の一部を満たしていない（実施例１では、０．５３倍、５．９ｍｓ、０）。しかし、上記条件７の下限から少し外れた実施例１でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件７の有効性はある。

なお、ピーク電流値Ａ１が上記条件２の上限値の２０ｋＡである場合にも、実施例１と同様の結果を得られた。また、実効電流値Ａ２がピーク電流値Ａ１の０．５倍や０．７５倍である場合にも、実施例１と同様の結果を得られた。

スポット溶接装置１０を用いて同じ溶接方法で連続して溶接を行う場合、例えば量産する車体を連続して溶接する場合、設定したパルス電流値と、溶接を実行したときの実際のパルス電流値との誤差が発生する。このため、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１ｋＡ未満である場合、誤差によって上限電流値Ａ４及び下限電流値Ａ３が変わってときに、溶接を行うことができないことがある。従って、量産する車体の溶接には、実施することができない。そこで、本発明者が鋭意検討した結果、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１ｋＡ以上あれば、誤差が発生しても量産する車体の溶接に実施することができることが分かった。

実施例１では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．５２ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができる。

［実施例２］
実施例２では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が８．７ｍｓである。その結果、実施例２では、下限電流値Ａ３が６．９ｋＡ、上限電流値Ａ４が８．４２ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．５２ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．４２となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例２では、上記条件１～６，８，９を満たす。また、実施例２では、実効電流値Ａ２がピーク電流値Ａ１の０．５倍～０．６倍に設定され、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件７の一部を満たしていない（実施例２では、０．５３倍、８．７ｍｓ、０）。しかし、上記条件７の下限から少し外れた実施例２でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件７の有効性はある。

［実施例３］
実施例３では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０．９ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が８．６ｍｓである。その結果、実施例３では、下限電流値Ａ３が６．５ｋＡ、上限電流値Ａ４が７．９ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．４ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０．１０５、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．４３となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例３では、上記条件１～６，８，９を満たす。また、実施例３では、実効電流値Ａ２がピーク電流値Ａ１の０．５倍～０．６倍に設定され、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件７の一部を満たしていない（実施例３では、０．５３倍、８．６ｍｓ、０．１０５）。しかし、上記条件７の上限から少し外れた実施例３でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件７の有効性はある。

［実施例４］
実施例４では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０．９ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が１３．６ｍｓである。その結果、実施例４では、下限電流値Ａ３が６．５ｋＡ、上限電流値Ａ４が７．９ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．４ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０．０６６、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．２４となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例４では、上記条件１～９を満たす。また、実施例４では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．４ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができる。

［実施例５］
実施例５では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が６．１ｍｓである。その結果、実施例５では、下限電流値Ａ３が７．２３ｋＡ、上限電流値Ａ４が８．２７ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０４ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．７４となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例５では、上記条件１～９を満たす。また、実施例５では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０４ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができる。

［実施例６］
実施例６では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が８．１ｍｓである。その結果、実施例６では、下限電流値Ａ３が７．２３ｋＡ、上限電流値Ａ４が８．２７ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０４ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．４７となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例６では、上記条件１～９を満たす。また、実施例６では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０４ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができる。

［実施例７］
実施例７では、ピーク電流値Ａ１が１０．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が８．０ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０．９ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が３．８５ｍｓである。その結果、実施例７では、下限電流値Ａ３が７．５ｋＡ、上限電流値Ａ４が８．５７ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０７ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０．２３４、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が２．０８となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例７では、上記条件１～３，５，６を満たす。また、実施例７では、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／５（０．２）以下に設定される条件４を満たしていいない（実施例７では、０．２３４）。しかし、上記条件４の上限から少し外れた実施例７でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件４の有効性はある。

実施例７では、立ち上がり時間Ｔ３は、立ち下り時間Ｔ４より短い時間で、立ち下り時間Ｔ４の０．１～０．８の時間で設定される条件８及び９を満たしていない（実施例７では、２．０８倍）。しかし、上記条件８及び９の上限から少し外れた実施例７でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件８及び９の有効性はある。

実施例７では、実効電流値Ａ２がピーク電流値Ａ１の０．５倍～０．６倍に設定され、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件７を満たしていない（実施例７では、０．７５倍、３．８５ｍｓ、０．２３４）。しかし、上記条件７の上限及び下限から少し外れた実施例７でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件７の有効性はある。

実施例７では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０７ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができる。

［実施例８］
実施例８では、ピーク電流値Ａ１が１０．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が８．０ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が０．９ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が４．６ｍｓである。その結果、実施例８では、下限電流値Ａ３が７．５ｋＡ、上限電流値Ａ４が８．５７ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０７ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０．１９６、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が１．３となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。

実施例８では、上記条件１～６を満たす。また、実施例８では、立ち上がり時間Ｔ３は、立ち下り時間Ｔ４より短い時間で、立ち下り時間Ｔ４の０．１～０．８の時間で設定される条件８及び９を満たしていない（実施例８では、１．３倍）。しかし、上記条件８及び９の上限から少し外れた実施例８でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件８及び９の有効性はある。

実施例８では、実効電流値Ａ２がピーク電流値Ａ１の０．５倍～０．６倍に設定され、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件７の一部を満たしていない（実施例７では、０．７５倍、４．６ｍｓ、０．１９６）。しかし、上記条件７の上限から少し外れた実施例６でも、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定されたことから、上記条件７の有効性はある。

実施例８では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１．０７ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができる。

このように、実施例１～８では、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定された。さらに、実施例１～８により、上記条件１～９の有効性はあることが分かる。また、実施例１～８では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が１ｋＡ以上であるので、量産する車体の溶接に実施することができる。

また、実施例１～６では、積層体１５を接合する際のパルス電流の実効電流値Ａ２が、ピーク電流値Ａ１の０．５倍～０．７５倍に設定されているので、その比率が０．５倍未満、又は０．７５超に設定されている場合に比べて、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２の形成時間が長くなり、冷却時間とのバランスがよくなる。これにより、第２金属板Ｗ２と第３金属板Ｗ３との境界面（厚板側境界面）の熱が、第１金属板Ｗ１と第２金属板Ｗ２の境界面（薄板側境界面）に伝わり、薄板側境界面の第１ナゲットＮ１の成長を促すことができるので、チリの発生の抑制と、確実な溶接との両立がしやすくなる。

さらに、実施例１～６では、立ち上がり時間Ｔ３は、立ち下り時間Ｔ４の０．１～０．８倍の範囲内であるので、立ち上がり時の上昇を、立ち下りに比べて急激に行う。これにより、立ち上がり時の上昇を、立ち下りに比べて緩やかに上昇させるものに比べて、積層体１５を接合する際の実効電流値Ａ２を抑制し、広い溶接電流範囲を確保することができる。

なお、上記条件１～９のうち少なくとも上記条件１～４を満たすことで、チリ発生が無く、溶接結果がＯＫであると判定される実験結果が得られた。

また、第１金属板Ｗ１の厚みに対する第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３の総厚の比率が３．５～１０の範囲では、上記実施例１～８と同様の結果が得られた。

［比較例１］
比較例１では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が１．８ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が１３．６ｍｓである。その結果、比較例１では、下限電流値Ａ３が６．３ｋＡ、上限電流値Ａ４が７．１５ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．８５ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２／が０．１３２、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．２４となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がＮＧであると判定された。

比較例１では、上記条件１，２，４～６，８，９を満たすが、ピーク継続時間Ｔ１は、０～０．９ｍｓに設定される条件３を満たしておらず（比較例１では、１．８ｍｓ）、上記条件７のうち、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件を満たしていない（比較例１では、０．１３２ｍｓ）。

比較例１では、条件３と、条件７の一部とを満たしていないため、チリが発生し、溶接結果もＮＧであった。具体的には、比較例１では、ピーク継続時間Ｔ１が条件３（０～０．９ｍｓ）に比べて長い（１．８ｍｓ）ため、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が成長し過ぎて、コロナボンド（第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２の外側に形成された未溶融圧接部）から突出し、その結果、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が露出しチリが発生した。

さらに、比較例１では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．８５ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができない。

［比較例２］
比較例２では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が１．８ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が１８．６ｍｓである。その結果、比較例２では、下限電流値Ａ３が６．３ｋＡ、上限電流値Ａ４が７．１５ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．８５ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が０．０９７、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．１６となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がＮＧであると判定された。

比較例２では、上記条件１，２，５，６，８，９を満たすが、ピーク継続時間Ｔ１は、０～０．９ｍｓに設定される条件３を満たしておらず（比較例２では、１．８ｍｓ）、上記条件４のうち、ノーピーク継続時間Ｔ２は、４ｍｓ～１３．６ｍｓに設定される条件、及び、上記条件７のうち、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定される条件を満たしていない（比較例２では、１８．６ｍｓ）。

比較例２では、条件３と、条件４及び条件７の一部とを満たしていないため、チリが発生し、溶接結果もＮＧであった。具体的には、比較例２では、ピーク継続時間Ｔ１が条件３（０～０．９ｍｓ）に比べて長い（１．８ｍｓ）ため、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が成長し過ぎて、コロナボンド（第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２の外側に形成された未溶融圧接部）から突出し、その結果、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が露出しチリが発生した。

また、比較例２では、ノーピーク継続時間Ｔ２が、条件４及び条件７（４ｍｓ～１３．６ｍｓ、６ｍｓ～１３．６ｍｓ）より長い（１８．６ｍｓ）ため、サイクルタイムが長くなり、工数が増加してしまう。

さらに、比較例２では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．８５ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができない。

［比較例３］
比較例３では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が２．７ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が１８．１ｍｓである。その結果、比較例３では、下限電流値Ａ３が６．２５ｋＡ、上限電流値Ａ４が６．８５ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．６ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２／が０．１４９、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．１７となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がＮＧであると判定された。

比較例３では、上記条件１，２，５，６，８，９を満たすが、ピーク継続時間Ｔ１は、０～０．９ｍｓに設定される条件３を満たしておらず（比較例３では、２．７ｍｓ）、上記条件４のうち、ノーピーク継続時間Ｔ２は、４ｍｓ～１３．６ｍｓに設定される条件、及び、上記条件７のうち、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定される条件と、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件とを満たしていないを満たしていない（比較例３では、１８．１ｍｓ、０．１４９）。

比較例３では、条件３と、条件４及び条件７の一部とを満たしていないため、チリが発生し、溶接結果もＮＧであった。具体的には、比較例３では、ピーク継続時間Ｔ１が条件３（０～０．９ｍｓ）に比べて長い（２．７ｍｓ）ため、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が成長し過ぎて、コロナボンド（第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２の外側に形成された未溶融圧接部）から突出し、その結果、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が露出しチリが発生した。

また、比較例３では、ノーピーク継続時間Ｔ２が、条件４及び条件７（４ｍｓ～１３．６ｍｓ、６ｍｓ～１３．６ｍｓ）より長い（１８．１ｍｓ）ため、サイクルタイムが長くなり、工数が増加してしまう。

さらに、比較例３では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．６ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができない。

［比較例４］
比較例４では、ピーク電流値Ａ１が１４．６ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が２．７ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が２２．６ｍｓである。その結果、比較例４では、下限電流値Ａ３が６．２５ｋＡ、上限電流値Ａ４が６．８５ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．６ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２／が０．１１９、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が０．１３となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がＮＧであると判定された。

比較例４では、上記条件１，２，５，６，８，９を満たすが、ピーク継続時間Ｔ１は、０～０．９ｍｓに設定される条件３を満たしておらず（比較例４は、２．７ｍｓ）、上記条件４のうち、ノーピーク継続時間Ｔ２は、４ｍｓ～１３．６ｍｓに設定される条件、及び、上記条件７のうち、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定される条件と、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５（０．０６６）～１／１０（０．１）に設定される条件とを満たしていないを満たしていない（比較例４は、２２．６ｍｓ、０．１１９）。

比較例４では、条件３と、条件４及び条件７の一部とを満たしていないため、チリが発生し、溶接結果もＮＧであった。具体的には、比較例４では、ピーク継続時間Ｔ１が条件３（０～０．９ｍｓ）に比べて長い（２．７ｍｓ）ため、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が成長し過ぎて、コロナボンド（第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２の外側に形成された未溶融圧接部）から突出し、その結果、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が露出しチリが発生した。

また、比較例４では、ノーピーク継続時間Ｔ２が、条件４及び条件７（４ｍｓ～１３．６ｍｓ、６ｍｓ～１３．６ｍｓ）より長い（２２．６ｍｓ）ため、サイクルタイムが長くなり、工数が増加してしまう。

さらに、比較例４では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０．６ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができない。

［比較例５］
比較例５では、ピーク電流値Ａ１が７．８ｋＡ、実効電流値Ａ２が７．８ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１が５９７．４ｍｓ、ノーピーク継続時間Ｔ２が２．６ｍｓである。その結果、比較例５では、下限電流値Ａ３が７．８ｋＡ、上限電流値Ａ４が７．８ｋＡ、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０ｋＡ、ピーク継続時間Ｔ１／ノーピーク継続時間Ｔ２が２２９．７７、立ち上がり時間Ｔ３／立ち下り時間Ｔ４が*となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がＮＧであると判定された。

比較例５では、上記条件１，５，８，９を満たす。しかし、比較例５では、ピーク電流値Ａ１は、１０．６ｋＡ～２０ｋＡに設定される条件２を満たしておらず（比較例５では、７．８ｋＡ）、ピーク継続時間Ｔ１は、０～０．９ｍｓに設定される条件３を満たしていない（比較例５では、５９７．４ｍｓ）。

また、比較例５では、ノーピーク継続時間Ｔ２は、４ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／５以下に設定される条件４を満たしておらず（比較例５では、２．６ｍｓ、２２９．７７）、実効電流値Ａ２がピーク電流値Ａ１の０．５倍～０．７５倍に設定される条件６を満たしていない（比較例５では、１．０倍）。

さらに、比較例５では、実効電流値Ａ２がピーク電流範囲（下限ピーク電流値Ａ６とピーク電流値Ａ１との間）の上限（ピーク電流値Ａ１）の０．５倍～０．６倍に設定され、ノーピーク継続時間Ｔ２は、６ｍｓ～１３．６ｍｓに設定され、且つ、ピーク継続時間Ｔ１は、ノーピーク継続時間Ｔ２の１／１５～１／１０に設定される条件７を満たしていない（比較例５では、１．０倍、２．６ｍｓ、２２９．７７）。

比較例５では、条件２～４と条件６と条件７とを満たしていないため、チリが発生し、溶接結果もＮＧであった。具体的には、比較例５では、ピーク電流値Ａ１が条件２（１０，６ｋＡ～２０ｋＡ）に比べて低い（７．８ｋＡ）ため、第２ナゲットＮ２に比べて成長が遅い第１ナゲットＮ１を溶接に必要な大きさまで成長すると、第２ナゲットＮ２が成長し過ぎてコロナボンドから突出し、その結果、第２ナゲットＮ２が露出しチリが発生した。

また、比較例５では、ピーク継続時間Ｔ１が条件３（０～０．９ｍｓ）に比べて長い（５９７．４ｍｓ）ため、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が成長し過ぎて、コロナボンド（第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２の外側に形成された未溶融圧接部）から突出し、その結果、第１ナゲットＮ１及び第２ナゲットＮ２が露出しチリが発生した。

さらに、比較例５では、上限電流値Ａ４と下限電流値Ａ３との差Ａ５が０ｋＡであるので、量産する車体の溶接に実施することができない。

このように、上記条件１～４の少なくとも１つを満たしていない比較例１～５では、チリ発生が有り、溶接結果がＮＧであると判定された。

実施例１～８及び比較例１～５の実験結果から、上記条件１～９（少なくとも上記条件１～４）を満たすことで、チリ発生がなく、溶接結果がＯＫとなるように溶接できることが分かる。

なお、第１金属板Ｗ１を、厚さ０．６５ｍｍで引張強さ２７０ＭＰａの亜鉛メッキ鋼板から構成し、第２金属板Ｗ２を、厚さ１．６ｍｍで引張強さ９８０ＭＰａの亜鉛メッキ鋼板から構成し、第３金属板Ｗ３を、厚さ２．３ｍｍで引張強さ７８０ＭＰａのメッキ無しの鋼板から構成した場合（板厚比率：７）にも、上記実施例１～８及び比較例１～５と同様の結果が得られた。

上記実施形態では、第１～第８実施例において、第１～第３金属板Ｗ１～Ｗ３を溶接しているが、４枚以上の金属板からなる金属板を溶接するスポット溶接方法にも本発明は実施可能である。その場合にも、少なくとも上記条件１～４（好ましくは上記１～９）を満たすことで、チリ発生がなく、溶接結果がＯＫとなるように溶接することができる。

また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０…スポット溶接装置

Claims

３枚以上の金属板を重ねて構成され、前記３枚以上の金属板の少なくとも１枚の金属板は他の金属板と厚みが異なるように形成されて、前記少なくとも１枚の金属板の厚みに対する前記３枚以上の金属板の総厚みの板厚比率が３．５～１０となる積層体を、パルス電流を用いて接合するスポット溶接方法であって、
前記パルス電流は、設定されたピーク電流値より低い値から前記ピーク電流値に達した後に、前記ピーク電流値から、設定されたボトム電流まで下降して再び前記ピーク電流値まで上昇するノーピーク状態が繰り返し設定されるパルス状波形を有し、
前記ピーク電流値は、１０．６ｋＡ以上に設定され、
前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流値は、前記ピーク電流値の０．５倍～０．６倍に設定され、
前記ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間は、６ｍｓ～１３ｍｓに設定され、
前記ピーク電流値である状態の継続時間であるピーク継続時間は、０．９ｍｓ以下で、且つ、前記ノーピーク継続時間の１／１５～１／１０に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
３枚以上の金属板を重ねて構成され、前記３枚以上の金属板の少なくとも１枚の金属板は他の金属板と厚みが異なるように形成されて、前記少なくとも１枚の金属板の厚みに対する前記３枚以上の金属板の総厚みの板厚比率が３．５～１０となる積層体を、パルス電流を用いて接合するスポット溶接方法であって、
前記パルス電流は、設定されたピーク電流範囲の下限値より低い値から前記ピーク電流範囲の上限値であるピーク電流値に達した時点で開始され、前記ピーク電流値から前記ピーク電流範囲の下限値まで下降した後に前記ピーク電流値まで上昇するピーク状態と、前記ピーク状態後に、前記ピーク電流値から、あらかじめ設定されたボトム電流まで下降して再び前記ピーク電流値まで上昇するノーピーク状態とが交互に設定されるパルス状波形を有し、
前記ピーク電流値は、１０．６ｋＡ以上に設定され、
前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流値は、前記ピーク電流値の０．５倍～０．６倍に設定され、
前記ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間は、６ｍｓ～１３ｍｓに設定され、
前記ピーク状態の継続時間であるピーク継続時間は、０．９ｍｓ以下で、且つ、前記ノーピーク継続時間の１／１５～１／１０に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
請求項１に記載のスポット溶接方法において、
前記ピーク継続時間は、０～０．９ｍｓに設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
請求項１に記載のスポット溶接方法において、
前記ピーク電流値は、１０．６ｋＡ～２０ｋＡに設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
請求項１に記載のスポット溶接方法において、
前記積層体の前記板厚比率は、４～７に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
請求項１に記載のスポット溶接方法において、
前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流は、前記ピーク電流値の０．５倍～０．７５倍に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
請求項１に記載のスポット溶接方法において、
前記ノーピーク状態における前記ボトム電流から前記ピーク電流値まで上昇するまでの立ち上がり時間は、前記ノーピーク状態における前記ピーク電流値から前記ボトム電流に下降するまでの立ち下り時間より短い時間で設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
請求項７に記載のスポット溶接方法において、
前記立ち上がり時間は、前記立ち下り時間の０．１倍～０．８倍に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。