JPH11764A - 表面処理鋼材のプロジェクション溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】厚みが１ｍｍ前後の表面処理鋼板をプロジェク
ション溶接する場合、単なる多点化にとどまらず、プロ
ジェクションの加工歪がメッキ損傷に関与することをも
勘案して、メッキ損傷を満足に防止し得る表面処理鋼材
のプロジェクション溶接法を提供する。 【解決手段】厚みＴが０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処
理鋼板をプロジェクション溶接する方法において、直径
Ｄを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、最大張出し高さＨを
（０．７〜０．９）Ｔ好ましくは（０．８〜０．９）
Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｄ²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲
面の円形プロジェクション２を２箇または３箇形成し、
これらの２または３箇所を同時に溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、犠牲防食性能を有
する金属で表面をメッキした鋼板等の表面処理鋼板やコ
字形材をプロジェクション溶接する方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】鋼板に亜鉛、亜鉛合金等の犠牲防食金属
をメッキした表面処理鋼板を抵抗溶接する場合、亜鉛等
が溶接熱で鋼板表面から急激に揮散されてメッキ損傷が
惹起され易く、かかるメッキ損傷を軽微にとどめように
溶接熱を低く抑えると、所定の溶接強度を得ることが困
難になる。

【０００３】而して、溶接後、ジンクリッチペイント等
で補修する方法を採らざるを得ないことが往々にしてあ
る。従来、メッキ損傷を防止し、かつスポット溶接と同
程度の強度のもとで表面処理鋼板を溶接するこを目的と
して、プロジェクション溶接を使用し、表面処理鋼板の
厚みをＴとするとき、直径Ｄが（４〜６）√Ｔ（ｍ
ｍ）、中央部の最大張出し高さＨが（０．５〜２．０）
ｍｍ、曲率半径Ｒが（５〜１０）ｍｍであるプロジェク
ションを使用することが公知である（特開平４−２７０
０７６号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の検討結果によれば、表面処理鋼板の厚みが１．０ｍ
ｍ前後になると、上記のプロジェクションではメッキ損
傷を満足に防止し難い。その理由は、溶接母材の熱容量
が小さくなること、溶接面積の割には溶接部の周囲長が
短く、周囲からの熱放出が少ないこと等のために、温度
上昇が過激となり、熱的衝撃が過酷になるためと推定さ
れる。

【０００５】構造部材であるコ字形材同士を溶接する場
合、一方の形材の溝内に他方の形材の先端部を取り込み
当該先端部の溝内に中間電極をインサ−トし、一方の形
材の両側壁部間を給電用電極で挾持して両形材の各側壁
部間を抵抗溶接することが公知であり、コ字形材が厚さ
１ｍｍ前後の薄鋼板製のときは、薄鋼板の電気抵抗が高
いためにコ字形材の底壁側に廻り込んでバイパスする無
効電流を小さくできることが期待できても、前記メッキ
損傷のために満足な溶接は保証し難い。

【０００６】周知の通り、プロジェクション溶接におい
ては、多点を同時に溶接することがあり、この方法で
は、一点でのナゲットの大きさを小にでき、そのナゲッ
トの面積の割には周囲長が長く、周囲からの熱放出が多
くなるために、過激な温度上昇を抑制でき、熱的衝撃を
緩和できると解される。しかしながら、プロジェクショ
ンの曲率半径Ｒとプロジェクション中央部の最大張出し
高さＨとプロジェクションの直径Ｄとの間には、 Ｒ＝（Ｄ²／８Ｈ）＋２Ｈ の関係があり、プロジェクション直径Ｄを小さくすると
曲率半径Ｒが小となり、プロジェクションのポンチ等に
よる加工時、加工歪が大となり、これが原因でメッキ損
傷が生じ易くなる。

【０００７】従って、同時多点溶接法では、プロジェク
ションの分散による冷却効率の向上で熱的衝撃を緩和し
得る面からはメッキ損傷の防止に有利であっても、プロ
ジェクション加工時の加工歪の増大によるメッキ損傷の
誘発が懸念され、単なる同時多点溶接法では、メッキ損
傷を満足に防止し難い。本発明の目的は、厚みが１ｍｍ
前後の表面処理鋼板をプロジェクション溶接する場合、
単なる多点化にとどまらず、プロジェクションの加工歪
がメッキ損傷に関与することをも勘案して、メッキ損傷
を満足に防止し得る表面処理鋼材のプロジェクション溶
接法を提供することにある。

【０００８】更に本発明の目的は、厚さ１ｍｍ前後の表
面処理鋼板からなるコ字形材を、前記メッキ損傷を防止
して満足にプロジェクション溶接できる表面処理鋼材の
プロジェクション溶接法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る表
面処理鋼材のプロジェクション溶接方法は、厚みＴが
０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処理鋼板をプロジェクシ
ョン溶接する方法において、直径Ｄを（２〜４）√Ｔ
（ｍｍ）、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔ好
ましくは（０．８〜０．９）Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｄ
²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面の円形プロジェクション
を２または３箇形成し、これらの２または３箇所を同時
に溶接することを特徴とする構成である。

【００１０】本願の請求項２に係る表面処理鋼材のプロ
ジェクション溶接方法は、厚みＴが０．８ｍｍ〜１．２
ｍｍの表面処理鋼板をプロジェクション溶接する方法に
おいて、プロジェクションの巾Ｗを（２〜４）√Ｔ（ｍ
ｍ）、長さＬを（３０〜４０）／Ｗ、最大張出し高さＨ
を（０．７〜０．９）Ｔ好ましくは（０．８〜０．９）
Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｗ²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲
面のかまぼこ型プロジェクションを形成するすることを
特徴とする構成である。

【００１１】本願の請求項３〜５に係る表面処理鋼材の
プロジェクション溶接方法においては、厚みＴが０．８
ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処理鋼板からなるコ字形材同士
を一方の形材の溝内に他方の形材の先端部を取り込み当
該先端部の溝内に中間電極をインサ−トし、一方の形材
の両側壁部間を給電用電極で挾持して両形材の各側壁部
間をプロジェクション溶接する方法に請求項１または２
に係る発明を利用しており、請求項３の発明は、前記他
方のコ字形材の各側壁部に直径Ｄを（２〜４）√Ｔ（ｍ
ｍ）、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔ好まし
くは（０．８〜０．９）Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｄ²／
８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面の円形プロジェクションを２
または３箇形成することを特徴とし、請求項４の発明
は、前記他方のコ字形材の各側壁部に巾Ｗを（２〜４）
√Ｔ（ｍｍ）、長さＬを（３０〜４０）／Ｗ、最大張出
し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔ好ましくは（０．８〜
０．９）、曲率半径ＲをＲ＝（Ｗ²／８Ｈ）＋２Ｈとし
た凸曲面のかまぼこ型プロジェクションを形成すること
を特徴とし、請求項５の発明は、前記他方のコ字形材の
各側壁部に巾Ｗを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、長さＬを
（３０〜４０）／Ｗ、最大張出し高さＨを（０．７〜
０．９）Ｔ好ましくは（０．８〜０．９）、曲率半径Ｒ
をＲ＝（Ｗ²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面で、且つ一端
を側壁部縁端に位置させた準かまぼこ型プロジェクショ
ンを形成することを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１の（イ）は請求項１
に係る発明において使用するプロジェクションを示す平
面図を、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断
面図を示している。図１の（イ）及び図１の（ロ）にお
いて、１は厚みＴが０．８〜１．２ｍｍの表面処理鋼板
であり、亜鉛や亜鉛合金等の犠牲防食性能を有する金属
を鋼板表面にメッキしてある。２，２は表面処理鋼板１
の表面にプレス成形により設けた２個の直径Ｄが（２〜
４）√Ｔ（ｍｍ）、最大張出し高さが（０．７〜０．
９）Ｔ好ましくは（０．８〜０．９）Ｔの凸曲面のプロ
ジェクションであり、プロジェクションの中心間隔をＤ
以上としてプロジェクション相互を分離してある。

【００１３】Ｒはプロジェクションの凸曲面の曲率半径
を示し、上記ＤやＨとの間には、前記した通り、 Ｒ＝（Ｄ²／８Ｈ）＋２Ｈ の関係が与えられている。図２の（イ）は請求項１に係
る発明において使用するプロジェクションの別例の平面
図を示している。図２の（ロ）は図２の（イ）における
ロ−ロ断面図を示し、図１の（ロ）に同じである。

【００１４】この例では、プロジェクション２を正三角
形配置の３個とし、相隣合うプロジェクションの中心間
隔を√３Ｄ／４以上としてあり、１箇のプロジェクショ
ンの形状及び寸法は上記図１のものと同じである。請求
項１に係るプロジェクション溶接方法により、厚みＴが
０．８〜１．２ｍｍの表面処理鋼板を溶接するには、図
３に示すように、平坦な表面処理鋼板１と上記のプロジ
ェクション２を形成した表面処理鋼板１とを、２〜３個
のプロジェクションを完全に内包する直径Ｄτ（通常、
３Ｄ以上とされる）の上下電極３，３間にプロジェクシ
ョン群の中心と電極の中心とをほぼ一致させて挾持し、
大電流の短時間通電でプロジェクションと相手側鋼板と
の接触面を抵抗発熱させてナゲットを形成すると共に電
極の加圧でプロジェクションを圧潰していき、通電停止
をもって溶接を終了する。

【００１５】この場合、２〜３個のプロジェクションの
中心と電極中心とを一致させているので、ナゲットに対
する通電面積配分及び溶接部に対する電極の冷却面積配
分が均等であり、各点溶接を均質に行い得る。図４は上
記プロジェクションの加工金型を示し、押しピン挿通孔
４１１を有する雄型４１と押しピン受入れ孔４２１を有
する雌型４２とで表面処理鋼板を挾み、雄型４１に押し
ピン４３を挿通し、押しピン４３のヘッドで鋼板をプレ
スすることによって上記プロジェクションを形成でき
る。

【００１６】請求項１に係る発明において、プロジェク
ション単位の直径Ｄを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）とした理
由は、４√Ｔ（ｍｍ）以上では、溶接面積ｓの割には溶
接部の周囲長ｃが短く（ｓ／ｃ＝Ｄ／４となるため）、
周囲からの熱放出が少ないために、溶接母材としての熱
容量が比較的小さい厚み０．８〜１．２ｍｍの鋼板で
は、温度上昇が過激となり、熱的衝撃が過酷になってメ
ッキ損傷が生じ易くなり、他方、２√Ｔ（ｍｍ）以下で
は、式から明らかなように、プロジェクションの曲率
半径Ｒが小となり過ぎ、プロジェクションの加工時に加
工曲げ歪が大となりメッキ損傷が生じ易くなるためであ
る。

【００１７】上記発明において、最大張出し高さＨを
（０．７〜０．９）Ｔとした理由は、０．９Ｔ以上では
軟化したプロジェクションが座屈し皺等の欠陥が発生し
易く、他方、０．７Ｔ以下では、接触面圧が不足し、所
定の溶接強度を得難くなるためである。上記発明におい
て、プロジェクションの個数を２〜３箇とした理由は、
一個に纏めるとプロジェクションの直径Ｄが大となり、
上記したＤ≦４√Ｔ（ｍｍ）の条件を充足させ難く、他
方、４個以上では、プロジェクションの直径Ｄが小さく
なり過ぎ、上記した通り、プロジェクションの曲率半径
Ｒが過小となってプロジェクションの加工時での加工曲
げ歪が大となりメッキ損傷が生じ易くなるためである。

【００１８】なお、上記２〜３箇のプロジェクションの
間隔を余り広くすると、２〜３箇の溶接点が力学的に独
立してしまうので、プロジェクションの中心間の距離
（ピッチ）ｐは、上記直径Ｄに対し、Ｄ＜ｐ≦２Ｄとす
ることが好ましい。図５の（イ）は請求項２に係る発明
において使用するプロジェクションの平面図を、図５の
（ロ）は図５の（イ）におけるロ−ロ断面図を、図５の
（ハ）は図５の（イ）におけるハ−ハ断面図をそれぞれ
示している。

【００１９】図５の（イ）乃至図５の（ハ）において、
１は前記と同様、厚みＴが０．８〜１．２ｍｍの表面処
理鋼板であり、亜鉛や亜鉛合金等の犠牲防食性能を有す
る金属を鋼板表面にメッキしてある。２は表面処理鋼板
の表面にプレス成形により設けた凸曲面のかまぼこ型プ
ロジェクションであり、巾Ｗを（２〜４）√Ｔ（ｍ
ｍ）、長さＬを（３０〜４０）／Ｗ、最大張出し高さＨ
を（０．７〜０．９）Ｔとし、凸曲面の曲率半径ＲとＷ
やＨとの間には、 Ｒ＝（Ｗ²／８Ｈ）＋２Ｈ の関係を付与してある。

【００２０】請求項２に係るプロジェクション溶接方法
により、厚みＴが０．８〜１．２ｍｍの表面処理鋼板を
溶接するには、図６に示すように、平坦な表面処理鋼板
１と上記のプロジェクション２を形成した表面処理鋼板
１とを、直径Ｄτが上記プロジェクションの長さＬより
も大きい上下の電極３，３で挾持し、大電流の短時間通
電でプロジェクションと相手側鋼板との接触面を抵抗発
熱させてナゲットを形成すると共に電極の加圧でプロジ
ェクションを圧潰していき、通電停止をもって溶接を終
了する。

【００２１】上記かまぼこ型のプロジェクションは、図
７に示す金型を使用して形成できる。すなわち、かまぼ
こ型突部４１０を有する雄型４１と雄突部受入れ孔４２
０を有する雌型４２とで表面処理鋼板を挾み、雄突部で
鋼板をプレスすることによって形成できる。請求項２に
係る発明において、プロジェクションを巾Ｗが（２〜
４）√Ｔ（ｍｍ）、長さがＬのかまぼこ型とした理由
は、請求項１に係る発明の円形プロジェクションを長く
しその円形プロジェクションよりも、溶接面積ｓの割に
は溶接部の周囲長ｃを長くすることによって、その溶接
部周囲からの熱放出をより効果的に行わせることにあ
る。

【００２２】請求項２に係る発明において、かまぼこ型
プロジェクションの長さＬを（３０〜４０）／Ｗとした
理由は、３０／Ｗ以下ではプロジェクションの面積が小
さくなり過ぎ所定の溶接強度を得難く、４０／Ｗ以上で
は大なる供給電流が必要となり、また、溶接後の外観形
状が悪くなるからである。請求項２に係る発明におい
て、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔとした理
由は、０．９Ｔ以上では軟化したプロジェクションが座
屈して皺等の欠陥が発生し易く、他方、０．７Ｔ以下で
は、接触面圧が不足し、所定の溶接強度を得難くなるた
めである。

【００２３】この請求項２に係るプロジェクション方法
においては、上記のかまぼこ型プロジェクションを上記
巾Ｗの２〜３倍の間隔で併設し、この両プロジェクショ
ン間の中心点と電極の中心点とを一致させ通電・加圧す
ることもできる。本願の請求項１に係る発明において
は、プロジェクションの加工上、曲率半径Ｒをメッキ損
傷を生じないように設定し、このＲと最大張出し高さＨ
とから上記の式に基づき設定された直径Ｄを有する２
〜３箇のプロジェクションにより溶接点を分散させてお
り、溶接熱に基づく過激な温度上昇に起因する熱衝撃を
その分散による放熱作用で緩和できるから、溶接熱によ
るメッキ損傷及び加工歪によるメッキ損傷を共に良好に
防止できる。

【００２４】本願の請求項２に係る発明においては、プ
ロジェクションを長形化して更に放熱性を高めているか
ら、同様若しくは卓越した効果が期待できる。上記何れ
の発明の実施例においても、ダイレクト溶接を使用して
いるが、フラットバ−電極を付加して通電を行うシリ−
ズ溶接を使用することもできる。また、通電条件は、表
面処理鋼板の材質、厚み、メッキ材質、メッキの種類及
び溶接装置セッテング等により調整する必要があるが、
本発明においては、コンデンサ式直流溶接機を使用する
場合は、ピ−ク電流到達時間：６〜２０ｍｓｅｃ，ピ−
ク電流：１５〜４５kA，電極加圧力：３００〜５００kg
f／cm²が適切であり、単相交流溶接機を使用する場合
は、通電時間：１〜４サイクル（商用周波数６０サイク
ルまたは５０サイクルのもとで），電流：２０〜３５K
A，電極加圧力：３００〜５００kgｆ／cm²が適切であ
る。

【００２５】本発明により溶接される表面処理鋼板は、
上記した亜鉛や亜鉛合金メッキ鋼板の外、錫、アルミま
たはこれらの合金をメッキした鋼板等がある。本発明に
係る表面処理鋼材のプロジェクション溶接方法は、厚さ
Ｔが０．８〜１．２ｍｍの表面処理鋼板の加工材、例え
ば構造材であるコ字形材の接合に使用できる。

【００２６】本願の請求項３〜５に係る表面処理鋼材の
プロジェクション溶接方法は、図８に示すように一方の
コ字形材１０ａの溝に他方のコ字形材１０ｂの先端部１
１を取り込み、両材１０ａ，１０ｂの側壁部同士を溶接
する場合に用いられる。厚さＴが０．８〜１．２ｍｍの
表面処理鋼板からなるコ字形材を請求項３に係る発明に
より接合するにには、まず、一方のコ字形材の溝に他方
のコ字形材の先端部を無理なく受容させ得るように、図
９の（ロ）に示すように他方のコ字形材の先端部１１を
所定の高さ寸法Ｃh’及び長さＣw’で絞り加工すると共
に図１０の（イ）及び図１０の（ロ）〔図１０の（イ）
におけるロ−ロ断面図〕に示すように各側壁部に請求項
１にかかわる発明と同様に図１または図２に示した、直
径Ｄを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、最大張出し高さＨを
（０．７〜０．９）Ｔ好ましくは（０．８〜０．９）、
曲率半径ＲをＲ＝（Ｄ²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面の
２または３個の円形プロジェクション２を加工する。こ
の場合、前述した通り、プロジェクションの間隔ｐは２
個の場合Ｄ以上で、３個の場合Ｄ√３／４以上で、かつ
何れの場合も２〜３個のプロジェクションを電極接触面
に内包させ得る寸法とされるが、余り広くすると、２〜
３箇の溶接点が力学的に独立してしまうので、Ｄ＜ｐ≦
２Ｄとすることが好ましい。

【００２７】このようにして他方のコ字形材の先端部１
１に絞りプロジェクション加工を施したのちは、図１１
に示すように、その先端部１１を一方のコ字形材の溝内
に取り込み前記先端部１１の溝内に中間電極３０（通
常、鋼よりも高導電率の銅合金）をインサ−トし、一方
のコ字形材の両側壁部を給電用電極３，３で挾持してプ
ロジェクション溶接を行う。

【００２８】この場合、２〜３個のプロジェクションの
中心と電極中心とを一致させ、ナゲットに対する通電面
積配分及び溶接部に対する電極の冷却面積配分を均等に
して、各点溶接を均質に行うことは既述した通りであ
る。請求項３に係るプロジェクション溶接方法における
無効電流（バイパス電流）は、図１１に示す外側コ字形
材の底壁部側を廻り込む電流ｉ₁及び図１０の（イ）に
おいてｉ₂で示す内側コ字形材の底壁部側を廻り込む電
流であり、これらの無効電流を抑制するために、プロジ
ェクションの中心からコ字形材底壁に至る距離は可及的
に長くすることが有利であるが、溶接部の機械的強度上
はプロジェクションの中心を可及的にコ字形材先端部側
壁の中心に一致させることが有利であり、プロジェクシ
ョンの中心はこれらを勘案して設定することが適切であ
る。

【００２９】厚さＴが０．８〜１．２ｍｍの表面処理鋼
板からなるコ字形材を請求項４に係る発明により接合す
るにには、上記と同様一方のコ字形材の溝に他方のコ字
形材の先端部を無理なく受容させ得るようにその先端部
を所定の高さＣh’及び長さＣw’で絞り加工すると共に
図１２の（イ）及び図１２の（ロ）〔図１２の（イ）に
おけるロ−ロ断面図〕に示すように各側壁部に請求項２
にかかわる発明と同様に図５に示した、巾Ｗを（２〜
４）√Ｔ（ｍｍ）、長さＬを（３０〜４０）／Ｗ（ｍ
ｍ）、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔ好まし
くは（０．８〜０．９）Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｗ²／
８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面のかまぼこ型プロジェクショ
ン２を形成し、請求項３に係る発明と同様に、その先端
部を一方のコ字形材の溝内に取り込み、前記先端部の溝
内に中間電極をインサ−トし、一方のコ字形材の両側壁
部を給電用電極で挾持してプロジェクション溶接を行
う。この場合、電極の外径は（Ｌ＋Ｄ）よりも大きく
し、電極とプロジェクションの中心を実質的に一致させ
ている。

【００３０】厚さＴが０．８〜１．２ｍｍの表面処理鋼
板からなるコ字形材を請求項５に係る発明により接合す
るにには、上記と同様に一方のコ字形材の溝に他方のコ
字形材の先端部を無理なく受容させ得るようにその先端
部を所定の高さＣh’及び長さＣw’で絞り加工すると共
に図１３の（イ）及び図１３の（ロ）〔図１３の（イ）
におけるロ−ロ断面図〕に示すように各側壁部に巾Ｗを
（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、長さＬを（３０〜４０）／Ｗ
（ｍｍ）、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔ好
ましくは（０．８〜０．９）Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｗ
²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面で、且つ一端を側壁部縁
端１１０に位置させた準かまぼこ型プロジェクション２
を形成し、請求項３に係る発明と同様に、その先端部を
一方のコ字形材の溝に取り込み、前記先端部の溝内に中
間電極をインサ−トし、一方のコ字形材の両側壁部を給
電用電極で挾持してプロジェクション溶接を行う。この
場合、この場合、電極の外径はＬよりも大きくし、電極
とプロジェクションの中心を実質的に一致させている。

【００３１】この請求項５に係る発明においては、請求
項４に係る発明に対してかまぼこ型プロジェクションを
その一端を側壁部縁端に達するまでシフトさせて前記し
たバイパス距離〔図１３の（イ）におけるｙ’〕を長く
しており、無効電流の抑制に有利である。請求項３〜５
に係る発明において、コ字形材先端部の絞り加工の高さ
寸法Ｃh’は、溶接部の変歪を可及的に抑えるために、
コ字形材の高さをＣh〔図９の（イ）参照〕、鋼板の厚
さをＴ、プロジェクションの最大張出し高さＨに対し、
通常 Ｃh−２（Ｔ＋Ｈ）≦Ｃh’≦Ｃh−２Ｔ とされ、絞り加工の長さＣw’はコ字形材の側壁高さＣw
〔図９の（イ）参照〕よりもやや大きくされる。

【００３２】この絞りプロジェクション加工は、鋼板を
コ字形に加工し（ベンディングやロ−ルフォ−ミング等
による）、次いで絞りプロジェクション加工する手順、
鋼板にプロジェクション加工を施し、次いでコ字形に加
工し、絞り加工する手順等によることができる。また、
中間電極３０の厚さＣtを厚くし過ぎるとコ字形材内へ
のインサ−トが困難となり、薄くし過ぎると溶接後の鋼
材変形が厳しくなるので、 Ｃh−４Ｔ−２Ｈ−（１〜２）Ｔ≦Ｃt≦Ｃh−４Ｔ−２Ｈ とすることが適切である。

【００３３】請求項３〜５に係る溶接方法で溶接した場
合、コ字形材に作用する外力（回転モ−メント、引張・
圧縮力）が両側壁部での溶接部位で分担される（２つの
溶接部位で分担される）ので、各溶接界面に作用する荷
重応力も半分になり、溶接強度をそれだけ小さくするこ
とが可能であり、溶接条件を請求項１や請求項２の発明
における溶接条件よりもやや緩和することが可能であ
る。

【００３４】請求項３〜５に係るコ字形材同士のプロジ
ェクション溶接方法は、上記のＴ字接合以外に直線接合
や斜め接合等にも使用でき、プロジェクションの向き
（２または３個の円形プロジェクションの場合は中心線
の向き）はその接合形態に応じて定めることができる。
請求項３〜５に係るプロジェクション溶接方法は、溝内
に中間電極をインサ−トし得ても容易には給電用電極を
納め得ないような溝幅のコ字形材のプロジェクション溶
接に好適であり、そのコ字形材の高さＣhは約１０〜３
０ｍｍである。コ字形材の幅Ｃwは通常この高さとの関
係から２０ｍｍ以上とされる。

【００３５】本発明によれば、次の実施例と比較例との
対比からも、厚み１．０ｍｍ前後の表面処理鋼板をメッ
キ損傷なく、スポット溶接の場合と同程度の優れた溶接
強度で溶接できることが明らかである。

【００３６】

【実施例】

〔実施例１〕表面処理鋼板には、板厚１．０ｍｍの亜鉛
メッキ鋼板（材質ＳＳ４００、亜鉛目付量９０ｇ／
ｍ²）を使用し、被接合板の一方に図２に示す３点プロ
ジェクションをプレス成形した。プロジェクションの直
径Ｄは４．０ｍｍ、最大張出し高さＨは０．８ｍｍ、曲
率半径Ｒは２．９ｍｍとし、プロジェクションの中心点
間距離ｐは６．８ｍｍとした。

【００３７】このプロジェクション付き亜鉛メッキ鋼板
とプロジェクション無し亜鉛メッキ鋼板とを電極中心と
プロジェクションの配置中心と狙い、直径１６ｍｍの電
極で挾み込み、コンデンサ式直流溶接機により、ピ−ク
電流到達時間：６ｍｓｅｃ，ピ−ク電流：４０kA，電極
加圧力：４００kgf／cm²で通電した。 〔実施例２〕単相溶接機により、通電時間：３サイク
ル，電流：３０KA，電極加圧力：４００kgf／cm²で通電
した以外、実施例１に同じとした。

【００３８】〔比較例１〕実施例１の３個のプロジェク
ションとほぼ同一面積の一個のプロジェクションを成形
し、実施例１とほぼ同じ通電条件で溶接した。実施例
１、２及び比較例１の溶接強度を測定したところ、９５
０kgf〜１０００kgfであり、実質的な差は認められなか
った。しかしながら、塩水噴霧試験を５００時間行った
ところ、実施例では何等の異常も観られなかったが、比
較例では溶接部に赤錆の発生が観察された。

【００３９】なお、プロジェクションの直径を２√Ｔ
（２ｍｍ）未満にすると、プロジェクション加工時に亀
裂が発生し、メッキ損傷が明白であった。 〔比較例２〕上記亜鉛メッキ鋼板の平板を外径１６ｍ
ｍ、外径６ｍｍの中央部曲率半径が４０ｍｍの電極を使
用し、通電時間：１６サイクル，電流：１３KA，電極加
圧力：４００kgf／cm²の条件でスポット溶接したところ
(ナゲット直径６．０ｍｍ）、溶接強度は９００kgfであ
ったが、塩水噴霧試験の結果、赤錆の発生が観られた。

【００４０】上記の測定結果や試験結果から、請求項１
に係る発明によれば、表面処理鋼板をスポット溶接と同
程度の充分な強度でメッキ損傷なく溶接できることが確
認できた。 〔実施例３〕表面処理鋼板には、板厚１．０ｍｍの亜鉛
メッキ鋼板（材質ＳＳ４００、亜鉛目付量９０ｇ／
ｍ²）を使用し、被接合板の一方に図５に示すかまぼこ
型プロジェクションを併設間隔６．８ｍｍで２個プレス
成形した。プロジェクションの巾Ｗは４．５ｍｍ、長さ
Ｌは４．５ｍｍ、最大張出し高さＨは０．８ｍｍ、曲率
半径Ｒは１．４ｍｍとした。

【００４１】このプロジェクション付き亜鉛メッキ鋼板
とプロジェクション無し亜鉛メッキ鋼板とを電極中心と
プロジェクションの配置中心と狙い、直径１６ｍｍの電
極で挾み込み、コンデンサ式直流溶接機により、ピ−ク
電流到達時間：６ｍｓｅｃ，ピ−ク電流：４０kA，電極
加圧力：４００kgf／cm²で通電した。 〔実施例４〕単相溶接機により、通電時間：３サイク
ル，電流：３０KA，電極加圧力：４００kgf／cm²で通電
した以外、実施例１に同じとした。

【００４２】これら実施例の溶接強度を測定したとこ
ろ、８８０kgf〜８９０kgfであり、また、塩水噴霧試験
を５００時間行ったところ、何等の異常も観られなかっ
た。なお、プロジェクションの巾Ｗを２√Ｔ未満にする
と、プロジェクション加工時に亀裂が発生し、メッキ損
傷が明白であった。これらの測定結果や試験結果から、
請求項２に係る発明も請求項１に係る発明との優劣無
く、表面処理鋼板をメッキ損傷なく充分な強度で溶接で
きることが確認できた。

【００４３】〔実施例５〕請求項３についての実施例で
あり、コ字形材には、板厚１．０ｍｍ、幅６２．０ｍｍ
の亜鉛メッキ鋼板（材質ＳＳ４００、亜鉛目付量９０ｇ
／ｍ²）をロ−ルフォミングによりＣw２５ｍｍ×Ｃh１
４ｍｍのコ字形に加工したものを使用し、図９及び図１
０において、絞り高さＣh’を１２ｍｍ、長さＣw’を２
１ｍｍとし、直径Ｄが４．０ｍｍ、最大張出し高さＨが
０．８ｍｍ、曲率半径Ｒが２．９ｍｍ、中心点間距離ｐ
が６．８ｍｍの３点円形プロジェクションを、プロジェ
クション中心をｘ＝１０．５ｍｍ、ｙ＝９．５ｍｍの点
に位置させて加工した。

【００４４】図１１において、中間電極（銅板）３０の
厚さは８．５ｍｍ、給電電極３の直径を１６ｍｍとし、
コンデンサ式直流溶接機により、ピ−ク電流到達時間：
６ｍｓｅｃ，ピ−ク電流：３０kA，電極加圧力：５００
kgf／cm²の条件でプロジェクション溶接した。溶接強度
を測定したところ、約１６００gfであり、また、塩水噴
霧試験を５００時間行ったところ、何等の異常も観られ
なかった。

【００４５】〔実施例６〕単相溶接機により、通電時
間：３サイクル，電流：２２KA，電極加圧力：５００kg
f／cm²でプロジェクション溶接した以外、実施例５に同
じとした。溶接強度を測定したところ、約１６００gfで
あり、また、塩水噴霧試験を５００時間行ったところ、
何等の異常も観られなかった。

【００４６】〔比較例３〕上記亜鉛メッキ鋼板のコ字形
材を外径１６ｍｍ、外径６ｍｍの中央部曲率半径が４０
ｍｍの電極を使用し、通電時間：１６サイクル，電流：
１３KA，電極加圧力：２４０kgf／cm²の条件でスポット
溶接したところ(ナゲット直径６．０ｍｍ）、溶接強度
は１５００kgfであったが、塩水噴霧試験の結果、赤錆
の発生が観られた。

【００４７】上記の実施例５、６及び比較例３の測定結
果や試験結果から、請求項３に係る発明によれば、表面
処理鋼のコ字形材をスポット溶接と同程度の充分な強度
でメッキ損傷なく溶接できることが確認できた。 〔実施例８及び９〕請求項４についての実施例であり、
コ字形材及び絞り加工は実施例５と同じとし、図１２に
おいてかまぼこ形プロジェクション２の寸法は、Ｗを
２．５ｍｍ、長さＬを１４．５ｍｍ、最大張出し高さＨ
を０．８ｍｍ、曲率半径Ｒを１．２５ｍｍとし、かまぼ
こ形プロジェクションの中心位置をｘ＝１０．５ｍｍ、
ｙ＝１２．０ｍｍとした。

【００４８】中間電極（銅板）の厚さＣt、給電電極の
直径は実施例５、６と同じとし、実施例５と同じ条件の
コンデンサ式直流溶接（実施例８）及び実施例６と同じ
条件の単相交流溶接（実施例９）によりプロジェクショ
ン溶接した。実施例８及び９のいずれにおいても、溶接
強度は約１６００gfであり、また、５００時間塩水噴霧
試験には何等の異常も観られなかった。

【００４９】〔実施例１０及び１１〕実施例８及び９に
対し、かまぼこ形プロジェクションの寸法を、Ｗ３．０
ｍｍ、長さＬ１１．０ｍｍ、最大張出し高さＨ０．８ｍ
ｍ、曲率半径Ｒ１．５ｍｍとした以外、実施例８及び９
と同じとした。実施例１０及び１１のいずれにおいて
も、溶接強度は約１６００gfであり、また、５００時間
塩水噴霧試験には何等の異常も観られなかった。

【００５０】実施例８〜１１の測定結果や試験結果か
ら、請求項４に係る発明も請求項３に係る発明との優劣
無く、表面処理鋼コ字形材をメッキ損傷なく充分な強度
で溶接できることが確認できた。 〔実施例１２及び１３〕請求項５についての実施例であ
り、コ字形材及び絞り加工は実施例５と同じとし、図１
３において準かまぼこ形プロジェクションの寸法は、Ｗ
を２．５ｍｍ、長さＬを１４．５ｍｍ、最大張出し高さ
Ｈを０．８ｍｍ、曲率半径Ｒを１．２５ｍｍとし、準か
まぼこ形プロジェクションの中心位置をｘ＝１０．５ｍ
ｍとした。

【００５１】中間電極（銅板）の厚さ、給電電極の直径
は実施例５、６と同じとし、実施例５と同じ条件のコン
デンサ式直流溶接（実施例１２）及び実施例６と同じ条
件の単相交流溶接（実施例１３）によりプロジェクショ
ン溶接した。実施例１２及び１３のいずれにおいても、
溶接強度を測定したところ、約１６００gfであり、ま
た、塩水噴霧試験を５００時間行ったところ、何等の異
常も観られなかった。

【００５２】〔実施例１４及び１５〕実施例１２及び１
３に対し、準かまぼこ形プロジェクションの寸法を、Ｗ
３．０ｍｍ、長さＬ１１．５ｍｍ、最大張出し高さＨ
０．８ｍｍ、曲率半径Ｒ１．５ｍｍとした以外、実施例
１２及び１３と同じとした。実施例１４及び１５のいず
れにおいても、溶接強度は約１６００gfであり、また、
５００時間塩水噴霧試験には何等の異常も観られなかっ
た。

【００５３】実施例１２〜１５の測定結果や試験結果か
ら、請求項５に係る発明も請求項３に係る発明との優劣
無く、表面処理鋼コ字形材をメッキ損傷なく充分な強度
で溶接できることが確認できた。

【００５４】

【発明の効果】本発明に係る表面処理鋼材のプロジェク
ション溶接方法によれば、厚みが１ｍｍ前後の表面処理
鋼板でも、メッキ損傷を防止してスポット溶接と同等の
充分な強度で溶接でき、後補修等の塗装管理が不要とな
り、作業環境／作業性の向上を図ることができる。

【００５５】また、多点溶接のために、同一溶接面積の
スポット溶接よりも、面内モ−メント強度を増加できる
有利性もある。特に、請求項３〜５に係るコ字形材のプ
ロジェクション溶接方法によれば、鋼板の厚みが１ｍｍ
と薄く電気抵抗が高いから、無効電流を充分に抑制で
き、有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る発明において使用するプロジェ
クションの一例を示す図面である。

【図２】請求項１に係る発明において使用するプロジェ
クションの別の例を示す図面である。

【図３】請求項１に係る発明を示す図面である。

【図４】請求項１に係る発明において使用するプロジェ
クションの加工用金型を示す図面である。

【図５】請求項２に係る発明において使用するプロジェ
クションの一例を示す図面である。

【図６】請求項２に係る発明を示す図面である。

【図７】請求項２に係る発明において使用するプロジェ
クションの加工用金型を示す図面である。

【図８】請求項３〜５に係る発明によって溶接されたコ
字形材の接合部を示す図面である。

【図９】請求項３〜５に係る発明によって溶接されるコ
字形材を示す図面である。

【図１０】請求項３に係る発明によって溶接されるコ字
形材の絞りプロジェクション加工を示す図面である。

【図１１】請求項３に係る発明を示す図面である。

【図１２】請求項４に係る発明によって溶接されるコ字
形材の絞りプロジェクション加工を示す図面である。

【図１３】請求項５に係る発明によって溶接されるコ字
形材の絞りプロジェクション加工を示す図面である。

【符号の説明】

１ 表面処理鋼板 １０ コ字形鋼形材 ２ プロジェクション ３ 給電用電極 ３０ 中間電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厚みＴが０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処
   理鋼板をプロジェクション溶接する方法において、直径
   Ｄを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、最大張出し高さＨを
   （０．７〜０．９）Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｄ²／８
   Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面の円形プロジェクションを２ま
   たは３箇形成し、これらの２または３箇所を同時にプロ
   ジェクション溶接することを特徴とする表面処理鋼材の
   プロジェクション溶接方法。
2. 【請求項２】厚みＴが０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処
   理鋼板をプロジェクション溶接する方法において、巾Ｗ
   を（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、長さＬを（３０〜４０）／
   Ｗ（ｍｍ）、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）
   Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｗ²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲
   面のかまぼこ型プロジェクションを形成することを特徴
   とする表面処理鋼材のプロジェクション溶接方法。
3. 【請求項３】厚みＴが０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処
   理鋼板からなるコ字形材同士を一方の形材の溝内に他方
   の形材の先端部を取り込み、当該先端部の溝内に中間電
   極をインサ−トし、一方の形材の両側壁部間を給電用電
   極で挾持して両形材の各側壁部間をプロジェクション溶
   接する方法であり、前記他方のコ字形材の各側壁部に直
   径Ｄを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、最大張出し高さＨを
   （０．７〜０．９）Ｔ、曲率半径ＲをＲ＝（Ｄ²／８
   Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面の円形プロジェクションを２ま
   たは３箇形成することを特徴とする表面処理鋼材のプロ
   ジェクション溶接方法。
4. 【請求項４】厚みＴが０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処
   理鋼板からなるコ字形材同士を一方の形材の溝内に他方
   の形材の先端部を取り込み、当該先端部の溝内に中間電
   極をインサ−トし、一方の形材の両側壁部間を給電用電
   極で挾持して両形材の各側壁部間をプロジェクション溶
   接する方法であり、前記他方のコ字形材の各側壁部に巾
   Ｗを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、長さＬを（３０〜４０）
   ／Ｗ、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔ、曲率
   半径ＲをＲ＝（Ｗ²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面のかま
   ぼこ型プロジェクションを形成することを特徴とする表
   面処理鋼材のプロジェクション溶接方法。
5. 【請求項５】厚みＴが０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの表面処
   理鋼板からなるコ字形材同士を一方の形材の溝内に他方
   の形材の先端部を取り込み、当該先端部の溝内に中間電
   極をインサ−トし、一方の形材の両側壁部間を給電用電
   極で挾持して両形材の各側壁部間をプロジェクション溶
   接する方法であり、前記他方のコ字形材の各側壁部に巾
   Ｗを（２〜４）√Ｔ（ｍｍ）、長さＬを（３０〜４０）
   ／Ｗ、最大張出し高さＨを（０．７〜０．９）Ｔ、曲率
   半径ＲをＲ＝（Ｗ²／８Ｈ）＋２Ｈとした凸曲面で、且
   つ一端を側壁部縁端に位置させた準かまぼこ型プロジェ
   クションを形成することを特徴とする表面処理鋼材のプ
   ロジェクション溶接方法。