JPWO2015037652A1 - 抵抗スポット溶接方法および溶接構造物 - Google Patents

Abstract

３枚以上の鋼板1a,1b,1cで構成され、少なくとも一つの鋼板界面2aの接触抵抗が他の鋼板界面2bの接触抵抗と異なる積層体10の鋼板界面に溶融部を形成することによって鋼板1a,1b,1cを接合するに際して、予め、接触抵抗が最も大きい鋼板界面2bに通電ポイント5を形成し、その後、通電ポイント5に分岐電流が生じる条件で溶融部が形成されるように最初のスポット溶接を行う。これにより、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しにくく、かつ、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成することができる。

Description

本発明は、３枚以上の鋼板を接合するのに適した抵抗スポット溶接方法および該方法によって得られる溶接構造物に関する。

近年、自動車部品の溶接工程においては、複数の鋼板を積層した後、これを一対の電極で挟持し、押圧しつつ、通電して鋼板界面に溶融部（通常、「ナゲット」と呼ばれる。）を形成することによって鋼板を接合する抵抗スポット溶接方法が広く採用されている。

例えば、自動車ドア開口部には構造部材としてピラーおよびルーフレールがある。ピラー２０は、例えば、アウタ、リンフォース、インナを構成する３枚の鋼板を重ねた積層体２１（以下、該積層体も含めて「鋼板」と称する。）で構成されている。そして、この積層体２１は、図４に示すように、そのフランジ２２においてスポット溶接により所定間隔で溶接部２３が形成されて、接合される。

上記の積層体としては、鋼板の枚数および鋼板の材質の選択により種々の組み合わせ（以下、「板組」と称する。）が想定されるが、一部の板組では健全なナゲットを得るための適切な溶接条件を見出すことが困難な場合がある（このような板組を、以下、「難溶接板組」と称する。）。ここで、健全なナゲットとは、溶融部が十分に大きく、接合体（継ぎ手）の引張試験等で十分な継手強度が得られるナゲットである。溶接部の大きさとしては、例えば、４√t以上（t：鋼板界面を構成する板材のうち薄い方の板材の厚さ（ｍｍ）。）を基準とするのが一般的である。また、難溶接板組の代表例としては、前述の自動車車体のドア開口部に見られる、「薄板×厚板１×厚板２」の３枚の積層様態を挙げることができる。これらの部材では、薄板には板厚が１．０ｍｍ以下の軟鋼板が、厚板１および厚板２には板厚が１．２ｍｍ以上で引張強度が３４０ＭＰａ以上の高張力鋼板（ハイテン）がそれぞれ適用される場合が一般的である。

上記の難溶接板組において健全なナゲットを得るための適切な溶接条件を見出すことが困難な理由は、下記のとおりである。

すなわち、接触する鋼板界面の接触電気抵抗（以下、単に「接触抵抗」と呼ぶ。）に対して通電量が過大となると、抵抗発熱による鋼板界面の過熱によるチリと呼ばれる溶損（スパッタ、爆飛などとも呼ばれる。）が発生し易くなるが、その一方で、通電量が過小となると、鋼板界面での抵抗発熱量が小さくなり、溶融部を十分に大きくすることができない。例えば、鋼板３枚からなる積層体の場合、鋼板界面は２つ存在するが、薄板×厚板１の鋼板界面における抵抗発熱量は、厚板１×厚板２の鋼板界面における抵抗発熱量に対して相対的に小さい。そのため、一方の鋼板界面で、チリを発生させることなく健全なナゲットを得るのに好適な通電量で溶接を行うと、必然的に他方の鋼板界面における抵抗発熱量が過大もしくは過小となる。そして、厚板１×厚板２の界面でチリが発生するか、薄板×厚板１の界面で形成されるナゲットが不十分となる。このため、厚板１×厚板２界面でチリが発生してでも、通電量を高めに設定するのが一般的である。

特許文献１には、上記のような難溶接板組に対してチリを発生させることなく、必要サイズのナゲットを有するスポット溶接継手を製造する方法が開示されている。特許文献１に記載の発明では、第一段および第二段の二段階からなる溶接とし、該第二段の溶接が前記第一段の溶接に比べ、高加圧力、低電流又は同じ電流、長通電時間又は同じ通電時間の溶接とすることが特徴とされている。

その他、難溶接板組を溶接できる方法として、特許文献２には、電極チップのワークに対する加圧力を表裏面で変える方法が開示されている。また、特許文献３には、薄板と電極との間に溶接補助材を介在させて、電極内部を循環する冷却水の冷却効果を緩和する方法が開示されている。

ところで、抵抗スポット溶接による自動車部品等の溶接工程では、設計上必要な個所に連続的に複数の溶接点を配置することが一般的である。したがって、ある部位を抵抗溶接するに際し、既に該部位の近傍に溶接点（以下、「既溶接点」とも称する。）が存在する場合には、既溶接点を通電経路として流れる分岐電流（以下、「分流」ともいう。）が生じる。このほか、部材の幾何学的な形状や他部材との空間配置の状況により、既溶接点以外にも通電経路が形成され、分流が生じるような場合も想定される。このように、溶接時に溶接電流の分流が生じると、溶融部の形成を遅延させ、健全なナゲットを得ることができなくなる。分流は、無効電流などと呼ばれ、その影響を制限する方法について多くの検討がなされてきた。

例えば、特許文献４には、無効電流を算出し、無効電流の分だけ増加させた電流を溶接電流として設定する発明が開示されている。また、特許文献５には、スリットを設けることにより無効電流の影響を低減して、健全なナゲットを得る方法が開示されている。一方、特許文献６および７では、溶接電流の分流状態を調整し、溶接点近傍の加熱様態を適正化することを目的として、電極のそばに補助電極を設けた発明を開示している。

特開２００５−２６２２５９号公報 特開２００３−２５１４６９号公報 特開２００９−２９１８２７号公報 特開平９−９９３７９号公報 特開２００９−２７９５９７号公報 特開２０１２−１１３９８号公報 特開２０１２−５５８９６号公報

特許文献１の発明は、溶接装置の構成および溶接条件が複雑になるのみならず、第一段の加圧力が低いために、積層された鋼板の各界面に一定量以上の隙間が存在した場合には、第一段の加圧によって積層鋼板の全ての界面を接触させることができない恐れがあり、この場合には通電経路が形成されず、全く溶接ができないことになる。したがって、鋼板間の隙間の有無にかかわらず、難溶接板組を溶接できる方法が望まれる。

特許文献２の発明では、それぞれの鋼板界面の接触抵抗に基づいて各電極の加圧力を変更する必要があり、特殊な制御を要する。また、特許文献３の発明のように、電極の冷却効果を緩和することができても、それぞれの鋼板界面の接触抵抗の差による溶接の困難性を解消するには至らない。

特許文献４および５は、基本的に２枚の板組における無効電流を解消するための方法が記載されているに過ぎず、難溶接板組を溶接できる方法について一切記載されていない。
特許文献６および７の発明は、いずれも電極のそばに補助電極を設けると、分流が生じて、補助電極が存在する側の鋼板において抵抗発熱を大きくすることができ、溶融部を大きくすることができるというメリットがあることとされている。

しかし、電極のそばに補助電極を設ける必要があり、溶接機の動作機構が複雑になり、また、補助電極が存在するので、通常よりも電極が大きくなり、例えば、フランジのような幅が狭い部位を溶接することが困難になる。特に、これらの方法は、補助電極が存在する側の鋼板の抵抗発熱を上昇させるものであるため、たとえば、３枚以上の鋼板で構成され、少なくとも一つの鋼板界面の接触抵抗が他の鋼板界面の接触抵抗と異なる積層体にスポット溶接を行う場合に、補助電極に近い方に接触抵抗が小さい鋼板界面がなければ、想定どおりに溶融部を大きくすることができないという問題もある。したがって、上記のような補助電極を用いることなく、通常の抵抗スポット溶接と同様に一対の対向する電極のみを用いることで、接触抵抗が異なる複数の鋼板界面の発熱量を均一化する手法が望まれる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、３枚以上の鋼板で構成され、少なくとも一つの鋼板界面の接触抵抗が他の鋼板界面の接触抵抗と異なる積層体に、チリの発生を抑制しつつ、十分な大きさの溶融部を形成することができる抵抗スポット溶接方法および該方法によって得られる溶接構造物を提供することを目的としている。

図１(a)に示すように、３枚以上の鋼板1a,1b,1cで構成され、少なくとも一つの鋼板界面2aの接触抵抗が他の鋼板界面2bの接触抵抗と異なる積層体１０にスポット溶接を行う場合、一対の電極3a,3bで挟持し、押圧しつつ、通電（白抜き矢印参照）して鋼板界面2a,2bに溶融部4a,4bを形成するに際して、例えば、鋼板1aが軟鋼板であり、鋼板1b,1cが高張力鋼板である場合には、鋼板界面2aの接触抵抗が小さく、鋼板界面2bの接触抵抗が大きい。このとき、鋼板界面2bでは鋼板界面2aよりも抵抗発熱量が多く、この鋼板界面2bにおける溶融部4bは、鋼板界面2aの溶融部4aより早く形成されるため、図１(b)に示すように、抵抗発熱が大きい鋼板界面2bの加熱状態を基準として通電を行うと、抵抗発熱が小さい鋼板界面2aにおいて十分な大きさの溶融部を形成させることが難しい。一方、抵抗発熱が小さい鋼板界面2aにおける加熱を十分に行おうとすると、抵抗発熱が大きい鋼板界面2bが過熱状態となり、この鋼板界面でチリが発生しやすくなるという問題がある。

そこで、本発明者らは鋭意研究を行い、従来技術のように、鋼板の最外面で分流を生じさせるのではなく、接触抵抗が大きい鋼板界面に通電抵抗が小さい部分（以下、「通電ポイント」と呼ぶ。）を形成して、この鋼板界面において分流を生じさせることにより、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しにくく、かつ、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成することができる本発明を完成させた。

本発明は、下記の抵抗スポット溶接方法および該方法によって得られる溶接構造物を要旨としている。

（１）３枚以上の鋼板で構成され、少なくとも一つの鋼板界面の接触抵抗が他の鋼板界面の接触抵抗と異なる積層体の鋼板界面に溶融部を形成することによって鋼板を接合する抵抗スポット溶接方法であって、接触抵抗が最も大きい鋼板界面に通電ポイントを形成する予備溶接工程と、該通電ポイントに分岐電流が生じる条件で最初のスポット溶接を行う本溶接工程を備える、抵抗スポット溶接方法。

（２）前記の本溶接工程において、該通電ポイントからの水平方向の距離が３０ｍｍ以内の範囲に溶融部が形成されるように最初のスポット溶接を行う、上記（１）の抵抗スポット溶接方法。

（３）予備溶接工程において、前記の積層体を一対の電極で挟持し、押圧しつつ、通電して、接触抵抗が最も大きい鋼板界面に通電ポイントを形成する、上記（１）または（２）の抵抗スポット溶接方法。

（４）前記本溶接工程において、さらに、前記通電ポイントまたは前記溶融部に分岐電流が生じる条件でスポット溶接を繰り返し行う、上記（１）〜（３）のいずれかの抵抗スポット溶接方法。

（５）前記本溶接工程において、さらに、前記通電ポイントまたは前記溶融部からの水平方向の距離が３０ｍｍ以内の範囲に溶融部が形成されるようにスポット溶接を繰り返し行う、上記（１）〜（４）のいずれかの抵抗スポット溶接方法。

（６）前記積層体が、１枚の軟鋼板と２枚の高張力鋼板とで構成されたものである、上記（１）〜（５）のいずれかの抵抗スポット溶接方法。

（７）上記（１）〜（６）のいずれかの方法によって得られた溶接構造物。

本発明によれば、３枚以上の鋼板で構成され、少なくとも一つの鋼板界面の接触抵抗が他の鋼板界面の接触抵抗と異なる積層体にスポット溶接を行う場合であっても、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しにくく、かつ、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成することができる。また、このような積層体が例えば長尺の自動車構造部材である場合には、本発明により、溶接部を長手方向に連続的に形成することで、高強度の構造部材を得ることができる。

従来技術の抵抗スポット溶接方法を例示する概念図 本発明の抵抗スポット溶接方法を例示する概念図 本発明の抵抗スポット溶接方法の他の例を示す概念図 自動車ドア開口部には構造部材を示す図

図２(a)に示すように、本発明に係る抵抗スポット溶接方法は、例えば、３枚以上の鋼板1a,1b,1cで構成され、少なくとも一つの鋼板界面2aの接触抵抗が他の鋼板界面2bの接触抵抗と異なる積層体10を、一対のドーム型電極3a,3bで挟持し、押圧しつつ、通電（白抜き矢印C参照）して鋼板界面に溶融部を形成することによって鋼板1a,1b,1cを接合する抵抗スポット溶接方法である。そして、予備工程において、接触抵抗が最も大きい鋼板界面2bに通電ポイント5を形成しておくのが重要である。以下、通電ポイント５の鋼板界面上の形状が円形または略円形の場合について説明する。また、ドーム型電極の先端が押圧される鋼板と該電極との接触領域の形状は、実質的に円形または略円形である。

本溶接工程において、通電ポイント5に分岐電流が生じる条件で最初のスポット溶接を行うと、図２(b)に示すように、溶接電流Cが分流する（C2＝C-C1）ので、抵抗発熱が小さい鋼板界面2aにおける溶融部4aの形成を妨げず、抵抗発熱が大きい鋼板界面2bにおける溶融部4bの形成を遅延することができる。本発明は、このような構成を有しているので、図２(c)に示すように、抵抗発熱が小さい鋼板界面2aおよび抵抗発熱が大きい鋼板界面2bにおいて、十分な大きさの溶融部4を形成することが可能となる。

通電ポイント5からの水平方向の距離W1（通電ポイント中心と溶接部中心との距離）が３０ｍｍ以内の範囲に溶融部が形成されるように最初のスポット溶接を行うことが好ましい。特に、積層される複数の鋼板の板厚のうち、最小の板厚と全ての鋼板の板厚の合計の比（以下、板厚比）が大きい場合など、最小板厚の鋼板での発熱が特に得難い場合には、通電ポイント5からの水平方向の距離W1は２５ｍｍ以内、さらには２０ｍｍ以内とするのが好ましい。より好ましくは１５ｍｍ以内である。ただし、あまりに狭くすると分流量が過大となり、抵抗発熱が大きい鋼板界面2bの抵抗発熱量が鋼板界面2aの抵抗発熱量より小さくなるという問題があるため、１０ｍｍ以上とするのが好ましい。通電ポイント中心および溶接部中心は、電極に押圧される鋼板表面の接触領域の中心を意味する。

図２に示す例では、３枚の鋼板で構成された積層体を例にとって説明したが、４枚以上の鋼板で構成された積層体の場合でも、少なくとも一つの鋼板界面の接触抵抗が他の鋼板界面の接触抵抗と異なるものについては、本発明の抵抗スポット溶接方法を適用することができる。４枚以上の鋼板で構成された積層体の場合でも、抵抗発熱が大きい鋼板界面における溶融部は抵抗発熱が小さい鋼板界面における溶融部よりも形成しやすいため、この接触抵抗が大きい鋼板界面に上記と同様の通電ポイントを設けることにより、この部分の溶融部の形成を遅延することができるからである。

なお、通電ポイント5の大きさは、設計上、溶融部4に求められる直径（例えば、４√ｔ。ただし、tは鋼板界面を構成する板材のうち薄い方の板材の厚さ（ｍｍ）。）の円よりも小さくてもよく、大きくてもよい。ただし、通電ポイント5が小さくなり過ぎると、いわゆる「くびれ抵抗：constriction resistance」の影響が大きくなり、通電ポイント4に流れる分流を十分に得られないおそれがある。そのため、通電ポイント5の大きさは、１ｍｍの円以上の大きさとすることが好ましい。

上述の実施形態では、界面が溶融接合した通電ポイント5を形成する場合について説明したが、界面が溶融しない圧接状態の通電ポイントを形成してもよい。圧接状態の通電ポイントを形成する場合には、鋼板１ｂと鋼板１ｃとの圧接部（鋼板界面のうち通電ポイントとなる部分）の大きさが、直径１ｍｍの円以上の大きさであることが好ましい。さらに、上述の実施形態では、鋼板界面における溶接部および通電ポイントの形状が円形または略円形の場合について説明したが、くびれ抵抗が生じない形状であれば円形、略円形のほか、三角形や四角形等の多角形でもよい。このとき、水平距離W1および後述の水平距離W2は、溶接部および通電ポイントの図心をそれぞれの中心であるものとして測定すればよい。

図２に示す例では、３枚の鋼板を積層した状態で予備溶接および本溶接の双方を行ってもよいが、例えば、予め接触抵抗が最も大きい鋼板界面を構成する２枚の鋼板を積層した状態で予備溶接を行い、その後、もう１枚の鋼板を積層して本溶接を行ってもよい。なお、製造効率の観点からは、３枚の鋼板を積層した状態で予備溶接および本溶接の双方を行う方法が好ましい。

４枚以上の鋼板の溶接を行う場合（すなわち、鋼板界面が３つ以上ある場合）も同様に、全ての鋼板を積層した状態で予備溶接および本溶接の双方を行ってもよいが、上記のいずれかの方法で３枚の鋼板に通電ポイントおよび溶融部（通電ポイントでもよい。）を形成し、その後にもう１枚の鋼板を積層して、本溶接を行ってもよい。また、５枚の鋼板の場合も同様である。すなわち、Ｎ枚（ただし、Ｎ≧３）の鋼板を積層する場合、すなわち、鋼板界面の数がＮ−１の場合には、予備溶接をＮ−２回行うことになる。

本発明の抵抗スポット溶接方法は、特に、１枚の軟鋼板と２枚の高張力鋼板とで構成された積層体の溶接に適している。このような板組は前述したような自動車部品において広く適用されている。例えば、図４に示すピラーの場合、アウタとして０．５〜０．８ｍｍの軟鋼板（例えば引張強さが２７０ＭＰａ級）と、リンフォースとして１．２〜２．０ｍｍの９８０〜１５００ＭＰａ級の高張力鋼板と、１．２〜２．０ｍｍの引張強さが３４０〜７８０級の高張力鋼とで構成される板組が例示される。また軟鋼板とは、典型的には引張強さが２７０ＭＰａ以上３４０ＭＰａ未満の鋼板であり、例えば、ＪＡＣ２７０Ｄ（引張強さが２７０ＭＰａ級合金化溶融亜鉛めっき鋼板）などが挙げられ、高張力鋼板とは、典型的には引張強さが３４０ＭＰａ以上の鋼板であり、例えば、ＪＳＣ５９０Ｒ、ＪＳＣ９８０ＤＰなどが挙げられる。

このとき、図中の鋼板1aが軟鋼板、鋼板1b,1cが高張力鋼板であり、軟鋼板1aと高張力鋼板1bとの界面2aが、接触抵抗が小さい鋼板界面であり、高張力鋼板1b,1c同士の界面2bが、接触抵抗が大きい鋼板界面となる。

予備溶接工程において、通電ポイント5は、例えば、通常の溶接と同様に、積層体10を、一対の電極3a,3bで挟持し、押圧しつつ、通電して鋼板界面に溶融部を形成するに際して、通常の溶接よりも抵抗発熱量が小さい条件で行うことにより形成することができる。抵抗スポット溶接は、通常、対象となる材料に応じた、通電量と押圧力とを設定して、行われるが、通常の溶接よりも抵抗発熱量が小さい条件とは、通常よりも、通電量を少なくするか、またはさらに、押圧力を大きくした条件で行うことを意味する。なお、通電ポイントは十分な分流が得られる程度に抵抗が小さければ良く、界面が溶融接合した通電ポイントでも良いし、界面が溶融しない圧接状態の通電ポイントでも良い。

例えば、厚さ０．６ｍｍの軟鋼（ＪＳＣ２７０Ｆ）、厚さ１．６ｍｍの高張力鋼（ＪＳＣ９８０Ｙ）および厚さ１．６ｍｍの高張力鋼（ＪＳＣ９８０Ｙ）で構成される積層体の場合、本溶接工程は、例えば、押圧力を３．４３ｋＮ、電流を６．０ｋＡ、通電時間を１８サイクル（３００ｍｓ）で行うが、通電ポイントが近くにない状態でいきなりこのような条件で通電（本溶接）すると、チリが発生する恐れが極めて高い。そこで、本溶接工程の前に予備溶接工程として、押圧力を３．４３ｋＮ、電流を５．０ｋＡ、通電時間を６サイクル（１００ｍｓ）として通電すれば、高張力鋼板同士の界面に通電ポイントを形成することができる。

本溶接工程においては、図２（ｄ）に示すように、さらに、通電ポイント5または既に形成された溶融部4に分岐電流が生じる条件で溶融部6が形成されるように最初のスポット溶接を行えば、前述と同様に、溶接電流Cが分流する（C2、C3）。ここで、図２（ｄ）では、鋼板1aにC3で示す分流が生じる。界面に流れる通電量は、図２（ｃ）と同様に、界面2aではC1＋C2であるが、界面2bではC1のみであり、界面2aの方が界面2bより大きい。よって、抵抗発熱が小さい鋼板界面2aにおける溶融部の形成を妨げず、抵抗発熱が大きい鋼板界面2bにおける溶融の形成を遅延することができ、抵抗発熱が小さい鋼板界面2aおよび抵抗発熱が大きい鋼板界面2bにおいて、十分な大きさの溶融部6を形成することが可能となる。

溶融部6は、溶融部4からの水平方向の距離W2（溶融部4中心と溶接部6中心との距離）が３０ｍｍ以内の範囲に形成されることが好ましい。さらに、既に形成された溶接部4,6に近接した位置にスポット溶接を繰り返し、連続的に複数箇所のスポット溶接をしてもよい。例えば、図４の自動車構造部材では、先に形成された溶融部4,6の３０ｍｍ以内の範囲でのスポット溶接を繰り返すことで製造することができる。

なお、図３に示すように、２箇所以上の通電ポイント5の近くに、分流が生じる条件で本溶接を行い、溶融部4を形成してもよい。このとき、通電ポイントからの水平方向の距離W3、W4は、３０ｍｍ以内とするのが好ましい。一部または全部の通電ポイントを別の溶接部（図示しない）としてもよい。

本発明の効果を確認すべく、一枚のＪＡＣ２７０Ｄ鋼（厚さ：０．７ｍｍ、引張強度：２７０ＭＰａ）と、二枚のＪＳＣ５９０ＤＰ（厚さ：２．０ｍｍ、引張強度：５９０ＭＰａ）とを、表１に示す条件（試験Ｎｏ．１〜５）でスポット溶接した。なお、いずれの例においても、本溶接は、電流値を４．０ｋＡ以上で０．２５ｋＡずつ増加させて、チリが発生するまで行い、それぞれの界面に形成される溶融部の径がいずれも４√ｔ（ｔ＝０．７ｍｍおよび２．０ｍｍ）以上となる最小電流値と、チリが発生しない最大電流値とを調査した。その結果、最大電流値と最小電流値の差が、１．０ｋＡ以上の場合を「○」、１．０ｋＡ未満の場合を「×」として、表１に併記した。予備溶接を実施した例では、いずれも、三枚の板材を重ね合わせた状態で、二枚のＪＳＣ５９０ＤＰの界面（接触抵抗が最も大きい鋼板界面）に通電ポイントを形成した。

表１に示すように、試験Ｎｏ．１〜３はいずれも、予備溶接を実施し、予め通電ポイントを形成した後に、本溶接を実施した例であるが、本溶接時に通電ポイントに分流が生じ、１．０ｋＡ以上の適正電流範囲を確保することができた。このため、これらの条件であれば、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しにくく、かつ、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成することが容易となる。

試験Ｎｏ．４は、予備溶接を実施することなく、本溶接を実施した例であるが、適正電流範囲が狭い。また、試験Ｎｏ．５は、予備溶接を実施したものの、本溶接における溶融部を形成する位置が通電ポイントから離れすぎたため、分岐電流が生じず、適正電流範囲が１．０ｋＡ未満と狭い。したがって、これらの条件では、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成しようとすると、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しやすく、実操業における管理が困難となる。

次に、一枚のＪＡＣ２７０Ｄ（厚さ：０．７ｍｍ、引張強度：２７０ＭＰａ）と、二枚の１１８０ＭＰａ級高張力鋼板（厚さ：１．６ｍｍ、引張強度：１１８０ＭＰａ）とを、各種の条件（試験Ｎｏ．６〜８）でスポット溶接した。なお、いずれの例においても、本溶接は、電流値を４．０ｋＡ以上で０．２５ｋＡずつ増加させて、チリが発生するまで行い、それぞれの界面に形成される溶融部の径がいずれも４√ｔ（ｔ＝０．７ｍｍおよび１．６ｍｍ）以上となる最小電流値と、チリが発生しない最大電流値とを調査した。

（試験Ｎｏ．６）
予備溶接を実施することなく、
押圧力：３．４３ｋＮ、
電流：４．０ｋＡ以上（０．２５ｋＡ毎）、
通電時間：２０サイクル、
保持時間：１０サイクル
の条件で本溶接を実施して、溶融部を形成した。

試験Ｎｏ．６では、最小電流値が６．０ｋＡ、最大電流値が約６．８ｋＡであり、適正電流範囲は約０．８ｋＡであった。

（試験Ｎｏ．７）
三枚の板材を重ね合わせた状態で、
押圧力：３．４３ｋＮ、
電流：５．０ｋＡ、
通電時間：２０サイクル、
保持時間：１０サイクル
の条件で予備溶接を実施して、二枚の１１８０ＭＰａ級高張力鋼板の界面（接触抵抗が最も大きい鋼板界面）に通電ポイントを形成した後、試験Ｎｏ．６と同じ条件で本溶接を実施し、通電ポイントからの水平方向の距離が１５ｍｍの位置に溶融部を形成した。なお、本溶接の条件は、試験Ｎｏ．６と同じとした。

試験Ｎｏ．７では、最小電流値が６．５ｋＡ、最大電流値が８．０ｋＡであり、適正電流範囲は１．５ｋＡに増加した。このように、更に高張力の鋼板を含む板組みであっても、本溶接前に予備溶接を行って通電ポイントを形成し、その通電ポイントに分流が生じる条件で最初のスポット溶接を行えば、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しにくく、かつ、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成することが容易となる。

（試験Ｎｏ．８）
三枚の板材を重ね合わせた状態で、
押圧力：３．４３ｋＮ、
電流：５．０ｋＡ、
通電時間：２０サイクル、
保持時間：１０サイクル
の条件で予備溶接を実施して、通電ポイントを形成した後、
押圧力：３．４３ｋＮ、
電流：７．５ｋＡ、
通電時間：２０サイクル、
保持時間：１０サイクル
の条件で本溶接を実施し、通電ポイントからの水平方向の距離が１５ｍｍの位置に第一の溶融部を形成し、その後、更に、
押圧力：３．４３ｋＮ、
電流：４．０ｋＡ以上（０．２５ｋＡ毎）、
通電時間：２０サイクル、
保持時間：１０サイクル
の条件で本溶接を実施して、第一の溶融部からの水平方向の距離が１５ｍｍの位置に第二の溶融部を形成した。

試験Ｎｏ．８では、最小電流値が７．０ｋＡ、最大電流値が約８．８ｋＡであり、適正電流範囲は約１．８ｋＡであった。このように、通電ポイントだけでなく、既に形成された溶融部に分流が生じる条件でスポット溶接を行えば、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しにくく、かつ、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成することが容易となる。

本発明によれば、３枚以上の鋼板で構成され、少なくとも一つの鋼板界面の接触抵抗が他の鋼板界面の接触抵抗と異なる積層体にスポット溶接を行う場合であっても、抵抗発熱が大きい鋼板界面においてチリが発生しにくく、かつ、抵抗発熱が小さい鋼板界面において十分な大きさの溶融部を形成することができる。よって、この発明は、例えば、１枚の軟鋼板と２枚の高張力鋼板とを積層した板組など、特に、自動車用構造部材を製造する際にのスポット溶接に最適である。

1a,1b,1c 鋼板
2a,2b 鋼板界面
3a,3b 電極
4,4a,4b 溶融部
5 通電ポイント
6 溶融部
10 積層体
20 ピラー
21 積層体
22 フランジ
23 溶接部
C 電流
C1,C2,C3 電流（分流）

Claims (7)

1. ３枚以上の鋼板で構成され、少なくとも一つの鋼板界面の接触抵抗が他の鋼板界面の接触抵抗と異なる積層体の鋼板界面に溶融部を形成することによって鋼板を接合する抵抗スポット溶接方法であって、
   接触抵抗が最も大きい鋼板界面に通電ポイントを形成する予備溶接工程と、
   該通電ポイントに分岐電流が生じる条件で最初のスポット溶接を行う本溶接工程を備える、抵抗スポット溶接方法。
2. 前記の本溶接工程において、該通電ポイントからの水平方向の距離が３０ｍｍ以内の範囲に溶融部が形成されるように最初のスポット溶接を行う、請求項１に記載の抵抗スポット溶接方法。
3. 前記予備溶接工程において、前記の積層体を一対の電極で挟持し、押圧しつつ、通電して、接触抵抗が最も大きい鋼板界面に通電ポイントを形成する、請求項１または２に記載の抵抗スポット溶接方法。
4. 前記本溶接工程において、さらに、前記通電ポイントまたは前記溶融部に分岐電流が生じる条件でスポット溶接を繰り返し行う、請求項１から３までのいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
5. 前記本溶接工程において、さらに、前記通電ポイントまたは前記溶融部からの水平方向の距離が３０ｍｍ以内の範囲に溶融部が形成されるようにスポット溶接を繰り返し行う、請求項１から４までのいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
6. 前記積層体が、１枚の軟鋼板と２枚の高張力鋼板とで構成されたものである、請求項１から５までのいずれかに記載の抵抗スポット溶接方法。
7. 請求項１から６までのいずれかの方法によって得られた溶接構造物。

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