WO2019098305A1 - スポット溶接方法 - Google Patents

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WO2019098305A1
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plate
tip
plate set
pressing
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元 村山
岡田　徹
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日本製鉄株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a spot welding method for resistance spot welding on a plate set including a plurality of stacked metal plates.
  • Resistance spot welding is mainly used in joining of a plurality of metal plates stacked one upon another in assembling a vehicle body of a car, attaching parts, or the like.
  • this spot welding a pair of electrode tips whose tip is pressed against the plate set is used.
  • the electrode tip In spot welding, the electrode tip is pressed and energized from both sides of a plurality of stacked metal plates so as to sandwich the metal plate to form molten metal, and heat removal by the electrode tip and metal plate after the end of the energization
  • the heat conduction to itself cools and solidifies the molten metal to form a melt-consolidated part (nugget) having an elliptical shape in cross section between the metal plates.
  • the automobile body In recent years, it is aimed to reduce the weight, and difficult-to-weld parts have appeared.
  • it is a thin plate / thick plate / three-plate overlapping spot welded portion by thinning an outer plate around a door called side member and reinforcement thickening of a B pillar which is a frame member.
  • the thinnest metal plate is referred to as a thin plate
  • the thicker metallic plate is referred to as a thick plate.
  • the thinnest metal plate is generally disposed at the outermost side of the laminate because it is easy to process.
  • the thick plate / thick plate interface is easily melted, but the thin plate / thick plate interface is difficult to melt and it is difficult to stably perform spot welding.
  • the thin plate / thick plate interface is hard to melt. Furthermore, since a thin plate is generally made of mild steel and a thick plate is generally made of high-tensile steel, using such a combination of plates results in a large contact area between the thin plate and the electrode tip, and a contact between the plate and the electrode tip As the area decreases, the current density on the thin plate side decreases, and the thin plate / thick plate interface becomes more difficult to melt. Furthermore, because the electrical conductivity of mild steel is higher than that of high tensile steel, it is difficult to generate heat and it is difficult to melt the thin plate / thick plate interface.
  • the upper limit of the plate thickness ratio is specified to be about 4 to 5, and this is one of the factors that inhibit the design freedom.
  • Patent Document 3 In order to perform spot welding of a thin plate / thick plate combination having such a large thickness ratio, in the welding electrode, a technique for providing a pressing member for pressing the electrode tip and the metal plate (patent documents 1 and 2) There is proposed a technique (Patent Document 3) in which current is applied at pressure and two levels of current with two levels of pressure and pressure.
  • Patent Documents 1 and 2 in order to provide a difference in contact diameter between the thin plate / thick plate interface and the thick plate / thick plate interface, a predetermined distance is provided between the electrode tip and the pressing rod.
  • the equipment becomes large in the width direction of the plate set, and it is difficult to perform spot welding on a narrow part, for example, a flange having a width of about 10 to 20 mm.
  • the electrical control for energizing is also complicated.
  • Patent Document 3 it is necessary to change the pressure and the current value during welding, which complicates the spot welding method and the configuration of the spot welding apparatus.
  • a spot welding method in which resistance spot welding is performed on a plate assembly in which a plurality of metal plates having a thickness ratio of 5 or more are stacked, Preparing a set of plates having a thickness ratio of 5 or more in which the thinnest metal plate is arranged on the outermost surface, The second electrode tip is on the opposite side of the plate set so that the first electrode tip and the second electrode tip are disposed on the side where the first electrode tip is disposed on the thinnest metal plate.
  • a first pressure member which is an insulator, around the first electrode tip;
  • the first electrode tip and the first electrode tip and the first electrode tip and the first electrode tip and the first electrode tip are configured such that the pressure applied from the first electrode tip to the plate set is smaller than the pressure applied from the second electrode tip to the plate set. Pressing each tip of the pressing member and the tip of the second electrode tip against the plate set to apply a pressing force, and each tip of the first electrode tip and the first pressing member
  • the plate assembly by flowing a current between the first electrode tip and the second electrode tip while pressing the end of the second electrode tip against the plate assembly to apply a pressing force.
  • Do welding, Spot welding method including: (2) disposing a second pressing member, which is a conductor, around the second electrode tip; The first electrode tip and the first electrode tip and the first electrode tip and the first electrode tip are configured such that the pressure applied from the first electrode tip to the plate set is smaller than the pressure applied from the second electrode tip to the plate set.
  • the spot welding method according to (1) including (3) The spot welding method according to (1) or (2), wherein an average distance between a body portion of the first electrode tip and the first pressing member is 0.5 mm or less.
  • thin plate / thickness can be easily obtained using a compact welding device that can be easily controlled electrically even with a plate combination having a plate thickness ratio of 5 or more in which a metal plate with the thinnest plate thickness is disposed on the outermost surface.
  • spot welding can be performed by forming a desired nugget diameter while suppressing the generation of dust.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a welding apparatus that can be used for the spot welding method of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a welding apparatus that can be used for the spot welding method of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an aspect when the tip of the pressing member is pressed against the plate set and the tip of the electrode tip is disposed at a position separated from the plate set.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an aspect when the tip of the electrode tip and the tip of the pressing member are pressed against the plate set.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the flow of current when current is applied between the first electrode tip and the second electrode tip.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the flow of current when current is applied between the first electrode tip and the second electrode tip and the second pressure member.
  • FIG. 7 is a schematic view illustrating a method of measuring the nugget diameter.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an example of the welding device of the present disclosure when a pneumatic cylinder is used as the second drive device.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of when the pressing member of the welding device of FIG. 8 is moved.
  • FIG. 10 is a cross-sectional photograph of a plate set subjected to spot welding in the example.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing a spot-welded flange.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an example of a mode in which the plate assembly is pressurized by the first electrode tip and the second electrode tip, and the first pressure member and the second pressure member.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a state in which there is a gap between the thick plates / thick plates in a simulated manner by arranging spacers at opposing ends of the thick plates / thick plates.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the average distance between the electrodes and the pressure members and the appropriate current range in Examples 4 to 9 and Comparative Examples 3 to 4.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the average distance between the electrodes and the pressure members and the appropriate current range in Examples 2 and 10 to 14 and Comparative Examples 5 to 10.
  • the present disclosure is a spot welding method for performing resistance spot welding on a plate set in which a plurality of metal plates having a plate thickness ratio of 5 or more are stacked, and a plate thickness in which the thinnest metal plate is disposed on the outermost surface
  • a plate set having a ratio of 5 or more
  • the first electrode pressing member which is an insulator, is disposed so as to be opposite to each other with the plate set interposed therebetween so that the second electrode tip is disposed on the opposite side of the plate set.
  • the first electrode tip such that the pressure applied to the plate set from the first electrode tip is smaller than the pressure applied to the plate set from the second electrode tip.
  • An electrode tip, each tip of the first pressing member, and the second electrode Pressing the tip of the tip against the plate set to apply a pressing force, and the tips of the first electrode tip and the first pressing member, and the tip of the second electrode tip A spot welding method comprising: welding the plate set by supplying an electric current between the first electrode tip and the second electrode tip while pressing the plate set to apply a pressing force; set to target.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an example of a mode in which the plate set is pressurized by the first electrode tip and the second electrode tip, and the first pressing member and the second pressing member.
  • the pressing force applied to the plate assembly 16 from the first electrode tip 2a is F1
  • the pressing force applied to the plate assembly 16 from the first pressing member 3a is F2
  • the second electrode tip 2b The pressing force applied to the plate assembly 16
  • the pressing force applied from the second pressing member 3b to the plate assembly 16 is F4.
  • the pressing force F1 of the thin plate side electrode tip can be smaller than the pressing force F3 of the thick plate side electrode tip, and the current value of the thin plate electrode tip Therefore, even in the case of spot welding a plate set having a thickness ratio of 5 or more, it is possible to suppress generation of dust and secure a wide appropriate current range for forming a desired nugget diameter. .
  • the pressing force F1 of the electrode tip on the thin plate 15a side is 2.5 kN
  • the pressing force F2 of the pressing member of the insulator therearound is 1.5 kN
  • the pressing force F3 of the electrode tip on the thick plate 15c is 4. It can be 0 kN.
  • deformation of the thin plate is achieved by reducing the pressing force F1 of the thin plate-side electrode tip and increasing the pressing force F3 of the thick plate-side electrode tip using the pressing members around the thin plate-side electrode tip. Since the contact area with the electrode can be made small and the diameter of the current passage can be narrowed, the current density on the thin plate side becomes large and heat generation becomes easy.
  • the device for performing the method of the present disclosure becomes compact, and a narrow place such as shown in FIG. Spot welding can be easily performed even on a flange having a width of about 10 to 20 mm. Furthermore, by arranging the electrode tip and the pressing member in proximity to each other, the appropriate current range can be made larger.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing a spot-welded flange.
  • the current value can be constant and the current flow direction can be constant, it is not necessary to control the polarity of the current or to switch the current in multiple stages. Furthermore, it is not necessary to change the pressure applied to the plate set during spot welding and can be performed under constant pressure.
  • a conventional welding apparatus can be used by changing only the electrode tip and the pressing member.
  • the appropriate current range refers to a current value range from the minimum current value at which the nugget of the reference diameter is formed to the maximum current value at which the nugget of the reference diameter or more is formed without generation of dust.
  • the appropriate current range is preferably 1.5 kA or more, more preferably 1.8 kA or more, and still more preferably 1.9 kA or more, although it depends on the presence or absence of the plate gap described later and the size thereof.
  • the reference diameter is equal to 4 ⁇ t (t is the thickness of the thinnest metal plate).
  • the reference diameter is also referred to as a reference nugget diameter. As described later, the appropriate current range becomes narrower as the space is larger or as the space is larger.
  • the plurality of metal plates includes two or more metal plates, and can be three or more metal plates depending on the form of the structural component to be joined.
  • the spot welding method of the present disclosure can be particularly suitably used for welding of three metal plates stacked so that the metal plate with the thinnest thickness is disposed on the outermost surface.
  • the metal plates are not particularly limited, and may be steel plates of various component compositions, or may be metal members such as aluminum and stainless steel other than steel plates.
  • the thinnest metal plate is a soft steel of 270 MPa or less
  • the other metal plates are high tensile steels of 590 MPa or more, 980 MPa or more, 1180 MPa or more, or 1480 MPa or more.
  • the method of the present disclosure can be suitably used for spot welding of the above-described combination of plate sets.
  • a 0.75 mm thick and 270 MPa alloyed galvanized steel sheet, a 1.6 mm thick and 590 MPa alloyed galvanized steel sheet, and a 2.3 mm thick and 590 MPa alloyed molten zinc Even in the case of spot-welding a plate set having a plate thickness ratio of 6.2 in which plated steel plates are stacked, it is possible to widely secure an appropriate current range for forming a desired nugget diameter while suppressing generation of dust.
  • each metal plate is not particularly limited as long as the thickness ratio is 5 or more regardless of the presence or absence of the second pressing member, and for example, 0.5 to 3.2 mm or 0.7. It can be ⁇ 2.8 mm.
  • the thickness of the thinnest metal plate is 0.7 to 1.0 mm or 0.7 to 0.9 mm, and the thickness of the other metal plates is 1.6 to 2.3 mm or 1.8 It is ⁇ 2.2 mm.
  • the thickness of the plate set including the plurality of metal plates is not particularly limited, and, for example, 1.0 to 7.0 mm, 2.0 to 6.0 mm, or 2.4 to 5 It can be .0 mm.
  • the spot welding method of the present disclosure regardless of the presence or absence of the second pressing member, it is possible to spot weld a plate set having a plate thickness ratio of 5 or more, preferably 6 or more, more preferably 7 or more.
  • the upper limit of the thickness ratio is not particularly required, but the upper limit of the thickness ratio may be, for example, 20, 15 or 10.
  • the current density on the thin plate side can be increased by reducing the pressing force F1 on the thin plate side electrode tip and increasing the pressing force F3 on the thick plate side electrode tip.
  • the position of the nugget diameter can be shifted to the thin plate side, and a pair of plates having a large plate ratio in the above range can be spot welded.
  • the metal plate may have a surface treatment film such as plating formed on both sides or one side, or may not have a surface treatment film formed thereon.
  • the metal plate may have a plate-like portion at least in part and may have a portion in which the plate-like portions are stacked together, and the whole may not be plate-like, for example, shaped steel etc. It is also good.
  • the plurality of metal plates are not limited to those formed of separate metal plates, and may be a stack of one metal plate formed into a predetermined shape such as a tubular shape.
  • the second electrode tip 2b is on the opposite side of the plate set so that the first electrode tip 2a is disposed on the side on which the thinnest metal plate 15a is disposed. It is arranged oppositely so as to be arranged. That is, the first electrode tip and the second electrode tip are disposed to face each other such that a plate set in which a plurality of metal plates having a thickness ratio of 5 or more are stacked can be interposed therebetween.
  • the first electrode tip 2a and the second electrode tip 2b can be driven in the axial direction of the electrode tip and stopped at an arbitrary position, and the first electrode tip 2a
  • the front end 2a2 of the second electrode tip 2b and the front end 2b2 of the second electrode tip 2b can be pressed against the plate set to sandwich the plate set therebetween.
  • the electrode tip can be moved relative to the pressure member.
  • a current can be applied to the first electrode tip and the second electrode tip at a predetermined current value and cycle number.
  • the energization of the plate set by the electrode tip can be changed according to the strength and thickness of the metal plate included in the plate set, for example, a current of 4 to 15 kA is applied in 5 to 50 cycles (power supply frequency 50 Hz) Can.
  • the electrode tip is not particularly limited, and any known electrode tip can be used.
  • the electrode tip is made of Cu, a Cu-Cr alloy, or alumina-dispersed Cu.
  • the electrode tip is preferably a body having a cylindrical shape of 2 to 16 mm, and a DR type (dome radius type), a CF type (conical / planar type), a CR type (conical / radius type) having a tip diameter of 6 to 8 mm. ), DF type (dome, plane type), or D type tip having a tip portion.
  • the first electrode tip 2a has a body 2a1 and a tip 2a2
  • the second electrode tip 2b has a body 2b1 and a tip 2b2.
  • the electrode tip preferably has a circular cross-section perpendicular to the pressing direction.
  • the first pressure member 3a which is an insulator, is disposed around the first electrode tip 2a.
  • the first pressing member can be driven in the axial direction of the electrode tip and stopped at an arbitrary position, and the tip of the first pressing member can be pressed against the plate set to apply the pressing force F2.
  • the material of the first pressure member, which is an insulator is not particularly limited as long as it has heat resistance and has predetermined mechanical properties that can press the plate set. Is a resin, more preferably an engineering plastic, still more preferably an aromatic polyether ketone resin (PEEK) or a polyamide resin.
  • the shape of the first pressing member is preferably a point-symmetrical cylindrical shape centered on the first electrode tip, or a part of the cylindrical shape is missing but most of the point is point symmetric on the first electrode tip
  • the first pressing member can be disposed around the first electrode tip by having the above-described shape, and presses the plate set in point symmetry or line symmetry centering on the first electrode tip, The pressing force of the first electrode tip can be reduced uniformly.
  • the area to be pressurized of the first pressurizing portion may be 40% or more, 50% or more, or 75% or more of the periphery of the first electrode tip. Further, if necessary, this region may be shaped so as to have the entire circumference of the first electrode tip, that is, 100%.
  • the first pressure member preferably has a constant inner diameter in the pressure direction.
  • the electrode tip and the pressing member can be separately moved relatively without interference.
  • the first pressing member preferably has a cylindrical shape. More preferably, the distance (distance) from the outer periphery of the contact surface of the first electrode tip with the metal plate to the inner diameter of the first pressure member is more than 5 mm or more than 6 mm.
  • the inner diameter of the first pressure member is preferably close to the diameter of the first electrode tip as long as it is operable.
  • the average distance between the body portion of the first electrode tip 2a and the first pressing member is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.3 mm or less, still more preferably 0.2 mm or less, still more preferably 0 .1 mm or less.
  • the average distance between the body portion of the first electrode tip and the first pressing member is the outer diameter of the body portion 2a1 of the first electrode tip 2a shown in FIG. 12 and the inner diameter of the first pressing member 3a.
  • the first pressing member which is an insulator, may or may not be in contact with the first electrode tip.
  • the thickness (thickness) in the direction perpendicular to the pressing direction of the first pressing member 3a can be, for example, 1 to 7 mm or 1 to 5 mm.
  • the first pressing member may be a cylindrical body having an outer diameter upper limit of 30 mm, 25 mm or 20 mm and an outer diameter lower limit of 10 mm or 15 mm.
  • the lower limit of the outer diameter of the first pressure member is the outer diameter of the first electrode tip.
  • the pressing force F1 applied to the plate set from the first electrode tip is smaller than the pressing force F3 applied to the plate set from the second electrode tip.
  • Each tip and the tip of the second electrode tip are pressed against the plate set to apply a pressing force.
  • the first pressing force is applied.
  • the pressing force F2 is applied to the plate set from the pressure member
  • the pressing force F1 applied to the plate set from the first electrode tip can be reduced accordingly.
  • the pressing force F1 applied to the plate set from the first electrode tip can be smaller than the pressing force F3 applied to the plate set from the second electrode tip.
  • the ratio of the pressing force F1 applied to the plate set from the first electrode tip to the pressing force F3 applied to the plate set from the second electrode tip is (10 to 95): 100. That is, regardless of the presence or absence of the second pressure member, the pressure F1 is preferably 10 to 95% of the pressure F3.
  • the upper limit of the ratio of the pressing force F1 to the pressing force F3 may be 90%, 85%, 80% or 70%.
  • the lower limit of the ratio of the pressing force F1 to the pressing force F3 may be 20%, 30% or 40%. More preferably, the pressing force F1 applied to the plate set from the first electrode tip is 1.5 to 2.5 kN smaller than the pressing force F3 applied to the plate set from the second electrode tip.
  • the pressure F2 applied from the first pressure member to the plate assembly To balance the pressure applied across the set of plates.
  • the pressing force F2 applied to the plate set from the first pressing member can be changed according to the strength and thickness of the metal plate included in the plate set, and is, for example, 0.0 to 6.0 kN, or 1.5 to 1.5 It can be 4.5kN.
  • the pressing force F3 applied to the plate set from the second electrode tip can be changed according to the strength and thickness of the metal plate contained in the plate set, for example, 0.0 to 6.0 kN, or 1.5 to 4 .5kN can be.
  • a second pressure member which is a conductor, is disposed around the second electrode tip, and a pressure applied from the first electrode tip to the plate set
  • Each tip of the first electrode tip and the first pressing member and the second electrode such that F1 is smaller than a pressing force F3 applied to the plate set from the second electrode tip Pressing the tip end of the tip against the plate set to apply pressing forces F1, F2 and F3 and bringing the tip end of the second pressing member into contact with or pressing the plate set to apply a pressing force F4;
  • the tips of the first electrode tip and the first pressing member and the tip of the second electrode tip are pressed against the plate set to apply pressing forces F1, F2 and F3 and the second pressing.
  • Contact the tip of the pressure member to the plate set Welding the plate assembly by flowing an electric current between the first electrode tip and the second electrode tip and the second pressure member while applying or pressing the pressing force F4. including.
  • the pressing force of the electrode tip 2a in contact with the thin plate 15a by using the pressing member 3a of the insulator on the thin plate 15a side and the conductive pressing member 3b on the thick plate 15c side As illustrated in FIG. 12 or FIG. 1, the pressing force of the electrode tip 2a in contact with the thin plate 15a by using the pressing member 3a of the insulator on the thin plate 15a side and the conductive pressing member 3b on the thick plate 15c side.
  • the diameter F1 is small
  • the pressing force F3 of the electrode tip 2b in contact with the thick plate 15c is large, and the diameter of current passing from the electrode tip 2a in contact with the thin plate 15a to the thin plate 15a is narrow, and the diameter of current passing through the thick plate 15c is Since the width can be increased, the current density on the thin plate 15a side can be further increased.
  • the pressing force F1 of the electrode tip 2a on the thin plate 15a side is 2.5 kN
  • the pressing force F2 of the pressing member 3a of the insulator therearound is 1.5 kN
  • the pressing force F3 of the electrode tip 2b on the thick plate 15c side The pressure force F4 of the pressure member 3b around 3.9 kN and around it may be 0.1 kN.
  • the pressing force F1 applied to the plate set from the first electrode tip is the plate from the second electrode tip
  • the tips of the first electrode tip and the first pressing member, and the tips of the second electrode tip and the second pressing member are set to be smaller than the pressing force F3 applied to the pair, Press on the plate set to apply pressure.
  • the front end portion of the second pressure member is brought into contact with the plate set with substantially no pressure applied thereto, or while the pressure force F4 is applied by pressing, the plate set is also electrically heated from the second pressure member. be able to. Even in the case of spot-welding a plate assembly obtained by superposing a plurality of metal plates having a thickness ratio of 5 or more by electrically heating the plate assembly also from the second pressing member in addition to the second electrode tip, A desired nugget diameter can be more stably formed without generating dust.
  • the current density on the thick plate side can be lowered, the position of the nugget diameter can be shifted to the thin plate side, and the plate thickness ratio is 5 or more, preferably Can spot weld a set of plates having a large plate ratio of 6 or more, more preferably 7 or more.
  • the energization of the plate set by the second pressing member can be changed according to the strength and thickness of the metal plate included in the plate set, and for example, 4 to 15 kA of 5 to 50 cycles (power supply frequency 50 Hz) The current can flow.
  • the material of the second pressure member which is a conductor, has heat resistance and can have a predetermined mechanical property that can contact the plate set or press the plate set.
  • it is preferably made of Cu, a Cu-Cr alloy, or alumina-dispersed Cu.
  • the material of the second electrode tip and the second pressure member may be different, but it is preferable that they be the same material.
  • the second pressing member can be driven in the axial direction of the electrode tip and stopped at an arbitrary position, and the tip of the second pressing member can be pressed against the plate set to apply a pressing force F4. .
  • the shape of the second pressing member is preferably a point-symmetrical cylindrical shape centered on the second electrode tip, a part of the cylindrical shape is missing, but a large portion is point symmetric on the second electrode tip
  • the second pressing member can be disposed around the second electrode tip by having the above-described shape, and contacts the plate set in point symmetry or line symmetry centering on the second electrode tip, or By pressing the plate set, the diameter of the current supplied to the thick plate 15c can be made wider uniformly about the second electrode tip, and the current density on the thick plate side can be lowered.
  • the area to be pressurized of the second pressurization site may be 40% or more, 50% or more, or 75% or more of the periphery of the second electrode tip. In addition, if necessary, this region may be shaped so as to have the entire circumference of the second electrode tip, that is, 100%.
  • the second pressure member preferably has a constant inner diameter in the pressure direction.
  • the electrode tip and the pressing member can be separately moved relatively without interference.
  • the second pressing member preferably has a cylindrical shape. More preferably, the distance (distance) from the outer periphery of the contact surface of the second electrode tip with the metal plate to the inner diameter of the second pressure member is more than 5 mm or more than 6 mm.
  • the inner diameter of the second pressure member is preferably close to the diameter of the second electrode tip within the operable range.
  • the average distance between the body portion of the second electrode tip and the second pressing member is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.3 mm or less, still more preferably 0.2 mm or less, still more preferably 0.1. It is 1 mm or less.
  • the average distance between the body of the second electrode tip and the second pressing member is the difference between the outer diameter of the body 2b1 of the second electrode tip and the inner diameter of the first pressing member 3b shown in FIG. Mean interval D2 in the direction perpendicular to the pressure direction.
  • the thickness (thickness) in the direction perpendicular to the pressing direction of the second pressing member 3b can be, for example, 1 to 7 mm or 1 to 5 mm.
  • the second pressing member may be a cylindrical body having an outer diameter upper limit of 30 mm, 25 mm, or 20 mm and an outer diameter lower limit of 10 mm or 15 mm.
  • the lower limit of the outer diameter of the second pressure member is the outer diameter of the second electrode tip.
  • the average distance between the body of the first electrode tip and the first pressing member and the average distance between the body of the second electrode tip and the second pressing member may be set separately. It can.
  • the pressing force F4 applied to the plate set from the second pressing member can be, for example, 0.0 to 6.0 kN, or 1.5 to 4.5 kN.
  • the metal plates that make up the plate set may be warped or deformed due to springback etc. generated during press working, in which case there may be a gap (also referred to as a sheet gap) between the stacked plate sets. is there.
  • a gap also referred to as a sheet gap
  • the thickness of the plate set is larger than the total thickness of the metal plates constituting the plate set, a gap is present between the stacked plate pairs, but there is no gap between the stacked plate pairs.
  • the pressing force F4 of the second pressing member is reduced, the pressing force F1 of the first electrode tip, the pressing force F2 of the first pressing member, and By applying the pressing force F3 of the two electrode tips to the plate set, the respective metal plates constituting the plate set can be brought into contact with each other at the welding point. Therefore, if there is no gap between the stacked plate groups or if there is a gap, the pressing force F4 of the second pressing member is reduced within the range where the generation of dust can be prevented. It is preferable to concentrate the pressure on the electrode tip and increase the contact area between the second electrode tip and the thick plate.
  • the first electrode tip and the second electrode tip are both brought into contact with the plate set with substantially zero applied pressure before welding.
  • it refers to a state in which (the inter-electrode distance between the first electrode tip and the second electrode tip) ⁇ (total thickness of each metal plate constituting the plate set ⁇ 1.1 times) holds.
  • the pressing force F4 of the second pressing member is preferably 0.43 kN or less, more preferably 0.10 kN or less, and further Preferably it is lowered to 0.00 kN.
  • the pressing force F4 of the second pressing member is 40% or less, 30% or less, 20% or less, or the sum of the pressing force F3 of the second electrode tip and the pressing force F4 of the second pressing member. It may be% or less.
  • the pressure F4 applied from the second pressing member to the plate pairs to more than 0.43 kN.
  • the first electrode tip and the second electrode tip are brought into contact with the plate set with substantially no applied pressure before welding, and
  • the distance between the electrode and the second electrode tip is 1.1 times or more, preferably 1.5 times or less, more preferably 1.4 times or less, the total thickness of the metal plates constituting the plate set. It is preferably in the range of not more than 1.3 times, still more preferably not more than 1.2 times.
  • the second pressure member which is a conductor, may or may not be in contact with the second electrode tip.
  • the second electrode tip and the second pressure member can be connected to the power supply to which the first electrode tip is connected, and current can be shunted to reduce the current of the electrode tip.
  • the current is divided according to the material and the cross-sectional area of the second electrode tip and the second pressure member.
  • the tips of the first pressing member and the second pressing member are pressed against the plate set to apply pressing forces F2 and F4, and then the tips of the first electrode tip and the second electrode tip Is pressed against the plate set to apply pressing forces F1 and F3.
  • the tact time of spot welding can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a spot welding apparatus when spot welding is performed on a plate set including a plurality of metal plates.
  • the welding apparatus shown in FIG. 1 has a first electrode tip 2a and a second electrode tip 2b (hereinafter, also referred to as a pair of electrode tips), and a periphery of the first electrode tip 2a.
  • the first pressing member 3a which is an insulator whose tip is pressed against the plate set 16, the power supply 17 connected to the pair of electrode tips, and the first drive mechanism 18 connected to the pair of electrode tips And a second drive mechanism 19 connected to the first pressure member 3 a, and a pressing force control unit 20 connected to the first drive mechanism 18 and the second drive mechanism 19.
  • the power supply 17 can flow current to the electrode tip at a predetermined current value and cycle number.
  • the energization of the plate set by the electrode tip can be changed according to the strength and thickness of the metal plate included in the plate set, for example, a current of 4 to 15 kA is applied in 5 to 50 cycles (power supply frequency 50 Hz) Can.
  • the first drive mechanism 18 can apply a pressing force that drives the pair of electrode tips in the axial direction of the electrode tips and stops them at an arbitrary position and presses the pair of electrode tips against the plate set 16.
  • the second drive mechanism 19 applies a pressing force that drives the first pressing member 3 a in the axial direction of the electrode tip and stops the first pressing member 3 a at an arbitrary position and presses the first pressing member 3 a against the plate set 16.
  • the first drive mechanism and the second drive mechanism are independently preferably a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, a spring, a ball screw, an electric cylinder, an actuator, a gear drive, or a rack and pinion, more preferably a pneumatic cylinder, a hydraulic It is a cylinder or an electric cylinder.
  • the drive mechanism may be selected according to the actual construction environment and the like.
  • the pneumatic cylinder does not contaminate the other even if air leaks, and maintenance is easy.
  • the hydraulic cylinder is heat resistant and can obtain large power.
  • the electric cylinder does not require piping, and high-precision control is possible.
  • the pressure control unit 20 independently controls the pressure applied by the first drive mechanism 18 and the pressure applied by the second drive mechanism 19.
  • the pressure control unit 20 applies each pressure so that the pressure applied from the first electrode tip 2a and the first pressure member 3a is the same as the pressure applied from the second electrode tip 2a. Control the pressure.
  • the first drive mechanism 18 connected to the pair of electrode tips may be separately configured as a pair or may be integrally configured.
  • the pair of electrode tips and the first pressing member 3a sandwich a plate assembly 16 including a plurality of metal plates from both sides.
  • a plate assembly 16 including a plurality of metal plates from both sides.
  • FIG. 1 the aspect which clamps the plate group 16 of three metal plate 15a, 15b, 15c is illustrated.
  • the metal plate 15a is the thinnest, and the plate thickness ratio of the three metal plates 15a, 15b, and 15c is 5 or more.
  • the welding apparatus shown in FIG. 2 has a first electrode tip 2a and a second electrode tip 2b (hereinafter, also referred to as a pair of electrode tips), and a periphery of the first electrode tip 2a.
  • the tip portion is a conductor which is disposed around the first pressing member 3a and the second electrode tip 2b which are insulators pressed against the plate assembly 16 and the tip portion is pressed against the plate assembly 16
  • a second drive mechanism 19 connected, and a pressing force control unit 20 connected to the first drive mechanism 18 and the second drive mechanism 19 are provided.
  • the first drive mechanism 18 can apply a pressing force that drives the pair of electrode tips in the axial direction of the electrode tips and stops them at an arbitrary position and presses the pair of electrode tips against the plate set 16.
  • the second drive mechanism 19 drives the first pressure member 3a and the second pressure member 3b in the axial direction of the electrode tip and stops the first and second pressure members 3a and 2b at an arbitrary position.
  • a pressing force can be applied to press the pressing member 3 b of the second embodiment to the plate set 16.
  • the pressure control unit 20 independently controls the pressure applied by the first drive mechanism 18 and the pressure applied by the second drive mechanism 19.
  • the pressure control unit 20 is configured such that the pressure applied from the first electrode tip 1a and the first pressure member 3a is the same as the pressure applied from the second electrode tip 2a and the second pressure member 3b. Control each pressing force so that
  • the first drive mechanism 18 connected to the pair of electrode tips may be separately configured as a pair or may be integrally configured.
  • the pair of electrode tips and the first pressing member 3a and the second pressing member 3b sandwich the plate assembly 16 including a plurality of metal plates from both sides as in FIG.
  • the tips of the pair of electrode tips are pressed against the plate set 16.
  • the tip of the electrode tip and the tip of the pressing member may be pressed against the plate assembly 16 simultaneously or at different timings.
  • the front end portions of the pair of electrode tips and the front end portions of the first pressure member 3a and the second pressure member 3b (hereinafter also referred to as a pair of pressure members)
  • the tips of the pair of pressure members may be pressed against the plate set 16 and then the tips of the pair of electrode tips may be pressed against the plate set 16 or the tips of the pair of electrode tips may be set
  • the tips of the pair of pressure members may be pressed against the plate set 16.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an aspect when the front end portions of the pair of pressing members are pressed against the plate assembly 16 and the front end portions of the pair of electrode tips are disposed at positions separated from the plate assembly 16.
  • the tips of the pair of electrode tips have, for example, 0 to 5 mm, Alternatively, it may be placed at a distance of 1 to 3 mm away from the plate set.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an aspect when the front end portions of the pair of electrode tips and the front end portions of the pair of pressing members are pressed against the plate set 16.
  • FIG. 3 since the plate set 16 can be pressurized with a desired pressing force by the pair of pressing members before bringing the pair of electrode tips into contact with the plate set 16, the pair of electrode tips is formed in FIG. At the same time as the plate set 16 is brought into contact, current can be supplied, and the tact time of spot welding can be shortened. Also in FIG.3 and FIG.4, although the spot welding apparatus is equipped with the power supply 17 and the pressurizing force control part 20, it does not show in figure.
  • the first electrode tip and the second electrode tip are pressed against the plate set 16 and the first pressing member is pressed against the plate set 16, and the second pressing member is placed on the plate set 16.
  • the metal plate 15a / metal plate 15b / metal plate 15c is stacked. Molten metal can be formed on the mating surfaces.
  • a pressing force is applied from the first pressing member 3a so that the pressing force applied to the plate set from the first electrode tip is smaller than the pressing force applied to the plate set from the second electrode tip, and
  • the current density at the interface between the metal plate 15a and the metal plate 15b can be increased. Even in the case of spot welding a plate set having a ratio of 5 or more, it is possible to widely secure an appropriate current range for forming a desired nugget diameter while suppressing the generation of dust.
  • the pressing force of the second pressing member is within a range in which the pressing force applied to the plate set from the first electrode tip is smaller than the pressing force applied to the plate set from the second electrode tip and in the range not generating dust. Depending on the strength and thickness of the metal plate included in the plate set, it may be large or zero.
  • the molten metal is rapidly cooled and solidified by heat removal by cooling the pair of electrode tips and heat conduction to the periphery of the welded portion of the plate assembly 16 to obtain metal plate 15a / metal plate 15b /
  • a nugget having an elliptical cross section can be formed between the metal plates 15c. After the nugget is formed, the electrode tip and the pressing member can be separated from the metal plate to return the welding device to the welding standby state.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the flow of current when electricity is applied between the first electrode tip and the second electrode tip
  • FIG. 6 shows the first electrode tip, the second electrode tip, and the second
  • the cross-sectional schematic diagram showing the flow of an electric current when it supplies with electricity between 2 pressurizing members is shown.
  • the current flows only between the first electrode tip and the second electrode tip as indicated by the arrows, but in FIG. 6, the second pressure member of the conductor is a plate as indicated by the arrows. Since the pair 16 is in contact, current can be supplied between the first electrode tip and the second electrode tip and the second pressure member. Therefore, the nuggets can be formed more stably at the interface between the thin plate 15a and the thick plate 15b.
  • FIG. 7 is an enlarged photograph of a cross section obtained by metal flow etching after cutting the center of a spot welding portion of a spot-welded plate set, embedding polishing, and the like.
  • the nugget is the melt-solidified portion in FIG. 7, and the nugget diameter at the interface between the thin plate and the thick plate is indicated by a broken arrow, and the nugget diameter at the interface between the thick plate and the thick plate is indicated by a solid arrow.
  • the cross-sectional schematic diagram of an example of the welding apparatus which can be used for the spot welding method of this indication at the time of using a pneumatic cylinder as a 2nd drive mechanism in FIG. 8 is shown.
  • the first drive mechanism is preferably a pneumatic cylinder, but may be a hydraulic cylinder, an electric cylinder or the like. Although the first drive mechanism is omitted in FIG. 8, when the first drive mechanism is a pneumatic cylinder, it may have the same configuration as the pneumatic cylinder of the second drive mechanism illustrated in FIG. 8.
  • the first electrode tip 2 a is attached to a rod-like shank 1.
  • the shank 1 is assembled to a holder (not shown) attached to a spot welding gun.
  • the first pressure member 3a is disposed around the first electrode tip 2a.
  • the power supply and pressure control unit are not shown.
  • the welding device is provided with a pair of electrode tips except for the pressing member, and is disposed so as to be opposed to each other with a plurality of stacked metal plates interposed therebetween, but the basic configuration of the two welding devices disposed oppositely is Since it is the same, below, one welding device is explained.
  • the case where the second pressure member is not used and the case where it is used are substantially the same.
  • the shank 1 and the first electrode tip 2 a can move relative to the pneumatic cylinder 4.
  • the shank 1 is fixed to the pneumatic cylinder 4 by a screw adapter 12 made of Cu-1 mass% Cr and a nut 13.
  • the pneumatic cylinder 4 as a second drive mechanism has a substantially cylindrical cylinder housing 5 into which the shank 1 is inserted, a circular rod cover 6 for closing the cylinder housing 5, and the axial direction of the shank 1 in the cylinder housing 5.
  • the piston rod 7 which moves to the The piston rod 7 is cylindrical, has a rod portion 7a into which the shank 1 is inserted, and a ring portion 7b formed on the outer periphery of the lot portion 7a, and is formed of SUS304 or the like.
  • the cylinder housing 5 has a side (hereinafter referred to as “inner side”) to which the pressing member 3 is attached to the piston rod 7 with respect to the ring portion 7b of the piston rod 7, and a rod cover 6 side (hereinafter referred to as “outside”). ) Has ports 8 and 9a for supplying and discharging air for moving the piston rod 7.
  • the cylinder housing 5 is formed of SUS304 or the like.
  • the rod cover 6 has a lower cover 6a for limiting the movement range of the piston rod 7 and an upper cover 6b having a port 9b for supplying and discharging the air outside the rod portion 7a of the piston rod 7. It is formed of The lower cover 6 a and the upper cover 6 b are fixed by a cap nut 10.
  • the cylinder housing 5, the piston rod 7, and the lower cover 6a are provided with O-rings 11a, 11b and 11c, respectively, and the compressed air between the inside and the outside of the ring portion 7b of the piston rod 7 is provided.
  • the piston rod 7 and the pressure member 3 connected to the tip of the piston rod 7 can be moved and stopped by restraining movement and supplying and discharging compressed air through the port 8 and the ports 9a and 9b.
  • the direction of the current (the direction of the arrow) is not particularly limited, and may be reversed.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the first pressing member 3 a of the welding device of FIG. 8 when it is moved outward.
  • the first pressure member 3a moves via the piston rod 7 by supplying and discharging compressed air via the port 8 and the ports 9a and 9b. As shown in FIG. 9, the piston rod 7 is moved by the compressed air and stopped at a position limited by the inner cover 6a.
  • the material of the shank is not particularly limited as long as it can hold the electrode tip and apply a pressing force from the electrode tip to the plate assembly.
  • it is made of Cu-Cr alloy and the cooling pipe is provided therein be able to.
  • the holder is not particularly limited as long as it can assemble the shank 1, but it is made of, for example, a Cu-Cr alloy, and a cooling pipe can be provided therein.
  • Example 1 0.75 mm thick and 270 MPa alloyed galvanized steel sheet (thin plate), 1.6 mm thick and 590 MPa alloyed galvanized steel sheet (thick plate), and 2.3 mm thick and 590 MPa alloyed galvanized steel sheet ( A thick plate was stacked, and the total thickness of each metal plate which comprises a plate set is 4.65 mm, and the plate thickness ratio prepared the plate set of 6.2. The longitudinal and lateral dimensions of the steel plate were 30 mm ⁇ 100 mm.
  • a 13.0 mm diameter electrode tip of a Cu-1% Cr alloy with a tip diameter of 6 mm and a DR type tip 40R was prepared.
  • a cylindrical insulator (MC nylon (registered trademark) (engineering plastic)) with an inner diameter of 13.2 mm and an outer diameter of 16.0 mm is prepared as a first pressing member for arranging around the first electrode tip. did.
  • the first electrode tip and the second electrode tip are disposed such that the first electrode tip is disposed on the thin plate side, and the second electrode tip is disposed on the opposite side (thick plate side) of the plate set
  • the plate set was disposed to face each other.
  • the first pressure member was disposed around the first electrode tip.
  • the average distance between the body of the first electrode tip and the first pressing member was 0.10 mm.
  • the pressing force F2 of the first pressing member is 0.86 kN
  • the pressing force F1 of the first electrode tip is 3.06 kN
  • the thick plate side only the second electrode tip
  • the pressing force F3 of the second electrode tip was 3.92 kN. While applying the above-described pressure, spot welding was performed at a single current of 31 cyc (current for 0.62 seconds) while changing the current value.
  • the distance between electrodes of the first electrode tip and the second electrode tip when the first electrode tip and the second electrode tip are brought into contact with the plate set with zero applied pressure before welding is the plate set
  • the appropriate current range obtained was 3.0 kA.
  • the inter-electrode distance is determined by bringing the first electrode tip and the second electrode tip into contact with the plate set with substantially zero applied pressure before welding, to obtain the second electrode tip and the second electrode tip. It was obtained by measuring the distance between the tip of the electrode tip.
  • Example 2 In order to evaluate more severe conditions, experiments were also conducted under conditions simulating the case where there is a plate gap between plates / plates. Specifically, as shown in FIG. 13, by arranging spacers at opposing ends of the thick plate / thick plate, a state where there is a plate gap between the thick plate / thick plate was formed in a simulated manner. The thickness of the spacer was 2 mm, and the dimension of the plate gap was 40 mm span and 2 mm high.
  • the case where the spacer is arranged is referred to as "with spacer”
  • the case where the spacer is not arranged is referred to as "without spacer”.
  • the first pressure member and the second pressure member are not shown.
  • a cylindrical Cu-1% Cr alloy with an inner diameter of 17.0 mm and an outer diameter of 20.0 mm was prepared as a second pressing member for disposing the second electrode tip.
  • the second pressing member is disposed around the second electrode tip, and the average distance between the body portion of the second electrode tip and the second pressing member is 2. 00 mm, using a spring, on the thin plate side, the pressing force F2 of the first pressing member is 1.37 kN, the pressing force F1 of the first electrode tip is 2.55 kN, and on the thick plate side, the second Spot welding was performed in the same manner as in Example 1 except that the pressing force F4 of the pressing member was 0.43 kN and the pressing force F3 of the second electrode tip was 3.49 kN.
  • the distance between electrodes of the first electrode tip and the second electrode tip when the first electrode tip and the second electrode tip are brought into contact with the plate set with zero applied pressure before welding is the plate set
  • spot welding was performed while changing the current value, an appropriate current range of 1.5 kA was obtained.
  • first electrode Although the relationship between the distance between the tip and the second electrode tip) ⁇ (total thickness of each metal plate constituting the plate set ⁇ 1.1 times) is satisfied, the above relationship is satisfied when there is a spacer. It was not.
  • the cross-sectional photograph of the plate group which spot-welded in Example 2 in FIG. 10 is shown.
  • the nugget diameter at the thin plate / thick plate interface was 5.26 to 6.92 mm.
  • the current value is 11.0 to 11.5 kA
  • the nugget diameter at the thin plate / thick plate interface is 7.29 to 5.97 mm, and the nugget diameter larger than the reference nugget diameter is obtained, but dust is Occurred. Therefore, a proper current range of 1.5 to 1.5 kA was obtained from 9.0 to 10.5 kA.
  • Example 3 It is assumed that there is a spacer, and on the thin plate side, the pressing force F2 of the first pressing member is 1.37 kN, and the pressing force F1 of the first electrode tip is 2.55 kN (total 3.92 kN). Spot welding was performed in the same manner as in 1. When spot welding was performed while changing the current value, an appropriate current range of 1.2 kA was obtained.
  • Comparative example 2 Spot welding was performed under the same conditions as in Comparative Example 1 except that there was a spacer. When spot welding was performed while changing the current value, the appropriate current range was 0.0 kA.
  • Table 1 shows the presence or absence of spacers, pressing forces F1, F2, F3 and F4 in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, the average distance between the electrode and the pressing member, and the obtained appropriate current range.
  • Example 4 Using the cylindrical first pressing member having the inner diameter and the outer diameter shown in Table 2, the distance between the first electrode tip and the first pressing member is 0.10 mm, 0.25 mm, 0.1. Spot welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that 40 mm, 0.60 mm, 0.90 mm, and 1.50 mm were used, and that a spacer was arranged in the same manner as in Example 2. The appropriate current range obtained in each example is shown in Table 2.
  • Example 10 (Examples 10 to 14) Using the cylindrical second pressing member having the inner diameter and the outer diameter shown in Table 3, the distance between the second electrode tip and the second pressing member is 0.10 mm, 0.25 mm, 0.1. Spot welding was performed under the same conditions as in Example 2 except that the sizes were 40 mm, 0.60 mm, and 0.90 mm. The appropriate current ranges obtained in each example are shown in Table 3.
  • a third pressure member having a cylindrical shape having the same dimensions as the first pressure member and made of a Cu-1% Cr alloy is used, and the inner diameter shown in Table 6 and Example 2 except that the distance between the second electrode tip and the second pressing member was set to 0.25 mm and 0.90 mm using the cylindrical second pressing member having the outer diameter. Spot welding was performed under the same conditions as in. The appropriate current range obtained in each example is shown in Table 2.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the average distance between the electrodes and the pressure members and the appropriate current range in Examples 4 to 9 and Comparative Examples 3 to 4.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the average distance between the electrodes and the pressure members and the appropriate current range in Examples 2 and 10 to 14 and Comparative Examples 5 to 10.

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Abstract

板厚が最も薄い金属板を最表面に配置した板厚比が５以上の板組でも、電気制御が容易でコンパクトな溶接装置を用いて、薄板／厚板の界面において、チリの発生を抑制しつつ、所望のナゲット径を形成して、スポット溶接を行うことができるスポット溶接方法を提供する。　板厚が最も薄い金属板を最表面に配置した板厚比が５以上の板組を準備すること、第１の電極チップを最も薄い金属板が配置された側に配置し、第２の電極チップを板組の反対側に配置し、絶縁体である第１の加圧部材を第１の電極チップの周囲に配置すること、第２の電極チップよりも第１の電極チップから板組に加えられる加圧力が小さくなるように、第１及び第２の電極チップ並びに第１の加圧部材を板組に押し付けて加圧力を加えながら、第１及び第２の電極チップの間に電流を流して板組の溶接を行うこと、を含むスポット溶接方法。

Description

スポット溶接方法
　本開示は、重ね合わせた複数の金属板を含む板組に抵抗スポット溶接を行うスポット溶接方法に関するものである。
　自動車の車体の組立や部品の取付け等において、重ね合わせた複数枚の金属板同士の接合では、主として、抵抗スポット溶接が使用されている。このスポット溶接では、先端部が板組に押し付けられる一対の電極チップが用いられる。
　スポット溶接では、重ね合わせた複数枚の金属板の両側から、金属板を挟み込むように、電極チップを押し付けつつ通電して、溶融金属を形成し、通電の終了後に電極チップによる抜熱や金属板自体への熱伝導によって、溶融金属を冷却凝固させ、金属板の間に、断面が楕円形状の溶融凝固部（ナゲット）を形成する。
　自動車ボデーでは、近年、軽量化を狙い、難溶接部位が出現している。その代表例として、サイドメンバーと呼ばれるドア周りの外板の薄肉化と骨格部材であるＢピラーのリンフォース厚肉化による、薄板／厚板／厚板の３枚重ねスポット溶接部である。本願では、重ね合わせた複数枚の金属板のうち、厚みが最も薄い金属板を薄板、それより厚みが厚い金属板を厚板とよぶ。
特開２０１１－１１２５９号公報 特開２０１２－６６２８４号公報 特開２００６－５５８９８号公報
　自動車ボデー等で見られる薄板／厚板／厚板の３枚重ね等のスポット溶接においては、厚みが最も薄い金属板は、加工が容易であるため、概して積層体の最外に配置される。この場合、厚板／厚板の界面は溶融しやすいが、薄板／厚板の界面は溶融しにくく安定的にスポット溶接を行うことが難しい。
　スポット溶接においては、水冷された電極から一番離れている板組の中心部から溶融が開始されるため、薄板／厚板界面は溶融しにくい。さらには、薄板は概して軟鋼が用いられ厚板は概して高張力鋼が用いられるため、このような組み合わせの板組を用いると、薄板と電極チップの接触面積が大きく、厚板と電極チップの接触面積は小さくなるため、薄板側の電流密度が小さくなり、薄板／厚板界面はさらに溶融しにくくなる。さらには、軟鋼の方が高張力鋼よりも電気電導率が高いため、発熱しにくく、薄板／厚板界面を溶融することが難しい。
　そのため、一般的に、板厚比の上限が４～５程度に規定されており、これが設計自由度を阻害している要因の一つとなっている。
　このような板厚比が大きい薄板／厚板の板組のスポット溶接を行うために、溶接電極において、電極チップ及び金属板を加圧するための加圧部材を設ける技術（特許文献１、２）、並びに２段階の加圧力で加圧及び二段階の電流値で通電する技術（特許文献３）が提案されている。
　しかしながら、特許文献１、２においては、薄板／厚板の界面及び厚板／厚板の界面に接触径の差を設けるために、電極チップと加圧ロッドとの間に所定の距離を設けることが必要であり、板組の幅方向に装置が大きくなり、狭い箇所、例えば１０～２０ｍｍ程度の幅のフランジにスポット溶接することが困難である。また、電極チップと加圧ロットとで電流の極性が異なるため、通電するための電気制御も複雑になる。特許文献３においても、溶接中に加圧力及び電流値を変更する必要があり、スポット溶接方法が複雑になり、スポット溶接装置の構成も複雑になる。
　したがって、板厚が最も薄い金属板を最表面に配置した板厚比が５以上の板組でも、電気制御が容易でコンパクトな溶接装置を用いて、薄板／厚板の界面において、チリの発生を抑制しつつ、所望のナゲット径を形成して、スポット溶接を行うことができるスポット溶接方法が望まれている。
　本開示の要旨とするところは以下の通りである。
　（１）板厚比が５以上の複数枚の金属板を重ね合わせた板組に抵抗スポット溶接を行うスポット溶接方法であって、
　板厚が最も薄い金属板を最表面に配置した板厚比が５以上の板組を準備すること、
　第１の電極チップ及び第２の電極チップを、前記第１の電極チップが前記最も薄い金属板が配置された側に配置されるように、前記第２の電極チップが前記板組の反対側に配置されるように、前記板組を間に挟んで対向して配置すること、
　絶縁体である第１の加圧部材を第１の電極チップの周囲に配置すること、
　前記第１の電極チップから前記板組に加えられる加圧力が、前記第２の電極チップから前記板組に加えられる加圧力よりも小さくなるように、前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部、並びに前記第２の電極チップの先端部を、前記板組に押し付けて加圧力を加えること、並びに
　前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部、並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力を加えながら、前記第１の電極チップと前記第２の電極チップとの間に電流を流して、前記板組の溶接を行うこと、
　を含む、スポット溶接方法。
　（２）導電体である第２の加圧部材を前記第２の電極チップの周囲に配置すること、
　前記第１の電極チップから前記板組に加えられる加圧力が、前記第２の電極チップから前記板組に加えられる加圧力よりも小さくなるように、前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力を加え且つ前記第２の加圧部材の先端部を前記板組に接触させるかまたは押し付けて加圧力を加えること、並びに
　前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力を加え且つ前記第２の加圧部材の先端部を前記板組に接触させながらまたは押し付けて加圧力を加えながら、前記第１の電極チップと前記第２の電極チップ及び前記第２の加圧部材との間に電流を流して、前記板組の溶接を行うこと、
　を含む、（１）に記載のスポット溶接方法。
　（３）前記第1の電極チップの胴体部と前記第1の加圧部材との平均間隔は０．５ｍｍ以下である、（１）または（２）に記載のスポット溶接方法。
　（４）前記第２の電極チップの胴体部と前記第２の加圧部材との平均間隔は０．５ｍｍ以下である、（２）に記載のスポット溶接方法。
　（５）前記第１の電極チップと前記第２の電極チップとを加圧力をゼロにして前記板組に接触させたときに
　（前記第１の電極チップと前記第２の電極チップとの電極間距離）≦（前記板組を構成する各金属板の合計厚み×１．１倍）
　が成り立つ場合に、前記第２の加圧部材の加圧力を０．４３ｋＮ以下に下げる、（２）または（４）に記載のスポット溶接方法。
　本開示のスポット溶接方法によれば、板厚が最も薄い金属板を最表面に配置した板厚比が５以上の板組でも、電気制御が容易でコンパクトな溶接装置を用いて、薄板／厚板の界面において、チリの発生を抑制しつつ、所望のナゲット径を形成して、スポット溶接を行うことができる。
図１は、本開示のスポット溶接方法に用いることができる溶接装置の一例を表す断面模式図である。 図２は、本開示のスポット溶接方法に用いることができる溶接装置の一例を表す断面模式図である。 図３は、加圧部材の先端部を板組に押し付け、電極チップの先端部を板組から離した位置に配置したときの、態様を表す断面模式図である。 図４は、電極チップの先端部及び加圧部材の先端部を板組に押し付けたときの態様を表す断面模式図である。 図５は、第１の電極チップと第２の電極チップとの間で通電したときの、電流の流れを表す断面模式図である。 図６は、第１の電極チップと第２の電極チップ及び第２の加圧部材との間で通電したときの、電流の流れを表す断面模式図である。 図７は、ナゲット径の測定方法を説明する模式図である。 図８は、第２の駆動装置として空気圧シリンダを用いた場合の本開示の溶接装置の一例の断面模式図である。 図９は、図８の溶接装置の加圧部材を移動させたときの断面模式図である。 図１０は、実施例でスポット溶接を行った板組の断面写真である。 図１１は、スポット溶接したフランジを模式的に表す斜視図である。 図１２は、第１の電極チップ及び第２の電極チップ並びに第１の加圧部材及び第２の加圧部材で板組を加圧するときの態様の一例を表す断面模式図である。 図１３は、厚板／厚板の間の対向する両端部にスペーサーを配置することにより、厚板／厚板の間に板隙有りの状態を模擬的に形成した状態を表す断面模式図である。 図１４は、実施例４～９及び比較例３～４における電極及び加圧部材の平均間隔と適正電流範囲との関係を表すグラフである。 図１５は、実施例２及び１０～１４並びに比較例５～１０における電極及び加圧部材の平均間隔と適正電流範囲との関係を表すグラフである。
　本開示は、板厚比が５以上の複数枚の金属板を重ね合わせた板組に抵抗スポット溶接を行うスポット溶接方法であって、板厚が最も薄い金属板を最表面に配置した板厚比が５以上の板組を準備すること、第１の電極チップ及び第２の電極チップを、前記第１の電極チップが前記最も薄い金属板が配置された側に配置されるように、前記第２の電極チップが前記板組の反対側に配置されるように、前記板組を間に挟んで対向して配置すること、絶縁体である第１の加圧部材を第１の電極チップの周囲に配置すること、前記第１の電極チップから前記板組に加えられる加圧力が、前記第２の電極チップから前記板組に加えられる加圧力よりも小さくなるように、前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部、並びに前記第２の電極チップの先端部を、前記板組に押し付けて加圧力を加えること、並びに前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部、並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力を加えながら、前記第１の電極チップと前記第２の電極チップとの間に電流を流して、前記板組の溶接を行うこと、を含む、スポット溶接方法を対象とする。
　図１２に、第１の電極チップ及び第２の電極チップ並びに第１の加圧部材及び第２の加圧部材で板組を加圧するときの態様の一例を表す断面模式図を示す。
　図１２に示すように、第１の電極チップ２ａから板組１６に加えられる加圧力をＦ１、第１の加圧部材３ａから板組１６に加えられる加圧力をＦ２、第２の電極チップ２ｂから板組１６に加えられる加圧力をＦ３、及び第２の加圧部材３ｂから板組１６に加えられる加圧力をＦ４とする。
　本開示のスポット溶接方法によれば、薄板側の電極チップの加圧力Ｆ１を、厚板側の電極チップの加圧力Ｆ３よりも小さくすることができ、従来よりも薄板側の電極チップの電流値を大きくすることができるので、板厚比が５以上の板組をスポット溶接する場合でも、チリの発生を抑制し且つ所望のナゲット径を形成する適正電流範囲を広く確保することが可能となる。
　例えば、薄板１５ａ側の電極チップの加圧力Ｆ１を２．５ｋＮ及びその周囲の絶縁体の加圧部材の加圧力Ｆ２を１．５ｋＮとし、厚板１５ｃ側の電極チップの加圧力Ｆ３を４．０ｋＮとすることができる。このように、薄板側の電極チップの周囲の加圧部材を用いて、薄板側の電極チップの加圧力Ｆ１を小さく、厚板側の電極チップの加圧力Ｆ３を大きくすることによって、薄板の変形を小さくし、電極との接触面積を小さく通電径を狭くすることができるので、薄板側の電流密度は大きくなり発熱しやすくなる。
　本開示の方法によればまた、電極チップと加圧部材を近接させて配置することができるため、本開示の方法を行うための装置がコンパクトになり、狭い箇所、例えば図１１に示すような１０～２０ｍｍ程度の幅のフランジにも、スポット溶接を容易に行うことができる。さらには、電極チップと加圧部材を近接させて配置することによって、適正電流範囲をより大きくすることもできる。図１１は、スポット溶接したフランジを模式的に表す斜視図である。また、電流値を一定且つ通電方向も一定であることができるため、電流の極性の制御や多段階の電流の切り替えも不要である。さらには、スポット溶接中に板組への加圧力を変更する必要はなく一定加圧で行うことができる。
　本開示の方法によればまた、電極チップ及び加圧部材だけ変更すれば、従来の溶接装置を用いることができる。
　適正電流範囲とは、基準直径のナゲットが形成される最小の電流値から、チリの発生を伴わずに基準直径以上のナゲットが形成される最大の電流値までの電流値範囲をいう。適正電流範囲は、後述の板隙の有無やその大きさにもよるが、好ましくは１．５ｋＡ以上、より好ましくは１．８ｋＡ以上、さらに好ましくは１．９ｋＡ以上である。基準直径とは４√ｔ（ｔは、最も薄い金属板の板厚）に等しい。基準直径は、基準ナゲット径ともいう。なお、後述のように、板隙がある方または板隙が大きくなる方が、適正電流範囲がより狭くなる。
　本開示のスポット溶接方法では、図１２に例示するように、被溶接部材として、板厚が最も薄い金属板１５ａが最表面に配置されるように重ね合わせた板厚比が５以上の板組を準備する。板厚比とは、板組を構成する各金属板の合計厚みを、最も薄い金属板の厚みで割った値であり、次の式：
　板厚比＝（板組を構成する各金属板の合計厚み）／（最も薄い金属板の厚み）
　で表される。
　複数枚の金属板は、２枚以上の金属板を含み、接合する構造部品の形態に応じて、３枚以上の金属板とすることができる。
　本開示のスポット溶接方法は、板厚が最も薄い金属板が最表面に配置されるように重ね合わせた３枚の金属板の溶接に、特に好適に用いることができる。
　各金属板は、特に限定されるものでなく、種々の成分組成の鋼板でもよく、または鋼板以外のアルミニウム、ステンレス等の金属部材であってもよい。
　好ましくは、板厚が最も薄い金属板（薄板）は２７０ＭＰａ以下の軟鋼、それ以外の金属板（厚板）は、５９０ＭＰａ以上、９８０ＭＰａ以上、１１８０ＭＰａ以上、若しくは１４８０Ｍｐａ以上の高張力鋼である。本開示の方法は、上記組み合わせの板組のスポット溶接に、好適に用いることができる。例えば、本開示の方法によれば、０．７５ｍｍ厚で２７０ＭＰａの合金化溶融亜鉛めっき鋼板、１．６ｍｍ厚で５９０ＭＰａの合金化溶融亜鉛めっき鋼板、及び２．３ｍｍ厚で５９０ＭＰａの合金化溶融亜鉛めっき鋼板を重ね合わせた板厚比が６．２の板組をスポット溶接する場合でも、チリの発生を抑制しつつ、所望のナゲット径を形成する適正電流範囲を広く確保することができる。
　第２の加圧部材の有無にかかわらず、板厚比が５以上である限り、各金属板の板厚は、特に限定されるものでなく、例えば０．５～３．２ｍｍまたは０．７～２．８ｍｍであることができる。好ましくは、板厚が最も薄い金属板の厚みが０．７～１．０ｍｍまたは０．７～０．９ｍｍであり、それ以外の金属板の厚みが１．６～２．３ｍｍまたは１．８～２．２ｍｍである。複数枚の金属板を含む板組の厚み（板組全体の厚み）も、特に限定されるものでなく、例えば１．０～７．０ｍｍ、２．０～６．０ｍｍまたは２．４～５．０ｍｍとすることができる。
　本開示のスポット溶接方法によれば、第２の加圧部材の有無にかかわらず、板厚比が５以上、好ましくは６以上、より好ましくは７以上の板組をスポット溶接することができる。板厚比の上限を特に定める必要はないが、板厚比の上限は例えば、２０、１５又は１０としてもよい。本開示のスポット溶接方法によれば、薄板側の電極チップの加圧力Ｆ１を小さく、厚板側の電極チップの加圧力Ｆ３を大きくすることによって、薄板側の電流密度を高めることができるので、ナゲット径の位置を薄板側へシフトすることができ、上記範囲の大きな厚板比を有する板組をスポット溶接することができる。
　金属板は、両面または片面にめっき等の表面処理皮膜を形成したものであっても、表面処理皮膜を形成していないものであってもよい。金属板は、少なくとも一部に板状部を有し、当該板状部が互いに積み重ね合わされる部分を有するものであればよく、全体が板状でなくてもよく、例えば形鋼等であってもよい。複数枚の金属板は、別々の金属板から構成されるものに限定されず、１枚の金属板を管状等の所定の形状に成形したものを重ね合わせたものでもよい。
　図１２又は図１に例示するように、第１の電極チップ２ａは、最も薄い金属板１５ａが配置された側に配置されるように、第２の電極チップ２ｂは、板組の反対側に配置されるように、対向して配置される。すなわち、第１の電極チップ及び第２の電極チップは、板厚比が５以上の複数枚の金属板を重ね合わせた板組を間に挟むことができるように、対向して配置される。
　図１２又は図１に例示するように、第１の電極チップ２ａ及び第２の電極チップ２ｂを、電極チップの軸方向に駆動及び任意の位置に停止させることができ、第１の電極チップ２ａの先端部２ａ２及び第２の電極チップ２ｂの先端部２ｂ２を板組に押し付けて、板組を間に挟むことができる。電極チップは、加圧部材に対して相対的に移動され得る。
　第１の電極チップ及び第２の電極チップには、所定の電流値及びサイクル数で電流を流すことができる。電極チップによる板組への通電は、板組に含まれる金属板の強度及び厚みに応じて変えることができ、例えば通電時間５～５０サイクル（電源周波数５０Ｈｚ）で４～１５ｋＡの電流を流すことができる。
　電極チップは、特に限定されるものでなく、公知のものを用いることができるが、好ましくはＣｕ、Ｃｕ－Ｃｒ合金、またはアルミナ分散Ｃｕ製である。電極チップは、好ましくは２～１６ｍｍの円柱形状を有する胴体部、及び、先端直径が６～８ｍｍのＤＲ型（ドームラジアス型）、ＣＦ型（円錐・平面形）、ＣＲ型（円錐・ラジアス形）、ＤＦ型（ドーム・平面形）、またはＤ型の先端形状を有する先端部を有する。図１２の例示においては、第１の電極チップ２ａは、胴体部２ａ１及び先端部２ａ２を有し、第２の電極チップ２ｂは、胴体部２ｂ１及び先端部２ｂ２を有する。電極チップは、好ましくは、加圧方向に対して垂直方向の断面が円形の形状を有する。
　図１２又は図１に例示するように、絶縁体である第１の加圧部材３ａを、第１の電極チップ２ａの周囲に配置する。第１の加圧部材は、電極チップの軸方向に駆動及び任意の位置に停止させることができ、第１の加圧部材の先端部を、板組に押し付けて加圧力Ｆ２を加えることができる。絶縁体である第１の加圧部材の材質は、耐熱性を有し、板組を加圧することができる所定の機械的特性を合わせ持つものであれば、特に限定されるものでないが、好ましくは樹脂、より好ましくはエンジニアリングプラスチック、さらに好ましくは芳香樹脂族ポリエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）またはポリアミド樹脂である。
　第１の加圧部材の形状は、好ましくは、第１の電極チップを中心として点対称の円筒形状、円筒形状の一部が欠けているが大部分が第１の電極チップを中心として点対称の円筒形状を有する部分円筒形状、または第１の電極チップを中心として点対称または線対称の、角の数が５以上の正多角形の筒形状であり、より好ましくは、前記円筒形状または前記部分円筒形状であり、さらに好ましくは前記円筒形状である。第１の加圧部材は、上記形状を有することにより、第１の電極チップの周囲に配置可能であり、且つ第１の電極チップを中心として点対称または線対称に板組を加圧して、第１の電極チップの加圧力を均一に軽減することができる。第１の加圧部位の加圧する領域が、第１の電極チップの周囲の４０％以上、５０％以上または７５％以上となるような形状としてもよい。また、必要があれば、この領域を、第１の電極チップの周囲の全周つまり１００％となるような形状としてもよい。
　第１の加圧部材は、好ましくは、加圧方向において内径が一定である。これにより、電極チップと加圧部材とを干渉させることなく別個に相対的に移動させることができる。このように移動させるため、第１の加圧部材は円筒形の形状とすることが好ましい。より好ましくは、第１の電極チップの金属板との当接面の外周から第１の加圧部材の内径まで距離（間隔）は、５ｍｍ超又は６ｍｍ超である。
　第１の加圧部材の内径は、動作可能である範囲で、第１の電極チップの直径に近いことが好ましい。第１の電極チップ２ａの胴体部と第１の加圧部材との平均間隔は、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下、さらにより好ましくは０．１ｍｍ以下である。第１の電極チップの胴体部と第１の加圧部材との平均間隔とは、図１２に示す第１の電極チップ２ａの胴体部２ａ１の外径と第１の加圧部材３ａの内径との間の、加圧方向に対して垂直方向における平均間隔Ｄ１である。第１の電極チップの胴体部と第１の加圧部材との平均間隔とが上記範囲内にあることによって、適正電流範囲をより大きくすることもできる。絶縁体である第１の加圧部材は、第１の電極チップと接触していてもよく、接触していなくてもよい。
　第１の加圧部材３ａの、加圧方向に対して垂直方向における厚み（肉厚）は、例えば１～７ｍｍ又は１～５ｍｍであることができる。第１の加圧部材は、外径の上限が３０ｍｍ、２５ｍｍ、または２０ｍｍであり、外径の下限が１０ｍｍ、または１５ｍｍの円筒体であってもよい。第１の加圧部材の外径の下限は、第１の電極チップの外径である。
　第１の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ１が、第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３よりも小さくなるように、第１の電極チップ及び第１の加圧部材の各先端部、並びに第２の電極チップの先端部を、板組に押し付けて加圧力を加える。
　第１の電極チップ及び第１の加圧部材から板組に加えられる加圧力Ｆ１、Ｆ２の合計と、第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３とは等しいので、第１の加圧部材から板組に加圧力Ｆ２が加えられると、第１の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ１をその分小さくすることができる。これにより、第１の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ１を、第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３よりも小さくすることができる。
　好ましくは、第１の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ１：第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３の比率は（１０～９５）：１００である。つまり、第２の加圧部材の有無にかかわらず、加圧力Ｆ１は加圧力Ｆ３の１０～９５％とすることが好ましい。加圧力Ｆ３に対する加圧力Ｆ１の比率の上限を９０％、８５％、８０％又は７０％としてもよい。加圧力Ｆ３に対する加圧力Ｆ１の比率の下限を２０％、３０％又は４０％としてもよい。より好ましくは、第１の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ１は、第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３より１．５～２．５ｋＮ小さい。このように第１の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ１が第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３よりも小さい分、第１の加圧部材から板組に加圧力Ｆ２が加えられ、板組を挟んで加圧される加圧力のバランスをとる。
　第１の加圧部材から板組に加えられる加圧力Ｆ２は、板組に含まれる金属板の強度及び厚みに応じて変えることができ、例えば０．０～６．０ｋＮ、または１．５～４．５ｋＮであることができる。
　第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３は、板組に含まれる金属板の強度及び厚みに応じて変えることができ、例えば０．０～６．０ｋＮ、または１．５～４．５ｋＮであることができる。
　本開示のスポット溶接方法は、好ましくは、導電体である第２の加圧部材を前記第２の電極チップの周囲に配置すること、前記第１の電極チップから前記板組に加えられる加圧力Ｆ１が、前記第２の電極チップから前記板組に加えられる加圧力Ｆ３よりも小さくなるように、前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を加え且つ前記第２の加圧部材の先端部を前記板組に接触させるかまたは押し付けて加圧力Ｆ４を加えること、並びに前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を加え且つ前記第２の加圧部材の先端部を前記板組に接触させながらまたは押し付けて加圧力Ｆ４を加えながら、前記第１の電極チップと前記第２の電極チップ及び前記第２の加圧部材との間に電流を流して、前記板組の溶接を行うことを含む。
　図１２又は図１に例示するように、薄板１５ａ側に絶縁体の加圧部材３ａ及び厚板１５ｃ側に導電性の加圧部材３ｂを用いることにより、薄板１５ａに接する電極チップ２ａの加圧力Ｆ１を小さく、厚板１５ｃに接する電極チップ２ｂの加圧力Ｆ３を大きくし、且つ薄板１５ａに接する電極チップ２ａから薄板１５ａに通電する通電径を狭くし、且つ厚板１５ｃに通電する通電径を広くすることができるので、薄板１５ａ側の電流密度をより大きくすることができる。
　例えば、薄板１５ａ側の電極チップ２ａの加圧力Ｆ１を２．５ｋＮ及びその周囲の絶縁体の加圧部材３ａの加圧力Ｆ２を１．５ｋＮとし、厚板１５ｃ側の電極チップ２ｂの加圧力Ｆ３を３．９ｋＮ及びその周囲の加圧部材３ｂの加圧力Ｆ４を０．１ｋＮとすることができる。
　図１２に例示するように、第２の加圧部材の先端部を押し付けて加圧力Ｆ４を加える場合も、第１の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ１が第２の電極チップから板組に加えられる加圧力Ｆ３よりも小さくなるように、第１の電極チップ及び第１の加圧部材の各先端部、並びに第２の電極チップ及び第２の加圧部材の各先端部を、板組に押し付けて加圧力を加える。
　第２の加圧部材の先端部を、加圧力を実質的にゼロとして板組に接触させるか、または押し付けて加圧力Ｆ４を加えつつ、第２の加圧部材からも板組を通電加熱することができる。第２の電極チップに加えて第２の加圧部材からも板組を通電加熱することによって、板厚比が５以上の複数枚の金属板を重ね合わせた板組をスポット溶接する場合でも、チリを発生させずに所望のナゲット径をより安定して形成することができる。厚板側に導電性の加圧部材を使用することにより、厚板側の電流密度を低めることができ、ナゲット径の位置を薄板側へシフトすることができ、板厚比が５以上、好ましくは６以上、より好ましくは７以上の大きな厚板比を有する板組をスポット溶接することができる。
　第２の加圧部材による板組への通電は、板組に含まれる金属板の強度及び厚みに応じて変えることができ、例えば通電時間５～５０サイクル（電源周波数５０Ｈｚ）で４～１５ｋＡの電流を流すことができる。
　導電体である第２の加圧部材の材質は、耐熱性を有し、板組に接触することができるかまたは板組を加圧することができる所定の機械的特性を合わせ持つものであれば、特に限定されるものでないが、好ましくはＣｕ、Ｃｕ－Ｃｒ合金、またはアルミナ分散Ｃｕ製である。第２の電極チップと第２の加圧部材とは、材質が異なってもよいが、同じ材質であることが好ましい。
　第２の加圧部材は、電極チップの軸方向に駆動及び任意の位置に停止させることができ、第２の加圧部材の先端部を、板組に押し付けて加圧力Ｆ４を加えることができる。
　第２の加圧部材の形状は、好ましくは、第２の電極チップを中心として点対称の円筒形状、円筒形状の一部が欠けているが大部分が第２の電極チップを中心として点対称の円筒形状を有する部分円筒形状、または第２の電極チップを中心として点対称または線対称の、角の数が５以上の正多角形の筒形状であり、より好ましくは、前記円筒形状または前記部分円筒形状であり、さらに好ましくは前記円筒形状である。第２の加圧部材は、上記形状を有することにより、第２の電極チップの周囲に配置可能であり、且つ第２の電極チップを中心として点対称または線対称に板組に接触するかまたは板組を加圧して、厚板１５ｃに通電する通電径を第２の電極チップを中心としてより均一に広くして、厚板側の電流密度を低めることができる。第２の加圧部位の加圧する領域が、第２の電極チップの周囲の４０％以上、５０％以上または７５％以上となるような形状としてもよい。また、必要があれば、この領域を、第２の電極チップの周囲の全周つまり１００％となるような形状としてもよい。
　第２の加圧部材は、好ましくは、加圧方向において内径が一定である。これにより、電極チップと加圧部材とを干渉させることなく別個に相対的に移動させることができる。このように移動させるため、第２の加圧部材は円筒形の形状とすることが好ましい。より好ましくは、第２の電極チップの金属板との当接面の外周から第２の加圧部材の内径まで距離（間隔）は、５ｍｍ超又は６ｍｍ超である。
　第２の加圧部材の内径は、動作可能である範囲で、第２の電極チップの直径に近いことが好ましい。第２の電極チップの胴体部と第２の加圧部材との平均間隔は、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下、さらにより好ましくは０．１ｍｍ以下である。第２の電極チップの胴体部と第２の加圧部材との平均間隔とは、図１２に示す第２の電極チップの胴体部２ｂ１の外径と第１の加圧部材３ｂの内径との間の、加圧方向に対して垂直方向における平均間隔Ｄ２である。第２の電極チップの胴体部と第２の加圧部材との平均間隔とが上記範囲内にあることによって、適正電流範囲をより大きくすることもできる。
　第２の加圧部材３ｂの、加圧方向に対して垂直方向における厚み（肉厚）は、例えば１～７ｍｍ又は１～５ｍｍであることができる。第２の加圧部材は、外径の上限が３０ｍｍ、２５ｍｍ、または２０ｍｍであり、外径の下限が１０ｍｍ、または１５ｍｍの円筒体であってもよい。第２の加圧部材の外径の下限は第２の電極チップの外径である。
　第１の電極チップの胴体部と第１の加圧部材との平均間隔と、第２の電極チップの胴体部と第２の加圧部材との平均間隔とは、それぞれ別個に設定することができる。
　第２の加圧部材から板組に加えられる加圧力Ｆ４は、例えば０．０～６．０ｋＮ、または１．５～４．５ｋＮであることができる。板組を構成する金属板は、プレス加工時に生じるスプリングバック等により反り等変形していることがあり、その場合、重ね合わせた板組の間に隙間（板隙ともいう）が存在することがある。金属板が変形していると、重ね合わせた板組の間に隙間が存在する分、板組を構成する各金属板の合計厚みよりも、板組の厚みが大きくなる。比較的柔らかい薄板と厚板との間よりも、比較的硬い厚板と厚板との間に隙間が存在しやすい。板組を構成する各金属板の合計厚みよりも板組の厚みが大きい場合は、重ね合わせた板組の間に隙間が存在することになるが、重ね合わせた板組の間に隙間がない場合または隙間があっても小さい場合は、第２の加圧部材の加圧力Ｆ４を小さくしても、第１の電極チップの加圧力Ｆ１、第１の加圧部材の加圧力Ｆ２、及び第２の電極チップの加圧力Ｆ３を板組に加えることによって、溶接箇所において板組を構成する各金属板同士を接触させることができる。そのため、重ね合わせた板組の間に隙間がない場合または隙間があっても小さい場合は、チリの発生防止ができる範囲で、第２の加圧部材の加圧力Ｆ４を小さくして、第２の電極チップに加圧を集中させて第２の電極チップと厚板との接触面積を大きくすることが好ましい。
　板組の間に隙間がない場合または隙間があっても小さい場合とは、溶接前に第１の電極チップと第２の電極チップとを共に加圧力を実質的にゼロにして板組に接触させたときに、（第１の電極チップと第２の電極チップとの電極間距離）≦（板組を構成する各金属板の合計厚み×１．１倍）が成り立つ状態を指す。
　第１の電極チップと第２の電極チップとを共に加圧力を実質的にゼロにして板組に接触させたときに（第１の電極チップと第２の電極チップとの電極間距離）≦（板組を構成する各金属板の合計厚み×１．１倍）が成り立つ場合、第２の加圧部材の加圧力Ｆ４を、好ましくは０．４３ｋＮ以下、より好ましくは０．１０ｋＮ以下、さらに好ましくは０．００ｋＮに下げる。または、第２の加圧部材の加圧力Ｆ４を、第２の電極チップの加圧力Ｆ３と第２の加圧部材の加圧力Ｆ４の合計の４０％以下、３０％以下、２０％以下又は１０％以下としてもよい。
　一方で、重ね合わせた板組の間に大きな隙間がある場合は、第２の加圧部材から板組に加えられる加圧力Ｆ４を、０．４３ｋＮ超にすることが好ましい。板組の間に大きな隙間がある場合、溶接前に第１の電極チップと第２の電極チップとを加圧力を実質的にゼロにして板組に接触させたときの第１の電極チップと第２の電極チップとの電極間距離が、板組を構成する各金属板の合計厚みの１．１倍超であり、好ましくは１．５倍以下、より好ましくは１．４倍以下、さらに好ましくは１．３倍以下、さらにより好ましくは１．２倍以下の範囲内にある。
　導電体である第２の加圧部材は、第２の電極チップと接触していてもよく、接触していなくてもよい。第２の電極チップ及び第２の加圧部材は、第１の電極チップが接続されている電源に接続し、電流を分流して電極チップの電流を減らすことができる。電流は、第２の電極チップ及び第２の加圧部材の材質及び断面積に応じて分流する。
　好ましくは、第１の加圧部材及び第２の加圧部材の各先端部を板組に押し付けて加圧力Ｆ２、Ｆ４を加え、次いで第１の電極チップ及び第２の電極チップの各先端部を板組に押し付けて加圧力Ｆ１、Ｆ３を加える。これにより、スポット溶接のタクトタイムを低減することができる。
　本開示の方法に用いることができるスポット溶接装置の構成の一例について、図面を参照しながら説明する。
　図１に、複数枚の金属板を含む板組にスポット溶接を行うときの、スポット溶接装置の構成の一例を表す断面模式図を示す。
　図１に記載の溶接装置は、先端部が板組１６に押し付けられる第１の電極チップ２ａ及び第２の電極チップ２ｂ（以下、一対の電極チップともいう）、第１の電極チップ２ａの周囲に配置され、先端部が板組１６に押し付けられる絶縁体である第１の加圧部材３ａ、一対の電極チップに接続された電源１７、一対の電極チップに接続された第１の駆動機構１８、第１の加圧部材３ａに接続された第２の駆動機構１９、並びに第１の駆動機構１８及び第２の駆動機構１９に接続された加圧力制御部２０を備える。
　電源１７は、電極チップに、所定の電流値及びサイクル数で電流を流すことができる。電極チップによる板組への通電は、板組に含まれる金属板の強度及び厚みに応じて変えることができ、例えば通電時間５～５０サイクル（電源周波数５０Ｈｚ）で４～１５ｋＡの電流を流すことができる。
　第１の駆動機構１８は、一対の電極チップを電極チップの軸方向に駆動及び任意の位置に停止させ、且つ一対の電極チップを板組１６に押し付ける加圧力を与えることができる。第２の駆動機構１９は、第１の加圧部材３ａを電極チップの軸方向に駆動及び任意の位置に停止させ、且つ第１の加圧部材３ａを板組１６に押し付ける加圧力を与えることができる。
　第１の駆動機構及び第２の駆動機構は独立して、好ましくは空気圧シリンダ、油圧シリンダ、ばね、ボールねじ、電動シリンダ、アクチュエータ、ギア駆動、またはラックピニオンであり、より好ましくは空気圧シリンダ、油圧シリンダ、または電動シリンダである。実際の施工環境等に応じて、上記駆動機構から選択すればよい。
　空気圧シリンダは、空気が漏れても他を汚すことがなく、メンテナンスが容易である。油圧シリンダは、熱に強く、大きなパワーを得ることができる。電動シリンダは、配管が不要で、高精度な制御が可能である。
　加圧力制御部２０は、第１の駆動機構１８によって与えられる加圧力及び第２の駆動機構１９によって与えられる加圧力を、独立して制御する。加圧力制御部２０は、第１の電極チップ２ａ及び第１の加圧部材３ａから加えられる加圧力と、第２の電極チップ２ａから加えられる加圧力とが同じになるように、それぞれの加圧力を制御する。
　一対の電極チップに接続された第１の駆動機構１８は、一対で別個に構成されてもよく、一体で構成されてもよい。
　一対の電極チップ及び第１の加圧部材３ａで、両側から複数枚の金属板を含む板組１６を挟み込む。図１では、３枚の金属板１５ａ、１５ｂ、１５ｃの板組１６を挟み込む態様を例示している。金属板１５ａは、３枚の金属板のうち板厚が最も薄く、３枚の金属板１５ａ、１５ｂ、１５ｃの板組の板厚比は５以上である。
　図２に記載の溶接装置は、先端部が板組１６に押し付けられる第１の電極チップ２ａ及び第２の電極チップ２ｂ（以下、一対の電極チップともいう）、第１の電極チップ２ａの周囲に配置され、先端部が板組１６に押し付けられる絶縁体である第１の加圧部材３ａ、第２の電極チップ２ｂの周囲に配置され、先端部が板組１６に押し付けられる導電体である第２の加圧部材３ｂ、一対の電極チップに接続された電源１７、一対の電極チップに接続された第１の駆動機構１８、第１の加圧部材３ａ及び第２の加圧部材３ｂに接続された第２の駆動機構１９、並びに第１の駆動機構１８及び第２の駆動機構１９に接続された加圧力制御部２０を備える。
　第１の駆動機構１８は、一対の電極チップを電極チップの軸方向に駆動及び任意の位置に停止させ、且つ一対の電極チップを板組１６に押し付ける加圧力を与えることができる。第２の駆動機構１９は、第１の加圧部材３ａ及び第２の加圧部材３ｂを電極チップの軸方向に駆動及び任意の位置に停止させ、且つ第１の加圧部材３ａ及び第２の加圧部材３ｂを板組１６に押し付ける加圧力を与えることができる。
　加圧力制御部２０は、第１の駆動機構１８によって与えられる加圧力及び第２の駆動機構１９によって与えられる加圧力を、独立して制御する。加圧力制御部２０は、第１の電極チップ１ａ及び第１の加圧部材３ａから加えられる加圧力と、第２の電極チップ２ａ及び第２の加圧部材３ｂから加えられる加圧力とが同じになるように、それぞれの加圧力を制御する。
　一対の電極チップに接続された第１の駆動機構１８は、一対で別個に構成されてもよく、一体で構成されてもよい。
　一対の電極チップ並びに第１の加圧部材３ａ及び第２の加圧部材３ｂで、図１と同様に、両側から複数枚の金属板を含む板組１６を挟み込む。
　スポット溶接を行う際、一対の電極チップの先端部を板組１６に押し付ける。その際、電極チップの先端部と加圧部材の先端部とを、同時にまたは異なるタイミングで板組１６に押し付けてもよい。図２を例として説明すると、一対の電極チップの先端部並びに第１の加圧部材３ａ及び第２の加圧部材３ｂ（以下、一対の加圧部材ともいう）の先端部を同時に板組１６に押し付けてもよく、一対の加圧部材の先端部を板組１６に押し付け、次いで一対の電極チップの先端部を板組１６に押し付けてもよく、または一対の電極チップの先端部を板組１６に押し付け、次いで一対の加圧部材の先端部を板組１６に押し付けてもよい。
　好ましくは、図３に示すように、スポット溶接を行う前においては、一対の加圧部材の先端部を板組１６に押し付け、一対の電極チップの先端部を、板組１６から離した位置に配置する。図３は、一対の加圧部材の先端部を板組１６に押し付け、一対の電極チップの先端部を、板組１６から離した位置に配置したときの態様を表す断面模式図である。一対の加圧部材の先端部を板組１６に押し付け、一対の電極チップの先端部を、板組１６から離した位置に配置する際、一対の電極チップの先端部を、例えば０～５ｍｍ、または１～３ｍｍ、板組から離した位置に配置してもよい。
　図３に示すように、一対の加圧部材の先端部を板組１６に押し付け、一対の電極チップの先端部を、板組１６から離した位置に配置してから、次いで一対の電極チップを一対の加圧部材に対して相対的に移動させて、図４に示すように、一対の電極チップを金属板１５に接触させることができる。図４は、一対の電極チップの先端部及び一対の加圧部材の先端部を板組１６に押し付けたときの態様を表す断面模式図である。
　図３において、一対の電極チップを板組１６に接触させる前に一対の加圧部材で板組１６を所望の加圧力で加圧しておくことができるので、図４において、一対の電極チップを板組１６に接触させると同時に電流を流すことができ、スポット溶接のタクトタイムを短縮することができる。図３及び図４においても、スポット溶接装置は、電源１７及び加圧力制御部２０を備えるが、図示していない。
　図４に実線矢印で示すように、第１の電極チップ２ａと第２の電極チップ２ｂ及び第２の加圧部材３ｂとの間で通電して、金属板１５ａ／金属板１５ｂ／金属板１５ｃの重ね合わせ面に溶融金属を形成することができる。
　図４に示すように、第１の電極チップ及び第２の電極チップを板組１６に押しつけ、さらに第１の加圧部材を板組１６に押し付け、第２の加圧部材を板組１６に接触させるか押しつけた状態で、第１の電極チップ２ａと第２の電極チップ２ｂ及び第２の加圧部材３ｂとの間で通電して、金属板１５ａ／金属板１５ｂ／金属板１５ｃの重ね合わせ面に溶融金属を形成することができる。第１の電極チップから板組に加えられる加圧力が、第２の電極チップから板組に加えられる加圧力よりも小さくなるように、第１の加圧部材３ａから加圧力を加え、さらに、第１の電極チップ２ａと第２の電極チップ２ｂ及び第２の加圧部材３ｂとの間で通電するため、金属板１５ａ／金属板１５ｂの界面における電流密度を大きくすることができ、板厚比が５以上の板組をスポット溶接する場合でも、チリの発生を抑制しつつ、所望のナゲット径を形成する適正電流範囲を広く確保することが可能となる。第１の電極チップから板組に加えられる加圧力が第２の電極チップから板組に加えられる加圧力よりも小さくなる範囲且つチリを発生させない範囲で、第２の加圧部材の加圧力は、板組に含まれる金属板の強度や厚みに応じて、大きくしてもよく、ゼロにしてもよい。
　通電終了後に、一対の電極チップを冷却することによる抜熱や、板組１６の溶接部の周囲への熱伝導によって、溶融金属を急速に冷却して凝固させ、金属板１５ａ／金属板１５ｂ／金属板１５ｃの間に、断面が楕円形状のナゲットを形成することができる。ナゲット形成後、電極チップ及び加圧部材を金属板から離して、溶接装置を溶接待機時の状態に戻すことができる。
　図５に、第１の電極チップと第２の電極チップとの間で通電したときの、電流の流れを表す断面模式図、図６に、第１の電極チップと第２の電極チップ及び第２の加圧部材との間で通電したときの、電流の流れを表す断面模式図を示す。
　図５では、矢印で示すように第１の電極チップと第２の電極チップとの間でのみ電流が流れるが、図６では、矢印で示すように導電体の第２の加圧部材を板組１６に接触させているため、第１の電極チップと第２の電極チップ及び第２の加圧部材との間で通電することができる。そのため、薄板１５ａ／厚板１５ｂの界面に、より安定してナゲットを形成することができる。
　ナゲット径の確認方法は、図７に示すようにした。図７は、スポット溶接を行った板組のスポット溶接部中心を切断し、埋め込み研磨した後に、メタルフローエッチングを施した断面の拡大写真である。ナゲットは図７の溶融凝固した部分であり、薄板と厚板界面のナゲット径は破線矢印で、厚板と厚板界面のナゲット径は実線矢印でそれぞれ示される。
　図８に、第２の駆動機構として空気圧シリンダを用いた場合の本開示のスポット溶接方法に用いることができる溶接装置の一例の断面模式図を示す。第１の駆動機構は好ましくは空気圧シリンダであるが、油圧シリンダ、電動シリンダ等であってもよい。図８では、第１の駆動機構は省略するが、第１の駆動機構が空気圧シリンダである場合、図８に例示する第２の駆動機構の空気圧シリンダと同様の構成を有してもよい。
　第１の電極チップ２ａは棒状のシャンク１に取り付けられている。シャンク１は、スポット溶接ガンに装着されたホルダー（図示せず）に組みつけられている。第１の加圧部材３ａは、第１の電極チップ２ａの周囲に配置されている。電源及び加圧力制御部は図示していない。
　加圧部材を除いて溶接装置は一対の電極チップを備え、重ね合わせた複数枚の金属板を挟んで対向配置させて使用するものであるが、対向配置される２つの溶接装置の基本構成は同じであるため、以下、一方の溶接装置について説明する。第２の加圧部材を用いない場合及び用いる場合も実質的に同じである。
　シャンク１及び第１の電極チップ２ａは、空気圧シリンダ４に対して相対的に移動することができる。シャンク１は、Ｃｕ－１質量％Ｃｒ製のネジアダプタ１２と、ナット１３によって、空気圧シリンダ４に固定されている。
　第２の駆動機構である空気圧シリンダ４は、シャンク１が挿入される略円筒状のシリンダハウジング５と、シリンダハウジング５を塞ぐ円形状のロッドカバー６と、シリンダハウジング５内をシャンク１の軸線方向に移動するピストンロッド７とを有する。ピストンロッド７は、円筒状でシャンク１が挿入されるロッド部７ａと、該ロット部７ａの外周に形成されたリング部７ｂとを有し、ＳＵＳ３０４等で形成されている。
　シリンダハウジング５は、ピストンロッド７のリング部７ｂに対して、ピストンロッド７に加圧部材３が取り付けられた側（以下、「内側」という）と、ロッドカバー６側（以下、「外側」という）に、ピストンロッド７を移動させるための空気の供給・排出するポート８、９ａを有する。シリンダハウジング５は、ＳＵＳ３０４等で形成されている。
　ロッドカバー６は、ピストンロッド７の移動範囲を制限する下側カバー６ａと、ピストンロッド７のロッド部７ａの外側の空気を供給・排出するポート９ｂを有する上側カバー６ｂとを有し、ＳＵＳ３０４等で形成されている。下側カバー６ａと上側カバー６ｂは、袋ナット１０により固定されている。
　シリンダハウジング５、ピストンロッド７、下側カバー６ａには、それぞれ、Ｏリング１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられており、ピストンロッド７のリング部７ｂに対して内側と外側との間の圧縮空気の移動を抑え、ポート８と、ポート９ａ、９ｂとを介して、圧縮空気を供給・排出することによって、ピストンロッド７及びその先端に接続された加圧部材３を移動及び停止させることができる。
　スポット溶接時の電流の流れについて、図７を用いて説明する。電極チップ２には、スポット溶接する際に、シャンク１を介して実線矢印で示すように電流が流れる。これにより、金属板の溶接箇所が加熱され、ナゲットが形成される。
　電流の向き（矢印の向き）は、特に限定されるものでなく、逆向きであってもよい。
　図９に、図８の溶接装置の第１の加圧部材３ａを外側に移動させたときの断面模式図を示す。
　第１の加圧部材３ａは、ポート８と、ポート９ａ、９ｂとを介して、圧縮空気を供給・排出することによって、ピストンロッド７を介して移動する。図９に示すように、ピストンロッド７は、内側カバー６ａによって制限される位置まで、圧縮空気により移動させられ、停止している。
　シャンクの材質は電極チップを保持し、電極チップから板組に加圧力を加えることができるものであれば特に限定されないが、例えば、Ｃｕ－Ｃｒ合金製等で、その内部に冷却用パイプを備えることができる。ホルダーは、シャンク１を組み付けることができるものであれば特に限定されないが、例えば、Ｃｕ－Ｃｒ合金製等で、その内部に冷却用パイプを備えることができる。
　（実施例１）
　０．７５ｍｍ厚で２７０ＭＰａの合金化溶融亜鉛めっき鋼板（薄板）、１．６ｍｍ厚で５９０ＭＰａの合金化溶融亜鉛めっき鋼板（厚板）、及び２．３ｍｍ厚で５９０ＭＰａの合金化溶融亜鉛めっき鋼板（厚板）を重ね合わせて、板組を構成する各金属板の合計厚みが４．６５ｍｍであり、板厚比が６．２の板組を用意した。鋼板の縦横寸法は３０ｍｍ×１００ｍｍであった。
　第１の電極チップ及び第２の電極チップとしてＤＲ型先端４０Ｒ、先端径６ｍｍのＣｕ－１％Ｃｒ合金の直径１３．０ｍｍの電極チップを用意した。第１の電極チップの周囲に配置するための第１の加圧部材として、内径１３．２ｍｍ、外径１６．０ｍｍの円筒形状の絶縁体（ＭＣナイロン（登録商標）（エンジニアリングプラスチック））を用意した。
　第１の電極チップ及び第２の電極チップを、第１の電極チップが薄板側に配置されるように、第２の電極チップが板組の反対側（厚板側）に配置されるように、板組を間に挟んで対向して配置した。
　第１の電極チップの周囲に第１の加圧部材を配置した。第１の電極チップの胴体部と第１の加圧部材との平均間隔は０．１０ｍｍであった。ばねを用いて、薄板側では、第１の加圧部材の加圧力Ｆ２を０．８６ｋＮ、第１の電極チップの加圧力Ｆ１を３．０６ｋＮとし、厚板側では、第２の電極チップのみとし、第２の電極チップの加圧力Ｆ３を３．９２ｋＮにした。上記加圧力を加えつつ、電流値を変更しながら単通電３１ｃｙｃ（０．６２秒間通電）でスポット溶接を行った。溶接前に第１の電極チップと第２の電極チップとを加圧力をゼロにして板組に接触させたときの第１の電極チップと第２の電極チップとの電極間距離は、板組を構成する各金属板の合計厚み×１．１倍以下であった。得られた適正電流範囲は３．０ｋＡであった。上記電極間距離は、溶接前に第１の電極チップと第２の電極チップとを加圧力を実質的にゼロにして板組に接触させたときの第１の電極チップの先端と第２の電極チップの先端との間の距離を測定することにより得た。
　（実施例２）
　より厳しい条件を評価するため、厚板／厚板の間に板隙が存在する場合を模擬した条件でも実験を行った。具体的には、図１３に示すように、厚板／厚板の間の対向する両端部にスペーサーを配置することによって、厚板／厚板の間に板隙有りの状態を模擬的に形成した。スペーサーの厚みは２ｍｍであり、板隙の寸法は、４０ｍｍスパン、高さ２ｍｍであった。以下、スペーサーを配置した場合を「スペーサー有り」といい、スペーサーを配置しない場合を「スペーサー無し」という。なお、図１３では、第１の加圧部材および第２の加圧部材の図示は、省略されている。第２の電極チップの周囲に配置するための第２の加圧部材として、内径１７．０ｍｍ、外径２０．０ｍｍの円筒形状のＣｕ－１％Ｃｒ合金を用意した。
　上記のようにスペーサー有りとし、さらに、第２の電極チップの周囲に第２の加圧部材を配置して第２の電極チップの胴体部と第２の加圧部材との平均間隔は２．００ｍｍとし、ばねを用いて、薄板側では、第１の加圧部材の加圧力Ｆ２を１．３７ｋＮ、第１の電極チップの加圧力Ｆ１を２．５５ｋＮとし、厚板側では、第２の加圧部材の加圧力Ｆ４を０．４３ｋＮ、第２の電極チップの加圧力Ｆ３を３．４９ｋＮにしたこと以外は、実施例１と同様にしてスポット溶接を行った。溶接前に第１の電極チップと第２の電極チップとを加圧力をゼロにして板組に接触させたときの第１の電極チップと第２の電極チップとの電極間距離は、板組を構成する各金属板の合計厚み×１．１倍超であった。電流値を変更しながらスポット溶接を行ったところ、１．５ｋＡの適正電流範囲が得られた。以下の実施例及び比較例において、スペーサー無しの場合は、溶接前に第１の電極チップと第２の電極チップとを加圧力をゼロにして板組に接触させたときに（第１の電極チップと第２の電極チップとの電極間距離）≦（板組を構成する各金属板の合計厚み×１．１倍）の関係を満たしていたが、スペーサー有りの場合は、上記関係を満たしていなかった。
　図１０に、実施例２でスポット溶接を行った板組の断面写真を示す。電流値が９．０～１０．５ｋＡの場合、薄板／厚板の界面のナゲット径は５．２６～６．９２ｍｍであった。基準ナゲット径は、４√ｔ＝４×√０．７５＝３．２ｍｍであり、基準ナゲット径以上のナゲット径が得られており、チリは発生しなかった。電流値が１１．０～１１．５ｋＡの場合、薄板／厚板の界面のナゲット径は、７．２９～５．９７ｍｍであり、基準ナゲット径以上のナゲット径は得られているが、チリが発生した。したがって、９．０～１０．５ｋＡの１．５ｋＡの適正電流範囲が得られた。
　（実施例３）
　スペーサー有りとし、薄板側では、第１の加圧部材の加圧力Ｆ２を１．３７ｋＮ、第１の電極チップの加圧力Ｆ１を２．５５ｋＮ（合計３．９２ｋＮ）にしたこと以外は、実施例１と同様にしてスポット溶接を行った。電流値を変更しながらスポット溶接を行ったところ、１．２ｋＡの適正電流範囲が得られた。
　（比較例１）
　薄板側及び厚板側のそれぞれに、加圧部材を用いず、第１の電極チップ及び第２の電極チップのみを用いて、加圧力Ｆ１、Ｆ３をそれぞれ３．９２ｋＮとしたこと以外は、実施例１と同様の条件でスポット溶接を行った。電流値を変更しながらスポット溶接を行ったところ、０．５ｋＡの適正電流範囲が得られた。
　（比較例２）
　スペーサー有りとしたこと以外は、比較例１と同様の条件でスポット溶接を行った。電流値を変更しながらスポット溶接を行ったところ、適正電流範囲は０．０ｋＡであった。
　表１に、実施例１～５及び比較例１～２のスペーサー有無、加圧力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３，及びＦ４、電極と加圧部材との平均間隔、並びに得られた適正電流範囲を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（実施例４～９）
　表２に示す内径及び外径を有する円筒形状の第１の加圧部材を用いて、第１の電極チップと第１の加圧部材との間隔を、０．１０ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．４０ｍｍ、０．６０ｍｍ、０．９０ｍｍ、及び１．５０ｍｍにしたこと、並びに実施例２と同様にスペーサーを配置したこと以外は、実施例１と同じ条件でスポット溶接を行った。各例で得られた適正電流範囲を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（実施例１０～１４）
　表３に示す内径及び外径を有する円筒形状の第２の加圧部材を用いて、第２の電極チップと第２の加圧部材との間隔を、０．１０ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．４０ｍｍ、０．６０ｍｍ、及び０．９０ｍｍにしたこと以外は、実施例２と同じ条件でスポット溶接を行った。各例で得られた適正電流範囲を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（比較例３～４）
　第１の加圧部材に代えて、表４に示す内径及び外径を有する円筒形状で材質がＣｕ－１％Ｃｒ合金である第３の加圧部材を用いて、第１の電極チップと第３の加圧部材との間隔を、０．２５ｍｍ及び０．９０ｍｍにしたこと以外は、実施例４と同じ条件でスポット溶接を行った。各例で得られた適正電流範囲を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　（比較例５～６）
　第２の加圧部材に代えて、表５に示す内径及び外径を有する円筒形状で材質が絶縁体（ＭＣナイロン（登録商標）（エンジニアリングプラスチック））である第４の加圧部材を用いて、第２の電極チップと第４の加圧部材との間隔を、０．２５ｍｍ及び０．９０ｍｍにしたこと以外は、実施例２と同じ条件でスポット溶接を行った。各例で得られた適正電流範囲を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　（比較例７～８）
　第１の加圧部材に代えて、第１の加圧部材と同じ寸法を有する円筒形状で材質がＣｕ－１％Ｃｒ合金である第３の加圧部材を用い、且つ表６に示す内径及び外径を有する円筒形状の第２の加圧部材を用いて、第２の電極チップと第２の加圧部材との間隔を、０．２５ｍｍ及び０．９０ｍｍにしたこと以外は、実施例２と同じ条件で、スポット溶接を行った。各例で得られた適正電流範囲を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　（比較例９～１０）
　第１の加圧部材に代えて、第１の加圧部材と同じ寸法を有する円筒形状で材質がＣｕ－１％Ｃｒ合金である第３の加圧部材を用い、且つ第２の加圧部材に代えて、表７に示す内径及び外径を有する円筒形状で材質が絶縁体（ＭＣナイロン（登録商標）（エンジニアリングプラスチック））である第４の加圧部材を用いて、第２の電極チップと第４の加圧部材との間隔を、０．２５ｍｍ及び０．９０ｍｍにしたこと以外は、実施例２と同じ条件でスポット溶接を行った。各例で得られた適正電流範囲を表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　図１４に、実施例４～９及び比較例３～４における電極及び加圧部材の平均間隔と適正電流範囲との関係を表すグラフを示す。図１５に、実施例２及び１０～１４並びに比較例５～１０における電極及び加圧部材の平均間隔と適正電流範囲との関係を表すグラフを示す。
　１　　シャンク
　２ａ　　第１の電極チップ
　２ａ１　　第１の電極チップの胴体部
　２ａ２　　第１の電極チップの先端部
　２ｂ　　第２の電極チップ
　２ｂ１　　第２の電極チップの胴体部
　２ｂ２　　第２の電極チップの先端部
　３ａ　　第１の加圧部材
　３ｂ　　第２の加圧部材
　４　　空気圧シリンダ
　５　　シリンダハウジング
　６　　ロッドカバー
　６ａ　　下側カバー
　６ｂ　　上側カバー
　７　　ピストンロッド
　７ａ　　ロッド部
　７ｂ　　リング部
　８　　ポート
　９ａ、９ｂ　　ポート
　１０　　袋ナット
　１１ａ、１１ｂ、１１ｃ　　Ｏリング
　１２　　ネジアダプタ
　１３　　ナット
　１４　　絶縁スリーブ
　１５ａ　　最も厚みが薄い金属板（薄板）
　１５ｂ、１５ｃ　　厚みが厚い金属板（厚板）
　１６　　板組
　１７　　電源
　１８　　第１の駆動機構
　１９　　第２の駆動機構
　２０　　加圧力制御部
　２１　　溶融金属
　２３　　スペーサー
　３０　　鋼板部材
　３１　　フランジ
　３２　　フランジ
　３３　　スポット溶接部
　Ｄ１　　第１の電極チップの胴体部と第１の加圧部材との間の平均間隔
　Ｄ２　　第２の電極チップの胴体部と第２の加圧部材との間の平均間隔
　Ｆ１　　第１の電極チップから板組に加えられる加圧力
　Ｆ２　　第１の加圧部材から板組に加えられる加圧力
　Ｆ３　　第２の電極チップから板組に加えられる加圧力
　Ｆ４　　第２の加圧部材から板組に加えられる加圧力

Claims (5)

  1. 　板厚比が５以上の複数枚の金属板を重ね合わせた板組に抵抗スポット溶接を行うスポット溶接方法であって、
    　板厚が最も薄い金属板を最表面に配置した板厚比が５以上の板組を準備すること、
    　第１の電極チップ及び第２の電極チップを、前記第１の電極チップが前記最も薄い金属板が配置された側に配置されるように、前記第２の電極チップが前記板組の反対側に配置されるように、前記板組を間に挟んで対向して配置すること、
    　絶縁体である第１の加圧部材を第１の電極チップの周囲に配置すること、
    　前記第１の電極チップから前記板組に加えられる加圧力が、前記第２の電極チップから前記板組に加えられる加圧力よりも小さくなるように、前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部、並びに前記第２の電極チップの先端部を、前記板組に押し付けて加圧力を加えること、並びに
    　前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部、並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力を加えながら、前記第１の電極チップと前記第２の電極チップとの間に電流を流して、前記板組の溶接を行うこと、
    　を含む、スポット溶接方法。
  2. 　導電体である第２の加圧部材を前記第２の電極チップの周囲に配置すること、
    　前記第１の電極チップから前記板組に加えられる加圧力が、前記第２の電極チップから前記板組に加えられる加圧力よりも小さくなるように、前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力を加え且つ前記第２の加圧部材の先端部を前記板組に接触させるかまたは押し付けて加圧力を加えること、並びに
    　前記第１の電極チップ及び前記第１の加圧部材の各先端部並びに前記第２の電極チップの先端部を前記板組に押し付けて加圧力を加え且つ前記第２の加圧部材の先端部を前記板組に接触させながらまたは押し付けて加圧力を加えながら、前記第１の電極チップと前記第２の電極チップ及び前記第２の加圧部材との間に電流を流して、前記板組の溶接を行うこと、
    　を含む、請求項１に記載のスポット溶接方法。
  3. 　前記第１の電極チップの胴体部と前記第１の加圧部材との平均間隔は０．５ｍｍ以下である、請求項１または２に記載のスポット溶接方法。
  4. 　前記第２の電極チップの胴体部と前記第２の加圧部材との平均間隔は０．５ｍｍ以下である、請求項２に記載のスポット溶接方法。
  5. 　前記第１の電極チップと前記第２の電極チップとを加圧力をゼロにして前記板組に接触させたときに
    　（前記第１の電極チップと前記第２の電極チップとの電極間距離）≦（前記板組を構成する各金属板の合計厚み×１．１倍）
    　が成り立つ場合に、前記第２の加圧部材の加圧力を０．４３ｋＮ以下に下げる、請求項２または４に記載のスポット溶接方法。
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