WO2021210303A1 - 抵抗溶接部材の製造方法 - Google Patents
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- the present invention relates to a method for manufacturing a resistance welded member, and in particular, a method for manufacturing a resistance welded member that spot welds by sandwiching both sides of three or more plate sets including at least one plated steel plate with a pair of electrodes and energizing them. Regarding.
- FIG. 1 is a graph of an energization pattern showing the relationship between the current value and the pressing force in the main energization step, the post-energization step, and the electrode holding step.
- FIG. 2 is a graph of experimental results showing the relationship between the electrode holding time Tht and the downslope time Tds and the presence or absence of LME cracking.
- FIG. 3 is a cross-sectional photograph (drawing substitute photograph) showing the welded portion of the first embodiment.
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- FIG. 5 is a cross-sectional photograph (drawing substitute photograph) showing the welded portion of Example 7.
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- FIG. 1 is a graph showing the relationship between the current value and the pressing force in the main energizing step, the post-energizing step, and the electrode holding step in the method for manufacturing the resistance welded member of the present invention.
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Abstract
めっき鋼板を含む３枚以上の板組をスポット溶接する際、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れを抑制できる抵抗溶接部材の製造方法を提供する。鋼板を第一加圧力（Ｐ１）で加圧しながら第一電流値（Ｉ１）で通電することによりナゲットを形成する本通電工程と、本通電工程後に、第一加圧力（Ｐ１）よりも高い第二加圧力（Ｐ２）で加圧しながら電流値が第一電流値（Ｉ１）から漸減するように通電する後通電工程と、後通電後に、第二加圧力（Ｐ２）を維持したまま電極を保持する電極保持工程を有し、第二加圧力（Ｐ２）と総板厚（ｔ）、加圧上昇遅延時間（Ｔｄｌ）、及びダウンスロープ時間（Ｔｄｓ）と電極保持時間（Ｔｈｔ）が、それぞれ所定の条件を満足する。
Description
本発明は、抵抗溶接部材の製造方法に関し、特に、少なくとも１枚のめっき鋼板を含む３枚以上の板組の両面を一対の電極で挟み込んで通電することによりスポット溶接する抵抗溶接部材の製造方法に関する。
めっき高張力鋼板では、鋼中成分に起因して、溶接部で溶融金属脆性割れ（以下、ＬＭＥ割れとも言う。）が発生する。特に、３枚以上の板組になると、ナゲット内割れやコロナボンド内部を起点とした割れ（以下、コロナボンド内割れとも言う。）が発生しやすくなる。特許文献１には、亜鉛系めっき鋼板を含む板組のスポット溶接において、電極間の溶接通電終了時から、電極と被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間を、鋼板の総板厚に応じて設定することにより、外乱因子が存在する場合であっても、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制することができ、高品質のスポット溶接継手が得られるとしたスポット溶接方法が記載されている。
しかしながら、３枚以上の板組のスポット溶接では、特許文献１に記載された溶接後保持時間を制御するだけではＬＭＥ割れを防止することが困難であった。また、特許文献１には、加圧制御の有無や後通電と保持時間の関係に関しても何ら規定されておらず、改善の余地があった。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、少なくとも１枚のめっき鋼板を含む３枚以上の板組のスポット溶接において、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れを抑制できる抵抗溶接部材の製造方法を提供することにある。
したがって、本発明の上記目的は、抵抗溶接部材の製造方法に係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 母材強度が９８０ＭＰａ以上のめっき高張力鋼板を少なくとも１枚含む３枚以上の鋼板からなる抵抗溶接部材の製造方法であって、
前記鋼板を第一加圧力Ｐ１で加圧しながら第一電流値Ｉ１で通電することによりナゲットを形成する本通電工程と、
前記本通電工程後に、前記第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しながら電流値が前記第一電流値Ｉ１から漸減するように通電する後通電工程と、
前記後通電後に、前記第二加圧力Ｐ２を維持したまま電極を保持する電極保持工程を有し、
下記式（１）～（３）を満足する条件で、前記鋼板を接合することを特徴とする抵抗溶接部材の製造方法。
Ａ≧１．９ ・・・式（１）
ただし、Ａ＝Ｐ２／ｔであり、Ｐ２：前記第二加圧力［ｋＮ］、ｔ：前記鋼板の総板厚
［ｍｍ］をそれぞれ示す。
０≦Ｔｄｌ≦２００ ・・・式（２）
ただし、Ｔｄｌ：前記第一電流値Ｉ１での通電終了時と、前記第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間［ｍｓ］を示す。
Ｂ≦Ｔｄｓ≦Ｃ ・・・式（３）
ただし、Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８であり、Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６であり、Ｔｄｓ：前記後通電工程におけるダウンスロープ時間［ｍｓ］，Ｔｈｔ：前記電極保持工程における電極保持時間［ｍｓ］をそれぞれ示す。
前記鋼板を第一加圧力Ｐ１で加圧しながら第一電流値Ｉ１で通電することによりナゲットを形成する本通電工程と、
前記本通電工程後に、前記第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しながら電流値が前記第一電流値Ｉ１から漸減するように通電する後通電工程と、
前記後通電後に、前記第二加圧力Ｐ２を維持したまま電極を保持する電極保持工程を有し、
下記式（１）～（３）を満足する条件で、前記鋼板を接合することを特徴とする抵抗溶接部材の製造方法。
Ａ≧１．９ ・・・式（１）
ただし、Ａ＝Ｐ２／ｔであり、Ｐ２：前記第二加圧力［ｋＮ］、ｔ：前記鋼板の総板厚
［ｍｍ］をそれぞれ示す。
０≦Ｔｄｌ≦２００ ・・・式（２）
ただし、Ｔｄｌ：前記第一電流値Ｉ１での通電終了時と、前記第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間［ｍｓ］を示す。
Ｂ≦Ｔｄｓ≦Ｃ ・・・式（３）
ただし、Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８であり、Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６であり、Ｔｄｓ：前記後通電工程におけるダウンスロープ時間［ｍｓ］，Ｔｈｔ：前記電極保持工程における電極保持時間［ｍｓ］をそれぞれ示す。
また、抵抗溶接部材の製造方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の（２）～（４）に関する。
（２） 前記Ｔｈｔが、下記式（４）を満足することを特徴とする（１）に記載の抵抗溶接部材の製造方法。
Ｔｈｔ＜７００ ・・・式（４）
Ｔｈｔ＜７００ ・・・式（４）
（３） 前記電極の先端径が４ｍｍ～１０ｍｍであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の抵抗溶接部材の製造方法。
（４） 溶接機としてサーボ加圧式溶接機を使用し、
前記電極による前記鋼板の圧痕深さが０．１５ｍｍ以上となったとき、前記通電のみ又は前記通電及び前記加圧を強制的に終了させる制御を行うことを特徴とする（１）～（３）のいずれか１つに記載の抵抗溶接部材の製造方法。
前記電極による前記鋼板の圧痕深さが０．１５ｍｍ以上となったとき、前記通電のみ又は前記通電及び前記加圧を強制的に終了させる制御を行うことを特徴とする（１）～（３）のいずれか１つに記載の抵抗溶接部材の製造方法。
本発明の抵抗溶接部材の製造方法によれば、鋼板を第一加圧力Ｐ１で加圧しながら第一電流値Ｉ１で通電する本通電工程と、本通電工程後に、第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しながら電流値が第一電流値Ｉ１から漸減するように通電する後通電工程と、後通電後に、前記第二加圧力Ｐ２を維持したまま電極を保持する電極保持工程を設けており、本通電後にダウンスロープによる後通電を行うとともに、ダウンスロープ中に加圧力を上昇させるので、母材強度が９８０ＭＰａ以上のめっき高張力鋼板を３枚以上スポット溶接しても、ナゲットの収縮を抑制して溶接部に作用する引張応力を低減できる。
また、第二加圧力Ｐ２と鋼板の総板厚ｔ、第一電流値Ｉ１と第二電流値Ｉ２、及び、後通電のダウンスロープ時間Ｔｗ２と後通電終了後の電極保持時間Ｔｈｔのそれぞれが、所定の関係を満足するように制御することで、電極開放時の溶接部温度と引張応力を適正化してナゲット内割れ及びコロナボンド内割れを抑制できる。
また、第二加圧力Ｐ２と鋼板の総板厚ｔ、第一電流値Ｉ１と第二電流値Ｉ２、及び、後通電のダウンスロープ時間Ｔｗ２と後通電終了後の電極保持時間Ｔｈｔのそれぞれが、所定の関係を満足するように制御することで、電極開放時の溶接部温度と引張応力を適正化してナゲット内割れ及びコロナボンド内割れを抑制できる。
以下、本発明に係る抵抗溶接部材の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の抵抗溶接部材の製造方法における本通電工程、後通電工程及び電極保持工程における、電流値と加圧力との関係を示すグラフである。
本発明に係る抵抗溶接部材の製造方法は、母材強度が９８０ＭＰａ以上のめっき高張力鋼板を少なくとも１枚含む、３枚以上のめっき高張力鋼板からなる抵抗溶接部材（被溶接部材）に対し、本通電工程、後通電工程及び電極保持工程を経て、上記抵抗溶接部材を溶接する製造方法である。
具体的には、３枚以上のめっき高張力鋼板を重ね合わせて一対の溶接電極で挟持し、第一加圧力Ｐ１で加圧しながら、第一電流値Ｉ１で通電時間Ｔｗ１の間通電して、本通電を行う。次いで、第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しながら、ダウンスロープ時間Ｔｄｓの間に電流値が第一電流値Ｉ１から漸減するダウンスロープによる後通電を行う。そして、第二加圧力Ｐ２を維持したまま、後通電終了時から電極保持時間Ｔｈｔ経過後に、溶接電極とめっき高張力鋼板とを非接触状態（すなわち、電極開放状態）として、めっき高張力鋼板を抵抗溶接する。
本発明に係る抵抗溶接部材の製造方法では、上記の抵抗溶接の際、下記式（１）～（３）を満足するように各パラメータが制御される。
Ａ≧１．９ ・・・式（１）
ただし、Ａ＝Ｐ２／ｔであり、Ｐ２：前記第二加圧力［ｋＮ］、ｔ：前記鋼板の総板厚［ｍｍ］をそれぞれ示す。
ただし、Ａ＝Ｐ２／ｔであり、Ｐ２：前記第二加圧力［ｋＮ］、ｔ：前記鋼板の総板厚［ｍｍ］をそれぞれ示す。
０≦Ｔｄｌ≦２００ ・・・式（２）
ただし、Ｔｄｌ：前記第一電流値Ｉ１での通電終了時と、前記第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間［ｍｓ］を示す。
ただし、Ｔｄｌ：前記第一電流値Ｉ１での通電終了時と、前記第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間［ｍｓ］を示す。
Ｂ≦Ｔｄｓ≦Ｃ ・・・式（３）
ただし、Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８であり、Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６であり、Ｔｄｓ：前記後通電工程における通電時間［ｍｓ］，Ｔｈｔ：前記電極保持工程における電極保持時間［ｍｓ］をそれぞれ示す。
ただし、Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８であり、Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６であり、Ｔｄｓ：前記後通電工程における通電時間［ｍｓ］，Ｔｈｔ：前記電極保持工程における電極保持時間［ｍｓ］をそれぞれ示す。
また、本発明に係る抵抗溶接部材の製造方法では、上記の抵抗溶接の際、好ましい条件として、下記式（４）を満足するように各パラメータが制御される。
Ｔｈｔ＜７００ ・・・式（４）
＜式（１）について＞
上記の抵抗溶接の際、式（１）を満足する条件で溶接を行うことで、３枚以上のめっき高張力鋼板の抵抗溶接においても、ナゲットの収縮を十分に抑制することができ、結果としてナゲットやコロナボンド内部に生じる引張応力が低減する。なお、第二加圧力Ｐ２の上限は特に定めないが、第二加圧力Ｐ２が１５ｋＮ以上になると溶接電極が過度に変形する可能性があるため、Ｐ２＜１５ｋＮとするのが好ましい。
上記の抵抗溶接の際、式（１）を満足する条件で溶接を行うことで、３枚以上のめっき高張力鋼板の抵抗溶接においても、ナゲットの収縮を十分に抑制することができ、結果としてナゲットやコロナボンド内部に生じる引張応力が低減する。なお、第二加圧力Ｐ２の上限は特に定めないが、第二加圧力Ｐ２が１５ｋＮ以上になると溶接電極が過度に変形する可能性があるため、Ｐ２＜１５ｋＮとするのが好ましい。
＜式（２）について＞
第一電流値Ｉ１での通電終了時と、第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間Ｔｄｌは、式（２）を満足する条件範囲に制御される必要がある。なお、加圧上昇遅延時間Ｔｄｌについて、第一電流値Ｉ１での通電終了よりも前に第二加圧力Ｐ２が上昇する場合（すなわち、ダウンスロープ開始前に加圧上昇する場合）は負の値、第一電流値Ｉ１での通電終了よりも後に第二加圧力Ｐ２が上昇する場合（すなわち、ダウンスロープ開始後に加圧上昇する場合）は正の値とする。
第一電流値Ｉ１での通電終了時と、第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間Ｔｄｌは、式（２）を満足する条件範囲に制御される必要がある。なお、加圧上昇遅延時間Ｔｄｌについて、第一電流値Ｉ１での通電終了よりも前に第二加圧力Ｐ２が上昇する場合（すなわち、ダウンスロープ開始前に加圧上昇する場合）は負の値、第一電流値Ｉ１での通電終了よりも後に第二加圧力Ｐ２が上昇する場合（すなわち、ダウンスロープ開始後に加圧上昇する場合）は正の値とする。
上記Ｔｄｌが０ｍｓ未満であると、ナゲットの収縮が始まる前に加圧力上昇が起こるため、熱影響部に生じる引張応力を低減する効果が得られないおそれがある。また、上記Ｔｄｌが２００ｍｓを超えると、ナゲットの凝固部分が多くなり、剛性が高まるため、収縮を抑えきれなくなり、狙いの効果が得られないおそれがある。
＜式（３）及び式（４）について＞
後通電工程におけるダウンスロープには溶接部を徐冷する効果があり、継手内の温度勾配が低くなるため、電極開放時のナゲットやコロナボンド内部に生じる引張応力を低減できる。ダウンスロープ時間Ｔｄｓが短すぎると、徐冷の効果が得られない。一方、ダウンスロープ時間Ｔｄｓが長すぎると、電極開放時の温度が高くなり、溶接部の破壊応力が低くなる。
後通電工程におけるダウンスロープには溶接部を徐冷する効果があり、継手内の温度勾配が低くなるため、電極開放時のナゲットやコロナボンド内部に生じる引張応力を低減できる。ダウンスロープ時間Ｔｄｓが短すぎると、徐冷の効果が得られない。一方、ダウンスロープ時間Ｔｄｓが長すぎると、電極開放時の温度が高くなり、溶接部の破壊応力が低くなる。
また、電極保持時間Ｔｈｔが長時間化すると、電極開放時の溶接部温度が低下する。その結果、割れの原因となる溶融亜鉛量が低減するとともに、溶接部の破壊応力が高まる。その一方、継手内の温度勾配は大きくなるため、電極開放時のナゲットやコロナボンド内部に生じる引張応力が高くなる。
上記した理由から、後述する実施例の結果（図２を参照）で示すように、ダウンスロープ時間Ｔｄｓと電極保持時間Ｔｈｔには適正な条件範囲が存在する。この適正条件は、式（３）を満足する条件である。また、同様の理由により電極保持時間Ｔｈｔは、式（４）を満足することが好ましい。
＜電極の先端径について＞
本発明に係る抵抗溶接部材の製造方法で用いる電極の先端径は４ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましく、６ｍｍ～８ｍｍであることがさらに好ましい。電極の先端径は４ｍｍ～１０ｍｍであることにより、板と接する面積が小さく、電極接触部での面圧が高まることで、加圧によるナゲット収縮の抑制がしやすくなることから、ＬＭＥ割れを効果的に防止できる。電極径がこの範囲より小さくなると、ナゲットが大きくなる前にチリが発生し、十分な継手強度が得られない。逆に、電極径がこの範囲より大きくなると、ナゲット生成に必要な電流値が大きくなり、通常の抵抗溶接機での製造が困難になる。
本発明に係る抵抗溶接部材の製造方法で用いる電極の先端径は４ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましく、６ｍｍ～８ｍｍであることがさらに好ましい。電極の先端径は４ｍｍ～１０ｍｍであることにより、板と接する面積が小さく、電極接触部での面圧が高まることで、加圧によるナゲット収縮の抑制がしやすくなることから、ＬＭＥ割れを効果的に防止できる。電極径がこの範囲より小さくなると、ナゲットが大きくなる前にチリが発生し、十分な継手強度が得られない。逆に、電極径がこの範囲より大きくなると、ナゲット生成に必要な電流値が大きくなり、通常の抵抗溶接機での製造が困難になる。
＜電極の変位量の制御について＞
通電中に加圧すると、溶融しているナゲットの剛性が低いため、必要以上にナゲットが押しつぶされ、溶融金属が外部へ排出される、いわゆるチリが発生するおそれがある。同時に、電極による鋼板の圧痕深さ（すなわち電極による鋼板への押し込み量）が大きくなり、電極圧痕部及びその周囲にＬＭＥ割れが発生しやすくなる。これを効果的に防止するためには、電極の最大変位量を所定の数値にあらかじめ設定しておき、具体的には、電極による鋼板の圧痕深さが０．１５ｍｍ以上となったとき、通電のみ又は通電及び加圧を強制的に終了させるための、例えば溶接機としてサーボ加圧式溶接機を使用した電気的による変位制御を行い、必要以上のナゲットの変形、ひいてはそれに伴う圧痕部の変形を抑制して、チリの発生を抑制することが好ましい。これにより、上記第二加圧力で加圧した際においても効果的にチリ発生を防止できる。
通電中に加圧すると、溶融しているナゲットの剛性が低いため、必要以上にナゲットが押しつぶされ、溶融金属が外部へ排出される、いわゆるチリが発生するおそれがある。同時に、電極による鋼板の圧痕深さ（すなわち電極による鋼板への押し込み量）が大きくなり、電極圧痕部及びその周囲にＬＭＥ割れが発生しやすくなる。これを効果的に防止するためには、電極の最大変位量を所定の数値にあらかじめ設定しておき、具体的には、電極による鋼板の圧痕深さが０．１５ｍｍ以上となったとき、通電のみ又は通電及び加圧を強制的に終了させるための、例えば溶接機としてサーボ加圧式溶接機を使用した電気的による変位制御を行い、必要以上のナゲットの変形、ひいてはそれに伴う圧痕部の変形を抑制して、チリの発生を抑制することが好ましい。これにより、上記第二加圧力で加圧した際においても効果的にチリ発生を防止できる。
本発明の効果を確認するため、本発明の抵抗溶接部材の製造方法に係る実施例と、該実施例と比較する比較例について説明する。
[供試材]
溶接に用いられる供試材として、下記で示す２種のめっき鋼板を用いた。
略号Ｓ１：９８０ＭＰａ級ＧＡめっき鋼板（Ｃｅｑ＝０．３８）、板厚１．０ｍｍ
略号Ｓ２：９８０ＭＰａ級ＧＡめっき鋼板（Ｃｅｑ＝０．３８）、板厚１．４ｍｍ
ただし、炭素等量Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋２Ｐ＋４Ｓとする。なお、上記式中の元素記号は各元素の含有量（質量％）を表し、含有しない場合は０とする。
溶接に用いられる供試材として、下記で示す２種のめっき鋼板を用いた。
略号Ｓ１：９８０ＭＰａ級ＧＡめっき鋼板（Ｃｅｑ＝０．３８）、板厚１．０ｍｍ
略号Ｓ２：９８０ＭＰａ級ＧＡめっき鋼板（Ｃｅｑ＝０．３８）、板厚１．４ｍｍ
ただし、炭素等量Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋２Ｐ＋４Ｓとする。なお、上記式中の元素記号は各元素の含有量（質量％）を表し、含有しない場合は０とする。
[溶接条件]
以下条件は、すべての実施例及び比較例で共通とした。
板組 ：同種材３枚重ね
溶接機：サーボ加圧式単相交流溶接機
打角 ：５°
板隙 ：各板間に１ｍｍ
電極 ：上下電極ともクロム銅製のＤＲ（ドームラジアス形）電極
（先端径：６ｍｍ又は８ｍｍであり、各実施例及び比較例ごとに
表１及び表２に記載、先端曲率半径４０ｍｍ）
以下条件は、すべての実施例及び比較例で共通とした。
板組 ：同種材３枚重ね
溶接機：サーボ加圧式単相交流溶接機
打角 ：５°
板隙 ：各板間に１ｍｍ
電極 ：上下電極ともクロム銅製のＤＲ（ドームラジアス形）電極
（先端径：６ｍｍ又は８ｍｍであり、各実施例及び比較例ごとに
表１及び表２に記載、先端曲率半径４０ｍｍ）
また、供試材としての鋼板の種類、重ね合わせられた鋼板の総板厚ｔ、第一加圧力Ｐ１［ｋＮ］、第二加圧力Ｐ２［ｋＮ］、第一電流値Ｉ１［ｋＡ］、本通電時間Ｔｗ１［ｍｓ］、ダウンスロープ時間Ｔｄｓ［ｍｓ］、加圧上昇遅延時間Ｔｄｌ［ｍｓ］及び電極保持時間Ｔｈｔ［ｍｓ］については、各実施例及び比較例において表１及び表２に記載の通りとした。
なお、電極保持時間Ｔｈｔについては実測値であり、溶接機に内蔵されたロードセルにて測定した加圧力およびウェルドチェッカーにより測定した電流値を、データロガーに読み込み、得られた電圧値を変換し計測した。また、電流値の絶対値が０．１ｋＡ以下となる時点を電極保持時間の開始時刻とし、加圧力が１ｋＮ以下となった時点を電極保持時間の終了時刻とした。
なお、電極保持時間Ｔｈｔについては実測値であり、溶接機に内蔵されたロードセルにて測定した加圧力およびウェルドチェッカーにより測定した電流値を、データロガーに読み込み、得られた電圧値を変換し計測した。また、電流値の絶対値が０．１ｋＡ以下となる時点を電極保持時間の開始時刻とし、加圧力が１ｋＮ以下となった時点を電極保持時間の終了時刻とした。
得られた抵抗溶接継手に対して、ピクリン酸飽和水溶液を用いたエッチングにより断面マクロ観察を行い、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れの有無を調べた。なお、観察倍率は１０倍とした。また、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れの評価について、割れが発生しなかったものを「○」（良好）、発生したものを「×」（不良）とした。
各実施例及び比較例におけるナゲット内割れ及びコロナボンド内割れの評価結果を、上記溶接条件とともに表１及び表２に示す。また、各実施例及び比較例の一部における、電極保持時間Ｔｈｔ及びダウンスロープ時間Ｔｄｓと割れの有無との関係を図２に示す。なお、図２における「〇」はナゲット内割れ及びコロナボンド内割れのいずれも発生しなかったものを示し、「×」はナゲット内割れ及びコロナボンド内割れの少なくとも一方が発生したものを示している。さらに、表１における「Ａ」～「Ｃ」は、上述の式（１）及び式（３）で説明したように、それぞれ下記のものを示している。
Ａ＝Ｐ２／ｔ
Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８
Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６
Ａ＝Ｐ２／ｔ
Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８
Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６
表１に示すように、実施例１～実施例１３では、第二加圧力Ｐ２が上記式（１）の条件を満足し、加圧上昇遅延時間Ｔｄｌが上記式（２）の条件を満足し、かつ、ダウンスロープ時間Ｔｄｓと電極保持時間Ｔｈｔの関係が上記式（３）の条件を満足しているため、ナゲット内割れ及びコロナボンド内の割れもいずれも発生しなかった。
代表例として、図３には、略号Ｓ１の鋼材（供試材）を用いた抵抗溶接継手の一例として実施例１の溶接部の断面写真を示す。また、図４及び図５は、いずれも略号Ｓ２の鋼材（供試材）を用いた実施例であって、図４は電極の先端径が６ｍｍの場合（実施例５）、図５は、電極の先端径が８ｍｍの場合（実施例７）の電極を用いた溶接部の断面写真である。
ここで、鋼種及び電極の先端径が異なったとしても、いずれの場合も式（１）、式（２）及び式（３）のすべての条件を満足することで、ナゲット内割れ及びコロナボンド内の割れもいずれも発生しないことが分かる。
ここで、鋼種及び電極の先端径が異なったとしても、いずれの場合も式（１）、式（２）及び式（３）のすべての条件を満足することで、ナゲット内割れ及びコロナボンド内の割れもいずれも発生しないことが分かる。
一方、本通電工程後において後通電工程として、第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しなかった比較例１～６においては、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れの少なくとも一方が発生した。なお、比較例１においては、ダウンスロープによる後通電も行わなかった。
代表例として、電極保持時間Ｔｈｔが３００ｍｓである比較例１の溶接部の断面写真を図６に示し、電極保持時間Ｔｈｔが６００ｍｓである比較例６の溶接部の断面写真を図７に示す。図６及び図７において矢印で示すように、いずれの溶接部においても、ナゲット内割れやコロナボンド内割れが発生していることが確認できる。
また、比較例７～比較例１８では、ダウンスロープ時間Ｔｄｓと電極保持時間Ｔｈｔの関係が、式（３）の条件を満足しないため、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れの少なくとも一方が発生した。
代表例として、Ｔｄｓ＜Ｂである比較例７の溶接部の断面写真を図８に示し、Ｔｄｓ＝０である比較例１１の溶接部の断面写真を図９に示し、Ｔｄｓ＞Ｃである比較例１８の溶接部の断面写真を図１０にそれぞれ示す。図８～図１０において矢印で示すように、いずれの溶接部でも、ナゲット内割れやコロナボンド内割れが発生していることが確認できる。
さらに、比較例１９及び比較例２０では、加圧上昇遅延時間Ｔｄｌが式（２）の条件を満足せず、比較例２１～比較例２４では、第二加圧力Ｐ２が式（１）の条件を満足していないため、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れの少なくとも一方が発生した。
代表例として、加圧上昇遅延時間Ｔｄｌが式（２）の条件を満足しない比較例２０の溶接部の断面写真を図１１に示し、第二加圧力Ｐ２が式（１）の条件を満足しない比較例２２の溶接部の断面写真を図１２にそれぞれ示す。図１１及び図１２において矢印で示すように、いずれの溶接部でも、ナゲット内割れやコロナボンド内割れが発生していることが確認できる。
なお、図２における曲線Ｂは「Ｔｄｓ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８」を示しており、曲線Ｃは「Ｔｄｓ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６」を示している。図２の結果を参照すれば、上述した式（３）の条件を満足することの技術的意義が理解される。
本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 母材強度が９８０ＭＰａ以上のめっき高張力鋼板を少なくとも１枚含む３枚以上の鋼板からなる抵抗溶接部材の製造方法であって、
前記鋼板を第一加圧力Ｐ１で加圧しながら第一電流値Ｉ１で通電することによりナゲットを形成する本通電工程と、
前記本通電工程後に、前記第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しながら電流値が前記第一電流値Ｉ１から漸減するように通電する後通電工程と、
前記後通電後に、前記第二加圧力Ｐ２を維持したまま電極を保持する電極保持工程を有し、
下記式（１）～（３）を満足する条件で、前記鋼板を接合することを特徴とする抵抗溶接部材の製造方法。
Ａ≧１．９ ・・・式（１）
ただし、Ａ＝Ｐ２／ｔであり、Ｐ２：前記第二加圧力［ｋＮ］、ｔ：前記鋼板の総板厚［ｍｍ］をそれぞれ示す。
０≦Ｔｄｌ≦２００ ・・・式（２）
ただし、Ｔｄｌ：前記第一電流値Ｉ１での通電終了時と、前記第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間［ｍｓ］を示す。
Ｂ≦Ｔｄｓ≦Ｃ ・・・式（３）
ただし、Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８であり、Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６であり、Ｔｄｓ：前記後通電工程におけるダウンスロープ時間［ｍｓ］，Ｔｈｔ：前記電極保持工程における電極保持時間［ｍｓ］をそれぞれ示す。
この構成によれば、めっき鋼板を含む３枚以上の板組のスポット溶接において、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れを抑制できる。
前記鋼板を第一加圧力Ｐ１で加圧しながら第一電流値Ｉ１で通電することによりナゲットを形成する本通電工程と、
前記本通電工程後に、前記第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しながら電流値が前記第一電流値Ｉ１から漸減するように通電する後通電工程と、
前記後通電後に、前記第二加圧力Ｐ２を維持したまま電極を保持する電極保持工程を有し、
下記式（１）～（３）を満足する条件で、前記鋼板を接合することを特徴とする抵抗溶接部材の製造方法。
Ａ≧１．９ ・・・式（１）
ただし、Ａ＝Ｐ２／ｔであり、Ｐ２：前記第二加圧力［ｋＮ］、ｔ：前記鋼板の総板厚［ｍｍ］をそれぞれ示す。
０≦Ｔｄｌ≦２００ ・・・式（２）
ただし、Ｔｄｌ：前記第一電流値Ｉ１での通電終了時と、前記第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間［ｍｓ］を示す。
Ｂ≦Ｔｄｓ≦Ｃ ・・・式（３）
ただし、Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８であり、Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６であり、Ｔｄｓ：前記後通電工程におけるダウンスロープ時間［ｍｓ］，Ｔｈｔ：前記電極保持工程における電極保持時間［ｍｓ］をそれぞれ示す。
この構成によれば、めっき鋼板を含む３枚以上の板組のスポット溶接において、ナゲット内割れ及びコロナボンド内割れを抑制できる。
（２） 前記Ｔｈｔが、下記式（４）を満足することを特徴とする（１）に記載の抵抗溶接部材の製造方法。
Ｔｈｔ＜７００ ・・・式（４）
この構成によれば、電極保持時間Ｔｈｔを適正な範囲に制御することで、ＬＭＥ割れが防止できる。
Ｔｈｔ＜７００ ・・・式（４）
この構成によれば、電極保持時間Ｔｈｔを適正な範囲に制御することで、ＬＭＥ割れが防止できる。
（３） 前記電極の先端径が４ｍｍ～１０ｍｍであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の抵抗溶接部材の製造方法。
この構成によれば、ＬＭＥ割れを効果的に防止できる。
この構成によれば、ＬＭＥ割れを効果的に防止できる。
（４） 前記電極による前記鋼板の加圧開始時から前記鋼板の板厚方向の変位量が０．２ｍｍを超えたとき、前記通電を強制的に終了することを特徴とする（１）～（３）のいずれか１つに記載の抵抗溶接部材の製造方法。
この構成によれば、必要以上のナゲットの変形、ひいてはそれに伴う圧痕部の変形を抑制し、チリの発生を抑制できる。
この構成によれば、必要以上のナゲットの変形、ひいてはそれに伴う圧痕部の変形を抑制し、チリの発生を抑制できる。
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
なお、本出願は、２０２０年４月１５日出願の日本特許出願（特願２０２０－０７３１３０）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
Ｐ１ 第一加圧力
Ｐ２ 第二加圧力
Ｉ１ 第一電流値
Ｔｄｓ ダウンスロープ時間
Ｔｈｔ 電極保持時間
Ｔｄｌ 加圧上昇遅延時間
Ｐ２ 第二加圧力
Ｉ１ 第一電流値
Ｔｄｓ ダウンスロープ時間
Ｔｈｔ 電極保持時間
Ｔｄｌ 加圧上昇遅延時間
Claims (5)
- 母材強度が９８０ＭＰａ以上のめっき高張力鋼板を少なくとも１枚含む３枚以上の鋼板からなる抵抗溶接部材の製造方法であって、
前記鋼板を第一加圧力Ｐ１で加圧しながら第一電流値Ｉ１で通電することによりナゲットを形成する本通電工程と、
前記本通電工程後に、前記第一加圧力Ｐ１よりも高い第二加圧力Ｐ２で加圧しながら電流値が前記第一電流値Ｉ１から漸減するように通電する後通電工程と、
前記後通電後に、前記第二加圧力Ｐ２を維持したまま電極を保持する電極保持工程を有し、
下記式（１）～（３）を満足する条件で、前記鋼板を接合することを特徴とする抵抗溶接部材の製造方法。
Ａ≧１．９ ・・・式（１）
ただし、Ａ＝Ｐ２／ｔであり、Ｐ２：前記第二加圧力［ｋＮ］、ｔ：前記鋼板の総板厚［ｍｍ］をそれぞれ示す。
０≦Ｔｄｌ≦２００ ・・・式（２）
ただし、Ｔｄｌ：前記第一電流値Ｉ１での通電終了時と、前記第二加圧力Ｐ２での加圧開始時との時間差である加圧上昇遅延時間［ｍｓ］を示す。
Ｂ≦Ｔｄｓ≦Ｃ ・・・式（３）
ただし、Ｂ＝０．００１１Ｔｈｔ２－２．６４Ｔｈｔ＋１２８４．８であり、Ｃ＝０．００１５Ｔｈｔ２－２．５２Ｔｈｔ＋１２６８．６であり、Ｔｄｓ：前記後通電工程におけるダウンスロープ時間［ｍｓ］，Ｔｈｔ：前記電極保持工程における電極保持時間［ｍｓ］をそれぞれ示す。 - 前記Ｔｈｔが、下記式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の抵抗溶接部材の製造方法。
Ｔｈｔ＜７００ ・・・式（４） - 前記電極の先端径が４ｍｍ～１０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗溶接部材の製造方法。
- 溶接機としてサーボ加圧式溶接機を使用し、
前記電極による前記鋼板の圧痕深さが０．１５ｍｍ以上となったとき、前記通電のみ又は前記通電及び前記加圧を強制的に終了させる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗溶接部材の製造方法。 - 溶接機としてサーボ加圧式溶接機を使用し、
前記電極による前記鋼板の圧痕深さが０．１５ｍｍ以上となったとき、前記通電のみ又は前記通電及び前記加圧を強制的に終了させる制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の抵抗溶接部材の製造方法。
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