WO2023234391A1 - スポット溶接継手、及びスポット溶接継手の製造方法 - Google Patents

スポット溶接継手、及びスポット溶接継手の製造方法 Download PDF

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WO2023234391A1
WO2023234391A1 PCT/JP2023/020489 JP2023020489W WO2023234391A1 WO 2023234391 A1 WO2023234391 A1 WO 2023234391A1 JP 2023020489 W JP2023020489 W JP 2023020489W WO 2023234391 A1 WO2023234391 A1 WO 2023234391A1
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WO
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steel plate
vickers hardness
plate
steel
thickness
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徹 岡田
昌史 東
拓也 西尾
誠司 古迫
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日本製鉄株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded

Definitions

  • the present disclosure relates to spot welded joints and methods of manufacturing spot welded joints.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-089551 filed in Japan on June 1, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • Resistance spot welding can join steel plates cheaply and quickly. Therefore, resistance spot welding is used in various applications, such as joining high-strength steel plates that are materials for automobile body parts.
  • high-strength steel plates such as steel plates with a tensile strength of 1300 MPa class, 1500 MPa class, and 1800 MPa class, have problems with a decrease in joint strength and hydrogen embrittlement at the joint part of spot welded joints.
  • One of the causes is a decrease in the toughness of the nugget (molten zone) as the C content of the nugget increases.
  • heat treatment under various conditions is applied to optimize the metal structure. This ensures the toughness of the high-strength steel plate.
  • the metal structure changes in the nugget and the HAZ (Heat Affected Zone) around it. As a result, nugget embrittlement occurs. From the viewpoint of ensuring the joint strength of spot welded joints, there is a need for a joining method that suppresses nugget embrittlement.
  • Patent Document 1 describes a first member made of high-strength steel, a second member made of high-tensile steel that is stacked on the first member, and an overlapping surface of the second member on the first member, or a soft surface layer formed on at least one of the overlapping surfaces of the second member and the first member; a molten solidified portion formed by melting and solidifying the first member and the second member; a heat-affected zone formed around the melt-solidified part, the total thickness of the soft surface layer is 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and the carbon content of the melt-solidified part is 0.35% by mass or more. Additionally, a bonded structure is disclosed, wherein the soft surface layer in the heat affected zone has a maximum Vickers hardness of 100 Hv or more and 500 Hv or less.
  • Patent Document 2 discloses a steel plate having excellent spot weld breakage resistance, characterized in that the ratio (Hs/Hm) between the hardness Hs of the surface layer of the steel plate and the hardness Hm of the center of the steel plate is 0.4 or more and 0.8 or less. A steel plate is disclosed.
  • a typical spot weld is composed of a nugget which is a molten solidified part, a pressure welded part formed around the nugget, and a HAZ (Heat Affected Zone).
  • the pressure welding portion is a region where two steel plates are solid-phase joined, although no melting and solidification has occurred.
  • the pressure contact portion is also referred to as a pressure contact surface or a corona bond.
  • HAZ is a region where melting and solidification has not occurred, but the metal structure, metallurgical properties, mechanical properties, etc. have changed due to the influence of welding heat.
  • the present inventors discovered a unique form when spot welding a set of steel plates that are made up of multiple steel plates including one or more high-strength steel plates and in which the steel plates have different tensile strengths and/or thicknesses. It was discovered that cracks occur. Specifically, as shown in FIG. 5, cracks that propagated in the thickness direction of the steel plate were observed in the HAZ near the outer peripheral end of the press-welded portion. Note that, in the cross section of the nugget, the outer peripheral side end of the pressure contact portion is visually recognized as the end of the pressure contact portion on the opposite side to the nugget.
  • the present disclosure provides a spot welded joint that is composed of a plurality of steel plates including one or more high-strength steel plates, and in which the steel plates have different tensile strengths and/or thicknesses, and which includes a pressure welded joint.
  • An object of the present invention is to provide a spot welded joint capable of suppressing HAZ cracking near the outer peripheral end of the joint, and a method for manufacturing the spot welded joint.
  • the gist of the present disclosure is as follows.
  • a spot welded joint includes a first steel plate, a second steel plate, and a spot welded portion that joins the first steel plate and the second steel plate,
  • the first steel plate and the second steel plate are directly stacked, the tensile strength of the first steel plate is 1500 MPa or more, and the tensile strength of the second steel plate is not more than the tensile strength of the first steel plate,
  • the Vickers hardness from the surface of the first steel plate to a depth of 20 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness at a 1/4 plate thickness position of the base material portion of the first steel plate, and
  • the carbon equivalent Ceq defined by Equation 1 of the material part is 0.22% or more, the index HC defined by Equation 2 is 170 or more, and the spot weld is formed between the nugget and the first part around the nugget.
  • a pressure welding part for joining a steel plate and the second steel plate, and a Vickers hardness of 20 ⁇ m on the first steel plate side at an outer circumferential end of the pressure welding part is equal to the plate of the base material part of the first steel plate. It is Hv50 or more lower than the Vickers hardness at the 1/4 thickness position.
  • the symbol TS 1 in the formula 2 is the tensile strength in MPa of the first steel plate
  • t 1 is the thickness of the first steel plate in mm
  • TS 2 is , is the tensile strength of the second steel plate in units of MPa
  • t2 is the plate thickness of the second steel plate in units of mm.
  • the base metal portion of the first steel plate includes a martensitic structure.
  • the Vickers hardness of the first steel plate from the surface to a depth of 50 ⁇ m is the same as that of the base material of the first steel plate.
  • the Vickers hardness of the first steel plate from the surface to a depth of 100 ⁇ m is The Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the material part is 95% or less, and the Vickers hardness at 100 ⁇ m on the first steel plate side of the outer peripheral end of the pressure welding part is the base material of the first steel plate.
  • the Vickers hardness is 50 Hv or more lower than the Vickers hardness at the 1/4 position of the plate thickness.
  • the Vickers hardness of the first steel plate from the surface to a depth of 200 ⁇ m is The Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the material part is 95% or less, and the Vickers hardness at 200 ⁇ m on the first steel plate side of the outer peripheral end of the pressure welding part is the base material of the first steel plate.
  • the Vickers hardness is 50 Hv or more lower than the Vickers hardness at the 1/4 position of the plate thickness.
  • a method for manufacturing a spot welded joint includes overlapping a first steel plate and a second steel plate, and spot welding the first steel plate and the second steel plate.
  • the tensile strength of the first steel plate is 1500 MPa or more
  • the tensile strength of the second steel plate is not more than the tensile strength of the first steel plate
  • the depth from the surface of the first steel plate is
  • the Vickers hardness up to 20 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the base material portion of the first steel plate, and is defined by Formula 1 of the base material portion of the first steel plate.
  • the carbon equivalent Ceq is 0.22% or more
  • the index HC defined by Formula 2 is 170 or more.
  • the symbol TS 1 in the formula 2 is the tensile strength in MPa of the first steel plate
  • t 1 is the thickness of the first steel plate in mm
  • TS 2 is the tensile strength of the second steel plate in units of MPa
  • t2 is the plate thickness of the second steel plate in units of mm.
  • the Vickers hardness from the surface of the first steel plate to a depth of 50 ⁇ m is the same as the Vickers hardness of the base metal portion of the first steel plate.
  • the Vickers hardness is 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 thickness position.
  • the Vickers hardness of the first steel plate from the surface to a depth of 100 ⁇ m is The Vickers hardness is 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 thickness position of the material part.
  • the Vickers hardness of the first steel plate up to a depth of 200 ⁇ m from the surface of the first steel plate is The Vickers hardness is 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the base material portion.
  • a spot welded joint includes two steel plates including one or more high-strength steel plates with a tensile strength of 1300 MPa or more, a nugget, and a pressure contact surface around the nugget. and a spot welded joint that joins the two steel plates, and when the two steel plates have different tensile strengths, the steel plate with higher tensile strength is used as the first steel plate.
  • the steel plate with lower tensile strength is used as the second steel plate, and if the two steel plates have the same tensile strength, the thicker steel plate is used as the first steel plate, and the thinner steel plate is used as the second steel plate.
  • the carbon equivalent Ceq within the plate thickness expressed by the following formula 1 is 0.22% or more
  • the index HC expressed by the following formula 2 is 170 or more.
  • the Vickers hardness of the surface layer of the first steel plate at the outer circumferential end of the pressure contact surface measured in a cross section passing through the center of the nugget and perpendicular to the surface of the steel plate is HV50 or more lower than the Vickers hardness of 1/4 part thickness.
  • a spot welded joint includes three or more steel plates including one or more high-strength steel plates with a tensile strength of 1300 MPa or more, a nugget, and a pressure welding surface around the nugget.
  • the spot welding joint comprising: a spot welding portion for joining three or more of the steel plates, in at least one of the combinations of the high strength steel plate and the steel plate in contact therewith, two When the tensile strengths of the steel plates are different, the steel plate with higher tensile strength is used as the first steel plate, the steel plate with lower tensile strength is used as the second steel plate, and the tensile strength of the two steel plates is determined.
  • the press contact surface has a carbon equivalent Ceq of 0.22% or more, an index HC expressed by the following formula 2 is 170 or more, and is measured in a cross section passing through the center of the nugget and perpendicular to the surface of the steel plate.
  • the Vickers hardness of the surface layer portion of the first steel plate at the outer circumferential end is lower by HV50 or more than the Vickers hardness of a 1/4 part of the thickness of the first steel plate.
  • the tensile strength in units of MPa It is the tensile strength in units of MPa, and t2 is the plate thickness of the second steel plate in units of mm.
  • the carbon equivalent within the plate thickness is Ceq is 0.22% or more
  • the index HC is 170 or more
  • the Vickers hardness of the surface layer portion of the first steel plate at the outer peripheral end of the press contact surface is The Vickers hardness may be lower by HV50 or more than the Vickers hardness of 1/4 part of the plate thickness.
  • the carbon equivalent Ceq within the plate thickness is 0.22% or more in all combinations of the high-strength steel plate and the steel plate in contact therewith.
  • the index HC is 170 or more
  • the Vickers hardness of the surface layer portion of the first steel plate at the outer peripheral end of the press contact surface is the Vickers hardness of 1/4 part of the thickness of the first steel plate.
  • the hardness may be lower than the hardness by HV50 or more.
  • the first steel plate may have a decarburized layer with a depth of 5 to 200 ⁇ m.
  • the first steel plate may have a tensile strength of 1500 MPa or more.
  • the first steel plate may be a hot stamped steel plate.
  • An automobile component according to another embodiment of the present disclosure has the spot weld joint described in any one of (1) to (7) above.
  • a method for manufacturing a spot welded joint according to another embodiment of the present disclosure includes spot welding two steel plates including one or more high-strength steel plates having a tensile strength of 1300 MPa or more to form a nugget and the nugget.
  • a method for manufacturing a spot welded joint comprising a step of forming a spot welded portion for joining the two steel plates, the method having a pressure welding surface around the periphery of the spot welding joint.
  • the steel plate with higher strength is used as the first steel plate
  • the steel plate with lower tensile strength is used as the second steel plate
  • the thicker steel plate is used as the first steel plate.
  • the carbon equivalent Ceq within the plate thickness expressed by the following formula 1 is 0.22% or more, and the following:
  • the index HC expressed by Formula 2 is 170 or more, and the surface layer portion of the first steel plate at the outer peripheral side end of the press contact surface is measured in a cross section passing through the center of the nugget and perpendicular to the surface of the steel plate.
  • the Vickers hardness of the first steel plate is lowered by HV50 or more than the Vickers hardness of 1/4 part of the thickness of the first steel plate.
  • a method for manufacturing a spot welded joint includes spot welding three or more steel plates including one or more high-strength steel plates having a tensile strength of 1300 MPa or more to form a nugget and the A method for manufacturing a spot welded joint, the method comprising the step of forming a spot welded portion having a pressure welding surface around a nugget and joining three or more steel plates, the method comprising: forming a spot welded joint between the high strength steel plate and a steel plate in contact with the high strength steel plate; In at least one of the combinations, if the two steel plates have different tensile strengths, the steel plate with higher tensile strength is used as the first steel plate, and the steel plate with lower tensile strength is used as the second steel plate.
  • the thicker steel plate is used as the first steel plate
  • the thinner steel plate is used as the second steel plate
  • the following formula is applied in the base material of the first steel plate.
  • the carbon equivalent Ceq within the plate thickness expressed by 1 is 0.22% or more
  • the index HC expressed by the following formula 2 is 170 or more
  • the The Vickers hardness of the surface layer of the first steel plate at the outer peripheral end of the pressure contact surface, measured in cross section, is lowered by HV50 or more than the Vickers hardness of a 1/4 part of the thickness of the first steel plate.
  • the inside thickness of the plate is The carbon equivalent Ceq is 0.22% or more, the index HC is 170 or more, and the Vickers hardness of the surface layer portion of the first steel plate at the outer peripheral end of the press contact surface is The Vickers hardness may be lower by HV50 or more than the Vickers hardness of 1/4 part of the thickness of the steel plate.
  • the carbon equivalent Ceq within the plate thickness is 0.22%.
  • the index HC is 170 or more
  • the Vickers hardness of the surface layer portion of the first steel plate at the outer peripheral end of the pressure contact surface is determined by 1/4 part of the thickness of the first steel plate.
  • the Vickers hardness may be lowered by HV50 or more than the Vickers hardness.
  • the first steel plate may have a decarburized layer with a depth of 5 to 200 ⁇ m.
  • a spot welded joint that is composed of a plurality of steel plates including one or more high-strength steel plates, and in which the steel plates have different tensile strengths and/or thicknesses, the outer peripheral end of the press-welded part It is possible to provide a spot welded joint that can suppress HAZ cracking in the vicinity of the spot welded joint, and a method for manufacturing the spot welded joint.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section of a spot welded joint including two steel plates, passing through the center of the nugget and perpendicular to the surface of the steel plates, according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the pressure welding part of the spot welding joint according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section passing through the center of the nugget and perpendicular to the surface of the steel plate of a spot welded joint with three steel plates and one high-strength steel plate.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a cross-section passing through the center of a nugget and perpendicular to the surface of the steel plates of a spot welded joint with three steel plates and two high-strength steel plates.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a press-welded portion of a conventional spot welded joint.
  • the spot weld joint 1 joins a first steel plate 111, a second steel plate 112, and a first steel plate 111 and a second steel plate 112.
  • the first steel plate 111 and the second steel plate 112 are directly overlapped, the first steel plate 111 has a tensile strength of 1500 MPa or more, and the second steel plate 112 has a tensile strength of 1500 MPa or more.
  • the Vickers hardness from the surface of the first steel plate 111 to a depth of 20 ⁇ m is 95 % or less
  • the carbon equivalent Ceq defined by formula 1 of the base metal part of the first steel plate 111 is 0.22% or more
  • the index HC defined by formula 2 is 170 or more
  • the spot weld part 12 is nugget 121 and a pressure welding part 122 that joins the first steel plate 111 and the second steel plate 112 around the nugget
  • the Vickers hardness of the outer peripheral end 122E of the pressure welding part 122 on the first steel plate 111 side is 20 ⁇ m.
  • the welding base materials of the spot welded joint 1 according to the first embodiment are two or more steel plates 11.
  • the case where the number of steel plates 11 is two will be explained first, and then the case where the number of steel plates 11 is three or more will be explained.
  • one or both of the two steel plates 11 are made of high-strength steel plates.
  • a high-strength steel plate is defined as a steel plate with a tensile strength of 1300 MPa or more, or 1500 MPa or more.
  • the steel plate 11 with higher tensile strength among the two steel plates 11 is defined as the first steel plate 111, and the other steel plate 11 is defined as the second steel plate 112.
  • the hatched steel plate 11 is regarded as the first steel plate 111
  • the unhatched steel plate 11 is regarded as the second steel plate 112. If the two steel plates 11 have the same tensile strength, the thicker steel plate 11 is defined as the first steel plate 111 and the thinner steel plate 11 is defined as the second steel plate 112.
  • the plate thickness and tensile strength of two steel plates are the same, since the index HC mentioned later becomes 0, it is not considered in the spot weld joint 1 according to the first embodiment.
  • the first steel plate 111 and the second steel plate 112 are directly overlapped. Further, during spot welding, the amount of deformation of the first steel plate 111 is smaller than the amount of deformation of the second steel plate 112. Therefore, after the spot welding is completed, tensile stress is applied to the first steel plate 111 from the second steel plate 112. This point will be discussed later. Further, in the spot welded joint 1 according to the first embodiment, preferably, the Vickers hardness from the surface of the first steel plate 111 to a depth of 20 ⁇ m is at a position of 1/4 of the plate thickness of the base material portion of the first steel plate 111.
  • the depth of the decarburized layer of the first steel plate 111 is at least 20 ⁇ m.
  • the depth of the decarburized layer and its effects will be described later.
  • the plate thickness 1/4 position is a position at a depth of 1/4 t 1 from the surface of the first steel plate 111 when the plate thickness of the first steel plate 111 is expressed as t 1 .
  • the plate thickness 1/4 position is a different concept from the plate thickness 1/4 portion described later.
  • the carbon equivalent Ceq is 0.22% or more.
  • the carbon equivalent is a value calculated by Equation 1 below.
  • Ceq C+Si/90+(Mn+Cr)/100 (Formula 1)
  • the element symbol described in Formula 1 is the content in unit mass % of the element corresponding to the element symbol in 1/4 part of the plate thickness of the base material portion of the first steel plate 111.
  • the base metal portion of the first steel plate 111 is a region of the first steel plate 111 that is not affected by heat during welding.
  • 1/4 part of the plate thickness is an area at a depth of 1/8t 1 or more and 1/4t 1 or less from the surface of the first steel plate 111, when the plate thickness of the first steel plate 111 is expressed as t1 . be.
  • the inside of the plate thickness is the range excluding the depth t 1 / 4 from the surface of the first steel plate 111, when the plate thickness of the first steel plate 111 is expressed as t 1 , that is, 1/4 t 1 It is in the range of ⁇ 3/4t 1 .
  • the first steel plate 111 By measuring the chemical components at 1/4 part of the thickness of the base material portion of the first steel plate 111 or inside the thickness using a combustion method (infrared absorption method), spectroscopic analysis, etc., the first steel plate 111 It is possible to obtain the carbon equivalent amount Ceq of 1/4 part of the plate thickness or inside the plate thickness of the base material portion.
  • the Ceq at 1/4 part of the plate thickness and the Ceq inside the plate thickness are approximately the same.
  • the carbon equivalent Ceq is an index of hardenability, and the higher the carbon equivalent Ceq, the higher the tensile strength, so it is preferable. However, the higher the carbon equivalent Ceq, the more easily the spot weld 12 becomes brittle. Therefore, in the formula for calculating the index HC described later, the carbon equivalent Ceq is used as an index of the brittleness of the first steel plate 111.
  • the carbon equivalent Ceq of the base metal portion of the first steel plate 111 may be 0.25% or more, 0.30% or more, or 0.35% or more.
  • the upper limit of the carbon equivalent Ceq of the base metal portion of the first steel plate 111 is not particularly limited, but may be, for example, 0.55% or less, or 0.50% or less.
  • the first steel plate 111 may be a high strength steel plate exceeding 1300 MPa.
  • the tensile strength of the first steel plate may be 1500 MPa or higher, or 1800 MPa or higher.
  • the tensile strength of the first steel plate 111 is, for example, 1500 MPa or more, or 1800 MPa or more.
  • “1500 MPa class (1800 MPa class)" for hot stamped steel sheets means that if properly quenched, the tensile strength will be 1500 MPa or more (1800 MPa or more), but depending on the quenching conditions, it will have a tensile strength of less than 1500 MPa (1800 MPa or more). ) means that it can have a tensile strength of
  • the steel plate 11 is not particularly limited as long as one or more of the two steel plates 11 is a high-strength steel plate.
  • the composition and metal structure of the steel plate 11 are not particularly limited, and a suitable mode for ensuring a tensile strength of 1300 MPa class or higher can be selected as necessary.
  • the steel plate 11 is preferably a hot stamped steel plate, that is, a steel plate (steel member) manufactured by hot stamping.
  • a hot-stamped steel plate includes a martensitic structure produced by quenching. Therefore, the base metal portion of the steel plate 11, particularly the base metal portion of the first steel plate 111, may include a martensitic structure.
  • the martensite structure may be either fresh martensite or tempered martensite.
  • the amount of martensite structure is not particularly limited, but for example, it is preferable that the amount of martensite in 1/4 part of the thickness of the base material of the first steel plate 111 is within the range of 80% to 100%, and 90% to 100%. More preferably, it is 100%.
  • the steel plate 11 may be used as a steel plate before hot stamping (a steel plate for hot stamping).
  • the term "steel plate” includes not only steel that is entirely plate-shaped, but also steel that is partially plate-shaped, such as a member having a flange. This is the concept of
  • the steel plate 11 may have a plating layer on its surface.
  • the plating layer is, for example, hot-dip galvanizing, alloyed hot-dip galvanizing, aluminum plating, or the like. Thereby, the corrosion resistance of the spot welded joint 1 can be improved.
  • the thickness of the steel plate 11 is also not particularly limited.
  • the thickness t 1 of the first steel plate 111 is 1.0 to 2.6 mm
  • the thickness t 2 of the second steel plate 112 is 0.5 to 2 mm. It may be set to .3 mm.
  • the thickness t 1 of the first steel plate 111 and the thickness t 2 of the first steel plate 111 mean the thickness at the spot weld 12 .
  • the first steel plate is a steel plate such as a tailored blank whose thickness is not constant
  • the thickness measured at the welded portion is regarded as t 1 or t 2 .
  • spot welding part 12 In the spot welded joint 1 according to the first embodiment, two steel plates 11 including a high-strength steel plate are joined by a spot weld 12.
  • the spot weld 12 includes a nugget 121, which is a molten solidified part, and a pressure weld part 122.
  • the pressure contact portion 122 is formed around the nugget 121.
  • the pressure contact portion 122 joins the first steel plate 111 and the second steel plate 112 around the nugget 121.
  • the pressure welding portion 122 is a region where two steel plates 11 are solid-phase joined, although no melting and solidification has occurred, and is also referred to as a pressure contact surface or a corona bond.
  • a HAZ 123 is formed around the nugget 121.
  • the HAZ 123 is a region in which melting and solidification has not occurred, but the metal structure, metallurgical properties, mechanical properties, etc. have changed due to the influence of welding heat.
  • the spot weld joint 1 may have a plurality of spot welds 12.
  • a joint in which at least one of the plurality of spot welds 12 satisfies the requirements for the spot weld joint 1 according to the first embodiment is considered to be the spot weld joint 1 according to the first embodiment.
  • the spot weld joint 1 may have a joining means such as a laser weld, an adhesive, a rivet joint, or the like.
  • the index HC defined by the following formula 2 is 170 or more.
  • HC Ceq ⁇ TS 2 ⁇ (1-(TS 2 ⁇ t 2 3 )/(TS 1 ⁇ t 1 3 ))/ ⁇ t 2 (Formula 2)
  • the meanings of the symbols described in Formula 2 are as follows.
  • ⁇ TS 1 Tensile strength of the first steel plate 111 in units of MPa ⁇ t 1 : Thickness of the first steel plate 111 in units of mm
  • ⁇ TS 2 Tensile strength of the second steel plate 112 in units of MPa ⁇ t 2 : Thickness in mm of the second steel plate 112
  • HC Carbon equivalent amount of the first steel plate 111 calculated by the above formula 1 HC is the This is an index of how easily HAZ cracking occurs in the first steel plate.
  • the index HC will be explained below.
  • the present inventors discovered a unique method when spot-welding a set of steel plates 11 each including one or more high-strength steel plates, and in which the steel plates 11 have different tensile strengths and/or thicknesses. It was found that morphological cracks C occurred. Specifically, as shown in FIG. 5, in the HAZ 123 near the outer peripheral end 122E of the pressure welding part 122, a crack C was observed that progressed in the thickness direction of the steel plate 11. Note that when the spot welding portion 12 is viewed from above, the pressure contact portion 122 is formed in a ring shape around the nugget 121. Therefore, the outer circumferential end 122E of the pressure contact portion 122 can be visually recognized as the end on the opposite side of the nugget 121 in the cross section of the nugget 121.
  • the inventors of the present invention first identified the conditions under which stress is likely to occur at the outer peripheral end 122E of the pressure contact part 122, and then decided to prevent cracking near the outer peripheral end 122E of the pressure contact part 122. As a result, the present inventors found that the conditions under which stress is likely to occur at the outer circumferential end 122E of the pressure contact portion 122 are as follows. - The greater the strength difference and thickness difference between the first steel plate 111 and the second steel plate 112, the greater the amount of deformation of the second steel plate 112. - The greater the tensile strength of the second steel plate 112, the greater the second steel plate 112. The stress that the steel plate 112 of An index HC of the breakability of the HAZ 123 of the first steel plate 111 in the vicinity of the portion 122E was defined.
  • index HC is the strength/plate of the first steel plate 111 and the second steel plate 112. This is an index value of thickness balance. The larger this index value is, the larger the amount of deformation of the second steel plate 112 during spot welding becomes. The smaller the tensile strength TS 2 of the second steel plate 112 is with respect to the tensile strength TS 1 of the first steel plate 111, the larger the index value becomes. Moreover, the smaller the thickness t 2 of the second steel plate 112 is with respect to the thickness t 1 of the first steel plate 111, the larger the index value becomes.
  • Equation 2 The product of “TS 2 ” and “(1-(TS 2 ⁇ t 2 3 )/(TS 1 ⁇ t 1 3 ))” included in Equation 2 is the amount of deformation of the second steel plate 112 during spot welding. It is the product of the index value of and the tensile strength of the second steel plate 112.
  • the product of “TS 2 ” and “(1-(TS 2 ⁇ t 2 3 )/(TS 1 ⁇ t 1 3 ))” is the difference between the second steel plate 112 and the first steel plate 111 after spot welding is completed. This is an index value of the tensile strength given.
  • “Ceq” included in Equation 2 is an index value of the brittleness of the first steel plate 111.
  • ⁇ t 2 ” included in Equation 2, that is, t 2 0.5 is an index value of the nugget diameter.
  • the index HC becomes 170 or more
  • the HAZ 123 of the first steel plate 111 tends to crack near the outer peripheral end 122E of the pressure welding part 122.
  • spot welded joints 1 with an index HC of 170 or more are required for various mechanical structural parts.
  • high-strength, thick steel plates are used as frame members, low-strength, thin steel plates are used as exterior members, and these are often spot-welded. Therefore, by setting the index HC of the spot welded joint 1 to 170 or more, the range of application of the spot welded joint 1 can be expanded.
  • the index HC may be 180 or more, 190 or more, or 200 or more.
  • the Vickers hardness at 20 ⁇ m on the first steel plate 111 side of the outer peripheral end 122E of the pressure welding part 122 is set to Lower the hardness by Hv50 or more.
  • the Vickers hardness of 20 ⁇ m on the first steel plate 111 side of the outer peripheral end 122E of the pressure contact portion 122 (that is, the Vickers hardness of the surface layer of the first steel plate 111 at the outer peripheral end 122E of the pressure contact portion 122) is as follows: As shown in FIG. 2, this is the Vickers hardness measured at a portion D at a depth of 20 ⁇ m from the outer peripheral end 122E of the pressure contact portion 122 in the first steel plate 111.
  • ⁇ Hv By setting ⁇ Hv to Hv50 or more, HAZ cracking of the first steel plate 111 can be extremely effectively prevented.
  • the difference ⁇ Hv between the Vickers hardness at 20 ⁇ m on the first steel plate 111 side of the outer peripheral end 122E of the pressure contact surface 122 and the Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the first steel plate 111 is set to Hv60 or more, Hv70 or more, or It may be Hv80 or higher.
  • the Vickers hardness of 20 ⁇ m on the first steel plate 111 side of the outer circumferential end 122E of the pressure welding part 122 is determined by JIS. Measured in accordance with Z 2244:2009.
  • the measurement plane is a cross section passing through the center of the nugget 121 and perpendicular to the surface of the steel plate 11. As shown in FIG. 2, the measurement position is on a line that passes through the outer peripheral side end 122E of the pressure contact portion 122 and is substantially perpendicular to the pressure contact portion 122, is inside the first steel plate 111, and is located within the pressure contact portion.
  • the position of the outer circumferential end 122E of the pressure contact portion 122 is specified by observing the measurement surface with a microscope. In a normal spot welded joint 1, a slight gap is created between the steel plates 11 due to sheet separation. The pressure welding end portion can also be visually recognized on the measurement surface.
  • the Vickers hardness at a position of 1/4 of the thickness of the first steel plate 111 is also measured in accordance with JIS Z 2244:2009.
  • the measurement plane is a cross section passing through the center of the nugget 121 and perpendicular to the surface of the steel plate 11.
  • the measurement position is a position at a depth of 1/4 of the thickness t1 of the first steel plate 111 from the surface of the first steel plate 111.
  • the measurement position is outside the nugget 121 and HAZ 123. Note that the softened HAZ portion outside the hardened HAZ portion may not be clearly visible even after etching. However, the width of the HAZ softened portion is approximately 2 to 3 mm.
  • the hardness of the base material can be reliably measured.
  • test force is 10 gf. This allows the two measured values to be compared.
  • the means for increasing ⁇ Hv to Hv50 or more is not particularly limited.
  • the first steel plate 111 may have a decarburized layer with a depth of 5 to 200 ⁇ m.
  • the depth of the decarburized layer of the first steel plate 111 may be 10 ⁇ m or more, 20 ⁇ m or more, or 50 ⁇ m or more. Further, the depth of the decarburized layer of the first steel plate 111 may be 190 ⁇ m or less, 180 ⁇ m or less, or 150 ⁇ m or less.
  • the presence or absence of a decarburized layer in the first steel plate 111 can be determined by locally analyzing the carbon concentration in the surface layer and inside of the first steel plate 111 in the cross section of the spot weld 12 formed perpendicularly to the surface of the steel plate 11, and comparing the two. It can be easily distinguished by
  • the depth of the decarburized layer of the first steel plate 111 is specified based on the Vickers hardness distribution in the depth direction of the first steel plate 111 for convenience of measurement.
  • the test force is 10 gf.
  • the Vickers hardness is measured continuously from the surface of the first steel plate 111 toward the inside in accordance with JIS Z 2244:2009.
  • the first steel plate 111 has a decarburized layer, the deeper the measurement point, the greater the Vickers hardness.
  • a region where the Vickers hardness is 95% or less of the 1/4 position of the thickness of the first steel plate 111 is regarded as a decarburized layer, and the thickness of this region is regarded as the decarburized layer depth.
  • the first steel plate 111 For example, if the Vickers hardness from the surface of the first steel plate 111 to a depth of 20 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the base material portion of the first steel plate 111, the first steel plate 111 The depth of the decarburized layer of the steel plate 111 is at least 20 ⁇ m. In this case, ⁇ Hv can be set to Hv50 or more.
  • the decarburized layer may be provided on both surfaces of the first steel plate 111, or may be provided only on the side of the surface of the first steel plate 111 that is in contact with the second steel plate 112.
  • the decarburized layer is composed of a structure containing at least one of ferrite, bainite, and martensite.
  • the thickness of the layer composed of a ferrite-based structure included in the decarburized layer on the surface of the first steel plate 111 is preferably less than 5 ⁇ m. More preferably, the thickness of the layer composed of a ferrite-based structure is 4.5 ⁇ m or less, 4.0 ⁇ m or less, or 3.5 ⁇ m or less.
  • a ferrite-based structure is defined as a structure in which the area ratio of ferrite is 70% or more when a cross section is observed.
  • the thickness of the decarburized layer and the thickness of the layer composed of a ferrite-based structure are different concepts. The thickness of the decarburized layer is determined by hardness measurement as described above, but the thickness of the layer composed of a ferrite-based structure is determined by microstructure observation as described below.
  • Tissue observation is performed using a scanning electron microscope. Prior to observation, the sample for tissue observation was wet-polished with emery paper and polished with diamond abrasive grains with an average particle size of 1 ⁇ m to give the observation surface a mirror finish, and then the tissue was etched with a 3% nitric acid alcohol solution. I'll keep it.
  • the observation magnification is set to 3000 times, and 10 images of a field of view of 50 ⁇ m ⁇ 50 ⁇ m are randomly photographed.
  • the observation field of view includes a region from the surface of the steel plate to a depth of 5 ⁇ m.
  • the tissue ratio is determined by the following procedure.
  • lattices with a ferrite area ratio of 70% or more and lattices with a ferrite area ratio of less than 70% are identified.
  • the area ratio of ferrite increases closer to the surface of the steel sheet.
  • a layer composed of a lattice having a ferrite area ratio of 70% or more can be specified.
  • the thickness of this layer is regarded as the thickness of a layer composed of a ferrite-based structure.
  • ⁇ Hv 50 or more Hv it is also possible to use means other than surface layer decarburization treatment.
  • ⁇ Hv can be made to be Hv50 or more.
  • ⁇ Hv can be increased to Hv50 or more.
  • spot welded joint 1 having three or more steel plates 11 Next, a spot welded joint 1 having three or more steel plates 11 will be described.
  • the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two has been described.
  • the spot welded joint 1 includes three or more steel plates 11 including one or more high-strength steel plates with a tensile strength of 1300 MPa or more or 1500 MPa or more, and A spot weld 12 for joining the steel plates 11 can be included.
  • this spot welded joint 1 it is the high-strength steel plate that is most likely to cause cracks. Therefore, it is necessary to take measures against cracking in the combination of the high-strength steel plate and the steel plate 11 that is in contact with it.
  • measures against cracking are not essential.
  • the first hatched steel plate 11 from the bottom is a high-strength steel plate, and the other steel plates 11 are mild steel plates.
  • the thickness of the steel plates 11 is greater as the steel plates are disposed lower.
  • the combination of the first steel plate 11 from the bottom and the second steel plate 11 from the bottom corresponds to "a combination of a high-strength steel plate and a steel plate in contact with it.”
  • the same configuration as the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two needs to be applied to this combination.
  • the first steel plate 11 from the bottom is regarded as the first steel plate 111.
  • the third steel plate 11 from the bottom and the second steel plate 11 from the bottom are both mild steel plates.
  • the third steel plate 11 from the bottom and the second steel plate 11 from the bottom there is no need to apply the same configuration as the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two.
  • spot welded joint 1 shown in FIG. 3, there is only one "combination of a high-strength steel plate and a steel plate in contact with it." On the other hand, there may be two or more "combinations of a high-strength steel plate and a steel plate in contact with it". For example, if the spot welded joint 1 is composed of two high-strength steel plates and one mild steel plate, or if it is composed of three high-strength steel plates, There are two combinations of steel plates in contact with each other.
  • the combination for which the index HC is the largest is the combination with the highest risk of cracking. Therefore, it is more preferable to take measures against cracking for the combination in which the index HC is the largest.
  • the same configuration as the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two is applied to all of the plurality of "combinations of high-strength steel plates and steel plates in contact with them.”
  • the first steel plate 11 from the bottom and the second hatched steel plate 11 are high-strength steel plates with the same strength, and the third steel plate 11 from the bottom is a mild steel plate. be.
  • the thickness of the steel plates 11 is greater as the steel plates are disposed lower.
  • each of the combination A of the first steel plate 11 from the bottom and the second steel plate 11 from the bottom and the combination B of the second steel plate 11 from the bottom and the third steel plate 11 from the bottom is a "high strength steel plate”. and the steel plate in contact with it.”
  • the same configuration as the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two may be applied to at least one of the combinations A and B.
  • combination A has a larger index HC and is more likely to cause HAZ cracking. Therefore, of combination A and combination B, it is preferable that the same configuration as the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two is applied to at least combination A. More preferably, the same configuration as the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two is applied to both combination A and combination B.
  • the second steel plate 11 from the bottom is regarded as the second steel plate 112 in combination with the first steel plate 11 from the bottom, and is regarded as the first steel plate 111 in combination with the third steel plate 11 from the bottom. .
  • the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is three or more has the same configuration as the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two.
  • the preferred embodiment of the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is two is also applicable to the spot welded joint 1 in which the number of steel plates 11 is three or more.
  • the Vickers hardness from the surface of the first steel plate 111 to a depth of 50 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness at a position of 1/4 of the plate thickness of the base material portion of the first steel plate 111.
  • the depth of the decarburized layer of the first steel plate 111 is preferably 50 ⁇ m or more.
  • the Vickers hardness at 50 ⁇ m on the first steel plate side of the outer circumferential end of the pressure welding portion can be lowered by 50 Hv or more than the Vickers hardness at the 1/4 thickness position of the base material portion of the first steel plate.
  • the Vickers hardness from the surface of the first steel plate 111 to a depth of 100 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness at a position of 1/4 of the plate thickness of the base material portion of the first steel plate 111.
  • the depth of the decarburized layer of the first steel plate 111 is preferably 100 ⁇ m or more.
  • the Vickers hardness of 100 ⁇ m on the first steel plate side of the outer circumferential end of the pressure welding portion can be lowered by 50 Hv or more than the Vickers hardness at a position of 1/4 of the plate thickness of the base material portion of the first steel plate.
  • the Vickers hardness from the surface of the first steel plate 111 to a depth of 200 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness at a position of 1/4 of the plate thickness of the base material portion of the first steel plate 111.
  • the depth of the decarburized layer of the first steel plate 111 is preferably 200 ⁇ m or more.
  • the Vickers hardness of 200 ⁇ m on the first steel plate side of the outer circumferential end of the pressure welding portion can be lowered by 50 Hv or more than the Vickers hardness at a position of 1/4 of the plate thickness of the base material portion of the first steel plate. Thereby, HAZ cracking of the first steel plate 111 can be more effectively prevented.
  • the Vickers hardness of the outer peripheral end of the pressure welding portion on the first steel plate side X ⁇ m refers to the portion of the first steel plate 111 at a depth of X ⁇ m from the outer peripheral end 122E of the pressure welding portion 122. Vickers hardness measured at
  • the Vickers hardness of X ⁇ m (X is an arbitrary number) on the first steel plate 111 side of the outer peripheral end 122E of the pressure welding portion 122 or the Vickers hardness of 100 ⁇ m on the first steel plate 111 side is based on JIS Z 2244:2009. and measure.
  • the measurement plane is a cross section passing through the center of the nugget 121 and perpendicular to the surface of the steel plate 11.
  • the measurement position is on a line that passes through the outer circumferential end 122E of the pressure contact portion 122 and is substantially perpendicular to the pressure contact portion 122, is inside the first steel plate 111, and is at a depth of X ⁇ m from the pressure contact portion 122. shall be.
  • the method for determining the test force when measuring the Vickers hardness is based on the method for measuring the Vickers hardness of 20 ⁇ m on the first steel plate 111 side of the outer peripheral end 122E of the pressure contact portion 122.
  • the automotive component according to the second embodiment of the present disclosure includes the spot weld joint 1 according to the first embodiment.
  • Automotive parts are often manufactured by joining thick high-strength steel plates and thin mild steel plates, but according to the auto parts according to the second embodiment, the HAZ cracking can be eliminated.
  • a method for manufacturing a spot welded joint 1 according to the third embodiment of the present disclosure is a method for manufacturing a spot welded joint 1 having two or more steel plates 11.
  • the method for manufacturing the spot welded joint 1 according to the third embodiment includes superimposing a first steel plate 111 and a second steel plate 112, and stacking the first steel plate 111 and the second steel plate 112 together.
  • the tensile strength of the first steel plate 111 is 1500 MPa or more
  • the tensile strength of the second steel plate 112 is less than or equal to the tensile strength of the first steel plate 111
  • the surface of the first steel plate 111 is spot welded.
  • the Vickers hardness from to a depth of 20 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the base metal portion of the first steel plate 111, defined by equation 1 of the base metal portion of the first steel plate 111.
  • the carbon equivalent Ceq is 0.22% or more, and the index HC defined by Formula 2 is 170 or more.
  • the means for making the difference ⁇ Hv between the Vickers hardness at 20 ⁇ m on the first steel plate side of the outer circumferential end 122E of the pressure welding part 122 and the Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the first steel plate 111 to Hv50 or more is particularly Not limited.
  • the first steel plate 111 to be subjected to spot welding may have a decarburized layer with a depth of 5 to 200 ⁇ m.
  • the Vickers hardness from the surface to a depth of 20 ⁇ m of the first steel plate 111 to be subjected to spot welding may be set to 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 plate thickness position of the base metal portion of the first steel plate 111. good.
  • ⁇ Hv can be set to Hv50 or more.
  • the method for measuring the decarburized layer depth and the preferred decarburized layer depth are based on the spot welded joint 1 according to the first embodiment.
  • the number of steel plates 11 may be two or three or more.
  • measures against cracking are taken in the combination of a high-strength steel plate and the steel plate 11 in contact with it. There is a need.
  • measures against cracking are not essential.
  • the Vickers hardness from the surface of the first steel plate 111 to a depth of 50 ⁇ m is the first The Vickers hardness is 95% or less of the Vickers hardness at the 1/4 thickness position of the base metal portion of the steel plate 111. More preferably, the Vickers hardness of the first steel plate 111 from the surface to a depth of 100 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness of the base material of the first steel plate 111 at a position of 1/4 of the plate thickness.
  • the Vickers hardness of the first steel plate 111 from the surface to a depth of 200 ⁇ m is 95% or less of the Vickers hardness of the base material of the first steel plate 111 at a position of 1/4 of the plate thickness. preferable. Thereby, HAZ cracking of the first steel plate 111 can be more effectively prevented.
  • spot welding was performed. During spot welding, a gap of 1.5 mm (shim plate interval of 40 mm) was provided between the steel plates.
  • the electrode was a dome radius type chromium copper electrode with a tip diameter of ⁇ 6 mm and R40.
  • the welding conditions were a pressurizing force of 600 kgf, a current application time of 0.2 seconds, and a holding time of 1.0 seconds.
  • the welding current was varied in the range of 4.5 to 9.0 kA in steps of 0.3 kA, thereby producing nuggets of various sizes under each condition.
  • the spot welded joints were stored at room temperature for 48 hours or more. Thereafter, the cross section of the spot welded portion was observed, and the presence or absence of HAZ cracking near the outer peripheral end of the pressure welded portion was investigated.
  • the larger the nugget diameter the more suppressed cracking was.
  • a nugget diameter of 4 ⁇ t was adopted as the criterion.
  • t is the thickness of the thinner one of the first steel plate and the second steel plate. For examples in which no cracking occurred when the nugget diameter was about 4 ⁇ t, "pass" was written in the "crack determination" column.
  • “Fail” was written in the "Crack Judgment” column. Ceq, ⁇ Hv, and decarburization layer depth of the first steel plate were measured by the method described above. Note that when measuring the Vickers hardness, the test force was 10 gf. In an example in which a decarburized layer was not provided in the first steel plate, the decarburized layer depth was described as "-". In these examples, ⁇ Hv was all Hv30 or less, so it was written as "-" in the table. In addition, in all the examples having a decarburized layer, the thickness of the layer mainly composed of ferrite was less than 5.0 ⁇ m.
  • Comparative Examples 1 to 4 are spot welded joints with an index HC of less than 170. In these comparative examples, no HAZ cracking occurred near the outer peripheral end of the pressure welding portion. Therefore, in a spot welded joint with an index HC of less than 170, HAZ cracking near the outer circumferential end of the press-welded portion does not pose a problem.
  • Comparative Examples 5 to 19 are spot welded joints with an index HC of 170 or more but a ⁇ Hv of less than 50. In these comparative examples, HAZ cracking occurred near the outer peripheral end of the pressure welding portion.
  • Examples 20 to 37 are spot welded joints with an index HC of 170 or more and a ⁇ Hv of 50 or more. In these Examples, HAZ cracking near the outer peripheral end of the pressure welding portion was suppressed.

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Abstract

本開示の一態様に係るスポット溶接継手は、第１の鋼板と、第２の鋼板と、第１の鋼板及び第２の鋼板を接合するスポット溶接部と、を備え、第１の鋼板及び第２の鋼板は直接重ねあわされ、第１の鋼板の引張強さは１５００ＭＰａ以上、第２の鋼板の引張強さは第１の鋼板の引張強さ以下、第１の鋼板の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さは第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、第１の鋼板の母材部の炭素等量Ｃｅｑは０．２２％以上、ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２は１７０以上、スポット溶接部は、ナゲットと、ナゲットの周囲の第１の鋼板及び第２の鋼板を接合する圧接部とを備え、圧接部の外周側端部の第１の鋼板側２０μｍのビッカース硬さは第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い。

Description

スポット溶接継手、及びスポット溶接継手の製造方法
　本開示は、スポット溶接継手、及びスポット溶接継手の製造方法に関する。
　本願は、２０２２年６月１日に、日本に出願された特願２０２２－０８９５５１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　抵抗スポット溶接は、安価且つ迅速に鋼板を接合することができる。そのため、抵抗スポット溶接は、例えば自動車ボディー部材の材料である高強度鋼板の接合等、様々な用途で用いられている。
　一方で自動車分野では、鋼板の高強度化及び薄肉化が進んでいる。鋼板を高強度化及び薄肉化することにより、自動車ボディー部材の強度を保ちながら、その重量を削減し、燃費向上等の効果を得ることができる。
　ここで、高強度鋼板、例えば引張強さ１３００ＭＰａ級、１５００ＭＰａ級、及び１８００ＭＰａ級等の鋼板では、スポット溶接継手の接合部における接合強度低下、及び水素脆化が課題となっている。その原因の一つは、ナゲット（溶融部）のＣ含有量の増加に伴う、ナゲットの靭性の低下である。高強度鋼板においては、種々の条件の熱処理を適用して金属組織を最適化する。これによって、高強度鋼板の靭性が確保されている。しかし、高強度鋼板をスポット溶接すると、ナゲット及びその周囲のＨＡＺ（Ｈｅａｔ　Ａｆｆｅｃｔｅｄ　Ｚｏｎｅ／熱影響部）において金属組織が変化する。その結果、ナゲットの脆化が生じる。スポット溶接継手の接合強度を確保する観点から、ナゲットの脆化を抑制する接合方法が求められている。
　従来技術では、ナゲット径拡大や、後通電でナゲット部を改質する手法により、継手強度確保と水素脆化防止を両立する手法が提案されている。しかしながら、これらの手法は、タクトタイムが増加する、適正溶接条件範囲が狭い、といった課題がある。
　また、スポット溶接前に鋼板の表層に脱炭層を設けることにより、継手強度を向上させ、水素脆化を防止する技術なども検討されている。
　例えば特許文献１には、高張力鋼からなる第１部材と、前記第１部材に重ねられ、高張力鋼からなる第２部材と、前記第１部材における前記第２部材との重ね面、又は前記第２部材における前記第１部材との重ね面の少なくとも一方に形成された表面軟質層と、前記第１部材と前記第２部材とが溶融及び凝固して形成された溶融凝固部と、前記溶融凝固部の周囲に形成された熱影響部と、を有し、前記表面軟質層の合計厚さが５μｍ以上２００μｍ以下、かつ、前記溶融凝固部の炭素量が０．３５質量％以上であるとともに、前記熱影響部内における前記表面軟質層の最大ビッカース硬さが１００Ｈｖ以上５００Ｈｖ以下であることを特徴とする接合構造体が開示されている。
　特許文献２には、鋼板表層の硬度Ｈｓと鋼板中心部の硬度Ｈｍとの比（Ｈｓ／Ｈｍ）が０．４以上０．８以下であることを特徴とする耐スポット溶接部破断特性に優れた鋼板が開示されている。
特開２０２０－８２１０３号公報 特開２０１７－２３８４号公報
　一般的なスポット溶接部は、溶融凝固部であるナゲットと、ナゲットの周囲に形成された圧接部及びＨＡＺ（Ｈｅａｔ　Ａｆｆｅｃｔｅｄ　Ｚｏｎｅ／熱影響部）とから構成される。圧接部とは、溶融凝固は生じていないが、２枚の鋼板を固相接合する領域である。圧接部は、圧接面、又はコロナボンドとも称される。ＨＡＺとは、溶融凝固は生じていないが、溶接熱の影響で金属組織、冶金的性質、及び機械的性質などが変化した領域である。
　本発明者らは、１枚以上の高強度鋼板を含む複数の鋼板から構成され、且つ、鋼板の引張強さ及び／又は厚さが相違する板組をスポット溶接した場合に、独特の形態の割れが生じることを知見した。具体的には、図５に示されるように、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺにおいて、鋼板の厚さ方向に進展する割れが確認された。なお、圧接部の外周側端部は、ナゲットの断面においては、ナゲットと反対側の圧接部端部として視認される。
　このような圧延面の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れは、例えば板組を高炭素鋼と低炭素鋼とから構成することによってナゲット炭素量を希釈しても、解消することができない。また、特許文献１又は２に記載されているように、同強度同厚板組や、高炭素鋼と軟鋼との板組では、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れが発生するリスクは低い。そのような割れの抑制について、特許文献１又は２では十分な検討がなされていない。
　以上の事情に鑑みて、本開示は、１枚以上の高強度鋼板を含む複数の鋼板から構成され、これら鋼板の引張強さ及び／又は厚さが相違するスポット溶接継手であって、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れを抑制可能なスポット溶接継手、及びスポット溶接継手の製造方法を提供することを課題とする。
　本開示の要旨は以下の通りである。
（１）本開示の一態様に係るスポット溶接継手は、第１の鋼板と、第２の鋼板と、前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板を接合するスポット溶接部と、を備え、前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板は直接重ねあわされ、前記第１の鋼板の引張強さは１５００ＭＰａ以上、前記第２の鋼板の引張強さは前記第１の鋼板の引張強さ以下、前記第１の鋼板の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、前記第１の鋼板の前記母材部の式１によって定義される炭素等量Ｃｅｑは０．２２％以上、式２によって定義される指標ＨＣは１７０以上、前記スポット溶接部は、ナゲットと、前記ナゲットの周囲の前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板を接合する圧接部とを備え、前記圧接部の外周側端部の前記第１の鋼板側２０μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２（式２）
　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第１の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第１の鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第２の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第２の鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
（２）好ましくは、上記（１）に記載のスポット溶接継手では、前記第１の鋼板の前記母材部はマルテンサイト組織を含む。
（３）好ましくは、上記（１）又は上記（２）に記載のスポット溶接継手では、前記第１の鋼板の前記表面から深さ５０μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、前記圧接部の前記外周側端部の前記第１の鋼板側５０μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い。
（４）好ましくは、上記（１）～（３）のいずれか記載のスポット溶接継手では、前記第１の鋼板の前記表面から深さ１００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、前記圧接部の前記外周側端部の前記第１の鋼板側１００μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い。
（５）好ましくは、上記（１）～（４）のいずれか記載のスポット溶接継手では、前記第１の鋼板の前記表面から深さ２００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、前記圧接部の前記外周側端部の前記第１の鋼板側２００μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い。
（６）本開示の別の態様に係るスポット溶接継手の製造方法は、第１の鋼板と第２の鋼板とを重ね合わせること、及び前記第１の鋼板と前記第２の鋼板とをスポット溶接すること、を備え、前記第１の鋼板の引張強さは１５００ＭＰａ以上、前記第２の鋼板の引張強さは前記第１の鋼板の引張強さ以下、前記第１の鋼板の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さは、前記第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、前記第１の鋼板の前記母材部の式１によって定義される炭素等量Ｃｅｑは０．２２％以上、式２によって定義される指標ＨＣは１７０以上である。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２（式２）
　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第１の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第１の鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第２の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第２の鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
（７）好ましくは、上記（６）記載のスポット溶接継手の製造方法では、前記第１の鋼板の前記表面から深さ５０μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下である。
（８）好ましくは、上記（６）又は（７）記載のスポット溶接継手の製造方法では、前記第１の鋼板の前記表面から深さ１００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下である。
（９）好ましくは、上記（６）～（８）のいずれか記載のスポット溶接継手の製造方法では、前記第１の鋼板の前記表面から深さ２００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下である。
＜付記項＞
（１）本開示の別の実施形態に係るスポット溶接継手は、１枚以上の引張強さ１３００ＭＰａ以上の高強度鋼板を含む２枚の鋼板と、ナゲット、及び前記ナゲットの周囲の圧接面を有し、２枚の前記鋼板を接合するスポット溶接部と、を備えるスポット溶接継手であって、２枚の鋼板の引張強さが異なる場合は、引張強さが高い方の前記鋼板を第一鋼板とし、引張強さが低い方の前記鋼板を第二鋼板とし、２枚の鋼板の引張強さが同じ場合は、厚い方の前記鋼板を第一鋼板とし、薄い方の前記鋼板を第二鋼板としたとき、前記第一鋼板の母材部において、下記式１によって表される板厚内部の炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、下記式２によって表される指標ＨＣが１７０以上であり、前記ナゲットの中心を通り且つ前記鋼板の表面に垂直な断面において測定される、前記圧接面の外周側端部における前記第一鋼板の表層部のビッカース硬さが、前記第一鋼板の板厚１／４部のビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低い。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２（式２）
　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第一鋼板の前記母材部の前記板厚内部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第一鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第一鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第二鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第二鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
（２）本開示の別の実施形態に係るスポット溶接継手は、１枚以上の引張強さ１３００ＭＰａ以上の高強度鋼板を含む３枚以上の鋼板と、ナゲット、及び前記ナゲットの周囲の圧接面を有し、３枚以上の前記鋼板を接合するスポット溶接部と、を備えるスポット溶接継手であって、前記高強度鋼板と、これに接する前記鋼板との組み合わせのうち少なくとも一つにおいて、２枚の前記鋼板の引張強さが異なる場合は、引張強さが高い方の前記鋼板を第一鋼板とし、引張強さが低い方の前記鋼板を第二鋼板とし、２枚の前記鋼板の引張強さが同じ場合は、厚い方の前記鋼板を第一鋼板とし、薄い方の前記鋼板を第二鋼板としたとき、前記第一鋼板の母材部において、下記式１によって表される板厚内部の炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、下記式２によって表される指標ＨＣが１７０以上であり、前記ナゲットの中心を通り且つ前記鋼板の表面に垂直な断面において測定される、前記圧接面の外周側端部における前記第一鋼板の表層部のビッカース硬さが、前記第一鋼板の板厚１／４部のビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低い。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２（式２）
　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第一鋼板の前記母材部の前記板厚内部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第一鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第一鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第二鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第二鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
（３）上記（２）に記載のスポット溶接継手では、前記高強度鋼板と、これに接する前記鋼板との組み合わせのうち、少なくとも、最も指標ＨＣが大きい組み合わせにおいて、前記板厚内部の前記炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、前記指標ＨＣが１７０以上であり、前記圧接面の前記外周側端部における前記第一鋼板の前記表層部の前記ビッカース硬さが、前記第一鋼板の前記板厚１／４部の前記ビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低くてもよい。
（４）上記（２）に記載のスポット溶接継手では、前記高強度鋼板と、これに接する前記鋼板との組み合わせの全てにおいて、前記板厚内部の前記炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、前記指標ＨＣが１７０以上であり、前記圧接面の前記外周側端部における前記第一鋼板の前記表層部の前記ビッカース硬さが、前記第一鋼板の前記板厚１／４部の前記ビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低くてもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載のスポット溶接継手では、前記第一鋼板が、深さ５～２００μｍの脱炭層を有してもよい。
（６）上記（１）～（５）のいずれか一項に記載のスポット溶接継手では、前記第一鋼板の引張強さが１５００ＭＰａ以上であってもよい。
（７）上記（１）～（６）のいずれか一項に記載のスポット溶接継手では、前記第一鋼板がホットスタンプ鋼板であってもよい。
（８）本開示の別の実施形態に係る自動車用部品は、上記（１）～（７）のいずれか一項に記載のスポット溶接継手を有する。
（９）本開示の別の実施形態に係るスポット溶接継手の製造方法は、１枚以上の引張強さ１３００ＭＰａ以上の高強度鋼板を含む２枚の鋼板をスポット溶接して、ナゲット、及び前記ナゲットの周囲の圧接面を有し、２枚の前記鋼板を接合するスポット溶接部を形成する工程を備えるスポット溶接継手の製造方法であって、２枚の鋼板の引張強さが異なる場合は、引張強さが高い方の前記鋼板を第一鋼板とし、引張強さが低い方の前記鋼板を第二鋼板とし、２枚の鋼板の引張強さが同じ場合は、厚い方の前記鋼板を第一鋼板とし、薄い方の前記鋼板を第二鋼板としたとき、前記第一鋼板の母材部において、下記式１によって表される板厚内部の炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、下記式２によって表される指標ＨＣが１７０以上であり、前記ナゲットの中心を通り且つ前記鋼板の表面に垂直な断面において測定される、前記圧接面の外周側端部における前記第一鋼板の表層部のビッカース硬さを、前記第一鋼板の板厚１／４部のビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低くする。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２（式２）
　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第一鋼板の前記母材部の前記板厚内部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第一鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第一鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第二鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第二鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
（１０）本開示の別の実施形態に係るスポット溶接継手の製造方法は、１枚以上の引張強さ１３００ＭＰａ以上の高強度鋼板を含む３枚以上の鋼板をスポット溶接して、ナゲット、及び前記ナゲットの周囲の圧接面を有し、３枚以上の前記鋼板を接合するスポット溶接部を形成する工程を備えるスポット溶接継手の製造方法であって、前記高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせのうち少なくとも一つにおいて、２枚の鋼板の引張強さが異なる場合は、引張強さが高い方の前記鋼板を第一鋼板とし、引張強さが低い方の前記鋼板を第二鋼板とし、２枚の鋼板の引張強さが同じ場合は、厚い方の前記鋼板を第一鋼板とし、薄い方の前記鋼板を第二鋼板としたとき、前記第一鋼板の母材部において、下記式１によって表される板厚内部の炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、下記式２によって表される指標ＨＣが１７０以上であり、前記ナゲットの中心を通り且つ前記鋼板の表面に垂直な断面において測定される、前記圧接面の外周側端部における前記第一鋼板の表層部のビッカース硬さを、前記第一鋼板の板厚１／４部のビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低くする。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２（式２）
　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第一鋼板の前記母材部の前記板厚内部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第一鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第一鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第二鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第二鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
（１１）上記（１０）に記載のスポット溶接継手の製造方法では、前記高強度鋼板と、これに接する前記鋼板との組み合わせのうち、少なくとも、最も指標ＨＣが大きい組み合わせにおいて、前記板厚内部の前記炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、前記指標ＨＣが１７０以上であり、前記圧接面の前記外周側端部における前記第一鋼板の前記表層部の前記ビッカース硬さを、前記第一鋼板の前記板厚１／４部の前記ビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低くしてもよい。
（１２）上記（１０）に記載のスポット溶接継手の製造方法では、前記高強度鋼板と、これに接する前記鋼板との組み合わせの全てにおいて、前記板厚内部の前記炭素当量Ｃｅｑが０．２２％以上であり、前記指標ＨＣが１７０以上であり、前記圧接面の前記外周側端部における前記第一鋼板の前記表層部の前記ビッカース硬さを、前記第一鋼板の前記板厚１／４部の前記ビッカース硬さよりもＨＶ５０以上低くしてもよい。
（１３）上記（９）～（１２）のいずれか一項に記載のスポット溶接継手の製造方法では、前記第一鋼板を、深さ５～２００μｍの脱炭層を有するものとしてもよい。
　本開示によれば、１枚以上の高強度鋼板を含む複数の鋼板から構成され、これら鋼板の引張強さ及び／又は厚さが相違するスポット溶接継手であって、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れを抑制可能なスポット溶接継手、及びスポット溶接継手の製造方法を提供することができる。
第一実施形態に係る、鋼板の枚数が２枚であるスポット溶接継手の、ナゲットの中心を通り且つ鋼板の表面に垂直な断面の模式図である。 第一実施形態に係るスポット溶接継手の圧接部の拡大断面図である。 鋼板の枚数が３枚であり且つ高強度鋼板が１枚であるスポット溶接継手の、ナゲットの中心を通り且つ鋼板の表面に垂直な断面の模式図である。 鋼板の枚数が３枚であり且つ高強度鋼板が２枚であるスポット溶接継手の、ナゲットの中心を通り且つ鋼板の表面に垂直な断面の模式図である。 従来のスポット溶接継手の圧接部の拡大断面図である。
（第一実施形態：スポット溶接継手）
　図１に示されるように、本開示の第一実施形態に係るスポット溶接継手１は、第１の鋼板１１１と、第２の鋼板１１２と、第１の鋼板１１１及び第２の鋼板１１２を接合するスポット溶接部１２と、を備え、第１の鋼板１１１及び第２の鋼板１１２は直接重ねあわされ、第１の鋼板１１１の引張強さは１５００ＭＰａ以上、第２の鋼板１１２の引張強さは第１の鋼板１１１の引張強さ以下、第１の鋼板１１１の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さは第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、第１の鋼板１１１の母材部の式１によって定義される炭素等量Ｃｅｑは０．２２％以上、式２によって定義される指標ＨＣは１７０以上、スポット溶接部１２は、ナゲット１２１と、ナゲットの周囲の第１の鋼板１１１及び第２の鋼板１１２を接合する圧接部１２２とを備え、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側２０μｍのビッカース硬さは第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００　　（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２　　（式２）
　ここで、式１に記載の元素記号は、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、式２に記載の記号ＴＳ１は、第１の鋼板１１１の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、第１の鋼板１１１の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、第２の鋼板１１２の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、第２の鋼板１１２の単位ｍｍでの板厚である。
（鋼板１１）
　第一実施形態に係るスポット溶接継手１の溶接母材は、２枚以上の鋼板１１である。以下、鋼板１１の枚数が２枚である場合について最初に説明し、次いで鋼板１１の枚数が３枚以上である場合について説明する。
　第一実施形態に係るスポット溶接継手１では、２枚の鋼板１１の一方又は両方が、高強度鋼板とされる。本明細書において高強度鋼板とは、引張強さが１３００ＭＰａ以上、又は１５００ＭＰａ以上の鋼板と定義される。
　また、便宜上、２枚の鋼板１１のうち引張強さが高い方の鋼板１１を第１の鋼板１１１と定義し、もう一方の鋼板１１を第２の鋼板１１２と定義する。図１に記載のスポット溶接継手１においては、下から１枚目のハッチングされた鋼板１１のみが高強度鋼板であり、その他の鋼板１１は軟鋼板である。そのため、ハッチングされた鋼板１１を第１の鋼板１１１とみなし、ハッチングされていない鋼板１１を第２の鋼板１１２とみなす。もし、２枚の鋼板１１が同一の引張強さを有する場合は、厚い方の鋼板１１を第１の鋼板１１１と定義し、薄い方の鋼板１１を第２の鋼板１１２と定義する。なお、２枚の鋼板の板厚及び引張強さが同一である場合は、後述する指標ＨＣが０となるので、第一実施形態に係るスポット溶接継手１では考慮されない。
　図１に例示されるように、スポット溶接継手１において、第１の鋼板１１１及び第２の鋼板１１２は、直接重ねあわされている。また、スポット溶接の際に、第１の鋼板１１１の変形量は、第２の鋼板１１２の変形量よりも小さい。そのため、スポット溶接の終了後に、第１の鋼板１１１は第２の鋼板１１２から引張応力を加えられることになる。この点については後述される。
　また、第一実施形態に係るスポット溶接継手１では、好ましくは、第１の鋼板１１１の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さが第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下である。このことは、第１の鋼板１１１の脱炭層深さが少なくとも２０μｍであることを意味する。脱炭層深さ、及びその作用効果については後述される。なお、板厚１／４位置とは、第１の鋼板１１１の板厚をｔ１と表したときに、第１の鋼板１１１の表面から１／４ｔ１の深さの位置である。板厚１／４位置は、後述する板厚１／４部とは異なる概念である。
　第１の鋼板１１１の母材部においては、炭素等量Ｃｅｑが０．２２％以上とされる。炭素等量とは、下記式１によって算出される値である。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００　　（式１）
　ここで、式１に記載の元素記号は、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量である。第１の鋼板１１１の母材部とは、第１の鋼板１１１において溶接時の熱影響を受けていない領域のことである。板厚１／４部とは、第１の鋼板１１１の板厚をｔ１と表したときに、第１の鋼板１１１の表面から１／８ｔ１以上１／４ｔ１以下の深さの領域である。なお、板厚内部とは、第１の鋼板１１１の板厚をｔ１と表したときに、第１の鋼板１１１の表面から深さｔ１／４分を除いた範囲、すなわち１／４ｔ１～３／４ｔ１の範囲である。第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４部又は板厚内部の化学成分を、燃焼法（赤外線吸収法）や分光分析法等を用いて測定することにより、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４部又は板厚内部の炭素等量Ｃｅｑを得ることができる。板厚１／４部のＣｅｑ及び板厚内部のＣｅｑはおおむね一致する。
　炭素等量Ｃｅｑは焼き入れ性の指標であり、炭素等量Ｃｅｑが高いほど引張強さが高くなるので好ましい。ただし、炭素等量Ｃｅｑが高いほど、スポット溶接部１２が脆化しやすくなる。そのため、後述する指標ＨＣの算出式において、炭素等量Ｃｅｑは第１の鋼板１１１の脆性の指標として用いられている。第１の鋼板１１１の母材部の炭素等量Ｃｅｑは０．２５％以上、０．３０％以上、又は０．３５％以上であってもよい。第１の鋼板１１１の母材部の炭素等量Ｃｅｑの上限値は特に限定されないが、例えば０．５５％以下、又は０．５０％以下であってもよい。
　第１の鋼板１１１が、１３００ＭＰａ超級の高強度鋼板であってもよい。例えば、第１の鋼板の引張強さが１５００ＭＰａ級以上であってもよく、１８００ＭＰａ級以上であってもよい。第１の鋼板１１１の引張強さは、例えば１５００ＭＰａ以上、または１８００ＭＰａ以上である。ここで、ホットスタンプ鋼板について「１５００ＭＰａ級（１８００ＭＰａ級）」とは、適切な焼入れを行えば１５００ＭＰａ以上（１８００ＭＰａ以上）の引張強さになることを意味し、焼入れ条件次第では１５００ＭＰａ未満（１８００ＭＰａ未満）の引張強さになり得ることを意味する。
　また、２枚の鋼板１１のうち１枚以上が高強度鋼板とされる限り、鋼板１１のその他の諸態様は特に限定されない。例えば鋼板１１の成分及び金属組織は特に限定されず、１３００ＭＰａ級以上の引張強さを確保するための好適な態様を必要に応じて選択することができる。
　鋼板１１は、好適には、ホットスタンプ鋼板、即ちホットスタンプにより製造された鋼板（鋼部材）とされる。ホットスタンプ鋼板は、焼入れによって生じたマルテンサイト組織を含む。従って、鋼板１１の母材部、特に第１の鋼板１１１の母材部がマルテンサイト組織を含んでもよい。マルテンサイト組織は、フレッシュマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトのいずれであってもよい。マルテンサイト組織の量は特に限定されないが、例えば第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４部におけるマルテンサイトの量を８０％～１００％の範囲内とすることが好ましく、９０～１００％とすることがさらに好ましい。また、ホットスタンプする前の鋼板（ホットスタンプ用の鋼板）を、鋼板１１としてもよい。
　第一実施形態に係るスポット溶接継手１において「鋼板」とは、その全体が板状である鋼のみならず、例えばフランジ部を有する部材等の、一部のみが板状である鋼をも包含する概念である。
　鋼板１１がその表面にめっき層を有していてもよい。めっき層とは、例えば溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、及びアルミめっき等である。これにより、スポット溶接継手１の耐食性を高めることができる。
　鋼板１１の厚さも特に限定されない。例えばスポット溶接継手１を自動車用部品として用いる場合は、第１の鋼板１１１の厚さｔ１を１．０～２．６ｍｍとし、第２の鋼板１１２の厚さｔ２を０．５～２．３ｍｍとしてもよい。なお、第１の鋼板１１１の厚さｔ１及び第１の鋼板１１１の厚さｔ２とは、スポット溶接部１２における厚さを意味する。テーラードブランクのような厚さが一定ではない鋼板を第１の鋼板とする場合は、溶接部において測定される厚さをｔ１又はｔ２とみなす。
（スポット溶接部１２）
　第一実施形態に係るスポット溶接継手１において、高強度鋼板を含む２枚の鋼板１１は、スポット溶接部１２によって接合されている。図１及び図２に示されるように、スポット溶接部１２は、溶融凝固部であるナゲット１２１と、圧接部１２２を有する。圧接部１２２は、ナゲット１２１の周囲に形成されている。圧接部１２２は、ナゲット１２１の周囲の第１の鋼板１１１及び第２の鋼板１１２を接合する。圧接部１２２とは、溶融凝固は生じていないが、２枚の鋼板１１を固相接合する領域であり、圧接面、又はコロナボンドとも称される。また、ナゲット１２１の周囲にはＨＡＺ１２３が形成される。ＨＡＺ１２３とは、溶融凝固は生じていないが、溶接熱の影響で金属組織、冶金的性質、及び機械的性質などが変化した領域である。
　なお、スポット溶接継手１が複数のスポット溶接部１２を有していてもよい。複数のスポット溶接部１２のうち少なくとも１つが第一実施形態に係るスポット溶接継手１の要件を満たす継手は、第一実施形態に係るスポット溶接継手１とみなされる。スポット溶接継手１が、スポット溶接部１２に加えて、レーザ溶接部、接着部、及びリベット接合部等の接合手段を有していてもよい。
（指標ＨＣ）
　第一実施形態に係るスポット溶接継手１においては、下記式２によって定義される指標ＨＣが１７０以上とされる。
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２　　（式２）
　ここで、式２に記載の記号の意味は以下の通りである。
・ＴＳ１：第１の鋼板１１１の単位ＭＰａでの引張強さ
・ｔ１：第１の鋼板１１１の単位ｍｍでの板厚
・ＴＳ２：第２の鋼板１１２の単位ＭＰａでの引張強さ
・ｔ２：第２の鋼板１１２の単位ｍｍでの板厚
・Ｃｅｑ：上記式１によって算出される第１の鋼板１１１の炭素等量
　ＨＣは、圧接部の外周側端部１２２Ｅの近傍における、第１の鋼板のＨＡＺ割れの生じやすさの指標である。指標ＨＣに関し、以下に説明する。
　本発明者らは、１枚以上の高強度鋼板を含む複数の鋼板１１から構成され、且つ、鋼板１１の引張強さ及び／又は厚さが相違する板組をスポット溶接した場合に、独特の形態の割れＣが生じることを知見した。具体的には、図５に示されるように、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍のＨＡＺ１２３において、鋼板１１の厚さ方向に進展する割れＣが確認された。なお、スポット溶接部１２を平面視したときに、圧接部１２２はナゲット１２１の周囲にリング状に形成される。そのため、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅは、ナゲット１２１の断面においては、ナゲット１２１の反対側の端部として視認できる。
　上述の事情に鑑みて、本発明者らが種々のＦＥＭ解析を行った結果、以下の事柄が明らかになった。
（１）同強度同板厚の２枚の鋼板１１をスポット溶接した後には、２枚の鋼板１１の合わせ面においてナゲット１２１を剥離させるような応力が発生する。
（２）強度や厚さが相違する２枚の鋼板１１をスポット溶接した後には、２枚の鋼板１１のうち変形しづらい方の鋼板１１の圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅにも高い応力が発生する。
　（２）について、以下に詳細に説明する。通常のスポット溶接は、鋼板１１の間に若干の隙間がある状態で実施されることが多い。この隙間は板隙と称されている。板隙がある状態でスポット溶接をすると、電極の押圧力によって鋼板１１が変形する。ここで、２枚の鋼板１１の強度や厚さが相違する場合、強度が低く、及び／又は板厚が小さい鋼板１１、即ち第２の鋼板１１２の方が、電極の押圧力によって大きく変形する。そしてスポット溶接が終了し、電極が開放されると、変形した第２の鋼板１１２が元の形状に戻ろうとして、第１の鋼板１１１に引張応力を加える。これにより、第１の鋼板１１１の圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅには引張応力が集中する。そして、第１の鋼板１１１の圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍のＨＡＺ１２３において、割れＣが生じる。
　本発明者らは、まず、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅに応力が生じやすい条件を特定し、次いで、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍での割れを防止することとした。その結果、本発明者らは、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅに応力が生じやすい条件は以下の通りであると知見した。
・第１の鋼板１１１及び第２の鋼板１１２の強度差、及び厚さ差が大きいほど、第２の鋼板１１２の変形量が大きい
・第２の鋼板１１２の引張強さが大きいほど、第２の鋼板１１２が第１の鋼板１１１に加える応力が大きい
・ナゲット径が小さいほど、単位面積あたりの応力が大きい
　そこで本発明者らは、これらの条件を考慮しながら、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍における第１の鋼板１１１のＨＡＺ１２３の割れやすさの指標ＨＣを定義した。
　指標ＨＣを定義する式２に含まれる「（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））」は、第１の鋼板１１１及び第２の鋼板１１２の強度・板厚バランスの指標値である。この指標値が大きい程、スポット溶接の際の第２の鋼板１１２の変形量が大きくなる。第１の鋼板１１１の引張強さＴＳ１に対して第２の鋼板１１２の引張強さＴＳ２が小さい程、当該指標値が大きくなる。また、第１の鋼板１１１の厚さｔ１に対して第２の鋼板１１２の厚さｔ２が小さい程、当該指標値が大きくなる。
　式２に含まれる「ＴＳ２」と「（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））」との積は、第２の鋼板１１２のスポット溶接時の変形量の指標値と第２の鋼板１１２の引張強さとの積である。「ＴＳ２」と「（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））」との積は、スポット溶接の完了後に第２の鋼板１１２が第１の鋼板１１１に与える引張強さの指標値である。式２に含まれる「Ｃｅｑ」は、第１の鋼板１１１の脆性の指標値である。また、式２に含まれる「√ｔ２」、即ちｔ２ ０．５は、ナゲット径の指標値である。
　指標ＨＣが１７０以上になると、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍において、第１の鋼板１１１のＨＡＺ１２３が割れやすくなる。一方、指標ＨＣが１７０以上となるスポット溶接継手１は、様々な機械構造部品において求められている。例えば自動車用部品の製造現場では、高強度かつ厚い鋼板を骨格部材として使用し、低強度かつ薄い鋼板を外装部材として使用し、これらをスポット溶接することが極めて頻繁に行われている。従って、スポット溶接継手１の指標ＨＣを１７０以上とすることにより、スポット溶接継手１の適用範囲を拡大することができる。指標ＨＣは１８０以上、１９０以上、又は２００以上であってもよい。
（圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側２０μｍのビッカース硬さと、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さとの差ΔＨｖ）
　指標ＨＣが１７０以上である場合、図５に示されるように、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍における第１の鋼板１１１のＨＡＺ１２３が、最も割れやすい領域となる。そこで第一実施形態に係るスポット溶接継手１では、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側２０μｍのビッカース硬さを、第１の鋼板１１１の板厚１／４位置のビッカース硬さよりもＨｖ５０以上低くする。圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側２０μｍのビッカース硬さ（即ち、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅにおける第１の鋼板１１１の表層部のビッカース硬さ）とは、図２に示されるように、第１の鋼板１１１における圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅから深さ２０μｍの部位Ｄにおいて測定されるビッカース硬さである。
　ΔＨｖをＨｖ５０以上とすることにより、第１の鋼板１１１のＨＡＺ割れを極めて効果的に防止することができる。圧接面１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側２０μｍのビッカース硬さと、第１の鋼板１１１の板厚１／４位置のビッカース硬さとの差ΔＨｖを、Ｈｖ６０以上、Ｈｖ７０以上、又はＨｖ８０以上としてもよい。
　圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側２０μｍのビッカース硬さ（即ち、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅにおける第１の鋼板１１１の表層部のビッカース硬さ）は、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４：２００９に準拠して測定する。測定面は、ナゲット１２１の中心を通り且つ鋼板１１の表面に垂直な断面とする。測定位置は、図２に示されるように、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅを通り且つ圧接部１２２に略垂直な線上であって、第１の鋼板１１１の内部であって、且つ圧接部１２２から深さ２０μｍである位置とする。なお、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの位置は、測定面を顕微鏡で観察することにより特定する。通常のスポット溶接継手１では、シートセパレーションにより鋼板１１の間に若干の隙間を生じる。測定面においても、圧接端部を視認することができる。
　第１の鋼板１１１の板厚１／４位置のビッカース硬さも、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４：２００９に準拠して測定する。測定面は、ナゲット１２１の中心を通り且つ鋼板１１の表面に垂直な断面とする。測定位置は、第１の鋼板１１１の表面から、第１の鋼板１１１の厚さｔ１の１／４の深さの位置とする。また、測定位置は、ナゲット１２１及びＨＡＺ１２３の外部とする。なおＨＡＺ硬化部の外側のＨＡＺ軟化部は、エッチングしても明瞭に視認できない場合がある。しかし、ＨＡＺ軟化部の幅は概ね２～３ｍｍ程度である。そのため、エッチングにより視認されるＨＡＺ１２３の外縁から十分に離れた（例えば、５ｍｍ以上）位置で板厚１／４位置のビッカース硬さを測定すれば、確実に母材部の硬さを測定できる。
　表層部、及び板厚１／４位置のビッカース硬さの測定の際には、試験力を１０ｇｆとする。これにより、両者の測定値を比較可能なものとする。
　ΔＨｖをＨｖ５０以上にするための手段は特に限定されない。例えば、第１の鋼板１１１に表層脱炭処理を行ってからスポット溶接を行うことにより、ΔＨｖをＨｖ５０以上にすることができる。従って、第一実施形態に係るスポット溶接継手１において、第１の鋼板１１１が、深さ５～２００μｍの脱炭層を有してもよい。第１の鋼板１１１の脱炭層深さを１０μｍ以上、２０μｍ以上、又は５０μｍ以上としてもよい。また、第１の鋼板１１１の脱炭層深さを１９０μｍ以下、１８０μｍ以下、又は１５０μｍ以下としてもよい。
　第１の鋼板１１１の脱炭層の有無は、鋼板１１の表面に垂直に形成されたスポット溶接部１２の断面において、第１の鋼板１１１の表層及び内部の炭素濃度を局所分析し、両者を比較することにより容易に判別できる。
　第１の鋼板１１１の脱炭層の深さは、測定の便宜上、第１の鋼板１１１の深さ方向のビッカース硬さ分布に基づいて特定する。ビッカース硬さの測定の際には、試験力を１０ｇｆとする。第１の鋼板１１１の表面から内部に向かって、連続的に、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４：２００９に準拠したビッカース硬さ測定を行う。第１の鋼板１１１が脱炭層を有する場合、測定点が深い程、ビッカース硬さが大きくなる。第１の鋼板１１１の表層において、ビッカース硬さが第１の鋼板１１１の板厚１／４位置の９５％以下となる領域を脱炭層とみなし、この領域の厚さを脱炭層深さとみなす。例えば、第１の鋼板１１１の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さが第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下である場合、第１の鋼板１１１の脱炭層深さは少なくとも２０μｍである。この場合、ΔＨｖをＨｖ５０以上にすることができる。
　なお脱炭層は、第１の鋼板１１１の両面に設けられていてもよく、第１の鋼板１１１の表面のうち第２の鋼板１１２と接する側にのみ設けられていてもよい。
　脱炭層は、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトのうち少なくとも１種を含む組織から構成される。鋼板の表面に近づくほど、炭素量は低下し、従って低炭素組織であるフェライトの量が増大する。ただし、フェライト主体の組織から構成される層が過剰に厚くなると、母材強度が低下する。そのため、第１の鋼板１１１の表面の脱炭層に含まれる、フェライト主体の組織から構成される層の厚さは５μｍ未満が好ましい。さらに好ましくは、フェライト主体の組織から構成される層の厚さは４．５μｍ以下、４．０μｍ以下、又は３．５μｍ以下である。なお、フェライト主体の組織とは、断面を観察した時のフェライトの面積率が７０％以上で構成される組織と定義する。本実施形態においては、脱炭層の厚さと、フェライト主体の組織から構成される層の厚さとは異なる概念である。脱炭層の厚さは、上述の通り硬さ測定によって特定されるが、フェライト主体の組織から構成される層の厚さは、以下に説明される組織観察によって行われる。
　組織観察は、走査型電子顕微鏡で行なう。観察に先立ち、組織観察用のサンプルを、エメリー紙による湿式研磨及び１μｍの平均粒子サイズをもつダイヤモンド砥粒により研磨し、観察面を鏡面に仕上げた後、３％硝酸アルコール溶液にて組織をエッチングしておく。観察の倍率を３０００倍とし、５０μｍ×５０μｍの視野をランダムに１０枚撮影する。観察視野には、鋼板の表面から深さ５μｍまでの領域が含まれるようにする。組織の比率は、以下の手順で求める。得られた組織画像に対して、縦０．５μｍかつ横０．５μｍの間隔で並ぶ格子状の仮想線を、鋼板の表面から５μｍ深さまでの範囲内に配置する。そして、仮想線によって囲まれる格子それぞれの内部における、フェライトの面積率を測定する。フェライトは、塊状の結晶粒であって、内部に、長径１００ｎｍ以上の鉄系炭化物を含まないものである。このフェライトの面積を、格子の面積（０．２５μｍ２）で割った値が、１つの格子におけるフェライトの面積率である。これにより、フェライト面積率が７０％以上の格子と、フェライト面積率が７０％未満の格子とを特定する。脱炭層において、フェライト面積率は、鋼板の表面に近いほど多い。上述の手順によれば、フェライト面積率が７０％以上の格子から構成される層を特定することができる。この層の厚さを、フェライト主体の組織から構成される層の厚さとみなす。
　一方、ΔＨｖをＨｖ５０以上にするために、表層脱炭処理以外の手段を用いることもできる。例えば、析出物の個数密度を制御することによって第１の鋼板１１１の表層のみを軟化させた場合でも、ΔＨｖをＨｖ５０以上にすることができる。また、第１の鋼板１１１を、軟鋼と高強度鋼とを組み合わせたクラッド鋼板にすることによっても、ΔＨｖをＨｖ５０以上にすることができる。
（３枚以上の鋼板１１を有するスポット溶接継手１）
　次に、鋼板１１の枚数が３枚以上であるスポット溶接継手１について説明する。
　ここまで、鋼板１１の枚数が２であるスポット溶接継手１について説明した。一方、スポット溶接継手１は、図３又は図４に示されるように、１枚以上の引張強さ１３００ＭＰａ以上又は１５００ＭＰａ以上の高強度鋼板を含む３枚以上の鋼板１１と、これら３枚以上の鋼板１１を接合するスポット溶接部１２と、を有することができる。このスポット溶接継手１において、最も割れの発生が懸念されるのは、高強度鋼板である。従って、高強度鋼板と、これと接する鋼板１１との組み合わせにおいて、割れ対策がされている必要がある。一方、高強度鋼板ではない鋼板１１の組み合わせにおいて、割れ対策は必須ではない。
　例えば、図３に示されるスポット溶接継手１では、下から１番目のハッチングされた鋼板１１のみが高強度鋼板であり、その他の鋼板１１が軟鋼板である。また、図３のスポット溶接継手１において、鋼板１１の厚さは、下に配されたものほど大きい。この場合、下から１番目の鋼板１１と下から２番目の鋼板１１との組み合わせが「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」に該当する。この組み合わせに対して、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成が適用される必要がある。この際、下から１番目の鋼板１１が、第１の鋼板１１１とみなされる。一方、下から３番目の鋼板１１及び下から２番目の鋼板１１は、いずれも軟鋼板である。下から３番目の鋼板１１及び下から２番目の鋼板１１の組み合わせに対しては、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成を適用する必要が無い。
　なお、図３に示されるスポット溶接継手１では、「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」は１つだけである。一方、「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」が２つ以上存在する場合がある。例えば、スポット溶接継手１が、２枚の高強度鋼板と１枚の軟鋼板とから構成される場合や、３枚の高強度鋼板から構成される場合には、「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」が２つ存在する。このような場合においては、複数の「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」のうち少なくとも１つに対して、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成を適用すればよい。これにより、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れを抑制する効果が得られる。
　さらに好ましくは、複数の「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」のうち、少なくとも上述の指標ＨＣが最も大きくなる組み合わせに対して、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成が適用される。指標ＨＣが最も大きくなる組み合わせは、最も割れのリスクが高い組み合わせである。従って、指標ＨＣが最も大きくなる組み合わせに対して割れ対策を行うことがさらに好ましい。一層好ましくは、複数の「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」の全てに対して、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成を適用する。
　例えば、図４に示されるスポット溶接継手１では、下から１番目の鋼板１１及び２番目のハッチングされた鋼板１１が同じ強度の高強度鋼板であり、下から３番目の鋼板１１が軟鋼板である。また、図４のスポット溶接継手１において、鋼板１１の厚さは、下に配されたものほど大きい。この場合、下から１番目の鋼板１１と下から２番目の鋼板１１との組み合わせＡ、及び下から２番目の鋼板１１と下から３番目の鋼板１１との組み合わせＢのそれぞれが「高強度鋼板と、これに接する鋼板との組み合わせ」に該当する。
　組み合わせＡ及び組み合わせＢのうち、少なくとも一方に対して、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成が適用されていればよい。一方、組み合わせＡ及び組み合わせＢのうち、組み合わせＡの方が指標ＨＣが大きく、ＨＡＺ割れが生じやすい。従って、組み合わせＡ及び組み合わせＢのうち、少なくとも組み合わせＡに対して、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成が適用されることが好ましい。さらに好ましくは、組み合わせＡ及び組み合わせＢの両方に対して、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成が適用されることが好ましい。下から２番目の鋼板１１は、下から１番目の鋼板１１との組み合わせにおいては第２の鋼板１１２とみなされ、下から３番目の鋼板１１との組み合わせにおいては第１の鋼板１１１とみなされる。
　以上の点を除き、鋼板１１の枚数が３枚以上であるスポット溶接継手１は、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１と同様の構成を有する。上述した、鋼板１１の枚数が２枚であるスポット溶接継手１の好ましい態様を、鋼板１１の枚数が３枚以上であるスポット溶接継手１にも適用することができる。
（脱炭層の好適な深さ）
　第１の鋼板１１１の表面から深さ５０μｍまでのビッカース硬さが、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下であることが好ましい。換言すると、第１の鋼板１１１の脱炭層深さが５０μｍ以上であることが好ましい。この場合、圧接部の外周側端部の第１の鋼板側５０μｍのビッカース硬さを、第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さよりＨｖ５０以上低くすることができる。また、第１の鋼板１１１の表面から深さ１００μｍまでのビッカース硬さが、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下であることが好ましい。換言すると、第１の鋼板１１１の脱炭層深さが１００μｍ以上であることが好ましい。この場合、圧接部の外周側端部の第１の鋼板側１００μｍのビッカース硬さを、第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さよりＨｖ５０以上低くすることができる。また、第１の鋼板１１１の表面から深さ２００μｍまでのビッカース硬さが、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下であることが好ましい。換言すると、第１の鋼板１１１の脱炭層深さが２００μｍ以上であることが好ましい。この場合、圧接部の外周側端部の第１の鋼板側２００μｍのビッカース硬さを、第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さよりＨｖ５０以上低くすることができる。これにより、第１の鋼板１１１のＨＡＺ割れを、一層効果的に防止することができる。
　なお、圧接部の外周側端部の第１の鋼板側Ｘμｍ（Ｘは任意の数）のビッカース硬さとは、第１の鋼板１１１における圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅから深さＸμｍの部位において測定されるビッカース硬さである。
　圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側Ｘμｍ（Ｘは任意の数）のビッカース硬さ、又は第１の鋼板１１１側１００μｍのビッカース硬さは、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４：２００９に準拠して測定する。測定面は、ナゲット１２１の中心を通り且つ鋼板１１の表面に垂直な断面とする。測定位置は、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅを通り且つ圧接部１２２に略垂直な線上であって、第１の鋼板１１１の内部であって、且つ圧接部１２２から深さＸμｍである位置とする。ビッカース硬さの測定の際の試験力の決定方法は、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板１１１側２０μｍのビッカース硬さの測定方法に準じる。
（第二実施形態：自動車用部品）
　本開示の第二実施形態に係る自動車用部品は、第一実施形態に係るスポット溶接継手１を有する。自動車用部品は、厚い高強度鋼板と薄い軟鋼とを接合して製造されることが多いが、第二実施形態に係る自動車用部品によれば、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍のＨＡＺ割れを解消することができる。
（第三実施形態：スポット溶接継手１の製造方法）
　本開示の第三実施形態に係るスポット溶接継手１の製造方法は、２枚以上の鋼板１１を有するスポット溶接継手１の製造方法である。具体的には、第三実施形態に係るスポット溶接継手１の製造方法は、第１の鋼板１１１と第２の鋼板１１２とを重ね合わせること、及び第１の鋼板１１１と第２の鋼板１１２とをスポット溶接すること、を備え、第１の鋼板１１１の引張強さは１５００ＭＰａ以上、第２の鋼板１１２の引張強さは第１の鋼板１１１の引張強さ以下、第１の鋼板１１１の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さは、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、第１の鋼板１１１の母材部の式１によって定義される炭素等量Ｃｅｑは０．２２％以上、式２によって定義される指標ＨＣは１７０以上である。
　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００（式１）
　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２（式２）
　ここで、式１に記載の元素記号は、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、式２に記載の記号ＴＳ１は、第１の鋼板１１１の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、第１の鋼板１１１の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、第２の鋼板１１２の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、第２の鋼板１１２の単位ｍｍでの板厚である。これにより、圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの近傍のＨＡＺ割れが解消されたスポット溶接継手１を容易に得ることができる。炭素等量等の数値の好ましい上下限値は、第一実施形態に係るスポット溶接継手１に準じる。
　圧接部１２２の外周側端部１２２Ｅの第１の鋼板側２０μｍのビッカース硬さと、第１の鋼板１１１の板厚１／４位置のビッカース硬さとの差ΔＨｖをＨｖ５０以上とするための手段は特に限定されない。例えば、スポット溶接に供する第１の鋼板１１１を、深さ５～２００μｍの脱炭層を有するものとしてもよい。あるいは、スポット溶接に供する第１の鋼板１１１の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さを、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下としてもよい。これにより、ΔＨｖをＨｖ５０以上とすることができる。脱炭層深さの測定方法、及び好ましい脱炭層深さは、第一実施形態に係るスポット溶接継手１に準じる。
　第一実施形態に係るスポット溶接継手１と同じく、第三実施形態に係るスポット溶接継手１の製造方法において、鋼板１１の枚数は２枚であってもよいし、３枚以上であってもよい。第一実施形態に係るスポット溶接継手１に関して説明したように、鋼板１１の枚数が３枚以上である場合において、高強度鋼板と、これと接する鋼板１１との組み合わせにおいて、割れ対策がされている必要がある。その一方で、高強度鋼板ではない鋼板１１同士の組み合わせにおいて、割れ対策は必須ではない。
　第一実施形態に係るスポット溶接継手と同様に、第三実施形態に係るスポット溶接継手の製造方法において、好ましくは、第１の鋼板１１１の表面から深さ５０μｍまでのビッカース硬さが、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下である。さらに好ましくは、第１の鋼板１１１の表面から深さ１００μｍまでのビッカース硬さが、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下である。一層好ましくは、第１の鋼板１１１の表面から深さ２００μｍまでのビッカース硬さが、第１の鋼板１１１の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下であることが好ましい。これにより、第１の鋼板１１１のＨＡＺ割れを、一層効果的に防止することができる。
　実施例により本開示の一態様の効果を更に具体的に説明する。ただし、実施例での条件は、本開示の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例に過ぎない。本開示は、この一条件例に限定されない。本開示は、本開示の要旨を逸脱せず、本開示の目的を達成する限り、種々の条件を採用し得る。
　表１に示す第１の鋼板及び第２の鋼板から構成される各種板組に塗油した後、スポット溶接をした。スポット溶接の際には、鋼板間に板隙１．５ｍｍ（シム板間隔４０ｍｍ）を設けた。電極は、先端径Φ６ｍｍ、及びＲ４０のドームラジアス型のクロム銅電極とした。溶接条件は、加圧力６００ｋｇｆ、通電時間０．２秒、保持時間１．０秒とした。溶接電流は４．５～９．０ｋＡの範囲で０．３ｋＡずつ変化させ、これにより、様々の大きさのナゲットを、各条件において製造した。
　溶接後、スポット溶接継手を４８時間以上室温にて保管した。その後、スポット溶接部の断面を観察し、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れの有無を調査した。いずれの例においても、ナゲット径が大きいほど、割れが抑制された。換言すると、ナゲット径が小さくなるほど割れやすい傾向が見られた。そこで、ナゲット径４√ｔを判断基準として採用した。ｔは第１の鋼板及び第２の鋼板のうち薄い方の厚さである。ナゲット径が約４√ｔである場合に割れが生じなかった例に関しては、「割れ判定」列に「合格」と記載した。それ以外の例に関しては、「割れ判定」列に「不合格」と記載した。第１の鋼板のＣｅｑ、ΔＨｖ、及び脱炭層深さは、上述した方法によって測定した。なおビッカース硬さの測定の際には、試験力を１０ｇｆとした。第１の鋼板に脱炭層を設けなかった例においては、脱炭層深さ「－」と記載した。これらの例において、ΔＨｖは全てＨｖ３０以下であったので、表中では「－」と記載した。なお、脱炭層を有するすべての実施例において、フェライト主体の層の厚さは５．０μｍ未満であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　比較例１～４は、指標ＨＣが１７０未満のスポット溶接継手である。これら比較例では、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れは生じていなかった。従って、指標ＨＣが１７０未満のスポット溶接継手においては、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れは問題とはならない。
　比較例５～１９は、指標ＨＣが１７０以上であるが、ΔＨｖが５０未満のスポット溶接継手である。これら比較例では、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れが生じた。
　実施例２０～３７は、指標ＨＣが１７０以上であり、ΔＨｖが５０以上のスポット溶接継手である。これらの実施例においては、圧接部の外周側端部の近傍のＨＡＺ割れが抑制されていた。
１　スポット溶接継手
１１　鋼板
１１１　第１の鋼板
１１２　第２の鋼板
１２　スポット溶接部
１２１　ナゲット
１２２　圧接部
１２３　ＨＡＺ
Ｃ　　　割れ
Ｄ　　　くぼみ

Claims (9)

  1. 　第１の鋼板と、
    　第２の鋼板と、
    　前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板を接合するスポット溶接部と、
    を備え、
    　前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板は直接重ねあわされ、
    　前記第１の鋼板の引張強さは１５００ＭＰａ以上、
    　前記第２の鋼板の引張強さは前記第１の鋼板の引張強さ以下、
    　前記第１の鋼板の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、
    　前記第１の鋼板の前記母材部の式１によって定義される炭素等量Ｃｅｑは０．２２％以上、
    　式２によって定義される指標ＨＣは１７０以上、
    　前記スポット溶接部は、ナゲットと、前記ナゲットの周囲の前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板を接合する圧接部とを備え、
    　前記圧接部の外周側端部の前記第１の鋼板側２０μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い、
    スポット溶接継手。
    　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００　　（式１）
    　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２　　（式２）
    　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、
    　前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第１の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第１の鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第２の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第２の鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
  2. 　前記第１の鋼板の前記母材部はマルテンサイト組織を含む、
    請求項１に記載のスポット溶接継手。
  3. 　前記第１の鋼板の前記表面から深さ５０μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さの９５％以下、
    　前記圧接部の前記外周側端部の前記第１の鋼板側５０μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い、
    請求項１又は請求項２に記載のスポット溶接継手。
  4. 　前記第１の鋼板の前記表面から深さ１００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さの９５％以下、
    　前記圧接部の前記外周側端部の前記第１の鋼板側１００μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い、
    請求項１に又は請求項２記載のスポット溶接継手。
  5. 　前記第１の鋼板の前記表面から深さ２００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さの９５％以下、
    　前記圧接部の前記外周側端部の前記第１の鋼板側２００μｍのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さよりＨｖ５０以上低い、
    請求項１に又は請求項２記載のスポット溶接継手。
  6. 　第１の鋼板と第２の鋼板とを重ね合わせること、及び
    　前記第１の鋼板と前記第２の鋼板とをスポット溶接すること、
    を備え、
    　前記第１の鋼板の引張強さは１５００ＭＰａ以上、
    　前記第２の鋼板の引張強さは前記第１の鋼板の引張強さ以下、
    　前記第１の鋼板の表面から深さ２０μｍまでのビッカース硬さは、前記第１の鋼板の母材部の板厚１／４位置のビッカース硬さの９５％以下、
    　前記第１の鋼板の前記母材部の式１によって定義される炭素等量Ｃｅｑは０．２２％以上、
    　式２によって定義される指標ＨＣは１７０以上である、
    スポット溶接継手の製造方法。
    　Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／９０＋（Ｍｎ＋Ｃｒ）／１００　　（式１）
    　ＨＣ＝Ｃｅｑ×ＴＳ２×（１－（ＴＳ２×ｔ２ ３）／（ＴＳ１×ｔ１ ３））／√ｔ２　　（式２）
    　ここで、前記式１に記載の元素記号は、前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４部における、当該元素記号に対応する元素の単位質量％での含有量であり、
    　前記式２に記載の記号ＴＳ１は、前記第１の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ１は、前記第１の鋼板の単位ｍｍでの板厚であり、ＴＳ２は、前記第２の鋼板の単位ＭＰａでの引張強さであり、ｔ２は、前記第２の鋼板の単位ｍｍでの板厚である。
  7. 　前記第１の鋼板の前記表面から深さ５０μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さの９５％以下である、
    請求項６記載のスポット溶接継手の製造方法。
  8. 　前記第１の鋼板の前記表面から深さ１００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さの９５％以下である、
    請求項６記載のスポット溶接継手の製造方法。
  9. 　前記第１の鋼板の前記表面から深さ２００μｍまでのビッカース硬さは前記第１の鋼板の前記母材部の前記板厚１／４位置の前記ビッカース硬さの９５％以下である、
    請求項６記載のスポット溶接継手の製造方法。
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