(57)【要約】【課題】本発明は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法であって、高い継手強度を安定して得ることができる、抵抗スポット溶接継手の製造方法を提供するものである。【解決手段】本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数枚の鋼板を一対の第１電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ１および通電時間ｔ１で通電して、ナゲットを形成する第１の工程と、前記一対の第１電極を開放し、前記ナゲットがＭｆ点以下の温度になるまで冷却する第２の工程と、前記複数枚の鋼板の前記ナゲットに対応する箇所を一対の第２電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ３および通電時間ｔ３で通電して、前記ナゲットを焼戻す第３の工程と、を含み、  前記第１の工程と前記第３の工程の通電条件が、下記の式（１）を満たすものである。      Ｉ３２×ｔ３＜Ｉ１２×ｔ１      ・・・（１）【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法であって、
重ね合わせた前記複数枚の鋼板を一対の第１電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ１および通電時間ｔ１で通電して、ナゲットを形成する第１の工程と、
前記一対の第１電極を開放し、前記ナゲットがＭｆ点以下の温度になるまで冷却する第２の工程と、
前記複数枚の鋼板の前記ナゲットに対応する箇所を一対の第２電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ３および通電時間ｔ３で通電して、前記ナゲットを焼戻す第３の工程と、を含み、
前記第１の工程と前記第３の工程の通電条件が、下記の式（１）を満たすことを特徴とする、前記製造方法。
Ｉ３２×ｔ３＜Ｉ１２×ｔ１      ・・・（１）
【請求項２】
前記製造方法は、前記第１の工程から前記第３の工程までを行う溶接対象箇所を複数有しており、
１つの溶接対象箇所において前記第２の工程を行っているときに、他の溶接対象箇所において前記第１の工程を並行して行う、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記製造方法は、前記第１の工程から前記第３の工程までを行う溶接対象箇所を複数有しており、
１つの溶接対象箇所において前記第２の工程を行っているときに、他の溶接対象箇所において前記第３の工程を並行して行う、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極と前記第２電極が異なる電極である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第１電極の電極先端径Ｄ１と前記第２電極の電極先端径Ｄ２が、下記の式（２）を満たす、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
Ｄ１≦Ｄ２      ・・・（２）
【請求項６】
前記引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板の炭素当量が０．２２質量％以上０．４０質量％以下であり、
前記第３の工程において、前記ナゲットに隣接するコロナボンド部付近の熱影響部にビッカース硬さが２８０以上４２０以下となる部分が形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記第２の工程の工程時間が３秒以上６００秒以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗スポット溶接継手の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
重ね合わされた複数枚の鋼板がスポット溶接されてなる、抵抗スポット溶接継手においては、引張強度と疲労強度が重要な特性であり、特に、剪断方向に引張荷重を負荷して測定される引張せん断強さ（ＴＳＳ）と、剥離方向に引張荷重を負荷して測定される十字引張強さ（ＣＴＳ）の両方に優れることが求められている。
【０００３】
抵抗スポット溶接継手の中でも、引張強度が２７０ＭＰａ以上７５０ＭＰａ未満の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手においては、鋼板の引張強度が増加すると、ＣＴＳも増加するため、継手強度に関する問題は生じにくい。一方、引張強度が７５０ＭＰａを超える鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手においては、鋼板の引張強度が増加すると、ＣＴＳは増加しないか、あるいは減少するため、継手強度が不足する場合がある。
特に、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手においては、溶接部（ナゲット）の炭素当量が高く、焼きが入ると、ナゲットの靱性が低下するため、継手のＣＴＳが低下しやすい傾向にある。
【０００４】
このような高強度鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手の強度と靭性を改善する方法として、本通電の後に後加熱通電を行う２段通電法が知られている。
例えば、特許文献１には、本通電が終了してから一定時間経過した後にテンパー通電を行うことで、抵抗スポット溶接継手のナゲット部と熱影響部を焼戻して、継手の硬さを低下させる方法が開示されている。
また、特許文献２には、本通電によりナゲットを形成した後に、本通電電流値以上の電流値で後加熱通電する方法が開示されている。
さらに、特許文献３には、重ね合わせた高強度の薄鋼板を一対の電極によって挟み加圧力を加えながら抵抗スポット溶接をするにあたり、１点目を溶接後、電極の位置を移動し、１点目の溶接部がＭｆ点以下の温度まで冷却された後に、１点目の溶接部に一部が重なるように２点目の溶接を行なう方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１７１４９５号
【特許文献２】特開２０１０−１１５７０６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７２９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２に開示された方法では、電極の損耗や合金の付着などによって電極の温度にばらつきが生じたときに、冷却工程の冷却速度にもばらつきが生じてしまうため、高い継手強度（特に、高いＣＴＳ）を安定して得ることができない。
さらに、特許文献１および２に開示された方法では、冷却工程においても継手が加圧され続けるため、ナゲットの肉厚減少が大きくなり、継手強度が低下しやすくなる（具体的には、面内引張試験においてナゲット内で破断しやすくなる）という問題があった。
【０００７】
そして、特許文献３には、具体的な実施形態として、２点目の通電電流が１点目の通電電流と同じまたは１点目の通電電流よりも大きく、かつ、１点目と２点目の通電時間が同じである態様の方法が開示されている。すなわち、２点目の通電の（通電電流）２×通電時間の計算値が、１点目の通電と同等または１点目の通電よりも大きくなる態様の方法が開示されている。この方法では、ナゲットおよびナゲットに隣接するコロナボンド部付近の熱影響部（ＨＡＺ）の靭性を十分に向上させることができず、継手強度（特に、ＣＴＳ）の安定的向上には限界があった。
さらに、このような方法では、１点目の溶接で形成された圧痕によって、２点目の溶接を行う際の電流が流れる領域にばらつきが生じるため、結果的に高い継手強度（特に、高いＣＴＳ）を安定して得ることができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法であって、高い継手強度を安定して得ることができる、抵抗スポット溶接継手の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様（態様１）は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法であって、
重ね合わせた前記複数枚の鋼板を一対の第１電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ１および通電時間ｔ１で通電して、ナゲットを形成する第１の工程と、
前記一対の第１電極を開放し、前記ナゲットがＭｆ点以下の温度になるまで冷却する第２の工程と、
前記複数枚の鋼板の前記ナゲットに対応する箇所を一対の第２電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ３および通電時間ｔ３で通電して、前記ナゲットを焼戻す第３の工程と、を含み、
前記第１の工程と前記第３の工程の通電条件が、下記の式（１）を満たすことを特徴とする、前記製造方法である。
Ｉ３２×ｔ３＜Ｉ１２×ｔ１      ・・・（１）
【００１０】
本態様１の製造方法は、第３の工程が第１の工程で形成されたナゲットを焼戻す工程、すなわち、ナゲットの端部およびナゲットに隣接する熱影響部の鋼板重ね合わせ面付近を再溶融せずに焼戻す工程であり、上記式（１）を満たす通電条件、すなわち、第１の工程よりも小さいエネルギーとなる通電条件で行われるため、ナゲットの靭性を向上させて、安定して高い継手強度（特に、高いＣＴＳ）を得ることができる。
また、本態様１の製造方法は、一対の第１電極を開放した状態で第２の工程の冷却を行うため、電極の温度にばらつきが生じたとしてもその影響を受けにくく、上述の高い継手強度を安定して得ることができる。さらに、一対の第１電極を開放した状態で第２の工程の冷却を行うことで、ナゲットの肉厚減少が抑制されるため、継手強度を低下しにくくすることができる（具体的には、面内引張試験においてナゲットで破断しにくくすることができる）。
したがって、本態様１の製造方法は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高強度の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手であっても、高い継手強度を安定して得ることができる。
【００１１】
また、本発明の別の態様（態様２）では、上記態様１の製造方法において、前記第１の工程から前記第３の工程までを行う溶接対象箇所を複数有しており、
１つの溶接対象箇所において前記第２の工程を行っているときに、他の溶接対象箇所において前記第１の工程を並行して行うものである。
【００１２】
本発明の更に別の態様（態様３）では、上記態様１の製造方法において、前記第１の工程から前記第３の工程までを行う溶接対象箇所を複数有しており、
１つの溶接対象箇所において前記第２の工程を行っているときに、他の溶接対象箇所において前記第３の工程を並行して行うものである。
【００１３】
本発明の更に別の態様（態様４）では、上記態様１〜３のいずれかの製造方法において、前記第１電極と前記第２電極が異なる電極である。
【００１４】
本発明の更に別の態様（態様５）では、上記態様１〜４のいずれかの製造方法において、前記第１電極の電極先端径Ｄ１と前記第２電極の電極先端径Ｄ２が、下記の式（２）を満たすものである。
Ｄ１≦Ｄ２      ・・・（２）
【００１５】
本発明の更に別の態様（態様６）では、上記態様１〜５のいずれかの製造方法において、前記引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板の炭素当量が０．２２質量％以上０．４０質量％以下であり、前記第３の工程において、前記ナゲットに隣接するコロナボンド部付近の熱影響部にビッカース硬さが２８０以上４２０以下となる部分が形成されるものである。
【００１６】
本発明の更に別の態様（態様７）では、上記態様１〜６のいずれかの製造方法において、前記第２の工程の工程時間が３秒以上６００秒以下である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法によれば、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高強度の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手であっても、高い継手強度を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施例で得られた抵抗スポット溶接継手の硬さ分布の測定位置を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施例で得られた抵抗スポット溶接継手の、接合界面と平行な方向の硬さ分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法の好適な実施形態について、詳細に説明する。
【００２０】
＜抵抗スポット溶接継手の製造方法＞
本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法であり、重ね合わせた複数枚の鋼板を一対の第１電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ１および通電時間ｔ１で通電して、ナゲットを形成する第１の工程と、一対の第１電極を開放し、第１の工程で形成されたナゲットがＭｆ点以下の温度になるまで冷却する第２の工程と、複数枚の鋼板の上記ナゲットに対応する箇所を一対の第２電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ３および通電時間ｔ３で通電して、上記ナゲットを焼戻す第３の工程と、を含み、さらに、第１の工程と第３の工程の通電条件が、下記の式（１）を満たすことを特徴とするものである。
Ｉ３２×ｔ３＜Ｉ１２×ｔ１      ・・・（１）
【００２１】
上述のとおり、本発明の製造方法は、特に特定の条件下で行われる第２の工程および第３の工程を有していることによって、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高強度の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手であっても、高い継手強度を安定して得ることができる。
【００２２】
以下、本発明の製造方法における各工程について、それぞれ具体的に説明する。
【００２３】
［第１の工程］
本発明において、第１の工程は、重ね合わせた複数枚の鋼板を一対の第１電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ１および通電時間ｔ１で通電して、複数枚の鋼板の重ね合わせ面およびその近傍領域を溶融して、ナゲットを形成する工程である。
なお、この第１の工程では、上記所定の通電電流Ｉ１および通電時間ｔ１で通電する前に、所定の通電電流を流すことで、鋼板同士をなじませたり、鋼板のめっきを除去する予備通電を実施してもよい。予備通電としては、矩形状、台形状、三角形状、パルス状、アップスロープ状などの電流波形が挙げられる。
また、第１の工程を終了した段階では、ナゲットは未凝固の状態であるため、第２の工程で一対の第１電極を開放したときに、複数枚の鋼板が互いに離間するおそれがある場合は、このような離間を防ぐために、保持時間（すなわち、通電後に、電極を開放せずに加圧のみを行う時間）を０．０５秒〜０．４秒に設定することが望ましい。
【００２４】
（通電条件）
第１の工程の通電条件（例えば、通電電流、通電時間、電極の加圧力等）は、複数枚の鋼板の重ね合わせ面およびその近傍領域に、形成しようとするナゲットの大きさに応じた条件を採用することができる。
なお、後述する第３の工程の通電電流Ｉ３（ｋＡ）と通電時間ｔ３（秒）は、この第１の工程の通電電流Ｉ１（ｋＡ）と通電時間ｔ１（秒）に基づいて上記式（１）を満たすものに制約されるが、第１の工程の通電電流Ｉ１（ｋＡ）と通電時間ｔ１（秒）は、形成しようとするナゲットの大きさに応じた電流値と時間を採用することができる。
【００２５】
（第１電極）
第１の工程に用いる一対の第１電極は、挟持した複数枚の鋼板の重ね合わせ面およびその近傍領域にナゲットを形成し得るものであれば、通常の抵抗スポット溶接に用い得る電極を採用することができる。
【００２６】
［第２の工程］
本発明において、第２の工程は、第１の工程の後に、複数枚の鋼板を挟持している一対の第１電極を開放して、第１の工程で形成されたナゲットがＭｆ点以下の温度になるまで冷却する工程である。
なお、この第２の工程でナゲットがＭｆ点以下の温度になっていることは、第３の工程の終了後に、溶接部のナゲットに隣接するコロナボンド部付近の熱影響部のビッカース硬さが２８０以上４２０以下となる軟化部が形成されていることで確認できる。
【００２７】
この第２の工程は、第３の工程の通電でナゲットを焼戻し得るようにするための工程であり、第１の工程で用いた一対の第１電極を開放した状態で、ナゲットをＭｆ点以下の温度になるまで冷却するものである。
第２の工程は、一対の第１電極を開放した状態でナゲットの冷却を行うものであるため、電極の温度にばらつきが生じていてもその影響を受けにくく、高い継手強度を安定して得ることができる。さらに、一対の第１電極を開放した状態で第２の工程の冷却を行うことで、ナゲットの肉厚減少が抑制されるため、継手強度を低下しにくくすることができる、すなわち、面内引張試験においてナゲットで破断しにくくすることができる。
【００２８】
（冷却条件）
第２の工程の冷却条件や冷却手段は、第１の工程で形成されたナゲットをＭｆ点以下の温度になるまで冷却し得る条件や手段を採用することができる。例えば、第２の工程は、第１の工程で用いた一対の第１電極を開放することのみによって（すなわち、放冷によって）行ってもよいし、一対の第１電極を開放した状態で、ナゲットに対応する箇所に所定の冷却流体（例えば、冷却水、冷却ガス等）を吹き付けることによって行ってもよい。
【００２９】
なお、第２の工程の工程時間（秒）は、ナゲットをＭｆ点以下の温度になるまで冷却し得る時間を採用することができるが、上述の第２の工程による効果がより確実に得られる点および生産性に優れる点などから、第２の工程の工程時間は、３秒以上６００秒以下であることが好ましい。
【００３０】
［第３の工程］
本発明において、第３の工程は、複数枚の鋼板の上記ナゲットに対応する箇所を一対の第２電極によって挟持し、所定の通電電流Ｉ３および通電時間ｔ３で通電して、上記ナゲットを焼戻す工程である。
そして、本発明においては、かかる第３の工程と上述の第１の工程の通電条件が上記式（１）を満たすことを要する。
【００３１】
第３の工程は、従来の後加熱通電のようにナゲットを再溶融したり、溶接したりするものではなく、ナゲットを焼戻すための工程であり、上記式（１）を満たす通電条件、すなわち第１の工程よりも小さいエネルギーとなる通電条件で行われるため、ナゲットを焼戻してその靭性を向上させ、高い継手強度（特に、高いＣＴＳ）を得ることができる。
なお、このような作用効果を更に確実に得るためには、第１の工程と第３の工程の通電条件が下記の式（１’）を満たすことが好ましい。
Ｉ１２×ｔ１×０．４≦Ｉ３２×ｔ３≦Ｉ１２×ｔ１×０．８      ・・・（１’）
【００３２】
（通電条件）
第３の工程の通電条件（例えば、通電電流、通電時間、電極の加圧力等）は、上述のナゲットを焼戻すことができ、かつ、通電電流Ｉ３および通電時間ｔ３が上記式（１）を満たすものであれば、それ以外の条件は、特に限定されない。
【００３３】
（第２電極）
第３の工程に用いる一対の第２電極は、挟持した複数枚の鋼板の上記ナゲットに対応する箇所を焼戻し得るものであれば、通常の抵抗スポット溶接に用い得る電極を採用することができる。
【００３４】
本発明において、第３の工程に用いる一対の第２電極は、第１の電極に用いる一対の第１電極と同じ電極であっても、異なる電極であってもよい。
第１電極と第２電極が同じ電極であると、第１の工程と第３の工程を同じ電極で行うことができるため、製造設備を簡略化することができるという利点がある。
一方、第１電極と第２電極が異なる電極であると、後述するように第１の工程から第３の工程までを１つのサイクルとしたときに、複数のサイクルを並行して行うことができるため、生産性をより一層向上させることができる。さらに、第１の工程の本通電および第３の工程の焼戻しのそれぞれに適した最適な電極を選択することができるため、各工程をより精度よく、より効率よく制御することができるという利点もある。
【００３５】
なお、本明細書において、第１電極と第２電極が同じ電極であるとは、第１の工程で用いる電極と、第３の工程で用いる電極とが同じであること、すなわち、第１の工程で用いた電極を、第３の工程でも用いることを意味する。
一方、第１電極と第２電極が異なる電極であるとは、第１の工程で用いる電極と、第３の工程で用いる電極とが異なること、すなわち、第１の工程で用いた電極とは異なる電極を、第３の工程で用いることを意味する。
したがって、例えば、第１電極と第２電極が、全く同じ構造およびサイズを有していても、第１の工程で用いる第１電極が第３の工程では用いられない場合は、両者は異なる電極となる。
【００３６】
また、本発明において、第１電極と第２電極が異なる電極である場合、両電極は、第１電極の電極先端径Ｄ１と第２電極の電極先端径Ｄ２が、下記の式（２）を満たすものが好ましい。
Ｄ１≦Ｄ２      ・・・（２）
第１電極の電極先端径Ｄ１と第２電極の電極先端径Ｄ２が、上記式（２）を満たすもの、すなわち第２電極の電極先端径Ｄ２が、第１電極の電極先端径Ｄ１以上の先端径を有していると、第３の工程において、第１電極によって形成されたナゲットだけでなく、ナゲットに隣接するコロナボンド部や熱影響部も通電により焼戻しやすくなるため、溶接継手の靭性をより一層向上させることができ、結果的に高い継手強度（特に、高いＣＴＳ）を更に確実に得ることができる。
【００３７】
さらに、本発明においては、上記第１の工程から第３の工程までを行う溶接対象箇所を複数有している場合、１つの溶接対象箇所において上記第２の工程を行っているときに、他の溶接対象箇所において上記第１の工程を並行して行うことが好ましい。このように複数の溶接対象箇所の溶接を並行して行うことで、高い継手強度を有する溶接継手を連続的に生産し得るため、生産性をより向上させることができる。
なお、１つの溶接対象箇所において上記第２の工程を行っているときに、他の溶接対象箇所において上記第３の工程を並行して行うようにしてもよい。このようにしても、複数の溶接対象箇所の溶接を並行して行うことで、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
＜鋼板＞
本発明において、溶接対象となる複数枚の鋼板は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を少なくとも１枚含むものであれば、その他の鋼板は、所望の継手強度や溶接継手の用途などに応じた鋼板を用いることができる。そのような鋼板としては、例えば、引張強度が２７０ＭＰａ〜２５００ＭＰａ級の鋼板などが挙げられ、かかる鋼板は、亜鉛等のめっき処理が施された鋼板（すなわち、めっき鋼板）であってもよい。
【００３９】
また、鋼板は、引張強度が４４０ＭＰａ以上であれば、所望の継手強度や溶接継手の用途などに応じた鋼板を用いることができるが、好ましくは引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板であり、更に好ましくは引張強度が１４７０ＭＰａ以上の鋼板であり、特に好ましくは引張強度が１５００ＭＰａ以上の鋼板である。
そのような鋼板の中でも、炭素当量が０．２２質量％以上０．４０質量％以下の鋼板を好適に用いることができる。このような特定の炭素当量の鋼板を用いた場合は、上述の第３の工程において、ナゲットに隣接するコロナボンド部付近の熱影響部にビッカース硬さが２８０以上４２０以下となる、鋼板母材よりも軟化した部分が形成されやすくなり、結果的にＣＴＳに優れ、かつ、面内引張試験においてナゲットの破断が生じにくいという、高い継手強度をより安定して確実に得ることができる。なお、ビッカース硬さについては後述するが、図１に示すように、鋼板の重ね合わせ面側の表面から０．２ｍｍ離れた位置を鋼板表面に対して略平行に測定する。異なる鋼板同士を重ね合わせた溶接部の場合は、引張強度が最も高い鋼板で測定する。熱影響部の位置は、例えば、ピクラールエッチングすることで確認できる。また、ビッカース硬さは、荷重１ｋｇｆ前後で測定することが好ましい。
【００４０】
なお、本発明において、複数枚の鋼板は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼板を少なくとも１枚含むものであれば、すべての鋼板が同一種類の鋼板であっても、一部の鋼板のみが同一種類の鋼板であっても、すべての鋼板がそれぞれ異なる種類の鋼板であってもよい。
【００４１】
さらに、鋼板の枚数も特に限定されず、溶接継手の用途などに応じた２枚以上の枚数を採用することができる。
【００４２】
なお、本発明においては、第１の工程ないし第３の工程の各工程の前後に、所定の処理工程を有していてもよい。
【００４３】
本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法は、上述した実施形態や後述する実施例等に制限されることなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜組み合わせや代替、変更等が可能である。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例および比較例を例示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこのような実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
第１の工程および第３の工程で共通して用いる電極（すなわち、第１電極兼第２電極）として、電極先端径（直径）６ｍｍ、電極先端曲率半径Ｒ４０の一対のＤＲ型電極を備えた、定置式スポット溶接機を用意した。
【００４６】
さらに、供試材として、引張強度が１８００ＭＰａの鋼板１（板厚１．６ｍｍ）、引張強度が１１８０ＭＰａの鋼板２（板厚１．６ｍｍ）および引張強度が２７０ＭＰａの鋼板３（板厚０．７５ｍｍ）の３枚の鋼板を用意し、この３枚の鋼板を鋼板１、鋼板２、鋼板３の順に重ね合わせて板組を形成した後、当該板組を上記定置式スポット溶接機の一対の電極で挟持し（加圧力：４５０ｋｇｆ）、通電電流Ｉ１：８．０ｋＡおよび通電時間ｔ１：０．４０秒で通電して、ナゲットを形成した（第１の工程）。
第１の工程の後、一対の電極を開放し、さらに、この開放状態を１０秒間維持して、上記ナゲットがＭｆ点以下の温度になるまで冷却した（第２の工程）。
第２の工程の後、３枚の鋼板の上記ナゲットに対応する箇所を、第１の工程で用いた電極と同じ一対の電極によって挟持し（加圧力：４５０ｋｇｆ）、通電電流Ｉ３：５．０ｋＡおよび通電時間ｔ３：０．４０秒で通電して、上記ナゲットを焼戻し（第３の工程）、実施例１の抵抗スポット溶接継手を得た。
なお、第１の工程と第３の工程の通電条件は、Ｉ１２×ｔ１＝２５．６と、Ｉ３２×ｔ３＝１０．０となり、上記式（１）を満たしている。
また、この実施例１の抵抗スポット溶接継手の製造に際しては、第２の工程時に別のサイクルの第１の工程を実施した。
【００４７】
（実施例２〜２０）
電極、通電条件および冷却条件を下記の表１に示す条件に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２〜２０の抵抗スポット溶接継手を得た。
なお、実施例４および５は、第１の工程と第３の工程で異なる電極を用いた。
【００４８】
（実施例２１〜２３）
鋼板として下記の表１に示す２枚の鋼板を用いたこと、ならびに、電極、通電条件および冷却条件を下記の表１に示す条件に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２１〜２３の抵抗スポット溶接継手を得た。
また、この実施例２１〜２３の抵抗スポット溶接継手の製造に際しては、第２の工程時に別のサイクルの第３の工程を実施した。
【００４９】
（比較例１）
第２の工程および第３の工程を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の抵抗スポット溶接継手を得た。
【００５０】
（比較例２）
第３の工程における通電電流Ｉ３を８．０ｋＡに変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較例２の抵抗スポット溶接継手を得た。
なお、第１の工程と第３の工程の通電条件は、Ｉ１２×ｔ１＝２５．６と、Ｉ３２×ｔ３＝２５．６となり、上記式（１）を満たしていない。
また、この比較例２の抵抗スポット溶接継手の製造に際しては、第１の工程と第３の工程とで打点を３ｍｍずらしている。
【００５１】
（比較例３）
第２の工程において、電極を開放せずにそのまま２秒間加圧した状態で冷却したこと、および第３の工程において、通電電流Ｉ３を５．８ｋＡに変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較例３の抵抗スポット溶接継手を得た。
【００５２】
なお、上述の実施例１〜２３および比較例１〜３において、第１の工程の保持時間は、それぞれ以下のとおりである。
実施例１〜８および比較例１〜３の保持時間：０．０５秒
実施例９〜１６の保持時間  ：０．２秒
実施例１７〜２３の保持時間：０．４秒
【００５３】
このようにして得られた実施例１〜２３および比較例１〜３の各抵抗スポット溶接継手の特性について、引張強度が最も高い鋼板１のナゲットに隣接するコロナボンド部付近の熱影響部（ＨＡＺ）の硬さ（２箇所のコロナボンド部付近のＨＡＺのうち硬さの硬い方の硬さ）、鋼板１および２間の十字引張強さ（ＣＴＳ）、ならびに面内引張試験におけるナゲット内の破断の有無をそれぞれ確認した。
なお、これらの確認は、すべてｎ数５で実施し、その平均値を下記の表１に示す。
【００５４】
ここで、図１は、本発明の実施例で得られた抵抗スポット溶接継手の硬さ分布の測定位置を示す図であり、図２は、本発明の実施例で得られた抵抗スポット溶接継手（実施例１および比較例１）の、接合界面と平行な方向の硬さ分布図である。
抵抗スポット溶接継手の硬さ分布の測定は、ビッカース硬さ計を用いて、図１に示すように、鋼板の重ね合わせ面側の表面から０．２ｍｍ離れた位置を鋼板表面に対して略平行に測定した。なお、測定荷重は１ｋｇｆとし、一方のナゲット端を基点として所定のピッチで測定し、特にナゲットの境界部付近は０．２ｍｍまたは０．２５ｍｍのピッチで測定した。
そして、ナゲットの境界部から熱影響部（ＨＡＺ）側に０．５ｍｍの範囲の硬さの平均値を、ナゲットに隣接するコロナボンド部付近のＨＡＺの硬さとして求めた。
【００５５】
また、上述のＣＴＳは、ＪＩＳ  Ｚ  ３１３７に基づく十字引張試験によって鋼板１と鋼板２の間のＣＴＳを測定した。なお、測定サンプルは、長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍの２枚の鋼板を十字型に重ねて、その重なった部分をスポット溶接により接合したものを用いた。
【００５６】
また、上述の面内引張試験は、長さ２００ｍｍ、幅１５ｍｍの３枚の鋼板を、長さ方向および幅方向がそれぞれ一致するように重ね合わせて、長さ方向の中央部と両端部の３箇所をスポット溶接により接合した測定サンプルを用いて、引張試験により測定した。なお、長さ方向の両端部のスポット溶接部は、つかみ部を固定するためのものであり、上記測定サンプルの長さ方向の両端縁からそれぞれ３０ｍｍの部分を、引張試験のつかみ部とした。
【００５７】
【表１】
2020069525.tif 000003
【００５８】
第２の工程および第３の工程を行わなかった比較例１は、表１および図２に示すように、ナゲットに隣接するコロナボンド部付近のＨＡＺの硬さが硬く、靭性が向上していないため、ＣＴＳが低かった。また、第３の工程において上記式（１）を満たす通電条件でナゲットを焼戻してない比較例２は、表１に示すようにナゲットに隣接するコロナボンド部付近のＨＡＺの硬さが硬く、靭性が向上していないため、ＣＴＳが低く、さらに、面内引張試験においても、ナゲット内に破断が生じていた。
また、第２の工程において電極を開放せずに加圧した状態で冷却した比較例３は、表１に示すようにナゲットに隣接するコロナボンド部付近のＨＡＺの硬さが低く、靭性が向上しているため、ＣＴＳについては高くなっているものの、面内引張試験においては、ナゲット内に破断が生じていた。
一方、本発明例である実施例１〜２３は、表１に示すようにナゲットに隣接するコロナボンド部付近のＨＡＺの硬さが低く、靭性が向上しているため、ＣＴＳが高くなっており、さらに、面内引張試験においても、ナゲット内に破断は生じていなかった。
したがって、本発明によれば、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高強度の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手であっても、ｎ数５で試験して、高い継手強度を安定して得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高強度の鋼板を含む複数枚の鋼板を用いた抵抗スポット溶接継手であっても、高い継手強度を安定して得ることができるため、例えば、自動車の車体部品や建築物の構造体などの様々な構造部品の製造に適用することが可能である。
したがって、本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法は、産業上の利用可能性が高いものである。
【図１】
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【図２】
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