(57)【要約】【課題】散りの発生や溶接部における穴あきや割れ等の欠陥の発生を防止でき、高い連続打点性が得られる亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法を提供する。【解決手段】亜鉛系めっきが施された第１の鋼板１Ａと、第１の鋼板１Ａよりも厚く非めっきあるいは亜鉛系めっきが施された第２の鋼板１Ｂとを重ね合わせて抵抗スポット溶接する際、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの板厚比｛１．２≦ｔ２／ｔ１≦３．０｝、第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂの平均板厚｛ｔｍ１＝（ｔ１＋ｔ２）／２｝で表される平均板厚ｔｍ１とした時に、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂの間を、溶接電流ＷＣ｛０．８０×Ｉｅ≦ＷＣ≦０．９８×Ｉｅ｝、溶接時間ＷＴ１｛（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ１≦（１０×ｔｍ１＋２）／５０｝、保持時間ＨＴ｛ＨＴ≦０．２｝、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ１｛１．９６×ｔ１≦ＥＦ１≦３．１９×ｔｍ１｝で表される範囲とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極に接する側または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第１の鋼板と、該第１の鋼板よりも板厚が厚い、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．７〜３．０ｍｍの第２の鋼板とを重ね合わせ、抵抗スポット溶接を行う亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法であって、
前記第１の鋼板と前記第２の鋼板との板厚比を下記（１）式で表される範囲にするとともに、前記第１の鋼板および第２の鋼板の平均板厚を、下記（２）式で表される平均板厚ｔｍ１とした時に、
重ね合わせられた前記第１の鋼板と前記第２の鋼板の間を、溶接電流ＷＣ、溶接時間ＷＴ１、保持時間ＨＴ、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ１の各々を下記（３）〜（６）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
１．２≦ｔ２／ｔ１≦３．０                                      ・・・（１）
ｔｍ１＝（ｔ１＋ｔ２）／２                                      ・・・（２）
０．８０×Ｉｅ≦ＷＣ≦０．９８×Ｉｅ                            ・・・（３）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ１≦（１０×ｔｍ１＋２）／５０    ・・・（４）
ＨＴ≦０．２                                                    ・・・（５）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ１≦３．１９×ｔｍ１                        ・・・（６）
｛但し、上記（１）〜（６）式において、ｔ１：第１の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ２：第２の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔｍ１：第１の鋼板および第２の鋼板の平均板厚（ｍｍ）、Ｉｅ：散り発生電流（ｋＡ）、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＷＴ１：溶接時間（ｓ）、ＨＴ：溶接通電後に鋼板を電極で加圧する保持時間（ｓ）、ＥＦ１：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。｝
【請求項２】
電極に接する側または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第１の鋼板と、該第１の鋼板よりも板厚が厚い、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．６〜２．０ｍｍの第３の鋼板とを重ね合わせ、さらに、前記第３の鋼板側に、前記第１の鋼板よりも板厚が厚く、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．６〜２．０ｍｍの第４の鋼板を重ね合わせ、抵抗スポット溶接を行う亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法であって、
前記第１の鋼板と、前記第３の鋼板および第４の鋼板の合計板厚との比を下記（７）式で表される範囲にするとともに、前記第１の鋼板、第３の鋼板および第４の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚を、下記（８）式で表される平均板厚ｔｍ２とした時に、
重ね合わせられた前記第１、３、４の鋼板の各々の間を、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を、請求項１に記載の（３）、（５）式で表される条件に設定するとともに、溶接時間ＷＴ２、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ２を下記（９）、（１０）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
１．２≦（ｔ３＋ｔ４）／ｔ１≦３．０                            ・・・（７）
ｔｍ２＝（ｔ１＋ｔ３＋ｔ４）／２                                ・・・（８）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ２≦（１０×ｔｍ２＋２）／５０    ・・・（９）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ２≦３．１９×ｔｍ２                        ・・・（１０）
｛但し、上記（７）〜（１０）式において、ｔ１：第１の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ３：第３の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ４：第４の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔｍ２：第１の鋼板、第３の鋼板および第４の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）、ＷＴ２：溶接時間（ｓ）、ＥＦ２：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。｝
【請求項３】
電極に接する側または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第１の鋼板と、該第１の鋼板よりも板厚が厚い、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．７〜３．０ｍｍの第２の鋼板とを重ね合わせ、さらに、前記第２の鋼板側に、該第２の鋼板よりも板厚が薄く、非めっき、あるいは、電極に接する面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第５の鋼板を重ね合わせ、抵抗スポット溶接を行う亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法であって、
前記第１の鋼板と前記第２の鋼板との板厚比を請求項１に記載の（１）式、前記第５の鋼板と前記第２の鋼板との板厚比を下記（１１）式で表される範囲に設定するとともに、前記第１の鋼板、前記第２の鋼板および前記第５の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚を、下記（１２）式で表される平均板厚ｔｍ３とした時に、
重ね合わせられた前記第１の鋼板、前記第２の鋼板および第５の鋼板の各々の間を、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を請求項１に記載の（３）、（５）式で表される条件に設定するとともに、溶接時間ＷＴ３、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ３を下記（１３）、（１４）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
１．２≦ｔ２／ｔ５≦３．０                                      ・・・（１１）
ｔｍ３＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ５）／２                                ・・・（１２）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ３≦（１０×ｔｍ３＋２）／５０    ・・・（１３）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ３≦３．１９×ｔｍ３                        ・・・（１４）
｛但し、上記（１１）〜（１４）式において、ｔ１：第１の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ２：第２の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ５：第５の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔｍ３：第１の鋼板、第２の鋼板および第５の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）、ＷＴ３：溶接時間（ｓ）、ＥＦ３：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。｝
【請求項４】
抵抗スポット溶接電源として直流電源を用いることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【請求項５】
抵抗スポット溶接電源として直流電源を用い、板厚の薄い前記第１の鋼板側が正極（＋）、板厚の厚い前記第２の鋼板側が負極（−）となるように電極を配置して抵抗スポット溶接することを特徴とする請求項１に記載の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【請求項６】
抵抗スポット溶接電源として直流電源を用い、前記第１の鋼板または前記第５の鋼板の内、何れか薄い側が正極（＋）、厚い側が負極（−）となるように電極を配置して抵抗スポット溶接することを特徴とする請求項２に記載の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の方法を用いて、鋼板同士を重ね合わせて抵抗スポット溶接を連続打点で行う際、鋼板表面に散りが発生した時点で溶接を中断し、電極の表面から０．１〜１．０ｍｍの厚さでドレッシングを行った後、抵抗スポット溶接による連続打点を再開することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法に関するものであり、特に、自動車用部品の製造や車体の組立等の工程で使用される抵抗スポット溶接方法において、溶接時の散りの発生や溶接部における欠陥の発生を防止し、連続打点性を向上させることができる亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車分野では、車体の耐食性向上を目的として、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（以下、ＧＡ鋼板と略称することがある）や、溶融亜鉛めっき鋼板（以下、ＧＩ鋼板と略称することがある）、電気亜鉛めっき鋼板（以下、ＥＧ鋼板と略称することがある）等の亜鉛系めっき鋼板が使用されている。また、最近では、低燃費化やＣＯ２排出量削減を目的とした車体の軽量化および衝突安全性向上のために、自動車の車体や部品等に、板厚の薄い高強度鋼板が使用されているが、このような高強度鋼板でも、亜鉛系のめっきが被覆された鋼板が使用されている。
【０００３】
一方、自動車用部品の製造や車体の組立てでは、抵抗スポット溶接（以下、スポット溶接と略称することがある）が主に用いられているが、亜鉛系めっき鋼板をスポット溶接した場合には、以下のような問題が生じる。
スポット溶接部（溶接継手）の代表的な品質指標としては、引張強さと疲労強度が挙げられる。また、溶接継手の引張強さには、せん断方向に引張荷重を負荷して測定する引張せん断強さ（ＴＳＳ）と、剥離方向に引張荷重を負荷して測定する十字引張強さ（ＣＴＳ）がある。また、溶接継手の疲労強度には、せん断方向に引張荷重を負荷して測定する引張せん断疲労強度と、剥離方向に引張荷重を負荷して測定する十字引張疲労強度がある。一般に、引張強さも疲労強度も、スポット溶接部に欠陥（割れや穴等）が無い場合には、設計上問題無い十分に高い値が得られるが、欠陥や割れが存在する場合には、著しい低下が生じる場合がある。
【０００４】
亜鉛系めっき鋼板のスポット溶接では、従来から良く知られているように、スポット溶接時に銅電極の先端が、めっきである亜鉛と反応して合金化する。このＣｕ−Ｚｎ合金は非常に硬くて脆いことから、連続打点時に脱落して電極先端径が拡大し、電流密度が低下してナゲット径が徐々に小さくなり、やがてナゲットが形成されなくなるという問題が生じる。また、銅電極の先端が合金化すると、その部分の電気抵抗が増加して、電極／鋼板間での発熱量が増加する。さらに、合金化した部分の熱伝導度が低下することから、水冷された電極での冷却効果が下がり、その結果、溶接時にめっき鋼板の表面温度や溶接部全体の温度が上昇し、その結果、散りが発生したり、過大発熱によって穴あきや割れ等の欠陥が生じることがある。
【０００５】
従来、めっき鋼板のスポット溶接において連続打点性を向上させる技術としては、電極寿命を改善する技術がほとんどであり、数多くの提案がなされている。例えば、特許文献１には、めっき層の表面の８０％以上が３μｍ以下の結晶粒の合金層で構成されたＧＡ鋼板の表面に、ＺｎＯを主体とする酸化皮膜を形成させることによってスポット溶接性を改善する技術が開示されている。
また、特許文献２には、ＧＡ鋼板のめっき層最表層に存在する金属Ｚｎ（η相）およびＡｌ２Ｏ３を低減・除去することにより、電極チップ表面の発熱と電極チップへの金属Ｚｎの拡散を抑制し、連続打点性を改善する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、ＧＡめっき層中のＡｌ量を低減するとともに、Ａｌを酸化物として無害化することにより、電極寿命を改善する技術が開示されている。
また、特許文献４には、ＧＩ鋼板またはＧＡ鋼板のめっき層表面にＦｅ−Ｐ−Ｏめっき層を形成させることにより、スポット溶接性を改善する技術が開示されている。
さらに、特許文献５および特許文献６には、スポット溶接用の電極の電極先端部あるいは芯部を電極本体とは異なる材料とすることにより、電極寿命を向上させる技術が開示されている。
また、特許文献７には、めっき鋼板と非めっき鋼板のスポット溶接において、規定された目付量、板厚の鋼板、アルミナ分散銅の電極を使用し、規定された電流でスポット溶接を行うことにより、電極寿命を向上させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２３０８６１号公報
【特許文献２】特開平１０−３３０９０２号公報
【特許文献３】特開平０４−０２１７５０号公報
【特許文献４】特開平０８−２６９７８０号公報
【特許文献５】特開平０５−３０５４５６号公報
【特許文献６】特開平０６−１７９０８２号公報
【特許文献７】特開２００５−２７９６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３の技術はＧＡ鋼板に関するものであり、めっき層が容易に溶融するＧＩ鋼板には適用できないという問題がある。また、ＧＡ鋼板においては、特許文献３に記載の技術のように、Ａｌを低減した場合に、めっき層中で硬くて脆い合金層の発達を促進する他、めっき時にドロス付着が起こり易くなり、めっき性状の低下を招くという問題がある。
また、特許文献４の技術は、めっき層の変更を伴うものであり、通常のＧＩ鋼板の溶接性を改善する技術ではない。
【０００９】
また、特許文献５および特許文献６に記載の技術は、特殊な構成の電極を用いているため、汎用性に欠けるという問題がある。そのため、ＧＩ鋼板をスポット溶接する場合には、電極寿命が短い分、頻繁に電極の交換を行うことで対応しているのが実情である。
また、特許文献７に記載の技術は、溶接条件等によって連続打点性を向上させる技術であるが、この技術をもってしても、全ての鋼種、板厚、板組みで、連続打点性を向上させるのは困難である。
さらに加えて、特許文献１〜７に記載の技術は、いずれも連続打点性を向上させることを目的とする技術ではあるものの、散りの発生や穴あき、割れ等の欠陥の発生を防止することは困難である。
【００１０】
ここで、図５、６に、両面に亜鉛系めっきが被覆された、板厚の薄い鋼板１０１（１０１Ａ）と、これよりも板厚が厚く、両面に亜鉛系めっきが被覆された鋼板１０１（１０１Ｂ）を重ね合わせ、従来の方法でスポット溶接を行った場合の溶接部の断面を示す。
【００１１】
図５、６に示すように、従来の方法でスポット溶接を行った場合、鋼板のめっきが被覆された側に配置された電極が、めっきと反応して合金化する。そして、この合金化した部分の電気抵抗が増加して、電極／鋼板間での発熱量が増加する。さらに、合金化した部分の熱伝導度が低下することから、水冷された電極での冷却効果が下がり、溶接時に鋼板のめっきが被覆された側の表面温度や溶接部全体の温度が上昇し、表面で散りが発生するという問題が生じる。その結果、従来の方法では、過大発熱により、図５に示すように、溶接金属部（符号１０３Ａを参照）が飛散して欠陥（符号１０４を参照）が生じたり、図６に示すような割れ１０５が発生したりするという問題が生じていた。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、亜鉛系めっき鋼板を連続打点で抵抗スポット溶接した場合においても、散り発生による作業性の低下を防止するとともに、スポット溶接部の表面における穴あきや割れ等の欠陥の発生を防止することができ、抵抗スポット溶接における連続打点数が３０００点を超えるような長い電極寿命を得ることが可能な亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接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】
【００１３】
本発明者等が上記問題を解決するために鋭意研究したところ、鋼板のめっき目付量および板厚、抵抗スポット溶接条件を規定することにより、電極／めっき鋼板界面での過大な温度上昇を防止して電極に対する熱負荷を軽減させ、電極先端での合金化反応を抑制できることを知見した。そして、鋼板の板厚比を規定して抵抗スポット溶接を行うことにより、鋼板間に確実にナゲットが形成されることを見出した。
さらに、本発明者等は、抵抗スポット溶接電源に直流電源を用い、電極損耗が少ない正極（＋）側を薄い鋼板側に配置した場合には、電極先端での合金化をより効果的に抑制できることを見出した。また、これに加え、合金化した電極先端部を、適宜最適な厚さでドレッシングする方法を採用することで、効果的に合金層を除去することが可能であることを見出した。
これらにより、電極先端での合金化による熱伝導度の低下を抑制し、散り発生や穴あき、割れ等の欠陥発生を防止し、連続打点性を向上させることが可能となることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明の要旨は以下のとおりである。
【００１４】
［１］  電極に接する側または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第１の鋼板と、該第１の鋼板よりも板厚が厚い、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．７〜３．０ｍｍの第２の鋼板とを重ね合わせ、抵抗スポット溶接を行う亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法であって、前記第１の鋼板と前記第２の鋼板との板厚比を下記（１）式で表される範囲にするとともに、前記第１の鋼板および第２の鋼板の平均板厚を、下記（２）式で表される平均板厚ｔｍ１とした時に、重ね合わせられた前記第１の鋼板と前記第２の鋼板の間を、溶接電流ＷＣ、溶接時間ＷＴ１、保持時間ＨＴ、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ１の各々を下記（３）〜（６）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
１．２≦ｔ２／ｔ１≦３．０                                      ・・・（１）
ｔｍ１＝（ｔ１＋ｔ２）／２                                      ・・・（２）
０．８０×Ｉｅ≦ＷＣ≦０．９８×Ｉｅ                            ・・・（３）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ１≦（１０×ｔｍ１＋２）／５０    ・・・（４）
ＨＴ≦０．２                                                    ・・・（５）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ１≦３．１９×ｔｍ１                        ・・・（６）
｛但し、上記（１）〜（６）式において、ｔ１：第１の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ２：第２の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔｍ１：第１の鋼板および第２の鋼板の平均板厚（ｍｍ）、Ｉｅ：散り発生電流（ｋＡ）、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＷＴ１：溶接時間（ｓ）、ＨＴ：溶接通電後に鋼板を電極で加圧する保持時間（ｓ）、ＥＦ１：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。｝
【００１５】
［２］  電極に接する側または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第１の鋼板と、該第１の鋼板よりも板厚が厚い、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．６〜２．０ｍｍの第３の鋼板とを重ね合わせ、さらに、前記第３の鋼板側に、前記第１の鋼板よりも板厚が厚く、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．６〜２．０ｍｍの第４の鋼板を重ね合わせ、抵抗スポット溶接を行う亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法であって、前記第１の鋼板と、前記第３の鋼板および第４の鋼板の合計板厚との比を下記（７）式で表される範囲にするとともに、前記第１の鋼板、第３の鋼板および第４の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚を、下記（８）式で表される平均板厚ｔｍ２とした時に、重ね合わせられた前記第１、３、４の鋼板の各々の間を、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を、請求項１に記載の（３）、（５）式で表される条件に設定するとともに、溶接時間ＷＴ２、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ２を下記（９）、（１０）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
１．２≦（ｔ３＋ｔ４）／ｔ１≦３．０                            ・・・（７）
ｔｍ２＝（ｔ１＋ｔ３＋ｔ４）／２                                ・・・（８）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ２≦（１０×ｔｍ２＋２）／５０    ・・・（９）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ２≦３．１９×ｔｍ２                        ・・・（１０）
｛但し、上記（７）〜（１０）式において、ｔ１：第１の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ３：第３の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ４：第４の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔｍ２：第１の鋼板、第３の鋼板および第４の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）、ＷＴ２：溶接時間（ｓ）、ＥＦ２：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。｝
【００１６】
［３］  電極に接する側または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第１の鋼板と、該第１の鋼板よりも板厚が厚い、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．７〜３．０ｍｍの第２の鋼板とを重ね合わせ、さらに、前記第２の鋼板側に、該第２の鋼板よりも板厚が薄く、非めっき、あるいは、電極に接する面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第５の鋼板を重ね合わせ、抵抗スポット溶接を行う亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法であって、前記第１の鋼板と前記第２の鋼板との板厚比を請求項１に記載の（１）式、前記第５の鋼板と前記第２の鋼板との板厚比を下記（１１）式で表される範囲に設定するとともに、前記第１の鋼板、前記第２の鋼板および前記第５の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚を、下記（１２）式で表される平均板厚ｔｍ３とした時に、重ね合わせられた前記第１の鋼板、前記第２の鋼板および第５の鋼板の各々の間を、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を請求項１に記載の（３）、（５）式で表される条件に設定するとともに、溶接時間ＷＴ３、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ３を下記（１３）、（１４）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
１．２≦ｔ２／ｔ５≦３．０                                      ・・・（１１）
ｔｍ３＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ５）／２                                ・・・（１２）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ３≦（１０×ｔｍ３＋２）／５０    ・・・（１３）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ３≦３．１９×ｔｍ３                        ・・・（１４）
｛但し、上記（１１）〜（１４）式において、ｔ１：第１の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ２：第２の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔ５：第５の鋼板の板厚（ｍｍ）、ｔｍ３：第１の鋼板、第２の鋼板および第５の鋼板の３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）、ＷＴ３：溶接時間（ｓ）、ＥＦ３：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。｝
【００１７】
［４］  抵抗スポット溶接電源として直流電源を用いることを特徴とする上記［１］〜［３］の何れか１項に記載の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
［５］  抵抗スポット溶接電源として直流電源を用い、板厚の薄い前記第１の鋼板側が正極（＋）、板厚の厚い前記第２の鋼板側が負極（−）となるように電極を配置して抵抗スポット溶接することを特徴とする上記［１］に記載の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
［６］  抵抗スポット溶接電源として直流電源を用い、前記第１の鋼板または前記第５の鋼板の内、何れか薄い側が正極（＋）、厚い側が負極（−）となるように電極を配置して抵抗スポット溶接することを特徴とする上記［２］に記載の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
［７］  上記［１］〜［６］の何れか１項に記載の方法を用いて、鋼板同士を重ね合わせて抵抗スポット溶接を連続打点で行う際、鋼板表面に散りが発生した時点で溶接を中断し、電極の表面から０．１〜１．０ｍｍの厚さでドレッシングを行った後、抵抗スポット溶接による連続打点を再開することを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法によれば、鋼板のめっき目付量および板厚、抵抗スポット溶接条件を適正範囲に規定することにより、電極／めっき鋼板界面および溶接部全体での過大な温度上昇を抑制して電極に対する熱負荷を軽減させ、電極先端での合金化反応を抑制することができ、さらに、鋼板の板厚比を適正範囲に規定することにより、鋼板間に確実にナゲットを形成させることができる。これにより、電極先端での合金化による熱伝導度の低下を抑制し、散り発生や穴あき、割れ等の欠陥発生を防止することで、連続打点性を向上させることができるので、良好な溶接作業性を確保しつつ、信頼性の高い溶接金属部を形成させることが可能となる。従って、例えば、自動車用部品の製造や車体の組立て等で用いる亜鉛系めっき鋼板のスポット溶接に本発明を適用することにより、自動車分野での亜鉛系めっき鋼板の適用による耐食性向上や、それに伴う安全性、耐久性向上のメリットなどを十分に享受することができ、その社会的な貢献は多大である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の第１の実施形態を模式的に説明する図であり、２枚の亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせて抵抗スポット溶接を行い、溶接金属部を形成した状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の第１の実施形態を説明する図であり、通電パターンおよび加圧パターンを示すグラフである。
【図３】本発明に係る亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の第２の実施形態を模式的に説明する図であり、３枚の亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせて抵抗スポット溶接を行い、溶接金属部を形成した状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の第３の実施形態を模式的に説明する図であり、３枚の亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせて抵抗スポット溶接を行い、溶接金属部を形成した状態を示す断面図である。
【図５】従来の抵抗スポット溶接方法で、亜鉛系めっき鋼板を２枚重ねにして抵抗スポット溶接を行った場合を模式的に説明する図であり、溶接金属部を形成した際に発生する欠陥を示す断面図である。
【図６】従来の抵抗スポット溶接方法で、亜鉛系めっき鋼板を２枚重ねにして抵抗スポット溶接を行った場合を模式的に説明する図であり、溶接金属部に発生した割れを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の第１〜第３の実施形態について、主に図１〜図４を適宜参照しながら説明する。なお、本実施形態は、本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の趣旨をより良く理解させるために詳細に説明するものであるから、特に指定の無い限り本発明を限定するものではない。
【００２１】
近年、特に自動車分野においては、低燃費化やＣＯ２排出量削減を目的とした車体の軽量化および衝突安全性向上に加え、車体の耐食性向上を目的として、ＧＡ鋼板やＧＩ鋼板等の亜鉛系めっきが施された、板厚の薄い高強度鋼板を使用するニーズが高まっている。また、このような亜鉛系めっき鋼板が用いられてなる車体の組立や部品の取付け等を行う場合には、主として抵抗スポット溶接方法が用いられるが、スポット溶接を行った場合に、散りの発生を抑制しながら連続的に溶接することができ、かつ、溶接金属部に発生する欠陥や割れを抑制することが可能な、高い作業性と継手特性を実現できる方法に対するニーズが非常に高まっている。このようなニーズに対し、本発明では、上述したように、溶接方法自体は通常のスポット溶接方法と同じであるが、さらに、鋼板のめっき目付量、板厚、組合せ板厚比、溶接電流、溶接時間および保持時間の各々を最適に規定して抵抗スポット溶接を行う方法としている。これにより、亜鉛系めっき鋼板同士の溶接において、通電パターンを実用の溶接条件範囲内で制御しながら、従来と同様の抵抗スポット溶接設備等を用いて、溶接時の散りの発生を抑制して良好な溶接作業性を確保しつつ、欠陥や割れの発生が抑制された信頼性の高い溶接金属部を形成させることで、亜鉛系めっき鋼板同士を溶接することが可能になるというものである。
【００２２】
また、本発明に係る方法においては、上記各条件に加え、さらに、スポット溶接時の加圧力や、電源の種類、電極先端のドレッシング条件等を付加した場合には、亜鉛系めっき鋼板を連続打点で抵抗スポット溶接した場合であっても、溶接時の散りの発生や、欠陥・割れが生じるのをより効果的に抑制することが可能となる。
以下、本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の各実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
本実施形態の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法は、図１に例示するように、電極２Ａに接する側または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第１の鋼板１Ａと、この第１の鋼板１Ａよりも板厚が厚い、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．７〜３．０ｍｍの第２の鋼板１Ｂとを重ね合わせ、抵抗スポット溶接を行う方法である。具体的には、本実施形態では、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの板厚比を下記（１）式で表される範囲にするとともに、第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂの平均板厚を、下記（２）式で表される平均板厚ｔｍ１とした時に、重ね合わせられた第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂの間を、溶接電流ＷＣ、溶接時間ＷＴ１、保持時間ＨＴ、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ１の各々を下記（３）〜（６）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接する方法を採用している。
１．２≦ｔ２／ｔ１≦３．０                                      ・・・（１）
ｔｍ１＝（ｔ１＋ｔ２）／２                                      ・・・（２）
０．８０×Ｉｅ≦ＷＣ≦０．９８×Ｉｅ                            ・・・（３）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ１≦（１０×ｔｍ１＋２）／５０    ・・・（４）
ＨＴ≦０．２                                                    ・・・（５）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ１≦３．１９×ｔｍ１                        ・・・（６）
但し、上記（１）〜（６）式において、ｔ１：第１の鋼板１Ａの板厚（ｍｍ）、ｔ２：第２の鋼板１Ｂの板厚（ｍｍ）、ｔｍ１：第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂの平均板厚（ｍｍ）、Ｉｅ：散り発生電流（ｋＡ）、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＷＴ１：溶接時間（ｓ）、ＨＴ：溶接通電後に鋼板を電極で加圧する保持時間（ｓ）、ＥＦ１：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。
【００２４】
「抵抗スポット溶接方法」
図１は、本発明において亜鉛系めっき鋼板（第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂを参照）を溶接するのに用いられる、一般的な抵抗スポット溶接方法を説明するための模式図である。
本発明で用いられる抵抗スポット溶接方法とは、まず、被溶接材である亜鉛系めっき鋼板、即ち、本例においては第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの２枚を重ね合わせる。そして、これら第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂの重ね合わせ部分に対して両側から、即ち、図１に示す例では上下方向から挟み込むように、銅合金からなる電極２Ａ、２Ｂを押し付けつつ通電することにより、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの間に溶融金属部を形成させる。この溶融金属部は、溶接通電が終了した後、水冷された電極２Ａ、２Ｂによる抜熱や鋼板自体への熱伝導によって急速に冷却されて凝固し、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの間に、図示例のような断面楕円形状のナゲット（溶接金属部）３が形成される。このようなナゲット３が形成されることにより、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとが溶接される。
【００２５】
本発明に係る溶接方法は、上述のような抵抗スポット溶接方法による溶接において、亜鉛系めっき鋼板のめっき目付量、板厚、組合せ板厚比に加え、さらに、溶接電流、溶接時間および保持時間等を、以下に説明するような適正範囲に規定することにより、溶接時の散りの発生を抑制しながら、ナゲット３における欠陥や割れ等の発生を防止できる方法である。
【００２６】
「鋼板特性の限定理由」
以下に、本実施形態における被溶接物である亜鉛系めっき鋼板（第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂ）の鋼板特性の限定理由について詳述する。
【００２７】
（板厚および板厚比）
本実施形態では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板の板厚に関し、まず、第２の鋼板１Ｂの板厚を、第１の鋼板１Ａよりも厚い板厚に規定している。具体的には、第１の鋼板１Ａの板厚を０．５〜１．０ｍｍの範囲に規定し、第２の鋼板１Ｂの板厚を０．７〜３．０ｍｍの範囲に規定したうえで、上記範囲内において、第２の鋼板１Ｂが第１の鋼板１Ａよりも厚い板厚を有するものとしている。
【００２８】
本実施形態において、２枚の亜鉛系めっき鋼板の内、薄い側の鋼板である第１の鋼板１Ａの板厚の下限を０．５ｍｍに規定したのは、これ未満では電極に対する熱負荷が大きく、電極先端での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りや欠陥発生の防止効果が得られにくいためである。また、第１の鋼板１Ａの板厚の上限を１．０ｍｍに規定したのは、これを超えると、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りや欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。
【００２９】
また、２枚の亜鉛系めっき鋼板の内、厚い側の鋼板である第２の鋼板１Ｂの板厚の下限を０．７ｍｍに規定したのは、第１の鋼板１Ａの場合と同様、これ未満では電極に対する熱負荷が大きく、電極先端での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りや欠陥発生の防止効果が得られにくいためである。また、第２の鋼板１Ｂの板厚の上限を３．０ｍｍに規定した点についても、第１の鋼板１Ａの場合と同様、これを超えると、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りや欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。
【００３０】
また、上記範囲の板厚を有する第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの板厚比は、上記（１）式、即ち、次式｛１．２≦ｔ２／ｔ１≦３．０｝で表される範囲に規定する。第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの板厚比（ｔ２／ｔ１）が１．２未満だと、板厚比が高い場合に比べて、第１の鋼板１Ａの表面に近い側にナゲットが形成されて表面の温度が高くなり易くなるため、板厚比が高い場合に比べて電極先端における合金化が進み、散りの発生や欠陥発生の問題が生じ易くなる。また、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの板厚比が３．０を超えると、厚い第２の鋼板１Ｂ側に偏ってナゲットが生成され、２枚の鋼板の界面の位置でナゲットが形成され難くなることから、所望の溶接強度が得られなくなるおそれがある。
【００３１】
さらに、本実施形態では、上記範囲の板厚を有する第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂの平均板厚ｔｍ１を、上記（２）式、即ち、次式｛ｔｍ１＝（ｔ１＋ｔ２）／２｝で定義した。これは、本発明に係る抵抗スポット溶接のように、亜鉛系めっき鋼板を異厚で２枚重ねや３枚重ねとする場合には、全ての鋼板の板厚を加算し、２枚重ねとして平均した値を鋼板の板厚として溶接時間や加圧力を設定することが、散りや欠陥が生じるのを抑制する観点から望ましいためである。
【００３２】
（めっき）
本実施形態では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板表面のめっきに関し、第１の鋼板１Ａについては、電極２Ａに接する側または両面に、片面あたりで３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆されたものとする。また、第１の鋼板１Ａよりも板厚が厚い第２の鋼板１Ｂについては、非めっきであるか、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆されたものとする。
【００３３】
板厚が薄い亜鉛系めっき鋼板である第１の鋼板１Ａの片面あたりの目付量が３０（ｇ／ｍ２）未満だと、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りや欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。また、第１の鋼板１Ａの片面あたりの目付量が１００（ｇ／ｍ２）を超えると、電極先端（電極２Ａ）での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りや欠陥発生の防止効果が得られにくいことから、これを上限とした。また、めっきの目付け量が片面あたりでこの上限を超えた場合には、このめっき層が溶接の際の障害となるおそれがある。
【００３４】
板厚が厚い亜鉛系めっき鋼板である第２の鋼板１Ｂを非めっきとせず、片面または両面に亜鉛系めっきを施す場合、片面あたりの目付量が３０（ｇ／ｍ２）未満だと、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りや欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。また、第２の鋼板１Ｂの片面あたりの目付量が１００（ｇ／ｍ２）を超えると、第１の鋼板１Ａの場合と同様、電極先端（電極２Ｂ）での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りや欠陥発生の防止効果が得られにくいことから、これを上限とした。また、第１の鋼板１Ａの場合と同様、めっきの目付け量が片面あたりでこの上限を超えた場合には、このめっき層が溶接の際の障害となるおそれがある。
【００３５】
なお、本発明において、亜鉛系めっき鋼板の表面に設けられるめっき層の種類については、亜鉛系のめっきであれば特に限定されない。例えば、Ｚｎ系、Ｚｎ−Ｆｅ系、Ｚｎ−Ｎｉ系、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｚｎ−Ｍｇ系等、従来公知の亜鉛系めっきを採用すれば良い。また、めっき層の表層に無機系、有機系の皮膜（例えば、潤滑皮膜等）が施されていても良い。
【００３６】
（引張強さ）
本発明では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板（第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂ）の引張強さについては、特に限定されず、例えば、自動車分野等で一般的に用いられる、引張強さが２７０〜１８００ＭＰａ程度の軟鋼板、高強度鋼板に亜鉛系めっきが施されたものを用いることができる。
【００３７】
一般に、鋼板の引張強さが９００ＭＰａ以上である場合に、溶接後の溶接金属部において欠陥や割れが発生し易いことが知られている。このため、本発明においては、特に、この引張強さ以上である亜鉛系めっき鋼板を用いた場合に、欠陥や割れの防止効果が顕著となる。一方、亜鉛系めっき鋼板の引張強さが１８００ＭＰａを超える場合には、本発明による欠陥や割れの防止効果が得られ難くなる可能性がある。
【００３８】
（鋼種）
本発明では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板をなす鋼種については特に限定されず、例えば、軟鋼板（フェライト主体）や、２相組織型（例えば、フェライト中にマルテンサイトを含む組織、フェライト中にベイナイトを含む組織）、加工誘起変態型（フェライト中に残留オーステナイトを含む組織）、微細結晶型（フェライト主体組織）等の高強度鋼板等、何れの型の鋼板であっても良い。何れの鋼種からなる亜鉛系めっき鋼板であっても、本発明のスポット溶接方法を適用することにより、スポット溶接の際の散りの発生や、欠陥、割れが発生するのを防止でき、鋼板の特性を損なうことなく、信頼性の高い溶接継手（溶接金属部）が得られる。
【００３９】
また、本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の適用は、同種の鋼板の組合せに限定されるものではなく、各規定を満たす鋼板の溶接であれば、本実施形態で例示する同種異厚の他、異種異厚の組合せで行うことも可能である。
【００４０】
「溶接条件の限定理由」
以下に、本実施形態で規定する抵抗スポット溶接の際の溶接条件について、その限定理由を詳述する。
【００４１】
（溶接電流：ＷＣ）
本実施形態においては、抵抗スポット溶接を行う際の溶接電流を、上記（３）式、即ち、次式｛０．８０×Ｉｅ≦ＷＣ≦０．９８×Ｉｅ｝で表される範囲に規定する。ここで、上記（３）式中のＩｅ（ｋＡ）とは散り発生電流（溶接電流を増加させた時に散りが発生し始める電流）であり、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板の鋼種や板厚、板組み、めっきの有無、めっきの目付量等に応じて変化する数値である。
【００４２】
溶接電流ＷＣが上記（３）式で表される範囲未満、即ち、散り発生電流Ｉｅの０．８０倍を下回ると、連続打点時のナゲット径の低下速度が早くなり、連続打点性が向上しない。また、溶接電流ＷＣが上記（３）式で表される範囲超、即ち散り発生電流Ｉｅの０．９８倍を超えると、散りや欠陥が発生し易くなる。
【００４３】
（溶接時間：ＷＴ１）
本実施形態においては、抵抗スポット溶接を行う際の溶接時間を、上記（４）式、即ち、次式｛（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ１≦（１０×ｔｍ１＋２）／５０｝で表される範囲に規定する。溶接時間（ＷＴ１）の範囲は、上記（４）式中に示されるように、その下限は第１の鋼板１Ａの板厚ｔ１に依存し、また、上限は、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂの平均板厚ｔｍ１に依存する。
【００４４】
溶接時間ＷＴ１が上記（４）式で表される範囲未満、即ち、次式｛（１０×ｔ１＋２）／６０｝（ｓ）を下回ると、ナゲット３において十分な大きさの径が得られない。また、溶接時間ＷＴ１が上記（４）式で表される範囲超、即ち、次式｛（１０×ｔｍ１＋２）／５０｝を超えると、溶接中に電極先端で合金化反応が進行し、散りや欠陥が発生し易くなるとともに、溶接時間が長くなって作業性低下の原因となる。溶接時間ＷＴ１は、電極２Ａ、２Ｂの先端とめっきとの反応を最小限に抑えるためには、可能な限り短いことが好ましい。
【００４５】
（溶接通電後に電極で鋼板を加圧する保持時間：ＨＴ）
本実施形態においては、上記溶接電流ＷＣ、溶接時間ＷＴ１の条件で溶接通電した後、引き続き、上記（５）式で表されるように、０．２（ｓ）以下（２００（ｍｓ）以下）の保持時間ＨＴで電極２Ａ、２Ｂによって第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂを保持する。保持時間ＨＴが２００（ｍｓ）を超えると、保持時間中に電極先端の合金化反応が進み、散りや欠陥が発生し易くなる。
また、保持時間ＨＴは、電極２Ａ、２Ｂの先端とめっきとの反応を最小限に防ぐためには、可能な限り短いことが好ましいが、短すぎると、ナゲット中心部で収縮欠陥が発生する場合があるので、溶接時の散りの発生や、欠陥の発生を抑制する効果が確実に得られる最小時間とすることが好ましい。
【００４６】
一般に、亜鉛系めっき鋼板のスポット溶接におけるにおける欠陥や割れの発生は、溶接部での発熱や冷却、ナゲット形成位置等に影響される。特に、片側に板厚の薄い鋼板が配置された場合には、合金化によって電極/めっき鋼板界面の温度が上昇し、また、電極での冷却能が下がると、溶融部が表面にまで到達し、表面から散りが発生して穴あき等の欠陥が発生する。また、溶融部が表面に到達しなくても、めっき鋼板の表面温度が上昇して、めっきである亜鉛がオーステナイト粒界に浸入し、通電後の収縮によって割れが生じる。
【００４７】
抵抗スポット溶接では、冷却速度が非常に速いため、凝固中に急激な収縮が起こる。その際、電極による加圧力無しに溶融した金属を自由凝固させると、最後に凝固した溶接金属中央部で欠陥が発生したり、周囲の拘束によって割れが発生したりする場合がある。これに対し、溶接通電後、十分な加圧力で電極２Ａ、２Ｂを溶接金属の収縮過程に追従させると、溶接金属の中央部に残留した溶融金属を押し込むため、ナゲットにおける収縮欠陥の発生を抑制させ、また、割れの発生も抑制することが可能となる。ここで、溶接金属は、完全に凝固するまで、水冷された電極２Ａ、２Ｂで加圧することが重要であり、そのためには、本実施形態で説明するように、保持時間ＨＴを適正範囲に設定することが重要となる。
【００４８】
本実施形態では、上記条件で溶接通電を行った後、引き続き、所定の加圧力で、上記（５）で表される保持時間ＨＴで、第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂを電極２Ａ、２Ｂで加圧保持することにより、上述のような、溶接金属の中央部に残留した溶融金属を押し込む作用が得られる。これにより、ナゲット３における収縮欠陥の発生を抑制させ、割れの発生も抑制することができる。
【００４９】
（電極の加圧力：ＥＦ１）
本実施形態では、上記条件の溶接通電ならびに電極による保持を行う際の、第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂに対する電極２Ａ、２Ｂの加圧力ＥＦ１は、下記（６）式で表される範囲に設定すると、上述した散りの発生の防止や欠陥防止の効果が顕著に得られる点から好ましい。
１．９６×ｔ１≦ＥＦ１≦３．１９×ｔｍ１                        ・・・（６）
但し、上記（６）式において、ＥＦ１：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）、ｔ１：第１の鋼板１Ａの板厚（ｍｍ）、ｔｍ１：第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂの平均板厚（ｍｍ）を示す。
【００５０】
電極の加圧力ＥＦ１が上記（６）式で表される範囲未満、即ち、第１の鋼板１Ａの板厚ｔ１の１．９６倍を下回ると、鋼板間で十分な接触径が得られず、溶接時に散りが発生し易くなって、十分な大きさのナゲット径が得られない。また、加圧力ＥＦ１が上記（６）式で表される範囲超、即ち、平均板厚ｔｍ１の３．１９倍を超えると、溶接部の窪みが大きくなって継手強度が低下する。
【００５１】
（通電パターンおよび加圧パターン）
本実施形態では、溶接電流ＷＣ、溶接時間ＷＴ１、保持時間ＨＴおよび電極の加圧力ＥＦの各条件を上記規定とした場合、その通電パターンおよび加圧パターンは、図２のグラフに示すようなパターンとなる。本実施形態では、このような通電パターンおよび加圧パターンにおいて、上記規定範囲内で各条件を設定することができる。また、本発明においては、図２のグラフに示すような通電パターンおよび加圧パターンには限定されず、溶接条件を上記範囲で変更しながら、適宜、異なるパターンに変更することも可能である。
【００５２】
（電源の種類）
本実施形態では、抵抗スポット溶接に用いる電源は特に限定されず、一般的な交流電源を用いることができるが、その他、直流インバーター等の直流電源を用いることも可能である。
【００５３】
ここで、抵抗スポット溶接電源に直流電源を用いた場合には、板厚の薄い第１の鋼板１Ａ側が正極（＋）、板厚の厚い第２の鋼板１Ｂ側が負極（−）となるように電極２Ａ、２Ｂを配置することが好ましい。一般に、板厚の薄い鋼板を用いると、この薄い鋼板側に配置される電極先端において合金化が生じ易く、電極損耗も生じ易い。本実施形態では、溶接電源に直流電源を用いるとともに、電極損耗が少ない正極（＋）側の電極（図１に示す例では電極２Ａ側）を薄い第１の鋼板１Ａ側に配置することにより、電極先端における合金化をより効果的に抑制することが可能となる。これにより、電極先端における発熱増加と熱伝導度の低下を抑制し、散りの発生や、穴あき、割れ等の欠陥発生を防止できるとともに、連続打点性を向上させることが可能となる。
【００５４】
（電極のドレッシング）
本実施形態においては、上記方法で亜鉛系めっき鋼板同士を重ね合わせて抵抗スポット溶接を連続打点で行う際、第１の鋼板１Ａまたは第２の鋼板１Ｂの何れかの表面に散りが発生した時点で溶接を中断し、電極２Ａ、２Ｂの表面、特に電極先端の表面から０．１〜１．０ｍｍの厚さでドレッシングを行った後、抵抗スポット溶接による連続打点を再開する方法を採用しても良い。このように、連続打点による抵抗スポット溶接で合金化した電極先端部を、適宜、最適な厚さでドレッシングすることにより、電極先端における発熱増加と熱伝導度の低下を抑制できるので、散りの発生や、穴あき、割れ等の欠陥の発生を防止し、連続打点性を向上させることが可能となる。この際のドレッシングの厚さが０．１ｍｍ未満だと、電極表面の合金層が十分に除去されず、散りや欠陥の発生防止効果がない。また、ドレッシングの厚さが１．０ｍｍを超えると、ドレッシングの度に電極の肉厚が薄くなり過ぎ、電極寿命が短くなる。
【００５５】
（抵抗スポット溶接設備）
本発明に係る亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法は、本実施形態で説明したように、鋼板のめっき目付量、板厚および板厚比に加え、溶接電流や溶接時間、保持時間等の抵抗スポット溶接条件を最適化した方法なので、例えば、図１に例示するような電極２が備えられた従来公知の抵抗スポット溶接設備を何ら制限無く採用することが可能である。
【００５６】
［第２の実施形態］
本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の第２の実施形態について、以下に説明する。
なお、本実施形態では、上記第１の実施形態と共通する構成については、同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００５７】
本実施形態の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法は、図３に示す例のように、上記第１の実施形態と同様に、第１の鋼板１Ａと、第１の鋼板１Ａよりも板厚が厚く、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．６〜２．０ｍｍの第３の鋼板１Ｃを重ね合わせたうえで、さらに、第３の鋼板１Ｃ側に、第１の鋼板１Ａよりも板厚が厚く、非めっき、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．６〜２．０ｍｍの第４の鋼板１Ｄを重ね合わせ、合計３枚の亜鉛系めっき鋼板を重ね合わせることで抵抗スポット溶接を行う方法である。より具体的には、本実施形態では、まず、第１の鋼板１Ａと、第３の鋼板１Ｃおよび第４の鋼板１Ｄの合計板厚との比を下記（７）式で表される範囲にするとともに、第１の鋼板１Ａ、第３の鋼板１Ｃおよび第４の鋼板１Ｄの３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚を、下記（８）式で表される平均板厚ｔｍ２とした時に、重ね合わせられた前記第１、３、４の鋼板１Ａ、１Ｃ、１Ｄの各々の間を、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を第１の実施形態で示した上記（３）、（４）式で表される条件に設定するとともに、溶接時間ＷＴ２、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ２を下記（９）、（１０）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接を行う。
１．２≦（ｔ３＋ｔ４）／ｔ１≦３．０                            ・・・（７）
ｔｍ２＝（ｔ１＋ｔ３＋ｔ４）／２                                ・・・（８）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ２≦（１０×ｔｍ２＋２）／５０    ・・・（９）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ２≦３．１９×ｔｍ２                        ・・・（１０）
但し、上記（７）〜（１０）式において、ｔ１：第１の鋼板１Ａの板厚（ｍｍ）、ｔ３：第３の鋼板１Ｃの板厚（ｍｍ）、ｔ４：第４の鋼板１Ｄの板厚（ｍｍ）、ｔｍ２：第１の鋼板１Ａ、第３の鋼板１Ｃおよび第４の鋼板１Ｄの３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）、ＷＴ２：溶接時間（ｓ）、ＥＦ２：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。
【００５８】
本実施形態では、被溶接物である第１の鋼板１Ａの鋼種、めっき種、引張強さ等は、上記第１の実施形態と同様とすることができる。また、本実施形態では、第１の鋼板１Ａの板厚の範囲や、これらの厚さの関係についても、上記第１の実施形態と同様とする。
また、本実施形態では、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を上記（３）、（４）式で表される範囲とする点でも、上記第１の実施形態と同様である。
【００５９】
本実施形態の抵抗スポット溶接方法は、第２の鋼板１Ｂの代わりに、第２の鋼板とは板厚範囲が異なる第３の鋼板１Ｃを使用し、第３の鋼板１Ｃ側に、第１の鋼板１Ａよりも板厚が厚い第４の鋼板１Ｄを重ね合わせ、第１の鋼板１Ａと、第３の鋼板１Ｃおよび第４の鋼板１Ｄの合計板厚との比を上記範囲に規定し、さらに、第１、３、４の鋼板１Ａ、１Ｃ、１Ｄの平均板厚ｔｍ２を上記範囲に規定する点で、上記第１の実施形態の抵抗スポット溶接方法とは異なる。
さらに、本実施形態の抵抗スポット溶接方法は、溶接時間ＷＴ２を上記範囲に規定している点で、上記第１の実施形態の抵抗スポット溶接方法とは異なる。
【００６０】
「鋼板特性」
（鋼板の板厚および板厚比）
本実施形態では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板の板厚に関し、まず、第１の実施形態と同様、第３の鋼板１Ｃの板厚を、第１の鋼板１Ａよりも厚い板厚に規定し、且つ、第１の鋼板１Ａの板厚を０．５〜１．０ｍｍ、第３の鋼板１Ｃの板厚を０．６〜２．０ｍｍの範囲に規定している。
そして、本実施形態では、上述のように、第３の鋼板１Ｃ側に重ね合わせる第４の鋼板１Ｄを、第１の鋼板１Ａよりも板厚が厚いものとしたうえで、第１の鋼板１Ａと、第３の鋼板１Ｃおよび第４の鋼板１Ｄの合計板厚との比を、上記（７）式、即ち、次式｛１．２≦（ｔ３＋ｔ４）／ｔ１≦３．０｝で表される範囲に規定している。さらに、本実施形態では、第１、３、４の鋼板１Ａ、１Ｃ、１Ｄの平均板厚ｔｍ２を、上記（８）式、即ち、次式｛ｔｍ２＝（ｔ１＋ｔ３＋ｔ４）／２｝で表される範囲に規定している。
【００６１】
本実施形態において、第３、４の鋼板１Ｃ、１Ｄの板厚の下限を０．６ｍｍに規定したのは、第１の鋼板１Ａの場合と同様、これ未満では電極に対する熱負荷が大きく、電極先端での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りや欠陥発生の防止効果が得られにくいためである。また、第３、４の鋼板１Ｃ、１Ｄの板厚の上限を２．０ｍｍに規定した点についても、第１の鋼板１Ａの場合と同様、これを超えると、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りや欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。
【００６２】
また、第１の鋼板１Ａと、第３の鋼板１Ｃおよび第４の鋼板１Ｄの合計板厚との比（（ｔ３＋ｔ４）／ｔ１）の下限を、上記（７）式で表される範囲の下限値、即ち、１．２に規定している。この板厚比（（ｔ３＋ｔ４）／ｔ１）が１．２未満だと、板厚比が高い場合に比べて、第１の鋼板１Ａの表面に近い側にナゲットが形成されて表面の温度が高くなり易くなるため、板厚比が高い場合に比べて電極先端における合金化が進み、散りの発生や欠陥発生の問題が生じ易くなる。また、上記板厚比（（ｔ３＋ｔ４）／ｔ１）が３．０を超えると、厚い第３、４の鋼板１Ｃ、１Ｄ側に偏ってナゲットが生成され、第１の鋼板１Ａと第３の鋼板１Ｃとの界面にナゲットが形成され難くなることから、所望の溶接強度が得られなくなるおそれがある。
【００６３】
さらに、本実施形態では、上記範囲の板厚を有する第１、３、４の鋼板１Ａ、１Ｃ、１Ｄの平均板厚ｔｍ２を、上記（８）式、即ち、次式｛ｔｍ２＝（ｔ１＋ｔ３＋ｔ４）／２｝で表される範囲で定義した。これは、本実施形態のように、亜鉛系めっき鋼板を異厚で３枚重ねとする場合には、全ての鋼板の板厚を加算し、２枚重ねとして平均した値を鋼板の板厚として、溶接時間や加圧力を設定することが、散りや欠陥が生じるのを抑制する観点から望ましいためである。
【００６４】
（めっき）
本実施形態では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板表面のめっきに関し、第１の鋼板１Ａについては、上記第１の実施形態における規定と同様とする。そして、第３の鋼板１Ｃおよび第３の鋼板１Ｃ側に重ね合わせられる第４の鋼板１Ｄについては、非めっきであるか、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆されたものとする。
【００６５】
第４の鋼板１Ｄを非めっきとせず、片面または両面に亜鉛系めっきを施す場合、片面あたりの目付量が３０（ｇ／ｍ２）未満だと、第１の鋼板１Ａの場合と同様、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りや欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。また、第４の鋼板１Ｄの片面あたりの目付量が１００（ｇ／ｍ２）を超えると、上記同様、電極先端（電極２Ｂ）での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りや欠陥発生の防止効果が得られにくいことから、これを上限とした。また、上記同様、めっきの目付け量が片面あたりで上限を超えた場合には、このめっき層が溶接の際の障害となるおそれがある。
【００６６】
なお、本実施形態において、亜鉛系めっき鋼板の表面に設けられるめっき層の種類についても、上記第１の実施形態と同様とすることができ、さらに、めっき層の表層に無機系、有機系の皮膜等が施されていても良い点についても同様である。
【００６７】
「溶接条件」
本実施形態では、３枚重ねとする亜鉛系めっき鋼板の板厚に関し、各々の鋼板の関係を上記範囲に規定したうえで、抵抗スポット溶接の際の溶接条件を、以下に詳述する条件に規定する。
【００６８】
（溶接時間：ＷＴ２）
本実施形態においては、抵抗スポット溶接を行う際の溶接時間を、上記（９）式、即ち、次式｛（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ２≦（１０×ｔｍ２＋２）／５０｝で表される範囲に規定する。本実施形態における溶接時間（ＷＴ２）の範囲は、上記（９）式中に示されるように、その下限は第１の鋼板１Ａの板厚ｔ１に依存し、また、上限は、第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第３の鋼板１Ｃの平均板厚ｔｍ２に依存する。
【００６９】
溶接時間ＷＴ２が上記（９）式で表される範囲未満、即ち、次式｛（１０×ｔ１＋２）／６０｝（ｓ）を下回ると、図３中に示すナゲット３０において十分な大きさの径が得られない。また、溶接時間ＷＴ２が上記（９）式で表される範囲超、即ち、次式｛（１０×ｔｍ２＋２）／５０｝を超えると、溶接中に電極先端で合金化反応が進行し、散りや欠陥が発生し易くなるとともに、溶接時間が長くなって作業性低下の原因となる。溶接時間ＷＴ２は、電極２Ａ、２Ｂの先端とめっきとの反応を最小限に抑えるため、可能な限り短いことが好ましい。
【００７０】
（電極の加圧力：ＥＦ２）
本実施形態では、上記第１の実施形態と同様、上記条件の溶接通電ならびに電極による保持を行う際の、第１、３、４の鋼板１Ａ、１Ｃ、１Ｄに対する電極２Ａ、２Ｂの加圧力ＥＦ２は、下記（１０）式で表される範囲に設定すると、上述した散りの発生の防止や欠陥防止の効果が顕著に得られる点から好ましい。
１．９６×ｔ１≦ＥＦ２≦３．１９×ｔｍ２                        ・・・（１０）
但し、上記（１０）式において、ＥＦ２：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）、ｔ１：第１の鋼板１Ａの板厚（ｍｍ）、ｔｍ２：第１の鋼板１Ａ、第３の鋼板１Ｃおよび第４の鋼板１Ｄの３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）を示す。
【００７１】
電極の加圧力ＥＦ２が上記（１０）式で表される範囲未満、即ち、第１の鋼板１Ａの板厚ｔ１の１．９６倍を下回ると、鋼板間で十分な接触径が得られず、溶接時に散りが発生し易くなって、十分な大きさのナゲット径が得られない。また、加圧力ＥＦ２が上記（１０）式で表される範囲超、即ち、平均板厚ｔｍ２の３．１９倍を超えると、溶接部の窪みが大きくなって継手強度が低下する。
【００７２】
（電源の種類）
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、抵抗スポット溶接に用いる電源は特に限定されず、一般的な交流電源の他、直流インバーター等の直流電源を用いることができる。
また、本実施形態において、抵抗スポット溶接電源に直流電源を用いた場合には、上記第１の実施形態の場合と同様の理由により、板厚の薄い第１の鋼板１Ａ側が正極（＋）、板厚の厚い第４の鋼板１Ｄ側が負極（−）となるように電極２Ａ、２Ｂを配置することが好ましい。これにより、電極先端における合金化をより効果的に抑制することができるので、電極先端での発熱増加と熱伝導度の低下を抑制し、散りの発生や、穴あき、割れ等の欠陥発生を防止できるとともに、連続打点性を向上させることが可能となる。
【００７３】
（その他の溶接条件）
本実施形態では、上記規定以外の条件については、上述した第１の実施形態と同様とすることができる。例えば、通電パターンおよび加圧パターンについても、図２に示すようなパターンと同様のパターンとし、上記規定範囲内で各条件を設定することができる。また、第１の実施形態と同様、通電パターンおよび加圧パターンは、溶接条件を上記範囲で変更しながら、適宜、異なるパターンに変更することも可能である。
また、使用する抵抗スポット溶接設備についても、図３に例示するような電極２が備えられた従来公知の抵抗スポット溶接設備を何ら制限無く採用することが可能である。
さらに、電極のドレッシングについても第１の実施形態と同様の方法で行うことができ、合金化した電極先端部を、適宜、最適な厚さでドレッシングすることで、電極先端における発熱増加と熱伝導度の低下を抑制でき、散りの発生や、穴あき、割れ等の欠陥の発生を防止し、連続打点性を向上させることが可能となる。
【００７４】
［第３の実施形態］
本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の第３の実施形態について、以下に説明する。
なお、本実施形態では、上記第１および第２の実施形態と共通する構成については同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００７５】
本実施形態の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法は、図４に示す例のように、上記第１の実施形態と同様に第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとを重ね合わせたうえで、  さらに、第２の鋼板１Ｂ側に、この第２の鋼板１Ｂよりも板厚が薄く、非めっき、あるいは、電極２（２Ｂ）に接する面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆された板厚０．５〜１．０ｍｍの第５の鋼板１Ｅを重ね合わせることで抵抗スポット溶接を行う方法である。より具体的には、本実施形態では、まず、第１の鋼板１Ａと第２の鋼板１Ｂとの板厚比を第１の実施形態に示した（１）式、第５の鋼板１Ｅと第２の鋼板１Ｂとの板厚比を下記（１１）式で表される範囲に設定する。そして、第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚を、下記（１２）式で表される平均板厚ｔｍ３とした時に、重ね合わせられた第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの各々の間を、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を第１の実施形態で示した上記（３）、（４）式で表される条件に設定するとともに、溶接時間ＷＴ３、スポット溶接時の電極の加圧力ＥＦ３を下記（１３）、（１４）式で表される条件に設定して抵抗スポット溶接を行う。
１．２≦ｔ２／ｔ５≦３．０                                     ・・・（１１）
ｔｍ３＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ５）／２                               ・・・（１２）
（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ３≦（１０×ｔｍ３＋２）／５０    ・・・（１３）
１．９６×ｔ１≦ＥＦ３≦３．１９×ｔｍ３                        ・・・（１４）
但し、上記（１１）〜（１４）式において、ｔ１：第１の鋼板１Ａの板厚（ｍｍ）、ｔ２：第２の鋼板１Ｂの板厚（ｍｍ）、ｔ５：第５の鋼板１Ｅの板厚（ｍｍ）、ｔｍ３：第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）、ＷＴ３：溶接時間（ｓ）、ＥＦ３：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）を示す。
【００７６】
本実施形態では、被溶接物である第１、第２の鋼板１Ａ、１Ｂの鋼種、めっき種、引張強さ等は、上記第１および第２の実施形態と同様とすることができる。また、本実施形態では、第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板１Ｂの板厚の範囲や、これらの厚さの関係についても、上記第１および第２の実施形態と同様とする。
また、本実施形態では、溶接電流ＷＣ、保持時間ＨＴの各々を上記（３）、（４）式で表される範囲とする点でも、上記第１および第２の実施形態と同様である。
【００７７】
本実施形態の抵抗スポット溶接方法は、第２の鋼板１Ｂ側に、第１の鋼板１Ａよりも板厚が薄い第５の鋼板１Ｅを重ね合わせ、第５の鋼板１Ｅと第２の鋼板１Ｂとの板厚比を上記範囲に規定し、第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの平均板厚ｔｍ３を上記のように定義する点で、上記第１および第２の実施形態の抵抗スポット溶接方法とは異なる。
さらに、本実施形態の抵抗スポット溶接方法は、溶接時間ＷＴ３を上記範囲に規定している点で、上記第１および第２の実施形態の抵抗スポット溶接方法とは異なる。
【００７８】
「鋼板特性」
（鋼板の板厚および板厚比）
本実施形態では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板の板厚に関し、まず、第１および第２の実施形態と同様、第２の鋼板１Ｂの板厚を、第１の鋼板１Ａよりも厚い板厚に規定し、且つ、第１の鋼板１Ａの板厚を０．５〜１．０ｍｍ、第２の鋼板１Ｂの板厚を０．７〜３．０ｍｍの範囲に規定している。
そして、本実施形態では、上述のように、第２の鋼板１Ｂ側に重ね合わせる第４の鋼板１Ｄを、第１の鋼板１Ａよりも板厚が薄いものとしたうえで、第５の鋼板１Ｅと第２の鋼板１Ｂとの板厚比を上記（１１）式、即ち、次式｛１．２≦ｔ２／ｔ５≦３．０｝で表される範囲に規定している。さらに、本実施形態では、第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの平均板厚ｔｍ３を、上記（１２）式、即ち、次式｛ｔｍ３＝（ｔ１＋ｔ２＋ｔ５）／２｝で表されるように定義に規定している。
【００７９】
本実施形態において、第５の鋼板１Ｅの板厚の下限を０．５ｍｍに規定したのは、第１〜第３の鋼板１Ａ〜１Ｃの場合と同様、これ未満では電極に対する熱負荷が大きく、電極先端での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りの発生や欠陥発生の防止効果が得られにくいためである。また、第５の鋼板１Ｅの板厚の上限を１．０ｍｍに規定した点についても、第１〜第４の鋼板１Ａ〜１Ｄの場合と同様、これを超えると、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りの発生や欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。
【００８０】
また、第５の鋼板１Ｅと第２の鋼板１Ｂとの合計板厚との比（ｔ２／ｔ５）の下限を、上記（１１）式で表される範囲の下限値、即ち、１．２に規定している。この板厚比（ｔ２／ｔ５）が１．２未満だと、そもそも、板厚比が高い場合に比べて、第１の鋼板１Ａの表面に近い側にナゲットが形成されて表面の温度が高くなり易くなるため、板厚比が高い場合に比べて電極先端における合金化が進み、散りの発生や欠陥発生の問題が生じ易くなる。また、上記板厚比（ｔ２／ｔ５）が３．０を超えると、厚い第２の鋼板１Ｂ側に偏ってナゲットが生成され、第５の鋼板１Ｅと第２の鋼板１Ｂとの界面にナゲットが形成され難くなることから、所望の溶接強度が得られなくなるおそれがある。
【００８１】
さらに、本実施形態では、上記範囲の板厚を有する第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚ｔｍ３（ｍｍ）を、上記（１２）式、即ち、次式｛（ｔ１＋ｔ２＋ｔ５）／２｝で表されるように定義している。これは、上記第２の実施形態の場合と同様、亜鉛系めっき鋼板を異厚で３枚重ねとする場合に、全ての鋼板の板厚を加算し、２枚重ねとして平均した値を鋼板の板厚として、溶接時間や加圧力を設定することが、散りや欠陥が生じるのを抑制する観点から望ましいためである。
【００８２】
（めっき）
本実施形態では、被溶接物である亜鉛系めっき鋼板表面のめっきに関し、第１、２の鋼板１Ａ、１Ｂについては、上記第１および第２の実施形態における規定と同様とする。そして、第２の鋼板１Ｂ側に重ね合わせられる第５の鋼板１Ｅについては、非めっきであるか、あるいは、片面または両面に片面あたり３０〜１００ｇ／ｍ２の亜鉛系めっきが被覆されたものとする。
【００８３】
本実施形態においても、第５の鋼板１Ｅを非めっきとせず、電極２（２Ｂ）に接する面または両面に亜鉛系めっきを施す場合、片面あたりの目付量が３０（ｇ／ｍ２）未満だと、第１〜第４の鋼板１Ａ〜１Ｄの場合と同様、そもそも、電極先端における合金化があまり進まないことから、散りや欠陥発生の問題が生じないため、本発明の適用対象外とした。また、第５の鋼板１Ｅの片面あたりの目付量が１００（ｇ／ｍ２）を超えると、やはり同様に、電極先端（電極２Ｂ）での合金化が極端に進み、本発明をもってしても、散りや欠陥発生の防止効果が得られにくいことから、これを上限とした。さらに同様に、めっきの目付け量が片面あたりで上限を超えた場合には、このめっき層が溶接の際の障害となるおそれがある。
【００８４】
なお、本実施形態において、亜鉛系めっき鋼板の表面に設けられるめっき層の種類についても、上記第１および第２の実施形態と同様とすることができ、さらに、めっき層の表層に無機系、有機系の皮膜等が施されていても良い点についても同様である。
【００８５】
「溶接条件」
本実施形態では、上記第２の実施形態と同様に３枚重ねとする亜鉛系めっき鋼板の板厚に関し、各々の鋼板の関係を上記範囲に規定したうえで、抵抗スポット溶接の際の溶接条件を、以下に詳述する条件に規定する。
【００８６】
（溶接時間：ＷＴ３）
本実施形態においては、抵抗スポット溶接を行う際の溶接時間を、上記（１３）式、即ち、次式｛（１０×ｔ１＋２）／６０≦ＷＴ３≦（１０×ｔｍ３＋２）／５０｝で表される範囲に規定する。本実施形態における溶接時間（ＷＴ３）の範囲は、上記（１３）式中に示されるように、その下限は第１の鋼板１Ａの板厚ｔ１に依存し、また、上限は、第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの平均板厚ｔｍ３に依存する。
【００８７】
溶接時間ＷＴ３が上記（１３）式で表される範囲未満、即ち、次式｛（１０×ｔ１＋２）／６０｝（ｓ）を下回ると、図４中に示すナゲット３１において十分な大きさの径が得られない。また、溶接時間ＷＴ３が上記（１３）式で表される範囲超、即ち、次式｛（１０×ｔｍ３＋２）／５０｝を超えると、溶接中に合金化反応が進行し、散りや欠陥が発生し易くなるとともに、溶接時間が長くなって作業性低下の原因となる。溶接時間ＷＴ３は、上記第１および第２の実施形態と同様、電極２Ａ、２Ｂの先端とめっきとの反応を最小限に抑えるため、可能な限り短いことが好ましい。
【００８８】
（電極の加圧力：ＥＦ３）
本実施形態では、上記第１及び第２の実施形態と同様、上記条件の溶接通電ならびに電極による保持を行う際の、第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅに対する電極２Ａ、２Ｂの加圧力ＥＦ２は、上記同様、下記（１４）式で表される範囲に設定すると、上述した散りの発生の防止や欠陥防止の効果が顕著に得られる点から好ましい。
１．９６×ｔ１≦ＥＦ３≦３．１９×ｔｍ３                       ・・・（１４）
但し、上記（１４）式において、ＥＦ３：スポット溶接時の電極の加圧力（ｋＮ）、ｔ１：第１の鋼板１Ａの板厚（ｍｍ）、ｔｍ３：第１の鋼板１Ａ、第２の鋼板１Ｂおよび第５の鋼板１Ｅの３枚重ねを２枚重ねと仮定した時の平均板厚（ｍｍ）を示す。
【００８９】
電極の加圧力ＥＦ３が上記（１４）式で表される範囲未満、即ち、第１の鋼板１Ａの板厚ｔ１の１．９６倍を下回ると、鋼板間で十分な接触径が得られず、溶接時に散りが発生し易くなって、十分な大きさのナゲット径が得られない。また、加圧力ＥＦ３が上記（１０）式で表される範囲超、即ち、平均板厚ｔｍ３の３．１９倍を超えると、溶接部の窪みが大きくなって継手強度が低下する。
【００９０】
（電源の種類）
本実施形態においても、上記第１および第２の実施形態と同様、抵抗スポット溶接に用いる電源は特に限定されず、一般的な交流電源の他、直流インバーター等の直流電源を用いることができる。なお、本実施形態で抵抗スポット溶接電源に直流電源を用いた場合には、板厚の薄い第１の鋼板１Ａまたは板厚の薄い第５の鋼板１Ｅの内、何れか薄い側が正極（＋）、厚い側が負極（−）となるように電極２Ａ、２Ｂを配置することが好ましい。これにより、上記同様、電極先端における合金化をより効果的に抑制できるので、電極先端での発熱増加と熱伝導度の低下を抑制し、散りの発生や、穴あき、割れ等の欠陥発生を防止できるとともに、連続打点性を向上させることが可能となる。
【００９１】
（その他の溶接条件）
本実施形態においても、上記第２の実施形態と同様、上記規定以外の溶接条件については、上記第１の実施形態と同様とすることができ、例えば、通電パターンおよび加圧パターンについても同様のパターンとしたうえで、上記規定範囲内で各条件を設定することができる。また、上記同様、通電パターンおよび加圧パターンは、溶接条件を上記範囲で変更しながら、適宜、異なるパターンに変更することも可能である。
また、使用する抵抗スポット溶接設備についても、第２の実施形態と同様、図３に例示するような電極２が備えられた従来公知の抵抗スポット溶接設備を何ら制限無く採用することが可能である。
さらに、電極のドレッシングについても第１および第２の実施形態と同様の方法で行うことができ、これによって電極先端における発熱増加と熱伝導度の低下を抑制できるので、散りの発生や、穴あき、割れ等の欠陥の発生を防止し、連続打点性を向上させることが可能となる。
【００９２】
以上説明したような、本発明に係る亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法によれば、各鋼板（第１〜第５の鋼板１Ａ〜１Ｅ）のめっき目付量および板厚、抵抗スポット溶接条件を適正範囲に規定することにより、電極／めっき界面での過大な温度上昇を抑制して電極２に対する熱負荷を軽減させ、電極先端での合金化反応を抑制することができ、さらに、鋼板の板厚比を適正範囲に規定することにより、鋼板間に確実にナゲットを形成させることができる。これにより、電極先端での合金化による発熱増加と熱伝導度の低下を抑制し、散り発生や穴あき、割れ等の欠陥発生を防止することで、連続打点性を向上させることができるので、良好な溶接作業性を確保しつつ、信頼性の高いナゲット３（３０、３１）を形成させることが可能となる。従って、例えば、自動車用部品の製造や車体の組立て等で用いる亜鉛系めっき鋼板のスポット溶接に本発明を適用することにより、自動車分野での亜鉛系めっき鋼板の適用による耐食性向上や、それに伴う安全性、耐久性向上のメリットなどを十分に享受することができ、その社会的な貢献は計り知れない。
【実施例】
【００９３】
以下、本発明に係る亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法の実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、もとより下記実施例に限定されるものではなく、前、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００９４】
［実施例１］
供試材として、表１に示すような、引張強さ：３００〜１１９０ＭＰａ、板厚：０．５〜３．２ｍｍの、非めっき、あるいは、片面または両面に合金化溶融亜鉛めっき（記号：ＧＡ）または溶融亜鉛めっき（記号：ＧＩ）が施された、軟鋼板（２７０Ｅ）、２相複合組織型鋼板（日本鉄鋼連盟規格：５９０Ｙ、９８０Ｙ、１１８０Ｙ）を用いた。なお、めっきの目付量は４５〜１２０ｇ／ｍ２であった。
【００９５】
次に、上記の鋼板から、４０×４０ｍｍおよび３００×３００ｍｍの試験片を切り出し、スポット溶接性評価のための試験片とした。スポット溶接性の評価では、まず、４０×４０ｍｍの試験片を用い、事前に溶接電流とナゲット径の関係および散りが発生する電流の調査を実施した。また、２秒に１点溶接する連続打点を実施したが、１点目とそれ以降１００点ごとでは４０×４０ｍｍの試験片を、また、その間は３００×３００ｍｍの試験片を用い、前者の試験片では１点のみ、後者の試験片では３０ｍｍピッチで複数点スポット溶接を実施した。
【００９６】
上記の連続打点には、エアー加圧式で交流電源・直流電源ともに使用できるスポット溶接機を用いた。電極としては、ＪＩＳ  Ｃ  ９３０４に規定された、直径φ１６ｍｍ、先端径φ６ｍｍ、先端曲率径Ｒ４０でクロム銅製のドームラジアス（ＤＲ）形電極を用いた。上記の連続打点時のスポット溶接条件は、下記表２に示すとおりである。また、一部の試験では、散りが発生した際に電極のドレッシング（先端部の研削）を実施した。
【００９７】
本実施例においては、打点ごとに、スポット溶接時の散り発生状況を目視で観察した。また、スポット溶接部の外観観察、光学顕微鏡を用いた断面でのマクロ組織観察を実施して、溶接金属部（ナゲット）の形成状況、欠陥の有無、割れ発生の有無、溶接部の窪み有無を観察した。連続打点性の判定は、その打点数において、最小板厚の鋼板とそれに接する鋼板の界面に形成されたナゲット径が、最小板厚鋼板の４√ｔ（ｔは板厚（ｍｍ））以上であるか否かによって判定した。
下記表１に鋼板特性の一覧を示すとともに、下記表２に溶接条件及び評価結果（観察結果）の一覧を示す。
【００９８】
【表１】
2014188539.tif 000003
【００９９】
【表２】
2014188539.tif 000004
【０１００】
表１、２の条件および結果に示すように、本発明の請求項１で規定する鋼板特性を備える亜鉛系めっき鋼板を、同様に規定する溶接条件でスポット溶接を行った、条件Ｎｏ.Ａ１〜Ａ２７の本発明例においては、何れの鋼種を用いた場合でも、溶接時に散りが発生することがなく、また、欠陥や割れも発生せず、溶接部における窪みも小さいことが確認でき、良好な連続打点性を示すことがわかった。さらに、加圧力を請求項２の範囲に設定することにより、連続打点性がさらに向上することが確認できた。また、請求項７、８に記載したように直流（インバーター）電源を用いた場合や、さらに極性を最適に配置した場合、請求項１０に記載したように電極のドレッシングを行った場合には、連続打点性がさらに向上することが確認できた。
【０１０１】
一方、本発明の請求項１で規定する範囲外の鋼板を採用した条件、または上記範囲外の溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.Ａ２８〜Ａ４１の比較例においては、何れの鋼種を用いた場合においても、溶接時に散りが発生するか、または、欠陥あるいは割れが発生し、さらに、溶接部における窪みが大きくなっているケースもあることが確認された。
【０１０２】
［実施例２］
下記表３に示すような、上記実施例１と同様の各種鋼板を用い、実施例１と同様の手順で各鋼板から上記と同様に試験片を切り出した。
次いで、これらの試験片を、下記表３に示した板組みで３枚重ね合わせ、下記表４に示す溶接条件（本発明の請求項３に記載の溶接条件、および、その範囲外の条件）で、上記実施例１と同様の手順で、スポット溶接を実施し、試験片を作製した。この際、上記と同様に、スポット溶接時の散りの発生状態を目視で確認した。
【０１０３】
そして、上記手順で得られたスポット溶接試験片について、実施例１と同様、スポット溶接部の外観観察、光学顕微鏡を用いた断面でのマクロ組織観察を実施して、溶接金属部（ナゲット）の形成状況、欠陥の有無、割れ発生の有無、溶接部の窪み有無を観察した。連続打点性の判定は、その打点数において、最小板厚の鋼板とそれに接する鋼板の界面に形成されたナゲット径が、最小板厚鋼板の４√ｔ（ｔは板厚（ｍｍ））以上であるか否かによって判定した。
下記表３に鋼板特性の一覧を示すとともに、下記表４に溶接条件及び評価結果（観察結果）の一覧を示す。
【０１０４】
【表３】
2014188539.tif 000005
【０１０５】
【表４】
2014188539.tif 000006
【０１０６】
表３、４の条件および結果に示すように、本発明の請求項３で規定する鋼板特性を備える亜鉛系めっき鋼板を、同様に規定する溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.Ｂ１〜Ｂ２７の本発明例においては、何れの鋼種を用いた場合でも、溶接時に散りが発生することがなく、また、欠陥や割れが発生せず、さらに、溶接部における窪みも小さいことが確認でき、良好な連続打点性を示すことが確認できた。また、加圧力を請求項４の範囲に設定することにより、連続打点性がさらに向上することが確認できた。また、請求項７、９に記載したように直流（インバーター）電源を用いた場合や、さらに極性を最適に配置した場合、請求項１０に記載したように電極のドレッシングを行った場合には、連続打点性がさらに向上することが確認できた。
【０１０７】
一方、本発明の請求項３で規定する範囲外の鋼板を採用した条件、または上記範囲外の溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.Ｂ２８〜Ｂ４１の比較例においては、何れの鋼種を用いた場合においても、溶接時に散りが発生するか、または、欠陥あるいは割れが発生し、さらに、溶接部における窪みが大きくなっているケースもあることが確認された。
【０１０８】
［実施例３］
下記表５に示すような、上記実施例１、２と同様の各種鋼板を用い、実施例１、２と同様の手順で、各鋼板から上記と同様に試験片を切り出した。
次いで、これらの試験片を、下記表５に示した板組みで３枚重ね合わせ、下記表６に示す溶接条件（本発明の請求項５に記載の溶接条件、および、その範囲外の条件）で、上記実施例１、２と同様の手順で、スポット溶接を実施し、試験片を作製した。この際、上記と同様に、スポット溶接時の散りの発生状態を目視で確認を行った。
【０１０９】
そして、上記手順で得られたスポット溶接試験片について、実施例１、２と同様、スポット溶接部の外観観察、光学顕微鏡を用いた断面でのマクロ組織観察を実施して、溶接金属部（ナゲット）の形成状況、欠陥の有無、割れ発生の有無、溶接部の窪み有無を観察した。連続打点性の判定は、その打点数において、最小板厚の鋼板とそれに接する鋼板の界面に形成されたナゲット径が、最小板厚鋼板の４√ｔ（ｔは板厚（ｍｍ））以上であるか否かによって判定した。
下記表５に鋼板特性の一覧を示すとともに、下記表６に溶接条件及び評価結果（観察結果）の一覧を示す。
【０１１０】
【表５】
2014188539.tif 000007
【０１１１】
【表６】
2014188539.tif 000008
【０１１２】
表５、６の条件および結果に示すように、本発明の請求項５で規定する鋼板特性を備える亜鉛系めっき鋼板を、同様に規定する溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.Ｃ１〜Ｃ２６の本発明例においては、何れの鋼種を用いた場合でも、溶接時に散りが発生することがなく、また、欠陥や割れが発生せず、さらに、溶接部における窪みも小さいことが確認でき、良好な連続打点性を示すことが確認できた。また、加圧力を請求項６の範囲に設定することにより、連続打点性がさらに向上することが確認できた。また、請求項７に記載したように直流（インバーター）電源を用いた場合や、請求項１０に記載したように電極のドレッシングを行った場合には、連続打点性がさらに向上することが確認できた。
【０１１３】
一方、本発明の請求項５で規定する範囲外の鋼板を採用した条件、または上記範囲外の溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.Ｃ２７〜Ｃ４０の比較例においては、何れの鋼種を用いた場合においても、溶接時に散りが発生するか、または、欠陥あるいは割れが発生し、さらに、溶接部における窪みが大きくなっているケースもあることが確認された。
【０１１４】
なお、上記実施例１〜３においては、鋼板の板厚を適宜変更して実験を行った場合も、また、めっき種や目付け量等を変更して実験を行った場合も、結果は上記同様であり、溶接時の散りの発生、ならびに、欠陥や割れの発生を防止して連続打点性を向上させる本発明の効果が得られた。
【０１１５】
以上説明した実施例の結果より、本発明の亜鉛系めっき鋼板の抵抗スポット溶接方法を用いることにより、溶接時に散りが発生することが無く作業性が良好であり、また、溶接金属部に欠陥や割れ等が発生することが無く、連続打点性が向上し、信頼性の高い溶接継手が得られることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、自動車用部品の製造や車体の組立等で用いる亜鉛系めっき鋼板をスポット溶接する際、散り発生の無い良好な溶接作業性を確保しつつ、溶接金属部で発生する欠陥や割れを防止することができる。従って、自動車分野での亜鉛系めっき鋼板の適用による耐食性向上や、それに伴う安全性、耐久性向上のメリットなどを十分に享受することができ、その社会的な貢献は多大である。
【符号の説明】
【０１１７】
１…亜鉛系めっき鋼板、
１Ａ…第１の鋼板、
１Ｂ…第２の鋼板、
１Ｃ…第３の鋼板、
１Ｄ…第４の鋼板、
１Ｅ…第５の鋼板、
２（２Ａ、２Ｂ）…電極、
３、３０、３１…ナゲット
【図１】
2014188539.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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