(57)【要約】【課題】  鋼板とアルミニウム板とを抵抗スポット溶接することにより形成した溶接継手の継手強度が、溶接継手によって小さくなったり大きくなったりすることを抑制し、高い継手強度を安定して得られるようにすると共に良好な破断形態が得られるようにする。【解決手段】  鋼板１１０とアルミニウム板１２０との溶接継手１００として、アルミニウム板側の最小板厚ｔminが、アルミニウム板１２０の（溶接前の）板厚ｔ2の２０［％］以下であり、アルミニウム板の残存面積が、アルミニウム板の溶接前面積の１０［％］以上３０［％］以下であり、且つ、アルミニウムの溶融凝固部１３０ａ、１３０ｂの面積が、アルミニウム板の残存面積の１０［％］以下である溶接継手１００を製造する。【選択図】  図１
2014094408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚ｔ1が０．５［ｍｍ］以上２．５［ｍｍ］以下である鋼板と、板厚ｔ2が０．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下であるアルミニウム板とを相互に重ね合わせて抵抗スポット溶接を行うことにより形成された溶接継手であって、
前記鋼板と前記アルミニウム板とが接合された領域である溶接部の板面方向における中心を通るように、前記溶接継手をその厚み方向に沿って切ったときの切断面において、
前記溶接部における前記アルミニウム板の厚みの最小値であるアルミニウム板側の最小板厚が、前記アルミニウム板の板厚ｔ2の２０［％］以下であり、
前記溶接部における前記アルミニウム板の残存面積が、前記抵抗スポット溶接が行われる前の面積の１０［％］以上３０［％］以下であり、
前記抵抗スポット溶接によって前記鋼板との界面において溶融したアルミニウムのうち、前記溶接継手の外部にチリとして排出されずに凝固したアルミニウムが存在する領域であるアルミニウムの溶融凝固部の面積が、前記溶接部における前記アルミニウム板の残存面積の１０［％］以下であることを特徴とする溶接継手。
【請求項２】
板厚ｔ1が０．５［ｍｍ］以上２．５［ｍｍ］以下である鋼板と、板厚ｔ2が０．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下であるアルミニウム板とを相互に重ね合わせた状態で、前記鋼板に鋼板側電極を接触させると共に前記アルミニウム板にアルミニウム板側電極を接触させ、前記鋼板側電極と前記アルミニウム板側電極との間に加圧力を加えながら溶接電流を流して抵抗スポット溶接を行うことにより、請求項１に記載の溶接継手を製造する溶接継手の製造方法であって、
前記鋼板側電極の先端曲率半径Ｒ1が、３０［ｍｍ］以上８０［ｍｍ］以下であり、
前記アルミニウム板側電極の先端曲率半径Ｒ2を前記鋼板側電極の先端曲率半径Ｒ1で割った値である先端曲率半径の比Ｒ2／Ｒ1が、１．５超６．０未満の範囲内であり、
前記溶接電流の値が、１５［ｋＡ］以上３５［ｋＡ］以下であり、
前記溶接電流の通電時間が、１００［ｍｓ］超３００［ｍｓ］未満であり、
前記加圧力が３．５［ｋＮ］超９.０［ｋＮ］以下であることを特徴とする溶接継手の製造方法。
【請求項３】
前記アルミニウム板側電極は、電極本体と、前記電極本体と同軸となるように前記電極本体の先端に取り付けられた芯材と、を有し、
前記芯材の熱伝導率は、１２０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］以上１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］以下であり、
前記芯材の、軸方向における長さの最大値は、１［ｍｍ］以上７［ｍｍ］以下であり、
前記芯材の、軸に垂直な方向における長さの最大値は、前記電極本体の、軸に垂直な方向における長さの最大値の０．３倍以上１倍以下であり、
前記溶接電流の値は、１１［ｋＡ］以上２５［ｋＡ］以下であることを特徴とする請求項２に記載の溶接継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接継手及び溶接継手の製造方法に関し、特に、鋼板とアルミニウム板とを抵抗スポット溶接により接合するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体の組み立てや部品の取り付け等のために抵抗スポット溶接が行われる。
抵抗スポット溶接は、板面が相互に重ね合わせられた複数の金属板の重ね合わせ部の表側及び裏側から、それぞれの電極を加圧しながら通電することにより当該複数の金属板に発生するジュール熱によって、当該複数の金属板を接合する方法である。
【０００３】
従来から、このような抵抗スポット溶接により、鋼板とアルミニウム板とを接合しようとする場合、鋼板とアルミニウムの双方を溶融させると、鋼板とアルミニウム板との接合部に脆弱な金属間化合物（Ｆｅ2Ａｌ5やＦｅＡｌ3等）が生成されるために、継手強度が低下してしまうことが知られている（特許文献１〜３を参照）。
【０００４】
そこで、特許文献１、２には、鋼板とアルミニウム板とを抵抗スポット溶接するに際し、鋼板とアルミニウム板との間に、これらと共晶反応を生じる亜鉛を介在させることにより、共晶反応によって溶融された共晶金属や酸化皮膜を排出させる技術が開示されている。かかる特許文献１、２では、亜鉛とアルミニウムとの共晶金属は、アルミニウムの融点以下の温度で溶融するため、低温で酸化皮膜を除去することができ、接合過程で接合界面に生成される金属間化合物の生成を抑制できるとされている。特許文献１に記載の技術では、共晶反応によって溶融された金属や酸化皮膜を排出させるために、鋼板とアルミニウム板との少なくとも何れか一方に、溶融物の接合部からの排出を容易にするための加工を施すようにしている。また、特許文献２に記載の技術では、電極の少なくとも一方の先端部を曲面形状としている。
【０００５】
また、特許文献３には、鋼板側電極の先端曲率半径Ｒ１を３０［ｍｍ］〜９０［ｍｍ］とし、アルミニウム板側電極の先端曲率半径Ｒ２を２．０＜Ｒ２／Ｒ１＜６．０とする技術が開示されている。かかる特許文献３では、接合面でのアルミニウムの溶融量が不足することなく、鋼板とアルミニウムの接合面にアルミニウムの溶融プールを円滑に作ることができ、この結果、金属間化合物が接合面に形成されることを抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３０６８６号公報
【特許文献２】特開２００７−３２６１４６号公報
【特許文献３】特開２００８−２００６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らが、特許文献１〜３に記載の技術により溶接継手を形成し、それらについて、JIS Z 3137に基づく十字引張試験を実施したところ、何れの技術による溶接継手も、溶接継手によって十字引張強さ（ＣＴＳ）が大きくなったり小さくなったりし、溶接継手の十字引張強さが安定しないことが分かった。また、溶接継手により、破断形態が、良好な破断形態（プラグ破断）になったり、良好でない破断形態（界面破断）になったりすることがあることが分かった。
【０００８】
特許文献１、２に記載の技術では、アルミニウムの融点以下の温度で溶融する共晶金属や酸化皮膜を排出させており、アルミニウムの溶融を利用した接合を行っていない。また、特許文献３に記載の技術では、鋼板とアルミニウムの接合面にアルミニウムの溶融プールを形成するので、鋼板とアルミニウムの接合面に、アルミニウムの溶融凝固部が厚く形成される。したがって、前述したように、特許文献１〜３に記載の技術により作製された溶接継手の継手強度（例えば十字引張強さ）は、溶接継手によって大きく異なることがあり、また、溶接継手の破断形態も、良好な破断形態（プラグ破断）にならないことがあると考えられる。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、鋼板とアルミニウム板とを抵抗スポット溶接することにより形成した溶接継手の継手強度が、溶接継手によって小さくなったり大きくなったりすることを抑制し、高い継手強度を安定して得られるようにすると共に良好な破断形態が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の溶接継手は、板厚ｔ1が０．５［ｍｍ］以上２．５［ｍｍ］以下である鋼板と、板厚ｔ2が０．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下であるアルミニウム板とを相互に重ね合わせて抵抗スポット溶接を行うことにより形成された溶接継手であって、前記鋼板と前記アルミニウム板とが接合された領域である溶接部の板面方向における中心を通るように、前記溶接継手をその厚み方向に沿って切ったときの切断面において、前記溶接部における前記アルミニウム板の厚みの最小値であるアルミニウム板側の最小板厚が、前記アルミニウム板の板厚ｔ2の２０［％］以下であり、前記溶接部における前記アルミニウム板の残存面積が、前記抵抗スポット溶接が行われる前の面積の１０［％］以上３０［％］以下であり、前記抵抗スポット溶接によって前記鋼板との界面において溶融したアルミニウムのうち、前記溶接継手の外部にチリとして排出されずに凝固したアルミニウムが存在する領域であるアルミニウムの溶融凝固部の面積が、前記溶接部における前記アルミニウム板の残存面積の１０［％］以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の溶接継手の製造方法は、板厚ｔ1が０．５［ｍｍ］以上２．５［ｍｍ］以下である鋼板と、板厚ｔ2が０．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下であるアルミニウム板とを相互に重ね合わせた状態で、前記鋼板に鋼板側電極を接触させると共に前記アルミニウム板にアルミニウム板側電極を接触させ、前記鋼板側電極と前記アルミニウム板側電極との間に加圧力を加えながら溶接電流を流して抵抗スポット溶接を行うことにより、請求項１に記載の溶接継手を製造する溶接継手の製造方法であって、前記鋼板側電極の先端曲率半径Ｒ1が、３０［ｍｍ］以上８０［ｍｍ］以下であり、前記アルミニウム側電極の先端曲率半径Ｒ2を前記鋼板側電極の先端曲率半径Ｒ1で割った値である先端曲率半径の比Ｒ2／Ｒ1が、１．５超６.０未満の範囲内であり、前記溶接電流の値が、１５［ｋＡ］以上３５［ｋＡ］以下であり、前記溶接電流の通電時間が、１００［ｍｓ］超３００［ｍｓ］未満であり、前記加圧力が３．５［ｋＮ］超９.０［ｋＮ］以下であることを特徴とする。
また、本発明の溶接継手の製造方法は、前記アルミニウム板側電極は、電極本体と、前記電極本体と同軸となるように前記電極本体の先端に取り付けられた芯材と、を有し、前記芯材の熱伝導率は、１２０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］以上１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］以下であり、前記芯材の、軸方向における長さの最大値は、１［ｍｍ］以上７［ｍｍ］以下であり、前記芯材の、軸に垂直な方向における長さの最大値は、前記電極本体の、軸に垂直な方向における長さの最大値の０．３倍以上１倍以下であり、前記溶接電流の値は、１１［ｋＡ］以上２５［ｋＡ］以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋼板とアルミニウム板との界面に形成されるアルミニウムの溶融凝固部を小さくし、アルミニウム板の厚みを薄くすることにより、大きな継手強度を有する溶接継手を安定して得ることができると共に良好な破断形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、溶接継手の断面の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、抵抗スポット溶接装置の概略構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、電極の形状の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示し、電極の形状の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
（溶接継手に関する知見）
本発明者らは、溶接条件を異ならせて鋼板とアルミニウム板とを抵抗スポット溶接することにより複数の溶接継手（十字引張試験片）を作製した。また、同一の溶接条件で、鋼板とアルミニウム板とを抵抗スポット溶接することにより複数の溶接継手（十字引張試験片）を作製した。ここでいう溶接条件とは、電極の先端曲率半径、溶接電流、通電時間、及び加圧力である。そして、作成した溶接継手に対し、JIS Z 3137（1999年）に基づく十字引張試験を実施した。
また、十字引張試験を実施する前の溶接継手の厚み方向における切断面を観察すると共に、十字引張試験を実施した後の（破断後の）溶接継手の厚み方向における切断面を観察し、溶接継手の破断形態を確認した。
【００１５】
その結果、鋼板と接合されている領域におけるアルミニウム板の厚みが薄く、且つ、鋼板とアルミニウム板との界面に形成されるアルミニウムの溶融凝固部の大きさ（厚み及び長さ）が小さいと、溶接継手の十字引張強さ（ＣＴＳ）は、大きな値で安定し（溶接継手によって値が大きく変動せず）、且つ、溶接継手の破断形態としてプラグ破断が安定して得られる（殆どの溶接継手でプラグ破断する）ことが分かった。
継手強度の低下の要因となる前述した脆弱な金属間化合物は、鋼板とアルミニウム板との界面に形成されるアルミニウムの溶融プールの中に生成される。したがって、このアルミニウムの溶融プールを、鋼板とアルミニウム板との間の隙間等から積極的に排出することにより、溶融プールの中の金属間化合物も排出することができる。その結果、鋼板と接合されている領域におけるアルミニウム板の厚みは薄くなり、且つ、鋼板とアルミニウム板とが固相接合（に近い状態で接合）する。このようにすることによって、大きな値の十字引張強さを有する溶接継手を安定して製造することができる。
以上のような新たな知見に基づいて、本発明者らは、溶接継手の第１の実施形態に想到した。
【００１６】
（溶接継手）
図１は、溶接継手の断面の一例を示す図である。図１では、溶接継手１００の溶接部の板面方向における中心を通るように、当該溶接継手１００をその厚み方向に沿って切ったときの切断面を示す。図１（ａ）は、当該溶接継手の写真を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す溶接継手を図面化した図を示す。尚、表記の都合上、図１（ｂ）に示す図の縦横の比を、図１（ａ）に示す写真の縦横の比と異ならせている。ここで、鋼板１１０とアルミニウム板１２０とが固相接合（に近い状態で接合）されている領域を「溶接部」と称する。また、以下の説明では、「溶接継手の溶接部の板面方向における中心を通るように、当該溶接継手１００をその厚み方向に沿って切ったときの切断面」を、必要に応じて「溶接継手の切断面」と称する。ここで、溶接継手１００の溶接部の板面方向における中心を通るように、当該溶接継手１００をその厚み方向に沿って切るということは、例えば、抵抗スポット溶接により鋼板１１０（アルミニウム板１２０）の表面に形成された溶接痕を、その正面（板面に垂直な方向）から見たときの当該溶接痕の輪郭の形状（を円で近似したときの当該円）の中心を通るように、溶接継手１００をその厚み方向に沿って切るということと等価である。また、抵抗スポット溶接に際し、後述する鋼板側電極２１０（アルミニウム板側電極２２０）の先端が鋼板１１０（アルミニウム板１２０）に接触する位置を、溶接継手の溶接部の板面方向における中心ということもできる。
【００１７】
＜鋼板＞
本実施形態では、鋼板１１０の種類は特に限定されない。ただし、鋼板１１０は、抵抗スポット溶接時に受ける加圧力による変形を抑えることができる強度を有していることが好ましい。また、鋼板１１０の片面又は両面にめっきが施されていてもよいし、施されていなくてもよい。めっき種も、特に限定されない。自動車に使用される場合、例えば、引張強さが４００ＭＰａ以上のＧＡめっき鋼板を鋼板１１０として採用することができる。
鋼板１１０の（溶接前の）板厚ｔ1は、０．５［ｍｍ］以上、２．５［ｍｍ］以下である。鋼板１１０の板厚ｔ1が０．５［ｍｍ］を下回ると、構造部材や構造材料として必要な強度や剛性を確保することができなくなる。一方、板厚ｔ1が２．５［ｍｍ］を上回る鋼板１１０については他の接合プロセスを適用することができるため、抵抗スポット溶接を利用する必要性が低い。
【００１８】
＜アルミニウム板＞
本実施形態では、アルミニウム板１２０の種類は特に限定されない。アルミニウム板１２０は、純アルミニウム又はアルミニウム合金の何れであってもよい。ただし、アルミニウム板１２０も、鋼板１１０と同様に、抵抗スポット溶接時に受ける加圧力による変形を抑えることができる強度を有していることが好ましい。自動車に使用される場合、例えば、JIS A5000系又はJIS A6000系をアルミニウム板１２０として採用することができる。
アルミニウム板１２０の（溶接前の）板厚ｔ2は、０．５［ｍｍ］以上、３．０［ｍｍ］以下である。アルミニウム板１２０の板厚ｔ2が０．５ｍｍを下回ると、構造部材や構造材料として必要な強度や剛性を確保することができなくなる。一方、板厚ｔ2が３．０［ｍｍ］を超えるアルミニウム板１２０については他の接合プロセスを適用することができるため、抵抗スポット溶接を利用する必要性が低い。
【００１９】
＜ウエルドボンド＞
図１では図示を省略するが、鋼板１１０とアルミニウム板１２０との間の全面又は一部の必要部位に、予め有機樹脂接着剤の皮膜を介在させた上で抵抗スポット溶接を行うウエルドボンド方式を採用してもよい。これにより、抵抗スポット溶接後に、有機樹脂接着剤が電気的な絶縁層となり、異種金属同士の接触腐食を抑制することができる。有機樹脂接着剤の種類や厚みは、特に限定されず、公知の技術により実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。ウエルドボンド方式を採用するか否かで溶接継手の継手強度や破断形態は大きく異ならないので、本実施形態では、ウエルドボンド方式を採用してもしなくてもよい。
【００２０】
＜溶接継手の形状＞
まず、用語の定義を行う。
抵抗スポット溶接によって鋼板１１０との界面において溶融したアルミニウムのうち、溶接継手１００の外部にチリとして排出されずに凝固したアルミニウムが存在する領域を「アルミニウムの溶融凝固部」と称する。図１に示す例では、２つのアルミニウムの溶融凝固部１３０ａ、１３０ｂが存在する。そして、溶接継手１００の切断面におけるアルミニウムの溶融凝固部の面積を「アルミニウムの溶融凝固部の面積」と称する。図１に示す例では、２つのアルミニウムの溶融凝固部１３０ａ、１３０ｂの面積の合計が、アルミニウムの溶融凝固部の面積となる。
【００２１】
溶接継手１００の切断面の領域のうち、溶接部の領域におけるアルミニウム板１２０の面積を「アルミニウム板の残存面積」と称する。図１に示す例では、アルミニウム板１２０の領域のうち、溶接継手１００の切断面における溶接部の板面方向の長さａを示す両矢印線の先端に付している破線で囲まれている領域の面積が、アルミニウム板の残存面積になる。
【００２２】
抵抗スポット溶接が行われる前のアルミニウム板１２０の厚み方向における切断面の領域のうち、溶接部に対応する領域の面積を「アルミニウム板の溶接前面積」と称する。図１に示す例では、アルミニウム板の溶接前面積Ｓ1［ｍｍ2］は、以下の（１）式で表される。
Ｓ1＝ａ×ｔ2  ・・・（１）
（１）式において、ａ［ｍｍ］は、溶接継手１００の切断面における溶接部の板面方向の長さである。ｔ2［ｍｍ］は、前述したように、アルミニウム板１２０の（溶接前の）板厚である。
【００２３】
溶接継手１００の切断面の領域のうち、溶接部の領域におけるアルミニウム板１２０の厚みの最小値を「アルミニウム板側の最小板厚」と称する。図１に示す例では、アルミニウム板側の最小板厚ｔminは、アルミニウム板１２０側の表面の窪みが最大である位置Ｐでのアルミニウム板１２０の板厚となる。
【００２４】
本実施形態では、以上の用語を用いて、本実施形態の溶接継手１００の形態を規定する。
第１に、アルミニウム板側の最小板厚ｔminが、アルミニウム板１２０の（溶接前の）板厚ｔ2の（０［％］超）２０［％］以下になるようにする。
アルミニウム板側の最小板厚ｔminが、アルミニウム板１２０の（溶接前の）板厚ｔ2の２０［％］を上回ると、抵抗スポット溶接によって鋼板１１０との界面において溶融したアルミニウムがチリとして溶接継手１００の外部に排出されづらくなるため、アルミニウムの溶融凝固部が肥大化する。そうすると、アルミニウムの溶融凝固部内における金属間化合物の生成量が大きくなり、この金属間化合物が継手強度（十字引張強さ（ＣＴＳ））に与える影響が大きくなる。よって、継手強度（十字引張強さ（ＣＴＳ））の値が安定しなくなる（大きくなったり小さくなったりする）。
【００２５】
第２に、アルミニウム板の残存面積が、アルミニウム板の溶接前面積の１０［％］以上、３０［％］以下になるようにする。
十字引張強さ（ＣＴＳ）は、接合破断部の円周と厚みとの積に比例する。ここで、接合破断部とは、十字引張試験を行って破断した部分をいう。接合破断部の円周とは、溶接継手の切断面における２つの溶接破断部の間の距離を直径とする、板面方向に平行な円の円周をいう。溶接破断部の厚みとは、溶接継手の切断面における（２つの）溶接破断部の厚みをいう。図１に示す例では、接合破断部を二点鎖線で仮想的に示している。そうすると、接合破断部の円周は、２つの溶接破断部の間の距離ｂを直径とする、板面に平行な円の円周となり、溶接破断部の厚みは、アルミニウム板１２０における二点鎖線で示す部分の長さとなる。
アルミニウム板の残存面積が、アルミニウム板の溶接前面積の１０［％］を下回ると、鋼板１１０とアルミニウム板１２０との接合破断部の円周と板厚（厚み）との少なくとも何れか一方が小さくなるので、剥離強度（十字引張強さ（ＣＴＳ））を確保することができなくなる。一方、アルミニウム板の残存面積が、アルミニウム板の溶接前面積の３０［％］を上回ると、鋼板１１０とアルミニウム板１２０とが剥離する方向の荷重がかかったときに、き裂が、アルミニウム板１２０の表面側の方向（厚み方向）ではなく、鋼板１１０との界面の方向に進展してしまい、界面破断となる（プラグ判断にならない）。
【００２６】
第３に、アルミニウムの溶融凝固部の面積が、アルミニウム板の残存面積の（０［％］超）１０［％］以下になるようにする。
アルミニウムの溶融凝固部の面積が、アルミニウム板の残存面積の１０［％］を上回ると、アルミニウムの溶融凝固部内における金属間化合物の生成量が大きくなり、この金属間化合物が継手強度（十字引張強さ（ＣＴＳ））に与える影響が大きくなる。よって、継手強度（十字引張強さ（ＣＴＳ））が安定しなくなる。
図１に示すような溶接継手の断面形状を測定するためには、まず、溶接継手の切断面を研磨し、フッ酸水溶液で腐食し、光学顕微鏡で断面の形状を観察するとともに、光学顕微鏡写真も撮影する。光学顕微鏡写真から溶接部のアルミニウム板側の最小板厚ｔminを測定する。アルミニウム板の残存面積は、溶接継手の切断面の光学顕微鏡写真に対する画像解析を画像解析装置にて行うことにより求める。この面積をａ×ｔ2（溶接継手の切断面における溶接部の板面方向の長さ×アルミニウム板の溶接前の板厚）で除した値を、百分率（％）で表す。アルミニウムの溶融凝固部の面積は、溶接継手の切断面の光学顕微鏡写真に対する画像解析を画像解析装置にて行うことにより求める。これを先に求めたアルミニウム板の残存面積で除した値を、百分率（％）で表す。
【００２７】
（製造方法に関する知見）
本発明者らは、以上のような溶接継手１００を製造する際の溶接条件を検討した。前述したように、溶接条件は、電極の先端曲率半径、溶接電流、通電時間、及び加圧力である。
前述したように、鋼板１１０との界面において溶融したアルミニウムを、溶接継手１００の外部に排出し、アルミニウムの溶融凝固部１３０ａ、１３０ｂの大きさを小さくする必要がある。そこで、鋼板側電極の先端曲率半径Ｒ1を、アルミニウム板側電極の先端曲率半径Ｒ2よりも小さくすると共に、これらの曲率半径Ｒ1、Ｒ2に応じて、鋼板側電極とアルミニウム板側電極との間に加わる加圧力を設定する。このようにすることによって、図１に示したように、溶接継手１００において、鋼板１１０をアルミニウム板１２０の方向に減り込ませ、鋼板１１０との界面において溶融したアルミニウムの排出を促進させることができる。
【００２８】
また、溶接継手１００において、鋼板１１０をアルミニウム板１２０に減り込ませ、鋼板１１０との界面において溶融したアルミニウムをチリとして排出させることにより、溶接継手１００の溶接部におけるアルミニウム板１２０の厚みが薄くなる。したがって、通電時間が長くなると、溶接継手１００の溶接部におけるアルミニウム板１２０の厚みが薄くなり過ぎる。よって、鋼板１１０との界面においてアルミニウムを溶融できる範囲で、鋼板１１０及びアルミニウム板１２０に対する通電時間を短くすると共に、加圧力を大きくする。
また、アルミニウムは、鋼に比べ、電気抵抗が小さく且つ熱伝導度が大きい。よって、鋼板１１０との界面においてアルミニウムを溶融させるためには、溶接電流の大きさを大きくする必要がある。
以上のような新たな知見に基づいて、本発明者らは、溶接継手の製造方法の第１の実施形態に想到した。
【００２９】
（溶接継手の製造方法）
図２は、抵抗スポット溶接装置の概略構成の一例を示す図である。
図２において、抵抗スポット溶接装置は、鋼板側電極２１０と、アルミニウム板側電極２２０と、電源２３０とを有する。図３は、電極の形状の一例を示す図である。具体的に、図３（ａ）は、JIS C 9304（1999年）に規定されるＤＲ形電極をその軸に垂直な方向から見た外観図であり、図３（ｂ）は、JIS C 9304（1999年）に規定されるＲ形電極をその軸に垂直な方向から見た外観図である。
＜鋼板側電極の形状＞
鋼板側電極２１０の先端曲率半径Ｒ1が、３０［ｍｍ］以上、８０［ｍｍ］以下になるようにする。
鋼板側電極２１０の先端曲率半径Ｒ1が、３０［ｍｍ］を下回ると、鋼板１１０における面圧が大きくなり過ぎる。そうすると、溶接継手１００の溶接部におけるアルミニウム板１２０の厚みが薄くなり過ぎ、鋼板側電極２１０がアルミニウム板１２０を貫通する虞がある。一方、鋼板側電極２１０の先端曲率半径Ｒ1が、８０［ｍｍ］を上回ると、逆に、鋼板１１０における面圧が小さくなりすぎて、鋼板１１０をアルミニウム板１２０側に十分に減り込ますことができず、鋼板１１０との界面において溶融したアルミニウムを溶接継手１００の外側に十分に排出することができなくなる。
鋼板側電極２１０としては、例えば、図３（ａ）に示すＤＲ形電極を採用することができる。ただし、先端曲率半径Ｒ1が前述した範囲となるものであれば、鋼板側電極２１０はＤＲ形電極に限定されない。
【００３０】
＜アルミニウム板側電極の形状＞
アルミニウム板側電極２２０の先端曲率半径Ｒ2は特に限定されないが、例えば、９０［ｍｍ］以上、２００［ｍｍ］以下になるようにする。
アルミニウム板側電極２２０の先端曲率半径Ｒ2が、９０［ｍｍ］を下回ると、溶接継手１００において、鋼板１１０をアルミニウム板１２０側に十分に減り込ませることができなくなることがある。一方、アルミニウム板側電極２２０の先端曲率半径Ｒ2が、２００［ｍｍ］を上回ると、アルミニウム板側電極２２０が局部的にしかアルミニウム板１２０に接触しなくなり易く（すなわち、偏当たりが生じやすくなり）、溶接継手１００の形状が安定しなくなることがある。
アルミニウム板側電極２２０としては、例えば、図３（ｂ）に示すＲ形電極を採用することができる。ただし、アルミニウム板側電極２２０はＲ形電極に限定されない。
【００３１】
尚、図３（ｂ）に示すＲ形電極は、その先端における曲率半径が変化せずに一定となり（図３（ｂ）の曲率半径Ｒ2を参照）、電極外径Ｄと先端径Ｄとが同じとなる。一方、図３（ａ）に示すＤＲ形電極は、その先端における曲率半径が２段階で変化し（図３（ａ）の曲率半径Ｒ1、Ｒ3を参照）、電極外径Ｄと先端径Ｗとが異なる。アルミニウム板側電極２２０の先端曲率半径Ｒ2は、これら２段階の曲率半径のうち、より先端側の曲率半径をいう。尚、図３（ａ）に示すように、先端側の曲率半径Ｒ1は、基端側の曲率半径Ｒ3よりも大きくなる。
【００３２】
＜各電極の先端曲率半径の比＞
アルミニウム板側電極２２０の先端曲率半径Ｒ2を鋼板側電極２１０の先端曲率半径Ｒ1で割った値である先端曲率半径の比Ｒ2／Ｒ1が、１．５を上回り、且つ６．０を下回る（１．５＜Ｒ2／Ｒ1＜６．０になる）ようにする。
先端曲率半径の比Ｒ2／Ｒ1が、１．５以下になると、鋼板１１０をアルミニウム板１２０側に十分に減り込ますことができない。一方、先端曲率半径の比Ｒ2／Ｒ1が、６．０以上になると、鋼板１１０をアルミニウム板１２０に減り込ますことができるものの、鋼板１１０とアルミニウム板１２０とのシートセパレーション（図１の左端付近と右端付近に示す、鋼板１１０とアルミニウム板１２０との間の隙間）が大きくなり、所定の継手強度が得られなくなる。
＜各電極の材料＞
鋼板側電極２１０及びアルミニウム板側電極２２０は、それぞれ同一の材料（例えば、Cu-Cr合金等の（一つの）合金）により形成される。
【００３３】
＜溶接電流の値＞
溶接電流の値を１５［ｋＡ］以上、３５［ｋＡ］以下にする。ここで、溶接電流は、電源２３０、鋼板側電極２１０、アルミニウム板側電極２２０、鋼板１１０、及びアルミニウム板１２０により構成される閉回路に流れる電流である。すなわち、溶接電流は、鋼板側電極２１０が鋼板１１０に接触し、且つ、アルミニウム板側電極２２０がアルミニウム板１２０に接触した状態で、鋼板側電極２１０とアルミニウム板側電極２２０との間に流れる電流である。
溶接電流の値が、１５［ｋＡ］を下回ると、鋼板１１０との界面において、アルミニウムを十分に溶融させることができない。一方、溶接電流の値が、３５［ｋＡ］を上回ると、入熱が過大となる。そうすると、アルミニウム板側電極２２０の表面にアルミニウムが付着して、アルミニウム板側電極２２０における電流密度が大きくなり、最終的に、アルミニウム板側電極２２０とアルミニウム板１２０とが溶着する虞がある。
特許文献３には、実質的には、溶接電流として、１１［ｋＡ］〜１４［ｋＡ］の範囲の発明例が開示されている。本発明者らは、溶接電流、通電時間、加圧力の各条件を総合的に研究した結果、前述したように、溶接電流を高めにし、通電時間を短めにし、加圧力を高める条件とすることで、前述した溶接継手（断面）形状が形成され、十字引張強さが、ばらつきが少なく、高強度を維持できることを発見した。
ここで、溶接電流は、交流でも直流でもよい。尚、溶接電流が交流である場合、前述した溶接電流の値は、実効値となる。
【００３４】
＜通電時間＞
通電時間を、１００［ｍｓ］超、３００［ｍｓ］未満にする。ここで、通電時間は、鋼板側電極２１０が鋼板１１０に接触し、且つ、アルミニウム板側電極２２０がアルミニウム板１２０に接触した状態で、鋼板側電極２１０及びアルミニウム板側電極２２０間を通電する時間である。
通電時間が、１００［ｍｓ］以下になると、鋼板１１０との界面において、アルミニウムを十分に溶融させることができない。一方、通電時間が、３００［ｍｓ］を上回ると、溶接継手１００の溶接部におけるアルミニウム板１２０の厚みが薄くなり過ぎ、鋼板１１０とアルミニウム板１２０との接合面を十分に形成することができない。このように、溶接継手１００の溶接部におけるアルミニウム板１２０の厚みが薄くなり過ぎることを確実に防止するためには、通電時間を２５０［ｍｓ］以下にすることが好ましく、２００［ｍｓ］以下にするのがさらに好ましい。
特許文献３には、実質的には、通電時間として、３００［ｍｓ］〜１８００［ｍｓ］の範囲の発明例が開示されている。本発明者らは、溶接電流、通電時間、加圧力の各条件を総合的に研究した結果、前述したように、溶接電流を高めにし、通電時間を短めにし、加圧力を高める条件とすることで、前述した溶接継手（断面）形状が形成され、十字引張強度が、ばらつきが少なく、高強度を維持できることを発見した。
【００３５】
＜加圧力＞
加圧力を、３．５［ｋＮ］超、９．０［ｋＮ］以下にする。ここで、加圧力は、前述したようにして溶接電流を流す際に、鋼板側電極２１０とアルミニウム板側電極２２０との間に加えられる力をいう（図２に示す矢印線を参照）。
加圧力が、３．５［ｋＮ］以下になると、鋼板１１０をアルミニウム板１２０側に十分に減り込ませることができない。一方、加圧力が、９．０［ｋＮ］を上回ると、溶接継手１００の溶接部におけるアルミニウム板１２０の厚みが薄くなり過ぎ、鋼板側電極２１０がアルミニウム板１２０を貫通する虞がある。
鋼板１１０をアルミニウム板１２０側に十分に減り込ませるために、加圧力は、好ましくは、５．０［ｋＮ］超、さらに好ましくは、５．５［ｋＮ］以上である。
特許文献３には、実質的には、加圧力として、３.５［ｋＮ］〜３．７５［ｋＮ］の範囲の発明例が開示されている。本発明者らは、溶接電流、通電時間、加圧力の各条件を総合的に研究した結果、前述したように、溶接電流を高めにし、通電時間を短めにし、加圧力を高める条件とすることで、前述した溶接継手（断面）形状が形成され、十字引張強度が、ばらつきが少なく、高強度を維持できることを発見した。
【００３６】
＜まとめ＞
以上のように本実施形態では、鋼板１１０とアルミニウム板１２０との溶接継手１００として、アルミニウム板側の最小板厚ｔminが、アルミニウム板１２０の（溶接前の）板厚ｔ2の２０［％］以下であり、アルミニウム板の残存面積が、アルミニウム板の溶接前面積の１０［％］以上３０［％］以下であり、且つ、アルミニウムの溶融凝固部１３０ａ、１３０ｂの面積が、アルミニウム板の残存面積の１０［％］以下である溶接継手１００を製造する。
このような溶接継手１００の製造するに際し、鋼板側電極２１０の先端曲率半径Ｒ1が３０［ｍｍ］以上８０［ｍｍ］以下であり、かつ、アルミニウム板側電極２２０の先端曲率半径をＲ2とするとき、先端曲率半径の比Ｒ2／Ｒ1が１．５超６．０未満の条件を満たす電極２１０、２２０を採用する。そして、３．５［ｋＮ］超９．０［ｋＮ］以下の加圧力の加圧力で電極２１０、２２０の間に力を加えながら、１００［ｍｓ］超３００［ｍｓ］未満の通電時間で、１５［ｋＡ］以上３５［ｋＡ］以下の溶接電流を、電極２１０、２２０の間に流すことにより、鋼板１１０とアルミニウム板１２０を抵抗スポット溶接により溶接する。
【００３７】
したがって、鋼板１１０との界面において溶融したアルミニウムをチリとして溶接継手の外部に排出することができ、アルミニウムの溶融凝固部１３０ａ、１３０ｂの大きさを小さくすることができる。このようにすることによって、溶接継手１００の溶接部におけるアルミニウム板１２０の厚みは薄くなり、且つ、鋼板１１０とアルミニウム板１２０は固相接合（に近い状態で接合）する。よって、アルミニウムの溶融凝固部１３０ａ、１３０ｂ内に生成される金属間化合物が継手強度（十字引張強さ（ＣＴＳ））に与える影響を小さくすることができる。これにより、大きな値の継手強度（十字引張強さ）を有し、且つ、プラグ破断する溶接継手１００を安定して製造する（量産する）ことができる。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、アルミニウム板側電極２２０の材質が同一の材料で形成される場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、アルミニウム板側電極２２０を２種類の材料で形成する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、アルミニウム板側電極が異なり、また、それに起因して溶接方法の一部が異なる。したがって、本実施形態の説明において第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図３に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００３９】
（アルミニウム板側電極に関する知見）
本発明者らは、アルミニウム板側電極の先端の領域の熱伝導率を低くすることにより、アルミニウム板１２０の熱がアルミニウム板側電極を通して抜熱されることが抑制され、その結果、第１の実施形態に比べ溶接電流を小さくしても、第１の実施形態と同様の溶接継手１００が得られることを見出した。
このような新たな知見に基づいて、本発明者らは、溶接継手の製造方法の第１の実施形態に想到した。
【００４０】
＜アルミニウム板側電極の材質および溶接電流との関係＞
図４は、アルミニウム板側電極の形状の一例を示す図である。具体的に図４は、アルミニウム板側電極の軸を通るようにアルミニウム板側電極を切ったときのアルミニウム板側電極の断面図である。
図４において、アルミニウム板側電極４２０ａ、４２０ｂは、電極本体４２１ａ、４２１ｂと、芯材４２２ａ、４２２ｂとを有する。アルミニウム板側電極４２０ａ、４２０ｂは、全体として、JIS C 9304（1999年）に規定されるＲ形電極と同様の形状を有する。尚、アルミニウム板側電極４２０ａ、４２０ｂは、このような形状に限定されるものではない。例えば、アルミニウム板側電極は、JIS C 9304（1999年）に規定されるＤＲ形電極と同様の形状を有していてもよい。
【００４１】
図４（ａ）・図４（ｂ）に示すように、芯材４２２ａ・４２２ｂは、電極本体４２１ａ・４２１ｂの先端に、電極本体４２１ａ・４２１ｂと同軸となるように取り付けられる（図４（ａ）、図４（ｂ）に示す一点鎖線が軸である）。
図４（ａ）に示す例では、芯材４２２ａの直径Ｄ１（芯材４２２ａの軸に垂直な方向の長さの最大値）は、電極外径Ｄ（アルミニウム板側電極４２０ａ（電極本体４２１ａ）の軸に垂直な方向の長さの最大値）未満である。図４（ａ）に示す例では、電極本体４２１ａの先端の中心部分は窪んでいる。芯材４２２ｂは、この電極本体４２１ａの先端の窪んでいる部分に取り付けられる（埋設される）。芯材４２２ａの先端面のみが露出し、且つ、電極本体４２１ａの先端面と芯材４２２ａの先端面とが、アルミニウム板側電極４２０ａに要求される先端曲率半径を有するように、電極本体４２１ａの先端の中心部分の窪みの大きさ及び形状が定められる。
【００４２】
一方、図４（ｂ）に示す例では、芯材４２２ｂの直径Ｄ１（芯材４２２ｂの軸に垂直な方向の長さの最大値）は、電極外径Ｄ（アルミニウム板側電極４２０ｂ（電極本体４２１ｂ）の軸に垂直な方向の長さの最大値）と同じである。図４（ｂ）に示す例では、電極本体４２１ｂと芯材４２２ｂとの相互に接触する面が同一の形状及び大きさを有する。これらの面が略一致するように、芯材４２２ｂが電極本体４２１ｂの先端に取り付けられる。
【００４３】
アルミニウム側電極４２０ａ、４２０ｂの電極本体４２１ａ、４２１ｂの材質としては、第１の実施形態と同様に同一の材料（例えば、通常のCu-Cr合金）を用いることができる。一方、芯材４２２ａ、４２２ｂの材質としては、１２０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］以上１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］以下の熱伝導率を有する材料を用いるのが好ましい。
図４に示すように、電極本体４２１ａ、４２１ｂの先端部に、熱伝導率が１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］Ｗ以下の芯材４２２ａ、４２２ｂを取り付けると、スポット溶接時に、アルミニウム板１２０から抜熱されるエネルギーが小さくなり（エネルギーロスが小さくなり）、アルミニウム板１２０の温度が高くなる。つまり、アルミニウム側電極として第１の実施形態で説明した通常の電極（例えばCu-Cr合金の電極）を用いる場合に比べ、第１の実施形態の＜溶接電流の値＞に記載の溶接電流の値を小さくすることができる。具体的に本発明者らは、溶接電流の値を３割程度小さくできる、すなわち、溶接電流の値を１１［ｋＡ］以上２５［ｋＡ］以下にできることを発見した。このように溶接電流を小さくできると、溶接機の負荷や消費電力を減らしたり、あるいは、より電源容量の小さい溶接装置を用いたりすることができるメリットがある。
【００４４】
芯材の熱伝導率が１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］を超えると、アルミニウム板１２０の温度上昇効果が小さく、溶接電流を低減できる効果が小さくなる。したがって、前述したように、本実施形態では、芯材４２２ａ、４２２ｂの熱伝導率の上限を１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］とする。一方、芯材の熱伝導率が１２０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］を下回ると、アルミニウム板１２０の温度が上がりすぎ、アルミニウム板１２０がアルミニウム板側電極と溶着する虞がある。したがって、前述したように、本実施形態では、芯材４２２ａ、４２２ｂの熱伝導率の下限を１２０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］とする。
以上のように、芯材４２２ａ、４２２ｂの熱伝導率は、１２０〜１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］が好ましい。
【００４５】
芯材の直径Ｄ１が電極外形Ｄの０．３倍より小さいと、アルミニウム板１２０の温度上昇効果が小さい。芯材の直径Ｄ１は大きいほど、アルミニウム板１２０の温度上昇効果が大きくなるが、物理的にその上限は、電極外形Ｄの大きさまでである。したがって、本実施形態では、芯材４２２ａ、４２２ｂの直径Ｄ１は、電極外径Ｄの０．３倍以上、１倍以下（電極外径Ｄ×０．３〜電極外径Ｄ×１）の範囲とする。
【００４６】
また、図４に示す芯材の電極長手方向の厚みＴ（芯材の軸方向の長さの最大値）が１［ｍｍ］未満であると、アルミニウム板１２０の温度上昇効果が小さい。一方、芯材の電極長手方向の厚みＴが、７［ｍｍ］を越えると、アルミニウム板１２０の温度が上がりすぎ、アルミニウム板１２０がアルミニウム板側電極と溶着する危険性がある。したがって、本実施形態では、芯材４２２ａ、４２２ｂの電極長手方向の厚みＴは、１［ｍｍ］以上７［ｍｍ］以下の範囲とする。
【００４７】
＜まとめ＞
以上のように、前記アルミニウム板側電極４２０ａ、４２０ｂの先端に、熱伝導率が１２０〜１９０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］、電極長手方向の厚みＴが１〜７［ｍｍ］、直径Ｄ１が電極外径Ｄ×０．３〜電極外径Ｄ×１の芯材４２２ａ、４２２ｂを取り付ける（例えば埋設する）と、スポット溶接時にアルミニウム板１２０の温度がより上昇し、溶接電流を１１［ｋＡ］以上２５［ｋＡ］以下にできるので、好ましい。
【００４８】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【実施例】
【００４９】
次に、実施例（本発明例と比較例）を示す。尚、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００５０】
【表１】
2014094408.tif 000003
【００５１】
【表２】
2014094408.tif 000004
【００５２】
実施例１〜１１、２３、２５、２７、２９、３１、３３、３４は、板厚０．８［ｍｍ］の（非めっき）鋼板（２７０MPa級）と板厚１［ｍｍ］のＡ６０２２（６０００系アルミニウム合金）とを重ね合わせて、スポット溶接し、溶接継手（十字引張試験片）を作成した例である。実施例１２〜２２、２４、２６、２８、３０、３２は、板厚１．４［ｍｍ］の溶融亜鉛合金化めっき（GA）鋼板（２７０MPa級）と板厚１.２［ｍｍ］のＡ６０２２（６０００系アルミニウム合金）とを重ね合わせて、スポット溶接し、溶接継手（十字引張試験片）を作成した例である。スポット溶接は、実施例１〜１１、２３、２５、２７、２９、３１、３３〜４０では、交流抵抗溶接機を用い、実施例１２〜２２、２４、２６、２８、３０、３２では、直流抵抗溶接機を用いた。実施例３３〜４０以外は、いずれの実施例でもCu-Cr合金電極を用いた。アルミニウム側のCu-Cr合金電極には、JIS C 9304(1999年)に規定されるＲ形電極であって、電極外径が１６［ｍｍ］（電極先端径が１６［ｍｍ］）のＲ形電極を用い、鋼板側のCu-Cr合金電極には、JIS C 9304(1999年)に規定されるＤＲ形電極を用いた。
実施例３３〜４０のみ、アルミニウム側のCu-Cr合金電極の先端に、芯材を埋設したＲ形電極を用いた。実施例３３では、電極長手方向の厚みＴが５［ｍｍ］、直径Ｄ１が８［ｍｍ］、熱伝導率が１７０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］の芯材であって、９９．９［質量％］のＷ（残部は不可避的不純物）の芯材を、アルミニウム側のCu-Cr合金電極の先端に埋設した。実施例３４では、電極長手方向の厚みＴが６［ｍｍ］、直径Ｄ１が９［ｍｍ］、熱伝導率が１４０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］の芯材であって、９９．９［質量％］のＭｏ（残部は不可避的不純物）の芯材を、アルミニウム側のCu-Cr合金電極の先端に埋設した。実施例３５では、芯材の熱伝導率を２３０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］とした他は、実施例３３と同一の電極を用いた。実施例３６では、芯材の熱伝導率を２１０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］とした他は、実施例３４と同一の電極を用いた。実施例３７では、芯材の直径Ｄ１を３．０［ｍｍ］にした他は、実施例３３と同一の電極を用いた。実施例３８では、芯材の直径Ｄ１を２．０［ｍｍ］にした他は、実施例３４と同一の電極を用いた。実施例３９では、芯材の電極長手方向の厚みＴを０．５［ｍｍ］にした他は、実施例３３と同一の電極を用いた。実施例４０では、芯材の電極長手方向の厚みＴを０．８［ｍｍ］にした他は、実施例３４と同一の電極を用いた。
【００５３】
電極先端径、溶接条件（加圧力、溶接電流、通電時間）を種々変えて溶接を行った。２０の各水準とも、各々２５個ずつ溶接継手（十字引張試験片）を作成し、そのうち２０個について十字引張強さ（CTS）を測定した。十字引張試験片は、JIS Z 3137(1999年)に規定される試験片であり、十字引張試験は、JIS Z 3137(1999年)に従って行った。CTSの２０個の平均値を表２に示す。また、２０個のCTSの標準偏差、すなわち、ばらつきの大きさをΔCTSとして求め、表２に示す。各水準とも十字引張試験後に、１水準あたり２０個の十字引張試験片の破壊形態を目視で観察した。
【００５４】
各水準２５個の十字引張試験片のうち、５個については、CTS試験を実施しないで切断面の形状観察に用いた。すなわち、CTS試験をしない十字引張試験片について、溶接部の板面方向における中心を通るように、溶接継手をその厚み方向に沿って、切断した。溶接継手の切断面を研磨し、フッ酸水溶液で腐食し、光学顕微鏡で断面の形状を観察するとともに、光学顕微鏡写真も撮影した。溶接部のアルミニウム板側の最小板厚ｔminを測定し、これを表２に示す（アルミニウム板側の最小板厚のｍｍの欄を参照）。この値を元のアルミニウム板の板厚で除した値を、百分率（％）で表したものを表２に示す（アルミニウム板側の最小板厚の％の欄を参照）。アルミニウム板の残存面積は、溶接継手の切断面の光学顕微鏡写真に対する画像解析を画像解析装置にて行うことにより求めた。この面積をａ×ｔ2（溶接継手の切断面における溶接部の板面方向の長さ×アルミニウム板の溶接前の板厚。図１を参照）で除した値を、百分率（％）で表したものを、表２に示す（アルミニウム板の残存面積率の欄を参照）。アルミニウムの溶融凝固部の面積は、溶接継手の切断面の光学顕微鏡写真に対する画像解析を画像解析装置にて行うことにより求めた。これを先に求めたアルミニウム板の残存面積で除した値を、百分率（％）で表したものを、表２に示す（アルミニウムの溶融凝固部の面積率の欄を参照）。
【００５５】
実施例１、２、５、６、１２、１３、１６、１７、３３〜４０が本発明例であり、CTS試験後の破断形態はすべての十字引張試験片でプラグ破断となり、十字引張強さ（CTS）が０.７［ｋＮ］以上あった。また、CTSの標準偏差ΔCTSも小さい（良い）。
実施例３３、３４では、熱伝導率の小さい芯材を埋設した電極をアルミニウム板側に用いたため、実施例１、２に比べ溶接電流をそれぞれ３割程度小さくできた。一方、実施例３５、３７、３９では、第２の実施形態で説明した条件から外れるために、破断形態と評価項目の内容は良好であったが、実施例３３に比べ溶接電流を低減する効果（実施例１の溶接電流に対し３割程度溶接電流を低減する効果）は得られなかった。同様に、実施例３６、３８、４０でも、第２の実施形態で説明した条件から外れるために、破断形態と評価項目の内容は良好であったが、実施例３４に比べ溶接電流を低減する効果（実施例２の溶接電流に対し３割程度溶接電流を低減する効果）は得られなかった。
実施例３、４、７〜１１、１４、１５、１８〜３２が比較例である。これら比較例は、前述した製造条件から外れた条件で製造したために、溶接継手形状が、前述した形状からはずれた形状になり、十字引張強さ（CTS）が悪くなった。CTSの標準偏差ΔCTSも大きい（悪い）例が多い。比較例における試験後の破断形態はすべての十字引張試験片で界面破断となった。
【００５６】
尚、９．０［ｋＮ］を超える加圧力としたときには、鋼板側電極がアルミニウム板を貫通し、評価に資する十字引張試験片を作成することができなかった。
また、鋼板側電極の先端曲率半径Ｒ1が３０［ｍｍ］を下回ると、鋼板側電極がアルミニウム板を貫通し、評価に資する十字引張試験片を作成することができなかった。
また、芯材の熱伝導率が１２０［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］未満の場合と、芯材の電極長手方向の厚みＴが７［ｍｍ］超の場合は、アルミニウム板側電極がアルミニウム板と溶着し、評価に資する十字引張試験片を作製することができなかった。
また、図示を省略するが、実施例５、６、１２、１３、１６、１７についても、実施例１、２に対応する実施例３３〜４０と同様の結果が得られた。
【符号の説明】
【００５７】
１００：溶接継手、１１０：鋼板、１２０：アルミニウム板、１３０：アルミニウムの溶融凝固部、２１０：鋼板側電極、２２０：アルミニウム板側電極、２３０：電源
【図２】
2014094408.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図１】
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