(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の金属板を重ね合わせた被溶接材を、一対の電極によって挟み、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法において、  通電パターンを２段以上の多段ステップに分割して、溶接を実施するものとし、  まず、本溶接に先立ち、各ステップ毎に、定電流制御により通電して適正なナゲットを形成する場合の電極間の電気特性から算出される、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量をそれぞれ目標値として記憶させるテスト溶接を行い、  ついで、本溶接として、該テスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準として溶接を開始し、いずれかのステップにおいて、瞬時発熱量の時間変化量が基準である時間変化曲線から外れた場合に、その差を当該ステップの残りの通電時間内で補償すべく、本溶接の累積発熱量がテスト溶接で予め求めた累積発熱量と一致するように通電量を制御する適応制御溶接を行う抵抗スポット溶接方法であって、  上記２段以上の多段ステップが、電極直下に通電経路を確保するためのステップと、引き続く所定径のナゲットを形成するためのステップからなり、上記電極直下に通電経路を確保するためのステップと、上記引き続く所定径のナゲットを形成するためのステップとの間に、通電休止時間を設ける、抵抗スポット溶接方法。
【請求項２】
前記通電休止時間が、１サイクル以上１０サイクル以下である請求項１に記載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、抵抗スポット溶接方法に関し、特に適応制御溶接を用いて適正なナゲットの形成を可能ならしめようとするものである。
【背景技術】
【０００２】  一般に、重ね合わせた鋼板同士の接合には、重ね抵抗溶接法の一種である抵抗スポット溶接法が用いられている。  この溶接法は、重ね合わせた２枚以上の鋼板を挟んでその上下から一対の電極で加圧しつつ、上下電極間に高電流の溶接電流を短時間通電して接合する方法である。そして、高電流の溶接電流を流すことで発生する抵抗発熱を利用して、点状の溶接部が得られる。この点状の溶接部はナゲットと呼ばれ、重ね合わせた鋼板に電流を流した際に鋼板の接触箇所で両鋼板が溶融し、凝固した部分であり、これにより鋼板同士が点状に接合される。【０００３】  良好な溶接部品質を得るためには、ナゲット径が適正な範囲で形成されることが重要である。ナゲット径は、溶接電流、通電時間、電極形状および加圧力等の溶接条件によって定まる。従って、適切なナゲット径を形成するためには、被溶接材の材質、板厚および重ね枚数等の被溶接材条件に応じて、上記の溶接条件を適正に設定する必要がある。【０００４】  例えば、自動車の製造に際しては、一台当たり数千点ものスポット溶接が施されており、また次々と流れてくる被処理材（ワーク）を溶接する必要がある。この時、各溶接箇所における被溶接材の材質、板厚および重ね枚数等の被溶接材条件が同一であれば、溶接電流、通電時間および加圧力等の溶接条件も同一の条件で同一のナゲット径を得ることができる。しかしながら、連続した溶接では、電極の被溶接材接触面が次第に摩耗して接触面積が初期状態よりも次第に広くなる。このように接触面積が広くなった状態で、初期状態と同じ値の溶接電流を流すと、被溶接材中の電流密度が低下し、溶接部の温度上昇が低くなるために、ナゲット径は小さくなる。このため、数百〜数千点の溶接毎に、電極の研磨または交換を行い、電極の先端径が拡大しすぎないようにしている。【０００５】  その他、予め定めた回数の溶接を行うと、溶接電流値を増加させて、電極の摩耗に伴う電流密度の低下を補償する機能（ステッパー機能）を備えた抵抗溶接装置が、従来から使用されている。このステッパー機能を使用するには、上述した溶接電流変化パターンを予め適正に設定しておく必要がある。しかしながら、このために、数多くの被溶接材条件および溶接条件に対応した溶接電流変化パターンを、試験等によって導き出すには、多くの時間とコストが必要になる。  また、実際の施工においては、電極摩耗の進行状態にはバラツキがあるため、予め定めた溶接電流変化パターンが常に適正であるとはいえない。【０００６】  さらに、溶接に際して外乱が存在する場合、例えば、溶接する点の近くにすでに溶接した点（既溶接点）があるとか、被溶接材の表面凹凸が大きく溶接する点の近くに被溶接材の接触点が存在するなどの場合には、溶接時に既溶接点や接触点に溶接電流が分流する。このような状態では、所定の条件で溶接しても、電極直下の溶接したい位置における電流密度は低下するため、やはり必要な径のナゲットは得られなくなる。  この発熱量不足を補償し、必要な径のナゲットを得るには、予め高い溶接電流を設定することが必要となる。【０００７】  上記の問題を解決するものとして、以下に述べるような技術が提案されている。  例えば、特許文献１には、推算し���溶接部の温度分布と目標ナゲットを比較して溶接機の出力を制御することによって、設定されたナゲットが得られるようにした抵抗溶接機の制御装置が記載されている。【０００８】  また、特許文献２には、溶接電流とチップ間電圧を検出し、熱伝導計算により溶接部のシミュレーションを行い、ナゲットの形成状態を推定することによって、良好な溶接を行うようにした抵抗溶接機の溶接条件制御方法が記載されている。【０００９】  さらに、特許文献３には、被溶接物の板厚と通電時間とから、その被溶接物を良好に溶接することができる単位体積当たりの累積発熱量を計算し、計算された単位体積・単位時間当たりの発熱量を発生させる溶接電流または電圧に調整する溶接システムが記載されている。そして、これを用いることにより、被溶接物の種類や電極の摩耗状態によらず良好な溶接ができるとしている。【００１０】  しかしながら、特許文献１および２に記載の抵抗スポット溶接方法では、熱伝導モデル（熱伝導シミュレーション）等に基づいてナゲットの温度を推定するため、複雑な計算処理が必要となる。その結果、溶接制御装置の構成が複雑になるだけでなく、溶接制御装置自体が高価になるという問題があった。【００１１】  また、特許文献３に記載の抵抗スポット溶接方法では、たしかに累積発熱量を目標値に制御することで、電極の摩耗具合の如何にかかわらず常に良好な溶接が可能となる。しかし、設定した被溶接材条件と実際の被溶接材条件が大きく異なる場合、例えば近くに前述した既溶接点などの外乱が存在する場合や、発熱量の時間変化パターンが短時間で大きく変化する場合、例えば目付量の多い溶融亜鉛めっき鋼板の溶接の場合などには、適応制御が追随できない場合がある。これは最終的な累積発熱量を目標値に合わせることができても、発熱の形態、つまり溶接部の温度分布の時間変化が目標とする良好な溶接部が得られた熱量パターンから外れる場合であり、必要とするナゲット径が得られなかったり、散りが発生したりする。  例えば、分流の影響が大きな場合に累積発熱量を合わせようとすると、鋼板間の通電径が確保されていない状態で電流値が大きく増加する。このため、鋼板−鋼板間ではなく電極−鋼板間近傍での発熱が著しくなり、鋼板表面からの散りが発生しやすくなる。【００１２】  さらに、特許文献１〜３の技術は全て、電極先端が摩耗した場合の変化に対しては有効であるが、既溶接点との距離が短い場合など、分流の影響が大きい場合については何ら検討がなされておらず、実際に適応制御が働かない場合があった。【００１３】  上記の問題を解決するものとして、発明者らは先に、「複数枚の金属板を重ね合わせた被溶接材を、一対の電極によって挟み、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法において、  通電パターンを２段以上の多段ステップに分割して、溶接を実施するものとし、  まず、本溶接に先立ち、各ステップ毎に、定電流制御により通電して適正なナゲットを形成する場合の電極間の電気特性から算出される、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量を目標値として記憶させるテスト溶接を行い、  ついで、本溶接として、該テスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時��変化曲線を基準として溶接を開始し、いずれかのステップにおいて、瞬時発熱量の時間変化量が基準である時間変化曲線からズレた場合に、そのズレを当該ステップの残りの通電時間内で補償すべく、本溶接の累積発熱量がテスト溶接で予め求めた累積発熱量と一致するように通電量を制御する適応制御溶接を行うことを特徴とする抵抗スポット溶接方法。」を開発し、特許文献４において開示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−２１６０７１号公報
【特許文献２】特開平１０−９４８８３号公報
【特許文献３】特開平１１−３３７４３号公報
【特許文献４】特願２０１３−０４７１８０明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】  上掲特許文献４に開示した技術の開発により、電極先端が摩耗したり、外乱が存在するような場合であっても、良好な径のナゲットを得ることができるようになった。  しかしながら、溶接条件が特殊な場合、例えば、特に大きなナゲット径を確保する必要がある場合や、既溶接点が直近に存在したり、既溶接点が溶接点の周囲に多数存在する場合には、熱量パターンが、目標とするテスト溶接における熱量パターンから外れることがある。そして、この場合には、時として電極近傍での発熱が過大となって散りが発生したり、満足のいく径のナゲットが得られない。【００１６】  本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、溶接条件が上記したような特殊な場合であっても、散りの発生なしに適切な径のナゲットを得ることができる抵抗スポット溶接方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく、鋭意検討を重ねた。  その結果、電極直下に通電経路を確保するためのステップと、引き続くナゲットを形成するためのステップとの間に、一定時間の通電休止時間を設けると、電極近傍の温度が効果的に低下して、電極の温度分布を目標とするテスト溶接における温度分布（熱量パターン）に沿わせることが可能になり、所期した目的が有利に達成されるとの知見を得た。  本発明は、上記の知見に立脚するものである。【００１８】  すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。１．複数枚の金属板を重ね合わせた被溶接材を、一対の電極によって挟み、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法において、  通電パターンを２段以上の多段ステップに分割して、溶接を実施するものとし、  まず、本溶接に先立ち、各ステップ毎に、定電流制御により通電して適正なナゲットを形成する場合の電極間の電気特性から算出される、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量をそれぞれ目標値として記憶させるテスト溶接を行い、  ついで、本溶接として、該テスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準として溶接を開始し、いずれかのステップにおいて、瞬時発熱量の時間変化量が基準である時間変化曲線から外れた場合に、その差を当該ステップの残りの通電時間内で補償すべく、本溶接の累積発熱量がテスト溶接で予め求めた累積発熱量と一致するように通電量を制御する適応制御溶接を行う抵抗スポット溶接方法であって、  上記２段以上の多段ステップが、電極直下に通電経路を確保するためのステップと、引き続く所定径のナゲットを形成するためのステップからなり、上記電極直下に通電経路を確保するためのステップと、上記引き続く所定径のナゲットを形成するためのステップとの間に、通電休止時間を設ける、抵抗スポット溶接方法。【００１９】２．前記通電休止時間が、１サイクル以上１０サイクル以下である前記１に記載の抵抗スポット溶接方法。
【発明の効果】
【００２０】  本発明によれば、特に大きなナゲット径を必要としたり、既溶接点が直近に存在したり、既溶接点が溶接点の周囲に多数存在するような特殊な溶接条件下でも、散りの発生なしに良好な径のナゲットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）はテスト溶接を行ったときの溶接部断面、（ｂ）はその時の溶接電流値、電気抵抗値および各ステップ毎の累積発熱量の推移を示した図である。
【図２】（ａ）は本発明に従う２段適応制御溶接を行ったときの溶接部断面、（ｂ）はその時の溶接電流値、電気抵抗値および各ステップ毎の累積発熱量の推移を示した図である。
【図３】（ａ）は従来の定電流制御溶接を行ったときの溶接部断面、（ｂ）はその時の溶接電流値、電気抵抗値および累積発熱量の推移を示した図である。
【図４】（ａ）は従来の１段適応制御溶接によるテスト溶接を行ったときの溶接部断面、（ｂ）はその時の溶接電流値、電気抵抗値および累積発熱量の推移を示した図である。
【図５】（ａ）は従来の１段適応制御溶接による本溶接を行ったときの溶接部断面、（ｂ）はその時の溶接電流値、電気抵抗値および累積発熱量の推移を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】  以下、本発明を具体的に説明する。  本発明は、抵抗スポット溶接を、通電パターンを２段以上の多段ステップに分割した多段通電により行うこと、また本溶接に先立ち、テスト溶接を実施して、各ステップ毎に、適正なナゲットを形成する場合の電極間の電気特性から算出される、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量を目標値として記憶させておくこと、そして本溶接に際し、いずれかのステップにおいて、瞬時発熱量の時間変化量が基準である時間変化曲線から外れたとしても、適応制御溶接を活用して、その差を当該ステップの残りの通電時間内で補償し、本溶接の累積発熱量をテスト溶接で予め求めた累積発熱量と一致させること、さらに電極直下に通電経路を確保するためのステップと、引き続く所定径のナゲットを形成するためのステップとの間に、通電休止時間を設けることに特徴がある。【００２３】  最初に、本発明に従う多段適応制御溶接の基本構成について説明する。  まず、テスト溶接について説明する。なお、この例では、溶接電流の通電を２段ステップで行う場合について説明する。  被溶接材と同じ鋼種、厚みの溶接試験を、ギャップや既溶接点への分流のない状態で、定電流制御にて種々の条件で行い、必要とするナゲット径が得られる溶接条件、すなわち適正な加圧力Ｆ、通電時間Ｔおよび溶接電流Ｉを見つける。  なお、溶接機としてはインバータ直流抵抗スポット溶接機が好適であり、また電極としてはＤＲ形先端のクロム銅電極が有利に適合する。さらに、ナゲット径は、ピール試験やナゲット中央の断面観察（ピクリン酸飽和水溶液にてエッチング）により求めることができる。【００２４】  ついで、通電パターンを２段ステップに分割する場合のステップ分けを行うタイミングとして、被溶接材である鋼板間に溶融部が形成された時点（電極直下に通電経路が形成された時点）を採用した場合には、このタイミングを決定するために、上記と同じ加圧力Ｆおよび溶接電流Ｉの下で通電時間を変化させながら溶接し、溶融部が形成される時点を見つける。  なお、溶融部の形成はピール試験により確認することができる。  そして、通電時間Ｔ１で溶融部が形成されたとする。【００２５】  以上の実験結果から、テスト溶接の条件を次のように決定する。・１段目溶接条件  加圧力Ｆ、通電時間Ｔ１、溶接電流Ｉ・２段目溶接条件  加圧力Ｆ、通電時間Ｔ２（＝Ｔ−Ｔ１）、溶接電流Ｉ  そして、上記の条件で溶接を行ったときの溶接中における、電極間の電気特性から算出される単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量をそれぞれ目標値として各ステップ毎に記憶させて、テスト溶接とする。  なお、本発明において電極間の電気特性とは、電極間抵抗あるいは電極間電圧を意味する。【００２６】  本発明では、上記した１段目の溶接と引き続く２段目の溶接との間に通電休止時間を設けることが重要であるが、この点については後で詳述する。【００２７】  上記のテスト溶接後、本溶接を行う。  本溶接は、上記のテスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準として溶接を開始する。いずれのステップにおいても、瞬時発熱量の時間変化量が基準である時間変化曲線��沿っている場合には、そのまま溶接を行って溶接を終了する。  ただし、いずれかのステップにおいて、瞬時発熱量の時間変化量が基準である時間変化曲線から外れた場合には、その差に応じて通電量を制御する適応制御溶接を行う。すなわち、本溶接における累積発熱量がテスト溶接で予め求めた累積発熱量と一致するように、当該ステップの残りの通電時間内で補償するのである。  これにより、電極先端が摩耗したり、外乱の存在下においても必要な累積発熱量を確保して、適正な径のナゲットを得ることができる。【００２８】  本発明において、単位体積当たりの発熱量の算出方法については特に制限はないが、特許文献３にその一例が開示されており、本発明でもこの方法を採用することができる。  この方法による単位体積当たりの累積発熱量Ｑの算出要領は次のとおりである。  ２枚の被溶接材の合計厚みをｔ、被溶接材の電気抵抗率をｒ、電極間電圧をＶ、溶接電流をＩとし、電極と被溶接材が接触する面積をＳとする。この場合、溶接電流は横断面積がＳで、厚みｔの柱状部分を通過して抵抗発熱を発生させる。この柱状部分における単位体積・単位時間当たりの発熱量ｑは次式（１）で求められる。  ｑ＝（Ｖ・Ｉ）／（Ｓ・ｔ）      −−−  （１）  また、この柱状部分の電気抵抗Ｒは、次式（２）で求められる。  Ｒ＝（ｒ・ｔ）／Ｓ              −−−  （２）  （２）式をＳについて解いてこれを（１）式に代入すると、発熱量ｑは次式（３）  ｑ＝（Ｖ・Ｉ・Ｒ）／（ｒ・ｔ２）    ＝（Ｖ２）／（ｒ・ｔ２）          −−−  （３）となる。【００２９】  上掲式（３）から明らかなように、単位体積・単位時間当たりの発熱量ｑは、電極間電圧Ｖと被溶接物の合計厚みｔと被溶接物の電気抵抗率ｒから算出できる。電極と被溶接物が接触する面積Ｓによる影響を受けない。  なお、（３）式は電極間電圧Ｖから発熱量ｑを計算しているが、電極間電流Ｉから発熱量ｑを計算することもできる。このときも電極と被溶接物が接触する面積Ｓを用いる必要がない。【００３０】  そして、単位体積・単位時間当たりの発熱量ｑを通電期間にわたって累積すれば、溶接に加えられる単位体積当たりの累積発熱量Ｑが得られる。（３）式から明らかなように、この単位体積当たりの累積発熱量Ｑもまた電極と被溶接材が接触する面積Ｓを用いないで算出することができる。  以上、特許文献３に記載の方法によって、累積発熱量Ｑを算出する場合について説明したが、その他の算出式を用いても良いのは言うまでもない。【００３１】  但し、外乱がとりわけ著しい場合、例えば（１）特に大きなナゲット径を確保する必要がある場合（例えばナゲット径が４．５√ｔ以上の場合）や、（２）既溶接点が直近に存在したり（例えば溶接点と既溶接点の間の距離が７ｍｍ以下の場合）、既溶接点が溶接点の周囲に多数存在する（例えば溶接点の周囲に既溶接点が３個以上存在する）場合などには、熱量パターンが、目標とするテスト溶接における熱量パターンから外れることがある。そして、この場合には、時として電極近傍での発熱が過大となって散りが発生したり、満足のいく径のナゲットが得られないことは、前述したとおりである。【００３２】  そこで、以下、本発明の実施形態の一例として、溶接部と既溶接点��の間隔が狭い場合を例にとって説明する。この場合も、通電パターンは２段ステップで行うものとする。  第１ステップでは、鋼板間の界面が消失するまで、また第２ステップでは、所定のナゲット径が得られるまで通電することは、テスト溶接における多段適応制御の場合と同じである。なお、第１ステップにおいては、適応制御を行った際に散りが発生しない範囲であれば、溶融部が形成されていてもよい。【００３３】  本発明では、上記した第１ステップ（電極直下に通電経路を確保するためのステップ）と、引き続く第２ステップ（所定径のナゲットを形成するためのステップ）との間に、一定時間の通電休止時間を設ける。これにより、電極近傍の温度を効果的に低下させて、電極の温度分布を目標とするテスト溶接における温度分布に沿わせることが可能となる。【００３４】  以上の第１ステップ、通電休止時間および第２ステップよって求められた、適正な溶接部が得られるテスト溶接の多段溶接条件において、それぞれのステップにおける単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量を、通電休止時間と共に記憶させる。  本溶接では、上記のテスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準とする。そして、いずれかのステップにおいて、瞬時発熱量の時間変化量が基準である時間変化曲線から外れた場合には、その差を各ステップの残りの通電時間内に補償することで、各ステップにおける累積発熱量がテスト溶接で記憶させた累積発熱量と一致するように溶接電流を制御する適応制御スポット溶接を行う。  これにより、至近既溶接点に起因した分流の有無にかかわらず、分割された各ステップ毎の発熱パターンをテスト溶接のそれに合わせることができる。その結果、特殊な外乱の存在下でも安定したナゲットの形成が達成されるのである。【００３５】  本発明において、電極直下に通電経路を確保するためのステップと、引き続く所定径のナゲットを形成するためのステップとの間に設ける通電休止時間は、１サイクル以上１０サイクル以下とすることが好ましい。板厚が薄く、電極による抜熱効果が大きい場合は、１サイクルでも効果がある。一方、１０サイクルを超えると、発熱効率ひいては作業能率の低下を招くだけでなく、ナゲット形成のために高電流が必要となるため散り発生のリスクが高まる。好ましくは２サイクル以上８サイクル以下の範囲である。【００３６】  また、電極直下に通電経路を確保するためのステップにおける好適通電時間は、各ステップにおける加圧力や電流値によって幾分変化するけれども、３サイクル以上１０サイクル以下とすることが好ましい。３サイクル未満では、所望の通電径が確保されず、その後のステップで散りが発生するおそれがある。一方、１０サイクルを超えると、発熱が過大となり、やはり散り発生のリスクが高まる。  なお、ナゲットを形成するためのステップにおける通電時間については特に制限はなく、所定径のナゲット形成に必要な時間だけ通電すればよい。【００３７】  以上、通電パターンを、電極直下に通電経路を確保するためのステップと、引き続く所定径のナゲットを形成するためのステップの２段に分割した場合について主に説明したが、本発明では、必要に応じて��段に分割することもできる。  すなわち、被溶接材がめっき鋼板の場合には、めっきの溶融を考慮した３段分割とすることが、より好適である。というのは、めっきが存在する場合、分流の影響が大きい電極直下に安定した通電経路が形成されるまでの現象が大きく変化するためである。めっきの融点は鋼板より低いため、通電を開始するとはじめに鋼板間のめっきが溶融に至り、溶融しためっきは加圧力により鋼板間から一部が吐き出される。このとき吐き出されためっきが通電面積を広げることとなるため、溶接中の電極間抵抗が大きく減少する。一方で、被溶接材の固有抵抗は温度上昇とともに増加するため、通電時間とともに固有抵抗値も上昇する。つまり、通電面積拡大による電極間抵抗の減少から、被溶接材の温度の上昇による電極間抵抗の上昇が生じるようになり、その後、溶融部が形成されることとなる。よって、めっきが溶融して急激に通電面積が拡大する段階と、その後の通電により電極間に安定した通電経路（溶融部）が形成されるまでの段階、および、その後のナゲットが成長する段階の３段に溶接プロセスを分解して、それぞれの段階で、単位体積当たりの累積発熱量を保証するように適応制御溶接を行う。これにより、めっき鋼板の抵抗スポット溶接で近くに既溶接点が存在しても、安定して通電経路が形成され、その後の第３ステップにて安定したナゲットの成長が可能になる。なお、この場合には、２段目と３段目のステップ間に通電休止時間を設ける。
【実施例】
【００３８】実施例１  被溶接材として、軟鋼（厚み：１．６ｍｍ）を準備した。また、溶接電流は２段通電方式で行い、第１通電と第２通電との間に一定の通電休止時間（冷却時間）を設けることとした。  この被溶接材を２枚重ねにし、ギャップや既溶接点への分流のない状態にて定電流制御にて溶接を行い、適切なナゲット径が得られる溶接条件を求めた。溶接機にはインバータ直流抵抗スポット溶接機を用い、電極にはＤＲ形先端径６ｍｍのクロム銅電極を用いた。なお、溶接条件は、加圧力：３．５ｋＮ、第１ステップの溶接電流：７．０ｋＡ、通電時間：５ｃｙｃ（５０Ｈｚ（以降，時間の単位はすべて５０Ｈｚにおけるｃｙｃｌｅ数とする））、第２ステップの溶接電流：９．０ｋＡ、通電時間：１６ｃｙｃ、第１ステップと第２ステップとの間の冷却時間：５ｃｙｃの一定とした。目標とするナゲット径は、通常よりかなり大きめの５√ｔ（ｔ：板厚）（６．３ｍｍ）とした。  このテスト溶接を行ったときの溶接部断面を図１（ａ）に、その時の溶接電流値、電気抵抗値および各ステップ毎の累積発熱量の推移を図１（ｂ）に示す。  図１（ａ）に示したとおり、このテスト溶接では目標どおり６．３ｍｍ（５√ｔ）のナゲット径が得られている。また、このテスト溶接で得られた第１ステップでの目標累積発熱量は９１Ｊ、第２ステップでの目標累積発熱量は２１０Ｊであった。【００３９】  ついで、以下の条件で本溶接を実施した。  溶接点の近傍に既溶接点（溶接点中央間隔：１０ｍｍ）が存在し、分流の影響が大きい条件で、上記したテスト溶接を基準として、本発明に従う多段適応制御抵抗スポット溶接を行った。すなわち、テスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準として抵抗スポット溶接を行った。  この本溶接を行ったときの溶接部断面を図２（ａ）に、その時の溶接電流値、電気抵抗値および各ステップ毎の累積発熱量の推移を図２（ｂ）に示す。  図２（ｂ）に示したとおり、本発明の場合は、各ステップ毎の累積発熱量がテスト溶接の場合と同様になるように、電流値が大きく変化しており、その結果、ナゲット径も６．２ｍｍとほぼ目標どおりのナゲット径を得ることができた。そして、この時の第１ステップでの累積発熱量は９２Ｊ、第２ステップでの累積発熱量は２１５Ｊであり、テスト溶接の場合とほぼ同じであった。【００４０】  また、比較のため、溶接点の近傍に既溶接点（溶接点中央間隔：１０ｍｍ）が存在する同じ条件で、定電流制御による抵抗スポット溶接（比較例１）を行った。溶接条件は、上記テスト溶接と同じ（加圧力：３．５ｋＮ、第１ステップの溶接電流：７．０ｋＡ、通電時間：５ｃｙｃ、第２ステップの溶接電流：９．０ｋＡ、通電時間：１６ｃｙｃ、第１ステップと第２ステップとの間の冷却時間：５ｃｙｃ）とした。  この時の溶接部断面を図３（ａ）に、その時の溶接電流値、電気抵抗値および各ステップ毎の累積発熱量の推移を図３（ｂ）に示す。  この場合の第１ステップでの累積発熱量は７７Ｊ、第２ステップでの累積発熱量は１７９Ｊであり、分流による熱量の低下が見られた。また４．７ｍｍという小径のナゲットしか得られなかった。【００４１】  さらに、比較のため、溶接点の近傍に既溶接点（溶接点中央間隔：１０ｍｍ）が存在する同じ条件で、従来の１段適応制御のスポット抵抗溶接を行った。溶接に際しては、加圧力：３．５ｋＮ、通電時間：１６ｃｙｃ、溶接電流：９．０ｋＡの条件で既溶接点のない状態で行ったテスト溶接を基準とし、比較例１同様、既溶接点の存在する状態で適応制御溶接（比較例２）を行った。  このテスト溶接のときの溶接部断面を図４（ａ）に、その時の溶接電流値、電気抵抗値および累積発熱量の推移を図４（ｂ）に示す。また、１段適応制御溶接を行ったときの溶接部断面を図５（ａ）に、その時の溶接電流値、電気抵抗値および累積発熱量の推移を図５（ｂ）に示す。【００４２】  図４（ａ）に示したとおり、テスト溶接では、６．３ｍｍのナゲット径が得られており、また散りの発生もなかった。しかし、実際の１段適応制御溶接では、図５（ａ）に示したとおり、鋼板表面から表散りが発生していた。  ここで、表散りが発生した９．５ｃｙｃ時点でのテスト溶接の目標累積発熱量は１９５Ｊであり、適応制御溶接の累積発熱量：１９０Ｊとほぼ同じであった。【００４３】  次に、表１に示す２枚の薄鋼板を重ね合わせた板組み、溶接条件で抵抗スポット溶接を行い、溶接継手を作製した。なお、適応制御における溶接条件とは、既溶接点のない状態で行ったテスト溶接の溶接条件を意味している。  得られた溶接継手について、溶接部を切断し、断面をエッチング後、光学顕微鏡により観察してナゲット径を測定し、４．５√ｔ以上のナゲット径が得られ、かつ散りの発生がなかった場合を良好（○）、ナゲット径が４．５√ｔ未満および／または散りが発生した場合を不良（×）とした。【００４４】
【表１】
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【００４５】  表１に示したとおり、発明例はいずれも、散りの発生がなく、また４．５√ｔ以上の径を有するナゲットが得られている。  これに対し、Ｎｏ．１８，１９の定電流制御溶接の場合には、冷却時間の有無にかかわらず不十分な径のナゲットしか得られなかった。  また、Ｎｏ．２０の１段適応制御溶接の場合には散りが発生した。さらに、Ｎｏ．２１は、特許文献４に示した本願発明の先願に従い２段適応制御溶接を行った場合である。この２段適応制御溶接では目標ナゲット径を４√ｔとした場合には散りの発生なしに良好なナゲットが得られたものの、目標ナゲット径を４．５√ｔ以上と大きくした場合には散りの発生を余儀なくされた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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