(57)【要約】【課題】高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法で溶接した場合でも、鋼板の炭素等量に制限を設けることなく、また、溶接プロセス全体の時間を極端に長くすることなく、実用範囲内の条件で溶接中または溶接後の通電パターンを制御することにより、高強度鋼板の溶接継手の引張試験時に現れる脆性破面の割合を低下させ、継手の信頼性を向上させることが可能な高強度鋼板のスポット溶接方法を提供する。【解決手段】引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板１を抵抗スポット溶接方法によって溶接する際、溶接通電を行った後、引き続き、次式｛０．７０×ＷＣ≦ＰＣ１≦０．９０×ＷＣ｝及び次式｛４０≦Ｐｔ１≦８０｝の各々を満たす条件で溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部３の脆性破面率を３５％以下とする。但し、上記各式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ１：溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ１：溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、
溶接通電を行った後、引き続き、下記（１）、（２）式の各々を満たす条件で溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部の脆性破面率を３５％以下とすることを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
０．７０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ１  ≦  ０．９０  ×  ＷＣ  ・・・・・（１）
４０  ≦  Ｐｔ１  ≦  ８０                              ・・・・・（２）
｛但し、上記（１）、（２）式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ１：溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ１：溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。｝
【請求項２】
引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、
溶接通電を行った直後に、下記（３）式を満たす溶接後冷却時間Ｃｔで冷却し、引き続き、下記（４）、（５）式の各々を満たす条件で冷却後後加熱通電を行うことにより、溶接部の脆性破面率を３５％以下とすることを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
２０  ≦  Ｃｔ  ≦  ３００                                ・・・・・（３）
０．４０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ２  ≦  ０．８０  ×  ＷＣ  ・・・・・（４）
４０  ≦  Ｐｔ２  ≦  ２００                            ・・・・・（５）
｛但し、上記（３）〜（５）式において、Ｃｔ：溶接後冷却時間（ｍｓ）、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ２：冷却後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ２：冷却後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。｝
【請求項３】
引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、
溶接通電を行った後、引き続き、下記（６）、（７）式の各々を満たす条件で第１の溶接後後加熱通電を行ない、次いで、下記（８）、（９）式の各々を満たす条件で第２の溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部の脆性破面率を３５％以下とすることを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
０．８５  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ３  ≦  ０．９５  ×  ＷＣ  ・・・・・（６）
４０  ≦  Ｐｔ３  ≦  ８０                              ・・・・・（７）
０．７０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ４  ≦  ０．８０  ×  ＷＣ  ・・・・・（８）
４０  ≦  Ｐｔ４  ≦  ８０                              ・・・・・（９）
｛但し、上記（６）〜（９）式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ３：第１の溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ３：第１の溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）、ＰＣ４：第２の溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ４：第２の溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。｝
【請求項４】
引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、
所定の直径の溶接金属部が得られる条件の溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）で、下記（１０）、（１１）式の各々を満たす条件で加熱通電と通電休止冷却とを交互に繰り返すパルセーション通電を、少なくとも３サイクル以上行うことにより、溶接部の脆性破面率を３５％以下として溶接することを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
６０  ≦  ＰＷｔ  ≦  １２０                          ・・・・・（１０）
２０  ≦  ＰＣｔ  ≦  ６０                            ・・・・・（１１）
｛但し、上記（１０）、（１１）式において、ＰＷｔ：１サイクルあたりのパルセーション通電時間（ｍｓ）、ＰＣｔ：１サイクルあたりのパルセーション冷却時間（ｍｓ）を示す。｝
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度鋼板の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において、スポット溶接によって溶接金属部を形成させる高強度鋼板のスポット溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車分野においては、低燃費化や炭酸ガス（ＣＯ２）の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、車体や部品等に、高強度鋼板を使用するニーズが高まっている。一方、車体の組立や部品の取付け等の工程においては、主としてスポット溶接が用いられている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
【０００３】
従来の高強度鋼板のスポット溶接方法においては、溶接の際の通電パターンが、一定の電流（Ｉ）にて所定の時間（ｔ）溶接通電した後、電流を遮断する、概ね矩形状の電流波形を示すパターンとされている。また、特許文献３においては、スポット溶接部の強度が低下するのを防止するため、溶接後に後加熱通電を行うことにより、溶接後の冷却速度を低下させることが記載されている。特許文献１〜３においては、上記各通電パターンによる溶接電極への通電が終了することで、鋼板のスポット溶接を完了する。
しかしながら、特許文献１〜３に記載された従来の方法で、自動車の補強部材等で用いられる引張強さが９００ＭＰａ以上の高強度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ていた。
【０００４】
高強度鋼板のスポット溶接部の品質指標として、引張強さは非常に重要である。このような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。
【０００５】
ここで、引張強さが９００ＭＰａ以上の高強度鋼板をスポット溶接した場合には、溶接部（溶接金属部と熱影響部）の硬さが増加して靭性が低下する。このため、詳細な図示を省略するが、溶接継手に対してせん断方向又は剥離方向に負荷して引張試験を行った際に、溶接部（溶接金属部と熱影響部）の破壊起点付近において、結晶粒がへき開破壊又は脆性破壊することで発生する脆性破面が観察されるようになる。特に、剥離方向に負荷を加えて引張試験を実施した場合には脆性破面が現れ易くなり、十字引張強さ（ＣＴＳ）がばらついたり、あるいは低下したりする場合がある。このため、場合によっては、十字引張強さが軟鋼板継手よりも低い値を示すことがある。その結果、溶接継手で強度のばらつきや低下が生じ、継手としての信頼性やこの溶接で形成される部材の信頼性が損なわれるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２７９６８２号公報
【特許文献２】特公平６−４５８２７号公報
【特許文献３】特開２００２−１０３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、引張強さが９００ＭＰａ以上の炭素等量が高い高強度鋼板をスポット溶接した場合、溶接継手の引張試験時に脆性破面が現れ易く、強度のばらつきや低下が生じて継手としての信頼性が著しく低下するという問題があった。このため、高強度鋼板を溶接する場合でも、継手の引張試験時に現れる脆性破面が抑制され、信頼性の高い溶接継手が得られる方法が切に求められていた。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法で溶接した場合でも、鋼板の炭素等量に制限を設けることなく、また、溶接プロセス全体の時間を極端に長くすることなく、実用範囲内の条件で溶接中または溶接後の通電パターンを制御することにより、溶接継手の引張試験時に、溶接部に現れる脆性破面の割合を低下させ、継手の信頼性を向上させることが可能な高強度鋼板の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】
【０００９】
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、高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する際の通電パターンを最適に制御することにより、継手の引張試験時に、溶接部に現れる脆性破面を抑制できることを知見した。即ち、通電パターンを実用の溶接条件範囲内で制御することで、高強度鋼板の炭素当量に制限を設けることなく信頼性の高い溶接継手が得られることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は以下のとおりである。
【００１０】
［１］  引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、溶接通電を行った後、引き続き、下記（１）、（２）式の各々を満たす条件で溶接後後加熱通電を行うことにより、溶属部の脆性破面率を３５％以下とすることを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
０．７０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ１  ≦  ０．９０  ×  ＷＣ  ・・・・・（１）
４０  ≦  Ｐｔ１  ≦  ８０                              ・・・・・（２）
｛但し、上記（１）、（２）式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ１：溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ１：溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。｝
【００１１】
［２］  引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、溶接通電を行った直後に、下記（３）式を満たす溶接後冷却時間Ｃｔで冷却し、引き続き、下記（４）、（５）式の各々を満たす条件で冷却後後加熱通電を行うことにより、溶接部の脆性破面率を３５％以下とすることを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
２０  ≦  Ｃｔ  ≦  ３００                                ・・・・・（３）
０．４０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ２  ≦  ０．８０  ×  ＷＣ  ・・・・・（４）
４０  ≦  Ｐｔ２  ≦  ２００                            ・・・・・（５）
｛但し、上記（３）〜（５）式において、Ｃｔ：溶接後冷却時間（ｍｓ）、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ２：冷却後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ２：冷却後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。｝
【００１２】
［３］  引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、溶接通電を行った後、引き続き、下記（６）、（７）式の各々を満たす条件で第１の溶接後後加熱通電を行ない、次いで、下記（８）、（９）式の各々を満たす条件で第２の溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部の脆性破面率を３５％以下とすることを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
０．８５  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ３  ≦  ０．９５  ×  ＷＣ  ・・・・・（６）
４０  ≦  Ｐｔ３  ≦  ８０                              ・・・・・（７）
０．７０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ４  ≦  ０．８０  ×  ＷＣ  ・・・・・（８）
４０  ≦  Ｐｔ４  ≦  ８０                              ・・・・・（９）
｛但し、上記（６）〜（９）式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ３：第１の溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ３：第１の溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）、ＰＣ４：第２の溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ４：第２の溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。｝
【００１３】
［４］  引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する高強度鋼板のスポット溶接方法であって、所定の直径の溶接金属部が得られる条件の溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）で、下記（１０）、（１１）式の各々を満たす条件で加熱通電と通電休止冷却とを交互に繰り返すパルセーション通電を、少なくとも３サイクル以上行うことにより、溶接部の脆性破面率を３５％以下として溶接することを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法。
６０  ≦  ＰＷｔ  ≦  １２０                          ・・・・・（１０）
２０  ≦  ＰＣｔ  ≦  ６０                            ・・・・・（１１）
｛但し、上記（１０）、（１１）式において、ＰＷｔ：１サイクルあたりのパルセーション通電時間（ｍｓ）、ＰＣｔ：１サイクルあたりのパルセーション冷却時間（ｍｓ）を示す。｝
【００１４】
なお、本発明において説明する「所定の直径（径）の溶接金属部（ナゲット）が得られる条件の溶接電流」とは、例えば、一般に自動車用の部品や車体に用いられる、板厚が０．６〜３．２ｍｍの高強度鋼板をスポット溶接する際に、所定の直径の溶接金属部（ナゲット）が形成できる条件の電流である。具体的には、上記範囲の板厚を有する高強度鋼板をスポット溶接する際に、溶接金属部（ナゲット）の径が３ｔ１／２〜６ｔ１／２ｍｍ（但し、ｔは高強度鋼板の板厚）の範囲となるような条件であり、この場合の溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）の範囲は、上記板厚範囲とナゲット径との関係から、４．０〜１４．０程度と考えられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の高強度鋼板のスポット溶接方法によれば、抵抗スポット溶接方法によって鋼板を溶接する際、溶接通電に引き続き、上記条件範囲内で、溶接後後加熱通電または冷却後後加熱通電を行うか、あるいは、パルセーション通電によって溶接することにより、生産性を落とすことなく良好な溶接作業性を確保しつつ、溶接部の靱性及び硬さを適正に制御して脆性破面率を規定以下とする方法なので、十字引張強さを向上させることが可能となり、強度特性に優れ、信頼性の高い溶接継手が得られる。従って、例えば、自動車用部品の製造や車体の組立等の工程において本発明の高強度鋼板のスポット溶接方法を適用することにより、車体全体の軽量化による低燃費化や炭酸ガス（ＣＯ２）の排出量削減、並びに衝突安全性の向上等のメリットを十分に享受することができ、その社会的貢献は計り知れない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る高強度鋼板のスポット溶接方法の一例を模式的に説明する図であり、抵抗スポット溶接方法によって溶接継手を形成した状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る高強度鋼板のスポット溶接方法の一例を模式的に説明する図であり、図２（ａ）は本発明に係る高強度鋼板のスポット溶接方法の第１の実施形態の通電パターンを示すグラフ、図２（ｂ）は第２の実施形態の通電パターンを示すグラフ、図２（ｃ）は第３の実施形態の通電パターンを示すグラフ、図２（ｄ）は第４の実施形態の通電パターンを示すグラフである。
【図３】本発明に係るスポット溶接後の溶接部の強度に優れるスポット溶接継手の実施例について説明する図であり、十字引張強さの測定方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の高強度鋼板のスポット溶接方法の第１〜第４の実施形態について、主に図１〜３を参照しながら説明する。なお、本実施形態は、本発明の高強度鋼板の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。
【００１８】
近年、特に自動車分野においては、低燃費化や炭酸ガス（ＣＯ２）の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、車体や部品等に、高強度鋼板を使用するニーズが高まっている。また、このような高強度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、主としてスポット溶接方法が用いられるが、溶接部における脆性破面の発生が抑制され、信頼性の高い継手特性が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、抵抗スポット溶接方法によって鋼板を溶接する際、溶接通電に引き続き、上記条件範囲内で、溶接後後加熱通電または冷却後後加熱通電を行うか、あるいは、パルセーション通電によって溶接する方法としている。これにより、通電パターンを実用の溶接条件範囲内で制御しながら上記各規定とするとともに、従来と同様の抵抗スポット溶接設備等を用いて、溶接部の脆性破面率が低く抑えられた信頼性の高い溶接継手を形成させることができ、高強度鋼板を溶接することが可能になるというものである。
以下、本発明の高強度鋼板の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。
【００１９】
［第１の実施形態］
本実施形態の高強度鋼板１のスポット溶接方法は、引張強さが９００〜１８５０ＭＰａの高強度鋼板を抵抗スポット溶接方法によって溶接する方法であり、溶接電極２（２Ａ、２Ｂ）によって高強度鋼板１Ａ、１Ｂに対する溶接通電を行った後、引き続き、下記（１）、（２）式の各々を満たす条件で溶接後後加熱通電を行うことにより、図２（ａ）のグラフに示す例のような通電パターンでスポット溶接を行うことで、溶接部３の脆性破面率を３５％以下とする方法である。なお、図２（ａ）〜（ｄ）に示すグラフ中において、縦軸は電流（Ｉ）であり、横軸は時間（ｔ）である。
０．７０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ１  ≦  ０．９０  ×  ＷＣ  ・・・・・（１）
４０  ≦  Ｐｔ１  ≦  ８０                              ・・・・・（２）
但し、上記（１）、（２）式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ１：溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ１：溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。
【００２０】
「抵抗スポット溶接方法」
図１は、本発明において高強度鋼板１を溶接するのに用いられる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２枚の高強度鋼板１Ａ、１Ｂ同士を重ね合わせる。そして、高強度鋼板１Ａ、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、銅合金からなる溶接電極２Ａ、２Ｂを押し付けつつ通電することにより、２枚の高強度鋼板１Ａ、１Ｂ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、水冷された溶接電極２Ａ、２Ｂによる抜熱や高強度鋼板１Ａ、１Ｂの熱伝導によって急速に冷却されて凝固し、２枚の高強度鋼板１Ａ、１Ｂ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）３１が形成される。このようなナゲット３１が形成されることにより、２枚の高強度鋼板１Ａ、１Ｂが溶接される。
【００２１】
本発明に係る高強度鋼板１のスポット溶接方法は、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、通電パターンを適正範囲に規定することにより、溶接部３における脆性破面の発生を抑制し、脆性破面率を３５％以下に低下させることで、十字引張強さに優れた信頼性の高い溶接継手が得られるという方法である。
【００２２】
なお、本発明において規定する脆性破面率は、以下のように定義した。
スポット溶接部（溶接部３）の破断形態には、ナゲット３１内で破断する剥離破断と、ナゲット３１端部から板厚方向に破断するプラグ破断があるが、どちらの破断形態の場合にも、破面全体に対する脆性破面の割合を脆性破面率と定義した。具体的には、破面全体を目視で観察して脆性破面率を決定し、破面の状態の判定が困難な場合にはＳＥＭ観察を実施した。また、破面の状態が均一で破面全体を観察するのが困難な場合には、破壊起点付近の脆性破面が発生し易い部分を中心に観察を行った。例えば、剥離破断の場合には、破壊起点付近の１〜２ｍｍ角程度の領域を、また、プラグ破断の場合には、プラグの破壊起点がある部分を一方向から観察し、プラグ高さの半分×１〜２ｍｍ程度の領域を対象とし、その部分を観察して脆性破面率を判断した。
【００２３】
「鋼板特性の限定理由」
以下に、本発明における被溶接物である高強度鋼板１（１Ａ、１Ｂ）の鋼板特性の限定理由について詳述する。
【００２４】
（引張強さ：９００〜１８５０ＭＰａ）
本発明では、被溶接物である高強度鋼板１（１Ａ、１Ｂ）の引張強さを９００〜１８５０ＭＰａの範囲に規定する。
一般に、高強度鋼板の引張強さが９００ＭＰａ以上である場合に、溶接部３において容易に脆性破面が現れることから、この引張強さ以上である高強度鋼板が、本発明が適用される対象となる。また、高強度鋼板の引張強さが１８５０ＭＰａを超える場合には、本発明による脆性破面の割合低下の効果が得られ難くなる。
【００２５】
（鋼種）
本発明では、被溶接物である高強度鋼板をなす鋼種については特に限定されず、例えば、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）、焼入れ型（マルテンサイト組織）、微細結晶型（フェライト主体組織）等、何れの型の鋼板であっても良い。何れの鋼種からなる高強度鋼板であっても、本発明の高強度鋼板のスポット溶接方法を適用することにより、スポット溶接後の溶接部３において脆性破面が発生するのを抑制でき、鋼板の特性を損なうことなく、信頼性の高い溶接継手が得られる。
【００２６】
また、本発明のスポット溶接方法の適用は、同種同厚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、同種異厚、異種同厚、あるいは異種異厚の組合せで行うことも可能である。また、２枚重ねの組合せだけでなく、３枚以上の組合せであっても良い。
【００２７】
（めっき）
本発明では、高強度鋼板の表層に施されるめっき層の種類については、例えば、Ｚｎ系、Ｚｎ−Ｆｅ系、Ｚｎ−Ｎｉ系、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｚｎ−Ｍｇ系、Ｐｂ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ａｌ-Ｓｉ系等、何れのめっき層であっても良い。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。
また、これらのめっき層の目付量についても、特に限定されないが、両面の目付け量で１００ｇ／１００ｇ／ｍ２以下とすることが好ましい。めっきの目付け量が片面あたりで１００ｇ／ｍ２を越えると、めっき層が溶接の際の障害となる場合がある。
【００２８】
（板厚）
本発明では、スポット溶接用鋼板１（１Ａ、１Ｂ）の板厚については、特に限定されず、自動車車体等の分野で用いられる一般的な板厚の高強度鋼板であれば、鋼板の特性を損なうことなく、引張試験時における溶接部３での脆性破面の発生を抑制し、高い引張強さを有する継手を実現することができる。
【００２９】
「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。本実施形態のスポット溶接方法は、溶接通電を行った後、引き続き、溶接後後加熱通電電流ＰＣ１（ｋＡ）、溶接後後加熱通電時間Ｐｔ１（ｍｓ）を以下に説明する条件として溶接後後加熱通電を行う方法である。
【００３０】
（溶接後後加熱通電電流：ＰＣ１）
本実施形態では、溶接電極２Ａ、２Ｂに溶接電流ＷＣ（ｋＡ）を印加して溶接通電を行った後、引き続き、溶接後後加熱通電を行う際の電流（溶接後後加熱通電電流）ＰＣ１（ｋＡ）を、下記（１）式を満たす範囲に限定する。
０．７０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ１  ≦  ０．９０  ×  ＷＣ  ・・・・・（１）
但し、上記（１）式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ１：溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）を示す。
【００３１】
本実施形態で規定する溶接後後加熱通電の際の後加熱電流ＰＣ１は、上記（１）式で表されるように、溶接電流ＷＣ（ｋＡ）の０．７０〜０．９０倍の範囲とする。
溶接後後加熱電流ＰＣ１を上記範囲とした上で、後述の溶接後後加熱時間Ｐｔ１で溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。溶接後後加熱電流ＰＣ１が上記（１）式の規定範囲外だと、上記効果が得られ難くなる可能性がある。
【００３２】
（溶接後後加熱通電時間：Ｐｔ１）
本実施形態では、溶接電極２Ａ、２Ｂに溶接電流ＷＣ（ｋＡ）を印加して溶接通電を行った後、引き続き、溶接後後加熱通電を行う際の時間（溶接後後加熱通電時間）Ｐｔ１（ｍｓ）を、下記（２）式を満たす範囲に限定する。
４０  ≦  Ｐｔ１  ≦  ８０                              ・・・・・（２）
【００３３】
本実施形態で規定する後加熱通電の際の溶接後後加熱時間Ｐｔ１は、上記（２）式で表されるように、４０〜８０ｍｓの範囲の時間とする。溶接後後加熱時間Ｐｔ１をこの範囲とするとともに、溶接後後加熱電流ＰＣ１を上記範囲として後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。この場合の通電パターンは、図２（ａ）のグラフに示す例のように、所定の溶接時間Ｗｔ（ｍｓ）で溶接通電を行った後、溶接電極２Ａ、２Ｂに通電する電流値（Ｉ）を下げ、一定の電流値（溶接後後加熱電流ＰＣ１）で所定時間（溶接後後加熱時間Ｐｔ１）の通電を行うパターンとなる。溶接後後加熱時間Ｐｔ１が、上記（２）式の規定範囲外で０．４０ｍｓを下回る場合には、上記効果が得られ難くなり、また、０．８０ｍｓを超えると生産性が低下する。
【００３４】
従来、一般のスポット溶接方法で鋼板を溶接する場合には、上述したように、一定の電流（Ｉ）にて所定の時間（ｔ）溶接通電した後、電流を遮断する、概ね矩形状の電流波形を示す通電パターンとしていた。また、通電電流や通電時間は、通常、用いられる高強度鋼板の厚さや鋼種等に応じて適宜設定されていた。
【００３５】
ここで、スポット溶接の際、溶接電極２Ａ、２Ｂは水冷手段によって冷却されているので、上記通電パターンにおいて通電を停止した場合には、高強度鋼板１Ａ、１Ｂの間に形成された溶融部が急冷されてナゲット３１の金属組織がマルテンサイト組織となり、強度（硬さ）が増加する。しかしながら、従来の条件で高強度鋼板をスポット溶接した場合、溶接部３（ナゲット３１及び熱影響部３２）の硬さが増加して靭性が低下するため、溶接部をなすナゲットあるいは熱影響部において、破壊起点付近で脆性破面が観察されるようになる。特に、溶接継手に対して剥離方向に負荷を加えて引張試験を実施した場合には脆性破面が現れ易くなり、十字引張強さ（ＣＴＳ）のばらつきや低下が生じることがある。このため、条件によっては、十字引張強さが軟鋼板継手よりも低い値を示すことがあることから、溶接継手の強度のばらつきや低下が生じ、継手としての信頼性やこの溶接で形成される部材の信頼性が損なわれるという大きな問題があった。
【００３６】
これに対し、本実施形態のスポット溶接方法では、特に、溶接通電に引き続いて行われる溶接後後加熱通電のパターンを最適に制御する方法としている。このような条件で高強度鋼板１Ａ、１Ｂを抵抗スポット溶接することにより、溶接部３の靱性及び硬さを適正に制御し、破壊起点付近で脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。
【００３７】
なお、本実施形態の高強度鋼板１のスポット溶接方法は、上述のように、溶接電極２への通電パターンの条件を最適化した方法なので、例えば、図１に例示するような溶接電極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。
また、本実施形態のスポット溶接方法において、溶接通電の際の溶接電流ＷＣ（ｋＡ）、溶接時間Ｗｔ（ｍｓ）、溶接電極２Ａ、２Ｂの高強度鋼板１Ａ、１Ｂに対する加圧力等については、鋼板を溶接する抵抗スポット溶接方法において従来から採用されている条件と同程度とすれば良い。
【００３８】
また、溶接通電を開始する際の電流の立ち上げパターンとしては、図２（ａ）に示すように、垂直に設定電流まで上がるパターンとしても良いし、図２（ａ）のグラフ中において、アップスロープ（電流を徐々に上げる段階）を入れたパターンとしても良い。
【００３９】
「脆性破面率」
本発明においては、スポット溶接の一連の処理を完了することで形成された溶接部３における脆性破面率を３５％以下に規定する。
ここで、本発明で説明する脆性破面とは、上述したように、溶接継手に対してせん断方向あるいは剥離方向に負荷して引張試験を行った際に、溶接部の破壊起点付近において、結晶粒がへき開破壊又は脆性破壊することで発生する破面のことを言う。また、本発明で説明する脆性破面率とは、上述したように、引張試験後の破面において、破壊起点付近の所定領域の破面に対する脆性破面の割合である。
【００４０】
本発明に係る高強度鋼板１のスポット溶接方法においては、上述したように、通電パターンを適正範囲に規定することにより、溶接部３における強度（硬さ）及び靱性を制御することで脆性破面の発生を抑制し、脆性破面率を上記範囲とする方法である。これにより、溶接部３における十字引張強さが向上し、信頼性の高い溶接継手が得られる。
【００４１】
［第２の実施形態］
本発明の高強度鋼板の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の実施形態と同じ図面を参照してその構成を説明するとともに、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。
【００４２】
本実施形態の高強度鋼板のスポット溶接方法は、上記第１の実施形態と同様、引張強さが９００〜１８５０ＭＰａである高強度鋼板１Ａ、１Ｂを抵抗スポット溶接方法によって溶接する方法であり、溶接電極２（２Ａ、２Ｂ）によって高強度鋼板１Ａ、１Ｂに対する溶接通電を行った直後に、下記（３）式を満たす溶接後冷却時間Ｃｔで冷却し、引き続き、下記（４）、（５）式の各々を満たす条件で冷却後後加熱通電を行うことで、溶接部３の脆性破面率を３５％以下とする方法である。
２０  ≦  Ｃｔ  ≦  ３００                                ・・・・・（３）
０．４０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ２  ≦  ０．８０  ×  ＷＣ  ・・・・・（４）
４０  ≦  Ｐｔ２  ≦  ２００                            ・・・・・（５）
但し、上記（３）〜（５）式において、Ｃｔ：溶接後冷却時間（ｍｓ）、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ２：冷却後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ２：冷却後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。
【００４３】
本実施形態では、被溶接物である高強度鋼板１について、引張強さ、鋼種等の各種鋼板特性を、上記第１の実施形態と同様の理由により、同じ特性に規定している。
また、本実施形態では、溶接通電の際の各条件についても、上記第１の実施形態と同様とすることができる。
【００４４】
本実施形態の高強度鋼板１のスポット溶接方法は、所定の条件で溶接通電を行った直後に、溶接後冷却時間（通電を行わない時間）Ｃｔ（ｍｓ）を以下に説明する条件として溶接後冷却を行ない、引き続き、冷却後後加熱通電電流ＰＣ２（ｋＡ）、冷却後後加熱通電時間Ｐｔ２（ｍｓ）を以下に説明する条件として冷却後後加熱通電を行う点で、上記第１の実施形態のスポット溶接方法とは異なる。
【００４５】
「溶接後冷却の条件（溶接後冷却時間Ｃｔ）」
以下に、本実施形態で規定する溶接後冷却の条件について、その限定理由を詳述する。
本実施形態では、上述したように、所定条件で溶接通電を完了し、直ちに、溶接後冷却を、上記（３）式に示すように２０〜３００ｍｓの溶接後冷却時間Ｃｔで行う。
【００４６】
溶接後冷却時間Ｃｔが２０ｍｓ未満だと、溶接部における脆性破面率を低下させる効果が得られず、また、３００ｍｓを超えると、温度が低下しすぎて上記効果が得られなくなり、さらに、生産性が低下するという問題が生じる。また、溶接後冷却時間Ｃｔは、生産性を低下させない範囲、即ち、２０〜３００ｍｓの範囲で長い時間である程、上記効果が顕著に得られる。
【００４７】
「冷却後後加熱通電の条件」
以下に、本実施形態で規定する冷却後後加熱通電の条件について、その限定理由を詳述する。
本実施形態では、上述したように、所定条件で溶接通電を行った直後に上記条件の溶接後冷却を行った後、引き続き、上記（４）、（５）式を各々満たす条件で冷却後後加熱通電を行う。
【００４８】
（冷却後後加熱通電電流：ＰＣ２）
冷却後後加熱通電電流ＰＣ２は、溶接金属部及び熱影響部の組織や偏析状態、強度（硬さ）等に大きな影響を及ぼす。
本実施形態で規定する冷却後後加熱通電電流ＰＣ２は、上記（４）式で表されるように、溶接電流ＷＣ（ｋＡ）の０．４０〜０．８０倍の範囲とする。
冷却後後加熱電流ＰＣ２を上記範囲とした上で、後述の冷却後後加熱時間Ｐｔ２で冷却後後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。冷却後後加熱電流ＰＣ２が０．４０×ＷＣ（ｋＡ）未満だと、溶接部における脆性破面の抑制と、それに伴う継手の強度の向上及びばらつき低減の効果が得られず、また、０．８０×ＷＣ（ｋＡ）を超えた場合も上記効果が得られ難くなる。
【００４９】
（冷却後後加熱通電時間：Ｐｔ２）
本実施形態で規定する冷却後後加熱通電時間Ｐｔ２は、上記（５）式で表されるように、４０〜２００ｍｓの範囲とする。冷却後後加熱時間Ｐｔ２をこの範囲とするとともに、冷却後後加熱電流ＰＣ２を上記範囲として冷却後後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。冷却後後加熱通電時間Ｐｔ２が、上記（５）式の規定範囲外で、４０ｍｓを下回る場合には上記効果が得られ難くなり、また、２００ｍｓを超えると生産性が低下する場合がある。
【００５０】
本実施形態における通電パターンは、図２（ｂ）のグラフに示す例のように、溶接時間Ｗｔ（ｍｓ）で通電した後、溶接電極２Ａ、２Ｂへの通電を溶接後冷却時間Ｃｔで停止し、引き続き、一定の電流値（冷却後後加熱通電電流ＰＣ２）で所定時間（冷却後後加熱通電時間Ｐｔ２）の通電を行うパターンとなる。
【００５１】
ここで、従来から知られているスポット溶接後の後加熱（後通電）処理は、溶接後に比較的長い通電休止（冷却）時間と後加熱（後通電）時間が必要であるため、溶接時間全体が長くなる欠点があった。これに対し、本実施形態で規定する後加熱通電は、冷却後後加熱通電電流ＰＣ２及び冷却後後加熱通電時間Ｐｔ２を適性範囲に制御する方法であり、従来の方法に比べて溶接処理時間が短く生産性が格段に優れている。また、従来から知られたスポット溶接後の後加熱（後通電）処理は、溶接部３の疲労強度や引張強さを向上させるための処理であったが、本実施形態の後加熱通電は、上記各条件により、生産性を低下させること無く、ナゲットにおける靱性及び硬さを適正に制御して脆性破面率を低下させる効果が得られる方法であり、その技術的思想が全く異なる方法である。
【００５２】
本実施形態では、上記第１の実施形態と同様、高強度鋼板１Ａ、１Ｂをスポット溶接することで形成された金属部３における脆性破面率を３５％以下に規定する。本実施形態のスポット溶接方法は、通電パターンを適正範囲に制御することで溶接部３における脆性破面の発生を抑制し、脆性破面率を上記規定範囲として溶接する方法であり、これによって溶接部３における十字引張強さが向上し、信頼性の高い溶接継手が得られる。
【００５３】
［第３の実施形態］
本発明の高強度鋼板の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。
本実施形態の高強度鋼板のスポット溶接方法は、上記第１の実施形態と同様、引張強さが９００〜１８５０ＭＰａである高強度鋼板１Ａ、１Ｂを抵抗スポット溶接方法によって溶接する方法であり、溶接電極２（２Ａ、２Ｂ）によって高強度鋼板１Ａ、１Ｂに対する溶接通電を行った後、引き続き、下記（６）、（７）式の各々を満たす条件で第１の溶接後後加熱通電を行ない、次いで、下記（８）、（９）式の各々を満たす条件で第２の溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部３の脆性破面率を３５％以下とする方法である。
０．８５  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ３  ≦  ０．９５  ×  ＷＣ  ・・・・・（６）
４０  ≦  Ｐｔ３  ≦  ８０                              ・・・・・（７）
０．７０  ×  ＷＣ  ≦  ＰＣ４  ≦  ０．８０  ×  ＷＣ  ・・・・・（８）
４０  ≦  Ｐｔ４  ≦  ８０                              ・・・・・（９）
但し、上記（６）〜（９）式において、ＷＣ：溶接電流（ｋＡ）、ＰＣ３：第１の溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ３：第１の溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）、ＰＣ４：第２の溶接後後加熱通電電流（ｋＡ）、Ｐｔ４：第２の溶接後後加熱通電時間（ｍｓ）を示す。
【００５４】
本実施形態では、被溶接物である高強度鋼板１について、引張強さ、鋼種等の各種鋼板特性を、上記第１及び第２の実施形態と同様の理由により、同じ特性に規定している。
また、本実施形態では、溶接通電の際の各条件についても、上記第１及び第２の実施形態と同様とすることができる。
【００５５】
本実施形態の高強度鋼板１のスポット溶接方法は、所定の条件で溶接通電を行った後、まず、溶接電流ＷＣ（ｋＡ）、第１の溶接後後加熱電流ＰＣ３（ｋＡ）、第１の溶接後後加熱時間Ｐｔ３（ｍｓ）の各々が上記（６）、（７）式で表される関係を満たす条件で第１の溶接後後加熱通電を行う。さらに、本実施形態では、上記条件とされた第１の溶接後後加熱通電に引き続き、溶接電流ＷＣ（ｋＡ）、第２の溶接後後加熱電流ＰＣ４（ｋＡ）、第２の溶接後後加熱通電時間Ｐｔ４の各々を上記（８）、（９）式で表される関係を満たす条件として第２の溶接後後加熱通電と行う２段階の通電パターンとしている点で、上記第１の実施形態で説明した溶接後後加熱通電とは異なる。
【００５６】
「２段階の溶接後後加熱通電の条件」
以下に、本実施形態で規定する溶接後後加熱通電の条件について、その限定理由を詳述する。
【００５７】
（第１の溶接後後加熱通電）
本実施形態の第１の溶接後後加熱通電における、第１の溶接後後加熱電流ＰＣ３（ｋＡ）は、上記（６）式で表されるように、溶接電流ＷＣ（ｋＡ）の０．８５〜０．９５倍の範囲とする。
第１の溶接後後加熱電流ＰＣ３を上記範囲としたうえで、後述の第１の溶接後後加熱時間Ｐｔ３で第１の溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。第１の溶接後後加熱電流ＰＣ３が上記（６）式の規定範囲外だと、上記効果が得られ難くなる。
【００５８】
また、本実施形態の第１の溶接後後加熱通電における、第１の溶接後後加熱時間Ｐｔ３（ｍｓ）は、上記（７）式で表されるように、４０〜８０ｍｓの範囲とする。第１の溶接後後加熱時間Ｐｔ３をこの範囲とするとともに、第１の溶接後後加熱電流ＰＣ３を上記範囲として第１の溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。第１溶接後の後加熱時間Ｐｔ３が、上記（７）式の規定範囲外で４０ｍｓを下回る場合には上記効果が得られ難くなり、また、８０ｍｓを超えると生産性が低下する。
【００５９】
（第２の溶接後後加熱通電）
本実施形態の第２の溶接後後加熱通電における、第２の溶接後後加熱電流ＰＣ４（ｋＡ）は、上記（８）式で表されるように、溶接電流ＷＣ（ｋＡ）の０．７０〜０．８０倍の範囲とする。
第２の溶接後後加熱電流ＰＣ４を上記範囲としたうえで、後述の第２の溶接後後加熱時間Ｐｔ４で第２の溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。第２の溶接後後加熱電流ＰＣ４が上記（８）式の規定範囲外だと、上記効果が得られ難くなる場合がある。
【００６０】
また、本実施形態の第２の溶接後後加熱通電における、第２の溶接後後加熱時間Ｐｔ４（ｍｓ）は、上記（９）式で表されるように、４０〜８０ｍｓの範囲とする。第２の溶接後後加熱時間Ｐｔ４をこの範囲とするとともに、第２の溶接後後加熱電流ＰＣ４を上記範囲として第２の溶接後後加熱通電を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。第２の溶接後後加熱時間Ｐｔ４が、上記（９）式の規定範囲外で４０ｍｓを下回る場合には上記効果が得られ難くなり、また、８０ｍｓを超えると生産性が低下する。
【００６１】
本実施形態のような２段階の溶接後後加熱通電を行う場合の通電パターンは、例えば、図２（ｃ）のグラフに示すように、まず、溶接時間Ｗｔ（ｍｓ）で通電した後、溶接電極２Ａ、２Ｂに通電する電流値（Ｉ）を第１の溶接後後加熱電流ＰＣ３まで下げ、第１の溶接後後加熱時間Ｐｔ３で通電することにより、第１の溶接後後加熱通電を行う。そして、上記条件の第１の溶接後後加熱通電に引き続いて、溶接電極２Ａ、２Ｂに通電する電流値（Ｉ）を、さらに第２の溶接後後加熱電流ＰＣ４まで下げ、第２の溶接後後加熱時間Ｐｔ４の通電を行うパターンとなる。
【００６２】
なお、本実施形態のスポット溶接方法では、上記第２の実施形態のスポット溶接方法と同様、溶接金属部であるナゲット３１の凝固時間を短縮するため、溶接時間Ｗｔで行う溶接通電の直後に、２０〜４０ｍｓ程度の溶接後冷却時間（通電を行わない時間）を設けた通電パターンとしても良い。
【００６３】
本実施形態では、上記第１の実施形態が１段階の溶接後後加熱通電を行う方法であるのに対し、第１の溶接後後加熱通電を行った後、さらに、電流値（Ｉ）を下げて第２の溶接後後加熱通電を行う、２段階の溶接後後加熱通電方法としている。本実施形態によれば、溶接後後加熱通電を２段階とすることにより、溶接通電を終了した後の溶接部３における熱履歴は、緩い冷却速度で温度が低下する状況であると考えられる。
ここで、本実施形態で規定する２段階の溶接後後加熱通電を実施した後の溶接部３（溶接金属部３１及び熱影響部３２）の組織は、通常の抵抗スポット溶接方法で溶接した場合に得られるマルテンサイト組織とほぼ同じ組織になっているものと考えられる。
しかしながら、本実施形態では、２段階の溶接後後加熱通電を実施することで溶接部３の冷却速度を緩やかにしていることから、従来の溶接に比べて、急冷による溶接部３の硬さの増加とそれに伴う靱性の低下が抑制され、脆性破面の発生が起こり難くなっているものと考えられる。その結果、本実施形態では、溶接部３における脆性破面の発生を抑制する効果が、より顕著に得られるものと考えられる。
【００６４】
本実施形態では、上記第１及び第２の実施形態と同様、高強度鋼板１Ａ、１Ｂをスポット溶接することで形成された溶接部３における脆性破面率を３５％以下に規定する。本実施形態では、通電パターンを適正範囲に制御することで溶接部３における脆性破面の発生を抑制し、脆性破面率を上記規定範囲とすることにより、溶接部３における十字引張強さが向上し、信頼性の高い溶接継手が得られる。
【００６５】
［第４の実施形態］
本発明の高強度鋼板のスポット溶接方法の第４の実施形態について、以下に説明する。
本実施形態の高強度鋼板のスポット溶接方法は、上記第１の実施形態と同様、引張強さが９００〜１８５０ＭＰａである高強度鋼板１Ａ、１Ｂを抵抗スポット溶接方法によって溶接する方法であり、所定の直径Ｄのナゲット（溶接部）３が得られる条件の溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）を溶接電極２（２Ａ、２Ｂ）に通電し、下記（１０）、（１１）式の各々を満たす条件で加熱通電と通電休止冷却とを交互に繰り返すパルセーション通電を、少なくとも３サイクル以上行うことにより、溶接部３の脆性破面率を３５％以下として溶接する方法である。
６０  ≦  ＰＷｔ  ≦  １２０                          ・・・・・（１０）
２０  ≦  ＰＣｔ  ≦  ６０                            ・・・・・（１１）
｛但し、上記（１０）、（１１）式において、ＰＷｔ：１サイクルあたりのパルセーション通電時間（ｍｓ）、ＰＣｔ：１サイクルあたりのパルセーション冷却時間（ｍｓ）を示す。｝
【００６６】
本実施形態では、被溶接物である高強度鋼板１について、引張強さ、鋼種等の各種鋼板特性を、上記第１〜第３の実施形態と同様の理由により、同じ特性に規定している。
【００６７】
本実施形態の高強度鋼板１のスポット溶接方法は、上述のような、溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）による加熱通電（パルセーション通電時間ＰＷｔ）と通電休止冷却（パルセーション冷却時間ＰＣｔ）とを交互に繰り返すパルセーション制御による通電を行う点で、上記第１〜第３の実施形態のスポット溶接方法とは異なる。
【００６８】
「パルセーション通電」
本実施形態のスポット溶接方法において規定するパルセーション通電とは、抵抗スポット溶接法によって鋼板を溶接する際、１箇所の溶接箇所に加圧力を印加しながら、同一電流を複数回にわたって通電する、所謂パルセーション制御による通電を行って溶接する方法である。
【００６９】
（所定の直径Ｄのナゲット；溶接金属部が得られる条件の溶接電流：ＰＷＣ）
本実施形態において、パルセーション通電を行う際の、所定の直径Ｄのナゲット３１が得られる条件の溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）とは、上述したように、板厚０．６〜３．２ｍｍの高強度鋼板１Ａ、１Ｂをスポット溶接する際に、ナゲット３１を所定の径として形成できる条件の電流である。
具体的には、上記板厚の高強度鋼板１Ａ、１Ｂをスポット溶接する際、ナゲット３１の直径（ナゲット径）Ｄが３ｔ１／２〜６ｔ１／２ｍｍ（但し、ｔは高強度後半の板厚）となるような条件であり、この場合の溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）の範囲は、上記板厚範囲とナゲット３１の直径Ｄとの関係から、４．０〜１４．０ｋＡ程度と考えられる。
【００７０】
（１サイクルあたりのパルセーション通電時間：ＰＷｔ）
本実施形態で規定するパルセーション通電時間ＰＷｔは、上記（１０）式で表されるように、１サイクルあたりで６０〜１２０ｍｓの範囲とする。パルセーション通電時間ＰＷｔをこの範囲とするとともに、後述のパルセーション冷却時間ＰＣｔで通電停止冷却を行うことにより、溶接部３において脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。パルセーション通電時間ＰＷｔが、上記（１０）式の規定範囲外で６０ｍｓを下回る場合には上記効果が得られ難くなり、また、１２０ｍｓを超えると生産性が低下する場合がある。
【００７１】
（１サイクルあたりのパルセーション冷却時間：ＰＣｔ）
パルセーション冷却時間ＰＣｔは、溶接金属部及び熱影響部の組織や偏析状態、靱性及び強度（硬さ）等に大きな影響を及ぼす。
本実施形態で規定するパルセーション冷却時間ＰＣｔは、上記（１１）式で表されるように、２０〜６０ｍｓの範囲とする。
【００７２】
パルセーション冷却時間ＰＣｔを上記範囲とした上で、パルセーション通電時間を上記範囲とし、加熱通電と通電停止冷却とを交互に繰り返すパルセーション通電で高強度鋼板１Ａ、１Ｂをスポット溶接することにより、溶接部３の靱性及び硬さを適正に制御し、脆性破面が発生するのを効果的に抑制することが可能となる。パルセーション冷却時間ＰＣｔ上記（１１）式の規定範囲外で２０ｍｓを下回る場合には上記効果が得られ難くなり、また、６０ｍｓを超えると生産性が低下する場合がある。
また、パルセーション冷却時間ＰＣｔは、生産性を低下させない範囲、即ち、２０〜６０ｍｓの範囲で長い時間である程、上記効果が顕著に得られる。
【００７３】
本実施形態における通電パターンは、図２（ｄ）のグラフに示す例のように、溶接電極２Ａ、２Ｂへの通電を、上記範囲の溶接電流ＰＷＣ（ｋＡ）で、パルセーション通電時間ＰＷｔ（ｍｓ）で行った後、パルセーション冷却時間ＰＣｔ（ｍｓ）で停止する。そして、さらに、これらの加熱通電（パルセーション通電時間ＰＷｔ）と通電休止冷却（パルセーション冷却時間ＰＣｔ）とを交互に繰り返すパルセーション制御による通電を行うパターンとなる。
【００７４】
また、本実施形態の高強度鋼板のスポット溶接方法においては、上述のような加熱通電と通電休止冷却とを交互に繰り返すパルセーション通電を、少なくとも３サイクル以上行うことにより、溶接部３の靱性及び硬さを適正に制御し、脆性破面が発生するのを抑制する効果がより顕著に得られる。
【００７５】
本実施形態では、上記第１〜第３実施形態と同様、溶接部３における脆性破面率を３５％以下に規定する。本実施形態では、上記同様、通電パターンを適正範囲に制御することで溶接部３における脆性破面の発生を抑制し、脆性破面率を上記規定範囲とすることにより、溶接部３における十字引張強さが向上し、信頼性の高い溶接継手が得られる。
【００７６】
以上説明したような、本発明に係る高強度鋼板１のスポット溶接方法によれば、抵抗スポット溶接方法によって高強度鋼板１Ａ、１Ｂを溶接する際、溶接通電に引き続き、上記条件範囲内で、溶接後後加熱通電または冷却後後加熱通電を行うか、あるいは、パルセーション通電によって溶接することにより、生産性を落とすことなく良好な溶接作業性を確保しつつ、溶接部３の靱性及び硬さを適正に制御して脆性破面率を規定以下とする方法なので、十字引張強さを向上させることが可能となり、強度特性に優れ、信頼性の高い溶接継手が得られる。従って、例えば、自動車用部品の製造や車体の組立等の工程において本発明の高強度鋼板のスポット溶接方法を適用することにより、車体全体の軽量化による低燃費化や炭酸ガス（ＣＯ２）の排出量削減、並びに衝突安全性の向上等のメリットを十分に享受することができ、その社会的貢献は計り知れない。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明に係る高強度鋼板の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。
【００７８】
［実施例１］
下記表１に示すような、板厚：１．６ｍｍ、引張強さ：２９８〜１９０７ＭＰａの軟鋼板（日本鉄鋼連盟規格：２７０Ｅ）、焼入れ型鋼板（１４７０ＨＰ、１７６０ＨＰ、１９００ＨＰ：特開２０００−２３４１５３号の実施例に記載の発明例を参照）、２相組織型鋼板（日本鉄鋼連盟規格：９８０Ｙ、１１８０Ｙ、１４７０Ｙ）を用い（いずれも冷延鋼板）、抵抗スポット溶接継手の十字引張試験方法（ＪＩＳ  Ｚ３１３７）に基づいて十字引張試験片を作製した。
【００７９】
次いで、作製した十字引張試験片を、図１に示すように同鋼種の組合せで重ね合わせ、下記表１に示す条件（本発明の請求項１に記載の溶接条件）で、抵抗スポット溶接方法によって溶接金属部（溶接継手）を形成して試験片同士を溶接した。
【００８０】
そして、上記手順で得られた溶接継手（溶接金属部）について、抵抗スポット溶接継手の十字引張試験方法（ＪＩＳ  Ｚ３１３７）に基づき、図３に示すように剥離方向に荷重を負荷して十字引張試験を実施した。
また、上記引張試験後の破面において脆性破面が占める割合（破面全体に対する脆性破面の面積率）を観察した。本実施例では、全てプラグ破断であり、プラグの破壊起点がある部分を一方向から観察し、プラグ高さの半分×１〜２ｍｍ程度の領域を対象とし、その部分を観察して脆性破面率を判断した。
下記表１に、各試験片の作製条件並びに評価結果の一覧を示す。
【００８１】
【表１】
2011067853.tif 000003
【００８２】
表１に示すように、本発明で規定する鋼材特性を備える高強度鋼板を、本発明の請求項１で規定する溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.１〜９の本発明例においては、溶接後後加熱通電を行わずに１段通電で溶接した場合（条件Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１６）に比べて、何れの鋼種を用いた場合でも、脆性破面率が３０％以下と低下していることが確認できた。また、本発明で規定する条件の範囲外で溶接した条件Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．２１の比較例においては、脆性破面率が、全て４０％以上であり、何れも鋼種においても低下していなかった。
なお、軟鋼板を用いた場合には、脆性破面の発生は認められなかった（条件Ｎｏ．１０）。
【００８３】
［実施例２］
下記表２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と同様の手順で十字引張試験片を作製した。
次いで、これらの試験片を、図１に示すように同鋼種の組合せで重ね合わせ、下記表２に示す溶接条件（本発明の請求項２に記載の溶接条件）で、上記実施例１と同様の手順で、抵抗スポット溶接方法によって溶接金属部（溶接継手）を形成して試験片同士を溶接した。
そして、上記手順で得られた溶接継手（溶接金属部）について、上記実施例１と同様の方法を用いて、十字引張試験を実施するとともに、引張試験後の破面において脆性破面が占める割合を観察し、結果を下記表２に示した。
【００８４】
【表２】
2011067853.tif 000004
【００８５】
表２の結果に示すように、本発明で規定する鋼材特性を備える高強度鋼板を、本発明の請求項２で規定する溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.２２〜３３の本発明例においては、冷却後後加熱通電を行わずに１段通電で溶接した場合（条件Ｎｏ．３５〜Ｎｏ．４０）に比べて、何れの鋼種を用いた場合でも、脆性破面率が３０％以下と低下していることが確認できた。また、本発明で規定する条件の範囲外で溶接した条件Ｎｏ．４１〜Ｎｏ．４７の比較例においては、脆性破面率が、何れの鋼種においても４０％以上であり、低下していなかった。
なお、軟鋼板を用いた場合には、脆性破面の発生は認められなかった（条件Ｎｏ．３４）。
【００８６】
［実施例３］
下記表３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と同様の手順で十字引張試験片を作製した。
次いで、これらの試験片を、図１に示すように同鋼種の組合せで重ね合わせ、下記表３に示す溶接条件（本発明の請求項３に記載の溶接条件）で、上記実施例１、２と同様の手順で、抵抗スポット溶接方法によって溶接金属部（溶接継手）を形成して試験片同士を溶接した。
そして、上記手順で得られた溶接継手（溶接金属部）について、上記実施例１、２と同様の方法を用いて、十字引張試験を実施するとともに、上記引張試験後の破面において脆性破面が占める割合を観察し、結果を下記表３に示した。
【００８７】
【表３】
2011067853.tif 000005
【００８８】
表３の結果に示すように、本発明で規定する鋼材特性を備える高強度鋼板を、本発明の請求項３で規定する溶接条件で抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.４８〜５６の本発明例においては、溶接後後加熱通電を行わずに１段通電で溶接した場合（条件Ｎｏ．５８〜Ｎｏ．６３）に比べて、何れの鋼種を用いた場合でも、脆性破面率が３０％以下と、低下していることが確認できた。また、本発明で規定する条件の範囲外で溶接した条件Ｎｏ．６４〜Ｎｏ．７２の比較例においては、脆性破面率が、何れの鋼種においても４０％以上であり、低下していなかった。
なお、軟鋼板を用いた場合には、脆性破面の発生は認められなかった（条件Ｎｏ．５７）。
【００８９】
［実施例４］
下記表４に示すような、上記実施例１〜３と同様の各種鋼板を用い、実施例１と同様の手順で十字引張試験片を作製した。
次いで、これらの試験片を、図１に示すように同鋼種の組合せで重ね合わせ、下記表４に示す溶接条件（本発明の請求項４に記載の溶接条件）で、上記実施例１〜３と同様の手順で、抵抗スポット溶接方法によって溶接金属部（溶接継手）を形成して試験片同士を溶接した。
そして、上記手順で得られた溶接継手（溶接金属部）について、上記実施例１〜３と同様の方法を用いて、十字引張試験を実施するとともに、上記引張試験後の破面において脆性破面が占める割合を観察し、結果を下記表４に示した。
【００９０】
【表４】
2011067853.tif 000006
【００９１】
表４の結果に示すように、本発明で規定する鋼材特性を備える高強度鋼板を、本発明の請求項４で規定する溶接条件で、パルセーション通電による抵抗スポット溶接を行った、条件Ｎｏ.７３〜８２の本発明例においては、パルセーション通電を行わずに１段通電で溶接した場合（条件Ｎｏ．８４〜Ｎｏ．８９）に比べて、何れの鋼種を用いた場合でも、脆性破面率が３０％以下と、低下していることが確認できた。また、本発明で規定する条件の範囲外で溶接した条件Ｎｏ．９０〜Ｎｏ．９５の比較例においては、脆性破面率が、何れの鋼種においても４０％以上であり、低下していなかった。
なお、軟鋼板を用いた場合には、脆性破面の発生は認められなかった（条件Ｎｏ．８３）。
【００９２】
なお、上記実施例１〜４においては、鋼板の板厚を変更して実験を行った場合も、また、めっき種や目付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、脆性破面の発生を抑制できる本発明の効果が得られた。
【００９３】
また、本実施例においては、実施例１と同じ板厚・鋼種の鋼板を用い、抵抗スポット溶接継手の引張せん断試験方法（ＪＩＳ  Ｚ３１３７）に基づいて引張せん断試験片を作製した。そして、これらの引張せん断試験片を、上記表１〜表４に記載の溶接条件でスポット溶接することで溶接継手を作製し、引張せん断試験を行った後に、破面における脆性破面の割合を観察したが、結果は、上記各実施例における十字引張試験の結果と同様の傾向を示した。
【００９４】
以上説明した実施例の結果より、本発明の高強度鋼板のスポット溶接方法を用いることにより、抵抗スポット溶接方法によって高強度鋼板を溶接した場合に、溶接継手における脆性破面の発生が抑制され、優れた十字引張強さを有する、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】
【００９５】
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高強度鋼板をスポット溶接する際、良好な溶接作業性を確保しつつ、溶接継手における脆性破面の発生を抑制することができる。従って、自動車分野等で高強度鋼板を適用することによる、車体全体の軽量化に伴う低燃費化や炭酸ガス（ＣＯ２）の排出量削減、並びに衝突安全性の向上等のメリットを十分に享受することができ、その社会的貢献は計り知れない。
【符号の説明】
【００９６】
１、１Ａ、１Ｂ…高強度鋼板、２、２Ａ、２Ｂ…溶接電極、３…溶接部、３１…溶接金属部（ナゲット）、３２…熱影響部、Ｄ…直径（ナゲット径）
【図１】
2011067853.tif 000007
【図２】
2011067853.tif 000008
【図３】
2011067853.tif 000009