(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．１０〜０．５０％、
Ｓｉ：３．００％以下、
Ｍｎ：０．２０〜３．００％、
Ａｌ：３．０〜１０．０％、
Ｎ  ：０．００３〜０．０１０％、
Ｔｉ：０．１０〜１．００％
を含有し、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０２％以下
に制限し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、比重が７．５未満で、かつ、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物を５．０×１０2〜１．０×１０8個/ｍｍ2含む高強度低比重鋼板を一枚以上含む、二枚以上の鋼板を重ね合わせた板組を、一対の溶接電極で挟持し、加圧しながら、本通電の前に、前通電を行い、次に、本通電を行って溶接する抵抗スポット溶接方法であって、
（ｉ）０．０６秒以上０．４０秒以下通電し、通電後、０．０２秒以上０．１０秒以下通電を休止する前通電を１回以上行い、次いで、
（ii）上記前通電の溶接電流の５０％以上１５０％以下の電流で、０．１４秒以上０．６０秒以下通電する本通電を１回行う
ことを特徴とする高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【請求項２】
前記高強度低比重鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃｒ：０．０５〜３．０％、
Ｎｉ：０．０５〜３．０％、
Ｃｕ：０．１０〜３．０％、
Ｂ  ：０．０００３〜０．０１０％、
Ｖ  ：０．０１〜０．５０％、
Ｎｂ：０．０５〜０．３０％
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【請求項３】
前記高強度低比重鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃａ：０．００１０〜０．０１０％、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１０％、
Ｚｒ：０．００１０〜０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１０〜０．０５０％
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法で溶接した溶接継手であって、
（ｉ）ナゲット内に、サイズが０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物が５．０×１０1〜１．０×１０8個/ｍｍ2存在し、かつ、
（ii）ナゲット内の平均結晶粒径が３００μｍ以下である
ことを特徴とする溶接継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重ね抵抗溶接法の一種の抵抗スポット溶接方法、特に、比重が７．５０以下で、かつ、引張強度が４４０ＭＰa以上の高強度低比重鋼板を含む板組を抵抗スポット溶接する溶接方法、及び、該溶接方法で得られる、より高強度の溶接継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭酸ガスの排出低減や燃費向上のために、自動車の軽量化がすすめられている。自動車の軽量化には、鋼板の高強度化が有効な手段であるが、部材の剛性によって板厚が制限される場合は、高強度化による板厚低減ができず、自動車の軽量化が困難である。
【０００３】
この課題を解決する方法として、鋼材に比べ比重の低いアルミ合金等を使用することが考えられるが、アルミ合金は高価格であり、しかも、溶接性や加工性に問題があるので、自動車用鋼板としての使用は限定される。
【０００４】
このような中で、鋼板とアルミ合金の長所を兼ね備える材料として、高強度低比重鋼板が提案されている（例えば、特許文献１、参照）。
【０００５】
高強度低比重鋼板は、高Ａｌ含有の鋼板であり、一般的な鋼板と異なり、液相から冷却するとフェライトとなり、その後の冷却において変態しないので、粗大な結晶粒が生成する傾向がある。高Ａｌ含有の高強度低比重鋼板において粗大な結晶粒の生成を防ぐ技術として、Ｔｉを添加し、Ｔｉ析出物を用いて結晶粒を細粒化することが提案されている (例えば、特許文献２、参照）。
【０００６】
しかし、溶融溶接方法の一種の抵抗スポット溶接方法においては、溶接継手の内部が、再度、溶融状態となるので、高強度低比重鋼板中のＴｉ析出物を溶接後も残すことは困難で、溶接で形成されたナゲットの組織は粗大化する。そのため、抵抗スポット溶接継手の強度を確保することが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０１５９０９号公報
【特許文献２】特開２００８−２６１０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、Ｔｉ添加の高Ａｌ含有高強度低比重鋼板を含む板組の抵抗スポット溶接において、高い継手強度を達成することのできる抵抗スポット溶接方法及び溶接継手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】
本発明者らは、Ｔｉ添加の高Ａｌ含有高強度低比重鋼板を含む板組の抵抗スポット溶接において、継手強度を向上させる方法について、抵抗スポット溶接の通電条件の改良という観点から鋭意検討した。
【００１０】
その結果、ナゲットを形成する通電（本通電）の前に、ナゲット径の成長を伴わない通電（前通電）を１回以上行えば、溶接前に鋼板中に存在するＴｉ析出物が、溶接後も、ナゲット内に多く残存して、ナゲット内の結晶粒が粗大化せず、その結果、靭性が向上して、継手強度が向上することを見いだした。
【００１１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下の通りである。
【００１２】
（１）質量％で、
Ｃ  ：０．１０〜０．５０％、
Ｓｉ：３．００％以下、
Ｍｎ：０．２０〜３．００％、
Ａｌ：３．０〜１０．０％、
Ｎ  ：０．００３〜０．０１０％、
Ｔｉ：０．１０％〜１．００％
を含有し、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０２％以下
に制限し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、比重が７．５未満で、かつ、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物を５．０×１０2〜１．０×１０8個/ｍｍ2含む高強度低比重鋼板を一枚以上含む、二枚以上の鋼板を重ね合わせた板組を、一対の溶接電極で挟持し、加圧しながら、本通電の前に、前通電を行い、次に、本通電を行って溶接する抵抗スポット溶接方法であって、
（ｉ）０．０６秒以上０．４０秒以下通電し、通電後、０．０２秒以上０．１０秒以下通電を休止する前通電を１回以上行い、次いで、
（ii）上記前通電の溶接電流の５０％以上１５０％以下の電流で、０．１４秒以上０．６０秒以下通電する本通電を１回行う
ことを特徴とする高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【００１３】
（２）前記高強度低比重鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃｒ：０．０５〜３．０％、
Ｎｉ：０．０５〜３．０％、
Ｃｕ：０．１０〜３．０％、
Ｂ  ：０．０００３〜０．０１０％、
Ｖ  ：０．０１〜０．５０％、
Ｎｂ：０．０５〜０．３０％
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする前記（１）に記載の高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【００１４】
（３）前記高強度低比重鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃａ：０．００１０〜０．０１０％、
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１０％、
Ｚｒ：０．００１０〜０．０５０％、
ＲＥＭ：０．００１０〜０．０５０％
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法。
【００１５】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の高強度低比重鋼板の抵抗スポット溶接方法で溶接した溶接継手であって、
（ｉ）ナゲット内に、サイズが０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物が５．０×１０1〜１．０×１０8個/ｍｍ2存在し、かつ、
（ii）ナゲット内の平均結晶粒径が３００μｍ以下である
ことを特徴とする溶接継手。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高強度低比重鋼板を含む板組の抵抗スポット溶接において、高い継手強度を達成することができる。その結果、特に、高強度低比重鋼板を利用して、自動車の軽量化と安全性を両立させることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、高強度低比重鋼板を含む板組の抵抗スポット溶接において、通電条件を変更することで、溶接継手の強度の向上を図ることを基本思想とする。
【００１８】
そして、具体的には、本発明の抵抗スポット溶接方法（以下「本発明方法」ということがある。）は、質量％で、Ｃ：０．１０〜０．５０％、Ｓｉ：３．００％以下、Ｍｎ：０．２０〜３．００％、Ａｌ：３．０〜１０．０％、Ｎ：０．００３〜０．０１０％、Ｔｉ：０．１０〜１．００％を含有し、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下に制限し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、比重が７．５未満で、かつ、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物を５．０×１０2〜１．０×１０8個/ｍｍ2含む高強度低比重鋼板を一枚以上含む、二枚以上の鋼板を重ね合わせた板組を、一対の溶接電極で挟持し、加圧しながら、本通電の前に、前通電を行い、次に、本通電を行って溶接する抵抗スポット溶接方法であって、
（ｉ）０．０６秒以上０．４０秒以下通電し、通電後、０．０２秒以上０．１０秒以下通電を休止する前通電を１回以上行い、次いで、
（ii）上記前通電の溶接電流の５０％以上１５０％以下の電流で、０．１４秒以上０．６０秒以下通電する本通電を１回行う
ことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の溶接継手（以下「本発明継手」ということがある。）は、本発明方法で溶接した溶接継手であって、
（ｉ）ナゲット内に、サイズが０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物が５．０×１０1〜１．０×１０8個/ｍｍ2存在し、かつ、
（ii）ナゲット内の平均結晶粒径が３００μｍ以下である
ことを特徴とする。
【００２０】
以下、本発明方法及び本発明継手について説明する。まず、本発明方法が抵抗溶接の対象とする高強度低比重鋼板（以下「本発明鋼板」ということがある。）、及び、本発明継手の基本の成分組成の限定理由について説明する。なお、％は質量％を意味する。
【００２１】
Ｃ：０．１０〜０．５０％
Ｃは、鋼板の強度を確保する元素である。また、析出物の形成に必要な元素である。添加効果を得るために、０．１０％以上添加する。一方、Ｃを過剰に含有すると、鋼板の靭性を損なうとともに、加工性が劣化するので、上限を０．５０％とする。好ましくは０．４０％以下である。
【００２２】
Ｓｉ：３．００％以下
Ｓｉは、脱酸元素であり、また、固溶強化で鋼板の強度を増大するのに有効な元素である。添加効果を得るため、０．００５％以上の添加が好ましい。より好ましくは０．０１０％以上である。一方、過剰に添加すると化成処理性が劣化するとともに、鋼板の靭性が劣化するので、上限を３．０％とする。好ましくは２．５０％以下である。
【００２３】
Ｍｎ：０．２０〜３．００％
Ｍｎは、ＭｎＳを形成して、固溶Ｓによる粒界脆化を抑制するのに有効な元素である。添加効果を得るため、０．２０％以上添加する。好ましくは０．４０％以上である。一方、過剰に添加すると、延性が低下するので、上限を３．００％とする。好ましくは２．５０％以下である。
【００２４】
Ａｌ：３．０〜１０．０％
Ａｌは、鋼板の低比重を達成するために必須の元素である。３．０％未満では低比重化効果が不十分で、比重を７．５未満とすることが難しいので、下限を３．０％とする。好ましくは４．５％以上である。一方、Ａｌを過剰に添加すると、表面性状、塗装性、製造性等が劣化するので、上限を１０．０％とする。好ましくは８．５％以下である。
【００２５】
Ｎ：０．００３〜０．０１０％
Ｎは、Ｔｉ窒化物及び／又はＴｉ炭窒化物を形成するために必須の元素である。添加効果を得るため、０．００３％以上添加する。好ましくは０．００４％以上である。一方、過剰に添加すると、粗大なＴｉ窒化物及び／又はＴｉ炭窒化物が生成し、靭性が劣化するので、上限を０．０１０％とする。好ましくは０．００６％以下である。
【００２６】
Ｔｉ：０．１０〜１．００％
Ｔｉは、析出物を形成し、鋼板組織を細粒とするために必須の元素である。添加効果を得るため、０．１０％以上添加する。好ましくは０．３５％以上である。一方、過剰に添加すると、製造性が低下し、加工時に割れが生じるので、１．００％を上限とする。好ましくは０．５５％以下である。
【００２７】
Ｐ：０．０５％以下
Ｐは、不純物であり、過剰に含有すると延性や溶接性が阻害されるので、上限を０．０５％とする。好ましくは０．０２％以下である。下限は０％を含むが、精錬技術上、０．００１％が限界である。
【００２８】
Ｓ：０．０２％以下
Ｓは、不純物であり、過剰に含有すると、熱間圧延によって伸張したＭｎＳが生成し、延性及び穴広げ性等の成形性が劣化するので、上限を０．０２％とする。好ましくは０．０１％以下である。下限は０％を含むが、精錬技術上、０．０００１％が限界である。
【００２９】
以上が、本発明鋼板及び本発明継手の基本の成分組成であるが、本発明鋼板及び本発明継手は、所望の強度や、他の特性を得るため、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｂ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、及び、ＲＥＭの１種又は２種以上を、本発明鋼板及び本発明継手の特性を阻害しない範囲で含有してもよい。
【００３０】
Ｃｒ：０．０５〜３．０％
Ｃｒは、強度・延性バランスの向上に有効な元素である。添加効果を得るため、０．０５％以上添加する。好ましくは０．１０％以上である。一方、過剰な添加は、延性及び靭性を劣化させるので、上限を３．０％とする。好ましくは２．０％以下である。
【００３１】
Ｎｉ：０．０５〜３．０％
Ｎｉは、延性及び靭性の向上に有効な元素である。添加効果を得るため、０．０５％以上添加する。好ましくは０．１０％以上である。一方、過剰な添加は、製造コストの上昇を招くので、上限を３．０％とする。好ましくは２．０％以下である。
【００３２】
Ｃｕ：０．１０〜３．０％
Ｃｕは、延性及び靭性の向上に有効な元素である。添加効果を得るため、０．１０％以上添加する。好ましくは０．３０％以上である。一方、過剰な添加は、靭性を劣化させるので、上限を３．０％とする。好ましくは２．０％以下である。
【００３３】
Ｂ：０．０００３〜０．０１０％
Ｂは、粒界に偏析して粒界強度を高める元素である。添加効果を得るため、０．０００３％以上添加する。好ましくは０．０００８％以上である。一方、過剰に添加すると靭性が劣化するので、上限を０．０１０％とする。好ましくは０．００７％以下である。
【００３４】
Ｖ：０．０１〜０．５０％
Ｖは、微細な炭窒化物を形成し結晶粒の粗大化を抑制する元素である。添加効果を得るため、０．０１％以上添加する。好ましくは０．０３％以上である。過剰に添加すると、靭性が劣化するので、上限を０．５０％とする。好ましくは０．３０％以下である。
【００３５】
Ｎｂ：０．０５〜０．３０％
Ｎｂは、微細な炭窒化物を形成し結晶粒の粗大化を抑制する元素である。添加効果を得るため、０．０５％以上添加する。好ましくは０．０８％以上である。過剰に添加すると、鋼板の低比重化を阻害するうえ、靭性を阻害する懸念もあるので、上限を０．３０％とする。好ましくは０．２０％以下である。
【００３６】
Ｃａ：０．００１０〜０．０１０％
Ｃａは、Ｓ等の偏析元素による熱間加工性の劣化や靭性の劣化を抑制する元素である。添加効果を得るため、０．００１０％以上添加する。好ましくは０．００４０％以上である。過剰に添加すると、靭性が劣化するので、上限を０．０１０％とする。好ましくは０．００７％以下である。
【００３７】
Ｍｇ：０．０００５〜０．０１０％
Ｍｇも、Ｓ等の偏析元素による熱間加工性の劣化や靭性の劣化を抑制する元素である。添加効果を得るため、０．０００５％以上添加する。好ましくは０．００１０％以上である。過剰に添加すると、靭性が劣化するので、上限を０．０１０％とする。好ましくは０．００７％以下である。
【００３８】
Ｚｒ：０．００１０〜０．０５０％
Ｚｒも、Ｓ等の偏析元素による熱間加工性の劣化や靭性の劣化を抑制する元素である。添加効果を得るため、０．００１０％以上添加する。好ましくは０．００４０％以上である。過剰に添加すると、靭性が劣化するので、上限を０．０５０％とする。好ましくは０．０３０％以下である。
【００３９】
ＲＥＭ：０．００１０〜０．０５０％
ＲＥＭも、Ｓ等の偏析元素による熱間加工性の劣化や靭性の劣化を抑制する元素である。添加効果を得るため、０．００１０％以上添加する。好ましくは０．００４０％以上である。過剰に添加すると、靭性が劣化するので、上限を０．０５０％とする。好ましくは０．０３０％以下である。
【００４０】
次に、鋼板内におけるＴｉ炭窒化物の析出状態、抵抗スポット溶接によって形成されたナゲット内のＴｉ炭窒化物の析出状態、及び、ナゲット内の平均結晶粒径について説明する。
【００４１】
本発明方法は、溶接時のＴｉ炭窒化物の溶解を防ぎ、溶接部（ナゲット内）の結晶粒の細粒化を実現するものである。それ故、鋼板中にＴｉ炭窒化物が存在し、かつ、溶接後もＴｉ炭窒化物が存在していることが必要である。
【００４２】
小さいＴｉ炭窒化物は、溶接時に溶解するので、鋼板中のＴｉ炭窒化物は、溶接時に溶解しないように、所要の大きさが必要である。しかし、Ｔｉ炭窒化物が大きすぎると、鋼板の靭性が劣化する。
【００４３】
本発明者らの試験結果によれば、大きさが０.０５μｍ未満のＴｉ炭窒化物は、溶接時に溶解し、大きさが３．０μｍ超のＴｉ炭窒化物は鋼板の靱性を阻害する。また、本発明者らの試験結果によれば、Ｔｉ炭窒化物の個数が５．０×１０2個/ｍｍ2未満であると、少なすぎて細粒効果が発現しないし、上記個数密度が１．０×１０8個/ｍｍ2超であると、靭性が劣化する。
【００４４】
したがって、低比重高強度鋼板には、０.０５μｍ以上３．０μｍ以下のＴｉ炭窒化物が５．０×１０2〜１．０×１０8個/ｍｍ2析出していることが必要である。
【００４５】
なお、低比重高強度鋼板におけるＴｉ炭窒化物の上記析出状態は、次のようにして得ることができる。
【００４６】
Ｃ：０．１０〜０．５０％、Ｓｉ：３．００％以下、Ｍｎ：０．２０〜３．００％、Ａｌ：３．０〜１０．０％、Ｎ：０．００３〜０．０１０％、Ｔｉ：０．１０〜１．００％を含有し、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下に制限し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる鋼を溶解し、例えば、通常の連続鋳造で鋳片を製造し、鋳片を１１００℃以上に加熱して熱延し、８００〜１０００℃で仕上げ熱間圧延し、４００〜７５０℃で巻き取り、６００〜１１００℃で焼鈍する、又は、上記熱間圧延、巻取り後に冷間圧延を行い、その後、６００〜１１００℃で焼鈍し、その後、２０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で２００℃以下に冷却する。
【００４７】
このようにして、比重が７．５未満で、かつ、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物を５．０×１０2〜１．０×１０8個／ｍｍ2含む低比重高強度鋼板を得ることができる。
【００４８】
抵抗スポット溶接によって形成される溶接部（ナゲット）は、いったん、溶融状態を経て形成されるが、溶接部（ナゲット）内においても、Ｔｉ炭窒化物による細粒効果を得るためには、溶接部（ナゲット）内に、０．０５μｍ以上のＴｉ炭窒化物が５．０×１０1個／ｍｍ2以上存在することが必要である。
【００４９】
溶接部（ナゲット）内に存在するＴｉ炭窒化物が大きすぎるか、又は、個数密度が高すぎると、鋼板と同様に、溶接部（ナゲット）の靭性が劣化する。
【００５０】
したがって、溶接部（ナゲット）内には、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物が、５．０×１０1〜１．０×１０8個/ｍｍ2存在していることが必要である。
【００５１】
溶接部（ナゲット）内で上記析出状態を実現することで、溶接部（ナゲット）内の結晶粒が粗大化せず、平均結晶粒径が３００μｍ以下となり、所要の靱性と継手強度を確保することができる。
【００５２】
次に、溶接部（ナゲット）内で上記析出状態を実現する抵抗スポット溶接条件について説明する。
【００５３】
一般に、高Ａｌ含有鋼板においては、溶融溶接を施すと、その後の冷却にて変態を伴わないため、溶接部（ナゲット）の結晶粒が粗大となり、所要の継手強度を確保することが困難である。本発明者らは、溶接部（ナゲット）の結晶粒の粗大化を防止し、継手強度を向上させる方法について鋭意検討した。
【００５４】
本発明者らは、溶接部の組織を細粒化するために、析出物によるピンニング効果を用いることを考えた。析出物によるピンニング効果の利用を実現するためには、溶接部（ナゲット）を高温下に長時間曝さないことが有効であると考え、溶接入熱を極力低減することを考えた。
【００５５】
上記考えのもと、本発明者らが鋭意検討した結果、溶接部（ナゲット）を形成する通電（本通電）の前に、短時間の通電（前通電）をすれば、同サイズの溶接部（ナゲット）を形成するための一回通電の通電時間と比較し、溶接部（ナゲット）を形成するための通電時間を短縮できることを見いだした。
【００５６】
その結果、溶接部（ナゲット）内において、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物が、５．０×１０1〜１．０×１０8個/ｍｍ2存在する析出状態を実現して、結晶粒の粗大化を抑制し、高い継手強度を確保することができた。
【００５７】
ここで、本発明方法で採用する通電条件について説明する。
【００５８】
溶接部（ナゲット）を形成する通電（本通電）の前に、１回以上行う短時間の前通電は、溶接する部位の温度を、本通電に先立ち緩やかに上昇させることを目的としている。短時間の前通電を行わない場合、溶接部（ナゲット）を形成するためには、本通電で、高い電流値が必要となり、チリが発生する。本通電でチリの発生を抑制するため、本通電を行う前に、１回以上の短時間の前通電を行うことが必要である。
【００５９】
１回以上の短時間の前通電においては、前通電と本通電の間に休止時間を設け、さらに、２回以上の短時間の前通電を行う場合は、前通電と前通電の間に休止時間を設ける。この前通電と本通電の間、又は、前通電と前通電の間の休止時間が０．１０秒を超えると、溶接する部位が冷却されすぎて、温度を緩やかに上昇させる効果が低減する。
【００６０】
一方、休止時間が０．０２秒未満であると、溶接する部位の温度が上昇しすぎて、前通電の段階で、溶融が進み、チリが発生する場合がある。
【００６１】
それ故、前通電と前通電の間の、又は、前通電と本通電の間の休止時間を０．０２秒以上０．１０秒以下とすることが必要である。好ましくは０．０４秒以上０．０７秒以下である。
【００６２】
そして、短時間の前通電の通電時間は、０．０６秒以上０．４０秒以下とする。通電時間が０．４０秒を超えると、溶接する部位の温度が上昇しすぎるので、０．４０秒を上限とする。通電時間が短すぎると、温度上昇しないので、下限を０．０６秒とする。
【００６３】
次に、１回以上の短時間の前通電の後に行う、溶接部（ナゲット）を形成する通電（本通電）について説明する。
【００６４】
本通電において、電流値が高すぎるとチリが発生し易くなるとともに、過剰な入熱を加えると、Ｔｉの析出物の溶解が進み、粒径拡大による靱性低下を生じるため、本通電時の電流値は、前通電の電流値の１５０％の電流値を上限とする。また、電流値が低すぎると、十分なナゲット径が得られないので、電流値の下限を、前通電後に溶接部（ナゲット）を形成する電流値の５０％とする。
【００６５】
本通電の通電時間は、１回以上の短時間の前通電による温度上昇効果によって、短縮することができる。本通電の通電時間の短縮によって、溶接部（ナゲット）に過剰な熱が入らず、Ｔｉ炭窒化物の溶解を抑制することができる。
【００６６】
本発明者らの試験結果に基づき、本通電の通電時間は、Ｔｉ炭窒化物の溶解を抑制するため０．６０秒以下とし、所要の形状及び強度の溶接部（ナゲット）を形成するため０．１４秒以上とする。即ち、本通電の通電時間は０．１４秒以上０．６０秒以下とする。好ましくは、０．２０秒以上０．４５秒以下である。
【００６７】
本発明鋼板を一枚以上含む、二枚以上の鋼板を重ね合わせた板組を、上記の前通電条件及び本通電条件で抵抗スポット溶接すれば、溶接部（ナゲット）内に、サイズが０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物を、５．０×１０1〜１．０×１０8個/ｍｍ2残存させることができる。その結果、溶接部（ナゲット）内の平均結晶粒径を３００μｍ以下とすることができる。
【００６８】
Ｔｉ炭窒化物のサイズは、薄膜試料を作製し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察し、析出したＴｉ炭窒化物の短径と長径を測定し、（短径＋長径）／２を、析出したＴｉ炭窒化物のサイズとする。
【００６９】
個数密度は、５μｍ×５μｍの視野で５視野撮影し、Ｔｉ炭窒化物の個数を計測し、計測値を観察視野の合計面積で除して算出する。
【００７０】
溶接部（ナゲット）内の平均結晶粒径については、溶接部（ナゲット）から採取した試験片をナイタール液で腐食し、光学顕微鏡で観察し、１つの試験片において１００個以上の結晶粒について長径と短径を測定し、（長径＋短径）／２を粒径とする。
【実施例】
【００７１】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００７２】
（実施例）
表１に示す成分組成の鋼を製造し、１２００℃に加熱して熱延に供し、８５０〜９５０℃で仕上げ熱延を行い、板厚２．０〜３．５ｍｍの熱延板とし、６５０〜７５０℃で巻き取った。熱延板中に、Ｔｉ炭窒化物を析出させるため、７５０〜１０００℃で焼鈍を施した。
【００７３】
熱延板の比重の測定はピクノメータを用いて行った。析出したＴｉ炭窒化物のサイズは、熱延板から薄膜試料を作製し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察し、析出したＴｉ炭窒化物の短径と長径を測定し、（短径＋長径）／２を、析出したＴｉ炭窒化物のサイズとした。
【００７４】
個数密度は、鋼板を５μｍ×５μｍの視野で５視野撮影し、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物の個数を計測し、計測値を観察視野の合計面積で除して算出した。引張試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠して行った。表１に、比重、降伏応力、引張強度、全伸びを併せて示す。
【００７５】
【表１】
0006481270.tif 000002
【００７６】
表１において、鋼種Ａ〜Ｖの鋼板は、本発明の成分組成の鋼板であり、比重＜７．５を満たしており、Ｔｉ炭窒化物の析出状態も、０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物の個数密度５．０×１０2〜１．０×１０8個/ｍｍ2を満たしている。鋼板Ａ〜Ｖでは、引張強度が４４０ＭＰaを超え、全伸びが２０％を超える材質が得られている。
【００７７】
鋼ａ〜ｌの鋼板は、本発明の成分組成の範囲外の鋼板であり、比重が高い、Ｔｉ炭窒化物の個数密度が５．０×１０2〜１×１０8個/ｍｍ2の範囲外、引張強度が４４０ＭＰaを下回る、又は、全伸びが２０％を下回るものである。鋼種ｃ、ｇ、i、及び、ｌの鋼板では、熱延板に割れが生じ、製造性に難点があった。
【００７８】
表１に示す鋼種の鋼板を用いて板組を構成し、該板組に抵抗スポット溶接を施した。表２に、板組を構成した鋼板の鋼種（表１の符号、参照)と板厚、溶接時の加圧力、及び、短時間の前通電の回数を示す。表３（表２の続き）に、前通電に係る通電条件を示す。表４（表３の続き）に、本通電の通電条件、溶接部（ナゲット）内の０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物の個数、溶接部（ナゲット）内の平均結晶粒径、ＪＩＳ  Ｚ  ３１３７に準拠して行った十字引張試験の結果（十字引張強度）、及び、十字引張強度に対する評価を示す。
【００７９】
【表２】
0006481270.tif 000003
【００８０】
【表３】
0006481270.tif 000004
【００８１】
【表４】
0006481270.tif 000005
【００８２】
十字引張強度に対する評価は、板厚２ｍｍｔの継手については１０ｋＮ以上を○とし、板厚２．５ｍｍｔの継手については１５ｋＮ以上を○とし、板厚３ｍｍｔの継手については１７．５ｋＮ以上を○とし、これらの値未満は×とした。
【００８３】
溶接部（ナゲット）内の０．０５〜３．０μｍのＴｉ炭窒化物の個数は、鋼板中のＴｉ炭窒化物の個数密度の測定と同様に測定した。溶接部（ナゲット）内の平均結晶粒径については、溶接部（ナゲット）から採取した試験片をナイタール液で腐食し、光学顕微鏡で観察し、１つの試験片において１００個以上の結晶粒について長径と短径を測定し、（長径＋短径）/２を粒径とした。
【００８４】
表２〜４において、実施例Ｎｏ．１〜２２、３５〜３８、４４、及び、４５は発明例である。発明例では、高い継手強度が得られている。
【００８５】
実施例Ｎｏ．２３〜３４では、使用した鋼板が本発明の対象鋼板でないので、本発明の溶接条件を満たしていても、高い継手強度が得られていない。
【００８６】
本発明の対象鋼板でない鋼板と、異種の鋼板を組み合わせた実施例Ｎｏ．３９〜４２では、本発明の溶接条件を満たしていても、高い継手強度が得られていない。
【００８７】
実施例Ｎｏ．４６〜５３は、本発明の対象鋼板の板組であるが、溶接条件が本発明の溶接条件を満たしておらず、溶接部（ナゲット）内のＴｉ炭窒化物の量は少なく、平均結晶粒径は大きく、その結果、継手強度が低い。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
前述したように、本発明によれば、高強度低比重鋼板を含む板組の抵抗スポット溶接において、高い継手強度を達成することができる。その結果、特に、高強度低比重鋼板を利用して、自動車の軽量化と安全性を両立させることが可能になる。よって、本発明は、自動車産業において利用可能性が高いものである。