(57)【要約】  本発明は、鋼又はアルミニウムの板を溶接するための、９０％ＩＡＣＳ以上の電気伝導率を有し、且つ、０.１重量％以上０．４重量％未満のクロム、０．０２〜０．０４重量％のジルコニウム、０．０１５重量％未満のリン、残部銅、および０．１重量％未満の不可避的不純物からなる組成物から作られた銅合金から作られる、電極に関する。電極の構造は、その９０％より多くが１μｍ２より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含む。該沈殿物は、少なくとも１０〜５０ｎｍの寸法を有する。前記電極は、１ｍｍ未満の厚さを有し、直径が５ｍｍ未満の略中心繊維レス領域を有する放射状の繊維からなる繊維構造体を有する。本発明は、前記電極を製造する方法にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼、およびアルミニウム若しくはアルミニウム合金を用いて作製された金属板を溶接するための、銅、クロム、ジルコニウム、及びリンを有する銅合金を用いて作製された電極であって、
該銅合金は、０．１重量％以上０．４重量％未満のクロム、０．０２〜０．０４重量％のジルコニウム、０．０１５重量％未満のリン、残部銅、および０．１重量％未満の不可避的不純物からなる組成物から作られ、
前記電極の電気伝導率は、９０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：国際焼き鈍し銅標準）以上であり、
前記電極の構造は、その９０％より多くが１μｍ２より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含み、該インコヒーレントなクロム沈殿物は、少なくとも１０〜５０ｎｍの寸法を有し、前記電極は、表面仕上げと化学エッチングの後に前記電極の活性面の断面に繊維構造体を更に有し、該繊維構造体は、一方で、厚さ１ｍｍ未満の複数の放線状繊維を有し、他方で、直径５ｍｍ未満の繊維構造体を持たない略中心域を有する、
ことを特徴とする電極。
【請求項２】
前記電極は、前記電極と２つのアルミニウム板の一方の外表面との間の接触抵抗を制限するために、前記２つの板を互いに溶接する間、１２０ＭＰａ以上の所定圧力を維持することができる、
アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる金属板を溶接する請求項１に記載の銅合金を用いて作製された電極。
【請求項３】
クロムの比率は、０．２〜０．３重量％である、
請求項１または２に記載の銅合金を用いて作製された電極。
【請求項４】
ジルコニウムの比率は、０．０３〜０．０４重量％である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。
【請求項５】
リンの比率は、０．０１重量％未満である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。
【請求項６】
不可避的不純物の比率は、０．０５重量％未満である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。
【請求項７】
重量係数は、電気伝導性への元素の影響関数として、前記銅合金に不純物として存在し得る元素それぞれに割り当てられ、前記元素それぞれの重量比率の合計は、百万分の１部を単位として、５０００未満である、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。
【請求項８】
前記元素の重量比率の合計は、百万分の１部を単位として、２０００未満である
請求項１〜７のいずれか一項に記載の銅合金を用いて作製された電極。
【請求項９】
０．１重量％以上０．４重量％未満の割合のクロム、０．０２〜０．０４重量％のジルコニウム、０．０１５重量％未満のリン、残部銅、および０．１重量％未満の不可避的不純物からなる組成物から作られる銅合金から、連続注入により請求項１〜８のいずれか一項に記載の電極を製造する方法であり、
該方法は、少なくとも以下の工程を含む、方法。
ａ）前記銅合金の構成元素である前記銅、前記クロム、前記ジルコニウム、前記リンおよび前記不可避的不純物からなる組成物を、１２００℃以上の温度で溶融する、
ｂ）注湯炉内で液体金属を１１００〜１３００℃の温度で維持しながら、直径ｄを有する筒状ダイヘッドに連続的に注入して、その直径ｄに近い直径を持つバーを得ることを可能とする、
ｃ）前記バーを凝固し、１００℃未満の温度まで冷却し、冷却速度は、バーが１００℃未満の温度に冷却されるまで、バー温度が１０６０℃に到達するまで少なくとも１０℃／秒に等しく、１０６０〜１０４０℃では少なくとも１５℃／秒に等しく、１０４０〜１０３０℃では少なくとも２０℃／秒に等しく、１０３０〜１０００℃では少なくとも２５℃／秒に等しく、１０００〜９００℃では少なくとも３０度／秒に等しく、９００℃未満の温度では少なくとも２０℃／秒に等しく、
ｄ）冷間加工して直径が２０ｍｍ未満のロッドを得、
ｅ）前記ロッドをせん断してビレットを得、その後、前記電極を最終形状にするのに材料を取り除くことで、孔空け又は加工し、
該方法は、前記電極を成形する工程ｅ）の前及び／又は後に、エージング処理又はアニール処理の少なくとも１つの工程を含み、
該方法において、前記電極の前記活性面の金属組織は、その９０％より多くが１μｍ２より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含み、該インコヒーレントなクロム沈殿物は、少なくとも１０〜５０ｎｍの寸法を有し、前記電極は、表面仕上げと化学エッチングの後に前記電極の活性面の断面に繊維構造体を更に有し、該繊維構造体は、一方で、厚さ１ｍｍ未満の複数の放線状繊維からなり、他方で、直径３ｍｍ未満の繊維構造体を持たない略中心域からなり、前記電極の電気伝導性は、９０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：国際焼き鈍し銅標準）以上である。
【請求項１０】
前記工程ａ）の合金の組成物を溶融することは、１２００℃〜１３００℃の温度で行われる、
請求項９に記載の溶接電極を製造する方法
【請求項１１】
前記工程ｂ）での連続注入は、前記注湯炉内で液体金属の温度を１１５０〜１２５０℃に維持しながら行われる。
請求項９又は１０に記載の溶接電極を製造する方法。
【請求項１２】
前記工程ｃ）でバーを冷却することは、前記バーが１００℃以下の温度に冷却されるまで、９００℃未満の温度では少なくとも３０℃／秒に等しい冷却速度で行われる、  
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。
【請求項１３】
前記エージング処理は、前記電極を形成する前記工程ｅ）の前に行われ、且つ、１〜２時間かけて４５０〜４８０℃の温度で行われる沈殿処理から構成される、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。
【請求項１４】
前記電極を形成する工程ｅ）において、沈殿処理は、１〜２時間かけて４５０〜４８０℃の温度で実施される、
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。
【請求項１５】
前記ダイヘッドの直径ｄは、２０〜７０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍである、
請求項９〜１４のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。
【請求項１６】
冷間変形用の工程ｄ）の間、厚さ０．５ｍｍ未満の外側加工作業は、前記凝固工程ｃ）の間に発生した表面欠陥を除去するのに実施される、
請求項９〜１５のいずれか一項に記載の溶接電極を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、溶接電極の分野に関する。特に、本発明は、銅抵抗による溶接電極に関する。
【０００２】
本発明による電極は、特に、アルミニウム板を互いに溶接するのに、格別に利益となるであろう。
【０００３】
本発明による電極は、鋼板を溶接するのにも実施され得る。
【０００４】
予め記載すると、本明細書の他の部分において、「アルミニウム板」は、アルミニウムを含む合金から製造される板に言及し、特に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ（アルミニウムマグネシウムシリコン）合金又はＡｌ−Ｍｇ−Ｍｎ（アルミニウムマグネシウムマンガン）合金から作られる板に言及する。
【０００５】
これらのアルミニウム板は、溶接且つ組付けられると、特に、自動車産業に適用される。
【０００６】
従来、２枚の板の溶接は、高い電界強度と、「締付力」とも呼ばれる周期的な圧力を組み合わせることにより行われる。
【０００７】
より具体的に、まず最初に、締付力が、組付けられる２枚の板の間で増大される。次に、第二段階において、２枚の板が固定されると、電流がこれらの板の両側に配置された２つの電極の間を流れる。
【０００８】
２つの電極間の電流の流れにより、２枚の板の間の融点まで、これらの板の関連領域での温度が上昇し、凝固後に、板−板インターフェースにて溶接点が作られる。
【０００９】
アルミニウムを溶接する場合、締付力により、板と電極との間の接触抵抗が低減される。
【００１０】
電極と板の集合体との間の接触は加圧により維持される。溶接するのに、クランプは、電気と熱の両方が優れた伝導体材料である銅から作られた電極を使って組付板を押す。この選択により、加熱領域が、溶接される２枚の板の間の接触領域に限定され、縮小が可能となる。
【００１１】
融点に到達すると、加圧は維持され、電界強度は、電極を組付板から離間する前に溶接点を冷ますために止められ、その後、次の溶接点に移行する。
【００１２】
よって、溶接パラメータは、板の電気抵抗、板と電極との間の界面抵抗、アッセンブリの総厚みと、電極の直径とに、特に依存する。
【００１３】
このような方法は、例えば、薄い鋼板のアッセンブリに一般的に用いられる。
【００１４】
この方法は、一般的ではないが、アルミニウム板にも実施され得る。
【００１５】
電極そのものに関して、技術水準の国際公開番号ＷＯ２０１６／２０３１２２公報において、鋼板用の溶接電極、特に、耐食被膜を有する板用の溶接電極が周知である。このベース組成物は、銅、クロム、及びジルコニウムの合金から構成され、リン及び／又はマグネシウムを更に含む。
【００１６】
この合金のクロムの割合は０．４〜０．８重量％であり、ジルコニウムの割合は０．０２〜０．０９重量％であり、リンとマグネシウムの合計の割合は０．００５重量％よりも大きく、マグネシウム含量は０．１重量％未満であり、リンの割合は０．０３％重量％未満である。この組成物の残部は、銅からなる。
【００１７】
この電極の金属組織は、特有であり、その９０％より多くが１μｍ２より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含み、このインコヒーレントなクロム沈殿物は、１０〜５０ｎｍの大きさを有する。更に、この電極は繊維構造体を持つ。
【００１８】
鋼板を溶接するためのこのような電極の電気伝導性は、８５％ＩＡＣＳより大きい。
【００１９】
このような電極は、特に、一般的な電極よりも腐食現象に対してより耐久性があるので、鋼板の溶接においてとても興味深い。この腐食現象とは、電極の銅と被膜の亜鉛が鋼板の鉄と化学反応する結果であり、電極の表面層の劣化につながる。よって、腐食層の定期的な除去や、電極の取り換えまでもが必要となる。
【００２０】
いかなる場合でも、鋼板を溶接する場合、溶接点での温度は１５６０℃の値まで到達し、鋼板の表面と接触している間は、電極の表面温度は７００℃を超えるであろう。
【００２１】
しかし一方では、そのような温度レベルでは、電極の表面の腐食につながる化学反応は加速されてしまい、更には、電極の材料さえも、「ホットクリープ」と呼ばれる摩耗現象により変形してしまうであろう。結果、電極から表面層が側方脱離し、その端が幅広となってしまう。
【００２２】
その結果、電極と板との間の接触表面が大きくなるので、板の溶接点の質を維持するために、電流密度を高める必要がある。しかし、より大きな表面やより増大した電流というものは、より広く浸食することを意味する。
【００２３】
このように、国際出願公開番号ＷＯ２０１６／２０３１２２に記載される電極は、鋼板を互いに溶接する間、場合によっては８００℃など、７００℃より高い温度にて耐クリープ性を向上できる。
【００２４】
しかし、このような電極の伝導性はさらに改良され得る。
【００２５】
更に、燃料消費量を制限する目的で自動車の車体の重さを低減するために、益々多くの自動車ビルダーにより、今日、鋼板はアルミニウム板に取って代わられている。特に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ（アルミニウム−マグネシウム−シリコン）合金又はＡｌ−Ｍｇ−Ｍｎ（アルミニウム−マグネシウム−マンガン）合金などのアルミニウム合金から作られるアルミニウム板に取って代わられている。
【００２６】
実際、アルミニウムの密度は、現在までに使われている鋼板の密度の３５％である。
【００２７】
鋼板がアルミニウム合金から作られる物によって取って代わられる傾向は、電気自動車の開発と後者のバッテリの自立を向上する必要性とにより、更に高まる。
【００２８】
アルミニウム板を使用することの他の利点は、浸食耐性が改善され、鋼板で必要であった亜鉛系耐食被膜の存在が今や必要なくなることである。
【００２９】
更に、車両ビルダーは、アルミニウム板ボディを組立てるのに、抵抗溶接ロボットを用いた鋼板ボディ組立てラインを使うことが大いに可能であることが、証明されている。これは、会社にとっては、専用の組立て技術（にかわ、クリンチング、リベット止め、レーザー等）に投資する必要がないので、まさに利点である。
【００３０】
この時、例えば車両ビルダーは、車両ボディ用のアルミニウム板を抵抗溶接するのに、銅−ジルコニウム合金（０．１５％）から作られる電極を使う。これらの電極は、鋼板の溶接にも共通して実施される。
【００３１】
アルミニウム板の溶接点は、６６０℃という２つの板の接触温度に到達しなければならず、この温度は、２つの鋼板の溶接点で到達される温度１５６０℃よりは実質低い温度である。電極と接触する板の表面温度も、それ故、鋼を溶接中に確認された温度より低いであろう。
【００３２】
実際、鋼の電気伝導率と比較してアルミニウムの電気伝導率は優れており（４〜５倍高い）、これにより、抵抗発熱が大幅に低減され、溶接点での溶融を遂げることが可能となる。
【００３３】
結果として、同様の溶接条件の下、２つのアルミニウム板を溶接するためには、鋼板の溶接に実施される印加強度と比較して一般に１２０％まで印加強度を実質増大する必要があり、同時に溶接時間を短縮して、鋼の溶接時間に対して一般には２分の１にしなければならない。
【００３４】
電極内で放散されるエネルギーは、強度の２乗、電極の電気抵抗、及び溶接時間に比例する。具体的には、この放散エネルギーは、アルミニウム板を溶接するのに使用される電極では、鋼用の電極より２．４倍高い。
【００３５】
電気抵抗は電気伝導率とは反比例であり、９０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：国際焼き鈍し銅標準）よりも大きい電気伝導率を有する電極を備えることが、アルミニウムを溶接するには必要である。一方、鋼を溶接するには、７５％ＩＡＣＳより大きい伝導率が求められる。
【００３６】
更に、アルミニウム板の溶接電極が許容寿命を備えるには、電極の表面がアルミニウム板と接触している間、この溶接中に発生する化学反応及び熱機械反応を考慮することも必要である。
【００３７】
化学反応は、板のアルミニウムと電極の銅との間の熱接触の結果であり、酸素、アルミニウム、及び銅合金の層を形成する。この層は、亜鉛耐食保護で被膜された２つの鋼板の溶接中に電極の表面上で形成される銅及び亜鉛の合金の層より、実質より耐性がある。
【００３８】
よって、アルミニウム板の溶接中に、電極の表面層は、抵抗と印加強度の影響の下、この同じ電極のマトリックスよりも加熱に対してより敏感であり、ついには、酸化したアルミニウムが電極の表面に溶融して付着するようになる。しかし、これは回避されるべきである。
【００３９】
一般的に、アルミニウムを溶接中の電極の表面温度は、５００〜５５０℃であり、この同じ温度は、鋼を溶接中には７００℃を超える。
【００４０】
このように、電極表面と溶接される金属の温度との温度偏差は、アルミニウム板を溶接する場合に比べて、鋼を溶接する場合により高くなる。
【００４１】
実際、本明細書にて既述したように、２つの板の間の接触温度は、後者が鋼からつくられる場合、溶融するのに１５５０〜１５６０℃に到達しなければならず、一方、電極の表面温度は、７００℃より大きい。結果、約７５０〜８５０℃の温度偏差が生じる。
【００４２】
アルミニウムを溶接する場合、２つの板の間の接触温度は、６６０℃に到達しなければならず、一方、電極の表面温度は、約５００〜５５０℃である。その結果、最大温度偏差が約１６０℃となる。
【００４３】
鋼板を溶接する場合、温溶接中に、亜鉛表面層が板の鋼を浸食から保護することが適正である。亜鉛の層は、亜鉛の溶融潜熱の効果を通して板の加熱を阻止し、鋼からの鉄が空気と直接接触することを回避する。
【００４４】
このような亜鉛の表面層は、アルミニウム板に存在しない。結果、アルミニウム板を溶接する際には、こういった保護が提供されない。よって、２つのアルミニウム板が互いに溶接する度に電極の表面に堆積する、酸素、アルミニウム、及びまさに耐性のある銅を含む合金の層により、耐性効果が高められ、電極とアルミニウム板との間の接触温度も、アルミニウムの溶融温度に到達するまで上昇されるであろう。
【００４５】
その時には、溶接部からの排出、言い換えると、板の外側面での溶融金属の排出があり、溶接部の質が結果として劣化する。
【００４６】
電極の表面がアルミニウム板又は鋼板と接触する間の熱力学反応に関して、後者（溶接部からの排出）は、一方では、溶接クランプによって及ぼされる締付力の影響で、溶接中の電極表面のホットクリープの結果であり、他方では、溶接の最後にクランプの開き力の影響で、電極からの表面引っ張りの結果である。
【００４７】
締付力の下では、電極の接触表面は広がり、同じ溶接強度では、電流密度が低下し、局所的な加熱も小さくなる。溶接部の直径は、結果として小さくなり、２枚の板の組立てを保証するには十分ではなくなる。
【００４８】
鋼を溶接する場合、開き力の下では、電極が板に接着すればするほど、より大きいマイクロ引っ張りが発生し、電極の接触表面が劣化する。
【００４９】
アルミニウムの溶接に戻り、電極の表面温度がアルミニウムの溶解温度近くに到達するとき、溶接部からの排出を回避することが必要である。
【００５０】
そのために、締結力を増大することが興味深いことが分かる。
【００５１】
実際、締付力が高まると、板と電極との間の接触がより良くなり、接触抵抗が下がり、電極の接触表面での加熱が小さくなる。温度が下がると、アルミニウムの酸化が弱まり、酸化アルミニウムの電極の表面への移行も減る。
【００５２】
しかし、特に締結力の下では接触表面が広がるので、溶接部の十分な品質を維持するのに、溶接電流を増加する必要があり、これにより、電極がさらに劣化してしまう。
【００５３】
電極の表面の劣化が大きすぎる場合、溶接部の品質を保証するためには、この表面の機械的剥離が必要となる。
【００５４】
しかし、このような剥離作業は、板の組立てラインの抵抗溶接ロボットを止める必要があるという欠点を有し、特に剥離頻度が高すぎる場合には、生産性の低下が避けられない。
【００５５】
よって、この方法に一般的に使用される０．１５％ジルコニウムのＣｕＺｒ電極と比較して、適切な電気伝導性と改良された溶接性能を有するアルミニウム板を抵抗溶接する方法の要求に応える電極を提案することが必要であると思われる。
【００５６】
より一般的には、特にアルミニウム系板だけでなく鋼板をも溶接するために、改良された電気伝導性を常に有する電極が提案される。これにより、板と電極との間の接触抵抗を低減することが可能となり、その結果、電極の接触表面での加熱や結果として生じる欠点を回避できる。
【発明の概要】
【００５７】
そのために、本発明は、鋼、及び、アルミニウム若しくはアルミニウム合金を用いて作製された金属板を溶接するための、銅、クロム、ジルコニウム、及びリンを有する合金を有する電極に関する。該合金は、重量％で、クロム：０．１％以上及び０．４％未満、ジルコニウム：０．０２〜０．０４％、リン：０．０１５％未満、残部銅、０．１％未満の不可避的不純物を有する組成物で構成され、前記電極の電気伝導性は、９０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：国際焼き鈍し銅標準）以上である。
【００５８】
好ましくは、前記電極の構造は、その９０％より多くが１μｍ２より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含み、該インコヒーレントなクロム沈殿物は、少なくとも１０〜５０ｎｍの大きさを有し、前記電極は、表面仕上げと化学エッチングの後に前記電極の活性面の断面に沿って見てわかる繊維構造体を更に有し、該繊維構造体は、一方で、厚さ１ｍｍ未満の複数の放線状繊維を有し、他方で、直径５ｍｍ未満の繊維構造体を持たない略中心域を有する。
【００５９】
特に好ましくは、アルミニウム板又はアルミニウム合金板を溶接する場合に実施されるとき、前記電極は、２つのアルミニウム板を互いに溶接する間、１２０ＭＰａ以上の所定圧力を維持することが可能であり、前記電極と前記２つのアルミニウム板の一方の外表面との間の接触抵抗を制限できる。
【００６０】
国際出願公開番号ＷＯ２０１６／２０３１２２に記載の鋼板用の溶接電極を作るのに使用されるリン及び／又はマグネシウムを更に含むＣｕＣｒＺｒ合金と比較して、最初の合金に含まれるクロムの含量が低減することにより、伝導率を実質向上させることができる。よって、後者（ＣｕＣｒＺｒ合金）は、以下に提供される例で説明されるように、体系的に９０％ＩＡＣＳ以上である。
【００６１】
更に、このようにクロム含量を低減させることにより、予想に反して、特に、ホットクリープに対するこの電極の耐性を向上させる。これにより、インコヒーレントなクロム沈殿物を保つことが可能となり、国際出願公開番号ＷＯ２０１６／２０３１２２に記載されている鋼板用の電極の溶接性能を向上させることができる。
【００６２】
このように、本発明による電極は、特にそれが呈する特に高い電気伝導性により、アルミニウム又はアルミニウム合金板の溶接だけでなく、鋼板の溶接にも、特に興味深く且つ特に適している。
【００６３】
好ましくは、クロムの比率は、０．２〜０．３重量％である。
【００６４】
本発明の他の特徴によると、ジルコニウムの比率は、０．０３〜０．０４重量％である。
【００６５】
興味深いことには、リンの比率は、０．０１重量％未満である。
【００６６】
好ましくは、不可避的不純物の比率は、０．０５重量％未満である。
【００６７】
特に、重量係数は、電気伝導性への元素の影響関数として、前記合金に不純物として存在し得る元素それぞれに割り当てられ、前記元素それぞれの加重比率の合計は、百万分の１部を単位として、５０００未満である。
【００６８】
更に好ましくは、前記元素それぞれの加重比率の合計は、百万分の１部を単位として、２０００未満である。
【００６９】
本発明は、重量％で、クロム：０．１％以上及び０．４％未満、ジルコニウム：０．０２〜０．０４％、リン：０．０１５％未満、残部銅、並びに０．１重量％未満の不可避的不純物を有する組成物からなる合金から、連続注入により、本発明による溶接電極を製造する方法に更に関する。該方法は、少なくとも以下の工程を含む。
ａ）前記合金のさまざまな構成要素、すなわち、銅、クロム、ジルコニウム、及び、リン及び／又はマグネシウムを、１２００℃以上の温度で溶融する。
ｂ）注湯炉内で液体金属を１１００〜１３００℃の温度で維持しながら、直径ｄを有する筒状ダイヘッドに連続的に注入することで、その直径ｄに近い直径を持つバーを得ることを可能とする。
ｃ）前記バーを凝固し、１００℃未満の温度まで冷却し、冷却速度は、バー温度が１０６０℃に到達するまで少なくとも１０℃／秒に等しく、１０６０〜１０４０℃では少なくとも１５℃／秒に等しく、１０４０〜１０３０℃では少なくとも２０℃／秒に等しく、１０３０〜１０００℃では少なくとも２５℃／秒に等しく、１０００〜９００℃では少なくとも３０度／秒に等しく、９００℃未満の温度では少なくとも２０℃／秒に等しく、ついには、バーは１００℃未満の温度に冷却する。
ｄ）冷間加工して直径が２０ｍｍ未満のロッドを得る。
ｅ）前記ロッドをせん断してビレットを得、その後、前記電極を最終形状にするのに材料を取り除くことで、孔空け又は加工する。
【００７０】
前記方法は、前記電極を成形する工程ｅ）の前及び／又は後に、エージング処理又はアニール処理の少なくとも１つの工程を含み、この方法において、前記電極の活性面の金属組織は、その９０％より多くが１μｍ２より小さい凸面を持つインコヒーレントなクロム沈殿物を含み、該インコヒーレントなクロム沈殿物は、少なくとも１０〜５０ｎｍの大きさを有し、前記電極は、表面仕上げと化学エッチングの後に前記電極の活性面の断面に沿って見てわかる繊維構造体を更に有し、該繊維構造体は、一方で、厚さ１ｍｍ未満の複数の放線状繊維を有し、他方で、直径３ｍｍ未満の繊維構造体を持たない略中心域を有し、前記電極の電気伝導性は、９０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：国際焼き鈍し銅標準）以上である。
【００７１】
好ましくは、前記工程ａ）の合金のさまざまな構成要素の溶融は、１２００℃〜１３００℃の温度で行われる。
【００７２】
前記工程ｂ）の連続注入は、前記注湯炉内で液体金属の温度を１１５０〜１２５０℃で維持しながら有利に行われる。
【００７３】
前記工程ｃ）でバーを冷却することは、前記バーが１００℃未満の温度に冷却されるまで、９００℃未満の温度には少なくとも３０℃／秒に等しい冷却速度で行われる。
【００７４】
本方法の第一実施形態において、前記エージング処理は、前記電極を形成する前記工程ｅ）の前に行われてもよく、且つ、１〜２時間かけて４５０℃〜４８０℃の温度で行われる沈殿処理から構成されてもよい。
【００７５】
第２実施形態では、４５０〜４８０℃の温度で実施される沈殿処理は、電極を形成する工程ｅ）において１〜２時間かけて行われる。
【００７６】
前記ダイヘッドの直径ｄは、好ましくは２０〜７０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍである。
【００７７】
冷間変形用の工程ｄ）の間、厚さ０．５ｍｍ未満の外側加工作業は、凝固工程ｃ）の間に発生した表面欠陥を除去するのに有利に実施される。
【００７８】
本発明は多くの利点を有する。
【００７９】
第一に、本発明による電極を製造するのに用いられる基合金の組成物は、電気伝導性が特に高く、一般的に、９０％ＩＡＣＳ以上である。この改良された伝導性により、鋼の電気抵抗と比較して、アルミニウムの低下された電気抵抗に対処することが可能となる。
【００８０】
第二に、本発明による電極は、自動車産業にてアルミニウム板を溶接するために現在使用されているＣｕＺｒ電極に比べて、クリープに対する耐性が実質改良される。この改良されたクリープ耐性は、溶接中に電極の中及びその表面で発生する熱に関わらず維持される高い硬度の結果である。
【００８１】
結果として、電極の板との接触表面は、溶接クランプにより付与される締付力の影響の下、あまり拡張しないであろう。よって、板の上での電極の付着が制限されるであろう。結果として、クランプが開いている間、表面のマイクロ引っ張りが電極で発生しにくくなるであろう。
【００８２】
このクリープ耐性により接触表面の拡張影響を低減でき、一般的に、電流密度の低下を引き起こし、且つ、溶接部の直径を小さくするため、２つの板の組立てを十分に保証できないであろう。
【００８３】
第三に、このクリープ耐性により、高い特定の圧力の維持や接触抵抗の低減が可能となる。アルミニウム板やアルミニウム合金板を溶接する場合、小さい接触抵抗は、電極の表面上で銅でのアルミニウムの拡散や、電極の表面上への酸化アルミニウムの移動に有利である。接触抵抗は、溶接毎に電極の表面に蓄積する高抵抗の酸素、アルミニウム、銅合金の層が形成されたためである。
【００８４】
鋼を溶接する場合、特定の圧力は約８０ＭＰａであり、アルミニウムの場合、この圧力は、余分な接触抵抗を回避するために１２０ＭＰａを超えて維持されなければならない。
【００８５】
この発明の電極により、著しいホットクリープによる電極表面の急速な拡張を発生させずに、アルミニウム板を溶接する間、１２０ＭＰａより大きい特定圧力を維持することが可能である。
【００８６】
最後に、現在のＣｕＺｒ電極と比較して、本発明の電極は、この電極の表面の品質を維持するのに機械的剥離作業が必要となるまでに、高いサイクル数の間使用され得ることは、前述から明らかにである。その結果、生産性の観点において無視できない利得となることが、前述から明らかである。
【００８７】
本発明の他の特徴と利点は、単独の添付の図面を参照して、本発明の非限定的な実施形態の以下の詳細な記載から明らかになるであろう。図面左側には、本発明による電極が図示され、図面右側には、ジルコニウムを０．１５重量％含む銅とジルコニウムとの合金からなり、アルミニウム板を溶接するのに自動車ビルダーが現在使用する電極が図示される。
【００８８】
２つの電極それぞれの丸みを帯びた端に見られるグレー部分は、特に溶接部の数、付与される電界強度、溶接時間等の観点で、同一のパラメータを２つの電極に付与して溶接を実施した後に、溶接部の適切な品質を維持するために、機械的剥離により除去される材料の量を示す。
【００８９】
本発明は、以下からなる合金から製造される電極に特に関する。
【００９０】
−０．１重量％以上及び０．４重量％未満、好ましくは０．２〜０．３重量％、の割合のクロム、
−０．０２〜０．０４重量％、より好ましくは０．０３〜０．０４重量％（又は、３００〜４００ｐｐｍ、１ｐｐｍは１ｍｇ／ｋｇに相当）、の割合のジルコニウム、
−０．０１５重量％未満、好ましくは０．０１重量％未満（１００ｐｐｍ未満）、の割合のリン、
−組成物の残部銅と０．１重量％未満の割合の不可避的不純物である。より好ましくは、不純物の割合は、０．０５重量％未満、つまり５００ｐｐｍ未満である。
【００９１】
合金の中に不純物が存在するのは、その合金を開発する工程にはつきものである。しかし、本発明の電極を製造するのに用いられる合金の中に含まれる不純物全ての合計の割合は、０．１重量％を超えてはならない。これは、電極の特性、特に、９０％ＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：国際焼き鈍し銅標準）以上という特に高い電気伝導性に悪い影響を与えないようにするためである。
【００９２】
不可避的不純物は、合金の開発の結果であり、合金の組成物に含まれる元素とは異なり、伝導性を損ない得る元素全てのグループであるが、銀は除外する。
【００９３】
実際、銀を０．０５重量％（５００ｐｐｍ）まで追加することは、電極の性能を損失することはないと考えられる。
【００９４】
よって、銀は、不純物には考慮されず、本発明による電極の特性を損なうことなく、５００ｐｐｍの割合まで追加されてもよい。
【００９５】
上述の通り、不純物は、電気伝導性を低下させずに存在することが重要である。しかし、不純物であると本明細書で考えられるある元素は、他の物以上に電気伝導性の低下により影響を及ぼす。
【００９６】
よって、以下の表１に示すように、これは、不純物それぞれに重量係数を割り当てた状態で考慮されるべきである。
【００９７】
【表１】
2021511218.tif 000002
【００９８】
係数の重量ｐｐｍでの不純物それぞれの割合の合計は、５０００という値を超えてはならず、好ましくは、不可避的不純物の重量比率の合計は、２０００未満である。
【００９９】
このように、例えば、１００ｐｐｍのシリコン（Ｓｉ）、１００ｐｐｍの鉄（Ｆｅ）、５０ｐｐｍのスズ（Ｓｎ）、５０ｐｐｍのアルミニウム（Ａｌ）、５０ｐｐｍの亜鉛（Ｚｎ）、２０ｐｐｍの硫黄（Ｓ）、及び１００ｐｐｍの他の不純物が、この指定された割合で合金の中に不純物として存在する場合、不純物の合計の割合は、４７０ｐｐｍである。
【０１００】
不純物の重量の合計は、存在する不純物それぞれの重量比率（ｐｐｍ）をそれぞれの重量係数で乗算し、重量比率を加算することで、以下のように算出される。
【０１０１】
よって、上に例として挙げられた不純物を用いると、重量の合計は、以下のように算出される。
【０１０２】
１００×１０＋５０×２＋５０×２＋５０×１＋２０×２０＝２６５０。
【０１０３】
本発明は、銅、クロム、ジルコニウム、及びリンから、その組成物が特に上述した割合で構成される合金から抵抗溶接電極を製造する方法にも関する。
【０１０４】
電極を製造する方法は、連続注入方法であり、少なくとも以下の工程を含む。
【０１０５】
ａ）１２００℃より上の温度で、好ましくは１２００℃〜１３００℃の温度で、合金のさまざまな構成要素を溶融する。
【０１０６】
ｂ）直径ｄを持つ筒状ダイヘッド又は筒状鋳物を介して連続注入を実施してバーを得ることを可能とする。
【０１０７】
この注入は、注湯炉内で液体金属を１１００〜１３００℃、好ましくは１１５０〜１２５０℃に維持する温度で行われる。
【０１０８】
ｃ）バーを凝固し、好ましくは既定の冷却速度で１００℃未満の温度まで冷却し、冷却速度は、１０６０℃のバー温度に到達するまで少なくとも１０℃／秒に等しく、その後、１０６０〜１０４０℃では少なくとも１５℃／秒に等しく、その後、１０４０〜１０３０℃では少なくとも２０℃／秒に等しく、その後、１０３０〜１０００℃では少なくとも２５℃／秒に等しく、その後、１０００〜９００℃では少なくとも３０℃／秒に等しく、その後、９００℃未満の温度では少なくとも２０℃／秒に等しく、ついには、バーが１００℃未満の温度に冷却される。
【０１０９】
よって、冷却速度は、少なくとも１００℃のバー温度に到達するまで、少なくとも２０℃／秒である。
【０１１０】
好ましくは、冷却速度は、バーが１００℃以下の温度まで冷却されるまで、９００℃未満の温度では少なくとも３０℃／秒に等しい。
【０１１１】
好ましくは、工程ｃ）でのバーの冷却は、７００℃未満の温度では少なくとも３０℃／秒に等しい冷却速度で行われる。
【０１１２】
この凝固及び冷却工程は、特定の熱処理を含まず、１０６０℃で凝固の最後の時点で溶液内に配置され得る。
【０１１３】
ｄ）バーの冷間変形は、２０ｍｍ未満の直径、好ましくは１２〜１９ｍｍの直径を有するロッドを得るために行われる。好ましくは厚さ０．５ｍｍ未満の外側加工作業が、先の工程で発生した表面欠陥を除去するのに、任意で実施され得る。
【０１１４】
ｅ）前記ロッドをせん断してビレットを得、その後、電極を最終形状にするのに材料を取り除いて孔空け又は加工することで、電極が形成される。
【０１１５】
本方法の間、少なくともエージング処理又はアニール処理が行われる。この工程は、電極を形成する工程e）の前及び／又は後に行われる。
【０１１６】
このエージング処理は、さまざまな方法で行われ得る熱処理からなる。
【０１１７】
好ましくは、それは、１時間から２時間、４５０〜４８０℃の温度で実施される沈殿処理である。
【０１１８】
よって、冷間変形用の工程ｄ）と電極形成用の工程ｅ）との間に、１時間から２時間、４５０〜４８０℃の温度でこの沈殿処理を実施することが可能である。
【０１１９】
他の実施形態では、沈殿処理は、電極形成用の工程ｅ）の後に、本方法の唯一のエージング処理として実施される。
【０１２０】
工程ｅ）の後に、本方法のまさに最後に沈殿処理を実施することは、電極の機械的特性により優れた安定性を提供できるという利点がある。
【０１２１】
上述した時間と温度条件の下での沈殿処理は、電極を形成する工程ｅ）の前に１回目、工程ｅ）の後に２回目が実施されてもよい。 
【０１２２】
特に好ましくは、本発明の方法の工程ｂ）において、筒状の連続注入ダイヘッドの直径ｄは、７０ｍｍよりも小さい。
【０１２３】
好ましくは、この直径ｄは２０〜７０ｍｍであり、より好ましくは、この直径は２０〜４０ｍｍである。
【０１２４】
更に、本方法の工程ｃ）で適応され、且つ、バーの凝固を可能とし、その後固体冷却される際に、冷却速度は、急速凝固と極めてパワフルな周辺冷却とをもたらすので、とても重要である。
【０１２５】
好ましくは、冷却速度は、バーの温度の関数として可変的でもある。
【０１２６】
より具体的には、冷却速度は、バーが１０６０℃より高い温度を有することが好ましく、この場合に少なくとも１０℃／秒に等しく、その後、温度が１０６０〜１０４０℃の時は少なくとも１５℃／秒に等しく、その後、温度が１０４０〜１０３０℃の時は少なくとも２０℃／秒に等しく、その後、温度が１０３０〜１０００℃の時は少なくとも２５℃／秒に等しく、その後、９００〜１０００℃では少なくとも３０℃／秒に等しい。９００℃未満のバー温度には、冷却は、少なくとも２０℃／秒に等しい速度で好ましくは行われる。
【０１２７】
更に、冷却速度は、９００℃未満の温度では少なくとも３０℃／秒に等しくてもよい。
【０１２８】
好ましくは、本発明による方法において、この冷却は固体ではなく液体に適用され、個相線のところ、つまり約１０７０℃の温度で始まる。特に、温度範囲は、１０６０〜９００℃で示されており、本方法を定義する際に上で使用された最低冷却速度によって、溶液内へ配置しやすくなる。
【０１２９】
９００℃未満では、溶液内への配置は不可能である。９００℃未満の温度では、制御できないエージングが発生しないように、最低速度２０℃／秒で冷却しつづける。
【０１３０】
より具体的には、クロム原子の拡散が制限される温度までの急速凝固と冷却により、コヒーレント及びインコヒーレントなクロム沈殿物の均一な分布が可能となる。
【０１３１】
これらの冷却条件は、２０〜７０ｍｍの縮径、好ましくは２０〜４０ｍｍの縮径を有する筒状の鋳物にも適用され、径方向に配向されたコラム状の凝固組織を有するバーを得ることに関係する。この組織は、バーを横方向に切断することで、後者（バー）の全体積に渡って確認できる。
【０１３２】
筒形状を有するダイヘッドや鋳物は、凝固及び冷却ができるように、油又は冷却ガスもしくは冷却水のいずれかがその内部で循環する囲いにより好ましくは囲まれている。
【０１３３】
本発明の方法の他の利点は、加熱及び同時変形により、動的熱再結晶を回避できるという事実にある。このため、本発明の方法の実施により生じる利点である沈殿物及び組織が維持される。
【０１３４】
革新的な溶接電極を製造するのに用いられる基合金の中には、好ましくは、０．１重量％以上且つ０．４重量％未満の割合内でクロムが含まれる。この割合は、好ましくは、０．２〜０．３重量％である。
【０１３５】
本発明による方法を用いると、インコヒーレントなクロム沈殿物、つまり、マトリックスと結晶学的な関係を有しない粒子が、溶解度限界を超える。
【０１３６】
実際、本発明の方法において、合金を凝固する時点で、約１０７０℃の温度で完了する焼入れ処理を適用することで、銅内のクロムの溶解度を最大にすることが可能となり、且つ、結晶粒接合で銅クロム共晶を維持することも可能となる。
【０１３７】
特に驚いたことに、０．１％以上及び０．４％未満のクロムの比率により、所望のクロム沈殿物を生成することが可能であると、判断され得る。
【０１３８】
このように、当技術において共通に認識されている考えに反して、合金の中に含まれるクロムの割合が減っているにも関わらず、本明細書に記載する合金の組成物に実施される方法の工程を組み合わせることで、冷却変態の工程ｄ）にて剥離を引き起こし得る余剰なクロム沈殿物を作ることなく、インコヒーレントなクロム沈殿物を保つことが可能となる。
【０１３９】
本発明の方法を実施することで得られるとても細かい柱状の凝固組織により、特に有利に、本方法により得られる溶接電極の全体積において、クロム組成物（固溶体状態のクロム、共晶クロムと金属クロム）のむらを均等に配置できる。
【０１４０】
これらのクロム沈殿物は、ホットクリープへの耐性を増すことにより、電極の溶接性能を改良することができる。亜鉛皮膜を持つ鋼板を溶接する場合、これらの沈殿物は、電極の活性面の化学浸食の原因である鉄と亜鉛の拡散を遅らせたり又は阻止したりする働きがある。
【０１４１】
本発明の方法、特に、固相線の時点で冷却を好ましく適用することが好まし、これにより、コヒーレントなクロム沈殿物、つまり、マトリックスの結晶学的な構造との連続性を持つ沈殿物、の均一な分布が助長される。
【０１４２】
本発明の方法を実施することで、得られた電極は、銅沈殿物、又は、往々にして繊維質形状を有する結晶粒の存在により、繊維構造体を有する。
【０１４３】
孔空け後の本発明による電極の長手方向の断面（結果の図示無し）によると、繊維構造体は左右対称であり、繊維は、活性面から始まり、電極の内部冷却面の近くで、電極の縁に向かって目がつまっていく。
【０１４４】
この同じ電極の断面において、繊維はホイールのスポークと同様であり、そのハブが、特有の繊維構造体を有しない電極の中心域に対応し、そのハブが、５ｍｍより小さい直径、好ましくは３ｍｍより小さい直径を有する。微細な径方向繊維の厚さは、好ましくは１ｍｍより小さく、更に好ましくは０．５ｍｍより小さい。
【０１４５】
本発明の方法を実施することで得られる電極に大変特徴的であるこの繊維組織は、本方法の工程ｃ）の後に得られる金属構造の直接的な結果であり、且つ、ある従来の電極の微細で均一な構造とは異なる。
【０１４６】
本発明の方法によって得られる電極の繊維構造体は、特に、かなりの長さを持つ針状の銅粒子が存在することにより、熱機械応力場に対する耐性を高めることができる。この熱機械応力場は、溶接中の電極の活性面の変形場と温度場を含む。
【０１４７】
より具体的には、鋼板又はアルミニウム板を溶接する間、本発明の電極の繊維構造体は、電極の中心域から径方向及び長手方向にカロリーを放出するのに都合がよい。電極の中心域では、温度は、冷間ゾーン、つまり、電極の内面及び周縁、に向けて極大化する。結果として、本発明の電極は、クリープ現象に対して特により耐性がある。
【０１４８】
本発明による上記電極を得るための基合金の組成物については既に記載されている。この合金は、銅とクロムを含み、後者の成分（クロム）は、０．１％以上であり０．４％未満の割合で、合金の中に存在する。
【０１４９】
これらの２つの成分とは別に、本発明の合金は、好ましくは０．０２〜０．０４重量％の割合でジルコニウムも含む。この割合は、好ましくは、材料の低温割れを誘発し得る沈殿物の生成を回避することができる。
【０１５０】
ジルコニウムの割合は、更により好ましくは、３００〜４００ｐｐｍ、つまり、０．０３〜０．０４％である。
【０１５１】
基合金が、０．０１５重量％未満の割合、好ましくは、１００ｐｐｍ未満の割合でリンを含むことも有利である。
【０１５２】
この成分（リン）はクロムよりも脱酸素性に優れジルコニウムほど脱酸素性はなく、大量生産が検討されるときに、残りのジルコニウム含量の適切な制御を促進する。
【０１５３】
本発明は、上述した方法を用いて得られ得る電極にも関する。
【０１５４】
既に上述されたように、本発明による電極は、従来の電極に対して新規な微視的特性を備える。
【０１５５】
溶接前及び後の本発明の電極の材料の構造を透過型顕微鏡法で解析すると、従来のＣｕＺｒ電極の光学的組織に対する違い、特に、クロム沈殿物の寸法及び分布だけでなく結晶粒の形態、を説明することができる。
【０１５６】
特に、本発明の電極の材料は、１μｍ２未満の凸面を有するインコヒーレントなクロム沈殿物を９０％を超えて含むことが顕微鏡的スケールで確認される。
【０１５７】
更に、ナノメートルのスケールでは、約２〜５ｎｍの寸法を有するコヒーレントなクロム沈殿物に加え、インコヒーレントなクロム沈殿物の集団が、１０〜５０ｎｍの大きさ、より具体的には、１０〜２０ｎｍの大きさで、確認される。
【０１５８】
これらのインコヒーレントなクロム沈殿物は、本発明の電極の特徴であり、従来のＣｕＺｒ電極の材料には確認されない。
【０１５９】
更に、亜鉛皮膜を有する目の前の鋼板の場合に、本発明の電極を使ってこの板を溶接する工程の間、これらのインコヒーレントなクロム沈殿物の大きさの進化も、これらの実施された分析により実証されているのである。
【０１６０】
実際、亜鉛で被膜された鋼板を溶接する間、電極の活性面に接近するにつれて、沈殿物の合体が確認される。より具体的には、層βには３０〜５０ｎｍのインコヒーレントなナノ沈殿物、そして、層γには１００〜１５０ｎｍのインコヒーレントなナノ沈殿物が確認される。
【０１６１】
一般的には、化学反応層の層βは、電極の表面から最も遠い。それは、４０％の亜鉛で銅の中の亜鉛の黄色拡散層である。電極の表面では、化学反応層は、鉄リッチ層を一般的には２５％含む。鉄リッチ層は、８５０℃より高い温度で電極の表面に鋼板が付着する間に生じる。最後に、層βと鉄リッチ層との間には、亜鉛５５％の層γがある。
【０１６２】
本発明による電極に実施される他の分析は、層γにあるインコヒーレントなクロム沈殿物は、鉄が豊富であり、結果、鉄の拡散を防止することができることを示している。
【０１６３】
最後に、本発明による方法により得た電極には、熱間機械的特性試験も実施された。これらの試験結果によると、ある従来の電極のクリープ温度に対して、本発明の電極では、クリープ温度は１００℃上がることが示された。
【０１６４】
より具体的には、鋼板を溶接する場合、通常、従来の電極の活性面のクリープは、溶接作業の間、約７００℃の温度で敏感になる。実際、電極の表面軟化により、表面のクリープや層γの割れが起こる。これにより、層γでの鉄の拡散が助長され、その後、ＦｅＺｎ沈殿物の形状で層βにて拡散が助長される。層βは、耐性があり、８５０℃を超えて熱くなるので、層γが消滅する。結果、従来の電極の材料は、溶接点を通して引き離れ始め、溶接点の急な劣化が引き起こるであろう。
【０１６５】
反対に、本発明による電極では、鋼板を溶接する場合、このクリープ温度は約８００℃であり、層γの機械的ストレスを遅らせることができ、その結果、電極の活性面にて層γが保護されながら維持されることが促される。
【０１６６】
その結果、本発明の方法を実施することで得られる電極は、特に、寿命が延び、且つ、溶接性能が向上される。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】
【発明を実施するための形態】
【０１６８】
アルミニウム板の抵抗溶接用の本発明による電極の利点と技術的な特徴を説明するために、アルミボディの自動車のビルダーにより現状使用されている銅−ジルコニウム（０．１５％）電極の性能を本発明の電極の性能と比較する３つの例を以下に説明する。
【０１６９】
例１：熱処理前後の電極の表面から３ｍｍの層の特性の比較試験
ブリネル硬度（硬度ＨＢ）が、８時間適用される５００℃の熱処理の前後に、自動車ビルダーが現在使用しているＣｕＺｒ電極及び本発明による電極の、表面及び表面から少なくとも３ｍｍのところで、測定された。
【０１７０】
更に、％ＩＡＣＳ伝導率も、熱処理（ＨＴ）の前後に、これらの２つの電極に関して測定された。
【０１７１】
試験電極を製造するのに使用される合金の組成物は、以下の通りである。
【０１７２】
−Ｃｒ：０．２〜０．３％；
−Ｚｒ：３００〜４００ｐｐｍ；
−Ｐ  ：８０〜１２０ｐｐｍ；
−残部銅と、３００ｐｐｍ未満の割合の各不可避的不純物であって、前記不可避的不純物の合計質量が２０００ｐｐｍ未満である。
これらの比較テストの結果は、下の表２にまとめられる。
【０１７３】
【表２】
2021511218.tif 000003
【０１７４】
表２の結果によると、本発明による電極の「硬度ＨＢ」と「伝導率％ＩＡＣＳ」は、従来のＣｕＺｒ電極と比較して、適用された熱処理の前と後とで、より不変であることが分かる。
【０１７５】
実際、熱処理前において、新しいＣｕＺｒ電極の表面は、本発明の新しい電極の表面より導電性が低い。新しいＣｕＺｒ電極の伝導性％ＩＡＣＳは８６であるのに対し、本発明の電極のそれは９１である。
【０１７６】
その結果、従来のＣｕＺｒ電極の方が、より著しく熱くなり、熱軟化にも耐えられない。このことは、熱処理後の硬度が、本発明による電極では１４０ＨＢであるのに対し、従来のＣｕＺｒ電極では１００ＨＢという、その減少により表されている。
【０１７７】
伝導率のこのような差異は、本発明による電極の表面クリープよりＣｕＺｒ電極の表面クリープが大きくなることに最終的につながる
例２：溶接後の表面層の特徴の比較試験
ブリネル硬度（硬度ＨＢ）は、自動車ビルダーが現在使用するＣｕＺｒ電極及び本発明による電極の、表面及び表面から少なくとも３ｍｍのところで、溶接前（「新」電極）及び溶接後（「溶接の最後」）に測定された。本発明による電極においてのみ、硬度ＨＢが３０溶接点の後も測定された。
【０１７８】
更に、％ＩＡＣＳ伝導性も、これらの２つの電極について、溶接前及び溶接後、且つ、本発明の電極には３０溶接点の後も、測定された。
【０１７９】
この比較試験の結果は、以下の表３にまとめられる。
【０１８０】
【表３】
2021511218.tif 000004
【０１８１】
この表にまとめられた結果によると、本発明の電極は、溶接前後において、より安定していることがわかる。
【０１８２】
本発明による電極は、その全作業サイクルを通して、一方で、より高い伝導率（８６〜８８に対して９０〜９２）で作用し、他方で、軟化に対してより耐性を持って作用する。実際、本発明による電極は、溶接の最後には、１５０の表面硬度ＨＢを更に有する。一方、通常の電極は、溶接の最後には、１２５の硬度ＨＢを有する。
【０１８３】
その結果、ＣｕＺｒ電極の軟化の損失は、表面上で局所的に食い止められることを示す。実際、表面から少なくとも３ｍｍでの硬度は、約１４０〜１５０ＨＢで実質安定しており、伝導率は、９４まで上がっていない。これにもかかわらず、ＣｕＺｒ電極の表面クリープにより、接触表面が拡大し溶接部の直径は十分ではない。
【０１８４】
本発明による電極は、その機械的特性を維持できる領域で作用する。
【０１８５】
特に、本発明による電極は、溶接中に電極で発生する熱にも関わらず、高いレベルの硬度を維持し、クリープ耐性も高まる。
【０１８６】
結果、電極は、溶接中にあまり変形することなく、機械的剥離の回数も減るので、使用者の生産性を高めることが可能となる。
【０１８７】
例３：溶接性能の比較試験
３番目の試験は、単独の添付の図面を参照して、ビルダーが一般的に実施するＣｕＺｒ電極と本発明による電極との間で、溶接性能を比較する。
【０１８８】
電極の表面を初期状態に戻すための機械的剥離の間、 溶接中のより優れたクリープ耐性、且つ、同じである全ての他のパラメータ（溶接パラメータについては、強度、クランプ時間、特に冷却）により、本発明による電極では、１５％未満の材料が除去される。
【０１８９】
機械的剥離作業の間、本発明１による電極から除去される材料の量は、図１のグレーの部分に相当する。本発明１の電極で除去される必要のある材料の量は、従来のＣｕＺｒ電極２と比較して、少ない。後者（従来のＣｕＺｒ電極２）は、図１に図示されるように、著しいクリープを受け、その端部が拡大することとなる。
【０１９０】
１サイクルは、機械的剥離作業を実施する前の溶接点の数に対応する。
【０１９１】
前記溶接部の最適な品質を守るために、本発明の前記電極の機械的剥離作業を実施することが必要になる前に、サイクルの平均数と、現在使用されているＣｕＺｒ電極で実施され得るサイクルの平均数とに対して、本発明による電極では、電極パラメータを変えることなく、一方で、サイクル数を１５％、且つ、他方で、１サイクル当たりの溶接点の数を１０％、増やすことが可能である。
【０１９２】
よって、本発明による電極により、溶接パラメータを変えずに、約２７％生産性を向上することができる。
【０１９３】
本発明による電極は、ＣｕＺｒ電極を最適に使用するのに特別に定義された溶接パラメータを実施することで、アルミニウム板を溶接するサイクルの間、安定性に大変優れる。
【０１９４】
これは、ＣｕＺｒ電極に定義された溶接パラメータが、溶接部の数が２７％増加するにも関わらず、本発明による電極の表面を悪化しないことを意味する。
【０１９５】
よって、当業者にとっては、本発明の電極に特有な溶接パラメータを定義することにより、溶接部の数の観点で更なる向上が可能となることが明らかである。
【図１】
2021511218.tif 000005
【国際調査報告】
2021511218.tif 000006
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