(57)【要約】  導電性金属、例えばアルミニウムで作られた第１の部品（２２）をアルミニウム又は別の導電性金属、例えば鋼で作られた第２の部品（２４）にスポット溶接する溶接チップ（２０）が提供される。溶接チップ（２０）は、遠位端部（３８）に設けられた切欠き（３０）と、前記切欠き（３０）から半径方向外方且つ上方に延びていて第１の部品（２２）の表面に係合する凸状接触面（２８）とを有する。回転式溶接チップは、溶接プロセス中、第１の部品（２２）の表面上に窪み（３２）を形成する。切欠き（３０）は、窪み（３２）の中心に位置するピン（３４）を作り、このピンは、回転式溶接チップ（２０）の固定回転軸線を提供し、回転式溶接チップ（２０）がこの固定回転軸線に対して半径方向に動くのを阻止し、それにより最終のスポット溶接部（３６）の品質を向上させると共にプロセス時間を短縮する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性金属で作られた部品をスポット溶接する溶接チップであって、
遠位端部まで延びると共に前記遠位端部のところに切欠きを備えたシャフトを有し、前記シャフトは、前記切欠きから半径方向外方に延びる接触面を有する、溶接チップ。
【請求項２】
前記接触面の断面積は、前記切欠きの断面積よりも大きい、請求項１記載の溶接チップ。
【請求項３】
前記接触面は、前記切欠きから上方に延びる凸面であり、前記切欠きは、凸状接触面の頂点のところに位置している、請求項１記載の溶接チップ。
【請求項４】
前記シャフトは、導電性金属で作られている、請求項１記載の溶接チップ。
【請求項５】
導電性金属で作られた部品をスポット溶接する方法であって、
導電性金属で作られた第１の部品及び導電性金属で作られた第２の部品を用意するステップを含み、
前記第１の溶接チップをその中心軸線回りに回転させながら前記第１の部品を第１の溶接チップに接触させるステップを含み、前記第１の溶接チップは、遠位端部まで延びると共に前記遠位端部のところに切欠きを備えたシャフトを有し、前記シャフトは、前記切欠きから半径方向外方に延びる接触面を有する、方法。
【請求項６】
前記第１の部品を前記第１の溶接チップに接触させている間に前記第２の部品を第２の溶接チップに接触させるステップを含み、
前記第１の溶接チップをその中心軸線回りに回転させながら前記第２の溶接チップをその中心軸線回りに回転させるステップを含み、前記第２の溶接チップは、遠位端部まで延びるシャフトを有すると共に前記遠位端部周りに接触面を備え、前記シャフトは、前記遠位端部のところに切欠きを備えている、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記回転ステップは、前記第１の部品に設けられた窪み及び該窪みから上方に延びるピンを形成するステップと、前記第１の溶接チップを前記ピン回りに回転させるステップとを含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記切欠き及び前記ピンは、前記回転ステップ中に前記第１の溶接チップの回転軸線を固定すると共に前記第１の溶接チップが前記回転ステップ中に前記固定回転軸線に対して半径方向に動くのを阻止する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記第１の部品及び前記第２の部品のうちの少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金で作られている、請求項５記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の溶接チップを回転させながら前記第１の部品を接触させる前記ステップの実施中、電流を前記第１の溶接チップに流すステップを含む、請求項５記載の方法。
【請求項１１】
第１の期間の間、前記第１の溶接チップには電流を流さないステップと、
前記第１の期間中、前記第１の部品を前記第１の溶接チップに接触させる前に、前記第１の溶接チップを回転させるステップと、
前記第１の期間中、前記第１の溶接チップによって力を前記第１の部品に加えるステップとを含む、請求項５記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の期間中及び前記第１の期間の直後の第２の期間中、スポットを前記第１の部品に接触させるステップを含み、
前記第２の期間中、電流を第１の溶接チップに流すステップを含み、
前記第２の期間中、前記スポット内で第１の部品を溶解させるステップを含み、
前記第２の期間中、前記第１の溶接チップによって前記第１の部品に加えられる前記力を減少させるステップを含み、
前記第２の期間の直後の第３の期間中、前記スポットを前記第１の部品に接触させるステップを含み、
前記第３の期間中、前記第１の溶接チップを回転させている間、前記第１の溶接チップに流される前記電流を増大させるステップを含み、
前記回転ステップは、前記第１の溶接チップをその中心軸線回りに連続的に又は間欠的に回転させるステップ及び前記第１の部品に窪みを形成すると共に該窪みから上方に延びるピンを形成するステップを含み、
第１の溶接チップを前記ピン回りに回転させるステップを含み、前記ピンは、前記第１の溶接チップを前記第１の部品にロックすると共に前記第１の溶接チップが前記回転ステップ中、その中心軸線に対して半径方向に動くのを阻止する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の溶接チップによって前記第１の部品に加えられる前記力を増大させている間、前記第１の溶接チップには電流を流さないようにするステップと、オプションとして、前記第３の期間の直後の第４の期間中、前記第１の溶接チップを回転させるステップとを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記第３の期間後に前記第１の部品を前記第１の溶接チップに依然として接触させた状態で前記第１の溶接チップに電流を流さないようにすることによって前記第１の部品を放冷させるステップを含み、
前記第１の溶接チップをその中心軸線回りに第１の方向に３６０°未満回転させると共に前記第１の部品を放冷させている間及び前記第１の部品を前記第１の溶接チップに接触させている間、前記第１の溶接チップをその中心軸線回りに３６０°未満前記第１の方向とは逆の第２の方向に回転させるステップを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
スポット溶接構造体であって、
スポット溶接部によって導電性金属で作られた第２の部品に接合された導電性金属で作られた第１の部品を有し、前記スポット溶接部は、窪み及び該窪みから上方から延びるピンを有する、スポット溶接構造体。
【請求項１６】
前記窪みは、凹面を有し、前記ピンは、前記凹面から上方に延びている、請求項１５記載のスポット溶接構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、スポット溶接方法、スポット溶接に用いられる工具、及びスポット溶接によって互いに接合された部品に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本国際出願は、２０１３年５月３日に出願された米国特許仮出願第６１／８１９，１８２号（発明の名称：Aluminum Spot Welding Method）の権益主張出願であり、この出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の開示内容の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
スポット溶接は、アルミニウムで作られた第１の部品をアルミニウム又は別の金属材料で作られた第２の部品に接合するために用いられる場合が多い。これら部品は、一対の溶接チップによって圧力下で互いに保持され、かかる溶接チップは、電極としても機能する。電流を溶接チップに供給して単一のスポットに集中させ、それにより表面を溶かして溶接部を形成する。アルミニウム部品をスポット溶接する場合における１つの欠点は、典型的にはアルミニウム酸化物がこれらの表面に沿って生じ、それにより溶接部の健全性が低下することにある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スポット溶接中に形成された酸化物表面を壊してアルミニウム酸化物の量を減少させるため、溶接チップは、これら末端部のところに球形のアールを備える場合があり、これら溶接チップが部品を互いに溶接しているときに制御された速度で連続的に又は間欠的に回転する。この技術の一例は、KUKA及びMercedes-Benz（登録商標）により開発されたものであり、ロボ‐スピニング（robo-spinning）と呼ばれる。ロボ‐スピニング技術は、ロボットを用いて溶接チップを回転させて部品を互いにスポット溶接する。しかしながら、加えられる相当大きな力及び溶接対象の部品の形状に起因して、回転式溶接チップは、スポット溶接プロセス中に動いて定位置から外れる傾向がある。加うるに、回転式溶接チップの末端部は、部品の表面を溶解させてロッキング・ディボット（locking divot ）を作る場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、導電性金属、例えばアルミニウムで作られた部品をスポット溶接する溶接チップを提供する。溶接チップは、遠位端部まで延びるシャフト及び遠位端部のところに位置する切欠きを備える。シャフトは、切欠きから半径方向外方に延びる接触面を更に有する。
【０００６】
本発明は又、スポット溶接方法を提供する。この方法は、導電性金属で作られた第１の部品及び導電性金属で作られた第２の部品を用意するステップを含む。この方法は、次に、溶接チップをその中心軸線回りに回転させながら第１の部品を溶接チップに接触させるステップを含む。
【０００７】
本発明は更に、溶接チップを用いて形成されたスポット溶接構造体を提供する。スポット溶接構造体は、導電性金属で作られた第１の部品がスポット溶接部によって導電性金属で形成されている第２の部品に接合されたものである。スポット溶接部は、窪み及び窪みから上方に延びるピンを有する。
【０００８】
本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と関連して参照すると、良好に理解できるようになると、容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の例示の実施形態としての溶接チップの側面断面図である。
【図２】図１の溶接チップの底面図である。
【図３】例示の実施形態としてのスポット溶接プロセスの幾つかの段階を示すグラフ図である。
【図４】例示の実施形態に従って第１の部品を第２の部品にスポット溶接する一対の溶接チップを示す図である。
【図５】例示の実施形態に従って第２の部品にスポット溶接された第１の部品を含む構造体を示す図である。
【図６】図５のスポット溶接構造体の頂部及び底部を示す図である。
【００１０】
本発明は、導電性金属、例えばアルミニウムで作られた第１の部品２２を導電性金属、例えばアルミニウム又は別の金属で作られた第２の部品２４にスポット溶接するための図１及び図２に示されている溶接チップ２０を提供する。スポット溶接プロセスは、好ましくは、ロボ‐スピン又は電気機械的動作スピンプロセス、例えば図３及び図４に示されているプロセスであり、この場合、溶接チップ２０は、連続的にか間欠的にかのいずれかでその中心軸線Ａ回りに回転する。スポット溶接部３６によって第２の部品２４に接合された第１の部品２２を含む高品質スポット溶接構造体２５、例えば図５及び図６に示されている構造体２５は、本発明の方法によって形成できる。本発明の溶接チップ２０及び方法は又、伝統的なスポット溶接チップによって形成される場合の多いディボットが部品２２，２４の表面に沿って形成されるのを回避することができる。溶接チップ２０は又、全スポット溶接プロセス時間を短縮することができる。具体的に説明すると、回転式溶接チップ２０を部品２２，２４のうちの一方に固定するのに要する時間が短くなる。加うるに、スポット溶接プロセス中に溶接チップ２０の必要とする電流は、伝統的な溶接チップと比較して少ない。
【００１１】
溶接チップ２０は、銅合金又は別の導電性材料で作られるのが良く、したがって、溶接チップ２０が電流を受け取ると、溶接チップ２０は、電極として機能する。図１の溶接チップ２０は、被覆されていないが、変形例として、溶接チップ２０は、その中心軸線Ａ回りの回転中に生じる摩擦を減少させ、かくして生じる摩耗が少ないよう被覆されても良い。
【００１２】
溶接チップ２０は、代表的にはスポット溶接ガン（図示せず）内に設けられるシャフト２６を有する。シャフト２６は、中心軸線Ａに沿って遠位端部３８まで延び、このシャフトは、遠位端部３８のところに切欠き３０を有する。接触面２８が溶接されるべき部品２２，２４に係合するために遠位端部３８のところの切欠き３０を包囲している。図１及び図２に示されているように、接触面２８は、切欠き３０から半径方向外方に且つ上方に延びている。接触面２８は又、遠位端部３８に隣接して丸くなった表面を提供する球形のアールを有している。例示の実施形態では、接触面２８は、凸状又は半球形の形状を備えている。接触面２８の面積及び球形アールのサイズは、或る特定のパラメータに応じて様々な場合があり、かかるパラメータとしては、接合されるべき部品２２，２４の厚さが挙げられるが、これには限定されない。変形例として、形成されるべきスポット溶接部３６の所望の配列に応じて凸面ではなく他の形状を用いることができる。
【００１３】
図１の例示の実施形態では、シャフト２６は、中心軸線Ａに沿って延びていて溶接プロセス中、電流を溶接チップ２０まで運ぶ溶接ガンの別のコンポーネント（図示せず）を受け入れるスロット２７を有する。スロット２７の端は、スポット溶接チップ２０の接触面２８から軸方向に間隔を置いて位置している。
【００１４】
キャビティ、ディンプル、窪み、又はアーバ（arbor ）とも呼ばれる溶接チップ２０の切欠き３０は、部品２２，２４のうちの一方と接触状態にある表面の面積を減少させる。面積の減少の結果として、スポット溶接プロセス中に溶接チップ２０の必要とする電流は、伝統的な溶接チップと比較して、小さい。切欠き３０は、好ましくは、凸状接触面２８の頂点のところに位置し、この切欠きは、図１及び図２に示されているように中心軸線Ａに沿って内方に遠位端部３８から遠ざかって延びている。切欠き３０の断面は、代表的には、図２に示されているように円形の形状をしているが、他の形状のものであっても良い。切欠き３０の直径Ｄ1は、接触面２８及び接合されるべき部品２２，２４のサイズ又は他の要因に応じて様々であって良い。しかしながら、切欠き３０を包囲している接触面２８の断面積は、代表的には、図２に示されているように、切欠き３０の断面積よりも大きい。
【００１５】
切欠き３０の深さｄ1も又、シャフト２６及び接合されるべき部品２２，２４のサイズ又は他の要因に応じて様々であって良い。図１の例示の実施形態では、切欠き３０の深さｄ1は、溶接チップ２０の球形部分内に入り込んだ状態で定められており、この深さは、溶接ガンのコンポーネントを受け入れるスロット２７から間隔を置いて位置している。例えば、切欠き３０の深さｄ1は、溶接チップ２０の遠位端３８と溶接ガンを受け入れるスロット２７との間の距離の３０パーセント（％）未満、２０％未満、１０％未満、又は５％未満である場合がある。切欠き３０の深さｄ1は又、溶接チップ２０の全長ｌの１０％未満、５％未満、又は１％未満である場合がある。
【００１６】
スポット溶接プロセス中、回転式溶接チップ２０の接触面２８は、接合されるべき部品２２，２４のうち一方の表面上に窪み３２を形成する。接触面２８が窪み３２を形成すると、切欠き３０は、窪み３２の中心から上方に延びるピン３４を作る。切欠き３０は、溶接チップ２０を部品２２，２４のうちの一方の表面に固定し又は固着し、ピン３４は、溶接チップ２０のための固定回転軸線を提供する。ピン３４は又、溶接チップ２０が中心軸線Ａ回りに回転している間、中心軸線Ａに対して半径方向に動くのを阻止する。また、切欠き３０は、加えられる力及び電流の正確な位置を定めることができ、それにより回転式溶接チップ２０が動いて定位置から外れるのを一段と阻止する。上記において示唆したように、切欠き付き溶接チップ２０は、極めて高い電極力密度を有し、溶接プロセス中、伝統的な溶接チップと比較して、この切欠き付き溶接チップの必要とする初期電流は、伝統的な溶接チップと比較して、小さい。と言うのは、接触面２８が減少しているからである。窪み３２及びピン３４は、プロセス品質に関する証拠として最終のスポット溶接構造体２５上に位置したままである。このことは、形状の真円度及び表面凹み深さに関する品質指標として計測できる。
【００１７】
本発明は又、切欠き付き溶接チップ２０を用い、かくしてスポット溶接構造体２５を形成するスポット溶接方法によって導電性金属で作られた第１の部品２２を導電性材料で作られた第２の部品２４に接合する方法を提供する。この方法は、好ましくは、ロボ‐スピニング技術を含むが、溶接チップ２０を連続的にか間欠的にかのいずれかで中心軸線Ａ回りに回転させるステップを含む別の方法から成っていても良い。図３は、部品２２，２４をスポット溶接するために用いられる例示の方法の幾つかの段階を示しており、これら段階は、スポット溶接プロセスの各段階中に利用される力の大きさＦ、電流Ｉ、及び電気抵抗Ｒを含む。
【００１８】
この方法は、溶接されるべき第１の部品２２及び第２の部品２４を用意するステップで始まる。第１の部品２２は、導電性金属、例えばアルミニウムで作られ、第２の部品２４も又、導電性金属で作られ、この導電性金属は、代表的にはアルミニウムであるが、別の導電性金属、例えば鋼であっても良い。部品２２，２４の寸法形状は、完成状態のスポット溶接構造体２５の意図した用途に応じて様々であって良い。例えば、部品２２，２４は、自動車の部品として使用されるよう設計されている場合がある。加うるに、部品２２，２４は、部品２２，２４を最終的に接合するスポット溶接部３６の健全性を向上させるよう当該技術分野において知られる仕方で事前調整されるのが良い。部品２２，２４の導電性金属は又、被覆されても良く被覆されなくても良い。被覆厚さは、腐食問題に対処するようますます厚くなっている。例示の被膜は、導電性金属を腐食から守るためにアルミニウム、亜鉛、及び合金の組み合わせを含む。
【００１９】
代表的には、本方法は、図４に示されているように第１の溶接チップ２０及び第２の溶接チップ２０′を含む切欠き付き溶接部２０の２つを採用している。各々が切欠き付き溶接チップ２０，２２′の各々をそれぞれ含む一対の溶接ガン（図示せず）が部品２２，２４をスポット溶接する（３６）ために用いられる。図４に示されているように、第１及び第２の溶接チップ２０，２２′は、溶接されるべき部品２２，２４の互いに反対側で互いに整列する。溶接チップ２０，２０′は、好ましくは、同一の設計を有し、そして同一の機能を同時に実行する。例えば、第１の溶接チップ２０が第１の部品２２に係合し、その間、第２の溶接チップ２０′が第２の部品２４に係合し、又はその逆の関係が成り立つ。したがって、以下の説明は、幾つかの場合において第１の溶接チップ２０及び第１の部品２２についてのみに係るが、その説明は、第２の溶接チップ２０′及び第２の部品２４にも当てはまる。
【００２０】
本方法は、好ましくは部品２２に接触する前に、電力を溶接ガンに供給するステップを含む第１の段階で始まり、それにより溶接チップ２０を駆動してこれがその中心軸線Ａ回りに回転するようにする。例示の実施形態では、回転ステップは、溶接チップ２０が部品２２の表面に接触する前に始まり、その目的は、プロセス時間を短縮することにある。例示のスポット溶接プロセスの第１段階は、部品２２，２４を互いに圧着するステップを更に含み、その後、電流Ｉ又は熱を溶接チップ２０，２０′又は部品２２，２４に加える。この冷間圧着の第１段階を任意の状況で利用することができるが、代表的には、例えば製造公差に起因して部品２２，２４相互間の隙間が存在している場合に利用される。第１段階は、溶接プロセスの開始時の第１の期間を含み、この期間の間、回転式溶接チップ２０，２０′が先ず最初にスポットを部品２２，２４の各々の表面に沿って接触させる。図３に示されているように、第１の段階中、溶接チップ２０，２０′には電流Ｉは流されない。回転式溶接チップ２０，２０′が部品２２，２４にいったん接触すると、第１段階は、相当大きな力Ｆを溶接チップ２０，２０′によって部品２２，２４に加えるステップを含む。溶接チップ２０，２０′が回転しているとき、図４に示されているように第１の溶接チップ２０の中心軸線Ａを第２の溶接チップ２０′の中心軸線Ａ′に整列させる。
【００２１】
溶接チップ２０は、第１の段階中、連続的に又は間欠的に回転することができる。回転中の溶接チップ２０が力を生じさせると、部品２２の表面上に存在する酸化物層があれば、これは除去される。回転中の溶接チップ２０は又、部品２２の表面に施されている被膜があればこれに掻き傷を付け、これを除去し、状態調整し、或いはこすり落とすことができる。第１段階の終わりに、溶接チップ２０に加えた力Ｆを代表的には第２の段階に備えて減少させる。
【００２２】
図３に示されている例示の方法の第２段階は、部品２２を軟らかくするステップを含む。第１の期間の直後の第２の期間である第２段階中、力Ｆを回転中の溶接チップ２０に一定レベルで依然として加える。次に、部品２２を軟らかくするために電流Ｉを発生させてこれを溶接チップ２０に流す。図３は、電流Ｉが当初増大し、次に第２段階全体を通じて一定レベルのままであり、他方、電気抵抗Ｒは、第２段階の開始時に最も高く、そして第２段階全体を通じて連続的に減少する。
【００２３】
部品２２の温度は又、第２段階中、溶接チップ２０が部品２２と接触関係をなした状態で引き続き回転しているときに増大する。かくして、回転中の溶接チップ２０の係合している部品２２の表面に沿うスポットは、溶け始め、溶接チップ２０は、窪み３２及び窪み３２の中心から上方に延びるピン３４を形成し始める。ピン３４がいったん生じると、溶接チップ２０は、ピン３４回りに回転する。切欠き３０及びピン３４は、溶接チップ２０の中心軸線Ａのところに回転軸線を固定し、溶接チップ２０が回転ステップ中、中心軸線Ａに対して半径方向に動くのを阻止する。換言すると、切欠き３０及びピン３４は、溶接チップ２０を部品２２に固定し又は固着し、溶接チップ２０が第２段階の回転ステップ中、その中心軸線Ａに対して半径方向に動き又はずれるのを阻止する。
【００２４】
溶接チップ２０は、第２段階中、連続的に又は間欠的に回転することができる。いずれの場合においても、溶接チップ２０は、部品２２の溶けたアルミニウム又は他の導電性金属が溶接チップ２０の接触面２８又は切欠き３０にくっつくのを阻止するのに足るほど迅速に回転する。また、部品２２の表面上に酸化物がないことにより、溶けた金属がくっつくのが阻止される。かくして、溶接チップ２２の有効寿命が改善される。
【００２５】
図３に示されている例示の方法の第３段階は、溶接段階である。第２の期間の直後の第３の期間である第３の段階中、力Ｆは、第２の軟化段階の場合と同一レベルに維持される。しかしながら、電流Ｉは、その最も高いレベルまで急増し、そして第３段階の大部分の間、そのレベルのままであり、他方、電気抵抗Ｒは、引き続きゆっくりと減少する。溶接チップ２０が回転を続けているとき、温度は、引き続き増大し、部品２２の表面に沿うスポットは、引き続き溶ける。第３の段階中、切欠き３０は、引き続き溶接チップ２０を部品２２の表面に固定し、他方、ピン３４は、回転式溶接チップ２０のための固定された回転中心軸線Ａとなる。かくして、切欠き３０は、加えられる力Ｆ及び電流Ｉの正確な印加位置の設定を可能にし、それにより、完成状態の構造体２５に高い品質のスポット溶接部３６が得られる。切欠き３０は又、溶接チップ２０が動き、滑り又はスキッドして定位置から外れるのを阻止し続ける。第３段階の終わりに向かって、溶接ナゲットとも呼ばれているスポット溶接部３６が代表的には２つの部品２２，２４のどこかに形成される。第３段階の終わりに、電流Ｉは、ゼロまで急減し、電気抵抗Ｒは、ゼロまで次第に減少し、溶接チップ２０及び部品２２の温度は、減少し始める。かくして、部品２２は、第３段階の終わりに及び第３段階の後に冷え始める。
【００２６】
図３に示されている例示の実施形態では、第４段階は、鍛造を含む。鍛造は、特に部品２２が合金で作られている場合、部品２２の表面に沿う亀裂発生を減少させる上で有益であるが、鍛造ステップは、必要ではない。第３期間の直後の第４期間であるオプションとしての第４の段階中、電流Ｉを切り、溶接チップ２０及び部品２２は、引き続き冷える。第４段階中に溶接チップ２０により部品２２に加えられる力Ｆは、第２段階及び第３段階と比較して増大する。第４段階中に加えられる力Ｆは、第１段階中に加えられる力Ｆとほぼ同じであり又は少なくともこれに等しく、力Ｆは、第４段階の大部分の間、この高いレベルのままである。高能力溶接ガンが第１段階及び第４段階中の力Ｆのこの高いレベルを達成するのに必要な場合がある。加うるに、溶接チップ２０は、オプションとして、第４段階中、回転するのが良い。
【００２７】
溶接チップ２０は、代表的には、第３段階後の或る時点でその中心軸線Ａ回りに連続的に回転するのを停止する。この方法がオプションとしての第４段階を含む場合、溶接チップ２０は、第４段階前、第４段階中、又は第４段階後に連続的に回転するのを停止する。次に、冷却段階（図３には示されていない）が第３段階後かオプションとしての第４段階後かのいずれかで始まり、この場合、溶接チップ２０によって形成された窪み３２及びピン３４は、凝固して第１部品２２と第２部品２４を接合する完成状態スポット溶接部３６をもたらすことができる。冷却段階の始めに、溶接チップ２０は、部品２２と依然として接触状態にあり、この方法は、好ましくは、溶接チップ２０をその中心軸線Ａ回りに第１の方向に３６０°未満「旋回」させ又は回転させ、好ましくは、次に、溶接チップ２０をその中心軸線Ａ回りに第１の方向とは逆の第２の方向に３６０°未満回転させるステップを含む。例えば、旋回ステップは、一方向における１０°の回転又は時計回りの方向における５°の回転、次の反時計回りの５°の回転を含むのが良い。この旋回ステップは、アルミニウム又は他の導電性金属が溶接チップ２０にくっつくのを一段と阻止する。旋回動作を連続的にか間欠的にかのいずれかで複数回繰り返すのが良い。また、旋回ステップは、スポット溶接プロセスの他の段階に組み込まれても良い。部品２２の表面上に形成されたピン３４は、旋回ステップ中、溶接チップ２０の切欠き３０内に設けられたままであり、溶接チップ２０を旋回ステップ中、定位置に保つ。
【００２８】
本発明は更に、構造体２５を提供し、この構造体は、図５及び図６に示されているようにアルミニウムで作られた第１の部品２２とアルミニウム又は別の金属材料で作られた第２の部品２４をスポット溶接部３６によって互いに接合したものである。スポット溶接部３６は、各部品２２，２４の表面上の窪み３２及び各窪み３２の中心から上方に延びるピン３４を有する。窪み３２は、代表的には、凹面を備え、ピン３４は、この凹面の中心から上方に延びている。第１の部品２２内に形成されたピン３４は、好ましくは、第２の部品２４内に形成されたピン３４と整列する。ピン３４は、本発明の切欠き付き溶接チップ２０を用いて形成されるスポット溶接構造体２５を識別しやすくする。各窪み３２の深さｄ2及び直径Ｄ2は、溶接チップ２０並びにスポット溶接プロセスの圧力及び温度に応じて様々であって良い。しかしながら、各窪み３２の全断面積は、代表的には、図５に示されているように、各ピン３４の全断面積よりも大きい。切欠き付き溶接チップ２０を用いて形成されるスポット溶接部３６は、切欠き３０なしの他の溶接チップを用いて形成されるスポット溶接部よりも品質が高い。
【００２９】
明らかなこととして、上述の教示に照らして本発明の多くの改造及び変形が可能であり、これらは、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内に属する状態で、具体的に説明した形態以外の形態で実施できる。
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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