"キャップ型抵抗溶接用電極に於いて、作業部の芯部だけがCr叉は及びZrを必須の添加元素とする析出硬化させた銅合金で残余部が純銅であることを特徴とする複合電極。但し芯径は限界径より少し大き目とする。芯材が時効硬化させた銅基四元合金CuNiSiCrである請求項1の複合電極。但しNiは1.5~15、Crは0.5~3.0、SiはNiSi重量比を3.4~4.5にする。亜鉛メッキ鋼板の溶接に伴う電極の摩耗以下溶着摩耗叉は単に溶着若しくは摩耗を減らしたい。キャップ型電極に於いて、作業部の芯部にはCr叉は及びZrを必須の添加元素とする時効硬化させた銅合金材を残余部には純銅材を充てる。芯材は時効硬化させたCuNiSiCr系四元合金でもありうる。なお芯径は限界径より少し大き目にする。以下は上記手段の補完をも兼ねる。無垢電極内での溶接状況を想像してみる。溶着摩耗は亜鉛と銅の合金化に起因する。熱くなるところを速く冷やせば摩耗は減る。熱くなっていくのは先ず電極先端の表層部である。瞬時的に見れば電極の残り全部は冷やし金として機能する。冷やし金には銅が最適である。さりとで電極全体を銅にするのは無理である。研磨によるのではなく摩耗が原因で消耗していくことになるのは作業部の大約限界径で画される中心部以下芯である。残余部以下スリーブを銅にするのは無理ではない。無垢電極の90を銅にしても結果物は電極として機能する。銅がくるべきところに冷却能に劣る芯材を持ってきたのが無垢電極である。溶着摩耗を早める材料構造になっている。そこでスリーブ ゙の材質を純銅にし芯材だけに耐溶着性をもたせれば電極目的には必要十分と考えた。作業仮説として芯を耐溶着性にするのは芯材を銅合金としたとき合金元素になっているCr又は及びZrの化学的な働きである。CrもZrも耐溶着性に寄与するのは銅に固溶した分である。Crは約0.5しか溶けない。Zrはもっと溶けない。だからこそ硬さと導電率を向上させる時効硬化処理が可能になる。問題の先取りになるかもしれないことを覚悟して言えば、これだけのCr量では十分な耐溶着性を付与するには至らない。そのときにはIngerson合金特許文献1に援けを借りればよい。有望な芯材候補に思えるからである。因みに該合金は時効硬化型銅基CuNiSiCr系4元合金である。以下内容を略述する。珪化物の形成と熱処理で銅の改質を図った試みとしてはCorson合金が最初である特許文献2。Corson氏は珪化物形成金属CrNiCoのいずれかが単独で溶けている場合を扱った。対してIngerson氏はCrとNiが共存している場合を扱った。単独か共存かで変わるのはCrの固溶限の決まり方である。珪化物形成金属がCrだけのときCrに対する溶媒はCuである。CrとNiが共存しているときはCuNiになる。CrとNiはNiとCuと同様よく固溶しあう。このことから推してCrはCuよりもCuNiに多く溶けやすい。因みにSiはCrの固溶限には影響しない特許文献2。固溶限以上のCrを銅中に取り込みたければNiを呼び水にすればよいことになる。Ingerson合金の成分選びと量決め以下組成には順序がある。先ずNi量を10前後に選ぶ。SiはNiSi重量比が3.4~4.5の間に落ちるものに決める。Cr量は0.5~2.0の間にとる。Siの機能は先ずNiの珪化にある。Crのそれは余剰になったSiを自らの珪化で消尽することにある。溶製体を溶体化し時効してNi珪化物、Cr珪化物及び自由Crを析出粒子として銅中に分散させることは従来のCu-Cr合金の場合と変わらない。Ingerson合金が芯材であるためには己自身の限定の他に芯材としての限定が必要である。次のように決めた。Ingerson合金の限定は8.5~11.5Ni且つ0.5~2.0Crである。Ingerson合金の骨子はCorson合金CuNiSiである。これまで呼び水と呼んできたものの正体でもある。Corson合金で微細有効な珪化物を形成する最多Ni量は7.5である。それを超える分は無効有害な粗大粒になる特許文献2。Cu11.2Ni16Cr-2.5~3.29Siの実例特許文献1については斯様な指摘を欠く。Crが粗大化阻止元素として働くと考えられる。Niの上限には上の11.2に近い15を適切とみる。Crの保持能目的に8.5Niの下限は不要である。下限は上限内での選択の問題として扱えば足る。特許文献3の特許発明に倣って1.5とする。Ingerson合金でのCrの役割は骨子のCorson合金の修飾にあった。少量で済ませていた所以である。Cr増が目的である本芯材には上限を3.0とする。芯材には自由Crよりもその珪化物が好ましい。Cr珪化物の増を図るという考えは元々Ingerson合金にはなかった。Si量をNiSi比だけから決めているのがその証左である。Si量は検討に値する。当面は実施者のリスクで適正値を試行錯誤してみるしかない。Crの下限についてはNiの下限との整合性だけを問題にするだけでよい。元の侭で不都合はない。Ingerson合金は元々プラスチックの成型鋳型材として限定された。芯材として限定されたものを同じ名で呼んでも混乱は生じない。重宝されているCrの対極にあるのがSiである。予想ではNiを道連れにしているSiにもCr同様の化学的働きがある。吾人がIngerson合金へ傾斜したのは高Crだからではない。高Crにできるからである。高SiにもSiとCrの混成にもできるからである。何れが芯材としての是かは事実に訊くことにする。CrとSiの共存はCorson合金CuCrSiを元祖とする。この系ではCr量が限られておりそれに見合うSi量にも制限があった。Corson合金CuNiSi系にCr成分を加えたIngerson合金は先のCorson合金の改良になっている。溶製材として出発するIngerson合金でのNiはCrの呼び水として機能する。Crの固溶限はNi量で決まる。SiもCrも銅の導電率には有害な添加物である。熱処理でNi珪化物に転じると毒性は消える。特許文献2。毒で毒を制することになる。先のCorson合金ではCrだけだったSiの受容体はNiとの二つになった。Siの配分は受容体の親和力と量で決まる。今やSi増もCr増も意の侭になる。Cr珪化物とNi珪化物との異同はさて置いた。Cr増を伴わないSi増は可能である。Si増を伴わないCr増は不可能である。後文はIngerson合金の前提に他ならない。純粋の溶着摩耗はない。程度の差はあるが酸化摩耗を伴う。場合によってはこれが主になる。SiもCrも酸化摩耗の抑制に有効である。鉄合金からの類推に拠る。被溶接材の一部叉は全部が非メッキ鋼板でも本電極は有用である。純Niと純Cuとの比較では純Niの方がZnに溶けやすい。溶接中にNiが溶出しては総てが徒労になる。純CoはZnに溶けない。幸いにCoもCrの呼び水として機能する。万が一にはNiのCoによる置換で備える。置換はNiの一部たると全部たるとを問わない。本発明の対象になる芯材を整理する。簡単なものにCr叉は及びZrを必須の合金元素とする市販の銅合金がある。狭い固溶限内でのことであるから合金量は別に限定しない。慣習は固溶限が一杯になるように決めている。必須の合金元素とは合金の同一性をそれだけについてみるものをいう。他の元素以下任意元素との並存を禁じるものではない。Siは重要な任意元素のひとつである。Crと共にCorson合金の一つを形成するからである。自由なSiは大幅に導電率を損なう。ZrとSiの反応は多分ない。あってもZrは少量しか固溶しないので影響はないとみてよい。銅での固溶限以上のCrを望むときは芯材としてのIngerson合金叉はそれのNiをCoで置換したものを使えばよい。このときZrは任意元素として扱う。複合化で気になるのは銅の強さ叉は硬さである。溶接時に芯径6mmの電極にかかる押圧力は2000~3000Nである。これを受ける芯にとって左程苛酷な負担ではない。芯を支えるスリーブには肉薄の掴み部でみても芯ほどの硬さは要らない。HRF40で足る。これは水素中で溶解した工業用純銅の硬さである。作業部にくるスリーブは肉厚であり表面まで熱くなるわけではない。H材でなくてもよい。硬さが必要なのは芯である。それもへたりに堪える以上の硬さは要らない。硬いからとて溶着摩耗が減るわけではない。こすり摩耗とは違う。これまで本電極の製法に触れる機会がなかった。予定では芯とスリーブのかん合体を冷間鍛造接合する。Corson合金は激しく冷間加工すると軟化すると言われている特許文献2。鍛接が強加工に該当する虞がある。元のIngerson合金よりもNi量が少ないもの特許文献3,4について実際に調べた限りでは反対に若干硬化した。Corson合金とIngerson合金との違いかも知れない。鍛造条件の設定が幸いしたのかもしれない。最後に芯径について一言する。明らかに芯径は限界径を下回ってはならない。電極先端が限界径に達する前にスリーブが鋼板に接触してしまうことになるからである。このときの溶着は危険である。さりとて限界径よりも大きくし過ぎるのは本発明の理念に反する。無垢電極に近付けることに通じるからである。芯径は限界径に近くそれを下回る虞がないのが望ましい。因みに限界径は使用者の判断で決まる量であって芯材とは無関係である。芯材に関係するのは一研削で可能な溶接打数である以下寿命。累積寿命を作業部の寿命とする見方もある。芯長は複数回の研磨を予定して決めるのが普通である。本電極では最初の研磨で見た寿命が一番短く最終の研磨で見た寿命が一番長くなる筈である。芯は小片化すればするほど冷却が容易になるからである。最初の研磨の寿命を長くしたいときがある。そのときは初めから芯を短くする。この理由で芯長は限定しない。芯とスリーブの接合は芯が短くなっても有効なものでければならない。総括する。以下は本発明で想定されている電極のモデルである。芯とスリーブから成る電極は一つの装置である。電極の寿命は芯材とスリーブ材を入力とするこの装置の出力に対比できる。吾人が知りたいのは大きな出力を産む入力の組である。ふたつを同時に動かしてみる必要はない。銅が最適なスリーブ材であることは判っている。スリーブ材をこれに固定して芯材だけを動かしてみれば十分である。芯材は単なる入力である。任意でありうる。差し当たり導電率の高低は問わない。出力が問われるだけである。芯材は摩耗試験で選別する。芯材だけの評価は無意味か時には不可能である。芯材の尺度は本電極自身である。評価は出力で見なければならない。電極材は一応の芯材たりうる。如何なる無垢電極といえども芯を同材にした本電極には敵わない。前文の逆は成立しない。それだけに新電極の誕生が期待できる。"