WO2017038981A1 - スポット溶接方法 - Google Patents

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WO2017038981A1
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welding
energization
welded
electrode
spot
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PCT/JP2016/075839
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千智 吉永
康信 宮▲崎▼
邦夫 林
裕之 川田
泰山　正則
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新日鐵住金株式会社
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    • B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/241—Electric supplies

Definitions

  • the present invention relates to a spot welding method for a plurality of steel sheets including a zinc-based plated steel sheet.
  • Zinc-based galvanized steel sheets are widely known to have good corrosion resistance. From the viewpoints of lightening and increasing the strength described above, zinc-based galvanized steel sheets used for automobiles are made of high-strength steel sheets. The used zinc-based plated high-strength steel sheet is used.
  • Spot welding is mainly used in the assembly of automobile bodies and parts.
  • a zinc-based plated high-strength steel plate there is a problem that cracks occur from the outer surface of the steel plate in contact with the welding electrode toward the nugget.
  • FIG. 1 the outline of the crack of the welding location at the time of performing spot welding to a zinc-based plated steel plate is shown.
  • spot welding is performed on the galvanized steel sheet 1
  • a crack 3 that progresses from the outer surface of the steel sheet 1 in contact with the welding electrode toward the nugget 2
  • a crack 5 that progresses from the electrode shoulder to the heat affected zone 4 occur. It has been known.
  • This crack is caused by the applied pressure of the electrode, the thermal expansion and contraction of the steel sheet, and the tensile stress due to the shrinkage applied to the welded part. It is said to be a crack caused by so-called liquid metal embrittlement caused by entering the boundary and lowering the grain boundary strength.
  • the strength decreases when cracks in the welded portion are significant, and a technique for suppressing cracks in the welded portion by controlling the composition and structure of the steel sheet is known.
  • Patent Document 1 adjusts the component composition of a steel sheet, changes the austenite phase generated during spot welding to fine crystal grains, and has a metal structure that is complicated with the crystal grains of other phases.
  • a technique is disclosed in which the diffusion and penetration path of molten zinc into the crystal grain boundary is complicated to make it difficult for the molten zinc to enter, thereby preventing liquid metal embrittlement cracking during spot welding.
  • Patent Document 2 describes that the crack generation in the welded part may not be sufficiently suppressed only by making the crystal grain boundaries complicated by controlling the structure of the steel sheet.
  • the composition of the steel sheet is adjusted, the grain boundary oxidation depth of the hot-rolled steel sheet is 5 ⁇ m or less, and the Fe-based electroplating process is performed on the cold-rolled steel sheet before galvannealing.
  • Patent Document 3 discloses a technique for removing plating at a butt portion of a strip end portion in order to prevent liquid metal embrittlement when an ERW steel pipe is manufactured from a steel plate plated with zinc or the like. ing.
  • FIG. 2 the schematic of the cross section of the plate
  • FIG. 2 in the spot welded joint where the desired tensile strength cannot be obtained, cracks 6 immediately outside the corona bond on the overlapping surface of the steel plates were generated. Moreover, the crack 7 at the time of the corrugated bond nugget sometimes occurred.
  • a state in which the axis of the welding electrode and the perpendicular to the surface of the steel sheet in contact with the welding electrode are non-parallel (b) The distance from the tip of one welding electrode to the surface of one steel sheet, and the other welding The state where the distance from the tip of the electrode to the other steel plate surface is different (c) The state where the axis of the other welding electrode is displaced from the extension line of the axis of the one welding electrode (d) The welding location With a gap between the overlapping surfaces
  • the steel sheet and the welding electrode are not contacted immediately after the energization between the welding electrodes is completed.
  • the welding electrode is held under pressure after the end of energization and the molten zinc-based plating is solidified before the electrode is opened, cracks may not occur on the corona bond directly outside or on the corona bond nugget. I found it.
  • the squeeze time from when the welding electrode is brought into contact with the steel plate to be welded to when welding energization is started is set to a predetermined time or more, even if there is a disturbance factor as described above, the corona bond directly It has been found that cracking may not occur on the outer or corona bond nuggets.
  • the present inventors have found a tendency for the joint strength to decrease when the pressure holding is continued, and examined the pressure holding time during which cracking can be suppressed and the joint strength is not reduced. It was found that by making the time and the squeeze time a function of the total plate thickness, cracks can be suppressed and sufficient joint strength can be obtained.
  • the present invention is a crack that occurs at the time of corona bond directly outside the corona bond and on the corona bond nugget even when various disturbance factors exist. It is an object of the present invention to provide a spot welding method capable of suppressing high temperature and forming a high quality spot welded joint.
  • a spot welding method is a method of spot welding a welded member composed of a plurality of steel plates on which at least welded portions are overlapped, wherein the welded member is at least The overlap surface of the weld location includes at least one steel plate coated with zinc-based plating, and the total thickness t (mm) of the plurality of steel plates is 1.35 mm or more, and is welded to the welded member.
  • the squeeze time St (seconds) from when the electrode is brought into contact to when welding energization is started to the welding electrode satisfies the following (Equation 1), and the welding electrode and the welded object from the end of welding energization between the welding electrodes
  • the retention time after welding Ht (seconds) until the member is brought into non-contact satisfies the following (formula 2).
  • 0.020 ⁇ St (Expression 1) 0.015t 2 + 0.020 ⁇ Ht (Formula 2)
  • the welding holding time Ht (second) and the squeeze time St (second) further satisfy the following (formula 3): May be satisfied.
  • At least one of the plurality of steel plates has a tensile strength of 780 MPa or more.
  • strength of a to-be-welded member are attained by making a steel plate into a high strength steel plate whose tensile strength is 780 Mpa or more.
  • the pre-energization is further performed before the welding energization, and the welding energization
  • the start time may be the start of energization of the previous energization.
  • the pre-energization is further performed before the welding energization, and the welding energization
  • the start time may be the start of energization of the pre-energization
  • the post-energization may be further performed after the welding energization
  • the end of the welding energization may be the end of energization of the post-energization.
  • CTS cross tensile strength
  • the spot welding method according to the present embodiment is a method of spot welding a member to be welded composed of a plurality of steel plates on which at least welded portions are overlapped.
  • the spot welding method at least one of the plurality of steel plates is coated with zinc-based plating on at least the overlapping surface of the welding locations.
  • the total thickness t (mm) of the plurality of steel plates is 1.35 mm or more.
  • the squeeze time St (seconds) from when the welding electrode is brought into contact with the member to be welded to when welding energization is started satisfies the following (formula 1), and between the welding electrodes:
  • the post-weld holding time Ht (seconds) from the end of welding energization until the welding electrode and the member to be welded are not in contact satisfies the following (formula 2).
  • 0.020 ⁇ St (Expression 1)
  • the squeeze time St means the time from the time when the welding electrode is brought into contact with the surface of the steel plate as the member to be welded to the time when welding energization is started.
  • the time point at which welding energization is started means a point in time when the overlapping surfaces of the steel plates to be welded contact each other at the welding location and the pressure applied to the electrode is increased.
  • the squeeze time St is in a range of 0.020 seconds or more defined by (Equation 1).
  • This formula is an experimentally obtained formula, and if the squeeze time St is in the range of (Formula 1), the axis of the welding electrode is inclined with respect to the surface of the steel plate or the welding location Even when there is a gap between the overlapping surfaces, there is a sufficient effect of reducing the influence of these disturbance factors. As a result, it is possible to relieve the tensile stress when the welding electrode is released after welding, and to suppress cracks immediately outside the corona bond or at the time of the corona bond nugget.
  • FIG. 3 shows an experimental example relating to a stress change when spot welding is performed with the strike angle of the welding electrode (angle of the axis of the welding electrode with respect to the normal of the steel sheet surface) set to 5 degrees as a disturbance factor.
  • the stress before and after releasing the welding electrode after welding in a state where there is no disturbance factor and a disturbance factor (the hitting angle is 5 degrees) and the squeeze time St is 0.01 seconds and 0.10 seconds. Changes are shown.
  • a tensile stress is generated when the electrode is released due to the presence of a disturbance factor, but this tensile stress can be relaxed by setting the squeeze time St to a range defined by (Equation 1). .
  • the holding time Ht is defined as a function of the total thickness t of a plurality of steel plates.
  • the expression (Expression 2) that defines the relationship between the total thickness t and the post-weld holding time Ht is an expression obtained experimentally.
  • FIG. 4 shows the relationship between the total thickness t and the post-weld holding time Ht regarding cracks immediately outside the corona bond or at the time of corona bond nugget.
  • FIG. 4 is created from experimental results described later and experimental results with various plate assemblies.
  • Equation 1 is the case where the total thickness is 1.35 mm or more Applicable to.
  • the results shown in FIG. 4 show that when spot welding is performed using two steel sheets of various steel types coated with zinc-based plating, the total thickness t of the steel sheets and the distance between the welding electrodes
  • the welding post-welding time Ht from when the welding energization ends until the welding electrode and the member to be welded are brought into contact with each other is variously changed.
  • the presence or absence of the crack at the time of the corona bond right outside or corona bond nugget was confirmed.
  • the crack in the nugget of corona bond right outside or corona bond was confirmed by observing the cross section of the plate
  • the part where the welding residual stress increases immediately outside the corona bond and during the corona bond nugget is in a compressed state in the process of being crushed by the welding electrode during spot welding, but is in a tensile state when the welding electrode leaves the steel plate surface. And tensile stress occurs.
  • the occurrence of cracks in the corona bond directly outside and on the corona bond nugget is caused by the fact that the zinc-plated metal melted directly outside the corona bond has a high residual welding stress in the corona bond directly outside and on the corona bond nugget after welding. It is caused by intruding into the crystal grain boundary and lowering the grain boundary strength.
  • the welding electrode Since the location where the residual stress increases occurs after the welding electrode is separated from the steel plate surface (after the electrode is opened), the welding electrode is kept under pressure after energization (holding time after welding Ht is extended). By solidifying the molten zinc-based plating before opening the electrode, the molten zinc-based plating does not enter the crystal grain boundaries of the steel sheet at the location where the welding residual stress is high, and cracks can be suppressed. Since the solidification of the zinc-based plating is related to the ease of cooling the steel sheet, that is, the total thickness t of the member to be welded, the post-welding holding time Ht of the welding electrode is adjusted as a function of the total thickness t. Thereby, the crack at the time of the nugget of corona bond right outside or a corona bond can be suppressed.
  • the spot welding method according to this embodiment is basically the same as that of the first embodiment.
  • the spot welding method according to the present embodiment is a method for spot welding a welded member composed of a plurality of steel plates on which at least welding locations are overlapped, and at least the welding is performed on at least one of the plurality of steel plates.
  • the overlapping surfaces of the portions are covered with zinc-based plating, and the total thickness t (mm) of the plurality of steel plates is 1.35 mm or more.
  • the welding electrode After the welding electrode is brought into contact with the welded member, the welding electrode The squeeze time St (seconds) until starting welding energization satisfies the following (formula 1), and welding from the end of welding energization between the welding electrodes until the welding electrode and the member to be welded are not in contact with each other.
  • the post-holding time Ht (second) satisfies the following (formula 2), and the welding holding time Ht (second) and the squeeze time St (second) further satisfy the following (formula 3).
  • 0.020 ⁇ St (Expression 1) 0.015t 2 + 0.020 ⁇ Ht (Formula 2) Ht + St ⁇ 0.20t 2 ⁇ 0.40t + 1.50 (Formula 3)
  • the sum of the holding time Ht and the squeeze time St is defined as a function of the total thickness t of a plurality of steel plates, as defined by (Equation 3).
  • FIG. 5 shows the relationship of the sum of the post-weld holding time Ht and the squeeze time St with respect to the total plate thickness t in the joint strength of the welded member after welding.
  • FIG. 5 is created from the below-described examples and experimental results with various plate assemblies, and various conditions are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 5 shows the result of confirming the cross tensile strength (CTS) measured by applying a tensile load in the peeling direction for the obtained welded joint.
  • the cross tensile strength (CTS) was confirmed by a method defined in JIS Z3137.
  • the squeeze time St When the squeeze time St is long, the effect of suppressing the disturbance factor is increased. In this case, since the holding time Ht is shortened, the cooling rate of the welded portion does not become too fast, and the hardness of the nugget and the heat affected zone does not increase, so the cross tensile strength does not decrease. On the other hand, when the squeeze time St is short, productivity is improved, and by increasing the holding time Ht, sufficient toughness can be obtained and sufficient joint strength can be obtained. That is, according to the spot welding method having the above-described configuration, it is possible not only to suppress cracking at the corona bond directly outside and at the corona bond nugget, but also to obtain a desired joint strength while ensuring productivity.
  • FIG. 6A is a schematic view showing a state in which the axial center 9 of the welding electrode 8 and the perpendicular 10 on the surface of the steel plate 1 in contact with the welding electrode 8 are non-parallel.
  • the axis 9 of the welding electrode 8 has an angle called a striking angle with respect to the normal 10 on the surface. If the welding electrode 8 is brought into contact with the surface of the steel plate 1 in a state where the angle of attack is greater than 0 degrees (a state where the axis 9 of the welding electrode 8 is not perpendicular to the surface of the steel plate 1), FIG. Thus, the steel plate 1 is deformed. Due to such deformation, a portion where the stress is relatively high is generated in the vicinity of the corona bond, and a crack is easily generated in this portion.
  • the spot welding method of the first embodiment or the second embodiment has an effect of suppressing these cracks. is there.
  • the striking angle is 5 degrees or more, there is a tendency that the joint strength is significantly reduced due to further cracks immediately outside the corona bond and the nugget of the corona bond, but the spot of the first embodiment or the second embodiment described above. In the welding method, such a deterioration in quality can also be suppressed.
  • Disturbance factor (b) A state in which the distance from the tip of one welding electrode to the surface of one steel plate is different from the distance from the tip of the other welding electrode to the surface of the other steel plate.
  • an equalizing mechanism may be provided to maintain the center position of the held plate.
  • the spot welding gun is increased in size by that amount, and the welding robot must be adapted to the size, which increases the cost of the welding robot. Therefore, the spot welding gun may be welded without providing an equalizing mechanism.
  • the steel plate 1 closest to the tip portion from the tip portion of one welding electrode 8 is provided immediately before the welding electrode 8 is brought into contact with the member to be welded (steel plate 1).
  • the distance to the surface is different from the distance from the tip of the other welding electrode 8 to the surface of the steel plate 1 closest to the tip.
  • the spot welding method according to the first embodiment or the second embodiment has an effect of suppressing cracks immediately outside the corona bond or at the time of corona bond nugget.
  • Disturbance factor (c) A state in which the axis of the other welding electrode is displaced with respect to the extension of the axis of one of the welding electrodes. 6A, the axis 9 of the other welding electrode 8 is displaced from the extension line of the axis 9 of the one welding electrode 8, as shown in FIG. Misalignment may occur. When welding is performed with such electrode misalignment, deformation as shown in FIG. 6B is applied, and stress may occur in the vicinity of the corona bond.
  • the spot welding method of the first embodiment or the second embodiment has an effect of suppressing these cracks. Further, even when the electrode core misalignment of the welding electrode is 1 mm or more and a larger stress is generated, there is an effect of suppressing cracking by the spot welding method of the first embodiment or the second embodiment.
  • Disturbance factor (d) a state having a gap between the overlapped surfaces of the welding locations As shown in FIG. 9A, the welding location such as when another member 11 is inserted between the steel plates 1. In some cases, spot welding is performed with a gap (hereinafter also referred to as “plate gap”) between the steel plates 1 on the overlapping surface.
  • plate gap a gap between the steel plates 1 on the overlapping surface.
  • the spot welding method of the first embodiment or the second embodiment has an effect of suppressing such cracks. Further, even when the plate gap is 1 mm or more, further 2 mm or more and a larger stress is generated, there is an effect of suppressing cracking by the spot welding method of the first embodiment or the second embodiment.
  • the welded members are a plurality of steel plates on which the welding locations are overlapped, and at least one of the steel plates is a steel plate coated with zinc-based plating. It is preferable to prepare. For example, two steel plates coated with zinc plating and having a tensile strength of 780 MPa or more, Ceq of 0.15 mass% or more, and a plate thickness of 0.5 to 3.0 mm may be prepared.
  • the electrode has a dome radius tip diameter of 6 to 8 mm, pressurization force of 1.5 to 6.0 kN, energization time of 5 to 50 cycles (power frequency 50 Hz), energization current of 4 to 15 kA It is good.
  • a member to be welded to be spot welded is particularly limited as long as it is composed of a plurality of steel plates on which at least welded portions are overlapped, and at least one of the steel plates is covered with zinc-based plating. It is not something.
  • spot welding is performed with a plurality of steel plates in which zinc-plating is coated on the overlapping surfaces of all spot-welded steel plates or steel plates in which zinc-plating is coated on the overlapping surfaces of spot-welded steel plates.
  • the steel sheet include a steel sheet that is not coated with zinc-based plating.
  • the contact surface with the welding electrode is coated with zinc-based plating. It may or may not be coated. However, in consideration of the corrosion resistance of the spot welded joint, it is preferable that the contact surface with the welding electrode is also coated with zinc-based plating.
  • the plate thickness of each steel plate to be spot welded is not particularly limited, and can be 0.5 to 3.0 mm.
  • the total thickness t of the plurality of steel plates is 1.35 mm or more, and the upper limit is not particularly limited, and the total thickness t can be 7.0 mm or less.
  • a more preferable lower limit value of the total sheet thickness t is 2.4 mm or more, and further preferably 2.7 mm or more.
  • the upper limit value of the total thickness t is more preferably 4.0 mm or less, and still more preferably 3.2 mm or less.
  • the steel plate may have at least part of a plate-like portion, and the plate-like portion may have a portion where the plate-like portions are stacked on each other, and the whole may not be a plate.
  • the plurality of steel plates are not limited to those composed of separate steel plates, and may be a superposition of a single steel plate formed into a predetermined shape such as a tubular shape.
  • the steel plate of the member to be welded that is spot-welded is not particularly limited in terms of component composition, metal structure, and the like.
  • a TRIP steel plate, etc. especially with respect to a steel plate in which the overlapped surface to be welded is coated with zinc-based plating, or a steel plate coated with zinc-based plating and a steel plate overlapped via zinc-based plating.
  • a steel plate may be particularly targeted.
  • the zinc-based plating coated on the steel plate to be welded is not particularly limited as long as it is zinc-containing plating.
  • a plating type alloyed hot dip galvanizing, hot dip galvanizing, electrogalvanizing, Zinc / nickel plating is exemplified.
  • zinc / aluminum / magnesium plating can be included.
  • pre-energization and post-energization In the spot welding method according to the first embodiment or the second embodiment, pre-energization may be further performed before welding energization.
  • the pre-energization before welding energization, the two steel plates as the members to be welded are overlapped and pressed by the welding electrodes so as to sandwich the two steel plates from both sides, and the current value is set to the pre-energization current I. It is assumed that f (kA) is used, and pre-energization is performed in which the state of the pre-energization current If (kA) is maintained for the pre-energization time t f (msec).
  • the pre-energization current I f (kA) and the pre-energization time t f (msec) are not particularly limited.
  • the pre-energization current I f (kA) is a welding energization current.
  • I W (kA) of 0.4 times or more, than the welding current of the current I W (kA), before energization time t f (msec) is more than 20msec is exemplified.
  • the current value is not immediately set to the pre-energization current If (kA), and the current value is gradually increased from 0 (zero) until the current value becomes the pre-energization current If (kA). ).
  • the welding may be performed with the current value being the welding current I W (kA) while maintaining the pressure of the welding electrode.
  • the start of welding energization is the start of pre-energization.
  • post-energization may be further performed after welding energization.
  • the current value is set to 0 (zero) while maintaining the pressurization of the welding electrode, and the current value is set to 0 (zero).
  • the cooling time is not particularly limited, and is exemplified by 1 to 300 msec in order to improve the toughness of the heat affected zone by post-energization described later.
  • the current value is set as the post-energization current I P (kA) when the unsolidified zone exists while maintaining the pressurization of the welding electrode.
  • the state of the post-energization current I P (kA) is maintained for the post-energization time t P (msec), and the post-energization is performed.
  • the post-energization current I P (kA) and the post-energization time t P (msec) are not particularly limited.
  • post-energization current I P (kA) is 0.6 times or more of the welding operation of the current I W (kA), the welding current of the current I W (kA) hereinafter, rear energization time t P (msec) are exemplified 1 ⁇ 500 msec Is done.
  • the cooling and the post-energization with a current value of 0 (zero) may be performed as one process and repeated two or more times.
  • the cooling time t S , the post-energization current I P and the post-energization time t P in the first process are the same as those conditions in the subsequent processes.
  • the total of each rear energization time t P in the rear energization preferably 80 ⁇ 2000 msec.
  • the end of welding energization is the end of energization of the post energization.
  • both the pre-energization and the post-energization may be performed.
  • spot welding Immediately after the welding current between the welding electrodes is finished on the welded member, spot welding is performed in advance so that the welding electrode and the welded member are not in contact with each other, and the cracks immediately outside the corona bond and the cracks at the corona bond nugget are confirmed. When cracking occurs, it is preferable that the welding is performed by the spot welding method according to the first embodiment or the second embodiment in the welding to the welding location.
  • the spot welding to be performed on the welded member in advance is the same as the above-mentioned spot welding without making the welding electrode and the welded member non-contact immediately after the end of the welding energization between the welding electrodes and extending the holding time Ht after welding.
  • the two steel plates are overlapped and energized while pressing the electrodes so as to sandwich the two steel plates from both sides, thereby forming a nugget having an elliptical cross section.
  • the conditions similar to the above can be adopted as the spot welding conditions at this time.
  • the crack is confirmed by cutting in the thickness direction so as to include the nugget and confirming the cross section. As shown in FIG. 2, when cracks are confirmed in at least one of the corona bond directly outside the corona bond and the corona bond nugget, the conditions defined in the first embodiment or the second embodiment are satisfied. Then, spot welding may be performed again.
  • the method for confirming the occurrence of cracks is not particularly limited.
  • a method of performing observation by observing a cross section in the plate thickness direction including the nugget, or a method of performing determination based on whether a predetermined tensile strength is obtained by performing a tensile test of a spot welded joint can be used.
  • cracks may not be observed directly outside the corona bond and when corona bond is nuggeted. Also good.
  • the conditions in the examples are one example of conditions used for confirming the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is based on this one example of conditions. It is not limited.
  • the present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.
  • Table 1 shows the steel plates A to I subjected to the test.
  • Steel plates A to F, H and I shown in Table 1 are all alloyed hot-dip galvanized steel plates, and both surfaces thereof are coated with galvanizing. Alloyed hot-dip galvanized coatings applied to steel sheets A to F, H and I are either alloyed after being applied to a galvanizing bath after annealing, or hot stamped or applied to a galvanizing bath after being applied to a galvanizing bath. It was formed through this process.
  • spot welding was performed using a servo gun type welding machine under various welding conditions and disturbance factors shown in Table 2.
  • welding was performed using an electrode having a tip diameter of 8 (mm) with a copper dome radius type having a radius of curvature of the tip of 40 (mm). During pressurization, the applied pressure was not changed.
  • each of the obtained welded joints was cut along the center line of the welded portion, and the presence or absence of cracks was determined by observing the cross section. Furthermore, the CTS (cross tensile force) of the spot welded joint was measured by the method specified in JIS Z 3137 under the same welding conditions. Table 3 shows the lower limit (Ht min) of the post-weld holding time Ht defined by (Equation 2) and the maximum value (Ht + St) of “the sum of the holding time Ht and the squeeze time St” defined by (Equation 3). max), the presence or absence of cracks, the results of CTS and weld joint strength ratio.
  • the weld joint strength ratio is a ratio based on the CTS of a spot weld joint formed with the same disturbance factors as the welding conditions other than the post-weld holding time Ht or the squeeze time St.
  • the strength ratio of the welded joint of No. 1a is obtained by subtracting the CTS of No. 1a from the CTS of No. 1 and forming the spot welded joint under the same welding conditions except for the retention time after welding Ht, and dividing by the CTS of No. 1 , 100 is a numerical value obtained by multiplying by 100.
  • the weld joint strength ratio of No. 2b is a value calculated on the basis of the CTS of No. 2. In addition, when the weld joint strength ratio was 30% or more, it was determined that CTS was lowered.
  • Example 2 Table 4 shows the steel sheet A subjected to the test.
  • the steel plate A is an alloyed hot-dip galvanized steel plate, and both surfaces thereof are coated with galvanizing.
  • the coating layer of the alloyed hot dip galvanizing applied to the steel sheet A and the composition of the coating layer are the same as in Example 1.
  • spot welding was performed on a combination of two steel plates A using a servo gun type welding machine under various welding conditions and disturbance factors. In all spot welding, welding was performed using an electrode having a tip diameter of 8 (mm) with a copper dome radius type having a radius of curvature of the tip of 40 (mm). During pressurization, the applied pressure was not changed.
  • Example 2 the presence or absence of the crack of a spot welded joint was confirmed, and CTS was measured.
  • Table 6 shows the lower limit (Ht min) of the post-weld holding time Ht defined by (Expression 2) and the maximum value (Ht + St) of “the sum of the holding time Ht and the squeeze time St” defined by (Expression 3). max), presence / absence of cracks, CTS and weld joint strength ratio. In addition, when the weld joint strength ratio was 30% or more, it was determined that CTS was lowered.
  • FIG. 10 is a cross-sectional photograph of a cross section in the plate thickness direction taken with an optical microscope at a welding location where spot welding was performed at a hitting angle of 5 degrees. It can be seen that by having the hitting angle, the deformation state of the steel sheet is different on the left and right sides of the nugget.
  • FIG. 11 is a cross-sectional photograph when spot welding is performed with a clearance of 1 mm between the steel plate and the electrode without providing an equalizing mechanism. It can be seen that the state of deformation of the lower steel plate and the upper steel plate is different at the weld location.
  • FIG. 12 is a cross-sectional photograph when spot welding is performed in a state where the axis of the welding electrode is shifted by 1.5 mm. It can be seen that the upper and lower indentations are asymmetric.
  • FIG. 13 is a cross-sectional photograph in the case where spot welding is performed in a state where there is a plate gap of 2 mm in height at a location 20 mm from the striking point on one side between the overlapping surfaces of the welding locations. It can be seen that the deformation of the steel sheet is different on the left and right sides of the nugget.
  • the present invention in the spot welding, since the retention time after welding of the welding electrode is a function of the total plate thickness, it is possible to prevent cracking at the corona bond directly outside and corona bond nugget and ensure the joint strength. it can. Especially for multiple steel sheets including zinc-plated high-strength steel sheets for automobiles, which directly affects the strength of the joints. The liquid generated directly outside the corona bond and the corona bond nugget on the overlapping surface of the steel sheets.
  • the present invention relates to a spot welding method capable of preventing metal cracking and ensuring joint strength. Therefore, the present invention has high industrial applicability.

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Abstract

少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板で構成される被溶接部材にスポット溶接をする方法であって、前記複数枚の鋼板の少なくとも一つについて、少なくとも前記溶接箇所の重ね合わせ面が亜鉛系めっきで被覆され、前記複数枚の鋼板の総板厚ｔ（ｍｍ）が１．３５ｍｍ以上であり、前記被溶接部材に溶接電極を接触させてから溶接通電を開始するまでのスクイズ時間Ｓｔ（秒）が「０．０２０≦Ｓｔ」を満たし、かつ前記溶接電極間の溶接通電終了時から前記溶接電極と前記被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間Ｈｔ（秒）が「０．０１５ｔ２＋０．０２０≦Ｈｔ」を満たすスポット溶接方法。

Description

スポット溶接方法
　本発明は、亜鉛系めっき鋼板を含む複数枚の鋼板のスポット溶接方法に関する。
　近年、自動車分野では、低燃費化やＣＯ２排出量の削減のため、車体を軽量化することや、衝突安全性の向上のため、車体部材を高強度化することが求められている。これらの要求を満たすためには、車体部材や各種部品などに高強度鋼板を使用することが有効である。
　また、車体の高防錆化の観点から、部材を耐食性に優れた鋼板で構成する必要がある。亜鉛系めっき鋼板は、耐食性が良好であることが幅広く知られており、上記の軽量化や高強度化の観点から、自動車用として用いられる亜鉛系めっき鋼板においては、めっき原板に高強度鋼板を用いた亜鉛系めっき高強度鋼板が使用されている。
　自動車の車体の組立や部品の取付けなどでは、主として、スポット溶接が使われている。しかしながら、亜鉛系めっき高強度鋼板にスポット溶接を行うと、溶接電極と接する鋼板の外側面から、ナゲットに向かって、割れが発生するという問題がある。図１に、亜鉛系めっき鋼板にスポット溶接を行った場合の溶接箇所の割れの概略を示す。亜鉛系めっき鋼板１にスポット溶接を行うと、溶接電極と接する鋼板１の外側面からナゲット２に向かって進展する割れ３や、電極肩部から熱影響部４に進展する割れ５が発生することが知られている。
　この割れは、電極の加圧力や鋼板の熱膨張、収縮による引張応力が溶接箇所に加わり、該溶接箇所の鋼板表面で溶融した亜鉛や、亜鉛と電極の銅との合金が、鋼板の結晶粒界に侵入して粒界強度を低下させて引き起こされる、いわゆる液体金属脆性に起因する割れであるといわれている。自動車車体では、溶接箇所の割れが著しいと強度が低下するという問題があり、鋼板の成分組成や組織を制御することにより、溶接箇所の割れを抑制する技術が知られている。
　たとえば、特許文献１には、鋼板の成分組成を調整し、スポット溶接時に生成されるオーステナイト相を微細な結晶粒にして、他の相の結晶粒と複雑に入り組んだ金属組織を有するものとすることで、結晶粒界への溶融亜鉛の拡散浸入経路を複雑にして、溶融亜鉛を侵入し難くして、スポット溶接時の液体金属脆化割れを防止する技術が開示されている。
　また、特許文献２には、鋼板の組織制御によって結晶粒界を複雑化するだけでは、溶接部の割れ発生を充分に抑制できないことがあると記載されている。特許文献２には、鋼板の成分組成を調整し、熱間圧延鋼板の粒界酸化深さを５μｍ以下とし、合金化溶融亜鉛めっき処理前の冷間圧延鋼板にＦｅ系電気めっき処理を行うことによって、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の粒界侵食深さを５μｍ以下にすることで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の溶接箇所における割れの発生を抑制する技術が開示されている。
　また、特許文献３には、亜鉛などのめっきを施した鋼板から電縫鋼管を製造する際に、液体金属脆化防止のために、ストリップ端部の突合せ部のめっきを除去する技術が開示されている。
日本国特開２００６－２６５６７１号公報 日本国特開２００８－２３１４９３号公報 日本国特開平０５－２７７５５２号公報
　このようにスポット溶接箇所の割れの対策は検討されているものの、一部の亜鉛系めっき鋼板のスポット溶接継手において、又は、一部の非めっき鋼板と亜鉛系めっき鋼板のスポット溶接継手において、依然として、所望の引張強度が得られないことがあった。そこで本発明者らは、この理由について調査した。
図２に、亜鉛系めっき鋼板にスポット溶接を行った後の溶接箇所における、ナゲットを含む板厚方向の断面の概略図を示す。図２に示すように、所望の引張強度が得られないスポット溶接継手には、鋼板の重ね合わせ面のコロナボンド直外の割れ６が生じていた。また、コロナボンドのナゲット際の割れ７が生じていることもあった。
　そして、スポット溶接の直前における溶接電極と被溶接部材との位置関係において、次の（ａ）～（ｄ）のような外乱因子が存在する状態で溶接を行う場合に、鋼板が重ね合わされた内面側で生じるコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れが発生し易いことがわかった。
（ａ）溶接電極の軸芯と、該溶接電極と接触する鋼板表面の垂線とが非平行である状態
（ｂ）一方の溶接電極の先端部から一方の鋼板表面までの距離と、他方の溶接電極の先端部から他方の鋼板表面までの距離が異なる状態
（ｃ）一方の前記溶接電極の軸芯の延長線に対し、他方の前記溶接電極の軸芯がずれている状態
（ｄ）溶接箇所の重ね合わせ面の間に隙間を有した状態
　上記のような外乱因子が存在する場合、溶接電極の加圧保持終了後（電極開放後）において、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際に、残留応力が高くなる箇所が生じる。この現象について、本発明者らは、当該箇所の鋼板の結晶粒界に、溶融した亜鉛系めっきが侵入し、粒界強度を低下させ、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れを発生させていると考えた。
　従来、溶接電極間の通電終了後、直ちに、鋼板と溶接電極を非接触としていた。しかし、通電終了後に溶接電極の加圧保持を継続し、電極開放前に溶融した亜鉛系めっきを凝固させたところ、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れが生じない場合があることを見出した。また、被溶接部材である鋼板に対して溶接電極を接触させてから溶接通電を開始するまでのスクイズ時間を所定の時間以上としたところ、上記のような外乱因子がある場合でも、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れが生じない場合があることを見出した。
さらに本発明者らは、加圧保持を継続すると、継手強度が低下する傾向を見出し、割れを抑制でき、かつ継手強度も落とさない加圧保持の時間を検討したところ、溶接電極の加圧保持の時間及びスクイズ時間を総板厚の関数とすることで、割れを抑制できるとともに十分な継手強度が得られることを知見した。
　本発明は、亜鉛系めっき鋼板を含む板組のスポット溶接において、種々の外乱因子が存在する場合であっても、鋼板の重ね合わせ面のコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際に発生する割れを抑制し、高品質のスポット溶接継手を形成できるスポット溶接方法の提供を目的とする。
（１）本発明の一態様に係るスポット溶接方法は、少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板で構成される被溶接部材にスポット溶接をする方法であって、前記被溶接部材が、少なくとも前記溶接箇所の重ね合わせ面が亜鉛系めっきで被覆された鋼板を少なくとも一枚含み、前記複数枚の鋼板の総板厚ｔ（ｍｍ）が１．３５ｍｍ以上であって、前記被溶接部材に溶接電極を接触させてから前記溶接電極に溶接通電を開始するまでのスクイズ時間Ｓｔ（秒）が下記（式１）を満たし、かつ前記溶接電極間の溶接通電終了時から前記溶接電極と前記被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間Ｈｔ（秒）が下記（式２）を満たす。
　０．０２０≦Ｓｔ・・・（式１）
　０．０１５ｔ２＋０．０２０≦Ｈｔ・・・（式２）
上記の構成からなるスポット溶接方法によれば、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制し、継手強度を確保することができる。
（２）本発明の他の態様によれば、上記（１）に記載のスポット溶接方法において、前記溶接保持時間Ｈｔ（秒）　及び前記スクイズ時間Ｓｔ（秒）が、さらに下記（式３）を満たしてもよい。
Ｈｔ＋Ｓｔ≦０．２０ｔ２－０．４０ｔ＋１．５０・・・（式３）
上記態様では、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制できるのみならず、生産性を確保しながらも所望の継手強度を得ることができる。
（３）本発明の他の態様によれば、上記（１）又は（２）に記載のスポット溶接方法において、前記溶接電極を前記被溶接部材に接触させる直前に、下記の条件のうち、一つ又は二つ以上を満たしてもよい。
（ａ）溶接電極の軸芯と、該溶接電極と接触する鋼板表面の垂線とが非平行である状態
（ｂ）一方の溶接電極の先端部から一方の鋼板表面までの距離と、他方の溶接電極の先端部から他方の鋼板表面までの距離が異なる状態
（ｃ）一方の前記溶接電極の軸芯の延長線に対し、他方の前記溶接電極の軸芯がずれている状態
（ｄ）溶接箇所の重ね合わせ面の間に隙間を有した状態
上記態様に規定される外乱因子がある場合に、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れが顕著になるが、上記（１）又は（２）のスポット溶接方法によれば、このような割れを抑制し、かつ継手強度を確保することができる。
（４）本発明の他の態様によれば、上記（１）から（３）のいずれか一項に記載のスポット溶接方法において、前記複数枚の鋼板の少なくとも一つが、引張強度が７８０ＭＰａ以上である高強度鋼板である。
上記態様では、鋼板を引張強度が７８０ＭＰａ以上である高強度鋼板とすることで、被溶接部材の軽量化、高強度化が可能となる。
（５）本発明の他の態様によれば、上記（１）から（４）のいずれか一項に記載のスポット溶接方法において、前記溶接通電の前に、さらに前通電を行い、前記溶接通電開始時が当該前通電の通電開始時であってもよい。
（６）本発明の他の態様によれば、上記（１）から（４）のいずれか一項に記載のスポット溶接方法において、前記溶接通電の後に、さらに後通電を行い、前記溶接通電終了時が当該後通電の通電終了時であってもよい。
（７）本発明の他の態様によれば、上記（１）から（４）のいずれか一項に記載のスポット溶接方法において、前記溶接通電の前に、さらに前通電を行い、前記溶接通電開始時が当該前通電の通電開始時であり、かつ前記溶接通電の後に、さらに後通電を行い、前記溶接通電終了時が当該後通電の通電終了時であってもよい。
　この態様では、高強度鋼板を含むスポット溶接継手におけるより高い強度と靭性を確保することができる。
　本発明の上記態様によれば、亜鉛系めっき鋼板を含む板組のスポット溶接において、外乱因子が存在する場合であっても、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制し、継手強度を確保することができる。
亜鉛系めっき鋼板にスポット溶接を行った溶接箇所の板厚方向の断面における割れの概略を示す図である。 亜鉛系めっき鋼板にスポット溶接を行った溶接箇所の板厚方向の断面におけるコロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れを示す概略図である。 スポット溶接時の溶接電極の打角及びスクイズ時間と応力変化との関係性を示すグラフである。 コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れに関する、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔの関係を示すグラフである。 十字引張強さ（ＣＴＳ）に関する、総板厚ｔに対する溶接後保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和の関係を示すグラフである。 溶接電極の軸芯と、該溶接電極と接触する鋼板表面の垂線とが非平行である状態を説明するための概略図である。 対向する溶接電極の各先端部から各鋼板表面までの各距離が異なる状態を説明するための概略図である。 一方の前記溶接電極の軸芯の延長線に対し、他方の前記溶接電極の軸芯がずれている状態を説明するための概略図である。 溶接箇所の重ね合わせ面の間に隙間を有した状態を説明するための概略図である。 溶接電極の軸芯と、該溶接電極と接触する鋼板表面の垂線とが非平行である状態でスポット溶接を行った溶接箇所の断面写真である。 対向する溶接電極の各先端部から各鋼板表面までの各距離が異なる状態でスポット溶接を行った溶接箇所の断面写真である。 一方の前記溶接電極の軸芯の延長線に対し、他方の前記溶接電極の軸芯がずれている状態でスポット溶接を行った溶接箇所の断面写真である。 溶接箇所の重ね合わせ面の間に隙間を有した状態でスポット溶接を行った溶接箇所の断面写真である。
以下に、本発明の実施形態を説明するが、本発明がこれらの実施形態のみに限られないことは自明である。
（第１実施形態）
本実施形態に係るスポット溶接方法は、少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板で構成される被溶接部材にスポット溶接をする方法である。当該スポット溶接方法では、前記複数枚の鋼板の少なくとも一つについて、少なくとも前記溶接箇所の重ね合わせ面が亜鉛系めっきで被覆される。また、当該スポット溶接方法では、前記複数枚の鋼板の総板厚ｔ（ｍｍ）が１．３５ｍｍ以上である。
　本実施形態に係るスポット溶接方法は、溶接電極を前記被溶接部材に接触させてから溶接通電を開始するまでのスクイズ時間Ｓｔ（秒）が下記（式１）を満たし、かつ前記溶接電極間の溶接通電終了時から前記溶接電極と前記被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間Ｈｔ（秒）が下記（式２）を満たす。
　０．０２０≦Ｓｔ・・・（式１）
　０．０１５ｔ２＋０．０２０≦Ｈｔ・・・（式２）
　本実施形態において、スクイズ時間Ｓｔとは、被溶接部材である鋼板の表面に溶接電極を接触させた時点から、溶接通電を開始する時点までの時間を意味する。溶接通電を開始する時点は、溶接される鋼板の重ね合わせ面同士が溶接箇所において接触し、電極の加圧力が上昇した時点を意味する。
　本実施形態に係るスポット溶接方法において、スクイズ時間Ｓｔは（式１）で定義される０．０２０秒以上の範囲とする。この式は、実験的に求められた式であり、スクイズ時間Ｓｔが（式１）の範囲であれば、溶接電極の軸芯が鋼板の表面に対して傾きを有している場合や溶接箇所の重ね合わせ面の間に隙間がある場合でも、これらの外乱因子の影響を削減する効果が十分にある。その結果、溶接後に溶接電極を解放したときの引張応力を緩和させることができ、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れを抑制することができる。
ここで、外乱因子として溶接電極の打角（鋼板表面の垂線に対する溶接電極の軸芯の角度）を５度に設定してスポット溶接を行ったときの応力変化に関する実験例を図３に示す。図３では、外乱因子がない状態と、外乱因子（打角５度）があり、スクイズ時間Ｓｔが０．０１秒及び０．１０秒の状態において、溶接後に溶接電極を解放する前後での応力の変化が示されている。
図３からわかるように、外乱因子があることで電極解放時に引張応力が発生するが、スクイズ時間Ｓｔを（式１）で定義される範囲とすることで、この引張応力を緩和させることができる。
　次に、（式２）について説明する。本実施形態に係るスポット溶接方法において、（式２）で定義されるように、保持時間Ｈｔは複数枚の鋼板の総板厚ｔの関数として定義される。
総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔの関係を定義する（式２）は、実験的に求められた式である。図４に、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れに関する、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔの関係を示す。図４は、後述の実施例及び種々の板組みでの実験結果から作成されたものである。また、総板厚１．３５ｍｍ未満の被溶接部材においては、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れの発生率が少ないため、（式１）は、総板厚１．３５ｍｍ以上の場合に適用するものとした。
　実施例において詳述するが、図４に示される結果は、亜鉛系めっきが被覆された種々の鋼種の鋼板を２枚用いてスポット溶接する際に、鋼板の総板厚ｔと、溶接電極間の溶接通電終了時から溶接電極と被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間Ｈｔとを種々変更して実施したものである。そして、得られた溶接継手について、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れの有無を確認したものである。なお、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れは、ナゲットを含む板厚方向の断面を観察して確認した。
　図４に示す、丸印のマーカーの総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔにおいては、溶接継手にコロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れは無かった。これに対して、四角印のマーカーの総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔにおいては、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れが見られた。この結果より、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れが発生する境界（丸印のマーカーと四角印のマーカーの境界）を（式１）で定義できることがわかった。
　総板厚ｔに対して、溶接後保持時間Ｈｔを（式１）で定義される範囲とすることで、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れが無くなる理由は、次のように考えられる。
　まず、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の溶接残留応力が高くなる箇所は、スポット溶接の際に溶接電極により押しつぶされる過程で圧縮状態にあるが、溶接電極が鋼板表面から離れると引張り状態になり引張応力が生じる。これは、先述した図３からもわかる。コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れの発生は、コロナボンド直外で溶融した亜鉛系めっき金属が、溶接後にコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の溶接残留応力が高い箇所の鋼板の結晶粒界に侵入して、粒界強度を低下させることにより引き起こされる。
　残留応力が高くなる箇所が生じるのは、溶接電極が鋼板表面から離れた後（電極開放後）であるため、通電終了後に溶接電極の加圧保持を継続（溶接後保持時間Ｈｔを延長）し、電極開放前に溶融した亜鉛系めっきを凝固させることで、溶融した亜鉛系めっきが溶接残留応力の高い箇所の鋼板の結晶粒界に侵入せず、割れを抑制できる。そして、亜鉛系めっきの凝固は、鋼板の冷却のされやすさ、つまり、被溶接部材の総板厚ｔに関係するため、溶接電極の溶接後保持時間Ｈｔを総板厚ｔの関数として調整することで、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れを抑制できる。
上記の実施形態に係るスポット溶接方法によれば、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制し、継手強度の確保をすることができる。
　（第２実施形態）
次に本発明に係る他の実施形態について説明する。この実施形態に係るスポット溶接方法は、基本的には上記第１実施形態と同様である。
本実施形態に係るスポット溶接方法は、少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板で構成される被溶接部材にスポット溶接をする方法において、前記複数枚の鋼板の少なくとも一つについて、少なくとも前記溶接箇所の重ね合わせ面が亜鉛系めっきで被覆され、前記複数枚の鋼板の総板厚ｔ（ｍｍ）が１．３５ｍｍ以上であり、前記被溶接部材に溶接電極を接触させてから前記溶接電極に溶接通電を開始するまでのスクイズ時間Ｓｔ（秒）が下記（式１）を満たし、かつ前記溶接電極間の溶接通電終了時から前記溶接電極と前記被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間Ｈｔ（秒）が下記（式２）を満たし、前記溶接保持時間Ｈｔ（秒）及び前記スクイズ時間Ｓｔ（秒）が、さらに下記（式３）を満たす。
　０．０２０≦Ｓｔ・・・（式１）
　０．０１５ｔ２＋０．０２０≦Ｈｔ・・・（式２）
Ｈｔ＋Ｓｔ≦０．２０ｔ２－０．４０ｔ＋１．５０・・・（式３）
本実施形態に係るスポット溶接方法において、保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和は、（式３）で定義されるように、複数枚の鋼板の総板厚ｔの関数として定義される。
溶接保持時間Ｈｔ及びスクイズ時間Ｓｔを定義する（式３）は、実験的に求められた式である。図５に、溶接後の被溶接部材の継手強度における、総板厚ｔに対する溶接後保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和の関係を示す。図５は、後述の実施例及び種々の板組みでの実験結果から作成されたものであり、種々の条件は第１実施形態と同様である。図５には、得られた溶接継手について、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）を確認した結果を示す。なお、十字引張強さ（ＣＴＳ）は、ＪＩＳ　Ｚ３１３７に規定されている方法により確認した。
図５の四角印のマーカーの総板厚ｔに対する溶接後保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和においては、溶接継手にコロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れは無いが、ＣＴＳの低下が比較的大きかった。この結果より、十分なＣＴＳが得られる境界（四角印のマーカーと丸印のマーカーの境界）を（式３）で定義できることがわかった。
　上記のように、実験的に、総板厚ｔに対する溶接後保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和が（式３）を満たす場合、ＣＴＳの低下がより小さいことが分かった。総板厚ｔに対して、溶接後保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和を（式３）で定義される範囲とすることで、十分なＣＴＳを得ることができる理由は、以下のように考えられる。
スクイズ時間Ｓｔが長い場合には、外乱因子を抑制する効果が大きくなる。この場合、保持時間Ｈｔが短くなることで、溶接部の冷却速度が速くなり過ぎず、ナゲットと熱影響部の硬さが増加しないため、十字引張強さが低下しない。一方、スクイズ時間Ｓｔが短い場合には、生産性が向上するとともに、保持時間Ｈｔを長くすることで、十分な靱性が得られ、十分な継手強度を得ることができる。
すなわち、上記の構成からなるスポット溶接方法によれば、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制できるのみならず、生産性を確保しながらも所望の継手強度を得ることができる。
　上記第１実施形態又は第２実施形態に係るスポット溶接方法では、溶接電極を被溶接部材に接触させる直前において、以下の外乱因子（ａ）～（ｄ）の条件のうち、１又は２以上の条件を満たす場合であっても、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制し、かつ継手強度を確保することができる。
外乱因子（ａ）：溶接電極の軸芯と、該溶接電極と接触する鋼板表面の垂線とが非平行である状態
スポット溶接において、鋼板表面に対して溶接電極を垂直に当てるのが基本である。しかし、被溶接部材に溶接箇所が複数あり、様々な溶接姿勢での溶接を要する場合がある。このような場合、スポット溶接機のティーチング不良や作業時間の制約などのため、溶接姿勢を正す時間を確保できず、溶接電極の軸芯と、当該溶接電極と接触する鋼板表面とが垂直から傾いたままスポット溶接している場合がある。図６の（ａ）に、溶接電極８の軸芯９と、該溶接電極８と接触する鋼板１の表面の垂線１０とが非平行である状態の概略図を示す。
上記のように、溶接電極８の軸芯９と、該溶接電極８と接触する鋼板１の表面との角度が垂直から外れた状態で溶接する場合には、該溶接電極８と接触する鋼板１の表面の垂線１０に対して溶接電極８の軸芯９が打角という角度を有する。この打角が０度より大きい状態（溶接電極８の軸芯９が鋼板１の表面に対して垂直ではない状態）で溶接電極８を鋼板１の表面に接触させると、図６の（ｂ）のように鋼板１が変形する。このような変形により、コロナボンドの近傍に比較的応力が高くなる箇所が生じ、この箇所に割れが生じやすくなる。
打角が３度以上の場合に、特にコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れが生じやすいが、上記第１実施形態又は第２実施形態のスポット溶接方法では、これら割れの抑制効果がある。また、打角が５度以上の場合、さらにコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れが生じて継手強度が著しく低下する傾向があるが、上記第１実施形態又は第２実施形態のスポット溶接方法では、このような品質低下も抑制することができる。
外乱因子（ｂ）：一方の溶接電極の先端部から一方の鋼板表面までの距離と、他方の溶接電極の先端部から他方の鋼板表面までの距離が異なる状態
　スポット溶接中に、溶接電極挟み込みに対し、保持された板の中心位置を保つために、イコライジング機構を設けることがある。イコライジング機構を設ける場合、その分だけスポット溶接ガンが大形化し、溶接ロボットをそれに対応したものにしなければならず、溶接ロボットのコストが上がる。そのため、スポット溶接ガンにイコライジング機構を設けずに溶接する場合がある。
この場合、図７の（ａ）に示すように、溶接電極８を被溶接部材（鋼板１）に接触させる直前において、一方の溶接電極８の先端部から、該先端部に最も近い鋼板１の表面までの距離と、他方の溶接電極８の先端部から該先端部に最も近い鋼板１の表面までの距離が異なる状態にある。このような状態で溶接電極８の接触・加圧を行うと、図７の（ｂ）に示すように、溶接箇所において、一方の鋼板１（図７の場合には、上側の鋼板１）が他方の鋼板１側へ変形させられる。このように変形した状態で溶接を行うと、コロナボンドの近傍に局所的な応力が発生する。そして、この箇所に割れが生じやすくなる。
上記のように、スポット溶接ガンにイコライジング機構を設けずに溶接する場合や、被溶接部材の構成上、溶接電極と鋼板表面との距離を適切に設定できない場合には、溶接電極の軸芯方向において、スポット溶接ガンと被溶接部材との位置ズレが吸収されず、コロナボンド直外やコロナボンドのナゲット際の割れが発生し易い。このような場合であっても、上記第１実施形態又は第２実施形態のスポット溶接方法では、コロナボンド直外やコロナボンドのナゲット際の割れの抑制効果がある。
外乱因子（ｃ）：一方の前記溶接電極の軸芯の延長線に対し、他方の前記溶接電極の軸芯がずれている状態
　多数の打点を溶接すると、溶接電極軸の挫屈やスポット溶接ガンの可動部の摩耗により、図６の（ａ）に示すように、一方の前記溶接電極８の軸芯９の延長線に対し、他方の前記溶接電極８の軸芯９がずれており、電極芯ズレが発生することがある。このような電極芯ズレが発生したまま溶接を行うと、図６（ｂ）に示すような変形が加わり、コロナボンドの近傍で応力が生じる場合がある。
溶接電極の電極芯ズレが０．５ｍｍ以上である場合、特に、コロナボンド直外やコロナボンドのナゲット際の割れが発生し易い。しかし、上記第１実施形態又は第２実施形態のスポット溶接方法では、これら割れの抑制効果がある。また、溶接電極の電極芯ズレが１ｍｍ以上であり、より大きな応力が生じる場合にも、上記第１実施形態又は第２実施形態のスポット溶接方法による割れの抑制効果がある。
外乱因子（ｄ）：溶接箇所の重ね合わせ面の間に隙間を有した状態
　図９の（ａ）に示すように、鋼板１の間に他の部材１１が挿入されている場合など、溶接箇所の重ね合わせ面の鋼板１間に隙間（以下、「板隙」ともいう）を有したままスポット溶接する場合がある。このような板隙が存在する状態で接触・加圧をすると、図９の（ｂ）に示すように、溶接箇所において、鋼板１の局所的な変形が見られる。このように変形した状態で溶接を行うと、コロナボンドの近傍に局所的な応力が発生する。そして、この箇所に割れが生じやすくなる。
被溶接部材において、溶接電極の打点位置における軸芯方向の板隙が０．２ｍｍ以上である場合、特に、コロナボンド直外やコロナボンドのナゲット際の割れが発生し易い。このような場合であっても、上記第１実施形態又は第２実施形態のスポット溶接方法では、このような割れの抑制効果がある。また板隙が１ｍｍ以上、さらには２ｍｍ以上であり、より大きな応力が生じる場合にも、上記第１実施形態又は第２実施形態のスポット溶接方法による割れの抑制効果がある。
　次に、上記実施形態に係るスポット溶接方法について、さらに、必要な要件や好ましい要件について順次説明する。まず、被溶接部材について、説明する。
（被溶接部材）
　上記実施形態に係るスポット溶接方法では、被溶接部材として、溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板であって、そのうちの少なくとも１枚以上の鋼板が、亜鉛系めっきが被覆された鋼板であるものを準備することが好ましい。たとえば、亜鉛系めっきが被覆された、引張強度７８０ＭＰａ以上、Ｃｅｑが０．１５質量％以上、板厚０．５～３．０ｍｍの鋼板を２枚準備するようにしてもよい。
　被溶接部材に対してスポット溶接を行う場合、２枚の鋼板を重ね合わせて、両側から、２枚の鋼板を挟み込むように、銅合金などからなる電極を押し付けつつ通電して、溶融金属を形成し、通電の終了後に水冷された電極による抜熱や鋼板自体への熱伝導によって、溶融金属を急速に冷却して凝固させ、鋼板の間に、断面楕円形状のナゲットを形成する。
　スポット溶接の条件の一例として、電極をドームラジアス型の先端直径６～８ｍｍのものとし、加圧力１．５～６．０ｋＮ、通電時間５～５０サイクル（電源周波数５０Ｈｚ）、通電電流４～１５ｋＡとしてもよい。
スポット溶接される被溶接部材は、少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板で構成され、そのうちの少なくとも１枚以上の鋼板の重ね合わせ面に亜鉛系めっきが被覆されていれば、特に限定されるものでない。たとえば、全てのスポット溶接される鋼板の重ね合わせ面に亜鉛系めっきが被覆された複数枚の鋼板や、スポット溶接される鋼板の重ね合わせ面に亜鉛系めっきが被覆された鋼板とスポット溶接される鋼板に亜鉛系めっきが被覆されていない鋼板を含む複数枚の鋼板などが例示される。
　また、スポット溶接される重ね合わせ面に亜鉛系めっきが被覆された鋼板において、スポット溶接される鋼板の重ね合わせ面と反対側の面、つまり、溶接電極との接触面に亜鉛系めっきが、被覆されていても、被覆されていなくもよい。ただし、スポット溶接継手の耐食性を考慮すれば、溶接電極との接触面にも亜鉛系めっきが被覆されていることが好ましい。
　スポット溶接される複数枚の鋼板として、図６～９では、２枚の鋼板の例を記載しているが、接合する構造部品の形態に応じて、３枚以上の複数枚の鋼板とすることができる。スポット溶接される各鋼板の板厚は、特に限定されるものでなく、０．５～３．０ｍｍとすることができる。また、複数枚の鋼板の全体の総板厚ｔは、１．３５ｍｍ以上とし、上限は特に限定されるものでなく、総板厚ｔを７．０ｍｍ以下とすることができる。
より好ましい総板厚ｔの下限値は、２．４ｍｍ以上であり、さらに好ましくは２．７ｍｍ以上である。より好ましい総板厚ｔの上限値は、４．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、３．２ｍｍ以下である。総板厚ｔをこの範囲とすることで、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れを抑制し、継手強度を確保し、さらには被溶接部材の軽量化高強度化が図れる。
　また、鋼板は、少なくとも一部に板状部を有し、当該板状部が互いに積み重ね合わされる部分を有するものであればよく、全体が板でなくともよい。また、複数枚の鋼板は、別々の鋼板から構成されるものに限定されず、１枚の鋼板を管状などの所定の形状に成形したものを重ね合わせたものでもよい。
　また、スポット溶接される被溶接部材の鋼板は、成分組成や、金属組織など、特に限定されるものでない。ただし、溶接される重ね合わせ面に亜鉛系めっきが被覆された鋼板、又は、亜鉛系めっきが被覆された鋼板と亜鉛系めっきを介して重ね合わされている鋼板に対して、ＴＲＩＰ鋼板などでは特に上記の割れが発生しやすいが、それ以外の高強度鋼板でＣｅｑが０．１５質量％以上の鋼板を用いたときなどにも、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際での割れが発生しやすいため、本発明の溶接法において、特に、このような鋼板を対象としてもよい。
　Ｃｅｑは下記（式４）のように定義される。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／３０＋［Ｍｎ］／２０＋２［Ｐ］＋４［Ｓ］・・・（式４）
　ただし、［Ｃ］、「Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｓ］は、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、及びＳの含有量（質量％）である。
　軽量化及び高強度化の観点からは、好ましいＣｅｑは０．１８質量％以上であり、より好ましいＣｅｑは０．２０質量％以上である。
　また、溶接される鋼板に被覆される亜鉛系めっきは、亜鉛を含むめっきであれば、特に限定するものでなく、たとえば、めっき種として、合金化溶融亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、亜鉛・ニッケルめっきが例示される。また、亜鉛・アルミニウム・マグネシウム系のめっきも含むことができる。
（前通電及び後通電）
上記第１実施形態又は第２実施形態に係るスポット溶接方法では、溶接通電の前に、さらに前通電を行ってもよい。前通電においては、溶接通電の前に、被溶接部材である２枚の鋼板を重ね合わせて、両側から２枚の鋼板を挟み込むように、溶接電極により加圧して、電流値を前通電電流Ｉｆ（ｋＡ）とし、電流値が前通電電流Ｉｆ（ｋＡ）の状態を前通電時間ｔｆ（ｍｓｅｃ）保持する前通電を行う。前通電電流Ｉｆ（ｋＡ）及び前通電時間ｔｆ（ｍｓｅｃ）は、特に限定されるものでなく、散りの発生を抑制するために、前通電電流Ｉｆ（ｋＡ）は、溶接通電の電流ＩＷ（ｋＡ）の０．４倍以上、溶接通電の電流ＩＷ（ｋＡ）未満、前通電時間ｔｆ（ｍｓｅｃ）は、２０ｍｓｅｃ以上が例示される。
前通電時間ｔｆ（ｍｓｅｃ）が経過すると、溶接電極の加圧を保持したまま、電流値を０（ゼロ）にし、電流値が０（ゼロ）の状態を前通電後冷却時間ｔＣ（ｍｓｅｃ）保持する。前通電後冷却時間ｔＣ（ｍｓｅｃ）は、０ｍｓｅｃ以上２５０ｍｓｅｃ未満が例示される。なお、前通電の開始時に、電流値を直ちに前通電電流Ｉｆ（ｋＡ）とせず、電流値が前通電電流Ｉｆ（ｋＡ）になるまで、電流値を０（ゼロ）から漸増（アップスロープ）させてもよい。冷却の後、溶接電極の加圧を保持したまま、電流値を溶接通電の電流ＩＷ（ｋＡ）にして溶接を行うようにしてもよい。
前通電を行う場合、溶接通電開始時が前通電の通電開始時である。
上記第１実施形態又は第２実施形態に係るスポット溶接方法では、溶接通電の後に、さらに後通電を行ってもよい。後通電においては、溶接通電が終了した後、溶接電極の加圧を保持したまま、電流値を０（ゼロ）にし、電流値が０（ゼロ）の状態を溶接通電後の冷却時間（凝固時間）ｔＳ（ｍｓｅｃ）保持し、溶融金属の外周から凝固させて、内側に未凝固域が残る殻状の凝固域を形成する。冷却の時間は、特に限定されるものでなく、後述する後通電によって熱影響部の靱性を向上させるために、１～３００ｍｓｅｃが例示される。溶接通電後の冷却時間ｔＳ（ｍｓｅｃ）が経過すると、溶接電極の加圧を保持したまま、未凝固域が存在しているときに、電流値を後通電電流ＩＰ（ｋＡ）とし、電流値が後通電電流ＩＰ（ｋＡ）の状態を後通電時間ｔＰ（ｍｓｅｃ）保持し、後通電を行う。後通電電流ＩＰ（ｋＡ）及び後通電時間ｔＰ（ｍｓｅｃ）は、特に限定されるものでなく、熱影響部の靱性に大きく影響するＰ、Ｓ等の偏析を軽減させるために、後通電電流ＩＰ（ｋＡ）は、溶接通電の電流ＩＷ（ｋＡ）の０．６倍以上、溶接通電の電流ＩＷ（ｋＡ）以下、後通電時間ｔＰ（ｍｓｅｃ）は、１～５００ｍｓｅｃが例示される。
なお、スポット溶接の連続打点性の向上のため、電流値を０（ゼロ）にする冷却と後通電とを一つの工程とし、２回以上繰り返してもよい。２回以上繰り返す際は、１回目工程の冷却時間ｔＳ、後通電電流ＩＰ、後通電時間ｔＰと、それ以降の工程におけるこれらの条件とを同じにすると、作業効率上好ましい。また、後通電における各後通電時間ｔＰの合計は、８０～２０００ｍｓｅｃが好ましい。
後通電を行う場合、溶接通電終了時が当該後通電の通電終了時である。上記第１実施形態又は第２実施形態に係るスポット溶接方法では、上記の前通電及び後通電の双方を行ってもよい。
（予め行うスポット溶接）
　被溶接部材に溶接電極間の溶接通電終了後、直ちに、溶接電極と被溶接部材とを非接触とするスポット溶接を予め行い、コロナボンド直外の割れ及びコロナボンドのナゲット際の割れを確認し、割れが発生したとき、以降、その溶接箇所に対する溶接において、上記第１実施形態又は第２実施形態に係るスポット溶接方法で溶接を実施するとよい。
　被溶接部材に予め行うスポット溶接は、溶接電極間の溶接通電終了後、直ちに、溶接電極と被溶接部材とを非接触にして、溶接後保持時間Ｈｔを延長せず、上述のスポット溶接と同様に、２枚の鋼板を重ね合わせて、両側から、２枚の鋼板を挟み込むように、電極を押し付けつつ通電して、断面楕円形状のナゲットを形成する。この際のスポット溶接の条件は、上述と同様の条件を採用することができる。
　そして、重ね合わせ面のコロナボンド直外の割れ及びコロナボンドのナゲット際の割れの発生の有無を確認する。割れの確認は、たとえば、ナゲットを含むように、板厚方向に切断して、その断面を確認して行う。図２に示すような、重ね合わせ面のコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の少なくとも一方に割れを確認したとき、上記第１実施形態又は第２実施形態に規定される条件を満足するようにして、再度スポット溶接を実施するようにしてもよい。
　スポット溶接継手のコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れの発生の有無を確認する場合、割れの発生の有無の確認方法は、特に限定されるものでない。ナゲットを含む板厚方向の断面を観察して行う方法や、スポット溶接継手の引張試験を実施して所定の引張強度が得られるか否かで判定して行う方法を用いることができる。または、スポット溶接部を含む板厚方向の断面の切断位置によっては、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れが観察できない場合もあるため、Ｘ線透過試験を行って割れを確認してもよい。
　コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れは、亜鉛系めっきが被覆された鋼板の重ね合わせ面、又は、亜鉛系めっきが被覆された鋼板と亜鉛系めっきを介して重ね合わされている鋼板の面に発生する。そして、これらの鋼板の面のうち、コロナボンド内及びその近傍に発生する。コロナボンド内及びその近傍とは、前記鋼板の面のうち、コロナボンドのナゲット側端部から、コロナボンド直径Ｄｃのおよそ１．２倍の範囲までのことである。
　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。
（実施例１）
　表１に、試験に供した鋼板Ａ～Ｉについて示す。表１に示す鋼板Ａ～Ｆ、Ｈ及びＩは、いずれも、合金化溶融亜鉛めっき鋼板であり、その両面に亜鉛めっきが被覆されている。鋼板Ａ～Ｆ、Ｈ及びＩに施された合金化溶融亜鉛めっきの被覆層は、焼鈍後に亜鉛めっき浴につけた後に合金化させる、もしくは亜鉛めっき浴につけた後にホットスタンプ、もしくは亜鉛めっき浴につけるという過程を経て形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　表２に示すような鋼板の組み合わせについて、表２に示す種々の溶接条件と外乱因子にて、サーボガンタイプの溶接機を用いてスポット溶接を行った。また、全てのスポット溶接において、先端の曲率半径：４０（ｍｍ）の銅製のドームラジアス型で、先端径８（ｍｍ）の電極を用いて溶接した。なお、加圧中は、加圧力を変えないようにした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　そして、得られた各々の溶接継手を溶接部の中心線に沿って切断し、断面を観察することで、割れの有無を判断した。さらに、同溶接条件にてＪＩＳ　Ｚ　３１３７に規定の方法で、スポット溶接継手のＣＴＳ（十字引張力）を測定した。表３に、（式２）で定義される溶接後保持時間Ｈｔの下限値（Ｈｔ　ｍｉｎ）、（式３）で定義される「保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和」の最大値（Ｈｔ＋Ｓｔ　ｍａｘ）、並びに、割れの有無、ＣＴＳ及び溶接継手強度比の結果を示す。
　溶接継手強度比は、溶接後保持時間Ｈｔ又はスクイズ時間Ｓｔ以外の溶接条件と外乱因子を同じにして形成したスポット溶接継手のＣＴＳを基準とした比である。たとえば、番号１ａの溶接継手強度比は、溶接後保持時間Ｈｔ以外同じ溶接条件にてスポット溶接継手を形成した番号１のＣＴＳから番号１ａのＣＴＳを減算し、番号１のＣＴＳで割った値に、１００を掛けて得られた数値である。同様に番号２ｂの溶接継手強度比は、番号２のＣＴＳを基準として計算される値である。なお、溶接継手強度比が３０％以上の場合、ＣＴＳが低下したと判定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
　表３からわかるように、番号１～１６、番号１ａ～６ａ及び番号１０ａ～１６ａの結果では、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際に割れが発生していない。これは、スクイズ時間Ｓｔが（式１）を満足し、かつ、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔとの関係が（式２）を満足するためであると考えられる。
　これに対して、番号１ｂ～９ｂ及び番号１２ｂ～１６ｂでは、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際に割れが発生した。この割れによって、ＣＴＳの低下も生じた場合があった。これは、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔとの関係が（式２）を満足しないためであると考えられる。
　また、番号１ｃ、３ｃ、１０ｃ及び１１ｃでは、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際に割れが発生し、十分なＣＴＳが得られていないことがわかる。これは、スクイズ時間Ｓｔが（式１）を満足していないためであると考えられる。番号１１ｃの実験例では、スクイズ時間Ｓｔが（式１）を満足せず、かつ、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔとの関係が（式２）を満足していない。
　なお、番号１ａ～６ａ及び番号１０ａ～１６ａの結果では、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れは確認されなかったものの、接合強度比が高く、番号１～１６と比べてＣＴＳが低い傾向にある。これは、総板厚ｔと「溶接後保持時間Ｈｔ＋スクイズ時間Ｓｔ」との関係が（式３）を満たしていないためであると考えられる。
（実施例２）
　表４に試験に供した鋼板Ａについて示す。鋼板Ａは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板であり、その両面に亜鉛めっきが被覆されている。鋼板Ａに施された合金化溶融亜鉛めっきの被覆層は、及び被覆層の組成は実施例１と同様である。
表５に示すように、２枚の鋼板Ａの組み合わせについて、種々の溶接条件と外乱因子にて、サーボガンタイプの溶接機を用いてスポット溶接を行った。また、全てのスポット溶接において、先端の曲率半径：４０（ｍｍ）の銅製のドームラジアス型で、先端径８（ｍｍ）の電極を用いて溶接した。なお、加圧中は、加圧力を変えないようにした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  
　そして、実施例１と同様の手法により、スポット溶接継手の割れの有無の確認と、ＣＴＳの測定をした。表６に、（式２）で定義される溶接後保持時間Ｈｔの下限値（Ｈｔ　ｍｉｎ）、（式３）で定義される「保持時間Ｈｔとスクイズ時間Ｓｔとの和」の最大値（Ｈｔ＋Ｓｔ　ｍａｘ）、並びに、割れの有無、ＣＴＳ及び溶接継手強度比を示す。なお、溶接継手強度比が３０％以上の場合、ＣＴＳが低下したと判定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
  
　表６からわかるように、番号１～８及び番号１ａ～８ａの結果では、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際に割れが発生していない。これは、スクイズ時間Ｓｔが（式１）を満足し、かつ、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔとの関係が（式２）を満足するためであると考えられる。
　これに対して、番号１ｂ～８ｂでは、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際に割れが発生した。これは、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔとの関係が（式２）を満足しないためであると考えられる。
また、番号１ｃ～８ｃでも、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際に割れが発生した。スクイズ時間Ｓｔが（式１）を満足していないためであると考えられる。番号８ｃの実験例では、スクイズ時間Ｓｔが（式１）を満足せず、かつ、総板厚ｔと溶接後保持時間Ｈｔとの関係が（式２）を満足していない。
　なお、番号１ａ～８ａの結果では、コロナボンド直外又はコロナボンドのナゲット際の割れは確認されなかったものの、接合強度比が高く、番号１～８と比べてＣＴＳが低い傾向にある。これは、総板厚ｔと「溶接後保持時間Ｈｔ＋スクイズ時間Ｓｔ」との関係が（式３）を満たしていないためであると考えられる。
　次に、各外乱因子による、溶接箇所の変形態様について説明する。図１０は、打角５度でスポット溶接を行った溶接箇所における、板厚方向の断面を光学顕微鏡で撮影した断面写真である。打角を有することにより、ナゲットの左右で鋼板の変形の様子が異なることがわかる。
図１１は、イコライジング機構を設けずに鋼板と電極の間に１ｍｍのクリアランスを設けてスポット溶接を行った場合の断面写真である。溶接箇所において、下側の鋼板と上側の鋼板の変形の様子が異なることがわかる。
図１２は、溶接電極の軸芯が１．５ｍｍずれた状態でスポット溶接を行った場合の断面写真である。上下のインデンテーションが非対称であることが分かる。
図１３は、溶接箇所の重ね合わせ面の間に片側に打点から２０ｍｍの場所に高さ２ｍｍの板隙がある状態でスポット溶接を行った場合の断面写真である。ナゲットの左右で鋼板の変形の様子が異なることがわかる。
　本発明によれば、スポット溶接において、溶接電極の溶接後保持時間を総板厚の関数とするので、コロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際の割れの抑制と継手強度の確保をすることができる。特に、自動車用の亜鉛系めっき高強度鋼板を含む複数枚の鋼板を対象とし、継手の強度に直接影響を与える、鋼板の重ね合わせ面のコロナボンド直外及びコロナボンドのナゲット際に発生する液体金属割れを防ぎ、継手強度を確保することができるスポット溶接方法に関するものである。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。
　１　　鋼板
　２　　ナゲット
　３　　鋼板の表面からナゲットに向かって進展する割れ
　４　　熱影響部
　５　　肩部から熱影響部に向かって進展する割れ
　６　　コロナボンド直外の割れ
　７　　コロナボンドのナゲット際の割れ
　８　　溶接電極
　９　　軸芯
　１０　垂線
　１１　他の部材
　Ｄｃ　　コロナボンド直径

Claims (7)

  1. 　少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数枚の鋼板で構成される被溶接部材にスポット溶接をする方法であって、
    　前記被溶接部材が、少なくとも前記溶接箇所の重ね合わせ面が亜鉛系めっきで被覆された鋼板を少なくとも一枚含み、前記複数枚の鋼板の総板厚ｔ（ｍｍ）が１．３５ｍｍ以上であって、
    　前記被溶接部材に溶接電極を接触させてから溶接通電を開始するまでのスクイズ時間Ｓｔ（秒）が下記（式１）を満たし、かつ前記溶接電極間の溶接通電終了時から前記溶接電極と前記被溶接部材とを非接触とするまでの溶接後保持時間Ｈｔ（秒）が下記（式２）を満たすことを特徴とするスポット溶接方法。
    　０．０２０≦Ｓｔ・・・（式１）
    　０．０１５ｔ２＋０．０２０≦Ｈｔ・・・（式２）
  2. 前記溶接保持時間Ｈｔ（秒）　及び前記スクイズ時間Ｓｔ（秒）が、さらに下記（式３）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接方法。
    Ｈｔ＋Ｓｔ≦０．２０ｔ２－０．４０ｔ＋１．５０・・・（式３）
  3. 　前記溶接電極を前記被溶接部材に接触させる直前に、下記（ａ）～（ｄ）の条件のうち、一つ又は二つ以上を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のスポット溶接方法。
    （ａ）前記溶接電極の軸芯と、前記溶接電極と接触する鋼板表面の垂線とが非平行である状態、
    （ｂ）一方の前記溶接電極の先端部から一方の鋼板表面までの距離と、他方の前記溶接電極の先端部から他方の鋼板表面までの距離が異なる状態、
    （ｃ）一方の前記溶接電極の軸芯の延長線に対し、他方の前記溶接電極の軸芯がずれている状態、及び、
    （ｄ）前記溶接箇所の重ね合わせ面の間に隙間を有した状態
  4. 前記複数枚の鋼板の少なくとも一つが、引張強度が７８０ＭＰａ以上である高強度鋼板であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のスポット溶接方法。
  5. 　前記溶接通電の前に、さらに前通電を行い、前記溶接通電開始時が当該前通電の通電開始時であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のスポット溶接方法。
  6. 　前記溶接通電の後に、さらに後通電を行い、前記溶接通電終了時が当該後通電の通電終了時であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のスポット溶接方法。
  7. 　前記溶接通電の前に、さらに前通電を行い、前記溶接通電開始時が当該前通電の通電開始時であり、かつ
    前記溶接通電の後に、さらに後通電を行い、前記溶接通電終了時が当該後通電の通電終了時である
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のスポット溶接方法。
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