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公開番号2025040178
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-24
出願番号2023146923
出願日2023-09-11
発明の名称スポット溶接継手の製造方法、スポット溶接装置、及びスポット溶接装置の制御プログラム
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B23K 11/24 20060101AFI20250314BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】後通電の効果を安定化させることが可能なスポット溶接継手の製造方法、スポット溶接装置、及びスポット溶接装置の制御プログラムを提供する。
【解決手段】本開示の一態様に係るスポット溶接継手の製造方法は、一対の電極を用いて、重ねられた複数の鋼板である板組に、本通電及び後通電を有するスポット溶接を行って溶接部を得る工程を備え、本通電における最終電極間抵抗R2を測定し、後通電における最大電極間抵抗R1を、本通電における最終電極間抵抗R2で割った値である抵抗比R1/R2が所定範囲内となるように、後通電を制御する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極を用いて、重ねられた複数の鋼板である板組に、本通電及び後通電を有するスポット溶接を行って溶接部を得る工程を備えるスポット溶接継手の製造方法であって、
前記本通電における最終電極間抵抗Ｒ２を測定し、
前記後通電における最大電極間抵抗Ｒ１を、前記本通電における最終電極間抵抗Ｒ２で割った値である抵抗比Ｒ１／Ｒ２が所定範囲内となるように、前記後通電を制御する
スポット溶接継手の製造方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記スポット溶接継手の製造の前に、本通電及び後通電を有するスポット溶接試験を、前記スポット溶接継手の製造用の前記板組と同じ構成を有する板組に複数回行って、複数の溶接部サンプルを製造し、
複数回の前記スポット溶接試験それぞれにおける抵抗比Ｒ１／Ｒ２を異なる値とし、
複数の前記溶接部サンプルの十字引張強さを測定し、
前記スポット溶接試験における抵抗比Ｒ１／Ｒ２と、前記溶接部サンプルの前記十字引張強さとの相関に基づいて、前記後通電の効果が最大化される抵抗比Ｒ１
ＣＴＳＭＡＸ
／Ｒ２を求め、
前記スポット溶接継手の製造の際に、前記スポット溶接において、前記抵抗比Ｒ１／Ｒ２がＲ１
ＣＴＳＭＡＸ
／Ｒ２±０．１０の範囲内となるように、前記後通電を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接継手の製造方法。
【請求項３】
前記抵抗比Ｒ１／Ｒ２がρ
７００℃
／ρ
１４００℃
±０．１０の範囲内となるように、前記後通電を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接継手の製造方法。
ここで、ρ
７００℃
は、前記板組の７００℃での電気抵抗率であり、ρ
１４００℃
は、前記板組の１４００℃での電気抵抗率である。
【請求項４】
前記抵抗比Ｒ１／Ｒ２が０．６０～０．７５の範囲内となるように、前記後通電を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接継手の製造方法。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか一項に記載のスポット溶接継手の製造方法を実行するためのスポット溶接装置であって、
一対の電極と、
一対の前記電極の間に通電する電源と、
前記電源を作動させて、一対の前記電極の間の電圧及び電流の一方又は両方を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置が、
一対の前記電極の間に本通電をするように前記電源を作動させる本通電部と、
一対の前記電極の間に後通電をするように前記電源を作動させる後通電部と、
電極間抵抗を取得する抵抗取得部と、
を有し、
前記後通電部は、前記後通電における最大電極間抵抗Ｒ１を、前記本通電における最終電極間抵抗Ｒ２で割った値である抵抗比Ｒ１／Ｒ２が所定範囲内となるように、前記後通電を制御する
スポット溶接装置。
【請求項６】
スポット溶接装置を、請求項５に記載のスポット溶接装置として機能させるための、スポット溶接装置の制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示はスポット溶接継手の製造方法、スポット溶接装置、及びスポット溶接装置の制御プログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
スポット溶接とは、重ね合わせた母材を、先端を適正に整形した電極の先端で挟み、比較的小さい部分に電流及び加圧力を集中して局部的に加熱し、同時に電極で加圧して行う抵抗溶接である。スポット溶接において、溶接部に生じる溶融凝固した部分はナゲットと呼ばれる。また、スポット溶接においては、溶接用の電極を用いてナゲットへの後熱処理を行い、ナゲットの機械特性を改善することもある。この場合、母材に溶融凝固を生じさせてナゲットを形成するための通電を溶接通電又は本通電と称し、ナゲットへの後熱処理を行うための通電を後通電と称する。
【０００３】
後通電の一例は、主に高強度鋼板のスポット溶接に適用される、テンパー通電である。テンパー通電は、ナゲットを焼き戻すことによりナゲットの硬さを下げて、溶接継手の剥離強度を向上させる。
【０００４】
高強度鋼板のスポット溶接においては、剥離強度の低下が問題視されている。剥離強度とは、例えば十字引張試験によって測定される十字引張強さ（ＣＴＳ）等によって評価される、剥離方向の応力に対する継手強度である。通常、母材の強度が高いほど、溶接継手の接合強度も高くなる。しかしながら、高強度鋼板、特に引張強さ９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板に関しては、その強度が高いほど溶接継手の剥離強度が低下する。剥離強度の低下の原因の一つは、ナゲットの脆化であると考えられている。テンパー通電は、ナゲットを焼き戻すことにより、ナゲットの脆化を解消する働きを有する。
【０００５】
しかしながら近年は、スポット溶接継手の機械特性に対する要求が一層高まっている。特に、後通電後の溶接部の品質のばらつきが、近年では課題とされている。
【０００６】
通常のスポット溶接装置においては、母材となる金属板の成分及び板厚、電流、及び加圧力が制御パラメータとなる。後通電においては、本通電によって得られたナゲットの径なども制御パラメータとなる。しかしながら、これら制御パラメータを同一にして複数回のスポット溶接を実施したとしても、これにより得られた溶接部の機械特性は必ずしも一定しない。電流などの諸条件が同一であってもテンパー通電後の溶接継手のＣＴＳが大きくばらつくことがある。この原因は、溶接時の種々の外乱であると考えられているが、特定には至っていない。従って、後通電条件の最適化は困難である。この困難性が、機械部品の製造現場に後通電を適用することを妨げている。
【０００７】
後通電後の溶接部の品質を安定化させる方法について、様々な提案がされている。例えば特許文献１には、高強度鋼板のスポット溶接方法において、スポット溶接時の電流と電極間電圧を計測し、計測した電流と電極間電圧および材料物性値を用いた計算を行い、溶接通電終了後の冷却中に前記計算結果に基づいて、電極を鋼板から離す時期の決定、溶接通電終了後に継続する後通電における後通電電流と後通電時間の調整、溶接通電を終了した後冷却しその後開始した後通電における後通電電流と後通電時間の調整、電極加圧力の調整のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする高強度鋼板のスポット溶接方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００２－１０３０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の技術では、スポット溶接用の電極の先端が劣化することに着目している。そして特許文献１の技術は、溶接通電中の電極間抵抗、鋼板の板厚、及び鋼板の固有抵抗に基づいて通電面積を算出することにより、後通電条件を最適化している。しかしながら、後通電の効果を一層安定化させるための技術が求められている。
【００１０】
本開示は、後通電の効果を安定化させることが可能なスポット溶接継手の製造方法、スポット溶接装置、及びスポット溶接装置の制御プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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