JP6406297B2 - スポット溶接物の製造方法およびそのための製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、スポット溶接に関する。より詳細には、本発明は、重ね合わせた鋼板などの被溶接板を電気抵抗発熱で溶融させて接合する抵抗スポット溶接によってスポット溶接物を製造する方法に関すると共に、かかるスポット溶接物を製造するための製造装置にも関する。

自動車の車体は、鋼板同士を溶接することで一般に構成されている。かかる溶接には、従前よりスポット溶接が多く用いられている。自動車１台の製造を例にとると、接合すべき箇所の９０％以上がスポット溶接で接合されているともいわれる。

スポット溶接においては、重ね合わせた鋼板に対して電極間で局所的に通電して抵抗熱を発生させる。抵抗発熱により鋼板が溶融するので、最終的にはその溶融に起因して鋼板同士の接合がなされる。より具体的には、スポット溶接では、対を成す電極を備えた溶接ガンが一般的に用いられる。かかる対を成す電極で重ね合わせた鋼板を挟みこんで加圧力を与えながら電極間に電流を流す。これにより鋼板に抵抗発熱が生じ、鋼板が局所的に溶融するので、その部分が最終的に冷却固化して点状の溶接部が形成される。

スポット溶接で形成される点状の溶接部は“ナゲット”と一般に称される。かかるナゲットは、抵抗発熱に起因した鋼板の溶融部分が冷却固化した部分に相当し、このナゲットの存在によって鋼板同士が所望に接合され、スポット溶接物が得られることになる。

特開２００１−１７９４６４号公報

本願発明者らは、スポット溶接のナゲット形成に関連する問題点に気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。

具体的には以下の問題があることを本願発明者は見出した。スポット溶接では鋼板同士の合わせ面にまで及ぶようにナゲットを形成する必要があるが、鋼板の電気抵抗によっては合わせ面にナゲットが好適に形成されない虞がある。特定の理論に拘束されるわけではないが、これは、スポット溶接の発熱・溶融が鋼板の電気抵抗に依存するからことに起因するものと考えられる。より具体的には、“高い電気抵抗値（高い電気抵抗率）”および“低い電気抵抗値（低い電気抵抗率）”と電気抵抗の異なる鋼板同士を重ね合わせてスポット溶接する場合、“高い電気抵抗値”の鋼板の方が優先的に発熱して溶融部が形成されるからであり、それゆえ、“高い電気抵抗値”の鋼板側の溶融径よりも“低い電気抵抗値”の鋼板側の溶融径が小さくなってしまう場合があり、結果として鋼板同士の合わせ面にナゲットが好適に形成されない虞がある（図１０、特に図１０（ｂ）参照）。合わせ面にナゲットが及ぶように加圧力、電流値または通電時間などを調整し、発熱量を増やすことが考えられるものの、そうすると今度はスパッタが発生し易くなり、結果としてナゲットのバラツキによる強度品質への影響に留まらず、溶接痕が必要以上に深くなったり、ピンホールの発生頻度が増したりと外観の点でも品質低下を引き起こし易い。

本発明はかかる事情に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、特に好適なナゲット形成に資するスポット溶接技術を提供することである。

本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記目的の達成を試みた。その結果、上記主たる目的が達成されたスポット溶接物の製造方法の発明に至ると共に、それを実施するための製造装置の発明にも至った。

本発明の製造方法の発明は、対を成す第１電極と第２電極とから構成される溶接ガンを用いてスポット溶接物を製造する方法に関し、
（ｉ）少なくとも２枚の被溶接板を少なくとも部分的に重ね合わせて被溶接積層体を得る工程、
（ｉｉ）第１電極および第２電極で被溶接積層体を挟み込む工程、ならびに
（ｉｉｉ）第１電極および第２電極で被溶接積層体を加圧しながら第１電極および第２電極との間の通電を行う工程
を含んで成り、
被溶接積層体では少なくとも２枚の被溶接板の電気抵抗が互いに異なっており、第１電極および第２電極の通電抵抗が互いに異なる溶接ガンを用いることを特徴とする。

また、本発明の製造装置の発明は、電気抵抗が互いに異なる被溶接板から成るスポット溶接物を製造するための装置に関している。かかる本発明の製造装置は、対を成す第１電極と第２電極とから構成される溶接ガンを少なくとも有して成り、第１電極および第２電極における通電抵抗が互いに異なることを特徴とする。

本発明では、スポット溶接時の溶融部（特に“溶融開始ポイント”）を好適に偏移させることが可能となる。したがって、電気抵抗が互いに異なる被溶接板であってもそれらの合わせ面にまで及ぶようにナゲットを好適に形成できる。特に、溶接痕などの溶接物の外観にも考慮しつつ、電気抵抗が互いに異なる板同士の合わせ面にまで及ぶようにナゲットを好適に形成できる。

本発明の概念を示した断面図（図１（ａ）：２枚の被溶接板、図１（ｂ）：３枚の被溶接板） 本発明の概念を示した断面図および斜視図 被溶接積層体に形成される溶融部／ナゲットを模式的に示した断面図 本発明の製造方法の経時的な態様を模式的に示した断面図（図４（ａ）：工程（ｉ）、図４（ｂ）：工程（ｉｉ）、図４（ｃ）：工程（ｉｉｉ）） 被溶接積層体にめり込みやすい電極先端形状の態様を模式的に示した断面図 被溶接積層体にめり込みにくい電極先端形状の態様を模式的に示した断面図 本発明の製造装置の態様を模式的に示した断面図 ［ナゲット比の確認試験］の結果を示したグラフ ［圧痕低減の観点に基づく好適な電極切頭面径］の結果 従来技術の概念を示した断面図（図１０（ａ）：２枚の被溶接板、図１０（ｂ）：３枚の被溶接板）

以下では、図面を参照して本発明の一実施形態に係る「スポット溶接物の製造方法」および「スポット溶接物の製造装置」をより詳細に説明する。図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。

本明細書において「スポット溶接物」といった用語は、いわゆるスポット溶接（抵抗スポット溶接）によって得られる溶接物、即ち、電気抵抗による発熱（即ち、ジュール熱）を利用して互いに溶接された物を指している。したがって、本発明において「スポット溶接物」は、広義には、溶接ガンを用いてスポット溶接された少なくとも２枚の被溶接板のことを意味しており、狭義には、通電抵抗が互いに異なる第１電極と第２電極とを備えた溶接ガンによってスポット溶接された「電気抵抗（電気抵抗率）が互いに異なる少なくとも２枚の被溶接板」のことを意味している。

本明細書で直接的または間接的に説明される“上下”の方向は、製造時にスポット溶接される被溶接板の重合せに基づいており、少なくとも２枚の被溶接板が重ね合わされる方向（すなわち、重合せで得られる被溶接積層体の積層方向）が上下方向に相当する。本発明に係る典型的な態様では、被溶接板同士が全体として水平状態で重ね合わされることが多く、それゆえ、典型的には「鉛直下向き」が「下方向」に相当し、その反対側が「上方向」に相当する。

［本発明の製造方法］
本発明に係る製造方法は、対を成す第１電極と第２電極とから構成される溶接ガンを用いてスポット溶接物を製造する方法である。具体的には、本発明のスポット溶接物の製造方法は、
（ｉ）少なくとも２枚の被溶接板を少なくとも部分的に重ね合わせて被溶接積層体を得る工程、
（ｉｉ）第１電極および第２電極で被溶接積層体を挟み込む工程、ならびに
（ｉｉｉ）第１電極および第２電極で被溶接積層体を加圧しながら第１電極および第２電極との間の通電を行う工程
を含んで成り、
被溶接積層体では少なくとも２枚の被溶接板の電気抵抗が互いに異なっており、第１電極および第２電極の通電抵抗が互いに異なる溶接ガンが用いられる。

本発明の製造方法では、電気抵抗が互いに異なる被溶接板から成る被溶接積層体をスポット溶接するところ、そのような電気抵抗に違いに鑑みて通電抵抗が互いに異なる第１電極および第２電極から成る溶接ガンを用いる。このような特徴に起因して、電気抵抗が互いに異なる被溶接板から成る被溶接積層体であっても好適にスポット溶接することができる。より具体的には、電気抵抗が異なる被溶接板の互いの合わせ面（界面）にまでナゲットを好適に形成することができる。

ナゲットの好適な形成のために、本発明の製造方法は、被溶接積層体に生じる溶融部の形成位置を制御している。特に、本発明の工程（ｉｉｉ）の通電に際して、被溶接積層体に生じる溶融部の形成開始位置を制御している。換言すれば、図１（ａ）および１（ｂ）に示すように、互いに異なる通電抵抗に起因して、第１電極１２および第２電極１６のうち通電抵抗が相対的に大きい電極側に溶融部７０を偏移させる（図１０（ａ）および１０（ｂ）に示されるような通電抵抗が同じ電極を用いた場合と比べて偏移させる）。

図１０（ａ）および１０（ｂ）を参照して説明したように、従来技術において“高電気抵抗率板”および“低電気抵抗率板”と電気抵抗の異なる鋼板同士を重ね合わせてスポット溶接する場合、溶融部の発生が高電気抵抗率板側にバイアスがかかった状態となり、低電気抵抗率板側に溶融部が十分に及ばない虞がある。つまり、高電気抵抗率板と低電気抵抗率板との合わせ面においてナゲットが好適に形成されない虞がある。合わせ面にナゲットが好適に及ぶように加圧力、電流値または通電時間などを調整し、発熱量を増やすことが考えられるものの、そうすると今度はスパッタが発生し易くなり、ナゲットのバラツキによる強度品質への影響に留まらず、溶接痕が必要以上に深くなったり、ピンホールの発生頻度が増したりと外観の点でも品質低下を引き起こし易い。また、そのような操作は高電気抵抗率板側にいわゆる“チリ”状のスパッタが発生し易くなり、かかるチリが板に付くと手直しが必要となる。

本発明では、通電抵抗が互いに異なる第１電極および第２電極から成る溶接ガンを用い、それによって、工程（ｉｉｉ）の通電に際して通電抵抗が相対的に大きい電極側に向かって溶融部をより偏移させている。特に好ましくは、そのような通電抵抗が互いに異なる第１電極および第２電極を用いることによって、通電抵抗が同じ電極同士の場合と比べて溶融部を「電気抵抗が互いに異なる被溶接板同士の合わせ面」にまで十分に及ぶように偏移させる（図１（ａ）および１（ｂ）および図１０（ａ）および１０（ｂ）参照）。これにより、低電気抵抗率板２３と高電気抵抗率板２７（２７Ａ，２７Ｂ）との合わせ面５５にナゲットが好適に形成される。特に圧痕および／またはスパッタ・チリなどが抑制された状態で低電気抵抗率板２３と高電気抵抗率板２７（２７Ａ，２７Ｂ）との合わせ面５５にナゲットが好適に形成されることになる。

ここで、本明細書で用いる「通電抵抗が異なる」とは、溶接ガンの対を成す第１電極および第２電極のスポット溶接時における通電抵抗が互いに異なることを指している。したがって、本発明における「通電抵抗が互いに異なる」とは、広義には、工程（ｉｉｉ）における通電電流の流れにくさを第１電極と第２電極との間で意図的に変えることを意味しており、狭義には、通電路において第１電極と第２電極との間で電気抵抗が互い異なっていることを意味している。これは、特に通電電流、通電時間および電極加圧力などのスポット溶接条件が実質的に同一であるとした場合の通電路において第１電極と第２電極との間で電気抵抗が互い異なっていることを意味している。あくまでも例示にすぎないが、本発明では、例えばスポット溶接時に被溶接積層体と接触することになる電極先端面における電気抵抗値（通電抵抗値）が第１電極および第２電極とで互いに異なっていてよい（後述する“切頭形状”の電極の場合、切頭面における電気抵抗値（通電抵抗値）が第１電極および第２電極とで互いに異なっていてよい）。

溶接ガンの第１電極および第２電極の材質は、良好な熱伝導性および電気伝導性が一般に求められ、更には好ましくは高温変形耐性および耐摩耗性なども求められる。それゆえ、第１電極および第２電極の材質は、一般的に銅および／または銅合金であり得る。特に限定するわけではないが、硬銅、カドミウム銅、ジルコニウム銅、クロム銅、クロムジルコニウム銅、低ベリリウム銅、高ベリリウム銅、アルミナ分散銅（アルミナ分散強化銅）などが第１電極および第２電極の材質として具体的に用いられ得る。

本発明において「通電抵抗が互いに異なる」は、電極材質の相違で達成したり、あるいは、電極先端形状の相違で達成したりすることが好ましい。つまり、溶接ガンを構成している対の第１電極と第２電極との間で材質を変えたり、および／または、電極先端形状を変えたりすることが好ましい。

電極材質の相違に基づく場合、第１電極および第２電極の一方と他方との間で材質を変えることになる。具体的には「第１電極および第２電極の一方の電極材質の導電率（または電気抵抗率）」と「第１電極および第２電極の他方の電極材質の導電率（または電気抵抗率）」とが互い異なるようにすることが好ましい。あくまでも例示にすぎないが、第１電極および第２電極の一方の電極材質を“アルミナ分散銅”を含んで成るものとし、第１電極および第２電極の他方の電極材質を“クロム銅”または“クロムジルコニウム銅”としてよい。

一方、電極先端形状の相違に基づく場合、第１電極および第２電極の一方と他方との間で電極先端形状を変えることになる。具体的には、「第１電極および第２電極の一方の電極最先端部分・電極最先端面」と「第１電極および第２電極の他方の電極最先端部分・電極最先端面」とが互い異なるようにすることが好ましい。

溶接ガンにおいて対の第１電極１２および第２電極１６の各々が切頭形状を有する場合、第１電極１２の切頭面積と第２電極１６の切頭面積とが互いに異なることが好ましい（図２参照）。これは、第１電極および第２電極の切頭面積の一方が他方より大きいこと又は小さいことを意味している。つまり、第１電極１２の切頭面積をＳ_第１電極とし、第２電極１６の切頭面積をＳ_第２電極とすると、Ｓ_第１電極＞Ｓ_第２電極またはＳ_第１電極＜Ｓ_第２電極となることが好ましい（即ち、Ｓ_第１電極＝Ｓ_第２電極またはＳ_第１電極≒Ｓ_第２電極とはなっていない）。

あくまでも例示にすぎないが、第１電極および第２電極の切頭面積の一方が他方よりも１．７倍〜６．３倍程度となっていてよい。つまり、ある好適な態様では、第１電極１２および第２電極１６との間の切頭面積比につき、相対的に小さい切頭面積に対する相対的に大きい切頭面積の比が１．７〜６．３程度となっている。これは、第１電極および第２電極の各々の切頭形状が切頭円錐形状である場合（すなわち、電極先端部分が円錐台状となっている場合）、第１電極および第２電極の切頭面（すなわち、円形状の切頭面）の径比が約１．３〜約２．５となっていることに相当する。換言すれば、図２に示すような第１電極１２および第２電極１６の円形状の切頭面につき、「相対的に小さい径Ｄ_小径」に対する「相対的に大きい径Ｄ_大径」の比、即ち、Ｄ_大径／Ｄ_小径の値が約１．３〜約２．５となっていることが好ましい。

このように切頭面積が異なる場合、“切頭面積（切頭面径）が小さい電極”は“切頭面積（切頭面径）が大きい電極”よりも通電抵抗が大きくなり得る。本発明の製造方法において、対を成す２つの電極は、通電抵抗がより大きい電極側に向かって溶融起点を移動させる作用を有し、即ち、通電抵抗がより小さい電極側から離れる方向へと溶融起点を移動させる作用を有する。

従って、図１（ａ）および１（ｂ）に示すように“低電気抵抗率板２３”と“高電気抵抗率板２７（２７Ａ,２７Ｂ）”と異なる被溶接板から成る被溶接積層体５０’をスポット溶接する際には、低電気抵抗率板２３側に通電抵抗のより大きい電極１２を位置付ける一方、高電気抵抗率板２７側に通電抵抗のより小さい電極１６を位置付けて通電を行うことが好ましい。かかる場合、低電気抵抗率板側に向かって溶融起点が移動することなり、結果として電気抵抗が異なる被溶接板の互いの合わせ面５５にまでナゲットを好適に形成することができる。換言すれば、第１電極および第２電極のうち通電抵抗が相対的に大きい電極を電気抵抗率が相対的に小さい被溶接板の近位に配置する一方、通電抵抗が相対的に小さい電極を電極抵抗率が相対的に大きい被溶接板の近位に配置すると、電気抵抗率が異なる被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成することができる。ちなみに、仮に通電抵抗が同じ電極対を用いた場合において「電気抵抗率が異なる被溶接板の互いの合わせ面」にまでナゲット形成を行うには、通電時間を長くすればよいが、そうすると今度はスパッタが発生し易くなってしまい、外観の点で溶接物の品質低下につながり得る。特に、高電気抵抗率板側には“チリ”状のスパッタが発生し易くなる。この点、本発明に従えば、そのような外観の点で不都合となる現象をより抑制した状態で一定の通電電流下にて「電気抵抗率が異なる被溶接板の合わせ面」にまでナゲットを形成できる。

本発明の技術思想は、対向する電極の通電抵抗値が異なる溶接ガンを用い（例えば上下異型電極を適用し）、電気抵抗率・導電率が異なる被溶接板同士をスポット溶接するに際して、被溶接積層体の厚み方向の溶融位置を通電抵抗値が大きい電極側に向けるといったものである。特定の理論に拘束されるわけではないが、通電路における体積と抵抗値との関係をＲ＝ρ×Ｌ／Ａ（Ｒ：抵抗値、ρ：電気抵抗率、Ｌ：通電路長、Ａ：通電路断面積）と定義付けた場合、被溶接積層体の断面で厚み方向に区間設定すると区間毎の発熱量は通電路径が小さい側で大きく、通電路径が大きい側で小さくなると考えられることが関係するものと推測される。本発明は、特に複数の被溶接板（例えば３枚以上の被溶接板）を溶接する場合などに有利となり得る。そのような複数の被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成することができ、所望の溶接物を得ることができるからである。例えば、被溶接積層体を構成する被溶接板が３枚であり、そのうち少なくとも２枚の電気抵抗（電気抵抗率または導電率）が互いに異なっていてよい。かかる場合であっても、被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成することができ、所望の溶接物を得ることができる。

より具体的な態様に基づいて説明する。本発明に従えば、図３に示すように、３枚の被溶接板のそれぞれの電気抵抗が異なる場合であっても、被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成することができる。図３に示されるように低電気抵抗率板２３と２種類の高電気抵抗率板２７Ａ,２７Ｂとから構成される被溶接積層体５０’の場合を例に挙げると、図示するように低電気抵抗率板２３側に通電抵抗が相対的に大きい電極１２を配置して、高電気抵抗率板２７Ａ,２７Ｂ側に通電抵抗が相対的に小さい電極１６を配置することが好ましい。これにより、通電時により低電気抵抗率板２３側に向かって溶融起点を好適に移動させることができ、被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲット７０を好適に形成できる。

本明細書においていう「ナゲットを好適に形成する」とは、例えば被溶接板同士の合わせ面におけるナゲット径が所定の範囲にあることを指している。あくまでも例示にすぎないが、被溶接板が３枚の場合を例に取ると、２つの合わせ面における互いのナゲット径が大きく異ならないことを意味しており、１つ例示すると高電気抵抗率板側の合わせ面におけるナゲット径Ｌ_高抵抗板に対する低電気抵抗率板側の合わせ面におけるナゲット径Ｌ_低抵抗板の比（Ｌ_低抵抗板／Ｌ_高抵抗板）が約０．８〜約１．１の範囲にあることを意味している（各電極を半分割する平面で切り取った断面図が示される図３を参照のこと）。

以下においては、図４を参照しながら本発明の一実施形態に係る製造方法を経時的に説明する。

本発明の実施に際しては、まず工程（ｉ）を実施する。すなわち、少なくとも２枚の被溶接板を少なくとも部分的に重ね合わせることによって被溶接積層体を得る。具体的には、図４（ａ）に示すように、例えば３枚の被溶接板として低電気抵抗率板２３および２種類の高電気抵抗率板２７Ａ,２７Ｂをスポット溶接する場合、それらが互いに積層するように重ね合わせて被溶接積層体５０’を得る。図示する態様では、低電気抵抗率板２３が外側に位置するようにその低電気抵抗率板と２種類の高電気抵抗率板２７Ａ,２７Ｂとを互いに重ね合わせて被溶接積層体５０’を得ている。

なお、本明細書にいう「被溶接板」とは、スポット溶接される板状部材のことを指しており、特には電気抵抗（電気抵抗率または導電率）がそれぞれ異なる板状部材のことを指している。スポット溶接は、被溶接板と電極との接触で通電路を確保する必要があるので、被溶接板は、電気伝導性を有しており、それゆえ、例えば金属材を含んで成る板状部材であることが好ましい。ある好適な１つの態様では、被溶接板は金属板である。また、例えば自動車製造におけるスポット溶接を例にとれば、被溶接板は鋼板に相当し得る。鋼板の鋼材自体は、特に限定されず、炭素鋼、合金鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼などであってよい。また、代表的な鋼板の種類でいうと、被溶接板としての鋼板は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）、熱延鋼板、熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨ材）、電気亜鉛めっき鋼板（ＳＥＣ材、ＳＥＨ材）、溶融亜鉛めっき鋼板（ＳＧＣ材、ＳＧＨ材）、溶融アルミめっき鋼板、塗装電気めっき鋼板、ステンレス鋼板（ＳＵＳ材）、アルミ板、銅板などであってよい。

本発明では、被溶接積層体を構成する少なくとも２枚の被溶接板は互いに電気抵抗が異なっている。例えば、２つの被溶接板をスポット溶接に付す場合、一方の被溶接板が“低電気抵抗率板”となっており、他方の被溶接板が“高電気抵抗率板”となっている。また、３つの被溶接板をスポット溶接に付す場合では、そのうちの１つが“低電気抵抗率板”となっており、他の２つの被溶接板が“高電気抵抗率板”となっていてよい（２つの高電気抵抗率板は互いに電気抵抗率が異なっていてもよく、あるいは、同じであってもよい）。あくまでも例示にすぎないが、一方の被溶接板の電気抵抗率が他方の被溶接板の電気抵抗率よりも少なくとも約５％小さい場合（“約５％”は「一方の被溶接板」の電気抵抗率を基準とする）、かかる「一方の被溶接板」を“低電気抵抗率板”とみなし、「他方の被溶接板」を“高電気抵抗率板”とみなしてよい。また、別の判断指標の１つにすぎないが、電気抵抗率が１５０μΩ・ｍｍを基準に、それ以下の電気抵抗率を有する被溶接板を“低電気抵抗率板”とみなし、それよりも大きい電気抵抗率を有する被溶接板を“高電気抵抗率板”とみなしてもよい。尚、このような低電気抵抗率板および高電気抵抗率板は互いに厚さが異なっていても同じであってもよい。

工程（ｉ）に引き続いて、工程（ｉｉ）を実施する。すなわち、第１電極１２および第２電極１６で被溶接積層体５０’を挟み込む。図４（ｂ）に示すように、第１電極１２および第２電極１６が被溶接積層体５０’の対向する外面にそれぞれ当接するように溶接ガンで被溶接積層体を挟み込むことが好ましい。このようにすると、通電路を好適に確保できる。つまり、次の工程（ｉｉｉ）において好適な通電経路が形成されることになり、ジュール熱を被溶接積層体に発生させることができる。図示する態様から分かるように、工程（ｉｉ）においては第１電極１２と第２電極１６とは被溶接積層体５０’を介して互いに対向するような位置関係を有していることが好ましい（つまり、第１電極の軸と第２電極の軸とを互いに整合させる、より具体的にはそれらを一致させることが好ましい）。

“低電気抵抗率板２３”および“高電気抵抗率板２７”と異なる被溶接板から成る被溶接積層体をスポット溶接する際、低電気抵抗率板側に通電抵抗のより大きい電極を位置付ける一方、高電気抵抗率板側に通電抵抗のより小さい電極を位置付けることが好ましい。図４（ｂ）に示すように低電気抵抗率板２３が外側に位置するように低電気抵抗率板と２種類の高電気抵抗率板２７（２７Ａ,２７Ｂ）とを互いに重ね合わせて被溶接積層体５０’とする場合では、低電気抵抗率板２３に接するように通電抵抗のより電極を位置付ける一方、高電気抵抗率板２７に接するように（図示する態様では高電気抵抗率板２７Ａに接するように）通電抵抗のより小さい電極を位置付けることが好ましい。

例えば溶接ガンにおいて第１電極および第２電極の各々が切頭形状を有し、第１電極の切頭面積と第２電極の切頭面積とが互いに異なる場合、第１電極および第２電極のうち切頭面積が相対的に小さい電極を低電気抵抗率板側に位置付け（上記の３枚の被溶接板では低電気抵抗率板２３に接するように位置付け）、切頭面積が相対的に大きい電極を高電気抵抗率板側に位置付ける（上記の３枚の被溶接板では高電気抵抗率板２７に接するように位置付ける）ことが好ましい。これは、第１電極および第２電極の切頭形状が切頭円錐形状である場合、第１電極および第２電極のうち切頭面の径が相対的に小さい電極を低電気抵抗率板側に位置付け（上記の３枚の被溶接板では低電気抵抗率板２３に接するように第１電極１２を位置付け）、切頭面の径が相対的大きい電極を高電気抵抗率板側に位置付ける（上記の３枚の被溶接板では高電気抵抗率板２７と接するように第２電極１６を位置付ける）ことが好ましい。なお、第１電極および第２電極の切頭形状は、特に切頭円錐形状に特に限定されるものでなく、例えば切頭四角錐状、切頭円柱状などの形状であってもよい。また、このような溶接ガン電極は、電極先端部と電極胴部とが一体化して成る“一体型”に特に限定されず、電極先端部を取り替えることができる“キャップ型”であってもよい。“キャップ型”の場合、電極チップが消耗した際の廃棄部品をより少なくすることができる。

工程（ｉｉ）に引き続いて、工程（ｉｉｉ）を実施する。すなわち、第１電極１２および第２電極１６で被溶接積層体５０’を加圧しながら第１電極１２および第２電極１６との間の通電を行う。これにより、被溶接積層体５０’にジュール熱を発生させることができ、溶融部７０を形成することができる（図４（ｃ）参照）。

かかる通電時における電流値、通電時間、加圧力などは、好適なナゲット形成に資するのであれば特に制限があるものでなく、例えば常套的なスポット溶接で採用されているものであってよい。あくまでも例示にすぎないが、例えば、通電の電流値は、５ｋＡ〜３０ｋＡの範囲であってよい。このような通電電流は交流電流または直流電流のいずれであってもよい。すなわち、通電電流の電源は、交流式（例えば、単相交流式または三相低周波式など）または直流式（例えば、単相整流式、三相整流式またはインバータ式など）のいずれかでよい。同様にあくまでも例示にすぎないが、電極によって被溶接積層体に加えられる圧力（加圧力）は、例えば１〜２０ｋＮ程度であってよい。典型的には、被溶接板・被溶接積層体の室温強さが強いほど、また、熱膨張率が大きいほど、加圧力を大きくすることが好ましい。更にいえば、かかる通電に際しては、第１電極および第２電極の各々を水冷に付すことが好ましい。より具体的には、第１電極１２および第２電極１６の各内部に冷却水を流すことが好ましい。より好適に被溶接積層体にジュール熱を発生させることができ、溶融部が形成され易くなるからである。

工程（ｉｉｉ）の通電時には、好ましくは通電定常時の温度分布においてピーク温度ポイントが通電抵抗のより大きい電極側にシフトする作用が奏され得る。これは、工程（ｉｉｉ）の被溶接積層体に生じる溶融部の形成開始位置が制御されることを意味している。より具体的には、互いに異なる通電抵抗に起因して第１電極および第２電極のうち通電抵抗が相対的に大きい電極側に向かって（即ち、第１電極１２により近づく方向に）溶融部７０が偏移するような作用が生じる（図４（ｃ）参照）。これにより、“低電気抵抗率板”および“高電気抵抗率板”と電気抵抗が異なる被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成される。上述の如く低電気抵抗率板２３が外側に位置するように当該低電気抵抗率板２３と２種類の高電気抵抗率板２７（２７Ａ,２７Ｂ）とを互いに重ね合わせて被溶接積層体５０’とした場合では、低電気抵抗率板２３側に向かって溶融起点をより移動させる作用が生じるので、低電気抵抗率板側に位置する被溶接板の合わせ面（即ち、低電気抵抗率板２３と高電気抵抗率板２７との界面）にまでナゲットを好適に形成できる。なお、継続して通電を行うと溶融部は成長していくものの、過度な成長はスパッタ発生につながるので、低電気抵抗率板側に位置する被溶接板の合わせ面にまで溶融部が好適に及んだ時点で通電を終了することが好ましい。

以上の如く説明した工程から分かるように、本発明の１つの好適な態様は、溶接ガンの電極先端形状を工夫することでジュール熱／溶融の起点を板組みによって変化させて溶融径のバランスを最適化しており、そして、好ましくはその際の溶接痕などの外観上の問題も考慮してそれらを特に不都合のないように抑制している。

上記においては本発明の理解のために典型的な実施形態を説明したが、本発明の製造方法は、種々の形態で具現化できる。

（圧痕低減の観点に基づく好適な電極切頭面径）
溶接ガンの第１電極および第２電極の切頭形状が切頭円錐形状である場合、第１電極および第２電極の切頭面は円形となり得る（図２参照）。すなわち、第１電極および第２電極は円形状切頭面を有することになる。かかる場合、第１電極と第２電極との間で円形状切頭面の径寸法が異なることが好ましく、一方の電極が他方の電極よりも径寸法が大きくまたは小さくなっていることが好ましい。

例えば、第１電極が相対的に小さい径寸法を有し、第２電極が相対的に大きい径寸法を有する場合、第１電極における円形状切頭面の径寸法が約６ｍｍ（φ６）であるのに対して、第２電極における円形状切頭面の径寸法が約７ｍｍ（φ７）以上であることが好ましく、更には約７ｍｍ〜約１６ｍｍ（φ７〜φ１６）、例えば約８ｍｍ〜約１６ｍｍ（φ８〜φ１６）であることがより好ましい。具体的には、第１電極および第２電極の双方ともに電極胴部自体は同じサイズであってよく、例えばその電極胴部の径寸法が双方の電極ともに１６ｍｍ（φ１６）〜２０ｍｍ（φ２０）である場合、第１電極における円形状切頭面の径寸法が好ましくは約６ｍｍ（φ６）であり、第２電極における円形状切頭面の径寸法が好ましくは約７ｍｍ〜約１６ｍｍ（φ７〜φ１６）、例えば約８ｍｍ〜約１６ｍｍ（φ８〜φ１６）となっている。このような態様においては、電気抵抗が互いに異なる被溶接板同士の合わせ面に好適にナゲットを形成できるだけでなく、圧痕（溶融金属が電極に押されることに起因して形成される板表面の局所的な窪み）が効果的に減じられた溶接物を得ることができる（後述する実施例を参照のこと）。特に、径寸法の大きい電極は、圧痕抑制の効果が大きいので、かかる径寸法の相対的に大きい電極（図２でいえば第２電極１６）を被溶接積層体の外面に位置付けることによって溶接物の見栄え向上をより効果的に図ることができる。つまり、接合強度の点だけでなく、外観の点でもより好適なスポット溶接を行うことが可能となる。

従来技術において圧痕の低減には銅製の平板（以下「銅板」とも称する）を用いることがある。具体的には電極と被溶接積層体との間に銅板を挟みこんでスポット溶接を行うことがある。この銅板を用いる場合、銅板の表面状態（銅板の摩耗状態など）に起因して溶接および外観品質の低下の招く虞があるので、銅板表面を定期的に研摩したり、仕上げ工程で銅板に起因した品質低下がないかを確認したりする必要があり、結果としてライン稼働率の低下を招く虞がある。また、そもそも銅板は、その形状に起因して特定箇所にしか使用できない場合なども考えられる（例えば車体治具内で特定箇所にしか使用できない）。この点、本発明に従って少なくとも一方の電極における円形状切頭面の径寸法を約７ｍｍ（φ７）以上、好ましくは約８ｍｍ（φ８）以上とすると、圧痕がより減じられた溶接物を得ることができるので、銅板の必要性が減じられ、結果として効率の良いスポット溶接を行うことができる。

（電極肩部の好適形状）
“電極肩部の好適形状”の態様は、溶接痕を特により効率良く抑制できる電極先端形状に基づいている。かかる態様においては、第１電極および第２電極の少なくとも一方につき電極先端肩部と切頭面との境界が角張っていない。

例えば、図５に示される電極先端形状では、電極が被溶接積層体の外面に対して“角度がつくように”接した通電状態となる場合（即ち、電極の軸と被溶接積層体の外面とが成す角度が直角とならない場合）、電極が被溶接積層体にめり込みやすくなり、結果として非所望の溶接痕が生じる虞がある。これは、先端が“平面”となる切頭形状の電極において好ましくは考慮する事項である（換言すれば、切頭形状の電極を用いた場合は電極と被溶接積層体との接触状態のバラツキの影響を受けやすいといえる）。

この点、本発明に従って図６に示される電極先端形状にすると、上記“非所望の溶接痕”の発生をより減じた溶接が可能となる。具体的には、図６に示される電極先端形状では、第１電極および第２電極の少なくとも一方の電極において電極先端肩部と切頭面との境界が角張っていない、即ち、電極先端肩部と切頭面とが互いに滑らかな面を成すように連続している。従って、電極が被溶接積層体の外面に対して“角度がつくように”接した通電状態（即ち、電極の軸と被溶接積層体の外面とが成す角度が直角とならない状態）となったとしても、電極が被溶接積層体にめり込みにくくなり、結果として非所望の溶接痕を抑制できる。これは、本発明では切頭形状の電極であっても電極と被溶接積層体との接触状態のバラツキの影響を受けにくくなることを意味している。また、溶接痕は特殊な環境下でサビ発生の要因となり得るので、図６に示される電極先端形状は溶接物のサビ低減につながり得る。

本発明における図６の電極先端形状について詳述しておく。図６の電極はその電極先端肩部と切頭面との境界が角張っておらず、即ち、電極先端肩部と切頭面とが互いに滑らかな面を成すように連続している。これは、電極をその軸方向に沿って二分割した断面（電極先端断面）でとらえてみると、かかる電極が図６に示す如くの輪郭形状を有していることを意味している。具体的にいえば、電極先端の肩部輪郭を成す円弧の中心が「切頭面端（切頭面の最周縁）を通って電極軸と平行となるライン」上に位置することが好ましく、更には、そのような肩部輪郭を成す円弧の中心角が９０°となっていることが好ましい（図６の上側図参照）。これに対して、図５の電極先端形状（即ち“めり込みやすい形状”）では、電極先端の肩部輪郭を成す円弧の中心が、電極軸上に位置し、それゆえ、「切頭面端を通って電極軸と平行となるライン」上には位置しておらず、また、肩部輪郭を成す円弧の中心角が９０°となっていない（図５の上側図参照）。

あくまでも例示にすぎないが、具体的な寸法でもって詳述する。本発明においては、例えば、電極胴部の径が約１６ｍｍ（φ１６）であって、切頭面径が約８ｍｍである場合、その電極先端肩部のＲは約４ｍｍとなっていてよい。ここで、図６に示すように、電極先端肩部の輪郭を成す円弧の中心は「切頭面端を通って電極軸と平行となるライン」上に位置していると共に、その円弧の中心角が約９０°となっている。なお、この例示は切頭面径が約８ｍｍの場合であるが、切頭面径がそれよりも大きくなれば、電極先端肩部のＲ（および電極胴部）もそれに伴って大きくすることが一般に好ましいことになる。従って、そのような大径の切頭面径の場合なども考慮すると、電極先端肩部のＲは４ｍｍ以上となることが好ましいといえる。

［本発明の製造装置］
次に、スポット溶接物の製造装置について説明する。本発明の製造装置は、上述のスポット溶接物の製造に好適な装置である。すなわち、電気抵抗が互いに異なる被溶接板から構成されるスポット溶接物を製造するための装置である。かかる製造装置は、図７に示すように、対を成す第１電極１２と第２電極１６とから構成される溶接ガンを少なくとも有して成るところ、第１電極１２および第２電極１６における通電抵抗が互いに異なっている。

ここでいう「通電抵抗が互いに異なる」とは、上述した如く、広義には、通電電流の流れにくさが第１電極と第２電極とで意図的に変わっていることを意味しており、狭義には、通電路において第１電極と第２電極とで電気抵抗が互い異なっていることを意味している。ここで、本発明の製造装置では、溶接ガンの第１電極と第２電極との間で材質が変わっていたり、および／または、電極先端形状が変わっていたりする（図７には“電極先端形状が互いに異なる態様”が特に示されている）。

本発明の製造装置は、溶接ガンの対向する対の電極が互いに異なる通電抵抗値を有しており、電気抵抗率（または導電率）が異なる被溶接板同士をスポット溶接するに際して、被溶接積層体の厚み方向の溶融部位置を通電抵抗値が大きい電極側に向かってより偏移させることができる。これにより、本発明の製造装置では、複数の被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成することができ、所望の溶接物を得ることができる。例えば、被溶接積層体を構成する被溶接板が３枚であり、そのうち少なくとも２枚の電気抵抗率が互いに異なっている場合であっても、被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成することができ、所望の溶接物が得られることになる。

本発明の製造装置は、被溶接積層体を介した電極間の通電のため、電源に接続されて使用される。電源自体は、常套的なスポット溶接装置に用いられているものと同様であってよい。つまり、特に制限されるわけではないが、本発明の製造装置の電源は、交流式または直流式のいずれかであってよい。交流式の電源の場合、単相交流式または三相低周波式であってよい。単相交流式は、商用周波数の電流を用いるものである。一方、三相低周波式は、商用周波数の電流を例えば１０〜２０Ｈｚ程度の低周波数電流に変えたものであり、これにより回路のインピーダンスが低下し、大電流の供給が容易となる。また、直流式の場合、単相整流式、三相整流式またはインバータ式であってよい。単相整流式は、単相交流式の溶接機の二次側に整流器を挿入したものであり、入力ｋＶＡの低減に寄与し得る。三相整流式は、単相整流式の電源を３台一体化または個別に３台組み合わせて三相全波整流の形としたものであり、大電流が容易になり、また、電流の脈動を効果的に減らすことが可能である。そして、インバータ式は、三相交流電源を直流化した後、スイッチング素子などを用いて例えば６００〜１０００Ｈｚ程度の中周波電流に変換し、溶接トランスに供給し、二次回路で整流した後溶接部に直流電流を供給する方式である。

本発明の製造装置は、「第１電極１２および第２電極１６における通電抵抗が互いに異なる」といったガン電極に特に存しており、それゆえ、その他の部分は常套的なスポット溶接装置に用いられているものと同様であってよい（但し、あくまでも本発明の製造装置は、電気抵抗が互いに異なる被溶接板同士をスポット溶接するための装置である点に留意されたい）。換言すれば、本発明の製造装置は、電極以外、常套的なスポット溶接機と同様の加圧・通電部、電源部、電力制御部および接続用のケーブル類などから構成されていてよい。また、本発明の製造装置は、その全体として捉えた装置タイプにつき、“定置形スポット溶接機”、“卓上形スポット溶接機”、“ポータブルスポット溶接機”または“マルチスポット溶接機”のいずれのタイプであってもよい。

以下では、本発明の製造装置の特徴となる「通電抵抗が互いに異なる電極」について詳述しておく。

通電抵抗の互いの相違が“電極材質の相違”で達成されている本発明の装置は、例えば「第１電極および第２電極の一方の電極材質の導電率」と「第１電極および第２電極の他方の電極材質の導電率」とが互い異なった溶接ガンを好ましくは有している。あくまでも例示にすぎないが、第１電極および第２電極の一方が“アルミナ分散銅”を含んで成る電極材質となり、それらの他方が“クロム銅”または“クロムジルコニウム銅”を含んで成る電極材質から成っていてよい。

また、通電抵抗の互いの相違が“電極先端形状の相違”で達成されている本発明の装置は、第１電極および第２電極の最先端面につき一方が他方より大きい又はより小さい溶接ガンを好ましくは有している。ある好適な態様では、第１電極および第２電極の各々が切頭形状を有し、第１電極の切頭面積と第２電極の切頭面積とが互いに異なっている（即ち、平電極形状の場合、先端面の面積が互いに異なっている）。

例えば、第１電極および第２電極の切頭面積の一方が他方よりも１．７倍〜６．３倍程度であってよい。ここで、本発明の製造装置において第１電極１２および第２電極１６の切頭形状が切頭円錐形状であってよい（図２および図７参照）。つまり、円錐状または円柱状の電極における最先端部分が電極径方向に平行な面で切り取られて得られた形状を第１電極１２および第２電極１６が有していてよい。かかる場合、第１電極１２および第２電極１６の切頭面（すなわち、円形状の切頭面）の径比が約１．３〜約２．５であることが好ましい。より具体的には、図２に示すように第１電極１２および第２電極１６の円形状切頭面のうちサイズが相対的に小さい側の径Ｄ_小径に対するサイズが相対的に大きい側の径Ｄ_大径の比（即ち、Ｄ_大径／Ｄ_小径の値）が約１．３〜約２．５であることが好ましい。これによって、通電定常時の温度分布においてピーク温度ポイントが通電抵抗のより大きい電極側にシフトするようになり、被溶接積層体に生じる溶融部の形成開始位置がより好適に制御され得る。つまり、電気抵抗が異なる被溶接板の互いの合わせ面にまでナゲットを好適に形成できる。

本発明の製造装置において、溶接ガンは溶接痕をより効果的に抑制できる電極形状を有していることが好ましい。例えば、第１電極１２および第２電極１６の少なくとも一方は、図６に示される如くの電極先端形状を有していることが好ましい。つまり、上記の「電極肩部の好適形状」で説明した如く、電極先端肩部と切頭面との境界が角張っていない、即ち、電極先端肩部と切頭面とが互いに滑らかな面を成すように連続した電極となっていることが好ましい。これによって、電極が被溶接積層体の外面に対して“角度がつくように”接した通電状態（即ち、電極の軸と被溶接積層体の外面とが成す角度が直角とならない状態）になったとしても、電極が被溶接積層体に対してめり込みにくくなり、結果として溶接痕をより効果的に抑制できるようになる（図６参照）。

本発明の製造装置における電極のより詳細な事項、更なる具体的な態様、または使用時の態様などその他の事項は、上述の［本発明の製造方法］で説明しているので、重複を避けるために説明を省略する。

以上、本発明の実施態様について説明してきたが、本発明の適用範囲における典型例を示したに過ぎない。したがって、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変更がなされ得ることは当業者に容易に理解されよう。

例えば、上記においては、“抵抗スポット溶接”によって溶接物を得る態様を中心に説明してきたが、本発明はかかる態様に限定されない。例えば、被溶接板表面の溶接箇所となる部分に突起を設ける“プロジェクション溶接”またはスポット溶接の電極をローラー状にした“シーム溶接”、更には、接合面にろう材を設置して抵抗発熱でろう付けを行う“抵抗ろう付け”の態様などであってもよい。

また、上述で説明した切頭面径比などはあくまでも一例である。例えば、第１電極１２および第２電極１６の円形状の切頭面につき、図２に示される「相対的に小さい径Ｄ_小径」に対する「相対的に大きい径Ｄ_大径」の比、即ち、Ｄ_大径／Ｄ_小径の値は１．１〜５、１．１〜４、または、１．１〜３（例えば、１．５〜３）などであってもよい。

本発明に関連する実施例を説明する。

［ナゲット比の確認試験］
本発明に従って“通電抵抗が互いに異なる電極”を用いて電気抵抗率が異なる被溶接板をスポット溶接した際の効果を確認すべく以下の実証試験を行った。

（溶接ガン電極）
・第１電極（小切頭径）
全体形状：切頭円錐形状
切頭径：６ｍｍ（φ６）
材質：銅合金（クロム銅）

・第２電極（小〜大切頭径）
全体形状：切頭円錐形状
切頭径：(1)６ｍｍ（φ６）、(2)７ｍｍ（φ７）、(3)８ｍｍ（φ８）、(4)９ｍｍ（φ９）、(5)１０ｍｍ（φ１０）、(6)１１ｍｍ（φ１１）、(7)１２ｍｍ（φ１２）、(8)１６ｍｍ（φ１６）
材質：銅合金（クロム銅）

（通電条件）
・電流値：７．５ｋＡ、８．０ｋＡ、８．５ｋＡ、９．０ｋＡ
・加圧力：３．４３ｋＮ
・通電時間：２０cycle

（被溶接板）
・鋼板３枚
・鋼板の種類：（低電気抵抗率板：ＪＡＣ２７０^※、抵抗率１５０μΩ・ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）、（第１高電気抵抗率板：ＪＡＣ７８０^※、抵抗率３５０μΩ・ｍｍ、厚さ１．６ｍｍ）、（第２高電気抵抗率板：ＪＡＣ５９０^※、抵抗率３００μΩ・ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）、※JFS規格
・抵抗率の大小関係：低電気抵抗率板＜第２高電気抵抗率板＜第１高電気抵抗率板

第１高電気抵抗率板を真ん中にして３枚の被溶接板を重ね合わせて被溶接積層体を得た。次いで、低電気抵抗率板側に第１電極（小切頭径）を位置付ける一方、高電気抵抗率板側に第２電極（小〜大切頭径）を位置付ける形態で被溶接積層体を電極で挟み込んだ。そして、上記の条件下にて加圧および通電を行うことによってナゲットを形成してスポット溶接物を得た。

大切頭径の第２電極の切頭径および通電電流値をパラメータとして変えることによって同様にナゲット形成を行い、スポット溶接物を得た。

得られたスポット溶接物につき被溶接板の界面に形成されたナゲットの寸法を目視確認した。そして、スポット溶接時における溶融部の偏移を評価するための指標、即ち、好適なナゲット形成を評価するための指標として「低電気抵抗率板側の界面におけるナゲット径÷高電気抵抗率板側の界面におけるナゲット径」を算出した。結果をグラフとして表したものを図８に示す。

図８のグラフから分かるように、本発明に従ったスポット溶接ではナゲットを好適に形成できることが確認された。つまり、従前の如く通電抵抗が同一の電極の場合と比べると、本発明に従った通電抵抗の互いに異なる電極は、電気抵抗率の互いに異なる被溶接板であってもそれらの合わせ面にまで十分に及ぶようにナゲットを形成できることが確認された。より具体的にいえば、切頭径６ｍｍの第１電極に対して切頭径７ｍｍ〜１６ｍｍの第２電極を用いた溶接ガンとなる場合では効果的なナゲットを形成でき、特には切頭径６ｍｍの第１電極に対して切頭径８ｍｍ〜１５ｍｍの第２電極を用いた溶接ガン（即ち、第１電極の円形状切頭面径に対する第２電極の円形状切頭面径の比が約１．３〜約２．５）となる場合ではより効果的なナゲット形成ができることが分かった。

［圧痕低減の観点に基づく好適な電極切頭面径］
電極切頭面径の大径化による圧痕の影響を確認すべく以下の実証試験を行った。

（溶接ガン電極）
・第１電極（小切頭径）
全体形状：切頭円錐形状
切頭径：６ｍｍ（φ６）
材質：銅合金

・第２電極（小〜大切頭径）
全体形状：切頭円錐形状
切頭径：６ｍｍ（φ６）、７ｍｍ（φ７）、８ｍｍ（φ８）、９ｍｍ（φ９）
材質：銅合金

（通電条件）
・電流値：８．０ｋＡ、９．０ｋＡ
・加圧力：２．４５ｋＮ
・通電時間：１５cycle

（供試板）
・鋼板（材質：ＪＡＣ２７０^※×ＪＡＣ７８０^※×ＪＡＣ５９０^※）※JFS規格
・板厚：０．７ｍｍ×１．６ｍｍ×１．２ｍｍ

供試板につき、上記条件下で加圧および通電を行うことによってスポット溶接試験を行った。試験後に供試板を目視確認することによって圧痕サイズを求めた。結果を図９に示す。

図９の結果から分かるように、ガン電極における円形状切頭面径が、約７ｍｍ（φ７）以上、好ましくは約８ｍｍ（φ８）以上、特にいえば約８ｍｍ〜約１６ｍｍ（図９からはφ８〜φ９程度）となると、圧痕がより減じられた溶接物を得ることができることが確認された。

本発明の製造方法および製造装置は、例えば自動車の車体製造に用いることができ、より具体的には鋼板同士の溶接に用いることができる。特に、本発明では、電気抵抗率が大小異なる２つ以上の鋼板同士の溶接に特に好適に対応できるので、その利用価値は高いといえる。

また、本発明は、特に自動車製造の分野にのみ限ることはなく、溶接が必要とされる他の製造業分野で利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、例えば自動二輪、トラック、トラクター、造船、大型容器製造、高層ビル鉄骨、各種金属製品・電化製品などの種々の製造業分野で本発明を利用できる。

１０ 電極
１２ 第１電極
１６ 第２電極
２０ 被溶接板
２３ 電気抵抗がより小さい被溶接板（低電気抵抗率板）
２７ 電気抵抗がより大きい被溶接板（高電気抵抗率板）
２７Ａ 第１高電気抵抗率板
２７Ｂ 第２高電気抵抗率板
５０’ 被溶接積層体
５０ スポット溶接物
５５ 被溶接板同士の合わせ面（界面）
７０ 溶融部／ナゲット

Claims (12)

1. 対を成す第１電極と第２電極とから構成される溶接ガンを用いてスポット溶接物を製造する方法であって、
   （ｉ）少なくとも２枚の被溶接板を少なくとも部分的に重ね合わせて被溶接積層体を得る工程、
   （ｉｉ）前記第１電極および前記第２電極で前記被溶接積層体を挟み込む工程、ならびに
   （ｉｉｉ）前記第１電極および前記第２電極で前記被溶接積層体を加圧しながら該第１電極および該第２電極との間の通電を行う工程
   を含んで成り、
   前記被溶接積層体では前記少なくとも２枚の被溶接板の電気抵抗が互いに異なっており、前記第１電極および前記第２電極の通電抵抗が互いに異なる前記溶接ガンを用い、
   前記工程（ｉｉｉ）では、前記被溶接積層体に生じる溶融部の形成位置を制御しており、 前記互いに異なる前記通電抵抗に起因して、前記第１電極および前記第２電極のうち該通電抵抗が相対的に大きい電極側に向かうように前記溶融部を偏移させており、
   電極材質の相違ではなく電極先端形状の相違に基づき前記第１電極と前記第２電極との前記通電抵抗が互いに異なる前記溶接ガンの使用によって、前記溶融部の前記偏移を行い、
   前記溶接ガンは、前記第１電極および前記第２電極の各々が切頭形状を有しており、該第１電極の切頭面積と該第２電極の切頭面積とが互いに異なっており、
   前記第１電極と前記第２電極とのうちで円形状切頭面の径寸法が相対的に大きい方につき該円形状切頭面の径寸法が７ｍｍ以上である、スポット溶接物の製造方法。
2. 前記電気抵抗が互いに異なる前記被溶接板同士の合わせ面にまで前記溶融部が及ぶように該溶融部を偏移させることを特徴とする、請求項１に記載のスポット溶接物の製造方法。
3. 前記第１電極および前記第２電極との間の切頭面積比であって、相対的に小さい切頭面積に対する相対的に大きい切頭面積の比が１．７〜６．３となる前記溶接ガンを用いることを特徴とする、請求項１または２に記載のスポット溶接物の製造方法。
4. 前記第１電極および前記第２電極との間の切頭面積比であって、相対的に小さい切頭面積に対する相対的に大きい切頭面積の比が１．３〜２．５となる前記溶接ガンを用いることを特徴とする、請求項１または２に記載のスポット溶接物の製造方法。
5. 前記切頭形状が切頭円錐形状であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のスポット溶接物の製造方法。
6. 前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方にて電極先端肩部と切頭面との境界が角張っていない前記溶接ガンを用いることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のスポット溶接物の製造方法。
7. 前記被溶接板が３枚であり、そのうち少なくとも２枚の電気抵抗が互いに異なることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のスポット溶接物の製造方法。
8. 前記工程（ｉｉ）では、前記第１電極および前記第２電極のうち前記通電抵抗が相対的に大きい電極を前記電気抵抗が相対的に小さい前記被溶接板の近位に配置する一方、該通電抵抗が相対的に小さい電極を前記電気抵抗が相対的に大きい前記被溶接板の近位に配置することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のスポット溶接物の製造方法。
9. 電気抵抗が互いに異なる被溶接板から構成されるスポット溶接物を製造するための装置であって、
   対を成す第１電極と第２電極とから構成される溶接ガンを少なくとも有して成り、該第１電極および該第２電極における通電抵抗が互いに異なっており、
   前記溶接ガンは、前記被溶接積層体に生じる溶融部が偏移することになるように電極材質の相違ではなく電極先端形状の相違に基づき前記第１電極と前記第２電極との前記通電抵抗が互いに異なっており、
   前記第１電極および前記第２電極の各々が切頭形状を有し、該第１電極の切頭面積と該第２電極の切頭面積とが互いに異なっており、
   前記第１電極と前記第２電極とのうちで円形状切頭面の径寸法が相対的に大きい方につき該円形状切頭面の径寸法が７ｍｍ以上となっている、スポット溶接物の製造装置。
10. 前記溶接ガンでは、前記第１電極および前記第２電極との間の切頭面積比であって、相対的に小さい切頭面積に対する相対的に大きい切頭面積の比が１．３〜２．５となっていることを特徴とする、請求項９に記載のスポット溶接物の製造装置。
11. 前記切頭形状が切頭円錐形状であることを特徴とする、請求項９または１０に記載のスポット溶接物の製造装置。
12. 前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方において電極先端肩部と切頭面との境界が角張っていないことを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載のスポット溶接物の製造装置。