KR101892828B1

KR101892828B1 - 저항 스폿 용접 방법

Info

Publication number: KR101892828B1
Application number: KR1020167001464A
Authority: KR
Inventors: 히로키 후지모토; 하츠히코 오이카와; 신타로 야마나카
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2018-08-28
Also published as: JP6094676B2; CA2916872A1; US20160144451A1; KR20160021858A; US10265797B2; JPWO2015005134A1; WO2015005134A1; CN105358284A; RU2016101225A; EP3020499A1; EP3020499A4; CN105358284B; MY174502A; EP3020499B1; MX2015017709A; MX367552B; RU2633413C2; BR112016000058B1

Abstract

본 발명은, 고장력 강판을 포함하는 강재를 중첩한 판 조합에 대해, 인버터 직류 방식으로도 넓은 적정 전류 범위를 확보할 수 있는 저항 스폿 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고, 인버터 직류식의 스폿 용접 전원에 접속된 한 쌍의 용접 전극으로, 적어도 1장의 고장력 강판을 포함하는 2장 이상의 강판을 중첩한 판 조합을 끼움 지지하고, 용접 전극으로 강판을 가압하면서 통전과 통전 휴지를 복수회 반복하는 펄세션 공정과, 펄세션 공정 후에, 펄세션 공정의 최대 통전 시간 t0보다도 장시간 t3 연속적으로 용접 전극으로 강판에 가압하면서 통전하는 연속 통전 공정을 구비하는 저항 스폿 용접 방법으로 하였다.

Description

저항 스폿 용접 방법{RESISTIVE SPOT WELDING METHOD}

본 발명은, 저항 스폿 용접 방법에 관한 것이다.

자동차 차체는 프레스 성형된 강판을, 주로 스폿 용접으로 접합함으로써 조립된다. 차체의 조립에서 사용되는 스폿 용접에서는, 판 두께에 따른 너깃 직경의 확보와 플래시의 발생 억제의 양립이 요구된다.

플래시에는 중간 플래시(용접에 의해 용융된 모재 금속이 강판의 중첩면으로부터 비산하는 현상)와 표면 플래시(용접에 의해 용융된 모재 금속이 강판과 전극의 접촉면으로부터 비산하는 현상)가 있다. 모두, 플래시가 비산하여 자동차의 차체에 부착됨으로써 차체의 표면 품질을 저하시킨다. 또한, 용접용 로봇의 가동부에 부착됨으로써, 설비의 가동 불량의 요인이 된다. 또한, 스폿 용접 표면에 바늘 형상으로 잔존하는 표면 플래시는 자동차의 와이어 하니스 등의 손상의 원인이 되므로, 그라인더로 연삭할 필요가 있다. 이로 인해, 저항 스폿 용접에 있어서는, 중간 플래시 및 표면 플래시는 피하고, 또한 필요한 용접 조인트의 강도를 확보하기 위해 소정의 기준 너깃 직경을 확보하는 것이 요구되고 있다.

차체의 조립에서는, 전극의 손모, 기용접점으로의 분류, 프레스 부품 사이의 간극 등의 다양한 외란 인자에 의해 너깃 직경이 기준 너깃 직경을 하회하는 경우가 있으므로, 양산 라인에서 플래시를 발생시키지 않고 용접하는 경우, 시험편 레벨의 평가에 있어서, 적정 전류 범위가 1.0㎄ 이상, 또는, 1.5㎄ 이상 필요해지는 경우가 많다.

최근 들어, 자동차의 조립에서는, 단상 교류식 대신에, 인버터 직류 방식의 저항 스폿 용접기가 사용되는 경우가 많아지고 있다. 인버터 직류 방식은 트랜스를 작게 할 수 있고, 가반 중량이 작은 로봇에 탑재할 수 있는 장점이 있으므로, 특히 자동화 라인에서 많이 사용된다.

인버터 직류 방식은, 종래 사용되어 온 단상 교류 방식과 같은 전류의 온/오프가 없고, 연속적으로 전류를 부여하므로, 발열 효율이 높다. 이로 인해, 너깃이 형성하기 어려운 박판 연강의 아연 도금재의 경우라도, 저전류로부터 기준 너깃 직경 이상의 너깃이 형성되어 적정 전류 범위가 단상 교류보다 넓어지는 것이 보고되어 있다.

스폿 용접에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이, 통전을 1회만 행하는 1단 통전 방식은, 자동차의 저항 스폿 용접에서 많이 사용되고 있다. 또한, 도 1에 있어서, 종축의 I는 용접 전류를, 횡축의 t는 시간을 나타낸다(이하, 도 2 내지 도 7에서 동일함). 그러나, 인버터 직류 방식으로 고장력 강판을 1단 통전 방식으로 용접하면 중간 플래시가 발생하는 전류값이 낮아, 적정 전류 범위가 현저하게 좁아진다.

일본 특허 출원 공개 출원 제2010-188408호 공보[이하, 「문헌 1」이라고 하는 경우가 있음]에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 예비 통전에 의해 강판의 접촉면끼리의 친밀성을 향상시킨 후에 본 통전을 행하는 2단 통전 방식을 채용함으로써, 고장력 강판의 스폿 용접에 있어서의 플래시의 발생을 억제하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2003-236674호 공보(이하, 「문헌 2」라고 하는 경우가 있음)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 예비 통전에 의해 강판의 접촉면끼리의 친밀성을 향상시킨 후에 통전을 휴지하고, 그 후, 본 통전을 행하는 통전 방식을 채용함으로써, 고장력 강판의 스폿 용접에 있어서의 플래시의 발생을 억제하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2010-207909호 공보(이하, 「문헌 3」이라고 하는 경우가 있음)에는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 예비 통전에 의해 강판의 접촉면끼리의 친밀성을 향상시킨 후에 전류값을 내리고, 그 후, 다시 전류값을 올려서 일정 전류의 본 통전 또는 펄스 형상의 본 통전을 행하는 통전 방식을 채용하는 것이 개시되어 있다. 이에 의해, 고장력 강판의 스폿 용접에 있어서의 플래시의 발생이 억제되는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2006-181621호 공보(이하, 「문헌 4」라고 하는 경우가 있음)에는, 도 6에 도시한 바와 같이 전류의 업 다운을 반복하면서, 전류값을 올리는 스폿 용접에 의해, 고장력 강판의 스폿 용접에 있어서의 플래시의 발생을 억제하는 방법이 개시되어 있다.

문헌(ISO 18278-2 Resistance welding-Weldability-Part 2 Alternative procedure for the assessment of sheet steels for spot welding) (이하, 「문헌 5」라고 하는 경우가 있음)에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 판 두께 1.5㎜ 이상의 강판에 있어서, 6사이클(120밀리초) 이상의 통전과 2사이클(40밀리초)의 휴지를 3회 이상 반복하는 스폿 용접 방법이 개시되어 있다.

본 발명은, 고장력 강판을 포함하는 강재를 중첩시킨 판 조합에 대해, 인버터 직류 방식으로도 넓은 적정 전류 범위를 확보할 수 있는 저항 스폿 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은 그 구체적인 방법으로서, 다양한 판 조합으로, 표면 처리된 1500㎫급 핫 스탬프 강판을 사용하여 검토를 행하였다. 그 결과, 단시간의 펄세션 통전(통전 및 통전 휴지를 복수회 반복함) 공정과, 그 후의 연속 통전 공정을 조합함으로써, 중간 플래시 및 표면 플래시의 발생을 억제하여 적정 전류 범위가 넓게 안정된 스폿 용접을 실시할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명의 일 형태에 의하면, 인버터 직류식 스폿 용접 전원에 접속된 한 쌍의 용접 전극으로, 적어도 1장의 고장력 강판을 포함하는 2장 이상의 강판을 중첩한 판 조합을 끼움 지지하고, 상기 용접 전극으로 상기 강판을 가압하면서 통전과 통전 휴지를 복수회 반복하는 펄세션 공정과, 상기 펄세션 공정 후에, 상기 펄세션 공정의 최대 통전 시간보다도 장시간 연속적으로 상기 용접 전극으로 상기 강판을 가압하면서 통전하는 연속 통전 공정을 구비하는 저항 스폿 용접 방법이 제공된다.

본 발명의 저항 스폿 용접 방법은, 고장력 강판을 포함하는 강판을 중첩한 판 조합에 대해 인버터 직류 전원을 사용하여 스폿 용접을 행한 경우라도, 넓은 적정 전류 범위를 확보할 수 있다.

도 1은 통전을 1회만 행하는 1단 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 2는 문헌 1에 기재된 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 3은 문헌 2에 기재된 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 4는 문헌 3에 기재된 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 5는 문헌 3에 기재된 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 6은 문헌 4에 기재된 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 7은 문헌 5에 기재된 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 장치를 모식적으로 도시하는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 통전 방식의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10c는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10d는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10e는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10f는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10g는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 10h는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 펄세션 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11c는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11d는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11e는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11f는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 11g는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 있어서의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형의 시간과 용접 전류의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.

본 발명의 일 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 대해 설명한다. 또한, 도 9, 도 10a 내지 도 10h, 도 11a 내지 도 11g에 있어서, 종축의 I는 용접 전류를, 횡축의 t는 시간을 나타낸다.

최근, 자동차용의 재료면에서는, 차체의 경량화 및 충돌 안전성의 향상을 도모하기 위해, 각종 고장력 강판의 사용이 확대되고 있다. 또한, 핫 스탬프(강판을 켄칭 가능한 온도까지 가열하여 오스테나이트화한 후, 금형으로 프레스 성형과 동시에 냉각하여 켄칭하는 방법)의 적용이 넓어지고, 인장 강도가 1200 내지 2000㎫이 되는 초고강도의 많은 프레스 성형 부품이, 핫 스탬프에 의해 제조되어 있다.

핫 스탬프에 사용하는 강판의 표면은, 비도금 외에, 고온으로 가열했을 때에 철 스케일의 발생을 방지하기 위해, 아연계 도금, 알루미늄계 도금 등의 표면 처리가 실시되는 것이 있다. 또한, 핫 스탬프된 강판은, 대부분의 경우, 평판이 아니라 성형 가공된 성형체이지만, 본 발명에서는, 성형체인 경우도 포함하여 「핫 스탬프 강판」이라고 한다. 또한, 아연계 도금 강판이나 알루미늄계 도금 강판을 핫 스탬프하여 얻어지는 핫 스탬프 강판을, 이하의 설명에서는 「표면 처리 핫 스탬프 강판」이라고 하는 경우가 있다.

핫 스탬프 강판을 인버터 직류 전원의 스폿 용접기로 스폿 용접하면, 연강판과는 반대로, 단상 교류 전원을 사용한 경우보다도 낮은 전류값에서 플래시가 발생하여, 적정 전류 범위가 좁아지는 현상이 일어난다. 이 현상은, 예를 들어 알루미늄 도금 핫 스탬프 강판의 스폿 용접에서 일어나는 것이, 문헌[LAURENZ, et al:Schweissen Schneiden, 64-10(2012), 654-661.][이하, 「문헌 6」이라고 하는 경우가 있음]에서 보고되어 있지만, 발본적인 해결법에 대해서는 보고되어 있지 않다.

특히, 표면 처리 핫 스탬프 강판은, 인버터 직류 전원의 스폿 용접기로 스폿 용접하면, 중간 플래시와 함께 표면 플래시도 생기기 쉬워져, 적정 전류 범위가 현저하게 좁아진다. 이로 인해 플래시를 발생시키지 않고 얻어지는, 너깃 직경도 작아진다.

이들의 원인은 해명되어 있지 않지만, 중간 플래시의 발생에 대해서는 다음과 같이 여겨진다. 표면 처리 핫 스탬프 강판은, 아연계 또는 알루미늄계의 도금 피막과 기재의 강의 합금화 반응에 의해, 금속간 화합물 및 철기의 고용체가 그 표면에 형성되어 있고, 또한 그 외면에 도금에서 유래하는 금속(예를 들어, 아연계 도금이면 아연을 가리킴)을 주성분으로 하는 산화 피막을 갖고 있다. 그로 인해, 표면 처리 핫 스탬프 강판은 비도금 강판에 비해, 강판끼리의 접촉부에서의 저항이 높고 발열량이 크다.

한편, 핫 스탬프 공정에서 도금과 강의 합금화가 진행되고, 표면 근방의 융점도 철에 가까운 높은 값으로 되어 있으므로, 가열 전의 도금 피막을 구비하는 강판과 비교하여, 강판끼리의 접촉부가 연화되기 어려워 통전 패스의 확대가 억제된다. 특히, 인버터 직류 방식은 연속적인 전류의 투입에 의해 단상 교류에 비해 발열 효율이 높으므로, 통전 초기의 너깃의 형성이 매우 급격해진다. 이로 인해 너깃 주위의 압접부의 성장이 따라가지 못해 용융 금속을 가둘 수 없어져 중간 플래시가 발생하는 것으로 추정된다.

또한, 표면 플래시의 발생 원인에 대해서도, 상기한 중간 플래시의 발생 원인과 동일하다고 생각된다. 또한, 인버터 직류 방식은 연속적인 전류의 투입에 의해 단상 교류와 같은 전류 휴지 시간이 없으므로, 전극에 의한 냉각 효과가 얻어지기 어렵다. 이로 인해, 너깃이 판 두께 방향으로 성장하기 쉽고, 강판의 최표층까지 용융부가 도달하여, 표면 플래시가 발생하는 것으로 추정된다.

표면 처리 핫 스탬프 강판은, 상술한 바와 같은 표면 상태에 있으므로, 중간 플래시 및 표면 플래시가 발생하기 쉽다고 생각되고, 가압력이 낮은 경우, 적정 전류 범위가 1㎄ 미만으로 되는 경우도 많다. 그러나, 표면 처리 핫 스탬프 강판을 포함하는 판 조합의 저항 스폿 용접 방법에 대해, 지금까지 거의 검토되지 않았던 것이 현상황이다.

이 표면 처리 핫 스탬프 강판에 대해, 문헌 1 내지 5의 방법을 적용하면, 이하의 문제가 있었다.

고장력 강판의 저항 스폿 용접 방법인 문헌 1의 방법은, 표면 처리 핫 스탬프 강판에 대해 예비 통전으로 플래시를 발생시키지 않고 부여할 수 있는 전류값이 낮으므로, 강판끼리의 계면에 있어서의 통전 패스를 확장하여 전류 밀도를 내림으로써 플래시의 발생을 억제한다는 효과는 충분하지 않다. 이로 인해, 본 통전에서 전류값을 올리면 중간 플래시 및 표면 플래시가 발생하는 케이스가 확인되어, 충분한 적정 전류 범위를 확보하는 것은 어려웠다.

문헌 2, 3의 방법은, 문헌 1의 방법과 마찬가지로, 표면 처리 핫 스탬프 강판에 대해 예비 통전으로 플래시 발생시키지 않고 부여할 수 있는 전류값이 낮다. 문헌 1에 비해, 예비 통전의 상한값은 상승하지만, 본 통전에서 전류값을 올리면 중간 플래시가 발생하는 케이스가 확인되어, 충분한 적정 전류 범위를 확보하는 것은 아직 어려웠다.

문헌 4에 기재된 방법은, 인장 강도가 980㎫급인 강재까지는 적정 전류 범위를 확장하는 효과가 있지만, 보다 고강도의 표면 처리 핫 스탬프 강판에서는 2, 3회째의 전류 업 시에 중간 플래시나 표면 플래시가 발생하기 쉽고, 이 통전 패턴은 표면 처리 핫 스탬프 강판의 용접에는 적합하지 않다.

문헌 5에 개시되어 있는 통전 방식에서는, 통전이 가장 짧은 경우라도 6사이클(120밀리초)이다. 표면 처리 핫 스탬프 강판에서는, 6사이클보다 짧은 통전 시간으로 중간 플래시가 발생하므로, 이 통전 방식으로는 상한 전류를 상승시킬 수 없다. 따라서, 각 펄스에서의 통전 시간을 짧게 하면, 상한 전류값이 상승하지만, 발열 효율 저하에 의해 하한 전류값도 상승하고, 결과적으로, 적정 전류 범위를 확장할 수는 없다. 이로 인해, 이 방법도 적절하지 않다.

이에 비해, 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법에서는, 표면 처리 핫 스탬프 강판을 포함한 고장력 강판에 대해, 인버터 직류 전원을 사용한 경우에도 넓은 적정 전류 범위를 확보한 것이다.

우선, 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법에서 사용되는 용접기에 대해 설명한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 용접기(10)는 중첩된 강판(12, 14)을 가압하여 용접 전류를 흐르게 하는 전극(16, 18)과, 전극(16, 18)에 소정의 가압력을 부여하는 가압 기구(20)와, 가압 기구(20)의 가압력을 제어하는 가압 제어부(22)와, 전극(16, 18)에 전류를 부여하는 용접 전원(24)과, 용접 전원(24)을 제어하여 전극(16, 18)에 부여하는 전류값을 제어하는 전류 제어부(26)를 구비한다.

본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법이 대상으로 하는 판 조합은, 적어도 1장이 590㎫급 이상인 고장력 강판을 포함하는, 2장 이상의 강판을 중첩한 것이다. 도 8에는, 2장의 강판(12, 14)이 중첩된 판 조합이 도시되어 있지만, 3장 이상이어도 된다. 통상의 자동차 차체의 조립에서는, 2장 또는 3장의 강판을 중첩한 판 조합에 대해 저항 스폿 용접이 행해진다.

고장력 강판의 종류에 대해서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 석출 강화 강, DP강, TRIP(가공 유기 변태)강, 핫 스탬프 강판 등의, 인장 강도가 590㎫ 이상인 고장력 강판에 적용 가능하다. 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법은, 인장 강도가 980㎫ 이상인 고장력 강판을 포함하는 판 조합에 대해 적용하는 것이 가능하다. 특히, 인장 강도가 1200㎫ 이상인 고장력 강판을 포함하는 판 조합에 적용하는 것이 바람직하고, 인장 강도가 1500㎫ 이상의 고장력 강판을 포함하는 판 조합에 적용하는 것이 보다 바람직하다.

판 조합에 포함되는 강판은, 냉연 강판이어도 되고, 또는 열연 강판이어도 된다. 또한, 강판은 나강판이어도 되고 도금 강판이어도 되고, 도금의 종류에도 특별히 제한은 없다. 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법은 다양한 고장력 강판에 적용 가능하지만, 표면 처리 핫 스탬프 강판에 특히 적합하다.

고장력 강판의 판 두께에 대해, 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 자동차용 부품 또는 차체에서 사용되는 강판의 판 두께는 0.6 내지 3.2㎜이고, 본 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접은, 이 범위에 있어서 충분히 적용 가능하다.

용접기(10)는, 인버터 직류 방식의 용접 전원(24)을 갖는 스폿 용접기이다. 핫 스탬프 강판 등의 고장력 강판을 포함하는 판 조합의 용접을 행하는 경우, 인버터 직류 방식의 용접 전원(24)에서는, 단상 교류 방식의 용접 전원과 비교하여 낮은 전류값에서 중간 플래시 및 표면 플래시가 발생하기 쉬워진다. 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법은, 이와 같은 인버터 직류식의 스폿 용접 전원을 사용하는 용접기(10)에 적용하는 것이다.

용접기(10)의 전극(16, 18)에 대한 가압 기구(20)는, 서보 모터에 의한 가압이든, 에어에 의한 가압이든, 어느 쪽이어도 좋다. 또한, 건의 형상은 정치식, C형, X형 중 어느 것을 사용해도 된다. 용접 시의 가압력에 대해, 특별히 제한은 없지만, 가압 제어부(22)의 제어에 의해 200 내지 600kgf로 하는 것이 바람직하다. 스폿 용접 중, 일정한 가압력이어도 되고, 후술하는 각 공정에서 가압력을 변화시켜도 된다.

전극(16, 18)에 대해서도, 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 선단 직경 6 내지 8㎜의 DR(돔 레디우스)형 전극을 들 수 있다. 가장 대표적인 예로서, 선단 직경 6㎜ 선단 R40㎜의 DR형 전극이 있다. 전극 재질로서는, 크롬 구리 또는 알루미나 분산 구리의 어느 쪽이어도 되지만, 용착 및 표면 플래시를 방지하는 관점에서는 알루미나 분산 구리의 쪽이 바람직하다.

다음에, 이와 같은 용접기(10)를 사용하여 행하는 저항 스폿 용접 방법에 대해 설명한다.

가압 제어부(22)에 의해 제어된 전극(16, 18)이 강판(12)과 강판(14)을 중첩한 판 조합을 소정의 가압력으로 끼움 지지함과 함께, 전류 제어부(26)에서 제어된 통전 방식에 의해 용접 전원(24)으로부터 전극(16, 18)을 통해 강판(12, 14)에 용접 통전을 행한다.

통전 방식은, 도 9에 도시한 바와 같이, 우선, 전류값 I0이고 통전 시간이 t0인 펄스 파형의 통전을 3회 행한다[도 9, 펄스 P1 내지 P3 참조]. 이때, 각 펄스 사이의 통전하지 않는 휴지 시간은 t1로 일정하다. 또한, 펄세션 공정의 최후의 펄스 P3 후의 통전하지 않는 휴지 시간[이하, 「최후의 휴지 시간」이라고 하는 경우가 있음] t2 경과 후, 후술하는 연속 통전 공정이 행해진다.

또한, 최초의 펄스 P1의 상승부터, 최후의 휴지 시간 t2의 종료 시까지를 펄세션 공정으로 한다.

또한, 본 실시 형태의 「펄스」에는, 후술하는 변형의 예(도 10d, 도 10e 참조)에서 나타내는 슬로프를 갖는 것이나 톱니파 형상의 것을 포함한다.

펄세션 공정의 최후의 펄스 P3의 통전이 종료한 후, 최후의 휴지 시간 t2가 경과하면, 펄스 P1 내지 P3의 전류값 I0보다도 낮은 전류값 I1으로, 각 펄스 P1 내지 P3의 (최대)통전 시간 t0보다도 긴 통전 시간 t3에 걸쳐, 전극(16, 18)으로부터 강판(12, 14) 사이로 연속적으로 통전되고, 강판(12, 14)의 계면에 소정의 너깃(28)이 형성된다.

또한, 본 실시 형태의 펄세션 공정에 있어서의 펄스 P1 내지 P3은, 본 발명의 「펄세션 공정의 통전」에 상당한다. 또한, 본 실시 형태의 펄세션 공정에 있어서의 휴지 시간 t1의 범위 및 최후의 휴지 시간 t2의 범위는, 모두 본 발명의 「펄세션 공정의 통전 휴지」에 상당한다. 또한, 본 실시 형태의 펄스 P1, P2 사이 및 P2, P3 사이의 휴지 시간 t1의 범위가 본 발명의 인접하는 통전 사이의 「통전 휴지」에 상당하고, 본 실시 형태의 최후의 휴지 시간 t2의 범위가 본 발명의 「최후의 통전 휴지」에 상당한다.

또한, 본 실시 형태와 같이, 본 발명의 펄세션 공정 후에는 연속 통전 공정이 행해지지만, 연속 통전 공정 전에는 반드시 펄세션 공정의 최후의 통전 휴지가 위치하게 된다.

이와 같은 통전 방식으로 저항 스폿 용접을 행함으로써, 이하와 같은 효과가 얻어진다.

펄세션 공정에 있어서는, 재료의 종류, 판 두께, 판 조합에 의해, 통전 시간, 휴지 시간 및 펄스 수를 조정한다. 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법에서는, 먼저 펄세션 공정을 마련함으로써, 단시간에 강판의 접촉면끼리의 친밀성을 향상시킬 수 있다.

특히, 산화 아연 등의 전기 저항이 높은 피막으로 덮인 표면 처리 핫 스탬프 강판의 경우, 통전과 통전 휴지가 반복됨으로써, 열팽창, 수축에 의한 진동을 접촉면에 부여할 수 있으므로, 고융점의 산화물층을 효과적으로 용접부의 외측으로 배제할 수 있다. 또한, 펄세션 통전에서는 통전 및 휴지가 반복됨으로써, 전극의 냉각 효과를 충분히 활용할 수 있고, 너깃(28)의 급격한 온도 상승을 억제할 수 있으므로, 중간 플래시, 표면 플래시의 발생을 억제하면서, 단시간에 강판(12, 14)의 접촉면끼리의 친밀성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

펄세션 공정에 있어서의 각 펄스 P1 내지 P3의 통전 시간 t0은, 10 내지 60밀리초인 것이 바람직하다. 통전 시간 t0이 10밀리초 미만에서는, 가열 시간이 짧고 강판(12, 14)의 접촉면의 발열이 충분하지 않아, 60밀리초를 초과하면, 가열 시간이 지나치게 길어서 표면 플래시 및 중간 플래시의 발생률이 높아질 우려가 있다. 통전 시간 t0은 15밀리초 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 통전 시간 t0은 45밀리초 이하인 것이 보다 바람직하고, 25밀리초 이하인 것이 더욱 바람직하다.

펄세션 공정에 있어서의 용접 전류의 전류값 I0은, 7.0 내지 14.0㎄인 것이 바람직하다. 통상, 펄세션에서의 통전 시간이 증가하면, 낮은 전류값으로 플래시가 발생하게 되므로, 펄세션 통전에서는, 통전 시간과의 균형으로부터, 7.0 내지 14.0㎄의 범위에서 플래시가 나가지 않도록 전류값을 적절히 조정하는 것이 바람직하다.

펄세션 공정에 있어서의 휴지 시간 t1은, 최후의 휴지 시간 t2를 제외하고, 각각 10 내지 60밀리초인 것이 바람직하다. 휴지 시간 t1이 10밀리초 미만에서는, 휴지가 짧고 강판(12, 14)의 냉각이 불충분해 중간 플래시 및 표면 플래시가 발생할 우려가 있다. 한편, 휴지 시간 t1이 60밀리초를 초과하면, 전극(16, 18)에 의한 냉각 효과가 지나치게 커져, 후술하는 연속 통전 공정에서의 너깃(28)의 형성량이 저하될 우려가 있다. 휴지 시간 t1은 15밀리초 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 휴지 시간 t1은 45밀리초 이하인 것이 보다 바람직하고, 25밀리초 이하인 것이 더욱 바람직하다.

펄세션 공정에 있어서의 최후의 휴지 시간 t2는, 10 내지 120밀리초인 것이 바람직하다. 최후의 휴지 시간 t2가 10밀리초 미만에서는, 너깃(28)의 냉각이 불충분해, 연속 통전 공정 시에 낮은 전류값에서도 플래시가 발생하게 된다. 한편, 최후의 휴지 시간 t2가 120밀리초를 초과하면, 너깃(28)이 과도하게 냉각되고, 연속 통전 공정에 있어서, 소정의 조인트 강도를 갖는 기준 너깃 직경을 얻기 위한 전류값이 상승하여, 적정 전류 범위가 좁아진다. 최후의 휴지 시간 t2는 15밀리초 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 최후의 휴지 시간 t2는 100밀리초 이하인 것이 보다 바람직하고, 60밀리초 사이 이하인 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이, 예비 통전으로서 펄세션 공정을 마련함으로써, 전극(16, 18)의 냉각 효과를 사이에 넣으면서 통전을 반복할 수 있다. 따라서, 강판(12, 14)의 접촉면에 있어서의 급격한 너깃(28)의 성장에 의한 플래시의 발생을 억제하면서, 고장력 강판과 다른 강판의 친밀성을 증진시켜, 강판끼리의 계면에 있어서의 전류 패스의 증대를 도모할 수 있다.

따라서, 펄세션 공정 후에 연속 통전 공정을 넣음으로써, 펄세션 공정의 각 펄스 P1 내지 P3의 (최대)통전 시간 t1보다도 긴 시간 연속 통전해도, 강판(12, 14) 사이의 전류 패스의 증대에 의해 전류 밀도가 내려가고, 강판끼리의 접촉부의 온도 상승이 억제됨으로써 플래시의 발생이 억제된다. 즉, 플래시가 발생하는 전류값이 높아진다.

또한, 펄세션 공정에서 너깃(28)의 성장이 개시된 후, 연속 통전 공정에 있어서 펄세션 공정의 각 펄스의 통전 시간 t1보다도 긴 통전 시간 t3 통전함으로써, 1회 통전(도 1 참조)보다도 낮은 전류값으로 너깃(28)이 소정의 기준 너깃 직경까지 성장한다.

이 결과, 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법에서는, 연속 통전 공정에 있어서의 적정 전류 범위가 증가하게 된다.

여기서, 적정 전류 범위라 함은, 소정의 용접 강도가 얻어지는 기준이 되는 너깃 직경이 4t^1/ ²[t는 판 두께(㎜)를 나타냄. 이하, 「4√t」로 기재하는 경우가 있음)이 되는 전류값을 하한으로 하고, 플래시(스퍼터)가 발생하지 않는 최대 전류값을 상한으로 하여 규정되는 범위이다. 또한, 판 두께 t라 함은, 너깃이 형성되는 2장의 강판 중 1장의 강판의 두께(㎜)이다. 2장의 강판의 두께가 상이한 경우에는, 얇은 쪽의 강판의 두께이다. 또한, 3장 이상의 강판이 중첩된 경우에는, 너깃 직경이 계측되는 2장의 강판 중, 얇은 쪽의 강판의 두께이다.

따라서, 본 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법을 사용하면, 플래시가 발생하기 쉬운 표면 처리 핫 스탬프 강판 등을 포함하는 강판이라도, 안정된 저항 스폿 용접을 행하는 것이 가능해진다.

또한 본 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에 의하면, 플래시 발생을 억제함으로써 제품의 외관 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 용접 로봇의 가동부로의 플래시의 부착을 방지할 수 있으므로 로봇의 가동률을 향상시킬 수 있다. 또한, 플래시 발생에 수반하는 디버링 등의 후속 공정을 생략할 수 있으므로, 작업 능률의 향상을 도모할 수도 있다.

펄세션 공정에 있어서의 펄스(통전)의 횟수는 적어도 2회 이상이다. 표면 처리 핫 스탬프 강판의 경우, 2회 이상의 펄스가 없으면 플래시의 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 없기 때문이다. 펄스 횟수는 3회 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 일반적으로는 판 조합의 총 판 두께가 클수록, 펄스 횟수를 증가시키면 되지만, 9회를 초과하여 펄스를 행해도 효과가 포화하는 경향이 있으므로, 펄스 횟수는 9회 이하로 하는 것이 바람직하다.

플래시가 발생하기 쉬운 표면 처리 핫 스탬프 강판에 적용하는 경우, 펄세션 공정으로서는, 예를 들어, 16.6(60Hz로 1사이클) 내지 20밀리초(50Hz로 1사이클)로 7.5 내지 12㎄의 통전과 휴지를 3회 내지 7회 반복하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법은, 펄세션 공정 후에 연속 통전 공정을 구비한다. 펄세션 공정만으로는, 통전 패스를 확대할 수 있어도 너깃 직경을 확대하는 효과는 작지만, 펄세션 공정 후에 연속 통전 공정을 마련함으로써 강판(12, 14)의 계면의 발열을 촉진하고, 중간 플래시, 표면 플래시를 발생시키지 않고, 충분한 크기의 너깃(28)을 형성할 수 있다.

연속 통전 공정에서는, 통전 시간 t3이 100 내지 500밀리초의 연속적인 통전을 행하는 것이 바람직하다. 연속 통전 공정에 있어서의 통전 시간 t3이 100밀리초 미만에서는, 너깃(28)을 확대하기 위한 시간이 불충분해 효과가 얻어지지 않고, 500밀리초를 초과하면 너깃(28)을 확대하는 효과가 포화됨과 함께, 택트 타임의 상승을 초래하기 때문이다. 연속 통전 공정에 있어서의 통전 시간 t3은, 120밀리초 이상인 것이 보다 바람직하고, 400밀리초 이하인 것이 보다 바람직하다.

연속 통전 공정에 있어서의 전류값 I1은, 5.0 내지 12.0㎄인 것이 바람직하다. 또한, 연속 통전 공정의 전류값 I1은, 펄세션 공정에서의 최대 전류값 I0 이하로 하는 것이 바람직하다. 연속 통전 공정의 전류값 I1을, 펄세션 공정의 최대 전류값 I0보다 내림으로써, 플래시의 발생을 억제하기 때문이다. 연속 통전 공정에서는, 전류값은 반드시 일정하지 않아도 되고, 도중에 전류값을 변화시켜도 되고, 16밀리초 내지 60밀리초의 업 슬로프 또는 다운 슬로프를 넣어도 된다.

핫 스탬프 강판 등의 고장력 강판을 대상으로 하는 경우, 냉각 과정을 제어하여 너깃(28)의 인성을 향상시키는 것을 목적으로 하고, 연속 통전 공정 후에, 1회의 통전 또는 펄스 통전을 더 행해도 된다(도 11f, 도 11g 참조). 연속 통전 공정 후에 가일층의 통전을 행함으로써, 너깃(28) 내의 인의 응고 편석을 완화하거나, 너깃(28)을 템퍼링 마르텐사이트 조직으로 함으로써 너깃(28)의 인성을 향상시켜, 스폿 용접 조인트 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 얻어진다.

본 실시 형태에 관한 저항 스폿 용접 방법은, 상기의 펄세션 공정 및 연속 통전 공정이 종료된 후, 전류를 흐르게 하지 않고 전극(16, 18)으로 가압하는 유지 공정을 더 구비해도 된다. 유지 공정을 마련함으로써 너깃(28) 내의 응고 깨짐을 억제할 수 있다. 유지 공정을 마련하는 경우의 유지 시간에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 유지 시간이 지나치게 길면 택트 타임의 증가로 연결되므로, 300밀리초 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 펄세션 공정에 있어서의 각 펄스 P1 내지 P3의 전류값 I0, 통전 시간 t0 및 휴지 시간 t1은 일정해도 되고, 각 펄스로 변화시켜도 된다.

즉, 2장 조합의 강판에 대해 저항 스폿 용접을 행하는 경우에는, 본 실시 형태와 같이 펄세션 공정에 있어서의 각 펄스의 통전 시간이나 각 펄스 사이의 통전 휴지 시간을 일정하게 하고, 각 펄스의 전류값도 일정한 것으로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 10a에 도시한 바와 같이, 최초의 펄스 P1로부터 후속의 펄스 P2, P3을 향해 전류값을 올리는 제어를 행해도 된다. 또한, 도 10d에 도시한 바와 같이, 최초의 펄스 P1의 기동 부분에 슬로프를 갖는 것으로 해도 된다. 또한, 도 10e에 도시한 바와 같이, 각 펄스 P1 내지 P3의 기동측이 슬로프로 된 톱니파 형상이어도 된다. 또한, 도 10g에 도시한 바와 같이, 최초의 펄스 P1와 2회째의 펄스 P2 사이의 최초의 휴지 시간 t11만 다른 휴지 시간 t12보다도 길게 취하도록 하여 최초의 펄스 P1에 대한 전극의 냉각 효과를 다른 펄스 P2와 비교하여 크게 해도 된다.

펄세션 공정에 있어서 이와 같은 통전 방식을 채용함으로써, 펄세션 공정에 있어서의 너깃(28)의 급성장(당해 부분의 온도 급상승)을 억제하여, 중간 플래시, 표면 플래시의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 예를 들어, 도 10h에 도시한 바와 같이, 최후의 휴지 시간(최후의 펄스 P3과 연속 통전 공정 사이의 통전 휴지 시간) t2를 다른 예(도 10a 내지 도 10g 참조)와 비교하여 짧게 하는 것도 생각된다. 이와 같이 최후의 휴지 시간 t2를 짧게 함으로써, 전극(16, 18)에 의한 강판(12, 14)의 과도한 냉각을 억제하여 연속 통전 시에 강판에 부여하는 전기 에너지(예를 들어, 통전 시간, 전류값)를 억제할 수 있다.

또한, 2장의 후판의 외측에 박판이 중첩된 3장 조합의 강판에 대해 저항 스폿 용접을 행하는 경우에는, 다음과 같은 펄세션 공정의 통전 방식의 변형을 생각할 수 있다.

예를 들어, 도 10b에 도시한 바와 같이, 최초의 펄스 P1로부터 최후의 펄스 P3을 향해 전류값을 내리는 제어를 행해도 된다. 또한, 도 10c와 같이, 최초의 펄스 P1만, 다른 펄스 P2, P3보다도 높은 전류값의 통전을 해도 된다. 또한, 도 10f에 도시한 바와 같이, 최초의 펄스 P1만, 다른 펄스 P2, P3보다도 통전 시간을 길게 해도 된다.

이와 같이, 3장 조합 강판에 대해 최초의 펄스 P1에 의해 부여되는 전기 에너지가 다른 펄스 P2, P3에 의해 부여되는 전기 에너지보다도 높으므로, 박판과 후판의 접촉 저항이 높은 시점에서 높은 전기 에너지를 부여함으로써, 박판과 후판을 고온으로 하여 양자 사이에 너깃을 성장시킬 수 있다.

마찬가지로, 본 실시 형태의 저항 스폿 용접 방법의 연속 통전 공정의 통전 방식의 변형에 대해 도 11a 내지 도 11g를 참조하여 설명한다.

예를 들어, 도 11a에 도시한 바와 같이, 연속 통전 공정의 전류 파형의 상승을 슬로프로 하는 것, 혹은 도 11e에 도시한 바와 같이, 연속 통전 공정의 전반의 전류값을 후반의 전류값보다도 낮은 전류값으로 함으로써, 연속 통전 개시 시의 너깃(28)의 급격한 온도 상승을 억제하여 중간 플래시, 표면 플래시의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 도 11b에 도시한 바와 같이, 연속 통전 공정의 전류 파형의 하강을 슬로프로 하는 것이나, 도 11c에 도시한 바와 같이, 연속 통전 공정의 후반의 전류값을 전반의 전류값보다도 낮게 하는 경우가 있다. 이와 같이 함으로써, 용접 후의 냉각을 완만하게 하여 용접부의 금속 조직의 특성을 바꿈으로써, 용접 조인트의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 예를 들어, 도 11f나 도 11g에 도시한 바와 같이, 연속 통전 공정 후에, 1회의 통전 혹은 펄스 통전을 행하는 것이다. 이에 의해, 용접부의 금속 조직을 개선하여, 용접 조인트의 강도를 향상시키는 것이다.

또한, 도 11d에 도시한 바와 같이, 박판, 후판, 후판의 3장 중첩의 판 조합에 대해 연속 통전 공정의 최초에 높은 전류값의 통전을 행함으로써, 박판과 후판 사이의 너깃 성장을 촉진하는 것이다.

실시예

이하, 실시예에 대해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

본 실시예에서 사용된 용접기는, 서보 가압식의 인버터 직류 스폿 용접기이고, 선단 직경 6㎜, 선단 R40㎜의 DR형 전극(알루미나 분산 구리)을 구비한다. 피용접재는, 판 두께 1.2㎜, 사이즈 30㎜×100㎜의 1500㎫급 알루미늄 도금 핫 스탬프 강판(핫 스탬프 전의 도금 부착량은, 편측당 40g/㎡. 가열 조건은, 900℃의 가스로 내에서 4분간 가열)을 2장 중첩시킨 것이다.

용접 방법에 대해, 표 1에 나타낸다. 또한, 시험 번호 6, 7은 연속 통전 공정 전에 예비 통전이 있지만, 예비 통전과 연속 통전 공정 사이에 휴지 시간이 없는 2단 통전을 행한 것이다. 또한, 시험 번호 8은, 예비 통전과 연속 통전 공정 사이에 통전의 휴지 시간(34msec)이 있던 것이다. 또한, 본 발명예 및 비교예 모두, 가압력은, 펄세션 공정 또는 예비 통전 및 연속 통전 공정에서 일정 값(300kgf)으로 하였다.

각 시험에 대해, 펄세션 공정 또는 예비 통전의 조건을 일정하게 한 상태에서, 연속 통전 공정의 전류값을 변화시켜 스폿 용접을 행함으로써, 용접 조인트의 강도의 기준이 되는 너깃 직경이 4√t(t:판 두께 ㎜)＝4.3㎜ 이상이 되는 최소 전류(4√t 전류)값과, 플래시(중간 플래시와 표면 플래시)가 발생하지 않는 최대 전류(플래시리스 최대 전류)값을 구하였다. 이 4√t 전류값 이상에서 플래시리스 최대 전류값 이하의 범위, 즉, 용접 조인트에 소정의 강도를 부여하는 너깃을 형성하면서, 플래시를 발생시키지 않는 연속 통전 공정의 전류값의 범위를 적정 전류 범위로 하였다. 시험 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 너깃 직경은, 스폿 용접 후, 강철끌로 파괴 시험을 행하고, 파면을 버니어 캘리퍼스로 측정하여 구하였다. 또한 플래시의 발생 유무는, 스폿 용접 시에 눈으로 확인하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 예비 통전이 없는 것, 혹은 예비 통전은 있지만 예비 통전과 연속 통전 사이에 통전의 휴지 시간이 없는 비교예의 시험 번호 5 내지 7과 비교하여, 펄세션 공정을 갖는 본 발명예의 시험 번호 1 내지 4의 적정 전류 범위가 3배 이상 넓어지고 있다. 또한, 예비 통전과 연속 통전 공정 사이에 휴지 시간이 있는 비교예의 시험 번호 8과 비교해도, 펄세션 공정을 갖는(통전과 휴지를 복수회 반복함) 본 발명예의 시험 번호 1 내지 4는 적정 전류 범위가 2배 이상 넓은 것이 확인되었다.

[실시예 2]

본 실시예에서 사용된 용접기는, 실시예 1과 동일하다. 피용접재는, 판 두께 0.7㎜, 사이즈 30㎜×100㎜의 270㎫급 GA 도금 강판과, 판 두께 1.2㎜의 1500㎫급의 GA 도금 핫 스탬프 강판(핫 스탬프 전의 도금 부착량은, 편측당 55g/㎡. 가열 조건은 실시예 1과 동일)과, 판 두께 1.4㎜의 440㎫급 비도금 강판의 3장을 중첩시킨 것이다. 용접 방법에 대해, 표 2에 나타낸다. 또한, 비교예의 통전 방식은, 실시예 1과 동일하다. 또한, 본 발명예 및 비교예 모두, 가압력은, 펄세션 공정 또는 예비 통전 및 연속 통전 공정에서 일정값(300kgf)으로 하였다.

시험 및 시험 결과의 평가에 대해서는, 실시예 1과 동일하게 행하였다.

또한, 4√t 전류값에 대해서는, 3장의 판의 판 두께가 상이하므로, 이하와 같이 판정하고 있다. 즉, 강판끼리 각각의 계면의 너깃 직경이, 각각 4√t(t:중첩면의 박판측의 판 두께 ㎜)를 만족시키고 있는 최소의 전류값을 4√t 전류값으로 한다. 구체적으로는, 판 두께 0.7㎜의 강판과 판 두께 1.2㎜의 강판 사이의 계면의 너깃에 대해서는, 너깃 직경이 4×(0.7)^1/2＝3.4㎜이면 4√t로 하고, 판 두께 1.2㎜의 강판과 판 두께 1.4㎜의 강판 사이의 계면의 너깃에 대해서는, 너깃 직경이 4×(1.2)^1/2＝4.4㎜ 이상이면, 4√t로 한다. 따라서, 양쪽의 계면의 너깃 직경이 각각 4√t 이상이 되는 최소의 전류값을 4√t 전류값으로 한다.

시험 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 피용접재가 핫 스탬프재를 포함하는 3장 중첩이라도, 실시예 1과 마찬가지로, 예비 통전이 없는 것, 예비 통전은 있지만 예비 통전과 연속 통전 사이에 휴지 시간이 없는 것, 예비 통전과 연속 통전 사이에 휴지 시간이 있는 비교예의 시험 번호 4 내지 6과 비교하여, 펄세션 공정을 갖는 본 발명의 시험 번호 1 내지 3의 적정 전류 범위가 3배 가까이 넓게(2.0㎄ 이상으로) 되어 있는 것이 확인되었다.

[실시예 3]

본 실시예에서 사용된 용접기는, 에어 가압식의 인버터 직류 스폿 용접기이고, 선단 직경 6㎜, 선단 R40㎜의 DR형 전극(알루미나 분산 구리)을 구비한다. 피용접재는, 판 두께 1.6㎜, 사이즈 30㎜×100㎜의 1500㎫급의 노 가열한 ZnO 피막 처리 Al 도금 핫 스탬프 강판 2장을 중첩한 것이다. 용접 방법에 대해, 표 3에 나타낸다. 또한, 비교예의 통전 방식은, 실시예 1과 마찬가지이다. 또한, 본 발명예 및 비교예 모두 가압력은, 펄세션 공정 또는 예비 통전 및 연속 통전 공정에서 일정값(350kgf)으로 하였다.

시험 및 시험 결과의 평가에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다.

시험 결과에 대해 표 3에 나타낸다.

또한, 본 실시예에서 사용한, ZnO 피막 처리 Al 도금 핫 스탬프 강판은 하기의 방법으로 작성하였다.

판 두께 1.6㎜의 냉연 강판을 사용하여, 센지미어법으로 Al 도금하였다. 이때의 어닐링 온도는 약 800℃이고, Al 도금욕은 Si:9％를 함유하고, 그 밖에 강대로부터 용출되는 Fe을 함유하고 있었다. 그 후, 도금 부착량을 가스 와이핑법으로 편면당 40g/㎡로 조정하였다. Al 도금층의 표면 조도를 조정하기 위해, 도금 후의 냉각 시에 물을 스프레이상으로 분무하였다. Al 도금 강판을 냉각 후, 처리액을 롤 코터로 도포하고, 약 80℃로 베이킹하였다. 처리액은, 시아이 가세이 가부시끼가이샤제 NanoTek(등록 상표) Slurry의 ZnO Slurry를 베이스로 하고, 바인더로서 수용성 우레탄 수지를 고형분 중 최대 30％, 착색을 위해 카본 블랙을 고형분 중 최대 10％ 첨가하였다. 부착량은 Zn 함유량으로서 측정하여, 0.8g/㎡로 하였다. 이와 같이 하여 제조한 강판을, 대기 분위기 하에 있어서 900℃에서 5분 노 가열한 후, 수냉 금형에서 켄칭하여, 공시재로 하였다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 피용접재가 ZnO 피막 처리 Al 도금 핫 스탬프 강판에 2장 중첩이어도, 실시예 1과 마찬가지로, 예비 통전이 없는 것, 예비 통전은 있지만 예비 통전과 연속 통전 사이에 휴지 시간이 없는 것, 예비 통전과 연속 통전 사이에 휴지 시간이 있는 비교예의 시험 번호 5 내지 8과 비교하여, 펄세션 공정을 갖는 본 발명의 시험 번호 1 내지 4에서는 연속 통전 공정에 있어서의 전류값 상한(플래시리스 최대 전류값)을 상승시킬 수 있고, 적정 전류 범위가 넓게(1.5㎄ 이상으로) 되어 있는 것이 확인되었다.

2013년 7월 11일에 출원된 일본 특허 출원 2013-145380호의 개시는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원, 및 기술 규격은, 각각의 문헌, 특허 출원, 및 기술 규격이 참조에 의해 도입되는 것이 구체적이고 또한 개별적으로 기재된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 포함된다.

Claims

인버터 직류식의 스폿 용접 전원에 접속된 한 쌍의 용접 전극으로, 적어도 1장의 고장력 강판을 포함하는 2장 이상의 강판을 중첩한 판 조합을 상기 강판의 중첩 방향으로 끼움 지지하고, 상기 용접 전극으로 상기 강판을 상기 중첩 방향으로 가압하면서 통전과 통전 휴지를 복수회 반복하여 상기 강판 계면에 너깃을 형성하는 펄세션 공정과,
상기 펄세션 공정 후에, 상기 펄세션 공정의 최대 통전 시간보다도 장시간 연속적으로 상기 용접 전극으로 상기 강판을 상기 중첩 방향으로 가압하면서 통전하여 상기 너깃을 성장시키는 연속 통전 공정을 구비하는, 저항 스폿 용접 방법.
제1항에 있어서, 상기 펄세션 공정에서는, 상기 각 통전의 통전 시간이 각각 10 내지 60밀리초인, 저항 스폿 용접 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펄세션 공정에서는, 인접하는 통전 사이의 통전 휴지의 시간이 각각 10 내지 60밀리초인, 저항 스폿 용접 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펄세션 공정에서는, 최후의 상기 통전과 상기 연속 통전 공정 사이의 최후의 통전 휴지의 시간이 10 내지 120밀리초인, 저항 스폿 용접 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펄세션 공정에 있어서의 상기 통전의 전류값이 7.0 내지 14.0㎄인, 저항 스폿 용접 방법.
제2항에 있어서, 상기 연속 통전 공정에서는, 통전 시간이 100 내지 500밀리초인, 저항 스폿 용접 방법.
제6항에 있어서, 상기 연속 통전 공정에 있어서의 통전의 전류값이 5.0 내지 12.0㎄인, 저항 스폿 용접 방법.
제7항에 있어서, 상기 연속 통전 공정에 있어서의 최대 전류값이, 상기 펄세션 공정에 있어서의 최대 전류값 이하인, 저항 스폿 용접 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고장력 강판이, 표면이 아연계 피막 또는 알루미늄계 피막으로 덮여 있는 핫 스탬프 강판인, 저항 스폿 용접 방법.