JP2000246454A - 溶接缶の製造方法 - Google Patents
溶接缶の製造方法Info
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- JP2000246454A JP2000246454A JP11056952A JP5695299A JP2000246454A JP 2000246454 A JP2000246454 A JP 2000246454A JP 11056952 A JP11056952 A JP 11056952A JP 5695299 A JP5695299 A JP 5695299A JP 2000246454 A JP2000246454 A JP 2000246454A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接缶の製造方法として、特に、高速かつ安
定なシーム溶接技術の提供。 【解決手段】 溶接電流の半波当たりの谷部を、例え
ば、２つ以上設けることにより、半波でナゲットを３つ
形成させ、高速溶接を行ってもナゲット間隔を一定に保
ち、更に、電流の頂上部を直線的にする事により、高速
溶接を行っても優れた溶接品位を維持することができる
溶接缶の製造方法。
定なシーム溶接技術の提供。 【解決手段】 溶接電流の半波当たりの谷部を、例え
ば、２つ以上設けることにより、半波でナゲットを３つ
形成させ、高速溶接を行ってもナゲット間隔を一定に保
ち、更に、電流の頂上部を直線的にする事により、高速
溶接を行っても優れた溶接品位を維持することができる
溶接缶の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接缶の製造方法
において、シーム溶接を高速かつ安定に行う事を特徴と
した溶接方法に関するものである。
において、シーム溶接を高速かつ安定に行う事を特徴と
した溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スードロニック社（スイス）が開発した
ワイヤーシーム溶接法は、溶接缶胴部の接合技術とし
て、急速に進展し、この溶接法により接合された缶は、
飲料缶分野で巾広く実用化されている。この溶接法は、
被溶接部を０．５〜０．６ｍｍに重ね合わせ、銅ワイヤ
ーが巻き付けられた２つの円形電極間に一定圧力で挟み
込み、保持した後、交流電流を通電することにより、板
―板間の電気抵抗による発熱で接触している鋼板―鋼板
界面を、溶融あるいは半溶融状態にせしめ、缶胴部を接
合させる溶接方法である。
ワイヤーシーム溶接法は、溶接缶胴部の接合技術とし
て、急速に進展し、この溶接法により接合された缶は、
飲料缶分野で巾広く実用化されている。この溶接法は、
被溶接部を０．５〜０．６ｍｍに重ね合わせ、銅ワイヤ
ーが巻き付けられた２つの円形電極間に一定圧力で挟み
込み、保持した後、交流電流を通電することにより、板
―板間の電気抵抗による発熱で接触している鋼板―鋼板
界面を、溶融あるいは半溶融状態にせしめ、缶胴部を接
合させる溶接方法である。
【０００３】この溶接方法で用いられる電流波形には、
通常、時間に対して電流が一定となる直流電流は用いら
れず、時間に対して周期的に電流値が変化する交流電流
の波形が用いられる。この様な波形には、最も一般的な
波形として、サイン波形が挙げられる。また、サイン波
形より溶接品位が安定した溶接やサイン電流波形では難
しい難溶接材の溶接を行うため、例えば特開昭５８―２
５８８６号公報に見られるような台形型の電流波形も発
明されている。
通常、時間に対して電流が一定となる直流電流は用いら
れず、時間に対して周期的に電流値が変化する交流電流
の波形が用いられる。この様な波形には、最も一般的な
波形として、サイン波形が挙げられる。また、サイン波
形より溶接品位が安定した溶接やサイン電流波形では難
しい難溶接材の溶接を行うため、例えば特開昭５８―２
５８８６号公報に見られるような台形型の電流波形も発
明されている。
【０００４】これらの電流波形を用いて溶接は行われる
が、いずれの電流波形でも、その半波で１つのナゲット
（鋼板が溶融あるいは半溶融状態になった箇所）を形成
し、通常０．５〜１ｍｍ程度のナゲット間隔で溶接が行
われている。ナゲット間隔が広くなり過ぎるとナゲット
―ナゲット間に未溶接部が生じ、気密性や溶接強度が劣
化するため、ナゲット間隔は適度な広さに設定が為され
ている。
が、いずれの電流波形でも、その半波で１つのナゲット
（鋼板が溶融あるいは半溶融状態になった箇所）を形成
し、通常０．５〜１ｍｍ程度のナゲット間隔で溶接が行
われている。ナゲット間隔が広くなり過ぎるとナゲット
―ナゲット間に未溶接部が生じ、気密性や溶接強度が劣
化するため、ナゲット間隔は適度な広さに設定が為され
ている。
【０００５】ワイヤーシーム溶接法での溶接速度は、ワ
イヤー速度で表され、食料缶詰用の缶径の比較的大きな
缶の場合、５〜３０ｍ／分程度、コーヒーなどの比較的
小さな缶径の場合、３０〜５０ｍ／分程度で製缶されて
いる。因みに、ワイヤー速度５０ｍ／分で、缶高さ０．
１１ｍの缶を製缶した場合、製缶速度は約５５０缶／分
になる。（今後、本特許で特に断らない限り、製缶速度
は缶高さ０．１１ｍでの製缶数を示す。）
イヤー速度で表され、食料缶詰用の缶径の比較的大きな
缶の場合、５〜３０ｍ／分程度、コーヒーなどの比較的
小さな缶径の場合、３０〜５０ｍ／分程度で製缶されて
いる。因みに、ワイヤー速度５０ｍ／分で、缶高さ０．
１１ｍの缶を製缶した場合、製缶速度は約５５０缶／分
になる。（今後、本特許で特に断らない限り、製缶速度
は缶高さ０．１１ｍでの製缶数を示す。）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、飲料容器市場に
おいて、溶接缶は、アルミ缶やＰＥＴボトル、瓶等の素
材とのコスト並びに品質競争が激化しており、これまで
以上の高い生産性で高品質の溶接缶を製造する必要が生
じてきた。溶接缶の製造は、塗装、印刷された切板を溶
接する溶接工程に次いで、ネック加工、フランジ加工、
蓋の取付け工程、検査工程などが連続した１つのライン
で行われており、そのラインの中で律速となっている工
程が溶接工程である。従って、溶接速度を向上させる事
が生産性の向上に繋がる事から、特開昭５８―２５８８
６号公報を始めとして、高速溶接技術の検討が行われて
きた。
おいて、溶接缶は、アルミ缶やＰＥＴボトル、瓶等の素
材とのコスト並びに品質競争が激化しており、これまで
以上の高い生産性で高品質の溶接缶を製造する必要が生
じてきた。溶接缶の製造は、塗装、印刷された切板を溶
接する溶接工程に次いで、ネック加工、フランジ加工、
蓋の取付け工程、検査工程などが連続した１つのライン
で行われており、そのラインの中で律速となっている工
程が溶接工程である。従って、溶接速度を向上させる事
が生産性の向上に繋がる事から、特開昭５８―２５８８
６号公報を始めとして、高速溶接技術の検討が行われて
きた。
【０００７】しかし、これらの従来技術では、ワイヤー
速度８０ｍ／分以上、即ち製缶速度が８００缶／分ある
いは１０００缶／分あるいはそれ以上になると、溶接性
が大きく劣化するため、溶接速度を高速化することが困
難であった。この理由は、先述した様に溶接ナゲットは
交流を基本電流とした半波で１つのナゲットを形成させ
るため、ナゲット間隔を維持して溶接速度を上げる場
合、溶接速度に応じて溶接電流の周波数を上げる必要が
あるが、設備的な制約から溶接電流の周波数は、９００
Ｈｚ程度までしか上げることが出来ない事に起因してい
る。これは、従来技術でワイヤー速度８０ｍ／分以上で
溶接すると、溶接速度に応じてナゲット間隔が広がり、
適正な溶接が行えない事を意味している。従って、ナゲ
ット間隔を広げる事無く、安定した高速溶接を行える溶
接電流波形が求められていた。
速度８０ｍ／分以上、即ち製缶速度が８００缶／分ある
いは１０００缶／分あるいはそれ以上になると、溶接性
が大きく劣化するため、溶接速度を高速化することが困
難であった。この理由は、先述した様に溶接ナゲットは
交流を基本電流とした半波で１つのナゲットを形成させ
るため、ナゲット間隔を維持して溶接速度を上げる場
合、溶接速度に応じて溶接電流の周波数を上げる必要が
あるが、設備的な制約から溶接電流の周波数は、９００
Ｈｚ程度までしか上げることが出来ない事に起因してい
る。これは、従来技術でワイヤー速度８０ｍ／分以上で
溶接すると、溶接速度に応じてナゲット間隔が広がり、
適正な溶接が行えない事を意味している。従って、ナゲ
ット間隔を広げる事無く、安定した高速溶接を行える溶
接電流波形が求められていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特に高速
溶接を行った時に、電流波形が溶接性に及ぼす影響を検
討した結果、溶接電流の半波当たり谷部を、例えば、２
つ以上設けることにより、半波でナゲットを３つ形成さ
せ得ることを見出し（見かけ上、溶接電流周波数が３倍
になる）、高速溶接を行ってもナゲット間隔を一定に保
つ事に成功した。更に、電流の頂上部を直線的にする事
により、高速溶接を行っても優れた溶接品位を維持でき
る事を知見するに至った。
溶接を行った時に、電流波形が溶接性に及ぼす影響を検
討した結果、溶接電流の半波当たり谷部を、例えば、２
つ以上設けることにより、半波でナゲットを３つ形成さ
せ得ることを見出し（見かけ上、溶接電流周波数が３倍
になる）、高速溶接を行ってもナゲット間隔を一定に保
つ事に成功した。更に、電流の頂上部を直線的にする事
により、高速溶接を行っても優れた溶接品位を維持でき
る事を知見するに至った。
【０００９】即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
【００１０】（１） 電流波形の半波を２つ以上に分割
し、各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用いて、シ
ーム溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方法。
し、各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用いて、シ
ーム溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方法。
【００１１】（２） 多角形電流波形の半波を２つ以上
に分割し、各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用い
て、シーム溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方
法。
に分割し、各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用い
て、シーム溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方
法。
【００１２】（３） サイン波形の半波を２つ以上に分
割し、各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用いて、
シーム溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方法。
割し、各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用いて、
シーム溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方法。
【００１３】（４） 上記（１）又は（２）に記載の電
流波形の谷部の最深部の電流値を頂上部の５〜５０％と
することを特徴とする溶接缶の製造方法。
流波形の谷部の最深部の電流値を頂上部の５〜５０％と
することを特徴とする溶接缶の製造方法。
【００１４】（５） ナゲット間隔を０．３〜０．９ｍ
ｍにすることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）
又は（４）に記載の溶接缶の製造方法。
ｍにすることを特徴とする上記（１）、（２）、（３）
又は（４）に記載の溶接缶の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。
する。
【００１６】本発明で使用される電流電源、電流、電圧
制御装置は特に規制するものではなく、サイリスタある
いはインバータ制御の何れを用いても特に支障はない。
制御装置は特に規制するものではなく、サイリスタある
いはインバータ制御の何れを用いても特に支障はない。
【００１７】本発明の本質の１つは、溶接電流の半波当
たり谷部を２つ設け、見かけ上、溶接電流周波数を３倍
にし、高速溶接を行ってもナゲット間隔を一定に保つ事
ができる技術である。従って、谷部の最深部の電流地は
頂上部の５０％以下にすることが望ましい。これは谷部
の最深部の電流値が頂上部の５０％を超えると、谷部の
設置によるナゲット生成の効果が消失し、半波で１つの
ナゲットしか形成されず、先述した高速溶接に対応でき
なくなりやすいためである。一方、谷部の最深部の電流
値が頂上部の５％を下回ると、周波数制御が困難になり
安定した高速溶接を連続的に行うという点で望ましくな
い。従って、最深部の電流値は頂上部の５％以上が望ま
しい。
たり谷部を２つ設け、見かけ上、溶接電流周波数を３倍
にし、高速溶接を行ってもナゲット間隔を一定に保つ事
ができる技術である。従って、谷部の最深部の電流地は
頂上部の５０％以下にすることが望ましい。これは谷部
の最深部の電流値が頂上部の５０％を超えると、谷部の
設置によるナゲット生成の効果が消失し、半波で１つの
ナゲットしか形成されず、先述した高速溶接に対応でき
なくなりやすいためである。一方、谷部の最深部の電流
値が頂上部の５％を下回ると、周波数制御が困難になり
安定した高速溶接を連続的に行うという点で望ましくな
い。従って、最深部の電流値は頂上部の５％以上が望ま
しい。
【００１８】更に、高速溶接を行っても優れた溶接品位
を維持するため、電流波形の頂上部を直線的にする必要
がある。これは、高速溶接では、中低速溶接に比べて１
つのナゲットを形成する際に、必要な単位時間当たりの
エネルギーが数倍になるため、通電部での発熱量が過多
になり易くなり、スプラッシュ（散り）が発生し溶接品
が低下する現象が認められている。電流波形の頂上部を
直線的にする事により、このスプラッシュの発生を防止
し、高速溶接を行っても優れた溶接品位を維持すること
が出来る。この頂上部については、水平である必要は無
く、図２の様な勾配があっても構わない。
を維持するため、電流波形の頂上部を直線的にする必要
がある。これは、高速溶接では、中低速溶接に比べて１
つのナゲットを形成する際に、必要な単位時間当たりの
エネルギーが数倍になるため、通電部での発熱量が過多
になり易くなり、スプラッシュ（散り）が発生し溶接品
が低下する現象が認められている。電流波形の頂上部を
直線的にする事により、このスプラッシュの発生を防止
し、高速溶接を行っても優れた溶接品位を維持すること
が出来る。この頂上部については、水平である必要は無
く、図２の様な勾配があっても構わない。
【００１９】本発明では、ナゲット間隔は０．３〜０．
９ｍｍが望ましい。ナゲット間隔が０．９ｍｍを超える
と先述の様に溶接部の気密性や溶接強度に問題を生じ易
いため、ナゲット間隔は０．９ｍｍ以下にすることが望
ましい。一方、ナゲット間隔が狭くなりすぎると、隣接
した（直前に溶接した）ナゲットに溶接電流が一部漏洩
（分流）し、ナゲット形成に必要な溶接電流が不安定に
なり、溶接品位の劣化がもたらされやすい。従って、ナ
ゲット間隔は０．３ｍｍ以上が望ましい。
９ｍｍが望ましい。ナゲット間隔が０．９ｍｍを超える
と先述の様に溶接部の気密性や溶接強度に問題を生じ易
いため、ナゲット間隔は０．９ｍｍ以下にすることが望
ましい。一方、ナゲット間隔が狭くなりすぎると、隣接
した（直前に溶接した）ナゲットに溶接電流が一部漏洩
（分流）し、ナゲット形成に必要な溶接電流が不安定に
なり、溶接品位の劣化がもたらされやすい。従って、ナ
ゲット間隔は０．３ｍｍ以上が望ましい。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の溶接性を示した実施例及び比
較例について、その結果を表１に示した。
較例について、その結果を表１に示した。
【００２１】（実施例１）市販の板厚０．２ｍｍのＳｎ
めっき鋼板を用いて、図１に示すような半波当たり谷部
を２つ設け、谷部の最深部の電流値を頂上部の１０％と
した電流波形を用いて、製缶速度８００ｃｐｍ、ナゲッ
ト間隔０．５ｍｍで溶接を行った。
めっき鋼板を用いて、図１に示すような半波当たり谷部
を２つ設け、谷部の最深部の電流値を頂上部の１０％と
した電流波形を用いて、製缶速度８００ｃｐｍ、ナゲッ
ト間隔０．５ｍｍで溶接を行った。
【００２２】（実施例２）市販の板厚０．２ｍｍのＳｎ
めっき鋼板を用いて、図２に示すような半波当たり谷部
を２つ設け、谷部の最深部の電流値を頂上部の１５％と
した電流波形を用いて、製缶速度１０００ｃｐｍ、ナゲ
ット間隔０．６ｍｍで溶接を行った。
めっき鋼板を用いて、図２に示すような半波当たり谷部
を２つ設け、谷部の最深部の電流値を頂上部の１５％と
した電流波形を用いて、製缶速度１０００ｃｐｍ、ナゲ
ット間隔０．６ｍｍで溶接を行った。
【００２３】（比較例１）市販の板厚０．２ｍｍのＳｎ
めっき鋼板を用いて、サイン波形の電流波形を用いて、
製缶速度８００ｃｐｍ、ナゲット間隔０．５ｍｍで溶接
を行った。
めっき鋼板を用いて、サイン波形の電流波形を用いて、
製缶速度８００ｃｐｍ、ナゲット間隔０．５ｍｍで溶接
を行った。
【００２４】（溶接性の評価方法）溶接性の評価方法
は、適正溶接電流範囲を測定し、その広さで評価した。
適正溶接電流範囲は十分な溶接強度が得られる電流値を
下限電流値とし、スプラッシュや溶接スパッタなどの溶
接欠陥が目立ち始める上限電流値から測定した。
は、適正溶接電流範囲を測定し、その広さで評価した。
適正溶接電流範囲は十分な溶接強度が得られる電流値を
下限電流値とし、スプラッシュや溶接スパッタなどの溶
接欠陥が目立ち始める上限電流値から測定した。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示すように、本発明による溶接方法
は、非常に広い適正溶接電流範囲を示し、高速溶接性に
優れた溶接方法であることが明らかになった。
は、非常に広い適正溶接電流範囲を示し、高速溶接性に
優れた溶接方法であることが明らかになった。
【００２７】
【発明の効果】本発明の溶接缶の製造方法では、ナゲッ
ト間隔を広げる事無く、安定した高速溶接が可能となる
ため、生産性を向上させる事ができ、また、優れた溶接
品位を維持することができる。
ト間隔を広げる事無く、安定した高速溶接が可能となる
ため、生産性を向上させる事ができ、また、優れた溶接
品位を維持することができる。
【図１】頂上が水平な多角形電流波形の図である。
【図２】頂上が勾配をもった多角形電流波形の図であ
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項１】 電流波形の半波を２つ以上に分割し、各
頂上部を直線形とした溶接電流波形を用いて、シーム溶
接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方法。 - 【請求項２】 多角形電流波形の半波を２つ以上に分割
し、各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用いて、シ
ーム溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方法。 - 【請求項３】 サイン波形の半波を２つ以上に分割し、
各頂上部を直線形とした溶接電流波形を用いて、シーム
溶接を行う事を特徴とする溶接缶の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の電流波形の谷部
の最深部の電流値を頂上部の５〜５０％とすることを特
徴とする溶接缶の製造方法。 - 【請求項５】 ナゲット間隔を０．３〜０．９ｍｍにす
ることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の溶
接缶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056952A JP2000246454A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 溶接缶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056952A JP2000246454A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 溶接缶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000246454A true JP2000246454A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=13041894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11056952A Pending JP2000246454A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 溶接缶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000246454A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011088160A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Ａｒｔ−Ｈｉｋａｒｉ株式会社 | 抵抗溶接用電源装置及び当該電源を使用した抵抗溶接装置、並びに電源制御方法 |
| JP2020015051A (ja) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 日本製鉄株式会社 | 容器用溶接缶の製造方法 |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11056952A patent/JP2000246454A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011088160A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Ａｒｔ−Ｈｉｋａｒｉ株式会社 | 抵抗溶接用電源装置及び当該電源を使用した抵抗溶接装置、並びに電源制御方法 |
| JP2020015051A (ja) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 日本製鉄株式会社 | 容器用溶接缶の製造方法 |
| JP7176270B2 (ja) | 2018-07-24 | 2022-11-22 | 日本製鉄株式会社 | 容器用溶接缶の製造方法 |
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|
| A521 | Written amendment |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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