JPH04323384A - スポット溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板およびその製造法 - Google Patents
スポット溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板およびその製造法Info
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- JPH04323384A JPH04323384A JP3090603A JP9060391A JPH04323384A JP H04323384 A JPH04323384 A JP H04323384A JP 3090603 A JP3090603 A JP 3090603A JP 9060391 A JP9060391 A JP 9060391A JP H04323384 A JPH04323384 A JP H04323384A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスポット溶接性に優れた
アルミニウム板またはアルミニウム合金板およびその製
造法に関するものである。
アルミニウム板またはアルミニウム合金板およびその製
造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近アルミニウム板またはアルミニウム
合金板（以下Ａｌ板という）の自動車材、建材への適用
が多くなっている。Ａｌ板のこのような用途においては
、スポット溶接による接合や塗装処理が不可欠であるが
、亜鉛めっき鋼板や冷延鋼板に比べて、溶接性に劣り、
また塗装処理ラインにおいて、亜鉛めっき鋼板や冷延鋼
板と化成処理液を兼用すると、Ａｌ板（Ａｌ）の一部が
処理液内へ溶出混入し、悪影響を及ぼす等の欠点を伴う
ものである。
合金板（以下Ａｌ板という）の自動車材、建材への適用
が多くなっている。Ａｌ板のこのような用途においては
、スポット溶接による接合や塗装処理が不可欠であるが
、亜鉛めっき鋼板や冷延鋼板に比べて、溶接性に劣り、
また塗装処理ラインにおいて、亜鉛めっき鋼板や冷延鋼
板と化成処理液を兼用すると、Ａｌ板（Ａｌ）の一部が
処理液内へ溶出混入し、悪影響を及ぼす等の欠点を伴う
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる現状に
鑑みてスポット溶接性に優れたアルミニウム板またはア
ルミニウム合金板およびその製造法を提供することを目
的とする。
鑑みてスポット溶接性に優れたアルミニウム板またはア
ルミニウム合金板およびその製造法を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記のとおりである。 （１） アルミニウム板またはアルミニウム合金板表
面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、該皮膜層上に
酸化膜を生成せしめたことを特徴とするスポット溶接性
に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板。
ろは下記のとおりである。 （１） アルミニウム板またはアルミニウム合金板表
面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、該皮膜層上に
酸化膜を生成せしめたことを特徴とするスポット溶接性
に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板。
【０００５】（２） アルミニウム板またはアルミニ
ウム合金板表面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、
次いで加熱処理した後、気水混合体または水蒸気と接触
せしめて酸化膜を生成せしめることを特徴とするスポッ
ト溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合
金板の製造法。 （３） アルミニウム板またはアルミニウム合金板表
面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、次いで硝酸亜
鉛水溶液に接触せしめるか、または該水溶液中で電解処
理することにより酸化膜を生成せしめることを特徴とす
るスポット溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミ
ニウム合金板の製造法。
ウム合金板表面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、
次いで加熱処理した後、気水混合体または水蒸気と接触
せしめて酸化膜を生成せしめることを特徴とするスポッ
ト溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合
金板の製造法。 （３） アルミニウム板またはアルミニウム合金板表
面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、次いで硝酸亜
鉛水溶液に接触せしめるか、または該水溶液中で電解処
理することにより酸化膜を生成せしめることを特徴とす
るスポット溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミ
ニウム合金板の製造法。
【０００６】即ち、本発明は、Ａｌ板のボンデ処理等の
化成処理性を向上させ、かつスポット溶接性を向上させ
るための酸化物生成を確実にするための化成処理用めっ
き皮膜をＡｌ板（板厚０．４〜９．０ｍｍ）表面に生成
せしめることを骨子とする。このようなめっき皮膜とし
ては、上記の如き機能を十分発揮する、例えば、亜鉛系
、特に亜鉛、亜鉛−鉄（鉄量９５％以下）が好ましく、
めっき量としては０．１〜１０ｇ／ｍ２ とすることで
化成処理性向上、酸化物生成を確実にすることができる
。
化成処理性を向上させ、かつスポット溶接性を向上させ
るための酸化物生成を確実にするための化成処理用めっ
き皮膜をＡｌ板（板厚０．４〜９．０ｍｍ）表面に生成
せしめることを骨子とする。このようなめっき皮膜とし
ては、上記の如き機能を十分発揮する、例えば、亜鉛系
、特に亜鉛、亜鉛−鉄（鉄量９５％以下）が好ましく、
めっき量としては０．１〜１０ｇ／ｍ２ とすることで
化成処理性向上、酸化物生成を確実にすることができる
。
【０００７】本発明の処理を施す前にＡｌ板表面に存在
する酸化膜を洗浄除去することが好ましい。例えば、Ｎ
ａＯＨ（１〜５％）水溶液中に浸漬するか、あるいは電
解処理することにより、Ａｌ２ Ｏ３ 系酸化膜を除去
できる。Ａｌ板を洗浄するには、例えばリン酸ナトリウ
ム系の弱アルカリ洗浄剤水溶液中に浸漬するか、あるい
は電解処理を加えることも好ましい。必要があれば酸洗
を加えることもできる。その後、水洗して化成処理性を
向上させるためのめっき皮膜処理を施すものである。
する酸化膜を洗浄除去することが好ましい。例えば、Ｎ
ａＯＨ（１〜５％）水溶液中に浸漬するか、あるいは電
解処理することにより、Ａｌ２ Ｏ３ 系酸化膜を除去
できる。Ａｌ板を洗浄するには、例えばリン酸ナトリウ
ム系の弱アルカリ洗浄剤水溶液中に浸漬するか、あるい
は電解処理を加えることも好ましい。必要があれば酸洗
を加えることもできる。その後、水洗して化成処理性を
向上させるためのめっき皮膜処理を施すものである。
【０００８】また、めっき方法としては、電気めっき、
フラッシュめっき、蒸着めっき、無電解めっき、溶射法
等が好適である。めっき組成としては純Ｚｎの他、Ｚｎ
とＦｅ、ＺｎとＮｉ、ＺｎとＡｌ、ＺｎとＭｎなどＺｎ
を主成分として、耐食性など諸機能の向上のため１種な
いし２種以上の合金元素および不純物元素を含み、また
ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ などのセラミックス微粒子
、ＴｉＯ２ などの酸化物、有機高分子をめっき層中に
分散させたものがある。めっき層の厚み方向で単一組成
のもの、連続的あるいは層状に組成が変化するものがあ
り、さらに複層めっき鋼板では最上層がＦｅやＮｉを主
成分としてＺｎ、Ｐなど各種合金元素を含むものがある
。
フラッシュめっき、蒸着めっき、無電解めっき、溶射法
等が好適である。めっき組成としては純Ｚｎの他、Ｚｎ
とＦｅ、ＺｎとＮｉ、ＺｎとＡｌ、ＺｎとＭｎなどＺｎ
を主成分として、耐食性など諸機能の向上のため１種な
いし２種以上の合金元素および不純物元素を含み、また
ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ などのセラミックス微粒子
、ＴｉＯ２ などの酸化物、有機高分子をめっき層中に
分散させたものがある。めっき層の厚み方向で単一組成
のもの、連続的あるいは層状に組成が変化するものがあ
り、さらに複層めっき鋼板では最上層がＦｅやＮｉを主
成分としてＺｎ、Ｐなど各種合金元素を含むものがある
。
【０００９】かくして、このようなめっき皮膜は、亜鉛
めっき鋼板が多用されている自動車および各種の家電製
品に現在使用されている亜鉛めっき鋼板に対して適性が
高い化成処理液に十分適合できる。このようなめっき皮
膜が存在しないＡｌ板を亜鉛めっき鋼板の化成処理液で
同時処理する場合は、化成処理皮膜の品質劣化、特にス
ケの発生をきたし、その後に実施される塗装の品質、す
なわち塗装耐食性を著しく低下させるだけでなく、処理
液内にＡｌが溶出し、処理液の著しい劣化をもたらすこ
とから、亜鉛めっき鋼板の化成処理皮膜品質を維持する
ために頻繁に液の交換が必要になり、あるいはこの問題
を解消するためにＡｌ板専用の化成処理装置の導入が必
要となることから、いずれの場合とも処理費用が高くな
る。
めっき鋼板が多用されている自動車および各種の家電製
品に現在使用されている亜鉛めっき鋼板に対して適性が
高い化成処理液に十分適合できる。このようなめっき皮
膜が存在しないＡｌ板を亜鉛めっき鋼板の化成処理液で
同時処理する場合は、化成処理皮膜の品質劣化、特にス
ケの発生をきたし、その後に実施される塗装の品質、す
なわち塗装耐食性を著しく低下させるだけでなく、処理
液内にＡｌが溶出し、処理液の著しい劣化をもたらすこ
とから、亜鉛めっき鋼板の化成処理皮膜品質を維持する
ために頻繁に液の交換が必要になり、あるいはこの問題
を解消するためにＡｌ板専用の化成処理装置の導入が必
要となることから、いずれの場合とも処理費用が高くな
る。
【００１０】次に、スポット溶接性を向上せしめるため
の酸化物をめっき表面に生成せしめる方法としては、気
水混合体または水蒸気と接触せしめることにより生成せ
しめる場合は、めっき後のＡｌ板を２００〜５００℃に
加熱した後、上記の如く気水混合体等を吹きつけるなど
により接触せしめることにより、ＺｎＯ主体の酸化物２
０〜３０００ｍｇ／ｍ２ を確実に生成せしめることが
できる。
の酸化物をめっき表面に生成せしめる方法としては、気
水混合体または水蒸気と接触せしめることにより生成せ
しめる場合は、めっき後のＡｌ板を２００〜５００℃に
加熱した後、上記の如く気水混合体等を吹きつけるなど
により接触せしめることにより、ＺｎＯ主体の酸化物２
０〜３０００ｍｇ／ｍ２ を確実に生成せしめることが
できる。
【００１１】また、硝酸亜鉛水溶液と接触などにより酸
化物を生成せしめる場合は、硝酸亜鉛２００〜８００ｇ
／ｌの水溶液に０．１〜１０秒間吹きつけるか、該水溶
液に浸漬するなどして接触せしめることにより、ＺｎＯ
主体の酸化物を確実に生成せしめることができる。さら
に、電解による場合は、上記の如き硝酸亜鉛水溶液中で
電気量として５〜８０Ｃ／ｄｍ２ 、時間０．１〜１０
秒間Ａｌ板を陰極として電解処理することにより、確実
にＺｎＯ主体の酸化物を生成せしめることができる。
化物を生成せしめる場合は、硝酸亜鉛２００〜８００ｇ
／ｌの水溶液に０．１〜１０秒間吹きつけるか、該水溶
液に浸漬するなどして接触せしめることにより、ＺｎＯ
主体の酸化物を確実に生成せしめることができる。さら
に、電解による場合は、上記の如き硝酸亜鉛水溶液中で
電気量として５〜８０Ｃ／ｄｍ２ 、時間０．１〜１０
秒間Ａｌ板を陰極として電解処理することにより、確実
にＺｎＯ主体の酸化物を生成せしめることができる。
【００１２】このような化成処理用めっき皮膜表面に形
成せしめる酸化物としては、酸化物中にＺｎＯの他、例
えばめっき層中に含有する成分元素またはそれらの酸化
物などの化合物等を含有するものでもよい。また、陽極
酸化などの電気化学的処理において、処理液が含有する
成分あるいは化合物を含んでもよい。このような酸化物
の生成量としては、酸化物中のＺｎＯ量（片面あたり）
として、２０〜３０００ｍｇ／ｍ２ が必要である。Ｚ
ｎＯ量が２０ｍｇ／ｍ２ 未満では効果がなく、また３
０００ｍｇ／ｍ２ 超になると化成処理が困難になるた
め好ましくない。
成せしめる酸化物としては、酸化物中にＺｎＯの他、例
えばめっき層中に含有する成分元素またはそれらの酸化
物などの化合物等を含有するものでもよい。また、陽極
酸化などの電気化学的処理において、処理液が含有する
成分あるいは化合物を含んでもよい。このような酸化物
の生成量としては、酸化物中のＺｎＯ量（片面あたり）
として、２０〜３０００ｍｇ／ｍ２ が必要である。Ｚ
ｎＯ量が２０ｍｇ／ｍ２ 未満では効果がなく、また３
０００ｍｇ／ｍ２ 超になると化成処理が困難になるた
め好ましくない。
【００１３】このような酸化物は、例えば５％ヨウ素メ
タノール溶液でめっき層を溶解し、抽出残渣を混合融液
（硼酸１、炭酸ナトリウム３）で融解した後、塩酸で溶
液化してＩＣＰで分析した亜鉛量をＺｎＯに換算するか
、またはグロー放電分光法（ＧＤＳ）により測定した最
表面から１秒間の酸素積分強度値が１．０〜１０ＶＳ（
片面あたり）となるようにすることで、確実に把握する
ことができる。
タノール溶液でめっき層を溶解し、抽出残渣を混合融液
（硼酸１、炭酸ナトリウム３）で融解した後、塩酸で溶
液化してＩＣＰで分析した亜鉛量をＺｎＯに換算するか
、またはグロー放電分光法（ＧＤＳ）により測定した最
表面から１秒間の酸素積分強度値が１．０〜１０ＶＳ（
片面あたり）となるようにすることで、確実に把握する
ことができる。
【００１４】即ち、Ａｌ板をスポット溶接により接合し
ようとすると、溶接時の発熱によりＡｌ層が溶融状態と
なり、電極チップ組成の銅とＡｌ金属とが選択的に反応
し、硬くて脆い合金層を形成して、電極加圧力で容易に
破壊するため電極チップが損耗し電極チップ寿命を短命
にすることになる。しかしながら、電極チップとＡｌ板
（めっき層）との間に亜鉛の酸化物が存在すると、この
層は銅とアルミニウムの選択的合金化を防止する作用が
あり、電極チップの損耗を遅延させる。この理由は、該
層により電極チップとＡｌ板（めっき金属）との接触が
絶たれ、合金層の生成による溶損を防止するとともに、
さらに酸化物が電極チップ先端に付着し、堆積して電極
チップの保護膜となり、溶接を継続しても保護膜の厚み
、形状には大きな変化がなく、常時良好な溶接ができ、
かつ電極チップの損傷も防止できるためと考えられる。
ようとすると、溶接時の発熱によりＡｌ層が溶融状態と
なり、電極チップ組成の銅とＡｌ金属とが選択的に反応
し、硬くて脆い合金層を形成して、電極加圧力で容易に
破壊するため電極チップが損耗し電極チップ寿命を短命
にすることになる。しかしながら、電極チップとＡｌ板
（めっき層）との間に亜鉛の酸化物が存在すると、この
層は銅とアルミニウムの選択的合金化を防止する作用が
あり、電極チップの損耗を遅延させる。この理由は、該
層により電極チップとＡｌ板（めっき金属）との接触が
絶たれ、合金層の生成による溶損を防止するとともに、
さらに酸化物が電極チップ先端に付着し、堆積して電極
チップの保護膜となり、溶接を継続しても保護膜の厚み
、形状には大きな変化がなく、常時良好な溶接ができ、
かつ電極チップの損傷も防止できるためと考えられる。
【００１５】本発明が適用するＡｌ板はＡｌ−Ｃｕ系Ａ
ｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系などのＡｌ合金板を含
むものであり、この他Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ等
の成分が含まれても適用が可能である。
ｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系などのＡｌ合金板を含
むものであり、この他Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ等
の成分が含まれても適用が可能である。
【００１６】
【実施例】次ぎに、本発明の実施例を比較例とともに挙
げる。
げる。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】注１）アルミニウム板は、板厚１．０ｍｍ
注２）Ａｌ板洗浄はＮａＯＨ５％水溶液中で１０Ａ／ｄ
ｍ２ ×２．０秒の電解による。 注３）化成処理用めっき皮膜は、電気めっきにより被覆
した。 注４）気水等接触は、それぞれ吹きつけによる（気水は
空気と水の混合体、水蒸気は露点２３〜８０℃）。 注５）硝酸亜鉛水溶液は、Ｚｎ（ＮＯ３ ）・６Ｈ２
Ｏを主成分とし、微量のＨＮＯ３ とＦｅ＋＋＋ を添
加した。 注６）酸化物量の測定は、５％沃素メタノール溶液によ
り、めっき層を溶解し、抽出残渣を混合融剤（硼酸１、
炭酸ナトリウム３）で溶解した後、塩酸で溶液化して亜
鉛の量をＩＣＰ（赤外分光法）で測定した。さらに、表
面のＧＤＳ（グロー放電分光）分析から得られる酸素量
を最表面から１秒間の積分強度の値を酸化膜の酸素強度
とした。 注７）溶接条件は下記による。
注２）Ａｌ板洗浄はＮａＯＨ５％水溶液中で１０Ａ／ｄ
ｍ２ ×２．０秒の電解による。 注３）化成処理用めっき皮膜は、電気めっきにより被覆
した。 注４）気水等接触は、それぞれ吹きつけによる（気水は
空気と水の混合体、水蒸気は露点２３〜８０℃）。 注５）硝酸亜鉛水溶液は、Ｚｎ（ＮＯ３ ）・６Ｈ２
Ｏを主成分とし、微量のＨＮＯ３ とＦｅ＋＋＋ を添
加した。 注６）酸化物量の測定は、５％沃素メタノール溶液によ
り、めっき層を溶解し、抽出残渣を混合融剤（硼酸１、
炭酸ナトリウム３）で溶解した後、塩酸で溶液化して亜
鉛の量をＩＣＰ（赤外分光法）で測定した。さらに、表
面のＧＤＳ（グロー放電分光）分析から得られる酸素量
を最表面から１秒間の積分強度の値を酸化膜の酸素強度
とした。 注７）溶接条件は下記による。
【００２２】１）電極加圧力：２５０ｋｇｆ２）初期加
圧力：４０サイクル ３）通電時間： ８サイクル ４）保持時間： ２サイクル ５）溶接電流：１５ＫＡ ６）電極チップ形状：先端径５．０φ（ＣＦ型：円錐台
頭型） ７）電極チップ材質：Ｃｕ−Ｃｒ（一般に用いられてい
るもの） ８）電極チップ寿命終点判定：溶接電流でのナゲット径
が４．０ｍｍを確保できる最大の打点数。
圧力：４０サイクル ３）通電時間： ８サイクル ４）保持時間： ２サイクル ５）溶接電流：１５ＫＡ ６）電極チップ形状：先端径５．０φ（ＣＦ型：円錐台
頭型） ７）電極チップ材質：Ｃｕ−Ｃｒ（一般に用いられてい
るもの） ８）電極チップ寿命終点判定：溶接電流でのナゲット径
が４．０ｍｍを確保できる最大の打点数。
【００２３】溶接は、アルミニウム板の片面を上、他面
を下にして２枚重ね合わせて連続打点を行った。 注８）化成処理性の判定は、化成処理液（亜鉛−リン酸
−フッソ系処理浴）に、ＳＤ５０００（日本ペイント社
製）を用い、処方どおり脱脂、表面調整を行った後、化
成処理し評価した。評価法は、ＳＥＭ（２次電子線像）
により、均一に被覆が形成されているものは合格として
○印を、その他のものを不合格として×印とした。
を下にして２枚重ね合わせて連続打点を行った。 注８）化成処理性の判定は、化成処理液（亜鉛−リン酸
−フッソ系処理浴）に、ＳＤ５０００（日本ペイント社
製）を用い、処方どおり脱脂、表面調整を行った後、化
成処理し評価した。評価法は、ＳＥＭ（２次電子線像）
により、均一に被覆が形成されているものは合格として
○印を、その他のものを不合格として×印とした。
【００２４】
【発明の効果】かくすることにより、Ａｌ板のスポット
溶接性を著しく向上せしめ、かつ化成処理性も向上せし
めることができ、工業的に大きな効果を奏するものであ
る。
溶接性を著しく向上せしめ、かつ化成処理性も向上せし
めることができ、工業的に大きな効果を奏するものであ
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウム板またはアルミニウム合
金板表面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、該皮膜
層上に酸化膜を生成せしめたことを特徴とするスポット
溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金
板。 - 【請求項２】 アルミニウム板またはアルミニウム合
金板表面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、次いで
加熱処理した後、気水混合体または水蒸気と接触せしめ
て酸化膜を生成せしめることを特徴とするスポット溶接
性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板の
製造法。 - 【請求項３】 アルミニウム板またはアルミニウム合
金板表面に化成処理用めっき皮膜を生成せしめ、次いで
硝酸亜鉛水溶液に接触せしめるか、または該水溶液中で
電解処理することにより酸化膜を生成せしめることを特
徴とするスポット溶接性に優れたアルミニウム板または
アルミニウム合金板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3090603A JPH04323384A (ja) | 1991-02-26 | 1991-04-22 | スポット溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-31083 | 1991-02-26 | ||
| JP3108391 | 1991-02-26 | ||
| JP3090603A JPH04323384A (ja) | 1991-02-26 | 1991-04-22 | スポット溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04323384A true JPH04323384A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=26369536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3090603A Withdrawn JPH04323384A (ja) | 1991-02-26 | 1991-04-22 | スポット溶接性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04323384A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013053345A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Doshisha | 抗菌性を有する亜鉛鍍金鋼板の作製法 |
-
1991
- 1991-04-22 JP JP3090603A patent/JPH04323384A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013053345A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Doshisha | 抗菌性を有する亜鉛鍍金鋼板の作製法 |
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