JPH0535233B2 - - Google Patents

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JPH0535233B2
JPH0535233B2 JP62280978A JP28097887A JPH0535233B2 JP H0535233 B2 JPH0535233 B2 JP H0535233B2 JP 62280978 A JP62280978 A JP 62280978A JP 28097887 A JP28097887 A JP 28097887A JP H0535233 B2 JPH0535233 B2 JP H0535233B2
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JP
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welding
plated
zinc
plating
arc
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JP62280978A
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JPH01123091A (ja
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Tadayuki Ootani
Tooru Saito
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、自動車用、建材用、家電用としてア
ーク溶接性の優れた亜鉛系めつき鋼板に関するも
のである。 (従来の技術) 亜鉛系めつき鋼板は、その耐食性、塗装性に優
れていることから、自動車用、建材用、家電用等
の分野で広く利用されている。 しかしながら、亜鉛系めつき鋼板の加工性のひ
とつであるアーク溶接性は、溶接欠陥の発生・溶
接作業性の点で冷延鋼板と比較すると極めて劣つ
ていた。 亜鉛系めつき鋼板のアーク溶接性なかでも溶接
欠陥の発生を改善する方法としては、溶接速度を
減少させることが知られている。これは溶接速度
を減ずることにより、アーク放電によつて発生す
る熱で、被めつき材に比べて融点が低いめつき金
属を充分に蒸発させながら溶接を進行させ、めつ
き金属蒸気が溶融池に干渉するのを抑え、ブロー
ホール等の溶接欠陥の発生を防止するものであ
る。 また、亜鉛系めつき鋼板のアーク溶接性を改善
するもう一つの方法として、アーク溶接作業以前
にアーク溶接開先部近傍のめつき層をワイヤーブ
ラシ等を用いて機械的に除去する方法が採られて
いる。 亜鉛系めつき鋼板を用いる製造現場では、製造
ラインの実情に合わせて上述の二方法を使い分け
ているが、さらにこれを改善するために、溶接作
業と平行してめつき層を除去する方法が特開昭60
−141554号公報に挙げられている。この方法は、
逆極性プラズマアークを先行熱源として用いるこ
とで被溶接物上のめつき層を除去し、ついで所望
の溶接装置により本溶接を実行するものである。 (発明が解決しようとする問題点) ところで上述の第1の方法は、溶接欠陥の発生
を充分に抑えるためには、冷延鋼板にアーク溶接
する場合の約二分の一程度まで溶接速度を低下さ
せる必要があり、これに起因する溶接作業性の劣
化ひいては溶接コストの増加が重大な問題となつ
ている。 第2の方法によると、実質的には冷延鋼板の溶
接と同じであるため、アーク溶接作業性の劣化は
妨げるものの、めつき層除去という新たな作業工
程を必要とするため、実質的には溶接コストを増
加する。 また第3の方法では溶接トーチ周辺が巨大なも
のとなるため、複雑な被溶接物への適用が困難で
あり、更には、プラズマ装置が必要となるため新
たな設備投資が必要となる。こうした理由から実
際の製造ラインに適用されることは困難である。 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、溶
接部にブローホール等の溶接欠陥が発生しない溶
接性の優れた亜鉛系めつき鋼板を提供する。 (問題点を解決するための手段および作用) 即ち、本発明者らは、上記問題点を解決するた
めに種々の実験を行つた結果、めつき処理あるい
は合金化処理後のめつき層と被めつき材の界面平
均粗度が0.001ミクロン〜0.5ミクロンとすること
で、亜鉛系めつき鋼板のアーク溶接性を冷延鋼板
並みにできることを見出した。 本発明は、以上のような知見に基ずいてなされ
たものであつて、その要旨は、20g/m2〜200
g/m2のめつき付着量を片面もしくは両面に有す
る亜鉛系めつき鋼板において、めつき処理あるい
は合金化処理後のめつき層を除去した状態での被
めつき材表面の平均粗度をめつき層と被めつき材
の界面平均粗度とし、この界面平均粗度が0.001
ミクロン〜0.5ミクロンであることを特徴とする
アーク溶接性の優れた亜鉛系めつき鋼板にある。 まず、ここでいう亜鉛系めつき鋼板とは、熱間
あるいは冷間圧延された原板(被めつき材)に亜
鉛系めつきを施したもので、この亜鉛系めつき中
には、亜鉛を主成分とし、アルミニユウム・クロ
ム・マンガン・鉛・スズ・ニツケル等を含有する
ものも含む。被めつき材である原板の成分は特に
限定されるものではなく、普通鋼・高張力鋼など
の鋼板であればよい。また、めつき方法について
も特に限定するものではなく、従来から一般に知
られている溶融めつき法、電気めつき法、蒸着め
つき法等のいずれでもよい。 めつき処理後めつき層の合金化処理を施したも
のも亜鉛系めつき鋼板に含む。めつき層の合金化
を行なう方法についても特に限定するものではな
く、ガス加熱炉、誘導加熱炉、抵抗加熱炉、赤外
加熱炉等いずれによつて合金化してもよい。 更には、めつき処理・合金化処理後、ボンデ処
理・クロメート処理等の後処理を施して得られた
ものも亜鉛系めつき鋼板に含む。 亜鉛系めつき鋼板のアーク溶接性については、
アーク溶接が進行するにつれて溶融池前縁から低
融点の亜鉛が溶融・蒸発するのに際し、めつき層
と被めつき材との界面平均粗度が大きい場合、被
めつき材に深くくいこんだ亜鉛の溶融・排除が遅
れ、溶融池により接近して亜鉛の蒸発がなされる
ため、これが溶融池・アーク放電に干渉しやす
く、溶接性を損ない溶接時ブローホールの発生が
多くなる。これに対し本発明のようにめつき層と
被めつき材との界面平均粗度が0.001〜0.5ミクロ
ンと小さい領域にある場合には、円滑に亜鉛の溶
融・除去が行われるため、溶融池・アーク放電へ
の影響が緩和され、溶接性が良好で溶接時のブロ
ーホールの発生が少ない。 以下に亜鉛系めつき鋼板における界面平均粗度
と溶接時のブローホール発生との関係について詳
述する。 ここでいう平均粗度とは、JIS B 0601−1970
に定義されている中心線平均粗さ(Ra)を指し
ている。中心線平均粗さ(Ra)は、被測定物を
スキヤンして得られたあらさ曲線からその中心線
の方向に測定長さ(L)の部分を抜き取り、この
抜き取り部分の中心線をX軸、これと直交する方
向をY軸とし、あらさ曲線をY=f(X)で表わ
したとき、次の式で与えられるものである。 Ra=1/L∫L O|f(X)|dX ……(1) 以下に述べる試料においては、めつき層と被め
つき材との界面平均粗度とは、めつき処理後の亜
鉛めつき鋼板のめつき層を5%塩酸+インヒビタ
ーの溶液で除去した後、被めつき材表面のあらさ
曲線を触針電気拡大式表面あらさ測定機で求め、
(1)式から算出して得られたものである。 なお、めつき処理前のめつき原板の表面平均粗
度については、そのままあらさ曲線を求め、(1)式
から算出した。 まず、第1図に亜鉛系めつき鋼板におけるアー
ク溶接欠陥の発生状況を示す。図は、重ね隅肉試
片1(亜鉛めつき鋼板1a,1bを二枚重ねて階
段状にしたもの)の重ね部を狙つて、炭酸ガスア
ーク溶接を実行した場合の溶接部断面模式図aお
よびX線写真模式部bである。ほぼ溶接部2断面
全域を占めるように空間が広がつているが、この
空間は溶接部長手方向にも延びており、これがブ
ローホール3と呼ばれる溶接欠陥である。通常全
溶接長に対しブローホールの占める割り合いが20
%を越えると継ぎ手強度上問題があるものと評価
され、不合格となつている。 第2図a〜fはブローホールの発生と、本発明
でいうめつき層・被めつき材の界面平均粗度の関
係を示した図面である。ここでは亜鉛系めつき鋼
板として板厚1.6mmで、めつき付着量50g/m2の
両面亜鉛めつき鋼板を用いている。ここでも、炭
酸ガスアーク溶接を採用し、1.2mmφのソリツド
ワイヤと1分間15リツトルの炭酸ガスをシールド
ガスに用いている。図は、ワイヤ送給速度を一定
とし、界面平均粗度毎のアーク溶接可能領域(横
軸:溶接速度、縦軸:溶接電圧)を示している。
図中の下記4つの記号は、ブローホールの発生の
程度を表している。 ◎:0% ○:0〜5% △:5〜20% ●:20%〜 なおここでの%の値は(ブローホール長の合
計/溶接長)×100%を示している。 図にみるように、めつき層と被めつき材の界面
平均粗度が大きい程ブローホールの発生が著し
く、特に溶接速度が早く、また溶接電圧が高い領
域でその傾向が顕著である。 第3図は、めつき層を有しない板厚1.6mmの冷
延鋼板同志で重ね隅肉試片を作製し、これに第2
図と同じ条件で炭酸ガスアーク溶接を実行した場
合の溶接可能領域を示している。この場合全領域
にわたつてブローホールの発生は認められず、極
めて優れたアーク溶接性を有している。 本発明では、この第3図の冷延鋼板同志の溶接
において得られる溶接性レベルに近い領域で溶接
を可能とする亜鉛系めつき鋼板を得ることを目標
とする。 この観点で第2図を見ると、めつき層と被めつ
き材の界面平均粗度が0.5ミクロン以下になると、
亜鉛めつき鋼板のアーク溶接性が著しく向上し、
ほぼ第3図の冷延鋼板の場合に匹敵する溶接作業
性を有することが明らかになつた。従つて界面平
均粗度の上限は0.5ミクロンとした。尚、めつき
層と被めつき材の界面平均粗度の下限を0.001ミ
クロンとしたのは、界面平均粗度が小さければ小
さい程アーク溶接性は良くなるが、現在の技術で
達成できる限界がこの粗度レベルにあるためであ
る。 つぎに本発明のようなめつき処理後のめつき
層・被めつき材の界面平均粗度を得る方法につい
て述べる。 一般に、めつき処理を受ける被めつき材即ち原
板の表面平均粗度とめつき層・被めつき材の界面
平均粗度はほぼ一致するので、表面平均粗度が
0.001ミクロン〜0.5ミクロンの被めつき材をめつ
き処理すれば、本発明のめつき鋼板は得られる。
但し、溶融めつき処理、合金化処理、めつき処理
後、調質圧延等をおこなつた場合、界面平均粗度
が表面平均粗度より大きくなる傾向にある。例え
ば表面平均粗度が0.5ミクロンの被めつき材を用
いて合金化亜鉛めつき鋼板を作製した場合、界面
平均粗度が1.0ミクロンにも達することも確認し
た。 従つて、めつき処理後調質圧延して得られる亜
鉛系めつき鋼板の場合には、その分表面平均粗度
の小さい被めつき材を使用する必要がある。 (実施例) 供試亜鉛系めつき鋼板のめつき層・被めつき材
の界面平均粗度、めつき層組成、めつき付着量、
めつき方法、合金化の有無、溶接欠陥発生状況を
第1表にまとめて示す。 炭酸ガスアーク溶接法を使用し、重ね隅肉試験
片に対し以下の条件で溶接を実施した。 溶接ワイヤ 1.2mmφ ワイヤ送給速度 3.5m/min 溶接電圧 21V 溶接速度 1.0m/min 溶接性評価基準は次の通りである。 ◎:0% ○:0〜5% △:5〜20% ●:20%〜 ただし%の値は(ブローホール長の合計/溶接
長)×100%を示す。
【表】 第1表において、試料No.1〜12が本発明めつき
鋼板であり、他は比較材である。 本発明めつき鋼板は、比較材に比べアーク溶接
性が優れており、被めつき材の平均粗度が本発明
の範囲内にあれば、アーク溶接性が改善されるこ
とがわかる。 なお、試料No.10および11は、表面平均粗度0.2
ミクロンの被めつき材に溶融めつき後合金化した
ものであつて、めつき層と被めつき材の界面平均
粗度は0.5ミクロンになつており、同じ被めつき
材を用いて電気めつきしたものと比べると、アー
ク溶接性は若干劣化するもののおおむね良好な結
果が得られた。 (発明の効果) 以上説明したごとく本発明は、めつき層と被め
つき材の界面平均粗度を0.001〜0.5ミクロンとす
ることにより、溶接時のブローホールを減少さ
せ、亜鉛系めつき鋼板の溶接速度を高めるととも
に溶接性を向上させたものであり、自動車用、建
材用、家電用などに広く利用することができ、そ
の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bはアーク溶接欠陥の発生状況を示
す断面およびX線写真模式図、第2図a〜fは亜
鉛系めつき鋼板における界面平均粗度を変化させ
た場合のアーク溶接可能領域図、第3図は冷延鋼
板におけるアーク溶接可能領域図である。 1……重ね隅肉試片、1a,1b……亜鉛めつ
き鋼板、2……溶接部、3……ブローホール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 20g/m2〜200g/m21めつき付着量を片面
    或いは両面に有する亜鉛系めつき鋼板において、
    めつき処理あるいは合金化処理後のめつき層を除
    去した状態での被めつき材表面の平均粗度をめつ
    き層と被めつき材の界面平均粗度とし、この界面
    平均粗度が0.001ミクロン〜0.5ミクロンであるこ
    とを特徴とするアーク溶接性の優れた亜鉛系めつ
    き鋼板。
JP28097887A 1987-11-09 1987-11-09 アーク溶接性の優れた亜鉛系めっき鋼板 Granted JPH01123091A (ja)

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