JPH06649A - 亜鉛めっき鋼板の溶接方法 - Google Patents
亜鉛めっき鋼板の溶接方法Info
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- JPH06649A JPH06649A JP18476392A JP18476392A JPH06649A JP H06649 A JPH06649 A JP H06649A JP 18476392 A JP18476392 A JP 18476392A JP 18476392 A JP18476392 A JP 18476392A JP H06649 A JPH06649 A JP H06649A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛の気化に起因するブローホールの発生を
抑制する。 【構成】 亜鉛めっき鋼板１の亜鉛めっき層３をシール
ドガス１１によって酸化させ、このシールドガス１１に
よって生成された酸化亜鉛の気化温度よりも低い融点を
有しかつ酸化されない亜鉛の融点よりも高い沸点を有す
る溶加材料１０により、亜鉛めっき鋼板１の接合を行な
う。
抑制する。 【構成】 亜鉛めっき鋼板１の亜鉛めっき層３をシール
ドガス１１によって酸化させ、このシールドガス１１に
よって生成された酸化亜鉛の気化温度よりも低い融点を
有しかつ酸化されない亜鉛の融点よりも高い沸点を有す
る溶加材料１０により、亜鉛めっき鋼板１の接合を行な
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛めっき鋼板の溶接
方法に関し、とくに亜鉛の気化に起因するブローホール
の発生を抑制することが可能な亜鉛めっき鋼板の溶接方
法に関する。
方法に関し、とくに亜鉛の気化に起因するブローホール
の発生を抑制することが可能な亜鉛めっき鋼板の溶接方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛めっき鋼板は、耐食性に優れている
ことから、自動車ボデー等に広く利用されている。亜鉛
めっき鋼板の接合は、通常、シールドガスを用いたガス
シールドアーク溶接によって鋼板を溶融することによ
り、行なわれる。ガスシールドアーク溶接方法による亜
鉛めっき鋼板の溶接においては、鋼板表面の亜鉛が溶接
時にガスとなり、このガスが溶接金属中に残存するとい
う現象が生じる。そのため、溶接金属中にブローホール
が発生し、接合部の強度低下を招くという問題がある。
ことから、自動車ボデー等に広く利用されている。亜鉛
めっき鋼板の接合は、通常、シールドガスを用いたガス
シールドアーク溶接によって鋼板を溶融することによ
り、行なわれる。ガスシールドアーク溶接方法による亜
鉛めっき鋼板の溶接においては、鋼板表面の亜鉛が溶接
時にガスとなり、このガスが溶接金属中に残存するとい
う現象が生じる。そのため、溶接金属中にブローホール
が発生し、接合部の強度低下を招くという問題がある。
【０００３】亜鉛めっき鋼板の溶接に関する先行技術と
して、たとえば特開昭５７−２０９７７８号公報が知ら
れている。本公報のガスシールドアーク溶接方法におい
ては、めっきされた亜鉛をシールドガスによって酸化さ
せ、亜鉛の蒸発を抑えることにより、シールドガスおよ
び溶接雰囲気に与える影響を少なくしている。
して、たとえば特開昭５７−２０９７７８号公報が知ら
れている。本公報のガスシールドアーク溶接方法におい
ては、めっきされた亜鉛をシールドガスによって酸化さ
せ、亜鉛の蒸発を抑えることにより、シールドガスおよ
び溶接雰囲気に与える影響を少なくしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、亜鉛を
シールドガスによって酸化させ酸化亜鉛にしても、酸化
亜鉛の気化温度を大幅に上げることはできず、酸化亜鉛
が約１５００℃の溶融池に接触するとやはり酸化亜鉛の
蒸発が行なわれ、ブローホールが発生するという問題は
依然解決できない。
シールドガスによって酸化させ酸化亜鉛にしても、酸化
亜鉛の気化温度を大幅に上げることはできず、酸化亜鉛
が約１５００℃の溶融池に接触するとやはり酸化亜鉛の
蒸発が行なわれ、ブローホールが発生するという問題は
依然解決できない。
【０００５】酸化亜鉛の昇華点は、理論値では１７２５
℃であるが、実際には約１３００℃においてもかなり蒸
発することが実験から判明した。したがって、亜鉛めっ
き鋼板の鋼板自体を単に溶融させて接合する場合は、鉄
の融点が約１５００℃であるので、亜鉛を酸化させても
酸化亜鉛の気化によってブローホールが発生する。な
お、酸化亜鉛が約１５００℃で蒸発することを確認した
実験についての内容は、溶接学会の第１０５回溶接アー
ク物理研究委員会資料の「亜鉛めっき鋼板のアーク溶接
における施工法」（１９９２年１月２４日）に記載され
ている。
℃であるが、実際には約１３００℃においてもかなり蒸
発することが実験から判明した。したがって、亜鉛めっ
き鋼板の鋼板自体を単に溶融させて接合する場合は、鉄
の融点が約１５００℃であるので、亜鉛を酸化させても
酸化亜鉛の気化によってブローホールが発生する。な
お、酸化亜鉛が約１５００℃で蒸発することを確認した
実験についての内容は、溶接学会の第１０５回溶接アー
ク物理研究委員会資料の「亜鉛めっき鋼板のアーク溶接
における施工法」（１９９２年１月２４日）に記載され
ている。
【０００６】本発明は、上記の問題に着目し、亜鉛の気
化に起因するブローホールの発生を抑制することが可能
な亜鉛めっき鋼板の溶接方法を提供することを目的とす
る。
化に起因するブローホールの発生を抑制することが可能
な亜鉛めっき鋼板の溶接方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係る亜鉛めっき鋼板の溶接方法は、鋼板の表面に亜鉛め
っきを施した亜鉛めっき鋼板をシールドガスを用いたア
ーク溶接にて溶接する亜鉛めっき鋼板の溶接方法であっ
て、前記鋼板にめっきされた亜鉛をシールドガスによっ
て酸化させ、該シールドガスによって生成された酸化亜
鉛の気化温度よりも低い融点を有しかつ酸化されない亜
鉛の沸点よりも高い融点を有する溶加材料により、亜鉛
めっき鋼板の接合を行なう方法からなる。
係る亜鉛めっき鋼板の溶接方法は、鋼板の表面に亜鉛め
っきを施した亜鉛めっき鋼板をシールドガスを用いたア
ーク溶接にて溶接する亜鉛めっき鋼板の溶接方法であっ
て、前記鋼板にめっきされた亜鉛をシールドガスによっ
て酸化させ、該シールドガスによって生成された酸化亜
鉛の気化温度よりも低い融点を有しかつ酸化されない亜
鉛の沸点よりも高い融点を有する溶加材料により、亜鉛
めっき鋼板の接合を行なう方法からなる。
【０００８】
【作用】このように構成された亜鉛めっき鋼板の溶接方
法においては、鋼板にめっきされた亜鉛がシールドガス
によって酸化され、気化しにくい酸化亜鉛に変化する。
鋼板の接合は、酸化亜鉛の気化温度よりも低い融点をも
つ溶接材料によって行なわれるので、鋼板の溶融量を小
に抑えることができる。そのため、溶融池の温度を低く
することができ、酸化亜鉛の蒸発を阻止することが可能
となる。このように、低温での鋼板の接合が可能となる
ので、酸化亜鉛の気化が行なわれにくくなり、亜鉛の気
化に起因するブローホールの発生が抑制される。
法においては、鋼板にめっきされた亜鉛がシールドガス
によって酸化され、気化しにくい酸化亜鉛に変化する。
鋼板の接合は、酸化亜鉛の気化温度よりも低い融点をも
つ溶接材料によって行なわれるので、鋼板の溶融量を小
に抑えることができる。そのため、溶融池の温度を低く
することができ、酸化亜鉛の蒸発を阻止することが可能
となる。このように、低温での鋼板の接合が可能となる
ので、酸化亜鉛の気化が行なわれにくくなり、亜鉛の気
化に起因するブローホールの発生が抑制される。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明に係る亜鉛めっき鋼板の溶接
方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
【００１０】図１ないし図３は、本発明の一実施例を示
している。図中、１は鋼板２の表面に亜鉛めっき層３が
形成された亜鉛めっき鋼板を示している。亜鉛めっき鋼
板１の上方には、ＭＩＧ溶接機の一部である溶接トーチ
５が配置されている。溶接トーチ５は、溶加材料として
の溶接ワイヤ１０への給電のための導電チップ７を有し
ている。導電チップ７の外周には、シールドガス１１を
溶接部に向けて流すシールドノズル８が配置されてい
る。
している。図中、１は鋼板２の表面に亜鉛めっき層３が
形成された亜鉛めっき鋼板を示している。亜鉛めっき鋼
板１の上方には、ＭＩＧ溶接機の一部である溶接トーチ
５が配置されている。溶接トーチ５は、溶加材料として
の溶接ワイヤ１０への給電のための導電チップ７を有し
ている。導電チップ７の外周には、シールドガス１１を
溶接部に向けて流すシールドノズル８が配置されてい
る。
【００１１】シールドガス１１は、アルゴンガス（Ａ
ｒ）に少なくとも酸素ガス（Ｏ2 ）と炭酸ガス（Ｃ
Ｏ2 ）のいずれか一方が混合されたものから構成されて
いる。図２は、ＡｒとＣＯ2 とＯ2 の３つのガスを混合
した場合の成分比率を示している。ここで、ＣＯ2 の割
合（体積比）をＡ％、Ｏ2 の割合をＢ％とすると、６≦
Ａ＋３Ｂ≦１８を満足する複合ガスをＡｒに混合するこ
とが望ましい。また、ＣＯ2 とＡｒのみの混合の場合
は、ＣＯ2 の割合を６〜１８％とするのが望ましく、Ｏ
2 とＡｒのみの混合の場合は、Ｏ2 の割合を２〜６％と
するのが望ましい。
ｒ）に少なくとも酸素ガス（Ｏ2 ）と炭酸ガス（Ｃ
Ｏ2 ）のいずれか一方が混合されたものから構成されて
いる。図２は、ＡｒとＣＯ2 とＯ2 の３つのガスを混合
した場合の成分比率を示している。ここで、ＣＯ2 の割
合（体積比）をＡ％、Ｏ2 の割合をＢ％とすると、６≦
Ａ＋３Ｂ≦１８を満足する複合ガスをＡｒに混合するこ
とが望ましい。また、ＣＯ2 とＡｒのみの混合の場合
は、ＣＯ2 の割合を６〜１８％とするのが望ましく、Ｏ
2 とＡｒのみの混合の場合は、Ｏ2 の割合を２〜６％と
するのが望ましい。
【００１２】上記において、ＣＯ2 の割合Ａに対してＯ
2 の割合Ｂの係数を３としたのは、アーク中でガスが分
解して酸素原子が生成されて示す酸化能力がＯ2 はＣＯ
2 の約３倍あるからである。また、上記において、ガス
の割合の不等式がＡ＋３Ｂが６未満であると、被溶接材
の表面でアークの陰極点が激しく移動してアークが安定
せず、溶接ビード形状が不揃いになる。また、亜鉛が確
実に酸化されず、ブローホールを減らす効果も十分得ら
れない。ガスの割合のＡ＋３Ｂが１８を越えると、溶融
金属が激しく酸化され、ブローホールを減らす効果は得
られるものの、溶接金属が脆弱となり、接合部の強度が
低下するので、上記の成分比率を厳守することが必要と
なる。
2 の割合Ｂの係数を３としたのは、アーク中でガスが分
解して酸素原子が生成されて示す酸化能力がＯ2 はＣＯ
2 の約３倍あるからである。また、上記において、ガス
の割合の不等式がＡ＋３Ｂが６未満であると、被溶接材
の表面でアークの陰極点が激しく移動してアークが安定
せず、溶接ビード形状が不揃いになる。また、亜鉛が確
実に酸化されず、ブローホールを減らす効果も十分得ら
れない。ガスの割合のＡ＋３Ｂが１８を越えると、溶融
金属が激しく酸化され、ブローホールを減らす効果は得
られるものの、溶接金属が脆弱となり、接合部の強度が
低下するので、上記の成分比率を厳守することが必要と
なる。
【００１３】溶加材料としての溶接ワイヤ１０は、シー
ルドガス１１によって酸化した亜鉛の気化温度よりも低
い融点を有し、かつ亜鉛の沸点よりも高い融点を有する
材料から構成されている。つまり、溶接ワイヤ１０は、
９５０℃〜１４００℃の融点を有する材料から構成され
ている。本実施例では、溶接ワイヤ１０は銅（Ｃｕ）か
ら構成されているが、勿論その他の材料、たとえば銅、
ニッケル、チタン（Ｃｕ−６５Ｎｉ−５Ｔｉ）合金から
構成してもよい。
ルドガス１１によって酸化した亜鉛の気化温度よりも低
い融点を有し、かつ亜鉛の沸点よりも高い融点を有する
材料から構成されている。つまり、溶接ワイヤ１０は、
９５０℃〜１４００℃の融点を有する材料から構成され
ている。本実施例では、溶接ワイヤ１０は銅（Ｃｕ）か
ら構成されているが、勿論その他の材料、たとえば銅、
ニッケル、チタン（Ｃｕ−６５Ｎｉ−５Ｔｉ）合金から
構成してもよい。
【００１４】つぎに、亜鉛めっき鋼板の溶接方法および
その作用について説明する。亜鉛めっき鋼板１が所定の
位置に位置決めされると、亜鉛めっき鋼板１の接合部分
と溶接ワイヤ１０との間にアーク１２を生じさせ、溶接
が開始される。また、溶接開始に伴なってシールドノズ
ル８からはシールドガス１１が噴出され、アーク１２の
周囲はシールドガス１１によってシールドされる。
その作用について説明する。亜鉛めっき鋼板１が所定の
位置に位置決めされると、亜鉛めっき鋼板１の接合部分
と溶接ワイヤ１０との間にアーク１２を生じさせ、溶接
が開始される。また、溶接開始に伴なってシールドノズ
ル８からはシールドガス１１が噴出され、アーク１２の
周囲はシールドガス１１によってシールドされる。
【００１５】亜鉛めっき鋼板１の亜鉛めっき層３は、ア
ーク熱とシールドガス１１によって酸化され、気化しに
くい酸化亜鉛が生成される。溶接ワイヤ１０は、アーク
熱によって溶融され、この溶接ワイヤ１０の溶融によっ
て生じた溶融金属により、亜鉛めっき鋼板１の接合が行
なわれる。
ーク熱とシールドガス１１によって酸化され、気化しに
くい酸化亜鉛が生成される。溶接ワイヤ１０は、アーク
熱によって溶融され、この溶接ワイヤ１０の溶融によっ
て生じた溶融金属により、亜鉛めっき鋼板１の接合が行
なわれる。
【００１６】ここで、溶加材料には低融点の溶接ワイヤ
１０が用いられているので、アーク熱による溶接ワイヤ
１０の溶融が促進され、鋼板１の溶融量は溶接ワイヤ１
０の溶融量に比べて少量となる。そして、溶融した鋼板
１は溶加材料である溶接ワイヤ１０への混入によって薄
められることになる。そのため、溶融池の温度は、低融
点の溶加材料によってほぼ決まることになり、溶融池は
酸化亜鉛が気化する温度までは上昇しなくなる。
１０が用いられているので、アーク熱による溶接ワイヤ
１０の溶融が促進され、鋼板１の溶融量は溶接ワイヤ１
０の溶融量に比べて少量となる。そして、溶融した鋼板
１は溶加材料である溶接ワイヤ１０への混入によって薄
められることになる。そのため、溶融池の温度は、低融
点の溶加材料によってほぼ決まることになり、溶融池は
酸化亜鉛が気化する温度までは上昇しなくなる。
【００１７】このように、本発明では亜鉛めっき層３を
酸化させ、かつ溶融池の温度上昇を抑えつつ鋼板１の接
合を行うので、亜鉛の気化が抑制され、気化した亜鉛の
溶融金属への混入がほぼ解消される。その結果、溶接ビ
ード１３におけるブローホールの発生が大幅に抑制さ
れ、接合部の強度が高められる。
酸化させ、かつ溶融池の温度上昇を抑えつつ鋼板１の接
合を行うので、亜鉛の気化が抑制され、気化した亜鉛の
溶融金属への混入がほぼ解消される。その結果、溶接ビ
ード１３におけるブローホールの発生が大幅に抑制さ
れ、接合部の強度が高められる。
【００１８】図３は、融点の異なる３種の溶接ワイヤ１
０を用いて、溶接ビード内部のブローホールの数を調査
した結果を示している。この場合の溶接条件は、つぎの
ように設定された。 亜鉛めっき鋼板 ＳＧＡＣ−４５／４５ 鋼板の板厚 ２．０ｍｍ 溶接速度 ７５０ｍｍ／ｍｉｎ 鋼板の接合部の隙間 ０ｍｍ シールドガス Ａｒ＋Ｏ2 （２％） 消耗電極ワイヤ（Ａ）Ｃｕ （Ｂ）Ｃｕ−６５Ｎｉ−５Ｔｉ （Ｃ）Ｆｅ−６０Ｎｉ （Ｄ）Ｓｔｅｅｌ なお、Ｓｔｅｅｌを溶接ワイヤとして用いた場合のシー
ルドガスは、他のシールドガスの成分とは異なりＡｒ＋
ＣＯ2 （２０％）とした。
０を用いて、溶接ビード内部のブローホールの数を調査
した結果を示している。この場合の溶接条件は、つぎの
ように設定された。 亜鉛めっき鋼板 ＳＧＡＣ−４５／４５ 鋼板の板厚 ２．０ｍｍ 溶接速度 ７５０ｍｍ／ｍｉｎ 鋼板の接合部の隙間 ０ｍｍ シールドガス Ａｒ＋Ｏ2 （２％） 消耗電極ワイヤ（Ａ）Ｃｕ （Ｂ）Ｃｕ−６５Ｎｉ−５Ｔｉ （Ｃ）Ｆｅ−６０Ｎｉ （Ｄ）Ｓｔｅｅｌ なお、Ｓｔｅｅｌを溶接ワイヤとして用いた場合のシー
ルドガスは、他のシールドガスの成分とは異なりＡｒ＋
ＣＯ2 （２０％）とした。
【００１９】図３に示すように、融点が１３８０℃以下
の溶接ワイヤの場合は、ブローホールの発生はほとんど
認められない。これは、亜鉛めっき層３が溶接時にシー
ルドガス１１によってほとんど酸化され、かつ１３８０
℃以下では酸化亜鉛（ＺｎＯ）の気化を確実に防止する
ことができるためと考えられる。そして、融点が１４０
０℃を超えると急激にブローホールの発生数が増加する
ことがわかる。
の溶接ワイヤの場合は、ブローホールの発生はほとんど
認められない。これは、亜鉛めっき層３が溶接時にシー
ルドガス１１によってほとんど酸化され、かつ１３８０
℃以下では酸化亜鉛（ＺｎＯ）の気化を確実に防止する
ことができるためと考えられる。そして、融点が１４０
０℃を超えると急激にブローホールの発生数が増加する
ことがわかる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、つぎのような効果が得
られる。
られる。
【００２１】（１）鋼板にめっきされた亜鉛をシールド
ガスによって酸化させ、このシールドガスによって生成
された酸化亜鉛の気化温度よりも低い融点を有しかつ酸
化されない亜鉛の沸点よりも高い融点を有する溶加材料
により、亜鉛めっき鋼板の接合を行なうようにしたの
で、亜鉛の気化を抑制することができる。
ガスによって酸化させ、このシールドガスによって生成
された酸化亜鉛の気化温度よりも低い融点を有しかつ酸
化されない亜鉛の沸点よりも高い融点を有する溶加材料
により、亜鉛めっき鋼板の接合を行なうようにしたの
で、亜鉛の気化を抑制することができる。
【００２２】したがって、気化した亜鉛が溶融金属中へ
混入することはほとんどなくなり、ブローホールの発生
を大幅に抑制することができる。その結果、接合部の接
合強度を十分に高めることができる。
混入することはほとんどなくなり、ブローホールの発生
を大幅に抑制することができる。その結果、接合部の接
合強度を十分に高めることができる。
【００２３】通常のアーク溶接に比べて低入熱での接合
が可能となるので、薄板の接合でも熱変形を小に抑える
ことができる。
が可能となるので、薄板の接合でも熱変形を小に抑える
ことができる。
【図１】本発明の一実施例に係る亜鉛めっき鋼板の溶接
方法による溶接状態を示す断面図である。
方法による溶接状態を示す断面図である。
【図２】図１におけるシールドガスの成分の比率を示す
特性図である。
特性図である。
【図３】溶加材料とブローホールの発生数との関係を示
す特性図である。
す特性図である。
１ 亜鉛めっき鋼板 ３ 亜鉛めっき層 ５ 溶接トーチ ８ シールドノズル １０ 溶加材料としての溶接ワイヤ １１ シールドガス
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼板の表面に亜鉛めっきを施した亜鉛め
っき鋼板をシールドガスを用いたアーク溶接にて溶接す
る亜鉛めっき鋼板の溶接方法であって、前記鋼板にめっ
きされた亜鉛をシールドガスによって酸化させ、該シー
ルドガスによって生成された酸化亜鉛の気化温度よりも
低い融点を有しかつ酸化されない亜鉛の沸点よりも高い
融点を有する溶加材料により、亜鉛めっき鋼板の接合を
行なうことを特徴とする亜鉛めっき鋼板の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18476392A JPH06649A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 亜鉛めっき鋼板の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18476392A JPH06649A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 亜鉛めっき鋼板の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06649A true JPH06649A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16158905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18476392A Pending JPH06649A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 亜鉛めっき鋼板の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06649A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011183402A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Taiyo Nippon Sanso Corp | アークブレージング用シールドガスおよびこのシールドガスを用いた溶接方法 |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP18476392A patent/JPH06649A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011183402A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Taiyo Nippon Sanso Corp | アークブレージング用シールドガスおよびこのシールドガスを用いた溶接方法 |
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