JPH0742590B2 - スポット溶接性に優れた亜鉛メッキ鋼板 - Google Patents

スポット溶接性に優れた亜鉛メッキ鋼板

Info

Publication number
JPH0742590B2
JPH0742590B2 JP63015845A JP1584588A JPH0742590B2 JP H0742590 B2 JPH0742590 B2 JP H0742590B2 JP 63015845 A JP63015845 A JP 63015845A JP 1584588 A JP1584588 A JP 1584588A JP H0742590 B2 JPH0742590 B2 JP H0742590B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tip
steel sheet
galvanized steel
electrode
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63015845A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH024983A (ja
Inventor
孝 堀田
賢 岡
弥一郎 水山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of JPH024983A publication Critical patent/JPH024983A/ja
Publication of JPH0742590B2 publication Critical patent/JPH0742590B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、スポット溶接性、特に溶接電極チップの耐久
性に優れた亜鉛メッキ鋼板に関するものである。
(従来の技術) 亜鉛メッキ鋼板の溶接性を向上させる方法としては、例
えば、特開昭55−110783号、特開昭60−63394号のごと
くメッキ鋼板表面にAl2O3等の酸化物皮膜を生成せし
め、該酸化物の高融点、高電気抵抗を利用し、溶接性を
向上させるとともに電極チップとメッキ金属との接触を
妨げ、チップの溶損を防止して寿命延長をはかることが
開示されている。
しかしながら、抵抗皮膜を介しての溶接性向上は、電極
チップと板間の発熱をも大きくすることになり、チップ
の軟化−変形を促進することから、未だ工業的規模では
満足すべきチップ寿命改善が得られていない。
又特開昭59−104463号のごとく、メッキ鋼板の表面に加
熱処理により、ZnO/Zn比を0.1〜0.70にした不活性皮膜
をメッキ層表面に生成させメッキ金属とチップとの直接
接触による溶損を防止し、溶接性等を向上させることが
開示されている。
しかしながら、このような方法においても、未だ工業規
模では満足すべき結果が得られ難く、メッキ鋼板におけ
る溶接性の向上が強く要求されている。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はこのような要求を有利に満足するためなされた
もので、スポット溶接においてチップを取替えることな
く長時間溶接ができる亜鉛メッキ鋼板を提供するもので
ある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の特徴とするところは、亜鉛メッキ鋼板のメッキ
層上層に、スポット溶接において電極チップ先端表面の
50%以上の面積に電極保護金属を生成させるZnOを主体
とする酸化膜を80〜3000mg/m2(片面当り)メッキ層表
面に被覆せしめた、スポット溶接性に優れた亜鉛メッキ
鋼板に関するものである。
即ち、本発明においては上記のごとき、ZnOを主体とす
るZnO量で30〜3000mg/m2(片面当り)を被覆した酸化膜
(以下、ZnO皮膜と称す)を亜鉛メッキ鋼板に被覆せし
め、スポット溶接することにより、その溶接熱によって
まずメッキ金層が溶融状態となるが、このメッキ金属が
電極チップに直接接触すると、チップ組成の銅とメッキ
組成の亜鉛が選択的に反応し、硬く脆い銅−亜鉛合金層
を形成して、電極チップが損耗し寿命を短命にすること
になる。
この溶融状態のメッキ金属は、上記メッキ鋼板表面に被
覆せしめたスポット溶接において電極チップ先端表面の
50%以上の面積に電極保護金属を生成させるZnO皮膜に
より、チップとの接触を断たれ、メッキ金属のチップと
の直接接触による溶損等を防止するとともに、更に溶融
状態のメッキ金属が鋼板の鉄と合金化され、主として鉄
−亜鉛合金となり、これがZnO皮膜の亀裂部等を通し
て、あるいはZnO皮膜と一緒に電極チップ先端部へ移行
し、堆積してチップの保護層、即ち電極保護金属層とな
り、溶接を継続しても保護層の厚み,形状には大きな変
化がなく、常時良好な溶接ができる。このチップの保護
金属層は、チップ先端形状を凸型に保つ効果をもち、チ
ップが同程度に軟化損傷した場合でも、低電流で溶接が
でき、然して電極チップ寿命を延長することができる。
即ち、電極チップ先端部にFe,Znを主成分とする電極保
護金属を生成させるZnO皮膜を亜鉛メッキ表面に被覆せ
しめ、溶接熱によりメッキ金属と鋼板との合金を上記Zn
O皮膜を通して、あるいは皮膜と一緒に電極チップ上に
生成させつつ、溶接するものである。
本発明では第1図及び第2図(実施例1の条件で500打
点連続溶接したときの状態)に示すごとく、チップ先端
部には、下層にCu−Zn合金層が存在しているが、チップ
先端表面の大部分にFe−Zn合金層が生成し、電極保護金
属層としての機能を発揮している。しかし、第3図及び
第4図(比較例1の条件で500打点連続溶接したときの
状態)に示す場合には亜鉛−銅合金の生成にとどまり、
かつその脱落も著しい。
このように本発明者等は亜鉛メッキ鋼板のスポット溶接
現象に関する詳細な検討の結果、電極チップ先端表面の
一定面積以上を電極保護金属で覆うことにより、チップ
寿命を大幅に改善できること、そして亜鉛メッキ鋼板の
表面にZnO皮膜を被覆させることにより、必要な電極保
護金属層をチップ先端に生成せしめることを見出した。
しかして、亜鉛メッキ鋼板としては、溶融メッキ法、電
気メッキ法、蒸着メッキ法、溶射法など各種の製造方法
によるものがあり、メッキ組成としては、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
元素及び不純物元素を含み、またSiO2,Al2O3などのセラ
ミックス微粒子、TiO2どの酸化物、有機高分子をメッキ
中に分散させたものがあり、メッキ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、さらに複層メッキ鋼板では最上層が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。
例えば、溶融亜鉛メッキ鋼板、鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛
メッキ鋼板、亜鉛を主とするアルミニウム,鉄などの合
金溶融メッキ鋼板、メッキ層断面方向で下層が合金化さ
れている合金化溶融亜鉛メッキ鋼板(一般にハーファロ
イと称す)、片面鉄−亜鉛合金化溶融亜鉛メッキ層,他
面溶融亜鉛メッキ層からなるメッキ鋼板、これらのメッ
キ層上に電気メッキ,蒸着メッキ等により亜鉛,鉄,ニ
ッケルを主成分とする金属をメッキした鋼板、あるい
は、電気亜鉛メッキ鋼板、亜鉛,ニッケル,クロム等合
金電気メッキ等、更に単一合金層又は複層合金電気メッ
キ鋼板、及びこれらのメッキ層上に有機皮膜を被覆した
メッキ鋼板、亜鉛及び亜鉛含有金属の蒸着メッキ鋼板等
がある。その他、SiO2,Al2O3,TiO2等のセラミックス微
粒子及び有機高分子などを亜鉛又は亜鉛合金メッキ中に
分散させた分散メッキ鋼板がある。
本発明者らは、亜鉛メッキ鋼板の種類の如何によらず、
メッキがZnを主成分とする限り、メッキ鋼板の表面に前
記のZnO皮膜を形成させることにより、スポット溶接に
おいて電極チップ先端にFe,Zn合金を主成分とする電極
保護金属層を生成させ、以って電極チップ寿命を大幅に
改善することを見出した。
次に、このようなメッキ鋼板の表面に形成せしめるZnO
を主体とする酸化膜としては、酸化物中にZnOの他、例
えばメッキ層中に含有する成分元素例えば、Li,Be,Na,M
g,Al,K,Ca,Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Rb,S
r,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,In,Sn,Sb,Cs,Ba,Hf,T
a,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Hg,Tl,Pb,Bi,Po等の金属元素、B,
C,N,O,F,Si,P,S,Cl,As,Se,Br,Te,I,At等の非金属元素又
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、陽極酸化などの化学処理において、処理が含
有する成分例えば、Li,Be,Na,Mg,Al,K,Ca,Sc,Ti,V,Cr,M
n,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Rb,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,P
d,Ag,Cd,In,Sn,Sb,Cs,Ba,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Hg,T
l,Pb,Bi,Po等の金属元素、B,C,N,O,F,Si,P,S,Cl,AS,Se,
Br,Te,I,At等の非金属元素あるいは化合物を含んでもよ
い。
このような酸化膜の生成量としては、酸化膜中のZnO量
(片面当り)として、80〜3000mg/m2必要である。ZnO量
が80mg/m2未満では効果がなく、又3000mg/m2超になると
化成処理が困難になるため好ましくない。
上記のごときZnO皮膜は、メッキ鋼板片面のみに形成し
重ね合せに際し、形成面を外側に位置せしめて、チップ
の接触面に形成面を位置させて溶接してもよく、又両面
に形成しても溶接には差支えない。
即ち、前記のごとく、特開昭55−110783号、特開昭60−
63394号にて、メッキ表面に酸化物皮膜を生成せしめ、
チップ寿命を延長することが開示されているが、本発明
者等の研究結果、前記のごとく、酸化物皮膜が溶接中に
チップ先端部に保護金属層を生成せしめる機能を発揮す
る場合に限って、チップ寿命を大幅に延長することを見
出したものである。そして、このときのチップ先端部に
生成せしめる電極保護金属層は、チップ先端部表面の面
積にして約50%以上にわたって生成する場合に初めてチ
ップ寿命を改善することができるのであり、生成面積が
70%以上になれば、さらに著しいチップ寿命改善効果が
ある。
また、電極保護金属層が生成するときは、一般にチップ
先端表面の中心部に厚く周辺部に薄く生成するが、この
厚みが20μ以下の場合は電極保護機能が劣るので、これ
以上の厚みとすることが好ましい。
さらに、生成する電極保護金属層は、メッキ金属と地鉄
との合金を主体とするもので、平均濃度としてFe:20〜6
0%,Zn:48〜80%程度の場合が多いが、一般にFe濃度の
高い方が好ましく、特に高濃度Zn部分が局在するような
場合は好ましくない。また、電極保護金属はメッキ金属
と鋼板との反応生成物であるので、Fe,Zn以外にNi,P等
メッキ金属の成分、Mn,S等の鋼板の成分、Cr等のメッキ
鋼板の化成処理等、表面処理生成物の成分及びCu等電極
チップの成分を含むこともある。
しかして、前記のごとく酸化膜の生成方法としては、メ
ッキ後、メッキ最表面が固相状態または、メッキ層を合
金化する場合は、合金化が進行し、表面の粗面化が完了
した後(最表面がζ又はδ相となった状態)、加熱処理
によりZnOを主体とする酸化膜が確実に生成する。
その具体的な方法としては、例えば、連続溶融メッキの
場合には、ライン内に合金化炉があり、この合金化炉で
露点調整などを加味して加熱することにより、又合金化
処理する場合は、合金化完了後同様に加熱することによ
って、確実に生成させることが出来る。加熱処理条件と
しては、露点0℃の場合、加熱温度350℃以上で2秒以
上の加熱、当然のことながら露点がさらに高く維持でき
る場合は、低温又は短時間処理で十分な酸化膜量を得る
ことが出来る。
さらに、酸化膜形成法としては、メッキ後アルカリ又は
酸性溶液中に浸漬酸化する方法、その他アルカリ、中性
又は酸性溶液中で電気化学的に酸化する方法なども有効
な手段となる。
(実施例) 本発明の実施例を比較例とともに表に示す。
注1:メッキ鋼板の種類は、AS:溶融鉄−亜鉛合金化メッ
キ鋼板(溶融亜鉛メッキ後、加熱処理し、鉄分7〜13
%、残亜鉛)、Gi:溶融亜鉛メッキ鋼板、EG:電気亜鉛メ
ッキ鋼板、エクセライト:下層鉄15%,残亜鉛(目付量
20g/m2)、上層鉄85%,残亜鉛(目付量3g/m2)の電気
メッキ鋼板、ジンクライト:ニッケル12%,残亜鉛(目
付量20g/m2)電気メッキ鋼板、AS−E:溶融鉄−亜鉛合金
化メッキ鋼板(AS)の上層に鉄85%,残亜鉛(目付量3g
/m2)を電気メッキしたもの、ZL−E:ニッケル12%,残
亜鉛の電気メッキ鋼板(ジンクライト)の上層に鉄85
%,残亜鉛(目付量3g/m2)を天気メッキしたもの、鋼
板厚は、何れも0.8mmの普通鋼。
注2:酸化膜生成法Aは、Giは溶融亜鉛メッキ後表面が固
相状態となった後、大気雰囲気中で、350℃×10秒加熱
した。ASは、溶融亜鉛メッキ後、板温530℃×12秒で加
熱し、メッキ層表面まで合金化が進行し、表面が粗面化
した状態で、同様に400℃×5秒の加熱を施した。いず
れの場合とも酸化膜厚の調整は露点(0〜100℃)を調
整することで行った。
注3:酸化膜形成法Bはメッキ後、酸性溶液中に浸漬する
方法で酸化膜の形成を行った。
注4:酸化膜形成法Cはメッキ後、アルカリ溶液中で陽極
酸化する方法で酸化膜の形成を行った。
注5:溶接条件は下記条件による。
1)加圧力:250Kg、2)初期加圧時間:40Hz 3)通電時間:12Hz、4)保持時間:5Hz 5)溶接電流:11KA 6)チップ先端径:5.0φ(円錐台頭型)、 7)電極寿命終点判定:溶接電流の85%でのナゲット径
が3.6mmを確保できる打点数、 8):電極材質:Cu−Cr(一般に用いられているもの) 溶接は、メッキ鋼板の片面を上、他面を下として、2枚
重ね合せて連続打点数をとった。
注6:酸化膜中のZnO測定 5%ヨウ素メタノール溶液で、メッキ層のみ溶解し、抽
出残渣を混合融剤(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。
(発明の効果) かくすることにより、スポット溶接において、連続打点
数を増加し、それだけチップを取替ることなく長時間溶
接ができ、チップの耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はCu−Cr製電極チップ本体の表面に本発明の溶接
法(実施例1)により保護金属層を被覆せしめた場合の
チップ先端部断面の金属組織を示す顕微鏡写真(×10
倍)、第2図は第1図の拡大顕微鏡写真(×100倍)、
第3図は同一の電極チップ本体を比較例1に基づいて溶
接したチップ先端部断面の金属組織を示す顕微鏡写真
(×10倍)、第4図は第3図の拡大顕微鏡写真(×100
倍)である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水山 弥一郎 愛知県東海市東海町5―3 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭59−104463(JP,A) 特開 昭55−110783(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】亜鉛メッキ鋼板のメッキ層上層に、ZnOを
    主体とする酸化膜を80〜3000mg/m2(片面当り)メッキ
    層表面に被覆せしめることにより、スポット溶接時に電
    極チップ先端表面の50%以上の面積に電極保護金属を生
    成させるようにしたことを特徴とするスポット溶接性に
    優れた亜鉛メッキ鋼板。
JP63015845A 1987-01-28 1988-01-28 スポット溶接性に優れた亜鉛メッキ鋼板 Expired - Lifetime JPH0742590B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1613987 1987-01-28
JP62-16139 1987-12-28
JP32987487 1987-12-28
JP62-329874 1987-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH024983A JPH024983A (ja) 1990-01-09
JPH0742590B2 true JPH0742590B2 (ja) 1995-05-10

Family

ID=26352397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63015845A Expired - Lifetime JPH0742590B2 (ja) 1987-01-28 1988-01-28 スポット溶接性に優れた亜鉛メッキ鋼板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0742590B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5457254U (ja) * 1977-09-29 1979-04-20
JPH0472048A (ja) * 1990-07-10 1992-03-06 Nippon Steel Corp 溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JPH0673521A (ja) * 1992-08-26 1994-03-15 Nippon Steel Corp 溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55110783A (en) * 1979-02-15 1980-08-26 Sumitomo Metal Ind Ltd Surface treated steel plate with excellent spot weldability
JPS59104463A (ja) * 1982-12-06 1984-06-16 Nippon Steel Corp 溶接性に優れた溶融亜鉛メツキ鋼板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH024983A (ja) 1990-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4528191B2 (ja) スポット溶接性、塗装性、加工性に優れた溶融亜鉛メッキ鋼板およびその製造方法
JPH0742590B2 (ja) スポット溶接性に優れた亜鉛メッキ鋼板
JP4934946B2 (ja) スポット溶接性及びプレス加工時の摺動性に優れた自動車用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JPH0772332B2 (ja) スポツト溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めつき鋼板の製造方法
JP2010029915A (ja) Sn系めっき鋼板のスポット溶接方法
JPH03253550A (ja) スポット溶接性に優れた溶融合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法及びめっき浴
JPH04365880A (ja) スポット溶接性に優れた電気亜鉛めっき鋼板
JPS62114780A (ja) 溶接用電極チツプ
JPH02263970A (ja) スポット溶接性に優れた合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2010100867A (ja) スポット溶接性に優れたSn系めっき鋼板およびその製造方法
JPH02263968A (ja) スポット溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2005240080A (ja) スポット溶接性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JPH04147998A (ja) スポット溶接性に優れた亜鉛―クロム合金めっき鋼板
JPH01252795A (ja) スポット溶接性に優れためっき鋼板の製造方法
JPH02190460A (ja) スポット溶接性に優れた合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法
JPH0718037B2 (ja) スポット溶接性に優れためっき鋼板の製造方法
JPH02170961A (ja) スポット溶接性に優れた合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法
JPH04147996A (ja) スポット溶接性に優れた亜鉛―クロム―ニッケル合金めっき鋼板
JPH01252796A (ja) スポット溶接性に優れためっき鋼板の製造方法
JPH01149996A (ja) スポット溶接性に優れためっき鋼板の製造方法
JPH01136960A (ja) Cu基材料
JPH04147999A (ja) スポット溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板
JPS63186882A (ja) スポツト溶接性に優れた亜鉛メツキ鋼板及びその溶接方法
JPH07258886A (ja) スポット溶接性に優れた亜鉛系電気合金めっき鋼板
JPH01205083A (ja) スポット溶接性に優れためっき鋼板の製造方法