JPS6124258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、缶胴側面にインパルス―線溶接した
継目を有する溶接金属缶の改良に関する。 本明細書において、インパルス―線溶接継目缶
とは、金属缶胴側面継目部の全長を同時的に電気
抵抗溶接した缶体を云う。 従来、素材金属板から四角形に切り出した材料
金属板（金属ブランク）の相対する辺をわずかに
重ね合わせ、缶胴状に成形し、該成形体の重ね合
わせ部を、電気抵抗溶接して作つた、缶胴側面に
溶接継ぎ目を有する缶体は知られている。これら
の従来の缶体における継目部の溶接方法は、回転
ローラ電極方式および平行電極方式に大別され
る。 回転ローラ電極方式には米国特許明細書第
3761671号に記載されるような固定回転ローラ電
極を重ね合せ部の両面に直接接触せしめて加圧下
にシーム溶接する方式があるが、高速連続性産の
場合には、回転ローラ電極表面の汚損、損耗が激
しいので、通常は数時間毎に作業を停止して電極
を交換しなければならず、そのため生産性の低
下、保守要員の確保、さらに溶接部品質の不安定
性等の問題点を招いている。これを解決する手段
として米国特許明細書第2838651号に記載される
ような回転ローラ電極と重ね合せ部の間に被溶接
体と同期して走行する線状の電極を介挿して加圧
下にシーム溶接する方法が提案されている。この
場合は回転ローラ電極の寿命は長いけれども、線
状の電極は、溶接赤熱部において空気にさらされ
ている上に、十分に冷却することが困難であるた
め、汚損、損耗のため通常は１回しか使用でき
ず、従つて溶接された缶胴の長さ相当分の線状の
電極を必要とするという問題がある。 また以上の回転ローラ電極方式によつて溶接さ
れた金属缶胴の溶接部には次のような共通の欠点
が一般に認められる。(1)碁石状のナゲツトの発
生：回転ローラ電極溶接法に通有の現象であつ
て、熱影響の差異により、材料金属の組織が継目
の長さ方向に沿つて周期的に変化する現象を云
い、これは、電源の１サイクルにつき高い温度に
加熱される部分と低い温度に加熱される部分が
夫々２回周期的に発生するために起るものであ
る。そしてナゲツトとナゲツトの中間を完全に溶
接しようとすると、ナゲツトの部分の温度が不必
要に高くなるため、厚い酸化膜が発達して、缶に
内容物を充填した場合、腐食や漏洩の原因となり
易い。(2)スプラツシユの発生：ナゲツト部におけ
る過度の温度上昇のため、溶融した金属が重ね合
わせ部の間隙から飛び出して、重ね合せ部周縁に
固着する現象をいい、缶内面に発生したものは、
保護塗装で完全にカバーできないので、腐食、孔
食および金属の内容物中への溶出によるフレーバ
悪化の原因となりやすい。(3)メタルはみ出し：缶
端部の溶接部より缶の高さ方向に突出した三角形
状の小突起と、缶円周方向にはみ出したものとが
ある。これらはシーム溶接が一種の熱間圧延に相
当することに起因するものと思われる。前者は缶
蓋を２重巻締するさい、シーリングラバーを破損
し易く、そのため密封能が損われ、後者はブリキ
（スズメツキ鋼板）を使用する場合鉄の露出を生
ずるので、何れも内容物の腐食、漏洩、真空度の
低下等を招きやすい。(4)黒色の酸化膜の発生：重
ね合せ部のローラ電極直上、直下部とその周辺部
は赤熱状態となるが、周辺部は空気中にさらされ
ているため酸化膜が発達する。これを防止するた
めには、高価な不活性ガスを吹きつける等の特殊
の操作を必要とする。この酸化膜は多孔性のため
防食機能を果すことができないので、保護塗料を
溶接後塗装することによつてカバーされなければ
ならない。しかしこの酸化膜は脆弱であり、かつ
地鉄との密着性に劣るので２重巻締部において曲
げられるさい保護塗膜と共に地鉄から剥離し易
い。従つて、この種の缶は耐食性が要求される用
途には適しない。さらに金属ブランクがブリキ
（錫メツキ鋼板）の場合は、黒色酸化膜の発達に
伴ない、錫の酸化や地鉄中への拡散が起こり、鉄
露出を生ずる。鉄露出は内容物による腐食を促進
し、漏洩を招くおそれがある。さらに溶接部近傍
も加熱されるためその部分に錫のリフローが起こ
り、鉄―錫合金属が増え、腐食や硫化黒変を起こ
し易い。(5)熱歪み：ローラ電極の直上―直下及び
その近傍の高温部が熱膨脹し、そのまま溶接され
るので、溶接終了後の缶の溶接部付近の領域に熱
歪みが残る。これは製品の外観を損ねる。 一方平行電極を使用する金属缶胴の製造法とし
ては、米国特許明細書第3069530号において、缶
胴状成形体を支承するマンドレルの下端に固定さ
れた重ね合せ部方向に伸びる第１の電極と、第１
の電極と平行に、かつ対向して押圧体の上端部に
固定された第２の電極の間に重ね合せ部を挿入し
て、押圧下に抵抗溶接する方法が提案されてい
る。該提案によれば重ね合せ部を構成する金属ブ
ランクの側辺部の少なくとも一方をエンボス加工
して多数の小突起を設け、溶接は先ず、この小突
起の先端を溶融せしめることによつて開始させ
る。従つてこの方法では溶接部にスプラツシユが
発生し易いという欠点を有する。さらに固定電極
が直接重ね合せ部と接触するため、電極が汚損、
損耗し易く、高速連続製缶の場合には、屡々電極
の交換を必要とするという生産性の見地からは致
命的な欠陥を有する。 また米国特許明細書第2854561号には、缶胴状
成形体の重ね合せ部の内面に平行に伸びる第１の
電極と、重ね合せ部の外面に接して重ね合せ部に
対し垂直方向に移動可能な第２の薄い板状電極の
各々を溶接電源に接続し、第２の板状電極の上に
設けられた押圧体により加圧して重ね合せ部全体
を同時に溶接する方法が提案されている。この方
法は電極の頻繁な交換を必要としないという利点
は有するが、次のような問題点を有する。電極が
強制冷却されていないため、溶接時の大電流によ
つて電極が高温となり、溶接部及び電極の表面の
酸化や熱膨脹による熱歪みが起こり易く、特に第
２の薄い板状電極は熱歪みを起こし易く、そのた
め重ね合せ部に均一な加圧を与えることが困難と
なり、局部的な溶融によるスプラツシユを発生し
易い。また高速連続生産の場合は第２の板状電極
を横方向に長大にしなければならないので設備が
大きくなる。 本発明は、以上述べたような従来技術の問題点
の解消を図るものである。すなわち本発明の目的
は、黒色酸化膜および熱歪みの発生のない美麗
で、かつ２重巻締部等において破れや、漏洩、腐
食等の起ることのない健全で耐食性にすぐれか
つ、マルチビード加工、ネツクイン加工に耐え得
る溶接部を有する重ね合せ溶接金属缶を提供する
ことにある。 本発明の他の目的は、鉄露出がなく、かつリフ
ロー巾の狭い耐食性にすぐれた溶接部を有するブ
リキを素材とする重ね合せ溶接金属缶を提供する
ことにある。 上記本発明の目的は、缶胴側面にインパルス―
線溶接した継目を有する金属缶において、該継目
部の長さ方向における厚さの均一度を、厚さが最
大である部分の板厚tmaxと最小である部分の板
厚tminの比（tmax／tmin）で表わしたとき、該
均一度が １＜tmax／tmin＜1.05 の範囲にあり、そして継目部における缶円周方向
の金属の延び出し量Mcが、金属ブランク板厚ｔ
に対し Mc＜１×ｔ の関係を満足することを特徴とする本発明の溶接
金属缶によつて達成される。 上記本発明のインパルス―線溶接金属缶におい
ては、缶胴側面の継目部の、厚さが最大である部
分の板厚tmax及び金属の高さ方向の延び出し量
Mhが、金属ブランク板厚ｔに対し、それぞれ tmax＜1.7×ｔ Mh＜0.5×ｔ の関係を有し、溶接の熱の影響を受けた部分の最
大巾Ｗが0.2mmより大で0.8mmより小であることが
好ましい。 上記本発明の溶接金属缶の、継目部の缶円周方
向の金属の延び出し量というのは、該継目部にお
いて、重ね合わされた金属ブランクの端部を越え
て延び出した金属の該端部より缶円周方向（即ち
継目の長さ方向に対し直角方向）に測定した長さ
を云い、本発明書においては、継目部が電気低抗
溶接される際に受ける熱間圧延に基づくと考えら
れる通常のメタルはみ出しと、ナゲツト部におけ
る過度の加熱によるスプラツシユの両方の延び出
しの長さを含めて意味する。 添付図面の第８図は、上記延び出し量の定義を
説明する為の継目部の模式図であり、第８図のＡ
は溶接前の継目を形成する為の重ね合わせを示
し、第８図のＢ―１は溶接後の、通常のはみ出
し、そして第８図のＢ―２はスプラツシユを示
す。 第８図のＡにおいてＥ，E′は、缶胴状に成形
されたブランクの重ね合わせ部１ａの各端部を示
し、第８図のＢ―１及びＢ―２におけるＥ，
E′は溶接後の該各端部を示す。そして第８図の
Ｂ―１及びＢ―２において斜線を施した部分が延
び出し（はみ出し及びスプラツシユ）であり、延
び出し量はその先端Ｐ，P′と端部Ｅ，E′との距離
Mcで表わされる。 以上に述べた第８図においては、説明の便の為
に溶接後の、重ね合わせ端部の段差を拡大して模
式的に示してあるが、本発明の缶体は、継目部の
この段差が殆んど無くなるまで押圧して溶接され
たものも含む。 本発明者等は、研究の結果、従来最も普通に行
われている回転ローラ電極法による溶接金属缶の
継目部は、ナゲツトの発生により、その長さ方向
に沿つて、板厚が周期的に変化しており、この板
厚の変化が、前記ローラ電極方法による溶接金属
缶の各種欠陥の主原因であることを見出した。
又、従来提案された平行電極方法による溶接金属
缶においては、缶円周方向への金属の延び出し
（はみ出し及びスプラツシユを含む）量が大き
く、この延び出し量が一定限界を越えると、内容
物による延び出し金属の腐食及び溶出或いは硫化
黒変、黒点及び錆の発生等の欠陥の原因となるこ
とも見出した。本発明は、これらの発見に基づい
てなされたものである。 本発明の溶接金属缶は、前記特定の継目部板厚
の均一度（tmax／tmin）及び延び出し量Mcの要
件を具有することにより、これを満足しない従来
のローラ電極方法による溶接缶及びインパルス―
線溶接缶に比べ、次の利点を有する。 (1) tmax／tminの要件により、溶接部に酸化膜
が発生及び発達するのを抑制し、塗料との密着
性及び濡れ性が改善され、缶内容物に対する耐
食性が優れ、錆、硫化黒変及び黒点の発生が無
く、内容物の保存性が良好であり、長期間保存
後も穿孔缶を生じない。 (2) Mcの要件により、補正塗料によるカバレー
ジが容易で、内容物による延び出し金属の腐
食、溶出が起らず、硫化黒変、黒点、錆の発生
がなく、内容物の保存性が良好である。 又、本発明の好ましい態様においては、tmax
の値をブランクの板厚の1.7倍より小とすること
により、補正塗料による継目のカバレージが一層
容易となり、又、缶の高さ方向の金属の延び出し
量をブランクの板厚の1/2より小とすることによ
り、シーリングラバーの損傷を防止し、従つて漏
洩のない缶を得ることができる。更に、熱影響部
の巾を0.8mmより小さくすることにより、材料金
属中にデンドライト組織が発達することを抑制
し、二重巻締等の加工による破損を防止し、気泡
による腐食の発達を阻止することができる。板材
がブリキである場合には、錫のリフローにより、
黒色酸化、錫の酸化、地鉄中への錫の拡散が発生
及び発達するのを抑制し、内容物による腐食を阻
止することができ、又、硫化黒変や腐食の原因と
なる鉄―錫合金層の増加を抑制することができ
る。 本発明に使用される金属ブランクの種類につい
ては特に制限はなく、アルミニウム板等も使用で
きるのであるが、中でも通常金属缶素材として使
用されうるブリキ、テインフリースチール、薄ニ
ツケルメツキ鋼板、燐酸塩処理鋼板、黒板又はこ
れらの塗装板等の板厚約0.14〜0.35mmの被覆又は
無被覆低炭素鋼板が好適に使用される。テインフ
リースチール、燐酸塩処理鋼板及び塗装板のよう
に表面に電気絶縁性皮膜が形成されているブラン
クの場合は、良好な溶接部を得るために、ブラン
クの少なくとも重ね合せ部となる部分の両面から
これらの皮膜を適当な手段、例えばバイト、ミリ
ングカツターやグラインダー等であるいは超音波
印加等により予め除去して鉄面を露出しておくこ
とが好ましい。本発明の缶は、次のようにして製
造することができる。 所定の寸法に裁断された金属ブランクは円筒
形、四角形等の缶胴状に、通常は円筒形に成形さ
れた後、側辺の重ね合せ部を抵抗溶接されて缶胴
となる。広義の溶接は融接と鍛接を包含するが、
融接の場合は溶接部が一たん溶融してから急冷さ
れるので、気泡を含み易く、これが缶内容物の漏
洩の原因となり、また脆弱なデンドライト組織が
発達するので２重巻締加工時に破れ易い。従つて
本発明における溶接は、実質的に鍛接であるこ
と、すなわち固相接合であることが望ましい。 本発明における抵抗溶接法は、回転ローラ電極
を使用することなく、一対の平行電極により線電
極を介して缶胴成形体重ね合せ部を押圧、通電し
て、全重ね合せ部を同時に溶接するものである。 以下図面を参照しながら本発明の缶の製造方法
について説明する。 第１図は本発明の一実施例を示す溶接金属缶胴
の製造装置の概略一部切断正面図を、第２図は、
第１図の２―２線に沿う縦断面図を、第３図と第
４図は、第１図の重ね合せ部近傍の一部拡大断面
図であつて、夫々重ね合せ部を押圧する直前の状
態および溶接終了後の状態を示す。 缶胴成形機（図示されない）によつて丸められ
た缶胴成形体１はマンドレル２を跨つて第２図の
右方から送り爪１６によつて送られ、溶接ステー
シヨン３において静止し、同時に押えウイング９
によつてマンドレルに密着される。溶接ステーシ
ヨン３には一対の上下平行電極４ａ，４ｂがマン
ドレル２の軸線方向に平行に配設されている。平
行電極４ａ，４ｂは、缶胴成形体１の全長と等し
いか、あるいは僅かに長いのが好ましい。短かい
場合は、重ね合せ部の長さ方向端部に電流が流れ
ず、未溶接部となり、また長すぎる場合は、電流
の回り込み現象によつて、上記端部に過大電流が
流れて、スプラツシユを起こしやすいからであ
る。従つて缶胴成形体は、上下平行電極４ａ，４
ｂの直上、直下において静止することが必要であ
る。上部平行電極４ａと下部平行電極４ｂの相対
向する面は互に平行している。上記相対向する面
には案内凹部である溝５ａ，５ｂがマンドレル２
の軸線方向に平行に相対向して、断面コ字形に穿
設されている。平行電極内部には案内凹部である
溝５ａ，５ｂにできるだけ近接して冷却孔６が貫
通し、その内部を冷水または冷却ブライン（例え
ば−30℃の）が環流して、平行電極および線電極
を冷却して、溶接時の線電極１０ａ，１０ｂの温
度上昇を防止している。必要に応じて、外部から
冷却空気を吹きつけると、線電極の冷却効果はよ
り改善される。また上下平行電極はその各々の上
下に接触して設けられた導板７を介して溶接電源
（第５図の２２）と接続している。上部平行電極
４ａはマンドレル２の下部に埋設されており、下
部平行電極４ｂは押圧体８の上端に固設されてい
る。平行電極は銅又は銅合金よりなることが望ま
しい。溝５ａ，５ｂには、一対の線電極１０ａ，
１０ｂが摺動可能に、かつ突出して嵌装されてい
る。各線電極１０ａ，１０ｂは、第２図の右方に
設けられて送り出しリール（第５図の２９）から
供給され、溶接回数の増加とともに溝５ａ，５ｂ
内を一方向に進行して、巻取りリール（第５図の
２８）によつて巻きとられる。上部線電極１０ａ
はマンドレルの先端に着設されたアイドラー１４
は缶胴の進行方向と反対に向きを変えられてか
ら、マンドレル内を貫通する案内孔１８内を通つ
て巻取られる。線電極１０ａ，１０ｂは少なくと
も対向する面１０ｃ，１０ｄが互にマンドレル２
の軸線に平行な面であることが重要である。缶胴
成形体１の重ね合せ部１ａは直接線電極と接触し
て押圧、通電されるのであるが、押圧力が不均一
であると、特に長さ方向に不均一であると、重ね
合せ部１ａにおけるブランク端縁同士の接触面１
ｂにおける電気抵抗が重ね合せ部長手方向に不均
一となつて、電気抵抗の小さい部分に過大電流が
流れて局部的に溶融してスプラツシユが発生する
おそれがある。ところで缶胴成形体１の内面は、
重ね合せ部附近を除いてマンドレル２に密着して
おり、従つて、重ね合せ部１ａもマンドレル２の
軸線方向に基本的に平行である。従つて重ね合せ
部と接触する線電極の面１０ｃ，１０ｄは少くと
も溶接時にマンドレル２の軸線に平行でなければ
ならない。従つて押圧体９も、マンドレル２の中
心軸線に対し移動して、線電極の面１０ｃ，１０
ｄが溶接時にマンドレル２の軸線に平行となつ
て、重ね合せ部を押圧するように構成される必要
がある。同様にして重ね合せ部１ａは巾方向にも
均一に押圧される必要がある。従つて上下線電極
１０ａ，１０ｂは巾方向にも平行であること、す
なわち間隔が実質的に一定であることが必要であ
る。この条件を満す範囲内で、線電極の相対向す
る面１０ｃ，１０ｄは平面でもよく、あるいは缶
胴成形体の形状に対応する曲面でもよい。また線
電極１０ａの溝５ａと接する面と重ね合せ部１ａ
と接する面１０ｃが平行であることが、作業性及
び線電極製造の見地から好ましい。線電極１０ｂ
についても同様である。このような線電極は丸線
の軽度の平圧延によつて容易に作製することがで
きる。 さらに溶接により重ね合せ部全体が十分にマツ
シユされて、重ね合せ接合部全体の厚さが缶胴成
形体の他の部分の厚さと実質的に等しいことが望
ましい。何となれば、重ね合せ部の巾方向の一部
のみが溶接されて、重ね合せ部の巾方向端部が未
溶接で残つたとすると、この部分の塗料による完
全な保護が困難であるため内容物等により侵蝕さ
れ易く、また２重巻締部においては重ね合せ接合
部のみが厚いため段差を生じて、巻締加工が不完
全となつて内容物の漏洩等を生ずるおそれがある
からである。そのためには、重ね合せ部１ａ全体
が溶接時に線電極の対向する面１０ｃ，１０ｄ上
に位置することが重要である。このようにするこ
とによつて、重ね合せ部全体が十分に第４図のよ
うにマツシユされることが可能となる。さらに溶
接時に重ね合せ部及びその近傍の大部分が冷媒に
より冷却された線電極１０ａ，１０ｂと接触して
いて、しかも大気に露出していないことが後述の
通電時間が極めて短時間であることと相まつて、
重ね合せ接合部及びその附近の無酸化溶接を可能
にしている。線電極１０ａ，１０ｂは銅又は銅合
金よりなるが、その硬度（ヴイツカース硬度）は
約70〜180であることが好ましい。約70より低い
と溶接時の押圧力により重ね合せ部と接触する部
分が局部的に変形し易いので、線電極の移動量を
大きくする必要が生じ、約180より高いと、線電
極と重ね合せ部のなじみが悪いため、線電極の平
行面に若干の起伏がある場合、均一な押圧力が加
わり難いからである。 マンドレル２には、溶接完了した金属缶胴の溶
接部の内面をスプレー保護塗装するための塗料及
び空気を供給するための塗料供給管１１および空
気供給管１２が具備されている。またマンドレル
２は片持であるため押圧体８による押圧のさい上
方に撓むのを防止するためのマンドレルサポート
１５が左右の押えウイング９の間隙に当るマンド
レル２の上部に設けられる。マンドレルサポート
１５は常時はマンドレル２乃至缶胴成形体１と離
間して上方に位置するが、押圧体８が重ね合せ部
１ａと接触する時に、下降してマンドレル２を缶
胴成形体１を介して押圧し、缶胴成形体が送出さ
れる時に上昇する。 第５図は本発明の溶接金属缶胴製造システムを
示す模式図である。 押圧体８はモータによつて駆動される駆動機構
１８によつて上下に往復運動する。駆動機構１８
としては、カム機構、クランク機構、シリンダー
機構等が採用されるが、第５図ではカム機構を例
示した。第４図から明らかのように、押圧体８の
上死点における下部線電極上面１０ｄの位置は、
上部線電極下面１０ｃより金属ブランクの板厚だ
け低い所にある。一方第３図から明らかなよう
に、押圧の初期における下部線電極上面１０ｄの
位置は、上部線電極下面１０ｃより金属ブランク
の板厚の２倍だけ低い位置にある。それ故押圧の
初期段階では、重ね合せ部１ａの金属は低温のた
め変形抵抗が大きいことと相俟つて、線電極に衝
撃力が加わり易い。衝撃力が加わると、銅又は銅
合金よりなる線電極は、著るしく変形したり、極
端な場合は破断することがある。これらの事故を
防ぐためと、設定押圧時間の確保を容易にするた
め、押圧体上部８ａ（下部平行電極４ｂおよび導
体を具備する部分）と押圧体スライド部８ｂの間
に緩衝機構２０（バネ、油圧、空圧等による）が
設けられる。また押圧体スライド部８ｂとカム従
動子８ｄの間に、スクリユー８ｃが設けられ、押
圧体スライド部８ｂの高さが調節できるように構
成されている。この高さ調節によつて、押圧力お
よび押圧時間の一定範囲内での調節が可能とな
る。 缶胴成形体１がマンドレルの溶接ステーシヨン
３に位置し静止すると、直ちに重ね合せ部の押圧
が開始するように、カム機構１８と送り爪１６は
同期がとられている。通電は所定押圧力に達した
後に行なうことが望ましい。押圧不十分の時点で
通電すると、重ね合せ部の圧力が不均一になるた
め局部的に過熱して、スプラツシユを発生するお
それがあるからである。そのため押圧体８が所定
押圧力を与える位置まで上昇した時点でONする
近接スイツチ２１が押圧体スライド部８ｂに隣接
して設けられ、近接スイツチ２１のONと同時
に、溶接電源回路２２より平行電極４ａ，４ｂが
付勢されるように構成されている。溶接電源回路
２２の種類には特に制限はないが、通電時間が約
20ｍsecより長い場合は、タイマー付商用周波数
電源が好温に使用される。また約40ｍsecより短
い場合は、公知の電磁蓄勢式または静電蓄勢式電
源が好適に使用される。第５図には静電蓄勢式電
源を模式的に示した。 近接スイツチ２１がONすることによつてサイ
リスター２２ａがトリガーされることにより、コ
ンデンサー２２ｂが放電して、トランス２２ｃを
介して下部平行電極４ａ，４ｂを付勢する。放電
終了と同時にサイリスター２２ｅがトリガーされ
て直流電源２２ｄよりコンデンサー２２ｂに充電
が行なわれる。 通電（放電）が終了し、溶接完了後、直ちに下
部平行電極４ｂの下降が開始するようにカム機構
１８の同期がとられている。通電中に押圧を解除
することは、スパークが発生し、溶接部の焼損の
おそれがあるので好ましくない。上記下降と同期
して、押えウイング９が開放され、送り爪１６が
送り爪案内１７上を摺動して、第２図の右方から
左方に移行して、溶接された缶胴成形体１を溶接
ステーシヨン３から、すなわち線電極の間から送
出する。引き続き、次の缶胴成形体１が、溶接ス
テーシヨン３に送入されて、前記と同様にして溶
接が行なわれる。 線電極は前述の如く通常丸線を軽度の平圧延す
ることによつて製造される。このさい平面部に極
く僅かな起伏が生ずることがあるが、数回の溶接
によつてこの起伏は消失する。さらに溶接回数が
増えるに従つて、線電極が重ね合せ部の形状にな
じみ、適正な押圧力が重ね合せ部全領域に加わる
ようになる。そして溶接回数が数10回になり、線
電極の変形が大きくなつて均一な押圧力が得られ
にくくなるまで、線電極１０ａ，１０ｂは、正常
な条件の下では、同一の部分を繰返して溶接に使
用できる。この間線電極の酸化はほとんど起らな
い。従つて線電極は、数10缶の溶接毎に缶胴の長
さだけ同一方向に移行せしめてもよいし、あるい
は、１缶または数缶の溶接毎に少しづつ同一方向
に移行せしめてもよい。使用後の線電極は補修し
て再使用するか、補修にたえない場合は、溶解し
て線電極に再生する。 前記線電極の移行は、押圧体８による押圧が解
除されて、再び次の押圧が開始するまでの間に行
なわれるのが、高速連続製缶の目的を達成する上
で望ましい。この１実施例を第５図によつて説明
する。 押圧体８の上昇により近接スイツチ２１がON
となる毎に、信号がプリセツトカウンター２３に
入力する。プリセツトカウンター２３は予め設定
された計数値の信号を入力すると、次の信号が入
るまでの間のみON信号を出力し、次いで再び１
から計数を開始するように構成されている。上記
プリセツトカウンター２３の出力はAND回路２
４に入力する。一方カム機構１８の回転軸に固着
された回転板１９に隣接して近接スイツチ２５が
設けられている。回転板１９は主として非磁性体
よりなるが、押圧体８による重ね合せ部の押圧が
解除されている期間のうちの設定時間ｔのみ近接
スイツチ２５をONとするように、近接スイツチ
２５に対向する面に磁性体１９ａが配設されてい
る。この設定時間ｔは、線電極の移行するに要す
る時間であり、線電極の１回当りの設定移行長さ
と、線電極の駆動装置であるピンチロール２６の
周速とから定められる。近接スイツチ２５の出力
はAND回路２４に入力する。AND回路２４の出
力はピンチロール２６の駆動機構を構成するクラ
ツチ・ブレーキ回路２７に接続しており、AND
回路２４の出力がONのときクラツチが入り、
OFFになるとブレーキが働くようになつてい
る。従つてピンチロール２６は設定時間ｔの間の
み回転して、線電極を巻取りリール２８の方向に
送り出す。巻取りリール２８はトルクモータによ
つて駆動されるので、ピンチロール２６が回転し
ている間のみ線電極を巻取る。 次に基質が低炭素鋼板である0.14〜0.35mm厚さ
の金属ブランクを素材とする場合の溶接条件につ
いて説明する。 重ね合せ部１ａの巾は約0.1〜1.0mmであること
が好ましい。そして板厚が厚くなるに従つて、こ
の巾は上記範囲内で大きくなる。巾が約0.1mmよ
り小さくなると、缶胴の長手方向に沿つて均一な
重ね合せが困難となり、さらに重ね合せた後の押
圧状態で重ね合せ部がスリツプし易く、また溶接
強度も低下するからである。一方巾が約1.0mmよ
り大きくなることは、溶接強度の観点からは不必
要であり、逆に所要電流量や押圧力が増大して設
備を過大にするという不利益を生ずるからであ
る。 上記重ね合せ巾と、溶接ステーシヨン３におけ
るマンドレルの直径から、金属ブランクのマンド
レル進行方向と直角方向の寸法が定められる。ま
た溶接ステーシヨン３においてマンドレルの外側
に設けられ、その内面形状がマンドレルの外径に
対応する押えウインク９によつて缶胴成形体１の
外周をマンドレルに対して押圧することによつ
て、重ね合せ部１ａは形成される。 溶接時重ね合せ部を押圧する圧力（押圧体８に
よる押圧荷重を重ね合せ部の全面積で割つた値）
は約15〜60Kg／mm²、好ましくは25〜45Kg／mm²であ
ることが望ましい。圧力が15Kg／mm²より小さい
と、重ね合せ部における鋼同士の接触抵抗が不均
一となり、局部的に過大電流が流れて、過熱して
スプラツシユを生じたり、黒色の酸化膜が生成し
たりして溶接部の安定性が失なわれる。また十分
なマツシユが行なわれないので、溶接後もブラン
クの端部がそのまま残つて溶接部に段差が生じた
りするからである。 一方圧力が60Kg／mm²より高いと、線電極の変形
（凹み）が激しく、その移動量を大きくしなけれ
ばならないからである。 通電時間は約３〜80ｍsecであること、より好
ましくは５〜30ｍsecであることが望ましい。３
ｍsecより短かい場合は、十分な密接強度を得る
ためには、大きな溶接電流を必要とし、この場合
は極めて短時間に大電流が供給されるので、鋼界
面のみが局部的に溶解して、スプラツシユが発生
し易いからである。一方80ｍsecより長くなる
と、熱が成形体の重ね合せ部近傍まで伝わり、こ
の部分の黒色酸化が著るしくなる。また熱が線電
極にも逃げるので、電流効率が低下し線電極の損
傷も激しくなる。最適の通電時間は、板厚、重ね
合せ部巾、押圧力、電源電圧、波形等によつて定
められる。板厚や、重ね合せ巾が大になるほど通
電時間は長くする必要がある。 溶接部の内面を保護塗膜によつてカバーする必
要がある場合は、マンドレル２の先端に延長して
設けられたガイド３０に沿つて溶接金属缶胴１Ａ
は左方に送られ、必要に応じ、塗料の濡れを良く
するため、予備加熱装置３１（高周波加熱コイル
又はバーナ等の）によつて、約50〜300℃に再加
熱された後、塗料供給管１１及び空気供給管１２
の先端に設けられた保護塗料噴霧ノズル３２（例
えばエアレスガス、この場合空気はスプレーパタ
ンを制御する）から、溶接部内面に保護塗料がス
プレーされる。次いで保護塗料は乾燥焼付炉、バ
ーナ、高周波加熱等によつて溶融あるいは熱硬化
して、溶接部内面及びその周縁部に無孔性の強固
な塗膜を形成する。 保護塗料としては、ポリエステル、変性ポリオ
レフイン、エポキシ、アクリル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、酢酸ビニル、ポリビニルアセタ
ール、ポリエーテル、ポリカーボネート、エポキ
シエステル、フエノール、アミノ、アルキツド、
ポリウレタン樹脂およびケイ素樹脂などの一種以
上から得られる粉体塗料、分散型塗料、水系又は
溶剤系スラリー塗料および溶液型塗料などが目的
に応じ適宜使用される。以上の実施例ではスプレ
ー塗装方式について説明したが、ロールコートそ
の他の塗装方式を採用しても差支えない。 以上のようにして製造された溶接金属缶胴は、
底蓋を通常２重巻締法によつて固着された後炭酸
飲料、無炭酸飲料、果汁、魚貝類、その他の食
品、およびエアゾール等の非食品等を充填された
後、密封される。 本発明の缶の製造方法は、以上に述べた一例に
限定されるものでなく、例えば第６図に示される
ように、平行電極に設けられる案内凹部の縦断面
形状はＬ字形の凹部５ｃ，５ｄであつてもよい。
さらに平行電極の対向する面は、単なる平面であ
つてもよい。また第７図に示されるように平行電
極の対向面に長さ方向に２本の小凸条３３を設
け、その間に線電極を置いてもよい。また金属ブ
ランクの缶胴状への成形は、所謂インバーテツド
タイプの製缶方式によつて、溶接ステーシヨン３
において、押えウイングによつて行なつてもよ
い。さらに上部平行電極はマンドレルの上部その
他の周縁部にあつてもよい。 以下実施例によつて、本発明の効果を一属明ら
かにする。 実施例 １ 缶の内面となるべき面に、エポキシフエノール
系塗料で缶胴のつぎ目部分をマージン塗装（未塗
装部を残す）した後焼付し、外面となるべき面に
もマージン塗装・印刷した厚さ0.23mmのテインフ
リースチール（電解クロム酸処理鋼板）より、
234mm×85mmのブランクを作成した。次に、この
ブランクの短辺の両端縁部約１mm巾の両面の電解
クロム酸処理被覆層を超音波剥離して、鉄面を完
全に露出せしめた。このブランクをロールフオー
マーにより短辺が軸方向になるように円筒状に
し、溶接ステーシヨンで重ね合わせて固定した
後、線電極を介して平行電極で成形体の重ね合わ
せ部に押圧力（35Kg／mm²）を加え、15ｍsec通電
して溶接を行い、溶接缶胴（301径、５号缶）を
得た。溶接前の重ね合わせ巾は0.3mmで、溶接後
の重ね合わせ巾は約0.4mmであつた。 得られた溶接缶胴を切り開き、まず一缶中の溶
接部の最大板厚（tmax）と最小板厚（tmin）と
の比をとり、溶接厚みの均一性を調べた。さら
に、缶内面溶接部の円周方向の鉄のはみ出し量を
調べ、元板厚の倍数で表わした。 さらに、溶接部以外への鉄の飛び散り（スプラ
ツシユ）の有無を調べた。さらに、溶接部を樹脂
で埋込み、溶接方向に直角断面を研磨し、５％ナ
イタールを用いて熱影響部（母材と組織上異なる
部分）の巾を調べた。該断面を75倍に拡大した顕
微鏡写真を第９図に示す。さらに、缶高さ方向溶
接端部の鉄のはみ出し量を測定し、元板厚の倍数
で表わした。さらに、前記溶接部の最大板厚を溶
接部の板厚とし、これを元板厚の倍率で表わし
た。以上の評価の試料は10缶である。 次に、上記缶胴外面の溶接部分に、粉体塗装ガ
ンにより、巾７mm、乾燥塗膜の厚みが30〜50ミク
ロンになるように、エポキシフエノール系粉体塗
料を塗装した後、180℃の熱風乾燥炉中で15分間
焼付けた。この缶胴をフランジ加工し、内面にエ
ポキシフエノール系塗料を塗装したテインフリー
スチール製蓋を、常法により二重巻締して空缶を
作成した。この空缶にチオシアン酸アンモニウム
２％水溶液300mlを注入し、缶を陽極とし、直径
６mmのカーボン棒を陰極として極間電圧２ボルト
で電解した時、缶内面に赤色反応を呈する迄に要
する時間を測定して、赤色呈色反応値（秒）を求
めた（試料数10缶）。さらに、上記空缶にまぐろ
水煮を充填し、上記と同じテインフリースチール
製蓋を二重巻締し、レトルト殺菌を行い、50℃で
６ケ月間貯蔵後開缶し、缶内面溶接部の腐食状態
及び黒点発生の状態を調べた（○………黒点な
し、△………僅かにあり、×………非常にあり）。
さらに、６ケ月以内に生じた穿孔缶数を調べた
（以上の実缶試験の試料数は100缶）。表１に結果
を示す。 No.1〜No.6は、線電極を介して平行電極で重
ね合わせ部に圧力を加えて溶接を行つた場合、
No.7は回転ローラ電極で溶接した場合、No.8
は、線電極を介して回転ローラ電極で重ね合わせ
部に圧力を加え溶接した場合、及びNo.9は平行
電極のみを使用した場合の結果である。 実験No.1〜No.6が本発明の缶体であり、実験
No.7〜No.9が比較例である。表から明らかなよ
うに、本発明の缶体は優れた特性を有しているこ
とがわかる。 実施例 ２ 板厚の0.17mmのテインフリースチールを用い
て、実施例１と同様な方法で溶接缶胴（202径、
200ml）を作成した後、溶接部の最大厚み
（tmax）と最小厚み（tmin）の比、溶接部缶円周
方向の鉄のはみ出し量、スプラツシユの有無、熱
影響部の巾、溶接端縁部の缶高さ方向のはみ出し
量、及び溶接部板厚を調べた。 次に、上記溶接缶胴の内面溶接部分を、エアレ
スガンを用いてポリエステル系溶剤スラリー塗料
を塗装し、180℃の熱風乾燥炉中で４分間焼付け
た後、缶胴内面全体に、酸化ビニル樹脂系塗料と
エアレスガンによりスプレイ塗装し、焼付けを行
つた。この缶胴をフランジ加工し、塩ビ系塗料を
内面に塗装したアルミ製イージーオープン蓋を二
重巻締して、着色炭酸飲料を２℃で充填し、内面
にエポキシフエノール系塗料をベースコートし、
さらに塩ビ系塗料を塗装したテインフリースチー
ル製蓋を二重巻締し、50℃で６ケ月貯蔵後開缶し
て缶内面溶接部の腐食状態、鉄溶出量（内容物
1000ｇに対する溶出鉄mg：試料数10缶の平均
値）、及び内容物の変色状態を調べ、フレーバー
評価（パネル数10人、５………優秀、４………良
好、３………普通、２………不良、１………劣
悪）を行つた。 さらに、６ケ月以内に生じた穿孔缶数を調べ
た。結果を表２に示す。No.10〜No.15は、線電
極を介して平行電極で重ね合わせ部に圧力を加え
て溶接を行つた場合、No.16は回転ローラ電極で
溶接した場合、No.17は線電極を介して回転ロー
ラ電極で重ね合わせ部分圧力を加え溶接した場
合、及びNo.18は平行電極のみを使用した場合の
結果である。 実験No.10〜No.15が本発明の缶体であり、実
験No.16〜No.18が比較例である。表から明らか
なように、本発明の缶体は優れた特性を有してい
ることがわかる。 実施例 ３ 缶の内面となるべき面に、エポキシフエノール
系塗料を缶胴のつぎ目部分をマージン塗装した後
焼付し、外面となるべき面にもマージン塗装・印
刷した厚さ0.23mm、錫メツキ量25ld／B.B（錫層
厚約0.6μｍ）の電気メツキブリキ板から、234mm
×85mmのブランクを作成した。このブランクをロ
ールフオーマーにより短辺が軸方向になるように
円筒状にし、溶接ステーシヨンで重ね合わせて固
定した後、線電極を介して平行電極で成形体の重
ね合わせ部に押圧力（30Kg／mm²）を加え、
15msec通電して実施例１と同様にして溶接を行
い、溶接缶胴（301径、５号缶）を得た、溶接前
の重ね合わせ巾は0.3mmで溶接後の重ね合わせ巾
は約0.4mmであつた。 得られた缶胴から、溶接部の最大厚み
（tmax）と最小厚み（tmin）の比、溶接部缶円周
方向の鉄のはみ出し量、スプラツシユの有無、熱
影響部の巾、溶接端縁部の缶高さ方向のはみ出し
量、溶接部板厚及び溶接部近傍の錫リフロー巾を
調べた（試料数10缶）。 次に、上記溶接缶胴内外面の溶接部分に、粉体
塗装ガンにより巾７mm、乾燥塗膜の厚みが30〜50
ミクロンになるように、エポキシフエノール系粉
体塗料を塗装した後、180℃の熱風乾燥炉中で15
分間焼付けた。上記缶胴をフランジ加工し、内面
にエポキシフエノール系塗料を塗装したブリキ製
蓋を、常法により二重巻締して空缶を作成し、赤
色呈色反応値を調べた。さらに、上記空缶にさけ
水煮を充填し、上記と同じブリキ蓋を二重巻締
し、レトルト殺菌を行い、50℃で６ケ月間貯蔵後
開缶し、缶内面溶接部の状態、硫化黒変の発生状
態、及び錆の発生状態を調べた（試料数各100
缶）。表３に結果を示す。 No.19〜No.24は、線電極を介して平行電極で
重ね合わせ部に押圧力を加えて溶接を行つた場
合、No.25は、線電極を介して回転ローラ電極で
重ね合わせ部に押圧力を加え溶接した場合、及び
No.26は平行電極のみを使用した場合の結果であ
る。 実験No.19〜No.24が本発明の缶体であり、実
験No.25〜No.26が比較例である。表から明らか
なように、本発明の缶体は優れた特性を有してい
ることがわかる。 実施例 ４ 板厚0.17mmの電気メツキブリキ板を用いて、実
施例３と同様な方法で溶接缶胴（202径、200ml）
を作成した後、溶接部の最大厚み（tmax）と最
小厚み（tmin）の比、溶接部缶円周方向の鉄の
はみ出し量、スプラツシユの有無、熱影響部の
巾、溶接端縁部の缶高さ方向のはみ出し量、溶接
部板厚及び溶接部近傍の錫のリフロー巾を調べ
た。 次に、上記缶胴をマルチビート加工し、さらに
ネツクイン加工した後、缶胴の内面溶接部分を、
エアレスガンを用いてポリエステル系溶剤スラリ
ー塗料を塗装し、180℃の熱風乾燥炉中で４分間
焼付けた後、この缶胴をフランジ加工し、塩化ビ
ニル樹脂系塗料を塗装したアルミ製イージーオー
プン蓋を二重巻締し、オレンジジユースを90℃で
充填し、内面にエポキシフエノール系塗料を塗装
したブリキ製蓋を二重巻締し、50℃で６ケ月間貯
蔵後開缶して、缶内面溶接部の腐食状態、鉄溶出
量、内容物の変色状態、フレーバー評価、及び６
ケ月以内に生じた穿孔缶数を調べた。 結果を表４に示す。No.27〜No.32は、線電極
を介して平行電極で重ね合わせ部に圧力を加えて
溶接を行つた場合、No.33は線電極を介して回転
ローラ電極で重ね合わせ部に押圧力を加え溶接し
た場合、及びNo.34は、平行電極のみを使用した
場合の結果である。 実験No.27〜No.32が本発明の缶体であり、実
験No.33〜No.34が比較例である。表から明らか
なように、本発明の缶体は優れた特性を有してい
ることがわかる。 実施例 ５ 実施例１と同じ手段によつて得られた、板厚
0.17mmのテインフリースチールの円筒成形体
（202径、200ml）を、溶接ステーシヨンで重ね合
わせて固定した後、線電極を介して平行電極で成
形体の重ね合わせ部に押圧力（40Kg／mm²）を加
え、溶接電圧を変えて15msec通電して溶接を行
い、溶接缶胴を作成した。この溶接缶胴から、内
面溶接端部の缶高さ方向の鉄のはみ出し量を調べ
た。 次に、溶接缶胴の内外面溶接部に、エアレスガ
ンにより巾７mm、乾燥塗膜の厚みが30〜50ミクロ
ンになるように、ポリオレフイン系溶剤スラリー
塗料を塗装した後、170℃の熱風乾燥炉中で４分
間焼付けた。さらに、この缶胴内面に塩化ビニル
樹脂系塗料をエアレスガンにより塗装し、焼付け
を行つた。 この缶胴に、内面に塩ビ系塗料を塗装したアル
ミ製イージーオープン蓋を二重巻締した後、コー
ラを２℃で充填し、フエノールエポキシ系塗料を
ベースコートし、さらに塩ビ系塗料を塗装したテ
インフリースチール製蓋を二重巻締し、50℃で６
ケ月貯蔵後開缶して、鉄溶出量とフレーバーを調
べた。表５に結果を示す。 本発明の缶体は優れた特性を有していることが
わかる。 実施例 ６ 実施例３と同じ手段によつて得られた、板厚
0.23mmのブリキ板の円筒成形体（202径、200ml）
を、溶接ステーシヨンで重ね合わせて固定した
後、線電極を介して平行電極で成形体の重ね合わ
せ部に押圧力（35Kg／mm²）を加え、溶接電圧を変
えて15msec通電して溶接を行い、溶接缶胴を作
成した。この溶接缶胴から、溶接部板厚を調べ
た。次に、溶接缶胴の内外面溶接部をポリエステ
ル系溶剤スラリー塗料で補正した後、内面に塩化
ビニル樹脂系塗料を塗装したアルミ製イージーオ
ープン蓋を常法により二重巻締し、リンゴジユー
スを90℃で充填し、内面にエポキシフエノール系
塗料を塗装したブリキ製蓋を二重巻締して、50℃
で６ケ月貯蔵後開缶し、缶内溶接部の腐食状態、
鉄溶出量、フレーバー、穿孔缶数を調べた。表６
に結果を示す。 本発明の缶体は優れた特性を有していることが
わかる。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例である装置の一部切
断正面図を、第２図は第１図の２―２線に沿う縦
断面図を、第３図は第１図の重ね合せ部近傍の溶
接直前の拡大断面図を、第４図は第１図の重ね合
せ部近傍の溶接終了直後の拡大断面図を、第５図
は本発明を実施するためのシステムの模式図を、
第６図は１実施例である平行電極の軸線方向に垂
直な縦断面図を、第７図は他の実施例である平行
電極の縦断面図を示す。第８図は、本発明におけ
る溶接金属のはみ出し量の定義を説明する為の模
式的図である。第９図は、本発明の溶接金属缶の
継目部を、その直角方向に切断した断面を示す顕
微鏡写真である。図面中の符号の主要なものはそ
れぞれ、装置の下記の部分を示す。 １……成形体、１ａ……重ね合わせ部、２……
マンドレル、４ａ，４ｂ……平行電極、５ａ，５
ｂ……案内凹部、６……冷却孔、１０ａ，１０ｂ
……線電極、１１……塗料供給管、１２……空気
供給管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 缶胴側面に、インパルス―線溶接した継目を
   有する金属缶において、該継目部の長さ方向にお
   ける厚さの均一度を、厚さが最大である部分の板
   厚（tmax）と最小である部分の板厚（tmin）の
   比（tmax／tmin）で表わしたとき、該均一度
   が、 １＜tmax／tmin＜1.05 の範囲にあり、そして、継目部における缶円周方
   向の金属の延び出し量Mcが、金属ブランク板厚
   ｔに対し、 Mc＜１×ｔ の関係を満足することを特徴とする溶接金属缶。 ２ 継目部の厚さが最大である部分の板厚tmax
   が金属ブランク板厚ｔに対し、 tmax＜1.7t の関係を満足する特許請求の範囲第１項記載の溶
   接金属缶。 ３ 継目部の、溶接の熱の影響を受けた部分の最
   大巾Ｗが 0.2mm＜Ｗ＜0.8mm である特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   溶接金属缶。 ４ 缶の高さ方向の金属の延び出し量Mhが金属
   ブランク板厚ｔに対し、 Mh＜0.5t の関係を満足する特許請求の範囲第１〜３項の何
   れかに記載の溶接金属缶。