JPS6324795B2 - - Google Patents

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JPS6324795B2
JPS6324795B2 JP58103886A JP10388683A JPS6324795B2 JP S6324795 B2 JPS6324795 B2 JP S6324795B2 JP 58103886 A JP58103886 A JP 58103886A JP 10388683 A JP10388683 A JP 10388683A JP S6324795 B2 JPS6324795 B2 JP S6324795B2
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JP
Japan
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welding
weldability
plate thickness
weld
material plate
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JP58103886A
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JPS59229290A (ja
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Makoto Kabasawa
Moriaki Ono
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JFE Engineering Corp
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Nippon Kokan Ltd
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Priority to GB08612297A priority patent/GB2178682B/en
Priority to PCT/JP1984/000583 priority patent/WO1986003442A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/08—Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/06—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes
    • B23K11/061—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes for welding rectilinear seams
    • B23K11/062—Resistance welding; Severing by resistance heating using roller electrodes for welding rectilinear seams for welding longitudinal seams of tubes
    • B23K11/063—Lap welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/163—Welding of coated materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、難溶接材例えばテンフリースチー
ルを使用した缶胴の電気抵抗シーム溶接法に関す
るものである。 近年、食品容器の製缶方式の多様化により、缶
の製造方法として電気抵抗シーム溶接法例えば銅
ワイヤ抵抗シーム溶接法が著しく発展してきてい
る。 銅ワイヤ抵抗シーム溶接法は第1図に示すよう
に、上下に配置された電極支持ローラ3にそれぞ
れ巻きつけられた銅ワイヤ電極2間を、予め成形
した缶胴板1の縦縁部を重ね合せつつ通過させ、
その際銅ワイヤ電極2を介した上下電極支持ロー
ラ3によつて缶胴板1の重ね合せ部を加圧、通電
させて、重ね合せ部の電気抵抗発熱により連続的
に溶接を行なう方法である。 この溶接法に用いられる容器用鋼材は、容器用
鋼板に要求される耐食性、加工性、塗装性等の諸
性能に優れているとともに溶接性に優れているこ
とが要求される。 溶接部の品質はシーム溶接部の接合強度、気密
性及び外観性状により評価される。接合強度及び
気密性は内容物の漏洩にかかわる問題であり、こ
れらの特性を満足するためには接合界面で電気抵
抗発熱がある限界以上あることが必要である。こ
のことから溶接電流の最小電流が決定される。又
外観性状としてはバリが存在しないことが必要で
ある。通常、溶接後シーム溶接部を保護塗料で被
覆するが、バリが存在すると塗料塗布の障害とな
り、また塗料で被覆されない露出部分を生じ、さ
らにこのような缶胴を使用すると内容物がバリと
反応して変質するばかりでなく、バリが缶胴から
剥離して内容物内に混在するおそれがあるからで
ある。バリは溶融金属がシーム溶接部から飛散
し、シーム溶接部附近に付着したものであり、こ
れが存在しないためには、接合界面で電気抵抗発
熱がある限界以下であることが必要である。この
ことから溶接電流の最大値が決定される。 このシーム溶接部の品質を評価する接合強度、
気密性及び外観性能から決定される溶接電流の最
小値及び最大値を各々下限電流、上限電流と定義
すると、溶接の適正電流範囲は上限電流から下限
電流を差し引いた値が正の値の範囲であり、容器
用素材の溶接性はこの適正電流範囲の広さによつ
て決定される。 容器用素材としては従来より半田づけ缶用ぶり
き(錫付着量2.8g/m2)以上が主流を占めてき
たが、近年新素材が開発されている。これらの素
材を電気抵抗シーム溶接法の対象とした場合に、
半田づけ缶用ぶりき及び薄めつきぶりきの一部は
適正電流範囲が広く、溶接性は極めて良好であ
る。しかし薄めつきぶりきの一部及びテインフリ
ースチールは半田づけ缶用ぶりきと比較して適性
電流範囲が狭く、溶接性が劣る。 テインフリースチールはバリを発生し易く、バ
リの生成を抑えるために溶接電流を小とすると接
合強度、密密性が十分でなくなる。 そこで従来は、重ね合せ部となるべきブランク
端縁部の表面被覆をワイヤブラシ等の機械的手段
によつて予め鉄面をほぼ全面露出させた後に電気
抵抗シーム溶接を行つていた。しかし、これらの
機械的手段では作業工程が一工程増え、さらに削
り除去した微粉が鋼板表面から完全に排除されず
再付着して、以後の工程に種々不都合を生じさせ
る。又表面被覆除去後の鉄露出面は耐食性がな
く、外観を損ねる等の欠点を有している。このた
めテインフリースチールは未だに食品缶詰の缶に
は溶接缶として使用されていない状態にある。 この発明は、上述の欠点を解決して例えばテイ
ンフリースチールのような電気抵抗シーム溶接困
難な食品容器用素材を何等特別の前処理を行なう
ことなく、容易に溶接可能とした電気抵抗シーム
溶接法を提供することを目的とするものである。 この発明の電気抵抗シーム溶接法は、錫より硬
い金属および金属間化合物が被覆層として存在す
る鋼板の板厚が0.2mmを超え、0.25mm未満の場合
に鋼板の重ね合せ幅を材料板厚の2.0倍を超え、
2.4倍未満とすることにより、バリの発生を抑制
して、溶接性を向上させたものである。 ここで重ね合せ幅は、第2図に示すように断面
形状がZ形をしたガイドバー4を用いて、そのガ
イド溝へ缶胴板1の縦縁部を挿入することにより
縦縁部を重ね合せるZ形ガイドバー4と、上下の
電極支持ローラ周囲に配置された缶胴口径決定用
ロールとにより決定される。 この発明の発明者は難溶接材の溶接の問題点解
決のために、溶接性についての溶接現象面からの
解明を行なつた結果以下のことが明らかとなつ
た。 溶接性の良好な半田づけ缶用ぶりきの場合、化
成処理被膜の水和酸化クロムが電気的絶縁物であ
るにもかかわらず、下地の錫が軟かいため電極の
加圧により容易に化学処理被膜を破壊、分散させ
大きな通電面積が得られる。そこで均一に電気抵
抗発熱した接合界面では溶融金属が生成しないう
ちに十分広い高温軟化領域が得られ、大きな塑性
流動により圧接が行なわれて、良好な継目が得ら
れる。 一方、溶接性の劣るテインフリースチールは、
第3図に模式的に示したシーム溶接部形成状況の
如く、化成処理被膜7の下地にある金属クロム6
が錫と比較して極めて硬いため、電極の加圧によ
る化成処理被膜の破壊が不十分となり、溶接時に
電流は局部的かつ不均一に流れることになる。こ
のため比較的低い電流値で溶融金属9が形成され
る。しかしながら高温軟化領域が十分形成されて
おらず、塑性流動による形状的な溶融金属の閉じ
込め効果が弱いため、容易に溶融金属が飛散して
バリ10を形成してしまう。 難溶接材の溶接性を向上させる対策として、従
来は局部発熱による溶融金属の生成を防止するた
めに、材料表面の化成処理被覆量(金属クロム
量、水和酸化クロム量)の低減によるものが主で
ある。 この発明の発明者は、前記溶接現象の解明の結
果、難溶接材の溶接性の向上としては溶融金属の
飛散を抑制する力を増大させることが有効な手段
であると考察して、シーム溶接部形状(重ね合せ
幅)の適正化を検討した。 従来使用されてきた重ね合せ幅は0.4mm、0.6mm
及び0.8mm以上であり、これらの重ね合せ幅を用
いた場合の溶接性は以下に述べる通りである。例
えば材料板厚0.22mmのテインフリースチールを使
用した場合に、重ね合せ幅が0.4mmでは材料板厚
に対してシーム溶接部の重ね合せ代が小さ過ぎる
ことにより、溶融金属の飛散を抑制する効力が弱
くなり溶接性は低下する。重ね合せ幅が0.6mmの
場合では重ね合せ代が大き過ぎて、単位面積当り
の力が減少するため、局部発熱による溶融金属の
生成を助長し、かつ溶融金属の飛散を抑制する力
が弱いことから良好な接合部が得られない。 重ね合せ幅にはある適正値が存在することが推
定されるが、一般に溶接性を向上させるために、
シーム溶接部の重ね合せ代を小さくするのが得策
として、重ね合せ幅を従来の0.4mmより小さくす
る傾向がある。しかしながら重ね合せ幅を小さく
することは、溶融金属の飛散を抑制する力を弱め
ることになり得策ではない。 本発明においては材料板厚に対する重ね合せ幅
の比を2.0倍を超え2.4倍未満にすることによつて
溶接性が著しく向上させることを知つた。 すなわち、材料板厚が0.22mmで、調質度T−4
を原板としたテインフリースチール(金属クロム
量150mg/m2、水和酸化クロム中のクロム量30
mg/m2)を用いて、銅ワイヤ抵抗シーム溶接法に
より、溶接速度45m/分、電極加圧力40Kgf、重
ね合せ幅0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mmで
溶接を行つて溶接性を調べた。この結果第4図に
示すデータが得られた。第4図は重ね合せ幅と材
料板厚の比と溶接電流の下限電流a及び上限電流
bの関係を示したものである。第4図において下
限電流a及び上限電流bにかこまれた領域cが適
正電流範囲である。又第5図a,b,cに第4図
に示した板厚0.22mmのテインフリースチールを用
い、重ね合せ幅0.4mm、0.5mm、0.6mmで各々溶接し
た場合のシーム溶接部11の断面を示す。第5図
から明らかなように重ね合せ幅が0.5mmの場合に
良好な接合部を得ることができた。 これにより、従来溶接不能といわれたテインフ
リースチールで材料板厚に対する重ね合せ幅の比
が2倍を超え、2.4倍未満に制御することにより
十分広い適正電流範囲すなわち外部的な要因を考
慮して少くとも300A以上が得られることが判明
した。 又溶接部形成は高温の変形抵抗低下部分で生じ
るものであり、シーム溶接部形状と温度分布の両
者が影響するものと考えられ、温度分布は材料板
厚に依存するため、前記適正重ね合せ幅に対する
材料板厚の適用範囲の妥当性について調べた結果
を表1に示す。
【表】
【表】 表1において、材料TFSはクロムタイプのテ
インフリースチールであり、材料LTSは錫付着
量が0.55g/m2のぶりきである。表中の数字は材
料板厚に対する重ね合せ幅の比であり、溶接性評
価結果は〇、△、×で示した。〇は適正電流範囲
が300A以上で溶接性良好の場合、△は適正電流
範囲がOAを超え300A未満の場合で溶接性はやや
良好の場合、×は適正電流範囲が負となり溶接性
が不良の場合である。 この結果、この発明の重ね合せ幅が適用される
材料板厚の適正範囲は0.2mmを超え、0.25mm未満
であることが判明した。 半田づけ缶用ぶりきに比較して、電気抵抗発熱
が局所化かつ不均一となる容器用素材は溶接性が
半田づけ缶用ぶりきより劣ると考えられる。例え
ばめつき金属が錫より硬い場合、あるいは化成処
理被覆が厚い場合に溶接性の低下が知られている
が、この発明はこのような材料すべてに有効なも
のである。 次に、この発明の実施例を示す。 表2に材料板厚が0.22mmの場合の各種材料を銅
ワイヤ抵抗シーム溶接法により溶接した場合の溶
接試験結果を示す。
【表】 この溶接に使用した材料は、錫付着量が2.8
g/m2の半田づけ缶用ぶりきE2.8/2.8、錫付着
量が0.55g/m2のぶりきLTS、Niをめつきした
鋼材及びクロムタイプのテインフリースチール
TFSである。ここで材料板厚に対する重ね合せ
幅の比が2.0倍を超え、2.4倍未満の場合は、いず
れの材料においても十分広い適正電流範囲を有す
る。 以上述べたように、この発明の電気抵抗シーム
溶接法により難溶接材の適正電流範囲が拡大させ
ることができた結果、例えばテインフリースチー
ルのように従来食品缶詰の缶には溶接缶として使
用されなかつた素材を使用して容易に溶接缶を製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は銅ワイヤ抵抗シーム溶接法の構成図、
第2図は第1図の銅ワイヤ抵抗シーム溶接法のZ
型ガイドバーの概略図、第3図はテインフリース
チールのシーム溶接部形状状況の模式図、第4図
はテインフリースチールに関して材料板厚と重ね
合せ幅との比と、溶接電流との関係を示した特性
図、第5図a,b,cは各々重ね合せ幅0.4mm、
0.5mm、0.6mmの場合のシーム溶接部の断面図であ
る。 1……缶胴板、2……銅ワイヤ、3……溶接電
極ローラ、4……Z型ガイドバー、5……地鉄
部、6……金属クロム層、7……水和酸化クロム
層、8……溶接電流経路、9……溶融金属、10
……バリ、a……下限電流、b……上限電流、c
……適正電流領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 錫より硬い金属および金属間化合物が被覆層
    として存在する鋼板のシーム溶接において、材料
    板厚が0.2mmを超え、0.25mm未満の場合に、鋼板
    の重ね合せ幅を材料板厚の2.0倍を超え、2.4倍未
    満とすることにより、バリの発生を抑制して、溶
    接性を向上させることを特徴とする電気抵抗シー
    ム溶接法。
JP58103886A 1983-06-10 1983-06-10 電気抵抗シ−ム溶接法 Granted JPS59229290A (ja)

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JP58103886A JPS59229290A (ja) 1983-06-10 1983-06-10 電気抵抗シ−ム溶接法
CH3144/86A CH668930A5 (fr) 1983-06-10 1984-12-10 Procede de soudage d'un joint par resistance electrique.
DE19843490793 DE3490793T1 (ja) 1983-06-10 1984-12-10
GB08612297A GB2178682B (en) 1983-06-10 1984-12-10 Electric resistance seam welding method
PCT/JP1984/000583 WO1986003442A1 (fr) 1983-06-10 1984-12-10 Procede de soudage continu par resistance electrique
US07/394,143 US5064982A (en) 1983-06-10 1989-08-16 Electric resistance seam welding method

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Publication number Publication date
GB2178682A (en) 1987-02-18
GB8612297D0 (en) 1986-06-25
JPS59229290A (ja) 1984-12-22
WO1986003442A1 (fr) 1986-06-19
DE3490793T1 (ja) 1987-01-29
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