CN104936738B - 焊接罐体、焊接罐、焊接罐体的制造方法及焊接罐的制造方法 - Google Patents

焊接罐体、焊接罐、焊接罐体的制造方法及焊接罐的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的焊接罐体通过如下方法构成:对由在无锡钢板或无锡钢板上被覆有树脂覆膜的树脂被覆钢板构成的材料钢板进行成形,将对应的部位相互重叠,对重叠后的部位进行电阻焊而形成焊接部,所述焊接罐体中,所述材料钢板中预定成为所述焊接部的焊接预定部(12)在由构成在所述电阻焊时与电极(A)接触的一侧的电极接触面的两个面和构成利用所述电阻焊将所述材料钢板之间接合的一侧的接合面的两个面构成的四个面中的至少一个面上形成有激光加工部,所述激光加工部分割配置有通过在所述电阻焊前进行激光照射而将铬镀层除去从而使钢板露出的激光照射部。

Description

焊接罐体、焊接罐、焊接罐体的制造方法及焊接罐的制造方法
技术领域
本发明涉及能够在将由镀铬钢板或者在镀铬钢板上被覆有以层压板为代表的树脂覆膜的树脂被覆钢板构成的材料钢板通过利用电阻焊的焊接部进行接合而形成18升罐、普通罐体等焊接罐时提高制罐的生产效率的焊接罐体、焊接罐、焊接罐体的制造方法及焊接罐的制造方法。
本申请基于2013年1月29日在日本提出的特愿2013-014644号要求优先权,将其内容援引于本说明书中。
背景技术
众所周知,18升罐、普通罐体等金属罐体通过如下方法制造:将材料钢板的焊接预定部重叠,通过缝焊法等电阻焊法进行焊接而形成罐体部,在该罐体部安装顶板(底板)。
作为形成这样的焊接罐的材料钢板,使用例如马口铁板、镀铬钢板(以下称为无锡钢板)、在无锡钢板上被覆有树脂覆膜的树脂被覆钢板等。
无锡钢板通常在金属铬的表面上形成有铬水合氧化物,因此,电阻高,难以直接利用使电极接触而通电的电阻焊进行接合。
因此,为了降低电阻而容易进行焊接,作为焊接前处理,进行了通过对焊接部进行物理研磨而除去镀铬覆膜的处理、无锡钢板的镀铬覆膜的改良等。
但是,在对焊接部进行物理研磨的情况下,研磨屑等可能会附着于罐体而残留在罐体内,因此,需要防止残留的研磨屑等在罐体内混入制品中。在填充于罐体内的内容物为食品等的情况下,特别需要注意。
另外,在对焊接部进行物理研磨的情况下,镀铬覆膜被完全除去,因此,在通过修补涂装、修补层压等在焊接部形成树脂覆膜时,焊接部与修补涂装膜、修补层压板等树脂覆膜的密合性降低。
结果,内容物容易渗透到焊接部,而且不会在焊接部形成镀铬覆膜,因此存在如下问题:内容物渗透到焊接部时的耐腐蚀性低,成为腐蚀的主要原因。
因此,为了解决上述问题,例如公开了降低无锡钢板的镀铬覆膜的电阻来形成的技术(例如,参考专利文献1)。
根据专利文献1记载的技术,无锡钢板的电阻低,因此可以确保良好的焊接性,结果,通常可以广泛普及。
另外,为了解决上述问题,例如公开了通过照射激光作为焊接前处理而将无锡钢板的焊接预定部的镀铬覆膜完全除去的利用激光的研磨方法(例如,参考专利文献2)。
根据专利文献2记载的利用激光的研磨方法,能够将利用以往的物理研磨难以完全除去镀铬覆膜的镀层通过激光照射完全除去,能够得到良好的焊接性。此外,在除去镀铬覆膜时几乎不会产生灰尘、屑,因此,能够抑制灰尘、屑等混入罐体内的制品中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公平6-37712号公报
专利文献2:日本特开昭62-34682号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,根据专利文献1公开的技术,水合铬氧化物的量少,电阻降低而使焊接性提高,但与普通的无锡钢板相比,耐腐蚀性降低,因此,在要求充分的耐腐蚀性的用途中,难以作为焊接罐得到稳定的效果。
另外,根据专利文献2公开的技术,利用焊接前处理工序将铬镀层完全除去,因此,在通过电阻焊能够将焊接部有效且稳定地进行接合的方面而言效果高。
但是,为了将焊接部的镀膜完全除去,需要以高输出对焊接部整个面照射激光,每个罐的处理时间延长,而且,在制罐生产线中加入激光研磨工序时,会导致生产线速度的降低而阻碍生产率。
这在将激光研磨技术实用化方面成为一大缺点,导致无法普及。
另外,无法维持焊接部的耐腐蚀性(为了将镀层完全除去,与修补涂料、修补膜的密合性差)也成为利用激光的研磨无法普及的理由。
本发明考虑到这样的情况而完成,其目的在于提供在将由无锡钢板或被覆有以层压板为代表的树脂覆膜的树脂被覆钢板构成的材料钢板利用电阻焊进行接合来制造18升罐、普通罐体等焊接罐时能够解决如下问题中的至少一个的焊接罐体、焊接罐、焊接罐体的制造方法、焊接罐的制造方法:(1)提高成为材料钢板的无锡钢板的焊接预定部在电阻焊中的焊接性;(2)提高作为成为材料钢板的无锡钢板的焊接预定部的焊接前处理的激光加工处理的处理速度;(3)抑制成为材料钢板的无锡钢板的焊接预定部在焊接前处理中的灰尘、屑等的附着、残留;(4)在将成为材料钢板的无锡钢板形成为焊接罐时提高焊接部的密合性。
用于解决问题的方法
本发明的各方式如下所述。
本发明的第一方式为一种焊接罐体,其通过如下方法构成:对由无锡钢板或在无锡钢板上被覆有树脂覆膜的树脂被覆钢板构成的材料钢板进行成形,将对应的部位相互重叠,对重叠后的部位进行电阻焊而形成焊接部,所述焊接罐体中,上述材料钢板中预定成为上述焊接部的焊接预定部在由构成在上述电阻焊时与电极接触的一侧的电极接触面的两个面和构成利用上述电阻焊将上述材料钢板之间接合的一侧的接合面的两个面构成的四个面中的至少一个面上形成有激光加工部,所述激光加工部分割配置有通过在上述电阻焊前进行激光照射而将铬镀层除去从而使钢板露出的激光照射部。
本发明的第二方式为一种焊接罐体的制造方法,其中,对由镀铬钢板或在镀铬钢板上被覆有树脂覆膜的树脂被覆钢板构成的材料钢板进行成形,对上述成形后的材料钢板中构成上述焊接罐体的焊接部的焊接预定部进行激光照射,在由构成在上述电阻焊时与电极接触的一侧的电极接触面的两个面和构成利用上述电阻焊将上述材料钢板之间接合的一侧的接合面的两个面构成的四个面中的至少一个面上形成激光加工部,所述激光加工部分割配置有将铬镀层除去而使钢板露出的激光照射部,将上述成形后的材料钢板的焊接预定部相互重叠,对上述重叠后的部位进行电阻焊而形成焊接部,由此进行连接而形成上述焊接罐体。
本发明的第三方式为一种焊接罐,其通过在本发明的第一方式的的焊接罐体的开口部安装顶板和底板中的任意一者或两者而形成。
本发明的第四方式为一种焊接罐的制造方法,其中,在本发明的第二方式的焊接罐体的制造方法中,在焊接罐体的开口部安装顶板和底板中的任意一者或两者而形成焊接罐。
根据本发明的焊接罐体、焊接罐、焊接罐体的制造方法和焊接罐的制造方法,由无锡钢板或树脂被覆钢板构成的材料钢板的焊接预定部在由构成在电阻焊时与电极接触的一侧的电极接触面的两个面和构成利用电阻焊将材料钢板之间接合的一侧的接合面的两个面构成的四个面中的至少一个面上形成有激光加工部,所述激光加工部分割配置有通过激光照射将铬镀层除去而使钢板露出的激光照射部。结果,能够提高对焊接预定部进行电阻焊时的焊接性。
另外,通过将焊接预定部的激光照射部分割,能够以高速加工激光加工部。
本说明书中,树脂被覆钢板是指在无锡钢板的单侧或两侧的表面上形成有树脂覆膜的钢板,树脂覆膜包含例如通过涂装(涂布、喷雾等)、印刷、蒸镀等覆膜形成手段形成在无锡钢板的表面的树脂覆膜、使层压膜等与无锡钢板分开形成的树脂覆膜与无锡钢板的表面一体化而形成的材料。
另外,作为树脂,包含聚丙烯树脂(PP)、聚乙烯树脂(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂、环氧树脂等能够形成树脂覆膜的材质。
本说明书中,激光照射部是指被覆于形成材料钢板的无锡钢板(包括树脂被覆钢板)的铬镀层通过照射激光而被除去的部分。另外,激光加工部是指激光照射部和非照射部混合存在的焊接预定部。
另外,本说明书中,激光照射部分割配置是指,激光照射部在沿材料钢板的表面上的至少任意一个方向延伸的直线上分割配置。例如,可以是在由直线的集合(包含平行配置的直线的集合、相互交叉地配置的集合(这种情况下,由交叉的直线包围的区域可以孤立))构成的直线与直线之间形成有间隙的形态,不需要在所有方向上以分割的点的集合的形式构成。
本发明的第一方式或第二方式中,优选使上述激光照射部的铬的附着量以金属铬换算计为5mg/m2以下。
根据本发明的焊接罐体、焊接罐体的制造方法,通过激光照射将铬镀层除去,使激光照射部的铬的附着量以金属铬换算计为5mg/m2以下,由此,能够降低接触部的电阻、提高焊接稳定性。
本发明的第一方式或第二方式中,优选使激光照射部在上述激光加工部中所占的面积为10%以上且90%以下。
根据本发明的焊接罐体、焊接罐体的制造方法,激光照射部的面积在上述焊接部的激光加工部为10%以上且90%以下,因此,焊接性提高,并且,在通过修补涂装、修补层压等在焊接部形成树脂覆膜时,修补涂装膜、修补层压板等树脂覆膜的密合性提高,进而能够提高耐腐蚀性。
本发明的第一方式或第二方式中,优选在构成上述焊接部的四个面中的两个上述电极接触面上形成有上述激光加工部。
根据本发明的焊接罐体、焊接罐体的制造方法,两个电极接触面成为激光加工部,因此,与在构成焊接部的所有面(四个面)上形成激光加工部的情况相比,能够削减成本。
另外,与在将材料钢板之间接合的两个接合面上形成激光加工部的情况相比,能够确保电阻焊中的可焊接范围(以下称为ACR)较宽,焊接性良好。
发明效果
根据本发明的焊接罐体、焊接罐、焊接罐体的制造方法和焊接罐的制造方法,在材料钢板中构成焊接部的四个面中的至少一个面上形成有激光加工部,所述激光加工部分割配置有通过激光照射形成、将铬镀层除去而使钢板露出的激光照射部,因此,作为整体的电阻降低,能够提高电阻焊时的焊接性。
另外,通过将焊接预定部的激光照射部分割,能够以高速实施作为焊接前处理的激光处理。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的方形罐的概略构成的一例的图。
图2A是表示第一实施方式的方形罐的制造工序的概略的一例的立体图,是表示从激光照射装置照射激光而在材料钢板上形成激光加工部的状态的图。
图2B是表示第一实施方式的方形罐的制造工序的概略的一例的立体图,是表示通过对罐体半成品进行缝焊而将焊接预定部接合的状态的图。
图2C是表示第一实施方式的方形罐的制造工序的概略的一例的立体图,是表示所制造的罐体的图。
图3是表示构成第一实施方式的材料钢板的无锡钢板的概略构成的一例的截面图。
图4是表示在第一实施方式的焊接罐的制造工序中通过激光照射在材料钢板上形成激光加工部的工序的一例的概略图。
图5是对在第一实施方式的无锡钢板上形成的激光照射部的概略构成的一例进行说明的截面图。
图6A是表示第一实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板上的激光加工部的配置的一例的概略图。
图6B是表示在第一实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板上形成的激光加工部的激光照射部的配置的概略构成的一例的图。
图7A是表示在第一实施方式的焊接罐的制造工序中对焊接预定部进行电阻焊的状态的一例的图,是表示利用电极辊对焊接罐体的焊接预定部进行缝焊的状态的概略的图。
图7B是表示在第一实施方式的焊接罐的制造工序中进行电阻焊后的焊接预定部的激光加工部的截面的配置的一例的图。
图8A是对改变了第一实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板的激光加工部的激光照射部的配置的第一变形例的概略构成进行说明的图。
图8B是对改变了第一实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板的激光加工部的激光照射部的构成的第二变形例的概略构成进行说明的图。
图9A是对本发明的第二实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板的激光加工部的激光照射部的概略构成的一例进行说明的图。
图9B是对改变了本发明的第二实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板的激光加工部的激光照射部的配置的第一变形例的概略构成进行说明的图。
图9C是对改变了本发明的第二实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板的激光加工部的激光照射部的配置的第二变形例的概略构成进行说明的图。
图9D是对改变了本发明的第二实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板的激光加工部的激光照射部的配置的第三变形例的概略构成进行说明的图。
图10是对在本发明的第三实施方式的焊接罐体的制造工序中对焊接预定部进行电阻焊时材料钢板上的激光加工部的配置的概略构成的一例进行说明的图。
图11是表示本发明的第四实施方式的焊接罐体中使用的层压钢板的概略构成的一例的截面图。
图12是表示本发明的第五实施方式的圆筒形罐的概略构成的一例的图。
图13A是表示第五实施方式的圆形罐的制造工序的概略的一例的立体图,是表示从激光照射装置照射激光而在材料钢板上形成激光加工部的状态的图。
图13B是表示第五实施方式的圆形罐的制造工序的概略的一例的立体图,是表示通过对罐体半成品进行缝焊而将焊接预定部接合的状态的图。
图13C是表示第五实施方式的圆形罐的制造工序的概略的一例的立体图,是表示所制造的罐体的图。
图14是表示用于说明本发明的实施例的焊接部的激光加工部的概略构成的一例的图。
具体实施方式
因此,发明人对由无锡钢板或被覆有以层压板为代表的树脂覆膜的树脂被覆钢板构成的材料钢板的焊接预定部在电阻焊中的焊接性的提高进行了深入研究,结果得到如下见解:通过特意地局部残留由铬镀层构成的绝缘覆膜,能够实现利用激光照射的镀铬覆膜的除去的高速化,能够提高焊接修补部或层压修补部的密合性,进而提高焊接部的耐腐蚀性,从而完成了本发明。以下,对本发明的各实施方式进行详细说明。
<第一实施方式>
以下,参考图1至图8B对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是表示本发明的第一实施方式的罐体的概略构成的图,标号W0表示例如18L方罐(Square Can)(焊接罐)等方形罐,标号W1表示焊接罐体,标号11表示焊接罐体的焊接部。
如图1所示,方形罐W0具备例如形成为筒状的罐体W1、顶板W11和底板W12,顶板W11和底板W1安装在焊接罐体W1的两端的开口部。
在顶板W11上形成有用于向方形罐W0的内部填充内容物或者使内容物向外部流出的孔H1。
另外,罐体W1例如通过如下方法接合:将成形后的材料钢板弯曲而将对应的边的缘部之间重叠,对重叠的部分进行电阻焊而形成焊接部11。
接着,参考图2A~图2C对第一实施方式的罐体W的制造方法的概略进行说明。图2A~图2C是表示形成第一实施方式的罐体W1为止的制造工序的概略的立体图。
首先,如图2A所示,在使材料钢板M沿箭头T1方向流动的同时,从激光照射装置L1、L3向材料钢板M照射例如脉冲状的激光,形成激光加工部。
在此,图2A中,设置有4台激光照射装置L1、L2、L3、L4,但在本实施方式中,不使用将激光用虚线的圆锥部示出的激光照射装置L2、L4,而使用将激光用实线的圆锥部示出的激光照射装置L1、L3。
另外,激光照射装置L1形成在图中的表面侧形成的激光加工部G1,激光照射装置L3形成在图中的背面侧形成的激光加工部G3。
接着,如图2B所示,以使激光加工部G1和激光加工部G3彼此相向的方式将材料钢板M弯曲,将成形的材料钢板M的应当被接合的缘部(相对应的部位)之间重叠,形成能够对构成焊接部11的焊接预定部12进行焊接的状态的罐体半成品W2。需要说明的是,本实施方式中,激光加工部G形成至材料钢板M的端面。
然后,在使形成的罐体半成品W2沿箭头T2方向移动的同时,将焊接预定部12用电极辊A(A1、A2)夹持并通电,对焊接预定部12进行缝焊(电阻焊),由此形成焊接部11,将焊接预定部12接合。
经过图2A、图2B,制造如图2C所示的罐体W1。
然后,在罐体W1上卷封安装顶板W11和底板W12,由此制造方形罐W0。
接着,参考图3对第一实施方式的罐体W中使用的材料钢板M的概略构成进行说明。图3是表示第一实施方式的材料钢板M的概略构成的截面图,在本实施方式中,材料钢板M是通常作为罐用材料使用的无锡钢板。
构成材料钢板M的无锡钢板具备钢板M1、施加在钢板M1的两侧表面的铬镀层M2和形成在铬镀层M2的两侧表面的铬水合氧化物的层M3而构成。
利用该构成,无锡钢板的铬镀覆膜的电阻高,因此,进行物理研磨作为电阻焊的前处理,但在通常的物理研磨中,可能会附着研磨粉、屑。
接着,参考图4对第一实施方式的罐体W的制造工序中的激光照射工序的概略进行说明。图4是表示第一实施方式的罐体W的制造工序中的激光照射工序的概略的图。
激光照射工序中,例如,如上述的图2A和图4所示,使用4台激光照射装置L1、L2、L3、L4。在此,激光照射装置L1和激光照射装置L4、激光照射装置L2和激光照射装置L3各自相对配置。
激光照射装置L1、L2、L3、L4对位于构成焊接部11的材料钢板M的缘部的焊接预定部12照射例如脉冲状的激光,除去材料钢板M的铬镀层。
通过将材料钢板M的铬镀层除去,形成分布有使钢板M1露出的激光照射部的激光加工部G。
需要说明的是,图4所示的激光加工部G概念性地示出激光加工部G的位置,为了容易看到,强调表达了厚度方向。
在本实施方式中,如上所述,不使用将激光用虚线的圆锥部示出的激光照射装置L2、L4,而使用将激光用实线的圆锥部示出的激光照射装置L1、L3。
通过使用激光照射装置L1、L3,在材料钢板M中彼此位于相反侧的表面并且通过重叠对应的缘部形成激光加工部G1、G3。
接着,参考图5对在第一实施方式的材料钢板M上形成的激光照射部的概略构成进行说明。图5是表示在第一实施方式的材料钢板M上形成激光照射部的概略构成的截面图。需要说明的是,在图5中,激光照射部仅形成在一个面上。
如图5所示,激光照射部13从材料钢板M的表面贯通铬镀层的层M2和铬水合氧化物的层M3,形成至到达钢板M1。
另外,激光照射部13的铬的附着量例如优选为5mg/m2以下。
另外,激光照射部13的面积在焊接部的区域内优选为10%以上且90%以下。此外,进一步优选为20%以上且50%以下。
需要说明的是,在测定焊接部11(焊接预定部12)的区域内的激光照射部13的面积的情况下,例如,观察激光加工部G内的任意的1mm×1mm的区域内的激光照射部13的面积率等的方法是有效的。
这样,在材料钢板M的一部分,钢板M1露出,剩余部分为铬水合氧化物的层M3,由此,在钢板M1露出的激光照射部13,电阻降低,通电变得容易,因此焊接性提高。
结果,在形成有铬水合氧化物的层M3的部分,能确保修补涂装等中的涂膜等的密合性和耐腐蚀性良好,焊接部的修补涂装膜、修补层压板等树脂覆膜的密合性提高。
另外,与利用激光的整面剥离相比,所需的激光的能量大幅减少,因此,能够以高速形成激光加工部,能够跟随通常的制罐速度,因此,实用化变得容易。
另外,通过控制激光照射部13的配置,与在物理研磨中残留镀铬覆膜不同,能够使焊接部的电阻均匀降低,能够确保稳定的焊接性。
接着,参考图6A、图6B对第一实施方式的罐体W1中使用的材料钢板上的激光加工部G的配置等进行说明。
图6A是表示第一实施方式的罐体W1中使用的材料钢板M上的激光加工部G(G1、G3)的配置的一例的概略图,图6B是表示激光加工部G的激光照射部13的概略构成的一例的图。
关于材料钢板M上的激光加工部G的配置,如图6A所示,例如在材料钢板M的一侧的表面上形成有激光加工部G1,在材料钢板M的另一侧的表面上形成有激光加工部G3。
激光加工部G1和激光加工部G3均位于构成焊接部11的部位,形成焊接预定部12。
另外,如图6B所示,激光加工部G的激光照射部13的配置构成例如由沿激光加工部G的宽度方向形成的多个激光照射部13的集合13X和沿与激光照射部13的集合13X正交的长度方向形成的多个激光照射部13的集合13Y构成。
利用该构成,能够在激光加工部G内的焊接部11的规定区域均等地配置激光照射部13。另外,对于照射部13以外的部分,也能够均等地进行配置。
接着,参考图7A、图7B对第一实施方式的焊接罐的制造工序中的、焊接预定部12的电阻焊的概略进行说明。
图7A是表示在第一实施方式的焊接罐的制造工序中对焊接预定部12进行电阻焊的状态的图,是表示利用电极辊A1、A2对罐体半成品W2的焊接预定部12进行缝焊的状态的概略的图。
另外,图7B是表示在第一实施方式的焊接罐的制造工序中焊接预定部12的激光加工部G的配置的一例的图。
罐体半成品W2的焊接预定部12的电阻焊中,例如,使形成的罐体半成品W2沿焊接预定部12的长度方向移动,并且利用电极辊A1、电极辊A2夹持并进行通电,由此,形成焊接部11而将对象部位连接。
另外,关于在对焊接预定部12进行缝焊时焊接预定部12的激光加工部G的配置,在本实施方式中,例如,在与电极辊A1接触的一侧的表面上配置有激光加工部G1,在与电极辊A2接触的一侧的表面上配置有激光加工部G3。
另外,材料钢板M之间接触的界面侧各自不配置激光加工部G而残留有铬镀层。
接着,参考图8A、图8B对第一实施方式的罐体W1中使用的材料钢板的激光加工部G的激光照射部13的构成的变形例进行说明。图8A、图8B是对第一实施方式的罐体W1中使用的材料钢板M的激光加工部G的激光照射部13的配置变形例的概略构成进行说明的图。图8A、图8B中,例如,将激光加工部G的长度方向用Y表示。
图8A是表示第一实施方式的第一变形例的图,例如,激光照射部13为如下构成:在激光加工部G的宽度方向(X方向)上等间隔地配置,且在X方向上等间隔地配置的激光照射部13的组在激光加工部G的长度方向(Y方向)上重复配置。需要说明的是,激光照射部13之间的间隔在X方向、Y方向上设定为与激光照射部13大致相同的尺寸。
图8B是表示第一实施方式的第二变形例的图,例如,激光照射部13为如下构成:在激光加工部G的宽度方向(X方向)上等间隔地配置,且在X方向上等间隔地配置的激光照射部13的组在激光加工部G的长度方向(Y方向)上以使X方向的位置错开半个间距的方式重复配置。需要说明的是,激光照射部13之间的间隔在X方向、Y方向上设定为与激光照射部13大致相同的尺寸。
根据第一实施方式的罐体W1、方形罐W0,在材料钢板M的焊接预定部12中构成电极接触面的两个面上形成有激光加工部G1、G3,能够降低接触电阻,因此,能够有效地对焊接预定部12进行缝焊。
另外,通过将焊接预定部12的激光照射部13分割配置,能够以高速形成激光加工部G。
另外,根据第一实施方式的罐体W1、方形罐W0,使激光照射部13的铬的附着量以金属铬换算计为5mg/m2以下,因此,能够稳定地对焊接预定部12进行缝焊。
另外,根据第一实施方式的罐体W1、方形罐W0,激光照射部13的面积在例如焊接部11的任意的1mm×1mm的区域内为10%以上且90%以下。
在焊接部11的任意的1mm×1mm的区域内为10%以上且90%以下,因此,焊接性提高,并且对焊接部11进行修补涂装、修补层压时修补涂装膜、修补层压板等形成的树脂覆膜的密合性提高,进而能够提高耐腐蚀性。
另外,面积率为20~50%时,ACR宽,并且与整面研磨(将激光加工部整面的铬除去)相比能够使除去铬的面积充分小。
结果,能够减小激光加工部G的每单位面积的激光输出,即使每单位时间的激光输出相同,也能够更高速地形成激光加工部G,从而更优选。
另外,根据第一实施方式的罐体W1、方形罐W0,两个电极接触面成为激光加工部G,因此,与在构成焊接部11的所有面(四个面)上形成激光加工部的情况相比,能够削减成本。
另外,与在将材料钢板M之间接合的两个接合面上形成激光加工部G的情况相比,能够确保缝焊中的ACR较宽,能够提高焊接性。
一般而言,通过使材料之间的接触电阻比与电极接触的一面的接触电阻高,钢板之间的界面充分熔融,不易飞出飞溅物、灰尘等,因此,ACR变得特别宽而变得良好。在此,飞溅物是指材料钢板M从焊接部以针状飞出而附着于焊接罐或焊接罐体的物质。
即,在电阻焊中,在电阻高的部分引起发热,因此,电极与材料钢板的接触部分通常利用电极冷却,但电极本身的电阻低,因此,与电极与材料钢板的接触部(电极-钢板界面)相比,材料钢板M之间的接合部(钢板-钢板界面)的电阻高,在接合面显著发热、熔融而能够进行稳定的焊接。
但是,在材料钢板M之间的接合部形成激光加工部时,整体的电阻降低,焊接性提高,但另一方面,在电极与材料钢板M的接触部分的发热有时会变得比接合部的发热更大,在材料钢板M的电极侧容易熔融。
因此认为,在电极与材料钢板M的接触部形成激光加工部而使电极与材料钢板M的接触部的电阻降低在使ACR增宽的方面是有效的。
<第二实施方式>
以下,参考图9A~图9D对本发明的第二实施方式进行说明。
图9A是表示第二实施方式的焊接罐体中使用的材料钢板的激光加工部G的激光照射部的构成的概略图,图9B~图9D是对第二实施方式的变形例进行说明的概略图。图9A~图9D中,例如,将激光加工部G的长度方向用Y表示、宽度方向用X表示。
第二实施方式的激光加工部G例如为如下构成:如图9A所示,在Y方向上具有规定长度的激光照射部13在X方向上配置有多个,在X方向上邻接的激光照射部13在Y方向上以相互错开半个间距的方式配置有多个。
需要说明的是,激光加工部G的形成可以使用脉冲激光、连续激光中的任意一种,激光照射部13的长度可以根据需要任意地进行设定。
关于第二实施方式的第一变形例的激光加工部G的构成,例如为如下构成:如图9B所示,在Y方向上具有规定长度的激光照射部13在X方向上配置有多个,相同的激光照射部13在Y方向上配置有多个。
关于第二实施方式的第二变形例的激光加工部G的构成,例如为如下构成:如图9C所示,从激光加工部G的长度方向的端部至端部连续形成的激光照射部13在X方向上以隔开规定间隔的方式配置有多个。
关于第二实施方式的第三变形例的激光加工部G的构成,例如为如下构成:如图9D所示,从激光加工部G的X方向的端部至端部连续形成的激光照射部13在Y方向上以隔开规定间隔的方式配置有多个。
<第三实施方式>
以下,参考图10对本发明的第三实施方式进行说明。
图10是对在第三实施方式的焊接罐体的制造工序中对焊接预定部12进行缝焊时材料钢板M上的激光加工部G的配置的概略构成进行说明的图。
第三实施方式与第一实施方式不同的点在于,在第一实施方式中,在焊接预定部12中构成电极接触面的两个面上形成有激光加工部G1、G3,与此相对,在第三实施方式中,在构成电极接触面的两个面上形成有激光加工部G1、G3。
另外,在第三实施方式中,在构成材料钢板M之间所接合的界面侧的接合面的两个面上也形成有激光加工部G2、G4,在构成焊接部11的四个面上均形成有激光加工部G。其他与第一实施方式相同,因此省略说明。
<第四实施方式>
以下,参考图11对本发明的第四实施方式进行说明。
图11是表示第四实施方式的由层压钢板(树脂被覆钢板)MR构成的材料钢板的概略构成的截面图。
第四实施方式与第一实施方式不同的点在于,使用层压钢板MR作为构成罐体W1的材料钢板。其他与第一实施方式相同,因此省略说明。
如图11所示,层压钢板MR具备钢板M1、施加在钢板M1的两侧表面的铬镀层M2、生成在铬镀层M2的两侧表面的铬水合氧化物层M3和形成在铬水合氧化物层M3的两侧表面的层压膜F。另外,在本实施方式中,层压膜F未覆盖焊接预定部12。需要说明的是,图11中,没有对层压膜F进行详细说明,但可以应用与内容物相对应的各种层压膜,另外,也可以在具有功能不同的多个层的层压膜的情况下应用。
<第五实施方式>
以下,参考图12、图13A~图13C对本发明的第五实施方式进行说明。
图12是表示本发明的第五实施方式的罐体的概略构成的图,标号W10表示例如桶罐等外周形成为圆筒形的圆筒形罐(焊接罐),标号W1A表示罐体(焊接罐体),标号11A表示罐体W1A和焊接罐W1A的焊接部。
如图12所示,圆筒形罐W10具备例如形成为圆筒形的罐体W1A、顶板W11A和底板W12A,顶板W11A和底板W12A安装在罐体W1A的两端的开口部。
在顶板W11A上形成有用于向圆筒形罐W10的内部填充内容物或者使内容物向外部流出的孔H1A。
另外,罐体W1A例如通过如下方法接合:将成形后的材料钢板弯曲而将对应的边的缘部之间重叠,对重叠的部分进行电阻焊而形成焊接部11A。
接着,参考图13A~图13C对第五实施方式的罐体W的制造方法的概略进行说明。图13A~图13C是表示形成第五实施方式的罐体W1A为止的制造工序的概略的立体图。
首先,如图13A所示,在使材料钢板M沿箭头T1方向流动的同时,从激光照射装置L1、L3向材料钢板M照射例如脉冲状的激光,形成激光加工部。
在此,图13A中,设置有4台激光照射装置L1、L2、L3、L4,但在本实施方式中,不使用将激光用虚线的圆锥部示出的激光照射装置L2、L4,而使用将激光用实线的圆锥部示出的激光照射装置L1、L3。
另外,激光照射装置L1形成在图中的表面侧形成的激光加工部G1,激光照射装置L3形成在图中的背面侧形成的激光加工部G3。
接着,如图13B所示,以使激光加工部G1和激光加工部G3彼此相向的方式将材料钢板M弯曲,将成形的材料钢板M的应当被接合的缘部(相对应的部位)之间重叠,形成能够对构成焊接部11A的焊接预定部12A进行焊接的状态的罐体半成品W2A。需要说明的是,本实施方式中,激光加工部G形成至材料钢板M的端面。
然后,在使形成的罐体半成品W2A沿箭头T2方向移动的同时,将焊接预定部12A用电极辊A(A1、A2)夹持并通电,对焊接预定部12A进行缝焊(电阻焊),由此形成焊接部11A,将焊接预定部12A接合。
经过图13A、图13B,制造如图13C所示的罐体W1A。
然后,在罐体W1A上卷封安装顶板W11A和底板W12A,由此制造圆筒形罐W10。
需要说明的是,本发明不限于上述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,对方形罐W0和圆筒形罐W10以及与它们相对应的罐体W1、W1A进行了说明,但也可以应用于例如五加仑罐、果冻罐、包含饮料用途的三片罐等其他形状的焊接罐、该焊接罐中使用的焊接罐体。
另外,在上述实施方式中,对向无锡钢板照射脉冲激光来进行激光加工处理的情况进行了说明,但也可以设定为例如连续照射激光来形成激光加工部G的构成。
另外,在上述实施方式中,对激光照射部的铬的附着量为5mg/m2以下的情况下进行了说明,但铬的附着量可以在能够对焊接预定部进行电阻焊的范围内任意设定,为了提高焊接性,降低残留铬的附着量是有效的。
另外,在上述实施方式中,对激光照射部的面积率在例如焊接部的1mm×1mm的区域内为10%以上且90%以下的情况进行了说明,但焊接部11的激光照射部13的面积率可以在能够对焊接预定部12进行电阻焊的范围内任意设定。例如,为了提高焊接性,提高焊接预定部12的激光照射部13的面积率是有效的。另外,为了提高对焊接部进行修补涂装、修补层压时的密合性而提高耐腐蚀性,降低激光照射部的密度是有效的。
另外,在上述实施方式中,对材料钢板为无锡钢板或层压钢板的情况进行了说明,但也可以设定为在作为母材的钢板的一侧的表面上施加铬镀层、在另一侧的表面施加有铬镀层的表面侧上施加层压板的构成。另外,如前所述,层压板层可以具有多个层。
[实施例]
以下,参考表1对本发明的实施例进行说明。
表1是表示使用本发明的实施例1~实施例13和比较例1、2进行的、关于高速焊接性、涂料密合性、耐腐蚀性、焊接性的评价结果的表。
以下,实施例1~13、和比较例1、2使用在厚度为0.32mm、调质度为T4CA的冷轧钢板上施加有铬镀层的无锡钢板来制备。实施例1~13和比较例1、2的激光照射部在焊接部所占的面积率(%)、焊接部中激光加工部的配置(A、B、C)、激光照射部的铬的附着量(mg/m2)如表1所示。
另外,高速焊接性、涂料密合性、耐腐蚀性、焊接性通过如下所示的方式进行评价。
需要说明的是,表1所示的、焊接部中激光加工部的配置(A、B、C)如图14所示,图14示出了构成焊接部的四个面上的激光加工部的配置(形成的有无)。
[高速焊接性评价]
焊接性试验中,将对整面进行激光照射并且使激光照射部的Cr附着量为1mg/m2以下的情况设定为100%输出来进行比较。将在形成相同面积的激光加工部时所需的输出超过90%的情况记作不合格(×),将在形成相同面积的激光加工部时所需的输出超过50%且为90%以下的情况记作合格(○),将在形成相同面积的激光加工部时所需的输出为50%以下的情况记作优良(◎)。
[涂料密合性评价]
在形成有激光加工部的表面上涂布环氧系涂料,接着进行220℃×10分钟的烧结,实施厚度为5μm的涂装。接着,在涂装样品的涂装面上划出纵横为2mm间隔的棋盘状的划线。划线设定成深度为充分到达钢基层的划线。
接着,在涂装面的划线部粘贴ニチバン(注册商标)制赛璐玢胶带(LP24)。此时,在从卷状的胶带解开胶带的同时粘贴到样品上。然后,在胶带粘贴部分连续设置非胶粘部,将其作为胶带端。另外,以使胶带与样品充分密合的方式从上方按压胶带粘贴部。
将通过上述方法制作的样品固定,抓住胶带端,沿相对于样品平面为45°的方向用力牵拉,由此实施胶带剥离。胶带剥离后,将涂装发生了剥离的样品记作×,将涂装未发生剥离的样品记作○。
[耐腐蚀性评价]
在形成有激光加工部的样品的两面上涂布环氧系涂料,接着进行220℃×10分钟的烧结,在两面实施厚度为5μm的涂装。接着,将涂装样品剪断成70mm×70mm的大小,在形成有激光加工部的表面侧划出两条对角线状的划线。划线设定成深度为充分到达钢基层的划线。
接着,制备腐蚀液。腐蚀液使用氯化钠与柠檬酸的混合水溶液以达到氯化钠1.5重量%、柠檬酸1.5重量%的方式来制备。
接着,准备50mmφ的筒状的带盖管。在筒状管上安装盖,以盖为底而形成杯状,填充之前制备的腐蚀液。将样品当作上盖,以使划线面的中央部移到管的中央内侧的方式盖到填充有腐蚀液的管上,以即使将管和样品晃动地反过来也不会漏液的方式进行捆扎。接着,以使样品移到下侧的方式翻转,装入到恒温槽中,使其经时38℃×4天。
将经时后的样品取出,观察腐蚀状态。将仅在划线部发生腐蚀的样品记作○,将腐蚀发展到涂装覆膜下的样品记作×。
[焊接性评价]
使用在厚度为0.32mm、调质度为T4CA的冷轧钢板上施加有铬镀层的无锡钢板,在焊接部形成实施例和比较例的激光加工部,接着,利用缝焊法进行焊接。焊接电流过高时,产生灰尘、飞溅物而变得不良,另一方面,焊接电流过低时,焊接的接合力减弱而变得不良。将可以充分得到焊接接合力并且不产生灰尘、飞溅物的范围称为可焊接电流范围(ACR),ACR越宽,焊接的稳定性越高。
因此,将焊接电流范围低于1A的情况记作×,将焊接电流范围为1A以上且低于3A的情况记作〇,将焊接电流范围为3A以上的情况记作◎,将焊接电流范围为1A以上记作合格。
[评价结果]
(1)实施例1~13得到了高速焊接性、涂料密合性、耐腐蚀性、焊接性全都良好的结果。
(2)实施例2~7得到了焊接性特别优良的结果(◎)。
(3)实施例8、9中,除了激光加工部Cr附着量为3mg/m2、5mg/m2以外,条件与实施例2相同,但由于残留Cr附着量多,焊接性为○。
(4)实施例10~12中,除了激光加工部对象面为B(仅在两个电极接触面中的一个面上形成激光加工部)以外,条件与实施例3~5相同,但由于激光加工部为单面,因此焊接性为○。
(5)比较例1中,激光加工部的激光照射部的面积率为100%,在构成焊接部的部分中与电极接触的两个面上形成有激光照射部。结果,得到了高速焊接性、涂料密合性、耐腐蚀性差的结果。
(6)比较例2中,激光加工部的激光照射部的面积率为0%,焊接部全部为激光非照射部,不具有激光照射部,因此在本申请的保护范围之外。结果,焊接性为×。
如上所述,与以往的激光研磨方法(参考专利文献2)中对焊接部的整面照射激光(研磨面积率100%(完全没有研磨残留))的情况相比,通过设置激光照射部和非照射部,高速焊接性、涂料密合性、耐腐蚀性提高。
另外,与利用激光的整面剥离相比,每单位面积所需的激光的能量减少,因此,如果激光的每单位时间的能量(输出)恒定,则能够以高速形成激光加工部。
另外,即使是激光照射部(研磨部),残留铬量以金属铬换算计为5mg/m2以下,可以确保稳定的焊接性。
产业上的可利用性
根据本发明,能够提高对材料钢板进行电阻焊时的焊接性,因此能够在产业上利用。
标号说明
W0 方形罐(焊接罐)
W10 圆筒形罐(焊接罐)
W1、W1A 罐体(焊接罐体)
W11、W11A 顶板
W12、W12A 底板
M 材料钢板
MR 层压钢板(材料钢板、树脂被覆钢板)
M1 钢板
M2 铬镀层的层
M3 铬水合氧化物的层
F 层压膜(树脂覆膜)
A、A1、A2 电极辊(电极)
G、G1、G2、G3、G4 激光加工部
11 焊接部
12 焊接预定部
13 激光照射部

Claims (8)

1.一种焊接罐体的制造方法,其中,
对由镀铬钢板或在镀铬钢板的表面上被覆有树脂覆膜的树脂被覆钢板构成的材料钢板进行成形,
对所述成形后的材料钢板中构成所述焊接罐体的焊接部的焊接预定部进行激光照射,在由构成在电阻焊时与电极接触的一侧的电极接触面的两个面和构成利用所述电阻焊将所述材料钢板之间接合的一侧的接合面的两个面构成的四个面中的至少一个面上形成激光加工部,所述激光加工部分割配置有将铬镀层除去而使钢板露出的激光照射部,从而使焊接部的电阻均匀降低,
将所述成形后的材料钢板的焊接预定部相互重叠,
对所述重叠后的部位进行电阻焊而形成焊接部,由此进行连接而形成所述焊接罐体。
2.如权利要求1所述的焊接罐体的制造方法,其特征在于,所述激光照射部的铬的附着量以金属铬换算计为5mg/m2以下。
3.如权利要求1或2所述的焊接罐体的制造方法,其中,所述激光照射部的面积在所述焊接部的激光加工部为10%以上且90%以下。
4.如权利要求1或2所述的焊接罐体的制造方法,其中,在构成所述焊接部的四个面中的两个所述电极接触面上形成有所述激光加工部。
5.如权利要求3所述的焊接罐体的制造方法,其中,在构成所述焊接部的四个面中的两个所述电极接触面上形成有所述激光加工部。
6.一种焊接罐的制造方法,其中,在通过权利要求1~5中任一项所述的焊接罐体的制造方法形成的焊接罐体的开口部安装顶板和底板中的任意一者或两者而形成焊接罐。
7.一种焊接罐体,其通过权利要求1~5中任一项所述的焊接罐体的制造方法得到。
8.一种焊接罐,其通过在权利要求7所述的焊接罐体的开口部安装顶板和底板中的任意一者或两者而形成。
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