JP2006274324A - 溶接缶用錫めっき鋼板の製造方法と溶接缶用錫めっき鋼板の溶接特性判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 溶接缶用錫めっき鋼板の両側端部の1mm幅部を除く内側領域の表裏両面に付着した金属錫の付着量が素材鋼板1m2 あたり合計 1.0〜2.0 gの範囲内を満足するように、電気錫めっき処理による錫めっきの付着量を調整する。
【選択図】 図1
Description
溶接缶に使用される錫めっき鋼板(以下、溶接缶用錫めっき鋼板という)は図1に示すような構成になっており、その製造工程では、素材となる鋼板2(以下、素材鋼板という)を圧延した後、その素材鋼板2に電気錫めっき処理を施し、さらに合金化処理(いわゆるリフロー処理)を行なって、素材鋼板2の表(おもて)面2aおよび裏面2bともに錫めっき層3を形成する。こうして形成される錫めっき層3は、溶接缶用錫めっき鋼板1の両側端部で厚くなる。この現象はオーバーコートと呼ばれている。オーバーコートが発生する理由は、電気錫めっきを行なう際に、電流が素材鋼板2の両側端部に集中するからである。
分割されたブランク板5は、さらに缶の寸法に応じて分割され、図3に示すように、円筒状に加工され、その端部を重ね合わせてシーム溶接される。ここで、缶胴板のシーム溶接作業で、一般的に問題になるのが、スプラッシユ(散り)の発生や、弱溶接(溶接強度不足)である。スプラッシュは、基本的には、過電流が流れるために発生し、弱溶接は、必要な電流が鋼板同士の接合面に十分に流れないために発生するものである。シーム溶接で、これら両欠陥をともに生じさせないための適正電流範囲(溶接可能範囲、以下単に「ACR」と記す)が存在し、その範囲が大きい方が良い。
たとえば特許文献1には、素材鋼板の表面から深さ20μmの成分とその表面の錫付着量とを規定した溶接缶用錫めっき鋼板が開示されている。特許文献1には、素材鋼板の表面から深さ20μmの成分を所定の範囲内に調整する方法は具体的に開示されていないが、極めて高度な技術を駆使する必要があることは明白である。したがって特許文献1に開示された技術を適用すれば、溶接缶用錫めっき鋼板の製造コストが上昇するのは避けられない。
ところが図1に示すように、溶接缶用錫めっき鋼板1の錫めっき層3は、素材鋼板2のおもて面2aおよび裏面2bともに形成され、それをブランク板5に分割して端部を溶接する際には、図3に示すように素材鋼板おもて面2aに形成された錫めっき層と素材鋼板裏面2bに形成された錫めっき層が接触して溶接される。つまり従来から知られている技術では、素材鋼板2の表裏両面に形成される錫めっき層3の厚さが溶接缶用錫めっき鋼板1の溶接性に影響を及ぼすにも関わらず、片面ずつ錫めっき層3の厚さを測定して、その溶接性を判定している。したがって従来の判定方法では、判定の精度が低下し、各々の付着量が管理範囲内にあるにも関わらず、ACRが狭く、溶接性に問題がある場合があった。
また本発明は、素材鋼板に電気錫めっき処理を施し、さらに合金化処理後、耳切りを施して得た、素材鋼板の表裏両面に錫めっき層を形成した溶接缶用錫めっき鋼板の溶接性を判定する溶接特性判定方法において、溶接缶用錫めっき鋼板の両側端部の1mm幅部を除く内側領域の板幅方向3ケ所以上の測定位置で、素材鋼板の表裏両面に付着した金属錫の付着量をそれぞれ測定し、1対をなす表裏両面の測定値をそれぞれ合算して各測定位置の両面付着量を算出し、各測定位置における両面付着量が素材鋼板1m2 あたり 1.0〜2.0 gの範囲内を満足すれば良好な溶接性が確保できると判定し、各測定位置における両面付着量が素材鋼板1m2 あたり 1.0〜2.0 gの範囲内を外れた場合に溶接不良が発生する可能性が高いと判定する溶接缶用錫めっき鋼板の溶接特性判定方法である。
すなわち図1に示すように、素材鋼板2の表(おもて)面2a(上面ともいう)および裏面2b(下面ともいう)には、いずれも錫めっき層3が形成される。本発明では、溶接缶用錫めっき鋼板の溶接性を確保するために、合金化処理を施した後の金属錫の付着量の好適範囲を規定する。そこで合金化処理条件を調整するとともに、合金化処理に先立って、予め電気錫めっき処理を施す際に、素材鋼板の搬送速度や電極に印加する電圧を調整して錫めっきの厚さを制御することによって、合金化処理を施した後の金属錫の付着量が好適範囲を満足するように調整する。
本発明を適用することによって金属錫の付着量は、図5に示すように素材鋼板2の幅方向のほぼ全域にわたって、均一に分布する。ただし両側端部(幅W1 )では金属錫の付着量が急激に増加している。これは、電気錫めっき処理を行なう際に、図4に示すような遮蔽板8を使用しても、一部の電流が素材鋼板2の両側端部に集中するのを防止できないからである。ただし、その金属錫が多量に付着した部位の幅は10mm程度以下に抑えられ、この金属錫の付着量が急激に増加した両側端部の部位(幅W1 )は、図6に示すように耳切り(除去)され、溶接缶用錫めっき鋼板1として缶の製造工程へ送給される。このような耳切りを行なった溶接缶用錫めっき鋼板1の金属錫の付着量は、素材鋼板2の幅方向全域にわたって概ね均一に分布するが、缶の製造工程でもさらに通常幅方向両側端部で各々1mm以上が除去される。
このようにして缶の製造工程において除去される部分(幅W21)を除く内側の領域における金属錫の付着量は、素材鋼板2の単位面積(=1m2 )あたり、表裏両面(上下両面)に付着した金属錫の測定値が表裏両面の合計で1.0〜2.0 gの範囲内を満足する必要がある。なお金属錫の付着量は、JIS規格G3303 の附属書1に準拠して測定する。
好適例と比較例の溶接缶用錫めっき鋼板を缶の製造工程へ送給し、図2に示すように、幅W21=1mmの除去を行ない、かつ幅W2 =120mm のブランク板5に分割した。さらにブランク板5を長さ210mm に切断して円筒状に加工し、その端部を重ね合わせて溶接を行なった。
缶型 ; 350g飲料缶胴
銅ワイヤー直径; 1.3mm
通板速度 ; 120m/分
溶接圧力 ; 392N(40 kgf)
周波数 ; 700Hz
溶接ラップ代 ; 0.5mm
ここでACRを求めるにあたり、上限電流値はスプラッシュが発生しない電流値とした。また、下限電流値は弱溶接が発生しない電流値をピール溶接強度で評価し、すなわち溶接部の一端に切り込みを入れ、溶接部を缶胴から引き剥がすピールテストにより、溶接部の全長が引きちぎれるものが強度が十分と判定、引き剥がしの途中で接合面が剥離する場合を強度不十分(弱溶接)と判定して、下限電流値を求めた。このようにして求めた上限電流値と下限電流値の差を溶接可能範囲ACRとした。
2 素材鋼板
2a 素材鋼板表面
2b 素材鋼板裏面
3 錫めっき層
4 耳切り部
5 ブランク板
51 缶の製造工程での除去部
6 溶接部
7 電極
8 遮蔽板
9 電流
Claims (4)
- 素材鋼板に電気錫めっき処理を施し、さらに合金化処理後、耳切りを施す前記素材鋼板の表裏両面に錫めっき層を形成した溶接缶用錫めっき鋼板の製造方法において、前記溶接缶用錫めっき鋼板の両側端部の1mm幅部を除く内側領域の表裏両面に付着した金属錫の付着量が前記素材鋼板1m2 あたり合計 1.0〜2.0 gの範囲内を満足するように、前記電気錫めっき処理による錫めっきの付着量を調整することを特徴とする溶接缶用錫めっき鋼板の製造方法。
- 前記電気錫めっき処理を施すにあたって、前記素材鋼板と電極との中間に遮蔽板を前後進可能に配設し、前記電極から前記素材鋼板に流れる電流の一部を前記遮蔽板によって遮断して、前記電流が前記素材鋼板の両側端部に集中するのを防止することを特徴とする請求項1に記載の溶接缶用錫めっき鋼板の製造方法。
- 素材鋼板に電気錫めっき処理を施し、さらに合金化処理後、耳切りを施して得た、前記素材鋼板の表裏両面に錫めっき層を形成した溶接缶用錫めっき鋼板の溶接性を判定する溶接特性判定方法において、前記溶接缶用錫めっき鋼板の両側端部の1mm幅部を除く内側領域の板幅方向3ケ所以上の測定位置で、前記素材鋼板の表裏両面に付着した金属錫の付着量をそれぞれ測定し、1対をなす表裏両面の測定値をそれぞれ合算して各測定位置の両面付着量を算出し、前記各測定位置における両面付着量が前記素材鋼板1m2 あたり 1.0〜2.0 gの範囲内を満足すれば良好な溶接性が確保できると判定し、前記各測定位置における両面付着量が前記素材鋼板1m2 あたり 1.0〜2.0 gの範囲内を外れた場合に溶接不良が発生する可能性が高いと判定することを特徴とする溶接缶用錫めっき鋼板の溶接特性判定方法。
- 前記素材鋼板の表裏両面それぞれ両側端から1mmの位置および板幅方向の中央で前記金属錫の付着量を測定することを特徴とする請求項3に記載の溶接缶用錫めっき鋼板の溶接特性判定方法。
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