JP6518160B2

JP6518160B2 - 亜鉛めっき鋼板の溶接方法

Info

Publication number: JP6518160B2
Application number: JP2015147842A
Authority: JP
Inventors: 実宮田; 励一鈴木
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2035-07-27
Also published as: CN107848058A; JP2017024059A; US20190009355A1; KR102004103B1; KR20180020293A; EP3330031A1; EP3330031A4; WO2017018201A1; US10682718B2; EP3330031B1; CN107848058B

Description

本発明は、自動車部品等で用いられる溶接方法に係り、特に、耐食性が重視され、亜鉛めっき鋼板が使用されている部分に用いられる亜鉛めっき鋼板の溶接方法に関するものである。

一般に、自動車部品である車輪に関連する足回り部品や、車体において路面と対面する部分の下回り部品では、耐食性が高い亜鉛めっき鋼板が使用される場合がある。例えば、自動車の足回り部品である、サスペンションメンバーやサスペンションアームは、亜鉛めっき鋼板が用いられている。そして、使用される亜鉛めっき鋼板は、溶接が施される場合が多く、当該溶接の後で塗装されることとなる。

前記した亜鉛めっき鋼板の溶接においては、亜鉛がアーク熱により蒸発するが、この際に生じる亜鉛蒸気は、溶融金属中を貫通もしくは部分的に溶融金属に取り込まれ、気孔（ブローホール）となる場合がある。気孔の発生量が多いほど、亜鉛めっき鋼板の溶接においては、耐気孔性が悪いと評することになる。
前記した耐気孔性の改善という課題に対して、従来より様々な提案がなされている。例えば、特許文献１では、溶接電波形を制御し、シールドガスの炭酸ガス濃度を高めに設定し、パルス電流の高い期間と低い期間を繰り返すことにより、溶接池を揺動させ、亜鉛蒸気の排出を促進しながら行うことが記載されている。
また、特許文献２では、亜鉛めっき鋼板において、矩形波パルスが印加された期間とベース電流のみが印加された期間とを周期的に繰り返すことにより、高速で溶接を行うことが記載されている。

特開２０１３−１８４２１６号公報特開２００９−２３３７０７号公報

しかし、従来の亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、以下に示すような問題点が存在した。
特許文献１に記載の溶接方法では、特殊な波形制御が可能な電源が必要となり、汎用性が損なわれる。また、シールドガス中のＣＯ_２量の増加はスラグ生成量の増加の原因となり、塗装の付き難いスラグが増加するために電着塗装性が劣化する。
さらに、特許文献２に記載の溶接方法では、板厚に対して長いベース期間を設定するため磁気吹きを生じやすくなる。また、磁気吹きが生じると、アークが不安定となり易く、気孔欠陥が生じる原因となる。なお、アークの不安定によりスパッタが発生しやすくなり付着した部分は錆やすく塗装の劣化を招くことになってしまう。

本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたもので、汎用的な溶接装置を用いることができ、シールドガス中の炭酸性ガス量を抑制し、電着塗装性、耐気孔性を向上させることができる亜鉛めっき鋼板の溶接方法を提供することを課題とする。

前記課題を達成するために本発明に係る亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、以下のような構成とした。
すなわち、亜鉛めっき鋼板の溶接方法は、パルスピーク電流とベース電流が繰り返し印加されるパルス溶接を用いて、溶接速度を１００ｃｍ／ｍｉｎ以下として、Ａｒに、ＣＯ _２およびＯ _２の一方または両方で１体積％以上１０体積％以下が添加されたシールドガスを使用する亜鉛めっき鋼板の溶接方法であって、前記パルスピーク電流のパルスピーク時間が前記亜鉛めっき鋼板の板厚に応じて１周期の７％以上で５０％未満の範囲とし、前記板厚が０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ未満のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の７％以上であり、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の１５％未満とし、前記板厚が１．６ｍｍ以上２．３ｍｍ未満のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の１５％以上であり、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の３０％未満とし、前記板厚が２．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の２０％以上であり、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の４０％以下とし、前記板厚が３．０ｍｍを超え４．０ｍｍ以下のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の４０％を超え、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の５０％未満とした。

かかる手順により、亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、板厚に応じてパルスピーク時間を設定してパルス溶接を行うことで、パルスピーク時間におけるアーク力により、亜鉛蒸気を溶接部から押し出して、逃がすことにより、耐気孔性が向上する。さらに、板厚に応じてアークを強くする期間の割合を１周期において最適化しているので、安定して耐気孔性を向上させることができる。また、ＣＯ_２もしくはＯ_２などの酸化性ガスの濃度を１０％以下にすることにより溶接部に生じるスラグ量を極微量に抑制することができる。

また、前記亜鉛めっき鋼板の溶接方法において、前記シールドガスは、ＣＯ_２もしくはＯ_２が８質量％以下であることとした。
かかる手順により、亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、溶接部に生じるスラグ量をさらに抑制することができる。

さらに、前記亜鉛めっき鋼板の溶接方法において、前記板厚０．８ｍｍ以上で１．６ｍｍ未満では溶接ワイヤ径０．８ｍｍ以上〜１．２ｍｍ以下とし、前記板厚１．６ｍｍ以上で２．３ｍｍ未満では溶接ワイヤ径１．０ｍｍ以上〜１.４ｍｍ以下とし、前記板厚２．３ｍｍ以上では溶接ワイヤ径１．２ｍｍ以上〜１．６ｍｍ以下であることとした。
かかる手順により、亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、板厚に応じて溶接ワイヤ径を所定の範囲とした溶接を行うことで、薄い板厚での溶接には耐ギャップ性を優先させ、かつ、厚い板厚での溶接には耐気孔性を優先させるようにしている。

そして、前記亜鉛めっき鋼板の溶接方法において、前記パルス溶接の溶接速度を１００ｃｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは７５ｃｍ／ｍｉｎ以下とすることとした。なお、溶接速度の下限値は、３０ｃｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。
かかる手順により、亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、溶接速度を通常行われる溶接速度よりも遅くすることで、板厚に対応した耐ギャップ性及び耐気孔性を確実に実現できるようになる。

また、前記亜鉛めっき鋼板の溶接方法において、パルス溶接で溶接する亜鉛めっき鋼板の目付量が片面９０ｇ／ｍ^２以下であることとした。
かかる手順により、亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、鋼板における亜鉛めっきの目付量を抑制することで、パルス溶接時の亜鉛蒸気の蒸発量が多くなることを抑制し、耐気孔性を確保している。

さらに、前記亜鉛めっき鋼板の溶接方法において、

としたときに、
Ｙ／Ｘが、０．７５≦Ｙ／Ｘ≦１.１（式３）を満たす溶接条件を用いて行うこととした。
かかる手順により、亜鉛めっき鋼板の溶接方法では、溶接条件をより限定的に制限することで、亜鉛蒸気を溶接部より逃がしやすくして、耐気孔性を向上しながらアークによる溶接部の抜けを防ぎ、かつ、スパッタの抑制も行うことができる。

本発明に係る亜鉛めっき鋼板の溶接方法は、板厚に対応してパルス溶接においてパルスピーク時間を１周期の所定の値となるように設定しているので、亜鉛蒸気が溶接部に取り込まれにくくなり、耐気孔性が向上する。また、酸化性ガスの濃度を１０％以下にすることにより溶接部に生じるスラグ量を極微量に抑制することができるため、塗装性を向上させることができる。

本発明に係る溶接方法で使用されるパルス溶接装置の全体構成を模式的に示す模式図である。本発明に係る溶接方法においてパルスピーク時間とパルスピーク電流の関係をグラフに対応して模式的に示す模式図である。本発明に係る溶接方法において亜鉛めっき鋼板の亜鉛蒸気を逃がす状態を模式的に示す断面図である。本発明に係る溶接方法において推定電圧とアーク電圧との比を示すグラフ図である。

以下、本発明に係る亜鉛めっき鋼板の溶接方法（以下溶接方法という）について、パルス溶接装置１を使用して行う手順を、図面を参照して説明する。なお、図面上、板厚や溶接ワイヤあるいは溶接トーチ等の大きさ形状部材間距離等について、分かり易くするために部分的に誇張して模式的に記載されている場合がある。

本溶接方法は、溶接装置１を用いて、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚に対応してパルスピーク時間を設定して、溶接ワイヤを使用すると共にシールドガスを使用し、パルス溶接を行うものである。ここでは、溶接ワイヤとしてソリッドワイヤＹＡを使用し、Ａｒ混合ガス（Ａｒ−ＣＯ_２ガス、Ａｒ−Ｏ_２ガス、Ａｒ−ＣＯ_２−Ｏ_２ガス）であるシールドガスを供給して、当該ソリッドワイヤに溶接電流であるパルス電流を供給することで、当該ソリッドワイヤＹＡと母材である亜鉛めっき鋼板Ｗとの間にアークを発生させて溶接を行っている。

＜亜鉛めっき鋼板＞
溶接の対象となる亜鉛めっき鋼板Ｗは、例えば、自動車の足回り部品として使用されるサスペンションメンバーである。このサスペンションメンバーは、所定厚み所定形状に形成された亜鉛めっきが施された鋼板が使用されている。ここで使用される亜鉛めっき鋼板Ｗとしては、目付量が一例として９０ｇ／ｍ^２以下であるものが用いられる。また、亜鉛めっき鋼板Ｗは、ＪＩＳＧ３３０２：２０１０に準拠したＳＧＣＣ（溶融亜鉛めっき鋼板）であって、亜鉛めっきの目付け量が５０ｇ／ｍ^２以下となる４５ｇ／ｍ^２であってもよく、目付量が９０ｇ／ｍ^２以下であれば構わない。亜鉛めっき鋼板Ｗは、０．８〜２．６ｍｍの厚さの範囲のものが使用されている。この亜鉛めっき鋼板Ｗは、鋼板の表面に亜鉛めっき皮膜が形成された板材であって、鋼板の組成、厚さ等については特に限定されない。また、母材表面に対する亜鉛めっき鋼板Ｗの目付量についても９０ｇ／ｍ^２以下であれば特に限定されない。なお、亜鉛めっき鋼板Ｗの目付量は、９０ｇ／ｍ^２を越えた場合には、溶接時に亜鉛蒸気の排出を促進しきれないため、溶接部の気孔の抑制が困難になってしまう。なお、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚は、０．８〜４．０ｍｍの範囲で使用することを前提としている。

本溶接方法を、図１に示す溶接装置１を用いて説明する。溶接装置１は、多関節を備えるロボットアーム２と、ロボットアーム２の動作を制御するロボットコントローラ１０と、操作機器である教示装置２０と、溶接ワイヤ（ソリッドワイヤ、フラックスコアードワイヤ、メタルコアードワイヤ等）Ｙａを送給する送給機構Ｓｄと、溶接作業を行うための溶接電源Ｇ等で成る。なお、この溶接装置１は一例であり、シールドガスを供給するガスボンベＢｇからの接続ホースが接続可能に構成され、一般的なパルス溶接を行うことができる装置であれば、その構成を特に限定されるものではない。例えば、図１に示される溶接装置１においては、送給機構Ｓｄをロボットアーム２とは別体の構成としているが、ロボットアーム２の所定位置に一体で設置される構成であっても構わない。溶接装置１では、ロボットアーム２の先端に取り付けた溶接トーチ３に、溶接ワイヤＹＡが送給され、溶接電源Ｇから供給されるパルスピーク電流とベース電流等、ガスボンベＢｇ等から供給されるシールドガス等の溶接条件により溶接が行われる。

＜パルスピーク時間＞
溶接される亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚に基づいてパルスピーク時間を設定する。パルスピーク時間は、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚に基づいて所定範囲に設定し、その設定された所定範囲のデータをロボットコントローラに設定する。本溶接方法では、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚が、０．８〜２．６ｍｍの範囲であるときは、パルスピーク時間を１周期の７％以上かつ５０％未満、好ましくは１周期の７％以上かつ４０％以下の範囲に設定する。なお、本発明では、パルスピーク時間の１周期に対する比を単に「ピーク比率」と表記することがある。

本発明の溶接パルスの一例を図２に示す。なお、Ｉｐはパルスピーク電流、Ｉｂはパルスベース電流、Ｔｐはパルスピーク時間、Ｔｂはパルスベース時間、Ｔｐｕｌｓｅは、パルスの１周期の時間を示している。
亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚が０．８ｍｍ以上で１．６ｍｍ未満である場合、パルスピーク時間（Ｔｐ）を１周期の時間（Ｔｐｕｌｓｅ）に対して７％以上かつ以上１５％以下として設定する。また、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚が１．６ｍｍ以上で２．３ｍｍ未満であった場合、パルスピーク時間（Ｔｐ）を１周期の時間（Ｔｐｕｌｓｅ）に対して１５％以上かつ３０％未満に設定する。また、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚が２．３ｍｍ以上であった場合、パルスピーク時間（Ｔｐ）を１周期の時間（Ｔｐｕｌｓｅ）に対して２０％以上かつ４０％以下として設定する。さらに、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚が２．６ｍｍであった場合、パルスピーク時間（Ｔｐ）を１周期の時間（Ｔｐｕｌｓｅ）に対して２０％以上かつ４０％以下に設定する。

上述した亜鉛めっき鋼板Ｗの各板厚に対するパルスピーク時間（Ｔｐ）を１周期の時間（Ｔｐｕｌｓｅ）に対する比の各下限値を下回った場合には、パルスベース時間が長すぎることにより、磁気吹きを生じ易くなって溶融池に作用するアーク力が不足し、アーク力による溶融池の押し込みが弱くなり、亜鉛（Ｚｎ）蒸気が溶融池に取り込まれて気孔（欠陥）が生じる。また、上述した亜鉛めっき鋼板Ｗの各板厚に対するパルスピーク時間（Ｔｐ）を１周期の時間（Ｔｐｕｌｓｅ）に対する比が各上限値を上回った場合には、溶滴を安定して溶融池に移行させることができずスパッタ量が増加する。したがって、溶接装置１では、亜鉛めっき鋼板Ｗの所定の板厚の範囲おいて、その板厚に基づいてパルスピーク時間を的確な前記した所定の範囲内（７％以上で５０％未満：好ましくは７％以上で４０％以下）に設定し、耐気孔性を向上させている。なお、パルスピーク時間を１周期の時間に対して４０％を越え５０％未満の範囲については、板厚が３ｍｍを越え４ｍｍ以下となるようなものに適用されることになる。

ここで、図２を用いてパルス溶接の説明をする。
パルスピーク時間（Ｔｐ）を１周期の所定時間に設定しているため、例えば、パルスピークの期間では、溶接ワイヤ（例えばソリッドワイヤ）ＹＡの先端に形成された溶滴全体にピンチ力が作用する。そして、溶接ワイヤＹＡの先端に形成された溶滴のうち中下部の溶滴部分がアークで包まれ、ピンチ力で切り離されようとする状態となる。さらに、パルスピーク時間（Ｔｐ）の経過後のピーク立下り期間では、溶接ワイヤＹＡの先端に形成された溶滴から球状を呈する溶滴として切り離される。続けて、パルスピーク時間（Ｔｐ）に連続するベース時間（Ｔｂ）において、切り離された溶滴が溶融池に移行することとなる。この１周期中において設定されたパルスピーク時間（Ｔｐ）及びベース時間（Ｔｂ）により、図３に示すように、溶融池に作用するアーク力が適切であるため、アーク力による溶融池の押し込みが強く、亜鉛（Ｚｎ）蒸気が押し出されて溶融池から排出されて気孔（欠陥）を生じ難くなる。なお、図３では、溶接トーチ３の姿勢を、構成を分かり易くするために垂直として図示している。

＜ワイヤ径＞
さらに、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚に基づいてパルスピーク時間を設定し、併せて溶接ワイヤＹＡのワイヤ径も設定することが好ましい。具体的には、亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚が０．８ｍｍ以上１．６未満の場合では、ワイヤ径が０．８〜１．２ｍｍの範囲にある溶接ワイヤを用い、板厚が１．６ｍｍ以上〜２．３ｍｍ未満では、ワイヤ径を１．０〜１．４ｍｍの範囲とし、板厚が２．３ｍｍ以上の場合ではワイヤ径が１．２〜１．６ｍｍの範囲にある溶接ワイヤを用いる。

本発明の溶接方法では、被溶接物となる鋼板の厚さに応じて適切なワイヤ径を選択することを含む。溶着量が同等であれば、より太い溶接ワイヤのほうが、溶着電流が高くなり、アーク力が強くなる傾向が得られる。しかしながら、例えば亜鉛めっき鋼板Ｗの板厚が０，８〜１．６ｍｍのような薄い場合は、溶け落ちやすいため、耐気孔性よりも耐ギャップ性を優先し細めのワイヤ径、例えば０．８〜１．０ｍｍを選択する。板厚の増加に伴い、溶け落ちにくくなるため、耐気孔性向上を重視しより太い溶接ワイヤを選択する。このように同一溶接時間における溶接量を増加させることにより耐気孔性を改善する。また、ワイヤ径が太くなるほど、ワイヤ先端に形成される溶滴に作用するピンチ力が低下し、溶滴移行が不安定となるため、スパッタ量が増加する。スパッタの観点からも、適切な太さのワイヤを選択する必要がある。

本発明で用いる溶接ワイヤＹＡは、その成分について特に限定されるものではない。溶接ワイヤＹＡであるソリッドワイヤは、所定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒなどを含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物であるソリッドワイヤを用いることができ、例えばＪＩＳＺ３３１２：２００９で規定されているＹＧＷ１２、ＹＧＷ１６、Ｇ４９Ａ２Ｍ１６が挙げられる。なお、不可避的不純物は、例えば、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｎ等である。また。これらの元素は、本発明の効果を妨げない範囲で溶接ワイヤＹＡに含有することが許容される。また、溶接ワイヤＹＡは、フラックスコアードワイヤやメタルコアードワイヤ等でもよく、ソリッドワイヤに限定されるものではない。

＜シールドガス＞
本発明で用いるシールドガスは１〜１０体積％の酸化性ガスを含むＡｒ混合ガスである。なお、酸化性ガスとはＣＯ_２やＯ_２を意味する。シールドガス中に１体積％以上の酸化性ガスを混合することにより、溶融池上で安定な陰極点が形成され、安定したアークが得られる。
１％以下では溶融池上の不安定な陰極点挙動に起因する、アークの乱れが生じ、スパッタ量増加の原因となる。一方、シールドガス中の酸化性ガスは、溶融金属中の脱酸剤と反応し、スラグを生成するため、スラグ量を抑制するためには酸化性ガスの混合比率を１０体積％以下としなければならない。
なお、Ａｒ混合ガス中の酸化性ガス量については下限については２体積％、上限については８体積％であると各効果がより良く得られるため、好ましい。

＜溶接速度＞
本発明では溶接速度を１００ｃｍ／ｍｉｎ以下に規定する。１００ｃｍ／ｍｉｎ以上の溶接速度では、アークの移動速度が速いため、溶融池の凝固速度が亜鉛蒸気の離脱速度を上回り、溶融池内に取り込まれた亜鉛蒸気が逃げ切れず気孔欠陥が生じやすい。さらに、気孔欠陥発生抑制の観点から、溶接速度の上限を７５ｃｍ／ｍｉｎとすることがより好ましい。
また、溶接速度が３０ｃｍ／ｍｉｎ未満の場合、入熱量が高くなり、鋼板の溶け落ちを生じやすくなる。そのため、溶接速度の下限は３０ｃｍ／ｍｉｎとすることが好ましい。

＜推定電圧とアーク電圧との比＞
さらに、本発明に係る溶接方法では、以下式１として示す関係式（Ｘ）と、式２として示すアーク電圧（Ｙ）との比で示されるＹ／Ｘの値が、０．７５〜１．１の範囲になるように設定されることがより好ましい。

０．７５≦Ｙ／Ｘ≦１.１式３

すなわち、パルス溶接において、シールドガスのＡｒガスに対する炭酸性ガスの体積％と、平均電流からなる関係式（Ｘ）の値と、アーク電圧（Ｙ）との比が、所定の範囲（０．７５〜１．１）を満たす場合により良い溶接金属を得ることがわかった。なお、式１は、シールドガスにおける炭酸性ガスの濃度、電流値、溶接（アーク）で消費される電圧値に相関があることが経験上分かり、実験を繰り返すことで経験的に導きだされたものである。なお、発明者は、関係式（Ｘ）が溶接に寄与する電圧値を示すものであると推定している。

そして、前記した相関について、Ｙ／Ｘで示す比が、所定の範囲（０．７〜１．１）内にあることは、すでに述べた他の溶接条件と併せて、さらなる耐気孔性の向上及びスパッタが少なくする溶接条件である。図４は、パルス溶接を行うに当たり、縦軸をＹの値、横軸をＸの値として示したものである。Ｙ／Ｘで示される比は、グラフ中の二本の線で示す適正な溶接条件となる所定の範囲（０．７〜１．１）内に入る場合であることが好ましいことがわかる。このＹ／Ｘで示す比の値が、１．１を越える値であると、耐気孔性が悪くなる（アーク長が長くなりすぎて溶接個所が抜けてしまう）。また、Ｙ／Ｘで示す比が、０．７未満である値であると、スパッタが悪くなってしまう（電着塗装性が悪くなる）。したがって、Ｙ／Ｘで示す比の値を、０．７〜１．１の範囲内とすることで、より耐気孔性に優れ、また、スパッタが少ないことで更なる電着塗装性を向上させることができる。

次に、本発明に係る亜鉛めっき鋼板の製造方法について、亜鉛めっき鋼板の板厚と、パルスピーク比率との関係等を比較例および実施例を参照して説明する。
ここではＣＯ_２を所定範囲として含むＡｒ混合ガスのシールドガスと、溶接速度と、溶接ワイヤの種類、ワイヤ径、板厚、目付量、パルス条件、溶接電流、アーク電圧、Ｙ／Ｘの比についての条件を設定して、実験データを取得し、耐気孔性、スラグ量及びスパッタ量について判定した。この実施例において評価を行った亜鉛めっき鋼板は、試験体の番号として１〜６１までとして説明する。

評価方法及び溶接方法
４４０ＭＰａ級の亜鉛めっき鋼板０．８ｍｍ、１．６ｍｍ、２．０ｍｍ、２．３ｍｍ、２．６ｍｍを使用し、幅７０ｍｍ長さ２００ｍｍの鋼板について溶接長１８０ｍｍ水平重ねすみ肉溶接を施した。溶接電流、電圧、溶接速度、ワイヤ径は板厚ごとに変化させた。

耐気孔性については、溶接後の試験体をＲＴ試験し、Ｘ線透過写真を２値化処理し、気孔欠陥の面積量で評価を行った。溶接長を１８０ｍｍとして水平重ねすみ肉溶接を実施し、気孔欠陥面積が８０ｍｍ^２以上を「×」、気孔欠陥面積が６０ｍｍ^２以上８０ｍｍ^２より小さい場合「△」、気孔欠陥面積が６０ｍｍ^２より小さい場合「○」とした。また、スラグ量については溶接直後の試験体を目視で観察し、スラグが、ビード中央部及びビード止端部ともに生成しているものを「×」、ビード止端部のみに生成していたものを「△」、ビード中央部のみに生成していたものを「○」とした。そして、スパッタ量については溶接後に目視で確認を行い、鋼板に付着している１ｍｍ以上の大粒スパッタの数が５個以上のものを「×」、１〜４個のものを「△」、１ｍｍ以上の大粒スパッタが全く付着していないものを「○」とした。
なお、耐気孔性、スラグ量及びスパッタ量の三項目において、いずれかの項目に「×」があるものを不可（比較例）とし、「○」及び「△」のいずれかであれば可（実施例）と判定した。

試験体の番号１、２、６〜９，１１〜１５，１７，１８，２１〜２３，２５〜２７，３０〜３２、３４〜３７、３９〜６１では、板厚に対応した所定の範囲にパルスピーク時間、溶接速度、シールドガスの体積％について、本発明の要件を満たす範囲に設定しているので、耐気孔性に優れ、また、スラグ量も適切で、スパッタ量も少ないことが分かる。

これに対して試験体の番号３〜５、１６，１９，２４は、パルスピーク時間が所定の範囲から下に外れており、耐気候性の評価が悪いことがわかる。一方、試験体の番号１０，２０，２８は、パルスピーク時間が所定の範囲より上に外れており、スパッタ量の評価が悪いことが分かる。また、試験体の番号２９，３３は、シールドガスの酸化性ガス比率が所定の範囲より外れているため、スラグ量及びスパッタ量の評価が悪くなっている。さらに、試験体の番号３８は、溶接速度が所定の範囲から外れているため、耐気孔性の評価が悪くなっている。試験体の番号４１は、目付量が所定の範囲より大きかったため、亜鉛蒸気を溶融金属から排出しきれず残留し、不可ではないものの耐気孔性の評価が悪くなった。

なお、試験体の番号５７〜６１は、溶接速度、シールドガス条件、パルスピーク時間の１周期に対する比などは所定の範囲を満たしているが、パラメータＹ／Ｘが所定の範囲から外れている。これらは耐気孔性ないしスパッタ量の評価が不可でないものの、パラメータＹ／Ｘが所定の範囲内であるものと比較して劣ることが分かる。

１溶接装置
２ロボットアーム
３溶接トーチ
１０ロボットコントローラ
２０教示機器
Ｂｇガスボンベ
Ｇ溶接電源
Ｓｄ送給機構
Ｗ亜鉛めっき鋼板
ＹＡ溶接ワイヤ

Claims

パルスピーク電流とベース電流が繰り返し印加されるパルス溶接を用いて、溶接速度を１００ｃｍ／ｍｉｎ以下として、Ａｒに、ＣＯ _２およびＯ _２の一方または両方で１体積％以上１０体積％以下が添加されたシールドガスを使用する亜鉛めっき鋼板の溶接方法であって、
前記パルスピーク電流のパルスピーク時間が前記亜鉛めっき鋼板の板厚に応じて１周期の７％以上で５０％未満の範囲とし、
前記板厚が０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ未満のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の７％以上であり、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の１５％未満とし、
前記板厚が１．６ｍｍ以上２．３ｍｍ未満のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の１５％以上であり、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の３０％未満とし、
前記板厚が２．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の２０％以上であり、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の４０％以下とし、
前記板厚が３．０ｍｍを超え４．０ｍｍ以下のときの前記パルスピーク時間の下限値が前記１周期の４０％を超え、かつ、前記パルスピーク時間の上限値が前記１周期の５０％未満とし、たことを特徴とする亜鉛めっき鋼板の溶接方法。
前記シールドガスは、ＣＯ_２もしくはＯ_２が８質量％以下である請求項１に記載の亜鉛めっき鋼板の溶接方法。
前記板厚０．８ｍｍ以上で１．６ｍｍ未満では溶接ワイヤ径０．８ｍｍ以上〜１．２ｍｍ以下とし、
前記板厚１．６ｍｍ以上で２．３ｍｍ未満では溶接ワイヤ径１．０ｍｍ以上〜１.４ｍｍ以下とし、
前記板厚２．３ｍｍ以上では溶接ワイヤ径１．２ｍｍ以上〜１．６ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の亜鉛めっき鋼板の溶接方法。
前記パルス溶接の溶接速度を７５ｃｍ／ｍｉｎ以下とする請求項１から請求項３の亜鉛めっき鋼板の溶接方法。
前記亜鉛めっき鋼板の目付量が片面９０ｇ／ｍ^２以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の亜鉛めっき鋼板の溶接方法。
前記パルス溶接において、

としたときに、
Ｙ／Ｘが、０．７５≦Ｙ／Ｘ≦１.１を満たす溶接条件を用いて行う請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の亜鉛めっき鋼板の溶接方法。