JPH04337059A - スポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車車体用および家電
・建築用材料として使用されている合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板のスポット溶接性を向上させる方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛系めっき鋼板の溶接性を向上させる
方法としては例えば、特開昭５５−１１０７８３号公報
、特開昭６０−６３３９４号公報のごとく、アルミン酸
イオン（ＡｌＯ２　−　）や亜鉛酸イオン（Ｚｎ（ＯＨ
）４　２−）を含む溶液中で電解する方法または同溶液
を塗布する方法により、めっき鋼板表面にＡｌ２　Ｏ３
　，ＺｎＯ等の酸化物皮膜を生成せしめ、該酸化物の高
融点、高電気抵抗を利用し、溶接時の発熱効果を高める
とともに、電極チップとめっき層を構成する金属との接
触を妨げ、チップの溶損を防止してチップの寿命の延長
をはかることが開示されている。

【０００３】また、特開昭５９−１０４４６３号公報の
如く亜鉛めっき鋼板の表面に加熱処理によって表層のＺ
ｎＯ／Ｚｎ比を０．１〜０．７にした酸化膜を生成させ
、同様の考えで溶接性等を向上させることが開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法においても未だ工業的規模では満足すべき溶接性が
得られ難い問題があった。すなわち、溶液中での電解処
理では液の劣化、濃度変化あるいは電流密度のばらつき
等りにより処理にむらが生じ安定した品質が得られない
。また、加熱処理では地鉄のめっき層の拡散反応が進行
しない程度の加熱としなければならないため、充分な表
面酸化が起こり難い。更に、加熱設備や電解設備を必要
とすることから、生産コストが上がるという問題もから
んで実用化の段階に至っていないのが現状である。特に
合金化溶融亜鉛めっき鋼板においては近年、自動車車体
用鋼板としての需要が大幅に増大しており、該亜鉛めっ
き鋼板のスポット溶接性の改善が強く望まれている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に対じする電極
を介して大気中または酸素ガス供給雰囲気中で高電圧の
高周波を印加し、コロナ放電を発生せしめ、放電中に生
成する酸素系の活性種との化学反応あるいはイオン衝撃
反応によりめっき層の表層に存在する亜鉛、アルミニュ
ームを酸化させるものである。

【０００６】この方法は気相反応を用いたものであるの
で、液の劣化等の懸念がなく表面酸化が均一に行われる
。また、放電中のガスは数万℃になっており、表層のみ
を酸化させるには適している。また、ガスの比熱は極く
小さいため、鋼板自体の温度が上昇することはない。

【０００７】

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。図は本発明法
の説明図である。合金化溶融亜鉛めっき鋼板１の製造法
においてはめっき原板２が溶融亜鉛めっき溶炉３を通過
して溶融亜鉛めっきが施された鋼板４は引続き縦型加熱
炉５にて昇温され、合金化処理が施される。合金化処理
後は処理された部位がトップロールにいたるまで冷却帯
６にて急速空冷あるいは噴霧状の水にて冷却されて製造
される。コロナ放電処理は図１に示されるように鋼板冷
却後該鋼板を電極にして行われる。８は高周波電源に導
通している。

【０００８】対極の電極形状は特に規定するものではな
いが、より高速度処理の可能（大出力の可能）なロール
形電極あるいは平板状電極が使用される。この電極７と
鋼板１の間隔は１ｍｍ〜５ｍｍに設定されるとよい。こ
れより短いと鋼板の形状不良により電極と鋼板が接触、
ショートし、電極を破損することがある。

【０００９】また、これよりも電極間距離が長いと放電
が安定せず、処理がむらになることがある。そのため、
その距離を２ｍｍにすることが好ましい。従って通板す
る鋼板の板厚によりその距離を微調整する必要がある。

【００１０】鋼板の接触している対極のロールはアース
を行っておく必要がある。電極に対しては１〜２００ｋ
Ｈｚ　の高周波が印加される。電極への電力投入量は生
成する酸化膜量との関係で制限される。単位面積、単位
時間当りの投入電力量は 　　放電量（Ｗ／ｍ２　／ｍｉｎ）＝Ｐ（Ｗ）／Ｌ（ｍ
）／Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）で現される。ここで、Ｐは高周波
電力、Ｌは鋼帯の幅、Ｖは鋼帯の通板速度を示す。放電
量は０．０１ｋＷ／ｍ２　／ｍｉｎ　から１０ｋＷ／ｍ
２　／ｍｉｎ　とする。

【００１１】この処理によりめっき層表面に１〜１００
ｍｇ／ｍ２　の酸化物が生成される。ここでいう酸化皮
膜量とは酸化物中の金属量とする。従って、真の酸化物
皮膜量は表示量（ＺｎＯの分子量／Ｚｎの原子量＝８１
．４／６５．４）の１．２５倍することにより得られる
。

【００１２】ここで、酸化物量を規定することについて
説明を加える。酸化物量が１ｍｇ／ｍ２　未満ではスポ
ット溶接性の向上は見られず、１ｍｇ／ｍ２　を超える
としだいに溶接性が向上し、酸化皮膜量が８０ｍｇ／ｍ
２　を超えるとスポット溶接時の連続打点性はしだいに
低下していき、１００ｍｇ／ｍ２　を超えると酸化物が
付着しない場合と同程度となる。

【００１３】また、１００ｍｇ／ｍ２　を超えると塗装
下地処理として実施されるリン酸塩処理において、均一
なリン酸塩皮膜が生成しにくくなる傾向があることから
、その酸化被覆量の上限を１００ｍｇ／ｍ２　とすると
よい。

【００１４】より高速の酸化処理が求められる場合、放
電部分に酸素ガスを供給し、酸素分率を２２％以上にす
ることにより酸化速度の増加をはかることができる。そ
の場合、酸化被覆量が１００ｍｇ／ｍ２　を超えないよ
うに放電量を制御する必要がある。また、放電部分には
人体に有害なオゾンガスが数ｐｐｍ　から十数ｐｐｍ　
発生するため、局所強制排気を行うことが望ましい。

【００１５】

【実施例】合金化溶融亜鉛めっき鋼板はいずれも板厚０
．８ｍｍ、板幅１００ｍｍのＴｉ添加、極低炭素鋼板を
用い、ゼンジマー方式にて片面当り６０ｇ／ｍ２　の溶
融亜鉛めっきを行ったのち、バーナー加熱式加熱炉で合
金化を行うことにより製造した。図に示されるような２
つのロール形電極を鋼板より２ｍｍ離れた部位に設置し
、高周波電圧を印加した。またこの電極部位には純酸素
を流入させ、酸素分率を２１％〜１００％まで変化させ
た。酸化皮膜量の測定は蛍光Ｘ線法により行い、表示は
金属換算量とした。

【００１６】スポット溶接は以下の条件にて実施した。 ■加圧力＝２５０ｋｇ ■初期加圧時間＝６０Ｈｚ ■通電時間＝１２サイクル ■保持時間＝１０サイクル ■溶接電流＝１１ｋＡ ■チップ先端径＝５．０ｍｍφ（ドーム型）■電極寿命
判定＝５０点毎に溶接電流の８５％で溶接し、その時の
ナゲット径が３．６ｍｍを確保できるまでの打点数とし
た。

【００１７】■電極材質＝Ｃｕ−１％Ｃｒ■スポット溶
接機＝松下電器産業製ＹＲ−５００ＳＢ２実施例と比較
例を表１に挙げる。この表から明かなように本発明法に
よればスポット溶接連続打点性における電極チップの寿
命が比較例に対して向上していることが分かる。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面に本発明
で示すコロナ放電処理を施し、表面に酸化亜鉛皮膜を生
成させることにより、スポット溶接時において連続打点
数を増加させ、それによりチップを取り替えることなく
長時間溶接ができ、チップの耐久性を向上させることが
できる。

【００２０】また、本発明に必要な設備は放電電極とそ
の電源のみであるため、設備スペースが少なくてすむ。 また、処理程度は投入電力量により制御するため、ライ
ンスピードの変化にも迅速な応答が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　合金化処理の施された溶融亜鉛めっき
   鋼板に対じする電極を介して大気中で高電圧を印加し、
   発生するコロナ放電中の活性酸素により該鋼板のめっき
   層表面に酸化膜を生成させることを特徴とするスポット
   溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法。
2. 【請求項２】　　合金化処理の施された溶融亜鉛めっき
   鋼板に対じする電極の周辺に酸素ガスを供給して、その
   雰囲気中の酸素分率を２２％〜１００　ｖｏｌ％にした
   後、該電極に高電圧を印加することを特徴とする請求項
   １記載のスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき
   鋼板の製造法。