JPH04384A - スポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき
鋼板に関し、さらに詳しくは、自動車、家庭電気製品等
に使用することができるスポット溶接性に優れた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。

［従来技術］ 従来より、自動車および家庭電気製品等の組み立てには
スポット溶接が広く行なわれている。

しかして、自動車の産業分野においては車体の防錆の性
能を向上させるために、合金化溶融亜鉛めっきを厚目付
けした鋼板が使用されているため、スポット溶接時に電
極の寿命が劣化するという問題がある。しかし、亜鉛め
っき鋼板に比較して合金化溶融亜鉛めっき鋼板は良好な
溶接性を示してはいるが、電極の寿命の劣化を避けるこ
とができず、ひいては溶接性の向上は望むことはできな
いという問題もある。

そして、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板のスポット溶接
時に、電極の寿命が劣化することの機構は、以下説明す
るように考えられる。

即ち、溶接時の発熱によりめっき層中のＺｎが電極の主
成分であるＣｕの中に拡散し、ＣｕとＺｎの合金層を電
極の先端に生成する。そして、スポット溶接による打点
が進行すると、この合金層のうちで硬く脆いγ相（Ｃｕ
−Ｚｎ）が熱的および機械的な衝撃によりクラックが入
り、剥離して脱落したり、または、鋼板にピックアップ
されることにより、電極先端が損耗することによって電
極先端の径が大きくなっていく。従って、電流を通電面
積で割った電流密度も打点と共に減少し、発熱不足とな
り、溶接に必要な大きさのナゲツトが生成しなくなる。

これを電極の寿命というのである。

また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を溶接する場合に、電
極寿命を向上させる方法として、特開昭５９−１０４４
６３号公報、特開平０１−２５２７９６号公報に記載さ
れているように、めっき層表面に亜鉛酸化物を形成させ
る方法、特開昭５５１１０７８３号公報、特開昭６Ｃ１
−０６３３９４号公報に記載されているように、ＡＩ、
Ｏ，等の酸化物を形成させる方法がある。

これら公報記載の方法は、何れもバリア層により合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の表面を覆い、めっき層中のＺｎと
電極成分のＣｕとが選択的に反応することを抑制し、電
極先端の損耗を減少させて、電極先端径の増加率を小さ
くすることによって、電極寿命を延ばすことを目的とし
たものである。

しかしながら、これら公報記載の方法は何れら、バリア
としての酸化物被覆層が電気絶縁性であるため、この被
覆層の厚さの影響が大きいという問題がある。即ち、酸
化物被覆層が薄過ぎるとバリア層の効果がなく、また、
厚過ぎると絶縁性が良くなり過ぎて発熱量が過大となっ
て、電極の損耗が促進されたり、散りか発生し易くなっ
て適正な溶接電流範囲も狭くなる。

従って、酸化物被覆層の厚さを厳密に制御する必要があ
るが、適性酸化物被覆層厚さの範囲は極めて狭い場合が
多く、安定した溶接性を得ることができない。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明は上記に説明した合金化溶融亜鉛めっき鋼板の溶
接に際しての種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究
を行ない、検討を重ねた結果、使用する鋼板に被覆され
ている合金化溶融亜鉛めっき層の表面に特定の金属また
は合金あるいは特定の金属を含む合金化溶融亜鉛めっき
を被覆することによって、電極寿命を増大させることが
できる合金化溶融亜鉛めっき鋼板を開発したのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、（１）合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、Ｎｉ、Ｃｏ、　Ｃｒの
１種またはＮｉ、　Ｃｏ、Ｃｒを成分とする合金を０．
１〜１０ｇ１０＋”の付着量で被覆されていることを特
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
鋼板を第１の発明とし、（２）合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の表面に、Ｎ１、Ｃｏ５Ｃｒの内から選んだ１種また
は２種以上を８ｗｔ％以上含む亜鉛系合金が０．１〜Ｌ
ｏｇ／ｍ’の付着量で被覆されてい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を第
２の発明とする２つの発明よりなるものである。

本発明に係るスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板について、以下詳細に説明する。

即ち、本発明に係るスポット溶接性に優れた合金化溶融
亜鉛めっき鋼板において、この鋼板表面に被覆する被覆
層について、金属および合金系について検討を重ねたと
ころ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒの１種またはＮｉ５Ｃｏ、Ｃｒ
を成分とする合金、或いは、Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒの内
から選んだ１種または２種以上を８ｗｔ％以上含むＺｎ
系合金を、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に被覆する
ことにより、優れたスポット溶接性を有する合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を安定して得られることを見出した。

この理由は明らかではないが、被覆層中のＮｉ１ＣＯ１
Ｃｒは合金化溶融亜鉛めっき層中のＺｎが電極の生成分
であるＣしに拡散して、脆いγ相（ＣｕＺｎ）を形成す
るのを抑制するものと推定される。

また、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒの内から選んだ１種または２種
以上をＺｎに含有させる場合には、その含有量は８ｗｔ
％以上とするのがよく、含有量が８ｗｔ％未満ではＺｎ
がＣｕ中に拡散するのを抑制する効果が少ないのである
。

次に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に被覆する上記
の組成からなる被覆層は金属状態で導電性であるから、
酸化物被覆層のような影響を受けることがなく、また、
被覆層の付着量も広い範囲に行なうことができ、具体的
には０．１〜］Ｏｇ／ｍ’とするのである。

この付着量が０．１ｇ／ｍ２未満では電極の主成分であ
るＣｕ中にＺｎが拡散するのを抑制する効果が認められ
ず、また、１０ｇ／ｍ”を越えると溶接性は劣化するこ
とはないが、被覆層が圧縮または引張の応力を発生させ
るので、合金化溶融亜鉛めっき層のパウダリング性が劣
化する。なお、付着量は１〜５ｇ／ｍ”の範囲が溶接性
向上に効果が安定している。

また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に被覆層を設け
る方法は、特に、限定的ではないが、電気めっき、蒸着
めっき、無電解めっき等何れの方法でもよい。

［実　施　例］ 本発明に係るスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の実施例を比較例と共に説明する。

実施例 付着量６１ｇ／ｎ’、　Ｆｅ含有量１０ｗｔ％の合金化
溶融亜鉛めっき鋼板（厚さＯ，ｂｍ）を使用して、第１
表に示す各種の被覆層を設けたものを供試材とした。

第１表に各特性の評価を示した。

評価 溶接性　：　連続打点時の電極寿命を測定した。

パウダリング性 ６０°■曲げ後のサンプル折り曲 げのテーピング剥離量の定量によ り行なった。

のこの第１表より以下説明することが、明らかである。

実施例１−１４と比較例１５の通常の合金化溶融亜鉛め
っき鋼板を比べると、実施例が電極寿命は著しく向上し
ており、そして、Ｎｉ、　Ｃｏ、Ｃｒの含有量が多い程
、また、付着量が多い程大きいことがわかる。

比較例１５と比較例１６．１７を比べると、Ｚｎ酸化物
を被覆層とする場合に、電極寿命のバラツキが大きく、
実用には適さないことがわかる。

実施例１〜６．９．１０と比較例１８〜２２を比へると
、付着量が０．１ｇ／ｍ’未満では電極寿命は向上する
ことはなく、ｌＯｇ／ｍ’を越えるとパウダリング性が
劣化することがわかる。

実施例１３．１４と比較例２３．２４とを比較すると、
Ｎ１、Ｃｏ、Ｃｒの含有量か合計で８ｖｔ％未満では、
電極寿命は殆ど延びていないことがわかる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係るスポット溶接性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板は上記の構成を有してい
るものであるから、自動車および家庭電気製品等に使用
する際の組み立て時に行なうスポット溶接を容易に行な
うことができる鋼板であり、溶接による生産性を向上さ
せることができるという効果を有しているものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、Ｎｉ、Ｃｏ
   、Ｃｒの１種またはＮｉ、Ｃｏ、Ｃｒを成分とする合金
   を０．１〜１０ｇ／ｍ＾２の付着量で被覆されているこ
   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。
2. （２）合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、Ｎｉ、Ｃｏ
   、Ｃｒの内から選んだ１種または２種以上を８ｗｔ％以
   上含む亜鉛系合金が０．１〜１０ｇ／ｍ＾２の付着量で
   被覆されてい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。