JPH05169275A - スポット溶接性に優れた有樹樹脂被覆用鋼板 - Google Patents

スポット溶接性に優れた有樹樹脂被覆用鋼板

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JPH05169275A
JPH05169275A JP35636191A JP35636191A JPH05169275A JP H05169275 A JPH05169275 A JP H05169275A JP 35636191 A JP35636191 A JP 35636191A JP 35636191 A JP35636191 A JP 35636191A JP H05169275 A JPH05169275 A JP H05169275A
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JP
Japan
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steel sheet
spot weldability
electrode
resin coating
protrusion
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JP35636191A
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Masatoshi Iwai
井 正 敏 岩
Fukuteru Tanaka
中 福 輝 田
Masahiko Yamaguchi
口 雅 彦 山
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】鋼板の少なくとも片側表面に、次式を満足する
突起を設けた溶接性に優れた有樹樹脂被覆用鋼板であ
る。 300≧h≧5, D+10logV≧29 [h:鋼板の基準面より測定した突起の高さ(μm)
] [D:突起分布密度(個/mm2
] [V:鋼板表面硬さ(ビッカース硬さ,Hv)
] 但し、基準面とは突起を付ける前の表面をいい、基準面
が平滑でない場合は粗さ曲線の中心線(JIS B06
01)とする。 【効果】スポット溶接性に極めて優れており、さらに、
塗装性、潤滑性および耐蝕性にも優れており、溶接によ
る生産性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスポット溶接性に優れた
有樹樹脂被覆用鋼板に関し、さらに詳しくは、家庭用電
気製品、自動車等に使用される優れた耐蝕性、潤滑性、
耐指紋性、薄膜密着性等の特性を有するスポット溶接性
に優れた有機樹脂被覆用鋼板に関するものである。
【0002】
【従来技術】近年になり、有樹樹脂技術の非常なる進歩
に伴って、種々の特性が付加された有樹樹脂被覆鋼板が
開発されてききている。例えば、家庭用電気製品、自動
車、建築材料等の各種製品の素材として広く使用されて
いる金属めっき鋼板においては、製品化の工程における
省エネルギー、省力、コストダウン、環境問題等の観点
から、無塗装の場合においても良好な耐蝕性、潤滑性、
耐指紋性を有することが強く要求されており、そのた
め、有樹樹脂を被覆した鋼板の開発が進められている。
しかし、鋼板上に厚い有樹樹脂被覆が設けられている
と、スポット溶接性が著しく劣化し、連続打点時の電極
の寿命が非常に短くなるという問題がある。
【0003】そして、スポット溶接時には有樹樹脂被覆
の一部は初期の加圧時に電極の先端により破壊される
が、大部分は通電開始時にも鋼板−電極間の電気絶縁体
として残留しており、従って、通電中に鋼板−電極間で
過大な発熱がおこり、電極先端の消耗が極めて著しくな
る。
【0004】また、加熱された有樹樹脂被覆から生成し
た炭化物は、打点が進むに従って電極先端に蓄積される
が、これは電気を通し難いため、正常な通電路の確保が
極めて困難となり、異形ナゲットが生じ易い。
【0005】以上説明したような問題を解決するため
に、有樹樹脂被覆を薄くして導電性を向上させる方法、
または、有樹樹脂被覆分布を不均一にして通電路を確保
する方法、或いは、有樹樹脂被覆中に導電性粒子を混入
して通電路を確保する方法等が考えられる。
【0006】しかしながら、有樹樹脂被覆を薄くするこ
と、また、有樹樹脂被覆分布を不均一にすることは、潤
滑性、耐蝕性、耐指紋性等の機能確保の点からは、自ず
から限界があり、また、工業的にも有樹樹脂被覆の薄肉
化、有樹樹脂被覆分布の安定制御は極めて困難であり、
かつ、有樹樹脂被覆中に導電性粒子を混入することは、
加工時の鋼板の伸びへの有樹樹脂被覆の追従を妨害する
原因ともなり、潤滑性の面から好ましいこととはいえな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
たような従来技術の有樹樹脂被覆用鋼板のスポット溶接
性の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、
検討を重ねた結果、鋼板上の有樹樹脂被覆を薄くするこ
となく、また、有樹樹脂被覆の分布を不均一にすること
もなく、さらに、有樹樹脂被覆中に導電性粒子を混合す
る必要がない、優れたスポット溶接性が得られる有樹樹
脂被覆用鋼板を開発したのである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るスポット溶
接性に優れた有樹樹脂被覆用鋼板の特徴とするところ
は、鋼板の少なくとも片側表面に、次式 300≧h≧5, D+10logV≧29 [h:鋼板の基準面より測定した突起の高さ(μm)
] [D:突起分布密度(個/mm2
] [V:鋼板表面硬さ(ビッカース硬さ,Hv)
] 但し、基準面とは突起を付ける前の表面をいい、基準面
が平滑でない場合は粗さ曲線の中心線(JIS B06
01) とする。を満足する突起を設けることにある。
【0009】本発明に係るスポット溶接性に優れた有樹
樹脂被覆鋼板について、以下詳細に説明する。即ち、ス
ポット溶接用の電極の寿命におよぼす有樹樹脂被覆用鋼
板の下地の表面性状の影響について勘案した結果、鋼板
下地表面の少なくとも片側表面に、 300≧h≧5, D+10logV≧29 [h:鋼板の基準面より測定した突起の高さ(μm)
] [D:突起分布密度(個/mm2
] [V:鋼板表面硬さ(ビッカース硬さ,Hv)
] 但し、基準面とは突起を付ける前の表面をいい、基準面
が平滑でない場合は粗さ曲線の中心線(JIS B06
01) とする。を満足する突起を設けることにより、
良好なスポット溶接性を有する有樹樹脂被覆用鋼板を安
定して得られるものである。
【0010】上記に説明したような突起を有樹樹脂被覆
用鋼板の少なくとも片側表面に設けることについて説明
する。
【0011】即ち、充分な高さの突起がある密度におい
て有樹樹脂被覆用鋼板表面に存在すると、電極加圧時に
突起先端の有樹樹脂被覆が、応力集中とそれに伴う鋼板
表面の塑性流動によつて分断される。また、有樹樹脂被
覆が良好な延性を有しているために分断されない場合に
おいても、通電初期の僅かな発熱により軟化して突起先
端から除去される。従って、突起先端の鋼板表面が直接
電極先端と接触することにより、鋼板−電極間に正常な
通電路が確保され、過大な発熱が抑制されるのである。
【0012】そして、電極先端に蓄積される炭化物に対
しても、鋼板表面の突起は有効に作用するものであり、
これは、スポット溶接に際して電極により加圧すると、
突起は炭化物層を破り、電極先端に接触することによ
り、鋼板−電極間に正常な通電路が確保される。
【0013】また、鋼板表面に突起を設けることにより
溶接性が向上するという効果以外に、塗膜密着性もかな
り改善され、このことは、鋼板表面の突起の塗膜へのア
ンカー効果によるものであると考えられる。
【0014】鋼板表面の突起の高さは、鋼板の基準表面
から5μm以上、300μm以下とするのがよく、5μ
m未満では有樹樹脂の分断効果が認められず、また、3
00μmを越える高さでは塗装後の外観が悪くなる。
【0015】さらに、鋼板表面の突起の分布密度Dと鋼
板表面硬さVとは、 D+10logV≧29 の関係にあるのがよい。図1に電極寿命におよぼす突起
分布密度と鋼板表面硬さとの関係を示してあり、下地は
裸鋼板であり、突起はレーザーダル法により設けた。 溶接条件 電極チップ形状:先端径6mmφ−40Rドーム型電極 加圧力:200kgf 通電時間:12サイクル 溶接電流:10kA
【0016】図1において、曲線より上部域では電極寿
命は良好であるが、曲線より下部域では電極寿命はあま
り改善されていない。この境界となる曲線は、突起が薄
いめっき層で覆われた場合、および、突起の高さが変わ
った場合でも同じである。そして、電極寿命の良好な上
部域は突起硬さが硬いほど低分布密度側に広がる傾向が
認められる。この図1において、○は2000点以上で
あり、△は1000点以上2000点以下、×は100
0点未満を示している。
【0017】この理由について説明すると、突起が軟ら
かいと加圧時に突起自身も塑性変形をするため、有樹樹
脂被覆が分断されにくく、たとえ分断されたとしても突
起1個当たりの正常な通電路が狭いことから、より多く
の突起を必要とする。しかし、突起が硬いと、有樹樹脂
被覆の分断が確実に行われるため、少ない突起数であっ
ても充分な通電路が確保されるのである。
【0018】なお、本発明に係るスポット溶接性に優れ
た有樹樹脂被覆用鋼板において、使用することができる
鋼板は、裸鋼板は当然であるが、溶融亜鉛めっき鋼板、
電気Zn−Niめっき鋼板等の金属めっき鋼板が挙げら
れる。この場合、めっき層はごく薄いため突起の硬さは
鋼板表面の硬さと同じであると見做すことができる。
【0019】また、鋼板表面に設ける突起の形成方法
は、所定の突起を形成できる方法であれば、任意の方法
でよく、特定方法に限定されることはなく、この突起形
成方法として以下説明するように、機械的方法と熱的方
法がある。
【0020】機械的方法により突起を鋼板表面に均一に
形成するには、突起の雌型を形成した圧延ロールにより
鋼板を圧延することにより、突起を形成する方法(エン
ボス法)、特に、突起の雌型の形成にレーザー加工を使
用した方法(レーザーダル法)が有効であり、さらに、
鋭利な硬質材料を鋼板面に押し付けて溝を付けることに
より、そのかえりによって突起を形成する方法(ケガキ
法)、硬質材料のグリッドを使用する方法(ブラスト
法)等がある。
【0021】熱的方法には、レーザー加工、電子ビーム
加工による方法があり、レーザー加工装置、或いは、電
子ビーム装置を使用して、金属表面にレーザー、或い
は、電子ビームを照射すると、金属表面の一部が高熱に
よりほぼ瞬間的に溶融して、その後の凝固によって突起
を形成することができる。
【0022】
【実 施 例】本発明に係るスポット溶接性に優れた有
樹樹脂被覆用鋼板の実施例を比較例と共に説明する。
【0023】
【実 施 例】板厚0.8mmのAlキルド鋼板(表面硬
さHv=124)表面に、20g/m2のZnめっきを
設けた電気亜鉛めっき鋼板を下地鋼板とした。通常、A
lキルド鋼板の場合は、レーザーダル法により突起を設
けた。この下地鋼板上に有効樹脂被覆を1.5μmの厚
さに設け、比較のために薄膜の有樹樹脂被覆と導電粒子
(Zn粉)を被覆中に混合したものを作製した。
【0024】スポット溶接は、50w×1500lの試
料を2枚重ね、20打点(1点/1秒)後、40秒休止
の繰り返し作業を行った。u6、電極寿命は、ナゲット
径の平均値が5√t(tは板厚,mm)となった時の打
点数とした。 溶接条件 電極チップ:先端径6mmφ−40Rドーム型電極 加圧力:200kgf 通電時間:12サイクル 溶接電流:10kA また、塗装性、潤滑性、耐蝕性についても同時に調査を
行った。
【0025】表1に使用鋼板、有樹樹脂被覆の厚さ、導
電粒子、および、突起の材質、高さ、分布密度を示して
あり、この表1において、hは断面観察で、Dは表面観
察により求めた値の平均である。表2には溶接性、塗装
性、潤滑性、耐蝕性の調査結果を示してある。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】本発明に係るスポット溶接性に優れた有樹
樹脂被覆鋼板(以下、本発明という。)No.1〜No.4
と比較例No.6〜No.9を比較すると、本発明は全て
の特性において良好であることがわかる。突起のないN
o.6では電極寿命が730点と極端に少ないのに対し
て、突起を設けると電極寿命は2倍以上となり、中には
4倍以上にも長期間となることがわかる(No.6と本
発明No.1〜No.4)。
【0029】しかし、突起の高さが5μm未満では電極
寿命の改善効果は少なく、逆に突起高さが300μmを
越えると電着塗装性が劣るようになる(本発明No.1
〜No.3)。また。突起分布密度が臨界分布密度未満
であると、比較例No.9の場合も電極寿命が880打
点と少ない(比較例No.9と本発明No.2、No.
4)。本発明No.5は突起が薄いめっき層に覆われて
いるが長寿命であり、この本発明No.5と比較例No.
10、No.11を比較すると、被覆厚さを薄くした
り、被覆中に導電性粒子を混合した試料は、潤滑性およ
び耐蝕性が劣化していることがわかる。
【0030】
【発明の効果】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有樹樹脂被覆鋼板は上記の構成であ
るから、スポット溶接性に極めて優れており、さらに、
塗装性、潤滑性および耐蝕性にも優れており、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】突起分布密度と鋼板表面硬さとの関係を示す図
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の少なくとも片側表面に、次式を満
    足する突起を設けたことを特徴とするスポット溶接性に
    優れた有樹樹脂被覆用鋼板。 300≧h≧5, D+10logV≧29 [h:鋼板の基準面より測定した突起の高さ(μm)
    ] [D:突起分布密度(個/mm2
    ] [V:鋼板表面硬さ(ビッカース硬さ,Hv)
    ] 但し、基準面とは突起を設ける前の表面をいい、基準面
    が平滑でない場合は粗さ曲線の中心線(JIS B06
    01)とする。
JP35636191A 1991-12-24 1991-12-24 スポット溶接性に優れた有樹樹脂被覆用鋼板 Withdrawn JPH05169275A (ja)

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JP35636191A JPH05169275A (ja) 1991-12-24 1991-12-24 スポット溶接性に優れた有樹樹脂被覆用鋼板

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JP (1) JPH05169275A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211300A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Jfe Steel Kk 金属めっき材
JP2013111588A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Nippon Avionics Co Ltd 抵抗溶接装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211300A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Jfe Steel Kk 金属めっき材
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Effective date: 19990311