JPH05230611A - 溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法Info
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- JPH05230611A JPH05230611A JP7236092A JP7236092A JPH05230611A JP H05230611 A JPH05230611 A JP H05230611A JP 7236092 A JP7236092 A JP 7236092A JP 7236092 A JP7236092 A JP 7236092A JP H05230611 A JPH05230611 A JP H05230611A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛系めっき鋼板のスポット溶接における連
続打点性を改善する。 【構成】 亜鉛系めっき鋼板のめっき層の表面を研削
し、めっき層の活性力を用いてその表面に酸化皮膜を形
成し直す。研削量は0.１〜１６ｇ／ｍ2 とする。めっき
層の表面に再形成された酸化皮膜は、厚く、電極チップ
への金属拡散を防ぎ、且つ、接触抵抗を高める。
続打点性を改善する。 【構成】 亜鉛系めっき鋼板のめっき層の表面を研削
し、めっき層の活性力を用いてその表面に酸化皮膜を形
成し直す。研削量は0.１〜１６ｇ／ｍ2 とする。めっき
層の表面に再形成された酸化皮膜は、厚く、電極チップ
への金属拡散を防ぎ、且つ、接触抵抗を高める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接性、特にスポット
溶接における連続打点性の優れた亜鉛系めっき鋼板の製
造方法に関する。
溶接における連続打点性の優れた亜鉛系めっき鋼板の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車のボディの耐久性を高める
ために、ボディへの亜鉛系めっき鋼板の導入が進められ
ている。自動車のボディは、周知のように、溶接、主に
スポット溶接で組み立てられる。ところが、亜鉛系めっ
き鋼板のスポット溶接性、特に連続打点性は、通常鋼板
に比して著しく劣り、溶接チップのコスト増を招いてい
る。
ために、ボディへの亜鉛系めっき鋼板の導入が進められ
ている。自動車のボディは、周知のように、溶接、主に
スポット溶接で組み立てられる。ところが、亜鉛系めっ
き鋼板のスポット溶接性、特に連続打点性は、通常鋼板
に比して著しく劣り、溶接チップのコスト増を招いてい
る。
【０００３】亜鉛系めっき鋼板の連続打点性を向上させ
るために、めっき層の表面に厚い酸化皮膜を形成するの
が有効なことは、周知である。酸化皮膜は、めっき層を
構成する亜鉛系金属に比して融点が高く、これがめっき
層と電極チップとの間に介在することによりチップの損
耗を防ぐ。そして、めっき層表面に酸化皮膜を厚く形成
する方法としては、アルカリ溶液中で陽極酸化を行う方
法が、特開平１−１４９９９６号公報に開示されてお
り、酸化剤を含有する溶液で陰極電解や陽極電解を行う
方法が、特開平２−４７２９４号公報、特開平２−４７
２９３号公報、特開平２−１９０４９６号公報等に開示
されている。
るために、めっき層の表面に厚い酸化皮膜を形成するの
が有効なことは、周知である。酸化皮膜は、めっき層を
構成する亜鉛系金属に比して融点が高く、これがめっき
層と電極チップとの間に介在することによりチップの損
耗を防ぐ。そして、めっき層表面に酸化皮膜を厚く形成
する方法としては、アルカリ溶液中で陽極酸化を行う方
法が、特開平１−１４９９９６号公報に開示されてお
り、酸化剤を含有する溶液で陰極電解や陽極電解を行う
方法が、特開平２−４７２９４号公報、特開平２−４７
２９３号公報、特開平２−１９０４９６号公報等に開示
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、これら
の方法は、実施の際に、陽極酸化セルあるいは陰極酸化
セルを新設しなければならず、膨大な設備費を必要とす
る。更に、セルを設置した後も、電解を行うために電力
コストが嵩み、製造されるめっき鋼板は極めて高価なも
のになる。
の方法は、実施の際に、陽極酸化セルあるいは陰極酸化
セルを新設しなければならず、膨大な設備費を必要とす
る。更に、セルを設置した後も、電解を行うために電力
コストが嵩み、製造されるめっき鋼板は極めて高価なも
のになる。
【０００５】本発明の目的は、スポット溶接における連
続打点性の優れた亜鉛系めっき鋼板を低コストに製造す
る方法を提供することにある。
続打点性の優れた亜鉛系めっき鋼板を低コストに製造す
る方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】亜鉛系めっき鋼板のめっ
き層表面に酸化皮膜を厚く形成すれば、前述したよう
に、スポット溶接性が向上するが、めっき層を構成する
亜鉛系金属は、本来は活性なものであり、通常の亜鉛系
めっき鋼板でも、めっき層の表面は酸化されている。た
だ、その酸化皮膜は、めっき直後に形成され、薄い状態
でその後の酸化を妨害するために、充分なスポット溶接
性を確保するまでには至らない。
き層表面に酸化皮膜を厚く形成すれば、前述したよう
に、スポット溶接性が向上するが、めっき層を構成する
亜鉛系金属は、本来は活性なものであり、通常の亜鉛系
めっき鋼板でも、めっき層の表面は酸化されている。た
だ、その酸化皮膜は、めっき直後に形成され、薄い状態
でその後の酸化を妨害するために、充分なスポット溶接
性を確保するまでには至らない。
【０００７】本発明者らは、スポット溶接性の優れた亜
鉛系めっき鋼板を低コストに製造するには、めっき層が
元来保有する活性力を活用するのが効果的であると考
え、その具体的手段について研究を続けた。その結果、
めっきを終えた鋼板のめっき層表面を薄く研削して活性
化するのが有効なことを知見した。
鉛系めっき鋼板を低コストに製造するには、めっき層が
元来保有する活性力を活用するのが効果的であると考
え、その具体的手段について研究を続けた。その結果、
めっきを終えた鋼板のめっき層表面を薄く研削して活性
化するのが有効なことを知見した。
【０００８】図１は、溶融Ｚｎめっき鋼板のめっき層表
面を研削した場合と、研削しなかった場合とについて、
表面の酸化状況をＥＰＭＡにより調査した結果を示す。
図から明らかなように、めっき直後に形成された酸化皮
膜に比して、研削後の表面に新たに形成された酸化皮膜
は極めて厚い。その理由は、比較的平坦度の高い亜鉛め
っき表面が、研削により凹凸をつけられ、めっきの表面
積の増加がみられるからである。
面を研削した場合と、研削しなかった場合とについて、
表面の酸化状況をＥＰＭＡにより調査した結果を示す。
図から明らかなように、めっき直後に形成された酸化皮
膜に比して、研削後の表面に新たに形成された酸化皮膜
は極めて厚い。その理由は、比較的平坦度の高い亜鉛め
っき表面が、研削により凹凸をつけられ、めっきの表面
積の増加がみられるからである。
【０００９】そして、めっき層の表面に高融点の酸化皮
膜が厚く形成されると、溶接時にめっき層が高温に加熱
された場合も、電極チップへのめっき層の拡散が防止さ
れ、電極径の拡大を抑制できる。
膜が厚く形成されると、溶接時にめっき層が高温に加熱
された場合も、電極チップへのめっき層の拡散が防止さ
れ、電極径の拡大を抑制できる。
【００１０】図２は、２枚の溶融Ｚｎめっき鋼板を重ね
て電極チップで加圧したときの接触抵抗を、めっき鋼板
のめっき層表面を研削した場合と、しなかった場合とに
ついて示している。加圧力は２５０ｋｇｆ、電極はダブ
ルＲ型（5.０ｍｍ径）とした。めっき層表面を研削して
その表面に厚い酸化皮膜を新たに形成させることによ
り、接触抵抗が増大する。特に、めっき鋼板の両面を研
削して両面に酸化皮膜を形成し直した方が、片面研削の
場合よりも接触抵抗が高くなる。その結果、電流密度の
減少も抑制され、スポット溶接における連続打点性は表
１のように向上する。
て電極チップで加圧したときの接触抵抗を、めっき鋼板
のめっき層表面を研削した場合と、しなかった場合とに
ついて示している。加圧力は２５０ｋｇｆ、電極はダブ
ルＲ型（5.０ｍｍ径）とした。めっき層表面を研削して
その表面に厚い酸化皮膜を新たに形成させることによ
り、接触抵抗が増大する。特に、めっき鋼板の両面を研
削して両面に酸化皮膜を形成し直した方が、片面研削の
場合よりも接触抵抗が高くなる。その結果、電流密度の
減少も抑制され、スポット溶接における連続打点性は表
１のように向上する。
【００１１】
【表１】
【００１２】本発明の方法は、以上の知見に基づくもの
で、鋼板に亜鉛系めっきを施した後、そのめっき層の表
面を0.１〜１６ｇ／ｍ2 研削して活性化し、その活性化
された表面に、めっき層の活性力を用いて新たに酸化皮
膜を形成し直すことにより、スポット溶接における連続
打点性の優れた亜鉛系めっき鋼板を低コストに製造す
る。
で、鋼板に亜鉛系めっきを施した後、そのめっき層の表
面を0.１〜１６ｇ／ｍ2 研削して活性化し、その活性化
された表面に、めっき層の活性力を用いて新たに酸化皮
膜を形成し直すことにより、スポット溶接における連続
打点性の優れた亜鉛系めっき鋼板を低コストに製造す
る。
【００１３】
【作用】本発明の方法において、亜鉛系めっき鋼板と
は、溶融めっき鋼板、電気めっき鋼板のいずれをも含
む。めっき組成についても、純Ｚｎの他、これにＦｅ，
Ｎｉ，Ａｌ，Ｍｎ等の合金元素を加えたものを含み、更
には、めっき後の熱処理により合金化を図ったものも含
む。
は、溶融めっき鋼板、電気めっき鋼板のいずれをも含
む。めっき組成についても、純Ｚｎの他、これにＦｅ，
Ｎｉ，Ａｌ，Ｍｎ等の合金元素を加えたものを含み、更
には、めっき後の熱処理により合金化を図ったものも含
む。
【００１４】亜鉛系めっき鋼板のめっき層表面の研削
は、ロールブラシ等の汎用研削手段を用いて行うことが
でき、大気中だけでなく、めっき層表面に水を接触させ
ながら行うこともできる。この研削により、めっき層表
面が活性化され、めっき層がもつ活性力により、研削面
に厚い酸化皮膜が形成されて、スポット溶接における連
続打点性が改善される。また、研削面の酸化を促進する
ために、めっき鋼板を加熱してもよい。その場合の加熱
温度は、亜鉛系金属の融点を考慮して４００℃以下とす
るのがよい。
は、ロールブラシ等の汎用研削手段を用いて行うことが
でき、大気中だけでなく、めっき層表面に水を接触させ
ながら行うこともできる。この研削により、めっき層表
面が活性化され、めっき層がもつ活性力により、研削面
に厚い酸化皮膜が形成されて、スポット溶接における連
続打点性が改善される。また、研削面の酸化を促進する
ために、めっき鋼板を加熱してもよい。その場合の加熱
温度は、亜鉛系金属の融点を考慮して４００℃以下とす
るのがよい。
【００１５】研削量は、0.１ｇ／ｍ2 未満では、めっき
層表面が充分に活性化されず、新たに形成される酸化皮
膜が不足するので、0.１ｇ／ｍ2 以上とする。ただし、
過剰な研削は、めっき層の欠乏を招く。亜鉛系めっき鋼
板の一般的な付着量は２０〜１２０ｇ／ｍ2 であるの
で、研削後も充分なめっき層を残すために、研削量の上
限は１６ｇ／ｍ2 とする。特に好ましい研削量は１〜５
ｇ／ｍ2 である。
層表面が充分に活性化されず、新たに形成される酸化皮
膜が不足するので、0.１ｇ／ｍ2 以上とする。ただし、
過剰な研削は、めっき層の欠乏を招く。亜鉛系めっき鋼
板の一般的な付着量は２０〜１２０ｇ／ｍ2 であるの
で、研削後も充分なめっき層を残すために、研削量の上
限は１６ｇ／ｍ2 とする。特に好ましい研削量は１〜５
ｇ／ｍ2 である。
【００１６】図３は本発明の方法で製造された亜鉛系め
っき鋼板の積層構造を模式的に示す断面図である。母材
１の表面に積層されためっき層２の表面を研削すること
により、その表面に厚い酸化皮膜３が形成されている。
この酸化皮膜３は、スポット溶接における連続打点性を
改善する。図４はそのスポット溶接を示している。
っき鋼板の積層構造を模式的に示す断面図である。母材
１の表面に積層されためっき層２の表面を研削すること
により、その表面に厚い酸化皮膜３が形成されている。
この酸化皮膜３は、スポット溶接における連続打点性を
改善する。図４はそのスポット溶接を示している。
【００１７】亜鉛系めっき鋼板が両面めっき鋼板の場
合、研削は片面、両面のいずれに行ってもよい。片面研
削の場合も、その研削面に厚く形成された酸化皮膜３を
電極チップ４に接触させるようにすれば、電極チップ４
への金属拡散が抑えられる。ただし、接触抵抗は両面研
削の場合が大きく、総合的な連続打点性は両面研削の場
合の方が優れる。
合、研削は片面、両面のいずれに行ってもよい。片面研
削の場合も、その研削面に厚く形成された酸化皮膜３を
電極チップ４に接触させるようにすれば、電極チップ４
への金属拡散が抑えられる。ただし、接触抵抗は両面研
削の場合が大きく、総合的な連続打点性は両面研削の場
合の方が優れる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【００１９】板厚が0.８ｍｍで付着量が片面あたり６０
ｇ／ｍ2 の両面溶融Ｚｎめっき鋼板の製造において、め
っき後のめっき層の表面を大気中で乾式研削し、研削後
のめっき鋼板のスポット溶接性を調査した。研削には、
線径が0.８ｍｍ、0.６ｍｍ、0.４ｍｍの３本のナイロン
ブラシロールをタンデムに配列した研削機を用い、砥材
としてＳｉＣを併用した。研削条件を表２に示す。ま
た、スポット溶接性は、表３に示す条件でスポット溶接
を繰り返した場合の打点数（健全な溶接を続けることが
できる溶接回数）で評価した。同様の調査を、板厚が0.
８ｍｍで付着量が片面あたり３０ｇ／ｍ2 の両面電気Ｚ
ｎめっき鋼板についても行った。調査結果を表４および
表５に示す。
ｇ／ｍ2 の両面溶融Ｚｎめっき鋼板の製造において、め
っき後のめっき層の表面を大気中で乾式研削し、研削後
のめっき鋼板のスポット溶接性を調査した。研削には、
線径が0.８ｍｍ、0.６ｍｍ、0.４ｍｍの３本のナイロン
ブラシロールをタンデムに配列した研削機を用い、砥材
としてＳｉＣを併用した。研削条件を表２に示す。ま
た、スポット溶接性は、表３に示す条件でスポット溶接
を繰り返した場合の打点数（健全な溶接を続けることが
できる溶接回数）で評価した。同様の調査を、板厚が0.
８ｍｍで付着量が片面あたり３０ｇ／ｍ2 の両面電気Ｚ
ｎめっき鋼板についても行った。調査結果を表４および
表５に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】
【表５】
【００２４】表４および表５に見るとおり、母材の溶接
では連続打点数は１００００回を超えるが、これにめっ
きが行われると、その連続打点数は溶融めっきで１００
０回、電気めっきで１８００回まで激減する。しかし、
そのめっき層表面を研削すると、連続打点性が大きく改
善され、その改善効果は両面研削の方が大きい。ただ
し、研削量が少ないと、その改善効果は少ない。なお、
片面研削の場合は、図４に示すように、研削面の側を電
極チップに接触させた。
では連続打点数は１００００回を超えるが、これにめっ
きが行われると、その連続打点数は溶融めっきで１００
０回、電気めっきで１８００回まで激減する。しかし、
そのめっき層表面を研削すると、連続打点性が大きく改
善され、その改善効果は両面研削の方が大きい。ただ
し、研削量が少ないと、その改善効果は少ない。なお、
片面研削の場合は、図４に示すように、研削面の側を電
極チップに接触させた。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の亜鉛系めっき鋼板の製造方法は、スポット溶接におけ
る連続打点性を大幅に改善でき、電極チップコスト低減
に大きな効果を発揮する。また、めっき層表面を研削す
るという簡単な手段を用いるので、実施に際しての設備
コストが安く、更にランニングコストも安く、めっき鋼
板の製造コストに大きな影響を与えない。
の亜鉛系めっき鋼板の製造方法は、スポット溶接におけ
る連続打点性を大幅に改善でき、電極チップコスト低減
に大きな効果を発揮する。また、めっき層表面を研削す
るという簡単な手段を用いるので、実施に際しての設備
コストが安く、更にランニングコストも安く、めっき鋼
板の製造コストに大きな影響を与えない。
【図１】めっき層表面の研削が酸化皮膜の形成に及ぼす
影響を示すグラフである。
影響を示すグラフである。
【図２】めっき層表面の研削がスポット溶接時の接触抵
抗に及ぼす影響を示す図表である。
抗に及ぼす影響を示す図表である。
【図３】本発明法で製造された亜鉛系めっき鋼板の積層
構造を示す模式図である。
構造を示す模式図である。
【図４】本発明法で製造された亜鉛系めっき鋼板のスポ
ット溶接を示す模式図である。
ット溶接を示す模式図である。
１ 母材 ２ めっき層 ３ 酸化皮膜
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼板に亜鉛系めっきを施した後、そのめ
っき層の表面を0.１〜１６ｇ／ｍ2 研削して活性化し、
その活性化された表面に、めっき層の活性力を用いて新
たに酸化皮膜を形成し直すことを特徴とする溶接性に優
れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7236092A JP2653315B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7236092A JP2653315B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05230611A true JPH05230611A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2653315B2 JP2653315B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=13487074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7236092A Expired - Lifetime JP2653315B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653315B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08325790A (ja) * | 1995-05-31 | 1996-12-10 | Nippon Steel Corp | 潤滑性に優れた電気亜鉛系めっき熱延鋼板の製造設備 |
| JPH08325789A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-10 | Nippon Steel Corp | 潤滑性に優れた電気亜鉛系めっき鋼板の製造設備 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP7236092A patent/JP2653315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08325789A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-10 | Nippon Steel Corp | 潤滑性に優れた電気亜鉛系めっき鋼板の製造設備 |
| JPH08325790A (ja) * | 1995-05-31 | 1996-12-10 | Nippon Steel Corp | 潤滑性に優れた電気亜鉛系めっき熱延鋼板の製造設備 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2653315B2 (ja) | 1997-09-17 |
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