JPH06306529A - アーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

アーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板

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JPH06306529A
JPH06306529A JP8980593A JP8980593A JPH06306529A JP H06306529 A JPH06306529 A JP H06306529A JP 8980593 A JP8980593 A JP 8980593A JP 8980593 A JP8980593 A JP 8980593A JP H06306529 A JPH06306529 A JP H06306529A
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JP
Japan
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steel sheet
galvanized steel
arc
welding
elements
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JP8980593A
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English (en)
Inventor
Takashi Hotta
孝 堀田
Tetsuya Nomoto
野本徹也
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板を提供
する。 【構成】 C,Si,Mn,P,S,Al,Nを含有
し、Feを主体とする鋼板において、ブロホール対策元
素群として、Cr,B,V,Ti,Ta,Wの1種又は
2種以上を重量比で0.05〜2.0%含有することを
特徴とするアーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板。前記
鋼板に、更に強度靭性改善元素群として、Nb,Ni,
Mo,Cuの1種又は2種以上を含有せしめた鋼板。 【効果】 ブロホール対策元素群の含有により、アーク
溶接時に溶融池内の溶鋼の粘性が増し、周囲からの亜鉛
蒸気の侵入を防止する。このため、溶接欠陥のない亜鉛
めっき鋼板のアーク接合部が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接性に優れた
亜鉛めっき鋼板を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】アーク溶接で形成されるビード部の接合
強度は、ビード内に形成されるブロホールで大きく低下
する。冷延鋼板や熱延鋼板などの非めっき材の場合、ブ
ロホールが形成されることはまれであるが、亜鉛めっき
鋼板の場合には、ブロホールの発生を抑制することは困
難な状況にある。亜鉛めっき鋼板の溶接接合部で見られ
るブロホールの発生原因は、接合界面の近傍に存在する
めっき層中の亜鉛成分がガス化し、鋼板とワイヤ成分が
混合した溶融池中に吹き込まれ、溶融池が凝固し溶接ビ
ードを形成されるまで亜鉛ガスが外部に放出されないこ
とであると考えられている。
【0003】この問題を解決する方法としては、接合界
面となる溶接線上に特殊塗料を塗布し、塗料中に含有さ
せたP成分により、融点の高いFe−P−Zn合金を形
成する方法が特開昭63−108995号に開示されて
おり、また、Te,Se,REM,Sbの単体又は酸化
物を溶接前に溶接線上に塗布することにより溶鋼の粘性
を低下させ、溶鋼中の亜鉛ガスの移動度を高め、該ガス
を排出する方法が特開昭63−56395号に開示され
ている。
【0004】しかしながら、このような方法によって
も、実際の溶接施工で、ピットやブロホールを完全に回
避することは困難な状況にあり、工業的にさらに有効な
手段の開発に対する要求が高まっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
要求を有利に解決するためになされたものであり、アー
ク溶接時のビード内で発生するブロホールを大幅に改善
できる亜鉛めっき鋼板に関するものである。
【0006】
【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、 (1)C,Si,Mn,P,S,Al,Nを含有し、F
eを主体とする鋼板において、ブロホール対策元素群と
してCr,B,V,Ti,Ta,Wの1種又は2種以上
を重量比で0.05〜2.0%含有することを特徴とす
るアーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板。 (2)C,Si,Mn,P,S,Al,Nを含有し、更
に強度靭性改善元素群として、Nb,Ni,Mo,Cu
の1種又は2種以上を含有せしめたFeを主体とする鋼
板において、ブロホール対策元素群としてCr,B,
V,Ti,Ta,Wの1種又は2種以上を重量比で0.
05〜2.0%含有することを特徴とするアーク溶接性
に優れた亜鉛めっき鋼板。 (3)板厚が1.0〜10.0mmからなる上記(1)
又は(2)記載のアーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼
板。である。
【0007】即ち、溶融池中に吹き込まれる亜鉛ガスの
無害化を図る手段として、溶鋼の粘性を高め亜鉛ガスの
溶融池への侵入を防止する成分として、Cr,B,V,
Ti,Ta又はWを鋼板中に含有することが有効である
こと、およびその他の溶接品質を阻害することなくブロ
ホール発生を抑制することが可能であることを見出し
た。
【0008】即ち、アーク溶接により亜鉛めっき鋼板を
接合する場合には、接合界面近傍に存在する亜鉛は沸点
が低いので亜鉛がガス化して、溶融池内に取り込まれ、
溶融池の外壁部が凝固した後も亜鉛を主体とするガスが
気泡として残留し、ビード内に無数のブロホールを形成
する。一方、接合部に低沸点成分が含有されない非めっ
き鋼板においては、この種のブロホールの発生は認めら
れない。従って、亜鉛めっき鋼板のアーク溶接時のブロ
ホールの発生を抑制する対策としては、溶融池内への亜
鉛ガスの侵入を防止する方法、又は侵入した亜鉛ガスを
沸点の高い反応生成物に置換する方法が考えられる。
【0009】溶融池への亜鉛ガスの侵入を防止する方法
として、溶融の粘性を高めることに着目し検討を行っ
た。その結果、本発明者らは鋼板中にCr,B,V,T
i,Ta,Wの1種又は2種以上を重量比で0.05〜
2.0%含有せしめることが有効であることを見いだし
た。
【0010】ブロホール対策として有効なこれら成分の
鋼板成分中への添加量についてはCr,B,V,Ti,
Ta,Wの1種又は2種以上を添加する場合、添加量が
0.05%以上で顕著なブロホール発生の抑制効果が認
められた。そして、いずれの場合においても、添加量の
増加によってブロホールの発生が増加することはなかっ
たが、Cr,B,V,Ti,Ta,Wの各添加量が2%
を越えると、ビードの靭性が著しく低下することから2
%を上限とした。
【0011】次に、これら鋼板の板厚限定理由について
述べる。板厚が薄い場合、単位表面積当りの鋼板重量が
小さいために熱容量が低く、アーク熱による溶け込みが
相対的に大きくなり、その後の冷却も遅いので所定の接
合強度を確保することが困難となる。アーク溶接接合部
の品質を確保するには、最低でも、板厚1.0mm以上
が必要となる。又板厚10mm以上の厚鋼板は、橋梁、
造船や各種の構造用鋼として利用され、アーク溶接する
ことも多いが、量産材となる薄板ほどアーク溶接による
接合生産性が要求されることはない。そのため、亜鉛め
っき層を機械的に除去する方法など、すでに対応されて
いる。又、橋梁、造船や各種の構造用鋼となる厚板は、
これら自信から要求される特性が、鋼板成分を大きく規
定するため、規定した成分を考慮する余地は生まれない
ため、板厚の上限を10mmとした。
【0012】これら鋼板として、耐錆性を改善するため
に実施する各種の防錆鋼板に適用されるものである。
又、防錆鋼板としては、各種の亜鉛めっき及び亜鉛合金
めっき鋼板があり、めっきの種類は特に限定されるもの
ではない。例えば、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融亜
鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、鉄−亜鉛合金・電
気めっき、鉄−ニッケル・電気めっきなど、亜鉛を含有
する各種の亜鉛めっき鋼板に適用できる。又、鋼成分と
しては、材料の引張り強度が30kgf/mm2級の軟
鋼板から、150kgf/mm2 級の超ハイテンまで、
各種の薄鋼板に適用できる。
【0013】この時、鋼板は、Feを主体とするが強度
確保元素として、C,Si,Mn,P,S,Al,Nが
含有していてもかまわない。これら元素の含有量として
は、好ましくは、重量比にてC=0.0001〜0.5
%、Si=0.0001〜2.5%、Mn=0.000
1〜2.5%、P=0.0001〜1.0%、S=0.
0001〜0.5%、Al=0.0001〜0.5%、
N=0.0001〜0.2%、Q=0.0001〜0.
5%である。
【0014】更に、上記の成分以外に強度靭性向上元素
群として、Nb,Ni,Mo,Cuの1種又は2種以上
を含有してもよい。これらの元素の含有量としては、好
ましくは、Nb=0.01〜1.0%、Ni=0.01
〜3.0%、Mo=0.01〜1.0%、Cu=0.0
1〜2.0%である。
【0015】尚、本発明が適用されるアーク溶接は、特
に限定されるものでなく例えば炭酸ガスアーク溶接、M
AGアーク溶接、サブマージドアーク溶接などアーク溶
接ならばいづれでも良い。
【0016】
【実施例】表1の各鋼種組成に、表2のブロホール対策
元素を含有せしめた鋼を常法により転炉にて溶製し、実
機にて熱間圧延および冷間圧延を行ない板厚が2〜10
mmの鋼板を製造した。
【0017】その後、各種亜鉛めっきを施し、注2に示
す記号の亜鉛めっき鋼板を得た。該亜鉛めっき鋼板にア
ーク溶接(CO2 アーク溶接又はMAG溶接)を施し溶
接接合部のブロホールの発生状況を調査した。本発明の
実施例を表2に比較例を表4に示す。
【0018】実施例においては、ブロホール対策元素が
鋼板中に適正量含有されているのでブロホールの発生が
大幅に低減しており、また発生していないものもある。
一方比較例においては、ブロホール対策元素の含有が不
十分であるので、ブロホールが多数発生している。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】注1)ブロホール発生評価方法: 主なアーク溶接条件:2枚重ねの隅肉溶接とし、重ね
の下板側の溶け込みが板厚の35%となる溶接電流を使
用。溶接速度は1000mm/minとし、ワイヤは
1.2mm径のソリッドワイヤを使用。シールドガスは
CO2 アーク溶接(CO2 100%)、MAG溶接(A
r80%+CO2 20%)とし、流量25l/minと
した。図1に示すが如く、溶接姿勢は水平、トーチ角度
(θ)は水平より60°、トーチ前進角度(β)は0°
の自動溶接とした。図中1は被溶接材、2は被溶接材、
3は溶接トーチ、4は押え材を示す。 ブロホールの評価:溶接ビード全線をX線透過試験す
ることにより、全ブロホールを検出し、100mm長さ
当たりのブロホールの数で評価した。
【0022】注2)被溶接材記号の説明を表3に示す。
【0023】
【表3】
【0024】ただし、Eめっき:鉄85%、残亜鉛(め
っき付着量3g/m2 )の電気めっき
【0025】
【表4】
【0026】
【発明の効果】かくすることにより、亜鉛めっき鋼板ア
ーク溶接時のブロホール発生を大幅に低減することが可
能となり、接合部の信頼性が大幅に改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A),(B)は溶接条件の説明図。
【符号の説明】
1…被溶接材 2…被溶接材 3…溶接トーチ 4…押え材 θ…トーチ傾斜角度 β…トーチ前進角

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C,Si,Mn,P,S,Al,Nを含
    有し、Feを主体とする鋼板において、ブロホール対策
    元素群としてCr,B,V,Ti,Ta,Wの1種又は
    2種以上を重量比で0.05〜2.0%含有することを
    特徴とするアーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 C,Si,Mn,P,S,Al,Nを含
    有し、更に強度靭性改善元素群として、Nb,Ni,M
    o,Cuの1種又は2種以上を含有せしめたFeを主体
    とする鋼板において、ブロホール対策元素群としてC
    r,B,V,Ti,Ta,Wの1種又は2種以上を重量
    比で0.05〜2.0%含有することを特徴とするアー
    ク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板。
  3. 【請求項3】 板厚が1.0〜10.0mmからなる請
    求項1又は2記載のアーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼
    板。
JP8980593A 1993-04-16 1993-04-16 アーク溶接性に優れた亜鉛めっき鋼板 Withdrawn JPH06306529A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011092950A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Nippon Steel Corp 亜鉛系めっき鋼板の重ねすみ肉アーク溶接方法及び重ねすみ肉アーク溶接継手
JP2018024019A (ja) * 2016-07-19 2018-02-15 シーメンス エナジー インコーポレイテッド 熱に敏感な材料を含むワークピースを溶接する方法および装置

Cited By (3)

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