JPH0651233B2 - 亜鉛めつき鋼板の電気抵抗溶接法 - Google Patents
亜鉛めつき鋼板の電気抵抗溶接法Info
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- JPH0651233B2 JPH0651233B2 JP61265810A JP26581086A JPH0651233B2 JP H0651233 B2 JPH0651233 B2 JP H0651233B2 JP 61265810 A JP61265810 A JP 61265810A JP 26581086 A JP26581086 A JP 26581086A JP H0651233 B2 JPH0651233 B2 JP H0651233B2
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は抵抗溶接に関するものであり、特に亜鉛めっき
鋼板の抵抗溶接性の改良に関するものである。
鋼板の抵抗溶接性の改良に関するものである。
（従来の技術） 鋼板の少なくとも一面に亜鉛を主体とするめっきが施さ
れた亜鉛めっき鋼板は、自動車や洗濯機のボディ用材料
等として広く使用されている。この亜鉛めっき鋼板はス
ポット溶接、プロジェクション溶接、シーム溶接等の電
気抵抗溶接によって接合されるのが普通であるが、めっ
き層を有しない通常の鋼板に比較して亜鉛めっき鋼板は
抵抗溶接性が劣る。これは、亜鉛の電気抵抗が比較的小
さく、しかも柔らかくて、互いに接合されるべき亜鉛め
っき鋼板同士が押しつけられたときのなじみ性が良いた
め、合わせ面の接触電気抵抗が小さくなって十分な発熱
が得られないからである。そのため、例えば亜鉛めっき
鋼板のスポット溶接では通常の鋼板に比較して溶接電流
が２５〜５０％、溶接時間が５０〜１００％それぞれ大
きく設定されるのが通常であり、従って消費電力が大き
くなる。しかも溶接により形成されるナゲットの大きさ
が一定せず、溶接強度が不安定となるとともに、電極と
鋼板との接触面における発熱が多くなって電極の損耗が
激しく、また電極に付着した亜鉛を除く作業を頻繁に行
わなければならず、生産性が悪くコストが増大すること
を避け得ない。
れた亜鉛めっき鋼板は、自動車や洗濯機のボディ用材料
等として広く使用されている。この亜鉛めっき鋼板はス
ポット溶接、プロジェクション溶接、シーム溶接等の電
気抵抗溶接によって接合されるのが普通であるが、めっ
き層を有しない通常の鋼板に比較して亜鉛めっき鋼板は
抵抗溶接性が劣る。これは、亜鉛の電気抵抗が比較的小
さく、しかも柔らかくて、互いに接合されるべき亜鉛め
っき鋼板同士が押しつけられたときのなじみ性が良いた
め、合わせ面の接触電気抵抗が小さくなって十分な発熱
が得られないからである。そのため、例えば亜鉛めっき
鋼板のスポット溶接では通常の鋼板に比較して溶接電流
が２５〜５０％、溶接時間が５０〜１００％それぞれ大
きく設定されるのが通常であり、従って消費電力が大き
くなる。しかも溶接により形成されるナゲットの大きさ
が一定せず、溶接強度が不安定となるとともに、電極と
鋼板との接触面における発熱が多くなって電極の損耗が
激しく、また電極に付着した亜鉛を除く作業を頻繁に行
わなければならず、生産性が悪くコストが増大すること
を避け得ない。
亜鉛めっき鋼板の耐蝕性は主として亜鉛の犠牲腐食作用
によるものであるため、耐蝕性を高める上ではめっき層
を厚くすることが望ましいのであるが、この場合には、
上記の傾向が助長されて一層抵抗溶接性が悪くなる。
によるものであるため、耐蝕性を高める上ではめっき層
を厚くすることが望ましいのであるが、この場合には、
上記の傾向が助長されて一層抵抗溶接性が悪くなる。
そのため、自動車ボディ用材料について言えば、路面に
融雪剤が撒かれる北米や北欧向けを除いては、耐蝕性を
犠牲にしてでも亜鉛の付着量が少ない電気亜鉛めっき鋼
板等が多く用いられているのが実情であり、また、比較
的薄いめっき層で良好な耐蝕性が得られるように改善さ
れた、合金化亜鉛めっき鋼板、亜鉛系合金めっき鋼板、
多層亜鉛めっき鋼板等が使用されている。
融雪剤が撒かれる北米や北欧向けを除いては、耐蝕性を
犠牲にしてでも亜鉛の付着量が少ない電気亜鉛めっき鋼
板等が多く用いられているのが実情であり、また、比較
的薄いめっき層で良好な耐蝕性が得られるように改善さ
れた、合金化亜鉛めっき鋼板、亜鉛系合金めっき鋼板、
多層亜鉛めっき鋼板等が使用されている。
（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、めっき層が比較的薄い亜鉛めっき鋼板は
一般に抵抗溶接性が優れているのであるが、めっき層を
有しない裸鋼板に比較すれば未だ悪く、改善が望まれて
いるのが現状であり、特に優れた耐蝕性を要求される北
米や北欧向けの自動車のボディ用鋼板において耐蝕性に
優れた亜鉛の付着量の多い亜鉛めっき鋼板の抵抗溶接性
の改善が強く求められている。本発明は、この亜鉛めっ
き鋼板の抵抗溶接性を改善するために為されたものであ
る。
一般に抵抗溶接性が優れているのであるが、めっき層を
有しない裸鋼板に比較すれば未だ悪く、改善が望まれて
いるのが現状であり、特に優れた耐蝕性を要求される北
米や北欧向けの自動車のボディ用鋼板において耐蝕性に
優れた亜鉛の付着量の多い亜鉛めっき鋼板の抵抗溶接性
の改善が強く求められている。本発明は、この亜鉛めっ
き鋼板の抵抗溶接性を改善するために為されたものであ
る。
発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は鋼板の少なくとも一面に亜鉛を主体とするめっ
き層が形成された亜鉛めっき鋼板を、亜鉛層を板間に配
するとともに一対の電極により加圧接触させて電気抵抗
溶接を行う亜鉛めっき鋼板の電気抵抗溶接法において、
前記板間の接合部位に間隙を確保するための物質をあら
かじめ配設し、一対の電極により前記鋼板外方から前記
間隙を含む接合部位を加圧して合わせ面を接触させると
ともに、前記物質の周辺に加圧前に確保されていた間隙
の一部を残留させ、しかる後通電することを要旨として
いる。
き層が形成された亜鉛めっき鋼板を、亜鉛層を板間に配
するとともに一対の電極により加圧接触させて電気抵抗
溶接を行う亜鉛めっき鋼板の電気抵抗溶接法において、
前記板間の接合部位に間隙を確保するための物質をあら
かじめ配設し、一対の電極により前記鋼板外方から前記
間隙を含む接合部位を加圧して合わせ面を接触させると
ともに、前記物質の周辺に加圧前に確保されていた間隙
の一部を残留させ、しかる後通電することを要旨として
いる。
即ち、あらかじめ配設した物質により確保された間隙を
含む板間の接合部位を一対の電極により鋼板外方から加
圧すると、その板間の接合部位における前記間隙部分で
は合わせ面が接触されるとともに、加圧前に確保されて
いた間隙の一部が前記物質の周辺に残留する。従って、
この加圧下における通電前状態では合わせ面の接触によ
り板間抵抗は低く設定される。
含む板間の接合部位を一対の電極により鋼板外方から加
圧すると、その板間の接合部位における前記間隙部分で
は合わせ面が接触されるとともに、加圧前に確保されて
いた間隙の一部が前記物質の周辺に残留する。従って、
この加圧下における通電前状態では合わせ面の接触によ
り板間抵抗は低く設定される。
そして、前記加圧下において通電が始まると前記合わせ
面にある亜鉛がまず溶融蒸発し、前記物質の周辺に残留
した間隙を通って外部へ流出する。すると、板間には前
記亜鉛層の厚さにほぼ匹敵する厚さの間隙が形成され
る。この間隙には亜鉛蒸気が充満しているため電気は通
すもののその電気抵抗は大きい。従って、この間隙形成
により通電が始まってからの極めて初期に接合部位にお
ける板間抵抗は急激に増大する。
面にある亜鉛がまず溶融蒸発し、前記物質の周辺に残留
した間隙を通って外部へ流出する。すると、板間には前
記亜鉛層の厚さにほぼ匹敵する厚さの間隙が形成され
る。この間隙には亜鉛蒸気が充満しているため電気は通
すもののその電気抵抗は大きい。従って、この間隙形成
により通電が始まってからの極めて初期に接合部位にお
ける板間抵抗は急激に増大する。
そして、更に前記通電と加圧が続けられると、鋼板の合
わせ面近傍が前記間隙形成に基づき増大した板間抵抗に
よって高温となり、合わせ面の表面層が溶融し始める。
すると、前記加圧力により圧着された板間の接合部位に
て合わせ面の溶接が行われる。
わせ面近傍が前記間隙形成に基づき増大した板間抵抗に
よって高温となり、合わせ面の表面層が溶融し始める。
すると、前記加圧力により圧着された板間の接合部位に
て合わせ面の溶接が行われる。
なお、あらかじめ板間に隙間を確保するための物質とし
ては、それ自体が電気の不良導体であるものが望まし
く、例えばセラミックス粉末等は好適である。しかしな
がら電気の良導体を用いる場合もよく間隙を確保して板
間抵抗の増大を計ることは可能であるので電気の良導体
についても、これを除外するものではない。
ては、それ自体が電気の不良導体であるものが望まし
く、例えばセラミックス粉末等は好適である。しかしな
がら電気の良導体を用いる場合もよく間隙を確保して板
間抵抗の増大を計ることは可能であるので電気の良導体
についても、これを除外するものではない。
本発明は、全ての亜鉛めっき鋼板に適用することが可能
である。すなわち、通常の両面あるいは片面亜鉛めっき
鋼板はもとより、亜鉛めっき層をＦｅ−Ｚｎ合金化処理
して塗料との密着性、抵抗溶接性を改善した合金化亜鉛
めっき鋼板、亜鉛めっき鋼板の耐蝕性向上を目的として
合金元素を添加したＺｎ−Ｎｉ，Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｚ
ｎ−Ａｌ−Ｓｎ系等の合金めっき鋼板、耐蝕性の向上の
みならず、溶接性やプレス成形性などを改善したＺｎ／
Ｍｎ系、Ｚｎ／Ｎｉ系などの多層亜鉛めっき鋼板等に本
発明を適用することが可能なのである。
である。すなわち、通常の両面あるいは片面亜鉛めっき
鋼板はもとより、亜鉛めっき層をＦｅ−Ｚｎ合金化処理
して塗料との密着性、抵抗溶接性を改善した合金化亜鉛
めっき鋼板、亜鉛めっき鋼板の耐蝕性向上を目的として
合金元素を添加したＺｎ−Ｎｉ，Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｚ
ｎ−Ａｌ−Ｓｎ系等の合金めっき鋼板、耐蝕性の向上の
みならず、溶接性やプレス成形性などを改善したＺｎ／
Ｍｎ系、Ｚｎ／Ｎｉ系などの多層亜鉛めっき鋼板等に本
発明を適用することが可能なのである。
発明の効果 本発明に係る電気抵抗溶接法によれば、加圧されて未だ
通電されていない状態では両鋼板の合わせ面が板間の接
合部位において亜鉛層を介して接触されるので、通電前
の板間抵抗を低く設定でき、溶接時における通電の開始
を容易とすることによって不規則通電の発生を防止し、
ひいては安定した溶接結果を得ることができる。
通電されていない状態では両鋼板の合わせ面が板間の接
合部位において亜鉛層を介して接触されるので、通電前
の板間抵抗を低く設定でき、溶接時における通電の開始
を容易とすることによって不規則通電の発生を防止し、
ひいては安定した溶接結果を得ることができる。
又、加圧下における通電開始後は溶融した亜鉛が板間に
配置された物質周辺の残留間隙から排出され、板間の接
合部位には溶融排出された亜鉛層の厚さにほぼ匹敵する
電気抵抗の大きな間隙が形成されるので、この間隙形成
により通電開始後の極めて初期段階に板間の電気抵抗を
急激に増大して、その後の通電により合わせ面の表面層
を十分な発熱により溶融でき、低電流あるいは短い時間
で溶接することができる。
配置された物質周辺の残留間隙から排出され、板間の接
合部位には溶融排出された亜鉛層の厚さにほぼ匹敵する
電気抵抗の大きな間隙が形成されるので、この間隙形成
により通電開始後の極めて初期段階に板間の電気抵抗を
急激に増大して、その後の通電により合わせ面の表面層
を十分な発熱により溶融でき、低電流あるいは短い時間
で溶接することができる。
しかも、板間の接合部位にあらかじめ配設される物質自
体の発熱作用は問題とされないので、前記物質としては
電気の不良導体のみならず良導体をも採用でき、材料選
択の幅を広げることができる。
体の発熱作用は問題とされないので、前記物質としては
電気の不良導体のみならず良導体をも採用でき、材料選
択の幅を広げることができる。
さらに、加圧通電下における発熱は接合されるべき合わ
せ面近傍の限られた部分に集中して起こり、電極と鋼板
との接触面での温度上昇は少ないので、前記した溶接時
間の短縮化とも相埃って、電極の消耗を低減することが
でき、溶接作業の安定化及び生産性の向上を図ることが
できる。同じ理由でスポット溶接部表面に生ずる圧痕部
における亜鉛層の消失が少なく、防錆性能の低下を回避
し得る。
せ面近傍の限られた部分に集中して起こり、電極と鋼板
との接触面での温度上昇は少ないので、前記した溶接時
間の短縮化とも相埃って、電極の消耗を低減することが
でき、溶接作業の安定化及び生産性の向上を図ることが
できる。同じ理由でスポット溶接部表面に生ずる圧痕部
における亜鉛層の消失が少なく、防錆性能の低下を回避
し得る。
また、発熱は接合すべき２枚の合わせ面の限られた部分
に集中して起こるためナゲット厚さが小さくなり、溶接
に伴うへこみや変形の発生が少なくなり、母材の熱影響
部も小さくなるため、溶接部の強度が大きくなる。同じ
理由で合わせ面以外の部位にナゲットが形成され難くな
る。比較的薄い板と厚い板とをスポット溶接する場合に
は、厚い板の厚さ方向の中間部にナゲットが形成され、
目的とする合わせ面に形成されないことがあるのである
が、加圧下における通電の極めて初期に電気抵抗の大き
い間隙が形成され合わせ面の電気抵抗が増大する結果、
このような事態の発生を良好に回避し得ることになるの
である。
に集中して起こるためナゲット厚さが小さくなり、溶接
に伴うへこみや変形の発生が少なくなり、母材の熱影響
部も小さくなるため、溶接部の強度が大きくなる。同じ
理由で合わせ面以外の部位にナゲットが形成され難くな
る。比較的薄い板と厚い板とをスポット溶接する場合に
は、厚い板の厚さ方向の中間部にナゲットが形成され、
目的とする合わせ面に形成されないことがあるのである
が、加圧下における通電の極めて初期に電気抵抗の大き
い間隙が形成され合わせ面の電気抵抗が増大する結果、
このような事態の発生を良好に回避し得ることになるの
である。
前記電流の低減によって消費電力が少なくて済む効果が
得られることは勿論であるが、溶接時間も短縮されて溶
接作業の効率が向上し、さらに散りや爆飛の発生を回避
しつつ適正なナゲットを形成し得る適正電流値範囲が広
くなり溶接条件の管理が容易となって、不良発生率が低
下する効果も得られる。
得られることは勿論であるが、溶接時間も短縮されて溶
接作業の効率が向上し、さらに散りや爆飛の発生を回避
しつつ適正なナゲットを形成し得る適正電流値範囲が広
くなり溶接条件の管理が容易となって、不良発生率が低
下する効果も得られる。
（実施例Ｉ） 板厚０．８mmの軟鋼板の両面にドブ漬法によってそれぞ
れ１m2当り６０ｇの亜鉛めっき層が形成された溶融亜鉛
めっき鋼板２枚を重ねてスポット溶接を行う場合、合わ
せ面のナゲットが形成されるべき部位に平均粒径３００
μｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末６個をほぼ均等に散
布し、下記の条件でスポット溶接試験を行った。
れ１m2当り６０ｇの亜鉛めっき層が形成された溶融亜鉛
めっき鋼板２枚を重ねてスポット溶接を行う場合、合わ
せ面のナゲットが形成されるべき部位に平均粒径３００
μｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末６個をほぼ均等に散
布し、下記の条件でスポット溶接試験を行った。
使用電極直径：１６mm（先端直径６mm） 加圧力：２２０Kg 溶接電流設定値；１１．０KA 実験は、アルミナ粉末を用いた場合（試料No.１、２）
と、用いない場合（試料No.３、４、５、６、７）につ
いて行った。実験結果を第１図に、実験条件は表１に示
す。
と、用いない場合（試料No.３、４、５、６、７）につ
いて行った。実験結果を第１図に、実験条件は表１に示
す。
第１図において横軸は、通電時間を溶接電流のサイクル
数で表したものであり、縦軸は上段においては溶接中に
おける電極間の電気抵抗値を、下段においては得られた
ナゲット（融合部）の直径を示した。
数で表したものであり、縦軸は上段においては溶接中に
おける電極間の電気抵抗値を、下段においては得られた
ナゲット（融合部）の直径を示した。
通電はアルミナを用いた場合は、適正なナゲットの得ら
れる３サイクルまで行い、アルミナを用いない場合は、
適正なナゲットの得られるまで延長して行った。本実験
ではアルミナを用いない場合、通電時間が５〜６サイク
ルで適正なナゲットが得られたが、７サイクル目には散
りが発生しナゲットは不良となった。
れる３サイクルまで行い、アルミナを用いない場合は、
適正なナゲットの得られるまで延長して行った。本実験
ではアルミナを用いない場合、通電時間が５〜６サイク
ルで適正なナゲットが得られたが、７サイクル目には散
りが発生しナゲットは不良となった。
なお、動抵抗値については、アルミナを用いた場合は各
試料について３サイクルまでの変化を、アルミナを用い
ない場合は６サイクルまで通電した試料No.６について
のみ図中に示した。試料No.３、４、５、７、の動抵抗
曲線はNo.６のそれと類似した傾向を示したので記入を
省略した。
試料について３サイクルまでの変化を、アルミナを用い
ない場合は６サイクルまで通電した試料No.６について
のみ図中に示した。試料No.３、４、５、７、の動抵抗
曲線はNo.６のそれと類似した傾向を示したので記入を
省略した。
なお、溶接中の電流値は、特に溶接の初期において、設
定電流値と若干異なり、また個々の試料間においても差
がみられたので、設定電流値と共に各サイクル毎の電流
値をすべての試料について示した。
定電流値と若干異なり、また個々の試料間においても差
がみられたので、設定電流値と共に各サイクル毎の電流
値をすべての試料について示した。
第１図の上段から明らかなように、個々の試料間にはい
くらかの変動がみられるものの、アルミナを用いた場合
は、アルミナを用いない通常の亜鉛めっき鋼板の場合に
比べて、溶接初期の動抵抗値が高く、下段に示されるよ
うにナゲットは短い通電時間に形成される。すなわち、
通常の亜鉛めっき鋼板では、直径３．５mmのナゲットを
得るためには５サイクルの、また４．０mmのナゲットを
得るためには６サイクルの通電を必要とするが、アルミ
ナを用いた場合、試料No.１では３サイクルの通電で直
径４．５mmのナゲットを、試料No.２では同じく３サイ
クルの通電で４．１mmのナゲットが形成された。電流値
がアルミナを用いる場合も用いない場合も、ほぼ同じで
あるにかかわらず、溶接時間は約半分で済むのである。
また、アルミナを用いない場合適正なナゲット（本実験
の場合、直径３．５mm以上とした）が形成されてから散
りが起こりナゲットが不良となるまでに約２サイクルの
余裕しかないが、アルミナを用いると約４サイクルの余
裕があり、本発明によるスポット溶接法では適正通電時
間ないしは、電流範囲が通常の場合に比べて広い。
くらかの変動がみられるものの、アルミナを用いた場合
は、アルミナを用いない通常の亜鉛めっき鋼板の場合に
比べて、溶接初期の動抵抗値が高く、下段に示されるよ
うにナゲットは短い通電時間に形成される。すなわち、
通常の亜鉛めっき鋼板では、直径３．５mmのナゲットを
得るためには５サイクルの、また４．０mmのナゲットを
得るためには６サイクルの通電を必要とするが、アルミ
ナを用いた場合、試料No.１では３サイクルの通電で直
径４．５mmのナゲットを、試料No.２では同じく３サイ
クルの通電で４．１mmのナゲットが形成された。電流値
がアルミナを用いる場合も用いない場合も、ほぼ同じで
あるにかかわらず、溶接時間は約半分で済むのである。
また、アルミナを用いない場合適正なナゲット（本実験
の場合、直径３．５mm以上とした）が形成されてから散
りが起こりナゲットが不良となるまでに約２サイクルの
余裕しかないが、アルミナを用いると約４サイクルの余
裕があり、本発明によるスポット溶接法では適正通電時
間ないしは、電流範囲が通常の場合に比べて広い。
第１図にみられる本発明の効果は、次の理由によると考
えられる。第２図に示すように、母材３の表裏両面に亜
鉛めっき層２を施したスポット溶接しようとする２枚の
鋼板７の間には本発明に特徴的な板間の接合部位にあら
かじめ間隙５を確保するための物質（以下、「抵抗増大
剤」という。）としてのアルミナ粉末４が介在されるの
で、加圧前における両鋼板７の合わせ面には間隙５が確
保される。そして、溶接の際に電極１が鋼板７に押圧さ
れると、その加圧力により合わせ面では亜鉛めっき層２
同士が接触する一方、前記アルミナ粉末４の周辺には加
圧前に確保されていた間隙５の一部が残留する。その状
態で通電が開始されると、まず融点の低い亜鉛めっき層
２が溶融し、次いで気化し膨張して前記アルミナ粉末４
周辺の残留間隙から外部に排出される。すると、両鋼板
７の合わせ面では気化した亜鉛により電気抵抗が高くな
り、合わせ面での発熱が激しく起こる。このため、この
部分の温度が他に優先して高くなる。よって、母材３は
合わせ面に沿って薄く溶融し、従って薄いナゲットが形
成される。そして、ナゲットの形成が進むにつれて抵抗
値は下がる。
えられる。第２図に示すように、母材３の表裏両面に亜
鉛めっき層２を施したスポット溶接しようとする２枚の
鋼板７の間には本発明に特徴的な板間の接合部位にあら
かじめ間隙５を確保するための物質（以下、「抵抗増大
剤」という。）としてのアルミナ粉末４が介在されるの
で、加圧前における両鋼板７の合わせ面には間隙５が確
保される。そして、溶接の際に電極１が鋼板７に押圧さ
れると、その加圧力により合わせ面では亜鉛めっき層２
同士が接触する一方、前記アルミナ粉末４の周辺には加
圧前に確保されていた間隙５の一部が残留する。その状
態で通電が開始されると、まず融点の低い亜鉛めっき層
２が溶融し、次いで気化し膨張して前記アルミナ粉末４
周辺の残留間隙から外部に排出される。すると、両鋼板
７の合わせ面では気化した亜鉛により電気抵抗が高くな
り、合わせ面での発熱が激しく起こる。このため、この
部分の温度が他に優先して高くなる。よって、母材３は
合わせ面に沿って薄く溶融し、従って薄いナゲットが形
成される。そして、ナゲットの形成が進むにつれて抵抗
値は下がる。
これに対し、前記アルミナ粉末４を用いない場合では、
２枚の亜鉛めっき鋼板を重ねた時の板間抵抗は亜鉛同士
のなじみが良いため低いが、両鋼板７は互いに密着して
おり、加圧下において両鋼板７の合わせ面に間隙の一部
が残留することもないため、通電開始後に溶融、気化し
ようとする亜鉛の逃げ場がなく、亜鉛層２の溶融、気化
が促進されない。従って、電気抵抗が増大せず通電初期
の発熱量が少ないため、ナゲットが形成されるまでに時
間がかかる。通電時間が長くなると、母材全体による、
いわゆる体積抵抗によって母材の広い範囲にわたって温
度が上昇する。母材の温度が高くなれば、母材の抵抗値
も高くなり、これによる発熱量の増大も加わって、遂に
は母材の一部が溶融しナゲットが形成される。ここで、
ナゲットが形成される時、母材はその広い範囲にわたっ
て高温となっているため、わずかの電流値の変動によっ
ても散りが起こり易い状態にあり、また形成されるナゲ
ットが厚い。第７図及び第８図は、アルミナを用いた試
料No.１と用いないNo.５のナゲットを比較して示す。ナ
ゲット径は試料No.１がやや大きいにもかかわらずナゲ
ットの厚さは著しく小さい。ナゲットが小さいことは、
それだけ接合のためのエネルギーが少なくてよいことを
示し、また加熱範囲が狭いことは、溶接中の変形、残留
応力、母材の変質部が小さくなり、望ましい溶接部とい
える。
２枚の亜鉛めっき鋼板を重ねた時の板間抵抗は亜鉛同士
のなじみが良いため低いが、両鋼板７は互いに密着して
おり、加圧下において両鋼板７の合わせ面に間隙の一部
が残留することもないため、通電開始後に溶融、気化し
ようとする亜鉛の逃げ場がなく、亜鉛層２の溶融、気化
が促進されない。従って、電気抵抗が増大せず通電初期
の発熱量が少ないため、ナゲットが形成されるまでに時
間がかかる。通電時間が長くなると、母材全体による、
いわゆる体積抵抗によって母材の広い範囲にわたって温
度が上昇する。母材の温度が高くなれば、母材の抵抗値
も高くなり、これによる発熱量の増大も加わって、遂に
は母材の一部が溶融しナゲットが形成される。ここで、
ナゲットが形成される時、母材はその広い範囲にわたっ
て高温となっているため、わずかの電流値の変動によっ
ても散りが起こり易い状態にあり、また形成されるナゲ
ットが厚い。第７図及び第８図は、アルミナを用いた試
料No.１と用いないNo.５のナゲットを比較して示す。ナ
ゲット径は試料No.１がやや大きいにもかかわらずナゲ
ットの厚さは著しく小さい。ナゲットが小さいことは、
それだけ接合のためのエネルギーが少なくてよいことを
示し、また加熱範囲が狭いことは、溶接中の変形、残留
応力、母材の変質部が小さくなり、望ましい溶接部とい
える。
なお、用いたアルミナはナゲット中に残留することが考
えられる。しかしながらアルミナの粒径は小さく、かつ
量的に少ないので問題はない。
えられる。しかしながらアルミナの粒径は小さく、かつ
量的に少ないので問題はない。
一方、電極１とめっき鋼板７の接触面での電気抵抗及び
熱伝導度は通常のスポット溶接方法による場合と、本発
明による板間に抵抗増大剤４を介在して行う場合とで変
わりはないのであるが、後者においては少ない電流で、
あるは同じ電流であれば短い時間に溶接が完了するの
で、結果として電極１と接触するめっき層２の温度は通
常の方法に比べて低くなる。第２図に破線で示す抵抗増
大剤４を用いた場合の板間における温度分布は、実線で
示す用いない場合のそれよりも高いが、前述したように
溶接時間が短い本発明は、全体としてめっき層２の温度
が低くなる。従って電極１と接触した部分での亜鉛めっ
き鋼板７の亜鉛消失量が少なく耐蝕性が向上するうえ、
電極の消耗が低減する。
熱伝導度は通常のスポット溶接方法による場合と、本発
明による板間に抵抗増大剤４を介在して行う場合とで変
わりはないのであるが、後者においては少ない電流で、
あるは同じ電流であれば短い時間に溶接が完了するの
で、結果として電極１と接触するめっき層２の温度は通
常の方法に比べて低くなる。第２図に破線で示す抵抗増
大剤４を用いた場合の板間における温度分布は、実線で
示す用いない場合のそれよりも高いが、前述したように
溶接時間が短い本発明は、全体としてめっき層２の温度
が低くなる。従って電極１と接触した部分での亜鉛めっ
き鋼板７の亜鉛消失量が少なく耐蝕性が向上するうえ、
電極の消耗が低減する。
（実施例II） 亜鉛めっき鋼板のスポット溶接においてその板間抵抗増
大の目的でメンディングテープを用いて行った実験結果
を第３図に実験条件は表２に示した。
大の目的でメンディングテープを用いて行った実験結果
を第３図に実験条件は表２に示した。
実験で用いた亜鉛めっき鋼板、電極、加圧力は実施例Ｉ
で述べたものと同じである。設定電流値は１０．５KAで
ある。第４，５図に示すようにスポット溶接しようとす
る亜鉛めっき鋼板７の１枚に対し、前記抵抗増大剤とし
てメンディングテープ６を貼付し、この面を合わせ面と
してスポット溶接を行った。溶接しようとする２枚の鋼
板間では、テープが４mm×４mm角に切り抜かれた処で最
大０．１mmの隙間が保たれている（テープの厚さは０．
１mm）。電極１のセンターが切り抜かれた部分のセンタ
ーに合致するように試料を位置してスポット溶接を行っ
た。試料はテープ６を鋼板７に貼付した場合（試料No.
８、９）とテープ６を用いない普通の場合（試料No.１
０、１１、１２、１３、１４）について行った。
で述べたものと同じである。設定電流値は１０．５KAで
ある。第４，５図に示すようにスポット溶接しようとす
る亜鉛めっき鋼板７の１枚に対し、前記抵抗増大剤とし
てメンディングテープ６を貼付し、この面を合わせ面と
してスポット溶接を行った。溶接しようとする２枚の鋼
板間では、テープが４mm×４mm角に切り抜かれた処で最
大０．１mmの隙間が保たれている（テープの厚さは０．
１mm）。電極１のセンターが切り抜かれた部分のセンタ
ーに合致するように試料を位置してスポット溶接を行っ
た。試料はテープ６を鋼板７に貼付した場合（試料No.
８、９）とテープ６を用いない普通の場合（試料No.１
０、１１、１２、１３、１４）について行った。
電極間動抵抗については、テープを用いた場合はすべて
の試料について、用いない場合は代表例として試料No.
１０についてのみ記入した。
の試料について、用いない場合は代表例として試料No.
１０についてのみ記入した。
実験結果は、アルミナを用いた実施例Ｉの場合と同様の
傾向であった。すなわちテープを用いて板間の抵抗を増
大した場合は、溶接初期の動抵抗が高く、通電時間３サ
イクルで、３．５mmのナゲット径のスポット溶接が得ら
れた。一方テープを用いない場合は、通電時間が３ある
いは４サイクルでは形成されず、５サイクルでは２つの
試料のうち１つは３mmのナゲット径のものが得られた
が、他の１つはナゲットが形成されなかった。なお、テ
ープを用いた試料No.８の３サイクル通電によって形成
されたナゲットを第９図に示す。アルミナを用いた場合
と同様にナゲットの厚さは著しく小さい。
傾向であった。すなわちテープを用いて板間の抵抗を増
大した場合は、溶接初期の動抵抗が高く、通電時間３サ
イクルで、３．５mmのナゲット径のスポット溶接が得ら
れた。一方テープを用いない場合は、通電時間が３ある
いは４サイクルでは形成されず、５サイクルでは２つの
試料のうち１つは３mmのナゲット径のものが得られた
が、他の１つはナゲットが形成されなかった。なお、テ
ープを用いた試料No.８の３サイクル通電によって形成
されたナゲットを第９図に示す。アルミナを用いた場合
と同様にナゲットの厚さは著しく小さい。
（実施例III） 抵抗増大剤として市販の食塩粒を用いて行った実験結果
を第６図に、実験条件を表３に示す。
を第６図に、実験条件を表３に示す。
用いた亜鉛めっき鋼板、電極、加圧力は実施例Ｉで述べ
た通りである。設定電流値は１２．０KAである。
た通りである。設定電流値は１２．０KAである。
平均直径約２５０μｍの食塩粒６個を板間の接合部つま
りナゲットの形成される部位にほぼ均等に配置してスポ
ット溶接を行った（試料No.１５、１６）。なお、この
実験では、亜鉛めっき鋼板の接合部に食塩を配置したの
ち、スプレーのりにて食塩を亜鉛めっき鋼板に固着した
ものについてもスポット溶接実験を行った（試料No.１
７）。
りナゲットの形成される部位にほぼ均等に配置してスポ
ット溶接を行った（試料No.１５、１６）。なお、この
実験では、亜鉛めっき鋼板の接合部に食塩を配置したの
ち、スプレーのりにて食塩を亜鉛めっき鋼板に固着した
ものについてもスポット溶接実験を行った（試料No.１
７）。
一方、食塩を用いない場合については、実施例Ｉ、IIの
場合と同様の試験を行った（試料No.１８、１９、２
０）。
場合と同様の試験を行った（試料No.１８、１９、２
０）。
板間抵抗増大の目的で食塩を用いた場合も、実施例Ｉ、
IIでみられたと同様の効果がみられる。すなわち、初期
動抵抗値が高く、３サイクルの通電で直径４mmのナゲッ
トを得られた。また、スプレーのりを使って食塩を鋼板
に固着して行った場合も、のりを用いず食塩を単独に用
いた場合と同様の効果がみられ、３サイクルの通電で
３．５mmのナゲット径が得られた。この結果は、粉末材
料を散布して行う場合、例えば、接合面が水平でなく傾
いている場合、あるいは、風が吹いているような場合で
も、のりを用いて抵抗増大剤を鋼板に固着して行うこと
により、本発明は何等支障なく適用できるものであるこ
とを示している。第１０図は食塩を用いた試料No.１７
のナゲットを示した。この場合もナゲットは薄い。な
お、食塩は腐蝕性物質であるが、溶接中にほとんど蒸発
し、またナゲット周辺に残ったとしても洗い流す等して
悪影響は少ないと思われる。
IIでみられたと同様の効果がみられる。すなわち、初期
動抵抗値が高く、３サイクルの通電で直径４mmのナゲッ
トを得られた。また、スプレーのりを使って食塩を鋼板
に固着して行った場合も、のりを用いず食塩を単独に用
いた場合と同様の効果がみられ、３サイクルの通電で
３．５mmのナゲット径が得られた。この結果は、粉末材
料を散布して行う場合、例えば、接合面が水平でなく傾
いている場合、あるいは、風が吹いているような場合で
も、のりを用いて抵抗増大剤を鋼板に固着して行うこと
により、本発明は何等支障なく適用できるものであるこ
とを示している。第１０図は食塩を用いた試料No.１７
のナゲットを示した。この場合もナゲットは薄い。な
お、食塩は腐蝕性物質であるが、溶接中にほとんど蒸発
し、またナゲット周辺に残ったとしても洗い流す等して
悪影響は少ないと思われる。
一方、食塩を用いない場合は、３サイクルの通電ではナ
ゲットは形成されず、４サイクル目に直径１mmの小さな
ナゲットが形成されたが、５サイクル目には散りが起こ
った。現場作業では、種々の理由から設定電流値は若干
高めに設定される場合が多いが、このような設定電流値
の高い場合、抵抗増大剤を用いない普通の溶接方法では
適正通電時間範囲が狭いため、適正なナゲットが得られ
にくいことを示している。
ゲットは形成されず、４サイクル目に直径１mmの小さな
ナゲットが形成されたが、５サイクル目には散りが起こ
った。現場作業では、種々の理由から設定電流値は若干
高めに設定される場合が多いが、このような設定電流値
の高い場合、抵抗増大剤を用いない普通の溶接方法では
適正通電時間範囲が狭いため、適正なナゲットが得られ
にくいことを示している。
第１図は実施例Ｉの実験結果を、第２図は実施例Ｉの接
合部の概念図を、第３図は実施例IIの実験結果を、第４
図は実施例IIの接合部の概念図を、第５図は第４図の平
面図を、第６図は実施例IIIの実験結果をそれぞれ示し
ており、第７図は試料No.１の接合部略体断面を、第８
図は試料No.５の接合部略体断面を、第９図は試料No.８
の接合部略体断面を、第１０図は試料No.１７の接合部
略体断面図をそれぞれ示す。 電極１、亜鉛層２、板間の接合部位にあらかじめ隙間を
確保するための物質としてのアルミナ粉末４、隙間５、
板間の接合部位にあらかじめ隙間を確保するための物質
としてのメンディングテープ６、鋼板７。
合部の概念図を、第３図は実施例IIの実験結果を、第４
図は実施例IIの接合部の概念図を、第５図は第４図の平
面図を、第６図は実施例IIIの実験結果をそれぞれ示し
ており、第７図は試料No.１の接合部略体断面を、第８
図は試料No.５の接合部略体断面を、第９図は試料No.８
の接合部略体断面を、第１０図は試料No.１７の接合部
略体断面図をそれぞれ示す。 電極１、亜鉛層２、板間の接合部位にあらかじめ隙間を
確保するための物質としてのアルミナ粉末４、隙間５、
板間の接合部位にあらかじめ隙間を確保するための物質
としてのメンディングテープ６、鋼板７。
Claims (1)
- 【請求項１】鋼板の少なくとも一面に亜鉛を主体とする
めっき層が形成された亜鉛めっき鋼板を、亜鉛層を板間
に配するとともに一対の電極により加圧接触させて電気
抵抗溶接を行う亜鉛めっき鋼板の電気抵抗溶接法におい
て、 前記板間の接合部位に間隙を確保するための物質をあら
かじめ配設し、一対の電極により前記鋼板外方から前記
間隙を含む接合部位を加圧して合わせ面を接触させると
ともに、前記物質の周辺に加圧前に確保されていた間隙
の一部を残留させ、しかる後通電する亜鉛めっき鋼板の
電気抵抗溶接法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265810A JPH0651233B2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | 亜鉛めつき鋼板の電気抵抗溶接法 |
| US07/117,913 US4922075A (en) | 1986-07-11 | 1987-11-03 | Electric resistance welding for zinc plated steel plate |
| DE3751825T DE3751825T2 (de) | 1986-11-07 | 1987-11-05 | Elektrisches Wiederstandsschweissen von galvanisierten Stahlblechen |
| EP87116345A EP0266777B1 (en) | 1986-11-07 | 1987-11-05 | Electric resistance welding for zinc plated steel plate |
| KR1019870012569A KR900008576B1 (ko) | 1986-07-11 | 1987-11-07 | 아연도금 강판의 전기저항 용접법 |
| US07/429,644 US5075531A (en) | 1986-11-07 | 1989-10-31 | Electric resistant welding for zinc plated steel plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265810A JPH0651233B2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | 亜鉛めつき鋼板の電気抵抗溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63119988A JPS63119988A (ja) | 1988-05-24 |
| JPH0651233B2 true JPH0651233B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=17422364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61265810A Expired - Lifetime JPH0651233B2 (ja) | 1986-07-11 | 1986-11-07 | 亜鉛めつき鋼板の電気抵抗溶接法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4922075A (ja) |
| EP (1) | EP0266777B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0651233B2 (ja) |
| KR (1) | KR900008576B1 (ja) |
| DE (1) | DE3751825T2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5783794A (en) * | 1993-11-15 | 1998-07-21 | Nippon Steel Corporation | Method and material for resistance welding steel-base metal sheet to aluminum-base metal sheet |
| JP3354321B2 (ja) * | 1994-11-08 | 2002-12-09 | 統市 渡辺 | 亜鉛めっき鋼板のスポット溶接自動組付け方法 |
| EP0885549A4 (en) * | 1995-06-16 | 2000-12-20 | Dana Corp | PREPARATION OF VEHICLE CHASSIS COMPONENTS FOR MOLECULAR CONNECTION ACCORDING TO MAGNETIC PULSE WELDING TECHNIQUES |
| US6234375B1 (en) | 1995-06-16 | 2001-05-22 | Dana Corporation | Molecular bonding of vehicle frame components using magnetic impulse welding techniques |
| US6812439B1 (en) | 1995-06-16 | 2004-11-02 | Dana Corporation | Molecular bonding of vehicle frame components using magnetic impulse welding techniques |
| US6104012A (en) * | 1995-06-16 | 2000-08-15 | Dana Corporation | Molecular bonding of vehicle frame components using magnetic impulse welding techniques |
| US7141754B2 (en) * | 2004-02-05 | 2006-11-28 | Edison Welding Institute, Inc. | Method for repairing defects in a conductive substrate using welding |
| US7126076B2 (en) * | 2004-02-05 | 2006-10-24 | Edison Welding Institute, Inc. | Method for repairing defects in a metallic substrate using welding |
| US20100243614A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-09-30 | United Technologies Corporation | Method of repairing holes using conductive heat resistance welding |
| DE102009020280A1 (de) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Widerstandspressschweißverfahren und -vorrichtung |
| JP2016059954A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 新日鐵住金株式会社 | 抵抗スポット溶接方法 |
| JP6043379B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2016-12-14 | 富士重工業株式会社 | 溶接補助部材及び該溶接補助部材を用いたスポット溶接方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2452805A (en) * | 1944-10-14 | 1948-11-02 | Presstite Engineering Company | Composition of matter for sealing spot-welded joints |
| US2506728A (en) * | 1945-03-16 | 1950-05-09 | Carrier Corp | Joint |
| US2726308A (en) * | 1952-02-13 | 1955-12-06 | Cinamon Lionel | Welding method |
| US3102190A (en) * | 1960-07-12 | 1963-08-27 | Strasbourg Forges | Method of welding galvanized steel |
| US3135854A (en) * | 1962-12-28 | 1964-06-02 | Budd Co | Method for resistance welding galvanized materials |
| US3300854A (en) * | 1964-05-14 | 1967-01-31 | Mcdonnell Aircraft | Method of making refractory metal structures with an oxidation resistant coating |
| CH449803A (de) * | 1967-05-23 | 1968-01-15 | Hoeffleur Albert | Verfahren zum Verschweissen von Kupferteilen durch Widerstandsschweissung und Mittel zur Durchführung des Verfahrens |
| JPS5244274B2 (ja) * | 1972-06-28 | 1977-11-07 | ||
| DE2235852B2 (de) * | 1972-07-21 | 1975-10-30 | Deutsche Vergaser Gmbh & Co Kg, 4040 Neuss | Steuereinrichtung für die Bemessung von Zusatzluft für den Abgas-Nachbrenner einer Brennkraftmaschine |
| US4195215A (en) * | 1974-09-20 | 1980-03-25 | Clarke Robert W | Weldable sealant forms |
| US4079163A (en) * | 1974-11-29 | 1978-03-14 | Nippon Steel Corporation | Weldable coated steel sheet |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP61265810A patent/JPH0651233B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-11-03 US US07/117,913 patent/US4922075A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-05 DE DE3751825T patent/DE3751825T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-05 EP EP87116345A patent/EP0266777B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-07 KR KR1019870012569A patent/KR900008576B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-10-31 US US07/429,644 patent/US5075531A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63119988A (ja) | 1988-05-24 |
| US5075531A (en) | 1991-12-24 |
| EP0266777A3 (en) | 1990-03-14 |
| KR880005995A (ko) | 1988-07-21 |
| DE3751825D1 (de) | 1996-07-11 |
| US4922075A (en) | 1990-05-01 |
| EP0266777A2 (en) | 1988-05-11 |
| DE3751825T2 (de) | 1996-11-21 |
| EP0266777B1 (en) | 1996-06-05 |
| KR900008576B1 (ko) | 1990-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |