JPH08209358A - 高速連続溶接性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents
高速連続溶接性に優れた表面処理鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【目 的】 表面処理鋼板の製造ロットによる溶接抵抗
のばらつきを小さくし、板／板界面発熱速度を高め、溶
接下限電流を引下げ、ＡＣＲを拡大して、缶胴溶接設備
における溶接電流管理を容易にすることができる、高速
連続溶接性に優れた表面処理鋼板の提供。 【構 成】 鋼板表面に 5〜200mg/m2の金属クロム層と
さらにその上に50〜1000mg/m2 の錫めっき層、さらにそ
の上に2.5 〜20mg/m2 の金属クロム層、さらにその上に
金属クロム換算で2.5 〜30mg/m2 のクロム水和酸化物層
を持ち、めっき下地としての鋼板の最表面から深さ20μ
ｍまでの領域中の平均重量百分率としてＣ0.001 〜0.18
％、Mn0.10〜0.6 ％を含有する高速連続溶接性に優れた
表面処理鋼板。
のばらつきを小さくし、板／板界面発熱速度を高め、溶
接下限電流を引下げ、ＡＣＲを拡大して、缶胴溶接設備
における溶接電流管理を容易にすることができる、高速
連続溶接性に優れた表面処理鋼板の提供。 【構 成】 鋼板表面に 5〜200mg/m2の金属クロム層と
さらにその上に50〜1000mg/m2 の錫めっき層、さらにそ
の上に2.5 〜20mg/m2 の金属クロム層、さらにその上に
金属クロム換算で2.5 〜30mg/m2 のクロム水和酸化物層
を持ち、めっき下地としての鋼板の最表面から深さ20μ
ｍまでの領域中の平均重量百分率としてＣ0.001 〜0.18
％、Mn0.10〜0.6 ％を含有する高速連続溶接性に優れた
表面処理鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、缶胴溶接用マッシュシ
ーム溶接機等を用いて、長方形ブランクを円筒に形成し
た後、対向する２辺を重ね合わせてシーム溶接し、円筒
缶胴を成形する場合に、缶胴材料として用いられる表面
処理鋼板に係わり、特に高速連続溶接性に優れた表面処
理鋼板に関するものである。
ーム溶接機等を用いて、長方形ブランクを円筒に形成し
た後、対向する２辺を重ね合わせてシーム溶接し、円筒
缶胴を成形する場合に、缶胴材料として用いられる表面
処理鋼板に係わり、特に高速連続溶接性に優れた表面処
理鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、缶用材料の溶接性は、健全な溶
接部を得るのに必要な溶接電流値の管理範囲、即ち溶接
部過熱による溶融金属飛散いわゆるスプラッシュが発生
しない最大限界電流値と、十分な溶接強度が得られる最
低限界電流値の差で定義される溶接可能電流範囲（以下
ＡＣＲという）により表される。
接部を得るのに必要な溶接電流値の管理範囲、即ち溶接
部過熱による溶融金属飛散いわゆるスプラッシュが発生
しない最大限界電流値と、十分な溶接強度が得られる最
低限界電流値の差で定義される溶接可能電流範囲（以下
ＡＣＲという）により表される。
【０００３】従来、このＡＣＲについては、溶接缶用素
材の構造に応じて種々の改善策が講じられてきた。しか
し、その改善方法は、いずれも板／板界面の接触抵抗を
減じることにより、板／板界面の溶接抵抗を下げ、スプ
ラッシュの発生を抑えるという点で共通したものであっ
た。溶接による缶胴製造はもともと錫めっき鋼板（ぶり
き）をその素材として想定していた。その後錫付着量を
減じることで素材のコストダウンを達成すべく登場した
極薄錫めっき鋼板について、関係者の努力によりその溶
接性の決定要因について鋭意研究開発がなされた。その
結果、錫付着量、わけても未合金化金属錫付着量の多い
方が、溶接時の接触抵抗が低く、溶接性も良好であるこ
とが判明し、現在では関係学会・業界では広く知られて
いるところである（例えば「極薄スズめっき鋼板」斧田
一郎ら、金属表面技術、第３巻、第１９号、第４８９〜
４９６頁）。
材の構造に応じて種々の改善策が講じられてきた。しか
し、その改善方法は、いずれも板／板界面の接触抵抗を
減じることにより、板／板界面の溶接抵抗を下げ、スプ
ラッシュの発生を抑えるという点で共通したものであっ
た。溶接による缶胴製造はもともと錫めっき鋼板（ぶり
き）をその素材として想定していた。その後錫付着量を
減じることで素材のコストダウンを達成すべく登場した
極薄錫めっき鋼板について、関係者の努力によりその溶
接性の決定要因について鋭意研究開発がなされた。その
結果、錫付着量、わけても未合金化金属錫付着量の多い
方が、溶接時の接触抵抗が低く、溶接性も良好であるこ
とが判明し、現在では関係学会・業界では広く知られて
いるところである（例えば「極薄スズめっき鋼板」斧田
一郎ら、金属表面技術、第３巻、第１９号、第４８９〜
４９６頁）。
【０００４】一方でさらに錫付着量を減じ、素材コスト
を減少させるべく、クロムめっき鋼板（ＴＦＳ）ベース
の材料についても溶接性を向上させる努力が行われてき
た。めっき層に錫を含まないクロムめっき鋼板について
は、クロムめっき層上に極少量の錫めっき層を設け、さ
らにその上にクロメート層を形成させることで、極薄錫
めっき鋼板と同様に金属錫の効果により接触抵抗を減じ
させ溶接性を確保する技術が公知である（例えば、特公
平3-68949 号公報など）。
を減少させるべく、クロムめっき鋼板（ＴＦＳ）ベース
の材料についても溶接性を向上させる努力が行われてき
た。めっき層に錫を含まないクロムめっき鋼板について
は、クロムめっき層上に極少量の錫めっき層を設け、さ
らにその上にクロメート層を形成させることで、極薄錫
めっき鋼板と同様に金属錫の効果により接触抵抗を減じ
させ溶接性を確保する技術が公知である（例えば、特公
平3-68949 号公報など）。
【０００５】上記のように、錫めっき層をその構成に含
む溶接缶用表面処理鋼板においては、溶接性向上の手段
として、金属錫めっき層の存在による接触抵抗の低下、
すなわち、それによる溶接上限電流の増加によりＡＣＲ
の拡大を図っている。しかし、実際には同一錫付着量を
もつ表面処理鋼板でも、製造ロットにより溶接抵抗がば
らつくことを本発明者らは見い出した。すなわち、この
溶接抵抗の変化は、電極加圧力、オーバーラップ幅、塗
装焼付け温度および焼付け時間などの溶接条件を揃え、
かつ板厚、粗度、クロメート付着量、金属錫および合金
化錫付着量等の材料条件を揃えてもなお存在する。
む溶接缶用表面処理鋼板においては、溶接性向上の手段
として、金属錫めっき層の存在による接触抵抗の低下、
すなわち、それによる溶接上限電流の増加によりＡＣＲ
の拡大を図っている。しかし、実際には同一錫付着量を
もつ表面処理鋼板でも、製造ロットにより溶接抵抗がば
らつくことを本発明者らは見い出した。すなわち、この
溶接抵抗の変化は、電極加圧力、オーバーラップ幅、塗
装焼付け温度および焼付け時間などの溶接条件を揃え、
かつ板厚、粗度、クロメート付着量、金属錫および合金
化錫付着量等の材料条件を揃えてもなお存在する。
【０００６】従来は、この溶接抵抗のばらつきは不可避
的なものとして、溶接工程におけるロット変更毎の溶接
条件調査を行って、溶接電流や溶接速度を加減すること
により、健全な缶体を製造するよう対処していたが、こ
の調整に要する設備の停止は生産性を大きく阻害するも
のであった。
的なものとして、溶接工程におけるロット変更毎の溶接
条件調査を行って、溶接電流や溶接速度を加減すること
により、健全な缶体を製造するよう対処していたが、こ
の調整に要する設備の停止は生産性を大きく阻害するも
のであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の、従
来は不可避的なものとされていた、表面処理鋼板の溶接
抵抗のロットによるばらつきを小さくし、板／板界面発
熱速度を高め、溶接下限電流を引下げ、ＡＣＲを拡大し
て、缶胴溶接設備における溶接電流管理を容易にするこ
とができる、高速連続溶接性に優れた表面処理鋼板を提
供することを目的とするものである。
来は不可避的なものとされていた、表面処理鋼板の溶接
抵抗のロットによるばらつきを小さくし、板／板界面発
熱速度を高め、溶接下限電流を引下げ、ＡＣＲを拡大し
て、缶胴溶接設備における溶接電流管理を容易にするこ
とができる、高速連続溶接性に優れた表面処理鋼板を提
供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、缶胴溶接機を
用いて、重ね合わせシーム溶接により溶接缶胴に形成さ
れる表面処理鋼板であって、鋼板表面に 5〜200mg/m2の
金属クロム層とさらにその上に50〜1000mg/m2 の錫めっ
き層、さらにその上に2.5 〜20mg/m2 の金属クロム層、
さらにその上に金属クロム換算で2.5 〜30mg/m2 のクロ
ム水和酸化物層を持ち、めっき下地としての鋼板の最表
面から深さ20μｍまでの領域中の平均重量百分率として
Ｃ0.001 〜0.18％、Mn0.10〜0.6 ％を含有することを特
徴とする高速連続溶接性優れた表面処理鋼板である。
用いて、重ね合わせシーム溶接により溶接缶胴に形成さ
れる表面処理鋼板であって、鋼板表面に 5〜200mg/m2の
金属クロム層とさらにその上に50〜1000mg/m2 の錫めっ
き層、さらにその上に2.5 〜20mg/m2 の金属クロム層、
さらにその上に金属クロム換算で2.5 〜30mg/m2 のクロ
ム水和酸化物層を持ち、めっき下地としての鋼板の最表
面から深さ20μｍまでの領域中の平均重量百分率として
Ｃ0.001 〜0.18％、Mn0.10〜0.6 ％を含有することを特
徴とする高速連続溶接性優れた表面処理鋼板である。
【０００９】
【作用】本発明者らは、表面処理鋼板の溶接時の板／板
界面溶接抵抗の挙動を研究することによって、鋼板組成
と界面溶接抵抗の増加速度の関係を発見し、本発明をな
すに至った。板厚0.32mm、鋼種、粗度同一で、鋼板上に
50mg/m2 金属クロムめっき層、その上に錫めっき層、さ
らにその上に7mg/m2の金属クロムめっき層、さらにその
上に金属クロム換算で7mg/m2のクロム水和酸化物層をも
ち、金属錫付着量がそれぞれ 800 ｍｇ／ｍ2 、500 ｍｇ／ｍ2 、800mｇ／
ｍ2 、原板最表層から20μmの範囲の平均組成が表１の
内容である表面処理鋼板について、動的接触抵抗測定法
により測定した材料の板／板界面の溶接抵抗（動的接触
抵抗）を図１に示す。なお、動的接触抵抗の測定は、本
発明者らが日本鉄鋼協会発行の「材料とプロセス」第４
巻第1616頁に発表した方法に従った。具体的には、この
測定法は、電極先端径φ1.4mm のCu−Cr製ＣＦ型溶接電
極を用い、加圧力60kgf で２枚重ねにした被測定材をス
ポット溶接し、上下の溶接電極及び２枚の試料それぞれ
に接続したリード線により、電極板間及び板・板間の溶
接抵抗を直接測定する方法であり、溶接過程における被
測定回路のインダクタンス補正を行わずに正確な抵抗値
を測定するために、溶接電流は３kA、９msecの単矩形波
を用いるものである。
界面溶接抵抗の挙動を研究することによって、鋼板組成
と界面溶接抵抗の増加速度の関係を発見し、本発明をな
すに至った。板厚0.32mm、鋼種、粗度同一で、鋼板上に
50mg/m2 金属クロムめっき層、その上に錫めっき層、さ
らにその上に7mg/m2の金属クロムめっき層、さらにその
上に金属クロム換算で7mg/m2のクロム水和酸化物層をも
ち、金属錫付着量がそれぞれ 800 ｍｇ／ｍ2 、500 ｍｇ／ｍ2 、800mｇ／
ｍ2 、原板最表層から20μmの範囲の平均組成が表１の
内容である表面処理鋼板について、動的接触抵抗測定法
により測定した材料の板／板界面の溶接抵抗（動的接触
抵抗）を図１に示す。なお、動的接触抵抗の測定は、本
発明者らが日本鉄鋼協会発行の「材料とプロセス」第４
巻第1616頁に発表した方法に従った。具体的には、この
測定法は、電極先端径φ1.4mm のCu−Cr製ＣＦ型溶接電
極を用い、加圧力60kgf で２枚重ねにした被測定材をス
ポット溶接し、上下の溶接電極及び２枚の試料それぞれ
に接続したリード線により、電極板間及び板・板間の溶
接抵抗を直接測定する方法であり、溶接過程における被
測定回路のインダクタンス補正を行わずに正確な抵抗値
を測定するために、溶接電流は３kA、９msecの単矩形波
を用いるものである。
【００１０】
【表１】
【００１１】錫付着量わけても金属錫量が多い方が接触
抵抗が低く、溶接性が良いとする従来の知見からは、
、の表面処理鋼板の接触抵抗が低く、溶接性も良い
はずである。しかし、図１の動的接触抵抗曲線の増加勾
配で示される溶接界面抵抗の上昇速度は、、で同一
であり、は明らかに遅くなっている。この勾配は、界
面での溶接電流通電に伴う温度上昇の結果としての抵抗
増加が、錫溶解開始時点で溶融錫の幅方向拡散により急
速に広がる電流パス断面積の増加に相殺された結果を示
すものである。
抵抗が低く、溶接性が良いとする従来の知見からは、
、の表面処理鋼板の接触抵抗が低く、溶接性も良い
はずである。しかし、図１の動的接触抵抗曲線の増加勾
配で示される溶接界面抵抗の上昇速度は、、で同一
であり、は明らかに遅くなっている。この勾配は、界
面での溶接電流通電に伴う温度上昇の結果としての抵抗
増加が、錫溶解開始時点で溶融錫の幅方向拡散により急
速に広がる電流パス断面積の増加に相殺された結果を示
すものである。
【００１２】すなわち、、の試料では、金属錫付着
量が異なるのに、昇温速度が同じであることが分かる。
この時の溶接チップ径1.2mm に対して、クロムめっき量
の差による溶接部の直径の違いは絶対量にしてめっき厚
の差分の２倍未満であって、もともとの溶接電流パス断
面積の差に対しては無視し得るほど小さいと考えられ
る。
量が異なるのに、昇温速度が同じであることが分かる。
この時の溶接チップ径1.2mm に対して、クロムめっき量
の差による溶接部の直径の違いは絶対量にしてめっき厚
の差分の２倍未満であって、もともとの溶接電流パス断
面積の差に対しては無視し得るほど小さいと考えられ
る。
【００１３】従来の知見によれば、金属錫付着量が多い
の試料は接合界面の溶接抵抗値が小さいために、同一
電流を流した場合は昇温速度が小さく、の試料よりも
接合界面のナゲット形成が遅く、従って溶接下限電流は
よりもの試料が高くなり、実際の製造設備において
溶接電流設定がの試料相当の表面処理鋼板の下限値に
あわせた溶接電流設定では、の試料は溶接できなくな
るはずである。しかし、図１に示すように、との試
料の溶接抵抗上昇速度は同じであり、溶接下限電流も同
一である。
の試料は接合界面の溶接抵抗値が小さいために、同一
電流を流した場合は昇温速度が小さく、の試料よりも
接合界面のナゲット形成が遅く、従って溶接下限電流は
よりもの試料が高くなり、実際の製造設備において
溶接電流設定がの試料相当の表面処理鋼板の下限値に
あわせた溶接電流設定では、の試料は溶接できなくな
るはずである。しかし、図１に示すように、との試
料の溶接抵抗上昇速度は同じであり、溶接下限電流も同
一である。
【００１４】一方、金属錫付着量が同一で鋼中のＭｎ量
の異なるとでは、の方が接合界面の溶接抵抗増加
が遅く、すなわち界面発熱速度が小さくなっている。こ
のことから溶接下限電流はよりもの方が低いことが
分かる。ところが、鉄鋼便覧第３版第１巻第311 頁によ
れば通常鋼中の微量元素による鋼の比抵抗はρ＝ρ0 ＋
αＣ｛ρ0 ：純物質の電気抵抗率、Ｃ：不純物の原子百
分率、α： 5.9μΩcm（Mn）｝である。ここで溶接途上
の温度、例えば505.1 Ｋで25μΩcmの電気抵抗率をもつ
純鉄について、Mnの含有率が0.4 wt％と0.2 wt％に変化
したとしても、極微量では原子百分率≒重量百分率とみ
なせるので電気抵抗率は｛（5.9 ×0.2 ／100 ）／25｝
×100 ＝0.047 ％変化するだけであり、Ｃ濃度について
もまた同様であって、到底図１の各試料の抵抗増加率勾
配の差の原因とはなり得ない。
の異なるとでは、の方が接合界面の溶接抵抗増加
が遅く、すなわち界面発熱速度が小さくなっている。こ
のことから溶接下限電流はよりもの方が低いことが
分かる。ところが、鉄鋼便覧第３版第１巻第311 頁によ
れば通常鋼中の微量元素による鋼の比抵抗はρ＝ρ0 ＋
αＣ｛ρ0 ：純物質の電気抵抗率、Ｃ：不純物の原子百
分率、α： 5.9μΩcm（Mn）｝である。ここで溶接途上
の温度、例えば505.1 Ｋで25μΩcmの電気抵抗率をもつ
純鉄について、Mnの含有率が0.4 wt％と0.2 wt％に変化
したとしても、極微量では原子百分率≒重量百分率とみ
なせるので電気抵抗率は｛（5.9 ×0.2 ／100 ）／25｝
×100 ＝0.047 ％変化するだけであり、Ｃ濃度について
もまた同様であって、到底図１の各試料の抵抗増加率勾
配の差の原因とはなり得ない。
【００１５】すなわち、本発明者らは、従来知られてい
なかった鋼中のＣおよびＭｎの板／板界面溶接抵抗への
影響を発見したことになる。本発明者らは、この溶接抵
抗への鋼中成分の影響について調査した結果以下の知見
を得た。すなわち、溶接時の界面抵抗を上昇させるため
には、めっき下地としての鋼板の最表面から20μｍまで
の領域中の平均重量百分率としてＣ0.001 〜0.18％、Mn
0.10〜0.6 ％を含むことが必要である。鋼の平均組成と
して上記元素が上記範囲にあっても、鋼板の最表面から
深さ20μｍまでの領域中の平均重量百分率として上記範
囲を逸脱した場合は、上記の効果は得られない。鋼板の
最表面から深さ20μｍまでの領域中で組成の平均が上記
範囲を満たさなければ、溶接抵抗の上昇による発熱速度
上昇は得られない。また、上記範囲を超えてもその効果
は飽和する。この現象の原因については、明らかではな
いが、表面に濃化する鋼中成分により界面抵抗が変化す
るためと考えられる。いずれにしても、このことから、
鋼中のＣとともにMnの含有量を制御することで、板／板
界面の溶接抵抗上昇速度即ち昇温速度の制御ができるこ
とが分かる。
なかった鋼中のＣおよびＭｎの板／板界面溶接抵抗への
影響を発見したことになる。本発明者らは、この溶接抵
抗への鋼中成分の影響について調査した結果以下の知見
を得た。すなわち、溶接時の界面抵抗を上昇させるため
には、めっき下地としての鋼板の最表面から20μｍまで
の領域中の平均重量百分率としてＣ0.001 〜0.18％、Mn
0.10〜0.6 ％を含むことが必要である。鋼の平均組成と
して上記元素が上記範囲にあっても、鋼板の最表面から
深さ20μｍまでの領域中の平均重量百分率として上記範
囲を逸脱した場合は、上記の効果は得られない。鋼板の
最表面から深さ20μｍまでの領域中で組成の平均が上記
範囲を満たさなければ、溶接抵抗の上昇による発熱速度
上昇は得られない。また、上記範囲を超えてもその効果
は飽和する。この現象の原因については、明らかではな
いが、表面に濃化する鋼中成分により界面抵抗が変化す
るためと考えられる。いずれにしても、このことから、
鋼中のＣとともにMnの含有量を制御することで、板／板
界面の溶接抵抗上昇速度即ち昇温速度の制御ができるこ
とが分かる。
【００１６】また、同じく動的接触抵抗の測定により、
本発明者らは、一般的に信じられてきた金属錫付着量の
増加によるＡＣＲの拡大は、錫の溶融による電流経路断
面積の拡大による溶接電流上限の上昇によるものである
ことを確認した。よって上記のＣ、Ｍｎ含有率の制御に
よる溶接下限電流の引き下げと、錫付着量の制御による
溶接上限電流の引き上げの効果をともに利用すること
で、材料のＡＣＲを拡大し、高速連続溶接性を向上させ
ることができる。
本発明者らは、一般的に信じられてきた金属錫付着量の
増加によるＡＣＲの拡大は、錫の溶融による電流経路断
面積の拡大による溶接電流上限の上昇によるものである
ことを確認した。よって上記のＣ、Ｍｎ含有率の制御に
よる溶接下限電流の引き下げと、錫付着量の制御による
溶接上限電流の引き上げの効果をともに利用すること
で、材料のＡＣＲを拡大し、高速連続溶接性を向上させ
ることができる。
【００１７】本発明の表面処理鋼板は、従来クロムめっ
き付着量や金属錫／合金化錫比率などの制御により経験
的にある範囲内に管理されていた溶接抵抗について、従
来の方法では制御不可能とされた表面処理鋼板製造ロッ
トによる分散に着目し、錫付着量が一定の範囲にある表
面処理鋼板について、鋼板中のＣおよびＭｎ含有量を、
一定範囲に管理することにより、一つの溶接ナゲットの
形成に際しての界面の溶接電流抵抗値の上昇速度を制御
するものである。それにより溶接時の板／板界面の発熱
速度を望ましい値に設定できるようになり、上述の下限
電流値と上限電流値を材料設計により設定可能になる。
き付着量や金属錫／合金化錫比率などの制御により経験
的にある範囲内に管理されていた溶接抵抗について、従
来の方法では制御不可能とされた表面処理鋼板製造ロッ
トによる分散に着目し、錫付着量が一定の範囲にある表
面処理鋼板について、鋼板中のＣおよびＭｎ含有量を、
一定範囲に管理することにより、一つの溶接ナゲットの
形成に際しての界面の溶接電流抵抗値の上昇速度を制御
するものである。それにより溶接時の板／板界面の発熱
速度を望ましい値に設定できるようになり、上述の下限
電流値と上限電流値を材料設計により設定可能になる。
【００１８】本発明の表面処理鋼板は、鋼板表面に 5〜
200mg/m2の金属クロム層とさらにその上に50〜1000mg/m
2 の錫めっき層、さらにその上に2.5 〜20mg/m2 の金属
クロム層、さらにその上に金属クロム換算で2.5 〜30mg
/m2 のクロム水和酸化物層を持ち、めっき下地としての
鋼板の最表面から深さ20μｍまでの領域中の平均重量百
分率としてＣ0.001 〜0.18％、Mn0.10〜0.6 ％を含有す
る高速連続溶接性に優れた高速連続溶接性に優れた表面
処理鋼板である。
200mg/m2の金属クロム層とさらにその上に50〜1000mg/m
2 の錫めっき層、さらにその上に2.5 〜20mg/m2 の金属
クロム層、さらにその上に金属クロム換算で2.5 〜30mg
/m2 のクロム水和酸化物層を持ち、めっき下地としての
鋼板の最表面から深さ20μｍまでの領域中の平均重量百
分率としてＣ0.001 〜0.18％、Mn0.10〜0.6 ％を含有す
る高速連続溶接性に優れた高速連続溶接性に優れた表面
処理鋼板である。
【００１９】鋼板直上の金属クロム層は、製缶前の塗装
焼付け工程の熱処理による錫めっき層と下地鉄との拡散
による金属錫の減少を阻止し、それによる溶接上限電流
の低下を防ぐために設けるものである。この付着量が 5
mｇ／ｍ2 未満では、上記効果を十分に達成できない。
また200mg/m2を超えた付着量を付与するためには、めっ
き設備が通常の規模を超えて大きくなりすぎ、かつその
付着量範囲では上記効果も飽和するので工業的に無意味
である。金属錫めっき層は溶接時の変形溶融により、錫
溶融開始後、地鉄の鍛接が始まるまでの溶接中期におい
て、通電パス断面積を拡大することで溶接抵抗を下げ、
スプラッシュ発生を抑制するために設ける。錫付着量50
mg／ｍ2 未満では上記効果が不十分であり、1000mg/m2
を超えた範囲ではその効果は飽和し、錫付着量が増大す
るだけでコストが増加する。また錫めっき層の形態は、
上記目的を達成すればよいのであるから、連続的に下地
の全面を覆っていても、下地が部分的に露出していて
も、または錫が下地上に不連続に分散していてもよい。
錫めっき層上に形成される金属クロムおよびクロム水和
酸化物は、錫層の酸化防止および有機被膜との密着性向
上のために設ける。金属クロムの付着量が2.5 mg/m2 未
満ではその効果は不十分であり、逆に20mg/m2を超えて
もその効果は飽和し、コストが増加するのみで好ましく
ない。クロム水和酸化物層の付着量が金属クロム換算で
2.5 mg/m2 未満ではその塗膜密着性改善効果は不十分で
あり、逆に30mg/m2 を超えると初期溶接抵抗が増加しす
ぎ、連続溶接が難しくなる。
焼付け工程の熱処理による錫めっき層と下地鉄との拡散
による金属錫の減少を阻止し、それによる溶接上限電流
の低下を防ぐために設けるものである。この付着量が 5
mｇ／ｍ2 未満では、上記効果を十分に達成できない。
また200mg/m2を超えた付着量を付与するためには、めっ
き設備が通常の規模を超えて大きくなりすぎ、かつその
付着量範囲では上記効果も飽和するので工業的に無意味
である。金属錫めっき層は溶接時の変形溶融により、錫
溶融開始後、地鉄の鍛接が始まるまでの溶接中期におい
て、通電パス断面積を拡大することで溶接抵抗を下げ、
スプラッシュ発生を抑制するために設ける。錫付着量50
mg／ｍ2 未満では上記効果が不十分であり、1000mg/m2
を超えた範囲ではその効果は飽和し、錫付着量が増大す
るだけでコストが増加する。また錫めっき層の形態は、
上記目的を達成すればよいのであるから、連続的に下地
の全面を覆っていても、下地が部分的に露出していて
も、または錫が下地上に不連続に分散していてもよい。
錫めっき層上に形成される金属クロムおよびクロム水和
酸化物は、錫層の酸化防止および有機被膜との密着性向
上のために設ける。金属クロムの付着量が2.5 mg/m2 未
満ではその効果は不十分であり、逆に20mg/m2を超えて
もその効果は飽和し、コストが増加するのみで好ましく
ない。クロム水和酸化物層の付着量が金属クロム換算で
2.5 mg/m2 未満ではその塗膜密着性改善効果は不十分で
あり、逆に30mg/m2 を超えると初期溶接抵抗が増加しす
ぎ、連続溶接が難しくなる。
【００２０】鋼中のＣ量およびＭｎ量は、鋼板の最表面
から深さ20μｍまでの領域中の平均重量百分率としてＣ
0.001 〜0.18％、Mn0.10〜0.6 ％に限定される。これら
の元素が下限未満では界面溶接抵抗の制御に寄与するの
に不十分である。また、これらの元素が上限を超えて
も、その溶接界面抵抗の制御効果は飽和し、通常缶用鋼
板として要求される機械的性質を付与するに際し、熱処
理時間や圧延圧下率などに制約が生じるので好ましくな
い。
から深さ20μｍまでの領域中の平均重量百分率としてＣ
0.001 〜0.18％、Mn0.10〜0.6 ％に限定される。これら
の元素が下限未満では界面溶接抵抗の制御に寄与するの
に不十分である。また、これらの元素が上限を超えて
も、その溶接界面抵抗の制御効果は飽和し、通常缶用鋼
板として要求される機械的性質を付与するに際し、熱処
理時間や圧延圧下率などに制約が生じるので好ましくな
い。
【００２１】また、本発明では、表面処理鋼板のクロム
めっき層の上に、防錆あるいは潤滑のために適宜有機物
被覆を施すこともできる。
めっき層の上に、防錆あるいは潤滑のために適宜有機物
被覆を施すこともできる。
【００２２】
【実施例】以下に本発明の具体的な実施例を、比較例と
共に示す。 〔実施例１〜４、比較例１〜４〕表２に示す板厚、粗
度、下地金属クロム付着量、金属錫付着量、上層金属ク
ロム付着量、上層クロム水和酸化物付着量、鋼中Ｃ、Mn
量の鋼板について、210 ℃×20分の熱処理の後、前述の
動的接触抵抗測定装置で板／板界面の溶接抵抗を測定し
た。
共に示す。 〔実施例１〜４、比較例１〜４〕表２に示す板厚、粗
度、下地金属クロム付着量、金属錫付着量、上層金属ク
ロム付着量、上層クロム水和酸化物付着量、鋼中Ｃ、Mn
量の鋼板について、210 ℃×20分の熱処理の後、前述の
動的接触抵抗測定装置で板／板界面の溶接抵抗を測定し
た。
【００２３】溶接電流は３kA、６msecの矩形波パルス、
電極径は1.2mm 、電極加圧力は60kgf であった。実施例
の表面処理鋼板はいずれも、鋼中最表層20μｍの平均M
n、Ｃ濃度を本発明の一定範囲内に制御することで、各
比較例に比べて板／板界面溶接抵抗上昇速度が大きくな
っている。
電極径は1.2mm 、電極加圧力は60kgf であった。実施例
の表面処理鋼板はいずれも、鋼中最表層20μｍの平均M
n、Ｃ濃度を本発明の一定範囲内に制御することで、各
比較例に比べて板／板界面溶接抵抗上昇速度が大きくな
っている。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】本発明により、缶胴溶接用マッシュシー
ム溶接機等を用いて、長方形ブランクを円筒に成形した
後、対向する２辺を重ねあわせてシーム溶接し、円筒缶
胴を成形する場合に、缶胴材料として用いられる表面処
理鋼板について、溶接時の板／板界面の発熱速度を望ま
しい値に設定できるようになり、溶接抵抗の分散を小さ
くし、溶接下限電流を引き下げることで溶接電流の設定
が容易になり、溶接作業の効率化が達成される。
ム溶接機等を用いて、長方形ブランクを円筒に成形した
後、対向する２辺を重ねあわせてシーム溶接し、円筒缶
胴を成形する場合に、缶胴材料として用いられる表面処
理鋼板について、溶接時の板／板界面の発熱速度を望ま
しい値に設定できるようになり、溶接抵抗の分散を小さ
くし、溶接下限電流を引き下げることで溶接電流の設定
が容易になり、溶接作業の効率化が達成される。
【図１】板／板界面の溶接抵抗の測定結果を示すグラ
フ。
フ。
Claims (1)
- 【請求項１】 缶胴溶接機を用いて、重ね合わせシーム
溶接により溶接缶胴に形成される表面処理鋼板であっ
て、鋼板表面に 5〜200mg/m2の金属クロム層とさらにそ
の上に50〜1000mg/m2 の錫めっき層、さらにその上に2.
5 〜20mg/m2 の金属クロム層、さらにその上に金属クロ
ム換算で2.5 〜30mg/m2 のクロム水和酸化物層を持ち、
めっき下地としての鋼板の最表面から深さ20μｍまでの
領域中の平均重量百分率としてＣ0.001 〜0.18％、Mn0.
10〜0.6 ％を含有することを特徴とする高速連続溶接性
に優れた表面処理鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1457195A JPH08209358A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 高速連続溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1457195A JPH08209358A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 高速連続溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08209358A true JPH08209358A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11864855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1457195A Pending JPH08209358A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 高速連続溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08209358A (ja) |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP1457195A patent/JPH08209358A/ja active Pending
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