JPH1076373A - めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法 - Google Patents
めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法Info
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- JPH1076373A JPH1076373A JP8250909A JP25090996A JPH1076373A JP H1076373 A JPH1076373 A JP H1076373A JP 8250909 A JP8250909 A JP 8250909A JP 25090996 A JP25090996 A JP 25090996A JP H1076373 A JPH1076373 A JP H1076373A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 通電チップの損耗を抑え、スパーク発生に起
因した表面疵がなく良好な外観を呈する溶接製品を得
る。 【解決手段】 導電率が８０％ＩＡＣＳ以上で８００℃
における強度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上の材質の通電チップ
２をＡｌ含有めっき層で被覆されているめっき鋼板１に
接触させ、高周波電流を供給してめっき鋼板１を連続的
に溶接する。通電チップの材質としては、アルミナ分散
銅が使用される。被溶接材料に対する通電チップの接触
面積は、２００ｍｍ2 以上であることが好ましい。 【効果】 溶接中に通電チップの過熱や高温変形が抑制
され、電極材質とめっき層との合金化反応も抑えられ
る。
因した表面疵がなく良好な外観を呈する溶接製品を得
る。 【解決手段】 導電率が８０％ＩＡＣＳ以上で８００℃
における強度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上の材質の通電チップ
２をＡｌ含有めっき層で被覆されているめっき鋼板１に
接触させ、高周波電流を供給してめっき鋼板１を連続的
に溶接する。通電チップの材質としては、アルミナ分散
銅が使用される。被溶接材料に対する通電チップの接触
面積は、２００ｍｍ2 以上であることが好ましい。 【効果】 溶接中に通電チップの過熱や高温変形が抑制
され、電極材質とめっき層との合金化反応も抑えられ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｚｎ−Ａｌめっき鋼
板，アルミめっき鋼板等のめっき層にＡｌを含むめっき
鋼板の外観を損傷することなく、高周波抵抗溶接する方
法に関する。
板，アルミめっき鋼板等のめっき層にＡｌを含むめっき
鋼板の外観を損傷することなく、高周波抵抗溶接する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管，軽量溶接形鋼等の構造材料を使用
して構造体を構築する際、鋼管や形鋼を現場で組み立て
た後、溶接している。溶接法としては、生産性及び作業
能率を改善するために高周波抵抗溶接が多用されてい
る。また、優れた耐久性が要求される場合には、防錆処
理が施された構造材料が使用される。耐久性を向上させ
るため、溶接後に防錆塗料を塗布する方法も採用されて
いるが、このような方法では現場での作業工数が増加す
る。そこで、めっき鋼板等の素材を使用することが一般
化されている。めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板が
代表的なものであるが、それ以外にもＡｌを含有するも
の，たとえば５％Ａｌ含有亜鉛めっき鋼板や、亜鉛めっ
きより更に耐食性が優れたアルミめっき鋼板等が使用さ
れる。
して構造体を構築する際、鋼管や形鋼を現場で組み立て
た後、溶接している。溶接法としては、生産性及び作業
能率を改善するために高周波抵抗溶接が多用されてい
る。また、優れた耐久性が要求される場合には、防錆処
理が施された構造材料が使用される。耐久性を向上させ
るため、溶接後に防錆塗料を塗布する方法も採用されて
いるが、このような方法では現場での作業工数が増加す
る。そこで、めっき鋼板等の素材を使用することが一般
化されている。めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板が
代表的なものであるが、それ以外にもＡｌを含有するも
の，たとえば５％Ａｌ含有亜鉛めっき鋼板や、亜鉛めっ
きより更に耐食性が優れたアルミめっき鋼板等が使用さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通常の亜鉛めっき鋼板
に関しては、鋼管，形鋼等を製造する技術が確立されて
いる。他方、めっき層にＡｌを含むめっき鋼板について
は、板材としては一般的に利用されており、誘導コイル
で加熱する高周波誘導溶接法で鋼管を製造することも知
られている。しかしながら、形状による制約から誘導コ
イルで加熱できない構造用軽量溶接形鋼に関しては、め
っき層にＡｌを含むめっき鋼板を素材とするものは未だ
製品化されていない。これは、高周波抵抗溶接によって
製品表面の損傷，通電チップの損耗が激しくなることが
原因である。すなわち、高周波抵抗溶接では、被溶接材
料に接触させる通電チップの材質として一般的に銅系材
料が使用されているが、めっき層にＡｌを含むめっき鋼
板を被溶接材料とするとき、めっき層中のＡｌにより通
電チップの先端に硬質で脆弱な合金層が形成され易くな
る。この合金層は、剥離し易く、通電チップの損耗を著
しく促進させる。また、合金層が剥離するとスパークが
発生し、製品表面を損傷させる。本発明は、このような
問題を解消すべく案出されたものであり、物性が特定さ
れた材質の通電チップを使用することにより、めっき層
表面の損傷や通電チップの損耗を抑制し、めっき層にＡ
ｌを含むめっき鋼板の外観を損なう高周波抵抗溶接する
ことを目的とする。
に関しては、鋼管，形鋼等を製造する技術が確立されて
いる。他方、めっき層にＡｌを含むめっき鋼板について
は、板材としては一般的に利用されており、誘導コイル
で加熱する高周波誘導溶接法で鋼管を製造することも知
られている。しかしながら、形状による制約から誘導コ
イルで加熱できない構造用軽量溶接形鋼に関しては、め
っき層にＡｌを含むめっき鋼板を素材とするものは未だ
製品化されていない。これは、高周波抵抗溶接によって
製品表面の損傷，通電チップの損耗が激しくなることが
原因である。すなわち、高周波抵抗溶接では、被溶接材
料に接触させる通電チップの材質として一般的に銅系材
料が使用されているが、めっき層にＡｌを含むめっき鋼
板を被溶接材料とするとき、めっき層中のＡｌにより通
電チップの先端に硬質で脆弱な合金層が形成され易くな
る。この合金層は、剥離し易く、通電チップの損耗を著
しく促進させる。また、合金層が剥離するとスパークが
発生し、製品表面を損傷させる。本発明は、このような
問題を解消すべく案出されたものであり、物性が特定さ
れた材質の通電チップを使用することにより、めっき層
表面の損傷や通電チップの損耗を抑制し、めっき層にＡ
ｌを含むめっき鋼板の外観を損なう高周波抵抗溶接する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波抵抗溶接
方法は、その目的を達成するため、導電率が８０％ＩＡ
ＣＳ以上で８００℃における強度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上
の材質の通電チップをＡｌ含有めっき層で被覆されてい
るめっき鋼板に接触させ、高周波電流を供給してめっき
鋼板を連続的に溶接することを特徴とする。通電チップ
の材質としては、アルミナ分散銅が使用される。被溶接
材料に対する通電チップの接触面積は、２００ｍｍ2 以
上が好ましい。
方法は、その目的を達成するため、導電率が８０％ＩＡ
ＣＳ以上で８００℃における強度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上
の材質の通電チップをＡｌ含有めっき層で被覆されてい
るめっき鋼板に接触させ、高周波電流を供給してめっき
鋼板を連続的に溶接することを特徴とする。通電チップ
の材質としては、アルミナ分散銅が使用される。被溶接
材料に対する通電チップの接触面積は、２００ｍｍ2 以
上が好ましい。
【０００５】
【作用】通電チップの先端に生成する合金層は電極素材
とめっき層との反応のし易さや電極の発熱に影響され、
合金層の剥離に伴ったスパークの発生には合金層の厚み
及び高温における電極材の変形抵抗が関与している。本
発明者等は、合金層の生成及びスパークの発生について
種々調査検討した結果、めっき層にＡｌを含むめっき鋼
板を被溶接材料とするとき、導電率が８０％ＩＡＣＳ以
上で８００℃における強度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上の材質
でできた通電チップが最適であることを見い出した。な
かでも、Ａｌとの反応性が低く、電気伝導度及び熱伝導
度が高く高温強度に優れたアルミナ分散銅が優れたチッ
プ材質である。形状としても被溶接材料に対する接触面
積を２００ｍｍ2 以上にすると、面圧が低下し、且つ単
位面積当りの発熱量が減少するため、合金層の成長が抑
制される。
とめっき層との反応のし易さや電極の発熱に影響され、
合金層の剥離に伴ったスパークの発生には合金層の厚み
及び高温における電極材の変形抵抗が関与している。本
発明者等は、合金層の生成及びスパークの発生について
種々調査検討した結果、めっき層にＡｌを含むめっき鋼
板を被溶接材料とするとき、導電率が８０％ＩＡＣＳ以
上で８００℃における強度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上の材質
でできた通電チップが最適であることを見い出した。な
かでも、Ａｌとの反応性が低く、電気伝導度及び熱伝導
度が高く高温強度に優れたアルミナ分散銅が優れたチッ
プ材質である。形状としても被溶接材料に対する接触面
積を２００ｍｍ2 以上にすると、面圧が低下し、且つ単
位面積当りの発熱量が減少するため、合金層の成長が抑
制される。
【０００６】
【実施の形態】本発明に従った高周波抵抗溶接では、図
１，２に示すように、被溶接材料１であるめっき層にＡ
ｌを含むめっき鋼板に通電チップ２を接触させ、通電チ
ップ２を介して高周波電流３を被溶接材料１に供給する
ことにより、被溶接材料１を発熱させて溶接する。この
とき、接合面４も加熱されるが、被溶接材料１と通電チ
ップ２との接触界面も加熱される。被溶接材料１の表面
にあるめっき層は、融点が低いため、このときの加熱に
よって溶融し、通電チップ２の材質と合金化反応する。
Ａｌを含む合金層は、硬質で脆弱な相であるため、厚く
成長すると割れ易い。この状態で通電チップ２が温度上
昇によって軟化していると、通電チップ２と被溶接材料
１との摺動により通電チップ２が変形すると共に合金層
が破壊される。その結果、通電チップ２が損傷し、スパ
ークの発生によって被溶接材料１の表面が損傷する。
１，２に示すように、被溶接材料１であるめっき層にＡ
ｌを含むめっき鋼板に通電チップ２を接触させ、通電チ
ップ２を介して高周波電流３を被溶接材料１に供給する
ことにより、被溶接材料１を発熱させて溶接する。この
とき、接合面４も加熱されるが、被溶接材料１と通電チ
ップ２との接触界面も加熱される。被溶接材料１の表面
にあるめっき層は、融点が低いため、このときの加熱に
よって溶融し、通電チップ２の材質と合金化反応する。
Ａｌを含む合金層は、硬質で脆弱な相であるため、厚く
成長すると割れ易い。この状態で通電チップ２が温度上
昇によって軟化していると、通電チップ２と被溶接材料
１との摺動により通電チップ２が変形すると共に合金層
が破壊される。その結果、通電チップ２が損傷し、スパ
ークの発生によって被溶接材料１の表面が損傷する。
【０００７】この点、本発明で使用する通電チップ２
は、導電性が良好な材質でできており、同時に熱伝導性
も良好なため温度上昇しにくい。そのため、溶接時の温
度で通電チップ２が軟化し難く、めっき層との合金化反
応も抑制される。なかでも、材質がアルミナ分散銅であ
る通電チップ２では、合金層の成長速度が遅く、一層良
好な結果が得られる。接触面積が２００ｍｍ2 以上の形
状をもつ通電チップ２も、単位面積当りの入熱が相対的
に小さくなって温度上昇が抑制され、しかも面圧が低下
することから、同様に軟化し難く、めっき層との合金化
反応も抑制される。
は、導電性が良好な材質でできており、同時に熱伝導性
も良好なため温度上昇しにくい。そのため、溶接時の温
度で通電チップ２が軟化し難く、めっき層との合金化反
応も抑制される。なかでも、材質がアルミナ分散銅であ
る通電チップ２では、合金層の成長速度が遅く、一層良
好な結果が得られる。接触面積が２００ｍｍ2 以上の形
状をもつ通電チップ２も、単位面積当りの入熱が相対的
に小さくなって温度上昇が抑制され、しかも面圧が低下
することから、同様に軟化し難く、めっき層との合金化
反応も抑制される。
【０００８】
実施例１：被溶接材料として、板厚４．５ｍｍ及び３．
２ｍｍ，片面当りのめっき付着量９０ｇ／ｍｍ2 で、５
重量％のＡｌを含む亜鉛めっき層が形成された溶融めっ
き鋼板を使用した。この被溶接材料をウエブ及びフラン
ジとし、１５０ｍｍ×１００ｍｍの軽量溶接Ｈ形鋼を高
周波抵抗溶接により製造した。通電チップ２として表１
に掲げた各種の材質を使用し、電源の真空管プレート電
流１４Ａ，電圧１４ＫＶ，ライン速度２０ｍ／分の条件
下で溶接した。溶接結果を示す表１にみられるように、
本発明に従った溶接法では、８時間以上連続して溶接し
ても、通電チップに異常な損耗が発生せず、溶接製品も
良好な外観を保っていた。また、同じアルミナ分散銅を
通電チップの材質としてものでも、接触面積が大きな試
験番号１では長時間使用後も電極の損耗が少なかったの
に対し、接触面積が小さい試験番号３では電極が激しく
損耗した。他方、導電率，８００℃での引張強さ，接触
面積の何れか一つ又は複数が本発明で規定した条件を満
足していない比較例では、スパークの発生，電極の損傷
等が観察され、良好な結果が得られなかった。
２ｍｍ，片面当りのめっき付着量９０ｇ／ｍｍ2 で、５
重量％のＡｌを含む亜鉛めっき層が形成された溶融めっ
き鋼板を使用した。この被溶接材料をウエブ及びフラン
ジとし、１５０ｍｍ×１００ｍｍの軽量溶接Ｈ形鋼を高
周波抵抗溶接により製造した。通電チップ２として表１
に掲げた各種の材質を使用し、電源の真空管プレート電
流１４Ａ，電圧１４ＫＶ，ライン速度２０ｍ／分の条件
下で溶接した。溶接結果を示す表１にみられるように、
本発明に従った溶接法では、８時間以上連続して溶接し
ても、通電チップに異常な損耗が発生せず、溶接製品も
良好な外観を保っていた。また、同じアルミナ分散銅を
通電チップの材質としてものでも、接触面積が大きな試
験番号１では長時間使用後も電極の損耗が少なかったの
に対し、接触面積が小さい試験番号３では電極が激しく
損耗した。他方、導電率，８００℃での引張強さ，接触
面積の何れか一つ又は複数が本発明で規定した条件を満
足していない比較例では、スパークの発生，電極の損傷
等が観察され、良好な結果が得られなかった。
【０００９】
【００１０】実施例２：被溶接材料として、板厚２．３
ｍｍ，片面当りのめっき付着量６０ｇ／ｍｍ2で、Ａｌ
めっき層が形成された溶融めっき鋼板を使用した。この
被溶接材料をウエブ及びフランジとし、１００ｍｍ×１
００ｍｍの軽量溶接Ｈ形鋼を高周波抵抗溶接により製造
した。通電チップ２として表１に掲げた各種の材質を使
用し、電源の真空管プレート電流１４Ａ，電圧１４Ｋ
Ｖ，ライン速度２５ｍ／分の条件下で溶接した。溶接結
果を示す表２にみられるように、本発明に従った溶接法
では、長時間連続して溶接しても、通電チップに異常な
損耗が発生せず、比較例に比べて品質が著しく優れた溶
接製品が得られた。この場合も、試験番号１と３との対
比から、接触面積を大きくすることが通電チップの損耗
抑制に有効なことが判る。
ｍｍ，片面当りのめっき付着量６０ｇ／ｍｍ2で、Ａｌ
めっき層が形成された溶融めっき鋼板を使用した。この
被溶接材料をウエブ及びフランジとし、１００ｍｍ×１
００ｍｍの軽量溶接Ｈ形鋼を高周波抵抗溶接により製造
した。通電チップ２として表１に掲げた各種の材質を使
用し、電源の真空管プレート電流１４Ａ，電圧１４Ｋ
Ｖ，ライン速度２５ｍ／分の条件下で溶接した。溶接結
果を示す表２にみられるように、本発明に従った溶接法
では、長時間連続して溶接しても、通電チップに異常な
損耗が発生せず、比較例に比べて品質が著しく優れた溶
接製品が得られた。この場合も、試験番号１と３との対
比から、接触面積を大きくすることが通電チップの損耗
抑制に有効なことが判る。
【００１１】
【００１２】実施例３：被溶接材料として、板厚４．５
ｍｍ及び６ｍｍ，片面当りのめっき付着量１９０ｇ／ｍ
ｍ2 で、０．２重量％のＡｌを含む亜鉛めっき層が形成
された溶融めっき鋼板を使用した。この被溶接材料をウ
エブ及びフランジとし、２００ｍｍ×１００ｍｍの軽量
溶接Ｈ形鋼を高周波抵抗溶接により製造した。通電チッ
プ２として表１に掲げた各種の材質を使用し、電源の真
空管プレート電流１４Ａ，電圧１４ＫＶ，ライン速度１
５ｍ／分の条件下で溶接した。溶接結果を示す表３にみ
られるように、本発明に従った溶接法では、長時間連続
して溶接しても、通電チップに異常な損耗が発生せず、
溶接製品も良好な外観を保っていた。他方、導電率，８
００℃での引張強さ，接触面積の何れか一つ又は複数が
本発明で規定した条件を満足していない比較例では、ス
パークの発生，電極の損傷等が観察された。この場合
も、試験番号１と３との対比から、接触面積を大きくす
ることが通電チップの損耗抑制に有効なことが判る。
ｍｍ及び６ｍｍ，片面当りのめっき付着量１９０ｇ／ｍ
ｍ2 で、０．２重量％のＡｌを含む亜鉛めっき層が形成
された溶融めっき鋼板を使用した。この被溶接材料をウ
エブ及びフランジとし、２００ｍｍ×１００ｍｍの軽量
溶接Ｈ形鋼を高周波抵抗溶接により製造した。通電チッ
プ２として表１に掲げた各種の材質を使用し、電源の真
空管プレート電流１４Ａ，電圧１４ＫＶ，ライン速度１
５ｍ／分の条件下で溶接した。溶接結果を示す表３にみ
られるように、本発明に従った溶接法では、長時間連続
して溶接しても、通電チップに異常な損耗が発生せず、
溶接製品も良好な外観を保っていた。他方、導電率，８
００℃での引張強さ，接触面積の何れか一つ又は複数が
本発明で規定した条件を満足していない比較例では、ス
パークの発生，電極の損傷等が観察された。この場合
も、試験番号１と３との対比から、接触面積を大きくす
ることが通電チップの損耗抑制に有効なことが判る。
【００１３】
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、めっき層がＡｌを含むめっき鋼板を高周波抵抗溶接
する際、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上，８００℃での強
度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上の材質の通電チップを使用する
ことにより、溶接中に通電チップの過熱や高温変形を抑
制すると共に、電極材質とめっき層との合金化反応を抑
制している。そのため、低融点のめっき層が表面にある
めっき鋼板であっても、通電チップの寿命を長くした高
周波溶接が可能となり、スパーク発生に起因した表面疵
がなく良好な外観を呈する溶接製品が得られる。
は、めっき層がＡｌを含むめっき鋼板を高周波抵抗溶接
する際、導電率が８０％ＩＡＣＳ以上，８００℃での強
度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上の材質の通電チップを使用する
ことにより、溶接中に通電チップの過熱や高温変形を抑
制すると共に、電極材質とめっき層との合金化反応を抑
制している。そのため、低融点のめっき層が表面にある
めっき鋼板であっても、通電チップの寿命を長くした高
周波溶接が可能となり、スパーク発生に起因した表面疵
がなく良好な外観を呈する溶接製品が得られる。
【図１】 めっき鋼板を使用して溶接Ｈ形鋼を高周波抵
抗溶接するときの説明図
抗溶接するときの説明図
【図２】 高周波抵抗溶接時に被溶接材料中を流れる電
流の説明図
流の説明図
１：被溶接材料 ２：通電チップ ３：高周波
電流 ４：接合面
電流 ４：接合面
Claims (3)
- 【請求項１】 導電率が８０％ＩＡＣＳ以上で８００℃
における強度が５ｋｇ／ｍｍ2 以上の材質の通電チップ
をＡｌ含有めっき層で被覆されているめっき鋼板に接触
させ、高周波電流を供給してめっき鋼板を連続的に溶接
することを特徴とするめっき層にＡｌを含むめっき鋼板
の高周波抵抗溶接方法。 - 【請求項２】 アルミナ分散銅でできた通電チップを使
用する請求項１記載の高周波抵抗溶接方法。 - 【請求項３】 接触面積が２００ｍｍ2 以上である通電
チップを使用する請求項１又は２記載の高周波抵抗溶接
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25090996A JP3587944B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25090996A JP3587944B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1076373A true JPH1076373A (ja) | 1998-03-24 |
| JP3587944B2 JP3587944B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=17214836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25090996A Expired - Fee Related JP3587944B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | めっき層にＡｌを含むめっき鋼板の高周波抵抗溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3587944B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010061454A1 (de) * | 2010-12-21 | 2012-06-21 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Hochfrequenzschweißen von Sandwichblechen |
| JP2017124405A (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 新日鐵住金株式会社 | めっき鋼板の高周波抵抗溶接用の給電電極 |
| CN113814654A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-21 | 首钢集团有限公司 | 一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 |
-
1996
- 1996-09-02 JP JP25090996A patent/JP3587944B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010061454A1 (de) * | 2010-12-21 | 2012-06-21 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Hochfrequenzschweißen von Sandwichblechen |
| JP2017124405A (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 新日鐵住金株式会社 | めっき鋼板の高周波抵抗溶接用の給電電極 |
| CN113814654A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-21 | 首钢集团有限公司 | 一种使用含铝镀层热成形板制备热成形零件的方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3587944B2 (ja) | 2004-11-10 |
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