JPS59229290A - 電気抵抗シ−ム溶接法 - Google Patents

電気抵抗シ−ム溶接法

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JPS59229290A
JPS59229290A JP58103886A JP10388683A JPS59229290A JP S59229290 A JPS59229290 A JP S59229290A JP 58103886 A JP58103886 A JP 58103886A JP 10388683 A JP10388683 A JP 10388683A JP S59229290 A JPS59229290 A JP S59229290A
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welding
seam welding
steel
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樺沢 真事
Moriaki Ono
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    • B23K11/08Seam welding not restricted to one of the preceding subgroups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Coating With Molten Metal (AREA)
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  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、難溶接材例えばテンフリースチールを使用
した缶胴の電気抵抗シーム溶接法に関するものである。
近年、食品容器の製缶方式の多様化によシ、缶の製造方
法として電気抵抗シーム溶接法例えば銅ワイヤ抵抗シー
ム溶接法が著しく発展してきている。
銅ワイヤ抵抗シーム溶接法は第1図に示すように1上下
に配置された電極支持ロー26にそれぞれ巻きつけられ
た銅ワイヤ電極2間を、予め成形した缶胴板1の縦縁部
を重ね合せつつ通過させ、その際銅ワイヤ電極2を介し
た上下電極支持ロー26によって缶胴板10重ね合せ部
を加圧、通電させて、重ね合せ部の電気抵抗発熱によシ
連続的に溶接を行なう方法である。
この溶接法に用いられる容器用鋼材は、容器用鋼板に要
求される耐食性、加工性、塗装性等の諸性能に優れてい
るとともに溶接性に優れていることが要求される。
溶接部の品質はシーム溶接部の接合強度、気密性及び外
観性状によシ評価される。接合強度及び気密性は内容物
の漏洩にかかわる問題であシ、これらの特性を満足する
ためには接合界面で電気抵抗発熱がある限界以上あるこ
とが必要である。このことから溶接電流の最小電流が決
定される。又外観性状としてはパリが存在しないことが
必要でおる。通常、溶接後シーム溶接部を保護塗料で被
覆するが、パリが存在すると塗料塗布の障害となシ、ま
た塗料で被覆されない露出部分を生じ、さらにこのよう
な缶胴を使用すると内容物がパリと反応して変質するば
かりでなく、パリが缶胴から剥離して内容物内に混在す
るおそれがあるからである。パリは溶融金属がシーム溶
接部から飛散し、シーム溶接部附近に付着したものであ
シ、これが存在しないためには、接合界面で電気抵抗発
熱がある限界以下であることが必要である。このことか
ら溶接電流の最大値が決定される。
とのシーム溶接部の品質を評価する接合強度、気密性及
び外観性能から決定される溶接電流の最小値及び最大値
を各々下限電流、上限電流と定義すると、溶接の適正電
流範囲は上限電流から下限電流を差し引いた値が正の値
の範囲であシ、容器用素材の溶接性はこの適正電流範囲
の広さによって決定される。
容器用素材としては従来よシ半田づけ缶用ぶシき(賜伺
着量2.8f/m”)以上が主流を占めてきたが、近年
新素材が開発されている。これらの素材を電気抵抗シー
ム溶接法の対象とした場合に、半田づけ缶用ぶシき及び
薄めつきぶシきの一部は適正電流範囲が広く、溶接性は
極めて良好である。
しかし薄めつきぶシきの一部及びティンフリースチール
は半田づけ缶用ぶシきと比較して適性電流範囲が狭く、
溶接性が劣る。
ティン7リースチールはパリを発生し易く、パリの生成
を抑えるために溶接電流を小とすると接合強度、密書性
が十分でなくなる。
そこで従来は、重ね合せ部となるべきブランク端縁部の
表面被覆をワイヤブラシ等の機械的手段によって予め鉄
面をI′!、は全面露出させた後に電気抵抗シーム溶接
を行っていた。しかし、これらの機械的手段では作業工
程が一工程増え、さらに削シ除去した微粉が鋼板表面か
ら完全に排除されず再付着して、以後の工程に種々不都
合を生じさせる。又表面被覆除去後の鉄露出面は耐食性
がなく、外観を損ねる等の欠点を有している。このため
ティンフリースチールは未だに食品缶詰の缶には使  
用されていない状態にある。
この発明は、上述の欠点を解決して例えばティンフリー
スチールのような電気抵抗シーム溶接困難な食品容器用
素相を何等特別の前処理を行なうことなく、容易に溶接
可能とした電気抵抗シーム溶接法を提供することを目的
とするものである。
この発明の13.気抵抗シーム溶接法は、錫よシ硬い金
属および金属間化合物が被覆層として存在する鋼板の板
厚が0.2閣を超え、0.25■未満の場合に鋼板の1
(ね合せ幅を材料板厚の2.0倍を超え、2.4倍未満
とすることによシ、パリの発生を抑制して、溶接性を向
上させたものである。
ここで重ね合せ幅は、第2図に示すように断面形状がZ
形をしたガイドバー4を用いて、そのガイド溝へ缶胴板
1の縦縁部を挿入することにより縦線部を重ね合せるZ
形ガイドバー4と、上下の電4.返支持ローラ周囲に配
置された缶胴口径決定用ロールとにより決定される。
この発明の発明者は難溶接材の溶接の問題点解決のため
に、溶接性についての溶接現象面からの解明を行なった
結果以下のことが明らかとなった。
溶接性の良好な半田づけ缶用ぶりきの場合、化成処理被
膜の水和酸化クロムが電気的絶縁物であるにもかかわら
ず、下地の錫が軟かいため電極の加圧によシ容易に化成
処理被膜を破壊、分散させ大きな通電面積が得られる。
そこで均一に電気抵抗発熱した接合界面では溶融金属が
生成しないうちに十分広い高温軟化領域が得られ、大き
な塑性流動によシ圧接が行なわれて、良好な継目が得ら
れる。
一方、溶接性の劣るティンフリースチールは、第3図に
模式的に示したシーム溶接部形成状況の如く、化成処理
被膜7の下地にある金属クロム6が錫と比較して極めて
硬いため、電極の加圧による化成処理被膜の破壊が不十
分となシ、溶接時に電流は局部的かつ不均一に流れるこ
とになる。このため比較的低い電流値で溶融金属9が形
成される。しかしながら高温軟化領域が十分形成されて
おらず、塑性流動による形状的な溶融金属の閉じ込め効
果が弱いため、容易に溶融金属が飛散してパリ10を形
成してしまう。しかし接合強度、気密性は局部的接合に
よっても比較的容易に得られることか明らかとなった。
難溶接材の溶接性を向上させる対策として、従来は局部
発熱による溶融金属の生成を防止するために、材料表面
の化成処理被覆量(金属クロム量、水和酸化クロム量)
の低減によるものが生である。
この発明の発明者は、前記溶接現象の解明の結果、難溶
接材の溶接性の向上としては溶融金属の飛散を抑制する
力を増大させることが有効な手段であると考察して、シ
ーム溶接部形状(重ね合せ幅)の適正化を検討した。
従来使用されてきた重ね合せ幅は0.4 wa、 0.
6節及び0.8101以上でアシ、これらの重ね合せ幅
を用いた場合の溶接性は以下に述べる通りである。
例えば材料板厚0.22mmのティンフリースチールを
使用した場合に1重ね合せ幅が0.4 amでは材料板
厚に対してシーム溶接部の重ね合せ代が小さ過ぎること
により、溶融金属の飛散を抑制する効力が弱くなり溶接
性は低下する。重ね合せ幅が0.6鵡の場合では重ね合
せ代が大き過ぎて、単位面積当シの力が減少するため、
局部発熱による溶融金属の牛皮を助長し、かつ溶融金属
の飛散を抑制する力が弱いことから良好な接合部が得ら
れない。
重ね合せ幅にはある適正値が存在することが推定される
が、一般に溶接性を向上させるために、シーム溶接部の
重ね合せ代を小さくするのが得策として、重ね合せ幅を
従来の0.41よシ小さくする傾向がある。しかしなが
ら重ね合せ幅を小さくすることは、溶融金属の飛散を抑
制する力を弱めること圧なシ得策ではない。
本発明においては材料板厚に対する重ね合せ幅の比を2
.0倍を超え2.4倍未満にすること釦よって溶接性が
著しく向上されることを知った。
すなわち、材料板厚が0.22−で、調質度T−4を原
板としたティンフリースチール(金属クロムJit 1
50 ”F/ m” 、水和酸化クロム中のクロム量3
01q/n/ )を用いて、銅ワイヤ抵抗シーム溶接法
によシ、溶接速度45m/分、電極加圧力40〜11重
ね合せ幅0.4醍、0.45m、  0.5胸、0.5
5鵡、0.6mで溶接を行って溶接性を調べた。この結
果第4図に示すデータが得られた。第4図は重ね合せ幅
と拐料板厚の比と溶接電流の下限電流a及び上限電流す
の関係を示したものである。第4図において下限電流a
及び上限電流すにかこまれた領域Cが適正電流範囲であ
る。又参考写真に第4図において重ね合せII@ 0.
4励、0,5−10,6゜の場合のシーム溶接部断面の
光学顕微鏡写真(×50)を示す。
これによシ、従来溶接不能といわれたナイン7リースチ
ールで材料板厚に対する重ね合せ幅の比が2倍を超え、
2.4倍未満に制御することによシ十分広い適正電流範
囲すなわち外部的な要因を考慮して少くとも600A以
上が得られることが判明した。
又溶接部形成は高温のり形抵抗低下部分で生じるもので
アシ、シーム溶接部形状と温度分布の両者が影響するも
のと考えられ、温度分布は材料板厚に依存するため、前
記適正型ね合せ幅に対する材料板厚の適用範囲の妥当性
について調べた結果を表1に示す。
表1 表1Vcお匹て、材料TF’Sはクロムタイプのティン
フリースチールであシ、材料LTSは錫付着量が0.5
5P/m’のぶりきである。表中の数字は材料板厚に対
する重ね合せ幅の比であシ、溶接性評価結JJ、はO2
Δ、Xで示した。OFi適正電流範囲が600A以上で
溶接性良好の場合、△は適正電流範囲がOAを超え60
0A未満の場合で溶接性はやや良好の場合、×け適正電
流範囲が負となシ溶接性が不良の場合である。
この結果、この発明の重ね合せ幅が適用される材料板j
ワの適正範囲は0.2 wasを超え、0.256未満
であることが判明した。
半田づけ缶用ぶシきに比較して、電気抵抗発熱が局所化
かつ不均一となる容器用素月は溶接性が半田づけ缶用ぶ
りきよシ劣ると考えられる。例えばめっき金属が錫より
硬い場合、あるいは化成処胛被椋が厚い場合に溶接性の
低下が知られているが、この発明はこのような材料すべ
てに有効なものである。
次に、この発明の実施例を示す。
表2に材料板厚が0.22amの場合の各種材料を銅ワ
イヤ抵抗シーム溶接法によ少溶接した場合の溶接試験結
果を示す。
表2゜ この溶接に使用した材料は、錫付着量が2.82/ n
?の半田づけ缶用ぶりきE 2.8 /’2.8. M
付着量が0.55 y /扉のぶりきLTStNiをめ
っきした鋼材及びクロムタイプのティンフリースチール
TFSである。ここで材料板厚に対する重ね合せ幅の比
が2.0倍を超え、2.4倍未満の場合は、いずれの材
料においても十分広い適正電流範囲を有する。
以上述べたように、この発明の電気抵抗シーム溶接法に
よシ難溶接材の適正電流範囲が拡大させることができた
結果、例えばティンフリースチールのよりに従来食品缶
詰の缶に使用されなかった素材を、使用して容易に溶接
缶を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は銅ワイヤ抵抗シーム溶接法の構成図、第2図は
第1図の銅ワイヤ抵抗シーム溶接法の2型ガイドバーの
概略図、卯、6図はティンフリースチールのシーム溶接
部形状状況の模式−1第4図はティン7リースチールに
関して材料板厚と重ね合せ幅との比と、溶接電流との関
係を示した特性図である。 (1]・・・缶胴板、(2)・・・銅ワイヤ、(3)・
・・溶接電極ローラ、(4)・・・z型ガイドバー、(
5)・・・地鉄部、(6)・・・金属クロム層、(7)
・・・水利酸化クロム層、(8)・−・溶接電流経路、
(9)・・・溶融金属、 αす・・・パリ、(a)・・
・下限電流、(b)・・・上限電流、(C)・・・適正
電流領域。 代理人 弁理士 木 村 三 朗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 錫より硬い金属および金属間化合物が被覆属として存在
    する銅板のシーム溶接において、材料板厚が0.2 m
    を超え、0.25 rm未滴の場合に、鋼板の重ね合せ
    幅を材料板厚の2.0倍を起え、2.4倍未満とするこ
    とによυ、パリの発生を抑制して、溶接性を向上させる
    ことを特徴とする電気抵抗シーム溶接法。
JP58103886A 1983-06-10 1983-06-10 電気抵抗シ−ム溶接法 Granted JPS59229290A (ja)

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GB08612297A GB2178682B (en) 1983-06-10 1984-12-10 Electric resistance seam welding method
PCT/JP1984/000583 WO1986003442A1 (en) 1983-06-10 1984-12-10 Electric-resistance seam-welding method
CH3144/86A CH668930A5 (fr) 1983-06-10 1984-12-10 Procede de soudage d'un joint par resistance electrique.
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