JPS61550A - 溶接缶用アルミニウム板 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は溶接缶用アルミニウム板に関し、さらに詳しく
は、製缶用素材として好適な溶接性に優れた容器用のア
ルミニウム板に関するものである。

［従来技術］ 一般に、アルミニウム缶は深絞り加工を適用するＤＩ方
式による製缶方法が広く採用されてきており、ブリキ缶
のように電気抵抗溶接による製缶方法、例えば、スード
ロニツタ溶接法は採用されていない。その理由としては
、ブリキ缶の主な用途である内圧がかからない容器は、
容器自身で強度を保持する必要から上記のＤＩ方式は強
度の面から採用しにくいためである。

しかしながら、例えば異形毎のような変形毎の場合には
、強加工を行なうので加工性の極めて良好なアルミニウ
ム、即ち、溶接により缶を製造することのできるアルミ
ニウム板が要望されている。

しかして、アルミニウムの溶接法にはアーク溶接法、ガ
ス溶接法および抵抗溶接法等があるが、本発明に係る溶
接缶用アルミニウム板に適用する溶接法は、抵抗溶接法
のうち特に、マツシュシーム溶接法である。

そして、このマツシュシーム溶接法を使用してアルミニ
ウム缶を製造することは、特開昭５８−０２５８８１号
公報に記載の通りの、対向する面に薄い電気絶縁皮膜を
密着形成させる方法があるのみであるが、この方法には
次に示すような問題点がある。

（イ）対向する面だけに薄い電気絶縁皮膜を密着形成さ
せるために、形成時に対向面以外をマスキング等を行な
う必要があり、工業的に連続操業が行ない難いというこ
とと費用が萬むこと。

’ｆ　　　　　　　（。）＠　１１］１：、ｐオよう＋
：、　ｍ＋第１　ｅｔＢ４＊Ｌ？、：ｔｊ、＠−に、溶
接部２に連続している溶接継手断面の３の部分は電気絶
縁皮膜が残存し易く未溶着部となり、溶接後の加工時に
この未溶着部３が７ソチとなり加工性が著しく劣化する
こと。

また、アルミニウム板の場合には、上記（イ）、（ロ）
の問題点以外に次に示す問題点が潜在する。

（ハ）アルミニウム板の固有抵抗か小さいので、電極と
被溶接材との間の接触抵抗が大きく影響し、その部分に
おいても多大の発熱を招来し、局部溶融散りを発生し易
いこと。

（ニ）アルミニウム板の熱伝導性が良好なため、上記（
ハ）のように局部溶融が生じると板厚方向に貫通し易く
なって電極を汚損し、ワイヤマツシュシーム溶接法を適
用するとワイヤが切断し易くなって取扱いが難かしいこ
と。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記したようにアルミニウム板を抵抗溶接して
缶を製造する場合の種々な問題点を解決したものであっ
て、本発明者は鋭意研究の結果、電気抵抗溶接による製
缶方法に適用した場合に充分な諸性質を具備する溶接製
缶用のアルミニウム板（容器用アルミニウム板）を開発
したもので、この開発したアルミニウム板は、電気抵抗
溶接法を適用した場合に、容器において要求される必要
、かつ、充分な溶接継手強度を得るための適正な溶接条
件の範囲が広く、また、溶接部に欠陥のない広範な溶接
条件を有する製缶用材に適した溶接性に優れた容器用ア
ルミニウム板であって、溶接前処理として絶縁皮膜を付
着させたり、或いは、電気抵抗が高く、マツシュシーム
溶接時に電極／Ａ＋およびＡｌ／Ａｌ界面にて局部発熱
し、散りを盛しさせるような表面酸化膜を機械的、化学
的に除去する必要がなく、抵抗溶接、特にマツシュシー
ム溶接を行なうことが可能であり、かつ、良好な溶接性
が得られ、溶接缶として塗膜密着性向上のため薄い表面
処理膜を付着させても溶接性は殆んど阻害されない溶接
缶用アルミニウム板を提供するものである。

本発明者等は先に出願を完了している特願昭５９−０４
４４９２号において、ＭＨ０，３ｕ＋ｔ％以下を含有し
、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム合金が安
定した溶接性を得るためには５μｍ以上の厚さが必要で
ある溶接缶用アルミニウム板について説明しであるが、
さらに、含有元素の作用および／または効果につき鋭意
研究を重ねた結果、他の含有元素との組合せにおいてＭ
ｇ含有量がさらに多くても実質上溶接性が阻害されない
ことを見出し、即ち、アルミニウムまたはアルミニウム
合金において、含有元素および不純物として含有される
Ｆｅ、Ｍｎ、ＣｒはＡｌ、Ｆｅ、Ａｌ６Ｍｎ、Ａｌ６（
Ｆｅ、Ｍｎ）、Ａ　Ｉ　３　Ｃｒ　％の金属間化合物を
形成しており、また、アルミニウム板表面に存在するこ
れら金属間化合物上では酸化皮膜の形成程度が少ないと
いう事実を利用し、合金元素を適度に含有させて適度の
金属間化合物分布とすることによりＭｇの含有量が若干
多くとも溶接時の問題を減少できることを見出し、また
さらに、これら金属間化合物を適度に形成させることに
より、マツシュシーム溶接時の加圧力により（アルミニ
ウムマトリックス）／（金属間化合物）の硬度差に起因
する変形され方の違いにより酸化皮膜の破砕が進行し易
く、この点において含有させる元素の有効性があり、そ
して、この２つの相開効果により電極・板間、板・板間
の金属素地同志の実質的な接触面積が大きくなるため多
数の通電経路が確保され、溶融は局部的に発生せず、マ
クロな意味における板・板間の接触面全面に生じさせる
ことが可能となる。さらに、この結果散りの発生しない
電流値上限は者しく広げられ、より広い電流範囲におい
て安定した溶接が可能となる。

［問題点を解決するためひ手段］ 本発明者は上記に説明したような知見に基いて本発明に
係る溶接缶用アルミニウム板を完成したのである。

本発明に係る溶接缶用アルミニウム板は、（１）　　Ｆ
ｅ　０．０５〜２．０＋ｕｔ％を含有し、かつ、 Ｍｇ０．８ＩＩｌｔ％以下に規制し、 −残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接
缶用アルミニウム板を第１の発明とし、（２）　　Ｆｅ
　０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ　０．０５〜２．０ｕ
＋ｔ％を含有し、かつ、 Ｍｇ　０．８ｗｔ％以下に規制し、 残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接缶
用アルミニウム板を第２の発明とし、（３）　　Ｆｅ０
．０５−２．０ｗｔ％、Ｃｕ　０．０１−０，６ｗｔ％
を含有し、かつ、 Ｍｇ　０．８ｗｔ％以下に規制し、 残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接缶
用アルミニウム板を第３の発明とし、（４）　　Ｆｅｄ
、０５−２．０ｗｔ％、Ｍｎ０．０５〜２．Ｏ＋ｕｔ％
、Ｃｕ　０．０１−０，ｈｔ％ を含有し、かつ、 Ｍｇ　０．８厨ｔ％以下に規制し、 残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接缶
用アルミニウム板を第４の発明とする４つの発明からな
るものである。

本発明に係る溶接缶用アルミニウム板について以下詳細
に説明する。

先ず、本発明に係る溶接缶用アルミニウム板の含有成分
および成分割合について説明する。

Ｆｅは金属間化合物を形成してアルミニウム板表面の酸
化皮膜の１＃！を密さの程度を減少させ、かつ、加圧時
の酸化皮膜の破砕および強度を向上させると共に材料の
電気抵抗を増加させるために含有させるものであり、含
有量が０，０５ｕ＋ｔ％未満ではこのような効果が少な
く、また、２．０ＩＩｌｔ、％を越えて含有されると粗
大化合物を形成して、缶として加工性の低下を来すと共
に耐蝕性が低下する。よって、Ｆｃ含有量は０．０５−
２．０＋ｕｔ％とする。しかし、Ｍｇが不純物程度以上
に含有されている場合には、Ｆｅ含有量は０，２５ｕ＋
ｔ％以上とすることが酸化皮膜対策として好ましく、ま
た、加工性を良好にする場合には、Ｆｅ含有量は１，５
ｕ＋ｔ％以下とするのがよい。

Ｍｎは金属間化合物を形成してアルミニウム板表面の酸
化皮膜の緻密さの程度を減少させ、がっ、加圧時に酸化
皮膜を破砕し、強度を向上させ、さらに、材料の電気抵
抗を増加せしめ必要溶接電流を低下させるために含有さ
せる元素であり、含有量が０．０５１１１ｔ％未満では
このような効果が少なく、また、２．０ｗｔ％を越えて
含有されると缶としての加工性の面から粗大化合物を形
成して好ましくない。よって、Ｍｎ含有量は０．０５〜
２．０ｗｔ％とする。

しかし、Ｍｇが不純物程度以上に含有される場合には、
酸化皮膜の緻密性低下のためと強度向上のタメニはＭｎ
は０゜３＋ｕｔ％以上含有させることが望ましく、なお
、Ｍｇ含有量が０．３ｉｕｔ％以上である場合はＭｎ含
有量を０．３ｕ＋ｔ％以上含有させるのが好ましく、ま
た、電気抵抗増加、加工性等を総合判断すると、Ｍｎ含
有量は１．５ｕ＋ｔ％以下とするのがよい。

Ｃｕは強度向上、電気抵抗増加のために含有させる元素
であり、含有量が０．０１ｕ＋ｔ％未満ではこのような
効果は充分でなく、また、０．６ｕ＋ｔ％を越えて含有
されると耐蝕性の低下が著しくなる。よって、Ｃｕ含有
量は０．０１〜０．６ｗｔ％とする。なお、Ｃｕの含有
は酸化皮膜形成におよぼす影響は少ない。

Ｍｇは強度を向上させるが、酸化皮膜を厚くする元素で
あり、溶接性を阻害しない含有量としては０．８ｕ＋ｔ
％以下に規制すべきであり、即ち、Ｍｇ含有量を０，８
ｕｔ％以下に規制することにより、Ｍｇ酸化物の生成が
少ないので、適度の金属間化合物の存在との兼ね合いで
金属素地同志の接触が良好であり、抵抗溶接の際に先端
が平担な電極を用いても過熱溶融することがなく、散り
の発生を防止することが可能であり、そして、電極直下
の接触部全面か通電の極く初期においても一様に通電溶
融するようになり、故りの発生による電流の」二限を着
しく拡大することが可能となり、缶の強度の面からも好
ましく、また、本発明に係る溶接缶用アルミニウム板は
上記説明したように、Ｍｇ含有量を０．８ＩＩＩｔ％以
下に規制しており、がっ、金属間化合物の表面酸化皮膜
破砕の効果に起因して、１　　　　　　　や。イｍａｓ
ｔよエエ。７４４．第１゜７、あ。□溶融周囲部の、所
謂、コロナボンド部も継手強度に寄与し、たとえ溶融部
が溶接長手方向にオーバーラツプしなくともその圧接部
で気密性を持たせることが可能であり、適正溶接条件の
範囲はさらに広く許容される。

なお、上記に説明した元素の以外に以下説明する不純物
元素も、その説明の範囲内においての含有は許容される
。

不純物として含有されるＳｌは０．５す４％以下であれ
ば溶接性を阻害しないが、０．５ｗｔ％を越える含有量
では耐蝕性の低下が著しい。よって、不純物としての８
１は０．５ｕ＋ｔ％以下の含有は許容される。

ＣｒはＦｅ、Ｍｎと同様に金属間化合物を形成し、酸化
皮膜の破砕効果に対しでは良好であるが、粗大化合物を
形成し易く、Ｃｒ含有量は０．３ｗｔ％以下に規制すべ
きである。

ＺｎはＭｇと同様に表面酸化皮膜を形成し易い元素であ
り、含有量が０，３ψｔ％以下であれば問題はない。

しかして、上記に説明した本発明に係る溶接缶用アルミ
ニウム板を化合物分散の効果を充分とするために５μｆ
ｌ１以上の厚さの皮材とし、芯材としてこの皮材より強
度が高い通常缶として用り・られるＡ３１８２、Ａ　５
０８６、Ａ　３００４合金等をクラッドすれば、薄肉で
あっても強度の高い溶接缶用アルミニウム板か得られる
。しｈ化、芯材のＭｇ≧０．３ｗＬ％であれば１０μｍ
以上の厚さの皮材が好ましく、また、通常缶用に施され
る燐酸クロメート処理を、溶接性を阻害しない範囲（１
５ｍｇ／ｍ２）で施してもよい。

［実施例１ 次に、本発明に係る溶接缶用アルミニウム板の実施例を
説明し、併せて比較例を説明する。

実施例１ 第１表に、使用するアルミニウム板の名称、調質、板厚
、溶接面の状態、溶接面の含有成分と成分割合、通電中
の電極間抵抗、適正溶接電流範囲および散１）の発生状
態について示す。

１、第１表における評価基準。

◎・・著しく良好、○・・良好、△・・やや劣る、×・
・劣る ２、第１表（２）における評価方法。

銅ワイヤ使用のスードロニック溶接磯使用のワイヤマツ
シュ溶接法による評価。

（１）電極間抵抗 通電中の電極間抵抗が著しく大きいもの　　×、皮膜の
影響がなく通電中の電極間抵抗か着しく低いもの　　　
　　　　　　　　　　　　　　◎（２）適正電流範囲 範囲が存在しないもの　　　　　　　　　　Ｘ範囲が著
しく広いもの　　　　　　　　　　◎（３）散りの発生 表面、内面の散りの発生状態を観察。

この第１表から明らかなように、本発明に係る溶接缶用
アルミニウム板の実施例が比較例に比して、通電中の電
極間抵抗、適正溶接電流範囲および散りの発生状態にお
いて格段に優れていることがわかる。

実施例２ 第２表に使用した材料および試験結果を示す。

第２表の実施例Ｄ−１（は本発明に係る溶接缶用アルミ
ニウム板であり、５ｉＳＦｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ等の含
有元素および不純物元素は溶接性を阻害することがなく
、また、実施例Ｉ−Ｍも本発明に係る溶接缶用アルミニ
ウム板であり、Ｆｅ、Ｍｎの含有量が多い場合でも溶接
性が良好であることが明らかである。なお、実施例Ｊは
Ｍｇ含有量が多く、Ｆｅ、Ｍｎ含有量が少ない場合は適
正電流範囲がやや劣るけれども実用上の問題はない。

また、実施例Ｌ−Ｍはその強度において、比較例Ｂ（Ａ
３（’）０４合金）と同等の強度を有していることは明
らかである。

実施例３ 第３表に使用した材料とその試験結果を示す。

この第３表から明らかであるが、本発明に係る溶接缶用
アルミニウム板を使用したクラ、ンド材は、Ｆｅ、Ｍｎ
およびＭｇを含有する合金の両面クラ・ンド材において
も溶接性、強度ともに優れて（することがわかる。

実施例４ 第４表に材料表面に燐酸クロメート処理を行なった場合
の試験結果を示す。

この第４表から明らかなように、薄い燐酸クロメート処
理を施しても溶接性を阻害しないことがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る溶接缶用アルミニウ
ム板は上記の構成を有しているものであるから、電気抵
抗溶接により缶を製造する場合に、電極・板間、板・板
間の金属素地同志の実質的な接触面積が大きくなって多
数の通電経路が確保され、溶融は板・板間の接触開面全
面に生じさせることができ、さらに、散りの発生しない
電流値の上限を著しく広げることかでと、従って、容器
として必要な溶接継手強度を得るための溶接条件の範囲
が広く、また、溶接部に欠陥のない優れた効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来材を使用し場合の溶接継手部を示す断面図
である。 １・・母材、２・・溶接部、３・・未溶着部。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 ：ｔ１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ０．０５〜２．０ｗｔ％ を含有し、かつ、 Ｍｇ０．８ｗｔ％以下に規制し、 残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接缶
   用アルミニウム板。
2. （２）Ｆｅ０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ０．０５〜２
   ．０ｗｔ％を含有し、かつ、 Ｍｇ０．８ｗｔ％以下に規制し、 残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接缶
   用アルミニウム板。
3. （３）Ｆｅ０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｃｕ０．０１〜０
   ．６ｗｔ％を含有し、かつ、 Ｍｇ０．８ｗｔ％以下に規制し、 残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接缶
   用アルミニウム板。
4. （４）Ｆｅ０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｍｎ０．０５〜２
   ．０ｗｔ％、Ｃｕ０．０１〜０．６ｗｔ％ を含有し、かつ、 Ｍｇ０．８ｗｔ％以下に規制し、 残部Ａｌおよび不純物からなることを特徴とする溶接缶
   用アルミニウム板。