JPS6316887A

JPS6316887A - 溶接缶胴体

Info

Publication number: JPS6316887A
Application number: JP61159468A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsuno; 松野　建治; Hiroshi Matsubayashi; 松林　宏; Nobuyuki Sato; 信行佐藤
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1988-01-23
Also published as: EP0252181A3; EP0252181A2; US4719329A

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）本発明は溶接缶胴体に関し、さらに詳しくは表面処理鋼
板よりなる突き合せレーザ溶接部を有する溶接缶胴体に
関する。

（従来の技術）従来の表面処理鋼板、例えばティンフリースチールよシ
なる突き合せレーザ溶接缶胴体の溶接部は、例えば特開
昭５６−９１９９３号の第１〜３図に示されているよう
に、溶接のさいの加熱により組織に変化を生じた部分の
内面側外端間の幅Ｗ、（第１図参照）が約０．９　ｗｎ
と比較的広くなっている。

上記の組織変化部およびその近傍における表面処理層は
、消失又は変質している。例えばティンフリースチール
の場合、本来の表面処理層は金属クロム層とその上のク
ロメート層よりなるのであるが、組織変化部およびその
近傍においては、その表面は鉄、酸化鉄、酸化クロムが
混在した層よシなっている。これらの層はそれ自体の耐
食性が劣り、また地鉄との密着性も悪い。そのため塗料
の塗布などによ、って溶接部を補修しても、塗膜密着性
が劣シ、特に缶胴体内面側の場合、補修後の満足な耐食
性が得られ難く、またネックイン加工あるいはビード加
工を行った溶接部の部分において、耐食性の低下が顕著
であるという問題を生ずる。

上記幅Ｗ１を小さくするためには、突き合せ部に照射さ
れるレーザビームの径を比較的細くし、かつレーザビー
ムの・ぐワー密度を比較的大きくすればよいのであるが
、このようにすると、レーザビームの一部が突き合せ部
から缶内面側に突き抜けて、突き合せ部が急速に融点よ
シ遥かに高い温度に加熱されて溶融し、溶融金属の一部
が粒状に飛散するので、突き合せ部の特に内面側に、溶
融飛散鉄の付着あるいは溶融部の盛り上りによる顕著な
突起部を生じ易い。

このよう々突起部は、塗料により溶接部を補修した場合
、補修塗膜の厚さを不均一にし、塗膜のごく薄い部分を
生じ易く、そのだめ特に内面側の場合、補修後も満足な
耐食性が得られないという問題を生ずる。

さらに顕著々突起部を有する溶接部では、ネックインあ
るいはビード加工等の缶胴体の後加工のさいに、その突
起部上の補修塗膜に亀裂あるいは割れ等の欠陥を生じた
り、また付着した溶融金属鉄が缶胴体の後加工のさいに
溶接部よシ脱落するなどの問題が生ずる。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、内面側における溶接部の塗膜密着性と塗膜に
よる補修後の耐食性の改善された、表面処理鋼板よりな
る突き合せレーザ溶接部を有する溶接缶胴体を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段）本発明の溶接缶胴体は、溶融凝固部、該溶融凝部を有す
る表面処理鋼板よりなる溶接缶胴体であって、少なくと
も該缶胴体の主部および該熱影響部の内面は実質的に円
筒面上にあって、該組織変化部の内面側における内外端
間の距離が０．２５調以下であり、かつ該溶接部の内面
側における該円筒面に対する突出高さが２０μｍ以下で
あることを特徴とする。

ここに表面処理鋼板とは、ティンフリースチール、錫め
っき鋼板、極薄ニッケルめっき鋼板、錫・ニッケル合金
めっき鋼板等を指称する。表面処理鋼板の厚さは０．１
２〜０．３　ｍｍであることが好ましい。

缶胴体の主部とは、溶接部以外の缶胴体の部分を指称す
る。組織変化部とは、溶接のさいの加熱により、固相に
おいて鋼組織に変化を生じた部分（約７００〜１５００
℃に加熱された部分で、かつ元の表面処理被膜が殆んど
残っていない部分）を指称する。熱影響部とは、溶接の
さいの加熱により鋼組織の変化はあまり生じないが、表
面処理層の一部が変質した部分を指称する。

より具体的に説明すると、第１図は溶接缶胴体１の突き
合せレーザ溶接部２近傍の模式図を示したものであって
、１点鎖線３，３′の間の鋼の領域Ａが溶融凝固部、１
点鎖線３，３′の２点鎖線４゜４′の間の鋼の領域Ｂが
組織変化部、２点鎖線４゜４′と３点鎖線５，５′の間
の鋼の領域Ｃが熱影響部であり、３点鎖線５，５′の外
側の部分りが主部であって、主部りにおいては溶接のさ
い鋼組織の変化や表面処理層ｄの変質は起っていない。

缶胴体１がティンフリースチールよりなる場合、主部り
の表面処理層ｄは比較的耐食性に優れた金属クロム層と
その上のクロメート層より々っている。熱影響部Ｃの表
面層Ｃは、クロメート層の一部が変質し、その変質部で
は、酸化クロム、鉄。

酸化鉄が混在してなっていることが電子回折によって確
認されている。また組織変化部Ｂの表面層すおよび溶融
凝固部Ａの表面層ａは鉄および酸化鉄が混在してなって
いる。

缶胴体１が錫めっき鋼板よシなる場合は、主部りの表面
処理層ｄは錫鉄合金層、その上の金属錫層、さらにその
上のクロメート層よシなっている。

熱影響部Ｃの表面層Ｃは錫・鉄合金、鉄、酸化鉄が混在
してなっている。場合により僅かの金属錫が残ることも
ある。組織変化部Ｂの表面層すおよび溶融凝固部Ａの表
面層ａは、鉄、酸化鉄よシなっており、場合により僅か
の錫・鉄合金が残ることもある。

（作　用）主部りおよび熱影響部Ｃの内面は、缶胴体１の軸線（図
示せず）を軸心とする円筒面６上に実質的にあり、組織
変化部Ｂの内面側外端間の距離Ｗ。

は０，２５−以下である。なお溶融凝固部Ａの内面側幅
Ｗ３は好ましくは０，０６〜０．２３咽であり、外面側
幅Ｗ４は好ましくは０．３　ｗ以下である。熱影響部Ｃ
の内面側外端間の距離Ｗ２は好ましくは０．５ｍｍ以下
である。

前述のように、溶融凝固部Ａの表面層ａ、および組織変
化部Ｂの表面層すは変質して殆んど鉄や酸化鉄等からな
っているので、表面処理鋼板の本来の表面処理層ｄに比
べて耐食性および塗料密着性が著るしく劣る。また熱影
響部Ｃの表面層Ｃは一部変質して酸化クロム、あるいは
酸化鉄等になっているので、本来の表面処理層にくらべ
て多少耐食性が劣る。しかしながら前記のように距離Ｗ
およびＷ２がごく小さいので、溶接部２の近傍の内面に
、平均厚さ３μｍ以上、好ましくは５μｍ以上の補修塗
膜（グラスチックフィルムを含む）を形成した場合、表
面層ａ、ｂおよび辻における塗膜密着性は、主部りの塗
膜密着性に優れた表面処理層ｄの影響を受けて、余シ低
下せず、塗料等の種類およびその塗布量等の適当な選択
により実用上満足な性能を示すことが判明した。そのた
め表面層ａ＋ｂおよびＣにおける耐食性の低下は、前記
の密着した塗膜によって十分にカバーされる。

さらに溶接部Ａの内面側における円筒面６に対する突出
高さｙが２０μｍ以下とごく小さく、溶融凝固部Ａおよ
び組織変化部Ｂの内面はほぼ平坦である。そのため溶接
部２の内面を塗料等によって補修した場合、突起部で塗
膜が極端に薄くなって表面層が露出したりして、耐食性
が低下するおそれがない。

また突起部の高さｙが２０μｍ以下であれば、ネックイ
ン加工あるいはビード加工等の缶胴体の後加工のさいに
おいても、補修塗膜の亀裂おるいは割れ等の欠陥を生ず
ることがない。

（実施例）実施例１クロム量が１００ｍｇ／ｒｒＬ２の金属クロム量と、１
０　ｍｌ；／／ｍ２（金属クロム換算）のクロメート層
を有する、板厚が０．２１ｍｍのティンフリースチール
薄板に缶胴体の内面となるべき面にエポキシ・フェノー
ル系塗料で缶胴体の溶接部となるべき部分の近傍を未塗
装部として残す、いわゆるマージン塗装を行い、さらに
外面となるべき面にもマージン塗装を行った後、ブラン
ク状に切断した。次に、このティンフリースチールのブ
ランクをロールフォーミングマシーン（図示されない）
で丸めて、対向する端面が突き合された状態で、内径６
５．３閣、高さ１０４．７ｍとなる缶胴成形体を形成し
た。

この缶胴成形体１１を第２図、第３図に示すレーザビー
ム溶接装置１０に送って、第１表に示す種々の条件で溶
接缶胴体１（比較例の缶胴体を含む）を製造した。

第２図、第３図において、１２はレーザビーム１３を照
射するためのレーザガンであり、１４は、マンドレル１
７に沿って矢印Ｒ方向に移送される缶胴成形体１１０両
側端面１１ａをレーザビーム１３の直下（溶接点）で突
き合せるよう、缶胴成形体１１の両側端縁部を案内する
だめの断面２字状の溝を有する所謂２パーである。１５
　ａｌｅ　１５ａ２　ｔ１５ｂ、　、　１５ｂ２．１５
ｃｍ、　１５Ｃ２および１５ｄは協同して、缶胴成形体
１１を溶接点の位置において実質的に断面真円に規定す
るように案内する外側ガイドロールである。

１６はマンドレル１７の先端に軸支された内部ロール装
置であって、冷媒２１の貫流孔１８を有する断面十字形
状の主ロール１９と、主ロール１９０周縁部の両側に着
設された永久磁石片２０を備えている。永久磁石片２０
の周面２０ａは、溶接点の位置において、突き合された
缶胴成形体１１の内面の前記真円に対応する断面形状を
していて、溶接点の位置において、突き合せ部１１ｂ近
傍の内面に磁気吸着して、実質的に段差のない突き合せ
部１１ｂを形成し、さらに溶接中に突き合せ部１１ｂの
近傍部分が熱膨張等により周方向に動くのを防止できる
ようになっている。

主ロール１９には周溝１９ａが設けられておシ、周溝１
９ａに沿って金属ワイヤ２２が、主ロール１９の回転と
共に矢印Ｓ方向に移行するように挿通している。ワイヤ
２２の外周面２２ａは前記真円に対応する断面形状をし
ていて、溶接点において突合せ部１１ｂの内面近傍に密
接するようになっている。このワイヤ２２によって溶接
部からの缶内面への溶融飛散鉄の付着を防止できる。

ワイヤ２２は突き合せ部１１ｂを突抜けたレーザビーム
１３によって溶融され難いように、レーザビームの吸収
率が小さく、かつ熱伝導率の大きい（冷媒２１による冷
却効果を高めるため）金属、例えばアルミニウム又はア
ルミニウム合金、銅又は銅合金等からなシ、さらにその
外周面２２ａは光沢面である（レーザビームの反射率を
高めるため）ことが好ましい。このように熱伝導率の大
きいワイヤ２２が溶接部２の内面側に密接するだめ、溶
接熱がワイヤ２２に伝播し、溶融部の冷却を促進すると
共に、組織変化部および熱影響部の幅を狭くする。

比較のため、永久磁石片２０の代シに同一形状の不銹鋼
製の部材を用いた点、およびワイヤ２２を用いなかった
点を除いて、他は前記と同様の装置（以下比較装置とよ
ぶ）で溶接缶胴を製造した。

得られた溶接缶胴の溶接部の断面を５係硝酸アルコール
溶液により約１０秒間腐食した金属組織より組織変化部
の内面側における外端間の距離Ｗ１゜ならびに５係ぎク
リン酸アルコール溶液により約２分間腐食した金属組織
より溶融凝固部の内面側幅Ｗ３および外面側幅Ｗ４を測
定した結果を第１表に示した。あわせて溶融凝固部の内
面側における突出高さｙをも第１表に示した。

試料屋１の溶接部の溶接方向に垂直々方向の断面で、５
係硝酸アルコール溶液および５係ピクリン酸アルコール
溶液で腐食した金属顕微鏡写真（倍率１３０）を夫れ夫
れ、第４図（ａ）および（ｂ）に示す。試料Ａ５の溶接
部断面組織写真（５係硝酸アルコールにより腐食、倍率
１３０）を第５図に示す。

写真において、上面が缶胴外面、下面が缶胴内面であっ
て、２が溶接部、Ａが溶融凝固部、９が未溶融部、Ｂが
組織変化部、７＆が突起部（溶融飛散鉄による）である
。

これらの缶胴体の溶接部及びその周辺の内面側に、幅約
５祁にわたって工Ｉキシ・フェノール系塗料を塗布焼付
した。焼付後の塗膜厚は平均８〜１０μｍであった。次
いでこれらの缶胴体をフランジ加工した後、内面塗装テ
ィンフリースチール製底板を２重巻締して缶体を作製し
た。

これらの缶体にかつお味付煮を充填し、内面塗装ティン
フリースチール製蓋板を２重巻締して密封缶詰とした後
、これを１１６℃×９０分レトルト殺菌処理した。この
缶詰を５０℃で６ケ月間貯蔵後開缶して、溶接部内面の
腐食状態を調べた。

また１００缶について、６ケ月以内に生じた穿孔母数を
調べた。結果を第１表に示す。

実施例２クロム量が１００■／ｆｆｌ　２の金属クロム層と、１
５ｍＱ／ｍ２（金属クロム換算）のクロメート層を有す
る板厚が０．１８ｍｍ＋のティンフリースチールに、缶
胴体の内面となるべき面にエポキシ・フェノール系塗料
を塗装し、さらに外面となるべき面に印刷を施した後、
ブランクに切断した。このブランクを円筒状に成形し、
第２図、第３図に示す装置で、第２表に示す条件で溶接
缶胴体を製造した。

比較のため実施例１で示した比較装置で溶接缶胴を製造
した。

得られた溶接缶胴の組織変化部の内面側における外端間
の距離Ｗ１溶融凝固部の内面側幅ｗ３、および外面側幅
Ｗ４を第２表に示した。あわせて溶融凝固部の内面側に
おける最大の突出高さｙをも第２表に示した。

これらの缶胴体の溶接部及びその周辺の内面側に、幅約
５ｗｎにわたってエポキシ・フェノール系塗料を塗布焼
付した。焼付後の塗膜厚は平均８〜１０μｍであった。

次いでこれらの缶胴体をフランジ加工した後、内面塗装
ティンフリースチール製底板を２重巻締して缶体を作製
した。

これらの缶体にかつお味付点を充填し、内面塗装ティン
フリースチール製蓋板を２重巻締して密封缶詰とした後
、これを１１６℃Ｘ９０分レトルト殺菌処理した。この
缶詰を５０’Ｃで６ケ月間貯蔵後開缶して、溶接部内面
の腐食状態を調べた。

また１００缶について、６ケ月以内に生じた穿孔倍数を
調べた。結果を第２表に示す。

実施例３片面の鍍錫量が２．８ｆ／／ｍ２で、厚さ０．２３ｍｍ
のぶりき板に、缶胴体の内面となるべき面にエポキシ・
フェノール系塗料で、缶胴体の溶接部と摩るべき部分の
近傍を未塗装部として残す、いわゆるマージン塗装を行
ない、さらに外面となるべき面にもマージン塗装を行な
った後、ブランクに切断した。

実施例１と同様の方法で缶胴成形体（比較例の缶胴体を
含む）を製造した。

得られた溶接缶胴の組織変化部の内面側における外端間
の距離Ｗ１、溶融凝固部の内面側幅ｗ３、外面側幅Ｗ４
および溶融凝固部の内面側における突出島さｙを第２表
に示す。

これらの缶胴体の溶接部及びその周辺の内面側に、幅約
５−にわたってエポキシ・フェノール系塗料を塗布焼付
した。焼付後の塗膜厚は平均８〜１０μｍであった。次
いでこれらの缶胴体をフランジ加工した後、内面塗装テ
ィンフリースチール製底板を２重巻締して缶体を作製し
た。

これらの缶体にかつお味付点を充填し、内面塗装ティン
フリースチール製蓋板を２重巻締して密封缶詰とした後
、これを１１６℃×９０分し）／ｌ／ト殺菌処理した。

この缶詰を５０℃で６ケ月間貯蔵後開缶して、溶接部内
面の腐食状態を調べた。

（発明の効果）本発明の表面処理鋼板よシなる溶接缶胴体は、突き合せ
レーザ溶接部の内面側の、塗膜密着性と塗膜による補修
後の耐食性が改善されているという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は突き合せレーザ溶接部の断面構造の例を示す模
式図、第２図は本発明の溶接缶胴体を製造するために用
いられる溶接装置の例の１部切断正面図、第３図は第２
図のＩ−Ｉ［［線に沿う縦断面図、第４図（ａ）および
第４図価）は、本発明の溶接缶胴体の例の溶接部の、溶
接方向に垂直な縦断面を示すための金属顕微鏡写真であ
って、第４図（ａ）は腐食液が硝酸アルコール溶液、第
４図（ｂ）は腐食液がピクリン酸アルコール溶液である
場合の写真、第５図は比較例である溶接部の、溶接方向
に垂直な縦断面を示すための金属顕微鏡写真である。１・・・溶接缶胴体、２・・・突き合せレーザ溶接部、
６・・・円筒面、Ａ・・・溶融凝固部、Ｂ・・・組織変
化部、Ｃ・・・熱影響部、Ｄ・・・主部。第１図第２図 ■１ ■」第３図第４図（０）Ｂ第４図（ｂ） Δ 第５図日手　　続　　補　　正　　書昭和６１年８月１３日特許庁長官　黒　１）明　雄　殿昭和６１年特許願第１５９４６８号２　発明の名称溶接缶胴体３　補正をする者事件との関係　　特許出願人住所　東京都千代田区内幸町１丁目３番１号名称　（３
７６）　　東洋製罐株式会社代表者、高　碕　芳　部４　　代　　理　　人　　　　　〒２４８住所　神奈川
県鎌倉市西鎌倉二丁目１４番１３号寛話　　０４６７−
３１−６０９２６　補正の対象明細書の１発明の詳細な説明」の欄７　補正の内容（１）　　明細書第１４頁第１表の試料Ｎｏ、５の行ノ
Ｗ　ｓ　（７）列に’　　０．１８　　」あル（７）ｔ
−、’　　０．２３　　。に補正する。 ■同第１４頁第１表の試料Ｎｏ、６の行のＷ、（７）列
ニ’０．３０ｊとあルノを、’０．３５．に補正する。０）同第１８頁第２表の試料Ｎｏ、１０の行のＷ４（７
）列ｉ：　’　０．２２Ｊ　トあルノヲ、「ｏ、１７．
ニ補正する。（旬間第１８頁第２表の試料Ｎｏ、１２の行のＷ４（７
）列ニ「０．２５」トあルノを、　’　０．２０」ニ補
正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶融凝固部、該溶融凝固部の両側の組織変化部お
よび該組織変化部の各々の外側の熱影響部よりなる突き
合せレーザ溶接部を有する表面処理鋼板よりなる溶接缶
胴体において、少なくとも該缶胴体の主部および該熱影
響部の内面は実質的に円筒面上にあって、該組織変化部
の内面側における両外端間の距離が０．２５ｍｍ以下で
あり、かつ該溶接部の内面側における該円筒面に対する
突出高さが２０μｍ以下であることを特徴とする溶接缶
胴体。
（２）溶融凝固部の内面側幅が０．０６〜０．２３ｍｍ
である特許請求の範囲第１項記載の溶接缶胴体。
（３）熱影響部の内面側幅が０．５ｍｍ以下である特許
請求の範囲第１項記載の溶接缶胴体。