JP2668125B2 - 亜鉛メッキ鋼板の溶接方法 - Google Patents
亜鉛メッキ鋼板の溶接方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、亜鉛メッキ鋼板の溶接方法に関し、とくに
溶接時に発生する粉塵やスパッタを低減することができ
る亜鉛メッキ鋼板の溶接方法に関する。
溶接時に発生する粉塵やスパッタを低減することができ
る亜鉛メッキ鋼板の溶接方法に関する。
アーク溶接においては、溶接時にアークを大気から遮
蔽するシールドガスとして一般に炭酸ガス（CO2）およ
び酸素（O2）を含む不活性ガス（たとえば、Arガス）が
用いられる。CO2は、安価であり、シールド性もよい。
蔽するシールドガスとして一般に炭酸ガス（CO2）およ
び酸素（O2）を含む不活性ガス（たとえば、Arガス）が
用いられる。CO2は、安価であり、シールド性もよい。
しかし、亜鉛メッキ鋼板のアーク溶接においては、以
下の問題がある。
下の問題がある。
すなわち、亜鉛メッキ鋼板のアーク溶接においては、
異なる鋼板（メッキなし鋼板）の溶接の場合に比べ、通
常３倍程度の粉塵（ヒューム）が発生し、その分作業環
境が悪化する。粉塵発生の理由は、鉄の融点が約1500℃
に対し、亜鉛の沸点が960℃であり、亜鉛が溶接熱で急
激に蒸発することにある。CO2を含む従来のシールドガ
スは、アークを大気から遮蔽するのには有効であるもの
の、亜鉛蒸発の抑制には殆んど寄与しない。
異なる鋼板（メッキなし鋼板）の溶接の場合に比べ、通
常３倍程度の粉塵（ヒューム）が発生し、その分作業環
境が悪化する。粉塵発生の理由は、鉄の融点が約1500℃
に対し、亜鉛の沸点が960℃であり、亜鉛が溶接熱で急
激に蒸発することにある。CO2を含む従来のシールドガ
スは、アークを大気から遮蔽するのには有効であるもの
の、亜鉛蒸発の抑制には殆んど寄与しない。
本発明に関連する従来技術として、特開昭57−209778
合公報開示の技術が知られており、該公報にはシールド
ガスとしてAr（95〜99％）にO2（５〜１％）を混合した
ガスが開示されている。
合公報開示の技術が知られており、該公報にはシールド
ガスとしてAr（95〜99％）にO2（５〜１％）を混合した
ガスが開示されている。
また、亜鉛メッキ鋼板の溶接に係るものではないが、
特開昭58−196177号公報には、塗装鋼板の溶接に用いる
シールドガスとして、ArにCO2とO2を30％以下混合した
ものが開示されている。
特開昭58−196177号公報には、塗装鋼板の溶接に用いる
シールドガスとして、ArにCO2とO2を30％以下混合した
ものが開示されている。
しかし、上記特開昭57−209778号公報開示のシールド
ガスでは、CO2が全く含まれないため、アークのシール
ド効果が低下するおそれがあるとともに、CO2の代わり
にそれより高価なO2を用いるため、コスト的な問題もあ
る。また、同公報にはO2の上限が５％との記載がある
が、本発明者らによる試験結果では、後述の如く、単に
O2を５％含むArをシールドガスとして用いただけでは、
粉塵発生量を満足できる程度までには低減できなかっ
た。
ガスでは、CO2が全く含まれないため、アークのシール
ド効果が低下するおそれがあるとともに、CO2の代わり
にそれより高価なO2を用いるため、コスト的な問題もあ
る。また、同公報にはO2の上限が５％との記載がある
が、本発明者らによる試験結果では、後述の如く、単に
O2を５％含むArをシールドガスとして用いただけでは、
粉塵発生量を満足できる程度までには低減できなかっ
た。
また、特開昭58−196177号公報には、亜鉛メッキ鋼板
のアーク溶接に関する記載はない。
のアーク溶接に関する記載はない。
本発明の目的は、亜鉛メッキ鋼板のアーク溶接におい
て、溶接時に発生する粉塵、およびスパッタの発生量を
低減することができる溶接方法を提供することにある。
て、溶接時に発生する粉塵、およびスパッタの発生量を
低減することができる溶接方法を提供することにある。
この目的を達成する本発明はつぎの通りである。
CO2とO2を混合したシールドガスによりアークを大気
から遮蔽しつつアーク溶接を行う被覆鋼板の溶接方法で
あって、前記被覆が亜鉛メッキである場合に、シールド
ガス中のCO2の体積％をＬ、O2の体積％をＭとした場
合、CO2とO2の混合割合を、30≦Ｌ＋3M≦44の範囲に設
定したことを特徴とする亜鉛メッキ鋼板の溶接方法。
から遮蔽しつつアーク溶接を行う被覆鋼板の溶接方法で
あって、前記被覆が亜鉛メッキである場合に、シールド
ガス中のCO2の体積％をＬ、O2の体積％をＭとした場
合、CO2とO2の混合割合を、30≦Ｌ＋3M≦44の範囲に設
定したことを特徴とする亜鉛メッキ鋼板の溶接方法。
上記本発明の亜鉛メッキ鋼板の溶接方法においては、
CO2もアークで分解してＯを生じ、O2およびCO2の存在に
よりシールドガスは酸化性ガスとして機能する。その結
果、溶接時約900℃を越えた範囲においても、メッキ層
の亜鉛が酸化されてZnOとなり、亜鉛の蒸発が抑えられ
る。とくに、CO2、O2のシールドガス中の混合割合（百
分率）を30≦Ｌ＋3M≦44の範囲に設定したので、亜鉛蒸
発に伴う粉塵の発生寮が十分に抑えられる。また、CO2
の存在により、従来のシールドガス同様良好なアークシ
ールド効果が発揮されるので、アークも安定し、溶融池
が安定してスパッタの発生量も抑えられる。
CO2もアークで分解してＯを生じ、O2およびCO2の存在に
よりシールドガスは酸化性ガスとして機能する。その結
果、溶接時約900℃を越えた範囲においても、メッキ層
の亜鉛が酸化されてZnOとなり、亜鉛の蒸発が抑えられ
る。とくに、CO2、O2のシールドガス中の混合割合（百
分率）を30≦Ｌ＋3M≦44の範囲に設定したので、亜鉛蒸
発に伴う粉塵の発生寮が十分に抑えられる。また、CO2
の存在により、従来のシールドガス同様良好なアークシ
ールド効果が発揮されるので、アークも安定し、溶融池
が安定してスパッタの発生量も抑えられる。
以下に、本発明実施例の亜鉛メッキ鋼板の溶接方法
を、図面を参照して説明する。
を、図面を参照して説明する。
本発明実施例の方法における溶接対象物は、亜鉛メッ
キ鋼板である。亜鉛メッキ鋼板のメッキ層は、合金層
（亜鉛含有量は50％よりはるかに高い）、非合金層（10
0％亜鉛）のいずれでもよい。
キ鋼板である。亜鉛メッキ鋼板のメッキ層は、合金層
（亜鉛含有量は50％よりはるかに高い）、非合金層（10
0％亜鉛）のいずれでもよい。
シールドガスの主成分は不活性ガスであり、通常Arが
用いられる。このArに、CO2とO2とが所定の範囲で混合
される。この混合における最適範囲は、実験的に求めら
れ、溶接時の粉塵およびスパッタの発生量から決められ
る。
用いられる。このArに、CO2とO2とが所定の範囲で混合
される。この混合における最適範囲は、実験的に求めら
れ、溶接時の粉塵およびスパッタの発生量から決められ
る。
この最適範囲決定のための試験は、次のように行っ
た。
た。
亜鉛メッキ鋼板を次の条件にてアーク溶接し、シール
ドガス中のCO2、O2の混合率を変え、残りをArとし、溶
接時に発生した粉塵、スパッタの発生量、発生状態か
ら、望ましい範囲と望ましくない範囲とを測定した（第
１図）。
ドガス中のCO2、O2の混合率を変え、残りをArとし、溶
接時に発生した粉塵、スパッタの発生量、発生状態か
ら、望ましい範囲と望ましくない範囲とを測定した（第
１図）。
溶接条件（パルスアーク溶接）：電流210A、電圧21〜24
V、溶接速度1200mm/分 継手形状：重ね隅肉継手 被溶接材：板厚2.0mm、合金溶融亜鉛メッキ鋼板、日付
量両面45g/m2 試験においては、シールドガス中の、CO2の体積％
（Ｌ）とO2の体積５（Ｍ）とを種々に変えて、粉塵の発
生量の大小を測定し、CO2の体積％を横軸、O2の体積％
を縦軸にとったグラフ（第１図）上にプロットした。第
１図中、粉塵発生量小の点を○で、粉塵発生量大の点を
×で示してある。
V、溶接速度1200mm/分 継手形状：重ね隅肉継手 被溶接材：板厚2.0mm、合金溶融亜鉛メッキ鋼板、日付
量両面45g/m2 試験においては、シールドガス中の、CO2の体積％
（Ｌ）とO2の体積５（Ｍ）とを種々に変えて、粉塵の発
生量の大小を測定し、CO2の体積％を横軸、O2の体積％
を縦軸にとったグラフ（第１図）上にプロットした。第
１図中、粉塵発生量小の点を○で、粉塵発生量大の点を
×で示してある。
試験の結果、シールドガス中のCO2とO2の含有量が、
Ｌ＋3M＜33（第１図の領域Ａ）である場合には、メッキ
層の亜鉛成分を酸化させる能力が低く、被溶接材が900
℃を越えた範囲で盛んにZn蒸気が発生し、粉塵が増加し
た。
Ｌ＋3M＜33（第１図の領域Ａ）である場合には、メッキ
層の亜鉛成分を酸化させる能力が低く、被溶接材が900
℃を越えた範囲で盛んにZn蒸気が発生し、粉塵が増加し
た。
シールドガス中のCO2とO2の含有量が、30≦Ｌ＋3M≦4
4（第１図の領域Ｂ）である場合には、被溶接材の900℃
を越えた部分でもZnが酸化されてZnOとなり、メッキ層
からのZn蒸発は効果的に抑えられた。このとき、CO2も
アークにより分解してＯを生じ、蒸気酸化に寄与する。
4（第１図の領域Ｂ）である場合には、被溶接材の900℃
を越えた部分でもZnが酸化されてZnOとなり、メッキ層
からのZn蒸発は効果的に抑えられた。このとき、CO2も
アークにより分解してＯを生じ、蒸気酸化に寄与する。
さらに、シールドガス中のCO2とO2の含有量が、Ｌ＋3
M＞44（第１図の領域Ｃ）である場合には、アークが集
中して溶融池の上に照射されるので、その周辺のZnOを
アークでアーク中心から外方に向けて押しやることがで
きなくなり、ZnOが溶融池に侵入してそこでアークによ
り蒸発される現象が生じだす。この蒸発により再び粉塵
は増加傾向となる。また、同時に、アークの集中および
亜鉛蒸発により溶融池が乱れるので、スパッタ発生量も
増加傾向となる。このスパッタ発生量の望ましい上限量
は、約3g/分程度である。ただし、Ｌ≦30の範囲である
ことが必要である。
M＞44（第１図の領域Ｃ）である場合には、アークが集
中して溶融池の上に照射されるので、その周辺のZnOを
アークでアーク中心から外方に向けて押しやることがで
きなくなり、ZnOが溶融池に侵入してそこでアークによ
り蒸発される現象が生じだす。この蒸発により再び粉塵
は増加傾向となる。また、同時に、アークの集中および
亜鉛蒸発により溶融池が乱れるので、スパッタ発生量も
増加傾向となる。このスパッタ発生量の望ましい上限量
は、約3g/分程度である。ただし、Ｌ≦30の範囲である
ことが必要である。
次に、CO2の混合比を一定割合、たとえば20％に固定
し、O2の割合を変化させたときの粉塵測定結果を第２図
に示す。
し、O2の割合を変化させたときの粉塵測定結果を第２図
に示す。
第２図の結果から、O2がシールドガスの酸化性性能を
大きく高めることに寄与していることがわかり、あるCO
2量に対し、O2を最適範囲に調整すれば、亜鉛メッキ鋼
板の場合でも普通鋼板のアーク溶接の場合の粉塵発生量
の約1/2までその粉塵発生量を抑えることが可能とな
る。なお、第２図における濃度測定条件は、濃度計の吸
引流量が１／分である。
大きく高めることに寄与していることがわかり、あるCO
2量に対し、O2を最適範囲に調整すれば、亜鉛メッキ鋼
板の場合でも普通鋼板のアーク溶接の場合の粉塵発生量
の約1/2までその粉塵発生量を抑えることが可能とな
る。なお、第２図における濃度測定条件は、濃度計の吸
引流量が１／分である。
さらに、本発明におけるアーク溶接の望ましい溶接ワ
イヤの成分として、下記の範囲（重量％）を満足するこ
とが望ましい。
イヤの成分として、下記の範囲（重量％）を満足するこ
とが望ましい。
0.05≦Ｃ≦0.15、0.40≦Si≦1.00、 0.80≦Mn≦1.40 Ｐ≦0.05、Ｓ≦0.05、0.04≦Ti≦0.15 ここで、Ｃは、溶接金属の強度を確保するように働
き、低いと強度不足になり高いと脆い。
き、低いと強度不足になり高いと脆い。
Siは溶接金属の脱酸剤として機能し、低いと酸化物が
多くなり高いと脆い。
多くなり高いと脆い。
Mnは、溶接金属の脱酸剤として機能し、低いと酸化物
が多くなり高いとスパッタが増加する。
が多くなり高いとスパッタが増加する。
Ｐは不純物として含まれるが、高いと脆い。
Ｓも不純物として含まれるが、高いと高温割れを起こ
す。
す。
Tiは、脱酸剤と脱窒剤として機能し、低いとブローホ
ールが発生しやすく高いとスパッタが増加する。
ールが発生しやすく高いとスパッタが増加する。
本発明の亜鉛メッキ鋼板の溶接方法によれば、シール
ドガス中にCO2とO2とを30≦Ｌ＋3M≦44を満足するよう
に混合することにより、シールドガスの酸化性性能を高
めて溶接時にメッキ層中のZn成分をZnOとなし、その蒸
発を抑えて粉塵の発生量を抑制することができるととも
に、同時にCO2の存在により従来のシールドガス同様ア
ークを安定させ、スパッタの発生量も抑制することがで
きるという効果が得られる。
ドガス中にCO2とO2とを30≦Ｌ＋3M≦44を満足するよう
に混合することにより、シールドガスの酸化性性能を高
めて溶接時にメッキ層中のZn成分をZnOとなし、その蒸
発を抑えて粉塵の発生量を抑制することができるととも
に、同時にCO2の存在により従来のシールドガス同様ア
ークを安定させ、スパッタの発生量も抑制することがで
きるという効果が得られる。
第１図は本発明のCO2およびO2の最適混合範囲を定める
ための試験結果を示すグラフ、 第２図はCO2混合比を固定しO2混合量を変化させた場合
の粉塵濃度特性図、 である。
ための試験結果を示すグラフ、 第２図はCO2混合比を固定しO2混合量を変化させた場合
の粉塵濃度特性図、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重田 精一郎 神奈川県横須賀市田浦港町無番地 関東 自動車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−196177（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】CO2とO2を混合したシールドガスによりア
ークを大気から遮蔽しつつアーク溶接を行う被覆鋼板の
溶接方法であって、前記被覆が亜鉛メッキである場合
に、シールドガス中のCO2の体積％をＬ、O2の体積％を
Ｍとした場合、CO2とO2の混合割合を、30≦Ｌ＋3M≦44
の範囲に設定したことを特徴とする亜鉛メッキ鋼板の溶
接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63186726A JP2668125B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 亜鉛メッキ鋼板の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63186726A JP2668125B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 亜鉛メッキ鋼板の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0237975A JPH0237975A (ja) | 1990-02-07 |
| JP2668125B2 true JP2668125B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=16193562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63186726A Expired - Fee Related JP2668125B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 亜鉛メッキ鋼板の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668125B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007094442A1 (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | ハイブリッド溶接用シールドガスおよび該ガスを用いたハイブリッド溶接方法 |
| JP2007216274A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Taiyo Nippon Sanso Corp | ハイブリッド溶接用シールドガスおよび該ガスを用いたハイブリッド溶接方法 |
| JP2007216275A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Taiyo Nippon Sanso Corp | ハイブリッド溶接用シールドガスおよび該ガスを用いたハイブリッド溶接方法 |
| US7718915B2 (en) | 2005-03-28 | 2010-05-18 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Shielding gases for MAG-welding of galvanized steel sheets and welding method using the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2693654B2 (ja) * | 1991-04-26 | 1997-12-24 | ファナック株式会社 | 表面処理金属の溶接方法 |
| US5473139A (en) * | 1993-01-18 | 1995-12-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pulsed arc welding apparatus having a consumable electrode wire |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58196177A (ja) * | 1982-05-13 | 1983-11-15 | Daido Steel Co Ltd | 塗装鋼板のマグ溶接方法 |
-
1988
- 1988-07-28 JP JP63186726A patent/JP2668125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7718915B2 (en) | 2005-03-28 | 2010-05-18 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Shielding gases for MAG-welding of galvanized steel sheets and welding method using the same |
| WO2007094442A1 (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | ハイブリッド溶接用シールドガスおよび該ガスを用いたハイブリッド溶接方法 |
| JP2007216274A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Taiyo Nippon Sanso Corp | ハイブリッド溶接用シールドガスおよび該ガスを用いたハイブリッド溶接方法 |
| JP2007216275A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Taiyo Nippon Sanso Corp | ハイブリッド溶接用シールドガスおよび該ガスを用いたハイブリッド溶接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0237975A (ja) | 1990-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |