[发明专利]电弧焊接结构构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在接合的一方或双方的构件中使用熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板构件而构成的耐熔融金属脆化裂纹性优异的电弧焊接结构构件的制造方法。

背景技术

熔融锌系镀敷钢板因耐腐蚀性良好，所以被用于以建筑构件、汽车构件为代表的广泛的用途。特别是熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板因长期维持优异的耐腐蚀性，因此作为替代以往的熔融锌镀敷钢板的材料，需求增加。

熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板的镀层如专利文献1、2记载，具有在Zn/Al/Zn₂Mg三元共晶的母体中初晶Al相或初晶Al相和Zn单相分散的金相，并通过Al及Mg提高耐腐蚀性。特别是在其镀层的表面均一生成包含Mg的致密且稳定的腐蚀生成物，因此，与熔融锌镀敷钢板相比，镀层的耐腐蚀性明显提高。

在使用熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板组装建筑构件、汽车构件等的情况下，大多应用气体保护电弧焊接法。如果对熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板实施电弧焊接，则与熔融锌镀敷钢板相比，具有易产生熔融金属脆化裂纹的问题。认为其原因是因含有Mg，从而镀层的液相线温度降低(专利文献3、4)。

如果对镀敷钢板实施电弧焊接，则镀层的金属在电弧通过的周围的母材(镀敷原板)表面上熔融。在Zn-Al-Mg系镀敷钢板的情况下，该镀层的合金与Zn的融点(约420℃)相比，液相线温度低，持续较长时间维持熔融状态。在Zn-6质量％Al-3质量％Mg合金的例子中，凝固结束温度约335℃。对于在母材表面上熔融的Zn-Al-Mg系镀层产生的熔融金属而言，随着Al成分与基底的Fe提前地反应、成为Fe-Al合金层而被消耗，Al浓度减少，最终成为近似Zn-Mg二元系的组成，在Zn-3质量％Mg合金中，凝固结束温度为360℃，比Zn的融点420℃低。因此，Zn-Al-Mg系镀敷钢板的情况与锌镀敷钢板相比，在电弧焊接时熔融的镀层的金属在维持液相状态的状态下，在母材表面上滞留的时间增长。

刚电弧焊接后冷却时成为拉伸应力状态的母材的表面如果长时间曝露在熔融的镀敷金属中，则该熔融金属侵入母材的晶界，成为引起熔融金属脆化裂纹的主要原因。如果产生熔融金属脆化裂纹，则这成为腐蚀的基点，耐腐蚀性降低。另外，还存在强度、疲劳特性降低而成为问题的情况。

作为抑制电弧焊接时的熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板的熔融金属脆化裂纹的方法，例如提案有在电弧焊接前切削去除镀层的方法。另外，专利文献4中公开有在镀敷原板中应用通过B添加而强化了铁素体晶界的钢板，由此赋予耐熔融金属脆化裂纹性的方法。专利文献5中公开有通过在焊丝的外皮中填充添加了TiO₂及FeO的焊剂，在电弧焊接时使Zn、Al、Mg氧化，由此抑制熔融金属脆化裂纹的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3149129号公报

专利文献2:日本专利第3179401号公报

专利文献3:日本专利第4475787号公报

专利文献4:日本专利第3715220号公报

专利文献5:日本特开2005-230912号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述切削去除镀层的方法、使用特殊的焊丝的方法伴随着巨大的成本增加。镀敷原板中使用B添加钢的方法减小钢种选择的自由度。另外，即使采用这些方法，也具有根据零件形状、焊接条件而不能充分防止熔融金属脆化裂纹的情况，不能成为使用了Zn-Al-Mg系镀敷钢板的电弧焊接结构物的根本上防止熔融金属脆化裂纹的对策。

另一方面，近年来，为了汽车的轻量化，逐渐将拉伸强度590MPa以上的高张力钢板用于镀敷原板。在使用这种高张力钢板的熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板中，由于焊接热影响部的拉伸应力增大，所以易产生熔融金属脆化裂纹，可应用的零件形状、用途受限定。

本发明鉴于这种现状，其目的在于，提供一种不伴随有镀敷原板的钢种的制约、大幅度成本增加，在使用了Zn-Al-Mg系镀敷钢板构件的电弧焊接结构构件中具有优异的耐熔融金属脆化裂纹性的方案。

为了解决课题的手段