(57)【要約】【課題】亜鉛系めっき鋼板を用いた被溶接部材の溶接部近傍のめっき消失範囲を低減するとともに、溶接ビード表面にアンダーカットの形成を抑制し、０．２ｍｍ以上の裏ビードを形成する複合溶接方法及びその溶接構造体を提供する。【解決手段】本発明において、亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛系めっき層を有する第１めっき鋼板１と第２めっき鋼板２を含み、レーザ溶接は、レーザビームのスポット直径を０．８ｍｍ以下で行い、アーク溶接は、直径１．２ｍｍ未満の溶接ワイヤを用いて行い、前記第１めっき鋼板１の表面３に前記第２めっき鋼板２の端面４を突き合わせた部分において、当該部分の片側から前記レーザ溶接及び前記アーク溶接を１パスで進行させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛系めっき鋼板を用いたレーザ溶接及びアーク溶接による複合溶接方法であって、
前記亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛系めっき層を有する第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を含み、
前記レーザ溶接は、レーザビームのスポット直径を０．８ｍｍ以下で行い、前記アーク溶接は、直径１．２ｍｍ未満の溶接ワイヤを用いて行い、
前記第１めっき鋼板の表面に前記第２めっき鋼板の端面を突き合わせた部分において、当該部分の片側から前記レーザ溶接及び前記アーク溶接を１パスで進行させる、亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法。
【請求項２】
前記亜鉛系めっき層の消失範囲が、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍである溶接部を形成する、請求項１に記載の亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法。
ここで、前記ａ〜ｄは、溶接部を含み、溶接のパスの進行方向に垂直な断面において測定された距離であって、
ａは、表ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、
ｂは、表ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、
ｃは、裏ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、
ｄは、裏ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離である。
【請求項３】
前記アーク溶接は、シールドガスとして、アルゴンガスに２〜３０体積％の炭酸ガスを混合したガスを用いる、請求項１または２に記載の亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法。
【請求項４】
前記第１めっき鋼板がフランジ材であり、前記第２めっき鋼板がウェブ材である、請求項１〜３のいずれかに記載の亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法。
【請求項５】
亜鉛系めっき層を有する第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を含み、
ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍであって、裏ビードが０．２ｍｍ以上である溶接部を有する、亜鉛系めっき鋼板の溶接構造体。
ここで、前記ａ〜ｄは、溶接部を含み、溶接のパスの進行方向に垂直な断面において測定された距離であって、
ａは、表ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、
ｂは、表ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、
ｃは、裏ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、
ｄは、裏ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法及び接合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛系めっき鋼板は、鋼板表面に亜鉛または亜鉛合金をめっき処理したものである。本明細書では、以下、「亜鉛系めっき鋼板」を「めっき鋼板」ということもある。優れた耐食性を有するため、建築部材、自動車用部材、機械部材など広く使用されている。
【０００３】
アーク溶接は、溶接速度が遅く、鋼板に与える入熱が大きく広い。そのため、亜鉛系めっき鋼板にアーク溶接を適用すると、溶接部近傍の広い範囲でめっき層が消失することがある。また、溶接時に発生した亜鉛蒸気は、アークを不安定にするため、スパッタを多発させる。亜鉛蒸気が溶接部に残存すると、ブローホールを形成する。
【０００４】
溶接部近傍におけるめっき層の消失は、溶接構造体の耐食性を大幅に低減させる。ブローホールの形成は、溶接部の強度低下を招く。そこで、亜鉛系めっき鋼板の溶接にレーザ溶接を適用することが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、レーザ光の片側からの１パス照射によって溶接されたレーザ溶接形鋼に関して、形成された溶融部の形状を適正な範囲にすることにより、所望の接合強度や耐食性を確保したものを提供できることが記載されている。
【０００６】
また、アーク溶接にレーザ溶接を組み合わせた複合溶接方法が提案されている。例えば、特許文献２は、亜鉛メッキ鋼板の溶接予定個所にレーザを照射する工程と、レーザ照射工程の後にガスメタルアーク溶接を行う工程を備える溶接方法について記載され、アーク放電がレーザ照射部に安定に発生して集中し、高速溶接が可能になること、ブローホールの発生を防止できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許５６５８５７９号公報
【特許文献２】特開２００２−６６７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
レーザ溶接は、レーザ光の照射により入熱の範囲を狭くすることができるため、溶接部近傍のめっき層の消失を抑止することできる。その一方で、レーザ光の照射範囲に応じて、被溶接材の突合せを高い精度で行う必要がある。さらに、溶接ビードと母材との間にアンダーカット（溝状の欠陥）が形成され易いという課題がある。
【０００９】
特許文献１と特許文献２には、溶接部表面に生じるアンダーカットを抑制する手法に関して開示されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、亜鉛系めっき鋼板を用いたレーザ溶接及びアーク溶接による複合溶接方法において、被溶接部材の溶接部近傍のめっき消失範囲を低減するとともに、溶接ビード表面にアンダーカットの形成を抑制し、０．２ｍｍ以上の裏ビードを形成する複合溶接方法及びその溶接構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、レーザ溶接とアーク溶接を併用した複合溶接法により亜鉛系めっき鋼板を溶接する場合、レーザ溶接に用いるレーザビームスポット径を小さくするとともに、アーク溶接に用いる溶接ワイヤの径を細くすることにより、溶接部近傍のめっき消失範囲を抑制できることを見出し、さらに、アンダーカットの発生が抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１２】
（１）本発明は、亜鉛系めっき鋼板を用いたレーザ溶接及びアーク溶接による複合溶接方法であって、前記亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛系めっき層を有する第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を含み、前記レーザ溶接は、レーザビームのスポット直径を０．８ｍｍ以下で行い、前記アーク溶接は、直径１．２ｍｍ未満の溶接ワイヤを用いて行い、前記第１めっき鋼板の表面に前記第２めっき鋼板の端面を突き合わせた部分において、当該部分の片側から前記レーザ溶接及び前記アーク溶接を１パスで進行させる、亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法である。
【００１３】
（２）本発明は、前記亜鉛系めっき層の消失範囲が、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍである溶接部を形成する、（１）に記載の亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法である。
ここで、前記ａ〜ｄは、溶接部を含み、溶接のパスの進行方向に垂直な断面において測定された距離であって、ａは、表ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、ｂは、表ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、ｃは、裏ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、ｄは、裏ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離である。
【００１４】
（３）本発明は、前記アーク溶接は、シールドガスとして、アルゴンガスに２〜３０体積％の炭酸ガスを混合したガスを用いる、（１）または（２）に記載の亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法である。
【００１５】
（４）本発明は、前記第１めっき鋼板がフランジ材であり、前記第２めっき鋼板がウェブ材である、（１）〜（３）のいずれかに記載の亜鉛系めっき鋼板の複合溶接方法である。
【００１６】
（５）本発明は、亜鉛系めっき層を有する第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を含み、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍであって、裏ビードが０．２ｍｍ以上である溶接部を有する、亜鉛系めっき鋼板の溶接構造体である。
ここで、前記ａ〜ｄは、溶接部を含み、溶接のパスの進行方向に垂直な断面において測定された距離であって、ａは、表ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、ｂは、表ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第１接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、ｃは、裏ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離、ｄは、裏ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第２接触箇所から前記めっき層が残存する領域までの距離である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、亜鉛系めっき鋼板の溶接構造体において、溶接部近傍のめっき消失範囲の拡大を抑制できるので、亜鉛系めっき鋼板の耐食性が維持され、溶接部の耐食性に優れる効果が得られる。また、溶接後に補修する塗装を施す必要がないので、作業工程を簡略にすることができる。溶接ビード表面においてアンダーカットの形成を抑制できるので、溶接部の強度低下を防止でき、外観の良好な溶接ビードを有する溶接構造体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】複合溶接を行った後の溶接部の形態を説明するための図である。
【図２】複合溶接を行う前のめっき鋼板を突合せた形態を説明するための図である。
【図３】実施例における溶接試験を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態について説明する。本発明は、以下の説明に限定されるものではない。
【００２０】
（複合溶接方法）
本実施形態は、亜鉛系めっき鋼板を用いたレーザ溶接及びアーク溶接による複合溶接方法である。亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛系めっき層を有する第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を含み、レーザ溶接は、レーザビームのスポット直径を０．８ｍｍ以下で行い、アーク溶接は、直径１．２ｍｍ以下の溶接ワイヤを用いて行うことが好ましい。
【００２１】
レーザ溶接とアーク溶接を行う順序については、レーザ溶接が先行してもよいし、アーク溶接が先行してもよい。レーザビームの照射位置においてレーザ溶接が行われ、アークの照射位置においてアーク溶接が行われる。レーザ溶接とアーク溶接を併用する複合溶接による効果を有効に得るため、レーザビーム照射位置とアーク照射位置との間隔は、０ｍｍ超であることが好ましい。当該間隔が過大であると、併用する効果が低下するため、３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
（レーザ溶接）
レーザ溶接は、キーホール型の溶接方法、すなわち、母材裏側までの貫通孔を溶融金属内に形成させながら接合するタイプの溶接方法である。レーザビームのエネルギー密度が高いので、母材が急速に加熱及び溶融される。レーザビームのスポット直径が０．８ｍｍを超えると、溶接ビードの幅が広がるため、亜鉛系めっき鋼板の溶接部近傍において、めっき層の消失範囲が拡大する恐れがある。また、溶接部と母材との間にアンダーカットが形成される傾向がある。これらの観点から、本実施形態は、レーザビームのスポット直径を０．８ｍｍ以下でレーザ溶接を行うことが好ましい。
【００２３】
本実施形態の複合溶接方法に適用されるレーザビームの種類は、特に限定されない。例えば、ＣＯ２レーザ，ＹＡＧレーザ、半導体レーザ、ファイバレーザ等を用いることができる。レーザ出力としては、４，０００（Ｗ）以上を使用することが好ましい。
【００２４】
（アーク溶接）
アーク溶接で使用する溶接ワイヤの直径が１．２ｍｍ以上であると、溶接ワイヤを溶融させるために加熱する入熱が大きくなって、溶接部近傍におけるめっき層が消失する領域が拡大する恐れがある。そのため、本実施形態は、直径１．２ｍｍ以下の溶接ワイヤを用いて溶接を行うことが好ましい。
【００２５】
本実施形態の複合溶接方法に適用されるアーク溶接の種類は、特に限定されない。例えば、サブマージアーク溶接、ガスシールドアーク溶接、ＭＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接等を使用することができる。アーク溶接する際、５０〜５００（Ａ）の電流、１５〜４５（Ｖ）の電圧を適用することができる。
【００２６】
本実施形態に係る複合溶接方法は、アーク溶接におけるシールドガスとして、アルゴンガスに２〜３０体積％の炭酸ガスを混合したガスを用いることが好ましい。２体積％以上の炭酸ガスを混合することにより、アークの安定性の点で好ましい。炭酸ガスの混合比が３０体積％を超えると、スパッタの発生が多くなる点で好ましくない。
【００２７】
本実施形態は、第１めっき鋼板の表面に第２めっき鋼板の端面を突き合わせた部分において、当該部分の片側からレーザ溶接及びアーク溶接を１パスで進行させることが好ましい。レーザ溶接とアーク溶接とが併用されるので、上記の突き合わせた部分において片側から１回のパスで溶接することにより、必要な接合部が得られる。片側から行う溶接であっても、レーザビーム及びアークが照射されない裏側領域まで溶け込ませることができ、貫通した溶接部を形成することができる。本明細書では、突き合わせた部分においてレーザビーム及びアークが照射される側の溶接部を「表ビード」といい、照射されない裏側の溶接部を「裏ビード」という。片側からの１パスで溶接を行うから、溶接時の加熱範囲が低減し、溶接部近傍におけるめっき層消失範囲の拡大を抑制することができる。
【００２８】
（めっき層の消失範囲）
亜鉛系めっき鋼板の表面に存在する亜鉛系めっき層は、溶接部においては溶融によって消失する。溶接部近傍においても、溶接時の加熱によって、めっき層の一部が蒸発して消失する。当該めっき層の消失範囲が大きいと、亜鉛系めっき鋼板が保有する耐食性が低減する。そのため、溶接部近傍におけるめっき層の消失範囲は、小さいことが好ましい。
【００２９】
本実施形態に係る複合溶接方法は、亜鉛系めっき層の消失範囲が、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍである溶接部を形成することが好ましい。上記のａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍは、ａ、ｂ、ｃ及びｄのそれぞれが２ｍｍ以上であることを示す。上記のａ、ｂ、ｃ、ｄは、溶接部を含み、溶接のパスの進行方向に垂直な断面において測定された距離であって、以下に示す距離に相当する。溶接のパスの進行方向に沿って溶接線が形成されるので、当該断面は、溶接線に垂直な断面であるともいえる。
【００３０】
ａは、表ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第１接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離であり、ｂは、表ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第１接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離であり、ｃは、裏ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第２接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離であり、ｄは、裏ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第２接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離である。
【００３１】
図１は、本実施形態におけるめっき層の消失範囲を模式的に示したものである。めっき層の消失範囲は、図１に示すようにａ〜ｄの各距離によって特定することができる。
【００３２】
第１めっき鋼板の表面に第２めっき鋼板の端面を突き合わせて溶接が行われる。図２に示すように、表ビード５側の第１接触箇所７及び裏ビード６側の第２接触箇所８は、第１めっき鋼板１の表面３と第２めっき鋼板２の表面５とが交差する箇所を指しており、第２めっき鋼板の端面４を第１めっき鋼板１の表面３に突き合わせた溶接前の状態において、当該端面４の一端が第１めっき鋼板１の表面３に接触する箇所に相当する。表ビード５側に位置する接触箇所を第１接触箇所７といい、裏ビード６側に位置する接触箇所を第２接触箇所８という。溶接した後のめっき層消失範囲に関する上記ａ〜ｄの各距離は、第１接触箇所及び第２接触箇所を起点として特定することができる。
【００３３】
溶接部の拡大によって第１めっき鋼板の裏面が過熱されると、裏面上のめっきが蒸発して、めっき層が消失する場合がある。このような裏面のめっき消失範囲は、図１において距離ｅで示される。裏面のめっき層に消失領域が生じると、耐食性が低下するため、裏面のめっき層が消失しないこと、すなわち、ｅ＝０であることが好ましい。
【００３４】
具体的には、溶接部を含み、溶接のパスの進行方向に垂直な断面において、めっき層の有無を観察する。めっき層の残存領域を特定し、第１めっき鋼板と第２めっき鋼板との接触箇所から当該残存領域までの距離を測定することにより、ａ〜ｄが得られる。測定する断面は、適宜の箇所を選定できる。複数個所の断面において測定し、平均的な距離を求めてもよい。本実施形態におけるａ〜ｄの距離は、長さ５０ｃｍの溶接部において５ｃｍピッチで１０箇所のａ〜ｄの距離を測定し、その平均値であるとした。また、めっきの残存領域が連続していないときは、溶接止端部から初めて確認されるめっき残存までを測定することにより、残存領域までの距離を得るものとした。
【００３５】
本実施形態に係る複合溶接方法は、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍである溶接部を形成することが好ましい。めっき鋼板の切断端面のようにめっき層が存在しない部分であっても、めっき層に近接した領域では、めっき層の犠牲防食作用によって耐食性が維持される。しかし、めっき層との距離が２ｍｍを超えると、十分な犠牲防食作用が得られない。そのため、本実施形態は、溶接後のめっき消失範囲ａ，ｂ，ｃ，ｄがめっき残存端から２ｍｍ以下であるように、複合溶接で行うとともに、溶接条件を特定範囲で選定したものである。本実施形態は、めっき層の消失領域を上記の範囲内とすることにより、近接するめっき層の犠牲防食作用によって必要な耐食性を保持することができる。
【００３６】
本実施形態に係る複合溶接方法は、第１めっき鋼板がフランジ材であり、第２めっき鋼板がウェブ材である製品の接合に適用することができる。例えば、Ｔ字形の継手やＨ字形の継手におけるフランジ材やウェブ材に亜鉛系めっき鋼板を使用し、溶接して組み立てる用途に適用することができる。
【００３７】
（溶接構造体）
本実施形態は、亜鉛系めっき層を有する第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を含み、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍであって、裏ビードが０．２ｍｍ以上である溶接部を有する、亜鉛系めっき鋼板の溶接構造体であることが好ましい。上記のａ〜ｄは、溶接部を含み、溶接のパスの進行方向に垂直な断面において測定された距離であって、以下の距離に相当する。溶接のパスの進行方向に沿って溶接線が形成されるので、当該断面は、溶接線に垂直な断面であるともいえる。
【００３８】
ａは、表ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第１接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離であり、ｂは、表ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第１接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離であり、ｃは、裏ビード側の前記第１めっき鋼板の表面上において、前記第１めっき鋼板の表面と前記第２めっき鋼板の端面との第２接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離であり、ｂは、裏ビード側の前記第２めっき鋼板の表面上において、前記第２接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離である。
【００３９】
溶接部を含む断面において、めっき層の有無を観察し、第１めっき鋼板と第２めっき鋼板との接触箇所から当該残存領域までの距離を測定することにより、ａ〜ｄが得られる。
【００４０】
本実施形態に係る溶接構造体は、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍである溶接部を有する。めっき層の消失領域を上記の範囲内とすることにより、近接するめっき層の犠牲防食作用によって必要な耐食性を保持することができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例について説明する。本発明は、以下の説明に限定されない。
【００４２】
本実施形態に関する評価試験は、板厚が２．３ｍｍ及び３．２ｍｍで、素材強度が４００Ｎ級である鋼板の両面に亜鉛系めっき層を有する亜鉛系めっき鋼板を用いた。亜鉛系めっき層に関しては、質量％で、Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇ組成のめっき層を有する溶融めっき鋼板と、Ｚｎ−１０％Ｆｅ組成のめっき層を有する合金化溶融めっき鋼板の２種を準備した。亜鉛系めっき層の付着量は、いずれも約９０ｇ／ｍ２であった。めっき鋼板１及びめっき鋼板２において、長さ５００ｍｍ、幅１００ｍｍの被溶接材と、長さ５００ｍｍ、幅２００ｍｍの被溶接材をそれぞれ切り出して試験材とした。表１の「めっき層」欄には、Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇ組成のめっき層を「１」で表示し、Ｚｎ−１０％Ｆｅ組成のめっき層を「２」で表示した。
【００４３】
溶接試験においては、図３に示すように、長さ５００ｍｍ、幅２００ｍｍの被溶接材１１を配置した。次いで、被溶接材１１と同様の板厚及びめっき層を有するめっき鋼板であって、長さ５００ｍｍ、幅１００ｍｍの被溶接材１２を用いて、被溶接材１１の表面上のほぼ中央に被溶接材１２の端面を突き合わせて、Ｔ継手の形状となるように配置した。その後、突き合わせた部分において溶接処理を施した。Ｔ継手においては、被溶接材１１がフランジ材に相当し、被溶接材１２がウェブ材に相当する。
【００４４】
（溶接条件）
表１に溶接条件を示す。表１の「めっき層」欄には、Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇ組成のめっき層を有するめっき鋼板を用いた例を「１」で表示し、Ｚｎ−１０％Ｆｅ組成のめっき層を有するめっき鋼板を用いた例を「２」で表示した。試験材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４は、レーザ溶接及びアーク溶接を併用する複合溶接を施した。試験材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５、試験材Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１４は、レーザ溶接を先行させて溶接した。試験材Ｎｏ．６〜Ｎｏ．８は、アーク溶接を先行させて溶接した。試験材Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．１８は、複合溶接と対比するため、レーザ溶接またはアーク溶接の何れか一方による単独溶接を突合せ部に対して片側から施した比較例である。
【００４５】
レーザ溶接及びアーク溶接は、各溶接手段を突合わせ部に対して片側から１パスで移動させて溶接を行った。レーザ溶接は、表１に示した出力（ｋＷ）、レーザビーム直径（ｍｍ）でレーザビームを照射した。アーク溶接は、表１に示した電流（Ａ）、電圧（Ｖ）、溶接ワイヤ径（ｍｍ）で行い、シールドガスとして、Ａｒと２０体積％ＣＯ２の混合ガスを使用し、２５Ｌ／ｍｉｎの流量とした。突合せ部の継手の隙間は、０ｍｍであった。レーザ溶接とアーク溶接は、いずれも同じ溶接速度で行った。両方の照射位置の間隔は、１ｍｍとした。溶接した後、試験材を所定の評価試験に供した。
【００４６】
（めっき層の消失範囲）
試験体を溶接線（溶接のパスの進行方向）に対して垂直に切断し、溶接部を含む断面の拡大画像により、鋼板表面のめっき層の状況を観察した。図１に示すように、溶接部の表ビード及び裏ビードの周辺においてめっき層が消失し、溶接ビードから離れた箇所にめっき層が残存する領域２１、２２、２３、２４が観察された。このめっき層の消失した領域が存在する範囲を評価するため、接触箇所からめっき層が残存する領域までの距離であるａ〜ｄを測定した。長さ５０ｃｍの溶接部において５ｃｍピッチで１０箇所のａ〜ｄを測定し、その平均値を算出した。これらの測定結果を表１に示す。
【００４７】
（アンダーカット）
上記の溶接部の断面においてアンダーカットの程度を観察した。表ビードについては、アンダーカットを測定した。日本建築学会発行の「建築工事標準仕様書６  鉄骨工事」の「付則６．鉄骨精度検査基準」で推奨されている管理許容値の０．３ｍｍを基準にして、アンダーカットが０．３ｍｍ以下である場合を良好であると判定し、０．３ｍｍ超である場合を不適であると判定した。アンダーカットに関する評価結果を表１に示す。良好である場合を「○」で示し、不適である場合を「×」で示した。
【００４８】
裏ビードについては、０．２ｍｍ以上の長さで形成された場合を良好であると判定し、０．２ｍｍ未満の場合を不適であると判定した。試験材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１８の裏ビードは、いずれも０．２ｍｍ以上の長さで形成されており、良好であった。
【００４９】
【表１】
2020151726.tif 000003
【００５０】
試験材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４において、レーザ溶接とアーク溶接を併用した複合溶接を施した。このうち、試験材Ｎｏ．３、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３は、表１に示すように、レーザ溶接におけるレーザビームのスポット径が０．８ｍｍ以下であり、かつ、アーク溶接において直径１．２ｍｍ未満の溶接ワイヤ径を用いた例である。当該試験材はいずれも、めっき層の消失範囲が、ａ，ｂ，ｃ，ｄ≦２ｍｍの範囲にあり、溶接部周辺におけるめっき層の消失を抑制することができた。さらに、当該試験材は、アンダーカットの程度についても良好な範囲にあり、アンダーカットの形成を抑制することができた。なお、当該試験材は、溶接部と反対側の鋼板表面においても、めっき層の消失が生じていなかった（ｅ＝０）。
【００５１】
試験材Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１４は、レーザ溶接におけるレーザビームのスポット径が０．８ｍｍ超、あるいは、アーク溶接における溶接ワイヤ径が１．２ｍｍ以上、という条件で複合溶接を行われた例である。当該試験材はいずれも、ａ，ｂ，ｃ，ｄの少なくとも一つが２ｍｍを超える範囲にあり、溶接部周辺においてめっき層の消失の程度が大きかった。
【００５２】
試験材Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．１８は、レーザ溶接またはアーク溶接を単独で施した比較例である。レーザ溶接を行った試験材Ｎｏ．１５は、レーザビームのスポット径が０．８ｍｍ以下の条件であったものの、溶接部のアンダーカットの程度が大きく、不適であった。アーク溶接を行った試験材Ｎｏ．１６〜Ｎｏ．１８は、溶接ワイヤ径が１．２ｍｍ以下の場合を含む条件であったものの、ａ，ｂ，ｃ，ｄが２ｍｍを大きく超える範囲にあり、溶接部周辺においてめっき層の消失の程度が大きかった。
【符号の説明】
【００５３】
１    第１めっき鋼板
２    第２めっき鋼板
３    第１めっき鋼板の表面
４    第２めっき鋼板の端面
５    第２めっき鋼板の表面
６    第２めっき鋼板の表面
７    第１接触箇所
８    第２接触箇所
９    被溶接材（フランジ材）
１０  被溶接材（ウェブ材）
１１  表ビード
１２  裏ビード
２１、２２、２３、２４  めっき層の残存領域
【図１】
2020151726.tif 000004
【図２】
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【図３】
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