(57)【要約】【課題】溶融Ｚｎ系めっき鋼板を母材として耐食性に優れ、かつ溶接ビードのせん断強度に優れる溶接部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】溶融Ｚｎ系めっき鋼板である下板（３）および上板（１）が重ね合わされてアーク溶接された溶接部材（１０）であって、溶接ビード（２）は、断面幅Ｗが下記（１）式を満足するように形成されており、かつ、下記（２）式で示されるブローホール占有率Ｂｒが５０％以下である。２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）、Ｂｒ＝（Σｄi／Ｌ）×１００・・・（２）。（ここで、Ｔ：溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さ、ｄｉ：Ｘ線透過試験で観察されたｉ番目のブローホールの長さ、Ｌ：溶接ビードの長さ）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における第１の板面上に、第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板が重ね合わされてアーク溶接された溶接部材であって、
前記第１の板面上に、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板と第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合する溶接ビードが形成されており、
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２であり、
前記溶接ビードは、該溶接ビードが延びる方向に垂直な面で切ったときの断面において、前記第１の板面上における、Ｚｎ系めっき層と溶接ビードとの境界の一方から他方までの断面幅Ｗが下記（１）式を満足するように形成されており、かつ、下記（２）式で示されるブローホール占有率Ｂｒが５０％以下であることを特徴とする溶接部材。
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
Ｂｒ＝（Σｄi／Ｌ）×１００・・・（２）
（ここで、
Ｔ：前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さであり、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さと第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さとが互いに異なる場合は薄い方の厚さ
ｄｉ：Ｘ線透過試験で観察されたｉ番目のブローホールの長さ
Ｌ：溶接ビードの長さ）
【請求項２】
前記溶接ビードは、前記断面において、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中に突出した突出部を備え、
前記突出部は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中への突出長が０．２ｍｍ以上であり、かつ突出長が前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さ以下であることを特徴とする請求項１に記載の溶接部材。
【請求項３】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、Ｚｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接部材。
【請求項４】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、０．０５質量％以上１０．０質量％以下のＭｇを含有することを特徴とする請求項３に記載の溶接部材。
【請求項５】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層の組成が、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％、Ｂ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜２．０質量％、Ｆｅ：０〜２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることを特徴とする請求項４に記載の溶接部材。
【請求項６】
第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における第１の板面上に、第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板を重ね合わせて、ピーク電流とベース電流とを交互に供給することによってアークを発生させるパルスアーク溶接法によりアーク溶接する溶接部材の製造方法であって、
前記第１の板面上に、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板と第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合する溶接ビードを形成する溶接工程を含み、
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２であり、
前記溶接工程は、前記溶接ビードを、該溶接ビードが延びる方向に垂直な面で切ったときの断面において、前記第１の板面上における、Ｚｎ系めっき層と溶接ビードとの境界の一方から他方までの断面幅Ｗが下記（１）式を満足するように形成し、かつ、下記（２）式で示されるブローホール占有率Ｂｒが５０％以下となるように形成することを特徴とする溶接部材の製造方法。
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
Ｂｒ＝（Σｄi／Ｌ）×１００・・・（２）
（ここで、
Ｔ：前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さであり、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さと第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さとが互いに異なる場合は薄い方の厚さ
ｄｉ：Ｘ線透過試験で観察されたｉ番目のブローホールの長さ
Ｌ：溶接ビードの長さ）
【請求項７】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、Ｚｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有していることを特徴とする請求項６に記載の溶接部材の製造方法。
【請求項８】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、０．０５質量％以上１０．０質量％以下のＭｇを含有することを特徴とする請求項７に記載の溶接部材の製造方法。
【請求項９】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層の組成が、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％、Ｂ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜２．０質量％、Ｆｅ：０〜２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることを特徴とする請求項８に記載の溶接部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融Ｚｎ系めっき鋼板をアーク溶接した溶接部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融亜鉛系めっき鋼板（溶融Ｚｎ系めっき鋼板）は耐食性が良好であるため建築部材や自動車部材をはじめとする広範な用途に使用されている。なかでもＡｌを１質量％以上含む溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板は、長期間にわたり優れた耐食性を維持することから、従来のめっき層に亜鉛のみを主たる成分として含む溶融Ｚｎめっき鋼板に代わる材料として需要が増加している。なお、従来の溶融Ｚｎめっき鋼板におけるめっき層中のＡｌ濃度は通常０．３質量％以下である（ＪＩＳ  Ｇ３３０２参照）。
【０００３】
溶融Ｚｎ系めっき鋼板を建築部材や自動車部材等に用いる場合、それらはアーク溶接法を用いて組み立てられることが多い。しかし、溶融Ｚｎ系めっき鋼板をアーク溶接すると、通常、ブローホールの発生が著しく、アーク溶接性に劣る。ブローホールとは、溶接ビード（溶接時に母材の一部と溶着金属とが溶け合った後、冷え固まった部分）に包含された気孔のことである。
【０００４】
ブローホールは、Ｆｅの融点（約１５３８℃）に比べてＺｎの沸点が約９０６℃と低いためアーク溶接時にＺｎ蒸気が発生し、このＺｎ蒸気が溶接ビード中に閉じ込められるため発生する。ブローホールの発生が著しいと、溶接強度が低下するという問題が生じる。
【０００５】
このブローホールの発生による溶接強度の低下について、図８の（ａ）〜（ｃ）を用いてさらに説明すれば、以下のとおりである。図８の（ａ）〜（ｃ）は、重ね継手による隅肉溶接した溶接部材を模式的に示す斜視図である。このような溶接部材は、建築部材や自動車部材等によく用いられている。なお、説明の便宜上、図８の（ｂ）、（ｃ）は、溶接部材を上板と下板との間で分割して示している。
【０００６】
図８の（ａ）に示すように、下板１１０と上板１３０とを重ね継手に配置して、隅肉溶接して形成された溶接部材１００に対して引張荷重Ｐが負荷される場合、以下のことが言える。すなわち、この場合、図８の（ｂ）に示すように、下板１１０の表面位置での溶接ビード１２０のせん断面Ｓにせん断応力τが作用する。溶接部材１００に過大な荷重がかかった場合、溶接ビード１２０のせん断強度がせん断応力τよりも大きければ、溶接ビード１２０で破断することなく、母材としての上板１３０または下板１１０が破断する（母材破断する）。そのため、設計通りの継手強度が得られる。
【０００７】
しかし、図８の（ｃ）に示すように、溶接ビード１２０中にブローホールＢが発生すると、せん断面Ｓの面積が小さくなる。そのため、溶接部材１００に過大な荷重がかかった場合、溶接ビード１２０のせん断強度がせん断応力τよりも小さくなり、母材ではなく溶接ビード１２０が破断してしまう。この場合、設計通りの継手強度が得られなくなるので問題となる。
【０００８】
特に、長期耐久性が要求される部材ではめっき付着量９０ｇ／ｍ２以上の厚目付の溶融Ｚｎ系めっき鋼板が使用される。この場合、厚目付になるほどアーク溶接時のＺｎ蒸気量が多くなるので、ブローホールの発生がより一層著しくなり、溶接ビード１２０のせん断強度が低下しやすくなるという問題がある。
【０００９】
そこで、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の溶接時におけるスパッタやブローホールの発生を抑制する方法として、溶接ワイヤを電極としたパルスアーク溶接法が提案されている。このパルスアーク溶接法によれば、パルスアークにより溶融池（凝固する前の溶接ビード部分）が攪拌されるとともに、溶融池が押し下げられて溶融池が薄くなり、Ｚｎ蒸気の排出が促進されてブローホールの発生が抑制される。
【００１０】
例えば、特許文献１には、溶接ワイヤの組成およびシールドガス組成、並びに、ピーク電流、ピーク期間、および周波数等のパルス電流波形等を制御してスパッタおよびブローホールの発生を抑制するパルスアーク溶接法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１８４２１６号公報（２０１３年９月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、パルスアーク溶接法を用いても、ブローホールの発生は、完全には抑制できない。特に、耐食性に優れた厚目付の溶融Ｚｎ系めっき鋼板同士を溶接する場合、ブローホールが発生し易くなり、溶接継手の強度が低下する。
【００１３】
本発明はこのような現状に鑑み、溶融Ｚｎ系めっき鋼板を母材として耐食性に優れ、かつ溶接ビードのせん断強度に優れる溶接部材およびその製造方法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】
【００１４】
本発明者らが鋭意検討を行った結果、片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２の溶融Ｚｎ系めっき鋼材同士を、例えば重ね継手による隅肉溶接するとき、多少のブローホールが発生した場合であっても、下板の表面位置における溶接ビードの断面幅およびブローホール占有率Ｂｒを適正範囲内にすることによって、溶接ビードが優れたせん断強度を有するという新たな知見を見出して、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明の一態様における溶接部材は、第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における第１の板面上に、第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板が重ね合わされてアーク溶接された溶接部材であって、前記第１の板面上に、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板と第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合する溶接ビードが形成されており、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２であり、前記溶接ビードは、該溶接ビードが延びる方向に垂直な面で切ったときの断面において、前記第１の板面上における、Ｚｎ系めっき層と溶接ビードとの境界の一方から他方までの断面幅Ｗが下記（１）式を満足するように形成されており、かつ、下記（２）式で示されるブローホール占有率Ｂｒが５０％以下であることを特徴としている。
【００１６】
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
Ｂｒ＝（Σｄi／Ｌ）×１００・・・（２）
（ここで、
Ｔ：前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さであり、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さと第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さとが互いに異なる場合は薄い方の厚さ
ｄｉ：Ｘ線透過試験で観察されたｉ番目のブローホールの長さ
Ｌ：溶接ビードの長さ）。
【００１７】
また、本発明の一態様における溶接部材は、前記溶接ビードは、前記断面において、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中に突出した突出部を備え、前記突出部は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中への突出長が０．２ｍｍ以上であり、かつ突出長が前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さ以下であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の一態様における溶接部材は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、Ｚｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有してもよい。
【００１９】
さらに、本発明の一態様における溶接部材は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、０．０５質量％以上１０．０質量％以下のＭｇを含有することが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明の一態様における溶接部材は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層の組成が、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％、Ｂ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜２．０質量％、Ｆｅ：０〜２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様における溶接部材の製造方法は、第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における第１の板面上に、第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板を重ね合わせて、ピーク電流とベース電流とを交互に供給することによってアークを発生させるパルスアーク溶接法によりアーク溶接する溶接部材の製造方法であって、前記第１の板面上に、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板と第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合する溶接ビードを形成する溶接工程を含み、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２であり、前記溶接工程は、前記溶接ビードを、該溶接ビードが延びる方向に垂直な面で切ったときの断面において、前記第１の板面上における、Ｚｎ系めっき層と溶接ビードとの境界の一方から他方までの断面幅Ｗが下記（１）式を満足するように形成し、かつ、下記（２）式で示されるブローホール占有率Ｂｒが５０％以下となるように形成することを特徴としている。
【００２２】
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
Ｂｒ＝（Σｄi／Ｌ）×１００・・・（２）
（ここで、
Ｔ：前記断面における鋼板の厚さであり、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さと第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さとが互いに異なる場合は薄い方の厚さ
ｄｉ：Ｘ線透過試験で観察されたｉ番目のブローホールの長さ
Ｌ：溶接ビードの長さ）。
【００２３】
また、本発明の一態様における溶接部材の製造方法は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、Ｚｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有してもよい。
【００２４】
また、本発明の一態様における溶接部材の製造方法は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、０．０５質量％以上１０．０質量％以下のＭｇを含有することが好ましい。
【００２５】
また、本発明の一態様における溶接部材の製造方法は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層の組成が、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％、Ｂ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜２．０質量％、Ｆｅ：０〜２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一態様によれば、溶融Ｚｎ系めっき鋼板を母材として耐食性に優れ、かつ溶接ビードのせん断強度に優れる溶接部材およびその製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態における溶接部材の、溶接ビードが延びる方向に垂直な断面を示す模式図である。
【図２】上記溶接部材におけるブローホール占有率の測定方法を説明するための平面図である。
【図３】パルスアーク溶接法におけるパルス電流波形を模式的に示す図である。
【図４】パルスアーク溶接時の溶接部近傍の様子を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における溶接部材の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【図６】通常のアーク溶接法を用いて作成した溶接部材の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【図７】通常のアーク溶接法を用いて作成した溶接部材の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【図８】（ａ）は、重ね継手による隅肉溶接した溶接部材を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、上記溶接部材に引張荷重を負荷した場合における、上記溶接部材を上板と下板との間で分割して、せん断応力の作用状態を模式的に示す斜視図であり、（ｃ）は、上記溶接部材におけるブローホールが発生した溶接ビードの断面を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本出願において、「Ａ〜Ｂ」とは、Ａ以上Ｂ以下であることを示している。
【００２９】
これまで、溶接時のブローホールの発生を抑制するための方策が各種提案されてきたが、めっき層が厚目付の場合等、ブローホールの発生を抑制することが難しく、溶接部の強度が低下し得る場合があった。このような状況の中、本発明者らは鋭意研究を行い、その結果、以下のような新しい着想を得た。すなわち、片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２の溶融Ｚｎ系めっき鋼材同士をアーク溶接するにあたって、溶接ビードにおける、詳しくは後述する断面幅Ｗを広くすることにより、溶接ビードのせん断面Ｓ（図８の（ｂ）参照）の面積を大きくすることができ、多少のブローホールが発生した場合であっても、後述するブローホール占有率Ｂｒが５０％以下であれば、せん断強度の低下を防止することができるという新しい知見を見出した。本発明者らは、この新しい知見を基に、ブローホールの発生を抑制しつつ上記断面幅Ｗを広くすることができる溶接方法として、例えばパルスアーク溶接法を用いて、さらなる検討の結果、本発明を完成させるに至った。以下に本発明の一実施形態を詳述する。
【００３０】
〔溶接部材〕
図１は、本実施の形態における溶接部材１０の、溶接ビード２が延びる方向に対して垂直な平面で溶接部材１０を切断したときの溶接部材１０の断面（以下では、継手断面と称する）を示す模式図である。図１に示すように、溶接部材１０は、下板３（第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板）の上に上板１（第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板）を重ね継手に配置して、それらを隅肉溶接した重ね継手溶接部材である。溶接部材１０は、隅肉溶接した溶接部として溶接ビード２が形成されている。上板１および下板３が有する幅広の面のうち、図１において上方に位置する面を上面と称し、当該上面と対向する面を下面と称する。溶接部材１０において、上板１の下面と下板３の上面とが接するように上板１および下板３が配置されている。
【００３１】
なお、本実施の形態では、本発明の溶接部材の一例として、パルスアーク溶接法を用いて、重ね継手による隅肉溶接された溶接部材について述べるが、本発明の溶接部材においては、必ずしもこれに限らない。例えば、溶接部材の継手形状は当て金継手であってもよく、溶接はスロット溶接であってもよい。また、溶接方法は、本発明の一態様における溶接部材を製造することができればよく、パルスアーク溶接法に限定されない。下板３の上に、溶融Ｚｎ系めっきが施された部材を配置して溶接する場合において、本発明を適用することにより、溶接ビードのせん断強度に優れる溶接部材とすることができる。
【００３２】
下板３および上板１は、それぞれ溶融Ｚｎ系めっき鋼板である。下板３および上板１のそれぞれの表面は、溶接ビード２が形成されている部分を除いて、Ｚｎ系めっき層４によって被覆されている。なお、以下では、下板３および上板１を母材と称することがある。
【００３３】
溶接ビード２は、下板３の上面（第１の板面）と、上板１の上面に垂直な、上板１の長手方向における側面とをパルスアーク溶接することにより形成されており、溶接時に溶融した下板３、上板１、Ｚｎ系めっき層４、および溶着金属（溶接ワイヤ）が溶け合って冷え固まった部分である。この溶接ビード２は、例えばパルスマグ溶接法を用いて形成される。
【００３４】
（溶接ビードの断面幅）
図１に示すように、下板３の上面を含む仮想的な平面で、溶接ビード２を切断した時の切断面を、せん断面Ｓ（図８の（ｂ）参照）とする。
【００３５】
本実施の形態の溶接部材１０は、溶接ビード２が延びる方向に垂直な継手断面における、上記せん断面Ｓの幅（以下、断面幅Ｗと称する）が、下記（１）式を満足するように形成されている。
【００３６】
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
ここで、上記Ｔは、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さであり、下板３の厚さＴ２と上板１の厚さＴ１とが互いに異なる場合は薄い方の厚さである。このことは、以下の理由によるものである。すなわち、下板３の厚さＴ２と上板１の厚さＴ１とが互いに異なる場合、溶接ビード２のせん断強度がせん断応力τよりも大きいと、上板１または下板３のどちらか薄い方で母材破断する。つまり、溶接部材１０に過大な荷重がかかって母材破断する場合、その継手強度（母材破断する荷重）は、上板１または下板３のどちらか薄い方の厚さに依存する。そのため、溶接部材１０に過大な荷重がかかった場合、溶接ビードではなく母材が破断するためには、下板３の厚さＴ２と上板１の厚さＴ１とで、相対的に薄い方の厚さをＴとし、上記（１）式で示す断面幅Ｗが２Ｔ以上を満足すればよい。仮に、上板１または下板３のどちらか厚い方の厚さをＴとすると、断面幅Ｗが必要以上に広くなる。
【００３７】
溶接ビード２は、該溶接ビード２が延びる方向におけるいずれの位置においても、断面幅Ｗが上記（１）式を満たしている。 
【００３８】
断面幅Ｗが板厚の２倍未満では、せん断面Ｓの断面積が小さくなり、せん断強度不足となる。
【００３９】
その一方で、断面幅Ｗが板厚の６倍を超えると必要以上に溶接ビード２の体積が大きくなり過ぎることから、溶接処理を行うコストが高くなり、実施が難しくなる。また、溶接ビード２の表面はＺｎ系めっき層により被覆されていないことから耐食性に劣る。そのため、断面幅Ｗが板厚の６倍を超えると、溶接ビード２の表面積が必要以上に広くなるので好ましくない。
【００４０】
上記断面幅Ｗは、換言すれば、上記継手断面において、下板３の上面を含む仮想平面における、Ｚｎ系めっき層４と溶接ビード２との一方の境界ｂ１から、他方の境界ｂ２までの距離である。ここで、境界ｂ２は、上板１に近い方の境界であって、上板１の下面を覆うＺｎ系めっき層４と、溶接ビード２との境界である。
【００４１】
（ブローホール占有率）
前述の様に、溶融Ｚｎ系めっき鋼板のアーク溶接では、多少のブローホールＢが発生することは避けられず、特に、Ｚｎ系めっき層４が厚目付であったり、めっき層中のＡｌ濃度が高濃度であったりする場合（耐食性に優れる溶融Ｚｎ系めっき鋼板である場合）、ブローホールＢが発生し易い。
【００４２】
本実施の形態の溶接部材１０においては、多少のブローホールＢが発生することは許容される。この溶接ビード２中のブローホールＢの量について、ブローホール占有率という指標を用いて説明する。図２は、本実施の形態の溶接部材１０におけるブローホール占有率の測定方法を説明するための平面図である。ここで、溶接ビード２の断面として、上記せん断面Ｓを示している。
【００４３】
図２に示すように、溶接ビード２の内部にブローホールＢが形成されている。溶接ビード２の長手方向（溶接線方向）の長さをＬとし、溶接ビード２の一端部からｉ番目のブローホールの長さをｄｉとする。この各ブローホールの長さｄｉは、例えばＸ線透過試験により観察することができる。
【００４４】
ブローホール占有率は、建築用薄板溶接接合部設計・施工マニュアル（建築用薄板溶接接合部設計・施工マニュアル編集委員会）を参照して、以下のように規定されたブローホールの評価方法である。すなわち、ブローホール占有率Ｂｒは、図２に模式的に示す溶接ビード２のせん断面Ｓにおける全てのブローホールＢの長さを測定して積算した積算値Σｄｉ（ｍｍ）の測定値から、下記（２）式により規定される。
【００４５】
Ｂｒ＝（Σｄi／Ｌ）×１００・・・（２）
本実施の形態の溶接部材１０は、溶接ビード２のブローホール占有率Ｂｒが５０％以下である。この場合、上述のように、溶接ビード２の断面幅Ｗを溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さ（上板１と下板３の厚さが異なる場合は薄い方の厚さ）の２倍以上とすることにより、せん断面Ｓの断面積を確保することができ、溶接ビード２が優れたせん断強度を有する。そのため、溶接部材１０のせん断強度の低下を防止することができる。
【００４６】
これに対して、ブローホールＢが大量に発生してブローホール占有率Ｂｒが増加すると、せん断面Ｓの断面積が顕著に小さくなってしまう。ブローホール占有率Ｂｒが５０％を超えた場合、断面幅Ｗが上記（１）式を満足する場合であっても、溶接ビード２のせん断強度が低下し、引張荷重Ｐが負荷されたときに溶接ビード２が破断し得る。
【００４７】
なお、溶接ビード２におけるブローホールＢの分布は、概ね均一であり、せん断面Ｓ以外の箇所のブローホール占有率Ｂｒは、せん断面Ｓのブローホール占有率Ｂｒと概ね同じであると考えられる。そのため、せん断面Ｓにおけるブローホール占有率Ｂｒによって、溶接ビード２中のブローホールＢの量を推量することができる。
【００４８】
（めっき付着量）
溶融Ｚｎ系めっき鋼板のめっき付着量が少ないと、めっき面の耐食性および犠牲防食作用を長期にわたって維持するうえで不利となる。種々検討の結果、片面当たりのめっき付着量は１５ｇ／ｍ２以上とすることがより効果的である。一方、めっき付着量が２５０ｇ／ｍ２を超えるとＺｎ蒸気の発生量が多くなり過ぎ、ブローホール占有率が５０％を超える。そのため、本実施の形態の溶接部材１０は、めっき付着量は２５０ｇ／ｍ２以下である。
【００４９】
このように、本実施の形態の溶接部材１０は、片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２の溶融Ｚｎ系めっき鋼材同士を、パルスアーク法を用いて、重ね継手による隅肉溶接したものであり、溶接ビード２における断面幅Ｗは、上記（１）式を満たしている。また、本実施の形態の溶接部材１０は、溶接ビード２のブローホール占有率Ｂｒが５０％以下である。
【００５０】
本実施の形態の溶接部材１０では、溶接ビード２のせん断強度を確保するために、溶接時にブローホールＢの発生を大幅に抑制する必要がない。つまり、溶接時にブローホールＢが発生し易い条件にて溶接が行われて多少のブローホールＢが発生した場合（ただし、ブローホール占有率Ｂｒが５０％以下）であっても、断面幅Ｗが上記（１）式を満足することによって、溶接部材１０のせん断強度の低下を防止することができる。
【００５１】
したがって、溶融Ｚｎ系めっき鋼板を母材として耐食性に優れ、かつ溶接ビード２のせん断強度に優れる溶接部材１０を製造することができる。これにより、母材よりも先に溶接ビードが破断することが防止され、設計通りの強度を有する溶接部材１０を得ることができる。
【００５２】
（溶接ビードの断面形状）
また、本実施の形態の溶接部材１０は、溶接ビード２内において下記のような突出部が形成されていることが好ましい。この突出部について、再び図１を参照して以下に説明する。
【００５３】
図１に示すように、本実施の形態の溶接部材１０において、溶接ビード２は、下板３中に突出した突出部を２つ備えている。これらの突出部を、それぞれ突出部Ｐ１、Ｐ２とする。ここで、上板１に近い方の突出部を突出部Ｐ２とする。また、突出部Ｐ１における、せん断面Ｓから突出部Ｐ１の頂点までの距離を突出長ＰＬ１とし、突出部Ｐ２における、せん断面Ｓから突出部Ｐ２の頂点までの距離を突出長ＰＬ２とする。
【００５４】
本実施の形態の溶接部材１０は、上記突出長ＰＬ１および突出長ＰＬ２がいずれも０．２ｍｍ以上であり、かつ、突出長ＰＬ１および突出長ＰＬ２のうちいずれか長い方が、下板３の厚さＴ２以下である。これにより、本実施の形態の溶接部材１０は、溶接ビード２のせん断強度をより一層優れたものとすることができる。これは、突出部Ｐ１、Ｐ２によって、アンカー効果が増大するためである。つまり、突出部Ｐ１、Ｐ２によって、溶接ビード２と下板３の内部との境界面ＢＳの面積が増大する。
【００５５】
また、境界ｂ２において、突出部Ｐ２によって、溶接ビード２に傾斜が形成される、換言すれば、境界ｂ２において、溶接ビード２の表面とせん断面Ｓ（または下板３の上面）とが成す鋭角の角度が大きくなる。これにより、例えば図１における上板１を左方向に、下板３を右方向に引っ張る引張荷重Ｐが印加された場合、境界ｂ２において、突出部Ｐ２が引っ掛かるため、せん断強度を大きくすることができる。
【００５６】
そのため、突出部Ｐ２は、突出部Ｐ１よりも突出長が長いことが好ましく、すなわち突出長ＰＬ２＞突出長ＰＬ１であることが好ましい。
【００５７】
また、境界面ＢＳにおいて、引張荷重Ｐを該境界面ＢＳの接線方向および垂直方向に分解した場合に、突出部Ｐ１、Ｐ２によって、境界面ＢＳの傾斜部分が多く、角度が比較的急であることから、境界面ＢＳの接線方向（略面内方向）に働く力を小さくすることができる。
【００５８】
これに対して、突出長ＰＬ１および突出長ＰＬ２のどちらか一方が０．２ｍｍを下回ると、その部分のせん断強度が小さくなり、上板１あるいは下板３の母材よりも先に溶接ビード２が破断し得る。逆に、突出部Ｐ１、Ｐ２のいずれかが下板３内に深く形成され、突出長ＰＬ１または突出長ＰＬ２が下板３の厚さを越えると、下板３の裏面に溶接ビード２が貫通して露出する。このような裏ビードが発生すると、溶接部外観が低下してしまうため、製品として要求される品質を満たすことができないことがある。また、裏ビードを研削するための工程が必要となり、コストが増大してしまう。
【００５９】
なお、本発明の一態様における溶接部材は、上記突出部を少なくとも１つ備えていればよく、突出部が２つ以上形成されていてもよい。また、少なくとも２つ形成された突出部の突出長がいずれも０．２ｍｍ以上であり、かつ、最も長い突出部の突出長が下板３の厚さ以下であればよい。
【００６０】
そして、本発明の一態様における溶接部材は、溶接ビード２が延びる方向のいずれの位置においても、溶接ビード２の突出部が上記の条件を満たしていることが好ましい。
【００６１】
（溶融Ｚｎ系めっき鋼板の種類）
本発明の一態様における溶接部材１０において、溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、溶融Ｚｎめっき鋼板、合金化溶融Ｚｎめっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板等の、めっき層がＺｎを主成分とする溶融めっき鋼板である。
【００６２】
溶融Ｚｎ系めっき鋼板は、Ｚｎ系めっき層４が、Ｚｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有してもよい。本実施の形態の溶接部材１０は、Ｚｎ系めっき層４中のＡｌ濃度が１質量％以上、すなわちＡｌ濃度が高濃度であっても、溶接ビード２のせん断強度に優れている。これは、溶接時におけるめっき層の挙動が変化することによってブローホールＢの発生が或る程度多くなったとしても、溶接ビード２は、ブローホール占有率Ｂｒが５０％以下であるとともに、上記（１）式を満足することにより、せん断強度の低下が防止されるためである。
【００６３】
また、溶融Ｚｎ系めっき鋼板のなかでも溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板は、Ａｌ：１．０〜２２．０質量％、Ｍｇ：０．０５〜１０．０質量％を含有し、耐食性に優れるので好適である。この場合、耐食性に優れるとともに、溶接部のせん断強度に優れる溶接部材とすることができる。
【００６４】
さらに、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板のめっき層は、めっき層外観と耐食性を低下させる原因となるＺｎ１１Ｍｇ２系相の生成、成長を抑制するために、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％またはＢ：０．００１〜０．０５質量％を含むことが好ましい。
【００６５】
また、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板のめっき層は、めっき原板表面およびめっき層の界面に生成するＦｅ−Ａｌ合金層の過剰な成長を抑制して加工時のめっき層の密着性を向上させるために、２．０質量％以下のＳｉを含んでいてもよい。
【００６６】
また、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板のめっき層は、２．５質量％以下のＦｅを含んでいてもよい。
【００６７】
上記のことは、以下のように表すことができる。すなわち、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板のめっき層は、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％、Ｂ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜２．０質量％、Ｆｅ：０〜２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることが好ましい。
【００６８】
（溶融Ｚｎ系めっき鋼板の板厚）
本発明の一態様における溶接部材１０において、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の板厚（厚さ）は特に限定されない。溶接部材１０の用途に合わせて、板厚は適宜選択される。
【００６９】
〔溶接部材の製造方法〕
本発明の実施の形態における溶接部材１０は、例えばパルスアーク溶接法を用いて製造することができる。本実施の形態の溶接部材１０の製造方法について、図３および図４を用いて以下に説明する。
【００７０】
図３は、パルスアーク溶接法におけるパルス電流波形を模式的に示す図である。図４は、パルスアーク溶接時の溶接部近傍の様子を模式的に示す断面図である。
【００７１】
図３に示すように、パルスアーク溶接法は、ピーク電流ＩＰとベース電流ＩＢとを交互に繰り返して供給するアーク溶接法であって、ピーク電流ＩＰは溶滴がスプレー移行する臨界電流以上に設定される。ピーク電流ＩＰが流れている時間をピーク期間ＰＰとし、ピーク電流ＩＰおよびベース電流ＩＢからなるパルス電流のパルス周期を周期ＰＦＱとする。
【００７２】
図４に示すように、溶接ワイヤ５の先端から溶融池６までの距離、すなわちアーク長を長くして、ピーク電流ＩＰを臨界電流以上に設定すると、電磁力によるワイヤ先端の溶滴を引き絞る効果（電磁ピンチ効果）が生じ、この電磁ピンチ効果により溶接ワイヤ５先端の溶滴にくびれが生じ、溶滴が小粒化してパルス周期ごとに規則正しい溶滴の移行（スプレー移行）が行われる。これにより、溶滴はスムーズに溶融池６に移行する。
【００７３】
このようなパルスアーク溶接法によれば、アーク長が長いのでアーク８が広がって溶融池６の幅が広くなり、溶融池６が凝固してできた溶接ビード２の断面幅Ｗを下記（１）式の範囲内にて形成することが容易にできる（溶接工程）。
【００７４】
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
また、パルスアーク溶接法は、Ｚｎ蒸気の排出を促してブローホールの発生を抑制することができるため、ブローホール占有率Ｂｒを低減することができる。そのため、パルスアーク溶接法を用いて、片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２の溶融Ｚｎ系めっき鋼材同士をアーク溶接するとき、上記（１）式を満足するように溶接ビード２を形成し、かつ、ブローホール占有率Ｂｒが５０％以下となるように形成することにより、溶接ビード２のせん断強度の低下を防止することができる。
【００７５】
さらに、パルスアーク溶接法の各種条件を制御して、溶融池６にアーク熱によってできた深溶け込み部Ｐ１’と、溶滴７のスプレー移行でできた深溶け込み部Ｐ２’を形成させる。この深溶け込み部Ｐ１’、Ｐ２’は溶融池６の凝固後、溶接ビード２の突出部Ｐ１、Ｐ２となり、アンカー効果により溶接部材１０のせん断強度が高められる。
【００７６】
本実施の形態において、パルスアーク溶接条件は特に限定されるものではなく、本実施の形態の溶接部材１０が得られればよく、アーク長、ピーク電流ＩＰ、周期ＰＦＱ、ピーク期間ＰＰ等のパルスアーク溶接条件は適宜選択されてよい。
【００７７】
なお、通常のアーク溶接法では、溶滴移行が短絡移行でありアーク長が短いため、本発明の範囲内までに溶接ビード２の断面幅Ｗを広くすることが困難である。断面幅Ｗを広げようとして溶接電流、溶接電圧を大きくすると、裏ビードまたは溶け落ちが発生する。また、通常のアーク溶接法では、下板３中の溶接ビード２の突出部は１箇所できるのみであり、アンカー効果が小さい。
【００７８】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例および比較例により、本発明の一態様における溶接部材１０についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００８０】
＜第１の実施例＞
上板および下板として、板厚２．３ｍｍ、幅１００ｍｍ、および長さ１００ｍｍの溶融Ｚｎ−６質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇめっき鋼板を用いて、パルスアーク溶接法または通常のアーク溶接法にて重ね継手による隅肉溶接を行った。溶接ワイヤは直径１．２ｍｍのＪＩＳ  Ｚ３３１２ ＹＧＷ１２を用い、重ね継手の重ね代は３０ｍｍとした。
【００８１】
重ね隅肉溶接後の各サンプル（以下、溶接サンプル）についてＸ線透過試験を行い、ブローホール占有率を測定した。Ｘ線透過試験後、溶接サンプルの中央部から幅５０ｍｍの引張試験片を採取した。該引張試験片に対して、溶接ビードをせん断する方向に引張荷重Ｐを印加して引張試験を行い、破断位置を調査した。引張試験は、引張速度３ｍｍ／ｍｉｎで行った。
【００８２】
また、引張試験片を採取した部分の極近傍から断面観察用サンプルを採取し、顕微鏡を用いて観察することにより溶接ビードの断面幅Ｗと突出部の突出長を調査した。表１に調査結果を示す。
【００８３】
【表１】
2018069292.tif 000003
【００８４】
ここで、Ｎｏ．１の実施例における、パルスアーク溶接法の溶接電流および溶接電圧はそれぞれ、ピーク値およびベース値の積分値を示している。また、Ｎｏ．１の実施例における突出部の突出長は、２個の突出部のうち、短い方の突出部の突出長を示している。Ｎｏ．２およびＮｏ．３の比較例では、突出部は１つのみ形成される。そして、表１におけるめっき付着量は、片面あたりのめっき付着量を示している。
【００８５】
表１に示すように、パルスアーク溶接法を用いたＮｏ．１の実施例では、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の片面あたりのめっき付着量、溶接ビードの断面幅Ｗ、およびブローホール占有率Ｂｒが本発明の範囲内であり、引張試験の結果、下板が母材破断した。また、破断荷重は５４ｋＮであった。本発明により、溶接ビードのせん断強度に優れる溶接部材が得られることがわかる。
【００８６】
それに対して、通常のアーク溶接法を用いたＮｏ．２の比較例では、溶接ビードの断面幅Ｗが本発明の範囲未満であり、引張試験の結果、溶接ビードが破断した。また、破断荷重は１２ｋＮであった。Ｎｏ．２の比較例から、めっき付着量が４５ｇ/ｍ２と比較的小さく、ブローホール占有率が１５％と比較的小さい場合であっても、溶接ビードの断面幅が狭い場合には溶接ビードのせん断強度が低下し、溶接ビードにて破断することがわかる。
【００８７】
また、Ｎｏ．３の比較例では、Ｎｏ．２の比較例よりも溶接電流および溶接電圧を大きくして通常のアーク溶接を行うことにより、溶接ビードの断面幅ＷをＮｏ．２の比較例よりも大きくすることができたが、突出部の突出長およびブローホール占有率が増大した。Ｎｏ．３の比較例では、溶接ビードの断面幅Ｗが上記（１）式を満足しているが、ブローホール占有率が７８％と大きく、本発明の範囲外であった。そのため、引張試験の結果、溶接ビードが破断した。また、破断荷重は１６ｋＮであった。
【００８８】
Ｎｏ．３の比較例から、めっき付着量が１９０ｇ/ｍ２と大きい溶融Ｚｎ系めっき鋼板に対して、通常のアーク溶接法を用いて、溶接電流および溶接電圧を大きくしてアーク溶接した場合、以下のことがいえる。すなわち、この場合、断面幅Ｗを大きくすることはできても、ブローホールが発生し易いためブローホール占有率Ｂｒが大幅に増大し（５０％を超え）、引張試験の結果、溶接ビード２にて破断してしまうことがわかる。また、この場合、突出部の突出長が長くなってしまい、裏ビードが発生することもわかる。
【００８９】
上述のＮｏ．１の実施例およびＮｏ．２〜３の比較例について、図５〜７を用いてさらに説明すれば以下のとおりである。図５は、ＮＯ．１の実施例における溶接部近傍の断面を示す光学顕微鏡写真である。図６は、Ｎｏ．２の比較例における溶接部近傍の断面を示す光学顕微鏡写真である。図７は、Ｎｏ．３の比較例における溶接部近傍の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【００９０】
図５に示すように、Ｎｏ．１の実施例では、溶接ビードの断面幅Ｗが９．２ｍｍであり、ブローホール占有率Ｂｒが４５％であり、本発明の範囲内であるため、せん断面Ｓの断面積が確保される。そのため、Ｎｏ．１の実施例における溶接部材は、溶接ビード２のせん断強度に優れている。また、下板３中に溶接ビード突出部が２箇所（Ｐ１、Ｐ２）形成されており、短い方の突出部Ｐ１における突出部の深さが０．８ｍｍと深くなっていることから、アンカー効果が増大し、溶接ビード２のせん断強度がより一層優れている。
【００９１】
それに対して、図６に示すように、Ｎｏ．２の比較例では、溶接ビード２の断面幅Ｗは３．７ｍｍと狭くなっている。ブローホール占有率が１５％と低くなっているが、このようなＮｏ．２の比較例では、せん断面Ｓの断面積を充分に確保することができない。また、突出部の深さは０．１ｍｍと溶け込みが浅くなっている。
【００９２】
図７に示すように、めっき付着量が１９０ｇ/ｍ２と大きい溶融Ｚｎ系めっき鋼板を用いて、Ｎｏ．２よりも溶接電流、溶接電圧を大きくしたＮｏ．３の比較例では、溶接ビード２の断面幅Ｗは５．９ｍｍと大きくなり、上記（１）式の範囲内となったが、ブローホールＢが大量に発生して、ブローホール占有率Ｂｒが本発明の範囲外となった。また、溶接時に下板３の裏面まで溶融し、裏ビードが発生した。
【００９３】
＜第２の実施例＞
次に、種々のめっき層組成の溶融Ｚｎ系めっき鋼板を用いて、パルスアーク溶接法にて、重ね継手による隅肉溶接を行い、溶接サンプルを作製した。パルスアーク溶接条件を表２に示す。
【００９４】
【表２】
2018069292.tif 000004
【００９５】
ここで、表２に示すパルスアーク溶接条件における、溶接電流および溶接電圧はそれぞれ、ピーク値およびベース値の積分値を示している。
【００９６】
各溶接サンプルについて、上記第１の実施例と同様の手法にて、溶接ビード断面幅Ｗ、ブローホール占有率Ｂｒ、せん断強度を調査した。その結果を表３に示す。
【００９７】
【表３】
2018069292.tif 000005
【００９８】
ここで、表３に示す突出部の突出長は、Ｎｏ．４〜１６、１８〜２５については、短い方の突出部の突出長を、Ｎｏ．１７については、長い方の突出部の突出長を示している。
【００９９】
表３に示すように、Ｎｏ．４〜１７の実施例では、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の片面あたりのめっき付着量、溶接ビードの断面幅Ｗ、およびブローホール占有率Ｂｒが本発明の範囲内であり、引張試験の結果、いずれも上板または下板の母材で破断しており、優れたせん断強度を示した。
【０１００】
また、Ｎｏ．１７の実施例では、溶け込み過多で突出部の突出長が下板の厚さを越えてしまい、裏ビードが発生した。この場合、製品として要求される品質によっては、裏ビードを研削する必要が生じる。
【０１０１】
それに対して、溶融Ｚｎ系めっき鋼板の片面あたりのめっき付着量、溶接ビードの断面幅Ｗ、およびブローホール占有率Ｂｒのうち少なくとも何れかが本発明の範囲外であるＮｏ．１８〜２５の比較例では、引張試験の結果、いずれも溶接ビード破断となり、溶接ビードのせん断強度が低下していることがわかる。
【符号の説明】
【０１０２】
１      上板（第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板）
２      溶接ビード
３      下板（第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板）
４      Ｚｎ系めっき層
１０      溶接部材
Ｂ      ブローホール
Ｐ１、Ｐ２      突出部
Ｓ      せん断面
Ｗ      断面幅
【図１】
2018069292.tif 000006
【図２】
2018069292.tif 000007
【図３】
2018069292.tif 000008
【図４】
2018069292.tif 000009
【図５】
2018069292.tif 000010
【図６】
2018069292.tif 000011
【図７】
2018069292.tif 000012
【図８】
2018069292.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月2日(2018.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における第１の板面上に、第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板が重ね合わされてアーク溶接された溶接部材であって、
前記第１の板面上に、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板と第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合する溶接ビードが形成されており、
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２であり、
前記溶接ビードは、該溶接ビードが延びる方向に垂直な面で切ったときの断面において、前記第１の板面上における、Ｚｎ系めっき層と溶接ビードとの境界の一方から他方までの断面幅Ｗが下記（１）式を満足するように形成されており、かつ、下記（２）式で示されるブローホール占有率Ｂｒが５０％以下であり、
前記溶接ビードは、前記断面において、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中に突出した突出部を備え、
前記突出部は、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中への突出長が０．２ｍｍ以上であり、かつ前記突出長が前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さ以下であることを特徴とする溶接部材。
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
Ｂｒ＝（Σｄｉ／Ｌ）×１００・・・（２）
（ここで、
Ｔ：前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さであり、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さと第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さとが互いに異なる場合は薄い方の厚さ
ｄｉ：Ｘ線透過試験で観察されたｉ番目のブローホールの長さ
Ｌ：溶接ビードの長さ）
【請求項２】
前記突出部は、前記断面において、少なくとも２つ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶接部材。
【請求項３】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、Ｚｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の溶接部材。
【請求項４】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、０．０５質量％以上１０．０質量％以下のＭｇを含有することを特徴とする請求項３に記載の溶接部材。
【請求項５】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層の組成が、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％、Ｂ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜２．０質量％、Ｆｅ：０〜２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることを特徴とする請求項４に記載の溶接部材。
【請求項６】
第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における第１の板面上に、第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板を重ね合わせて、ピーク電流とベース電流とを交互に供給することによってアークを発生させるパルスアーク溶接法によりアーク溶接する溶接部材の製造方法であって、
前記第１の板面上に、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板と第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板とを互いに接合する溶接ビードを形成する溶接工程を含み、
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板における片面あたりのめっき付着量が１５〜２５０ｇ／ｍ２であり、
前記溶接工程において、
（ｉ）前記溶接ビードが延びる方向に垂直な面で切ったときの断面において、前記第１の板面上における、Ｚｎ系めっき層と溶接ビードとの境界の一方から他方までの断面幅Ｗが下記（１）式を満足するように前記溶接ビードを形成するとともに、
（ｉｉ）下記（２）式で示されるブローホール占有率Ｂｒが５０％以下となるようにアーク溶接し、かつ、
（ｉｉｉ）前記断面において、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中に突出した突出部を備え、前記突出部が、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板中への突出長が０．２ｍｍ以上であり、かつ前記突出長が前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さ以下となるように前記溶接ビードを形成することを特徴とする溶接部材の製造方法。
２Ｔ≦Ｗ≦６Ｔ・・・（１）
Ｂｒ＝（Σｄi／Ｌ）×１００・・・（２）
（ここで、
Ｔ：前記溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さであり、前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さと第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板の厚さとが互いに異なる場合は薄い方の厚さ
ｄｉ：Ｘ線透過試験で観察されたｉ番目のブローホールの長さ
Ｌ：溶接ビードの長さ）
【請求項７】
前記溶接工程において、前記溶接ビードを、前記断面において少なくとも２つの前記突出部を備えるように形成することを特徴とする請求項６に記載の溶接部材の製造方法。
【請求項８】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、Ｚｎを主成分とし、１．０質量％以上２２．０質量％以下のＡｌを含有していることを特徴とする請求項６または７に記載の溶接部材の製造方法。
【請求項９】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層は、０．０５質量％以上１０．０質量％以下のＭｇを含有することを特徴とする請求項８に記載の溶接部材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の溶融Ｚｎ系めっき鋼板および第２の溶融Ｚｎ系めっき鋼板におけるＺｎ系めっき層の組成が、Ｔｉ：０．００２〜０．１質量％、Ｂ：０．００１〜０．０５質量％、Ｓｉ：０〜２．０質量％、Ｆｅ：０〜２．５質量％からなる群から選ばれる１つ以上の条件を満たしていることを特徴とする請求項９に記載の溶接部材の製造方法。