JP2000239816A - メッキ槽 - Google Patents
メッキ槽Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 必要な耐食性および機械的性質を溶接部にお
いても備えながら、低コストな溶接方法にて製造が可能
な溶融亜鉛メッキ槽の提供。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１５％を超え０．３
％以下、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．２〜２％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ａｌ：０．０５×｛Ｐ（％）｝
0.3 以上０．１５以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避
不純物からなる鋼を、重量％で、Ｃ：０．０１〜０．２
％、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．２〜１．１％を
含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなるワイヤ
と、重量％で、ＭｎＯ：１〜６％、ＳｉＯ2 ：５〜１７
％、ＣａＯ：９〜１７％、ＭｇＯ：１９〜３５％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：１３〜３０％、ＴｉＯ2 ：５〜１３％、Ｂ2 Ｏ
3 ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：４
％以下、Ａｌ：０．８％以下、金属フッ化物をＦに換算
して、Ｆ：４％以下を含有するボンド型フラックスを用
い、溶接入熱が２２ｋＪ／ｃｍ以上であるサブマージア
ーク溶接により、板厚２５ｍｍ当りの溶接層数が４層以
上で製造されたことを特徴とするメッキ槽。
いても備えながら、低コストな溶接方法にて製造が可能
な溶融亜鉛メッキ槽の提供。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１５％を超え０．３
％以下、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．２〜２％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ａｌ：０．０５×｛Ｐ（％）｝
0.3 以上０．１５以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避
不純物からなる鋼を、重量％で、Ｃ：０．０１〜０．２
％、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．２〜１．１％を
含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなるワイヤ
と、重量％で、ＭｎＯ：１〜６％、ＳｉＯ2 ：５〜１７
％、ＣａＯ：９〜１７％、ＭｇＯ：１９〜３５％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：１３〜３０％、ＴｉＯ2 ：５〜１３％、Ｂ2 Ｏ
3 ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：４
％以下、Ａｌ：０．８％以下、金属フッ化物をＦに換算
して、Ｆ：４％以下を含有するボンド型フラックスを用
い、溶接入熱が２２ｋＪ／ｃｍ以上であるサブマージア
ーク溶接により、板厚２５ｍｍ当りの溶接層数が４層以
上で製造されたことを特徴とするメッキ槽。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融亜鉛メッキ工
程に使用される溶融亜鉛による腐食を受けるメッキ槽に
関するものであり、特に必要な特性を満足しつつ、低コ
ストで製造できるメッキ槽に関するものである。
程に使用される溶融亜鉛による腐食を受けるメッキ槽に
関するものであり、特に必要な特性を満足しつつ、低コ
ストで製造できるメッキ槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼材料を大気腐食等から保護するため
には亜鉛メッキが広く行われており、特に厚メッキの場
合には溶融亜鉛メッキが一般的である。メッキのために
溶融亜鉛を保持する鋼製メッキ槽は溶融亜鉛と接触する
ことにより、侵食を受け、材料の選択を誤ると極めて短
期間に使用に耐えなくなる。このような状況のもとに、
例えば特公昭５６−４３１０１号公報による発明があ
る。これは、重量％で、Ｃ：０．１５％を超え０．３％
以下、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．２〜２％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ａｌ：０．０５×｛Ｐ（％）｝
0.3 以上０．１５％以下を含有し、残部実質的にＦｅよ
りなることを特徴とする亜鉛メッキ釜用鋼材に関するも
ので、優れた耐食性を有し、亜鉛の粒界侵入をも抑制し
た溶融亜鉛メッキ釜用鋼を提供する。
には亜鉛メッキが広く行われており、特に厚メッキの場
合には溶融亜鉛メッキが一般的である。メッキのために
溶融亜鉛を保持する鋼製メッキ槽は溶融亜鉛と接触する
ことにより、侵食を受け、材料の選択を誤ると極めて短
期間に使用に耐えなくなる。このような状況のもとに、
例えば特公昭５６−４３１０１号公報による発明があ
る。これは、重量％で、Ｃ：０．１５％を超え０．３％
以下、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．２〜２％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ａｌ：０．０５×｛Ｐ（％）｝
0.3 以上０．１５％以下を含有し、残部実質的にＦｅよ
りなることを特徴とする亜鉛メッキ釜用鋼材に関するも
ので、優れた耐食性を有し、亜鉛の粒界侵入をも抑制し
た溶融亜鉛メッキ釜用鋼を提供する。
【０００３】上述の発明には「亜鉛メッキ釜を製造する
場合、手溶接、サブマージアーク溶接、エレクトロスラ
グ溶接等が施される」との記述はあるもの溶接施工要領
に関する記載はない。また、「溶着部の組成が本発明鋼
の成分範囲に合致するような溶接材料、溶接条件を用い
ることが望ましい。」との記述はあるものの、具体的に
上記のような溶着金属の組成を得るための溶接材料、例
えばサブマージアーク溶接などに使用されるフラックス
の化学組成等に関する記載もない。従って、該鋼材を実
際にメッキ槽として組立施工する場合に、その溶接部も
含めて良好な耐食性を維持するための溶接材料と溶接施
工条件について示唆するものがなく、実際に耐食性に優
れたメッキ槽を提供できるものではなかった。
場合、手溶接、サブマージアーク溶接、エレクトロスラ
グ溶接等が施される」との記述はあるもの溶接施工要領
に関する記載はない。また、「溶着部の組成が本発明鋼
の成分範囲に合致するような溶接材料、溶接条件を用い
ることが望ましい。」との記述はあるものの、具体的に
上記のような溶着金属の組成を得るための溶接材料、例
えばサブマージアーク溶接などに使用されるフラックス
の化学組成等に関する記載もない。従って、該鋼材を実
際にメッキ槽として組立施工する場合に、その溶接部も
含めて良好な耐食性を維持するための溶接材料と溶接施
工条件について示唆するものがなく、実際に耐食性に優
れたメッキ槽を提供できるものではなかった。
【０００４】加えて、溶接金属では一般的に母材よりも
酸素量が高く、耐食性のみを考えて、ＳｉやＭｎ等の範
囲を定めるだけでは、溶接部における十分な靭性が、得
られず、侵食とは無関係な一般的な脆化により、割れや
脆性破壊が生じる危険性がある。構造物の安全性確保の
観点から、一般的な鋼構造物の溶接金属が具備すべき程
度の強度、靭性を、メッキ槽においても確保するための
検討も必要である。
酸素量が高く、耐食性のみを考えて、ＳｉやＭｎ等の範
囲を定めるだけでは、溶接部における十分な靭性が、得
られず、侵食とは無関係な一般的な脆化により、割れや
脆性破壊が生じる危険性がある。構造物の安全性確保の
観点から、一般的な鋼構造物の溶接金属が具備すべき程
度の強度、靭性を、メッキ槽においても確保するための
検討も必要である。
【０００５】さらに、従来、溶融亜鉛メッキ工程で使用
するメッキ槽の製造には被覆アーク溶接棒を用いた手溶
接が適用されている。一般的にこのようなメッキ槽には
極厚の鋼材が使用されるので、溶接施工を手溶接である
被覆アーク溶接で行うと、溶接施工に要する時間とコス
トは非常に大きいものとなって、製造効率は著しく悪
く、結果として、メッキ槽の価格を高めてしまうという
難点もあった。このため、溶融亜鉛メッキの分野におい
ては、溶融亜鉛に対する耐食性は勿論のこと、安全性の
観点からの溶接金属に必要な特性を具備しつつ、適切な
自動溶接、望ましくはより大入熱な溶接により効率的か
つ低コストにて組み立てられたメッキ槽が期待されてい
た。
するメッキ槽の製造には被覆アーク溶接棒を用いた手溶
接が適用されている。一般的にこのようなメッキ槽には
極厚の鋼材が使用されるので、溶接施工を手溶接である
被覆アーク溶接で行うと、溶接施工に要する時間とコス
トは非常に大きいものとなって、製造効率は著しく悪
く、結果として、メッキ槽の価格を高めてしまうという
難点もあった。このため、溶融亜鉛メッキの分野におい
ては、溶融亜鉛に対する耐食性は勿論のこと、安全性の
観点からの溶接金属に必要な特性を具備しつつ、適切な
自動溶接、望ましくはより大入熱な溶接により効率的か
つ低コストにて組み立てられたメッキ槽が期待されてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融亜鉛メ
ッキ槽の上記のような現状に鑑みてなされたもので、必
要な耐食性および機械的性質を溶接部においても備えな
がら、自動溶接など従来よりも低コストな溶接方法にて
製造が可能な溶融亜鉛メッキ槽を提供することを課題と
する。
ッキ槽の上記のような現状に鑑みてなされたもので、必
要な耐食性および機械的性質を溶接部においても備えな
がら、自動溶接など従来よりも低コストな溶接方法にて
製造が可能な溶融亜鉛メッキ槽を提供することを課題と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、鋭意検討の
結果、鋼材、ワイヤ、フラックスの組成および溶接手
段、入熱条件、多層溶接の層数などにおいて、上記課題
を解決できる施工条件を特定するに至って本発明を完成
したものであり、その要旨とするところは、重量％で、
Ｃ：０．１５％を超え０．３％以下、Ｓｉ：０．０５％
以下、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：０．０１５％以下、Ａ
ｌ：０．０５×｛Ｐ（％）｝0.3 以上０．１５％以下を
含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる鋼を、重
量％で、Ｃ：０．０１〜０．２％、Ｓｉ：０．０５％以
下、Ｍｎ：０．２〜１．１％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避不純物からなるワイヤと、重量％で、ＭｎＯ：１
〜６％、ＳｉＯ2 ：５〜１７％、ＣａＯ：９〜１７％、
ＭｇＯ：１９〜３５％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１３〜３０％、Ｔ
ｉＯ2 ：５〜１３％、Ｂ 2 Ｏ3 ：０．１〜０．５％、Ｓ
ｉ：２．５％以下、Ｍｎ：４％以下、Ａｌ：０．８％以
下、金属フッ化物をＦに換算して、Ｆ：４％以下を含有
するボンド型フラックスを用い、溶接入熱が２２ｋＪ／
ｃｍ以上であるサブマージアーク溶接により、板厚２５
ｍｍ当りの溶接層数が４層以上で製造されたことを特徴
とするメッキ槽である。
結果、鋼材、ワイヤ、フラックスの組成および溶接手
段、入熱条件、多層溶接の層数などにおいて、上記課題
を解決できる施工条件を特定するに至って本発明を完成
したものであり、その要旨とするところは、重量％で、
Ｃ：０．１５％を超え０．３％以下、Ｓｉ：０．０５％
以下、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：０．０１５％以下、Ａ
ｌ：０．０５×｛Ｐ（％）｝0.3 以上０．１５％以下を
含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる鋼を、重
量％で、Ｃ：０．０１〜０．２％、Ｓｉ：０．０５％以
下、Ｍｎ：０．２〜１．１％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避不純物からなるワイヤと、重量％で、ＭｎＯ：１
〜６％、ＳｉＯ2 ：５〜１７％、ＣａＯ：９〜１７％、
ＭｇＯ：１９〜３５％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１３〜３０％、Ｔ
ｉＯ2 ：５〜１３％、Ｂ 2 Ｏ3 ：０．１〜０．５％、Ｓ
ｉ：２．５％以下、Ｍｎ：４％以下、Ａｌ：０．８％以
下、金属フッ化物をＦに換算して、Ｆ：４％以下を含有
するボンド型フラックスを用い、溶接入熱が２２ｋＪ／
ｃｍ以上であるサブマージアーク溶接により、板厚２５
ｍｍ当りの溶接層数が４層以上で製造されたことを特徴
とするメッキ槽である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、作用とともに本発明を詳述
する。従来の手溶接である被覆アーク溶接による厚板の
溶接に槽の溶接施工効率の劣悪さを克服するために、自
動溶接であるところのサブマージアーク溶接を適用し
た。まず、槽に用いた鋼板は亜鉛メッキ釜用鋼板であ
り、鋼板中への添加元素の作用は以下のとおりである。
Ｃは低Ｓｉ、低Ｐ鋼の場合は溶融亜鉛中での耐食性に極
めて有効であるが、０．３０％超では溶接性に悪影響を
与えるので下限を０．１５％超、上限を０．３０％とし
た。
する。従来の手溶接である被覆アーク溶接による厚板の
溶接に槽の溶接施工効率の劣悪さを克服するために、自
動溶接であるところのサブマージアーク溶接を適用し
た。まず、槽に用いた鋼板は亜鉛メッキ釜用鋼板であ
り、鋼板中への添加元素の作用は以下のとおりである。
Ｃは低Ｓｉ、低Ｐ鋼の場合は溶融亜鉛中での耐食性に極
めて有効であるが、０．３０％超では溶接性に悪影響を
与えるので下限を０．１５％超、上限を０．３０％とし
た。
【０００９】Ｓｉは溶融亜鉛による腐食を著しく促進
し、その作用は０．０５％を超えると顕著になるので上
限を０．０５％に制限した。Ｍｎは鋼の強度を高める元
素であり、０．２％以上の添加で効果があるが、２％を
超えて過剰に含有されると溶接性を阻害するので、下限
を０．２％、上限を２％とした。Ｐは溶融亜鉛による腐
食を促進するので上限を０．０１５％に制限した。Ａｌ
は亜鉛の粒界侵入を促進する粒界のＰ濃度を低減するた
めに０．０５×｛Ｐ（％）｝0.3 以上であることが必要
であるが、０．１５％を超えて含有されると、亜鉛浴中
でのクリープ強度を低下させるので、上限を０．１５％
とした。
し、その作用は０．０５％を超えると顕著になるので上
限を０．０５％に制限した。Ｍｎは鋼の強度を高める元
素であり、０．２％以上の添加で効果があるが、２％を
超えて過剰に含有されると溶接性を阻害するので、下限
を０．２％、上限を２％とした。Ｐは溶融亜鉛による腐
食を促進するので上限を０．０１５％に制限した。Ａｌ
は亜鉛の粒界侵入を促進する粒界のＰ濃度を低減するた
めに０．０５×｛Ｐ（％）｝0.3 以上であることが必要
であるが、０．１５％を超えて含有されると、亜鉛浴中
でのクリープ強度を低下させるので、上限を０．１５％
とした。
【００１０】つぎに、溶接用ワイヤへの添加元素の影響
は以下のとおりである。Ｃは溶接金属の室温、高温にお
ける静的強度を高めるので０．０１％以上含有すること
が必要であるが、過剰に含有されると溶接金属の靭性を
阻害するので上限を０．２％とした。Ｓｉは、上記鋼成
分における作用と同様に、溶接金属における溶融亜鉛に
よる腐食を著しく促進し、その作用は０．０５％を超え
ると顕著になるので上限を０．０５％とした。Ｍｎは溶
接金属の強度、靭性を高めるので０．２％以上含有する
ことが必要であるが、１．１％を超えると、強度が過剰
に上昇し、溶接金属の靭性を損なうので、上限を１．１
％とした。
は以下のとおりである。Ｃは溶接金属の室温、高温にお
ける静的強度を高めるので０．０１％以上含有すること
が必要であるが、過剰に含有されると溶接金属の靭性を
阻害するので上限を０．２％とした。Ｓｉは、上記鋼成
分における作用と同様に、溶接金属における溶融亜鉛に
よる腐食を著しく促進し、その作用は０．０５％を超え
ると顕著になるので上限を０．０５％とした。Ｍｎは溶
接金属の強度、靭性を高めるので０．２％以上含有する
ことが必要であるが、１．１％を超えると、強度が過剰
に上昇し、溶接金属の靭性を損なうので、上限を１．１
％とした。
【００１１】つぎに、フラックスの成分の規定理由は以
下のとおりである。ＳｉＯ2 はスラグの粘性を増加さ
せ、止端部のなじみがよい溶接ビードを形成するのに極
めて有効な成分であるとともに、スラグの構造をガラス
質にする性質があり、これにより、スラグを砕けやすく
し、剥離性の向上させることができる。このようなＳｉ
Ｏ2 の効果はフラックス全重量に対し、５％以上の添加
で得ることができるが、１７％を超えてＳｉＯ2 を添加
すると、スラグの融点が低下し、溶接ビードが乱れ、さ
らには溶接金属中の酸素量を増大させて、溶接金属の靭
性が劣化する。
下のとおりである。ＳｉＯ2 はスラグの粘性を増加さ
せ、止端部のなじみがよい溶接ビードを形成するのに極
めて有効な成分であるとともに、スラグの構造をガラス
質にする性質があり、これにより、スラグを砕けやすく
し、剥離性の向上させることができる。このようなＳｉ
Ｏ2 の効果はフラックス全重量に対し、５％以上の添加
で得ることができるが、１７％を超えてＳｉＯ2 を添加
すると、スラグの融点が低下し、溶接ビードが乱れ、さ
らには溶接金属中の酸素量を増大させて、溶接金属の靭
性が劣化する。
【００１２】ＣａＯはフラックス全重量に対し、９〜１
７％である必要がある。ＣａＯが９％未満ではフラック
スの塩基度が不足で、溶接金属の酸素量が高くなり、溶
接金属の靭性が劣化する。一方、１７％を超えるとビー
ド波が粗くなり、止端が不揃いになるなどビード形状が
不良となる。また過剰なＣａＯの添加はＳｉの歩留まり
を増加させ、溶融亜鉛による腐食を促進するので、この
ように上限を規定する必要がある。
７％である必要がある。ＣａＯが９％未満ではフラック
スの塩基度が不足で、溶接金属の酸素量が高くなり、溶
接金属の靭性が劣化する。一方、１７％を超えるとビー
ド波が粗くなり、止端が不揃いになるなどビード形状が
不良となる。また過剰なＣａＯの添加はＳｉの歩留まり
を増加させ、溶融亜鉛による腐食を促進するので、この
ように上限を規定する必要がある。
【００１３】ＭｇＯはフラックス全重量に対し、１９〜
３５％である必要がある。ＭｇＯは融点が高く、フラッ
クスの耐火性を向上させ、ビード形状を安定させる。こ
のような効果は１９％以上で得られるが、ＭｇＯが過多
に添加されるとスラグに硬い結晶が生じる。このような
硬いスラグが開先内にはまり込むと、容易に粉砕され
ず、これを除去するのは著しく困難であるので、ＭｇＯ
は３５％以下にすることが必要である。また過剰なＭｇ
Ｏの添加はＳｉの歩留まりを増加させ、溶融亜鉛による
腐食を促進するので、このように上限を規定する必要が
ある。
３５％である必要がある。ＭｇＯは融点が高く、フラッ
クスの耐火性を向上させ、ビード形状を安定させる。こ
のような効果は１９％以上で得られるが、ＭｇＯが過多
に添加されるとスラグに硬い結晶が生じる。このような
硬いスラグが開先内にはまり込むと、容易に粉砕され
ず、これを除去するのは著しく困難であるので、ＭｇＯ
は３５％以下にすることが必要である。また過剰なＭｇ
Ｏの添加はＳｉの歩留まりを増加させ、溶融亜鉛による
腐食を促進するので、このように上限を規定する必要が
ある。
【００１４】Ａｌ2 Ｏ3 はフラックス全重量に対し、１
３〜３０％である必要がある。Ａｌ 2 Ｏは融点が高く、
フラックスの耐火性を向上させ、ビード形状を安定させ
る。さらにＡｌ2 Ｏ3 は、スラグの構造をガラス質にす
る性質があり、これにより、スラグを砕けやすくし、剥
離性の向上させることができる。このようなＡｌ2 Ｏ 3
の効果はフラックス全重量に対し、１３％以上の添加で
得ることができるが、３０％を超えてＡｌ2 Ｏ3 を添加
すると、ビード幅が狭くなり、凸状のビードとなり、母
材とのなじみが悪く、スラグ巻込み発生の原因となる。
３〜３０％である必要がある。Ａｌ 2 Ｏは融点が高く、
フラックスの耐火性を向上させ、ビード形状を安定させ
る。さらにＡｌ2 Ｏ3 は、スラグの構造をガラス質にす
る性質があり、これにより、スラグを砕けやすくし、剥
離性の向上させることができる。このようなＡｌ2 Ｏ 3
の効果はフラックス全重量に対し、１３％以上の添加で
得ることができるが、３０％を超えてＡｌ2 Ｏ3 を添加
すると、ビード幅が狭くなり、凸状のビードとなり、母
材とのなじみが悪く、スラグ巻込み発生の原因となる。
【００１５】ＴｉＯ2 はフラックス全重量に対し、５〜
１３％である必要がある。ＴｉＯ2から還元されて、溶
接金属中に溶解したＴｉは溶接金属中でＴｉ酸化物を形
成し、この酸化物が微細なアシキュラフェライトの核生
成サイトとなるために、組織を微細化し、靭性向上に非
常に効果がある。この効果を得るためにはＴｉＯ2 を５
％以上含有する必要があるが、１３％を超えてＴｉＯ2
を添加すると、溶接金属中の酸素量を増大させて、溶接
金属の靭性が劣化する。
１３％である必要がある。ＴｉＯ2から還元されて、溶
接金属中に溶解したＴｉは溶接金属中でＴｉ酸化物を形
成し、この酸化物が微細なアシキュラフェライトの核生
成サイトとなるために、組織を微細化し、靭性向上に非
常に効果がある。この効果を得るためにはＴｉＯ2 を５
％以上含有する必要があるが、１３％を超えてＴｉＯ2
を添加すると、溶接金属中の酸素量を増大させて、溶接
金属の靭性が劣化する。
【００１６】Ｂ2 Ｏ3 はフラックス全重量に対し、０．
１〜０．５％である必要がある。Ｂ 2 Ｏ3 から還元され
て、溶接金属中に溶解したＢは溶接金属中でオーステナ
イト粒界に偏析し、粗大な粒界のフェライトアロトリオ
モルフの生成を抑制するために、組織を微細化し、靭性
向上に非常に効果がある。この効果を得るためにはＢ 2
Ｏ3 を０．１％以上含有する必要があるが、０．５％を
超えてＢ2 Ｏ3 を添加すると、溶接金属中の焼入性が過
大となって靭性が劣化する。
１〜０．５％である必要がある。Ｂ 2 Ｏ3 から還元され
て、溶接金属中に溶解したＢは溶接金属中でオーステナ
イト粒界に偏析し、粗大な粒界のフェライトアロトリオ
モルフの生成を抑制するために、組織を微細化し、靭性
向上に非常に効果がある。この効果を得るためにはＢ 2
Ｏ3 を０．１％以上含有する必要があるが、０．５％を
超えてＢ2 Ｏ3 を添加すると、溶接金属中の焼入性が過
大となって靭性が劣化する。
【００１７】Ｓｉは単体あるいは合金として、フラック
ス全重量に対し、２．５％以下である必要がある。Ｓｉ
は溶接金属における溶融亜鉛による腐食を著しく促進
し、その作用は２．５％を超えると顕著になるので上限
を２．５％とした。ＭｎおよびＡｌはそれぞれ単体ある
いは合金として、フラックス全重量に対し、４％以下お
よび０．８％以下である必要がある。これら脱酸成分は
溶接金属へのＳｉの歩留まりを増加させ、溶融亜鉛によ
る腐食を促進するので、このように上限を規定する必要
がある。
ス全重量に対し、２．５％以下である必要がある。Ｓｉ
は溶接金属における溶融亜鉛による腐食を著しく促進
し、その作用は２．５％を超えると顕著になるので上限
を２．５％とした。ＭｎおよびＡｌはそれぞれ単体ある
いは合金として、フラックス全重量に対し、４％以下お
よび０．８％以下である必要がある。これら脱酸成分は
溶接金属へのＳｉの歩留まりを増加させ、溶融亜鉛によ
る腐食を促進するので、このように上限を規定する必要
がある。
【００１８】金属フッ化物は溶接金属中の酸素量を低減
し、靭性向上に有効であるが、４％を超えて含有される
とビード表面の平滑性が損なわれると同時に、Ｓｉの歩
留まりを増加させ、溶融亜鉛による腐食を促進するの
で、このように上限を規定する必要がある。つぎに、溶
接入熱は、溶接施工に要する時間に大きく影響するの
で、なるべく大きくすることが望ましく、下限を２２ｋ
Ｊ／ｃｍとした。自動溶接を使用可能としメッキ槽の製
造に関わる人的コストを極力低く抑えるためにサブマー
ジアーク溶接を採用している。さらに、本発明者らは亜
鉛浴中で上述のような大入熱溶接による溶接金属を使用
する際の亜鉛メッキ脆化に対する安全性を切欠付き丸棒
引張り（ＮＢＴ）試験を用いて詳細に検証した。
し、靭性向上に有効であるが、４％を超えて含有される
とビード表面の平滑性が損なわれると同時に、Ｓｉの歩
留まりを増加させ、溶融亜鉛による腐食を促進するの
で、このように上限を規定する必要がある。つぎに、溶
接入熱は、溶接施工に要する時間に大きく影響するの
で、なるべく大きくすることが望ましく、下限を２２ｋ
Ｊ／ｃｍとした。自動溶接を使用可能としメッキ槽の製
造に関わる人的コストを極力低く抑えるためにサブマー
ジアーク溶接を採用している。さらに、本発明者らは亜
鉛浴中で上述のような大入熱溶接による溶接金属を使用
する際の亜鉛メッキ脆化に対する安全性を切欠付き丸棒
引張り（ＮＢＴ）試験を用いて詳細に検証した。
【００１９】以下、まずＮＢＴ試験に関して詳述する。
本試験方法は鉄塔用鋼や溶融亜鉛メッキ橋梁用高張力鋼
の開発のために開発された試験法（新日鉄技報３４８
号、１９９３年、ｐ．６３−７０）で、鋼材の亜鉛脆化
割れ感受性を定量的に評価できる。すなわち、図１に示
す切欠付き丸棒り試験片の切欠き底部に亜鉛メッキを施
し、図２に示す温度応力サイクルを与える。この初期応
力を種々変えることによって破断強度−破断時間曲線が
得られ、この破断強度を亜鉛をメッキしない場合の破断
強度で除した値をＳＬＭと定義する。ＳＬＭ−破断時間
曲線がほぼ破断時間軸と平行になる破断時間４００秒の
時のＳＬＭをＳＬＭ４００と定義し、このＳＬＭ４００
により亜鉛脆化割れ感受性を評価できる。すなわちＳＬ
Ｍ４００が小さいほど亜鉛脆化割れが起こり易いことを
示している。
本試験方法は鉄塔用鋼や溶融亜鉛メッキ橋梁用高張力鋼
の開発のために開発された試験法（新日鉄技報３４８
号、１９９３年、ｐ．６３−７０）で、鋼材の亜鉛脆化
割れ感受性を定量的に評価できる。すなわち、図１に示
す切欠付き丸棒り試験片の切欠き底部に亜鉛メッキを施
し、図２に示す温度応力サイクルを与える。この初期応
力を種々変えることによって破断強度−破断時間曲線が
得られ、この破断強度を亜鉛をメッキしない場合の破断
強度で除した値をＳＬＭと定義する。ＳＬＭ−破断時間
曲線がほぼ破断時間軸と平行になる破断時間４００秒の
時のＳＬＭをＳＬＭ４００と定義し、このＳＬＭ４００
により亜鉛脆化割れ感受性を評価できる。すなわちＳＬ
Ｍ４００が小さいほど亜鉛脆化割れが起こり易いことを
示している。
【００２０】このようなＮＢＴ試験を用いて溶接金属の
亜鉛脆化割れ感受性を調査、さらに走査型電子顕微鏡、
光学顕微鏡にて、観察を行った結果、脆化亀裂の進展は
溶接層間で抑制されることを明らかにした。すなわち、
板厚あたりの層数が少ないと、このような層境界での亀
裂進展抑制効果があまり期待できない。従って、本発明
では板厚２５ｍｍ当りの溶接層数が４層以上とした。こ
れ未満の層数の場合、脆化亀裂が層間で抑止されること
なく一挙に進展する可能性が高くなるため構造物の安全
性を著しく損なう。
亜鉛脆化割れ感受性を調査、さらに走査型電子顕微鏡、
光学顕微鏡にて、観察を行った結果、脆化亀裂の進展は
溶接層間で抑制されることを明らかにした。すなわち、
板厚あたりの層数が少ないと、このような層境界での亀
裂進展抑制効果があまり期待できない。従って、本発明
では板厚２５ｍｍ当りの溶接層数が４層以上とした。こ
れ未満の層数の場合、脆化亀裂が層間で抑止されること
なく一挙に進展する可能性が高くなるため構造物の安全
性を著しく損なう。
【００２１】
【実施例】メッキ槽の製造を想定した溶接実験をおこな
った。鋼板は表１に示すＰ１およびＰ２の２種類の鋼板
を用い、これらの鋼板に対し、溶接試験のため、図３に
示すような開先を加工した。ワイヤは表２に示すＷ１お
よびＷ２の２種類のワイヤを試作した。また、フラック
スは表３に示す３種のボンド型フラックスと表４に示す
２種類の溶融型フラックスを試作した。鋼板、ワイヤお
よびフラックスを表５のように組合せ、溶接を行った。
溶接入熱は表５に示すように３０および７０ｋＪ／ｃｍ
とし、各々に対し、板厚方向２５ｍｍに対し、溶接層数
は７層とし、比較のため３層のものも準備した。
った。鋼板は表１に示すＰ１およびＰ２の２種類の鋼板
を用い、これらの鋼板に対し、溶接試験のため、図３に
示すような開先を加工した。ワイヤは表２に示すＷ１お
よびＷ２の２種類のワイヤを試作した。また、フラック
スは表３に示す３種のボンド型フラックスと表４に示す
２種類の溶融型フラックスを試作した。鋼板、ワイヤお
よびフラックスを表５のように組合せ、溶接を行った。
溶接入熱は表５に示すように３０および７０ｋＪ／ｃｍ
とし、各々に対し、板厚方向２５ｍｍに対し、溶接層数
は７層とし、比較のため３層のものも準備した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】各実施例の溶接金属の化学成分を表５に示
す。これらの溶接金属および表１に示した鋼板母材の原
質部の中心部より厚さ１０ｍｍ、幅３０ｍｍおよび長さ
１００ｍｍの腐食試験片を採取し、４５０℃に保定した
溶融亜鉛浴中に浸漬し、２００時間後における腐食減量
を測定した。また、溶接金属中心部よりシャルピ衝撃試
験片を採取を各溶接金属から３本ずつ採取、０℃におけ
る吸収エネルギを測定、３本の平均値を求めた。さらに
図１に示すＮＢＴ試験片を溶接金属中心部より採取し、
前述の要領で溶接金属のＳＬＭ４００を測定した。
す。これらの溶接金属および表１に示した鋼板母材の原
質部の中心部より厚さ１０ｍｍ、幅３０ｍｍおよび長さ
１００ｍｍの腐食試験片を採取し、４５０℃に保定した
溶融亜鉛浴中に浸漬し、２００時間後における腐食減量
を測定した。また、溶接金属中心部よりシャルピ衝撃試
験片を採取を各溶接金属から３本ずつ採取、０℃におけ
る吸収エネルギを測定、３本の平均値を求めた。さらに
図１に示すＮＢＴ試験片を溶接金属中心部より採取し、
前述の要領で溶接金属のＳＬＭ４００を測定した。
【００２８】表６にこれらの試験結果を示す。槽記号Ｃ
１およびＣ２は本発明による槽の溶接部でＣ３、Ｃ４、
Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８は比較のために例示した。
Ｃ１およびＣ２は溶接金属、母材ともＳｉの含有量が妥
当であり、溶融亜鉛浴中での腐食量が少ない。溶接金属
のＭｎ量が適正であり、シャルピ吸収エネルギの値も良
好である。また、溶接層数も適正であり、ＳＬＭ４００
も高い。
１およびＣ２は本発明による槽の溶接部でＣ３、Ｃ４、
Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７およびＣ８は比較のために例示した。
Ｃ１およびＣ２は溶接金属、母材ともＳｉの含有量が妥
当であり、溶融亜鉛浴中での腐食量が少ない。溶接金属
のＭｎ量が適正であり、シャルピ吸収エネルギの値も良
好である。また、溶接層数も適正であり、ＳＬＭ４００
も高い。
【００２９】
【表６】
【００３０】しかしながら比較例においてはいずれかの
特性が劣る。すなわち、Ｃ３は溶接金属のＳｉ含有量が
高すぎて溶接金属の腐食量が過大である。Ｃ４は溶接金
属の腐食量は適正であるが、Ｍｎ含有量が低すぎて、靭
性が不十分ある。Ｃ５は溶接金属のＳｉ含有量が高すぎ
て溶接金属の腐食量が過大である。Ｃ６は母材のＳｉ含
有量が高すぎて、腐食量が過大である。Ｃ７はワイヤの
Ｓｉ含有量が高すぎて、溶接金属のＳｉ含有量が高すぎ
てしまい、溶接金属の腐食量が過大である。Ｃ８は溶接
層数が少なすぎるために、脆化亀裂進展を抑止効果が弱
く、ＳＬＭ４００が過小である。
特性が劣る。すなわち、Ｃ３は溶接金属のＳｉ含有量が
高すぎて溶接金属の腐食量が過大である。Ｃ４は溶接金
属の腐食量は適正であるが、Ｍｎ含有量が低すぎて、靭
性が不十分ある。Ｃ５は溶接金属のＳｉ含有量が高すぎ
て溶接金属の腐食量が過大である。Ｃ６は母材のＳｉ含
有量が高すぎて、腐食量が過大である。Ｃ７はワイヤの
Ｓｉ含有量が高すぎて、溶接金属のＳｉ含有量が高すぎ
てしまい、溶接金属の腐食量が過大である。Ｃ８は溶接
層数が少なすぎるために、脆化亀裂進展を抑止効果が弱
く、ＳＬＭ４００が過小である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のメッキ槽
は、室温および高温で優れた機械的性質および溶融亜鉛
に対する耐食性および脆化感受性を有する溶接部を有
し、かつ可能な限り大きな入熱を採用した自動溶接を適
用することにより、安価に製造されることのできるもの
で、溶融亜鉛メッキ工程のコストの低減に寄与するとこ
ろが極めて大きい。
は、室温および高温で優れた機械的性質および溶融亜鉛
に対する耐食性および脆化感受性を有する溶接部を有
し、かつ可能な限り大きな入熱を採用した自動溶接を適
用することにより、安価に製造されることのできるもの
で、溶融亜鉛メッキ工程のコストの低減に寄与するとこ
ろが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】切欠付き丸棒試験片の形状を示す図である。
【図２】切欠付き丸棒引張り（ＮＢＴ）試験における時
間−応力および時間−温度の関係を示す図である。
間−応力および時間−温度の関係を示す図である。
【図３】溶接試験に用いた開先形状を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/06 Ｃ２２Ｃ 38/06 Ｃ２３Ｃ 2/00 Ｃ２３Ｃ 2/00 (72)発明者 大北 茂 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 元松 隆一 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 鈴木 清 広島県呉市築地１番24号 株式会社ダイク レ内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB05 CA01 CC02 DC05 EA02 EA05 EA07 4E084 AA02 AA03 AA06 AA07 AA11 AA12 AA13 AA17 BA04 BA10 BA29 CA08 DA18 GA02 HA04 4K027 AA02 AA22 AB42 AD04
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．１５％を超え０．３％以下、 Ｓｉ：０．０５％以下、 Ｍｎ：０．２〜２％、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ａｌ：０．０５×｛Ｐ（％）｝0.3 以上０．１５％以下
を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる鋼を、 重量％で、 Ｃ ：０．０１〜０．２％、 Ｓｉ：０．０５％以下、 Ｍｎ：０．２〜１．１％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなるワイヤ
と、 重量％で、 ＭｎＯ：１〜６％、 ＳｉＯ2 ：５〜１７％、 ＣａＯ：９〜１７％、 ＭｇＯ：１９〜３５％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：１３〜３０％、 ＴｉＯ2 ：５〜１３％、 Ｂ2 Ｏ3 ：０．１〜０．５％、 Ｓｉ：２．５％以下、 Ｍｎ：４％以下、 Ａｌ：０．８％以下、 金属フッ化物をＦに換算して、Ｆ：４％以下を含有する
ボンド型フラックスを用い、溶接入熱が２２ｋＪ／ｃｍ
以上であるサブマージアーク溶接により、板厚２５ｍｍ
当りの溶接層数が４層以上で製造されたことを特徴とす
るメッキ槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3643899A JP2000239816A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | メッキ槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3643899A JP2000239816A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | メッキ槽 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000239816A true JP2000239816A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12469828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3643899A Withdrawn JP2000239816A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | メッキ槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000239816A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103386558A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-11-13 | 冠达尔钢结构（江苏）有限公司 | 镀锌钢结构用埋弧焊剂 |
| CN106513947A (zh) * | 2015-09-14 | 2017-03-22 | 江苏立新焊接材料有限公司 | 一种向焊缝金属渗微量硼元素的方法及焊接方法 |
| WO2022138177A1 (ja) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用フラックス |
-
1999
- 1999-02-15 JP JP3643899A patent/JP2000239816A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103386558A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-11-13 | 冠达尔钢结构（江苏）有限公司 | 镀锌钢结构用埋弧焊剂 |
| CN106513947A (zh) * | 2015-09-14 | 2017-03-22 | 江苏立新焊接材料有限公司 | 一种向焊缝金属渗微量硼元素的方法及焊接方法 |
| WO2022138177A1 (ja) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用フラックス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060509 |