JP2008229803A - 金属製部材の溶接部の表面処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 金属製部材の溶接部に、研削粒を含有した溶液を1MPa〜15Mpaの圧力で吹き付け、電解研磨、電解酸洗、燐酸による酸洗浄又は化学研磨を行うことを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
これに対して、従来は、電解研磨や化学研磨等の湿式の除去法、ヤスリやブラスト等による機械的な除去法、或いは、フッ酸の吹き付け若しくはフッ酸を含有するペーストによる除去法が行われている。
しかしながら、湿式の除去法では、溶接焼け部以外も研削されて表面が荒れて不要なガスを生じることがあり、ヤスリでは複雑な形状は除去できず、ブラストでは粉塵の除去設備が必要となるため簡易にできないという問題がある。また、上記方法はいずれも時間がかかるという問題がある。
一方、ステンレス鋼の表面処理技術として、ステンレス鋼帯の表面スケールや表面傷の除去に関するものであるが、例えば、特許文献1には、前記湿式の研磨と機械的研磨とを併用した研磨方法があるが、フッ酸や硫酸を使用して洗浄を行うため、真空雰囲気下において溶接部の表面からHF、SOやSO2という不要なガスが生じ、真空装置に使用した場合には所望の真空処理性能が得られないという問題がある。更に、使用後のフッ酸の除去や廃液処理が困難であるという問題がある。
即ち、本発明の金属製部材の溶接部の表面処理方法は、請求項1に記載の通り、金属製部材の溶接部に、研削粒を含有した溶液を1MPa〜15Mpaの圧力で吹き付け、電解研磨、電解酸洗、燐酸による酸洗浄又は化学研磨を行うことを特徴とする。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の金属製部材の溶接部の表面処理方法において、前記溶液は、防錆剤を含むことを特徴とする。
また、請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の金属製部材の溶接部の表面処理方法において、前記金属製部材は、ステンレス鋼からなることを特徴とする。
前記金属製部材の溶接部には、まず、研削粒を含む溶液が1〜15MPa圧力で吹き付けられ、溶接焼け部分の表面を研削する。研削量については、溶接焼け部が除去されれば特に制限はないが、通常のアーク溶接であれば50μm以上の厚さを研削することが好ましい。
この処理において使用する研削粒としては、溶接部の表面を除去できるものであれば、その材質や形状等特に限定するものではないが、例えば、ケイ砂、アルミナ、SiC等の材質から構成され、粒径が数100μm程度のものを使用することができる。また、研削粒が添加される溶液としては、例えば、純水や水道水等が使用できる。この溶液は、ベンゾトリアゾール等の防錆剤を含ませることが好ましい。
前記処理の中で、燐酸による酸洗浄は、例えば、次のようにして行うことができる。燐酸による電解研磨は、室温〜50℃において、ステンレス鋼等の被処理物にプラスの電圧を印可した状態で、濃度10%〜80%の燐酸により洗浄する。また、燐酸による酸洗浄は、室温〜50℃において、アルミニウム合金や鉄等の被処理物を、濃度10%〜80%の燐酸により洗浄する。尚、燐酸の濃度については、10%未満であると溶解レートが遅く、80%を超えるとコストが高くなるという理由から10〜80%としている。また、処理温度についても、室温未満であると溶解レートが遅くなり、50℃を超えると加温のためのコストが増すため、室温〜50℃としている。
尚、本発明では、酸洗浄は、燐酸により行うようにしている。上記研削粒により溶接部表面の凹凸部内にフッ硝酸や硫酸が残ると、真空雰囲気下においてHF、SOやSO2等のガスが放出されるため好ましくないからである。
試料1は、図1に示すように、100mm×100mm×3mmの寸法の板1の略中心線上に、溶接ビード2を形成したものである。
また、試料2は、図2に示すように、内径250mm、高さ380mmの円筒状の容器3の両側に070コンフラットフランジ4を設け、その上面に306コンフラットフランジを設けた構造の真空容器である。この容器の内周面の底部は、底面と全周に亘ってアーク溶接がなされている。
尚、試料1及び試料2の材質については以下の各例中に記載してある。
試料1及び2の材質はステンレス鋼とした。
上水に研削粒である6号ケイ砂を混入し、これを3MPaで各試料に吹き付けてその表面を平均30μm研削し、70%燐酸と30%硫酸の混酸により試料表面の電解研磨処理を行い、試料表面を約15μm溶解した。その後、試料を、RO水ジェット洗浄、RO水浸漬、純水浸漬、50℃の温純水浸漬、35%硝酸浸漬、純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
試料1及び2の材質はアルミニウムとした。
上水に研削粒である#150アルミナと防錆剤であるベンゾトリアゾールとを混入し、これを3MPaで各試料に吹き付けてその表面を平均50μm研削し、80℃に加熱した80%燐酸と20%硫酸の混酸により試料表面の化学研磨処理を行い、試料表面を約10μm溶解した。その後、試料をRO水ジェット洗浄、RO水浸漬、純水浸漬、50℃の温純水浸漬、35%硝酸浸漬、純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
試料1及び2の材質は鉄とした。
上水に研削粒である#150SiCと防錆剤である燐酸ナトリウムを混入し、これを3MPaで各試料に吹き付けてその表面を50μm研削し、常温の20%燐酸により試料表面の酸洗浄を行い、試料表面を約4μm溶解した。その後、試料をRO水ジェット洗浄、RO水浸漬、純水浸漬、50℃の温純水浸漬、35%硝酸浸漬、純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
試料1及び2の材質はステンレス鋼とした。
上水に研削粒である6号ケイ砂を混入し、これを3MPaで各試料に吹き付けてその表面を平均30μm研削し、70%燐酸と30%硫酸の混酸により試料表面の電解研磨処理を行い、試料表面を約4μm溶解した。その後、試料をRO水ジェット洗浄、RO水浸漬、純水浸漬、50℃の温純水浸漬、35%硝酸浸漬、純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
試料1及び2の材質はステンレス鋼とした。
上水に研削粒である6号ケイ砂を混入し、これを3MPaで各試料に吹き付けてその表面を平均30μm研削し、20%燐酸により試料表面の部分電解研磨処理を行い、試料表面を約5μm溶解した。その後、試料をRO水ジェット洗浄、RO水浸漬、純水浸漬、50℃の温純水浸漬、キレート剤によるスマット除去、純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
試料1及び2の材質はステンレス鋼とした。
フッ酸を含有するペーストにより各試料の溶接焼け部を除去し、上水によりペーストを洗浄した。その後、純水浸漬、50℃の温純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
試料1及び2の材質はステンレス鋼とした。
上水に研削粒である6号ケイ砂を混入し、これを3MPaで各試料に吹き付けてその表面を平均30μm研削した。その後、試料をRO水ジェット洗浄、RO水浸漬、純水浸漬、50℃の温純水浸漬、35%硝酸浸漬、純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
試料1及び2の材質はステンレス鋼とした。
ヤスリを用いて各試料表面の約50μm研削し、上水により削りかすを洗浄した。その後、常温による純水浸漬、50℃の温純水浸漬の順序で洗浄し、窒素を吹き付けて乾燥した。
図3から、実施例1は、表面の研削粒が十分に除去されていることがわかった。これに対して、図4からは、黒い点の研削粒が試料表面全体に存在しており、十分な除去ができていないことがわかった。
2 溶接ビード
3 円筒状の容器
4 070コンフラットフランジ
5 306コンフラットフランジ
Claims (3)
- 金属製部材の溶接部に、研削粒を含有した溶液を1MPa〜15Mpaの圧力で吹き付け、電解研磨、電解酸洗、燐酸による酸洗浄又は化学研磨を行うことを特徴とする金属製部材の溶接部の表面処理方法。
- 前記溶液は、防錆剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の金属製部材の溶接部の表面処理方法。
- 前記金属製部材は、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属製部材の溶接部の表面処理方法。
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