JP2017197784A - めっき溶接形鋼及びめっき溶接形鋼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
かかる知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、
前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に位置する溶接ビードと、
前記溶接ビードの少なくとも一部を被覆し、金属成分を含有する防錆膜と、を備え、
前記金属成分は、鉄に対して犠牲防食作用を有する粒子を含み、
以下の式(1)で表されるIwは、0.5〜30μmであり、
前記防錆膜の厚みは、30〜130μmである、めっき溶接形鋼、
Iw(μm)=T(μm)×(100−M(質量%))/100 ・・・ (1)
ただし、式(1)中、Tは、前記防錆膜の厚さ(μm)であり、Mは、前記防錆膜中の前記金属成分の含有量(質量%)である。
[2] 前記防錆膜中の前記金属成分の含有量Mは、前記防錆膜の全質量に対して、50〜98質量%である、[1]に記載のめっき溶接形鋼。
[3] 前記犠牲防食作用を有する粒子は、アルミニウム、亜鉛の一方または両方を含んで構成される、[1]または[2]に記載のめっき溶接形鋼。
[4] 前記防錆膜は、ジンクリッチ塗膜を含んで構成されている、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[5] 前記防錆膜の少なくとも一部は、
前記溶接ビードと前記ウェブとの境界部から前記ウェブの表面に沿って、2〜25mmの幅で前記ウェブを覆い、かつ
前記溶接ビードと前記フランジとの境界部から前記フランジの幅方向端面へ向けて、2〜25mmの幅で前記フランジを覆うように、
前記溶接ビードに沿って配置されている、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[6] 前記防錆膜の少なくとも一部は、
前記溶接ビードと前記ウェブとの境界部から前記ウェブの表面に沿って、前記ウェブの幅に対して2〜45%の幅で覆い、かつ
前記溶接ビードと前記フランジとの境界部から前記フランジの幅方向端面へ向けて、当該境界部と前記フランジの幅方向端面との間の距離に対して3〜65%の幅で、前記フランジを覆うように、
前記溶接ビードに沿って配置されている、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[7] さらに、前記防錆膜は、前記フランジの端面の少なくとも一部を覆うように位置している、[1]〜[6]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[8] 前記防錆膜は複数の層を含む積層体であり、
前記複数の層のうち少なくとも一つの層は、前記金属成分を含む、[1]〜[7]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[9] 前記防錆膜の前記複数の層における最外層の少なくとも一部は、光輝性顔料を含む塗膜である、[8]に記載のめっき溶接形鋼。
[10] さらに、前記ウェブおよび/または前記フランジ上に位置し、ジルコニウム元素と有機酸とを含んで構成されるジルコニウム含有膜を備え、
前記防錆膜は、少なくともその一部が前記ジルコニウム含有膜上に位置している、[1]〜[9]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[11] 前記フランジを含む一対のフランジが、前記ウェブを介して対向するように配置された、めっき溶接H形鋼である、[1]〜[10]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[12] さらなる部材との溶接に供されるものであり、
前記フランジおよび/または前記ウェブの前記部材との溶接予定部位に、前記防錆膜が配置されていない、[1]〜[11]のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
[13] 亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブと、亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に形成された溶接ビードと、を備えためっき溶接形鋼の前記溶接ビードの少なくとも一部を防錆膜で被覆する工程を有し、
前記防錆膜は、鉄に対して犠牲防食作用を有する粒子を含む金属成分を含有し、
以下の式(1)表されるIwは、0.5μm〜30μmであり、
前記防錆膜の厚みは、30〜130μmである、めっき溶接形鋼の製造方法、
Iw(μm)=T(μm)×(100−M(質量%))/100 ・・・ (1)
ただし、式(1)中、Tは、前記防錆膜の厚さ(μm)であり、Mは、前記防錆膜中の前記金属成分の含有量(質量%)である。
以下では、図1〜図2を参照しながら、本発明の実施形態に係るめっき溶接軽量形鋼(以下、単に、「めっき溶接形鋼」ともいう。)について、詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係るめっき溶接形鋼の構造を模式的に示した幅方向断面図である。図2は、本実施形態にめっき溶接形鋼のフランジ付近の構造を拡大して示した幅方向断面図である。
まず、図1を参照しながら、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の全体的な構造について、詳細に説明する。
本実施形態に係るめっき溶接軽量形鋼1は、めっき溶接H形鋼である。めっき溶接軽量形鋼1は、例えば、亜鉛系めっき鋼帯を巻き取ったコイルを巻き戻し所定幅にスリットしてフランジ用鋼帯としたものと、亜鉛系めっき鋼帯を巻き取ったコイルを巻き戻してウェブ用鋼帯としたものと、を当接させた状態で、高周波抵抗溶接や高周波誘導溶接等によって連続的に溶接することで、製造される。
フランジ3:幅75mm〜125mm、厚み3.2mm〜6.0mm
ウェブ5:高さ100mm〜300mm、厚み3.2mm〜4.5mm
程度の大きさである。
続いて、図2を参照しながら、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の溶接部7の構造について、具体的に説明する。
次に、図2を参照しながら、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の端面9の構造について、具体的に説明する。
先だって説明したように、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1では、その製造過程に起因して、端面9についても亜鉛系めっき層13が存在せず、母材鋼板11が露出していることが多い。従って、かかる端面9の耐食性は、亜鉛系めっき層13が形成されている部分と比べて低下してしまう。
続いて、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の溶接部7や端面9に形成される防錆膜101について、詳細に説明する。
また、防錆膜101は、金属成分を含む。本実施形態においては、このような金属成分は、鉄に対して犠牲防食能を有する粒子(以下「犠牲防食粒子」ともいう)を含むものである。めっき溶接形鋼1が酸化条件下にある場合において、このような犠牲防食粒子が消費されることにより母材鋼板11の酸化が防止され、錆の発生が防止される。
Iw(μm)=T(μm)×(100−M(質量%))/100 ・・・ (1)
ただし、式(1)中、Tは、防錆膜101の厚さ(μm)であり、Mは、防錆膜101中の金属成分の含有量(質量%)である。
また、上述した光輝性顔料を含む塗膜は、例えば、エポキシ系樹脂等の樹脂材料を含む塗料をスプレー等により塗布することにより形成できる。
次に、めっき溶接形鋼の製造方法について説明する。
本実施形態に係るめっき溶接形鋼の製造方法では、亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブ5と、亜鉛系めっき鋼板よりなり、ウェブ5に溶接されたフランジ3と、ウェブ5と前記フランジ3との溶接部位に形成されたビード15と、を備えためっき溶接形鋼1のビード15の少なくとも一部を防錆膜101で被覆する工程を有している。
ただし、式(2)中、T1、T2、・・・Tiは、前記防錆膜を構成する各層の厚さ(μm)であり、M1、M2、・・・Miは、前記防錆膜を構成する各層中の前記金属成分の含有量(質量%)である。
続いて、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の溶接部7や端面9における防錆膜101に関する各種の測定方法について、簡単に言及する。
ここでは、より具体的な例として、亜鉛系めっき鋼帯を素材とするウェブ及びフランジとを接合しためっき溶接H形鋼の、ブラスト処理をせずスケールを有したままの溶接部に対し、膜厚が約70μmとなるように粒状の亜鉛粉末を含有した有機系ジンクリッチ塗装を施した。
耐食性は、防錆層にきずを付与することなく、JIS H8502に記載された腐食試験に供することで評価し、赤錆発生時間が135サイクル以上であったものを合格とし、表3、表4には「○」を記載した。また、赤錆発生時間が135サイクル未満であったものは不合格とし、表3、表4には「×」を記載した。
溶接性は、得られたT形の試験片に、溶接ビードを形成するビードオン試験を実施して評価した。溶接手法は炭酸ガスシールドアーク溶接とした。溶接材料は日鐵住金溶接材料製の溶融亜鉛めっき鋼板向けソリッドワイヤである、NSSW YM28−Zを用いた。ワイヤの直径は1.2mmφのものを用いた。入熱量は150A、20Vの条件とし、30cm/mで試験片を移動させた。尚、アークトーチは垂直から25度傾斜させ、前進角を持たせた。T形の試験片に対しては、アーク溶接ビードを図4Aおよび図4Bに示した位置に形成した。また、平板の試験片に対しては、図5に示す位置に溶接ビードを形成した。
3 フランジ
5 ウェブ
7 溶接部
9 端面
11 母材鋼板
13 亜鉛系めっき層
15 ビード
101 防錆膜
Claims (13)
- 亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブと、
亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、
前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に位置する溶接ビードと、
前記溶接ビードの少なくとも一部を被覆し、金属成分を含有する防錆膜と、を備え、
前記金属成分は、鉄に対して犠牲防食作用を有する粒子を含み、
以下の式(1)で表されるIwは、0.5〜30μmであり、
前記防錆膜の厚みは、30〜130μmである、めっき溶接形鋼、
Iw(μm)=T(μm)×(100−M(質量%))/100 ・・・ (1)
ただし、式(1)中、Tは、前記防錆膜の厚さ(μm)であり、Mは、前記防錆膜中の前記金属成分の含有量(質量%)である。 - 前記防錆膜中の前記金属成分の含有量Mは、前記防錆膜の全質量に対して、50〜98質量%である、請求項1に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記犠牲防食作用を有する粒子は、アルミニウム、亜鉛の一方または両方を含んで構成される、請求項1または2に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記防錆膜は、ジンクリッチ塗膜を含んで構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記防錆膜の少なくとも一部は、
前記溶接ビードと前記ウェブとの境界部から前記ウェブの表面に沿って、2〜25mmの幅で前記ウェブを覆い、かつ
前記溶接ビードと前記フランジとの境界部から前記フランジの幅方向端面へ向けて、2〜25mmの幅で前記フランジを覆うように、
前記溶接ビードに沿って配置されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。 - 前記防錆膜の少なくとも一部は、
前記溶接ビードと前記ウェブとの境界部から前記ウェブの表面に沿って、前記ウェブの幅に対して2〜45%の幅で覆い、かつ
前記溶接ビードと前記フランジとの境界部から前記フランジの幅方向端面へ向けて、当該境界部と前記フランジの幅方向端面との間の距離に対して3〜65%の幅で、前記フランジを覆うように、
前記溶接ビードに沿って配置されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。 - さらに、前記防錆膜は、前記フランジの端面の少なくとも一部を覆うように位置している、請求項1〜6のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記防錆膜は複数の層を含む積層体であり、
前記複数の層のうち少なくとも一つの層は、前記金属成分を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。 - 前記防錆膜の前記複数の層における最外層の少なくとも一部は、光輝性顔料を含む塗膜である、請求項8に記載のめっき溶接形鋼。
- さらに、前記ウェブおよび/または前記フランジ上に位置し、ジルコニウム元素と有機酸とを含んで構成されるジルコニウム含有膜を備え、
前記防錆膜は、少なくともその一部が前記ジルコニウム含有膜上に位置している、請求項1〜9のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。 - 前記フランジを含む一対のフランジが、前記ウェブを介して対向するように配置された、めっき溶接H形鋼である、請求項1〜10のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- さらなる部材との溶接に供されるものであり、
前記フランジおよび/または前記ウェブの前記部材との溶接予定部位に、前記防錆膜が配置されていない、請求項1〜11のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。 - 亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブと、亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に形成された溶接ビードと、を備えためっき溶接形鋼の前記溶接ビードの少なくとも一部を防錆膜で被覆する工程を有し、
前記防錆膜は、鉄に対して犠牲防食作用を有する粒子を含む金属成分を含有し、
以下の式(1)表されるIwは、0.5μm〜30μmであり、
前記防錆膜の厚みは、30〜130μmである、めっき溶接形鋼の製造方法、
Iw(μm)=T(μm)×(100−M(質量%))/100 ・・・ (1)
ただし、式(1)中、Tは、前記防錆膜の厚さ(μm)であり、Mは、前記防錆膜中の前記金属成分の含有量(質量%)である。
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