JP2711554B2

JP2711554B2 - 溶融亜鉛めっきわれ防止方法

Info

Publication number: JP2711554B2
Application number: JP27547988A
Authority: JP
Inventors: 雅昭村上; 一成山戸; 尚志井上; 研金谷
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JPH02122057A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は橋梁、建築物、鉄塔等、耐食性の観点で溶融
亜鉛めっきされる構造部材に係わり、めっき時に発生す
るわれの防止方法に関するものである。

＜従来の技術＞従来より上記した用途に使用される構造部材は防錆の
目的で、溶接後の溶融亜鉛めっきされることが多い。

この溶融亜鉛めっき時に、構造部材の溶接熱影響部に
われが発生することがしばしばある。このわれは液体金
属脆化を起因とするわれであることが広く知られてい
る。

このわれを防止する目的で、これまでにも数々の提案
がなされている。例えば、耐亜鉛めっきわれ性に優れた
鋼材として、〔Ｓ〕に着目しこれを0.030〜0.060％に規
制した特開昭59−50157号公報記載の鋼材、〔Al〕に着
目し上限を0.1％に規制した特開昭59−126754号公報記
載の鋼材、更には各合金元素間に一定の関係を満足させ
ることによりわれ性が改善されることに着目した特開昭
61−133363号公報、特開昭61−231141号公報、特開昭62
−5044号公報記載の鋼材が挙げられる。

しかし、建造物の大型化に伴う高張力鋼の使用によっ
て、溶接残留応力やめっき時の熱応力が増大し、前記し
た提案技術によっても溶融亜鉛めっきわれを完全に防止
するまでには至っていないのが現状であり、新たな技術
が求められている。

＜発明が解決しようとする課題＞本発明は上記した現状を打開する一方策として溶融亜
鉛めっきわれの防止方法を提案するものである。

溶融亜鉛めっきわれ発生の必須条件は被めっき部材が
溶融亜鉛に接していること。被めっき部材に引張りの応
力が作用していることの２つである。

溶融亜鉛めっきわれの発生は、溶接熱影響部〔以下HA
Zと称する〕に最も多い。その理由としては、HAZは金属
組織的に亜鉛が粒界に侵入し易いこと、溶接残留応力が
存在すること、めっき時に発生する熱応力が集中し易い
ことなどが考えられる。

本発明ではこれらわれ発生要因の軽減により溶融亜鉛
めっきわれを完全に防止することを課題とするものであ
る。

＜課題を解決するための手段、作用＞ HAZの耐亜鉛めっきわれ性はミクロ的にはHAZ組織に支
配されるが、上記したごとくマクロ的にはHAZに付加さ
れる応力の影響が極めて大きく高張力鋼の亜鉛めっきわ
れ防止を困難にしていた。本発明ではこれら要因を同時
に解決することを目的としており、その要旨とするとこ
ろは、重量％でC:0.20％以下、Mn:1.80％以下、Si:0.03
〜0.35％、Al:0.005〜0.070％、B:0.0002％以下、更に
強度靭性の要求に応じて、Cu:2％以下、Ni:2％以下、C
r:0.5％以下、Mo:0.3％以下、V:0.1％、Nb:0.1％以下、
Ti:0.03％以下を１種又は２種以上含み残部Fe及び不可
避的不純物からなり、且つこれ等の組合わせが炭素等量
としてを満足する鋼を溶接組立後、溶融亜鉛めっき前に溶接部
にショットブラスト処理を施すことを特徴とする溶融亜
鉛めっきわれ防止方法にある。

以下に本発明を詳細に説明する。

まず、各合金元素を前記範囲に限定した理由を述べ
る。

Ｃは強度確保のために添加するが、0.20％を越えると
鋼材の靭性と溶接性及び耐亜鉛めっきわれ性が劣化する
ので0.20％を上限とした。

Mnは強度確保のために添加するが、1.80％を越えると
鋼材の靭性と溶接性及び耐亜鉛めっきわれ性が劣化する
ので1.80％を上限とした。

Siは強度確保と脱酸のために0.03％以上を必要とする
が、0.35％を越えると靭性と溶接性が劣化するので0.35
％を上限とした。

Alは通常脱酸元素として用いられている0.005〜0.070
％の範囲とした。

Ｂは0.0002％を越えると耐亜鉛めっきわれ性が著しく
劣化するので0.0002％を上限とした。

Cu,Ni,Cr,Mo,V,Nb,Tiは各々強度・靭性向上を目的と
して添加される元素で溶接性、耐亜鉛めっきわれ性の劣
化しない範囲として前記した量を上限とした。

また、HAZの亜鉛めっきわれ性はこれら元素の総合的
組合せで定まり、前記炭素当量式による値が0.19％以下
の時、われ発生防止に効果が認められたのでこれを上限
とした。

以上の合金元素添加量の限定は前記したミクロ的に見
たわれ防止対策として重要であるが、本発明では更に他
の大きなわれ要因である、HAZ部に付加される応力を軽
減する対策を加味し亜鉛めっきわれを完全に防止するこ
とを特徴としており、この点について以下説明する。

実構造物で最もわれ発生が多い部分は隅肉の廻し溶接
部である。その原因は、高い溶接残留応力の存在と、め
っき浴浸漬中の熱応力による変形に伴う２次応力の付加
にある。そこで、これらわれ発生に対する応力要因を再
現できる小型試験法を考案し、耐亜鉛めっきわれ性に対
る各種要因の解析を行った。

再現試験方法を第１図に示す。第１図（イ）、（ロ）
において１は試験板、２は試験ビードであり、矢印方向
に応力を付加することにより第１図（ハ）に示す廻し溶
接部のわれを再現する試験法である。

われ性の評価はわれ発生までの曲げ角度によった。

なお、図において試験ビードの溶接条件は次の通りと
した。

棒径電流電圧溶接速度 4mmφ 170A 24V 150mm/min われ発生までの曲げ角度は支点の押し下げ量から次式
によって求めた。

（但し、20mmは縦板部分は変形しないものと仮定し、廻
し溶接部間隔の半分の距離）再現試験の結果を第２図に示す。

本発明限定成分範囲内の鋼（○印）及び比較鋼（△
印）の割れ発生までの曲げ角度はCeq（Ｓ）％で良く整
理される。Ceq（Ｓ）％が高くなるに従い曲げ角度が小
さくなるが、特にCeq（Ｓ）＞0.19％で同特性が急激に
劣化することが分かる。

また、Ｂが本発明限定含有量を越えている鋼では、Ceq（Ｓ）≦0.19％であっても特性の劣ることが
明瞭である。

本発明者は前述したように、この特性を更に改善すべ
く種々の検討を加えた結果、同試験片溶接部にショット
ブラスト処理を施すことにより、曲げ特性を格段に向上
できることを見い出した。なお、この効果は比較鋼の場合には小さいが、本発明限定成分鋼（●印）の場合
には格段の効果を発揮する。結果は第２図に併記した。

なお、ショットブラスト処理は投射時間が長いほど効
果が大きく、使用鋼材、構造物の大きさ、めっき浴浸漬
速度などの変動要因による溶接残留応力、めっき時の熱
応力レベルが大きい時には処理時間を通常の場合より長
めに選択する方が効果的である。

＜実施例＞以下実施例について本発明の効果を具体的に示す。

第１表に供試した鋼の組成及び、第１図に示す亜鉛め
っきわれ再現試験の結果を併記した。

＜発明の効果＞以上の説明から明らかなように、合金元素個々の含有
量を限定すると共に、Ceq式によりその組合せを限定し
た鋼による溶接構造物を亜鉛めっきするに際し、めっき
処理工程前に溶接部をショットブラストすることによ
り、大きな溶接残留応力及びめっき熱応力の発生する部
材においても、亜鉛めっきわれが防止できることが明ら
かである。従って、本発明は産業上大きな効果を有する
ものであるといえる。

【図面の簡単な説明】第１図は溶融亜鉛めっきわれ再現試験方法を示す図、第
２図は溶融亜鉛めっきわれ再現試験結果を示す図であ
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、C:0.20％以下、Mn:1.80％以
下、Si:0.03〜0.35％、Al:0.005〜0.070％、B:0.0002％
以下を含み残部Fe及び不可避的不純物からなり、且つこ
れ等の組み合わせが炭素等量として、を満足する鋼を溶接組立後、溶融亜鉛めっき前に溶接部
にショットプラスト処理を施すことを特徴とする溶融亜
鉛めっきわれ防止方法。
【請求項２】更にCu:2％以下、Ni:2％以下、Cr:0.5％以
下、Mo:0.3％以下、V:0.1％、Nb:0.1％以下、Ti:0.03％
以下を１種又は２種以上含むことを特徴とする請求項１
記載の溶融亜鉛めっきわれ防止方法。