JP2790849B2 - めつき電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修法 - Google Patents

めつき電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属めつき鋼帯を素材として製造されるめ
つき電縫鋼管の溶接ビード切削部に連続的に該金属めつ
き鋼帯のめつき層と同一ないし類似の組成の補修用溶融
めつき金属を付着させて、溶接ビード切削部に良好なめ
つき層を均質に形成させることのできるめつき電縫鋼管
の溶接ビード切削部の補修法に関するものである。
〔従来の技術〕 Zn,AlあるいはZn−Al合金でめつきされた鋼管は、耐
食性,耐候性及び耐熱性などに優れていることから、建
築材料,自動車部品,電気機器材料等として広く用いら
れている。これらの金属めつき鋼管は、以前は溶接や引
抜きによつて造られた管材料に熱間浸漬めつき又は電気
めつきなどにより金属めつきを施すことによつて製造さ
れてきた。しかし、最近では一部の用途向けのものを除
いて製造コスト節減の点から、予めZn,AlあるいはZn−A
l合金などの金属を溶融めつきされた鋼帯を素材として
用い、これを成形ロール群により幅方向に順次曲げて鋼
帯の両側縁を突き合わせて管状に成形し、突き合わせ部
を電縫溶接することによつてめつき電縫鋼管を製造する
方法が主流となつている。
しかしながらこの方法では、電縫溶接する際の熱によ
り溶接ビード及びその近傍のめつき層が破壊されるた
め、その部分においては本来の耐食性や耐熱性などの特
性が損なわれる。また、めつき電縫鋼管表面の一部を形
成する溶接ビードには元来このような特性を有するめつ
き層は存在しない。
そこで、従来このような特性を有しない溶接ビードと
その近傍(以下、これらを総合して溶接ビード部と言
う)に耐食性や耐熱性などの特性を持たせるための一つ
の方法として、電縫溶接後に溶接ビードを節削除去し、
その部分(以下、溶接ビード切削部と言う)に素材のめ
つき層と同一ないし類似の組成の補修用溶融めつき金属
を溶射してめつき層を形成させる方法が実施されてい
る。しかしながら、このようにして形成される補修用め
つき層は本質的に鋼素地と冶金学的に均質に反応した層
ではなく、溶接ビード部生成前の素材に形成されている
めつき層とは構造を異にしている。すなわち、この溶射
による補修用めつき層は投錨効果によつて溶接ビード切
削部に付着しただけのものであるので密着性が悪く、ま
た溶射が酸化性雰囲気下で行われるために補修用めつき
層そのものが酸化物を巻き込んだ多孔質なものとなる。
そのため、耐食性や耐熱性などの性能が素材のめつき層
よりも著しく劣つたものとなるのである。
このような問題点については、溶射技術の改良によつ
て補修溶めつき層の鋼素地との結合強化や均質化を図つ
たり、フラツクスを混合した金属粉末を溶接ビード部に
塗布して加熱することによつて補修用めつき層を形成さ
せる試みがなされているが、このようにして形成される
補修用めつき層はいずれも造管前の素材が有している良
好なめつき層のようには構成し得ないので問題点は解決
されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は上記従来の問題点を解決し、溶接ビード切削
部に形成させた補修用めつき層が本来のZn,AlあるいはZ
n−Al合金めつき層と同様に素材との密着性が良く、溶
接性,耐食性,耐熱性などの性能に優れためつき電縫鋼
管の溶接ビード切削部の補修法を提供することを課題と
する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、
電縫溶接直後の未だ高温のうちに溶接ビードの削切及び
溶接ビード切削部への補修用溶融めつき金属の付着を非
酸化性ガス雰囲気下で行う(特開昭61−124559号,特開
昭62−13561号,特開昭62−109958号参照)ことにより
非常に優れた結果が得られたが、造管するめつき鋼帯の
厚さ,鋼種、管径等の種々の条件によつては製造工程が
異なつたりまた同一の鋼管を製造する場合においても溶
接条件などの変動により製造条件が常時一定ではないた
めに、溶接ビードの切削から補修めつきするまでの場所
の非酸化性ガス雰囲気下で補修すべき溶接ビード部の温
度を常に良好なめつき性が得られる状態に保つことは非
常に困難である。更に素材のめつき層がAlの場合などの
ように、その素材めつき層の融点が高い場合は同じ組成
のめつき金属が融合するための温度を常時安定して確保
することは困難である。その結果、溶接ビード切削部へ
の補修用めつき金属の密着性不良や融合不良を発生して
いた。
そこで本発明者等は更に研究を進めた結果、金属めつ
き鋼帯を素材としてこれを水平に移動させながら管状成
形,両側縁の突き合わせ部電縫溶接,溶接ビードの切
削,溶融状態の補修用めつき金属の付着による溶接ビー
ド切削部の補修,及び冷却から主として成る連続工程に
よりめつき電縫鋼管を製造するに際して、溶接ビード切
削部に該金属めつき鋼帯のめつき層と同一ないし類似の
組成の補修用溶融めつき金属を連続的に付着させる時の
溶接ビード部の温度を所定温度以上とする温度管理を行
うための加熱を溶接ビードを切削する直前で行えば良い
ことを究明し、本発明を完成したのである。
以下、図面により本発明に係るめつき電縫鋼管の溶接
ビード切削部の補修法を詳細に説明する。
第1図は本発明に係るめつき電縫鋼管の溶接ビード切
削部の補修法を実施している状態の1実施例を示す正面
説明図、第2図は同平面説明図である。
本発明法によりZn,AlあるいはZn−Al合金めつき鋼帯
を素材鋼帯としてめつき電縫鋼管を連続製造する基本工
程は、次の通りである。
すなわち、金属めつき鋼帯を水平に移動させながら造
管機のフオーミングロール群1(図示した実施例では最
後のフオーミングロールのみを示した)により幅方向に
順次湾曲させて管状に成形し、スクイズロール2で金属
めつき鋼帯の両側縁を突き合わせて突き合わせ部を電縫
溶接して溶接ビード3を形成し、電縫溶接から溶接ビー
ド3をバイト5で切削するまでの間であつて溶接ビード
3を切削するバイト5の直前に設置した局部高周波加熱
装置や赤外線加熱装置の如き溶接ビード3用の加熱装置
4で加熱してから溶接ビード3をシールフード12の入側
に固定されているバイト5で切削し、その溶接ビード切
削部に補修用溶融めつき金属タンク11に連結されている
めつきノズル6から供給される補修用溶融めつき金属を
付着させる。この溶融ビード切削部への補修用溶融めつ
き金属の付着はシールフード12で囲まれた非酸化性雰囲
気下で溶接ビード切削部が管理された温度で行う。そし
て溶接ビード切削部へ補修用溶融めつき金属を付着させ
た後は冷却し、最後に矯正ロール7による矯正を行うの
である。なお、9は溶接縫合されためつき電縫鋼管10を
水平に且つ上下に振動しないように通過させるためのサ
ポートロールである。
このようにして溶接ビード切削部へ補修用溶融めつき
金属を付着させて溶接ビード切削部を補修するに際し、
本発明においては補修用溶融めつき金属が付着される際
の溶接ビード切削部の温度を安定して制御するために、
温度検出用センサ8を溶接ビード3の切削後の補修めつ
きを行う位置の直前に設け、温度検出用センサ8による
検出温度を加熱装置4へフイードバツクすることで補修
めつきする溶接ビード部となる溶接ビード3の温度制御
を図るのである。
〔作 用〕
上記のように、補修めつき直前での温度検出用センサ
8による温度測定値のフイードバツクにより電縫溶接か
ら溶接ビード3の切削までの間で溶接ビード3をバイト
5により切削する直前で溶接ビード部の温度を所定温度
以上とするように加熱装置4で加熱して温度管理を行う
ことにより、造管条件の変動等や素材めつき層などによ
つて発生する補修めつきを行う溶接ビード切削部の温度
不足は解消され、溶接ビード切削部への補修用溶融めつ
き金属のめつき密着性やめつき濡れ性は向上するのであ
る。
なお、補修用溶融めつき金属を均一な厚さで溶融ビー
ド切削部へ付着させる方法及び溶融ビード3の切削,溶
接ビード3の切削とその溶接ビード切削部への補修用溶
融めつき金属の付着を非酸化性雰囲気で行う方法として
は、前記した3公開公報に開示されている方法を実施す
ることが好ましい。
〔実施例〕
実施例1 板厚1.6mmの溶融亜鉛めつき鋼帯〔亜鉛付着量:120g/m
2(片面)〕を第1図及び第2図に示す補修用溶融金属
めつき装置(補修用溶融めつき金属浴としてAlを0.2重
量%添加した亜鉛浴を用い、その浴温を470℃とした)
を備えた造管機に通して管状に成形し、突き合わせ部を
電縫溶接し、その溶接から溶接ビードの切削までの間で
溶接ビードを切削する直前で溶接ビードを加熱装置で加
熱して温度管理を行った後、Arガス雰囲気下で溶接ビー
ドを切削し、その未だ熱い溶接ビード切削部に溶融亜鉛
を付着させて外径25.4mmのめつき電縫鋼管を製造した。
なお、補修めつきする直前の溶接ビード切削部の温度
は、380〜480℃の間に制御して行つた。その結果は第3
図の溶接ビード切削部の温度のめつき性に及ぼす影響を
示す図に示す通りであり、良好なめつき密着性やめつき
濡れ性が得られる補修めつき直前の溶接ビード切削部の
温度は、430℃以上の値が必要であることが判つた。
この第3図において、めつき性の判断は補修めつき層の
部分を外側にして半径150mmの曲げ加工を施し、その補
修めつき層の表面にセロハンテープを貼り付けてそのセ
ロハンテープを剥離したときの補修めつき層の密着性の
程度によつて以下の基準で判断した。
○:剥離なし △:部分的に剥離 ×:全く密着せず このように溶接ビード切削部の温度を430℃以上として
得られたっめつき電縫鋼管の補修めつき層は、従来の方
法で得られためつき電縫鋼管に比べてめつき密着性やめ
つき濡れ性が遥かに優れており、耐食性や耐熱性を大幅
に向上させるものであつた。
実施例2 板厚1.6mmの溶融アルミめつき鋼帯〔アルミ付着量:90
g/m2(片面)〕を実施例1と同様にして外径31.8mmのめ
つき電縫鋼管を製造した。この際、補修用溶融めつき金
属浴としてSiを9重量%添加したアルミ浴を用い、その
浴温を700℃とした。実施例1と同様の評価により溶接
ビード切削部の温度のめつき性に及ぼす影響を550〜650
℃の温度範囲で調査した処、第4図に示す図に示す通り
であり、良好なめつき密着性やめつき濡れ性が得られる
補修めつき直前の溶接ビード切削部の温度は、600℃以
上の値が必要であることが判つた。
こうして得られためつき電縫鋼管の補修めつき層は、実
施例1と同様に従来の方法で得られためつき電縫鋼管に
比べめつき密着性やめつき濡れ性が遥かに優れており、
耐食性や耐熱性を大幅に向上させるものであつた。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明に係るめつき電縫鋼管の溶
接ビード切削部の補修法によれば、Zn,AlあるいはZn−A
l合金でめつきされた鋼板を素材とするめつき電縫鋼管
の製造過程で、溶接ビードを切削する直前で溶接ビード
切削部に補修用溶融めつき金属を付着させる時の溶接ビ
ード切削部の温度が所定温度以上となるように溶接ビー
ド部の温度を加熱して温度管理を行うことにより造管条
件の変動や素材めつき層の組成等によつて発生する溶接
ビード切削部の補修用溶融金属めつき時の温度不足が解
消されると共に、電縫溶接時に付着した溶接ビード部周
辺の結露水も完全に除去されるので補修用溶融めつき時
のめつき性に大きな影響を及ぼすシールフード内での雰
囲気を良好に維持することができ、溶接ビード切削部へ
の補修用溶融めつき金属のめつき密着性やめつき濡れ性
は向上させることができるものであり、めつき電縫鋼管
の耐食性や耐熱性の性能を高めることができるのでその
工業的に寄与するところの非常に大きなものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るめつき電縫鋼管の溶接ビード切削
部の補修法を実施している状態の1実施例を示す正面説
明図、第2図は同平面説明図、第3図は金属めつき鋼帯
が溶融亜鉛めつき鋼帯である場合に溶接ビード切削部の
温度のめつき性に及ぼす影響を示す図、第4図は金属め
つき鋼帯が溶融アルミめつき鋼帯である場合に溶接ビー
ド切削部の温度のめつき性に及ぼす影響を示す図であ
る。 図面中 1……フオーミングロール群 2……スクイズロール 3……溶接ビード 4……加熱装置 5……バイト 6……めつきノズル 7……矯正ロール 8……温度検出用センサ 9……サポートロール 10……めつき電縫鋼管 11……補修用溶融めつき金属タンク 12……シールフード 13……シールガス供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−247061(JP,A) 特開 昭62−13561(JP,A) 特開 昭60−208483(JP,A) 特開 昭54−107444(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 2/00 - 2/40 B23K 31/00 B23K 37/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】成形ロール群により順次管状に成形した金
    属めっき鋼帯の両端縁を突き合わせ電縫溶接し、非酸化
    性雰囲気下において溶接ビード部を切削すると共に、そ
    の直後に溶接ビード切削部に該金属めっき鋼帯のめっき
    層と同一ないし類似の組成の補修用溶融めっき金属を連
    続的に付着させてめっき電縫鋼管を連続的に製造する過
    程で、補修用溶融めっき金属付着時の溶接ビード部の温
    度を所定温度以上に温度管理を行うための加熱を溶接ビ
    ードを切削する直前で行うことを特徴とするめっき電縫
    鋼管の溶接ビード切削部の補修法。
  2. 【請求項2】金属めっき鋼帯が溶融亜鉛めっき鋼帯であ
    る場合に溶接ビード切削部に補修用溶融亜鉛を連続的に
    付着させる際の溶接ビード切削部の温度を430℃以上に
    温度管理をするために加熱する請求項1に記載のめっき
    電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修法。
  3. 【請求項3】金属めっき鋼帯が溶融アルミめっき鋼帯で
    ある場合に溶接ビード切削部に補修用溶融アルミを連続
    的に付着させる際の溶接ビード切削部の温度を600℃以
    上に温度管理するために加熱する請求項1に記載のめっ
    き電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修法。
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