JP2827026B2 - ステンレス鋼厚板の溶接などに伴なう局部酸化スケールの処理方法 - Google Patents

ステンレス鋼厚板の溶接などに伴なう局部酸化スケールの処理方法

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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、ステンレス鋼の厚板(厚さ大略3mm以上)
の溶接,溶断,加熱処理時に伴なう局部的酸化スケール
の処理方法に係り、殊に、手溶接や炭酸ガス溶接などで
生ずる極めて除去し難い頑固な酸化スケールの効果的処
理方法に関する。
〈従来の技術〉 従来、ステンレス鋼の酸化スケールの除去方法として
は、硝酸や弗酸による酸洗方式や、酸性若しくは略々中
性の電解液中で電解する電解方式、或いは、ワイヤブラ
シ、サンダーやサンドブラストなどの物理的手段による
研磨方式が採用されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 これら従来方式の第1の方式、即ち酸洗方式では、極
めて危険な薬品を使用するため、特別な設備と、危険防
止の防護具と取扱いの熟練とを必要とし、更に局部的な
脱スケールが出来ない不便と併せて6価クロムなの廃液
処理などの公害対策が欠かせず、また第2の方式、即
ち、電解方式では、TIG,MIG(アルゴンガスシールド)
溶接のような酸化スケールの少なく弱いものでは、脱ス
ケール効果が高く、且つ処理面の不動態化効果も併有す
る秀れた効用もあるが、厚物(大略3mm以上)の溶接に
なると、入熱が多く、必然的に焼けもひどくなって脱ス
ケール効果も低下する傾向があり、殊に手溶接や炭酸ガ
ス溶接による厚物の溶接では、生成する酸化スケールは
極めて強靭で、この種電解方式のみでは完全な脱スケー
ル処理は期待し得なかった。また第3の方式、つまりワ
イヤブラシ,サンダーやサンドブラストなどの機械的研
磨方式によれば、脱スケール効果は高いが、反面処理表
面の活性化を招来して非常に錆易い状態となり、鋼製ワ
イヤブラシの残渣や雰囲気中の鉄粉や海塩粒子の付着な
どによって、もらい錆発生の危険が極めて高い。更に処
理研磨面は強く光沢化して、被処理材が2B仕上げの如き
非光沢材の場合、非処理面の色調との差が極端に目立つ
ため、外観上商品価値を甚だしく低下させるなどの大き
な欠点があった。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、叙上の従来諸法の欠点に鑑みて提案するも
ので、電解方式と研磨方式の両者の長所を採り入れて、
その相乗的な脱スケール効果と、不動態化効果(耐食性
の向上)と、更に処理面の非光沢化による外観の改善と
を同時に奏することを目的とし、また発明の要旨とする
ところは、ステンレス鋼厚板の溶接,溶断,加熱などに
伴なう局部酸化スケールの処理に当り、第1工程とし
て、先ずワイヤブラシ,サンダー若しくはサンドブラス
トなどの研磨工具による物理的手段によって上記酸化ス
ケールを破壊してこれを略々剥離除去した後、第2工程
として、上記ステンレス鋼の脱スケール部と、これに、
硝酸,硫酸,燐酸夫々のナトリウム,カリウム,アンモ
ニウムの各単独若しくは混合の水溶液よりなる略々中性
の電解液を含浸せしめた滞水性の布状絶縁材を介して対
抗配置した対極との間に、交流,直流若しくは交直重畳
波形の電流を通電して電解処理する電気化学的手段によ
り、残存する酸化スケールその他の付着物を電解除去す
ると共に、処理表面に対し不動態化効果を付与し、併せ
て第1工程の物理的研磨手段によってもたらされた処理
表面の光沢を鈍化させ、非処理面との色調を近似せしめ
るようにしたことを特徴とするステンレス鋼厚板の溶接
などに併なう局部酸化スケールの処理方法にある。
〈作用〉 本発明方法に依れば、第1工程によって、溶接ビード
上の黒皮状スケール及び該ビードと非溶接部との境界線
上の焼け(従来公知のいかなる電解方式によるも満足に
除去し得ない頑固なスケール)が、ワイヤブラシ,サン
ダーやサンドブラストなどの研磨工具や物理的手段によ
る研削作用によって破壊され、略々除去することが出来
る。溶接裏焼けについても同様除去することが出来る。
尚、これら研磨工具の内、酸化スケールなどの付着物の
みを溶接ビードを疵付けないで剥離除去するには、ワイ
ヤブラシ、殊に回転式のワイヤブラシが最適である。更
に、飛散するワイヤブラシの摩耗粉による、ステンレス
鋼処理材を含む他のステンレス鋼材へのもらい錆発生防
止の観点から、ワイヤブラシの材質は少くともステンレ
ス鋼製が望ましい。
さて第1の工程によって、溶接ビード上及びその周辺
の頑固な酸化スケールは、研磨工具によって物理的に研
削されて、迅速に剥離除去されるのであるが、顕微鏡的
に見れば、酸化スケールやワイヤブラシなどの残渣が表
面に残存し、処理面に尚強固に付着している。これをこ
のまま放置すれば、研削処理によって活性化された表面
は、耐食性に乏しく比較的短期間に錆の発生を招く事例
が多い。しかも研磨工具による研磨作用によって処理面
は著しく光沢化して、他の部分の表面色調との調和を大
きく乱す。これらの欠点は、第2の工程によって見事に
解決された。即ち、硝酸,硫酸,燐酸夫々のナトリウ
ム,カリウム,アンモニウムの各単独若しくは二種以上
混合の水溶液よりなる略々中性の電解液を用い、処理ス
テンレス鋼材と脱スケールすべき処理面に対抗配置した
対極とに交流,直流または交直重畳波形の電流を通電し
て、両者間に電気分解作用を生じさせ、ステンレス鋼表
面での陽極溶解作用により残存酸化スケールやその他の
付着物を剥離除去すると共に、陽極酸化作用によって該
表面に不動態化被膜を形成させて耐食性を向上させ、更
に該被膜は無色から、薄灰色,黄色,褐色,黒褐色へと
膜厚に応じて変色するので、電解電圧や電流密度、処理
時間を適宜調整することによって、脱スケール部の色調
を周辺部の色調と近似させることができる。
尚、被処理材が磨き板の場合は、被処理材を陽極側と
する着色の薄い直流電解方式が望ましく、また、強度の
不動態化や濃い着色が希望の場合は交流若しくは交直重
畳の脈流電解方式の採用が好適である。
尚又、第2工程の電解処理に使用する電解液は硝酸,
硫酸,燐酸の塩類を主成分とする略々中性の電解液であ
るため、電解処理後、該液が万一被処理面に残留して
も、酸性の電解液による腐食,変色,しみなどのトラブ
ル発生の惧れが全くない。
〈実 施 例〉 被処理材として厚さ9mmのSUS304の2B仕上げ板材を使
用し、これにCO2溶接による溶接線を形成したテストピ
ースを対象とした。この溶接線のビード上には黒色の厚
い酸化スケールが形成されており、また溶接ビード周辺
も入熱により変色(焼け)が生じていた。先ず電解方式
単独で脱スケールを試みたが、ビード周辺の焼けは除去
できたが、溶接ビード上の酸化スケールは全く除去不可
能であった。このため、同類のテストピース二体を対象
とし、第1工程としてステンレス鋼製の回転式ワイヤブ
ラシを用いて、主として溶接ビード上の酸化スケールを
研磨したところ、比較的簡単に該スケールを剥離除去す
るこができ光沢の強い活性化されたビード面を得た。こ
の同一の処理を行った二体のテストピースのうち、一体
は、そのまま屋外に放置し、一週間経過したところ、ビ
ード面上に所どころ点錆の発生が見られた。
一方、残余のテストピースの一体には、第1の工程に
引き続く第2の工程として、燐酸ナトリウムの3重量%
水溶液を電解液とし、交流電圧15V,電流密度0.2A/cm2
電解条件のもとに、30秒間電解処理を施したところ、溶
接ビードの光沢が失われ、灰褐色に着色して、周辺部の
色調と略々同様となり目立たなくなった。
更に、溶接ビード部の不動態化度を不動態化度測定装
置、ステンチェッカー(商品名)で測定したところ、初
期電圧が0.78Vで、0.20Vまでの維持時間が1分30秒と極
めて強い不動態化被膜の形成されたことが確認できた。
即ち溶接部の耐食性が大きく向上したと云える。
尚、電解液として燐酸ナトリウムの他、硝酸や硫酸や
燐酸夫々のナトリウム,カリウム,アンモニウムの各単
独若しくは二種以上の混合物を用いてテストしたが、不
動態化の程度と処理表面光沢の鈍化の色調に若干の違い
と特徴はあるものの、効果は燐酸ナトリウム電解液と略
々同様の結果を得た。
〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな如く、本発明方法によれば、
ステンレス鋼厚板の溶接、殊にCO2溶接などで生ずる極
めて除去し難い強固な酸化スケールを比較的簡単に除去
すると同時に、脱スケール部の不動態化による耐食性を
格段に向上させ併せて、処理部の光沢色調を鈍化して被
処理部の色調に近似せしめ外観の改善をももたらすステ
ンレス鋼厚板の溶接などに伴なう局部酸化スケールの処
理方法を提供し得て、この種産業上甚だ有益である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステンレス鋼厚板への溶接や溶断加工或は
    加熱加工に伴って生ずる局部酸化スケールの除去処理に
    当り、第1工程として、先ずワイヤブラシ、サンダー若
    しくはサンドブラストなどの研磨工具による物理的手段
    によって上記酸化スケールを破壊してこれを略々剥離除
    去した後、第2工程として、上記ステンレス鋼の被処理
    部と、これに、硝酸,硫酸,燐酸夫々のナトリウム,カ
    リウム,アンモニウムの各単独若しくは二種以上混合の
    水溶液よりなる略々中性の電解液を含浸せしめた滞水性
    の布状絶縁材を介して対抗配置した対極との間に交流、
    直流若しくは交直重畳波形の電流を通電して電解処理す
    る電気化学的手段により、残存するスケールその他の付
    着物を電解除去すると共に、該処理表面に対し不動態化
    効果を付与し、併せて、第1工程の物理的研磨手段によ
    ってもたらされた処理表面の光沢を鈍化させ、非処理面
    との色調を近似せしめるようにしたことを特徴とするス
    テンレス鋼厚板の溶接などに伴なう局部酸化スケールの
    処理方法。
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