JP5426947B2 - Paste flux for fusion welding of Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet - Google Patents

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Description

本発明は、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板溶融溶接用ペースト状フラックスに関する。   The present invention relates to a paste-like flux for fusion welding of Zn—Al—Mg alloy plated steel sheets.

溶融めっきは、鉄鋼材料を溶融金属浴中に浸漬し、表面上にその金属被膜を付けることをいい、被覆金属としては、従来、亜鉛が最も多く用いられている。このような溶融めっきは鋼板、鋼管、鋼線、形鋼等に広く適用されており、耐食性にすぐれることから、種々の構造材等に用いられている。   Hot dipping refers to dipping a steel material in a molten metal bath and applying a metal coating on the surface. Zinc has been most commonly used as a coating metal. Such hot dipping is widely applied to steel plates, steel pipes, steel wires, shaped steels, and the like, and is excellent in corrosion resistance, so that it is used for various structural materials.

なかでも、Zn−Al−Mg合金を鋼板表面にめっきしたZn−Al−Mg合金めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板に比べて、格段にすぐれた耐食性を有しており、自動車、建築材料、家電製品等に使用されようとしている(特許文献1参照)。このようなZn−Al−Mg合金めっき鋼板は、殆どの場合、種々の手段にて所要の形状の成形品に成形され、それらが種々に組み合わされ、溶接されて、最終製品とされている。   Among them, Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet with Zn-Al-Mg alloy plated on the steel sheet surface has much better corrosion resistance than hot-dip galvanized steel sheet, and it is used for automobiles, building materials, and home appliances. It is about to be used for products and the like (see Patent Document 1). Such Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheet is almost always formed into a molded product having a required shape by various means, and they are combined in various ways and welded to obtain a final product.

溶接法は種々、知られているが、建築材料や自動車部品等においては、比較的高い接合強度が求められること、板厚が比較的厚いこと、抵抗溶接での電極の寿命等を考慮して、多くの場合、溶融溶接が採用されている。この溶融溶接は、母材を含めた接合部を溶融して溶接するものであるので、めっき鋼板の溶融溶接においては、母材のみならず、その表面のめっき層も溶融し、場合によっては、蒸発する。   Various welding methods are known, but for building materials and automobile parts, etc., considering relatively high joint strength, relatively thick plate thickness, electrode life in resistance welding, etc. In many cases, fusion welding is employed. In this fusion welding, since the joint portion including the base material is melted and welded, in the fusion welding of the plated steel sheet, not only the base material but also the plating layer on the surface thereof is melted. Evaporate.

ここに、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板においては、めっき層の融点が母材鋼板の融点よりもかなり低いので、溶接部の一部の領域や溶接部の周辺では、溶接中又は溶接後のある一定期間、めっき層が溶融状態で鋼板表面に存在し、このような状態で鋼板に一定以上の引張り応力が作用するときは、溶融金属脆化割れと称される割れが母材鋼板に発生する問題があり、特に、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板を溶融溶接する場合、複数の条件が重なるとき、母材の熱影響部近傍にこの溶融金属脆化割れが発生しやすいことが指摘されている(特許文献1参照)。   Here, in the Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet, the melting point of the plating layer is considerably lower than the melting point of the base steel sheet, so in some areas of the welded part and around the welded part, during or after welding. When a plating layer exists on the surface of a steel sheet in a molten state for a certain period of time and a tensile stress of a certain level or more acts on the steel sheet in such a state, a crack called a molten metal embrittlement crack occurs in the base steel sheet. In particular, it has been pointed out that when a plurality of conditions overlap when a Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet is melt welded, this molten metal embrittlement crack is likely to occur near the heat-affected zone of the base metal. (See Patent Document 1).

このようなZn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接における問題を解決するために、既に、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接部にフッ化アルミン酸カリウムを付着させ、溶融溶接することによって、溶接部から合金めっき成分であるマグネシウムとアルミニウム成分を除去し、溶融めっき金属の融点を高めて、溶接熱影響部の粗粒結晶粒の粒界にマグネシウム成分を含む溶融金属が浸透することを抑制して、溶融金属脆化割れの発生を抑制する溶接法が提案されている(特許文献1参照)。この溶接法においては、フッ化アルミン酸カリウムはそれ自体では粉体であるので、フッ化アルミン酸カリウムの水分散液を吹き付け、乾燥させて、溶接部にフッ化アルミン酸カリウムを付着させている。   In order to solve such problems in fusion welding of Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet, potassium fluoroaluminate is already attached to the fusion-welded part of Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet and fusion welding is performed. By removing magnesium and aluminum components, which are alloy plating components, from the weld zone, increasing the melting point of the hot-dip metal, and allowing the molten metal containing the magnesium component to penetrate into the grain boundaries of the coarse crystal grains in the weld heat affected zone There has been proposed a welding method that suppresses the occurrence of molten metal embrittlement cracks (see Patent Document 1). In this welding method, potassium fluoroaluminate is a powder by itself, so that an aqueous dispersion of potassium fluoroaluminate is sprayed and dried to adhere potassium fluoroaluminate to the weld. .

しかし、フッ化アルミン酸カリウムの水分散液を溶接部に吹き付け、乾燥させる方法は、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶接部によっては、液垂れを起こすことから、採用し難く、また、水の蒸発後は、フッ化アルミン酸カリウムは粉体として鋼板の溶接部の表面に付着しているだけであるので、振動や衝撃によって、鋼板の表面から容易に剥落する問題がある。   However, the method of spraying and drying an aqueous dispersion of potassium fluoroaluminate on the welded part is difficult to adopt because it causes dripping depending on the welded part of the Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet. After evaporating, potassium fluoroaluminate is only adhered to the surface of the welded portion of the steel sheet as a powder, so that there is a problem that it easily peels off from the surface of the steel sheet due to vibration or impact.

そこで、アルコール類やグリコールエーテル類を有機溶媒として用いると共に、12−ヒドロキシステアリン酸をゲル化剤として用いて、フッ化アルミン酸カリウムを含むペースト状組成物を得ることが試みられているが(特許文献2参照)、得られる組成物は殆どゲル化せず、又は非常に不十分である。しかも、得られる組成物は、チキソトロピー性をもたないために、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接部に塗布する際の塗布性に劣り、液垂れを起こす問題がある。即ち、従来、フッ化アルミン酸カリウムを含むペースト状フラックスであって、実用的なものは得られていない。   Then, while using alcohol and glycol ether as an organic solvent and using 12-hydroxystearic acid as a gelling agent, it is tried to obtain a paste-like composition containing potassium fluoroaluminate (patent). Reference 2), the resulting composition hardly gels or is very poor. And since the composition obtained does not have thixotropic property, there exists a problem which is inferior to the applicability | paintability at the time of apply | coating to the fusion-welded part of a Zn-Al-Mg alloy plating steel plate, and raise | generates dripping. That is, conventionally, a paste-like flux containing potassium fluoroaluminate has not been obtained.

特開2005−118797号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-118797 特開2007−313535号公報JP 2007-31535 A

本発明者等は、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接における上述した問題を解決するために鋭意研究した結果、ゲル化剤として、ベンジリデンソルビトール系ゲル化剤を用いると共に、好ましくは、これに溶媒と樹脂を最適に組み合わせて、フッ化アルミン酸カリウムをペースト状とすることによって、チキソトロピー性を有し、従って、塗布性にすぐれて、塗布に際して、液垂れを起こさず、しかも、塗膜の乾燥性が適度であり、更に、このようにして形成された乾燥塗膜が鋼板表面への接着性にすぐれ、かくして、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接作業を著しく容易にし、効率を高めることができる実用的なペースト状フラックスを得ることができることを見出して、本発明を完成するに至ったものである。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems in fusion welding of Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheets, the present inventors have used a benzylidene sorbitol-based gelling agent as a gelling agent. By combining the solvent and resin optimally and making potassium fluoroaluminate into a paste form, it has thixotropy, so it has excellent coating properties and does not cause dripping during coating. Furthermore, the dryness of the coating film is moderate, and the dried coating film formed in this way has excellent adhesion to the surface of the steel sheet, thus greatly facilitating the fusion welding work of the Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet and improving the efficiency. The present invention has been completed by finding that a practical paste-like flux capable of increasing the resistance can be obtained.

従って、本発明は、上述したように、フッ化アルミン酸を必須成分として含み、ゲル化剤として、ベンジリデンソルビトール系ゲル化剤を用いて得られるZn−Al−Mg合金めっき鋼板溶融溶接用ペースト状フラックスであって、チキソトロピー性を有し、従って、塗布性にすぐれて、塗布に際して、液垂れを起こさず、しかも、塗膜の乾燥性が適度であり、更に、このようにして形成された乾燥塗膜が鋼板表面への接着性にすぐれ、かくして、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接作業を著しく容易にし、効率を高めることができる実用的なペースト状フラックスを提供することを目的とする。   Therefore, as described above, the present invention contains Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet fusion welded paste containing fluoroaluminic acid as an essential component and obtained by using a benzylidene sorbitol-based gelling agent as a gelling agent. It is a flux, has thixotropy, and therefore has excellent coating properties, does not cause dripping upon coating, and has a moderate drying property. Further, the drying formed in this way The purpose of the present invention is to provide a practical paste-like flux that has excellent adhesion to the surface of the steel sheet, thus making the fusion welding work of the Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet significantly easier and increasing the efficiency. To do.

本発明によれば、有機溶媒、樹脂、フッ化アルミン酸カリウム及びジベンジリデンソルビトール、トリベンジリデンソルビトール及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のベンジリデンソルビトール系ゲル化剤を含有することを特徴とするZn−Al−Mg合金めっき鋼板溶融溶接用ペースト状フラックスが提供される。   According to the present invention, it contains at least one benzylidene sorbitol-based gelling agent selected from the group consisting of an organic solvent, a resin, potassium fluoroaluminate and dibenzylidene sorbitol, tribenzylidene sorbitol, and derivatives thereof. A paste-like flux for fusion welding of a Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheet is provided.

本発明のZn−Al−Mg合金めっき鋼板溶融溶接用ペースト状フラックスは、フッ化アルミン酸を必須成分として含み、ゲル化剤として、ベンジリデンソルビトール系ゲル化剤を用いて得られるものであって、チキソトロピー性を有し、従って、塗布性にすぐれて、塗布に際して、液垂れを起こさず、しかも、塗膜の乾燥性が適度であり、更に、このようにして形成された乾燥塗膜が鋼板表面への接着性にすぐれ、かくして、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接作業を著しく容易にし、効率を高めることができ、実用性にすぐれるものである。   The paste-like flux for fusion welding of Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet of the present invention contains fluorinated aluminate as an essential component, and is obtained using a benzylidene sorbitol-based gelling agent as a gelling agent, It has thixotropic properties, and therefore has excellent coating properties, does not cause dripping during coating, and the coating film has an appropriate drying property. Thus, the fusion welding operation of the Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheet can be remarkably facilitated, the efficiency can be increased, and the utility is excellent.

本発明によるZn−Al−Mg合金めっき鋼板溶融溶接用ペースト状フラックスは、有機溶媒、樹脂、フッ化アルミン酸カリウム及びジベンジリデンソルビトール、トリベンジリデンソルビトール及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のベンジリデンソルビトール系ゲル化剤を含有することを特徴とする。   The paste-like flux for fusion welding of Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheet according to the present invention is at least one selected from the group consisting of organic solvents, resins, potassium fluoroaluminate and dibenzylidene sorbitol, tribenzylidene sorbitol, and derivatives thereof. The benzylidene sorbitol-based gelling agent is contained.

本発明において、Zn−Al−Mg合金めっきは、通常、Mg0.05〜10重量%、Al4〜22重量%、残部Znからなるが、必要に応じて、Tiを0.1重量%以下、Bを0.045重量%以下及び/又はSiを2.0重量%以下含んでいてもよい。   In the present invention, the Zn—Al—Mg alloy plating usually comprises 0.05 to 10% by weight of Mg, 4 to 22% by weight of Al, and the balance Zn, but if necessary, Ti is 0.1% by weight or less, B May be 0.045% by weight or less and / or Si may be 2.0% by weight or less.

本発明によるペースト状フラックスにおいて、有機溶剤は、特に限定されるものではないが、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類及びグリコールエーテルエステル類よりなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられる。このような好ましい有機溶剤の具体例としては、アルコール類として、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、3−メチル−3−メトキシブタノール、3−メトキシ−1−ブタノール等を挙げることができ、グリコール類として、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等を挙げることができ、グリコールエーテル類として、例えば、上記グリコール類のメチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテル、フェニルエーテル等を挙げることができ、グリコールエーテルエステル類として、例えば、上記グリコールエーテル類のアセテート等を挙げることができる。   In the paste-like flux according to the present invention, the organic solvent is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of alcohols, glycols, glycol ethers and glycol ether esters is preferably used. Specific examples of such a preferable organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 3-methoxy-1-butanol, and the like. Examples include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and the like, and examples of glycol ethers include methyl ether, ethyl ether, propyl ether, butyl ether, and phenyl ether of the above glycols. Examples of glycol ether esters include acetates of the above glycol ethers.

本発明において、このような有機溶剤は、その他の成分との関係において適宜に定められるが、ペースト状フラックスの重量に基づいて、通常、20〜78重量%、好ましくは、25〜60重量%の範囲で用いられる。用いる有機溶剤の量が多すぎるときは、ペースト状フラックスの製造時に各成分をまとめてゲル化することが困難となるおそれがある。他方、有機溶剤が少なすぎるときは、ペースト状フラックスの製造時に各成分をこれに溶解させ、又は分散させることが困難となり、均一なゲルが形成できないおそれがある。   In the present invention, such an organic solvent is appropriately determined in relation to other components, but is usually 20 to 78% by weight, preferably 25 to 60% by weight, based on the weight of the paste-like flux. Used in a range. When the amount of the organic solvent used is too large, it may be difficult to gel each component together during the production of the paste-like flux. On the other hand, when the amount of the organic solvent is too small, it is difficult to dissolve or disperse each component in the paste-form flux during production, and there is a possibility that a uniform gel cannot be formed.

本発明によれば、有機溶媒は、上述したなかでも、グリコールエーテル類を含むことが好ましく、特に、エチレングリコールモノブチルエーテルとプロピレングリコールモノブチルエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むものが好ましく用いられる。   According to the present invention, the organic solvent preferably includes glycol ethers among those described above, and in particular, those including at least one selected from the group consisting of ethylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monobutyl ether are preferably used. It is done.

特に、本発明によれば、得られるペースト状フラックスが適度の乾燥性を有するように、有機溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルとエチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶媒であることが好ましく、なかでも、有機溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルとエチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶媒であり、この混合溶媒において、プロピレングリコールモノメチルエーテルの割合が63〜75重量%の範囲であることが好ましい。   In particular, according to the present invention, the organic solvent is preferably a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether so that the obtained paste-like flux has an appropriate drying property. Is a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether, and in this mixed solvent, the proportion of propylene glycol monomethyl ether is preferably in the range of 63 to 75% by weight.

有機溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルからなるときは、得られるペースト状フラックスが乾燥速度が速すぎて、鋼板の表面に塗布するとき、速やかに乾燥塗膜を形成するので、鋼板の表面にてフラックスを延ばし難く、塗布し難くなる場合がある。一方、有機溶媒がエチレングリコールモノブチルエーテルからなるときは、反対に、得られるペースト状フラックスの乾燥速度が遅すぎて、溶接作業の効率を低下させるおそれがある。また、ペースト状フラックスが乾燥塗膜を形成する前に溶接を行えば、塗膜が未だ、鋼板の表面に十分に接着していないので、塗膜が鋼板の表面から剥がれて、揮散する問題も生じる。   When the organic solvent is composed of propylene glycol monomethyl ether, the resulting paste-like flux has a drying rate that is too high, and when applied to the surface of the steel sheet, a dry coating film is formed quickly. It may be difficult to extend and difficult to apply. On the other hand, when the organic solvent is composed of ethylene glycol monobutyl ether, on the contrary, the drying rate of the obtained paste-like flux is too slow, which may reduce the efficiency of the welding operation. In addition, if welding is performed before the paste-like flux forms a dry coating film, the coating film is not yet sufficiently adhered to the surface of the steel sheet, so the problem is that the coating film peels off from the surface of the steel sheet and volatilizes. Arise.

ここに、本発明によれば、上述したように、有機溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルとエチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶媒からなり、この混合溶媒において、プロピレングリコールモノメチルエーテルの割合が63〜75重量%の範囲であるとき、得られるペースト状フラックスが適度の乾燥速度を有し、塗布しやすく、溶接作業の効率を高めることができる。   Here, according to the present invention, as described above, the organic solvent is a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether, and in this mixed solvent, the proportion of propylene glycol monomethyl ether is 63 to 75% by weight. When it is within the range, the obtained paste-like flux has an appropriate drying rate, is easy to apply, and can improve the efficiency of the welding operation.

本発明において、ゲル化剤は、各成分を一体に固体にまとめると共に、得られるゲル化物にチキソトロピー性を有せしめるための成分であり、そのようなゲル化剤としては、ジベンジリデンソルビトール、トリベンジリデンソルビトール及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のベンジリデンソルビトール系のものが好ましく用いられる。   In the present invention, the gelling agent is a component for bringing the components together into a solid and making the resulting gelled product have thixotropic properties. Examples of such a gelling agent include dibenzylidene sorbitol, tribenzylidene. At least one benzylidene sorbitol type selected from the group consisting of sorbitol and derivatives thereof is preferably used.

ジベンジリデンソルビトールの誘導体としては、例えば、ジベンジリデンソルビトールのベンジリデン基中のベンゼン核が任意の位置にて炭素数1〜3のアルキル基やハロゲン原子で置換された化合物を例示することができ、具体例としては、〔ジ(p−メチルベンジリデン)〕ソルビトール、〔ジ(m−エチルベンジリデン)〕ソルビトール、〔ジ(p−クロルベンジリデン)〕ソルビトール等を挙げることができる。   Examples of the derivatives of dibenzylidene sorbitol include compounds in which the benzene nucleus in the benzylidene group of dibenzylidene sorbitol is substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom at an arbitrary position. Examples include [di (p-methylbenzylidene)] sorbitol, [di (m-ethylbenzylidene)] sorbitol, [di (p-chlorobenzylidene)] sorbitol, and the like.

トリベンジリデンソルビトールの誘導体としては、例えば、トリベンジリデンソルビトールのベンジリデン基中のベンゼン核が任意の位置にて炭素数1〜3のアルキル基やハロゲン原子で置換された化合物を例示することができ、具体例としては、〔トリ(p−メチルベンジリデン)〕ソルビトール、〔トリ(m−エチルベンジリデン)〕ソルビトール、〔トリ(p−クロルベンジリデン)〕ソルビトール等を挙げることができる。上記例示したゲル化剤は、単独で用いてもよく、また、2種以上を併用してもよい。   Examples of the derivative of tribenzylidene sorbitol include compounds in which the benzene nucleus in the benzylidene group of tribenzylidene sorbitol is substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a halogen atom at an arbitrary position. Examples include [tri (p-methylbenzylidene)] sorbitol, [tri (m-ethylbenzylidene)] sorbitol, [tri (p-chlorobenzylidene)] sorbitol, and the like. The gelling agents exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

本発明によるペースト状フラックスにおいて、ゲル化剤の含有量は、フラックスの重量に基づいて、通常、1〜7.5重量%の範囲であり、好ましくは、2.5〜7.5重量%の範囲である。ゲル化剤が多すぎるときは、ペースト状フラックスの製造時に、用いる有機溶剤の量にもよるが、有機溶剤に溶解させることが困難となるおそれがあるほか、得られるフラックスのゲル硬度が高すぎて、鉄 板や鋼板の表面への塗布性に劣って、均一な塗膜を形成することが困難となるおそれがある。   In the paste-like flux according to the present invention, the content of the gelling agent is usually in the range of 1 to 7.5% by weight, preferably 2.5 to 7.5% by weight, based on the weight of the flux. It is a range. When there are too many gelling agents, depending on the amount of organic solvent used, it may be difficult to dissolve in an organic solvent, and the resulting flux has too high gel hardness. Therefore, the coating property on the surface of an iron plate or a steel plate is inferior, and it may be difficult to form a uniform coating film.

本発明によるペースト状フラックスは、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板溶接に際して、マグネシウムとアルミニウム成分を除去するための成分として、フッ化アルミン酸カリウムを含有する。   The paste-like flux according to the present invention contains potassium fluoroaluminate as a component for removing magnesium and aluminum components when welding a Zn—Al—Mg alloy plated steel plate.

フッ化アルミン酸カリウムとしては、テトラフルオロアルミン酸一カリウム(K[AlF4])、ペンタフルオロアルミン酸二カリウム(K2[AlF5])、ヘキサフルオロアルミン酸三カリウム(K3[AlF6])等が知られているが、本発明においては、これらは単独で、又は2種以上の混合物として用いられる。 Examples of potassium fluoroaluminate include monopotassium tetrafluoroaluminate (K [AlF 4 ]), dipotassium pentafluoroaluminate (K 2 [AlF 5 ]), and tripotassium hexafluoroaluminate (K 3 [AlF 6 ]). In the present invention, these are used singly or as a mixture of two or more.

本発明において、ペースト状フラックスにおけるフッ化アルミン酸カリウムの割合は、ペースト状フラックスの重量に基づいて、通常、20〜65重量%の範囲であり、好ましくは、35〜60重量%の範囲である。ペースト状フラックスにおけるフッ化アルミン酸カリウムの量が35重量%よりも少ないときは、ペースト状フラックスがZn−Al−Mg合金めっき鋼板の表面に形成した塗膜が鋼板の溶融溶接に際して、溶融金属脆化割れを防止する効果を十分にもたない。しかし、フッ化アルミン酸カリウムの量が65重量%を超えるときは、得られるペースト状フラックスが硬すぎて、鋼板表面への塗布性が悪い。


In the present invention, the ratio of potassium fluoroaluminate in the paste-like flux is usually in the range of 20 to 65% by weight, preferably in the range of 35 to 60% by weight, based on the weight of the paste-like flux. . When the amount of potassium fluoroaluminate in the paste-like flux is less than 35% by weight, the coating film formed on the surface of the Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet by the paste-like flux becomes a molten metal brittle It does not have the effect of preventing cracking. However, when the amount of potassium fluoroaluminate exceeds 65% by weight, the obtained paste-like flux is too hard and the applicability to the steel sheet surface is poor.


本発明において、樹脂は、一般的には、ペースト状フラックスの製造に際して、各成分をまとめる役割を果たすと共に、得られるペースト状フラックスを鋼板表面に塗布したとき、形成された塗膜の接着剤としての役割を果たす。本発明によるペースト状フラックスにおいては、このような樹脂として、特に、ポリビニルブチラール樹脂が1〜7.5重量%の範囲、好ましくは、2.5〜7.5重量%の範囲で好ましく用いられる。   In the present invention, the resin generally serves to combine the components in the production of the paste-form flux, and as an adhesive for the formed coating film when the obtained paste-form flux is applied to the steel sheet surface. To play a role. In the paste-like flux according to the present invention, as such a resin, in particular, a polyvinyl butyral resin is preferably used in the range of 1 to 7.5% by weight, and preferably in the range of 2.5 to 7.5% by weight.

ペースト状フラックスにおけるポリビニルブチラール樹脂の量が7.5重量%を超えるときは、得られるペースト状フラックスの粘度が高すぎて、塗布性が悪くなり、他方、樹脂の量が1重量%よりも少ないときは、ペースト状フラックスの製造において、各成分を一体にまとめてゲル化することが困難となるのみならず、得られるペースト状フラックスが鋼板表面に対して十分な接着性を有しない。   When the amount of the polyvinyl butyral resin in the pasty flux exceeds 7.5% by weight, the viscosity of the resulting pasty flux is too high, resulting in poor applicability, while the amount of the resin is less than 1% by weight. Sometimes, in the production of a paste-like flux, not only is it difficult to integrate the components together into a gel, but the resulting paste-like flux does not have sufficient adhesion to the steel sheet surface.

本発明によるペースト状フラックスは、その製造方法において、何ら限定されるものではない。基本的には、上述した各成分を均一に混合し、一体にゲル化、即ち、ペースト化すればよい。好ましい製造方法の一例を挙げる。即ち、有機溶剤を例えば、70℃程度の温度に加熱し、撹拌しながら、これに樹脂を加え、溶解させ、次いで、得られた樹脂溶液を上記と同じ温度で加熱し、撹拌しながら、これにフッ化アルミン酸カリウムを加え、分散させる。次いで、得られた混合物を上記と同じ温度に加熱し、撹拌しながら、これに前述したベンジリデンソルビトール系ゲル化剤を加え、溶解させ、このようにして原料溶液を得る。必要に応じて、引き続き、この原料溶液を加熱して、ゲル化剤の原料溶液への溶解を維持しつつ、この原料溶液を所望の形状を有する成形容器に注入し、冷却し、ゲル化させれば、そのような形状を有するペースト状フラックスを得ることができる。   The paste-like flux by this invention is not limited at all in the manufacturing method. Basically, the above-described components may be mixed uniformly to form a single gel, that is, a paste. An example of a preferable manufacturing method is given. That is, for example, the organic solvent is heated to a temperature of about 70 ° C. and stirred, and the resin is added and dissolved therein. Then, the obtained resin solution is heated at the same temperature as above and stirred. Add and disperse potassium fluoroaluminate. Next, the obtained mixture is heated to the same temperature as described above and stirred, and the above-mentioned benzylidene sorbitol-based gelling agent is added and dissolved therein, thus obtaining a raw material solution. If necessary, the raw material solution is subsequently heated to maintain the dissolution of the gelling agent in the raw material solution, and the raw material solution is poured into a molding container having a desired shape, cooled and gelled. Then, the paste-form flux which has such a shape can be obtained.

本発明によれば、ペースト状フラックスの粘度は、用いる有機溶剤、ゲル化剤、樹脂の種類や配合量、フッ化アルミン酸カリウム等の配合量等によって任意に調節することができるが、通常、20℃でスプリットメータ(2Kg荷重)にて測定した値が10〜100mmの範囲にあることが好ましい。   According to the present invention, the viscosity of the paste-like flux can be arbitrarily adjusted according to the organic solvent to be used, the gelling agent, the type and blending amount of the resin, the blending amount of potassium fluoroaluminate, etc. The value measured with a split meter (2 kg load) at 20 ° C. is preferably in the range of 10 to 100 mm.

以下に本発明の実施例と共に比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。フッ化アルミン酸カリウムとしては、テトラフルオロアルミン酸一カリウム(K[AlF4])とヘキサフルオロアルミン酸三カリウム(K3[AlF6])の等モル混合物を用いた。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to comparative examples together with examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. As potassium fluoroaluminate, an equimolar mixture of monopotassium tetrafluoroaluminate (K [AlF 4 ]) and tripotassium hexafluoroaluminate (K 3 [AlF 6 ]) was used.

フッ化アルミン酸カリウムの水溶液をZn−Al−Mg合金めっき鋼板(板厚4.0mmの低炭素鋼熱延鋼板に溶融Zn−Al−Mg合金めっきを施して得られたZn−Al−Mg合金めっき鋼板で、上記めっき層は、アルミニウム6重量%、マグネシウム3重量%、残部亜鉛からなる。以下、同じ。)の溶接部に吹き付け、乾燥させて、フッ化アルミン酸カリウムの粉末を付着させて、このような溶接部に溶融溶接を行うとき、熱影響部近傍に溶融金属脆化割れが発生しないことは既に確認されている(前記特許文献1)。そこで、ここでは、ペースト状フラックスの塗膜の乾燥性と共に、ペースト状フラックスの塗布性、乾燥塗膜の鋼板表面への接着性及びチキソトロピー性(液垂れ性)について調べた。結果を表1に示す。   An aqueous solution of potassium fluoroaluminate was coated with a Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet (a Zn-Al-Mg alloy obtained by subjecting a low-carbon steel hot-rolled steel sheet with a thickness of 4.0 mm to hot-dip Zn-Al-Mg alloy plating. In the plated steel sheet, the plating layer is made of aluminum 6% by weight, magnesium 3% by weight and the remainder zinc. The same shall apply hereinafter) and sprayed and dried to deposit potassium fluoroaluminate powder. It has already been confirmed that molten metal embrittlement cracks do not occur in the vicinity of the heat affected zone when fusion welding is performed on such a weld (Patent Document 1). Therefore, here, the drying property of the coating film of the paste-like flux, the applicability of the paste-like flux, the adhesion property of the dried coating film to the steel plate surface, and the thixotropic property (dripping property) were examined. The results are shown in Table 1.

実施例1〜4
表1に示す成分を表1に示す量にて用いて、それぞれペースト状フラックスを得た。
Examples 1-4
The components shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1 to obtain paste fluxes.

比較例1〜4
表1に示す成分を表1に示す量にて用いて、それぞれペースト状フラックスを得た。
Comparative Examples 1-4
The components shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1 to obtain paste fluxes.

ペースト状フラックスの塗膜の乾燥性
温度20℃、相対湿度65%の環境条件の下で合成毛を有する絵筆にて少量のフラックスを取り、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の表面に80mg/20cm2の割合で薄く塗布して塗膜を形成し、塗膜の表面を指で触れて調べて、塗膜が乾燥したこと(濡れていないこと)が確認できるまでの時間を調べた。このようにして、塗膜の乾燥速度が適度であるとき(実際の溶接作業に好適である5分から15分まで)をA、乾燥速度がやや速いとき(1分から5分未満)又は乾燥速度がやや遅いとき(15分を越えて20分まで)をB、乾燥速度が速すぎるとき(1分未満)又は乾燥速度が遅すぎるとき(20分を超えるとき)をCとした。
Dryness of the coating film of paste-like flux Take a small amount of flux with a paintbrush having synthetic hair under environmental conditions of temperature 20 ° C. and relative humidity 65%, and apply 80 mg / 20 cm on the surface of the Zn—Al—Mg alloy plated steel sheet. A thin film was applied at a ratio of 2 to form a coating film, and the surface of the coating film was touched with a finger to examine the time until it was confirmed that the coating film was dry (not wet). Thus, when the drying speed of the coating film is moderate (5 to 15 minutes, which is suitable for actual welding work), when the drying speed is slightly high (1 to less than 5 minutes) or when the drying speed is When slightly slow (over 15 minutes and up to 20 minutes), B, and when the drying speed is too fast (less than 1 minute) or when the drying speed is too slow (when over 20 minutes), C.

ペースト状フラックスの塗布性
塗膜の乾燥性におけると同様にして、絵筆にて少量のフラックスを取り、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の表面に塗布したときのフラックスの延びと塗膜の均一性に基づいて評価した。フラックスの延びと塗膜の均一性のいずれもよいときをA、少なくともいずれかがやや悪いときをB、少なくともいずれかが悪いときをCとした。
Paste flux applicability In the same way as in the drying property of the coating film, a small amount of flux is taken with a paintbrush and applied to the surface of a Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet, the extension of the flux and the uniformity of the coating film Based on the evaluation. The case where both the extension of the flux and the uniformity of the coating film were good was designated as A, the case where at least one was somewhat bad, B, and the case where at least one was bad, C.

ペースト状フラックスの接着性
塗膜の乾燥性におけると同様にして、絵筆にて少量のフラックスを取り、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の表面に80mg/20cm2の割合で薄く塗布して塗膜を形成し、30分間放置して、前述したようにして、塗膜が乾燥したことを確認した後、台秤の上で荷重が1kgとなるようにその塗膜の表面を指で3回こすって、塗膜の剥がれ具合を調べた。塗膜が全く剥がれないときをA、一部、塗膜が剥がれるときをB、塗膜がすべて剥がれるときをCとした。
Adhesiveness of paste-like flux As with the drying property of the coating film, a small amount of flux is taken with a paintbrush and thinly applied at a rate of 80 mg / 20 cm 2 on the surface of the Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet. After standing for 30 minutes and confirming that the coating film has dried as described above, the surface of the coating film is rubbed with a finger three times so that the load is 1 kg on the platform scale. Then, the degree of peeling of the coating film was examined. The case where the coating film was not peeled at all was designated as A, a part of the coating film was peeled off as B, and the case where the coating film was completely peeled off was designated as C.

チキソトロピー性
鉛直に立てたZn−Al−Mg合金めっき鋼板の表面にフラックスを1g/10cm2の割合で塗布し、1分後にフラックスの下方向に垂れた距離を定規で測定した。フラックスの垂れの距離が1cm未満であって、チキソトロピー性にすぐれるときをA、フラックスの垂れの距離が1cm以上、5cm未満であって、チキソトロピー性が十分でないときをB、フラックスの垂れの距離が5cm以上であって、チキソトロピー性がないときをCとした。
Thixotropic property Flux was applied to the surface of a vertically-arranged Zn—Al—Mg alloy-plated steel sheet at a rate of 1 g / 10 cm 2 , and after 1 minute, the distance of the flux hanging downward was measured with a ruler. A when the sag of the flux is less than 1 cm and excellent in thixotropy A, B when the sag of the flux is 1 cm or more and less than 5 cm and the thixotropy is not sufficient, B, the distance of sag of the flux Was 5 cm or more, and C was defined as no thixotropic property.

粘度
スプレッドメータを用いて、温度20℃、荷重2Kgのときのダンプの広がり(円の直径)を定規にて測定した。
Viscosity Using a spreader, the spread of the dump (diameter of the circle) at a temperature of 20 ° C. and a load of 2 kg was measured with a ruler.

Figure 0005426947
Figure 0005426947

表1において、各成分は以下のものを意味する。
有機溶媒1:プロピレングリコールモノメチルエーテル
有機溶媒2:エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)
樹脂:(株)クラレ製ポリビニルブチラール樹脂「MOWITAL B−30H」
ゲル化剤1:新日本理化(株)製ジベンジリデンソルビトール
ゲル化剤2:12−ヒドロキシステアリン酸
In Table 1, each component means the following.
Organic solvent 1: Propylene glycol monomethyl ether Organic solvent 2: Ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve)
Resin: Kuraray Co., Ltd. polyvinyl butyral resin “MOWITAL B-30H”
Gelling agent 1: Dibenzylidene sorbitol gelling agent 2: 12-hydroxystearic acid manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.

表1に示す結果から明らかなように、本発明によるペースト状フラックスは、塗布性にすぐれ、形成された塗膜が適度の乾燥速度を有し、乾燥した塗膜が鋼板表面にすぐれた接着性を有する。更に、本発明によるペースト状フラックスは、チキソトロピー性を有するので、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板に塗布する際には、比較的低粘度となるので、塗布しやすく、塗布した後は、増粘するので、溶接部が斜面や垂直面であるときも、所謂垂れを起こさない。   As is apparent from the results shown in Table 1, the paste-like flux according to the present invention has excellent applicability, the formed coating film has an appropriate drying rate, and the dried coating film has excellent adhesion to the steel sheet surface. Have Furthermore, since the paste-like flux according to the present invention has thixotropy, it has a relatively low viscosity when applied to a Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet. Therefore, even when the welded portion is an inclined surface or a vertical surface, so-called dripping does not occur.

これに対して、比較例のペースト状フラックスはいずれも、ゲル化剤として、12−ヒドロキシステアリン酸を用いたものであるので、チキソトロピー性をもたず、従って、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶接部が傾斜面であったり、鉛直方向に延びる表面であったりするときには、そのような表面に塗布したフラックスは液垂れが著しく、溶接作業を非常に非効率にする。   On the other hand, since the paste-like fluxes of the comparative examples all use 12-hydroxystearic acid as a gelling agent, they do not have thixotropic properties, and accordingly, Zn-Al-Mg alloy plated steel sheets. When the welded portion is an inclined surface or a surface extending in the vertical direction, the flux applied to such a surface is dripping drastically, making the welding operation very inefficient.

本発明によるペースト状フラックスは、チキソトロピー性を有し、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板の溶融溶接部への塗布性にすぐれて、塗布に際して、液垂れを起こさないのみならず、鋼板への接着性にすぐれるので、溶接作業を著しく容易にする。   The paste-like flux according to the present invention has thixotropy, is excellent in applicability to the fusion welded portion of a Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet, and does not cause dripping during application, but also adheres to the steel sheet. Because it is excellent in performance, welding work is greatly facilitated.

Claims (2)

有機溶媒20〜78重量%、樹脂1〜7.5重量%、フッ化アルミン酸カリウム20〜65重量%及びジベンジリデンソルビトール、トリベンジリデンソルビトール及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のベンジリデンソルビトール系ゲル化剤1〜7.5重量%からなり、有機溶媒がプロピレングリコールモノメチルエーテルとエチレングリコールモノブチルエーテルの混合溶媒であり、この混合溶媒において、プロピレングリコールモノメチルエーテルの割合が63〜75重量%の範囲である、チキソトロピー性を有することを特徴とするZn−Al−Mg合金めっき鋼板溶融溶接用ペースト状フラックス。 20 to 78% by weight of organic solvent, 1 to 7.5% by weight of resin, 20 to 65% by weight of potassium fluoroaluminate, and at least one benzylidene selected from the group consisting of dibenzylidene sorbitol, tribenzylidene sorbitol and derivatives thereof The organic solvent is a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether, and the proportion of propylene glycol monomethyl ether is 63 to 75% by weight. A paste-like flux for fusion welding of a Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet, characterized by having thixotropic properties in the range. 樹脂がポリビニルブチラール樹脂である請求項1に記載のZn−Al−Mg合金めっき鋼板溶融溶接用ペースト状フラックス。   The paste-like flux for fusion welding of Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet according to claim 1, wherein the resin is a polyvinyl butyral resin.
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