JPH02251600A

JPH02251600A - 被溶接鋼材の表面処理剤

Info

Publication number: JPH02251600A
Application number: JP1071924A
Authority: JP
Inventors: Mikio Ikeda; 池田　幹雄
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1990-10-09
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2782081B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、被溶接鋼材のスパッタの付着を防止すること
を目的とした被溶接鋼材の表面処理剤に関する。

〈従来の技術〉通常、溶接部周辺の母材などに付着したスパッタは、グ
ラインダーや、タガネ等の工具を使用して取り除かなけ
ればならないが、近年、上記のスパッタの付着防止を目
的とした鋼材の溶接部周辺の表面処理方法又は処理剤と
して以下のような発明が提案されている。

（１）特公昭４２−１２９号公報：フェノール系、アル
キド系、ポリウレタン系、尿素系、メラミン系の合成樹
脂と溶剤とを配合した塗料状のスパッタ付着防止剤。

（２）特公昭４７−３２５７３号公報：溶接部周辺に熱
硬化性樹脂を塗布することによりスパッタ、スラグ、フ
ラックス等の付着を防止する方法。

（３）特公昭５１−２９８７１号公報、特公昭５２−４
０２９５号公報：フィラーとして炭化ケイ素又は両性化
合物、酸性無機質を塗料の構成成分中に配合したスパッ
タ付着防止剤。

（４）特開昭５２−４４７４３号公報：アルキド樹脂に
酸化カルシウムと酸化第二鉄の複合焼結粉末体を添加し
たスパッタ付着防止剤。

（５）特公昭４８−２４００９号公報、特公昭４８−２
４０１０号公報、特公昭４８−３０３３７号公報：脱水
素した防錆顔料と樹脂成分とを溶剤に混合した溶接性を
阻害しない防錆塗料。

（６）特公昭５４−１４９１号公報、特公昭４：ｌ−２
７７９号公報、特公昭４３−２７８０号公報：造滓剤と
なるべき成分を含む顔料と樹脂成分とを溶剤に混合した
溶接性を改善する開先部の防錆塗料。

上記した（１）〜（６）の各発明は、いずれも油性の樹
脂単独又は油性の樹脂と耐熱性或いは造滓性のある無機
フィラーとからなる塗料状組成物を溶接部分及びその周
辺に塗布し、鋼材の表面に極めて安定な塗膜を形成する
ことにより溶接スパッタの付着を防止したり開先部の防
錆を図るものである。

しかし、上記したような油性の樹脂を使用する方法にお
いては、塗布時に気化する有機溶剤によって火災の危険
性、毒性、または作業環境の悪化等がもたらされるなど
の欠点がある。

また、最近、上述の溶剤タイプに替えて作業環境の改善
、労働安全などを目的とする不燃性の水ベース処理剤や
この水ベース処理剤を使用した鋼材の表面処理法が提案
されている。このような水ベース処理剤としては以下の
ような発明が提案されている。

（７）特公昭４６−１３８１０号公報：胡粉、タルクに
水溶性のフェノール樹脂と界面活性剤とを配合したペー
スト状の溶接スパッタ付着防止剤。

（８）特公昭５２−２３８９９号公報：界面活性剤と防
錆剤と一価アルコールと水とを混合したスパッタ付近防
止剤。

（９）特開昭５７−１：１１２７０号公報：遊離のカル
ボン酸基又はスルフォン酸基の１種以上を有するアルキ
ド樹脂若しくはアクリル樹脂と、相溶剤と前記遊離のカ
ルボン酸及びスルフォン酸基を中和するに必要なだけの
アンモニア又は低級アミンを含む水溶液とからなる被溶
接鋼材の表面処理剤。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、上記（１）〜（９）の表面処理剤に使用されて
いる合成樹脂の耐熱温度は３００℃以下であり、それ以
上の高温には耐えられない。

又、表面処理剤の構成成分として顔料を使用したものは
、保存安定性が悪く１表面処理剤の保存中に顔料が沈殿
してしまう等の問題かある。又、この顔料の沈殿を防止
するため表面処理剤を高粘度の溶液とした場合、溶液中
における顔料の沈殿を遅滞することはできるか塗布及び
その泡り扱いが不便になる。

又、溶接の終了後、母材から表面処理剤を除去する際、
水ベースの表面処理剤ζ使用した場合には、水洗等の除
去において構を成分である顔料が懸濁物質として排水中
に含まれることになり、公害が発生するので排出するこ
とができなくなる等の問題があった。

〈課題を解決するための手段）本発明は１記に鑑み提案されたもので、溶解度が５以上
であり融点が３００℃以上である無機金属塩或いは有機
金属塩と水溶性結合剤と界面活性剤とを水に溶解してな
る被溶接鋼材の表面処理剤に関するものである。

即ち、本発明の表面処理剤は、水溶性であり且つ融点か
高い固体である無機金属塩或いは有機金属塩を顔料とし
て使用することによって前記した従来の問題点を解決す
るものである。

上記した無機金属塩或いは有機金属塩の水溶性の度合は
、溶解度５以上、即ち水１００　ｇに対して５ｇ以上で
ある。水溶性の低いもの、即ち溶解度５未満のものを顔
料として表面処理剤に使用すると、溶接後に表面処理層
を水洗して除去する工程において、表面処理層中の金属
塩は取れにくく、除去に時間がかかり、或いは金属塩が
除去されないで鋼材表面に残り、塗料の付着性が悪く、
後日、塗料が剥離する等の問題を生じる。従って、水溶
性の高い程、即ち、溶解度が大きい程、水洗によって除
去するという目的には沿うことができる。

又、上記した無機金属塩或いは有機金属塩の耐熱温度（
融点）は３００℃以上、望ましくは４００　’Ｃ以上で
ある。融点が低い金属塩を顔料として使用すると、表面
処理層中の金属塩は溶接熱によって溶融し、傾斜してい
る鋼材や立面へ塗布した場合、溶融した金属塩が開先部
へ流れ込むことによって溶接欠陥を生じる。又、金属塩
が流れ去った箇所（表面処理剤の塗布部分）ではスパッ
タの付着防止が不十分となる。

ここで上記した溶接時の鋼材の溶接熱に関して説明を加
えると、溶接時の鋼材の表面温度はビート部では１００
０℃以上の高温になり、ビート部よりｌＯ１層以上離れ
たところでは溶接諸条件にもよるが３００〜４００℃位
まで上昇することが判明した。

従つて、顔料として使用する無機金属塩或いは有機金属
塩の融点が３００℃以上、望ましくは４００℃以上であ
ればスパッタの付着を防止する効果も低下しないし、又
、ブローホール等の溶接欠陥も生じない。

又、上記した水溶性、融点の条件に加え人体に対する毒
性の無いことを考慮する必要がある。

上記したような特性を有する無機金属塩としては、例え
ば亜硝酸カリウム、硝酸カルシウム、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸ア
ルミニウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化ナト
リウム、塩化第一鉄、ケイ酸ナトリウム、酸化アルミニ
ウムナトリウム、メタホウ酸ナトリウム等を挙げること
ができる。

又、有機金属塩としては、例えばシュウ酸ナトリウム、
安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸鉄、プロピ
オン酸カリウム等を挙げることができる。

上記した無機金属塩或いは有機金属塩の表面処理剤への
配合率は５％以上、望ましくは１０〜５０％が適当であ
る。配合率が５％以下ではスパッタの付着防止の効果が
不十分であり、又、５０％以上では溶接時にブローホー
ルやビットを発生したり溶着金属に溶は込み強度を下げ
る等の問題が発生することがある。

しかし、上記した無機金属塩或いは有機金属塩だけを水
に溶解して作製した表面処理剤は、造膜性がなく、又、
湿潤性もないため水の蒸発後の塗布部分は塩をふいた状
態（金属塩がまだらに点在する状態）にしかならず、ス
パッタの付着防止にほとんど効果がない。

従って、表面処理剤に造膜性をもたせるために水溶性結
合剤１例えばポリビニルアルコール、カルボキシメチル
セルロース、カゼイン、溶性デンプン、ポリアクリルア
マイド等の１種又は２種以上を添加する。

さらに、表面処理剤の湿潤性を上げるために界面活性剤
、例えばノニオン系界面活性剤としてポリエチレングリ
コールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアル
キルアリルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンポリオキシブロビレンジエ
ーテル等のＨＬＢ８以上のもの、アニオン系界面活性剤
としてジアルキルスルホコハク酸エステル、高級アルコ
ール硫酸エステルナトリウム塩、アルキル！酸エステル
ナトリウム塩、アルキルアリル硫酸エステルナトリウム
塩、ポリオキシアルキルエーテルリン酸エステル等の１
種又は２種以上を添加する。

上記したように本発明の被溶接材の表面処理剤は、水溶
性であり且つ融点が高い固体である無機金属塩或いは有
機金属塩と、表面処理剤の湿潤性及び造膜性を保有させ
るための界面活性剤及び水溶性結合剤とから構成される
ものである。

従って、本発明の表面処理剤は、被溶接材のスパッタの
付着防止に優れた効果を有するものであり、特に耐熱性
に優れているので高温の被溶接材においても従来の表面
処理剤に比較して著しいスパッタの付着防止の効果を示
すものである。

又、本発明の表面処理剤を構成する各成分は、水溶性で
あるため、溶接後の水洗により極めて容易に除去するこ
とができ、鋼材に残留する可能性は極めて低く、又、水
洗した排液にも問題はない。

〈実施例）実施例１硫酸ナトリウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１５　　％カルボキンメチルセルロ
ース　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　０．３％ポリエチレンクリコールアルキルエーテル　
　　　　　　　　　　　　　　　　　３　　％防食剤　
　　　　　　　　　　　　　　　０．１％防錆剤　　　
　　　　　　　　　　　　　０．１％水　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８１．５％実
施例２シュウ　酸ナトリウム　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１０　　％ポリアクリルアマイ
ドポリエチレンクリコール　脂肪酸エステル防腐剤水実施例３メタホウ酸ナトリウムポリビニルアルコールアルキル硫酸エステルナトリウム　塩防食剤防腐剤水比較例１硫酸ナトリウム防食剤水比較例２水性アル千ド樹脂防食剤防腐剤水２　　％５　　％０．１％８２．９％２０　　％１０　　％１　　％０．１％０６１％６８．８％３０　　％０．１％６９．９％ｌＯ％０．１％０．１％８９．８％（評価方法）溶接試験には材質５Ｓ−４１、板厚１２ｍｍの鋼材を寸
法５ｏｏｘ　３００＋ｕ＋、　５００ｘ　２００ｍｍと
し、それぞれをＴ型に接合し、接合両面をすみ肉溶接し
た。

溶接条件は、炭酸ガス２５又／分、溶接ワイヤー１．６
＋ｓｓφ、溶接電流３７０〜３８０Ａ、溶接電圧３６〜
３７Ｖ、４層盛とした。試験温度は、溶接開始前に２３
℃、　２００℃、　４００℃となるように予熱して行っ
た。

評価は、試験片に付着したスパッタの数で表わし１表１
に示した。尚、無処理のものをブランクとして評価し、
表１に示した。

表　　１上記した表１より明らかなように本発明の構成を満足す
る実施例１〜３は、各試験温度においてスパッタの付着
防止に優れた効果を示し、ブローホール等の溶接欠陥も
見られなかった。

これに対して比較例１は、無機金属塩のみであるため充
分に母材を被覆できず、スパッタの付着を防止すること
ができなかった。

又、比較例２は、顔料を含有しない合成樹脂の被膜を形
成するものであり、２３℃１２００℃の低い温度ではス
パッタの付着防止に効果を有するが、高温（４００℃）
になると合成樹脂被膜が熱に耐えられないためにスパッ
タの付着防止の効果が著しく低下する。

（発明の効果〉以上説明したように、本発明の被溶接鋼材の表面処理剤
は、水溶性であり融点が高く且つ常態で固体である無機
金属塩或いは有機金属塩を顔料として使用することによ
って、被溶接材のスパッタの付着防止に優れた効果を有
するものである。

従って、本発明の表面処理剤は、特に耐熱性に優れてい
るのて高温の被溶接材においても従来の表面処理剤に比
較して著しいスパッタの付着防止の効果を示すものであ
る。

即ち、例えば傾斜してる高温の被溶接材及び立面に塗布
する場合においても、　３００〜４００℃以上の高温に
も拘らずタレを生じることなくスパッタの付着を防止す
ることができる。

又、本発明の表面処理剤を構成する各成分は、水溶性で
あるため、溶接後の水洗により極めて容易に除去するこ
とかでき、鋼材に残留する回部性は極めて低い。

さらに、本発明の表面処理剤を構成する各成分特に金属
塩は、水に対して高い溶解性を有するので水洗した排液
にも問題が生じることがない。

特許出願人　タイホーエ業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

　溶解度が５以上であり融点が３００℃以上である無機
金属塩或いは有機金属塩と水溶性結合剤と界面活性剤と
を水に溶解してなる被溶接鋼材の表面処理剤。