JPS5873773A - めつき鋼管の電縫溶接部の補修方法 - Google Patents

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】 本発明は、・ビードカット一部に補修用金属線材を溶融
付着させて、超音波振動を与えるめっき鋼管の電縫溶接
部の補修方法に関する。

従来のめつき鋼管の電縫溶接部の補修方法として、溶射
法があるが、本発明者らはこの改良法として溶融金属を
供給して超音波振動を与える方法、更には溶融金属に代
えて金属線を供給する方法を先に提案した。以下これら
従来技術及び先行技術につき説明する。

まずめつき電縫鋼管製造一工程の櫃略につき説明する。

第１図に示すように予めめっきされた帯鋼は、ブレーク
ダウンロールによってＵ字型まで成形され、ついでシー
ムガイド部１で円形になると一時に、両端か正しくガイ
ドされながら、合わせ目の開いたオープンノ９イゾ２の
形で溶接工程に移■れる。ここで溶接機３によシ、低周
波又は高周波交−等を電源とし、誘導電流による発熱を
利用して、成形後のオープン・母イア″２の両縁部のみ
を急速かつ集中的に加熱し、ただちにスクイズロール４
で横方向から圧力を加えて接合する。さらに以上のよう
な方法で管が溶接されるときに、スクイズロールの加圧
によって軟化した鋼の一部が押し出されて、管の外側お
よび内側に余盛９（ビード）となって残るが、これらの
うち外側のものは常にビードカッター５によって切削除
去される。また内側のビードは、必要に、応じて成形機
の途中から差し込んだ棒の先にとりつけた刃物で切削除
去される。なお第１図では、外面のビードカッター５を
ライン方向に２台直列に配置しであるが、カッタ刃先の
交換の必要から１台づつ交互に運転される。

この切削により予め施されためつきも同時に除去される
ので、外面のビード部を切削除去後ビード切削面に溶融
めっき金属溶射機６によって溶射皮膜を形成し、補修め
っきをおこなう。

更に補修されたメッキ面は、溶射粒の凹凸があられれ、
外観が落ちる丸め、パフやワイヤープラツシ等の研摩装
置７によって溶射表面を研摩し、平滑にするとともに、
補修部以、外のめつき鋼管光面に付着している溶−射粒
をも研摩除去する。この後電縫管Ｐを冷却し、数組のロ
ールからなる定型機で外径の修ｉ′を行ない、ついで管
に同調して移動する走行４ｊｌｌ断機によって所定の長
さに切断し、仕上げ工゛程１に送る。

このめつき電縫鋼管製造工程において、外面ビード切削
後の従来の溶接部めっき補修は、上述のように溶射法に
よっておこなっていた。

（１）溶射法 この溶射法は、亜鉛線等のめつき金属線をガス及びアー
ク等の熱によって溶融し、圧縮空気郷の圧力の高いガス
によって溶融金属を微粒子化すると同時に、この微粒子
をビード切削面に高速で吹き付け、密着させる方法であ
る。

しかし溶射法による溶射金属と、ビード切削面鋼素地と
の密着は、機械的又は物理的結合である場合が多く、ま
た金属微粒子が素地上に順々に重畳〔ていく密着形態を
なすために核種部分に気孔が多く、その嵩密度は、固体
金属の密度の８０〜９０チに低下する。このため溶射皮
膜の密着性が悪１く、加工された場合に、補修層が剥離
するなどの問題を生じている。

また溶射法で紐、溶射皮膜表面の平滑さを得：１′：す るために研摩を、、、、：ＮＦ、：えて“るが・このよ
うにすると表層の溶射皮膜か除去されて、補修層全体が
薄くなり、補修部分だけ極端に耐食性が劣るなどの問題
が生じる。

この溶射法では、密着性や補修めつき厚を高め防錆性能
を向上させるために、溶射機をライン方向に数台並べた
シ、同一の地点に数台の溶射機を配置し、溶射する々ど
の対策が講じられている。しかし、この場合も溶射法の
本質的な欠点紘補いえず、根本的な対策とはなっていな
いようである。

（Ｉｔ）溶融金属の供給による補修 このような問題点を解決するために本発明者は、補修部
分に溶融金属微粒子でなく、溶融めっき金属そのものを
特殊な手段で接触させ、超音波振動を加えてピードカッ
ト部鋼素地と溶融金属の密着性向上を図る方法を先に、
提案した。

この方法は、第２図に示−すように電気溶接しためつき
一管１１のビード部を切削ノ々イトで削除した後、溶接
部のビードカット面１２に溶融金属供給槽１３から溶融
亜鉛１４を供給する。

これと同時並行して、超音波振動子１５を作動させ、溶
融亜鉛１４、ビードカット面１２及びビードカット面近
傍のめつき層とに超音波振動を加え、ビードカット面１
２上にめっき金属層を形成させる方法である。

この方法によれば、超音波の音圧及び超音波振動による
亜鉛浴中でのキャビテーション効果等によりビードカッ
ト面に生じていた酸化膜等の汚れが除去されるため、鉄
−亜鉛合金層が形成されやすくなり、密着性が良好とな
る。しかも補修めつき層の表面が平滑となるため、溶射
法の場合のように１パフ等の研摩を必要とせず、十分な
めつき厚、均一なめつき層、それに伴って十分な耐食性
が得られる。

属供給槽１３の先端１３１とめつき鋼管１１との関＊′
から外に流出させないで操業する事が比較的困難である
。このため補修めつき幅を一定に保持しにくい欠点があ
る。

（■）金属線の供給による補修方法 この問題点を解決するために本発明者は、溶融金属に代
えて固体のめつき金属線を直接ビードカット面に供給し
て溶融させる方法を先に提案した。

この方法は、第３図に示すように帯鋼の端部と端部とを
密着させ、電縫溶接した後ビード部を切削して平滑にす
る。次いでめっき鋼管２１ノヒ一ドカツト部を中心にバ
ーナー２２等で局部加熱する。こ：の加熱は、めっき金
属線２３が溶融する温度（約４２０℃以上）まで行なう
。

しかる、後導管２４で導びかれためつき金属１ｓ２３を
ピードカット部に供給し、ピードカット部の保有熱量で
溶融させる。更にこの溶融と同時あるい−は再凝固する
までの間に超音波振動子２５で発振した超音波振動を、
超音波チッｆ２６によって溶融金属層に付与し、ビーＰ
・カット部全面にわた）、′溶融金属によ−る表面被覆
層を形成させる。

この方法によれば、めっき金属線２３を必要量に応じて
溶融させながら、・：ビードカット部と同じ幅の超音波
チップ２６によって超音波振動を与え、る良め、溶融金
属示５−ドカット部以外に流出して、操業が妨げられる
おそれがなく、安定し要補修めっきが可能となる。

しかしこの方法では、めっき金属線供給に先立ち、ピー
ドカット部をバーナー等で加熱するため、表面に酸化皮
膜が多量に存在する。このためこの表面にめっき金属線
を供給して溶融付着させると、超音波振動を付与しても
酸化膜を除去することができず、必要なめつき密着力を
確保することができないおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、ピードカット部の加熱後に溶融フラック
スを用いて酸化皮膜を除去してからめつき金属線を供給
して溶融密着させることによシ、補修めつき部の鋼素地
との密着性を向上することができるめっき鋼管の電縫溶
接部の補修方法を得んとするものである。

すなわち本発明は、めっき鋼管の電縫溶接部をピードカ
ットし、、、て加熱した後、該ピードカット部に溶融フ
ラノじ□り・を接触させピードカット部の酸化膜を化学
的に除去して清浄化し、この後ピードカット部に補修用
金属線材を溶融付着させて、超音波振動を与えるめっき
鋼管の電縫溶接部の補修方法である。

以下本発明方法を図示する実施例を参照して説明する。

第４図は電縫溶接部の補修装置を示す。仁の装置は、ビ
ードカ、ツタ−３１からライン進行方向に向ってピード
カット部、加熱装置３２、ピードカット部研摩装置３３
、溶融フラックス供給装置３４、酸化膜除去のための超
音波振動印加装置３５、めっき金属線供給装置３６及び
めっき性能向上のための超音波振動印加装置３７を直列
に配置している。

本発明方法は、まず溶接時に生成・しためつき電縫管３
Ｂ（Ｄピードを♂−°ドカッター３１て除去した後、ビ
ードカット部加熱装置３２により、補修めっきが可能な
温度までピード、カット部分を加熱する。大気雰囲気中
でのピードカット及び加熱によって生成した酸化皮膜を
研摩装置３３で除去する。この後溶融フラックス供給装
置３４によってピードカット部に溶融フラックスを供給
し、研摩によって除去しきれない酸化皮膜及び研摩後溶
融フラックス供給装置３４までの区間で再び生成した酸
化皮膜を化学的に除去して表面を清浄化するっまたフラ
ックスの供給直後に超音波振動印加装置３５によってフ
ラックス層中に超音波を印加し、フラックスと酸化皮膜
の反応を促進させるとともにフラックスを均一にピード
カッ１面に拡張させ、むらなく酸化物を除去する。、こ
の様なフラックス処理の後、適度に予熱しためつき金属
線材３９をピードカット部に送り溶融密着させる。そし
て溶融付着しためつき金属層に、超音波振動印加装置３
７で超音波を印加し、補修めつき皮膜の幅厚さ均−性及
び密着性、濡れ性の向上を図るものである。

ここでピードカット部加熱装置３２は、電縫管の予めめ
っきが施されている部分の品質を害することなく、比較
的狭幅のビードカット表面を均一に予熱することができ
るものであればよい。例えば、高周波誘導加熱器、赤外
轡加熱器、ガスバーナ等が挙げられる。ただし造管ライ
ンによっては、造管径、ラインスピード等の兼ね合いか
ら、溶接時の残留熱だけでもめつき金属線材が溶融、付
着可能な場合がある。この場合には、本加熱装置３２は
、特に使用しなくともよい。

またビードカット部研摩装置３３社、ピードカット幅の
みを連続的にしかも均一に研摩することができるもので
あればよい。例えば鋼線の細いワイヤを束ねた円柱状の
ワイヤブラシを回転軸が電゛−管の中心軸と平行になる
ように配設して、これを回転させ、ピードカット部に適
度に加圧接触させて研摩する方法が好ましい。またピー
ドカッターのようが研削装置を使用することもできる。

ただしこの絣摩装置３３は、生成する酸化膜量及び７ラ
ツクスの効果との兼ね合いで使用されるものであり、フ
ラックスのみで十分補修めっきが可能□逓場合は特に使
用する必要がない。　　　　　　、■ また溶融フラックス撫給装置３４は、フラックス溶融槽
４０に貯蔵された固体フラックスをヒータ４１で加熱溶
融し、溶融フラックスの供給量を調整弁４２で調整して
溶融フラックス供給用導管４３を経て先端部４４からピ
ードカット部に供給するものである。また溶融フラック
ス供給装置３４は、フラックス溶融槽４０内に固体フラ
ックスを供給するホラ／臂４５：及び固体フラックス供
給量調整弁４６を設置している。

更に溶融槽４０’から先端部４４までの区間は、保温用
電気゛ヒーター４７が取付けられ、又先端部４４周囲に
も保温用ヒーター４４ａが取付けられ、これらヒーター
４７．４４ｍは自動温度制御回路（図示せず）によって
全ての個所の溶融フラックスの流動状態を最適に保持し
うる温度に制御されている。

また酸化膜除去のための超音波振動印加装置３５は、超
音波振動子４８で発生した超音波を超音波振動伝達用ホ
ーン４９を経て超音波チップ５０に伝達し１−４ここか
ら超音波振動を溶融フラックス層中に１加するもので、
超音波振動するチップ５０に↓９溶融フラックスをピー
ドカット幅一杯に均一化し、溶融フラックスと酸化膜と
の化学反応を促進させて酸化膜をピードカット面から除
去することができる。このチップ５０は加熱器５１で加
熱されるようになっている。

更にめっき金属線供給装置３６は、種々のめつき金属線
径に対して供給速度を制御してめっき金属線材３９をピ
ードカット部分に的確、に供給するものである。こめ装
−は、めっき金属線スゾール５２に保持されためつき金
属線材３９を送９０−ル５３で連続的に引き出し、先端
部５４からで−ドカット部に正確に供給する。仁の先端
部５４周囲には、予熱器５５が取付けられ、先端部５４
を通過す為めつき金属線材３９を最適温度まで予熱して
ピードカット部での溶融を容易とするものである。

更にまためっき性向上のための超音波振動印加装置３７
は、ピードカット部に連続的に溶着して得られた補修め
つき層に、超音波を印加するもので、超音波振動子５６
で発生した超音波を超音波振動伝達用ホーン５７を経５
て超音波チップ５８から補修めつき層に印加するもので
ある。この超音波−動印加装置３７により、鉄と溶融め
っき金属との界面に残留する鉄酸化皮膜を超音波の音圧
とキャピテション効果により除去して、鉄地と溶融めっ
き金属との接触を良好にして密着性を上昇させると同時
に濡れ性、幅均一性、厚さ烏口性を向上させることがで
きる。

なおとのｉ音波振動印加装置３７は、チッ７′５８の周
囲に超音波チップ加熱器５９を設置して、チツｆ５＆の
先端にめっき金属が凝固して補修めつき部の品質が低下
するのを防止するのが好ましい。

次に第４図の補修装置を用いた具体的な実施例につき説
明する。

めつき電縫管３８は、両面に溶融亜鉛めっき（めっき付
着量、片面５００　ｆ／ｌｔ？　）を施した亜鉛めっき
鋼管とし、このめつき電縫管３８を毎分２５ｍの速度で
造管し、溶接後ビードカッター３１によって外面のピー
ドを切削除去する。

ピードカット部の幅は、約７■であシ、ビード切削直後
のビードカット部の平均温度は約４００℃である。

このピードカット部のみを高周波誘導加熱を利用したピ
ードカット部加熱装置３２により約５５０℃まで加熱昇
温する。続いて研摩ブラシからなる研摩装置３３によっ
て高周波誘導加熱中にビードカット表面に生成した酸化
皮膜、を研摩除去する。研摩ブラシは、鋼製ワイヤーを
円柱状（径３００　ｍ　、長さ２００■）に圧縮成形し
、回転軸を鋼管中心軸と平行となるように配置したもの
で、ピードカットａ面と２００雛の長さで接触して酸化
膜を研摩除去するものである。研１ｅｆ９シの駆動は、
研摩機駆動用モーター６０で行ない、この実施例では１
５００　ｒｐｍ前後の回転数とした。またこの研摩装置
３３は、研摩ブラシを適度の加圧力でビードカット表面
と接触させる機構（図示せず・、［？を備えておシ、加
圧力は研摩表面の状態をｉ察しながら調整できるように
なっている。

研摩により比較的肥厚化した酸化皮膜を除去した後ビー
ドカット部の中心部に溶融フラックス供給装置３４の先
端部４４からビードカット幅よりも狭い幅で溶融フラッ
クスを供給する。

この狭い幅で供給されたフラックスは、供給装置先端よ
りもやや彼方に設置された超音波振動印加装置３５によ
ってビードカット幅まで均一になるとともに鉄酸化皮膜
との反応が促進させられる。ここでこの実施例で使用し
た溶融フラックスは、塩化亜鉛（ＺｎＣ１１）と、塩化
アンモニウム（ＮＨ４Ｃ４）をモル比１：１程度で混合
したものであり、粉末状態の両者を７ラツクス溶融槽４
０中で配合、溶融して製造したものである。

このモル比としたのは、この組成で画壇が共晶し、最も
低融点（２００℃前後）で溶融状態となり流動性が良好
夫あるためである。この融液は無色透明で、１７５℃以
下に冷却すると無色透明のガラス軟塊と１１なる。この
溶融フラックス”・・、１ は、下記の反応でピッドカット表面に生じた酸化膜を除
去するものと推定される。

まず塩化亜鉛では、 Ｆ＠１０４　＋　ｎＺｎｃ４　→ｎＺｎＣ４”Ｆｅ１０
４スケールは、１５２７℃程度の溶融点で、単独では溶
融しないが、ＺｎＣ１＠・Ｆ・ｓｏｎの化合物となると
、融点が下がシ、黒色の溶融体となシ、鉄表面、から除
去されやすくなる。

また塩化アンモニウムでは、 Ｆｅ１０４　＋　８ＮＨ４Ｃ１＋Ｆ＠−＋　４Ｆ＠ＮＨ
８Ｃ４＋　４ｋｎＥ＠　＋　４　ＨＩＯの反応により、
ＦｅＮＨ＠Ｃ１Ｈの黒色溶融体が生成し、スケールは鉄
表面から除去されやすくなる。

ここで本発明で、溶融フラックスを用いたのは次の理由
による。７ラツクスを粉末状態でピードカット部に供給
する方法では１．粉末をビードカット表面にうまく供給
する事が困難であシ、ビードカット部両側に粉末が落下
しやすく、酸化膜の除去された部分と、されない部分と
でむらが生じやすく、酸化膜を均一に除去することが困
難である。

またフラックスを水溶液等の溶液状態で供給する方法で
は、溶液が加熱されたビードカット表面に接触すると、
溶液が蒸発又は飛散するが、ビードカット面にフラック
ス成分もほとんど残留せず、酸化膜除去効果は、Ｃ１と
んど認められない。しかもピードカット部に蒸発潜熱の
大きい液体を与えるため、ピードカット部の温度が低下
し、後工程の亜鉛線溶融に対して好ましくない。

これに対し本発明で採用した溶融フラックス法は、ピー
ドカット部に一定量の７ラツクスを均一に供給でき、溶
融フラックスと酸化膜との反応が供給と同時に起こり、
しかもピードカット部の温度を低下させることがない。

従ってこの方法によれば、酸化膜をほぼ完全に除去する
ことができ、上述した粉末フラックス法、フラックス溶
液法に比較して非常に優れている。ただしピードカット
部以外のめつき電縫鋼管部に７ラツクスが付着すると、
補修めっき後ただちに潮解し、生成したＨＣｌ等がめつ
き表面を浸し、外観をそこねる場合が多い。このため溶
融フラックスの供給は、必要最小限とし、ビードカット
幅から外側へ流出又は飛散しないように注意しなければ
ならない。この実施例では、４■径のノズルを持つ供給
装置先端部４４を使用し、このノズルによって適当量の
溶融フラックスをピードカット部の中心部に供給した。

供給したフラックスは、略帯状をなして連続的にピード
カット部に付着する。しかし供給量を少なく絞ると溶融
フラックスがピー　ドヵット幅全域に広がらないが、幅
が不均一となり、又供給量を必要以上に増加するとピー
ドカット部分を越えて電縫管のめつき部分に流れてしま
い、幅制御が比較的困難である。またピードカット面゛
の状態によっては、一部分でフラ・ツクスがはじかれる
といった現象もｍｌじ、幅制御性と、フラックスの広が
りの均一性に問題が生じる。

この実施例では、この問題を解決するためにピードカッ
ト部に３〜５−の幅で溶融フラックスを供給し、続いて
溶−フラックス層に超音波振動する超音波チッｆ−〇を
接触させた。超音波チップ５０の形状は第６図に示すよ
うに、直径Ｄ（４０■）の耐熱耐酸性のステンレス鋼丸
禅の両側を斜めに削り落とし、がっ電縫管３８のピード
カット面６ノと、丸棒中心軸が一定角度θ（６０°）を
なすように、両側を削り落とした部分の先端を幅ｗ（ｓ
鴎）、長さＬ（４６ｍ＋）、半径Ｒ（３０ｗｍ　）の曲
率を持つ凹面が得られるように研削したものである。ま
た超音波振動子４８鉱、ノルコン酸チタン酸鉛の電歪型
振動子を用いた。この振動子４８を周波数１９．５ＫＨ
ｚ。

出力５００ＷＫ、て振動させ振動伝達用ホーン４９から
超音波チッｆ５０に伝え、この超音波チッｆ５０先端を
ビードカット面に軽く接触させた。

その結果３７−５１の幅で供給されたフラックス層が、
超音波チップ５０の作用により約７〜８■の幅まで均一
に拡張され、７ラツクスの広がシも非常に均一であった
。超音波チップを通過した後のビートカット部面上には
、既ＫＺｎＣ４・Ｆ・１１０４あるいＪ・１．：・・−
Ｆ＊ＮＨ３Ｃ４と思ねれる黒色溶融体が均一に生成己て
いた。

このように超音波振動させたチップを溶融フラックス層
に押し当てることにより、幅制御性、均一性の向上が図
れ、酸化物−７ラツクスの反応性向上も期待できること
が判明した。これは超音波振動の音圧による衝撃、融液
中に発生したキャビテーション気泡の破裂による衝撃等
の機械的又は熱的作用によって酸化膜の破壊と、フラッ
クスの化学的作用が相乗効果的に働くためと思われる。

発明者は、超音波を発振させない状態で超音波チップ５
°０を溶融フラックス層に押しあてたところ、超音波を
印加した場合はど幅、濡れの均一性の効果はなく、この
ことから超音波の効果が確認された。

なお電縫鋼管製造ラインにおいでは造管中電縫鋼管が上
下に振動する。−この実施例では、超音波振動印加装置
３５に振動緩衝機構を備え、超音波振動子４８、振動伝
達用ホーン４９及び超音波チップ５０がめつき電縫管３
８の揺動に合わせて上下するようになっている。また７
ラツクス供給装置３４から金属線材３９の供給地点まで
は、フラックスの解離ガスであるＮＨ，。

ＨＣｌの白煙を生じたが、局所排気装置を使用してこれ
を吸収したので、はとんど作業上の問題とならなかった
。更に超音波チツｆ５０に加熱器５１を取り付け、チッ
プ先端温度がピードカット面温度とほぼ同じ５００℃に
保持されるよう温度制御した。ここで超音；波チッグ５
０直後のピードカット部温度は、約５００℃であり、ピ
ードカット面上には、黒色の溶融物が存在している。

溶融フラックスに超音波振動を与えた後超音波チッグ５
０の彼方２００ｍ＋の地点で径５■の純亜鉛線（金属線
材）をピードカット面に供給した。亜鉛線は、約２０Ｋ
ｆ入りの亜鉛線スグール５２にセットされており、送り
ロール５３によって任意の供給速度でピードカット面に
供給される。この実施例では電縫管３８のめつき量片面
５００　ｆ／ｒ？に合わせ、補修めつき層においても同
様のめつき厚が得られるよう亜鉛線３９を供給した。こ
のめっき厚を得るための亜鉛線材送多速度は、毎分的０
．６７ｆｉ、重量にして毎分８５１程度が必要である。

約−２０Ｋｆの亜鉛線をスプールにセットしたところ、
約４時間の連続操業が可能であった。この実施例では、
亜鉛線供給装置３６の先端の周囲に、予熱器５５を取付
け、ピードカット部に供給される亜鉛線材３９を７Ｑｓ
融点近くまで予熱した。この予熱は、送り速度０，６シ
分のとき、ビードカット部と接触直前の亜、鉛線の温度
が４１０〜４２０℃ｂなるように予熱器５５のヒーター
への電力を調整した。このように予熱をするのは、単に
亜鉛線材３９をビードカット面に供給するだけでは、溶
解に必要な熱量がピードカット面と接触する亜鉛線材３
９の断面からのみしか得・られず・、亜鉛線材３９の供
給量を増し−ていくと、溶解が停止してしまうためであ
る。

亜鉛線材３９がピードカット面に接触すると、溶融し、
これと同時に溶融じｔ亜鉛が７ラツク７ラツクスを使用
した補修めつき法では、フラックスの接触した範囲の幅
と同じ幅の補修めつき層が形成される。しかし仁の方法
では、補修めつき部の厚さが不均一になる傾向にあり、
またフラックスもビードカット幅一杯に供給されないこ
ともありうる。このため補修めつき層を形成後超音波チ
ツｆ５Ｂを軽く接着させ、幅、厚さ均一性を図る。この
ことにより性能、外観ともに更に良好な補修めっきを得
ることができる。ここで亜−溶着後の超音波印加装置３
７は、この実施例では＃融フラックス供給直後の超音波
印加装置３５と形状、機能とも同一のもので、−動緩衝
装置を備えている。また超音波チップ５Ｂには、超音波
チッグ加熱器５９を取付け、温度４５０℃に一定に制御
した。この超音波チップ５８は、温度が低い場合には、
亜鉛がチッグ上で凝固し、凝固□した亜鉛が補修めつき
面を傷つけることがある′１１□ので、４５０〜５００
℃に制御することが好ましい。

またこの超音波チップ５８として、耐熱ステンレスチッ
プ及びモリブデンチップの両方を用いた。ステンレスチ
ップは；４〜５時間の使用により補修めつき層と接触す
る面にキャビテーションによる溶食孔が多数発生し、交
換の必要が生じた。これに対しモリブデンチップは、長
時間にわたって使用ができた。従ってめっきに使用され
る超音波チッグの材質としては、耐亜鉛溶食性を持つモ
リブデンよ使用することが望ましい。更に補惨めつきを
終えたピードカット部の温度は約４５０〜４．８０ｐで
あるが、この方法ではこの温度範囲に保ち、補修めつき
部を合金化させないようにするのが良い。　□なお図示
しないが、補修めつき後のピードカット面は、スリット
ノズルから空気を吹藪付けて、冷却した後補修めつき表
面に残る若干のフシックス残査を水洗によシ除去した。

この補修方法−では、フラックス供給前に、大部分の酸
化膜を研摩機で除去し、必要最小限の７ラツクスを供給
する方式であるため、フラックス残査の発生も少なく、
水洗に際しての問題は少なかった。

次に本発明の他の実施例を第５図にもとづいて説明する
。この補修装置は、溶融フラックス供給装置先端と亜鉛
線供給装置先端とを兼用したものである。この供給装置
先端には、亜鉛線材３９が通る孔が穿たれ、また周囲に
ヘッダ部６２を設けて、ここから溶融フラックスが孔と
亜鉛線材３９との隙間を通って流下し、亜鉛線材３９と
ともにビードカット表面に供給される。

この方法では溶融フラ、ツクス供給装置と、酸化膜除去
のための超音波装置とを削除できるので、装置を小型化
できる。またフラックスと酸化膜との反応時間が短くな
６がめつき性能に関しては、後方の超音波振動印加装置
３７により十分補われるので、はぼ良好な補修めつき層
を得ることがで自る。

しかして上述した実施例で得られた補修めつき層と、従
来法であるガス溶射法、同じ〈従来法である亜鉛線供給
後に超音波を印加するだけの方法とで得られた補修めつ
き層との特性を比較検討する。

第７図（１）は、ビードカッター３１の直後にガス式溶
射を行なって得られめっき補修部の断面図である。この
めっき補修部は、ピードカットされた表面７１に溶射皮
膜７２が重畳して付着している。またピードカット表面
７ノと溶射皮膜７２との界面には極く薄い酸化皮膜７３
が存在している。

この溶射皮ｌｌＸ７２は、後述するように密着性があま
り高くなく、偏平、折り曲げ試験で剥離しやすい。これ
は、溶射粒と酸化度″膜が単に物理的結合をし、又酸化
皮膜も鋼素地から剥離しやすいためである。また溶１射
粒同志も単に重畳しているだけで相互の密着性は低い。

更に補修皮膜の嵩密度も８５％程であシ、酸、性液等に
対する耐食性が劣る。　　　。

また溶射皮膜７２は、電縫管のめつき部表面上にも一部
付着しており、亜鉛の使用効率が低い。なお図示のもの
は１．連射のｔまのもので、通常行なわれているように
溶射後のパフ研摩を行なうと、溶射皮膜７２０大部分は
、消失し、残るのはビードカット表面に近い数ミクロレ
の皮膜のみである。この場合耐食性能は著しく低下する
。

第７図（ｂ）は、亜鉛線供給後超音波を印加しただけの
めつき補修部の断面図である。補修めっき層７４は、電
縫管のめつき部とほぼ同じ厚さが得られている。また補
修めっき層７４の界面は、溶射皮膜と比較して非常に滑
らかで、めっき部表面と区’ｙ；＋ｊＬにくい程度であ
る。頁に補修めつき層７４の嵩密度は、固体亜鉛の密度
とほぼ同じであり、めっき部と同様、均質である。

しかし補修めつき層７４と鋼素地７５の界面には、薄い
酸化皮膜７６が存在し、亜鉛と鋼素地７５との合金化反
応を妨げている。このためこの補修めつき層７４は、偏
平、折シ曲げ等の加工を加えると、容易に剥離が生ずる
。

これに対し第７図（、）は、第４図に示す方法に１Ｊ： よって得た本発明に係る補孝めつき部の断面図１１１１
１１１ である。この−・−めつき部は、第７図（ｂ）のものと
めつき層の厚さ、嵩密度はほとんど変わらない。しかし
フラックスの酸化膜除去作用によ°つて、鋼素地７５と
亜鉛が接触し、鉄−亜鉛合金層が形成されている、この
合金層は、電縫管めつき部の合金層７７よシもやや厚め
であり、ビードカット幅全域にわたシ、はぼ同程度の成
長を示している。この合金層７７の形成により、補修め
つき層７４の密着性は、第７図（ａ）、同図（ｂ）のも
のと比較して、格段の向上を示した。またフラックスを
用いた場合の補修めつき表面は、第７図（ｂ）のものよ
シ！らかで、更に光沢が認められる。

次にこれらめっき補修部の性能を比較した結果を第１表
に示す。

第　　１　　表 ただし、均−性試験社、ＪＩＳによる硫酸銅試験である
。密着曲げ試験は、ビードカット部を短冊状に切断し、
長辺の半分の位置でＯＴ曲げし、折シ曲は部をセロテー
プで剥離したものである。

扁平試験は、ノイグ状のままビードカット部を真横にし
、直径の％　Ｄまで押しつぶし、ビードカット部をセミ
テープで剥離したものである。

土嚢によ゛れば本発明方法による補修皮膜は、全ての調
査項目について第７図（、）のものより優れている。°
また補修めつき層は通常１０μ〜３０μ程度の厚さが要
求されるが、本発明のものは、この目標値を大きく越え
ている。また本発明のものは、第７図（ｂ）のものと比
較してめつを厚、均一性、塩水噴霧試験において大差が
ないが、外観、表面粗さにおいては若干本発明の方が優
れており、また密着曲げ試験、偏平試験においては本発
明の方が格段に優れている。

なおここで実施例で述べた溶融フラックスの種類、組成
、超音波チップの形状、寸法等は、単に１例を示すのみ
で、特に本発明方法を規定するものではなく、他の種類
、組成、他の形状、寸法でもよいことは勿論である。

しかして本発明によれば以下の如き効果が得られる。

この方法によれば溶融フラックスを用いて酸化皮膜を除
去し九後めっき金属線を供給して溶融密着させるので、
補修めつき部の鋼素地、との密着性を向上すること示で
きる。また補修めつき部の嵩轡度は、一体めつき金属と
ほぼ同じで、めっき層は非常に均質である従って密着性
とともに耐食性が優れている。またこの方法によれば、
幅、厚さが均一で、非常に清ら・かな外観の補修めっき
が可能であシ、−電縫管のめつき部と区別できない程の
外観の良好な製品が得られる。

更にピードカット面と補修めっき部の密着が、合金層形
成によるものなので、機械的結合によるものに比較して
密着力の高い補修めつき層を得ることができる。

°　更にまためっき金属線径及び超音波チップの寸法を
変更する辷とによシ、小径から大径まで各種管径の異な
るピードカット幅に対して容易に補修を行なうことがで
きる。

まためっき金属線材を供給することにより、溶射法では
対応できないような極厚めつき部の補修も容易にてき１
、薄めつきから厚めつきまで対応できる補修範凹が広い
。

まためっき金属線材をピードカット部に直接接触させて
溶融させるので、亜鉛の使用効率は１００％に近く、経
済性に優れている。これに対し溶射法では、溶射粒子が
ピードカット部以外にも付着するので、使用効率は５０
チ以下にも低下することがある。

更に亜鉛微粒子が作業環境中に飛散し々いので、作業衛
生上非常に好ましい。

【図面の簡単な説明】

第゛図″′シ第°１．．．ビニ１ぞ１異１従来０補修方
法の説明図、　４図は本発明の補修方法） の−例を示す説明図、第５図は本発明の補修方法の他の
例を示す説明図、第６図は同補修方法で示す超音波チッ
プの先端形状を示す図、第７図（１）及、び同図（ｂ）
　ｔｉそれぞれ異なる従来方法による補修めつき層の断
面図、同図（ｃ）Ｉｒｉ本発明方法による補修めつき層
の断面図である。 ３１・・・ピードカッター、３２・・・ビードカット部
加熱装置、３３・・・ビードカット部研摩装置、３４・
・・溶融フラックス供給装置、３５・・・超音波振動印
加装置、３６・・・めっき金属線供給装置、３７・・・
超音波振動印加装置、３８・・・めつき電縫管、３９・
・・めっき金属線材、４０・・・フラックス溶融槽、４
１・・・ヒーター、４２・・・調整弁、４３・・・溶融
フラックス供給用導管、４４・・・先端部、４５・・・
ホツノｆ−１４６・・・固体フラックス供給量調整弁、
４７・・・保温用電抵ヒーター、４８・・・超音波振動
子、４９・・・振動伝達用ホーン、５０・・・超音波チ
ップ、５１・・・加熱器、５２・・・めっき金属線スグ
ール、５３・・・送りロール、５４・・・めっき金属線
供給装置先端部、５５・・・予熱器、５６・・・超音波
振動子、５７・・・超音波振動伝達用ホーン、５８・・
・超音波チップ、５９・・・加熱器、６０・・・研摩機
駆動用そ一ター、６１・・・ピードカット面、６２・・
・ヘッダ部。 出願人代理人　弁理土鈴　江　武　彦 １６！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. めっき鋼管の電縫溶接部をビードカットして加熱した後
   、該ビードカット部に溶融フラックスを接触させてピー
   ドカット部の酸化膜を（ヒ学的に除去し、次いで上記ピ
   ードカット部に補修用金属線材を溶融付着させて、超音
   波振動を与えることを特徴とするめつき鋼管の電縫溶接
   部の補修方法。