JPS62248510A - 溶接ビ−ド切削部が補修されたアルミニウム系被覆電縫鋼管の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウム被覆鋼帯を素材として連続的に
電縫鋼管を製造するに際して、特定条件下でその溶接ビ
ード部に融点が被覆金属のそれよりも低い補修用被覆金
属を溶融状態で付着させて補修することにより、溶融補
修用被覆金属付着のタイミングに多少のずれがあっても
補修を良好に行うことのできる溶接ビード切削部が補修
されたアルミニウム被覆電縫鋼管の製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術と問題点〕

Ｍ或はＺｎ−ＡＱ合金などで被覆されたアルミニウム系
被覆鋼管は耐食性、耐候性、耐熱性などに優れているこ
とから、建築材料、自動車部品、電気機器材料などに広
く用いられている。このアルミニウム系被覆鋼管は以前
は溶接或は引抜きによって造られた管材料に熱間浸漬め
つき或は電気めっきなどを施すことによって製造されて
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Ａｉ２．　Ｚｎ　−Ａｌ１
合金などのアルミニウム系被覆金属をめっき或はクラッ
ドされた銅帯を素材として用い、これをロールにより幅
方向に曲げて両側縁を突き合わせて管状に成形し、突合
わせ部を溶接縫合することによって電縫鋼管を製造する
方法が主流となっている。この方法では、素材のアルミ
ニウム系被覆層の溶接ビードの近傍部分が破壊されるた
め、その部分においては本来の耐食性や耐熱性などの特
性が損なわれるし。

また電縫鋼管表面の一部を形成することになる溶接ビー
ドには元来このような特性を有するめっき層は存在しな
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、溶接後に溶接ビード部の肉盛りを切削除去し
、その部分（以下、溶接ビード切削部と言う）に素材の
アルミニウム系被覆層と同一ないしは類似の組成の金属
または他種の金属（以下、これらの金属を補修用被覆金
属と言う）を溶射して被覆層を形成せしめる方法が実施
されている。しかしながらこのように形成される補修被
覆層は１本質的に鋼素地と冶金学的に均質に反応した層
ではなくて溶接ビード部生成前の素材に形成されている
素材であるアルミニウム系被覆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被覆層は投錨効果に
よって溶接ビード切削部に付着したものであるため密着
性が悪く、また溶射が酸化性雰囲気下で行われるため補
修被覆層そのものが酸化物を巻き込んだ多孔質なものと
なり、耐食性や耐熱性などの性能がアルミニウム系被覆
層よりも劣る問題点があった。

この問題点については、溶射技術の改良或は補修用被覆
金属の組成の再検討によって補修被覆層の鋼素地との結
合強化や均質化を図ったり、フラッ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って補
修被覆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被覆層がいずれも造管前の素材が
有している良好なアルミニウム被覆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。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記従来技術の問題点を解決し。

溶接ビード切削部に形成させた補修被覆層が、素材のア
ルミニウム系被覆層と同様に密着性良く耐食性に優れて
いるアルミニウム被覆電縫鋼管の製造方法を提供するこ
とを目的に研究した。その結果、電縫後の未だ高温のう
ちに溶接ビード部の切削及び溶接ビード切削部への溶融
状態の補修用被覆金属（以下、溶融補修用被覆金属と略
称することがある）の付着を非酸化性雰囲気下で行うこ
とにより非常に優れた効果が得られた。この方法は、一
つには補修用被覆金属と溶接ビード切削部とを短時間に
金属学的に反応させようとするものであり、そのために
は両者の温度が共に少なくとも補修用被覆金属の融点以
上にあることが必要である。

そして溶接ビード切削部については素材鋼帯の電縫溶接
後の未だ高温であるときを利用するのであり、従って溶
融補修用被覆金属の付着は電縫溶接及び溶接ビード部の
切削に続いて溶接ビード切削部が未だ高温のうちにタイ
ミングを逸せず行う必要があり、このタイミングが不適
当でない限り上記の如く優れた効果が得られたのである
（特願昭５９−２４６２４０号、同６０−１５１２２２
号、同６０−２５０４７６号参照）。

しかしながら、このタイミングはすなわち造管速度と溶
融補修用被覆金属の付着位置との関係であり、そして素
材鋼帯の厚さ、鋼種、管径等の種々な条件によって造管
速度、電縫溶接後の高温時間を異にする。従って、アル
ミニウム系被覆電縫鋼管の製造工程における上記タイミ
ングが成る条件下で適切であっても他の条件下では必ず
しも適切ではなく、溶接ビード切削部側の温度が充分高
くない状態が生じ、そのためそこに付着した溶融補修用
被覆金属が鋼素地と金属学的に反応することなく凝固し
て密着性の全くない被覆層が形成されることになる。そ
してこのような溶接ビード切前部の鋼素地との密着性に
問題があるばかりでなく、素材のアルミニウム系被覆層
との境界における密着性にも類似の問題点があったので
ある。この傾向は、補修用被覆金属の融点が高い（従っ
て凝固温度が高い）場合、例えばアルミニウム系被覆鋼
帯を素材としてアルミニウムを補修用被覆金属とするよ
うな場合に、特に甚しかった。そのため、このような場
合には条件が変る毎にタイミングを設定し直す必要があ
り、また設定し直しても時には多少のずれのために失敗
する等の問題点があった。従って、補修用被覆金属を非
酸化性雰囲気下で付着させることによって、得られるア
ルミニウム系の補修用被覆層が酸化物を巻き込んだ多孔
質なアルミニウム被覆層となることから防止できても、
上記タイミングの不適切からその密着性のみならず耐食
性も劣るものになることがあるので１本発明者等は更に
研究を進めた結果、本発明を守成したのである。

すなわち本発明は、アルミニウム系被覆鋼帯を素材鋼帯
としてこれを水平に移動せしめながら管状成形９両側縁
の突合せ部の電縫溶接、溶接ビード部の切削、溶融状態
の補修用被覆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電縫鋼管を
製造するに際して、溶接ビード部の切削及び溶接ビード
切削部の補修を非酸化性雰囲気下で行い且つ補修用被覆
金属として素材鋼帯のアルミニウム系被覆金属よりも低
い融点を有する金属を使用することを特徴とする溶接ビ
ード切削部が補修されたアルミニウム系被覆電縫鋼管の
製造方法に関するものである。

〔構成の説明〕

以下１本発明方法を詳細に発明する。

本発明方法によりアルミニウム系被覆鋼帯を素材鋼帯と
して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、素材鋼帯を水平に移動せしめながら、造管機
のフォーミングロールにより幅方向に弯曲させて両側縁
を突き合わせる管状成形、次いでスクイズロールで上記
突合せ部を溶接して溶接ビード部を形成せしめる電縫溶
接、次いでバイト使用する溶接ビード部の切削、次いで
溶融補修用被覆金属の付着による溶接ビード切削部の補
修、次いで冷却、最後にロールによる矯正の各工程を連
続的に実施するのである。

ところで本発明においては、上記製造に際して溶接ビー
ド部の切削及び溶接ビード切削部の補修を非酸化性雰囲
気下で行い且つ補修用被覆金属として素材鋼帯のアルミ
ニウム系被覆金属よりも低い融点を有する金属を使用す
るのである。溶接ビード切削部の補修は溶接ビード部を
形成せしめる電縫溶接及びそれに続く溶接ビード部の切
削に連続して行うから、溶接ビード切削部が未だ高温で
あるうちに溶融補修用被覆金属を付着させることになる
。

補修用被覆金属として、実用的にはＺｎ−Ａｌ１合金が
好ましい、純アルミニウムの融点は６６０℃であるが、
Ｚｎ−ＡＱ合金の場合には乃の含有率が高くなるに従っ
てその融点は最低３９０℃にまで低下するから、素材鋼
帯のアルミニウム系被覆金属の融点よりも低い融点を有
するＺｎ−Ａｌ１合金を選定することができる。このよ
うな補修用被覆金属を用いることにより、補修被覆層の
優れた密着性と耐食性が得られるのである。補修用被覆
金属の選定に当っては、要求される他の性質も得られる
ように考慮するのが好ましい０例えば、補修作業を行い
易くするには鵠含有率が５〜５０％程度のものが好まし
く、また耐熱性を必要とする電縫鋼管の場合には、Ｍ含
有率がほぼ５０％以上のＺｎ−Ａｌ１合金が好ましい、
なお、ＡＱ含有率が１０％以上のＺｎ−Ａｌ１合金を補
修用被覆金属として使用すると、溶接ビード切削部の鋼
素地と必要以上に反応してそれとの界面に厚い合金層を
生成し、加工後の補修被覆層の密着性を低下させること
があるがら、この合金層の成長を抑制するために必要に
応じて少量の計を添加しても良い。

補修用被覆金属を゛均一な厚さで溶接ビード切削部へ付
着させるには次の方法が好ましい、すなわち、溶接ビー
ド切削部が管の頂部または底部に位置している状態で水
平に移動せしめ、前者の場合は下方に開口するノズルを
、後者の場合は上方に開口するノズルをそれぞれ溶接ビ
ード切削部へ近接する位置（溶融補修用被覆金属のメニ
スカスを形成させる位置）に設置しておき、これらのノ
ズル面よりも高い一定のレベルの液面と所定温度とに補
修用被覆金属が維持された溶融補修用被覆金属タンクと
上記ノズルとを底管またはサイフオンで接続してヘッド
差によりノズルに所定温度の溶融補修用被覆金属を供給
してノズルから流出させながら溶接ビード切削部へ付着
させ、付着量（めっき厚さ）はヘッド差及び造管速度の
調節によって行う。また、非酸化性雰囲気を形成するに
は、溶接ビード部の切削及び溶接ビード切削部への溶融
補修用被覆金属の付着を行う部位を含むシールボックス
を設け、この中にＮ３ガス、＾ｒガス等の非酸化性ガス
を充満させれば良い。非酸化性ガスの使用量を節約する
にはシールボックスをできるだけ小さくすることが好ま
しい０本発明方法を実施するには１以上の如き溶融補修
用被覆金属付着用の装置及び非酸化性雰囲気形成から主
として成る補修被覆装置を備えた造管機によるものが良
い（前記３公報参照）。

〔効果〕

本発明方法によれば、アルミニウム系被覆鋼帯を素材鋼
帯として電縫鋼管を連続的に製造するに際して、溶接ビ
ード部の切削及び溶接ビード切削部への溶融補修用被覆
金属の付着を非酸化性雰囲気下で行い且つ素材のアルミ
ニウム系被覆鋼帯よりも融点の低い補修用被覆金属を使
用することにより、補修用被覆層が多孔質となって耐食
性の劣ることを防止すると共に、溶融補修用被覆金属の
付着のタイミングが多少ずれて溶接ビード切削部の温度
かやＮ低い温度になっている場合でも溶融補修用被覆金
属が直ちに凝固することなく鋼素地や素材のアルミニウ
ム系被覆層と金属学的に反応して密着性の良好な補修被
覆層を形成させることができるのである。

〔実施例１〜４．比較例１〜２〕 以下、本発明を実施例、比較例により更に具体的に説明
する。

製造： 板厚１．６■の溶融アルミめっき鋼板〔めっき付着量９
０ｇ／ｍ（片面）、めっき層の組成ニアルミニウム９０
％十珪素９％十鉄１％、融点６０５℃〕を前記説明の補
修被覆装置を備えた造管機に通し、電縫溶接した直後に
非酸化性雰囲気中で溶接ビード部を切削し、続いて同じ
非酸化性雰囲気中で未だ高温状態の溶接ビード切削部に
ノズルから供給される後記する種々の溶融補修用被覆金
属を付着させて補修被覆層を形成させた。溶接ビード切
削部の幅は４■とじ、補修被覆層の幅もこれと同一にな
るようなノズルを選定し、造管速度を６０ｍ／分とし、
これに対し補修被覆層の厚さが約３０μになるように溶
融補修用被覆金属の供給圧力を設定し、ノズルと補修対
象面とのクリアランスも適正に調整した。ノズルの位置
は、後記する比較例の場合には良好な補修被覆層が得ら
れないように電縫溶接位置からやＮ離れた位置とした。

各実施例、比較例を通じて補修用被覆金属の組成及び温
度以外の製造条件はすべて一定とした。補修用被覆金属
として、第１表に示すように、本発明の規定範囲内の４
種類のＺｎ−ＡＱ系合金（実施例１〜４）と規定範囲外
の２種類のアルミニウム系補修用被覆金属（比較例１〜
２）を採用し、第１表に示す各温度に溶融して使用した
。

第１表 密着性、性能の調査： このように製造して得られた種々のアルミニウム系被覆
電縫鋼管についてそれぞれの補修被覆層の密着性と耐食
性、耐熱性等の性能とを調査した。

密着性は、補修被覆層の部分を外側にして半径１５０■
の曲げ加工をし、補修被覆層表面にセロハンテープを貼
り付は剥離したときのセロハンテープへの補修被覆層の
付着量によって調べた。

補修被覆層の耐食性は、１０００時間の塩水噴霧試験（
ＪＩＳ　Ｚ　２３７１）に供した後、補修被覆層及びそ
の周辺の腐食状態を肉眼で観察して調査した。

補修被覆層の耐熱性は、電縫鋼管を４００℃×５００時
間、５００℃×５００時間および６００℃×５００時間
の耐熱試験に供した後、補修被覆層の素地鋼の酸化の程
度を光学顕微鏡による断面組織の観察によって調査した
。

結果： これらの試験結果をまとめて第２表に示す。

第２表 庄１）補修被覆層の密着性の評価基準 Ｏ：剥離なし、 Δ：部分的剥離 Ｘ：全面剥離 注２）耐食性の評価基準 ０：赤さびの発生なし。

Δ：補修被覆層と素材の被覆層の境界部で赤さびが発生
、 注３）耐熱性の評価基準 ０：鋼素地の酸化なし。

Δ：鋼鋼素が部分的に酸化 ×：鋼素地の酸化大 第２表から１本発明方法によれば得られる補修被覆層の
密着性及び耐食性は、比較例１，２の如く溶融補修用被
覆金属付着のタイミングの多少のずれによって良好に得
られない場合においても、実施例１〜４の如く優れたも
のであることが判る。

また、第１表には示していないが、素材のアルミニウム
系被覆層と実施例１〜４の補修被覆層の境界部は完全に
融合していて密着性は極めて優れていた。

なお耐熱性は、補修被覆層中の鵠濃度が高い場合には鋼
素地の酸化を防止するのに充分な性能を有し、ＡＩｌ濃
度が低い場合には耐熱性は必ずしも充分ではないが、い
ずれの場合でも耐食性は良好である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アルミニウム系被覆鋼帯を素材鋼帯としてこれを水
   平に移動せしめながら管状成形、両側縁の突合せ部の電
   縫溶接、溶接ビード部の切削、溶融状態の補修用被覆金
   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電縫鋼管を製造するに際して
   、溶接ビード部の切削及び溶接ビード切削部の補修を非
   酸化性雰囲気下で行い且つ補修用被覆金属として素材鋼
   帯のアルミニウム系被覆金属よりも低い融点を有する金
   属を使用することを特徴とする溶接ビード切削部が補修
   されたアルミニウム系被覆電縫鋼管の製造方法。 ２　補修用被覆金属として使用する素材鋼帯の被覆金属
   よりも低い融点を有する金属がＺｎ−Ａｌ合金である特
   許請求の範囲第１項に記載の溶接ビード切削部が補修さ
   れたアルミニウム系被覆電縫鋼管の製造方法。