JPS63219600A - 鉄鋼材溶接開先部の処理方法 - 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） 鉄鋼材の溶接施工に先立つ開先部の赤さびや油脂、塗膜
、汚れなどの除去処理と、同処理後は水洗しなくてもフ
ラックス的効用により溶接性を損なわず、むしろ改善す
ることを特徴とする鉄鋼材溶接開先部の処理方法に関す
る。

（従来の技術〉 溶接施工部にミルスケール、赤さび、油脂、塗膜などの
異物が付着していると溶接性を損なうため、従来は開先
切削、グラインダー、ディスクサンダーなどの機械的手
法によりミルスケール、赤さびの除去が行われるが、工
程待ち中に赤さびか発生するため、溶接施工直前に再度
グラインダーなどによる除錆作業を必要とし、作業性と
作業能率上好ましくなかった。

このため本発明者は、先に特公昭４３−２７７９号、特
公昭４３−２７８０号、特公昭５４−１４９１号等によ
り、開先部用防錆塗料を開発し成果を上げてきた。これ
らはウレタン系、アルキッド系樹脂を基剤とし、これに
脱水素剤として弗素油などの含弗素高分子物質を、さら
に必要に応じて炭酸カルシウム、蛍石などの造滓剤およ
びフェロシリコン、フェロマンガン等の脱酸剤を配合し
たもの、さらにこれらを改善するものとして、アルキッ
ド系、ウレタン系、フェノール系、尿素系等の樹脂を基
剤として、これにワックス類と溶剤を配合したもの、さ
らに必要に応じて含弗素高分子物質を配合したもので、
開先部の防錆処理剤として相当の効果があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 然しながら、上記の開先用防錆塗料は合成樹脂被膜を開
先部に形成するものであるから、塗膜が厚いと溶接時に
この被膜が熱分解しガスを発生してブローホールの原因
となり、また溶接金属への炭素や炭化物の混入など、溶
接性を損なう惧れがあった。反面この溶接欠陥を回避せ
んとして塗膜な暉くすると防錆効果を損ない経時的に点
さび状のさびを発生するという新たな問題点が見出され
た。

本発明は、中性で安全無害な水溶液を電解液として用い
、開先面に発生した赤さびは勿論、上述の開先用防錆塗
料の塗膜上に発生した点さびと仝塗膜とを同時に電解処
理によって除去し、しかも溶接性を損なわぬ溶接施工前
における開先部の防錆、清浄化処理方法を提供せんとす
るものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の要旨とするところは、溶接施工に伴う鉄鋼材温
・接開先部の除錆、清浄化に当り、溶接すべき鉄鋼材が
直流電源の陰極となる如く接続し、電導性材質よりなる
対極を該′ｉ！源の陽極に接続すると共に、該鉄鋼材と
対極との間に綿布やナイロン不織布のような滞水性電気
絶縁材を介在させながら、該絶縁材に硼酸、燐酸、塩酸
の各ナトリウム塩やカリウム塩の一種または二種以上を
主剤とする水溶液な含浸させた状態で電解処理するか、
あるいは、該処理を行った後、引続き鉄鋼材を直流電源
の陽極に、対極を該電源の陰極に、前記処理とは逆の極
性となるようにその接続を切替えて、前記と同じく電解
処理することを特徴とする鉄鋼材溶接開先部の処理方法
にあり、当該処理方法をもって前記問題点を解決するた
めの手段とした。

〈作　用〉 上記の如く、鉄鋼材を直流電源の陰極側に、電導性対極
を該電源の陽極側に夫々接続し、かつ該鉄鋼材の処理す
べき開先部と対極との間に介在させた滞水性の電気絶縁
材に硼酸、燐酸、塩酸の各ナトリウム塩もしくはカリウ
ム塩の一種または二種以上よりなる略中性の電解液を含
浸させた状態で電解処理することにより、陰極側の開先
面には、後述する電気化学的反応により苛性アルカリが
化成して、開先面上の赤さびに組成変化を及ぼすと共に
脱脂作用を行い、同時に該面上に発生する発生期の水素
による還元作用と剥離作用との相乗効果によって、赤さ
び、塗膜、油よごれなどの異物を効果的に除去する作用
をなす。

例えば、硼砂（硼酸ソーダ）の直流電解に伴う電気化学
的反応は、次の可逆式に依る。

Ｎａ２Ｂ４Ｏ７＋　７　ＨｉＯ＝２　ＮａＯＨ＋　４　
ＨＪＯ：＋すなわち、通電に伴い、陰極側には苛性ソー
ダ（Ｎａ０Ｈ）か、また陽極側には硼酸（Ｈ：＋ＢＯ−
Ｊ）か夫々生成し、また同時に、陰極側には発生期の水
素が、また陽極側には同じく発生期の酸素が夫々生成す
るので、通電中は、陰極側つまり開先面ではＮａＯＨと
Ｈ２による脱脂作用に加えて錆の還元的変性をもたらし
、かつ該水素ガス圧による錆の剥離作用をなす。極性を
逆に切替えると、陽極側となった開先面は硼酸による軽
い酸洗作用を受けると共に、酸素発生に伴う脱水素作用
を受ける。

通電を中止すると、電解液は元の硼砂（Ｎａｔ８４０．
）に近い弱アルカリ性乃至中性の状態にもどり、板金、
開先面にこれが残留しても硼砂としてのフラックス的効
用が期待できる。

尚、燐酸塩の場合は、前記と同様の反応により開先面に
燐酸を化成するため、処理後の開先面の防錆性を維持す
る点で好ましく、また塩化物の場合は、同しく開先面に
化成する塩酸の作用により酸洗作用を促進して開先面の
さび取り速度を早める作用があり、しかもこれらの燐酸
、塩酸は他の酸に比べて溶接性を損なわないことに特徴
がある。これらの場合も通電を中止すれば、電解液は略
々中性にもどる点では前記と同様である。

尚、電解液中の塩、例えば硼酸ソーダ（硼砂）のような
硼醜塩や、燐酸ソーダのような燐醜塩は高温状態で金属
の酸化物を解かす性質があるため、溶接時においてフラ
ックス的な作用効果を奏し、従って溶接前に開先部の電
解液を完全に水洗する必要はなく、むしろその成分が残
存した方か溶接性改善の面で好ましい。

叙上の作用によフて開先部の赤さび、塗膜等の異物は完
全に除去されるため、溶接時付着異物によるブローホー
ルなどの溶接欠陥発生の原因が排除される。但し、上記
の陰極電解処理によれば、鉄鋼材開先面に生成する水素
の一部か鉄鋼材中に吸蔵され、このままではブローホー
ルの生成や水素脆化を招来する惧れもあるので、その対
策として゛逝解処理後、該吸蔵水素か拡散逃出するまで
放置するか、または加熱処理によって蹟極的に放出する
必要があるが、さらに好ましい対策として本発明の第二
の方法では、前記陰極電解処理後、引続いて、鉄鋼材を
陽極とする陽極電解処理を行う　　□ことにより、開先
面に発生する発生期の酸素によって吸蔵水素を簡単に鉄
鋼材中から逃出させ、該処理後、直ちに溶接施工を可能
とし、併せて吸蔵水素によるブローホールの生成や材質
の劣化を効果的に防止するものである。

尚、本発明方法において、電解液を滞水性の電気絶縁材
に含浸せしめた理由は、電解処理用の電解槽を不要とし
、且つ溶接開先部の位置に何ら制約を受けることなく、
局部的に簡易に電解処理を施工可能ならしめるためであ
る。

尚、本発明方法は、単に鉄鋼材に形成した開先部の除錆
、清浄化のみならず、例えば肉盛り溶接面等開先部を有
しない溶接部の除錆、清浄化処理にも勿論適用可能であ
る。

〈実　施　例〉 １、軽度の赤さびが発生した軟鋼板の開先面を対象に、
硼酸ソーダ（硼砂）の飽和溶液を電解液とし、これをス
テンレス鋼装の対極をくるんだ厚手のナイロン不織布に
含浸させ、直流電源の一極を上記軟鋼板に接続し、該対
極を該電源の子種に接続して該対極を軟鋼板開先面に押
し当てた状態で電圧１５Ｖ、電流密度ＩＡ／ｃｍ２によ
り陰極電解処理したところ、軟鋼板開先面の赤さびは簡
単に除去できた。

２、重度の赤さびか発生した軟鋼板の開先面を対象に、
硼酸ソーダ３％（重量％以下同じ）、第一燐酸ソータ１
０％の混合溶液を電解液とし、実施例１と同様の装置及
び電解条件で陰極電解処理を行ったところ、上記開先面
の重度の赤さびが従来のサンター掛けによるよりもより
早く、粉塵の発生もなく簡単に除去され、その作業性に
優れていることを確認した。また上記処理してさらに１
０日間放置後溶接を施工したところ、ブローホールの発
生もなく良好な溶接部が得られ、処理後の防錆性と溶接
性にも優れていることが確認できた。因に、比較対象と
した同一材の無処理のものは溶接部にブローホールの発
生が認められた。

３、実施例２における電解液の燐酸ソータに代えて、塩
化カリウムを用い、その他は実施例２と同一の対象およ
び条件のもとに電解処理を行った結果ては、除錆後の防
錆効果の面で実施例２に比し少々劣るものの、除錆作用
の面ではより早い除錆効果があり、作業性の改善か認め
られた。尚、溶接性については両者略々間等の効果があ
るものと認められた。

４、実施例２における電解液成分中より硼酸ソーダを除
いて、第一燐酸ソータ単独の電解液を使用し、他は実施
例２と同一の対象および条件のもとに電解処理を行った
ところ、溶接性の点では実施例２に比し少々見劣りした
ものの、作業性、防錆性の点では優れていた。

５、高張力鋼で倍量先部に多量の赤さびの発生したもの
を対象とし電解液として硼酸ソータ３％、第二燐酸ソー
ダ５％、塩化ナトリウム５％よりなる水溶液を用い、電
圧２０ｖ、電流密度２Ａ／ａｍ＊で陰極電解処理したも
のと、さらに同条件で陽極電解２次処理したものと、前
記開先部をグラインダーで赤さびを研磨除去したものの
王者について夫々処理後直ちに溶接を施工し、溶接部の
拡散性水素量を測定したところ、 （イ）陰極電解処理によるものでは、 ６．２ｃｃ　７１００ｇ （ロ）上記処理後陽極電解処理施工のものでは、１．４
ｃｃ　７１００ｇ （ハ）グラインダー除錆処理のものでは、１．５ｃｃ　
／　１００ｇ の測定結果を得た。

この王者の測定値から明らかなように、（ロ）の如く陰
極電解後、陽極電解処理を追施したものは、該処理後、
直ちに溶接を施工しても溶着部における水素の吸蔵量が
極少ないことが確認された。

尚、（イ）の陰極電解処理によるものも、溶接施工前バ
ーナ等による予熱、加熱によって吸蔵水素が速やかに放
出し、略々（ハ）のグラインダー処理によるものと同等
の吸蔵量に減少することを確認している。

〈発明の効果〉 要するに本発明方法に依れば、鉄鋼材溶接開先部の表面
処理に当り、従来技法の諸欠点を改善し、溶接時ブロー
ホール等の欠陥発生の原因となる赤さび、防錆用塗膜、
油よごれ等の付着物を極めて安全かつ簡易に除去すると
共に、処理後の防錆性や溶接性をも改善し得る卓越した
効果を奏するものであって、溶接施工前の開先部の除錆
、清浄化作業を容易化し、溶接欠陥の生じない優れた開
先面処理方法を提供し得て、この種産業１甚だ有益であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）溶接施工に伴う鉄鋼材溶接開先部の除錆、清浄化に
   当り、溶接すべき鉄鋼材が直流電源の陰極となる如く接
   続し、電導性材質よりなる対極を該電源の陽極に接続す
   ると共に、該鉄鋼材と対極との間に滞水性電気絶縁材を
   介在させながら、該絶縁材に硼酸、燐酸、塩酸の各ナト
   リウム、カリウム塩の一種または二種以上を主材とする
   水溶液を含浸させた状態で電解処理することを特徴とす
   る鉄鋼材溶接開先部の処理方法。 ２）溶接施工に伴う鉄鋼材溶接開先部の除錆、清浄化に
   当り、溶接すべき鉄鋼材が直流電源の陰極となる如く接
   続し、電導性材質よりなる対極を該電源の陽極に接続す
   ると共に、該鉄鋼材と対極との間に滞水性電気絶縁材を
   介在させながら、該絶縁材に硼酸、燐酸、塩酸の各ナト
   リウム、カリウム塩の一種または二種以上を主材とする
   水溶液を含浸させた状態で電解処理した後、引続き該陰
   陽両極性が逆になる如く上記鉄鋼材と対極の極性を切替
   えたうえで同じく電解処理することを特徴とする鉄鋼材
   溶接開先部の処理方法。