JP2003193264A - 耐食被覆を施した溶接h形鋼 - Google Patents

耐食被覆を施した溶接h形鋼

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JP2003193264A JP2001401438A JP2001401438A JP2003193264A JP 2003193264 A JP2003193264 A JP 2003193264A JP 2001401438 A JP2001401438 A JP 2001401438A JP 2001401438 A JP2001401438 A JP 2001401438A JP 2003193264 A JP2003193264 A JP 2003193264A
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Yutaka Yokoyama
豊 横山
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融亜鉛めっき鋼板を切断したものを、溶接
によりH形鋼にした場合に溶接熱によりビードの附近の
めっきが剥離する。これを亜鉛塗料でタッチアップ補修
しても、溶融亜鉛めっきの色と亜鉛塗料の色とに差があ
るため、見栄えがよくない。 【解決手段】 アルミニウム添加型水溶性塗料で補修す
ると、色差がなくなり見栄えが良くなった。すなわち、
H形鋼の切断面15・・・、溶接部17・・・及び接触子痕1
9・・・を、アルミ含有塗膜35・・・で覆う。 【効果】 アルミニウムを適量(例えば5%)添加した
水溶性塗料の乾燥後の塗膜は、溶融亜鉛めっき層並びに
溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき層と、殆ど同色であ
り、色差は殆どない。そのために、溶接H形鋼の外観性
が著しく高まる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は耐食被覆を施した溶
接H形鋼に関する。 【0002】 【従来の技術】H形鋼は、主として形鋼圧延機による圧
延法又はウェブに2枚のフランジを溶接する溶接法のい
ずれかで製造される。圧延のまま又は溶接のままでは、
発錆などの問題が起こるので、耐食被覆を施すことが望
ましい。 【0003】耐食被覆は、溶接法による場合は、「プレ
めっき」と「後めっき」との何れかを実施する。「後め
っき」は、溶接後のH形鋼を溶融亜鉛めっき槽に浸漬す
ることで溶融亜鉛を被せる。しかし、溶融亜鉛めっき槽
に溶接H形鋼を一定時間浸漬させなければならないた
め、生産性は良くない。加えて、溶融亜鉛めっき槽は亜
鉛を熱溶融させる必要から高温であり、そこにH形鋼を
浸漬させるとH形鋼は450℃前後まで温度上昇し、熱
歪や熱による変形が発生する。したがって、生産性や熱
変形の点では「プレめっき」の方が遥に有利であると言
える。 【0004】「プレめっき」は、めっき済みの素材を用
いるため、プレめっきと称する。ただし、溶接部などで
は熱によりめっき層が剥離し、消失するため、例えば特
許第2671758号公報「溶融亜鉛メッキ溶接H形鋼
の溶接ビード整形方法及び装置」の技術により、溶接部
に亜鉛を吹付ける必要がある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報の技
術には次の課題があることが分かった。 ・溶接部に吹付けた「亜鉛」(亜鉛塗料)と素材に施し
た「溶融亜鉛」は、目視で分かるほど色差がある。その
ため、外観性が著しく低下する。 ・亜鉛塗料は高粘度であるためを、吹付けるには高圧ポ
ンプが必要となり、吹付け設備費用及びその運転費用が
嵩む。 ・溶接H形鋼では、溶接部の他、素材の切断面や高周波
電源接触子の接触子痕も対策する必要がある。しかし、
上記公報の技術では素材の切断面や高周波電源接触子の
接触子痕には対策を施さないため、耐食性の付与が不十
分となる。 従って、本発明の目的は以上の解題を解決することので
きる技術を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の溶接H形鋼は、溶融亜鉛めっき鋼帯又は溶
融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼帯から切出したウェ
ブと、溶融亜鉛めっき鋼帯又は溶融亜鉛−アルミニウム
合金めっき鋼帯から切出した2枚のフランジと、H形鋼
にするために前記ウェブに2枚のフランジを接合する溶
接部と、溶接のために高周波電源接触子をウェブ又はフ
ランジに接触させたときに発生する接触子痕、溶接部及
び少なくともフランジの切断面に吹付け塗装法にて被せ
たアルミニウム添加型水溶性塗料の塗膜と、からなる耐
食被覆を施したことを特徴とする。 【0007】第1に、アルミニウムを適量(例えば5
%)添加した水溶性塗料を用いて塗装し、それの乾燥後
の塗膜は、溶融亜鉛めっき層並びに溶融亜鉛−アルミニ
ウム合金めっき層と殆ど同色であり、色差は殆どない。
そのために、溶接H形鋼の外観性が著しく高まる。第2
に、塗料が水溶性塗料であるから所要ポンプ圧が低くな
り、設備費用及び運転費用を抑えることができる。第3
に、溶接部のみならず切断面や接触子痕などを一括して
アルミニウム添加型水溶性塗料で覆ったので、溶接H形
鋼の耐食性を大いに高めることができる。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図1は本発明に係る溶接H形鋼
の素材図であり、溶融亜鉛めっき鋼帯又は溶融亜鉛−ア
ルミニウム合金めっき鋼帯から切出したウェブ11と、
溶融亜鉛めっき鋼帯又は溶融亜鉛−アルミニウム合金め
っき鋼帯から切出した2枚のフランジ12,13とを準
備する。ウェブ11は、左右にめっき層14,14を有
するが、上下面は切断面15,15であり、めっき層は
有しない。同様に、フランジ12,13は、上下にめっ
き層14,14を有するが、左右面は切断面15,15
であり、めっき層は有しない。 【0009】図2は本発明に係る溶接H形鋼の溶接後の
断面図であり、図示せぬローラ式溶接機で、ウェブ11
の上下にフランジ12,13を押圧しながら且つウェブ
11及びフランジ12,13を図面表裏方向に移動させ
ながら、4つのコーナを溶接する。17・・・(・・・は複数
個を示す。以下同じ)はビードと称する溶接部であり、
18・・・は溶接に伴なう高熱でめっき層14・・・が剥離し
ためっき剥離部であり、19・・・は溶接のために高周波
電源接触子をウェブ又はフランジに接触させたときに発
生する接触子痕である。 【0010】すなわち、図示せぬ溶接電極とワークとの
間に電弧を形成するためには、ワークであるウェブ又は
フランジに高周波電源を繋がなければならない。ただ
し、ウェブ及びフランジは移動体であるから、高周波電
源接触子を摺接させる。この摺接により、ウェブ及びフ
ランジに接触子痕19・・・が付く。 【0011】図から明らかなように、溶接直後の溶接H
形鋼10Bでは、切断面15・・・、溶接部17・・・、めっ
き剥離部18・・・及び接触子痕19は、めっき層の保護
が無くて腐食しやすいので、これらに次の要領で耐食処
理を施す。 【0012】図3は本発明の係る溶接H形鋼の塗装装置
の原理図であり、溶接H形鋼の塗装装置20は、塗装ラ
イン(溶接H形鋼10Bの長手軸に相当)のサイド
(脇)に立てたポスト21・・・と、このポスト21・・・に
昇降可能に取付けた横ビーム22・・・と、これらの横ビ
ーム22・・・の高さ位置を決めるために前記ポスト21・
・・の各々に設けた昇降手段23・・・と、前記横ビーム2
2・・・に水平移動可能に取付けたアーム24・・・と、これ
らのアーム24・・・を水平移動させるために前記横ビー
ム22・・・の各々に設けた水平移動手段25・・・と、アー
ム24・・・の先端に取付けた塗装ノズル26・・・と、これ
らの塗装ノズル26・・・に高圧エアを送るエア圧縮機2
7及びエアホース28と、塗装ノズル26・・・に塗料を
送る塗料タンク31、スクリュー式ポンプ32及び塗料
ホース33と、からなる。 【0013】昇降手段23により、塗装ノズル26の高
さを決めることができ、水平移動手段25により、塗装
ノズル26の塗装対象への水平距離を決めることができ
るため、溶接H形鋼のサイズに応じて塗装ノズル26の
位置を最適化することができる。 【0014】昇降手段23・・・は、エアシリンダユニッ
トなどのアクチエータ若しくは手回しスクリューが望ま
しい。水平移動手段25・・・も同様である。ただし、手
段23,25の種類、構造は問わない。 【0015】スクリュー式ポンプ32で押出した高粘度
の塗料を、高圧(2〜10kg/cm2(ゲージ圧))
のエアによる高速渦流で微細化し、噴霧することができ
る。この形式の塗装ガンをエアスプレーガンと呼ぶ。図
では、左から1番と3番はH形鋼の下コーナを指向し、
同2番と4番はH形鋼の上コーナを指向させる。これで
同一箇所に重ね塗りできるため、塗膜の厚さを増すこと
ができるとともに、塗装むらの発生を回避することがで
きる。 【0016】図4は図3の要部断面図であり、1個の塗
装ノズル26で、溶接部17、それに沿っためっき剥離
部18,18及びフランジの切断面15をカバーしてい
ることを示す。この様な塗装ノズル26は4個を1組と
して、図3であれば2組(8ノズル)を備える。 【0017】図5は本発明に係る塗装後の溶接H形鋼の
断面図であり、塗装後に乾燥炉にて80〜120℃の乾
燥温度で5〜30分の乾燥を実施する。その後の溶接H
形鋼10Cでは、切断面15・・・、溶接部17・・・及び接
触子痕19・・・を、アルミ含有塗膜35・・・で覆ったこと
を示す。その他の部位はめっき層14・・・が耐食膜とし
て機能する。なお、溶接H形鋼10Cは長尺材であり、
その先端面(図3の符号36)及び後端面は切断面の一
種であるから、切断面15と同様にアルミ含有塗膜35
で被覆する。従って、フランジの切断面だけでなくウェ
ブの切断面(先端面及び後端面に出現する。)も塗装対
象とすることは望ましい。 【0018】 【実施例】本発明に係る実施例を次に説明するが、本発
明は以下の実施例に限定するものではない。表1で比較
例及び実施例を説明する。なお、表下段の評価の方法は
次の通りである。 【0019】 【表1】【0020】光沢性の評価は、JIS Z 8741「鏡
面光沢度測定方法」(60゜鏡面光沢)によった。対疵
性は、2B,B,F,H,2H・・・の如くクラス分けで
きる鉛筆硬度を指標とした。防錆性は、湿度90%で5
0℃の高温多湿雰囲気に500時間晒し、赤錆発生の有
無を目視で検査した。 【0021】比較例1:比較のために次の成分の塗料を
準備し、乾燥を実施し、乾燥後の塗膜の評価を行った。 塗料成分: エポキシエステル樹脂 20.0%(質量%、以下同じ) 着色顔料 28.0% アルミニウム 0.0% グリコールエーテル系溶剤 10.0% アルコール系溶剤 4.0% 溶剤としての水 38.8% (合計) 100.0% 乾燥:150℃で15分の乾燥を実施。 【0022】比較例1における評価は、光沢性が18%
であり、溶融亜鉛塗膜(光沢度90〜96%)とは全く
異なっていた。硬度は2Bであり、軟らかく対疵性は小
さい。高価なアルミニウムは含まないので経済性は○で
ある。また、防錆性は良好であった。光沢性と対疵性に
課題があるため、総合評価は×とした。 【0023】実施例1:実施例として次の成分の塗料を
準備し、乾燥を実施し、乾燥後の塗膜の評価を行った。 塗料成分: エポキシエステル樹脂 30.0%(質量%、以下同じ) 着色顔料 0.5% アルミニウム 1.0% グリコールエーテル系溶剤 14.0% アルコール系溶剤 4.0% 溶剤としての水 50.5% (合計) 100.0% 乾燥:150℃で15分の乾燥を実施。 【0024】実施例1における評価は、光沢性が87%
であり、溶融亜鉛塗膜に良く近似する。硬度はFであ
り、硬くなり対疵性は大きい。高価なアルミニウムは少
量であるから経済性は○である。また、防錆性は良好で
あった。光沢性、対疵性、防錆性、経済性ともに良好で
あるから総合評価は○とした。 【0025】実施例2:実施例として次の成分の塗料を
準備し、乾燥を実施し、乾燥後の塗膜の評価を行った。 塗料成分: エポキシエステル樹脂 30.0%(質量%、以下同じ) 着色顔料 0.2% アルミニウム 3.0% グリコールエーテル系溶剤 14.0% アルコール系溶剤 4.0% 溶剤としての水 48.8% (合計) 100.0% 乾燥:150℃で15分の乾燥を実施。 【0026】実施例2における評価は、光沢性が89%
であり、溶融亜鉛塗膜に良く近似する。硬度はFであ
り、硬くなり対疵性は大きい。高価なアルミニウムは少
量であるから経済性は○である。また、防錆性は良好で
あった。光沢性、対疵性、防錆性、経済性ともに良好で
あるから総合評価は○とした。 【0027】実施例3:実施例として次の成分の塗料を
準備し、乾燥を実施し、乾燥後の塗膜の評価を行った。 塗料成分: エポキシエステル樹脂 30.0%(質量%、以下同じ) 着色顔料 0.2% アルミニウム 5.0% グリコールエーテル系溶剤 14.0% アルコール系溶剤 4.0% 溶剤としての水 46.8% (合計) 100.0% 乾燥:150℃で15分の乾燥を実施。 【0028】実施例3における評価は、光沢性が90%
であり、溶融亜鉛塗膜に良く近似する。硬度はFであ
り、硬くなり対疵性は大きい。高価なアルミニウムは少
量であるから経済性は○である。また、防錆性は良好で
あった。光沢性、対疵性、防錆性、経済性ともに良好で
あるから総合評価は○とした。 【0029】実施例4:実施例として次の成分の塗料を
準備し、乾燥を実施し、乾燥後の塗膜の評価を行った。 塗料成分: エポキシエステル樹脂 30.0%(質量%、以下同じ) 着色顔料 0.1% アルミニウム 10.0% グリコールエーテル系溶剤 15.0% アルコール系溶剤 5.0% 溶剤としての水 39.9% (合計) 100.0% 乾燥:150℃で15分の乾燥を実施。 【0030】実施例4における評価は、光沢性が92%
であり、溶融亜鉛塗膜に良く近似する。硬度はFであ
り、硬くなり対疵性は大きい。防錆性は良好であった。
光沢性、対疵性、防錆性ともに良好であるから総合評価
は○とした。 【0031】比較例2:比較のために次の成分の塗料を
準備し、乾燥を実施し、乾燥後の塗膜の評価を行った。 塗料成分: エポキシエステル樹脂 25.0%(質量%、以下同じ) 着色顔料 0.1% アルミニウム 15.0% グリコールエーテル系溶剤 15.0% アルコール系溶剤 5.0% 溶剤としての水 39.9% (合計) 100.0% 乾燥:150℃で15分の乾燥を実施。 【0032】比較例2における評価は、光沢性が94%
であり、溶融亜鉛塗膜に良く近似する。硬度はFであ
り、硬くなり対疵性は大きい。防錆性は良好であった。
しかし、高価なアルミニウムを多量に使用するため、経
済性の点で難がある。そのため、総合評価は×とした。 【0033】次の塗装ノズルの数と塗膜厚さの関係を調
べたので、この結果を表2で説明する。 【0034】 【表2】【0035】実施例5:図3で説明した通りに、合計8
個の塗装ノズルで塗装を実施した。乾燥後の塗膜の厚さ
を計測したところ、溶接部、切断面、接触子痕ともに平
均17μmであった。 実施例6:半分の4個の塗装ノズルで塗装を実施した。
乾燥後の塗膜の厚さを計測したところ、溶接部、切断
面、接触子痕ともに平均12μmであった。塗膜は厚い
ほど耐食性が増すので、評価は実施例5は◎、実施例6
は○とした。 【0036】尚、図3で説明した塗装装置20の構成、
構造は一例を示したものであって、構成、構造を変更す
ることは差支えない。 【0037】 【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1によれば、第1に、アルミニウムを適量
(例えば5%)添加した水溶性塗料の乾燥後の塗膜は、
溶融亜鉛めっき層並びに溶融亜鉛−アルミニウム合金め
っき層と、殆ど同色であり、色差は殆どない。そのため
に、溶接H形鋼の外観性が著しく高まる。第2に、塗料
が水溶性塗料であるから所要ポンプ圧が低くなり、設備
費用及び運転費用を抑えることができる。第3に、溶接
部のみならず切断面や接触子痕などを一括してアルミニ
ウム添加型水溶性塗料で覆ったので、溶接H形鋼の耐食
性を大いに高めることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る溶接H形鋼の素材図 【図2】本発明に係る溶接H形鋼の溶接後の断面図 【図3】本発明の係る溶接H形鋼の塗装装置の原理図 【図4】図3の要部断面図 【図5】本発明に係る塗装後の溶接H形鋼の断面図 【符号の説明】 10B…溶接後の溶接H形鋼、10C…塗装後の溶接H
形鋼、11…ウェブ、12,13…フランジ、14…め
っき層、15…切断面、17…溶接部、19…接触子
痕、20…塗装装置、26…塗装ノズル、35…アルミ
含有塗膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 溶融亜鉛めっき鋼帯又は溶融亜鉛−アル
    ミニウム合金めっき鋼帯から切出したウェブと、溶融亜
    鉛めっき鋼帯又は溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼
    帯から切出した2枚のフランジと、H形鋼にするために
    前記ウェブに2枚のフランジを接合する溶接部と、溶接
    のために高周波電源接触子をウェブ又はフランジに接触
    させたときに発生する接触子痕、前記溶接部及び少なく
    ともフランジの切断面に吹付け塗装法にて被せたアルミ
    ニウム添加型水溶性塗料の塗膜と、からなる耐食被覆を
    施した溶接H形鋼。
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