JP2014124643A - 鋼材の被覆方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼材の表面を耐食性金属板で被覆するに際して、高い信頼性でかつ簡便に被覆することができる鋼材の被覆方法を提供する。
【解決手段】鋼材１０の表面に複数の被覆板１２を隣り合う被覆板１２の端部同士が重なり合うように配置し、ローラ電極３２ａ，３２ｂによって圧力をかけながら複数の被覆板１２の重なり部１７と交差する一辺部１１ａ１を鋼材１０に重なり部１７を挟んで連続的に抵抗シーム溶接する。その後、複数の被覆板１２の一辺部１１ａ１の境界を鋼材１０に、一辺部１１ａ１と鋼材１０との間に生ずるすきまを塞ぐように本溶接する
【選択図】 図２

Description

本発明は、橋梁、鉄塔、水槽、タンク、桟橋、ポンツーン等の鋼構造物（鋼材）を金属板によって被覆する鋼材の被覆構造及び方法に関し、特に鋼材を耐食性金属板で被覆して長期耐久性を高める鋼材の被覆構造及び方法に関する。

橋梁、鉄塔、水槽、タンク、桟橋、ポンツーン等の鋼構造物は、腐食により赤錆や黄褐色の浮き錆、流れ錆を生じ、景観を損なうばかりでなく、腐食による肉厚減少に起因して構造物としての強度低下を来たす。このため、なんらかの防食対策が必要とされる。鋼構造物の防食対策としては、塗装工法が一般的であり、長期耐久性を高めた重防食塗装も知られているものの、耐用年数に限りがあるという問題がある。定期的な塗り替えも必要であることからメンテナンスも高いという問題がある。

塗装工法のこれらの問題を解決するために、鋼構造物の表面を耐食性のある金属（耐食性金属）の薄板で被覆する方法が知られている。耐食性金属としてはステンレス鋼、ニッケル基合金等が用いられる。これらの金属は耐食性が高く、鋼構造物の表面をこれらの耐食性金属板で覆うことにより、理論的には半永久的な使用が可能になる。

耐食性金属板の鋼材への固定方法として、接着剤、はぜ折り（特許文献１参照）、嵌め合い（特許文献２参照）、モルタル、コンクリート（特許文献３参照）、溶接（特許文献４−６参照）を使用した耐食性金属板の被覆方法が知られている。

特開２００３−２５３８２０号公報 特開２００５−２１３８１０号公報 特開平８−２３２２６１号公報 特開平１１−１２９０９０号公報 特開平１１−１７９５５２号公報 特開２００７−１６２１１７号公報

しかし、上記の耐食性金属板の被覆方法には以下の問題がある。

社会インフラストラクチャーには５０〜１００年の耐用年数が要求されるようになっているところ、接着剤を用いた耐食性金属板の被覆方法にあっては、接着剤によって耐食性金属板を貼り付けるだけでは、接合強度が低く、耐食性金属板の脱落が懸念される。

特許文献１（はぜ折り）に記載の被覆方法にあっては、施工が容易なものの隙間から水分が浸透し、鋼材が腐食することがある。また、耐食性金属板の板厚が薄い場合、継手部（はぜ折部）の引張強度が弱いといった欠点がある。

また、特許文献１（はぜ折り）及び特許文献２（嵌め合い）に記載の被覆方法にあっては、鋼材と耐食性金属板の接合が耐食性金属板の周囲のみで行われており、耐食性金属板全体の付着強度が低いという問題がある。また、耐食性金属板同士の接合は、耐食性金属板同士の溶接ではなく、耐食性金属板同士を折り曲げて樹脂でシールしたり、金属板を折り曲げて金属板の上の樹脂フィルム同士を接合したりすることで行われているが、耐食性金属板同士の溶接ほど長期耐久性が高くないという問題がある。

特許文献３（モルタル、コンクリート）に記載の被覆方法にあっては、鋼材と耐食性金属板の接合に有機系接着剤やモルタル、コンクリートが用いられており、耐食性金属板の周囲を溶接しない場合、隙間に入り込んだ腐食因子（例えば、塩化物イオン）が濃縮し、隙間腐食を生じたり、金属板が剥離するおそれがある。

金属板を鋼材に溶接すれば、特許文献１−３に記載の被覆方法の上記問題を解決することができる。金属板を鋼材に溶接する一般的な溶接方法として、アーク溶接に分類されるプラグ溶接やストリップ溶接が用いられるが、これらの溶接を行うためには、通常０．８ｍｍ以上の板厚の耐食性金属板が必要である。これ以下の板厚の耐食性金属薄板を用いる場合、少しでも鋼材表面と耐食性金属板との間に隙間があると、溶接時の熱が放散しにくく、溶接時の熱によって耐食性金属板が溶損する（溶けて無くなる）という問題がある。

特許文献４（溶接）には、０．８ｍｍ以下の板厚の耐食性金属板を鋼材に溶接する方法が記載されている。しかし、特許文献４には、鋼材に一層の耐食性金属板を溶接する方法が記載されているのみであり、複数の耐食性金属板をお互いの端部同士が重なり合うように配置した場合の溶接方法は記載されていない。大面積の鋼材を被覆する場合には、複数の耐食性金属板をお互いの端部同士が重なり合うように配置する必要がある。

特許文献５（溶接）には、複数の耐食性金属板をお互いの端部同士が重なり合うように配置し、隣り合う耐食性金属板の重なり合う端部同士を重なり部に沿って連続的に抵抗シーム溶接することが記載されている。しかし、抵抗シーム溶接だけでは、重なり部に不可避的にすきまができるので、すきまから海水が浸入するおそれがある。

特許文献６（溶接）には、図６に示すように、鋼管１の外周に円周方向に複数の被覆材２を隣り合う被覆材の端部同士が重なり合うように配置し、隣り合う被覆材２の重なり合う端部同士を管軸方向に連続的に抵抗シーム溶接し（連続の抵抗シーム溶接部を符号３で示す）、また、複数の被覆材２の端部を鋼管１の周方向に重なり部を避けるようにして不連続に抵抗シーム溶接し（不連続の抵抗シーム溶接部を符号４で示す）、被覆材用帯状部材５を複数の被覆材２の境界を覆うように鋼管１に周方向に巻き付け、被覆材用帯状部材５の一方の端部を鋼管１にＴＩＧ溶接し（ＴＩＧ溶接部を符号６で示す）、被覆材用帯状部材５の他方の端部を被覆材２にＴＩＧ溶接する（ＴＩＧ溶接部を符号７で示す）鋼管の被覆方法が記載されている。

特許文献６に記載の被覆方法によれば、被覆材用帯状部材５によって複数の被覆材２と鋼管１との間に生ずるすきまを塞ぐことができる。また、被覆材用帯状部材５を被覆材２にＴＩＧ溶接するときに発生する熱は被覆材２の抵抗シーム溶接部４を介して鋼管１に逃げる。このため、薄い被覆材２が溶損するのを防止することができる。

しかし、特許文献６に記載の鋼管の被覆方法にあっては、被覆材用帯状部材５を必要とするので、溶接に手間がかかるという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼材の表面を耐食性金属板で被覆するに際して、高い信頼性でかつ簡便に被覆することができる鋼材の被覆方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、鋼材の表面に複数の被覆板を隣り合う被覆板の端部同士が重なり合うように配置し、ローラ電極によって圧力をかけながら前記複数の被覆板の重なり部と垂直な一辺部を前記鋼材に前記重なり部を挟んで連続的に抵抗シーム溶接し、その後、前記複数の被覆板の前記一辺部の境界を前記鋼材に、前記一辺部と前記鋼材との間に生ずるすきまを塞ぐように本溶接することを特徴とする鋼材の被覆方法である。

本発明によれば、ローラ電極の圧力によって複数の被覆板の重なり部と垂直な一辺部を重なり部の段差にならって変形させ、一辺部と鋼材との間のすきまをできるだけ無くした状態で、一辺部を鋼材に抵抗シーム溶接することができる。複数の被覆板の一辺部の境界を鋼材に本溶接するときに発生する熱は、一辺部の抵抗シーム溶接部を介して鋼材に逃げる。このため、複数の被覆板が溶損するのを防止できる。複数の被覆板の一辺部の境界を覆う金属板を必要としないので、簡便な被覆方法になる。

本発明の第一の実施形態の鋼材の被覆方法の工程図（鋼材に被覆板を抵抗シーム溶接した段階を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のｃ部断面図である） 本実施形態の鋼材の被覆方法の工程図（鋼材に被覆板を本溶接し、被覆板に金属板を本溶接した段階を示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のｃ部断面図である） 本実施形態の鋼材の被覆方法の工程図（金属板に封止板を溶接した段階を示す平面図である） 本実施形態の鋼材の被覆方法を用いて鋼管に被覆板を被覆した例を示す斜視図 本実施形態の鋼材の被覆方法で用いられるインダイレクト抵抗シーム溶接機の概略図（図５（ａ）は一枚の被覆板を鋼材に溶接する例を示し、図５（ｂ）は二枚の被覆板の重なり部分溶接する例を示す） 従来の鋼管の被覆構造の側面図

以下、本実施形態の鋼材の被覆方法を詳細に説明する。図１ないし図３は本発明の一実施形態の鋼材の被覆方法の工程図を示す。図１は鋼材１０に複数の被覆板１２からなる被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃをＸ軸方向に並べ、被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃを鋼材１０に抵抗シーム溶接した段階を示し、図２は被覆材１１ａ，１１ｃを鋼材１０に本溶接し、さらに被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃの端部に帯状の金属板１５を溶接した段階を示す。図３は金属板１５に封止板１６を溶接した段階を示す。明細書を通して同一の構成には同一の符号を附す。

図１に示すように、この実施形態の鋼材１０の表面は平面に形成される。鋼材１０の表面の幅方向をＸ軸方向と定義し、幅方向と直交する方向をＹ軸方向と定義する。複数の被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃはＸ軸方向に所定の間隔を開けて並べられる。第一の被覆材１１ａの左側の領域、第一の被覆材１１ａと第二の被覆材１１ｂとの間、第二の被覆材１１ｂと第三の被覆材１１ｃとの間、及び第三の被覆材１１ｃの右側の領域が鋼材の露出部になる。

被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、隣り合う被覆板１２の端部同士が重なり合うように配置した複数の四角形の被覆板１２からなる。複数の被覆板１２はＹ軸方向の端部同士が重なり合うように並べられる（図１（ｂ）の断面図参照）。重なり部１７はＸ軸方向に細長く伸びる。複数の被覆板１２はＹ軸方向のみ重なり合うように並べられていて、Ｘ軸方向には重なり合うように並べられていない。すなわち、隣り合う被覆板１２は２枚が重なるようには並べられるが、３枚以上重ならないように並べられる。被覆板１２は薄いので、３枚以上重ねて溶接すると、溶接時の熱が放散しにくく、欠陥が発生し易いからである。

被覆板１２には孔食指数（ＰＩ:Pitting Index）が４０以上の耐海水性ステンレス鋼又はニッケル基合金が用いられる。ここで、ＰＩ＝Ｃｒ［％］＋３．３×Ｍｏ［％］＋１６×Ｎ［％］である。タングステンＷを含む場合は、ＰＩ＝Ｃｒ［％］＋３．３×（Ｍｏ［％］＋０．５Ｗ［％］）＋１６×Ｎ［％］である。なお、ＰＩが４０未満の被覆板を用いた場合、海水中で腐食が発生するという問題がある。

被覆材１１ａの重なり部１７と垂直な一辺部１１ａ１は、鋼材１０にＹ軸方向に抵抗シーム溶接される。抵抗シーム溶接部１４ｂを破線で示す。抵抗シーム溶接は、抵抗溶接（溶接継手部に大電流を流し、ここに発生する抵抗熱によって加熱し、圧力を加えて行う溶接）の一種であり、重ね合わせた母材の溶接継手に沿って連続的に行う抵抗溶接である。抵抗シーム溶接は、ローラ電極を回転させながら加圧・通電することによって連続的に溶接を行うものである。抵抗シーム溶接機については後述する。

被覆材１１ａの一辺部１１ａ１は重なり部１７を挟んで連続的に抵抗シーム溶接される。重なり部１７には下側の被覆板１２よって段差が形成されており、上側の被覆板１２と鋼材１０との間に下側の被覆板１２の厚さの分だけすきまが空く。抵抗シーム溶接機のローラ電極で圧力をかけて上側の被覆板１２を段差にならって曲げ、上側の被覆板１２と鋼材１０との間のすきまをできるだけ無くした状態で、上側の被覆板１２を鋼材１０に抵抗シーム溶接する。図１（ｂ）に示すように、上側の被覆板１２と鋼材１０との間には抵抗シーム溶接部１４ａ１（ナゲット）が形成される。重なり部１７では、上側の被覆板１２と下側の被覆板１２との間にも抵抗シーム溶接部１４ａ１（ナゲット）が形成される。

被覆材１１ｃの重なり部１７と垂直な一辺部１１ｃ２は、被覆材１１ａの一辺部１１ａ１と同様に鋼材１０にＹ軸方向に抵抗シーム溶接される。抵抗シーム溶接部１４ａ１を破線で示す。

図１（ａ）に示すように、重なり部１７は、Ｘ軸方向にも連続的に抵抗シーム溶接される。抵抗シーム溶接部を符号１４ｂで示す。図１（ｃ）のＹ軸方向に沿った断面図に示すように、上側の被覆板１２と下側の被覆板１２との間、及び下側の被覆板１２と鋼材１０との間には抵抗シーム溶接部１４ｂ（ナゲット）が形成される。

さらに、互いに対向する第一の被覆材１１ａの端部１１ａ２及び第二の被覆材１１ｂの端部１１ｂ１も、Ｙ軸方向に連続的に抵抗シーム溶接される。互いに対向する第二の被覆材１１ｂの端部１１ｂ２及び第三の被覆材１１ｃの端部１１ｃ１も、Ｙ軸方向に連続的に抵抗シーム溶接される。抵抗シーム溶接部を符号１４ａで示す。

図２（ａ）に示すように、被覆材１１ａの重なり部１７と垂直な一辺部１１ａ１の境界は、抵抗シーム溶接後、被覆材１１ａと鋼材１０との間のすきまを塞ぐように本溶接される。本溶接部を符号１４ｄで示す（図２（ｂ）の断面図も参照）。本溶接には、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、被覆アーク溶接、プラズマ溶接の少なくとも一つが用いられる。本溶接の溶材にはニッケル合金溶加棒（ＪＩＳ Ｚ ３３３４ ＹＮｉＣｒＭｏ−３）など被覆板１２よりも耐食性の高い材料が用いられる。被覆材１１ａの一辺部１１ａ１には予め抵抗シーム溶接部１４ａ１が形成されているので、本溶接時に発生する熱が抵抗シーム溶接部１４ａ１を介して鋼材１０に逃げる。このため、本溶接時に発生する熱によって薄い被覆板１２が溶損する（溶けて無くなる）のを防止できる。

被覆材１１ｃの重なり部１７と垂直な一辺部１１ｃ２の境界も、被覆材１１ａの一辺部１１ａ１と同様に、抵抗シーム溶接後、被覆材１１ｃと鋼材１０との間のすきまを塞ぐように本溶接される。

図２（ｃ）のＹ軸に沿った断面図に示すように、重なり部１７も抵抗シーム溶接後、重なり部１７に生ずるすきまを塞ぐように本溶接される。本溶接部を符号１４ｃで示す。上側の被覆板１２は端部のみが溶けて下側の被覆板１２に結合される。重なり合う被覆板１２同士の間には抵抗シーム溶接部１４ｂが形成され、下側の被覆板１２と鋼材１０との間にも抵抗シーム溶接部１４ｂが形成されているので、本溶接時に発生する熱が抵抗シーム溶接部１４ｂを介して鋼材１０に逃げる。このため、本溶接時に発生する熱によって薄板の被覆板１２が溶損する（溶けて無くなる）のを防止することができる。

図２（ａ）に示すように、互いに対向する第一の被覆材１１ａの端部１１ａ２及び第二の被覆材１１ｂの端部１１ｂ１には、被覆材１１ａ，１１ｂの端部に沿って細長く伸びる帯状の金属板１５が溶接される。溶接には、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、被覆アーク溶接、プラズマ溶接の少なくとも一つが用いられる。金属板１５は、第一の被覆材１１ａの境界を覆う。金属板１５の幅方向（Ｘ軸方向）の一方の端部が第一の被覆材１１ａに溶接される。金属板１５の幅方向の一方の端部は、第一の被覆材１１ａの抵抗シーム溶接部１４ａに位置決めされている。金属板１５を溶接するときの熱は抵抗シーム溶接部１４ａを介して鋼材１０に逃げるので、第一の被覆材１１ａが溶損するのを防止することができる。金属板１５の幅方向の他方の端部は鋼材１０に溶接される。互いに対向する第二の被覆材１１ｂの端部１１ｂ２及び第三の被覆材１１ｃの端部１１ｃ１にも、帯状の金属板１５が本溶接される。金属板１５は、孔食指数（ＰＩ:Pitting Index）が４０以上の耐海水性ステンレス鋼又はニッケル基合金からなる。ＰＩが４０未満の金属板を用いた場合、海水中で腐食が発生するという問題がある。金属板１５の板厚は０．８ｍｍ以上、好ましくは１．２ｍｍ以上に設定される。板厚が０．８ｍｍ未満の場合、ＴＩＧ溶接など一般的な溶接ができないという問題がある。

図３は、封止板１６を金属板１５に溶接した段階を示す。封止板１６は隣接する一対の金属板１５の間の鋼材１０の露出部分を覆う。封止板１６は隣接する一対の金属板１５に跨るように溶接される。封止板１６の幅方向の一方の端部は金属板１５に溶接され、封止板１６の幅方向の他方の端部は残りの金属板１５に溶接される。溶接には、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、被覆アーク溶接、プラズマ溶接の少なくとも一つが用いられる。封止板１６は孔食指数（ＰＩ:Pitting Index）が４０以上の耐海水性ステンレス鋼又はニッケル基合金からなる。ＰＩが４０未満の金属板を用いた場合、海水中で腐食が発生するという問題がある。封止板１６の板厚は０．８ｍｍ以上、好ましくは１．２ｍｍ以上に設定される。板厚が０．８ｍｍ未満の場合、ＴＩＧ溶接など一般的な溶接ができないという問題がある。

金属板１５は０．８ｍｍ以上に設定されるので、金属板１５に封止板１６を溶接するときの熱は金属板１５に逃げ、金属板１５に封止板１６を問題なく溶接できる。封止板１６を金属板１５に溶接した後、各被覆板１２を鋼材１０にスポット溶接してもよい。スポット溶接することで、大面積の被覆板１２が波打つのが防止される。

以上のように封止板１６を一対の金属板１５に溶接することで、Ｘ軸方向に並べた被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃを連結することができ、大きな面積の鋼材１０を被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃで一面に覆うことができる。また、被覆材１１ａ，１１ｃのＸ軸方向の一辺部１１ａ１，１１ｃ２は、鋼材１０に抵抗シーム溶接後、本溶接される。したがって、被覆材１１ａ，１１ｃの一辺部１１ａ１，１１ｃ２から被覆材１１ａ，１１ｃ内に海水が浸入することを防止できる。なお、上記実施形態では説明を省略したが、Ｙ軸方向に並べられた複数の被覆板１２は鋼材１０の周囲に巻かれて無端状に連結される。

上記実施形態の被覆方法は工場内で行うこともできるし、設置現場で行うこともできる。大きな構造物を製造する場合、工場で鋼材１０の分割体を製造し、設置現場で分割体を結合・溶接することが行われる。この場合、鋼材１０の分割体に被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び金属板１５を溶接するまでの工程が工場で行われ、鋼材１０の分割体を溶接し、封止板１６を溶接する工程が現場で行われる。封止板１６は鋼材１０の分割体同士の溶接部を覆うことになる。被覆材１１ａ，１１ｂ，１１ｃは鋼材１０同士の溶接時の熱の影響を受けないように、鋼材１０の分割体同士の溶接部から離れた位置に配置される。

構造物たる鋼材１０の形状は、上記実施形態のように平面を持つ形状に形成されてもよいし、例えばジャケットを支持する鋼管柱のように円筒形に形成されてもよい。図４は鋼管２１を複数の被覆板２２で覆った例を示す。複数の被覆板１２は端部同士が重なるように円周方向に並べられる。複数の被覆板２２の重なり部２３と垂直な一辺部２２ａは鋼材１０に抵抗シーム溶接後、一辺部２２ａの境界が一辺部２２ａと鋼管２１との間のすきまを塞ぐように本溶接される。抵抗シーム溶接部を符号２６で示し、本溶接部を符号２７で示す。また、複数の被覆板２２の重なり部２３も抵抗シーム溶接後、本溶接される。抵抗シーム溶接部を符号２８で示し、本溶接部を符号２９で示す。これにより、鋼管２１と複数の被覆板２２との間に生ずるすきまを全て塞ぐことが可能になる。なお、平面に展開したときに重なり部１７と垂直な一辺部２２ａであれば、重なり部１７に垂直な一辺部２２ａであるという。

図５は、本実施形態の被覆方法で使用されるインダイレクト抵抗シーム溶接機の概略図を示す。図５（ａ）に示すように、インダイレクト抵抗シーム溶接機は、紙面と直交する方向に移動可能な移動台３１と、移動台３１に支持される加圧装置３１ａ，３１ｂと、加圧装置３１ａによって加圧される溶接側ローラ電極３２ａと、加圧装置３１ｂによって加圧されるアース側ローラ電極３２ｂと、を備える。溶接側ローラ電極３２ａは被覆板１２の上に載せられ、アース側ローラ電極３２ｂは鋼材１０の上に載せられる。アース側ローラ電極３２ｂの加圧力は溶接側ローラ電極３２ａの加圧力よりも大きく設定される。

ローラ電極３２ａ，３２ｂの回転軸を含む断面で見たとき、ローラ電極３２ａ，３２ｂの周面には、ローラ電極３２ａ，３２ｂの接触面積を小さくするように傾斜面からなるテーパ部３４が設けられる。テーパ部３４はローラ電極３２ａ，３２ｂの周面の幅方向の両端部に設けられる。テーパ部３４を設けることによって、ローラ電極３２ａ，３２ｂには幅３ｍｍ以下の平坦部３５が形成される。平坦部３５の幅はローラ電極３２ａ，３２ｂの幅よりも小さい。また、ローラ電極３２ａ，３２ｂの周面の幅方向の両端部にテーパ部３４の替わりに円弧部を設けることもできるし、ローラ電極３２ａ，３２ｂの周面の全体を円弧部に形成することもできる。ローラ電極３２ａ，３２ｂの直径は１００ｍｍ〜３００ｍｍである。

このようにローラ電極３２ａ，３２ｂに幅３ｍｍ以下の平坦部３５を形成し、又はローラ電極３２ａ，３２ｂの周面の全体を円弧部に形成することで、ローラ電極３２ａ，３２ｂの接触面積が小さくなるので、ローラ電極３２ａ，３２ｂの加圧力を高くすることができる。このため、被覆板１２を段差にならって曲げることが可能になる。被覆板１２の板厚は０．３〜０．８ｍｍであり、溶接側ローラ電極３２ａの加圧力は２０００〜６０００Ｎ、望ましくは３０００〜５０００Ｎに設定される。被覆板１２の板厚が０．３ｍｍ未満であると、溶接側ローラ電極３２ａで押さえた際に被覆板１２にしわが入り、溶接が困難になる。被覆板１２の板厚が０．８ｍｍを超えると、被覆板１２を変形させることができず、被覆板１２が鋼材１０に付かなくなる。また、溶接側ローラ電極３２ａの加圧力が２０００Ｎ未満であると、被覆板１２を変形させることができず、被覆板１２が鋼材１０に付かなくなる。ローラ電極３２ａの加圧力が６０００Ｎを超えると、溶接側ローラ電極３２ａの端部が変形するため、良好なインダイレクト抵抗シーム溶接できる長さが短くなる。

なお、図５（ａ）には、ローラ電極３２ａ，３２ｂの移動方向から見た正面図が示されているが、図５（ａ）のローラ電極３２ａ，３２ｂの外形はローラ電極３２ａ，３２ｂの断面形状に一致する。

二つのローラ電極３２ａ，３２ｂは電源を介して電気的に接続される。溶接側ローラ電極３２ａ及びアース側ローラ電極３２ｂを加圧しながら電流を流すと、抵抗の最も大きい被覆板１２と鋼材１０の接触部分が発熱して接触部分の一部が溶ける。溶けた部分が被覆板１２と鋼材１０とを固定する抵抗シーム溶接部１４ａ１となる。移動台３１を紙面と直交方向に移動させ、溶接側ローラ電極３２ａ及びアース側ローラ電極３２ｂを転がすと、移動方向に細長い連続的な抵抗シーム溶接部１４ａ１が形成される。

図５（ｂ）は、被覆板１２の重なり部１７を溶接するときのインダイレクト抵抗シーム溶接機を示す。溶接側ローラ電極３２ａは一枚のみの被覆板１２の上から重なり部１７に乗り上げる。アース側ローラ電極３２ｂは鋼材１０の表面に載せられたままである。溶接側ローラ電極３２ａ及びアース側ローラ電極３２ｂを加圧しながら電流を流すと、上側の被覆板１２と鋼材１０との間のすきまをできるだけ少なくした状態で、上側の被覆板１２を鋼材１０に抵抗シーム溶接することが可能になる（図１（ｂ）も参照）。

複数の被覆板１２の端部同士を重ね合わせ、複数の被覆板１２の重なり部１７と垂直な一辺部１１ａ１を鋼材１０に抵抗シーム溶接した。被覆板１２の材質及び板厚、インダイレクト抵抗シーム溶接条件は下記の表１のとおりである。なお、すべての実施例及び比較例において、材質：ＳＭ４９０ＹＢ、板厚：３２ｍｍの鋼材１０を用いた。

表１において、ＳＵＳ３１２Ｌ（ＵＮＳ Ｓ３１２５４）は、２０Ｃｒ-１８Ｎｉ-６Ｍｏ-０．８Ｃｕ-０．２Ｎの組成を有するステンレス鋼、ＳＵＳ８３６Ｌ（ＵＮＳ Ｓ３２０５３）は、２３Ｃｒ-２５Ｎｉ-５．５Ｍｏ-０．２Ｎの組成を有するステンレス鋼、ＵＮＳ Ｎ０８３５４は、２３Ｃｒ-３５Ｎｉ-７．５Ｍｏ-０．２Ｎの組成を有するステンレス鋼である。なお、すべての実施例及び比較例において、材質：ＳＭ４９０ＹＢ、板厚：３２ｍｍの鋼材１０を用いた。また、端部３０Rとは、ローラ電極の周面の全体に半径３０ｍｍの円弧部が形成されることを意味する。

インダイレクト抵抗シーム溶接後、被覆板１２の一辺部１１ａ１の境界を鋼材１０に本溶接した。実施例１〜１０では、本溶接時に発生する熱で被覆板１２が溶損することはなかった。比較例１では、溶接側ローラ電極３２ａで押さえた際に被覆板１２にしわが入ったため溶接できなかった。比較例２では、段差部で溶接が不連続となった。比較例３では、被覆板１２が鋼材１０に付かなかった。比較例４では、溶接側ローラ電極３２ａの端部が変形するため良好な溶接が０．５ｍ程度しかできなかった。

なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲でさまざまな実施形態に変更可能である。

例えば上記実施形態では、複数の被覆板の一辺部は重なり部に垂直であるが、垂直でなくても交差していればよい。

構造物たる鋼材の形状は、箱形に形成されてもよい。鋼材が箱形の場合、被覆板が鋼材の角に合わせて９０度折り曲げられる。

複数の被覆板の少なくとも一部を塗装してもよい。例えば、ジャケットと鋼管柱の接続部分は、平面と円筒との接続になるので被覆するのが困難である。このような被覆が困難な部分で腐食が緩和される部分には、耐食性金属板を被覆することなく、耐食性金属板にオーバーラップするように塗装するのが望ましい。

１０，２１…鋼材
１２，２２…被覆板
１７，２３…重なり部
１１ａ１，２２ａ…被覆板の重なり部に垂直な一辺部
３２ａ，３２ｂ…ローラ電極
３４…ローラ電極のテーパ部
３５…ローラ電極の平坦部

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、鋼材の表面に板厚０．３〜０．８ｍｍの複数の被覆板を隣り合う被覆板の端部同士が重なり合うように配置し、ローラ電極によって２０００〜６０００Ｎの圧力をかけながら前記複数の被覆板の重なり部と交差する一辺部を前記鋼材に前記重なり部を挟んで連続的に抵抗シーム溶接し、その後、前記複数の被覆板の前記一辺部の境界を前記鋼材に、前記一辺部と前記鋼材との間に生ずるすきまを塞ぐように本溶接することを特徴とする鋼材の被覆方法である。

Claims (7)

1. 鋼材の表面に複数の被覆板を隣り合う被覆板の端部同士が重なり合うように配置し、
   ローラ電極によって圧力をかけながら前記複数の被覆板の重なり部と交差する一辺部を前記鋼材に前記重なり部を挟んで連続的に抵抗シーム溶接し、
   その後、前記複数の被覆板の前記一辺部の境界を前記鋼材に、前記一辺部と前記鋼材との間に生ずるすきまを塞ぐように本溶接することを特徴とする鋼材の被覆方法。
2. 前記隣り合う被覆板の重なり合う端部同士、及び下側の被覆板と鋼材とを前記重なり部に沿って連続的に抵抗シーム溶接し、
   その後、前記隣り合う被覆板の重なり合う端部同士をこれらの間に生ずるすきまを塞ぐように本溶接することを特徴とする請求項１に記載の鋼材の被覆方法。
3. ローラ電極の回転軸を含む断面で見たとき、前記ローラ電極の周面には、前記ローラ電極の接触面積を小さくするように円弧部又はテーパ部が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼材の被覆方法。
4. 前記ローラ電極の周面には、幅３ｍｍ以下の平坦部が設けられることを特徴とする請求項３に記載の鋼材の被覆方法。
5. 前記被覆板の板厚は０．３〜０．８ｍｍに設定され、溶接側ローラ電極の加圧力は２０００〜６０００Ｎに設定されることを特徴とする請求項３又は４に記載の鋼材の被覆方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の鋼材の被覆方法で製造した被覆構造物。
7. 請求項１ないし５のいずれかに記載の鋼材の被覆方法に用いられる抵抗シーム溶接機。
   
   
   
   
   

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