JPH02247084A - めつき電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属めっき鋼帯を素材として製造されるめつ
き電縫鋼管の溶接ビード切削部に連続的に該金属めっき
鋼帯のめつき層と同一ないし類似の組成の補修用溶融め
っき金属を付着させて溶接ビード切削部に良好なめっき
層を均質に形成させることのできるめっき電縫鋼管の溶
接ビード切削部の補修方法に関するものである。

〔従来の技術〕

Ｚｎ、ＡＱあるいはＺｎ−ＡＱ合金でめっきされた鋼管
は、耐食性、耐候性及び耐熱性などに優れていることか
ら、建築材料、自動車部品、電気機器材料等として広く
用いられている。これらの金属めっき鋼管は、以前は溶
接や引抜きによって造られた管材料に熱間浸漬めっき又
は電気めっきなどにより金属めっき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Ｚｎ、ＡＱあるいはｈ超合金な
どの金属をめっきされた金属めっき鋼帯を素材として用
い、これを成形ロール群により幅方向に順次曲げ一帯の
両側縁を突き合わせて管状に成形し、突合せ部を電縫溶
接することによってめつき電縫鋼管を製造する方法が主
流となっている。

しかしながらこの方法では、電縫溶接する際の熱により
溶接ビード及びその近傍のめつき層が破壊されるため、
その部分においては本来の耐食性などの特性が損なわれ
る。また、めつき電縫鋼管表面の一部を形成する溶接ビ
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、電縫溶接後に溶接ビードを切削除去し、その
部分（以下、溶接ビード切削部と言う）に素材のめつき
層と同一ないし類似の組成の金属を溶射してめっき層を
形成させる方法が実施されている。しかしながら、この
ようにして形成される補修めつき層は本質的に鋼素地と
冶金学的に均質に反応した層ではなく、溶接ビード部生
成前の素材に形成されているめっき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めつき層は投錨
効果によって溶接ビード切削部に付着しただけのもので
あるので密着性が悪く、また溶射が酸化性雰囲気下で行
われるために補修めっき層そのものが酸化物を巻き込ん
だ多孔質なものとなる。そのため、耐食性や耐熱性など
の性能が素材のめつき層よりも著しく劣ったものとなる
。

このような問題点については、溶射技術の改良によって
補修めつき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めつき層を形成させる試
みがなされているが、このよ−うに・して形成される補
修めつき層はいずれも造管前の素材が有している良好な
めつき層のようには構成し得ないので問題点は未だ解決
されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記従来の問題点を解決し、溶接ビード切削部
に形成させた補修めつき層が本来のり。

鵠あるいはＺｎ−ＡＱ合金めつき層と同様に素材との密
着性が良く、溶接性、耐食性、耐熱性などの性能に優れ
ためつき電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修方法を提供
することを課題とする。

＝３− 〔課題を解決するための手段〕 本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、電
縫溶接直後の未だ高温のうちに溶接ビードの切削及び溶
接ビード切削部への補修用溶融めっき金属の付着を非酸
化性ガス雰囲気下で行う（特開昭６１−１２４５５９号
、特開昭６２−１３５６１号、特開昭６２−１０９９５
８号参照）ことにより非常に優れた効果が得られたが、
造管する銅帯の厚さ、鋼種。

管径等の種々の条件によっては製造工程が異なったりま
た同一の鋼管を製造する場合においても溶接条件などの
変動により製造条件が常時一定ではないために、溶接ビ
ードの切削から補修めつきするまでの場所を常に非酸化
性ガス雰囲気下で且つ非酸化性ガス雰囲気を低い露点の
状態に保つことは非常に困難であり、不めっきやめつき
層の密着性不良が発生していた。その傾向は特に素材の
めつき層がＭの場合に顕著であった。

そこで本発明者等は更に研究を進めた結果、金属めっき
鋼帯を素材としてこれを水平に移動させながら管状成形
２両側縁の突合せ部電縫溶接、溶接ビードの切削、溶融
状態の補修用めっき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めつ
き電縫鋼管を製造するに際して、電縫溶接直後の未だ高
温のうちに溶接ビードの切削及び溶接ビード切削部の補
修を非酸化性ガス雰囲気下において行う際に溶接ビード
を切削直後にその溶接ビード切削部に超音波振動を与え
ながらその後方で補修用溶融めっき金属を付着させれば
よいことを究明して本発明を完成したのである。

以下、図面により本発明に係るめつき電縫鋼管の溶接ビ
ード切削部の補修方法を詳細に説明する。

第１図は本発明に係るめつき電縫鋼管の溶接ビード切削
部の補修方法を実施している状態の１実施例を示す正面
説明図、第２図は同平面説明図、第３図は第１図におけ
るＸ−Ｘ線拡大断面説明図、第４図及び第５図は本発明
方法で使用する超音波振動チップの１実施例の正面図及
び側面図である。

本発明方法によりＺｎ、ＡｌｌあるいはＺｎ−Ａｌ１合
金めつき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、金属めつ・き鋼帯を水平に移動させなから造
管機のフォーミングロール群１（図示した実施例では最
後のフォーミングロールのみを示した）により幅方向に
順次湾曲させて両側縁を突き合わせて管状に成形し、ス
クイズロール２で上記突合せ部を電縫溶接して溶接ビー
ド３を形成し、電縫溶接直後の未だ高温のうちにバイト
４で溶接ビード３を切削してその溶接ビード３切削後の
溶接ビード切削部５に超音波振動チップ６を接触させて
超音波振動を与えながらその直後にめっきノズル７によ
り金属めっき鋼帯のめつき層と同一ないし類似の組成の
補修用溶融めっき金属を付着させ、溶接ビード切削部５
と補修用溶融めっき金属とに超音波振動を付与しつつ合
金層を形成させ、次いで冷却し、最後に矯正ロール８に
よる矯正を行うのである。

この際、溶接ビード３の切削、溶接ビード切削部５への
超音波振動の付与及び溶接ビード切削部５への補修用溶
融めっき金属の付着は非酸化性ガス雰囲気下で行い、更
に溶接ビード切削部５への補修用溶融めっき金属の付着
は溶接ビード切削部５が未だ高温であるうちに行うこと
が必要である。

〔作　用〕

上記のように、溶接ビード切削部５への補修用溶融めっ
き金属の付着前に溶接ビード切削部５に超音波振動チッ
プ６を接触させて超音波振動を付与することにより、造
管条件の変動等によって発生する溶接ビード切削部５の
酸化被膜はその超音波振動効果で破壊され、溶接ビード
切削部５への補修用溶融めっき金属のめつき密着性やめ
つき濡れ性が向上するのである。

なお、９はサポートロールであって、電縫溶接されため
つき電縫鋼管１０を水平に且つ上下に振動しないように
通過させるためのものである。

補修用溶融めっき金属を均一な厚さで溶接ビード切削部
５へ付着させるには次の方法が好ましい。

すなわち、超音波振動チップ６の先端を溶接ビード切削
部５の鋼帯上に接触させることにより補修用溶融めっき
金属と銅帯表面とに超音波振動を付与し、溶接ビード切
削部５が管の頂部又は底部に位置している状態で水平に
移動させ、前者の場合は下方に開口するめつきノズル７
を、後者の場合は上方に開口するめつきノズル７をそれ
ぞれ溶接ビード切削部５へ近接する位置（補修用溶融め
っき金属−メニスカスを形成させる位置）に設定してお
き、これらのめつき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溶融めっき金属が維持された
補修用溶融めっき金属タンク１１と上記めっきノズル７
とを底部又はサイフオンで接続してヘッド差によりめっ
きノズル７に所定温度の補修用溶融めっき金属を供給し
てめっきノズル７から流出させながら溶接ビード切削部
５へ付着させ、付着量はヘッド差及び造管速度の調節に
よって行う。また、非酸化性ガス雰囲気を形成するには
、溶接ビード部３の切削、溶接ビード切削部５への超音
波振動装置の部位及び溶接ビード切削部５への補修用溶
融めっき金属の付着を行う部位を覆うシールボックス１
２を設け、この中にＮ２ガス。

Ａｒガス等の非酸化性ガスを充満させれば良い。

本発明方法を実施するには、以上のような補修用溶融め
っき金属付着用の装置及び非酸化性ガス雰囲気形成装置
から主として成る補修めつき装置を備えた造管機による
ものが良い（前記３公報参照）。

〔発明の効果〕

以上のように本発明方法によれば、Ｚｎ、Ａｌ１あるい
はＺｎ−ＡＱ合金めつきされた銅帯を素材とするめつき
電縫鋼管の製造過程で溶接ビード部の切削。

溶接ビード切削部への超音波振動の付与及び溶接ビード
切削部への補修用溶融めっき金属の付着を非酸化性ガス
雰囲気下で行い、且つその非酸化性ガス雰囲気下におい
て溶接ビードの切削後に溶接ビード切削部に超音波振動
を与え、それに引き続いて未だ高温のうちに溶接ビード
切削部へ補修用溶融めっき金属の付着を行うことにより
、補修めつき層のめつき濡れ性を向上させることができ
、耐食性や耐熱性の性能を高めるばかりでなく、生産の
歩留りを向上させることができるのであり、その工業的
価値は非常に大きなものである。

〔実施例〕

以下、本発明方法を実施例により更に具体的に説明する
。

実施例１ 板厚１．６ｍｎの溶融亜鉛めっき鋼帯〔亜鉛付着量１２
０ｇ／ｒｒＦ（片面）〕を第１図〜第３図に示す補修用
溶融金属めっき装置（補修めつき浴として、Ｍを０．２
重量％添加された亜鉛浴を用い、めつき浴温を４７０℃
とした）を連設された造管機に通して管状に成形し、突
合せ部を電縫溶接し、直ちにＡｒガス雰囲気下で溶接ビ
ードを切削した後、その溶接ビード切削部に超音波振動
装置との接続部が１０ｃｍＸ　Ｌｏｃｍで溶接ビード切
削部と接する先端部の幅（溶接ビード切削部の幅と同じ
）×長さ（めつき電縫鋼管の移動方向に接している長さ
）が５ｍｍＸ２０ｍｍである超音波振動チップを接触さ
せ超音波振動を与えてその直後の未だ熱い溶接ビード切
削部に前記補修用溶融金属めっき装置により溶融亜鉛を
付着させて外径２５．４ｍｍのめつき電縫鋼管を製造し
た。この時、超音波振動装Ｗ（発振方式：　ＰＬＬ方式
方式９刑振数：　１９．５±０．５ＫＨｚ、最大出カニ
６００Ｗ）の出力で超音波の発振電力密度を種々変化さ
せて超音波を付与した。更に、比較例として超音波振動
装置の出力を零、つまり超音波振動を与えない場合の製
造も行った。

その結果、下表に示すように超音波振動を与えない場合
に比べ、超音波振動を与えた場合の方が歩留りが向上し
、特に超音波の発振電力密度が１〜５Ｗ／ｄとすると生
産の歩留りは１０〜１５％も顕著に向上した。

実施例２ 板厚１．６ｍｍの溶融アルミめっき鋼帯〔アルミ付着量
９０ｇ／ｒ＆（片面）〕を実施例１と同様にして外径３
１．８ｗｌのめっき電縫鋼管を製造した。この補修用溶
融金属めっき浴として、Ｓｉを９重量％添加されたアル
ミ浴を用い、めっき浴温を７００℃とした。

この時、溶接ビード切削部に超音波振動を与える超音波
振動チップ、超音波振動装置及び超音波の発振電力密度
を実施例１と同様にした。

その結果、実施例１と同様に生産の歩留りが向上し、特
に超音波の発振電力密度が１〜５　Ｗ／ａ＃とすると超
音波振動を与えない場合に比べて生産の歩留りが２０〜
３０％の向上が認められた。

表　生産の歩留り（トン当り） 上記実施例から明らかなように溶接ビードを切削した溶
接ビード切削部に超音波振動を与えたことによる生産の
歩留りの向上効果は認められるものの、その向上程度は
超音波の発振電力密度が大きく関与しており、Ｉ　Ｗ／
ａ＃の超音波の発振電力密度とすると顕著な効果が認め
られるが、この超音波の発振電力密度を４　Ｗ／ｃＪを
超えるまで極端に大きくしてもそれ以上の効果は認めら
れなかったので必要以上に超音波の発振電力密度を大き
くしても生産コストの面からは好ましくないことが判っ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るめつき電縫鋼管の溶接ビード切削
部の補修方法を実施している状態の１実施例を示す正面
説明図、第２図は同平面説明図、第３図は第１図におけ
るＸ−Ｘ線拡大断面説明図、第４図及び第５図は本発明
方法で使用する超音波振動チップの１実施例の正面図及
び側面図である。 図面中 １・・・・フォーミングロール群 ２・・・・スクイズロール ３・・・・溶接ビード ４・・・・バイト ５・・・・溶接ビード切削部 ６・・・・超音波振動チップ ７・・・・めっきノズル ８・・・・矯正ロール ９・・・・サポー１〜ロール １０・・・・めっき電縫鋼管 １１・・・・補修用溶融めっき金属タンク１２・・・・
シールボックス 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　金属めつき鋼帯を成形ロール群により順次管状に成
   形しその両端縁を突き合わせ電縫溶接してめつき電縫鋼
   管を連続的に製造する過程で、電縫溶接直後の未だ高温
   のうちに非酸化性ガス雰囲気下において、溶接ビードを
   切削しその溶接ビード切削部に超音波振動を与えながら
   該金属めつき鋼帯のめつき層と同一ないし類似の組成の
   補修用溶融めつき金属を付着させることを特徴とするめ
   つき電縫鋼管の溶接ビード切削部の補修方法。