JPH04100690A - 電縫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、電縫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〕

従来、内燃機関用の排気鋼管として、亜鉛めっき鋼管、
アルミニウムめっき鋼管、ステンレス鋼管等が使用され
ている。

内燃機関用排気鋼管の腐食は、排気ガスが凝縮すること
によって生じる凝縮水による内面腐食と、湿潤環境で内
燃機関が使用されることによる外面の腐食に大別される
。このような腐食に対して耐食性に優れた排気鋼管が強
く望まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで前記した亜鉛めっき鋼管では、短期間で孔あき
腐食が発生し、ステンレス鋼管の場合、耐食性が不十分
なＩ　３Ｃｒ等の低級ステンレス鋼では局部腐食による
孔あきが発生し、また孔あきに対して十分な耐食性の成
分を有するステンレス鋼を素材とすると、大幅なコスト
アップが問題となる場合がある。

このような問題に対して、例えば特開昭５５−’１２１
０４号公報に記載されている如く、アルミニウムめっき
を施した鋼管が開発され使用されている。

しかしアルミニウムめっき鋼管においても、その製造過
程で電縫溶接径外面ビードは切削除去される為、この切
削部分にはめっき層は無（、鋼管母材のままの裸の状態
が一般的であり、このため耐食性がなお不十分である。

このようなビード切削部分の補修技術として、例えば特
開昭６１−１２１１５５９号公報、特開昭６２−１３５
６１号公報に開示されているめっき補修技術も知られて
いるが、これらの補修技術もなお耐食性は十分ではない
。

本発明は、ビード切削部分の補修を完璧にし、さらに−
層の耐食性に優れた内燃機関用の排気鋼管を安価に提供
し得る電縫溶接ビード切削部補修方法を提供するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、アルミまたは合金アルミめっき鋼管の電縫溶
接ビー１へを切削除去した後、溶射ガンまたはトーチと
当該切削部との溶射距離を２０〜８０ｍｍとし、当該切
削部にアルミまたはアルミ合金を溶射することを特徴と
する電縫溶接ビード切削部の補修方法である。

〔作　用〕

本発明者らは、耐食性に優れた内燃機関用排気鋼管を得
るべく、電縫溶接ビード切削部の被覆方法について実験
と検討を行ってきた結果、補修部表面を母材の露出なく
完全にアルミまたはアルミ合金で被覆すれば十分な耐食
性が得られること、また補修部分の被覆方法としては、
めっきよりもむしろ溶射のほうがはるかに総合的な耐食
性に優れていること、そしてこれらの知見を組み合わせ
ることによって、内燃機関用排気鋼管の耐食性を一段と
改善できることを見出した。

本発明者の研究によれば、従来の電縫部の溶射補修品は
、いずれも耐食性向上効果が殆となく、補修していない
電縫鋼管と大差はない。その理由は、溶射皮膜が極めて
薄くて母材露出が多く、表面が完全に被覆されていない
こと、また−度被覆した溶射皮膜がその後の製造工程、
加工工程等の機械的負荷により剥離して母材露出してい
ること等のためである。従ってアルミまたはアルミ合金
溶射皮膜を十分な膜厚で被覆して母材露出を防止し、ま
た溶射皮膜の密着力を改善し、容易に剥離しない強固な
皮膜として二次的な母材露出を防止することで、十分な
耐食性が得られる。

本発明者らはさらに研究を重ねた結果、十分な膜厚を有
する溶射補修品は、めっき補修品よりもよるかに総合的
な耐食性に優れていることを見出した。

多くの実験では、曲げ、拡管等の加工を加えていない直
管の耐食性は、溶射、めっきとも良好な結果が得られる
。しかし加工が加えられた、すなわち内燃機関用排気鋼
管として実際に使用される状態での耐食性は、めっき補
修品は著しく発錆し耐食性が大きく低下するのに対し、
十分な膜厚を有した溶射補修品は、未加工品と同様に赤
錆の発生のない優れた耐食性を示すという知見を得た。

これはめっきと溶射の本質的な密着機構の差によるもの
と考えられる。

すなわちめっきは、母材と反応を伴った冶金学的な密着
機構をとっており、その界面には必ず母材とめっき成分
の合金層が存在する。合金層は非常に硬質で脆く、この
ため加工が加えられることにより亀裂が発生、進展し、
開口母材露出に至る。

一方溶射は、被覆材料を溶融から半溶融状態で母材にた
たきつけ被覆する、いわゆる投鋲効果で密着した機械的
密着機構をとっているために、一般的には母材と反応は
なく、また合金層も存在しない。皮膜溶射は、軟質な被
覆材料の特性そのもので、加工が加えられても特に亀裂
の発生要因はない。

以下に本発明における条件、内容の限定理由を詳述する
。

溶射は、粉末またはワイヤー等の溶射材料が溶融または
半溶融粒子となって飛行し、被溶射物に衝突し変形を伴
いながら密着−４るために、表面は凸凹があり且つ多孔
質である。本発明者らの研究結果ては、母材の露出を無
くするには、溶融または半溶融状態の溶射材料粒子群の
密度を高めることで形成皮膜の気孔を低減でき、且つ皮
膜形成速度を高めることができる。

具体的方法として、溶射ガンまたはトーチを極限まで被
溶射物に近接させること、すなわち溶射距離を最短距離
とすることで達成できる。溶射距離は２０〜８０ｍｍが
よく、２０ｍｍ未満では溶射材料のリバウンドの影響等
を受け、溶射ガンまたはトーチの損傷トラブルとなり、
８０ｍｍを超えると十分な効果が得られず不十分なもの
となる。

溶射方式は、プラズマアークワイヤ一方式、あるいはア
ークワイヤー等が好ましい。その理由は、他の粉末式溶
射法は、粒径１０μｍ〜１５０μｍ程度の粉末材料を用
いるため、アルミ溶射の例ては溶射量が１〜２Ｋｇ／時
間と少なく、必要台数の増加となるのに対して、経済的
に有利て溶射材料が１〜２ｍｍ程度のアルミ線材を用い
、溶射量が４〜１０Ｋｇ／時間と多いプラズマアークワ
イヤー溶射またはアークワイヤー溶射方式が有利に適合
する。

〔実　施　例〕

次に本発明の詳細な説明する。

外径φ１１８．６〜φ５０．８ｍｎｎ、厚さ１．２〜Ｌ
６　＋ｎｍのＣｒ含有ｊ１５９６の素材鋼管に対し、電
縫溶接ビード切削部補修を実施した。各補修方法、膜厚
を比較例と共に表１に示す。

尚、表１における各補修条件は次の通りである。

めっき・溶融アルミめっき、めっき組成は１０％シリコ
ン含有のアルミニウム プラズマアークワイヤー溶射 およびアークワイヤー溶射。

溶射材料・・１００％アルミニウムワイヤ（ＪＩＳ　Ａ
１０７０−ＷＹ） ワイヤー径φ１．２　＋ｎ＋ｒ＋ ワイヤー供給速度 ・−１２ｍ／ｍｉｎ 表２における密着力評価方法および耐食性能評価方法は
次の通りである。

密着力評価方法・ ＪＩＳＨ８６６６セラミツクス溶射試験方法の（＝Ｊ着
ツノ試験方法に準拠し、φ４０　ｘ　１１０ｍｍの材質
５Ｓ４１の丸棒端面に３００〜８００μｍ溶射した試験
片と同サイズの端面に接着剤を塗布した試験片を接着し
、乾燥養生後ＪＩＳＢ７７２］引張試験機により引張試
験を実施し、単位溶射面積当りの引張破断荷重を密着力
とした。尚、接着に使用した接着剤は、加熱硬化型エポ
キシ樹脂系接着剤で、乾燥温度１２０°Ｃで５時間養生
後常温まで自然冷却後引張試験に供した。

耐食性能評価方法 表１に示す条件で被覆補修した排気用鋼管を製造し、こ
れらをガソリン内燃機関の自動車の排気管として取り付
け、２年間の走行による耐食試験を実施した。

耐食性能評価は、排気鋼管の直管部分と１．３倍に拡管
した拡管部分とに分けて評価し、評価外面全面積に対す
る赤錆発生面積の比Ｓで評価し、下記の区分とした。

××　・・・　０．７≦Ｓ≦１．０ ×　・・・　０．３≦Ｓ≦０．７ △　・−・　０．１　　≦Ｓ≦０．３ ０　・・　０．０５≦Ｓ≦０．１ ◎　・・・　　　　Ｓ＜０．０５ 総合評価は、直管および拡管部分の総面積に対する赤錆
発生面積の比Ｓとした。

表２の評価試験結果から判るように、本発明例の排気鋼
管５〜］０は、比較例１〜４に比べて内燃機関用排気鋼
管として優れた耐食性を実現していることが示されてい
る。

〔発明の効果〕

本発明の電縫溶接ビード溶削部補修方法によれば、直管
、拡管のいずれの箇所においても耐食性に優れ、良質の
内燃機関用排気鋼管を安価に製造。

提供することができる。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他　　１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミまたは合金アルミめっき鋼管の電縫溶接ビードを
   切削除去した後、溶射ガンまたはトーチと当該切削部と
   の溶射距離を２０〜８０ｍｍとし、当該切削部にアルミ
   またはアルミ合金を溶射することを特徴とする電縫溶接
   ビード切削部の補修方法。