JPH07106457B2 - 耐蝕層被覆金属体の連結方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐蝕層被覆金属体の連結方法に関する。

〔従来の技術〕

母材金属の表層に耐蝕性金属層を被覆してなる耐蝕層被
覆金属体、例えばステンレス鋼材にて表面が被覆された
遠心力鋳鋼管等の耐蝕層被覆金属体は、一般にビル用柱
材等に多く用いられている。それが多く用いられるの
は、該耐蝕層被覆金属体がその機械的性質や外観性やコ
ストの点で総合的に優れているからである。

かかる耐蝕層被覆金属体として長寸のものが必要なとき
には、該耐蝕層被覆金属体をその端部同士が突き合わさ
れる状態に並べ、その突き合わせ部を融接して前記耐蝕
層被覆金属体を連結している。そして、その連結に際し
ては、通常、タングステンイナートガスアーク溶接等の
アーク溶接が用いられている。

また、前記アーク溶接の施工は、その施工によって生じ
る溶融部の深さが前記耐蝕性金属層の部分のみならず前
記母材金属の部分にまで及ぶような条件下で行われる。
これは、前記耐蝕性金属層の部分のみを融接しても要求
される強度が全く得られないからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

かくして前記耐蝕層被覆金属体を連結してある場合、そ
の連結部である溶接部は、前記耐蝕性金属層と前記母材
金属との両者にわたって融接状態となっているため、そ
の両者間に電気化学反応が発生し、その反応に基づいて
電蝕が発生する結果、連結された耐蝕層被覆金属体の外
観性が損なわれるという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、必
要な強度を有する連結部が得られると共に、前記電蝕の
発生を抑えて前記問題を解消し得る耐蝕層被覆金属体の
連結方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による耐蝕層被覆金属体の連結方法の第１の特徴
構成は、 母材金属の表層に耐蝕性金属層を被覆してなる耐蝕層被
覆金属体を、その端部同士が突き合わされる状態に並
べ、その突き合わせ部を融接することにより、前記耐蝕
層被覆金属体を連結する方法であって、 前記耐蝕層被覆金属体の突き合わせ部から前記耐蝕性金
属層を除去した状態で、残存する前記母材金属同士を融
接する工程と、 前記耐蝕性金属層が除去された前記耐蝕層被覆金属体の
突き合わせ部に、別の耐蝕性金属層を埋め合わせ配置す
る工程と、 前記埋め合わせ配置された耐蝕性金属層と前記母材金属
の表層に元々被覆されている耐蝕性金属層との接合部を
融接する工程とを含み、 前記接合部の融接に際しては、前記両耐蝕性金属層の前
記母材金属への融着を防ぐために、前記母材金属の表層
に凹部を予め形成し、且つ、該凹部にインサート材を予
め配置しておくことにある。

また、本発明による耐蝕層被覆金属体の連結方法の第２
の特徴構成は、 前記埋め合わせ配置された耐蝕性金属層における、前記
母材金属側の表面に、ろう材層を予め付設しておくこと
にある。

〔作 用〕

前記第１の特徴構成を備える本発明方法によって前記耐
蝕層被覆金属体を連結する場合、前記母材金属同士が融
接されると共に前記両耐蝕性金属層も融接されるため、
連結された耐蝕層被覆金属体の連結部においては必要な
強度が得られる。

しかも、前記母材金属の表層に形成した凹部及びそこに
予め配置された前記インサート材の存在によって、前記
接合部の溶接時に、前記耐蝕性金属層と母材金属との両
者が融着するのが防止されることとなる。その結果、前
記両者間に電気化学反応が発生することが抑えられ、そ
の反応に基く電蝕の発生も抑えられる また、前記第２の特徴構成を備える本発明方法によって
前記耐蝕層被覆金属体を連結する場合、前記耐蝕性金属
層の前記母材金属側の表面に予め付設されたろう材層
が、前記接合部の溶接時にその溶接に伴って発生する熱
によって溶け、それによって前記埋め合わせ配置された
耐蝕性金属層と前記母材金属との間がろう接状態とな
る。

〔発明の効果〕

前記第１の特徴構成を備える本発明方法によれば、上述
のように、前記耐蝕層被覆金属体の連結部において必要
な強度が得られる上、前記耐蝕性金属層同士の接合部で
の電蝕の発生が抑えられ、もって前述した従来の問題が
解消されることとなる。

また、前記第２の特徴構成を備える本発明方法によれ
ば、前記埋め合わせ配置された耐蝕性金属層と前記母材
金属との間がろう接状態となっているため、前記耐蝕層
被覆金属体の連結部は全体としてその強度が一層向上す
る。

〔実施例〕

以下、本発明に係る耐蝕層被覆金属体の連結方法を図面
に基づいて説明する。

第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），
（Ｆ）は本発明方法にて連結する耐蝕層被覆金属体（1
0）の製造方法を工程順に示す模式的説明図である。

第４図（Ａ）に示すように、母材金属としての遠心力鋳
鋼管（11）と、該遠心力鋳鋼管（11）の外周面を被覆す
べき耐蝕性金属層としてのステンレス鋼板（12）とを先
ず準備する。該遠心力鋳鋼管（11）にはショットブラス
ト処理を施し、該遠心力鋳鋼管（11）の表面からスケー
ルを除去しておく。

次に、前記ステンレス鋼板（12）を曲げ加工してこれを
前記遠心力鋳鋼管（11）の周りに巻き付け、更にその巻
き付け状態で前記ステンレス鋼板（12）の突き合わせ端
面が対面する部分をタングステンイナートガスアーク溶
接し、もって遠心力鋳鋼管（11）が第４図（Ｂ）及び第
４図（Ｃ）（両図は同一工程を示す）に示すようにステ
ンレス鋼板（12）にて外周被覆されるように配置されて
なる二層金属組合せ体（13）の素材（14）を得る。

次に、前記二層金属組合せ体（13）の素材（14）を電子
ビーム溶接機の真空チャンバー内に装入し、真空中にて
前記素材（14）の両縁部（14a）を、溶け込み深さが前
記遠心力鋳鋼管（11）にまで及ぶような条件で円周電子
ビーム溶接する。その結果、前記遠心力鋳鋼管（11）と
前記ステンレス鋼板（12）との間の隙間が減圧下でシー
ルされ且つその両者（11），（12）が第４図（Ｄ）に示
すように電子ビーム溶接部（13a）を介して一体化され
てなる二層金属組合せ体（13）が得られる。

次に、前記二層金属組合せ体（13）に対して、熱間静水
圧圧縮処理装置を用いて熱間静水圧圧縮処理を施す。具
体的には、前記二層金属組合せ体（13）に対して、処理
温度:1200℃、処理圧力:1000kg/cm²、雰囲気ガス：アル
ゴンガス、処理時間:2hrの条件で熱間静水圧圧縮処理を
施す。その結果、第４図（Ｅ）に示すように、前記二層
金属組合せ体（13）が圧縮され、且つ、前記ステンレス
鋼板（12）が前記遠心力鋳鋼管（11）の表面形状に沿っ
た熱間静水圧圧縮処理品（15）が得られる。なお、前記
熱間静水圧圧縮処理の処理温度は上述の例では1200℃で
あったが、これが930℃である場合も有効に前記熱間静
水圧圧縮処理品（15）が得られる。そして、前記遠心力
鋳鋼管（11）が炭素鋼である場合、鋳造冷却後の鋳鋼管
（11）を930℃まで昇温して所定時間保持した後に空冷
するという熱処理を行い、所定の強度を得るようにして
いるが、この熱処理は、前記熱間静水圧圧縮処理を930
℃で処理することによって兼用され、その省略が可能と
なる。

次に、前記熱間静水圧圧縮処理品（15）における前記電
子ビーム溶接部（13a）の存在部分を切断除去し、第４
図（Ｆ）に示すような耐蝕層被覆金属体（10）を得る。

かくして得られた耐蝕層被覆金属体（10）は、その表面
に前記遠心力鋳鋼管（11）表面の鋳肌模様が転写され、
優れた意匠性を有する。

かかる耐蝕層被覆金属体（10）を使用する場合におい
て、その長さが不足するときには、第２図に示すよう
に、該耐蝕層被覆金属体（10）をその端部同士が突き合
わされる状態に並べ、その突き合わせ部（10a）を融接
して前記耐蝕層被覆金属体（10）を連結する。そして、
その連結に際しては、通常、タングステンイナートガス
アーク溶接等のアーク溶接が用いられる。

前記耐蝕層被覆金属体（10）を連結するに際しては、予
め、前記耐蝕層被覆金属体（10）に対して第１図（Ａ）
に示すような予備加工を施しておく。即ち、該予備加工
の一つとして、前記耐蝕層被覆金属体（10）の突き合わ
せ部（10a）から所定幅の耐蝕性金属層（12）を、別の
耐蝕性金属層（12）を埋め合わせ配置するときのスペー
スとして全周にわたって除去（例えば、研削加工によっ
て除去）しておく。また、前記予備加工の他の一つとし
て、前記突き合わせ部（10a）の残存部分、換言すれ
ば、該突き合わせ部（10a）における遠心力鋳鋼管（1
1）の部分即ち母材金属（11）の部分に、該母材金属（1
1）同士の溶接用の開先（11b）を形成しておく。また、
前記予備加工の他の一つとして、前記母材金属（11）の
表層に、後述する両耐蝕性金属層（12）の接合部（12
a）を溶接する時に、両耐蝕性金属層（12）に母材金属
（11）への融着を防ぐための凹部（11a）を予め形成し
ておく。

そして、第１図（Ｂ）に示すように、前記溶接用の開先
（11b）が予め形成された母材金属（11）同士がアーク
溶接によって接合された後、第１図（Ｃ）に示すよう
に、前記母材金属（11）の表層の凹部（11a）に、前記
両耐蝕性金属層（12）の前記母材金属（11）への融着を
防ぐためのインサート材（20）を配置した上で、ステン
レス鋼よりなる前記耐蝕性金属層（12）が除去された部
分に、別のステンレス鋼よりなる耐蝕性金属層（12）を
埋め合わせ配置し、その埋め合わせ配置された耐蝕性金
属層（12）と前記母材金属（11）の表層に元々被覆され
ている耐蝕性金属層（12）との接合部（12a）をアーク
溶接する。

かくして、前記耐蝕層被覆金属体（10）を連結する場
合、前記母材金属（11）同士が融接されると共に前記両
耐蝕性金属層（12）も融接されるため、連結された耐蝕
層被覆金属体（10）の連結部においては必要な強度が得
られる。しかも、前記母材金属（11）の表層に形成した
凹部（11a）及びそこに予め配置されたインサート材（2
0）の存在によって、前記接合部（12a）の溶接時に、耐
蝕性金属層（12）と母材金属（11）との両者が融着する
のが防止されることなる。

〔別実施例〕

第３図に示すように、前記埋め合わせ配置される耐蝕性
金属層（12）の母材金属（11）側に相当する面に、ろう
材層（30）を予め付設しておく実施例も考えられる。

かかる実施例においては、前記耐蝕層被覆金属体（10）
の連結時に、前記耐蝕性金属層（12）の母材金属（11）
側の表面に予め付設されたろう材層（30）が、前記接合
部（12a）の溶接時にその溶接に伴って発生する熱によ
って溶け、それに基づいて前記埋め合わせ配置された耐
蝕性金属層（12）と前記母材金属（11）との間がろう接
状態となる。なお、前記ろう材層（30）が硬ろうよりな
って前記溶接の熱で溶けない場合は、これをバーナー等
の別手段で加熱して溶かすようにする。

また、本発明方法は、上述の耐蝕層被覆金属体（10）以
外の耐蝕層被覆金属体、例えば遠心力鋳鋼管のまわりに
ステンレス鋼管を焼き嵌めして両者を緊密一体化してな
る耐蝕層被覆金属体においても適用することができる。

また、前記耐蝕層被覆金属体は平板状のものであって
も、本発明方法が適用できる。

また、前記凹部（11a）に配置されるインサート材（2
0）は、状況次第では、配置しなくても済むこともあ
る。前記凹部（11a）の存在だけで十分に前述の作用・
効果を果たすことがあるからである。

また、前記耐蝕層被覆金属体の両層の材質は上述のもの
以外であってもよいのはいうまでもない。

なお、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
ために符号を記すが、この記入によって本発明方法は添
付図面によって示される方法に限定されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明方法の一実施例
を工程順に示す模式的説明図、第２図は耐蝕層被覆金属
体の連結状態を示す斜視図、第３図は本発明方法の別実
施例における耐蝕層被覆金属体連結部を示す断面図、第
４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）
は本発明方法にて連結される耐蝕層被覆金属体の製造方
法を工程順に示す模式的説明図である。 （10）……耐蝕層被覆金属体、（10a）……突き合わせ
部、（11）……母材金属、（11a）……凹部、（12）…
…耐蝕性金属層、（12a）……接合部、（20）……イン
サート材、（30）……ろう材層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】母材金属（11）の表層に耐蝕性金属層（1
   2）を被覆してなる耐蝕層被覆金属体（10）を、その端
   部同士が突き合わされる状態に並べ、その突き合わせ部
   （10a）を融接することにより、前記耐蝕層被覆金属体
   （10）を連結する方法であって、 前記耐蝕層被覆金属体（10）の突き合わせ部（10a）か
   ら前記耐蝕性金属層（12）を除去した状態で、残存する
   前記母材金属（11）同士を融接する工程と、 前記耐蝕性金属層（12）が除去された前記耐蝕層被覆金
   属体（10）の突き合わせ部（10a）に、別の耐蝕性金属
   層（12）を埋め合わせ配置する工程と、 前記埋め合わせ配置された耐蝕性金属層（12）と前記母
   材金属（11）の表層に元々被覆されている耐蝕性金属層
   （12）との接合部（12a）を融接する工程とを含み、 前記接合部（12a）の融接に際しては、前記両耐蝕性金
   属層（12）の前記母材金属（11）への融着を防ぐため
   に、前記母材金属（11）の表層に凹部（11a）を予め形
   成し、且つ、該凹部（11a）にインサート材（20）を予
   め配置しておく耐蝕層被覆金属体の連結方法。
2. 【請求項２】前記埋め合わせ配置された耐蝕性金属層
   （12）における、前記母材金属（11）側の表面に、ろう
   材層（30）を予め付設しておく請求項１記載の耐蝕層被
   覆金属体の連結方法。