JP6742142B2 - めっき溶接形鋼及びめっき溶接形鋼の製造方法 - Google Patents
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Description
かかる知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
純亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼板である亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、
前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に位置する溶接ビードと、
前記ウェブおよび前記フランジ上に位置し、ジルコニウムと有機酸とを含む第1の被膜と、
前記溶接ビードの少なくとも一部と前記第1の被膜の少なくとも一部を覆うように位置し、樹脂材料を含んで構成される第2の被膜と、
前記溶接ビードを覆い、かつ、前記第2の被膜の少なくとも一部を覆ように位置する、バインダ成分である有機樹脂と亜鉛粒子を含む被膜である有機系の第3の被膜と、
を備える、めっき溶接形鋼。
(2) 前記第2の被膜の厚みは、3〜30μmである、(1)に記載のめっき溶接形鋼。
(3) 前記樹脂材料は、エポキシ樹脂を含んで構成される、(1)または(2)に記載のめっき溶接形鋼。
(4) 前記第1の被膜は、ジルコニウム100質量部に対し、バナジウムを10〜45質量部、リンを5〜100質量部、コバルトを0.1〜20質量部および有機酸を10〜90質量部の比率で含む、(1)〜(3)のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
(5) 前記第3の被膜は、当該第3の被膜の全質量に対して60質量%以上の亜鉛粒子を含む有機系塗膜層である、(1)〜(4)のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
(6) 前記第3の被膜の厚みは、5〜200μmである、(1)〜(5)のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
(7) 前記フランジの端面の少なくとも一部および当該端面と隣り合う前記第1の被膜の少なくとも一部には、前記第2の被膜が位置しており、
当該第2の被膜上には、前記フランジの端面を覆うように前記第3の被膜が位置している、(1)〜(6)のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
(8) さらに、前記第3の被膜の少なくとも一部を被覆するように位置する、光輝性顔料を含む塗膜を有する、(1)〜(7)のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
(9) 前記フランジを含む一対のフランジが、前記ウェブを介して対向するように配置されている、めっき溶接H形鋼である、(1)〜(8)のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
(10) 純亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼板である亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブと、純亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼板である亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に位置する溶接ビードと、前記ウェブおよび前記フランジ上に形成され、ジルコニウムと有機酸とを含む第1の被膜と、を備えるめっき溶接形鋼に対し、前記溶接ビードの少なくとも一部と前記第1の被膜の少なくとも一部とを覆う、樹脂材料を含んで構成される第2の被膜を形成し、前記第2の被膜が形成された前記めっき溶接形鋼を少なくとも4時間以上養生し、および
前記溶接ビードを覆い、かつ、前記第2の被膜の少なくとも一部を覆う、バインダ成分である有機樹脂と亜鉛粒子を含む被膜である有機系の第3の被膜を形成する、めっき溶接形鋼の製造方法。
以下では、図1〜図3を参照しながら、本発明の実施形態に係るめっき溶接軽量形鋼(以下、単に、「めっき溶接形鋼」ともいう。)について、詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係るめっき溶接形鋼の構造を模式的に示した幅方向断面図である。図2は、本実施形態にめっき溶接形鋼の溶接部の構造を拡大して示した幅方向断面図である。図3は、本実施形態に係るめっき溶接形鋼の端面の構造を拡大して示した幅方向断面図である。
まず、図1を参照しながら、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の全体的な構造について、詳細に説明する。
本実施形態に係るめっき溶接軽量形鋼1は、めっき溶接H形鋼である。めっき溶接軽量形鋼1は、例えば、亜鉛系めっき鋼帯を巻き取ったコイルを巻き戻し所定幅にスリットしてフランジ用鋼帯としたものと、亜鉛系めっき鋼帯を巻き取ったコイルを巻き戻してウェブ用鋼帯としたものと、を当接させた状態で、高周波抵抗溶接や高周波誘導溶接等によって連続的に溶接することで、製造される。
フランジ3:幅75mm〜125mm、厚み3.2mm〜6.0mm
ウェブ5:高さ100mm〜300mm、厚み3.2mm〜4.5mm
程度の大きさである。
なお、化成処理被膜101の詳細な構成成分については、後述する。
続いて、図2を参照しながら、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の溶接部7の構造について、具体的に説明する。
次に、図3を参照しながら、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の端面9の構造について、具体的に説明する。
先だって説明したように、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1では、その製造過程に起因して、端面9についても亜鉛系めっき層13が存在せず、母材鋼板11が露出していることが多い。従って、かかる端面9の耐食性は、亜鉛系めっき層13が形成されている部分と比べて低下してしまう。
本実施形態において、化成処理被膜101は、ジルコニウム(Zr)元素と有機酸とを含む複合被膜である。化成処理被膜101は、好ましくは、成分として、ジルコニウム元素および有機酸に加え、バナジウム(V)元素、リン(P)元素およびコバルト(Co)元素を含んで構成される。
続いて、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の溶接部7や端面9に形成される樹脂層103について、詳細に説明する。
続いて、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の溶接部7や端面9に形成される有機系塗膜層105について、詳細に説明する。
また、上述した光輝性顔料を含む塗膜は、例えば、エポキシ系樹脂等の樹脂材料を含む塗料をスプレー等により塗布することにより形成できる。
次に、めっき溶接形鋼の製造方法について説明する。
本実施形態に係るめっき溶接形鋼の製造方法では、亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブと、亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に位置する溶接ビードと、前記ウェブおよび前記フランジ上に形成され、ジルコニウムと有機酸とを含む第1の被膜と、を備えるめっき溶接形鋼に対し、前記溶接ビードの少なくとも一部と前記第1の被膜の少なくとも一部とを覆う、樹脂材料を含んで構成される第2の被膜を形成し(第1の工程)、
前記第2の被膜が形成された前記めっき溶接形鋼を少なくとも4時間以上養生し(第2の工程)、および
前記溶接ビードを覆い、かつ、前記第2の被膜の少なくとも一部を覆う、亜鉛粒子を含む有機系の第3の被膜を形成する(第3の工程)。以下、各工程について具体例を説明する。
続いて、本実施形態に係るめっき溶接形鋼1の化成処理被膜101ならびに、溶接部7や端面9における樹脂層103及び有機系塗膜層105に関する各種の測定方法について、簡単に言及する。
ここでは、より具体的な例として、亜鉛系めっき鋼帯を素材とするウェブ及びフランジとを接合しためっき溶接H形鋼の、ブラスト処理をせずスケールを有したままの溶接部に対し、膜厚が約10μmとなるように燐片状のアルミニウム金属片を含むエポキシ樹脂を塗装した。その後、かかるエポキシ樹脂上に、粒状の亜鉛粉末を含有した有機系ジンクリッチ塗装を施した。なお、亜鉛系めっき鋼帯は、化成処理により化成処理膜が形成されたものを使用した。
図4Bから明らかなように、溶接H形鋼の溶接ビード部の上層には、薄いスケールが観察され、更に、スケールの上層には、樹脂層が観察されており、樹脂層の膜厚が評価可能であった。このように、ジンクリッチ塗装の前に施した樹脂層の存在が確認されたとともに、スケールの存在も確認され、ブラスト処理が行われていないことも確認された。
3 フランジ
5 ウェブ
7 溶接部
9 端面
11 母材鋼板
13 亜鉛系めっき層
15 ビード
101 化成処理被膜
103 樹脂層
105 有機系塗膜層(有機系ジンクリッチ塗膜層)
Claims (10)
- 純亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼板である亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブと、
純亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼板である亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、
前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に位置する溶接ビードと、
前記ウェブおよび前記フランジ上に位置し、ジルコニウムと有機酸とを含む第1の被膜と、
前記溶接ビードの少なくとも一部と前記第1の被膜の少なくとも一部を覆うように位置し、樹脂材料を含んで構成される第2の被膜と、
前記溶接ビードを覆い、かつ、前記第2の被膜の少なくとも一部を覆うように位置する、バインダ成分である有機樹脂と亜鉛粒子を含む被膜である有機系の第3の被膜と、
を備える、めっき溶接形鋼。 - 前記第2の被膜の厚みは、3〜30μmである、請求項1に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記樹脂材料は、エポキシ樹脂を含んで構成される、請求項1または2に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記第1の被膜は、ジルコニウム100質量部に対し、バナジウムを10〜45質量部、リンを5〜100質量部、コバルトを0.1〜20質量部および有機酸を10〜90質量部の比率で含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記第3の被膜は、当該第3の被膜の全質量に対して60質量%以上の亜鉛粒子を含む有機系塗膜層である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記第3の被膜の厚みは、5〜200μmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記フランジの端面の少なくとも一部および当該端面と隣り合う前記第1の被膜の少なくとも一部には、前記第2の被膜が位置しており、
当該第2の被膜上には、前記フランジの端面を覆うように前記第3の被膜が位置している、請求項1〜6のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。 - さらに、前記第3の被膜の少なくとも一部を被覆するように位置する、光輝性顔料を含む塗膜を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- 前記フランジを含む一対のフランジが、前記ウェブを介して対向するように配置されている、めっき溶接H形鋼である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のめっき溶接形鋼。
- 純亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼板である亜鉛系めっき鋼板よりなるウェブと、純亜鉛めっき層または亜鉛合金めっき層を有するめっき鋼板である亜鉛系めっき鋼板よりなり、前記ウェブに溶接されたフランジと、前記ウェブと前記フランジとの溶接部位に位置する溶接ビードと、前記ウェブおよび前記フランジ上に形成され、ジルコニウムと有機酸とを含む第1の被膜と、を備えるめっき溶接形鋼に対し、前記溶接ビードの少なくとも一部と前記第1の被膜の少なくとも一部とを覆う、樹脂材料を含んで構成される第2の被膜を形成し、
前記第2の被膜が形成された前記めっき溶接形鋼を少なくとも4時間以上養生し、および
前記溶接ビードを覆い、かつ、前記第2の被膜の少なくとも一部を覆う、バインダ成分である有機樹脂と亜鉛粒子を含む被膜である有機系の第3の被膜を形成する、めっき溶接形鋼の製造方法。
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