JPH07100652A - 亜鉛めっき鋼材の溶接方法 - Google Patents
亜鉛めっき鋼材の溶接方法Info
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- JPH07100652A JPH07100652A JP24570893A JP24570893A JPH07100652A JP H07100652 A JPH07100652 A JP H07100652A JP 24570893 A JP24570893 A JP 24570893A JP 24570893 A JP24570893 A JP 24570893A JP H07100652 A JPH07100652 A JP H07100652A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特別な亜鉛剥離機器を使用せず、欠陥の無い
溶接をすることが可能な亜鉛めっき鋼材の溶接方法の提
供を目的としている。 【構成】 亜鉛めっき鋼材の溶接部分を不活性ガス又は
還元性ガス気流中、９００〜１５００℃となるように非
消耗性電極を用いてアーク加熱し、該鋼材表面の亜鉛を
逸散せしめ、次いで非消耗性電極又は消耗性電極を用い
てアーク溶接を行うことを特徴とする亜鉛めっき鋼材の
溶接方法である。
溶接をすることが可能な亜鉛めっき鋼材の溶接方法の提
供を目的としている。 【構成】 亜鉛めっき鋼材の溶接部分を不活性ガス又は
還元性ガス気流中、９００〜１５００℃となるように非
消耗性電極を用いてアーク加熱し、該鋼材表面の亜鉛を
逸散せしめ、次いで非消耗性電極又は消耗性電極を用い
てアーク溶接を行うことを特徴とする亜鉛めっき鋼材の
溶接方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛めっき鋼材の溶接方
法に係わり、溶接前に特別な装置を用いて亜鉛層を除去
することなく容易に鋼材表面の亜鉛層を除去して欠陥の
ない溶接を行う方法に関する。
法に係わり、溶接前に特別な装置を用いて亜鉛層を除去
することなく容易に鋼材表面の亜鉛層を除去して欠陥の
ない溶接を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛めっき鋼材管は、水に対する耐食性
に優れ、建築設備などにおいて給水、冷却水、消火配管
などに広く使用されている。この亜鉛めっき鋼材を溶接
する場合、溶接部及びその近傍の亜鉛層をあらかじめ剥
離しておかないと、溶接時のアーク熱で亜鉛が蒸発し、
これが溶接金属中に巻き込まれるために、ブローホー
ル、ピットなどの溶接欠陥が発生し、良好な溶接継手性
能を得ることができない。そこで、従来、亜鉛めっき鋼
材を溶接する前には、予め専用工具、またはグラインダ
ーなどで表面の亜鉛皮膜を剥離する工程を必要としてい
た。
に優れ、建築設備などにおいて給水、冷却水、消火配管
などに広く使用されている。この亜鉛めっき鋼材を溶接
する場合、溶接部及びその近傍の亜鉛層をあらかじめ剥
離しておかないと、溶接時のアーク熱で亜鉛が蒸発し、
これが溶接金属中に巻き込まれるために、ブローホー
ル、ピットなどの溶接欠陥が発生し、良好な溶接継手性
能を得ることができない。そこで、従来、亜鉛めっき鋼
材を溶接する前には、予め専用工具、またはグラインダ
ーなどで表面の亜鉛皮膜を剥離する工程を必要としてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
工具等を用いた亜鉛皮膜除去は作業能率が悪く、この剥
離作業に多くの時間と人手を要していた。本発明は上記
事情に鑑みてなされたもので、特別な亜鉛剥離機器を使
用せずに欠陥の無い溶接をすることが可能な亜鉛めっき
鋼材の溶接方法の提供を目的としている。
工具等を用いた亜鉛皮膜除去は作業能率が悪く、この剥
離作業に多くの時間と人手を要していた。本発明は上記
事情に鑑みてなされたもので、特別な亜鉛剥離機器を使
用せずに欠陥の無い溶接をすることが可能な亜鉛めっき
鋼材の溶接方法の提供を目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の亜鉛めっき鋼材
の溶接方法は、亜鉛めっき鋼材の溶接部分を不活性ガス
又は還元性ガス気流中、９００〜１５００℃となるよう
に非消耗性電極を用いてアーク加熱し、該鋼材表面の亜
鉛を逸散せしめ、次いで非消耗性電極又は消耗性電極を
用いてアーク溶接を行うことを特徴としている。
の溶接方法は、亜鉛めっき鋼材の溶接部分を不活性ガス
又は還元性ガス気流中、９００〜１５００℃となるよう
に非消耗性電極を用いてアーク加熱し、該鋼材表面の亜
鉛を逸散せしめ、次いで非消耗性電極又は消耗性電極を
用いてアーク溶接を行うことを特徴としている。
【０００５】
【作用】亜鉛めっき鋼材の溶接部分を不活性ガス又は還
元性ガス気流中、９００〜１５００℃となるように非消
耗性電極を用いてアーク加熱し、該鋼材表面の亜鉛を逸
散させることにより、従来の工具等を用いた亜鉛皮膜除
去に比べ、効率良く亜鉛めっきを除去することができ
る。また、自動溶接装置を用いることによって亜鉛めっ
き層の除去と溶接とを連続して自動的に行うことが可能
となる。
元性ガス気流中、９００〜１５００℃となるように非消
耗性電極を用いてアーク加熱し、該鋼材表面の亜鉛を逸
散させることにより、従来の工具等を用いた亜鉛皮膜除
去に比べ、効率良く亜鉛めっきを除去することができ
る。また、自動溶接装置を用いることによって亜鉛めっ
き層の除去と溶接とを連続して自動的に行うことが可能
となる。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による亜鉛めっ
き鋼材の溶接方法の一例を説明する。なお、この例は本
発明方法を亜鉛めっき鋼管の端面のＴＩＧ溶接に適用し
た例を示すものである。図１は溶接するべき２つの亜鉛
めっき鋼管1a,1bを示すもので、これら亜鉛めっき鋼管1
a,1bは炭素鋼などからなる素地鋼管の表面に亜鉛めっき
層を形成してなるものである。これら亜鉛めっき鋼管1
a,1bの溶接するべき端面は、端面加工機などを用いて所
望の端面加工を施しておくのが望ましい。
き鋼材の溶接方法の一例を説明する。なお、この例は本
発明方法を亜鉛めっき鋼管の端面のＴＩＧ溶接に適用し
た例を示すものである。図１は溶接するべき２つの亜鉛
めっき鋼管1a,1bを示すもので、これら亜鉛めっき鋼管1
a,1bは炭素鋼などからなる素地鋼管の表面に亜鉛めっき
層を形成してなるものである。これら亜鉛めっき鋼管1
a,1bの溶接するべき端面は、端面加工機などを用いて所
望の端面加工を施しておくのが望ましい。
【０００７】端面加工を行った２つの亜鉛めっき鋼管1
a,1bはそれぞれの端面を突合せ、図２に示すように仮付
溶接部３によって仮付けする。仮付けした鋼管１は図３
（ａ），（ｂ）に示すように、自動ＴＩＧ溶接用の溶接
ヘッド４にセットする。この自動ＴＩＧ溶接機は円管を
自動溶接するためのもので、溶接ヘッド４の内部に仮付
した鋼管１を挿入し溶接ヘッド４の非消耗性電極である
タングステン電極先端９が鋼管１の仮付部分（接合線）
の直上となるようにクランプ６で鋼管１を固定するとと
もに、鋼管１の表面とタングステン電極先端９とのギャ
ップが所定の間隔となるように微調整し、鋼管１と溶接
ヘッド４のいずれかを回転させつつ鋼管１表面をアーク
溶接するようになっている。
a,1bはそれぞれの端面を突合せ、図２に示すように仮付
溶接部３によって仮付けする。仮付けした鋼管１は図３
（ａ），（ｂ）に示すように、自動ＴＩＧ溶接用の溶接
ヘッド４にセットする。この自動ＴＩＧ溶接機は円管を
自動溶接するためのもので、溶接ヘッド４の内部に仮付
した鋼管１を挿入し溶接ヘッド４の非消耗性電極である
タングステン電極先端９が鋼管１の仮付部分（接合線）
の直上となるようにクランプ６で鋼管１を固定するとと
もに、鋼管１の表面とタングステン電極先端９とのギャ
ップが所定の間隔となるように微調整し、鋼管１と溶接
ヘッド４のいずれかを回転させつつ鋼管１表面をアーク
溶接するようになっている。
【０００８】溶接ヘッド４に鋼管１を固定したならば、
鋼管１の溶接線を不活性ガス又は還元性ガス気流中、９
００〜１５００℃となるように非消耗性電極を用いてア
ーク加熱し、鋼管１表面の亜鉛めっき層２を逸散させ、
図３（ａ）に示すように溶接線に沿って亜鉛が除去され
た亜鉛剥離部７を形成する。この亜鉛剥離のための加熱
処理では、ワイヤ供給を行わずにＡｒなどの不活性ガス
又はＡｒ＋５％Ｈ2などの還元性シールドガス中でアー
クのみ発生させて溶接線全周を加熱処理する。加熱電流
設定の目安は、鋼管表面温度が９００〜１５００℃とな
るようにすることである。亜鉛の沸点は９３０℃であ
り、速やかに加熱逸散させるためには、少なくとも沸点
直近の９００℃までの加熱は不可欠である。また、最高
加熱温度は鋼管材料の融点直前の温度であり、これ以上
の温度まで加熱すると完全な溶接が進行してしまう。な
お最高温度まで加熱すると、ごく表面のみ溶融すること
もあるが、わずかな溶融であれば特に溶接に悪影響を及
ぼすことはない。
鋼管１の溶接線を不活性ガス又は還元性ガス気流中、９
００〜１５００℃となるように非消耗性電極を用いてア
ーク加熱し、鋼管１表面の亜鉛めっき層２を逸散させ、
図３（ａ）に示すように溶接線に沿って亜鉛が除去され
た亜鉛剥離部７を形成する。この亜鉛剥離のための加熱
処理では、ワイヤ供給を行わずにＡｒなどの不活性ガス
又はＡｒ＋５％Ｈ2などの還元性シールドガス中でアー
クのみ発生させて溶接線全周を加熱処理する。加熱電流
設定の目安は、鋼管表面温度が９００〜１５００℃とな
るようにすることである。亜鉛の沸点は９３０℃であ
り、速やかに加熱逸散させるためには、少なくとも沸点
直近の９００℃までの加熱は不可欠である。また、最高
加熱温度は鋼管材料の融点直前の温度であり、これ以上
の温度まで加熱すると完全な溶接が進行してしまう。な
お最高温度まで加熱すると、ごく表面のみ溶融すること
もあるが、わずかな溶融であれば特に溶接に悪影響を及
ぼすことはない。
【０００９】次に、図４（ａ），（ｂ）に示すように、
タングステン電極先端９の近傍に、鋼管１と同質の炭素
鋼よりなるワイヤ５を供給しながら、鋼管１の溶接線を
不活性ガス又は還元性ガス気流中でアーク加熱し、鋼管
１の溶接線を１５００℃以上に加熱して溶接する。これ
によって図４（ａ）に示すように、溶接線に溶接ビード
８が形成されて一体化された鋼管が得られる。なお、こ
の鋼管の溶接部分は、必要に応じて塗装やめっきにより
他部と同様の耐食性を持たせる。なお、この溶接の際に
使用する不活性ガスとしては、上記シールドガス以外
に、Ｈｅ、Ａｒ＋Ｈｅ、及びこれらガス中に1000ppm程
度のＯ2やＣＯ2を含むガスが使用可能である。さらに、
上記の例では亜鉛めっき除去と溶接の双方にＴＩＧ溶接
を用いた場合を示したが、溶接の場合には非消耗性電極
を用いるＴＩＧ溶接の他、消耗性電極を用いるＭＩＧ溶
接及びＭＡＧ溶接を用いて溶接しても良い。これら消耗
性電極を用いて溶接する場合、シールドガスとしてはＡ
ｒを主体とし、Ｏ2やＣＯ2を混入したガス或いはＡｒ＋
ＨｅにＯ2やＣＯ2を混入したガスを用いて行う。
タングステン電極先端９の近傍に、鋼管１と同質の炭素
鋼よりなるワイヤ５を供給しながら、鋼管１の溶接線を
不活性ガス又は還元性ガス気流中でアーク加熱し、鋼管
１の溶接線を１５００℃以上に加熱して溶接する。これ
によって図４（ａ）に示すように、溶接線に溶接ビード
８が形成されて一体化された鋼管が得られる。なお、こ
の鋼管の溶接部分は、必要に応じて塗装やめっきにより
他部と同様の耐食性を持たせる。なお、この溶接の際に
使用する不活性ガスとしては、上記シールドガス以外
に、Ｈｅ、Ａｒ＋Ｈｅ、及びこれらガス中に1000ppm程
度のＯ2やＣＯ2を含むガスが使用可能である。さらに、
上記の例では亜鉛めっき除去と溶接の双方にＴＩＧ溶接
を用いた場合を示したが、溶接の場合には非消耗性電極
を用いるＴＩＧ溶接の他、消耗性電極を用いるＭＩＧ溶
接及びＭＡＧ溶接を用いて溶接しても良い。これら消耗
性電極を用いて溶接する場合、シールドガスとしてはＡ
ｒを主体とし、Ｏ2やＣＯ2を混入したガス或いはＡｒ＋
ＨｅにＯ2やＣＯ2を混入したガスを用いて行う。
【００１０】この溶接方法は、亜鉛めっき鋼管1a,1bの
溶接部分を不活性ガス又は還元性ガス気流中、９００〜
１５００℃となるように非消耗性電極を用いたアーク加
熱し、鋼管表面の亜鉛を逸散させることにより、従来の
工具等を用いた亜鉛皮膜除去に比べ、効率良く亜鉛めっ
きを除去することができる。また、自動溶接装置を用い
ることによって亜鉛めっき層の除去と溶接とを連続して
自動的に行うことが可能となる。従ってこの方法によれ
ば、欠陥の少ない高品質な溶接鋼管を効率良く作製する
ことが可能となる。
溶接部分を不活性ガス又は還元性ガス気流中、９００〜
１５００℃となるように非消耗性電極を用いたアーク加
熱し、鋼管表面の亜鉛を逸散させることにより、従来の
工具等を用いた亜鉛皮膜除去に比べ、効率良く亜鉛めっ
きを除去することができる。また、自動溶接装置を用い
ることによって亜鉛めっき層の除去と溶接とを連続して
自動的に行うことが可能となる。従ってこの方法によれ
ば、欠陥の少ない高品質な溶接鋼管を効率良く作製する
ことが可能となる。
【００１１】（実験例 ） 供試材：配管用炭素鋼鋼管（ＳＧＰ）白管１００Ａ（φ
１１４.３ｍｍ、ｔ４.５ｍｍ） 前処理：突合せ溶接を行うために亜鉛めっき鋼管1a,1b
を所定長さに切断後、端面加工機でＩ開先端面加工をし
た。亜鉛めっき部２はそのままである。 溶接準備：端面加工した鋼管を突合せ、仮付溶接３を行
って固定した。次に自動溶接ヘッド４を固定用クランプ
６で鋼管に固定し、トーチ先端のタングステン電極先端
９が溶接線の真上に来るように微調整した後、固定し
た。なお、母材と電極間のギャップは２ｍｍとした。 加熱処理：加熱速度を５ｍｍ／秒とし、加熱電流はＡｒ
シールドガスの時は１２０Ａ、Ａｒ＋５％Ｈ2の時は１
００Ａに設定し、溶接線全周の加熱を行った。 溶接：加熱処理終了後、引き続いて加熱処理と同一のシ
ールドガスを使用して溶接速度１ｍｍ／秒とし、平均溶
接電流はＡｒシールドガス使用時には１２０Ａとし、Ａ
ｒ＋５％Ｈ2使用時には１００Ａに設定し、ワイヤ５を
供給しながら溶接線全周の完全溶け込み溶接を行い、亜
鉛剥離部７に溶接ビード８を形成した。
１１４.３ｍｍ、ｔ４.５ｍｍ） 前処理：突合せ溶接を行うために亜鉛めっき鋼管1a,1b
を所定長さに切断後、端面加工機でＩ開先端面加工をし
た。亜鉛めっき部２はそのままである。 溶接準備：端面加工した鋼管を突合せ、仮付溶接３を行
って固定した。次に自動溶接ヘッド４を固定用クランプ
６で鋼管に固定し、トーチ先端のタングステン電極先端
９が溶接線の真上に来るように微調整した後、固定し
た。なお、母材と電極間のギャップは２ｍｍとした。 加熱処理：加熱速度を５ｍｍ／秒とし、加熱電流はＡｒ
シールドガスの時は１２０Ａ、Ａｒ＋５％Ｈ2の時は１
００Ａに設定し、溶接線全周の加熱を行った。 溶接：加熱処理終了後、引き続いて加熱処理と同一のシ
ールドガスを使用して溶接速度１ｍｍ／秒とし、平均溶
接電流はＡｒシールドガス使用時には１２０Ａとし、Ａ
ｒ＋５％Ｈ2使用時には１００Ａに設定し、ワイヤ５を
供給しながら溶接線全周の完全溶け込み溶接を行い、亜
鉛剥離部７に溶接ビード８を形成した。
【００１２】同一条件で３組の溶接サンプルを作製し、
これらサンプルに対して、ＪＩＳＺ３１０４に従って溶
接部の放射線透過試験を実施した。撮影は２箇所行っ
た。その結果を表１に示した。なお、比較のために加熱
処理を行わずに亜鉛被覆のままで溶接を行った時の放射
線透過試験の結果も合わせて表中に示した。
これらサンプルに対して、ＪＩＳＺ３１０４に従って溶
接部の放射線透過試験を実施した。撮影は２箇所行っ
た。その結果を表１に示した。なお、比較のために加熱
処理を行わずに亜鉛被覆のままで溶接を行った時の放射
線透過試験の結果も合わせて表中に示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】表中の結果から明らかなように、加熱処理
を行うと、ほとんどが１級、又は２級であった。これに
対し加熱処理を行わないサンプルは、ほとんどが４級と
なり、溶接継手として実用化できないものであった。
を行うと、ほとんどが１級、又は２級であった。これに
対し加熱処理を行わないサンプルは、ほとんどが４級と
なり、溶接継手として実用化できないものであった。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は亜鉛めっ
き鋼材の溶接部分を不活性ガス又は還元性ガス気流中、
９００〜１５００℃となるように非消耗性電極を用いて
アーク加熱して該鋼材表面の亜鉛を蒸散せしめ、次いで
その部分を非消耗性電極又は消耗性電極を用いてアーク
溶接を行うので、溶接部分の亜鉛層を極めて効率良く除
去することができ、溶接の前処理を簡略化することがで
きる。また、自動溶接装置を用いることによって亜鉛め
っき層の除去と溶接とを連続して自動的に行うことが可
能となる。従ってこの方法によれば、欠陥の少ない高品
質な溶接鋼管を効率良く作製することが可能となる。
き鋼材の溶接部分を不活性ガス又は還元性ガス気流中、
９００〜１５００℃となるように非消耗性電極を用いて
アーク加熱して該鋼材表面の亜鉛を蒸散せしめ、次いで
その部分を非消耗性電極又は消耗性電極を用いてアーク
溶接を行うので、溶接部分の亜鉛層を極めて効率良く除
去することができ、溶接の前処理を簡略化することがで
きる。また、自動溶接装置を用いることによって亜鉛め
っき層の除去と溶接とを連続して自動的に行うことが可
能となる。従ってこの方法によれば、欠陥の少ない高品
質な溶接鋼管を効率良く作製することが可能となる。
【図１】本発明の溶接方法の一例を説明するもので、溶
接するべき２つの鋼管を示す断面図である。
接するべき２つの鋼管を示す断面図である。
【図２】鋼管を仮止めした状態を示す断面図である。
【図３】加熱処理工程を示す図で（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図である。
（ｂ）は側面図である。
【図４】溶接工程を示す図で（ａ）は正面図、（ｂ）は
側面図である。
側面図である。
１ａ，１ｂ……亜鉛めっき鋼管、２……亜鉛めっき層、
３……仮付溶接部、４……溶接ヘッド、５……溶接ワイ
ヤ、６……固定用クランプ、７……亜鉛剥離部、８……
溶接ビード、９……タングステン電極。
３……仮付溶接部、４……溶接ヘッド、５……溶接ワイ
ヤ、６……固定用クランプ、７……亜鉛剥離部、８……
溶接ビード、９……タングステン電極。
Claims (1)
- 【請求項１】 亜鉛めっき鋼材の溶接部分を不活性ガス
又は還元性ガス気流中、９００〜１５００℃となるよう
に非消耗性電極を用いてアーク加熱し、該鋼材表面の亜
鉛を逸散せしめ、次いで非消耗性電極又は消耗性電極を
用いてアーク溶接を行うことを特徴とする亜鉛めっき鋼
材の溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24570893A JPH07100652A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 亜鉛めっき鋼材の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24570893A JPH07100652A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 亜鉛めっき鋼材の溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100652A true JPH07100652A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17137630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24570893A Withdrawn JPH07100652A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 亜鉛めっき鋼材の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100652A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000516148A (ja) * | 1996-08-12 | 2000-12-05 | ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド | 溶接の方法 |
| JP2008036704A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Ahresty Corp | アルミ製品と鋼材製品との接合用継ぎ手及びそれを用いた接合方法 |
| JP2010240659A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Ihi Corp | Ｚｎ含有物質被覆材料の溶接方法及びレーザ・アークハイブリッド溶接装置 |
| CN104096945A (zh) * | 2013-04-10 | 2014-10-15 | 本田技研工业株式会社 | 电弧焊接方法及电弧焊接装置 |
| JP2017051973A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 積水化学工業株式会社 | メッキ除去方法、溶接方法、溶接物、構造物 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24570893A patent/JPH07100652A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000516148A (ja) * | 1996-08-12 | 2000-12-05 | ティーアールアイ・トゥール・インコーポレーテッド | 溶接の方法 |
| JP2011067872A (ja) * | 1996-08-12 | 2011-04-07 | Tri Tool Inc | 溶接の方法 |
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| CN104096945A (zh) * | 2013-04-10 | 2014-10-15 | 本田技研工业株式会社 | 电弧焊接方法及电弧焊接装置 |
| US9283634B2 (en) | 2013-04-10 | 2016-03-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Arc welding method and arc welding apparatus |
| JP2017051973A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 積水化学工業株式会社 | メッキ除去方法、溶接方法、溶接物、構造物 |
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