【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
この発明は、被溶接鋼材の溶接部のスパツタ付
着防止を目的とした被溶接鋼材の表面処理方法に
関するものであり、特に水ベースのスパツタ付着
防止材を用いた場合に起る問題点を改良するよう
にしたものである。
（従来の技術）
溶接部周辺の母材などに付着したスパツタはグ
ラインダーや、タガネ等の工具を使用して取り除
かなければならないが、従来これ等のスパツタ付
着防止を目的とした鋼材の溶接部周辺の表面処理
方法又は処理材として次の様な例がある。
(1) 特公昭42−129号公報：フエノール系、アル
キツド系、ポリウレタン系、尿素系、メラミン
系の合成樹脂と溶剤とを配合した塗料状のスパ
ツター付着防止剤。
(2) 特公昭47−32573号公報：溶接部周辺に熱硬
化性樹脂を塗布することによるスパツタ、スラ
グ、フラツクス等の付着を防止する方法。
(3) 特公昭51−29871号公報、特公昭52−40295号
公報：フイラーとして炭化ケイ素又は両性化合
物、酸性無機質を塗料の構成成分に配合したス
パツタ付着防止剤。
(4) 特開昭52−44743号公報：アルキツド樹脂に
酸化カルシウムと酸化第二鉄の複合焼結粉末体
を添加したスパツタ付着防止剤。
(5) 特公昭48−24009号公報、特公昭48−24010号
公報、特公昭48−30337号公報：脱水素した棒
錆顔料と樹脂成分とを溶剤に混合した溶接性を
阻害しない防錆塗料。
(6) 特公昭54−1491号公報、特公昭43−2779号公
報、特公昭43−2780号公報：造滓剤となるべき
成分を含む顔料と樹脂成分とを溶剤に混合した
溶接性を改善する開先部の防錆塗料。
上記した各発明はいずれも油性の樹脂又はこ
の樹脂に耐熱性或は造滓性のある無機フイラー
を添加した塗料状組成物を溶接部分及びその周
辺に塗布し、鋼材の表面に極めて安定な塗膜を
形成することにより溶接スパツタの付着を防止
したり開先部の防錆を図るものである。
しかし、この方法においては塗布時に気化す
る溶剤によつて火災の危険性、毒性、また作業
環境の悪化等がもたらされるなどの欠点があ
る。
また、最近上述の溶剤タイプに替えて作業環
境の改善、労働安全などを目的とする不燃性の
水ペース処理剤や、この水ペース処理剤を使用
した鋼材の表面処理方法が提案されている。こ
の様な水ベース処理剤としては次の様な例があ
る。
(7) 特公昭46−13810号公報：胡粉、タルクに水
溶性のフエノール樹脂と界面活性剤とを配合し
たペースト状の溶接スパツタ付着防止剤。
(8) 特公昭52−23899号公報：界面活性剤と防錆
剤と一価アルコールと水とを混合したスパツタ
付着防止剤。
(9) 特開昭57−13127号公報：遊離のカルボン酸
基又はスルフオン酸基の１種以上を有するアル
キツド樹脂若しくはアクリル樹脂と、相溶剤と
前記遊離のカルボン酸及びスルフオン酸基を中
和するに必要なだけのアンモニア又は低級アミ
ンを含む水溶液とからなる被溶接鋼材の表面処
理剤。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のような水ベース処理剤は溶剤タイプのも
のに較べて火災の危険性、毒性、作業環境の悪化
という問題は見られない反面、均一の皮膜を形成
するまでに可成りの時間を要し、溶接作業工程の
遅延等の問題を生ずる。
また、乾燥が遅く、立面への塗布の場合タレ等
が溶接開先部に入り込み、ブローホールやピツト
などの溶接欠陥を生じ易い欠点がある。
（問題を解決するための手段）
この発明は、特に水ベースの処理剤を使用する
場合に起る問題点を改良することを目的とするも
のであつて、この発明は溶接周辺部に蒸発速度の
速い溶剤と水溶性界面活性剤とを有効成分とする
処理剤を発泡させて泡状の塗膜を形成するように
して溶接時のスパツタの付着防止を行うものであ
る。
こゝで、泡状の塗膜を形成する方法としては石
鹸又は界面活性剤の水溶液を、振盪、発泡させて
溶接周辺部に刷毛等で塗布したり、或は石鹸又は
界面活性剤の水溶液をエアースプレーにし噴霧す
る際に発泡させるようにしてもよい。
こゝで、使用する界面活性剤としては高発泡性
のものがよく、12〜18程度のHLBのものが適当
である。
具体的には非イオン性のものではポリオキシエ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキルア
リルエーテル、ポリオキシ脂肪酸エステル、ポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレンジエーテ
ル、ポリエチレングライコール脂肪酸エステル等
を挙げることができ、アニオン性のものではジア
ルキルスルホコハク酸エステル、高級アルコール
硫酸エステルソーダ塩、アルキル硫酸エステルソ
ーダ塩、アルキルアリル硫酸エステルソーダ塩、
ポリオキシアルキルエーテルリン酸エステル等を
挙げることができる。
なお、石鹸又は界面活性剤を水に溶解させただ
けでは発泡しても、すぐに消えてしまう不安定な
泡であつたり、泡の大きさが不均一で、均一の被
膜とならず実用的でない場合には、発泡した泡を
十分に木目細かく、安定したものとするために、
泡安定剤の添加が必要であり、この場合の安定剤
としてはリグニンスルホン酸塩、ロジン酸エステ
ル、レシチン、アルカノールアミン、多価アルコ
ール、卵白等を挙げることができる。
また、水中に界面活性剤を用いて蒸発速度の速
い溶剤を乳化又は可溶化させ、溶接箇所周辺部に
塗布した場合にも、溶剤が直ちに蒸発し、目的に
適う泡状の塗膜を形成することができる。
なお、蒸発速度の速い溶剤としては各種溶剤を
使用することができるが、毒性の問題等の生じな
いフツ素系溶剤が最適である。
こゝで、フツ素系溶剤としては、１、１、２−
トリクロロ−１、２、２−トリフルオロエタン或
は１、１、２、２−テトラクロロ−１、２−ジフ
ルオロエタン又はこれ等の混合物等を挙げること
ができる。
更に、前記処理剤を使用して泡状の塗膜を形成
する方法としては前記同様に溶接周辺部に刷毛等
で配合品を塗布したり、或はスプレー等にて噴霧
塗布する方法を採用することができる。
なお、この発明の処理剤中には従来と同様に炭
酸カルシウム、酸化チタン等の無機顔料からなる
スパツタ付着防止剤を分散させておくこともでき
る。
（発明の効果）
以下のように、この発明は蒸発速度は速い溶剤
と水溶性界面活性剤とを有効成分とする処理剤を
発泡させて溶接周辺部に泡状の塗膜を形成するも
のであり、このため処理剤が水ベースの場合にお
いても直ちに溶剤が蒸発するので短時間に泡状の
塗膜を形成することができ、したがつて待時間な
くそのまゝ溶接してもブローホールやピツトなど
の溶接欠陥を生ずることなく同時にスパツタ付着
防止効果も従来の水のベースのものに較べて数段
の効果を挙げることができる。
また、処理剤中に分散されたスパツタ付着防止
剤はこの発明では泡状の塗膜表面に付着され、溶
接開先部に直接接触するものが他の水ベースを使
用した場合に較べて非常に少ない。このため、立
面への塗布においてもタレを生ずることなく塗布
ができ、したがつて溶接欠陥が生じる可能性が極
めて少ない。
更に、この発明によれば溶接周辺部に形成され
る泡状の塗膜の厚みは従来の水ベースのものに較
べて数十倍以上であるため、従来の水ベースの処
理剤に較べて極めて確実にスパツタ付着防止効果
を挙げることができる。
（実施例）
以下、この発明の実施例を示す。
配合例 １
ポリオキシエチレンノニルフエノールエーテル
（ノイゲンEA170：第一工業製薬製） 15％
水 85％
配合例 ２
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合
物（ブルロニツクＬ−64：旭電化製） 10％
水 80％
１、１、２−トリクロロ−１、２、２−トリフ
ルオロエタン（ダイフロンＳ−３：ダイキン工
業製） 10％
配合例 ３
トリポリオキシエチレンアルキルエーテル リ
ン酸エステル（ニツコールTDP−６：日光ケ
ミカルズ製） 13％
水 55％
１、１、２、２−テトラクロロ−１、２−ジフ
ルオロエタン（ダイフロンＳ−２：ダイキン工
業製） 16％
ダイフロンＳ−３ 16％
配合例 ４
ポリオキシエチレンノニルフエノールエーテル
（ノラゲンEA120：第一工業製薬製） ８％
エチレングリコール １％
防錆剤 0.5％
防腐剤 0.1％
ダイフロンＳ−３ 15％
水 75.4％
配合例 ５
アルキルアリルスルホン酸アミン塩（ネオゲン
Ｔ：第一工業製薬製） 20.6％
ポリオキシアルキレングリコール（アデカカー
ポルＭ−２：旭電化製） 2.0％
防錆剤 0.1％
防腐剤 0.1％
ダイフロンＳ−３ 13.0％
水 64.2％
配合例 ６
ネオゲンＴ 12.4％
リグニンスルホン酸カルシウム（サンエキス
Ｃ：山陽国策パルプ製） 0.6％
トリエタノールアミン 0.1％
防錆剤 0.3％
防腐剤 0.1％
ダイフロンＳ−２ 12.4％
ダイフロンＳ−３ 12.4％
水 61.7％
比較配合例 １
アルキツド樹脂（ハリフタール223：播磨化成
製） 30％
１、１、１−トリクロルエタン 61％
炭酸カルシウム（ニユーライトSS：日東粉化
製） 10％
比較配合例 ２
水溶性アルキツド樹脂（ウオーターゾルＳ−
701：大日本インキ製） 20％
水 75％
ブチルセロソルブ ５％
上記の配合組成により作製した処理剤について
塗布したときの状態および鋼材溶接時におけるス
パツタ付着防止効果ならびに溶接欠陥の有無を観
察した。
試験方法は下記のとおりで、試験結果を表１に
示す。
(1) 溶接対象鋼材
材質SS−41、板厚4.5mmを500×200mmおよび
500×250mmに裁断して試験片を作成。
(2) 処理剤の塗布方法
(A) 刷毛塗り。
刷毛塗り後発泡。
(B) スプレー塗布。
手動式スプレーヤーにて噴霧塗布。塗布後
約５秒で均一に発泡し、発泡膜を形成。
なお表１中＊は発泡させないで塗布したもの。
(3) 溶接方法
前記２種類の試験片をＴ形に接合し、その接
合両面をすみ肉溶接した。溶接条件は次の通り
である。
溶接条件 溶接ワイヤー 1.6mmφ
溶接速度 ９ｍ／分
（ワイヤー送給速度）
溶接電圧、電流 30〜40V、300〜500A
なお表１中溶接欠陥数は溶接部破面試験後のプ
ローホール、ピツト数を表わす。
(Field of Industrial Application) This invention relates to a method for surface treatment of steel materials to be welded for the purpose of preventing spatter adhesion at welded parts of the steel materials, and particularly when a water-based spatter adhesion prevention material is used. This is an attempt to improve the problems that occur. (Prior technology) Spatters attached to the base metal around the welded part must be removed using tools such as a grinder or chisel, but conventionally, spatters attached to the base metal around the welded part must be removed using tools such as a grinder or chisel. Examples of surface treatment methods and treatment materials are as follows. (1) Japanese Patent Publication No. 42-129: A paint-like spatter adhesion prevention agent containing a phenol-based, alkyd-based, polyurethane-based, urea-based, or melamine-based synthetic resin and a solvent. (2) Japanese Patent Publication No. 47-32573: A method for preventing the adhesion of spatter, slag, flux, etc. by applying a thermosetting resin around the weld area. (3) Japanese Patent Publication No. 51-29871, Japanese Patent Publication No. 52-40295: An anti-spatter adhesion agent containing silicon carbide, an amphoteric compound, or an acidic inorganic substance as a filler as a constituent of the paint. (4) JP-A-52-44743: A spatter adhesion prevention agent prepared by adding a composite sintered powder of calcium oxide and ferric oxide to an alkyd resin. (5) Japanese Patent Publication No. 48-24009, Japanese Patent Publication No. 48-24010, Japanese Patent Publication No. 48-30337: Rust-preventing paint that does not inhibit weldability by mixing a dehydrogenated rod rust pigment and a resin component in a solvent. . (6) Japanese Patent Publication No. 54-1491, Japanese Patent Publication No. 43-2779, Japanese Patent Publication No. 43-2780: Improving weldability by mixing a pigment containing a component to become a slag-forming agent and a resin component in a solvent. Anti-rust paint on the groove. In each of the above-mentioned inventions, an extremely stable coating is applied to the surface of the steel material by applying an oil-based resin or a paint-like composition prepared by adding a heat-resistant or slag-forming inorganic filler to the welded part and its surroundings. By forming a film, it is possible to prevent welding spatter from adhering and to prevent rust at the groove. However, this method has drawbacks such as the risk of fire, toxicity, and deterioration of the working environment due to the solvent vaporized during application. In addition, recently, in place of the above-mentioned solvent type, nonflammable water-based treatment agents have been proposed for the purpose of improving the working environment and occupational safety, as well as surface treatment methods for steel materials using these water-based treatment agents. Examples of such water-based treatment agents are as follows. (7) Japanese Patent Publication No. 46-13810: A paste-like welding spatter adhesion prevention agent made by blending chalk and talc with a water-soluble phenol resin and a surfactant. (8) Japanese Patent Publication No. 52-23899: Spatter adhesion prevention agent containing a mixture of a surfactant, a rust preventive, a monohydric alcohol, and water. (9) JP-A-57-13127: Alkyd resin or acrylic resin having one or more types of free carboxylic acid groups or sulfonic acid groups, a compatibilizer, and neutralization of the free carboxylic acid and sulfonic acid groups. A surface treatment agent for steel materials to be welded, consisting of an aqueous solution containing the necessary amount of ammonia or lower amine. (Problems to be Solved by the Invention) The water-based treatment agents described above do not pose the problems of fire danger, toxicity, and deterioration of the working environment compared to solvent-based treatment agents, but on the other hand, they form a uniform film. It takes a considerable amount of time to complete the process, causing problems such as delays in the welding work process. Another disadvantage is that it dries slowly, and when applied to vertical surfaces, sagging and the like can get into the weld groove, easily causing welding defects such as blowholes and pits. (Means for Solving the Problems) This invention aims to improve the problems that occur particularly when using water-based processing agents. A treatment agent containing a fast-moving solvent and a water-soluble surfactant as active ingredients is foamed to form a foamy coating film to prevent spatter adhesion during welding. Here, methods for forming a foamy coating film include shaking and foaming an aqueous solution of soap or surfactant and applying it to the area around the weld with a brush, or applying an aqueous solution of soap or surfactant to the area around the weld. It may be made to foam when sprayed using air spray. The surfactant to be used here should preferably be one with high foaming properties, and one with an HLB of about 12 to 18 is suitable. Specifically, nonionic ones include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkyl allyl ether, polyoxy fatty acid ester, polyoxyethylene polyoxypropylene diether, polyethylene glycol fatty acid ester, etc. Dialkyl sulfosuccinates, higher alcohol sulfate ester soda salts, alkyl sulfate ester soda salts, alkylaryl sulfate ester soda salts,
Examples include polyoxyalkyl ether phosphates and the like. Note that even if soap or surfactant is simply dissolved in water, the foam may be unstable and disappear quickly, or the bubble size may be uneven, making it difficult to form a uniform coating. If not, in order to make the foamed foam sufficiently fine-grained and stable,
It is necessary to add a foam stabilizer, and examples of the stabilizer in this case include lignin sulfonate, rosin acid ester, lecithin, alkanolamine, polyhydric alcohol, and egg white. Also, when a surfactant is used in water to emulsify or solubilize a solvent with a high evaporation rate and applied to the area around the welding area, the solvent evaporates immediately and forms a foam-like coating that suits the purpose. be able to. Note that various solvents can be used as the solvent with a high evaporation rate, but fluorine-based solvents that do not cause problems such as toxicity are optimal. Here, the fluorine-based solvents include 1, 1, 2-
Examples include trichloro-1,2,2-trifluoroethane, 1,1,2,2-tetrachloro-1,2-difluoroethane, and mixtures thereof. Furthermore, as a method of forming a foam-like coating film using the treatment agent, the method of applying the compounded product to the surrounding area of the weld with a brush, etc., or spraying it with a spray, etc. is adopted as in the above method. be able to. Incidentally, in the processing agent of the present invention, an anti-spatter adhesion agent made of an inorganic pigment such as calcium carbonate or titanium oxide may be dispersed in the same manner as in the prior art. (Effects of the Invention) As described below, this invention forms a foam-like coating film around the weld by foaming a treatment agent whose active ingredients are a solvent with a high evaporation rate and a water-soluble surfactant. For this reason, even if the processing agent is water-based, the solvent evaporates immediately, allowing a foam-like coating to be formed in a short period of time.Therefore, even if welding is performed without waiting, there will be no blowholes or It does not cause welding defects such as pits, and at the same time is more effective in preventing spatter adhesion than conventional water-based methods. In addition, in this invention, the spatter adhesion prevention agent dispersed in the treatment agent is attached to the surface of the foam-like coating film, and the amount of material that comes into direct contact with the welding groove is much smaller than when other water-based agents are used. few. Therefore, even when applied to vertical surfaces, the coating can be applied without causing sag, and the possibility of welding defects occurring is extremely low. Furthermore, according to the present invention, the thickness of the foam-like coating film formed around the weld is several tens of times greater than that of conventional water-based treatment agents, making it extremely effective compared to conventional water-based treatment agents. The effect of preventing spatter adhesion can be reliably achieved. (Example) Examples of the present invention will be shown below. Formulation example 1 Polyoxyethylene nonylphenol ether (Noogen EA170: manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku) 15% Water 85% Formulation example 2 Polyoxyethylene polyoxypropylene condensate (Burronik L-64: manufactured by Asahi Denka) 10% Water 80% 1,1,2-Trichloro-1,2,2-trifluoroethane (Daiflon S-3: manufactured by Daikin Industries) 10% Formulation example 3 Tripolyoxyethylene alkyl ether phosphate ester (Nitsukol TDP-6: manufactured by Nikko Chemicals) 13% Water 55% 1,1,2,2-tetrachloro-1,2-difluoroethane (Daiflon S-2: manufactured by Daikin Industries) 16% Daiflon S-3 16% Formulation example 4 Polyoxyethylene nonylphenol ether (Noragen) EA120: Daiichi Kogyo Seiyaku) 8% Ethylene glycol 1% Rust inhibitor 0.5% Preservative 0.1% Daiflon S-3 15% Water 75.4% Formulation example 5 Alkylaryl sulfonic acid amine salt (Neogen T: Daiichi Kogyo Seiyaku) ) 20.6% Polyoxyalkylene glycol (ADEKA CARPOL M-2: manufactured by Asahi Denka) 2.0% Rust preventive agent 0.1% Preservative 0.1% Diflon S-3 13.0% Water 64.2% Formulation example 6 Neogen T 12.4% Calcium lignin sulfonate (San Extract C: Sanyo Kokusaku Pulp) 0.6% Triethanolamine 0.1% Rust inhibitor 0.3% Preservative 0.1% Daiflon S-2 12.4% Daiflon S-3 12.4% Water 61.7% Comparative formulation example 1 Alkyd resin (Harifthal 223: Harima) Comparative formulation example 2 Water-soluble alkyd resin (Watersol S-
701 (manufactured by Dainippon Ink) 20% Water 75% Butyl cellosolve 5% The treatment agent prepared with the above composition was observed when applied, its spatter adhesion prevention effect during welding of steel materials, and the presence or absence of welding defects. The test method was as follows, and the test results are shown in Table 1. (1) Steel material to be welded Material SS-41, plate thickness 4.5mm to 500×200mm
Cut the test piece into 500 x 250 mm. (2) How to apply the treatment agent (A) Brush application. Foams after brushing. (B) Spray application. Spray application using a manual sprayer. It foams uniformly in about 5 seconds after application, forming a foam film. Note that * in Table 1 indicates that the coating was applied without foaming. (3) Welding method The above two types of test pieces were joined in a T shape, and both sides of the joint were fillet welded. Welding conditions were as follows. Welding conditions Welding wire 1.6mmφ Welding speed 9m/min (wire feeding speed) Welding voltage, current 30~40V, 300~500A Note that the number of welding defects in Table 1 represents the number of proholes and pits after the weld fracture surface test. .
【表】【table】
【表】【table】