(57)【要約】【課題】      被処理金属の脱スケールや不動態化を均一にすることができると同時に、スケールの除去効率が優れた金属表面の電解研磨方法を提供する。【解決手段】  被処理金属を一方の電極とし、電解質溶液を媒体として通電回路を形成している電解研磨部１と、商用電源を所定の電圧に下げる降圧変圧器２と、その出力電圧を整流する整流回路３と、整流された電圧を出力する出力回路４と、この出力回路４から出力される電圧の波形を交流と直流に切り換え制御する出力波形制御回路５と、出力回路４から出力される電圧，電流を制御する出力パワー制御回路６からなり、電解研磨用の電流として、交流と直流の電流を交互にそれぞれ所定時間幅を持たせて複数回繰り返し通電することにより、被処理金属に対して交流電解研磨と直流電解研磨を繰り返し行う。【選択図】    図２
2005226146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理金属を一方の電極とし、電解質溶液を媒体として形成した通電回路に電解研磨用の電流を流し、その通電によって被処理金属の電解研磨を行う金属表面の電解研磨方法において、上記通電回路に電解研磨用の電流として、交流と直流の電流を交互に通電することを特徴とする金属表面の電解研磨方法。
【請求項２】
上記交互に通電する時の電圧は、交流５Ｖ〜３０Ｖ、直流は＋５Ｖ〜＋３０Ｖとし、交流電流の周波数を商用電源の交流周波数より高い６１Ｈｚ〜２０ＫＨｚ内に設定した交流とし、この交流の負電気量が交流の電気量と正の直流電気量の合計の１５％〜４０％内に設定した交流電流と、正の直流電流を交互に通電した請求項１記載の金属表面の電解研磨方法。
【請求項３】
上記交流電流と正の直流電流の交互の通電の繰り返しを、１秒間に１０回以上繰り返し、通電時間を１秒以上行う請求項１又は２に記載の金属表面の電解研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステンレス鋼等の合金鋼の溶接施工によって発生する溶接部ならびにその周辺のスケールを除去するための金属表面の電解研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した合金鋼の溶接施工によって発生したスケールを除去する方法の一つとして、電解研磨によるスケール除去方法が知られている。
【０００３】
この電解研磨によるスケール除去方法は、被処理金属を一方の電極とすると共に、他方の電極部材との間に電解質溶液を媒体として形成した通電回路に電解研磨用の電流を流し、その通電によって被処理金属の電解研磨を行うことでスケールを除去するものである。
【０００４】
従来のこの種スケール除去方法において、通電回路に流す電解研磨用の電流は、単なる直流電圧か交流電圧を流すか、直流電圧に通常の商用交流電圧を重畳したものを使用して生成するか（特許文献１参照）、更に、通常の商用交流電圧を降圧、整流し、これをスイッチングタイムで極性を反転させ、プラス側の電流とマイナス側の電流を交互に流すようにしている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２４０９８号公報
【特許文献２】特開平８−３３７８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来のスケール除去方法において、電解研磨用の電流が直流電圧の単用や直流電圧に通常の商用交流電圧を重畳したものは、スケールを除去することができるものの、連続的に通電するため、被処理金属の表面の不動態化速度が過剰となり、溶接熱を受けている部分とそうでない部分では、脱スケールや不動態化速度が異なるため、表面全体に仕上がりむらが生じてしまうという問題点がある。
【０００７】
また、プラス側の電流とマイナス側の電流を交互に流す方式は、被処理金属に短時間のサイクルで逆極性の電流が流れ、脱スケールや不動態化を均一にすることができるという利点はあるが、被処理金属が一方の極性のとき電解質溶液による電解研磨の機能が停止するので、スケールの除去効率が悪いという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、脱スケールや不動態化を均一にすることができると同時に、スケールの除去効率が優れた金属表面の電解研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、被処理金属を一方の電極とし、電解質溶液を媒体として形成した通電回路に電解研磨用の電流を流し、その通電によって被処理金属の電解研磨を行う金属表面の電解研磨方法において、上記通電回路に電解研磨用の電流として、交流と直流の電流を交互に通電する構成を採用したものである。
【００１０】
又請求項２の発明は、請求項１の交互に通電する時の電圧は、交流５Ｖ〜３０Ｖ、直流は＋５Ｖ〜＋３０Ｖとし、交流電流の周波数を商用電源の交流周波数より高い６１Ｈｚ〜２０ＫＨｚ内に設定した交流とし、この交流の負電気量が交流の電気量と正の直流電気量の合計の１５％〜４０％内に設定した交流電流と、正の直流電流を交互に通電する構成を採用したものである。
【００１１】
更に請求項３の発明は、請求項２の交流電流と正の直流電流の交互の通電の繰り返しを１秒間に１０回以上繰り返し、通電時間を１秒以上行う構成を採用したものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、被処理金属を一方の電極とし、電解質溶液を媒体として形成した通電回路に電解研磨用の電流として、交流と直流の電流を交互にそれぞれ所定時間幅を持たせて複数回繰り返し通電し、被処理金属に対して交流電解研磨と直流電解研磨を繰り返し行うようにしたので、電解質溶液による電解作用によって溶接部のスケールを効果的に除去することができ、被処理金属の表面の不動態化速度を抑え、溶接熱を受けている部分とそうでない部分での、脱スケールや不動態化速度に差が生じないようにすることにより、被処理金属の表面全体を均一に仕上げることができ脱スケールや不動態化を均一にすることができると同時に、例えば、交流周波数を商用電源の周波数より高める事により一定時間内の負電流の回数が増える事により、より一層均一の仕上りとなりスケールの除去効率が向上することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
被処理金属を一方の電極とし、電解質溶液を媒体として形成した通電回路に電解研磨用の電流として、交流と直流の電流を交互にそれぞれ所定時間幅を持たせて複数回繰り返し通電し、被処理金属に対して交流電解研磨と直流電解研磨を繰り返し行う。
【実施例】
【００１４】
図１は、この発明の金属表面の電解研磨装置を示すブロック図であり、同図において、電解研磨装置は、被処理金属を一方の電極とし、電解質溶液を媒体として通電回路を形成している電解研磨部１と、商用電源を所定の電圧に下げる降圧変圧器２と、その出力電圧を整流する整流回路３と、整流された電圧を交互に交流と直流に切り換える出力回路４と、この出力回路４から出力される電圧の波形を交流と直流に切り換え制御する出力波形制御回路５と、出力回路４から出力される電圧電流を制御する出力パワー制御回路６とによって構成されている。
【００１５】
図２は、上記電解研磨装置の構成を概略的に示しており、降圧変圧器２は、変圧器７を用い、例えば、単相１００ボルトの商用交流電圧を降圧し、整流回路３は、変圧器７で降圧して得られた所定の２次側電圧をダイオードブリッジ回路８で全波整流し、その全波整流波形を出力回路４に出力する。
【００１６】
上記出力回路４は、一対となる二組の半導体ＡとＡ´及びＢとＢ´が、半導体ＡとＢ´及びＢとＡ´がそれぞれ直列に接続した状態で設けられ、出力波形制御回路５により、一対となる一方の半導体ＡとＡ´がＯＮのとき他方の半導体ＢとＢ´はＯＦＦとなり、このとき、被処理金属の電位はマイナスとなり、また、一対となる他方の半導体ＢとＢ´がＯＮのときと一方の半導体ＡとＡ´はＯＦＦとなり、このとき、被処理金属の電位はプラスになるよう動作させる。
【００１７】
上記半導体ＡとＡ´及びＢとＢ´としては、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等を用いることができ、半導体ＡとＢ´間の出力端子９と半導体ＢとＡ´間の出力端子１０には、電解研磨部１がそれぞれ接続コード１１と１２を介して接続される。
【００１８】
上記電解研磨部１は、ステンレス等の二枚の合金鋼１３、１３と、この合金鋼１３、１３を結合させた溶接部１４とからなる被処理金属１５と、電解質溶液を含浸させた絶縁クロス１６を先端の電極１７に巻き付けてある研磨用ホルダー１８とからなり、被処理金属１５は接続コード１２とクリップ１９を介して出力端子１０に、また、ホルダー１８の電極１７は接続コード１１を介して出力端子９にそれぞれ接続されている。
【００１９】
ここで、被処理金属１５とホルダー１８の電極１７は、それぞれ電極として機能し、天然繊維や合成繊維等の保液性物質を用いた絶縁クロス１６を合金鋼１３、１３の溶接部１４に当接させることにより、この絶縁クロス１６に含浸させてある電解質溶液を介して通電回路を形成することになる。
【００２０】
次に、上記電解研磨装置を用いたスケールの除去方法を説明する。
【００２１】
図２のように、被処理金属１５に接続コード１２とクリップ１９を介して出力端子１０を接続し、ホルダー１８の電極１７を接続コード１１で出力端子９にそれぞれ接続した状態で、商用交流電圧を入力すると、整流回路３が変圧器２で降圧して得られた所定の２次側電圧をダイオードブリッジ回路８で全波整流し、その全波整流波形を出力回路４に出力する。
【００２２】
出力回路４は、出力波形制御回路５が、全波整流波形を予め設定してある制御信号でパルス波形となるように指令してあるスイッチングタイムによって、一対となる二組の半導体ＡとＡ´及びＢとＢ´がそれぞれＯＮとＯＦＦもしくはＯＦＦとＯＮとなるよう制御し、これによって図３の波形図に示すように、交流と直流の電流を交互にそれぞれ所定時間幅を持たせて繰り返し通電する。
【００２３】
ここで、交流の負電気量が全電気量（直流電気量＋交流電気量）の１５〜４０％の範囲で例えば２５％、電圧は交流５Ｖ〜３５Ｖ、例えば２５Ｖ、直流は＋５Ｖ〜＋３０Ｖ、例えば＋２５Ｖ、交流周波数は６１Ｈｚ〜２０ＫＨｚ、例えば５５０Ｈｚで実験する。
【００２４】
又交流周波数は商用電源の周波数５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚよりも高い周波数で６１Ｈｚ〜２０ＫＨｚ内に設定した。
【００２５】
上記の状態で、電解質溶液を含浸させた絶縁クロス１６を被処理金属１５の溶接部１４に当接させると、電解質溶液を介して通電回路が形成され、絶縁クロス１６を溶接部１４に沿って当接状態で移動させることにより、溶接部１４には、交流と直流の電流が交互にそれぞれ所定時間幅を持たせて繰り返し通電されることになり、これにより、被処理金属に対して交流電解研磨と直流電解研磨が所定時間ごとに交互に繰り返して行われることになる。
【００２６】
上記のような被処理金属に対する交流電解研磨と直流電解研磨の交互の繰り返しは、少なくとも１秒間に１０回以上、通電時間は１秒以上行うようにし、このような交流電解研磨と直流電解研磨の交互の繰り返しにより、電解質溶液は電解作用によって溶接部１４のスケールを効果的に除去することになり、被処理金属１５の表面の不動態化速度を抑え、溶接熱を受けている部分とそうでない部分での、脱スケールや不動態化速度に差が生じないようにすることにより、被処理金属の表面全体を均一に仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に係る電解研磨装置の構成を示すブロック図
【図２】この発明に係る電解研磨装置の構成を概略的に示す説明図
【図３】出力回路から出力される交流と直流の交互の切り換えを示すパルス波形の説明図
【符号の説明】
【００２８】
１        電解研磨部
２        降圧変圧器
３        整流回路
４        出力回路
５        出力波形制御回路
６        出力パワー制御回路
７        変圧器
８        ダイオードブリッジ回路
９        出力端子
１０      出力端子
１１      接続コード
１２      接続コード
１３      合金鋼
１４      溶接部
１５      被処理金属
１６      絶縁クロス
１７      電極
１８      研磨用ホルダー
１９      クリップ
【図１】
2005226146.tif 000003
【図２】
2005226146.tif 000004
【図３】
2005226146.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月18日(2004.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005226146.tif 000006