CN105813802A - 埋弧焊用焊剂 - Google Patents

Abstract

提供一种无论焊接电源是交流式和直流式的哪一种，焊接操作性均良好，且可以减少焊接金属中的扩散氢量的埋弧焊用焊剂。使埋弧焊用焊剂成为如下组成：含有MgO：25～35质量％、F(CaF₂换算值)：15～30质量％、Al₂O₃：10～25质量％、SiO₂：10～20质量％、Na(Na₂O换算值)和K(K₂O换算值)之中至少一者：合计0.5～5.5质量％、Fe(FeO换算值)：0.5～5质量％、TiO₂：1～5质量％、CaO：6质量％以下、Mn(MnO换算值)：低于2.0质量％，此外，水溶性SiO₂：1质量％以下，满足下述数学表达式(I)。<maths num="0001"><math><![CDATA[ <mrow> <mn>0.5</mn> <mo>&le;</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <mi>M</mi> <mi>g</mi> <mi>O</mi> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <msub> <mi>Al</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>O</mi> <mn>3</mn> </msub> <mo>&rsqb;</mo> <mo>+</mo> <mo>&lsqb;</mo> <msub> <mi>CaF</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&rsqb;</mo> <mo>+</mo> <mo>&lsqb;</mo> <msub> <mi>TiO</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> </mfrac> <mo>&le;</mo> <mn>1.1</mn> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>]]></math>

Description

埋弧焊用焊剂

技术领域

本发明涉及用于埋弧焊的焊剂。更详细地说，是涉及高温烧成型焊剂。

背景技术

用于埋弧焊的焊剂，根据其形态，被大致区分为熔融型焊剂与烧成型焊剂。熔融型焊剂是通过将各种原料以电炉等熔化、粉碎而制造。另一方面，烧成型焊剂是通过用碱性硅酸盐等的粘合剂结合各种原料，造粒后进行烧成而制造。

另外，烧成型焊剂根据烧成温度分类，一般来说，以400～600℃烧成的称为低温烧成型焊剂，以600～1200℃烧成的称为高温烧成型焊剂。而且，在低温烧成型焊剂中，历来，为了减少氢向焊接金属中的扩散而进行了各种研究(参照专利文献1～3)。例如，在专利文献1～3中公开有一种技术，其通过使焊剂中的碳酸盐的比率处于特定的范围，从而在焊接时使CO₂气体发生，以降低H₂分压。

另外还提出有一种手法，其为了不使用碳酸盐而改善吸湿特性，主要是规定作为基于焊剂成分的特性值的A值和焊剂的比表面积的最大值，以减少进入到焊接金属中的氢量(参照专利文献4)。另一方面，关于高温烧成型焊剂，例如，提出有一种通过特定碱性氧化物、碱金属氟化物和酸性氧化物等的种类及其含量，从而减少扩散氢量的技术(专利文献5参照)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开昭49－70839号公报

专利文献2：日本特开昭53－95144号公报

专利文献3：日本特开昭51－87444号公报

专利文献4：日本特开平9－99392号公报

专利文献5：日本特开昭62－68695号公报

但是，在前述的烧成型焊剂的扩散氢量减少技术中，存在以下所示的问题点。首先，专利文献1～3所述的添加碳酸盐的低温烧成型焊剂，若使用直流式的焊接电源，则焊剂消耗量增大，相比使用交流式的焊接电源的情况，碳酸盐的分解被进一步促进，由于焊接中大量发生的CO气体和CO₂气体，导致焊道表面变得粗糙，另外，还存在麻点发生而使焊道外观和焊道形状劣化这样的问题点。

在专利文献4所述的技术中，作为显示水合性的指标的A值中，抓住MnO作为水合性的成分，但MnO与其他的焊剂成分的并用也能够成为非水合性的成分。另外，在专利文献4所述的技术中，虽可实现比表面积的降低，但焊剂的比表面积，对于焊接时的熔渣的阻隔性造成重大影响。具体来说，若使焊剂的比表面积降低，则熔渣的阻隔性受损，焊接金属中的氮量上升，焊接金属的韧性劣化。

另一方面，关于高温烧成型焊剂的专利文献5所述的技术，是以对应交流式的焊接电源为主要目的而设计焊剂成分，对于直流式的焊接电源在使用时最令人担忧的焊接操作性的劣化则未予考虑。即，专利文献5所述的焊剂，若焊接电源使用直流式，则得不到与使用交流式时同等的效果。

发明内容

因此，本发明其主要目的在于，提供一种埋弧焊用焊剂，无论焊接电源是交流式还是直流式的哪一种，其焊接操作性均良好，且可以减少焊接金属中的扩散氢量。

本发明的埋弧焊用焊剂，含有MgO：25～35质量％、F(CaF₂换算值)：15～30质量％、Al₂O₃：10～25质量％、SiO₂：10～20质量％、Na(Na₂O换算值)和K(K₂O换算值)之中的至少一者：合计0.5～5.5质量％、Fe(FeO换算值)：0.5～5质量％、TiO₂：1～5质量％、CaO：6质量％以下、Mn(MnO换算值)：低于2.0质量％，此外，还有水溶性SiO₂：1质量％以下，设Al₂O₃含量为[Al₂O₃]，MgO含量为[MgO]，F含量(CaF₂换算值)为[CaF₂]，TiO₂含量为[TiO₂]时，满足下述数学表达式1。

【数学表达式1】

$0.5\&le;\frac{\&lsqb;MgO\&rsqb;}{\&lsqb;{\mathrm{Al}}_2{O}_3\&rsqb;+\&lsqb;{\mathrm{CaF}}_2\&rsqb;+\&lsqb;{\mathrm{TiO}}_2\&rsqb;}\&le;1.1$

在本发明的埋弧焊用焊剂中，也可以将C含量限制在0.2质量％以下。

另外，本发明的埋弧焊用焊剂，例如，是以800℃以上烧成而得到的。

根据本发明，因为特定各成分的含量，并且使MgO含量、与Al₂O₃、F及TiO₂的总含量的比处于特定的范围，所以无论焊接电源是交流式和直流式的哪一种，焊接操作性均良好，且可以减少焊接金属中的扩散氢量。

附图说明

图1是表示在实施例的焊接试验中使用的试验片的坡口形状的图。

具体实施方式

以下，就用于实施本发明的方式，详细地加以说明。还有，本发明不受以下说明的实施方式限定。

本发明者为了解决前述课题，进行了锐意实验研究，结果是得出以下所示的结论。使用直流式的焊接电源时，为了良好地保持熔渣剥离性，应该极力减少焊剂的SiO₂量。另外，关于MgO，若使其添加量并不比专利文献5所述的焊剂有所增多，则不能改善熔渣剥离性。

因此，本发明的实施方式的埋弧焊用焊剂(以下，也仅称为焊剂。)中，使SiO₂含量为10～20质量％，使MgO含量为25～35质量％，并且将水溶性SiO₂限制在1质量％以下。另外，在本实施方式的焊剂中，设Al₂O₃含量为[Al₂O₃]，MgO含量为[MgO]，F含量(CaF₂换算值)为[CaF₂]，TiO₂含量为[TiO₂]时，以满足下述数学表达式2的方式调整各成分。

【数学表达式2】

$0.5\&le;\frac{\&lsqb;MgO\&rsqb;}{\&lsqb;{\mathrm{Al}}_2{O}_3\&rsqb;+\&lsqb;{\mathrm{CaF}}_2\&rsqb;+\&lsqb;{\mathrm{TiO}}_2\&rsqb;}\&le;1.1$

以下，对于本实施方式的焊剂中的组成限定理由进行说明。还有，本实施方式的焊剂中的各成分的含量，除非特别指出，否则均是将依据JISZ3352：2010所规定的方法而定量的值，换算成氧化物或氟化物的换算值。[MgO：25～35质量％]

MgO是充分有助于熔渣剥离性提高的成分，不论焊接电源的方式，均是用于确保良好的熔渣剥离性所必须的成分。但是，MgO含量低于25质量％时，无法充分获得熔渣剥离性提高的效果，另外，若高于35质量％，则焊道形状劣化，容易依存于焊接电源的类别而发生夹渣、未熔合、还有咬边等缺陷。特别是在交流式焊接电源中，前述的夹渣和未熔合等的焊接缺陷的发生显著。因此，MgO含量为25～35质量％。

从抑制缺陷发生的观点出发，MgO含量优选为32质量％以下，更优选为30质量％以下。还有，这里所说的MgO含量，是以MgO对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISM8222：1997等)分析而得到的焊剂的总Mg量进行了换算的值。在由该方法测量的总Mg量中，包含MgF₂等MgO以外的成分，但因为这些成分微量，所以如果MgO含量(总Mg量的MgO换算值)在前述的范围内，则不会影响到前述的MgO的效果。[F(CaF₂换算值)：15～30质量％]

CaF₂等的氟化物，具有提高熔融渣的导电性和流动性的效果，是对于熔融渣的高温粘性造成影响的成分之一。该作用与后述的CaO同样，与其含量成正比。具体来说，F含量(CaF₂换算值)低于15质量％时，无法充分取得前述的效果，另外，也不能期待从熔融渣促进CO气体的排出，改善耐麻点性的效果。

另一方面，若F含量(CaF₂换算值)高于30质量％，则熔融渣的流动性变得过高，焊道形状劣化。因此，F含量(CaF₂换算值)为15～30质量％。从耐麻点性提高的观点出发，F含量(CaF₂换算值)优选为18质量％以上，更优选为20质量％以上。另外，从焊道形状提高的观点出发，F含量(CaF₂换算值)优选为27质量％以下，更优选为25质量％以下。

还有，这里所说的F含量，是以CaF₂对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISK1468－2：1999等)分析而得到的焊剂的总F量进行了换算的值。另外，本实施方式的焊剂中的氟化物成分，主要是CaF₂，另外也包括AlF₃和MgF₂等，但只要F含量(总F量的CaF₂换算值)在前述范围内，则不会影响到前述氟化物的效果。

[Al₂O₃：10～25质量％]

Al₂O₃是调整熔融渣的粘性和熔点的成分，具有使焊接时的焊道形状良好的效果。但是，Al₂O₃含量低于10质量％时，无法充分取得前述效果，另外，若Al₂O₃含量高于25质量％，则熔融渣的熔点过度上升，焊接时招致焊道形状的劣化。因此，Al₂O₃含量为10～25质量％。

从调整熔融渣的粘性和熔点的观点出发，Al₂O₃含量优选为15质量％以上，更优选为17质量％以上。另外，从熔融渣的熔点的观点出发，Al₂O₃含量优选为22质量％以下，更优选为20质量％以下。由此，能够使焊道形状更加良好。

还有，这里所说的Al₂O₃含量，是以Al₂O₃对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISM8220：1995等)分析而得到的焊剂的总Al量进行了换算的值。以此方法测量的总Al量中，虽包含AlF₃等的Al₂O₃以外的成分，但因为这些的成分微量，所以只要Al₂O₃含量(总Al量的Al₂O₃换算值)在前述的范围内，则不会影响到前述的Al₂O₃的效果。

[SiO₂：10～20质量％]

SiO₂带给熔融渣以适度的粘性，主要具有使焊道外观和焊道形状良好的效果。但是，SiO₂含量低于10质量％时，无法充分获得前述效果，焊道外观和焊道形状劣化。另外，若SiO₂含量高于20质量％，则熔渣的粘性过剩，熔渣剥离性劣化，并且熔渣的咬粘加剧。因此，SiO₂含量为10～20质量％。

从焊道外观和焊道形状提高的观点出发，SiO₂含量优选为13质量％以上，更优选为15质量％以上。另外，从熔融渣的粘性的恰当化的观点出发，SiO₂含量优选为18质量％以下。

还有，这里所说的SiO₂含量，是以SiO₂对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISM8214：1995等)分析而得到的焊剂的总Si量进行了换算的值。以该方法测量的总Si量中，虽然包含作为Fe－Si等的合金而添加的Si等SiO₂以外的成分，但只要SiO₂含量(总Si量的SiO₂换算值)在前述的范围内，则不会影响到前述的SiO₂的效果。还有，这里所说的SiO₂含量，包括后述的水溶性SiO₂含量。

[Na(Na₂O换算值)和K(K₂O换算值)之中的至少一者：合计0.5～5.5质量％]

Na和K主要是对焊接时的电弧稳定性和焊剂的吸湿特性造成影响的成分，主要以Na₂O和K₂O等的氧化物的形态添加。但是，Na含量(Na₂O换算值)和K含量(K₂O换算值)合计低于0.5质量％时，焊接时的电弧电压不稳定，焊道外观和焊道形状劣化。

另一方面，若Na含量(Na₂O换算值)和K含量(K₂O换算值)合计高于5.5质量％，则焊剂的吸湿特性劣化，并且电弧变得过强而不稳定，焊道外观和焊道形状劣化。因此，Na含量(Na₂O换算值)和K含量(K₂O换算值)合计为0.5～5.5质量％。还有，本实施方式的焊剂，添加Na和K中的至少一者即可。

从电弧电压的稳定化的观点出发，Na含量(Na₂O换算值)和K含量(K₂O换算值)合计优选为1.5质量％以上，更优选为2.0质量％以上。另外，从焊剂的吸湿特性的观点出发，Na含量(Na₂O换算值)和K含量(K₂O换算值)合计优选为4.5质量％以下，更优选为3.5质量％以下。

还有，这里所说的Na含量和K含量，是分别以NaO和K₂O对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISM8852：1998等)分析而得到的焊剂的总Na量和总K量进行了换算的值。另外，本实施方式的焊剂中的Na成分和K成分，主要是Na₂O和K₂O，但此外也包含NaAlSi₃O₈和KAlSi₃O₈等。

[Fe(FeO换算值)：0.5～5质量％]

Fe具有促进脱氧现象，提高耐麻点性的效果，主要以Fe－Si等的金属粉的形态添加。前述的效果与其存在量成正比，Fe含量(FeO换算值)低于0.5质量％时，特别是在焊接电源为直流式的情况下，得不到充分的效果。另一方面，若Fe含量(FeO换算值)高于5质量％，则对熔渣的凝固温度造成影响，焊道外观、焊道形状和熔渣剥离劣化。因此，Fe含量(FeO换算值)为0.5～5质量％。

从耐麻点性的观点，Fe含量(FeO换算值)优选为1质量％以上，更优选为1.5质量％以上。另外，若考虑对熔渣的凝固温度的影响，则Fe含量(FeO换算值)优选为4质量％以下，更优选为3质量％以下。

还有，这里所说的Fe含量，是以FeO对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISM8202：2000等)分析而得到的焊剂的总Fe量进行了换算的值，除了作为金属粉而添加的Fe以外，也包含作为不可避免的杂质而添加的FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄等。

[TiO₂：1～5质量％]

TiO₂是对于熔渣剥离性提高有效的成分，也有将焊道形状调理得良好的效果。另外，TiO₂的一部分经过焊接时的还原反应而成为Ti，该Ti被添加到焊接金属中，有助于韧性提高。前述的作用与其存在量(TiO₂含量)成正比。但是，若TiO₂含量的上限值高于5质量％，则焊道形状劣化。另外，TiO₂含量低于1质量％时，熔渣剥离性和焊道形状劣化。因此TiO₂含量为1～5质量％。

还有，这里所说的TiO₂含量，是以TiO₂对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISM8219：2012等)分析而得到的焊剂的总Ti量进行了换算的值。

[CaO(换算值)：6质量％以下]

CaO提高熔渣的碱度而提高焊接金属的洁净度，并且也是对熔融渣的流动性产生影响的成分，前述效果与其存在量成正比而发挥。但是，若CaO含量高于6质量％，则熔融渣的流动性过大，焊道的外观和形状劣化。因此，CaO含量限制在6质量％以下。从熔融渣流动性的观点出发，CaO含量优选为4质量％以下，更优选为2质量％以下。

还有，在本实施方式的焊剂中，作为Ca成分除了CaO以外，还包含前述的CaF₂。因此，这里所说的CaO含量，是根据由JISZ3352：2010所规定的方法分析而得到的总Ca量和总F量而求得的换算值。因此，CaF₂量多时，若依据JISZ3352：2010，则也存在CaO为0的情况。

[Mn(MnO换算值)：低于2质量％]

Mn对于熔融渣的粘性和凝固温度造成影响，并且对于耐麻点性改善是有效的成分。但是，本发明者在本发明的范围内进行各种实验研究的结果确认，随着Mn的添加量增加，焊接金属中的氧量有增加的倾向。因为焊接金属中的氧量增加是使韧性劣化的原因之一，所以若Mn含量(MnO换算值)达到2质量％以上，则焊接金属的韧性劣化。因此，在本实施方式的焊剂中，将Mn作为限制成分，将其含量以MnO换算值计限制在2质量％以下。

还有，本实施方式的焊剂中含有的Mn，是作为不可避免的杂质而从原料中混入的。而且，这里所说的Mn含量，是以MnO对于由JISZ3352：2010所规定的方法(例如JISM8232：2005等)分析而得到的焊剂的总Mn量进行了换算的值。

[水溶性SiO₂：1质量％以下]

若水溶性SiO₂的含量高于1质量％，则焊剂的耐吸湿性劣化，并且焊接金属的扩散氢量增加。因此，水溶性SiO₂含量限制在1质量％以下。从耐吸湿性提高和扩散氢量减少的观点出发，水溶性SiO₂含量优选为0.8质量％以下，更优选为0.6质量％以下。

该水溶性SiO₂，主要来自于水玻璃等的结合剂，为了减少其量，有效的是在结合剂难吸湿化的温度以上烧结焊剂。具体来说，特别优选使烧成温度为800℃以上。

焊剂中的水溶性SiO₂量，能够通过以下的方法测量。首先，用振动磨机将焊剂粉碎成粒径300μm以下，从其中提取测量用试样约0.2g(步骤1)。其次，在石英制三角烧瓶中，加入前述试样和蒸馏水100ml，在煮沸下用4小时萃取可溶性成分(步骤2)。之后，将萃取液放置12小时以上后，去除掉萃取液中的沉淀物和浮置物等，以吸光光度法定量Si(步骤3)。

还有，这里所说的水溶性SiO₂，是以SiO₂对于由前述的方法分析而得到的焊剂的总Si量进行了换算的值，与前述的总SiO₂加以区别，特定其含量。

[[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂])：0.5～1.1]

MgO、Al₂O₃、F和TiO₂虽然分别各自规定其含量，但在本实施方式的焊剂中，还进一步规定MgO含量与Al₂O₃含量、F含量(CaF₂)和TiO₂含量的合计量的比(＝[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂]))。

本发明者，对于添加有MgO的焊剂的吸湿特性和焊接操作性进行了各种实验研究，其结果发现，MgO含量与Al₂O₃含量、F含量(CaF₂)和TiO₂含量的合计量的比(＝[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂]))，对于吸湿特性和焊接操作性造成重大的影响。例如，使用直流式的焊接电源时，与使用交流式的焊接电源的情况相比，焊剂消耗量增加。因此，焊接金属中的Si增加，熔渣剥离性的劣化显著，但关于熔渣剥离性，能够通过MgO的添加加以改善。

但是，MgO因为富于水合性，所以若添加在焊剂中，则吸湿特性劣化、焊接金属中的扩散氢量增加。另一方面，Al₂O₃、F和TiO₂是非水合性的成分，添加带来的吸湿特性的提高效果显著。其中，F通过与Al₂O₃和TiO₂并用，与现有的认知不同，可知具有使焊剂的吸湿特性提高，有助于扩散氢量减少的效果。

但是，[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂])低于0.5时，用直流式的焊接电源进行焊接时，熔渣剥离性显著劣化。另一方面，若[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂])高于1.1，则吸湿特性劣化、焊接金属中的扩散氢量增加。因此，使[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂])为0.5～1.1而调整各成分的添加量。由此，能够抑制吸湿特性的劣化。

[C：0.2质量％以下]

C来自于在焊剂的各原料中作为杂质被含有的碳酸盐等，不可避免地被导入。另一方面，如前述在使用直流式的焊接电源时，焊剂的消耗量增大，与使用交流式的焊接电源的情况相比，碳酸盐的分解进一步受到促进。因此，即使C含量为微量，在焊接中也会有CO和CO₂气体大量发生，招致耐麻点性的劣化和焊道的外观和形状的劣化。因此，为了防止焊接操作性的劣化，优选焊剂中的C量减少至0.2质量％以下。

特别是从耐麻点性提高的观点出发，优选C含量限制在0.1质量％以下，更优选在0.05质量％以下。还有，为了良好地维持耐麻点性，优选C含量尽可能少的方法。另外，这里所说的C含量，是以JISZ2615：2009所规定的方法进行分析而得到的值。

[其他的成分]

本实施方式的焊剂中的上述以外的成分，是Zr，Ba，Li，P和S等。这些不可避免的杂质之中，优选Zr、Ba和Li等分别限制在1.0质量％以下，特别是影响焊接品质的P和S优选分别限制在0.05质量％以下。

[制造方法]

制造本实施方式的焊剂时，例如，按前述组成调合原料粉，与结合剂一起混匀后，进行造粒、烧成。这时，作为结合剂(粘合剂)，例如，能够使用聚乙烯醇等的水溶液和水玻璃。另外，造粒法没有特别限定，但优选使用滚动式造粒机和挤压式造粒机等的方法。

此外，经造粒的焊剂，希望进行除尘和粗大粒的破碎等的整粒处理，使粒径达到2.5mm以下。另一方面，造粒后的烧成，能够用回转窑、固定式间歇炉和带式烧成炉等进行。这时的烧成温度，例如能够为600～1200℃，但如前述这样使结合剂难以吸湿化的观点出发，优选为800℃以上。

如以上详述，本实施方式的焊剂，使各成分的含量处于特定的范围，并且使MgO含量与Al₂O₃、F和TiO₂的总含量的比处于特定的范围，如此调整其成分的量，因此，无论焊接电源是交流式和直流式的哪一种，焊接操作性均良好，并且可以减少焊接金属中的扩散氢量。

【实施例】

以下，列举本发明的实施例和比较例，对于本发明的效果具体地加以说明。在本实施例中，使用下述表1所示的钢板和表2所示的焊丝，按图1所示的坡口形状，根据下述表3所示的焊接条件(A或B)，以埋弧焊实施焊接试验，就下述表4所示的实施例的焊剂和下述表5所示的比较例的焊剂，评价其性能。还有，在本实施例中，按下述表4和表5所示的组成调合原料，与结合剂(水玻璃)一起混匀后，进行造粒，再使用回转窑，以下述表4和表5所示的温度进行烧成、整粒，由此得到粒径2.5mm以下的焊剂。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

【表5】

还有，上述表1所示的钢板组成和上述表2所示的焊丝组成的余量，是Fe和不可避免的杂质。另外，上述表4和表5所示的「M」是[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂])的值。

实施例和比较例的各焊剂的评价，针对于焊接金属中的扩散氢量、冲击试验、焊道外观、焊道形状、熔渣剥离性、焊接缺陷(内在·外在)进行。

＜扩散氢量＞

焊接金属中的扩散氢量，原则上基于JISZ3118：2007所规定的方法测量。在本实施例中，扩散氢量为3.5ml/100g以下的为合格。

＜冲击试验＞

冲击试验基于JISZ2242：2005所规定的方法实施，根据－40℃下的摆锤吸收能的值进行评价。在本实施例中，摆锤吸收能在100J以上的为合格。

＜焊道外观＞

焊道外观主要就焊道的焊波和光泽进行评价，通过目视观察焊接部来进行。其结果是，焊道的焊波未出现混乱，焊道有金属光泽的评价为◎，单位焊接长度(1m)中焊道焊波有一处混乱，而焊道有金属光泽的评价为○，单位焊接长度(1m)中焊道焊波有2～4处混乱，焊道没有金属光泽的评价为△，单位焊接长度(1m)中焊道焊波有5处以上混乱，焊道没有金属光泽的评价为×，评价为◎或○的合格。

＜焊道形状＞

焊道形状主要就焊道的凹凸和对母材的融合进行评价，通过目视观察焊接部进行。其结果是，焊道形状非常良好的评价为◎，良好的评价为○，稍有不良的评价为△，不良的评价为×，评价为◎或○的合格。

＜熔渣剥离性＞

熔渣剥离性根据熔渣是否容易除去和有无咬粘进行评价。具体来说，熔渣自然剥离，没有咬粘的为◎，自然剥离，但单位焊接长度(1m)中有3处以下发生咬粘的为○，未自然剥离，单位焊接长度(1m)中有4～9处发生咬粘的为△，未自然剥离，单位焊接长度(1m)中有10处以上发生咬粘的为×。然后，在本实施例中，评价是◎或○的为合格。

＜电弧稳定性＞

电弧稳定性根据焊接时的电流和电压的振摆进行评价。具体来说，焊接电流为±50A且电弧电压为±2V的为◎，焊接电流为±100A且电弧电压为±2V的为○，焊接电流为±100A且电弧电压为±4V的为△，焊接困难的为×。然后，在本实施例中，评价是◎或○的为合格。

＜焊接缺陷＞

焊接缺陷(内在)主要就气孔缺陷、夹渣和未熔合等在焊接金属内部发生的焊接缺陷进行评价，未发生这些焊接缺陷的为◎，单位焊接长度(1m)中的发生比率为0.5％以下的为○，单位焊接长度(1m)中的发生比率高于0.5％并在1.0％以下的为△，单位焊接长度(1m)中的发生比率高于1.0％的为×，评价为◎或○的合格。

还有，焊接缺陷(内在)的检测中，使用依据JISZ3104拍摄的X射线透视照片。焊接缺陷(内在)的评价中的所谓单位焊接长度(每1m)的发生比率，是依据JISZ3104测量各个缺陷(瑕疵)的尺寸(长度)，计算出缺陷(瑕疵)的总长度之后，在试验部的有效长度内扣除，换算成单位焊接长度。

另一方面，焊接缺陷(外在)主要就咬边和麻点等在焊接金属表面发生的焊接缺陷进行评价，未发生这些焊接缺陷的为◎，单位焊接长度(1m)中的发生比率在0.5％以下的为○，单位焊接长度(1m)中的发生比率高于0.5％并在1.0％以下的为△，单位焊接长度(1m)中的发生比率高于1.0％的为×，评价是◎或○的为合格。

还有，焊接缺陷(外在)的检测通过目视进行。焊接缺陷(外在)的评价中的所谓单位焊接长度(每1m)的发生比率，是由目视测量各个咬边和麻点等的長度，计算出焊接缺陷(外在)的总长度之后，在与焊接缺陷(内在)相同的试验部的有效长度中扣除，换算成单位焊接长度。

以上的评价结果一并显示在下述表6和表7中。

【表6】

【表7】

表7所示的比较例No.1的焊剂，因为Al₂O₃含量高于25质量％，所以焊道形状不良。另一方面，比较例No.2的焊剂，因为Al₂O₃含量低于10质量％，所以焊道形状差。另外，比较例No.3的焊剂，因为SiO₂含量高于20质量％，所以熔渣剥离性差。另一方面，比较例No.4的焊剂，因为SiO₂含量低于10质量％，所以焊道外观和焊道形状差。

比较例No.5的焊剂，因为MgO含量高于35质量％，所以焊道形状差，此外，在焊接金属的内部和表面发生焊接缺陷。另一方面，比较例No.6的焊剂，因为MgO含量低于25质量％，所以发生咬粘，熔渣剥离性不良。另外，比较例No.7的焊剂，因为F含量高于30质量％，所以焊道形状差。另一方面，比较例8的焊剂，因为F含量低于15质量％，所以咬边和麻点等的焊接缺陷发生。

比较例No.9的焊剂，因为Mn含量(MnO换算值)为2质量％以上，所以焊接金属中的扩散氢量增加，韧性劣化。比较例No.10的焊剂，因为Na含量(Na₂O换算值)和K含量(K₂O换算值)的合计量低于0.5质量％，所以电弧稳定性显著降低，焊道外观和焊道形状也一并劣化。其结果是，焊接困难。另一方面，比较例No.11的焊剂，因为Na含量(Na₂O换算值)和K含量(K₂O换算值)的合计量高于5.5质量％，所以焊道外观和焊道形状差。

比较例No.12的焊剂，因为Fe含量(FeO换算值)低于0.5质量％，所以焊接金属表面发生咬边和麻点等的焊接缺陷。另一方面，比较例No.13的焊剂，因为Fe含量(FeO换算值)高于5质量％，所以焊道外观和焊道形状差，此外，熔渣剥离性与差。另外，比较例No.14的焊剂，因为高于8质量％而含有TiO₂，所以焊道形状差。另一方面，比较例No.15的焊剂，因为TiO₂含量低于1质量％，所以熔渣剥离性和焊道形状劣化。

比较例No.16的焊剂，因为水溶性SiO₂含量高于1.0质量％，所以焊接金属中的扩散氢量增加。比较例No.17的焊剂，因为M(＝[MgO]/([Al₂O₃]+[CaF₂]+[TiO₂]))低于0.5，所以熔渣剥离性劣化。另一方面，比较例No.18的焊剂，因为M高于1.10，所以焊接金属中的扩散氢量增加。另外，比较例No.19的焊剂，因为CaO含量高于6质量％，所以焊道的外观和形状劣化。

相对于此，表6所示的实施例No.1～33的焊剂，因为满足本发明的范围，所以焊道外观、焊道形状、熔渣剥离性和电弧稳定性优异，并且也未见焊接缺陷(内在·外在)的发生。特别是将C含量限制在0.2质量％以下的实施例No.1～32的焊剂，与C含量高于0.2质量％的实施例No.33的焊剂相比，抑制麻点发生的效果高，耐麻点性优异。

由以上的结果可确认，通过使用本发明的焊剂，无论在焊接是交流式和直流式的哪一种的情况下，均可以使焊接操作性良好，且可以减少焊接金属中的扩散氢量。

本申请伴随申请日为2013年12月13日的日本国专利申请，专利申请第2013－257686号以基础申请的优先权主张，专利申请2013－257686号通过参照而被本说明书引用。

Claims (3)

1.一种埋弧焊用焊剂，其中，含有

MgO：25～35质量％、

以CaF₂换算值计的F：15～30质量％、

Al₂O₃：10～25质量％、

SiO₂：10～20质量％、

以Na₂O换算值计的Na和以K₂O换算值计的K之中的至少一者：合计0.5～5.5质量％、

以FeO换算值计的Fe：0.5～5质量％、

TiO₂：1～5质量％、

CaO：6质量％以下、

以MnO换算值计的Mn：低于2.0质量％，

并且，水溶性SiO₂：1质量％以下，

设MgO含量为[MgO]，Al₂O₃含量为[Al₂O₃]，以CaF₂换算值计的F含量为[CaF₂]，TiO₂含量为[TiO₂]时，满足下述数学表达式(I)。

$0.5\&le;\frac{\&lsqb;MgO\&rsqb;}{\&lsqb;{\mathrm{Al}}_2{O}_3\&rsqb;+\&lsqb;{\mathrm{CaF}}_2\&rsqb;+\&lsqb;{\mathrm{TiO}}_2\&rsqb;}\&le;1.1...\left(I\right)$

2.根据权利要求1所述的埋弧焊用焊剂，其特征在于，C含量在0.2质量％以下。

3.根据权利要求1或2所述的埋弧焊用焊剂，其是在800℃以上烧成而得到的。