CN114340838B

CN114340838B - 埋弧焊用焊剂、埋弧焊方法和埋弧焊用焊剂的制造方法

Info

Publication number: CN114340838B
Application number: CN202080062437.1A
Authority: CN
Inventors: 加纳觉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2024-05-03
Anticipated expiration: 2040-09-04
Also published as: CN114340838A; WO2021049440A1; KR20220038786A

Abstract

提供一种埋弧焊用焊剂，其不论施工条件，既可抑制铁粒和麻点的发生，熔渣剥离性又优异。一种用于埋弧焊的焊剂，其中，含有氟化物和氧化物，该氧化物包含熔点为1800℃以上的高熔点氧化物、和熔点低于1800℃的低熔点氧化物，包括含Ca的氧化物作为该高熔点氧化物、和含Mn的氧化物作为该低熔点氧化物，相对于焊剂总质量的含量，Mn的MnO换算值为2～8质量％，且所述MnO换算值、F的CaF₂换算值、Ca的CaO换算值及CO₂满足1.6≤{CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)}的关系，所述高熔点氧化物的合计含量相对于所述氧化物的合计含量的比例(高熔点氧化物的合计/氧化物的合计)为0.56以上。

Description

埋弧焊用焊剂、埋弧焊方法和埋弧焊用焊剂的制造方法

技术领域

本发明涉及用于埋弧焊的焊剂，更详细地说，是涉及焊接操作性，尤其熔渣剥离性优异的埋弧焊用焊剂。另外，涉及使用所述焊剂的埋弧焊方法和所述焊剂的制造方法。

背景技术

所谓埋弧焊，是将粒状的焊剂预先沿焊接部散布，并向此焊剂内连续地供给焊丝，在被焊剂覆盖的状态下，在被焊接材和焊丝的前端之间使电弧发生而进行焊接的方法。

以改善埋弧焊的焊接操作性为目的，进了了各种各样的研究。

例如，在专利文献1和2中公开有，特定构成焊剂的成分的含量，并且使MgO含量与Al₂O₃、CaF₂换算值和TiO₂的总含量之比处于特定的范围，由此，无论焊接电流是交流式和直流式的哪一种，焊接操作性均良好。此外，在专利文献1和2中还公开能够降低焊接金属中的扩散氢量，在专利文献2中公开了能够降低焊剂的吸湿量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－112633号公报

专利文献2：日本特开2016－140889号公报

然而，在窄坡口焊接等施工特别困难的焊接中，焊道容易变成凸状，特别是确保缝边部的熔渣剥离性困难。

相对于此，本发明人着眼于Mn元素，发现添加Mn越多，熔渣剥离性越提高。另一方面，由于Mn的添加，会引起铁粒突起物(以下，简称为“铁粒”。)和麻点的发生，在作为焊接操作性之一的焊道外观或表面缺陷这方面仍留有课题。

发明内容

本发明鉴于上述状况而提出，其目的在于，提供一种不论施工条件如何，都可抑制铁粒和麻点等表面缺陷的发生，同时熔渣剥离性又优异的埋弧焊用焊剂。

本发明的一个方式的焊剂是埋弧焊用焊剂，其用于埋弧焊，包含氟化物和氧化物，所述氧化物包含熔点为1800℃以上的高熔点氧化物、和熔点低于1800℃的低熔点氧化物，包括含Ca的氧化物作为所述高熔点氧化物、和含Mn的氧化物作为所述低熔点氧化物，相对于焊剂总质量的含量中，Mn的MnO换算值为2～8质量％，且所述MnO换算值、F的CaF₂换算值、Ca的CaO换算值和CO₂满足1.6≤{CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)}的关系，所述高熔点氧化物的合计含量相对于所述氧化物的合计含量的比例(高熔点氧化物的合计含量/氧化物的合计含量)为0.56以上。

在上述埋弧焊用焊剂中，可以是所述高熔点氧化物含有MgO和TiO₂中的至少一方，相对于焊剂总质量的含量中，Mg的MgO换算值为25质量％以下，且Ti的TiO₂换算值为9质量％以下，所述MgO换算值和所述TiO₂换算值的合计含量相对于所述高熔点氧化物的合计含量的比例{(MgO换算值+TiO₂换算值)/高熔点氧化物的合计含量}为0.430以上。

在上述埋弧焊用焊剂中，还可以是相对于焊剂总质量，所述高熔点氧化物的含量中，所述CaO换算值为10质量％以下，Al的Al₂O₃换算值为25质量％以下，且所述MgO换算值、所述TiO₂换算值、所述CaO换算值和所述Al₂O₃换算值满足30≤(MgO换算值+0.67TiO₂换算值+0.92CaO换算值+0.74Al₂O₃换算值)≤50的关系。

在上述埋弧焊用焊剂中，可以是相对于焊剂总质量，所述低熔点氧化物的含量中，Si的SiO₂换算值为20质量％以下，Fe的FeO换算值为5质量％以下，B的B₂O₃换算值为1质量％以下，且碱金属元素的碱金属氧化物换算值为5.0质量％以下。

在上述埋弧焊用焊剂中，还可以是所述碱金属氧化物换算值是换算成从Na₂O、K₂O和Li₂O所构成的群中选择的至少一种氧化物而得到的值。

在上述埋弧焊用焊剂中，可以是相对于焊剂总质量的含量，所述CaF₂换算值为20质量％以上，且所述CO₂为6.0质量％以下。

本发明的一个方式的焊接方法，是使用焊剂进行电弧焊的埋弧焊方法，其中，使用如下的焊剂：所述焊剂含有氟化物和氧化物，所述氧化物包含熔点为1800℃以上的高熔点氧化物、和熔点低于1800℃的低熔点氧化物，包括含Ca的氧化物作为所述高熔点氧化物、和含Mn的氧化物作为所述低熔点氧化物，相对于焊剂总质量的含量中，Mn的MnO换算值为2～8质量％，且所述MnO换算值、F的CaF₂换算值、Ca的CaO换算值和CO₂满足1.6≤{CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)}的关系，所述高熔点氧化物的合计含量相对于所述氧化物的合计含量的比例(高熔点氧化物的合计含量/氧化物的合计含量)为0.56以上。

在上述埋弧焊方法中，可以是被焊接材被进行坡口为U形坡口或V形坡口的加工，坡口角度为10～60°。

本发明的一个方式的焊剂的制造方法，是用于埋弧焊的焊剂的制造方法，其中，包括以400～950℃对于来自原料的造粒物进行烧成的工序，所述烧成的工序后的焊剂，含有氟化物和氧化物，所述氧化物包含熔点为1800℃以上的高熔点氧化物、和熔点低于1800℃的低熔点氧化物，包括含Ca的氧化物作为所述高熔点氧化物、和含Mn的氧化物作为所述低熔点氧化物，相对于焊剂总质量的含量中，Mn的MnO换算值为2～8质量％，且所述MnO换算值、F的CaF₂换算值、Ca的CaO换算值和CO₂满足1.6≤{CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)}的关系，所述高熔点氧化物的合计含量相对于所述氧化物的合计含量的比例(高熔点氧化物的合计含量/氧化物的合计含量)为0.56以上。

发明效果

根据本发明，能够提供既可抑制铁粒和麻点的发生，熔渣剥离性又优异的埋弧焊用焊剂。通过使用这样的焊剂进行埋弧焊，不论施工条件如何，都能够使优异的熔渣剥离性和表面缺陷少的良好的焊道外观并立。

具体实施方式

以下，对用于实施本发明的方式(本实施方式)详细说明。还有，本发明不受以下说明的实施方式限定，在不脱离本发明的要旨的范围，能够任意变更实施。

＜焊剂＞

本实施方式的埋弧焊用焊剂(以下，简称为“焊剂”。)，含有氟化物和氧化物，所述氧化物包含熔点为1800℃以上的高熔点氧化物、和熔点低于1800℃的低熔点氧化物，包括含Ca的氧化物作为所述高熔点氧化物、和含Mn的氧化物作为所述低熔点氧化物。

相对于焊剂总质量的含量，Mn的MnO换算值为2～8质量％，并且所述MnO换算值、F的CaF₂换算值、Ca的CaO换算值和CO₂满足1.6≤{CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)}的关系。另外，高熔点氧化物的合计含量相对于氧化物的合计含量的比例(高熔点氧化物的合计含量/氧化物的合计含量)为0.56以上。

作为高熔点氧化物，可列举MgO、TiO₂、CaO、Al₂O₃、ZrO₂、BaO等。

除了上述以外，焊剂也能够包含熔点低于1800℃的低熔点氧化物，例如，可列举MnO、MnO₂、Mn₂O₃、SiO₂、B₂O₃、FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄、碱金属氧化物等。

以下，对于本实施方式的焊剂的各成分的含量进行说明。还有，所谓本实施方式的含量，只要没有特别说明，就意味着相对于焊剂总质量的质量％。另外，构成焊剂的各成分的一部分是基于JIS Z 3352：2017等，将经由分析而得到的各元素量换算成氧化物或氟化物的换算值作为含量。因此，相对于焊剂总质量的各成分的含量的合计，有超过100质量％的情况。

[Mn的MnO换算值：2～8质量％]

MnO换算值，是将焊剂的总Mn量换算成MnO而得到的值。在所测量的总Mn量中，有包含MnO₂、Mn₂O₃等的MnO以外的成分的情况，但这些成分具有大致同样的效果，因此总Mn的MnO换算值在前述范围内即可。

MnO对熔渣的粘性和凝固温度施加影响，对于熔渣剥离性的提高是有效的必要成分。在MnO、MnO₂和Mn₂O₃等的氧化物的形态之中，特别是若以MnO或MnO₂的形态添加，则其有用性得到发挥。

如此，MnO的含量越多，熔渣剥离性越提高。另一方面，可知若增多MnO的含量，则容易发生铁粒和麻点。

铁粒的发生机制考虑如下。首先，焊剂中的铁粉在熔融渣中凝聚而成为大金属粒并沉降。这时如果焊道表面为熔融状态，则金属粒直接成为焊接金属，但如果焊道表面是凝固状态，则金属粒附着在焊道表面而成为铁粒。

即，金属粒在处于熔融状态的熔渣中沉降时，如果焊道表面是熔融状态，则能够抑制铁粒的发生。为了使焊道表面为熔融状态，可列举提高熔渣的凝固温度的方法。

相对于此，MnO的熔点是1785℃左右，不是高熔点氧化物。因此，若使MnO的含量过多，则认为容易发生铁粒。

另一方面，若过度提高熔渣的凝固温度，则推测由于发生的气泡难以排出，从而容易发生麻点。除此以外，熔渣中的水分量多时，也容易发生麻点。

另外，可推测吸湿性也会成为麻点发生的因素，由于MnO吸湿性高，所以认为，若使MnO的含量过多，则麻点容易发生。

基于上述理由，本实施方式中的Mn的以MnO换算值计的含量为2质量％以上，优选为2.5质量％以上，更优选为3质量％以上。另外，MnO换算值为8质量％以下，优选为7.5质量％以下，更优选为7质量％以下。

[F的CaF₂换算值]

CaF₂换算值，是将焊剂的总F量换算成CaF₂而得到的值。在所测量的总F量中，有包含AlF₃和MgF₂等的CaF₂以外的氟化物的情况，但不论形态，作为氟化物，与CaF₂都具有大致同样的效果，因此总F量的CaF₂换算值在前述的范围内即可。

氟化物是抑制麻点发生和提高熔渣的导电性和流动性的成分。还有，关于流动性的作用，与后述的CaO同样，与其存在量成正比，是对于熔渣的高温粘性施加影响的成分之一。

本实施方式的F的以CaF₂换算值计的含量，从促进气体由熔融渣中排出从而抑制麻点的发生的观点出发，优选为20质量％以上，更优选为25质量％以上，进一步优选为27质量％以上。另一方面，若过多，则熔渣的流动性变得过高，焊道形状劣化。因此，CaF₂换算值优选为35质量％以下，更优选为33质量％以下。

[Mg的MgO换算值]

MgO换算值，是将焊剂的总Mg量换算成MgO而得到的值。

MgO是熔点为2800℃的高熔点氧化物，非常有助于熔渣剥离性的提高。为了得到这样的效果，Mg的以MgO换算值计的含量优选为15质量％以上，更优选为16质量％以上，进一步优选为17质量％以上。另一方面，若过多，则焊道形状劣化，容易发生夹渣、未熔合等，此外也容易发生咬边等的结果。另外，熔渣的凝固温度过高，有可能容易发生麻点。因此，MgO换算值优选为25质量％以下，更优选为24质量％以下，进一步优选为23质量％以下。

[Ti的TiO₂换算值]

TiO₂换算值，是将焊剂的总Ti量换算成TiO₂而得到的值。

TiO₂是熔点为1870℃的高熔点氧化物，对于熔渣剥离性的提高是有效的成分，同时，通过适当量的添加，也有良好地调整焊道外观的效果。另外，TiO₂的一部分由于焊接时的还原反应而成为Ti，也被添加到焊接金属中，也有助于韧性的提高。为了得到这样的效果，Ti的以TiO₂换算值计的含量，优选高于0质量％，更优选为0.1质量％以上，进一步优选为0.2质量％以上。另一方面，若过多，则焊道形状劣化，或熔渣的凝固温度变得过高而有可能容易发生麻点。因此，TiO₂换算值优选为9质量％以下，更优选为4质量％以下，进一步优选为3.5质量％以下。

[Ca的CaO换算值]

CaO换算值，是从焊剂的总Ca量中，减去由总F量换算出的CaF₂换算值所包含的Ca量，将所得到的Ca量换算成CaO而得到的值。

CaO是熔点为2572℃的高熔点氧化物，其提高熔渣的碱度而提高焊接金属的洁净度，也是影响到熔渣的流动性的成分。这一作用与其存在量成正比，Ca的以CaO换算值计的含量的下限没有特别限定，例如优选为0.5质量％以上。另一方面，若CaO过多，则熔融渣的流动性变得过大，焊道外观和焊道形状有可能恶化。另外，CaO与MnO同样，由于吸湿性高，所以若CaO含量过多，则也有可能容易发生麻点。因此，CaO换算值优选为10质量％以下，更优选为9.5质量％以下，进一步优选为9质量％以下。

[Al的Al₂O₃换算值]

Al₂O₃换算值，是将焊剂的总Al量换算成Al₂O₃而得到的值。

Al₂O₃是熔点为2072℃的高熔点氧化物，是调整熔渣的粘性和熔点的成分，具有提高熔渣的凝固温度，并使焊接时的焊道形状良好的效果。为了得到这样的效果，Al的以Al₂O₃换算值计的含量优选为10质量％以上，更优选为12质量％以上，进一步优选为15质量％以上。另一方面，若过多，则熔渣的熔点上升太多，则焊接时有可能招致焊道形状的劣化。因此，Al₂O₃换算值优选为25质量％以下，更优选为20质量％以下。

[Zr的ZrO₂换算值]

ZrO₂换算值，是将焊剂的总Zr量换算成ZrO₂而得到的值。

ZrO₂是熔点为2715℃的高熔点氧化物，是调整熔渣的粘性和熔点的成分，具有提高熔渣的凝固温度，并使焊接时的焊道形状良好的效果。这一作用与其存在量成正比，是任意的成分，Zr的以ZrO₂换算值计的含量的下限没有特别限定，但是想赋予有用的作用时，例如优选为0.5质量％以上。另一方面，若ZrO₂过多，则熔融渣的熔点变得过大，焊道外观和焊道形状有可能恶化。因此，ZrO₂换算值优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下。

[Ba的BaO换算值]

BaO换算值，是将焊剂的总Ba量换算成BaO而得到的值。

BaO是熔点为1923℃的高熔点氧化物，是提高熔渣的碱度而提高焊接金属的洁净度，影响到熔渣的流动性的成分。这一作用与其存在量成正比，是任意的成分，Ba的以BaO换算值计的含量的下限没有特别限定，但想要赋予有用的作用时，例如优选为0.5质量％以上。另一方面，若BaO过多，则熔融渣的流动性变得过大，焊道外观和焊道形状有可能恶化。因此，BaO换算值优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下。

[高熔点氧化物]

本实施方式的焊剂含有熔点为1800℃以上的高熔点氧化物。在高熔点氧化物之中，尤其MgO和TiO₂的比例越大，熔渣剥离性越良好。因此，由{(MgO换算值+TiO₂换算值)/高熔点氧化物的合计含量}表示的、MgO换算值和TiO₂换算值的合计含量相对于高熔点氧化物的合计含量的比例优选为0.430以上，更优选为0.450以上。另一方面，若这一比例过高，则有助于过剩的凝固点，因此这一比例优选为0.600以下，更优选为0.545以下。

意味着高熔点氧化物的合计含量的MgO换算值、TiO₂换算值、CaO换算值和Al₂O₃换算值的合计含量若过少，则铁粒容易发生。另外，焊剂中包含ZrO₂或BaO时，Zr的ZrO₂换算值和Ba的BaO换算值的含量，也包含在所述高熔点氧化物的合计含量中。

另一方面，若合计含量过多，则熔渣的凝固温度变得过高，容易发生麻点。因此，它们的含量，优选由(MgO换算值+0.67TiO₂换算值+0.92CaO换算值+0.74Al₂O₃换算值)这一算式表示的值为30以上，更优选为32以上。另外，这一值优选为50以下，更优选为45以下。

在所述式中各高熔点氧化物的含量乘以的各系数，是使用以MgO的熔点2800℃为基准的熔点之比加权得到的系数。例如，所谓TiO₂换算值的系数0.67，就是用TiO₂的熔点1870℃除以MgO的熔点2800℃而计算出的值。

由(高熔点氧化物的合计含量/氧化物的合计含量)表示的、熔点为1800℃以上的高熔点氧化物的合计含量相对于全部氧化物的合计含量的比例为0.56以上。通过使这一比例为0.56以上，能够提高熔渣凝固温度，抑制铁粒的发生。另外，上限没有特别限定，但使这一比例处于0.80以下，能够防止熔渣凝固温度过高，适当抑制麻点的发生。

由(高熔点氧化物的合计含量/氧化物的合计含量)表示的值优选为0.57以上。另外，该值优选为0.75以下。

还有，所谓氧化物的合计含量，意味着形成熔点为1800℃以上的高熔点氧化物的元素的氧化物换算值与形成熔点低于1800℃的低熔点氧化物的元素的氧化物换算值的总和。作为熔点低于1800℃的低熔点氧化物，可列举MnO、MnO₂、Mn₂O₃、SiO₂、FeO、Fe₂O3、Fe₃O4、B₂O₃、碱金属氧化物等。

[Si的SiO₂换算值]

SiO₂换算值，是将焊剂的总Si量换算成SiO₂而得到的值。

SiO₂通过赋予熔融渣以适度的粘性，主要是良好地整理焊道外观和焊道形状的成分。为了得到这样的效果，Si的SiO₂换算值的含量优选为8质量％以上，更优选为11质量％以上。另一方面，若过多，则熔渣的粘性变得过剩，招致熔渣剥离性的恶化，并且，熔渣的粘附有可能加剧。因此，SiO₂换算值优选为20质量％以下，更优选为19质量％以下，进一步优选为17质量％以下。

另外，SiO₂是来自合金的SiO₂、与来自矿物和水玻璃的SiO₂，而从确保良好的力学性能的观点出发，由来自Fe－Si等的合金换算出的SiO₂换算值，优选为4质量％以下，从熔渣剥离性的观点出发，来自矿物和水玻璃的SiO₂换算值的合计，优选为16质量％以下。

[Fe的FeO换算值]

FeO换算值，是将焊剂的总Fe量换算成FeO而得到的值。在测量出的总Fe量中，有包含FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄等的、作为金属粉被添加的Fe以外的成分的情况，但只要总Fe量的FeO换算值在前述范围内即可。作为金属粉被添加的Fe的一例，可列举Fe－Si，主要具有促进焊接金属的脱氧现象的效果。

FeO有提高抗麻点性的效果。这一作用与其存在量成正比，Fe的FeO换算值其下限没有特别限定，例如优选为0.5质量％以上。另一方面，若过多，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性有可能劣化。因此，FeO换算值优选为5质量％以下，更优选为4质量％以下。

[B的B₂O₃换算值]

B₂O₃换算值，是将焊剂的总B量换算成B₂O₃而得到的值。

B₂O₃具有使焊接金属的韧性提高的效果。含B时，B的B₂O₃换算值的含量优选为0.1质量％以上。另一方面，若过多，则使熔融金属硬化，韧性反而降低，因此B₂O₃换算值优选为1质量％以下，更优选为0.5质量％以下。

[碱金属元素的碱金属氧化物换算值]

碱金属元素，是主要对焊接时的电弧稳定性和焊剂的吸湿特性施加影响的成分，这一作用与其存在量成正比。是任意的元素，碱金属元素的碱金属氧化物换算值的合计量，其下限没有特别限定，但想要赋予有用的作用时优选为1质量％以上。另一方面，若碱金属氧化物换算值的合计量变得过剩，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有可能劣化。因此，碱金属氧化物换算值合计量优选为5.0质量％以下，更优选为4.5质量％以下。

作为碱金属元素，优选含有从Na、K和Li所构成的群中选择的至少一种元素，在含Na时，以Na₂O换算值规定含量，含K时，以K₂O换算值规定含量，含Li时，以Li₂O换算值规定含量。即，碱金属氧化物换算值，优选为换算成从Na₂O、K₂O和Li₂O所构成的群中选择的至少一种氧化物而得到的值。

Na₂O换算值、K₂O换算值和Li₂O换算值，均是将依据JIS M 8852：1998而得到的包括来自焊剂的粘结剂(粘合剂)在内的全部Na、K或Li量，分别以Na₂O、K₂O或Li₂O换算而得到的值。在测量的全部Na、K或Li量中，有可能包含NaAlSi₃O₈、KAlSi₃O₈或LiAlSi₃O₈等，但因为具有同样的效果，所以Na₂O换算值、K₂O换算值和Li₂O换算值的合计量在前述的范围内即可。

上述之中，此外，更优选含有Na和K的至少一方的元素。这种情况的Na₂O换算值和K₂O换算值的合计量，优选为1质量％以上，另外，优选为5.0质量％以下，更优选为4.5质量％以下。

[CO₂]

CO₂是主要来自CaCO₃和BaCO₃等的碳酸盐的成分，表示焊接时碳酸盐分解而发生的CO₂气体。CO₂气体将焊接部从外部气体屏蔽，并且使H₂气和N₂气等的杂质气体的分压降低，因此对于防止侵入到焊接金属中是有效的成分，这一作用与其存在量成正比。其是任意的成分，CO₂的含量的下限没有特别限定，但想赋予有用的作用时，优选为0.5质量％以上。另一方面，若过多，则成为麻点的发生的原因，耐麻点性有可能劣化。因此，CO₂含量优选为6.0质量％以下，更优选为5.0质量％以下，进一步优选为4.5质量％以下。

[其他的成分]

本实施方式的焊剂的上述以外的成分，是P和S等的不可避免的杂质，因为影响到焊接品质，所以优选P和S分别限制在0.05质量％以下。

另外，也可以在不损失本发明的效果的范围内，包含其他的元素。作为其他的元素，可列举Ni、Cr、Mo、Nb、V和C等。这些其他的元素，优选合计为5.0质量％以下。

即，除了不可避免的杂质和其他的元素，上述成分的合计通常为90质量％以上，优选为95质量％以上。

[CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)]

在本实施方式的焊剂中，由MnO换算值表示的Mn是提高熔渣剥离性的成分，另一方面，由于其吸湿性会诱发麻点的发生。同样，CaO和CO₂也是有诱发麻点发生倾向的成分。另一方面，由CaF₂换算值规定的氟化物是抑制麻点发生的成分。

因此，通过以{CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)}表示的含量之比为1.6以上，可适当地抑制麻点的发生。

该比值优选为1.8以上。另一方面，若值过高，则熔渣的流动性可能过高而焊道形状劣化，因此该值优选为9.0以下，更优选为7.0以下。

本实施方式的焊剂，优选为来自原料的造粒物以400～950℃进行了烧成的高温烧成型焊剂。

＜焊剂的制造方法＞

制造本实施方式的焊剂时，例如，按顺序包括：以成为所述＜焊剂＞所述组成的方式调合原料粉，与粘结剂一起混炼的工序；接着进行造粒的工序；对于所得到的来自原料的造粒物进行烧成的工序。

作为混炼工序中的粘结剂(粘合剂)，例如，能够使用聚乙烯醇和水玻璃。

造粒工序的造粒法没有特别限定，优选使用滚动造粒机和挤出式造粒机等的方法。

经造粒的焊剂，进行除粉尘和粗大粒粉碎等的整粒处理，优选使粒径为2.5mm以下。

造粒后的烧成，能够用回转窑、固定式箱式炉和带式焙烧炉等进行。这时的烧成温度，从焊剂的吸湿特性的观点出发，优选为400～950℃，更优选为450℃以上。

由上述得到的本实施方式的焊剂，因为使各成分的含量处于特定的范围，所以既可抑制铁粒和麻点的发生，熔渣剥离性又优异。

还有，本实施方式的焊剂的成分组成，虽然适合作为高温烧成型焊剂，但是不排除任何作为熔融型焊剂应用的情况。

＜使用焊剂的焊接方法＞

本实施方式的焊接方法，是使用满足前述＜焊剂＞所述的组成范围的焊剂进行电弧焊的埋弧焊方法。

这样的焊接方法，对于作为施工困难的焊接之一的坡口焊，特别是窄坡口焊非常有用。即，被称为母材和工件的被焊接材的坡口的形状没有特别限定，但更优选实施U形坡口或V形坡口的加工。

被焊接材是经过U形坡口或V形坡口加工的U形坡口或V形坡口时，其坡口角度优选为10°以上，更优选为15°以上。另外，坡口角度优选为90°以下，更优选为60°以下，进一步优选为20°以下。

从防止被焊接材的烧穿的观点出发，坡口深度优选为20mm以下，更优选为15mm以下。

在U形坡口中，从防止焊接缺陷的观点出发，U形坡口的根部半径优选为R2以上，更优选为R5以上。另外，从焊接效率的观点出发，根部半径优选为R10以下，更优选为R8以下。所谓根部半径，是由JIS Z 3001－1：2018定义的焊接用语。

实施例

以下，列举试验例，对于本发明的内容具体说明。

以成为表1和表2所述组成的方式调配原料，与作为粘结剂的水玻璃一起混炼后，进行造粒，以150～250℃(实体温度)预干燥后，再用回转窑以450～550℃(实体温度)℃烧成，进行粒度调整，由此制作试验例1～18这样的焊剂。还有，试验例1～19的焊剂是实施例，试验例20～29的焊剂是比较例。

另外，在表1中，CO₂中的“－”符号意思是0.5质量％以下，B的B₂O₃换算值中的“－”符号意思是0.1质量％以下。

表中，各成分的数值意思是含量，以相对于焊剂总质量的质量％表示。所谓“R”意思是碱金属元素，但Li、Na、K以外的碱金属元素不包含在任何试验例中。所谓“RO换算值”意思是碱金属元素的碱金属氧化物换算值的合计含量，但Li、Na、K以外的碱金属元素不包含在任何试验例中，因此意味着换算成从Na₂O、K₂O和Li₂O所构成的群中选择的至少一种氧化物的值的合计。所谓“高熔点氧化物”意思是形成熔点为1800℃以上的高熔点氧化物的元素的以氧化物换算值计的合计含量，在本实施例中，因为不包含ZrO₂和BaO，所以是MgO换算值、TiO₂换算值、CaO换算值和Al₂O₃换算值的合计量。所谓“低熔点氧化物”意思是形成熔点低于1800℃的氧化物的元素的以氧化物换算值计的合计含量。然而，在包含Fe₂O₃和Fe₃O₄的情况下，对总Fe量进行FeO换算，包含MnO₂和Mn₂O₃的情况下，对总Mn量进行MnO换算。因此，所谓“低熔点氧化物”，意思是MnO换算值、SiO₂换算值、FeO换算值、B₂O₃换算值和碱金属氧化物换算值的合计量。所谓“氧化物”的合计，意思是所述高熔点氧化物和低熔点氧化物的合计，例如像试验例11这样，之所以合计偏离了所记载的高熔点氧化物与低熔点氧化物的含量之和，是由于有效数字影响的。同样，例如像试验例1这样，之所以“Si的SiO₂换算值”的合计偏离了所记载的来自合金和来自矿物的含量之和，也是由于有效数字影响的。虽然有全部成分的含量的总和高于100质量％的情况，但这是由于将通过分析而得到的各元素量的总量换算成氧化物或氟化物的换算值作为含量。

使用所得到的焊剂，进行以钢板为被焊接材的埋弧焊。被焊接材、用于焊接的焊丝和焊接条件如下所示。

[被焊接材]

钢板：C 0.16质量％、Si 0.30质量％、Mn 1.30质量％、P 0.007质量％、S 0.001质量％、余量Fe和不可避免的杂质

板厚：25mm

坡口深度：15mm

根部间隙：0mm

坡口形状：U形坡口

坡口角度：16°

根部半径：R8

[焊丝]

焊丝的种类：依据JIS Z 3351：2012YS－S6

丝径：4.0mm

[焊接条件]

焊接电流：650A

焊接电压：30V

焊接速度：65cm/分钟

层叠方法：单层单道

对于使用了各焊剂的埋弧焊，就熔渣剥离性、以及铁粒和麻点的发生率进行评价。

各评价方法和评价标准如下。作为综合评价，熔渣剥离性、铁粒和麻点的各评价结果之中，某1项不合格时，则脱离作为焊剂的适用范围，判定为不合格。

＜熔渣剥离性＞

熔渣剥离性，就是针对熔渣易除去度，如下述这样评价，A和B为合格，C为不合格。结果显示在表2的“熔渣剥离”中。

A：焊接之后焊接熔渣马上自然剥离。

B：若用锤子等的夹具敲击熔渣，则焊接熔渣剥离。

C：即便用锤子等的夹具敲击熔渣，焊接熔渣也不剥离，在焊道上留有焊接熔渣的粘附。

＜铁粒的发生率＞

通过目视确认焊道表面的铁粒发生。关于发生率，如下述这样评价，A和B为合格，C和D为不合格。结果显示在表2的“铁粒”中。

A：焊道表面没有发生铁粒。

B：焊道表面的焊接长度每750mm的铁粒发生数为1个或2个。

C：焊道表面的焊接长度每750mm的铁粒发生数为3个以上且9个以下。

D：焊道表面的焊接长度每750mm的铁粒发生数为10个以上。

＜麻点的发生率＞

通过目视确认焊道表面的麻点发生。关于发生率，如下述这样进行评价，A～C为合格，D为不合格。结果显示在表2的“麻点”中。

A：焊道表面没有麻点发生。

B：焊道表面的焊接长度每750mm的麻点发生数为1个或2个。

C：焊道表面的焊接长度每750mm的麻点发生数为3个以上且5个以下。

D：焊道表面的焊接长度每750mm的麻点发生数为6个以上。

[表1]

[表2]

表2

如表2所示，作为实施例的试验例1～19的焊剂，熔渣剥离性优异，且铁粒和麻点的发生率低。

特别是试验例1～6、10～12、14～16中，熔渣剥离性、铁粒和麻点的评价之中有2项以上为A的评价结果，作为用于埋弧焊的焊剂非常良好。

由以上的结果可确认，通过将本发明的焊剂用于埋弧焊，即便在窄坡口焊等施工困难的焊接中，也能够使优异的熔渣剥离性，和表面缺陷少的良好的焊道外观并立。

以上，一边参照附图一边对于各种实施方式进行了说明，但本发明当然不受这样的示例限定。可知如果是本领域技术人员，则在专利权利要求的范围所述的范畴内，可以想到各种变更例或修改例，关于这些当然理解为属于本发明的技术范围。另外，在不脱离发明的宗旨的范围，也可以任意组合上述实施方式的各构成要素。

还有，本申请基于2019年9月12日申请的日本专利申请(特愿2019－166576)和2020年7月8日申请的日本专利申请(特愿2020－117993)，其内容在本申请之中作为参照援引。

Claims

1.一种埋弧焊用焊剂，是用于埋弧焊的焊剂，其中，

含有氟化物和氧化物，

所述氧化物包含熔点为1800℃以上的高熔点氧化物、和熔点低于1800℃的低熔点氧化物，

包括含Ca的氧化物、以及MgO和TiO₂中的至少一方作为所述高熔点氧化物，包括含Mn的氧化物作为所述低熔点氧化物，

相对于焊剂总质量的含量中，

Mg的MgO换算值为25质量％以下、

Ti的TiO₂换算值为9质量％以下、

Ca的CaO换算值为10质量％以下、

Al的Al₂O₃换算值为25质量％以下、

Mn的MnO换算值为2～8质量％、

CO₂为0.5质量％以上、

Fe的FeO换算值为4质量％以下，并且

所述MnO换算值、F的CaF₂换算值、所述CaO换算值和CO₂满足1.6≤{CaF₂换算值/(MnO换算值+CaO换算值+CO₂)}的关系，

所述MgO换算值、所述TiO₂换算值、所述CaO换算值和所述Al₂O₃换算值满足30≤(MgO换算值+0.67TiO₂换算值+0.92CaO换算值+0.74Al₂O₃换算值)≤45的关系，

所述高熔点氧化物的合计含量相对于所述氧化物的合计含量的比例即高熔点氧化物的合计含量/氧化物的合计含量为0.56以上0.75以下，

所述MgO换算值和所述TiO₂换算值的合计含量相对于所述高熔点氧化物的合计含量的比例即(MgO换算值+TiO₂换算值)/高熔点氧化物的合计含量为0.430以上。

2.根据权利要求1所述的埋弧焊用焊剂，其中，相对于焊剂总质量的所述低熔点氧化物的含量中，

Si的SiO₂换算值为20质量％以下，

Fe的FeO换算值为3质量％以下，

B的B₂O₃换算值为1质量％以下，并且

碱金属元素的碱金属氧化物换算值为5.0质量％以下。

3.根据权利要求2所述的埋弧焊用焊剂，其中，所述碱金属氧化物换算值，是换算成从Na₂O、K₂O和Li₂O所构成的群中选择的至少一种氧化物而得到的值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的埋弧焊用焊剂，其中，相对于焊剂总质量的含量中，

所述CaF₂换算值为20质量％以上，并且

所述CO₂为0.5质量％以上且6.0质量％以下。

5.一种埋弧焊方法，是使用焊剂进行电弧焊的埋弧焊方法，其中，

所述焊剂含有氟化物和氧化物，

相对于焊剂总质量的含量中，

Mg的MgO换算值为25质量％以下、

Ti的TiO₂换算值为9质量％以下、

Ca的CaO换算值为10质量％以下、

Al的Al₂O₃换算值为25质量％以下、

Mn的MnO换算值为2～8质量％、

CO₂为0.5质量％以上、

Fe的FeO换算值为4质量％以下，并且

6.根据权利要求5所述的埋弧焊方法，其中，被焊接材经过坡口为U形坡口或V形坡口的加工，坡口角度为10～60°。

7.一种埋弧焊用焊剂的制造方法，是用于埋弧焊的焊剂的制造方法，其中，包括对于来自原料的造粒物以400～950℃进行烧成的工序，

所述烧成工序后的焊剂，含有氟化物和氧化物，

相对于焊剂总质量的含量中，

Mg的MgO换算值为25质量％以下、

Ti的TiO₂换算值为9质量％以下、

Ca的CaO换算值为10质量％以下、

Al的Al₂O₃换算值为25质量％以下、

Mn的MnO换算值为2～8质量％、

CO₂为0.5质量％以上、

Fe的FeO换算值为4质量％以下，并且