JP2001038486A - 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 - Google Patents
耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接金属中の拡散性水素量を低減するととも
に、フラックスの粉化に起因する作業性の低下を防止で
きる、耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶
接用焼成型フラックスおよびその製造方法を提案する。 【解決手段】 粒子径 300μｍ超えの比率が10wt％以
下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下となるよ
うに調整した原料粉に結合剤を混合した後、造粒し、65
0 ℃以上の温度で焼成する。
に、フラックスの粉化に起因する作業性の低下を防止で
きる、耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶
接用焼成型フラックスおよびその製造方法を提案する。 【解決手段】 粒子径 300μｍ超えの比率が10wt％以
下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下となるよ
うに調整した原料粉に結合剤を混合した後、造粒し、65
0 ℃以上の温度で焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶、海洋構造
物、貯槽、鉄骨、橋梁等の鋼構造物の溶接に用いられる
サブマージアーク溶接用フラックスに関し、とくに優れ
た耐吸湿性および耐粉化性を有するサブマージアーク溶
接用焼成型フラックスに関する。
物、貯槽、鉄骨、橋梁等の鋼構造物の溶接に用いられる
サブマージアーク溶接用フラックスに関し、とくに優れ
た耐吸湿性および耐粉化性を有するサブマージアーク溶
接用焼成型フラックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】サブマージアーク溶接（潜弧溶接）用の
フラックスは、一般に、２酸化ケイ素（SiO2）を主体と
し、酸化マグネシウム (MgＯ）、酸化マンガン（MnＯ、
Mn3O4）、酸化カルシウム（CaＯ）、アルミナ（Al
2O3 ）およびその他の酸化物、ふっ化物等を原料として
製造されている。そして、このサブマージアーク溶接用
フラックスはその製造方法により、溶融型フラックス、
焼成型フラックス（焼結型フラックスも含む、以下同
じ）および混合型フラックスに分類される。溶融型フラ
ックスは、原料を電気炉等の溶解炉で溶解し、冷却後適
正粒度に粉砕したものである。このため、フラックスの
製造には大型の設備を必要とし、しかも製造ロットが大
きくなるので、製造コストがかさむという不利があっ
た。混合型フラックスは、粒子形状や成分の異なる原料
をそのまま機械的に混合して製造され、原料の粒度、嵩
密度の調整を必要とする。この調整を行わないと、溶接
箇所にフラックスを散布する際に、フラックスの偏析が
起こり、溶接時に生成するスラグが不均一となって、安
定した溶接が行えなくなるという問題があった。
フラックスは、一般に、２酸化ケイ素（SiO2）を主体と
し、酸化マグネシウム (MgＯ）、酸化マンガン（MnＯ、
Mn3O4）、酸化カルシウム（CaＯ）、アルミナ（Al
2O3 ）およびその他の酸化物、ふっ化物等を原料として
製造されている。そして、このサブマージアーク溶接用
フラックスはその製造方法により、溶融型フラックス、
焼成型フラックス（焼結型フラックスも含む、以下同
じ）および混合型フラックスに分類される。溶融型フラ
ックスは、原料を電気炉等の溶解炉で溶解し、冷却後適
正粒度に粉砕したものである。このため、フラックスの
製造には大型の設備を必要とし、しかも製造ロットが大
きくなるので、製造コストがかさむという不利があっ
た。混合型フラックスは、粒子形状や成分の異なる原料
をそのまま機械的に混合して製造され、原料の粒度、嵩
密度の調整を必要とする。この調整を行わないと、溶接
箇所にフラックスを散布する際に、フラックスの偏析が
起こり、溶接時に生成するスラグが不均一となって、安
定した溶接が行えなくなるという問題があった。
【０００３】一方、焼成型フラックスは、一般に、酸化
物やふっ化物等の原料粉に結合剤（バインダー）として
珪酸ソーダなどを添加し、このフラックス原料を混合
（混練）し、造粒、乾燥、焼成して製造される。すなわ
ち、フラックス原料は原料粉と結合剤とからなるが、ま
れに、結合剤が省略される場合もあり、この場合はフラ
ックス原料は原料粉からなる。このような焼成型フラッ
クスは、比較的簡単な設備で製造可能なために、安価で
あるうえに、脱酸剤や合金元素の添加が可能であるの
で、溶接金属成分の調整ができるという利点がある。し
かしながら、焼成型フラックスは、品質ひいては溶接金
属の特性が、原料の種類によって大きく変化するという
問題があった。例えば、原料中の結晶水や吸湿性は、溶
接金属中の水素（拡散性水素）量に影響し、結果的に水
素割れの感受性に影響を及ぼすことになる。
物やふっ化物等の原料粉に結合剤（バインダー）として
珪酸ソーダなどを添加し、このフラックス原料を混合
（混練）し、造粒、乾燥、焼成して製造される。すなわ
ち、フラックス原料は原料粉と結合剤とからなるが、ま
れに、結合剤が省略される場合もあり、この場合はフラ
ックス原料は原料粉からなる。このような焼成型フラッ
クスは、比較的簡単な設備で製造可能なために、安価で
あるうえに、脱酸剤や合金元素の添加が可能であるの
で、溶接金属成分の調整ができるという利点がある。し
かしながら、焼成型フラックスは、品質ひいては溶接金
属の特性が、原料の種類によって大きく変化するという
問題があった。例えば、原料中の結晶水や吸湿性は、溶
接金属中の水素（拡散性水素）量に影響し、結果的に水
素割れの感受性に影響を及ぼすことになる。
【０００４】このため、従来から、焼成型フラックスを
用いて溶接した溶接金属中の拡散性水素量を減少させる
ための方法が種々提案されてきた。例えば、特公昭51-1
6172号公報、特公昭52-25819号公報、特公昭56-8717 号
公報、特公昭56-53476号公報および特公昭58-49356号公
報には、フラックス中への炭酸塩の添加割合を増加し
て、溶接時に発生するＣＯ2 ガスによってＨ2 分圧を低
めることにより、溶接金属への水素の拡散を防ぐ方法が
開示されている。
用いて溶接した溶接金属中の拡散性水素量を減少させる
ための方法が種々提案されてきた。例えば、特公昭51-1
6172号公報、特公昭52-25819号公報、特公昭56-8717 号
公報、特公昭56-53476号公報および特公昭58-49356号公
報には、フラックス中への炭酸塩の添加割合を増加し
て、溶接時に発生するＣＯ2 ガスによってＨ2 分圧を低
めることにより、溶接金属への水素の拡散を防ぐ方法が
開示されている。
【０００５】しかしながら、フラックス中の炭酸塩を増
加させるこのような方法では、炭酸塩が分解して発生す
るＣＯ2 ガスにより溶接ビードの表面が粗くなり、また
高速溶接を行った場合に作業性が劣化するといった問題
を残していた。また、例えば、特公昭51-25809号公報に
は、結合剤として、低吸湿特性のけい酸リチウム水溶液
を使用するか、あるいはけい酸リチウムを添加した水ガ
ラスを使用することにより、結合剤を低吸湿化する方法
が提案されている。しかし、けい酸リチウムは高価であ
り、フラックスのコスト増を招くため、通常のフラック
スには使用されていないのが現状である。焼成型フラッ
クスでは、このほかに、結合剤の固着力が十分でないと
きに、フラックスのハンドリング、とくに溶接後の余剰
フラックスの回収などのときに粉化しやすく、そのため
ガス抜け性が低下し、ビード形状が悪くなって作業性を
低下させるという問題もあった。
加させるこのような方法では、炭酸塩が分解して発生す
るＣＯ2 ガスにより溶接ビードの表面が粗くなり、また
高速溶接を行った場合に作業性が劣化するといった問題
を残していた。また、例えば、特公昭51-25809号公報に
は、結合剤として、低吸湿特性のけい酸リチウム水溶液
を使用するか、あるいはけい酸リチウムを添加した水ガ
ラスを使用することにより、結合剤を低吸湿化する方法
が提案されている。しかし、けい酸リチウムは高価であ
り、フラックスのコスト増を招くため、通常のフラック
スには使用されていないのが現状である。焼成型フラッ
クスでは、このほかに、結合剤の固着力が十分でないと
きに、フラックスのハンドリング、とくに溶接後の余剰
フラックスの回収などのときに粉化しやすく、そのため
ガス抜け性が低下し、ビード形状が悪くなって作業性を
低下させるという問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
上記の問題を有利に解決し、溶接金属中の拡散性水素量
を低減でき、フラックスの粉化に起因する作業性の低下
を防止できる、耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージ
アーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法を提
案することを目的とする。なお、本発明が目標とする具
体的な耐吸湿性は、 30 ℃で相対湿度80％の雰囲気中で
24時間保持したフラックスを用いて溶接したとき、溶接
金属中の拡散性水素量が8.0 ml／100g以下である。また
耐粉化性は、吸引式回収機による溶接後フラックスの回
収処理（回収条件を、粒子構成：回収前の初期状態で65
メッシュ以上の細粒がフラックス全体の10wt％以下、吸
引速度：10kg／min 、回収路長：５ｍ、回収路径：50mm
とする）を３回繰り返したとき、65メッシュより小さい
粒子の増加量がフラックス全体の10wt％以下である。
上記の問題を有利に解決し、溶接金属中の拡散性水素量
を低減でき、フラックスの粉化に起因する作業性の低下
を防止できる、耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージ
アーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法を提
案することを目的とする。なお、本発明が目標とする具
体的な耐吸湿性は、 30 ℃で相対湿度80％の雰囲気中で
24時間保持したフラックスを用いて溶接したとき、溶接
金属中の拡散性水素量が8.0 ml／100g以下である。また
耐粉化性は、吸引式回収機による溶接後フラックスの回
収処理（回収条件を、粒子構成：回収前の初期状態で65
メッシュ以上の細粒がフラックス全体の10wt％以下、吸
引速度：10kg／min 、回収路長：５ｍ、回収路径：50mm
とする）を３回繰り返したとき、65メッシュより小さい
粒子の増加量がフラックス全体の10wt％以下である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、焼成型フラ
ックスの特に耐吸湿性および耐粉化性を改善するために
鋭意研究を重ねた。その結果、焼成型フラックスの原料
粉の粒子径構成がこれらいずれの特性にも大きく影響を
及ぼすことを知見した。本発明は、上記知見に立脚する
ものであり、その要旨構成は次のとおりである。 (1) 原料粉の粒子構成を、粒子径 300μｍ超えの比率が
10wt％以下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下
となるように調整したフラックス原料を混合した後、造
粒し、焼成することを特徴とする耐吸湿性および耐粉化
性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスの
製造方法。 (2) 焼成を650 ℃以上で行うことを特徴とする上記(1)
に記載の耐吸湿性および耐粉化性に優れたサブマージア
ーク溶接用焼成型フラックスの製造方法。 (3) 原料粉が、SiＯ2 ：25〜70wt％、マンガン酸化物
（MnＯ換算）：５〜30wt％、MgＯ：３〜30wt％、 Al2Ｏ
3 ：２〜20wt％を含有する成分組成であることを特徴と
する上記(1) 又は(2) に記載の耐吸湿性および耐粉化性
に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製
造方法。
ックスの特に耐吸湿性および耐粉化性を改善するために
鋭意研究を重ねた。その結果、焼成型フラックスの原料
粉の粒子径構成がこれらいずれの特性にも大きく影響を
及ぼすことを知見した。本発明は、上記知見に立脚する
ものであり、その要旨構成は次のとおりである。 (1) 原料粉の粒子構成を、粒子径 300μｍ超えの比率が
10wt％以下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下
となるように調整したフラックス原料を混合した後、造
粒し、焼成することを特徴とする耐吸湿性および耐粉化
性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスの
製造方法。 (2) 焼成を650 ℃以上で行うことを特徴とする上記(1)
に記載の耐吸湿性および耐粉化性に優れたサブマージア
ーク溶接用焼成型フラックスの製造方法。 (3) 原料粉が、SiＯ2 ：25〜70wt％、マンガン酸化物
（MnＯ換算）：５〜30wt％、MgＯ：３〜30wt％、 Al2Ｏ
3 ：２〜20wt％を含有する成分組成であることを特徴と
する上記(1) 又は(2) に記載の耐吸湿性および耐粉化性
に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製
造方法。
【０００８】(4) 粒子径 300μｍ超えの比率が10wt％以
下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下になるよ
うに調整した原料粉に結合剤を加えて混合した後、造粒
し、焼成したフラックスであり、その成分組成としてSi
Ｏ2 ：30〜70wt％、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜
30wt％、MgＯ：３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％を含
有することを特徴とする、耐吸湿性および耐粉化性に優
れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックス。 (5) 粒子径 300μｍ超えの比率が10wt％以下、かつ粒子
径75μｍ未満の比率が30wt％以下になるように調整した
原料粉に結合剤を加えて混合した後、造粒し、焼成した
フラックスであり、その成分組成がSiＯ2 ：30〜70wt
％、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜30wt％、MgＯ：
３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％と、CaＯ：10wt％以
下、CaF2：15wt％以下、TiO2：10wt％以下、BaＯ：５wt
％以下、ZrO2：５wt％以下、B2O3：４wt％以下、CaCO
3 ：５wt％以下および脱酸剤：10wt％以下のうちから選
ばれるいずれか１種または２種以上と、からなることを
特徴とする耐吸湿性および耐粉化性に優れたサブマージ
アーク溶接用焼成型フラックス。 (6) 焼成が650 ℃以上で行ったものであることを特徴と
する、上記(4) または(5) に記載の耐吸湿性および耐粉
化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラック
ス。
下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下になるよ
うに調整した原料粉に結合剤を加えて混合した後、造粒
し、焼成したフラックスであり、その成分組成としてSi
Ｏ2 ：30〜70wt％、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜
30wt％、MgＯ：３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％を含
有することを特徴とする、耐吸湿性および耐粉化性に優
れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックス。 (5) 粒子径 300μｍ超えの比率が10wt％以下、かつ粒子
径75μｍ未満の比率が30wt％以下になるように調整した
原料粉に結合剤を加えて混合した後、造粒し、焼成した
フラックスであり、その成分組成がSiＯ2 ：30〜70wt
％、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜30wt％、MgＯ：
３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％と、CaＯ：10wt％以
下、CaF2：15wt％以下、TiO2：10wt％以下、BaＯ：５wt
％以下、ZrO2：５wt％以下、B2O3：４wt％以下、CaCO
3 ：５wt％以下および脱酸剤：10wt％以下のうちから選
ばれるいずれか１種または２種以上と、からなることを
特徴とする耐吸湿性および耐粉化性に優れたサブマージ
アーク溶接用焼成型フラックス。 (6) 焼成が650 ℃以上で行ったものであることを特徴と
する、上記(4) または(5) に記載の耐吸湿性および耐粉
化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラック
ス。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明における構成要件
を前記範囲に限定した理由について説明する。 ・原料粉の粒子径構成 本発明においては、原料粉の粒子径構成を規制するとこ
ろに大きな特徴がある。粒子径が300 μｍ超えの占める
比率が10wt％を超えると、フラックスの耐粉化性が劣化
して溶接時の作業性が悪くなる。一方、粒子径が75μｍ
未満の比率が30wt％を超えると耐吸湿性が低下し、溶接
金属中の拡散性水素量が増加してしまう。よって、原料
粉の粒子径構成としては、粒子径 300μｍ超えの比率が
10wt％以下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下
になるようにする必要がある。なお、原料粉中の粒子径
300 μｍ超えの比率および粒子径75μｍ未満の比率は、
いずれも少ない方が目標とする特性向上のうえから望ま
しく (０％であってもよい) 、もっとも理想的な原料粉
の粒径分布は、原料粉の100 ％が75〜300 μｍの範囲に
あることである。
を前記範囲に限定した理由について説明する。 ・原料粉の粒子径構成 本発明においては、原料粉の粒子径構成を規制するとこ
ろに大きな特徴がある。粒子径が300 μｍ超えの占める
比率が10wt％を超えると、フラックスの耐粉化性が劣化
して溶接時の作業性が悪くなる。一方、粒子径が75μｍ
未満の比率が30wt％を超えると耐吸湿性が低下し、溶接
金属中の拡散性水素量が増加してしまう。よって、原料
粉の粒子径構成としては、粒子径 300μｍ超えの比率が
10wt％以下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下
になるようにする必要がある。なお、原料粉中の粒子径
300 μｍ超えの比率および粒子径75μｍ未満の比率は、
いずれも少ない方が目標とする特性向上のうえから望ま
しく (０％であってもよい) 、もっとも理想的な原料粉
の粒径分布は、原料粉の100 ％が75〜300 μｍの範囲に
あることである。
【００１０】・原料粉およびフラックスの成分組成 原料粉およびこの原料粉をもとにして製造したフラック
スは、SiＯ2 ：30〜70wt％ (原料粉においては25〜70wt
％) 、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜30wt％、Mg
Ｏ：３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％を含有する組成
とするのが望ましい。なお、原料粉の組成は、原料粉全
重量に対する重量％（wt％）で表すものとする。
スは、SiＯ2 ：30〜70wt％ (原料粉においては25〜70wt
％) 、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜30wt％、Mg
Ｏ：３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％を含有する組成
とするのが望ましい。なお、原料粉の組成は、原料粉全
重量に対する重量％（wt％）で表すものとする。
【００１１】SiＯ2 ：30〜70wt％ (原料粉においては25
〜70wt％) SiO2は、ビード外観を良好に保つための造滓剤として添
加する。SiO2量が30wt％未満ではその効果が少なく、と
くに高速すみ肉溶接のようにビード端部のなじみが重要
な場合には、30wt％未満 (原料粉においては25wt％未
満) では良好なビードが保持できない。一方、70wt％を
超えて多量に含まれると粘性が高くなりすぎてかえって
ビード外観が乱れやすくなり、またスラグの剥離性が劣
化するなどの不具合が生じる。このため、SiO2の量は30
〜70wt％ (原料粉においては25〜70wt％) の範囲とする
のが望ましい。なお、結合剤の選択によっては、最大５
wt％程度のSiO2が結合剤よりもたらされるので、原料粉
においてはSiO2の下限を25wt％からとした。
〜70wt％) SiO2は、ビード外観を良好に保つための造滓剤として添
加する。SiO2量が30wt％未満ではその効果が少なく、と
くに高速すみ肉溶接のようにビード端部のなじみが重要
な場合には、30wt％未満 (原料粉においては25wt％未
満) では良好なビードが保持できない。一方、70wt％を
超えて多量に含まれると粘性が高くなりすぎてかえって
ビード外観が乱れやすくなり、またスラグの剥離性が劣
化するなどの不具合が生じる。このため、SiO2の量は30
〜70wt％ (原料粉においては25〜70wt％) の範囲とする
のが望ましい。なお、結合剤の選択によっては、最大５
wt％程度のSiO2が結合剤よりもたらされるので、原料粉
においてはSiO2の下限を25wt％からとした。
【００１２】マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜30wt％ マンガン酸化物、溶接速度が大きい場合でもビード端部
でのなじみが悪くならないように添加する。このような
作用は、フラックスをとくにすみ肉溶接に用いる場合に
重要となる。マンガン酸化物の添加量が、MnＯ換算で５
wt％未満ではその効果が認められず、30wt％を超えると
溶融池でのＣＯ反応が激しくなり、ビード外観が劣化す
る。このため、マンガン酸化物はMnＯ換算で５〜30wt％
の範囲とするのが望ましい。
でのなじみが悪くならないように添加する。このような
作用は、フラックスをとくにすみ肉溶接に用いる場合に
重要となる。マンガン酸化物の添加量が、MnＯ換算で５
wt％未満ではその効果が認められず、30wt％を超えると
溶融池でのＣＯ反応が激しくなり、ビード外観が劣化す
る。このため、マンガン酸化物はMnＯ換算で５〜30wt％
の範囲とするのが望ましい。
【００１３】MgＯ：３〜30wt％ MgＯは、スラグの融点および粘性を調節し、優れたスラ
グ剥離性を確保するのに有用な成分である。３wt％未満
では十分な効果が得られず、一方、30wt％を超えると粘
性が低下し過ぎたり、融点が上昇し過ぎてビード外観が
劣化する傾向が現れる。このため、MgＯは３〜30wt％の
範囲とするのが望ましい。
グ剥離性を確保するのに有用な成分である。３wt％未満
では十分な効果が得られず、一方、30wt％を超えると粘
性が低下し過ぎたり、融点が上昇し過ぎてビード外観が
劣化する傾向が現れる。このため、MgＯは３〜30wt％の
範囲とするのが望ましい。
【００１４】Al2O3 ：２〜20wt％ Al2O3 は、スラグの粘性および融点を調整する上で重要
な成分であるが、２wt％未満ではこれらの効果に乏し
く、一方20wt％を超えると融点が上昇しすぎてビード形
状の劣化を招くので、含有量は２〜20wt％の範囲とする
のが望ましい。
な成分であるが、２wt％未満ではこれらの効果に乏し
く、一方20wt％を超えると融点が上昇しすぎてビード形
状の劣化を招くので、含有量は２〜20wt％の範囲とする
のが望ましい。
【００１５】上記成分のほかに、必要に応じて、スラグ
生成剤として、CaＯ：10wt％以下、CaF2：15wt％以下、
TiO2：10wt％以下、BaＯ：5 wt％以下、ZrO2：５wt％以
下、B2O3：４wt％以下、CaCO3 ：５wt％以下から選ばれ
る１種以上を添加することができる。 CaＯ：10wt％以下 CaＯは、スラグの流動性に影響を及ぼす成分であり、10
wt％を超えると流動性が阻害されビード形状の劣化を招
くため、CaＯは10wt％以下とするのが望ましい。なお、
より好ましい含有量は0.1 〜５wt％である。 CaF2：15wt％以下 CaF2は、スラグの流動性を向上させる成分であり、15wt
％を超えるとスラグが流動し易くなる。このため、CaF2
は15wt％以下とするのが望ましい。なお、より好ましい
含有量は５wt％以下である。
生成剤として、CaＯ：10wt％以下、CaF2：15wt％以下、
TiO2：10wt％以下、BaＯ：5 wt％以下、ZrO2：５wt％以
下、B2O3：４wt％以下、CaCO3 ：５wt％以下から選ばれ
る１種以上を添加することができる。 CaＯ：10wt％以下 CaＯは、スラグの流動性に影響を及ぼす成分であり、10
wt％を超えると流動性が阻害されビード形状の劣化を招
くため、CaＯは10wt％以下とするのが望ましい。なお、
より好ましい含有量は0.1 〜５wt％である。 CaF2：15wt％以下 CaF2は、スラグの流動性を向上させる成分であり、15wt
％を超えるとスラグが流動し易くなる。このため、CaF2
は15wt％以下とするのが望ましい。なお、より好ましい
含有量は５wt％以下である。
【００１６】TiO2は、溶接中に還元されて、Tiが溶接金
属中へ移行し溶接金属の靱性を向上させる作用を有する
が、10wt％を超えるとかえって靱性が劣化する。BaＯお
よびZrO2は、スラグの塩基度や融点を調整するために添
加する。しかし、いずれも５wt％を超えて添加すると、
ビード外観やスラグ剥離性を劣化させる。B2O3は、溶接
中の還元反応により、Ｂが溶接金属中に移行して溶接金
属の靱性改善に寄与する。しかし、４wt％を超えると溶
接金属の凝固割れを助長する。CaCO3 は、溶接中に分解
してＣO2を発生し、水素分圧を下げるため溶接金属中の
水素量低減に有効な作用を有している。しかし、５wt％
を超えて含有するとビード外観を劣化させる。
属中へ移行し溶接金属の靱性を向上させる作用を有する
が、10wt％を超えるとかえって靱性が劣化する。BaＯお
よびZrO2は、スラグの塩基度や融点を調整するために添
加する。しかし、いずれも５wt％を超えて添加すると、
ビード外観やスラグ剥離性を劣化させる。B2O3は、溶接
中の還元反応により、Ｂが溶接金属中に移行して溶接金
属の靱性改善に寄与する。しかし、４wt％を超えると溶
接金属の凝固割れを助長する。CaCO3 は、溶接中に分解
してＣO2を発生し、水素分圧を下げるため溶接金属中の
水素量低減に有効な作用を有している。しかし、５wt％
を超えて含有するとビード外観を劣化させる。
【００１７】また、本発明フラックスの原料としては、
これらのほかに、溶接スラグ、溶解原料、ニッケルスラ
グ、オリビンサンド、蛇紋岩などの各種複合酸化物を添
加することもできる。
これらのほかに、溶接スラグ、溶解原料、ニッケルスラ
グ、オリビンサンド、蛇紋岩などの各種複合酸化物を添
加することもできる。
【００１８】さらにまた、脱酸剤を以下の範囲で添加す
るのが好ましい。 脱酸剤：10wt％以下 脱酸剤はビードの表面光沢を向上させ、また溶接金属の
靱性を向上させるために配合するのが好ましい。脱酸剤
としては、Ti、Al、Si、Mn等あるいはそれら元素と鉄
（Fe）との合金が考えられるが、なかでもSi、Mnあるい
はシリコンマンガン合金、フェロシリコン、フェロマン
ガンが好適である。脱酸剤は１種のみでも、また、複合
して添加してもよい。しかし、10wt％を超えて添加して
も効果が飽和するので、脱酸剤の添加は10wt％以下とす
るのが望ましい。なお、好ましい添加量は１wt％以上で
ある。
るのが好ましい。 脱酸剤：10wt％以下 脱酸剤はビードの表面光沢を向上させ、また溶接金属の
靱性を向上させるために配合するのが好ましい。脱酸剤
としては、Ti、Al、Si、Mn等あるいはそれら元素と鉄
（Fe）との合金が考えられるが、なかでもSi、Mnあるい
はシリコンマンガン合金、フェロシリコン、フェロマン
ガンが好適である。脱酸剤は１種のみでも、また、複合
して添加してもよい。しかし、10wt％を超えて添加して
も効果が飽和するので、脱酸剤の添加は10wt％以下とす
るのが望ましい。なお、好ましい添加量は１wt％以上で
ある。
【００１９】・製造方法 所定量配合された原料粉は、結合剤とともに混練され、
造粒されたのち、焼成される。造粒法はとくに限定しな
いが、転動式造粒機、押し出し式造粒機を用いるのが好
ましい。造粒したのち、ダスト除去、粗大粒の解砕など
の整粒処理を行って、12メッシュ篩と100 メッシュ篩の
間に留まる粒を採取してから焼成工程で使用することが
望ましい。なお、結合剤（バインダ）としては、ポリビ
ニルアルコールなどの水溶液、水ガラスが好適である。
なかでも、従来から用いられているSiO2と Na2Ｏのモル
比：１〜５の珪酸ソーダ（水ガラス）で十分である。ま
た、使用量はフラックス原料１kgあたり80〜150 cc程度
でよい。また、造粒後の焼成は650 ℃以上の温度で行う
のが好ましい。というのは、焼成温度が650 ℃に満たな
いと、結合剤（バインダ）より持ち込まれる水分の乾燥
が不十分となり、溶接金属中の拡散性水素の増加を招く
ほか、フラックスが粉化しやすくなるからである。な
お、焼成温度の上限は脱酸剤の酸化防止のうえから1250
℃とするのが望ましい。以上のようにして焼成したの
ち、篩分けにより、粒子径が75μｍ〜1.4 ｍｍになるよ
うに粒度調整して最終製品とするのが好ましい。こうし
て製造した焼成型フラックスは、耐吸湿性と耐粉化性を
具えたものとなる。
造粒されたのち、焼成される。造粒法はとくに限定しな
いが、転動式造粒機、押し出し式造粒機を用いるのが好
ましい。造粒したのち、ダスト除去、粗大粒の解砕など
の整粒処理を行って、12メッシュ篩と100 メッシュ篩の
間に留まる粒を採取してから焼成工程で使用することが
望ましい。なお、結合剤（バインダ）としては、ポリビ
ニルアルコールなどの水溶液、水ガラスが好適である。
なかでも、従来から用いられているSiO2と Na2Ｏのモル
比：１〜５の珪酸ソーダ（水ガラス）で十分である。ま
た、使用量はフラックス原料１kgあたり80〜150 cc程度
でよい。また、造粒後の焼成は650 ℃以上の温度で行う
のが好ましい。というのは、焼成温度が650 ℃に満たな
いと、結合剤（バインダ）より持ち込まれる水分の乾燥
が不十分となり、溶接金属中の拡散性水素の増加を招く
ほか、フラックスが粉化しやすくなるからである。な
お、焼成温度の上限は脱酸剤の酸化防止のうえから1250
℃とするのが望ましい。以上のようにして焼成したの
ち、篩分けにより、粒子径が75μｍ〜1.4 ｍｍになるよ
うに粒度調整して最終製品とするのが好ましい。こうし
て製造した焼成型フラックスは、耐吸湿性と耐粉化性を
具えたものとなる。
【００２０】
【実施例】表１に示す粒子径構成を有する原料粉を結合
剤（水ガラス）とともに混練し、12〜100 メッシュの粒
子に造粒したのち、850 ℃×15 minで焼成して、焼成型
フラックスを得た。用いたフラックス原料（結合剤を含
む）の成分組成を表１に、得られたフラックスの成分組
成を表２に示す。これらのフラックスを、30℃で相対
湿度80％の雰囲気中で24時間保持して吸湿させた場合
と、このような吸湿処理を行わなかった場合につい
て、それぞれサブマージアーク溶接を行い、JIS 3118に
準拠した方法により溶接金属中の拡散性水素量を測定し
た。この試験を３回繰り返し、その平均値から拡散性水
素量を求めた。また、吸引式の回収機によりフラックス
を回収処理（回収条件は、粒子構成：回収前の初期状態
で65メッシュ以上の細粒がフラックス全体の 1.1〜8.4
％に調整したもの、吸引速度：10kg／min 、回収路長：
５ｍ、回収路径：50mmとする）を３回繰り返し、耐粉化
性（65メッシュ以上の細粒の増加量がフラックス全体に
占める比率）を、試験用篩により調べた。
剤（水ガラス）とともに混練し、12〜100 メッシュの粒
子に造粒したのち、850 ℃×15 minで焼成して、焼成型
フラックスを得た。用いたフラックス原料（結合剤を含
む）の成分組成を表１に、得られたフラックスの成分組
成を表２に示す。これらのフラックスを、30℃で相対
湿度80％の雰囲気中で24時間保持して吸湿させた場合
と、このような吸湿処理を行わなかった場合につい
て、それぞれサブマージアーク溶接を行い、JIS 3118に
準拠した方法により溶接金属中の拡散性水素量を測定し
た。この試験を３回繰り返し、その平均値から拡散性水
素量を求めた。また、吸引式の回収機によりフラックス
を回収処理（回収条件は、粒子構成：回収前の初期状態
で65メッシュ以上の細粒がフラックス全体の 1.1〜8.4
％に調整したもの、吸引速度：10kg／min 、回収路長：
５ｍ、回収路径：50mmとする）を３回繰り返し、耐粉化
性（65メッシュ以上の細粒の増加量がフラックス全体に
占める比率）を、試験用篩により調べた。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】得られた溶接金属中の拡散性水素量、耐粉
化性などの結果を表２に併せて示す。表２から発明例
（フラックスNo. １〜４、No. ８〜10）は、溶接金属中
の拡散性水素量が少なく、優れた耐吸湿性を有している
ことがわかる。また同時に発明例は、フラックス回収後
に測定した65メッシュより小さい粒子も少なく、優れた
耐粉化性もそなえている。そして、これらの発明例はす
べてビード外観も良好であった。これに対し、原料粉の
粒子径75μｍ未満の比率が多い比較例（フラックスNo.
５〜７）は、吸湿なし、吸湿ありいずれの条件でも溶接
金属中の拡散性水素量が高く耐吸湿性に劣っている。ま
た、粒子径 300μｍ超えの比率が多い比較例（フラック
スNo. 11〜12）は、フラックスの粉化が著しく耐粉化性
に劣っていることがわかる。そのうえ、これら比較例に
は、溶接ビード外観が悪いもの（ピット発生、ビード波
粗など）があった。
化性などの結果を表２に併せて示す。表２から発明例
（フラックスNo. １〜４、No. ８〜10）は、溶接金属中
の拡散性水素量が少なく、優れた耐吸湿性を有している
ことがわかる。また同時に発明例は、フラックス回収後
に測定した65メッシュより小さい粒子も少なく、優れた
耐粉化性もそなえている。そして、これらの発明例はす
べてビード外観も良好であった。これに対し、原料粉の
粒子径75μｍ未満の比率が多い比較例（フラックスNo.
５〜７）は、吸湿なし、吸湿ありいずれの条件でも溶接
金属中の拡散性水素量が高く耐吸湿性に劣っている。ま
た、粒子径 300μｍ超えの比率が多い比較例（フラック
スNo. 11〜12）は、フラックスの粉化が著しく耐粉化性
に劣っていることがわかる。そのうえ、これら比較例に
は、溶接ビード外観が悪いもの（ピット発生、ビード波
粗など）があった。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐吸湿性に優れたフラックスが得られるので、このフラ
ックスを用いて溶接を行えば溶接金属中の拡散性水素量
を低減でき、溶接部の水素割れの危険性を低減すること
ができるという効果を奏する。また、本発明によれば、
耐粉化性にも優れたフラックスが得られるので、溶接後
に回収したフラックスを用いても作業性の低下を回避す
ることが可能になる。
耐吸湿性に優れたフラックスが得られるので、このフラ
ックスを用いて溶接を行えば溶接金属中の拡散性水素量
を低減でき、溶接部の水素割れの危険性を低減すること
ができるという効果を奏する。また、本発明によれば、
耐粉化性にも優れたフラックスが得られるので、溶接後
に回収したフラックスを用いても作業性の低下を回避す
ることが可能になる。
Claims (6)
- 【請求項１】 原料粉の粒子構成を、粒子径 300μｍ超
えの比率が10wt％以下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が
30wt％以下となるように調整したフラックス原料を混合
した後、造粒し、焼成することを特徴とする耐吸湿性お
よび耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フ
ラックスの製造方法。 - 【請求項２】 上記焼成を650 ℃以上で行うことを特徴
とする請求項１に記載の耐吸湿性および耐粉化性に優れ
たサブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方
法。 - 【請求項３】 上記原料粉は、SiＯ2 ：25〜70wt％、マ
ンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜30wt％、MgＯ：３〜30
wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％を含有する成分組成である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の耐吸湿性お
よび耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フ
ラックスの製造方法。 - 【請求項４】 粒子径 300μｍ超えの比率が10wt％以
下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下になるよ
うに調整した原料粉に結合剤を加えて混合した後、造粒
し、焼成したフラックスであり、その成分組成としてSi
Ｏ2 ：30〜70wt％、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜
30wt％、MgＯ：３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％を含
有することを特徴とする、耐吸湿性および耐粉化性に優
れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックス。 - 【請求項５】 粒子径 300μｍ超えの比率が10wt％以
下、かつ粒子径75μｍ未満の比率が30wt％以下になるよ
うに調整した原料粉に結合剤を加えて混合した後、造粒
し、焼成したフラックスであり、その成分組成がSi
Ｏ2 ：30〜70wt％、マンガン酸化物（MnＯ換算）：５〜
30wt％、MgＯ：３〜30wt％、 Al2Ｏ3 ：２〜20wt％と、
CaＯ：10wt％以下、CaF2：15wt％以下、TiO2：10wt％以
下、BaＯ：５wt％以下、ZrO2：５wt％以下、B2O3：４wt
％以下、CaCO3 ：５wt％以下および脱酸剤：10wt％以下
のうちから選ばれるいずれか１種または２種以上と、か
らなることを特徴とする耐吸湿性および耐粉化性に優れ
たサブマージアーク溶接用焼成型フラックス。 - 【請求項６】 上記焼成は650 ℃以上で行ったものであ
ることを特徴とする、請求項４または５に記載の耐吸湿
性および耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成
型フラックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11215774A JP2001038486A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11215774A JP2001038486A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001038486A true JP2001038486A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16678015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11215774A Pending JP2001038486A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001038486A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000334596A (ja) * | 1999-05-25 | 2000-12-05 | Kawasaki Steel Corp | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法 |
| JP2003245794A (ja) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Jfe Steel Kk | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法 |
| JP2009262206A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Kobe Steel Ltd | 片面サブマージアーク溶接用裏当てフラックス及びこれを用いた片面サブマージアーク溶接方法 |
| JP2012055970A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-03-22 | Kobe Steel Ltd | 溶接材料用酸化チタン原料及びそれを使用した溶接材料並びに溶接材料用酸化チタン原料の製造方法 |
| CN103252597A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-08-21 | 南京工程学院 | 一种热固化衬垫焊剂及其制备方法 |
| CN108145343A (zh) * | 2016-12-05 | 2018-06-12 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊用焊剂 |
| WO2018182025A1 (ja) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用フラックス |
| KR20200122363A (ko) | 2018-03-28 | 2020-10-27 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 서브머지드 아크 용접용 플럭스 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-07-29 JP JP11215774A patent/JP2001038486A/ja active Pending
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| WO2018182025A1 (ja) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用フラックス |
| JP2018171624A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用フラックス |
| KR20190121801A (ko) | 2017-03-31 | 2019-10-28 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 서브머지드 아크 용접용 플럭스 |
| CN110430969A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-08 | 株式会社神户制钢所 | 埋弧焊用焊剂 |
| EP3603878A4 (en) * | 2017-03-31 | 2020-09-16 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | FLUX FOR SUBMERGED WELDING |
| KR20200122363A (ko) | 2018-03-28 | 2020-10-27 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 서브머지드 아크 용접용 플럭스 |
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