JP2001170795A - 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ならびにサブマージアークすみ肉溶接方法 - Google Patents
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ならびにサブマージアークすみ肉溶接方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚鋼板を高能率な大入熱すみ肉溶接する場
合に、良好な溶接金属部靱性と作業性が得られるサブマ
ージアーク溶接用焼成型フラックスとその製造方法なら
びにこのフラックスを用いる溶接方法を提案する 【解決手段】 一酸化マンガン：２〜20％、金属粉：
２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒して、焼成
し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２Ｏ３：５
〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、MnＯ：２
〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含有する焼成型フラックス
とする。また、このフラックスと、Ｃ：0.08％以下、S
i：0.15％以下、Mn：1.20〜2.50％、Ti：0.03〜0.13％
を含み、あるいはさらにMo：0.30％以下を含有し、残部
は実質的にFeからなる溶接ワイヤと組み合わせてサブマ
ージアーク溶接を行う。
合に、良好な溶接金属部靱性と作業性が得られるサブマ
ージアーク溶接用焼成型フラックスとその製造方法なら
びにこのフラックスを用いる溶接方法を提案する 【解決手段】 一酸化マンガン：２〜20％、金属粉：
２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒して、焼成
し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２Ｏ３：５
〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、MnＯ：２
〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含有する焼成型フラックス
とする。また、このフラックスと、Ｃ：0.08％以下、S
i：0.15％以下、Mn：1.20〜2.50％、Ti：0.03〜0.13％
を含み、あるいはさらにMo：0.30％以下を含有し、残部
は実質的にFeからなる溶接ワイヤと組み合わせてサブマ
ージアーク溶接を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、厚鋼板のすみ肉溶
接に用いて好適なサブマージアーク溶接用焼成型フラッ
クスとその製造方法およびこのフラックスを用いて行う
サブマージアークすみ肉溶接方法に関し、特にビルドＨ
と呼ばれる溶接Ｈ形鋼の高能率すみ肉溶接に適用した場
合に、優れた靱性と作業性を発揮しうる技術に関する。
接に用いて好適なサブマージアーク溶接用焼成型フラッ
クスとその製造方法およびこのフラックスを用いて行う
サブマージアークすみ肉溶接方法に関し、特にビルドＨ
と呼ばれる溶接Ｈ形鋼の高能率すみ肉溶接に適用した場
合に、優れた靱性と作業性を発揮しうる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビルの高層化に伴い、これに使用
される鋼材の厚さも次第に増加する傾向にある。例え
ば、柱として使用される、いわゆるボックス柱では100
ｍｍ厚さのものもあり、また、梁として使用されるビル
トＨと言われる溶接Ｈ形鋼の鋼板厚さも同様に厚くなっ
てきている。こうした鋼板の厚肉化にともない、これを
溶接するためには多大の時間が必要となり、溶接能率を
向上させることが大きな課題として浮上してきた。とこ
ろで、厚鋼板の高能率溶接についてはこれまでにも多く
の方法が提案されており、特公平８−9099号公報、特開
平８−99191 号公報には高能率すみ肉溶接の技術が提案
されている。前記特公平８−9099号公報には、成分とか
さ比重を規制した焼成型フラックスと所定の成分のワイ
ヤを用いて、開先加工なしでウエブ厚が16〜60ｍｍの厚
肉Ｔ型の組み立て鋼材を２電極サブマージアークすみ肉
溶接する方法が開示されている。また、特開平８−9919
1 号公報には、厚鋼板でも１パス施工が可能な大入熱サ
ブマージアーク溶接において、良好な溶接作業性（スラ
グ剥離性とビード形状）を有するフラックスが開示され
ている。
される鋼材の厚さも次第に増加する傾向にある。例え
ば、柱として使用される、いわゆるボックス柱では100
ｍｍ厚さのものもあり、また、梁として使用されるビル
トＨと言われる溶接Ｈ形鋼の鋼板厚さも同様に厚くなっ
てきている。こうした鋼板の厚肉化にともない、これを
溶接するためには多大の時間が必要となり、溶接能率を
向上させることが大きな課題として浮上してきた。とこ
ろで、厚鋼板の高能率溶接についてはこれまでにも多く
の方法が提案されており、特公平８−9099号公報、特開
平８−99191 号公報には高能率すみ肉溶接の技術が提案
されている。前記特公平８−9099号公報には、成分とか
さ比重を規制した焼成型フラックスと所定の成分のワイ
ヤを用いて、開先加工なしでウエブ厚が16〜60ｍｍの厚
肉Ｔ型の組み立て鋼材を２電極サブマージアークすみ肉
溶接する方法が開示されている。また、特開平８−9919
1 号公報には、厚鋼板でも１パス施工が可能な大入熱サ
ブマージアーク溶接において、良好な溶接作業性（スラ
グ剥離性とビード形状）を有するフラックスが開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来方法では、大入熱の溶接で得られる溶接金属の靱
性が鋼板によっては十分に得られない（例えば、１２０
ｋＪ／ｃｍの入熱量で vＥ0 ：２７Ｊ以下）という問題
あることが明らかとなってきた。そこで、本発明は上記
問題の解決を目的とし、厚鋼板を高能率な大入熱すみ肉
溶接した場合に、良好な溶接金属部靱性が得られるサブ
マージアーク溶接用焼成型フラックスとその製造方法な
らびにこのフラックスを用いる溶接方法を提案すること
にある。具体的には、ウエブ材として16〜60ｍｍの厚鋼
板を用いて、入熱量１２０ｋＪ／ｃｍの大入熱溶接を行
ったとき、 vＥ0 ：２７Ｊ以上が得られるサブマージア
ーク溶接用焼成型フラックスとその製造方法ならびにこ
のフラックスを用いる溶接方法を提案することを目的と
する。
の従来方法では、大入熱の溶接で得られる溶接金属の靱
性が鋼板によっては十分に得られない（例えば、１２０
ｋＪ／ｃｍの入熱量で vＥ0 ：２７Ｊ以下）という問題
あることが明らかとなってきた。そこで、本発明は上記
問題の解決を目的とし、厚鋼板を高能率な大入熱すみ肉
溶接した場合に、良好な溶接金属部靱性が得られるサブ
マージアーク溶接用焼成型フラックスとその製造方法な
らびにこのフラックスを用いる溶接方法を提案すること
にある。具体的には、ウエブ材として16〜60ｍｍの厚鋼
板を用いて、入熱量１２０ｋＪ／ｃｍの大入熱溶接を行
ったとき、 vＥ0 ：２７Ｊ以上が得られるサブマージア
ーク溶接用焼成型フラックスとその製造方法ならびにこ
のフラックスを用いる溶接方法を提案することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上掲の課題
を解決すべく、各種の調査および実験、検討を重ねた結
果、厚鋼板を効率のよい大入熱すみ肉溶接して得られた
溶接金属の靱性値は、溶接金属の微細組織、ひいては溶
接金属に生成する島状マルテンサイトの影響を受けるこ
と、靱性劣化の要因となる微細組織の粗大化を抑制し、
島状マルテンサイトの生成を抑制するような溶接材料を
用いれば、靱性を大幅に改善できることを知見した。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。
を解決すべく、各種の調査および実験、検討を重ねた結
果、厚鋼板を効率のよい大入熱すみ肉溶接して得られた
溶接金属の靱性値は、溶接金属の微細組織、ひいては溶
接金属に生成する島状マルテンサイトの影響を受けるこ
と、靱性劣化の要因となる微細組織の粗大化を抑制し、
島状マルテンサイトの生成を抑制するような溶接材料を
用いれば、靱性を大幅に改善できることを知見した。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。
【０００５】(1)質量％で（以下の記載では、単に％と
略記）、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al
２Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10、CaＯ：２〜20％、
MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含有するフラック
スであって、このフラックスは焼成前の混合原料中に、
一酸化マンガン：２〜20％、金属粉：２〜10％を配合し
て焼成したものであることを特徴とするサブマージアー
ク溶接用焼成型フラックス。
略記）、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al
２Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10、CaＯ：２〜20％、
MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含有するフラック
スであって、このフラックスは焼成前の混合原料中に、
一酸化マンガン：２〜20％、金属粉：２〜10％を配合し
て焼成したものであることを特徴とするサブマージアー
ク溶接用焼成型フラックス。
【０００６】(2)SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、A
l２Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10、CaＯ：２〜20
％、MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含み、さらに
TiＯ２：５％以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5 ％のうちの少
なくとも１種を含有するフラックスであって、このフラ
ックスは焼成前の混合原料中に、一酸化マンガン：２〜
20％、金属粉：２〜10％を配合して焼成したものである
ことを特徴とするサブマージアーク溶接用焼成型フラッ
クス。
l２Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10、CaＯ：２〜20
％、MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含み、さらに
TiＯ２：５％以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5 ％のうちの少
なくとも１種を含有するフラックスであって、このフラ
ックスは焼成前の混合原料中に、一酸化マンガン：２〜
20％、金属粉：２〜10％を配合して焼成したものである
ことを特徴とするサブマージアーク溶接用焼成型フラッ
クス。
【０００７】(3)一酸化マンガン：２〜20％、金属粉：
２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒して、焼成
し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２Ｏ３：５
〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、MnＯ：２
〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含有する成分組成とするこ
とを特徴とするサブマージアーク溶接用焼成型フラック
スの製造方法。
２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒して、焼成
し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２Ｏ３：５
〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、MnＯ：２
〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含有する成分組成とするこ
とを特徴とする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)一酸化マンガン：２〜20％、金属粉：
２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒して、焼成
し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２Ｏ３：５
〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、MnＯ：２
〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含み、さらにTiＯ２：５％
以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5 ％のうちの少なくとも１種
を含有する成分組成とすることを特徴とするサブマージ
アーク溶接用焼成型フラックスの製造方法。
２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒して、焼成
し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２Ｏ３：５
〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、MnＯ：２
〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含み、さらにTiＯ２：５％
以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5 ％のうちの少なくとも１種
を含有する成分組成とすることを特徴とするサブマージ
アーク溶接用焼成型フラックスの製造方法。
【０００９】(5)成分組成が、Ｃ：0.08％以下、Si：0.1
5％以下、Mn：1.20〜2.60％、Ti：0.03〜0.13％を含
み、あるいはさらにMo：0.30％以下を含有し、残部は実
質的にFeからなり、かつ線径が4.0 〜6.4 ｍｍである溶
接ワイヤと、請求項１または２に記載のフラックスとを
用いて溶接することを特徴とする厚鋼板のサブマージア
ークすみ肉溶接方法。
5％以下、Mn：1.20〜2.60％、Ti：0.03〜0.13％を含
み、あるいはさらにMo：0.30％以下を含有し、残部は実
質的にFeからなり、かつ線径が4.0 〜6.4 ｍｍである溶
接ワイヤと、請求項１または２に記載のフラックスとを
用いて溶接することを特徴とする厚鋼板のサブマージア
ークすみ肉溶接方法。
【００１０】(6)上記厚鋼板のウェブ側厚みを16〜60ｍ
ｍとして溶接することを特徴とする上記 (5)に記載の厚
鋼板のサブマージアークすみ肉溶接方法。
ｍとして溶接することを特徴とする上記 (5)に記載の厚
鋼板のサブマージアークすみ肉溶接方法。
【００１１】(7)得られる溶接金属を、Ｃ：0.13％以
下、Si：0.70％以下、Mn：1.80％以下、Ti：0.005 〜0.
020 ％、Ｂ：0.0030％以下を含有し、残部は実質的にFe
の成分組成とすることを特徴とする上記 (5)又は (6)に
記載の厚鋼板のサブマージアークすみ肉溶接方法。
下、Si：0.70％以下、Mn：1.80％以下、Ti：0.005 〜0.
020 ％、Ｂ：0.0030％以下を含有し、残部は実質的にFe
の成分組成とすることを特徴とする上記 (5)又は (6)に
記載の厚鋼板のサブマージアークすみ肉溶接方法。
【００１２】(8)得られる溶接金属の成分組成を、Ｃ：
0.13％以下、Si：0.70％以下、Mn：1.80％以下、Ti：0.
005 〜0.020 ％、Ｂ：0.0030％以下、Mo：0.050 〜0.25
0 ％を含有し、残部は実質的にFeからなるものとするこ
とを特徴とする上記 (5)又は (6)に記載の厚鋼板のサブ
マージアークすみ肉溶接方法。
0.13％以下、Si：0.70％以下、Mn：1.80％以下、Ti：0.
005 〜0.020 ％、Ｂ：0.0030％以下、Mo：0.050 〜0.25
0 ％を含有し、残部は実質的にFeからなるものとするこ
とを特徴とする上記 (5)又は (6)に記載の厚鋼板のサブ
マージアークすみ肉溶接方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳しく説明する。発明者等は、厚鋼板の大入熱すみ肉サ
ブマージアーク溶接によって得られる溶接金属の靱性に
ついて詳細に調べたところ、鋼板が特定の成分としてTi
を含んでいないときに溶接金属の組織が粗大化して低靱
性となること、また低靱性の溶接金属には島状マルテン
サイトが生成していることを知見した。そして、大入熱
サブマージアーク溶接した溶接金属の靱性を安定的に向
上させるには、フラックスの成分組成だけでなく、その
配合原料にも配慮することが重要であり、かかるフラッ
クスと適正な溶接ワイヤとを組み合わせて溶接すること
が肝要であることを見いだしたのである。次に、本発明
を上記要旨構成の範囲に限定した理由について説明す
る。
詳しく説明する。発明者等は、厚鋼板の大入熱すみ肉サ
ブマージアーク溶接によって得られる溶接金属の靱性に
ついて詳細に調べたところ、鋼板が特定の成分としてTi
を含んでいないときに溶接金属の組織が粗大化して低靱
性となること、また低靱性の溶接金属には島状マルテン
サイトが生成していることを知見した。そして、大入熱
サブマージアーク溶接した溶接金属の靱性を安定的に向
上させるには、フラックスの成分組成だけでなく、その
配合原料にも配慮することが重要であり、かかるフラッ
クスと適正な溶接ワイヤとを組み合わせて溶接すること
が肝要であることを見いだしたのである。次に、本発明
を上記要旨構成の範囲に限定した理由について説明す
る。
【００１４】SiＯ２：20〜60％ SiＯ２は、ビード幅を広げビード表面を平滑にする効果
があるので、ビード外観を良好に保つための基本造滓剤
として添加する。SiＯ２量が20％未満ではその効果が少
ない。一方、60％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る。よっ
て、SiＯ２量は20〜60％の範囲とする。
があるので、ビード外観を良好に保つための基本造滓剤
として添加する。SiＯ２量が20％未満ではその効果が少
ない。一方、60％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る。よっ
て、SiＯ２量は20〜60％の範囲とする。
【００１５】MgＯ：10〜40％ MgＯは、スラグの融点を上昇させ、大入熱溶接時の作業
性を改善するとともにフラックスの塩基度を高めて、溶
接金属の酸素量を低減して靱性を向上させるのに有効な
成分である。MgＯ含有量が10％未満では十分な効果が得
られず、一方、40％を超えると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10〜
40％の範囲で含有させる。
性を改善するとともにフラックスの塩基度を高めて、溶
接金属の酸素量を低減して靱性を向上させるのに有効な
成分である。MgＯ含有量が10％未満では十分な効果が得
られず、一方、40％を超えると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10〜
40％の範囲で含有させる。
【００１６】Al２Ｏ３：５〜25％ Al２Ｏ３は、スラグの粘性を調整する上で重要な成分で
あるが、５％未満の含有量ではこれらの効果に乏しく、
一方25％を超えて含有させると融点が上昇しすぎてビー
ド形状の劣化を招く。よって、Al２Ｏ３含有量は５〜25
％の範囲とする。
あるが、５％未満の含有量ではこれらの効果に乏しく、
一方25％を超えて含有させると融点が上昇しすぎてビー
ド形状の劣化を招く。よって、Al２Ｏ３含有量は５〜25
％の範囲とする。
【００１７】CaＦ２：１〜10％ CaＦ２は、スラグの流動性を調整する上で重要な成分で
ある。CaＦ２含有量が１％未満ではその効果に乏しく、
一方、10％を超えるとスラグが流動し易くなるため、Ca
Ｆ２の量は１〜10％の範囲とする。
ある。CaＦ２含有量が１％未満ではその効果に乏しく、
一方、10％を超えるとスラグが流動し易くなるため、Ca
Ｆ２の量は１〜10％の範囲とする。
【００１８】CaＯ：２〜20％ CaＯは、MgＯと同様に、生成スラグの融点を上昇させる
とともに、フラックスの塩基度を高める成分として必要
である。なお、CaＯはフラックス中にCaＣＯ３ として存
在させると、溶接時のガス源としても有効に働くため好
ましい。CaＯ含有量が２％未満ではその効果に乏しく、
一方20％を超えるとスラグの流動性が阻害されてビード
形状が劣化する。このため、フラックス中にはCaＯ換算
（CaＦ ２のCaは除いて換算）で２〜20％の範囲で含有さ
せる。
とともに、フラックスの塩基度を高める成分として必要
である。なお、CaＯはフラックス中にCaＣＯ３ として存
在させると、溶接時のガス源としても有効に働くため好
ましい。CaＯ含有量が２％未満ではその効果に乏しく、
一方20％を超えるとスラグの流動性が阻害されてビード
形状が劣化する。このため、フラックス中にはCaＯ換算
（CaＦ ２のCaは除いて換算）で２〜20％の範囲で含有さ
せる。
【００１９】MnＯ：２〜20％、原料中の一酸化マンガ
ン：２〜20％ Mn酸化物は、スラグの粘性及び凝固温度を調整するため
に必要な成分である。また、このMn酸化物（フラックス
中MnＯに換算して表す成分）をフラックス原料中に添加
するときに、一酸化マンガンとしてとして添加すること
が、大入熱すみ肉溶接の靱性を改善する上で極めて重要
な役割を果たす。従来、フラックス原料に添加されるMn
酸化物としては、一酸化マンガン（MnＯ）、二酸化マン
ガン（MnＯ２）、四酸化三マンガン（Mn３Ｏ４）などの
種々の形態で配合されていた。通常、フラックス原料
は、配合、混合された後、水ガラスなどの結合剤ととも
に混練され、造粒後、 400〜600 ℃で焼成される。この
一連の工程をへて製造したフラックスにおいて、原料と
して添加した一酸化マンガンは酸化されて一部は四酸化
三マンガンとなるものの、その多くは添加した原料のま
まの形態でフラックス中に存在すると考えられる。
ン：２〜20％ Mn酸化物は、スラグの粘性及び凝固温度を調整するため
に必要な成分である。また、このMn酸化物（フラックス
中MnＯに換算して表す成分）をフラックス原料中に添加
するときに、一酸化マンガンとしてとして添加すること
が、大入熱すみ肉溶接の靱性を改善する上で極めて重要
な役割を果たす。従来、フラックス原料に添加されるMn
酸化物としては、一酸化マンガン（MnＯ）、二酸化マン
ガン（MnＯ２）、四酸化三マンガン（Mn３Ｏ４）などの
種々の形態で配合されていた。通常、フラックス原料
は、配合、混合された後、水ガラスなどの結合剤ととも
に混練され、造粒後、 400〜600 ℃で焼成される。この
一連の工程をへて製造したフラックスにおいて、原料と
して添加した一酸化マンガンは酸化されて一部は四酸化
三マンガンとなるものの、その多くは添加した原料のま
まの形態でフラックス中に存在すると考えられる。
【００２０】ここで本発明のように、フラックス中のMn
酸化物原料として一酸化マンガンを使用すると、二酸化
マンガン、四酸化三マンガンなどの一酸化マンガン以外
の酸化物を原料とした場合に比べ、大入熱のすみ肉溶接
金属の靱性が大きく改善される。すなわち、二酸化マン
ガン、四酸化三マンガンなどの一酸化マンガン以外の酸
化物を原料とした場合には、溶接金属組織が粗大化し、
島状マルテンサイトを生成しやすいが、一酸化マンガン
を原料として用いると、溶接金属が微細となり、島状マ
ルテンサイトの形成も抑制され、良好な靭性が得られ
る。また、大入熱のすみ肉溶接時に、一酸化マンガン以
外の前記酸化物を原料として製造したフラックスでは、
ポックマークの発生頻度が増加するのに対して、一酸化
マンガンを原料として用いればこの問題も解決できると
いう利点もある。
酸化物原料として一酸化マンガンを使用すると、二酸化
マンガン、四酸化三マンガンなどの一酸化マンガン以外
の酸化物を原料とした場合に比べ、大入熱のすみ肉溶接
金属の靱性が大きく改善される。すなわち、二酸化マン
ガン、四酸化三マンガンなどの一酸化マンガン以外の酸
化物を原料とした場合には、溶接金属組織が粗大化し、
島状マルテンサイトを生成しやすいが、一酸化マンガン
を原料として用いると、溶接金属が微細となり、島状マ
ルテンサイトの形成も抑制され、良好な靭性が得られ
る。また、大入熱のすみ肉溶接時に、一酸化マンガン以
外の前記酸化物を原料として製造したフラックスでは、
ポックマークの発生頻度が増加するのに対して、一酸化
マンガンを原料として用いればこの問題も解決できると
いう利点もある。
【００２１】フラックス原料中に一酸化マンガンを配合
すると、上述したような効果が得られる。このような効
果は原料中での一酸化マンガンの量を２〜20％とするこ
とにより得られる。また、この原料を配合して製造した
フラックス中のMn酸化物量は、MnＯに換算して２〜20％
とすることも必要である。というのは、MnＯ換算でのMn
酸化物量が２％未満ではフラックスの軟化温度の低下が
不十分となり、一方20％を超えると、溶接スラグ表面に
ポックマークが発生し、溶接スラグが脆くなりスラグの
剥離性が低下するなどの溶接作業性が低下するからであ
る。
すると、上述したような効果が得られる。このような効
果は原料中での一酸化マンガンの量を２〜20％とするこ
とにより得られる。また、この原料を配合して製造した
フラックス中のMn酸化物量は、MnＯに換算して２〜20％
とすることも必要である。というのは、MnＯ換算でのMn
酸化物量が２％未満ではフラックスの軟化温度の低下が
不十分となり、一方20％を超えると、溶接スラグ表面に
ポックマークが発生し、溶接スラグが脆くなりスラグの
剥離性が低下するなどの溶接作業性が低下するからであ
る。
【００２２】ＣＯ２：２〜20％ ＣＯ２ガスは、CaＣＯ３などの金属炭酸塩の形で添加
し、溶接時の溶接金属中への水素の侵入を低下させるた
めに有効である。ガス量がＣＯ２換算で２％未満ではＣ
Ｏ２によるシールド効果に乏しく、一方20％を超えると
ビード形状の劣化を招くので、ＣＯ２換算のガス量は２
〜20％の範囲とする。
し、溶接時の溶接金属中への水素の侵入を低下させるた
めに有効である。ガス量がＣＯ２換算で２％未満ではＣ
Ｏ２によるシールド効果に乏しく、一方20％を超えると
ビード形状の劣化を招くので、ＣＯ２換算のガス量は２
〜20％の範囲とする。
【００２３】原料中の金属粉：２〜10％ 上記スラグ構成成分に加え、脱酸剤、合金元素としての
役割を果たす金属粉を２〜10％添加する必要がある。金
属粉の添加量が２％未満では溶接金属の靱性を確保する
ことが難しいだけでなく、ポックマークが発生しやすく
なる。一方、10％を超えて添加すると酸素量が低くなり
すぎて焼きが入る（アシキュラーフェライト主体の組織
が、ベイナイトもしくはマルテンサイト主体の組織とな
る）ため、かえって靱性を低下する。従って、金属粉の
含有量は２〜10％の範囲とする。金属粉としては、鉄
粉、フェロマンガン、フェロシリコン、フェロモリブデ
ン、Ti、フェロチタン（以下、Fe−Tiと記す）などが使
用される。このうち、TiあるいはFe−Tiを合計量で0.2
％以上添加すると、溶接金属中にTiを含有させることが
でき、一酸化マンガンの添加靱性向上の効果を一層高め
ることができる。この場合、TiあるいはFe−Tiの合計量
が0.5 ％を超えると、溶接スラグの剥離不良が発生し、
溶接作業性を低下させるので、TiあるいはFe−Tiを添加
する場合には、0.5 ％以下の範囲とするのが望ましい。
また、フェロモリブデンを用いると、溶接金属中にMoを
含有させることができ、靱性向上の効果を一層高めるこ
とができる。
役割を果たす金属粉を２〜10％添加する必要がある。金
属粉の添加量が２％未満では溶接金属の靱性を確保する
ことが難しいだけでなく、ポックマークが発生しやすく
なる。一方、10％を超えて添加すると酸素量が低くなり
すぎて焼きが入る（アシキュラーフェライト主体の組織
が、ベイナイトもしくはマルテンサイト主体の組織とな
る）ため、かえって靱性を低下する。従って、金属粉の
含有量は２〜10％の範囲とする。金属粉としては、鉄
粉、フェロマンガン、フェロシリコン、フェロモリブデ
ン、Ti、フェロチタン（以下、Fe−Tiと記す）などが使
用される。このうち、TiあるいはFe−Tiを合計量で0.2
％以上添加すると、溶接金属中にTiを含有させることが
でき、一酸化マンガンの添加靱性向上の効果を一層高め
ることができる。この場合、TiあるいはFe−Tiの合計量
が0.5 ％を超えると、溶接スラグの剥離不良が発生し、
溶接作業性を低下させるので、TiあるいはFe−Tiを添加
する場合には、0.5 ％以下の範囲とするのが望ましい。
また、フェロモリブデンを用いると、溶接金属中にMoを
含有させることができ、靱性向上の効果を一層高めるこ
とができる。
【００２４】上記成分のほかに、必要に応じて、Ti
Ｏ２：５％以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5％のうちの１種
以上を添加することができる。TiＯ２は、靱性を改善す
る効果を有している。TiＯ２は、アーク安定性を高める
という効果もある。原料中に一酸化マンガンを含有させ
たうえで、TiＯ２を添加、好ましくは１％以上添加する
ことにより、さらなる靱性向上が期待される。ただし、
５％を超えて添加すると、スラグ剥離性が低下するの
で、５％以下の範囲で添加する。Ｂ２Ｏ３も、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。このような効果は0.1 ％未満では
得られず、1.5 ％を超えて添加すると溶接金属の凝固割
れを助長する。よって、Ｂ２Ｏ３は0.1 〜1.5 ％の範囲
で添加する。
Ｏ２：５％以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5％のうちの１種
以上を添加することができる。TiＯ２は、靱性を改善す
る効果を有している。TiＯ２は、アーク安定性を高める
という効果もある。原料中に一酸化マンガンを含有させ
たうえで、TiＯ２を添加、好ましくは１％以上添加する
ことにより、さらなる靱性向上が期待される。ただし、
５％を超えて添加すると、スラグ剥離性が低下するの
で、５％以下の範囲で添加する。Ｂ２Ｏ３も、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。このような効果は0.1 ％未満では
得られず、1.5 ％を超えて添加すると溶接金属の凝固割
れを助長する。よって、Ｂ２Ｏ３は0.1 〜1.5 ％の範囲
で添加する。
【００２５】製造方法 上述した組成となるようにフラックス原料粉を配合し
て、結合剤と共に混練したのち、造粒し、焼成する。造
粒法はとくに限定しないが、転動式造粒機、押し出し式
造粒機など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、粒子径
を2.5 ｍｍ以下の大きさの粒子にするのが望ましい。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100 〜300 cc程度でよい。
また、造粒後の焼成は400 〜650 ℃の温度で行うのが好
ましい。というのは、焼成温度が400 ℃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き、一
方、焼成温度が650 ℃を超えると、フラックス中の炭酸
塩が分解し、ＣＯ２によるシールド効果が得られなくな
るからである。焼成はロータリーキルン、定置式バッチ
炉、ベルト式焼成炉などを用いて行う。
て、結合剤と共に混練したのち、造粒し、焼成する。造
粒法はとくに限定しないが、転動式造粒機、押し出し式
造粒機など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、粒子径
を2.5 ｍｍ以下の大きさの粒子にするのが望ましい。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100 〜300 cc程度でよい。
また、造粒後の焼成は400 〜650 ℃の温度で行うのが好
ましい。というのは、焼成温度が400 ℃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き、一
方、焼成温度が650 ℃を超えると、フラックス中の炭酸
塩が分解し、ＣＯ２によるシールド効果が得られなくな
るからである。焼成はロータリーキルン、定置式バッチ
炉、ベルト式焼成炉などを用いて行う。
【００２６】上述した成分組成に調整して製造したフラ
ックスを用いてサブマージアーク溶接を行えば、良好な
溶接部靱性を確保できる。さらにこの溶接部靱性は、所
定の溶接ワイヤと組み合せて溶接することにより、一層
向上させることが可能になり、極めて良好な特性が得ら
れるようになる。サブマージアーク溶接に用いる溶接ワ
イヤの成分組成は以下のものが好適である。溶接ワイヤ
のＣは、溶接割れの抑制のために低減することが必要で
ある。すなわち、溶接割れは溶接金属中のＣ量に最も影
響を受け、とりわけ大入熱のすみ肉溶接では、溶接金属
のＣ量は厚鋼板のＣ量の影響を受けやすくなる。このよ
うな観点から、溶接ワイヤのＣ量は、極力低減し、0.08
％以下としておくことが好ましい。
ックスを用いてサブマージアーク溶接を行えば、良好な
溶接部靱性を確保できる。さらにこの溶接部靱性は、所
定の溶接ワイヤと組み合せて溶接することにより、一層
向上させることが可能になり、極めて良好な特性が得ら
れるようになる。サブマージアーク溶接に用いる溶接ワ
イヤの成分組成は以下のものが好適である。溶接ワイヤ
のＣは、溶接割れの抑制のために低減することが必要で
ある。すなわち、溶接割れは溶接金属中のＣ量に最も影
響を受け、とりわけ大入熱のすみ肉溶接では、溶接金属
のＣ量は厚鋼板のＣ量の影響を受けやすくなる。このよ
うな観点から、溶接ワイヤのＣ量は、極力低減し、0.08
％以下としておくことが好ましい。
【００２７】溶接ワイヤ中のSi量は、Siが島状マルテン
サイトの生成を助長する元素であることから、0.15％以
下とする。溶接ワイヤ中のMn量は、溶接ワイヤ中酸素量
の調整および溶接金属の脱酸効果と強度確保のため、1.
20〜2.50％とする必要がある。1.20％未満では脱酸不足
になりやすく、低Ｃ量溶接金属での強度が確保しにくく
なる。一方、2.5 ％を超えると強度が高すぎて硬さ増に
よる低温割れが起こりやすくなる。従って、ワイヤ中の
Mn量は1.20〜2.50％とする。なお、好ましいMn量は1.70
〜2.30％である。溶接ワイヤ中のTiは、スラグ剥離性を
劣化させることなく溶接金属の靱性改善をはかるのに有
用であり、0.03〜0.13％を含有することが必要である。
0.03％未満の含有では溶接金属の靱性は改善しにくく、
0.13％を超えて含有すると強度が高くなりすぎて、硬さ
増による低温割れが起こりやすくなる。また、Moは靱性
の向上に効果的であるが、0.3 ％を超えて含有すると、
強度が高くなりすぎて、硬さ増による低温割れが起こり
やすくなるため、溶接ワイヤに含有させる場合は0.3 ％
以下とする。
サイトの生成を助長する元素であることから、0.15％以
下とする。溶接ワイヤ中のMn量は、溶接ワイヤ中酸素量
の調整および溶接金属の脱酸効果と強度確保のため、1.
20〜2.50％とする必要がある。1.20％未満では脱酸不足
になりやすく、低Ｃ量溶接金属での強度が確保しにくく
なる。一方、2.5 ％を超えると強度が高すぎて硬さ増に
よる低温割れが起こりやすくなる。従って、ワイヤ中の
Mn量は1.20〜2.50％とする。なお、好ましいMn量は1.70
〜2.30％である。溶接ワイヤ中のTiは、スラグ剥離性を
劣化させることなく溶接金属の靱性改善をはかるのに有
用であり、0.03〜0.13％を含有することが必要である。
0.03％未満の含有では溶接金属の靱性は改善しにくく、
0.13％を超えて含有すると強度が高くなりすぎて、硬さ
増による低温割れが起こりやすくなる。また、Moは靱性
の向上に効果的であるが、0.3 ％を超えて含有すると、
強度が高くなりすぎて、硬さ増による低温割れが起こり
やすくなるため、溶接ワイヤに含有させる場合は0.3 ％
以下とする。
【００２８】ワイヤ径については、4.0 ｍｍ未満のワイ
ヤではアークが細く、ビード幅が出にくくなり、また、
溶込み底部の形状が鋭くなってスラグ巻き込み等の欠陥
も発生しやすくなる。一方、6.4 ｍｍを超えるとワイヤ
の剛性が大きすぎて、溶接機のワイヤ送給装置に負荷が
かかり過ぎる。よってワイヤ径は、4.0 〜6.4 ｍｍとす
る。
ヤではアークが細く、ビード幅が出にくくなり、また、
溶込み底部の形状が鋭くなってスラグ巻き込み等の欠陥
も発生しやすくなる。一方、6.4 ｍｍを超えるとワイヤ
の剛性が大きすぎて、溶接機のワイヤ送給装置に負荷が
かかり過ぎる。よってワイヤ径は、4.0 〜6.4 ｍｍとす
る。
【００２９】つぎに、サブマージアーク溶接方法につい
て説明する。２電極法で溶接するとき、先行極（Ｌ
極）、後行極（Ｔ極）の電流比（ＩT／ＩL）は0.65〜1.
00とする必要がある。すなわち、ＩT／ＩLが0.65より小
さい場合には、先行極によって生じたスラグを後行極で
浮上させ得なくなり、結果的にスラグ巻き込みが発生し
やすくなる。一方、ＩT／ＩLが1.00より大きくなると、
後行極自身の電流が大きいため、後行極によりスラグ巻
き込みが発生する。したがって、電流比ＩT／ＩLを0.65
〜1.00とする。また、先行極に３〜15°の後退角を、後
行極に３〜20°の前進角を設けることにより溶込みが深
く、外観の良好な溶接部が得られるので、電極角度は上
記のように設定するのが望ましい。さらに、溶込みを確
保する上で、フランジ角度は水平面から40〜70°として
溶接することが必要である。
て説明する。２電極法で溶接するとき、先行極（Ｌ
極）、後行極（Ｔ極）の電流比（ＩT／ＩL）は0.65〜1.
00とする必要がある。すなわち、ＩT／ＩLが0.65より小
さい場合には、先行極によって生じたスラグを後行極で
浮上させ得なくなり、結果的にスラグ巻き込みが発生し
やすくなる。一方、ＩT／ＩLが1.00より大きくなると、
後行極自身の電流が大きいため、後行極によりスラグ巻
き込みが発生する。したがって、電流比ＩT／ＩLを0.65
〜1.00とする。また、先行極に３〜15°の後退角を、後
行極に３〜20°の前進角を設けることにより溶込みが深
く、外観の良好な溶接部が得られるので、電極角度は上
記のように設定するのが望ましい。さらに、溶込みを確
保する上で、フランジ角度は水平面から40〜70°として
溶接することが必要である。
【００３０】上記のような条件で開先加工を行わないで
溶接するためには、厚鋼板の厚みを16〜60ｍｍの範囲と
するのがよい。完全溶込み法で溶接できる板厚範囲はウ
エブ板厚が16〜36ｍｍまでである。というのは、ウェブ
厚が36ｍｍ超で完全溶込みを指向して溶接すると、溶込
みが深くなりすぎ、幅の狭いビードとなって高温割れが
起こりやすく、また、母材希釈量が大きくなって高温割
れが生じやすくなるからである。したがって、ウエブ厚
が16〜36ｍｍの板厚範囲では完全溶込み、36ｍｍ超〜60
ｍｍの板厚範囲では部分溶込み（両側ビードの溶込みが
ウエブ厚の１／３以上）とする。なお、ウエブ厚16ｍｍ
未満では、従来法でも開先加工なしで完全溶け込みが得
られ、60ｍｍ超では、開先加工が必要となるので、開先
加工なしで本発明のようなサブマージアークすみ肉溶接
を行うのに適する板厚は16〜60ｍｍとなる。
溶接するためには、厚鋼板の厚みを16〜60ｍｍの範囲と
するのがよい。完全溶込み法で溶接できる板厚範囲はウ
エブ板厚が16〜36ｍｍまでである。というのは、ウェブ
厚が36ｍｍ超で完全溶込みを指向して溶接すると、溶込
みが深くなりすぎ、幅の狭いビードとなって高温割れが
起こりやすく、また、母材希釈量が大きくなって高温割
れが生じやすくなるからである。したがって、ウエブ厚
が16〜36ｍｍの板厚範囲では完全溶込み、36ｍｍ超〜60
ｍｍの板厚範囲では部分溶込み（両側ビードの溶込みが
ウエブ厚の１／３以上）とする。なお、ウエブ厚16ｍｍ
未満では、従来法でも開先加工なしで完全溶け込みが得
られ、60ｍｍ超では、開先加工が必要となるので、開先
加工なしで本発明のようなサブマージアークすみ肉溶接
を行うのに適する板厚は16〜60ｍｍとなる。
【００３１】以上説明した、フラックス、溶接ワイヤ、
溶接方法でサブマージアーク溶接して得られる、溶接金
属の成分組成は以下の範囲とすることが望ましい。 Ｃ：0.13％以下 溶接金属中のＣ量が0.13％を超えると、溶接割れが起こ
りやすくなる。よって、溶接金属中のＣ量は0.13％以下
で極力低減するのがよい。 Si：0.70％以下 Siは、島状マルテンサイトの生成を助長し、靱性の低下
をもたらす元素である。このような悪影響は0.70％を超
えると顕著にあらわれるので、溶接金属中のSi含有量は
0.70％以下とする。 Mn：1.80％以下 溶接金属中のMn量が1.80％を超えると、低温割れが起こ
りやすくなる。よって、溶接金属中のMn量は1.80％以下
とする。
溶接方法でサブマージアーク溶接して得られる、溶接金
属の成分組成は以下の範囲とすることが望ましい。 Ｃ：0.13％以下 溶接金属中のＣ量が0.13％を超えると、溶接割れが起こ
りやすくなる。よって、溶接金属中のＣ量は0.13％以下
で極力低減するのがよい。 Si：0.70％以下 Siは、島状マルテンサイトの生成を助長し、靱性の低下
をもたらす元素である。このような悪影響は0.70％を超
えると顕著にあらわれるので、溶接金属中のSi含有量は
0.70％以下とする。 Mn：1.80％以下 溶接金属中のMn量が1.80％を超えると、低温割れが起こ
りやすくなる。よって、溶接金属中のMn量は1.80％以下
とする。
【００３２】Ti：0.005 〜0.020 ％ 溶接金属中のTi量が0.005 ％未満の含有では、溶接金属
の靱性が改善しにくく、一方、0.020 ％を超えて含有す
ると、強度が高くなりすぎて、硬さ増による低温割れが
起こりやすくなる。よって、溶接金属中のTi量は0.005
〜0.020 ％とする。 Ｂ：0.0030％以下 溶接金属中のＢは、溶接金属の靱性を改善するが、その
含有量が0.0030％を超えると溶接金属の凝固割れを助長
する。よって、溶接金属中のＢ量は0.0030％以下とす
る。 Mo：0.050 〜0.250 ％ 溶接金属中のMoは、溶接金属靱性のさらなる改善に寄与
する元素であるので、必要に応じて、溶接ワイヤ及び／
又はフラックスから添加して含有させる。このような効
果は、0.050 ％以上のMo含有により得られるが、0.250
％を超えて含有すると強度が高くなりすぎて、硬さ増に
よる低温割れが起こりやすくなる。よって、溶接金属中
のMo量は0.050 〜0.250 ％とする。
の靱性が改善しにくく、一方、0.020 ％を超えて含有す
ると、強度が高くなりすぎて、硬さ増による低温割れが
起こりやすくなる。よって、溶接金属中のTi量は0.005
〜0.020 ％とする。 Ｂ：0.0030％以下 溶接金属中のＢは、溶接金属の靱性を改善するが、その
含有量が0.0030％を超えると溶接金属の凝固割れを助長
する。よって、溶接金属中のＢ量は0.0030％以下とす
る。 Mo：0.050 〜0.250 ％ 溶接金属中のMoは、溶接金属靱性のさらなる改善に寄与
する元素であるので、必要に応じて、溶接ワイヤ及び／
又はフラックスから添加して含有させる。このような効
果は、0.050 ％以上のMo含有により得られるが、0.250
％を超えて含有すると強度が高くなりすぎて、硬さ増に
よる低温割れが起こりやすくなる。よって、溶接金属中
のMo量は0.050 〜0.250 ％とする。
【００３３】
【実施例】実施例１ 表１に示す組成で、板厚４０ｍｍのＳＮ４９０Ｂ鋼板を
Ｔ型に組み、すみ肉溶接を行った。Ｔ型に組み立てた部
材のフランジ部が水平面となす角度を６０°として溶接
した。このとき用いたフラックス、溶接ワイヤの成分組
成をそれぞれ表２、表３に、また溶接条件を表４に示
す。用いたフラックスは、表２に示すMn酸化物および金
属粉を原料の一部として配合して、SiＯ２とNa２Ｏのモ
ル比が４の結合剤（水ガラス）とともに混練し、造粒し
たのち、５００℃×１５ minで焼成して、粒子径1.5 ｍ
ｍ以下としたものである。なお、表２に示すフラックス
成分は、CaＦ２およびCaＯについては、フラックス中の
Ｆを分析してCaＦ２として換算し、残りの全てのCaをCa
Ｏとして換算したものである。また、フラックス中の全
てのSiはSiＯ２として換算し、同様に、Mg、Al、Tiなど
も、それぞれMgＯ、Al２Ｏ３、TiＯ２として換算したも
のである。また、ガス量としてのＣＯ２量はフラックス
中のＣ量を分析し、ＣＯ２量に換算したものである。
Ｔ型に組み、すみ肉溶接を行った。Ｔ型に組み立てた部
材のフランジ部が水平面となす角度を６０°として溶接
した。このとき用いたフラックス、溶接ワイヤの成分組
成をそれぞれ表２、表３に、また溶接条件を表４に示
す。用いたフラックスは、表２に示すMn酸化物および金
属粉を原料の一部として配合して、SiＯ２とNa２Ｏのモ
ル比が４の結合剤（水ガラス）とともに混練し、造粒し
たのち、５００℃×１５ minで焼成して、粒子径1.5 ｍ
ｍ以下としたものである。なお、表２に示すフラックス
成分は、CaＦ２およびCaＯについては、フラックス中の
Ｆを分析してCaＦ２として換算し、残りの全てのCaをCa
Ｏとして換算したものである。また、フラックス中の全
てのSiはSiＯ２として換算し、同様に、Mg、Al、Tiなど
も、それぞれMgＯ、Al２Ｏ３、TiＯ２として換算したも
のである。また、ガス量としてのＣＯ２量はフラックス
中のＣ量を分析し、ＣＯ２量に換算したものである。
【００３４】得られた溶接金属の化学成分を表５に、溶
接結果を表６に示す。表６から明らかなように、発明例
（No. １、５）では吸収エネルギーが２７Ｊ以上という
良好な値が得られ、溶接作業性も良好であった。これに
対し、成分組成が本発明範囲を外れたフラックスで溶接
した比較例（No. ２、３、４）では、吸収エネルギーが
低く、そのうえポックマークに対する手直しが必要とな
り、作業性が劣る場合もあった。
接結果を表６に示す。表６から明らかなように、発明例
（No. １、５）では吸収エネルギーが２７Ｊ以上という
良好な値が得られ、溶接作業性も良好であった。これに
対し、成分組成が本発明範囲を外れたフラックスで溶接
した比較例（No. ２、３、４）では、吸収エネルギーが
低く、そのうえポックマークに対する手直しが必要とな
り、作業性が劣る場合もあった。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
【表５】
【００４０】
【表６】
【００４１】実施例２ 表７に示す組成で、板厚２５ｍｍのＳＮ４９０Ｂ鋼板を
Ｔ型に組み、すみ肉溶接を行った。Ｔ型に組み立てた部
材のフランジ部が水平面となす角度を６０°として溶接
した。このとき用いたフラックス、溶接ワイヤの成分組
成をそれぞれ表８、表９に、また溶接条件を表10に示
す。用いたフラックスは、SiＯ２とNa２Ｏのモル比が２
の水ガラスを用いたことを除き、実施例１と同様にして
製造したものである。得られた溶接金属の化学成分を表
11に、溶接結果を表12に示す。表12から明らかなよう
に、発明例（No. ６、７、10〜13）では、ワイヤＢとの
組み合わせで吸収エネルギーが２７Ｊ以上という良好な
値が得られ、溶接作業性も良好であった。なかでも、フ
ラックス中にTiＯ２、Ｂ２Ｏ３あるいはFe-Ti 、Fe-Mo
等の金属粉を適量添加した場合（No. ７、９〜12）に
は、より高い吸収エネルギーが得られた。また、ワイヤ
Ｃと組み合わせた発明例では、 vＥ0 ：４７Ｊ以上とい
うさらに高い吸収エネルギーが得られた。これに対し、
成分組成が本発明範囲を外れたフラックスで溶接した比
較例（No. ８）では、スラグの剥離性が悪く、作業性が
極めて劣っていた。
Ｔ型に組み、すみ肉溶接を行った。Ｔ型に組み立てた部
材のフランジ部が水平面となす角度を６０°として溶接
した。このとき用いたフラックス、溶接ワイヤの成分組
成をそれぞれ表８、表９に、また溶接条件を表10に示
す。用いたフラックスは、SiＯ２とNa２Ｏのモル比が２
の水ガラスを用いたことを除き、実施例１と同様にして
製造したものである。得られた溶接金属の化学成分を表
11に、溶接結果を表12に示す。表12から明らかなよう
に、発明例（No. ６、７、10〜13）では、ワイヤＢとの
組み合わせで吸収エネルギーが２７Ｊ以上という良好な
値が得られ、溶接作業性も良好であった。なかでも、フ
ラックス中にTiＯ２、Ｂ２Ｏ３あるいはFe-Ti 、Fe-Mo
等の金属粉を適量添加した場合（No. ７、９〜12）に
は、より高い吸収エネルギーが得られた。また、ワイヤ
Ｃと組み合わせた発明例では、 vＥ0 ：４７Ｊ以上とい
うさらに高い吸収エネルギーが得られた。これに対し、
成分組成が本発明範囲を外れたフラックスで溶接した比
較例（No. ８）では、スラグの剥離性が悪く、作業性が
極めて劣っていた。
【００４２】
【表７】
【００４３】
【表８】
【００４４】
【表９】
【００４５】
【表１０】
【００４６】
【表１１】
【００４７】
【表１２】
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて高い吸収エネルギーが得られ、しかも作業性が優
れているので、高能率なサブマージアークすみ肉溶接が
可能になる。したがって、本発明によれば、高能率で品
質のよい溶接Ｈ形鋼を安価に製造できるようになる。
極めて高い吸収エネルギーが得られ、しかも作業性が優
れているので、高能率なサブマージアークすみ肉溶接が
可能になる。したがって、本発明によれば、高能率で品
質のよい溶接Ｈ形鋼を安価に製造できるようになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 要 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB05 DA05 DC05 4E081 AA08 BA37 CA05 DA16 4E084 AA03 CA03 CA23 CA26 DA28 GA02
Claims (8)
- 【請求項１】 質量％で、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10
〜40％、Al２Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10％、Ca
Ｏ：２〜20％、MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含
有するフラックスであって、このフラックスは焼成前の
混合原料中に、一酸化マンガン：２〜20％、金属粉：２
〜10％を配合して焼成したものであることを特徴とする
サブマージアーク溶接用焼成型フラックス。 - 【請求項２】 質量％で、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10
〜40％、Al２Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10％、Ca
Ｏ：２〜20％、MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含
み、さらにTiＯ２：５％以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5 ％
のうちの少なくとも１種を含有するフラックスであっ
て、このフラックスは焼成前の混合原料中に、一酸化マ
ンガン：２〜20％、金属粉：２〜10％を配合して焼成し
たものであることを特徴とするサブマージアーク溶接用
焼成型フラックス。 - 【請求項３】 質量％で、一酸化マンガン：２〜20％、
金属粉：２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒し
て、焼成し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２
Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、
MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含有する成分組成
とすることを特徴とする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】 質量％で、一酸化マンガン：２〜20％、
金属粉：２〜10％を含む配合原料を混合した後、造粒し
て、焼成し、SiＯ２：20〜60％、MgＯ：10〜40％、Al２
Ｏ３：５〜25％、CaＦ２：１〜10％、CaＯ：２〜20％、
MnＯ：２〜20％、ＣＯ２：２〜20％を含み、さらにTiＯ
２：５％以下、Ｂ２Ｏ３：0.1 〜1.5％のうちの少なく
とも１種を含有する成分組成とすることを特徴とするサ
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５】 成分組成が、質量％で、Ｃ：0.08％以
下、Si：0.15％以下、Mn：1.20〜2.50％、Ti：0.03〜0.
13％を含み、あるいはさらにMo：0.30％以下を含有し、
残部は実質的にFeからなり、かつ線径が4.0 〜6.4 ｍｍ
である溶接ワイヤと、請求項１または２に記載のフラッ
クスとを用いて溶接することを特徴とする厚鋼板のサブ
マージアークすみ肉溶接方法。 - 【請求項６】 上記厚鋼板のウェブ側厚みを16〜60ｍｍ
として溶接することを特徴とする請求項５に記載の厚鋼
板のサブマージアークすみ肉溶接方法。 - 【請求項７】 得られる溶接金属を、質量％で、Ｃ：0.
13％以下、Si：0.70％以下、Mn：1.80％以下、Ti：0.00
5 〜0.020 ％、Ｂ：0.0030％以下を含有し、残部は実質
的にFeの成分組成とすることを特徴とする請求項５また
は６に記載の厚鋼板のサブマージアークすみ肉溶接方
法。 - 【請求項８】 得られる溶接金属の成分組成を、質量％
で、Ｃ：0.13％以下、Si：0.70％以下、Mn：1.80％以
下、Ti：0.005 〜0.020 ％、Ｂ：0.0030％以下、Mo：0.
050 〜0.250 ％を含有し、残部は実質的にFeからなるも
のとすることを特徴とする請求項５または６に記載の厚
鋼板のサブマージアークすみ肉溶接方法。
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-
1999
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