JP2004283915A - フラックスバインダー系 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フラックス剤とバインダーを含む溶接用フラックスにおいて該フラックス剤が金属酸化物、金属フッ化物、金属炭酸塩及びそれらの混合物からなる群から選ばれ、該バインダーが該溶接用フラックスの少なくとも約5重量%を構成し、該バインダーがコロイド状バインダーを含み、該コロイド状バインダーが少なくとも部分的に小固体粒子から形成されており、該小固体粒子が二酸化ケイ素を含むことを特徴とする溶接用フラックス。
Description
溶接の過程で、熱は水を蒸発させ解離させ、溶接金属中に溶解する水素ガスを生ずる。応力下では、溶解水素は溶接金属のひび割れを生じさせる可能性がある。ケイ酸塩及び/又はケイ酸カリウムバインダーによって保持される水分量は主に乾燥する温度によって支配される。ケイ酸塩の室温乾燥は溶接で使用されるフィルム又は帯に対しては適切ではないことが知られている。失敗の可能性を減少させる試みにおいて、現在利用できる溶接電極は370−540℃又はそれ以上でフラックス中の水を0.2%まで減少させるために焼成する。この乾燥度の維持は高強度材料の溶接において重要になってきており、そしてそのような維持はこれらの電極の使用過程での吸水性水分取り込みを避けるための注意深い取り扱いを必要不可欠としている。水分取り込みは低強度溶接金属のコーティングにおいては特に問題はないが、今日の低水素コーティングの吸水性の性質は水分取り込みを制限するためにフラックスコーティングの乾燥を維持するために加熱乾燥機を使用することを必須としてきた。高強度溶接の場合は、フラックスコーティング中のケイ酸塩の吸水性は、例えば、EXX18型の電極において特にダメージが大きいので、水分含量は0.2%以下に保たなければならない。結果として、これらの電極はフラックスが空気から水分を吸収する前の限定された時間でのみ使用可能でありそしてこのように再び水分含量を減少させるために焼成しなければならない。アーク溶接におけるいくつかの意見では、低水素電極は低温で再焼成してもフラックスコーティングの水分量を十分減少させることができないとされている。そのような場合、熟練した当業者の意見では、溶接金属による水素吸収を避けるための最も適切な方法はフラックスコーティングの水分含量を最初に乾燥した後で最小に維持することであるとされている。結果として、低水素電極の水分レベルには厳格な制御が必要である。
・ 新規なバインダーは低温で乾燥/固化でき、フラックス系で多くのフラックス成分を使用することを可能にする。
・ 新規なバインダーは少なくとも部分的に1以上のフラックス成分と化学的方法によって結合する。
・ 新規なバインダーは低温又は高温で乾燥/固化できる。
・ 新規なバインダーは線電極の表面にコートされるとき線電極と強い結合を形成する。
・ 新規なバインダーを含んで形成されたフラックス系は耐クラッキング性がある。
・ 新規なバインダーは乾燥できそして標準の技術で粉砕できる。
・ 新規なバインダーは他のバインダーと組み合わせて又はバインダー単独でフラックス系として使用できる。
・ 新規なバインダーはフラックス系に低融点成分(例えば、ケイ酸カリウム及び/又はケイ酸ナトリウム)を添加する必要性を少なくさせる。
・ 新規なバインダーは改良された流動特性をもつフラックス系を形成する。
・ 新規なバインダーは低い乾燥/固化温度を必要とするときに典型的に使用される有機バインダーの必要性がない。
・ 新規なバインダーはサブマージドアークフラックス、電極上にコートしたフラックス、及び/又はフラックス芯入り電極用のフラックス系を形成するために使用することができる。
・ 新規なバインダーは6価クロムの生成を減少させ、より環境に優しいフラックス系を作ることができる。
・ 新規なバインダーを使用するフラックス系は細かい粒子サイズに粉砕することができる。
・ 水ガラス成分(Na2O及び/又はK2O)はアーク安定性を増大させる
・ 水ガラスはフラックス系に溶接過程でのスラッグの融点/凝固点範囲を調節するのに役立つ低融点成分を与える
・ 水ガラスは取り扱いと使用が容易である
・ 水ガラスは低コストの材料である
・ 水ガラスが高温(≧1400°F)で適切に固化しないときには、フラックス系はかなりの量の湿分を吸収する
・ 水ガラスは高い固化温度を必要としフラックス系で使用できる成分の種類を制限する
・ 水ガラスはカリウム及び/又はナトリウムを含み或るフラックス調合においては好ましくない
・ フラックスバインダーが水ガラスをかなりの量で含むとステンレス鋼の溶接時に6価クロムの煙を多く発生する
・ バインダーが水ガラスのときは粉砕フラックス系の粗い顆粒サイズが必要となる
・ 新規なバインダーは低温で乾燥/固化でき、フラックス系で多くのフラックス成分を使用することを可能にする。
・ 新規なバインダーは少なくとも部分的に1以上のフラックス成分と化学的方法によって結合する。
・ 新規なバインダーは低温又は高温で乾燥/固化できる。
・ 新規なバインダーは線電極の表面にコートされるとき線電極と強い結合を形成する。
・ 新規なバインダーを含んで形成されたフラックス系は耐クラッキング性がある。
・ 新規なバインダーは乾燥できそして標準の技術で粉砕できる。
・ 新規なバインダーは他のバインダーと組み合わせて又はバインダー単独でフラックス系として使用できる。
・ 新規なバインダーはフラックス系に低融点成分(例えば、ケイ酸カリウム及び/又はケイ酸ナトリウム)を添加する必要性を少なくさせる。
・ 新規なバインダーは改良された流動特性をもつフラックス系を形成する。
・ 新規なバインダーは低い乾燥/固化温度を必要とするときに典型的に使用される有機バインダーの必要性がない。
・ 新規なバインダーはサブマージドアークフラックス、電極上にコートしたフラックス、及び/又はフラックス芯入り電極用のフラックス系を形成するために使用することができる。
・ 新規なバインダーは6価クロムの生成を減少させ、より環境に優しいフラックス系を作ることができる。
・ 新規なバインダーを使用するフラックス系は細かい粒子サイズに粉砕することができる。
Claims (50)
- フラックス剤とバインダーを含む溶接用フラックスにおいて該フラックス剤が金属酸化物、金属フッ化物、金属炭酸塩及びそれらの混合物からなる群から選ばれ、該バインダーが該溶接用フラックスの少なくとも約5重量%を構成し、該バインダーがコロイド状バインダーを含み、該コロイド状バインダーが少なくとも部分的に小固体粒子から形成されており、該小固体粒子が二酸化ケイ素を含むことを特徴とする溶接用フラックス。
- 該バインダーが少なくとも約10重量のコロイド状バインダーを含む請求項1記載の溶接用フラックス。
- 該バインダーが少なくとも約30重量のコロイド状バインダーを含む請求項1又は2記載の溶接用フラックス。
- 該バインダーが少なくとも約50重量のコロイド状バインダーを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該バインダーが少なくとも約100重量のコロイド状バインダーを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該コロイド状バインダーが液体及び該バインダーを完全に乾燥する前の該小固体粒子を含み、該小固体粒子が少なくとも約5重量%の該コロイド状バインダーから構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該コロイド状バインダーが液体及び該バインダーを完全に乾燥する前の該小固体粒子を含み、該小固体粒子が少なくとも約10重量%の該コロイド状バインダーから構成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該コロイド状バインダーが液体及び該バインダーを完全に乾燥する前の該小固体粒子を含み、該小固体粒子が少なくとも約30重量%の該コロイド状バインダーから構成されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該小固体粒子が少なくとも約10重量%の二酸化ケイ素を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該小固体粒子が少なくとも約30重量%の二酸化ケイ素を含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該小固体粒子が少なくとも約30重量%の二酸化ケイ素を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該小固体粒子が約100重量%の二酸化ケイ素を含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該液体が水を含む請求項6〜12のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該小固体粒子が約100nm以下の平均粒子径をもつ請求項1〜13のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該小固体粒子が約50nm以下の平均粒子径をもつ請求項1〜14のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該小固体粒子が約2−25nmの平均粒子径をもつ請求項1〜15のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該平均フラックス粒子径が約48メッシュ以下である請求項1〜16のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該平均フラックス粒子径が約100メッシュ以下である請求項1〜17のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 約1%以下の湿分含量をもつ請求項1〜18のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 約0.6%以下の湿分含量をもつ請求項1〜19のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該フラックス剤がアルミニウム、マグネシウム、チタン、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる金属合金を含む請求項1〜20のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- 該バインダーが該コロイド状バインダーとケイ酸金属の混合物を含み、該混合物が少なくとも約80重量%の該バインダーから構成され、該ケイ酸金属がケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム及びそれらの混合物を包含する請求項1〜21のいずれか1項に記載の溶接用フラックス。
- コロイド状混合物からなる溶接用フラックスバインダーにおいて該コロイド状混合物が液体と少なくとも約20重量%の小粒子を含み、該液体が水を含み、該小粒子が少なくとも約30重量%の二酸化ケイ素を含み、該小粒子が約100nm以下の平均粒子径をもつことを特徴とする溶接用フラックス。
- 該コロイド状混合物が少なくとも約10重量%の該溶接用フラックスバインダーから構成されている請求項23記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該コロイド状混合物が少なくとも約30重量%の該溶接用フラックスバインダーから構成されている請求項23又は24記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該コロイド状混合物が少なくとも約50重量%の該溶接用フラックスバインダーから構成されている請求項23〜25のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該コロイド状混合物が少なくとも約100重量%の該溶接用フラックスバインダーから構成されている請求項23〜26のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該小粒子が少なくとも約50重量%の二酸化ケイ素から構成されている請求項23〜27のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該小粒子が少なくとも約100重量%の二酸化ケイ素から構成されている請求項23〜28のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該固体粒子が少なくとも約30重量%の該コロイド状混合物から構成されている請求項23〜29のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該小粒子の該平均粒子径が約50nm以下である請求項23〜30のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該小粒子の該平均粒子径が約2−25nm以下である請求項23〜31のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 該コロイド状バインダーとケイ酸金属の混合物を含み、該混合物が少なくとも約80重量%の該バインダーから構成され、該ケイ酸金属がケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム及びそれらの混合物を包含する請求項23〜32のいずれか1項に記載の溶接用フラックスバインダー。
- 1)フラックスバインダーを形成し、ここで該フラックスバインダーはコロイド状混合物を含み、該コロイド状混合物は液体及び少なくとも20重量%の小粒子を含み、該液体は水を含み、該小粒子は少なくとも約10重量%の二酸化ケイ素を含み、且つ該小粒子は約100nm以下の平均粒子径をもつ;2)該フラックスバインダーとフラックス成分を混合してフラックス混合物を形成し、ここで該フラックス成分は金属酸化物、金属フッ化物、金属炭酸塩及びそれらの混合物からなる群から選ばれるフラックス剤を含む;そして3)該フラックスブレンド物の湿分含量が約1%以下となるまで少なくとも約400℃の温度で少なくとも30分間該フラックス混合物を乾燥する工程からなる低水分含量で且つ耐湿性をもつフラックス系を形成する方法。
- 該乾燥フラックス混合物を約48メッシュ以下の平均粒子径になるまで粉砕する工程を含む請求項34記載の方法。
- 該乾燥フラックス混合物を約100メッシュ以下の平均粒子径になるまで粉砕する工程を含む請求項34又は35記載の方法。
- 該粉砕フラックス混合物がサブマージドアークフラックス又はコア電極用フラックスである請求項34〜36のいずれか1項に記載の方法。
- 該フラックス混合物を乾燥する前に金属電極の周りに該フラックス混合物を押し出す工程を含む請求項34〜37のいずれか1項に記載の方法。
- 該フラックスブレンド物の湿分含量が約0.6%以下である請求項34〜38のいずれか1項に記載の方法。
- 該フラックスブレンド物の湿分含量が約0.2%以下である請求項34〜39のいずれか1項に記載の方法。
- 該フラックス成分がアルミニウム、マグネシウム、チタン、及びそれらの混合物からなる群から選ばれる金属合金を含む請求項34〜40のいずれか1項に記載の方法。
- 該コロイド状バインダーとケイ酸金属の混合物を含み、該混合物が少なくとも約80重量%の該バインダーから構成され、該ケイ酸金属がケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム及びそれらの混合物を包含する請求項34〜41のいずれか1項に記載の方法。
- 該バインダーが少なくとも約10重量のコロイド状バインダーを含む請求項34〜42のいずれか1項に記載の方法。
- 該バインダーが少なくとも約30重量のコロイド状バインダーを含む請求項34〜43のいずれか1項に記載の方法。
- 該小粒子が約30重量の該コロイド状バインダーから構成されている請求項34〜44のいずれか1項に記載の方法。
- 該小粒子が少なくとも約30重量の二酸化珪素を含む請求項34〜45のいずれか1項に記載の方法。
- 該小粒子が約100重量の二酸化珪素を含む請求項34〜46のいずれか1項に記載の方法。
- 該小粒子が約50nm以下の平均粒子径をもつ請求項34〜47のいずれか1項に記載の方法。
- 該小粒子が約2−25nmの平均粒子径をもつ請求項34〜48のいずれか1項に記載の方法。
- 該湿分含量が約0.6%以下である請求項34〜49のいずれか1項に記載の方法。
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