JP2006305604A - サブマージアーク溶接用溶融型フラックス - Google Patents

Abstract

【課題】 大電流で横向き溶接することができ、且つ横向き、水平すみ肉及び下向きのいずれの溶接姿勢にも適用可能なサブマージアーク溶接用溶融型フラックスを提供する。
【解決手段】 組成を、フラックス全質量あたり、ＳｉＯ_２：１０乃至４０質量％、ＣａＯ：１０乃至２７質量％、ＣａＦ_２：５乃至３５質量％、ＭｇＯ：３乃至２０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：９乃至３５質量％及びＭｎＯ：１．５乃至２０質量％を含有すると共に、ＴｉＯ_２：６質量％以下に規制し、更に、ＣａＯ含有量（質量％）を［ＣａＯ］、ＳｉＯ_２含有量（質量％）を［ＳｉＯ_２］、Ａｌ_２Ｏ_３含有量（質量％）を［Ａｌ_２Ｏ_３］としたとき、下記数式で表される［Ａ］を０．３乃至０．７とする。

【選択図】 なし

Description

本発明は、横向き、水平すみ肉及び下向き等の溶接姿勢でサブマージアーク溶接する際に使用されるサブマージアーク溶接用溶融型フラックスに関し、特に、石油貯蔵用タンク等の円筒形の大型タンクを溶接する際に使用されるサブマージアーク溶接用溶融型フラックスに関する。

近時、石油の消費量拡大により石油貯蔵用タンクの大型化が進められており、それに伴い、石油貯蔵用タンクに使用される鋼板も厚膜化される傾向にある。このため、タンク建造時の溶接工数が増大し、溶接施工の効率化が強く求められている。

しかしながら、溶接施工を効率化するために、横向きサブマージアーク溶接のような開先角度が狭い溶接方法で大電流溶接した場合、溶接部に高温割れが発生しやすく、溶接後に手直しが必要になるため、施工能率が低下する。また、サブマージアーク溶接により石油貯蔵用タンクを建造する際には、横向き、水平すみ肉及び下向き等の種々の姿勢が適用されているが、各姿勢に応じて専用のフラックスを使用しなければならず、管理が煩雑になる。このような理由から、大電流溶接においても高温割れが発生し難い溶接材料、並びに、横向き、水平すみ肉及び下向きのいずれの姿勢にも適用可能なフラックスが求められている。

そこで、従来、円筒形石油貯蔵用タンク製造時の横向き溶接及び水平すみ肉溶接用として、ＳｉＯ_２：２０質量％以上、ＭｎＯ：８質量％以上、Ｆ：１乃至１４質量％、ＴｉＯ_２：８質量％以下、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３：４０乃至６０質量％、ＭｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＢａＯからなる群から選択された２種以上の化合物を総量で３５乃至５５質量％含有する溶融型のフラックスに、金属Ａｌ粉を０．１乃至１．０質量％混合した潜弧溶接用フラックスが提案されている（特許文献１参照。）。この特許文献１に記載のフラックスは、溶融型フラックスに少量の金属Ａｌ粉を添加することにより、溶接金属の凝固温度を高め、ビードを垂れ難くすることにより、狭開先の溶接におけるスラグ巻込みを防止している。

また、ＳｉＯ_２：２１乃至３０質量％、ＭｎＯ：５乃至１５質量％、ＣａＯ：５乃至１５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：２１乃至３０質量％及びＣａＦ：２０乃至３０質量％を含有し、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋ＣａＦ：６８乃至８３質量％であり、ＭｇＯを２質量％未満に規制した組成とすると共に、嵩密度を１．４ｇ／ｃｍ^３よりも大きくした横向潜弧溶接用溶融型フラックスも提案されている（特許文献２参照。）。特許文献２に記載のフラックスにおいては、ＳｉＯ_２、ＭｎＯ、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３及びＣａＦの含有量を最適化すると共に、スラグの流動性を低下させるＭｇＯを減少させることにより、柱状晶の凝固が下側に向かって進行していく不自然な溶接姿勢においても、溶融スラグの浮上を容易にしている。

特開昭６１−２０２７９４号公報 特開昭５６−９２０００号公報

しかしながら、前述の従来の技術には以下に示す問題点がある。特許文献１に記載のフラックスは、特に狭開先の溶接に適しており、一般的な開先角度である４５°に対して３５°開先にも適用可能であるが、溶接電流が４５０乃至５００Ａの範囲までしか検討されていない。また、特許文献２に記載のフラックスは、水平すみ肉溶接及び下向き溶接への適用についての検討がなされていない。このため、特許文献１に記載のフラックスを溶接電流が５５０Ａという大電流での横向き溶接に適用した場合、高温割れが発生する虞がある。また、特許文献２に記載のフラックスを水平すみ肉及び下向き溶接に適用した場合、ポックマーク及びアンダーカット等が発生する虞がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、大電流で横向き溶接することができ、且つ横向き、水平すみ肉及び下向きのいずれの溶接姿勢にも適用可能なサブマージアーク溶接用溶融型フラックスを提供することを目的とする。

本発明に係るサブマージアーク溶接用溶融型フラックスは、フラックス全質量あたり、ＳｉＯ_２：１０乃至４０質量％、ＣａＯ：１０乃至２７質量％、ＣａＦ_２：５乃至３５質量％、ＭｇＯ：３乃至２０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：９乃至３５質量％及びＭｎＯ：１．５乃至２０質量％を含有すると共に、ＴｉＯ_２：６質量％以下に規制し、ＣａＯ含有量（質量％）を［ＣａＯ］、ＳｉＯ_２含有量（質量％）を［ＳｉＯ_２］、Ａｌ_２Ｏ_３含有量（質量％）を［Ａｌ_２Ｏ_３］としたとき、下記数式で表される［Ａ］が０．３乃至０．７であることを特徴とする。

本発明においては、ＳｉＯ_２、ＣａＯ、ＣａＦ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｎＯ及びＴｉＯ_２の含有量を規定すると共に、上記数式１で表される［Ａ］の値を規定しているため、溶融スラグの凝固温度及び粘性を最適化することができる。これにより、大電流で横向き溶接しても、スラグ剥離性及び耐高温割れ性が良好で、オーバーラップ及びアンダーカットがないビードを得ることができる。また、横向溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接の全てにおいて、オーバーラップ及びアンダーカットのない安定したビードを得ることができると共に、良好なスラグ剥離性が得られる。その結果、溶接の高効率化に多大の貢献をなす。

このサブマージアーク溶接用溶融型フラックスは、ＳｉＯ_２含有量がフラックス全質量あたり２０乃至３３質量％でもよい。これにより、横向き溶接において良好なスラグ剥離性及びビード形状が得られると共に、水平すみ肉溶接及び下向き溶接におけるビード形状を安定化することができる。

また、ＣａＯ含有量を、フラックス全質量あたり１２乃至２３質量％とすることができる。これにより、スラグが適度な凝固温度及び粘性となり、横向き溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接において、良好な溶接部が得られる。

更に、ＣａＦ_２含有量は、フラックス全質量あたり１０乃至２８質量％とすることができる。これにより、良好なスラグ剥離性及びビード形状が得られる。

更にまた、ＭｇＯ含有量は、フラックス全質量あたり３乃至１５質量％としてもよい。これにより、良好なビード外観、耐高温割れ性及びスラグ剥離性が得られる。

更にまた、Ａｌ_２Ｏ_３含有量がフラックス全質量あたり１５乃至２８質量％であってもよい。これにより、横向き溶接において、スラグのビード保持力が強くなり、ビード形状が安定化するため、良好なビード外観を得ることができる。

更にまた、ＭｎＯ含有量を、フラックス全質量あたり３乃至１５質量％とすることができる。これにより、溶融スラグの流動性及びスラグ剥離性を良好にすることができる。

更にまた、ＴｉＯ_２は、フラックス全質量あたり３質量％以下に規制することが望ましい。これにより、横向き溶接において、良好なスラグ剥離性及びＸ線性能が得られる。

更にまた、上記数式１で表される［Ａ］を０．３５乃至０．６５とすることができる。これにより、横向き溶接において、良好なスラグ剥離性及び耐高温割れ性が得られると共に、オーバーラップ及びアンダーカットがない優れたビードが得られる。

本発明によれば、ＳｉＯ_２、ＣａＯ、ＣａＦ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｎＯ及びＴｉＯ_２の含有量を規定すると共に、上記数式１で表される［Ａ］の値を規定しているため、溶融スラグの凝固温度及び粘性を最適化することができると共にスラグ剥離性を良好にすることができるため、横向き、水平すみ肉及び下向きのいずれの溶接姿勢にも適用することができ、大電流で横向き溶接しても、スラグ剥離性及び耐高温割れ性が良好で、オーバーラップ及びアンダーカットがないビードを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態に係るフラックスについて、具体的に説明する。本実施形態のフラックスは、サブマージアーク溶接に使用される溶融型フラックスである。以下、本実施形態のフラックスの成分組成における数値限定理由について説明する。

ＳｉＯ _２ ：１０乃至４０質量％
フラックス中のＳｉＯ_２は、スラグ形成剤として作用し、溶融スラグの粘性を増加させる。また、横向き溶接においてビードの保持力を高め、ビード形状を安定させる効果がある。しかしながら、ＳｉＯ_２含有量が１０質量％未満の場合、溶融スラグの粘性が不足してビード形状が不安定となり、オーバーラップ及びアンダーカットが発生する。一方、ＳｉＯ_２含有量が４０質量％を超えると、溶融スラグの粘性が高くなり過ぎて、スラグの剥離性が低下し、ポックマーク及びスラグ巻込みが発生する。よって、ＳｉＯ_２含有量は１０乃至４０質量％とする。

また、ＳｉＯ_２含有量は、２０乃至３３質量％とすることが好ましい。フラックス中のＳｉＯ_２含有量が増加すると、ガラス質のスラグが形成されるため、スラグが砕き易くなってスラグ剥離性が向上するが、その一方でスラグの粘性が増加し、スラグ巻込み等の欠陥が発生することがある。ＳｉＯ_２含有量を２０乃至３３質量％とすると、ガラス質のスラグ形成とスラグの粘性とが調和がとれた状態となり、横向き溶接において、良好なスラグ剥離性及びビード形状が得られ、更に、水平すみ肉溶接及び下向き溶接においてもビード形状が安定する。

ＣａＯ：１０乃至２７質量％
ＣａＯは溶融スラグの凝固温度を下げる効果及び粘性を下げる効果があり、適量添加することにより、スラグ剥離性が向上する。しかしながら、フラックス中のＣａＯ含有量が２７質量％を超えると、溶融スラグの粘性が低くなってビード保持力が低下するため、オーバーラップが発生し易くなる。また、ＣａＯ含有量が１０質量％未満の場合、横向き溶接において溶融スラグの凝固温度が高くなり、高電流且つ高速の溶接に適用すると、ビード形状が凸型となり、高温割れの発生頻度が高くなると共にスラグ剥離性が劣化する。このスラグ剥離性の劣化は、横向き、水平すみ肉及び下向きのいずれの溶接姿勢においても発生する。よって、ＣａＯ含有量は１０乃至２７質量％とする。

また、ＣａＯ含有量は１２乃至２３質量％とすることが好ましく、これにより、スラグの凝固温度及び粘性を適度な範囲とすることができるため、横向き溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接のいずれにおいても良好な溶接部が得られる。

ＣａＦ _２ ：５乃至３５質量％
フラックス中のＣａＦ_２は、溶融スラグの流動性及びスラグ剥離性を良好にする効果がある。しかしながら、フラックス中のＣａＦ_２含有量が５質量％未満の場合、この効果が得られず、スラグがビードに焼き付く等のスラグ剥離性の劣化が生じると共に、溶融スラグの粘性が高くなり、スラグ巻込みが発生する。一方、ＣａＦ_２含有量が３５質量％を超えると、スラグの流動性が増し、オーバーラップ及びアンダーカットが発生すると共に、ガス成分が増加してポックマークが発生する。また、高電流且つ高速度の横向き溶接時には、ビードが凸型になり、高温割れを起こしやすくなる。よって、ＣａＦ_２含有量は５乃至３５質量％とする。このＣａＦ_２含有量は１０乃至２８質量％とすることが好ましく、これにより、良好なスラグ剥離性及びビード形状が得られる。

ＭｇＯ：３乃至２０質量％
フラックス中のＭｇＯは、オーバーラップの抑制に有効な成分である。しかしながら、ＭｇＯ含有量が３質量％未満の場合はこの効果は得られず、オーバーラップが多発し、特に高電流及び高速度での横向き溶接時においては、溶接ビードが凸型になり、高温割れが発生しやすくなる。また、ＭｇＯはスラグを硬くする効果もあり、ＭｇＯ含有量が２０質量％を超えると、スラグ剥離性が劣化する。よって、ＭｇＯ含有量は１．５乃至２０質量％とする。また、ＭｇＯ含有量の上限値は１５質量％以下とすることが好ましく、これにより、良好なビード外観、耐高温割れ性及びスラグ剥離性が得られる。

Ａｌ _２ Ｏ _３ ：９乃至３５質量％
フラックス中のＡｌ_２Ｏ_３は、スラグ形成剤として作用し、溶融スラグの粘性を上げる効果があり、また、スラグ剥離性向上にも有効な成分である。しかしながら、フラックス中のＡｌ_２Ｏ_３含有量が９質量％未満の場合、粘性不足となり、オーバーラップ及びアンダーカットが発生する。一方、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が３５質量％を超えると、スラグの粘性が高くなりすぎて流動性が悪くなるため、スラグ巻込み及びポックマークが発生する。よって、Ａｌ_２Ｏ_３含有量は９乃至３５質量％とする。また、Ａｌ_２Ｏ_３含有量の好ましい範囲は１５乃至２８質量％であり、これにより、横向き溶接において、スラグのビード保持力が強くして、ビード形状を安定化することができるため、良好なビード外観を得ることができる。

ＭｎＯ：１．５乃至２０質量％
フラックス中のＭｎＯは、溶融スラグの粘性及びスラグ剥離性の調整に有効な成分である。しかしながら、フラックス中のＭｎＯ含有量が１．５質量％未満の場合、溶融スラグの粘性が高くなり、スラグがビードに焼き付く等のスラグ剥離性の劣化が生じる。一方、ＭｎＯ含有量が２０質量％を超えると、溶融スラグの粘性が低くなり、オーバーラップ及びアンダーカット等が発生する。よって、ＭｎＯ含有量は１．５乃至２０質量％とする。また、ＭｎＯ含有量の好ましい範囲は３乃至１５質量％であり、これにより、溶融スラグの流動性及びスラグ剥離性を良好にすることができる。

ＴｉＯ _２ ：６質量％以下
ＴｉＯ_２含有量が６質量％を超えると、スラグが砕けにくくなり、スラグ剥離性が劣化する。よって、ＴｉＯ_２含有量は６質量％以下に規制する。また、ＴｉＯ_２含有量は、３質量％以下に規制することが好ましい。これにより、横向き溶接において良好なスラグ剥離性が得られる。

［Ａ］：０．３０乃至０．７０
また、本実施形態のフラックスにおいては、下記数式２により与えられる［Ａ］を０．３０乃至０．７０とする。なお、下記数式２における［ＣａＯ］はフラックス全質量あたりのＣａＯ含有量（質量％）、［ＳｉＯ_２］はフラックス全質量あたりのＳｉＯ_２含有量（質量％）、［Ａｌ_２Ｏ_３］はフラックス全質量あたりのＡｌ_２Ｏ_３含有量（質量％）である。

本発明者等は、上記問題点を解決するために鋭意実験研究を行った結果、溶融スラグの凝固温度を更に高くすると共に、溶融スラグの粘性を適度に低くすることにより、高電流の横向き溶接における溶融スラグの凝固速度を増加させ、溶融金属の高温割れを防止し、横向き溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接のいずれにおいてもオーバーラップ及びアンダーカットのない安定したビードを得ることができると共に、スラグ剥離性が良好になることを見出した。そして、上記数式２に示す［Ａ］、即ち、ＣａＯ含有量（［ＣａＯ］）とＳｉＯ_２含有量（［ＳｉＯ_２］）及びＡｌ_２Ｏ_３含有量（［Ａｌ_２Ｏ_３］／２）との比が、溶接ビード形状及びスラグ剥離性に最も重要な影響を及ぼすことも見出した。

ＣａＯは溶融スラグの融点及び粘性を下げると共に、スラグ剥離性を良好にする効果がある。また、ＳｉＯ_２は溶融スラグの融点を上げる効果は乏しいものの、粘性を上げる効果が著しい。更に、Ａｌ_２Ｏ_３は、溶融スラグの融点を上げる効果があるものの、粘性を上げる効果が乏しい。このような性質を利用すると、スラグ剥離性及び溶融スラグの粘性については、ＣａＯ及びＳｉＯ_２の含有量によって調節することができ、溶融スラグの粘性については、ＣａＯ及びＡｌ_２Ｏ_３の含有量によって夫々調節することができる。そこで、本実施形態の溶融型フラックスにおいては、ＣａＯ、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の各酸化物について、個々の含有量を上述の範囲に規定すると共に、それらの比である［Ａ］の範囲を規定する。

［Ａ］が０．３０未満の場合、溶融スラグの融点及び粘性が高くなりすぎて、ビード形状が凸型になり、横向き溶接において高温割れが発生しやすくなると共にスラグ剥離性が劣化する。また、溶接時に発生するガス成分のスラグ層からの逸脱が妨げられ、ポックマークが発生する。一方、［Ａ］が０．７０を超えると、溶融スラグの融点が低くなると共に粘性が低くなり、横向き溶接においてはビードが垂れやすくなり、また、凸型ビードが形成されるため、横向き溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接のいずれにおいても高温割れ、オーバーラップ及びビード蛇行等が発生しやすくなる。

また、［Ａ］は０．３５乃至０．６５とすることが好ましく、これにより、横向き溶接において、良好なスラグ剥離性及び耐高温割れ性が得られ、更に、オーバーラップ及びアンダーカットがない良好なビードを得ることができる。

以下、本発明の実施例の効果について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。図１（ａ）は横向き溶接における開先形状及び電極角度を示す断面図であり、図１（ｂ）及び（ｃ）は横向き溶接における積層方法を示す断面図である。また、図２（ａ）は水平すみ肉溶接における電極角度を示す断面図であり、図２（ｂ）は水平すみ肉溶接における積層方法を示す断面図である。更に、図３は下向き溶接における開先形状を示す断面図である。

本実施例においては、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、下記表１に示す成分組成（ＪＩＳ規格 Ｇ ３１１５ ＳＰＶ４９０）で厚さが２５ｍｍの２枚の鋼板１ａ及び１ｂを、下記表２に示す組成（ＪＩＳ規格 Ｚ３３５１ ＹＳ−Ｍ４）で直径が３．２ｍｍのワイヤ２及び下記表３に示す実施例及び比較例のフラックスを使用し、サブマージアーク溶接法により、下記表４に示すＡの条件で２パスの横向き溶接を行った。また、図１（ａ）及び（ｃ）に示すように、下記表１に示す成分組成で厚さが１２ｍｍの２枚の鋼板１１ａ及び１１ｂを、ワイヤ２及び下記表３に示す実施例及び比較例のフラックスを使用し、サブマージアーク溶接法により、下記表４に示すＢの条件で３パスの横向き溶接を行った。このとき、電極チップ３の角度は３８°、開先角度は４５°、ワイヤ２の突き出し長さｔは２５乃至３０ｍｍとした。なお、図１（ｂ）及び（ｃ）に示す４ａ乃至４ｃは溶接金属であり、４ａは１パス目、４ｂは２パス目、４ｃは３パス目に形成されたものである。

更に、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記表１に示す成分組成で厚さが１２ｍｍの鋼板１１ａと上記表１に示す成分組成で厚さが１６ｍｍの鋼板２１とを、上記表２に示す組成で直径が２．４ｍｍのワイヤ１２及び上記表３に示す実施例及び比較例のフラックスを使用し、サブマージアーク溶接法により、下記表５に示す条件で水平すみ肉溶接した。このとき、電極チップ３の角度は６０°ワイヤ１２の突き出し長さｔは２３乃至２８ｍｍとした。なお、図２（ｂ）に示す１４ａ乃至１４ｃは溶接金属であり、１４ａは１パス目、１４ｂは２パス目、１４ｃは３パス目に形成されたものである。

更にまた、図３に示すように、上記表１に示す成分組成で厚さが１２ｍｍの２枚の鋼板１１ｃ及び１１ｄを、上記表２に示す組成で直径が３．２ｍｍのワイヤ２及び上記表３に示す実施例及び比較例のフラックスを使用し、サブマージアーク溶接法により、下記表６に示す条件で下向き溶接した。このとき、開先角度は５０°とした。そして、これら横向き溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接について、溶接作業性（スラグ剥離性、高温割れ性、オーバーラップ、ポックマーク、スラグ巻込み及びアンダーカット）を評価した。

以下、各項目の評価基準について説明する。

スラグ剥離性
スラグ剥離性は、ハンマーで叩くと簡単にスラグが剥離したものを◎、チッパー等のスラグ剥離専用の道具によりスラグが剥離したものを○、道具を使用してもなかなかスラグが剥離しなかったか又はビードの際にスラグが焼き付いていたものを×とした。なお、横向き溶接においては条件Ａについて評価した。

高温割れ
高温割れについては、条件Ａでの横向き溶接のみ評価した。図４（ａ）は高温割れ測定位置を示す断面図であり、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ線による断面図である。なお、図４（ａ）及び（ｂ）においては、図を見やすくするため、溶接金属４ａ及び４ｂのハッチングを省略している。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、高温割れの評価は、溶接長１ｍあたりにおいて、２パス目の溶接線方向の割れ５がなかったものを◎、割れ５の長さｘが１乃至１０ｍｍであったものを○、割れ５の長さｘが１０ｍｍを超えていたものを×とした。なお、溶接金属４ｂ中の割れ５は、放射線透過試験により検出した。

オーバーラップ
オーバーラップは、条件Ｂでの横向き溶接及び水平すみ肉溶接について評価した。図５（ａ）は横向き溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図であり、図５（ｂ）は水平すみ肉溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図である。オーバーラップの評価は、オーバーラップが無かったものを◎、図５（ａ）及び（ｂ）に示すラップ幅ｙが１乃至４ｍｍであったものを○、ラップ幅ｙが４ｍｍを超えていたものを×とした。

アンダーカット
図６（ａ）は横向き溶接におけるアンダーカット深さの測定位置を示す図であり、図６（ｂ）は水平すみ肉溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図であり、図６（ｃ）は下向き溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図である。アンダーカットの評価は、図６（ａ）乃至（ｃ）に示すように、最終パスで形成された溶接金属４ｃ、１４ｃ及び２４のアンダーカット深さｚを測定し、アンダーカット深さｚが０．２ｍｍ未満であったものを◎、０．２ｍｍ以上で０．５ｍｍ未満であったものを○、０．５ｍｍ以上であったものを×とした。なお、横向き溶接においては条件Ｂについて評価した。

スラグ巻込み
スラグ巻込については、条件Ｂでの横向き溶接及び水平すみ肉溶接について評価した。スラグ巻込みの評価は、放射線透過試験を行い、２ｍｍ以上のスラグ巻込みの数を数えた。その結果、溶接線１ｍあたり、２ｍｍ以上のスラグ巻込みがなかったものを◎、１個以上５個未満であったものを○、５個以上であったものを×とした。

ポックマーク
ポックマークについては、溶接長１ｍあたり、１ｍｍ以上のポックマークの数が４個以下であったものを◎、５乃至９個であったものを○、１０個以上であったものを×とした。なお、横向き溶接においては条件Ｂについて評価した。

以上の結果を下記表７にまとめて示す。

上記表７に示すように、本発明の実施例であるＮｏ．１乃至Ｎｏ．２１のフッラックスは、高温割れがなく、横向き溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接のいずれにおいても溶接作業性が良好であった。特に、Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．５のフラックスは、ＣａＯ含有量、ＣａＦ_２含有量、ＭｇＯ含有量、Ａｌ_２Ｏ_３含有量、ＭｎＯ含有量、ＴｉＯ_２含有量及び［Ａ］が全て好ましい範囲であるため、他のフラックスに比べて耐高温割れ性及び溶接作業性が優れていた。

これに対して、本発明の比較例であるＮｏ．２２のフラックスは、ＳｉＯ_２含有量が本発明の範囲よりも少ないため、溶融スラグの粘性が不足し、横向き溶接、水平すみ肉溶接及び下向き溶接において、オーバーラップ及びアンダーカットが発生した。また、Ｎｏ．２３のフラックスは、ＳｉＯ_２含有量が本発明の範囲よりも多いため、溶融スラグの粘性が高くなりすぎて、スラグ剥離性が劣化し、更に、スラグ巻込み及びポックマークが発生した。

Ｎｏ．２４のフラックスは、ＣａＯ含有量が本発明の範囲よりも少ないため、スラグ剥離性が劣化すると共に高温割れが発生した。一方、Ｎｏ．２５のフラックスは、ＣａＯ含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの粘性が低下し、オーバーラップが発生した。また、Ｎｏ．２６のフラックスは、ＣａＦ_２含有量が本発明の範囲よりも少ないため、スラグの流動性が低下してスラグ剥離性が劣化し、更にスラグ巻込みが発生した。一方、Ｎｏ．２７のフラックスは、ＣａＦ_２含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの流動性が増加してオーバーラップ及びアンダーカットが発生すると共に、高温割れ及びガス成分の増加によるポックマークが発生した。

Ｎｏ．２８のフラックスは、ＭｇＯ含有量が本発明の範囲よりも少ないため、オーバーラップ及び高温割れが発生した。一方、Ｎｏ．２９のフラックスは、ＭｇＯ含有量が本発明の範囲を超えているため、溶融スラグが硬くなりスラグ剥離性が劣化した。また、Ｎｏ．３０のフラックスは、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が本発明の範囲よりも少ないため、スラグの粘性が低く、オーバーラップ及びアンダーカットが発生した。一方、Ｎｏ．３１のフラックスは、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が本発明の範囲を超えているため、溶融スラグの粘性が高く、スラグ巻込みが発生した。

Ｎｏ．３２のフラックスは、ＭｎＯ含有量が本発明の範囲よりも少ないため、溶融スラグの粘性が高くなり、スラグ剥離性が劣化した。一方、Ｎｏ．３３のフラックスは、ＭｎＯ含有量が本発明の範囲を超えているため、溶融スラグの粘性が低くなり、オーバーラップ及びアンダーカットが発生した。また、Ｎｏ．３４のフラックスは、ＴｉＯ_２含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグ剥離性が劣化した。

Ｎｏ．３５及びＮｏ．３６のフラックスは、［Ａ］が本発明の範囲よりも小さいため、溶融スラグの融点及び粘性が高くなり、高温割れが発生し、スラグ剥離性が劣化した。また、ガス成分のスラグ層への逸脱が妨げられやすくなり、ポックマークが発生した。一方、Ｎｏ．３７及びＮｏ．３８のフラックスは、［Ａ］が本発明の範囲を超えているため、溶融スラグの融点及び粘性が低くなり、横向き溶接時に溶接ビードが垂れて凸型形状となり、高温割れが発生し、更にアンダーカット及びオーバーラップが発生した。

Ｎｏ．３９のフラックスは、ＣａＦ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｎＯの含有量が本発明の範囲外であるため、溶融スラグの粘性が高く、スラグ剥離性が劣化すると共にスラグ巻込みが発生した。また、Ｎｏ．４０のフラックスは、ＣａＯ、ＣａＦ_２及びＴｉＯ_２含有量が本発明の範囲外であるため、溶融スラグの凝固温度が高くなると共に粘性が低くなり、高温割れが発生し、スラグ剥離性も劣化した。更に、Ｎｏ．４１のフラックスは、ＭｇＯの含有量が本発明の範囲よりも少ないため、高温割れ及びオーバーラップが発生した。

Ｎｏ．４２のフラックスは、ＣａＯ及びＭｇＯ含有量が本発明の範囲を超えているため、溶融スラグの凝固点が高くなり、スラグ剥離性が劣化し、更に高温割れも発生した。また、Ｎｏ．４３のフラックスは、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が本発明の範囲よりも少ないため、溶融スラグの粘性が低下し、オーバーラップ及びアンダーカットが発生した。更に、Ｎｏ．４４のフラックスは、ＳｉＯ_２含有量が本発明の範囲を超えているため、スラグの粘性が高くなり、スラグ剥離性が劣化すると共に、ポックマーク及びスラグ巻込みが発生した。

（ａ）は横向き溶接における開先形状及び電極角度を示す断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は横向き溶接における積層方法を示す断面図である。 （ａ）は水平すみ肉溶接における電極角度を示す断面図であり、（ｂ）は水平すみ肉溶接における積層方法を示す断面図である。 下向き溶接における開先形状を示す断面図である。 （ａ）は高温割れ測定位置を示す断面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線による断面図である。 （ａ）は横向き溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図であり、（ｂ）は水平すみ肉溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図である。 （ａ）は横向き溶接におけるアンダーカット深さの測定位置を示す図であり、（ｂ）は水平すみ肉溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図であり、（ｃ）は下向き溶接におけるオーバーラップ幅の測定位置を示す図である。

符号の説明

１、１１、２１；鋼板
２、１２；ワイヤ
３；電極チップ
４ａ〜４ｃ、１４ａ〜１４ｃ；溶接金属

Claims (9)

1. フラックス全質量あたり、ＳｉＯ_２：１０乃至４０質量％、ＣａＯ：１０乃至２７質量％、ＣａＦ_２：５乃至３５質量％、ＭｇＯ：３乃至２０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：９乃至３５質量％及びＭｎＯ：１．５乃至２０質量％を含有すると共に、ＴｉＯ_２：６質量％以下に規制し、ＣａＯ含有量（質量％）を［ＣａＯ］、ＳｉＯ_２含有量（質量％）を［ＳｉＯ_２］、Ａｌ_２Ｏ_３含有量（質量％）を［Ａｌ_２Ｏ_３］としたとき、下記数式で表される［Ａ］が０．３乃至０．７であることを特徴とするサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
   

   
2. ＳｉＯ_２含有量がフラックス全質量あたり２０乃至３３質量％であることを特徴とする請求項１に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
3. ＣａＯ含有量がフラックス全質量あたり１２乃至２３質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
4. ＣａＦ_２含有量がフラックス全質量あたり１０乃至２８質量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
5. ＭｇＯ含有量がフラックス全質量あたり３乃至１５質量％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
6. Ａｌ_２Ｏ_３含有量がフラックス全質量あたり１５乃至２８質量％であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
7. ＭｎＯ含有量がフラックス全質量あたり３乃至１５質量％であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
8. ＴｉＯ_２をフラックス全質量あたり３質量％以下に規制することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
9. ［Ａ］が０．３５乃至０．６５であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。

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