JP2007268541A - サブマージアーク溶接用溶融型フラックス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】SiO2:19〜32%、CaO:10〜28%、BaO:7〜18%、CaF2:7〜29%、MgO:0.5〜10%、Al2O3:0.5〜15%、MnO:0.5〜15%、TiO2:3〜13%、ZrO2:0.5〜15%、及びFeO:0.3〜4.0%を含有し、B2O3を0.8%以下、TiO2+ZrO2を総量で20%以下に規制し、A=([TiO2]+[ZrO2])−2.5×[FeO]−16としたとき、Aの値が0以下であり、B=([CaF2]+[CaO]+[BaO]+[MgO]+0.5×[MnO]+0.5×[FeO])/([SiO2]+0.5×[TiO2]+0.5×[Al2O3]+0.5×[ZrO2])としたとき、Bの値が1.0〜2.5であり、残部は不可避的不純物である。
【選択図】図5
Description
SiO2は溶融フラックスの基本成分であって、その添加により、スラグの粘性及び融点を高める。SiO2の含有量が19質量%未満であると溶融スラグの粘性が低くなり、ビード蛇行が生じやすくなる。一方、SiO2の含有量が32質量%を超えると溶融スラグの粘性が高くなり、ビードが凸となる。従って、SiO2の添加量を19乃至32質量%とする。
CaOは塩基性成分である上、その添加により、スラグの粘度が低下する。CaOの含有量が10質量%未満であると、溶融スラグの粘性が高くなり、ビードが凸となる。一方、CaOの含有量が28質量%を超えると溶融スラグの粘性が低くなり、そのため、溶融金属の抑えが不足し、ビード蛇行が生じやすくなる。従って、CaOの添加量を10乃至28質量%とする。
BaOも塩基性成分である上、その添加により、粘度が低下するが、CaOよりも融点を下げる効果があるため、CaOと比較してフラックスの溶融量は大きくなる。BaOの含有量が7質量%未満であると、溶融スラグの粘性が高くなり、ビードが凸となる。一方、BaOの含有量が18質量%を超えると溶融スラグの粘性が低くなり、そのため、溶融金属の抑えが不足し、ビード蛇行が生じやすくなる。従って、BaOの添加量を7乃至18質量%とするが、好ましくは15質量%以下である。
CaF2は、その添加により、溶接金属の酸素量を低減させる効果が大きい。また、ビード蛇行が生じないように粘性を低下させる成分でもある。CaF2の含有量が7質量%未満であると、溶融スラグの粘性が高くなり、ビードが凸となる。一方、CaF2の含有量が29質量%を超えると溶融スラグの粘性が低くなり、そのため、溶融金属の抑えが不足し、ビード蛇行が生じやすくなる。従って、CaF2の添加量を7乃至29質量%とするが、好ましくは9乃至24質量%である。
MgOは塩基性成分である上、その添加により、粘度を高める上で必要な成分であり、溶接金属の酸素量を低減させる効果が高い。しかし、過度に添加するとフラックスが結晶化する。MgOの含有量が10質量%を超えるとフラックスは結晶化し、耐吸湿性が悪くなりポックマークが発生しやすくなる。また、MgOの含有量が0.5質量%未満であると溶融スラグの粘性が低くなり、ビード蛇行が生じやすくなる。従って、MgOの添加量を0.5乃至10質量%とする。
Al2O3は、その添加により、溶融スラグの粘度を高める有効な成分である。Al2O3の含有量が0.5質量%未満であると溶融スラグの粘性が低くなり、ビード蛇行が生じやすくなる。一方、Al2O3の含有量が15質量%を超えると溶融スラグの粘性が高くなり、ビードが凸となる。従って、Al2O3の添加量を0.5乃至15質量%とするが、Al2O3の粘性を高める効果は大きく、好ましくは12質量%以下である。
MnOは、その添加により、溶融スラグの粘度を高めるのに有効であるが、溶鋼に酸素を供給しやすい成分でもあり、溶接金属の酸素量を低減させるためには添加を低く抑える必要がある。また、収縮孔の抑制にも効果がある。MnOの含有量が0.5質量%未満であると収縮孔が発生する。一方、MnOの含有量が15質量%を超えると溶融スラグの粘性が高くなり、ビードが凸となる。従って、MnOの添加量を0.5乃至15質量%とするが、好ましくは10質量%以下である。
TiO2は、その添加により、収縮孔を抑制するのに有効な成分である上、スラグの融点を著しく高める効果がある。また、スラグの焼付きが著しく発生しやすい。TiO2の含有量が3質量%未満であると収縮孔が発生する。一方、TiO2の含有量が13質量%を超えるとスラグの焼付きが著しくなる。従って、TiO2の添加量を3乃至13質量%とするが、好ましくは11質量%以下である。
ZrO2は、その添加により、ビード幅の安定に効果があり、特に、高速溶接におけるビード幅安定化には有効で、このためには、少なくとも0.5質量%添加する必要がある。しかし、ZrO2はTiO2と同様に焼付きが著しく発生しやすい。ZrO2の含有量が0.5質量%未満であるとビード蛇行が発生する。一方、ZrO2の含有量が15質量%を超えるとスラグの焼付きが著しくなる。従って、ZrO2の添加量を0.5乃至15質量%とするが、好ましくは2乃至13質量%、更に好ましくは、2.5質量%を超えて、13質量%以下である。
FeOは、その添加により、MnOと同様に溶鋼に酸素を供給しやすい成分であり、溶接金属の酸素量を低減させるためには添加を抑制しなければならないが、本発明フラックス成分系では、スラグの焼付きを抑制する効果がある。FeOの含有量が0.3質量%未満であると、スラグの焼付きが発生する。一方、FeOの含有量が4質量%を超えると溶接金属の酸素量が高くなる。従って、FeOの添加量を0.3乃至4質量%とするが、好ましくは0.4質量%以上である。また、FeOの含有量が多いと、ビード中央部が鱗状となるため、好ましくは3.7質量%以下である。
B2O3は、その添加により、溶接金属の靭性を高める効果があるが、その含有量が高いと強度が高くなり過ぎて、割れが発生する。このため、B2O3の含有量を0.8質量%以下に規制する。
前述の如く、TiO2、及びZrO2はスラグの焼付きを助長する成分である。TiO2、及びZrO2の含有量が総量で20質量%を超えると、スラグの焼付きが著しくなる。従って、TiO2+ZrO2の添加量を総量で20質量%以下に規制するが、好ましくは18質量%以下である。
更に、本発明者らが、フラックス組成について種々実験研究した結果、TiO2、ZrO2、及びFeOに下記数式1に示す関係があることを見出した。即ち、本発明のFeOの範囲であっても、その含有量が比較的低く、かつTiO2+ZrO2の含有量が総量で本発明範囲の上限近傍の場合、焼付きが著しくなることを見出した。Aの値が0を超えるとスラグの焼付きが著しくなる。従って、Aの値を0以下とするが、好ましくは−2以下である。
下記数式2はフラックスの塩基性を表す数式で、高い値を示すほど塩基性が高い。塩基性が高いと溶接金属の酸素量は低くなる傾向を示し、靭性の改善が期待できる。Bの値が1.0未満であると、溶接金属の酸素量は高くなる。一方、Bの値が2.5を超えると、収縮孔が発生しやすくなる。従って、Bの値を1.0乃至2.5とする。
2・・・ワイヤ
3・・・鋼板
4・・・
5・・・溶接金属酸素分析試験片
6・・・溶接金属
7・・・溶接線の振れ幅
8・・・ビード
Claims (1)
- SiO2:19乃至32質量%、CaO:10乃至28質量%、BaO:7乃至18質量%、CaF2:7乃至29質量%、MgO:0.5乃至10質量%、Al2O3:0.5乃至15質量%、MnO:0.5乃至15質量%、TiO2:3乃至13質量%、ZrO2:0.5乃至15質量%、及びFeO:0.3乃至4.0質量%を含有し、B2O3を0.8質量%以下、TiO2+ZrO2を総量で20質量%以下に規制し、TiO2の含有量を[TiO2]、ZrO2の含有量を[ZrO2]、及びFeOの含有量を[FeO]とし、A=([TiO2]+[ZrO2])−2.5×[FeO]−16としたとき、Aの値が0以下であり、CaF2の含有量を[CaF2]、CaOの含有量を[CaO]、BaOの含有量を[BaO]、MgOの含有量を[MgO]、MnOの含有量を[MnO]、SiO2の含有量を[SiO2]、及びAl2O3の含有量を[Al2O3]とし、B=([CaF2]+[CaO]+[BaO]+[MgO]+0.5×[MnO]+0.5×[FeO])/([SiO2]+0.5×[TiO2]+0.5×[Al2O3]+0.5×[ZrO2])としたとき、Bの値が1.0乃至2.5であり、残部は不可避的不純物からな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。
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