JP2010234395A - Flux for electroslag build-up welding - Google Patents
Flux for electroslag build-up welding Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010234395A JP2010234395A JP2009083788A JP2009083788A JP2010234395A JP 2010234395 A JP2010234395 A JP 2010234395A JP 2009083788 A JP2009083788 A JP 2009083788A JP 2009083788 A JP2009083788 A JP 2009083788A JP 2010234395 A JP2010234395 A JP 2010234395A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- welding
- slag
- mass
- electroslag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、原子力用圧力容器及び化学反応容器の内面等、構造物の耐食性を必要とする部分に帯状電極を用いて肉盛溶接を施す際に使用されるエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスに関し、特に、３４７系ステンレス鋼又はＮｉ基合金からなる帯状電極を用いる肉盛溶接に使用されるエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスに関する。 The present invention relates to a flux for electroslag overlay welding used when overlay welding is performed using a strip electrode on a portion that requires corrosion resistance of a structure, such as an inner surface of a nuclear pressure vessel and a chemical reaction vessel, In particular, the present invention relates to a flux for electroslag build-up welding used for build-up welding using a strip electrode made of 347 series stainless steel or Ni-based alloy.
従来、原子力用圧力容器及び化学反応容器の構造物において、耐食性が必要とされる内面等には、帯状電極（フープ材）と構造物表面との間の空間をフラックス中に埋没した状態で帯状電極と構造物間に電流を流し、フラックス中に含まれるスラグ成分の抵抗発熱によってフープ材及び母材を溶融してビードを形成するエレクトロスラグ肉盛溶接が実施されている。そして、エレクトロスラグ肉盛溶接を施すことによって、耐食性を有するビードを構造物の表面に形成する。上記スラグ成分は、溶融部分を大気から遮断する他、ビード形状を整えたり、溶接金属の成分を調整する作用を有する。 Conventionally, in the structures of nuclear pressure vessels and chemical reaction vessels, the inner surface where corrosion resistance is required, etc., in the state where the space between the strip electrode (hoop material) and the surface of the structure is buried in the flux Electroslag overlay welding is performed in which a current is passed between an electrode and a structure, and a hoop material and a base material are melted to form a bead by resistance heat generation of a slag component contained in the flux. And the bead which has corrosion resistance is formed in the surface of a structure by performing electroslag overlay welding. The slag component has an action of adjusting the bead shape and adjusting the component of the weld metal in addition to blocking the melted portion from the atmosphere.
エレクトロスラグ肉盛溶接は、母材の希釈率が低いため、１層溶接する場合においても低炭素で耐食性の優れた溶接金属を得ることができる。また、ビード形状が良好であり、ビード上面を平滑に、且つビード幅を均一に形成することができる他、ビード中に融合不良及びスラグ巻き込み等の溶接欠陥が少なく、電極と母材との間の空間がフラックス中に埋没した状態で溶接が進行するため、溶接金属中に含まれる酸素量及び非金属介在物を少なくすることができるという点において優れている。 Since electroslag overlay welding has a low dilution rate of the base material, it is possible to obtain a weld metal having low carbon and excellent corrosion resistance even in the case of single layer welding. In addition, the bead shape is good, the upper surface of the bead can be made smooth and the bead width can be uniformly formed, and there are few welding defects such as poor fusion and slag entrainment in the bead, and the gap between the electrode and the base material Since welding proceeds in a state where the space is buried in the flux, the amount of oxygen and non-metallic inclusions contained in the weld metal can be reduced.
一方、ビード上に層上に形成される凝固スラグは、後の工程において剥離されるが、ビード表面にスラグが焼き付いてしまうと、焼き付いた部分を叩いても剥離することができないため、溶接部のリペア作業が必要になる。また、溶接部に融合不良等の溶接欠陥が発生すると、エレクトロスラグ肉盛溶接法は通常の溶接法に比して幅広にビードを形成するため、溶接欠陥部を補修するための作業が大掛かりになるという問題点がある。更に、スラグの抵抗発熱によってフープ材及び母材を溶融するため、エレクトロスラグ肉盛溶接法は溶融温度がアーク溶接法に比して低く、母材が溶融しにくく、ビードの下部が良好に溶融せずに融合不良を発生しやすいという問題点もある。 On the other hand, the solidified slag formed on the layer on the bead is peeled off in a later step, but if the slag is seized on the bead surface, it cannot be peeled off even by striking the seized part. Repair work is required. In addition, when welding defects such as poor fusion occur in the welded part, the electroslag overlay welding method forms a bead wider than the normal welding method, so the work for repairing the welded defective part is significant. There is a problem of becoming. Furthermore, because the hoop material and the base metal are melted by the resistance heat generation of the slag, the electroslag overlay welding method has a lower melting temperature than the arc welding method, the base material is less likely to melt, and the lower part of the bead melts well. There is also a problem that poor fusion is likely to occur.
図１（ａ）はエレクトロスラグ肉盛溶接を示す側面図、図１（ｂ）はエレクトロスラグ肉盛溶接を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように、エレクトロスラグ肉盛溶接は、溶接対象となる母材３上に帯状電極１１及びホッパー１０を配置し、ホッパー１０から図１（ｂ）に示す矢印方向にフラックス１を供給して、帯状電極１１と母材３との間の空間をフラックス１中に埋没した状態で帯状電極１１と母材３との間に電圧を印加する。そうすると、フラックス１中に含有させたスラグ成分が帯状電極１１と母材３との間で抵抗発熱し、この熱で帯状電極１１及び母材３が溶融して溶融金属４ｃとなる。また、溶融金属４ｃ上には、フラックス１中のスラグ成分が溶融して溶融スラグ４ｂが層状に形成される。
FIG. 1A is a side view showing electroslag overlay welding, and FIG. 1B is a perspective view showing electroslag overlay welding. As shown in FIG. 1 (a), in electroslag overlay welding, a strip electrode 11 and a
そして、ホッパー１０及び帯状電極１１を溶接方向に前進させると、図１（ｂ）に示すようにホッパー１０及び帯状電極１１の後方に、溶融金属４ｃ及び溶融スラグ４ｂが夫々凝固していき、ビード４（溶接金属４ｄ）及びその上部の凝固スラグ４ａが層状に形成されていく。
When the
このように進行するエレクトロスラグ肉盛溶接において、帯状電極としては、例えば３４７系ステンレス鋼又はＮｉ基合金からなるものが使用されている。そして、これらの材質からなる帯状電極を使用してエレクトロスラグ肉盛溶接を実施する場合の、溶接作業の高能率化、ビード形状の安定化等を図るための技術が開示されている。 In the electroslag build-up welding that proceeds in this way, as the strip electrode, for example, a 347 type stainless steel or a Ni-based alloy is used. And the technique for aiming at the high efficiency of welding operation, stabilization of a bead shape, etc. when performing electroslag overlay welding using the strip electrode which consists of these materials is indicated.
例えば、特許文献１には、３４７系のステンレス鋼帯状電極を使用してエレクトロスラグ肉盛溶接を実施する場合に、ＳｉＯ２を従来に比して増加させて溶融スラグに粘性を与えると共に、ＣａＦ２、ＭｇＦ２及び／又はＡｌＦ３、並びにＭｇＯの含有量を適正化したエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスが開示されている。この特許文献１のフラックスは、特にＣａＦ２、ＭｇＦ２及び／又はＡｌＦ３、並びにＭｇＯの含有量を適正化することでスラグ剥離性の低下を防止することができることが記載されている。
For example, in
しかしながら、前述の従来技術には以下のような問題点がある。 However, the above-described prior art has the following problems.
引用文献１に開示されたエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスは、ＳＵＳ３４７系帯状電極を使用して肉盛溶接を行う場合に、溶接後のビードに微量のスラグが残存し、これを除去する作業が必要になるという問題点がある。
In the electroslag overlay welding flux disclosed in the cited
また、引用文献１に記載のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスは、３質量％程度のＮｂが添加されたＮｉ基合金帯状電極を使用して肉盛溶接を行う場合においては、スラグがビード表面に大量に残存し、スラグの剥離性が著しく低下するという問題点がある。
In addition, the flux for electroslag build-up welding described in
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ＳＵＳ３４７系帯状電極又はＮｉ基合金帯状電極を使用して肉盛溶接を行った場合においても、スラグ剥離性が良好であるエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and even when overlay welding is performed using a SUS347-based strip electrode or a Ni-based alloy strip electrode, electroslag meat has good slag removability. It aims at providing the flux for prime welding.
本発明に係るエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスは、帯状電極を用いてエレクトロスラグ肉盛溶接を実施する際に使用されるフラックスにおいて、フラックス全質量比で、ＣａＦ２を４０乃至６０質量％、ＮａＦ及び／又はＮａ３ＡｌＦ６を総量で１乃至７質量％、Ａｌ２Ｏ３を１５乃至３５質量％、ＳｉＯ２を１６質量％以下、Ｎａ２Ｏを４質量％未満含有することを特徴とする。 The flux for electroslag build-up welding according to the present invention is a flux used when electroslag build-up welding is performed using a strip electrode, and the total mass ratio of the flux is 40 to 60% by mass of CaF 2 and NaF. And / or Na 3 AlF 6 in a total amount of 1 to 7% by mass, Al 2 O 3 of 15 to 35% by mass, SiO 2 of 16% by mass or less, and Na 2 O of less than 4% by mass .
上記フラックスは、更に、フラックス全質量比で、金属Ｎｉを１０質量％以下、Ｃｒ−Ｆｅ化合物及び／又は金属ＣｒをＣｒ換算量の総量で１２質量％以下含有することが好ましい。 The flux preferably further contains 10 mass% or less of metal Ni and 12 mass% or less of the Cr-Fe compound and / or metal Cr in terms of the total amount of Cr in terms of the total mass ratio of the flux.
本発明のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスによれば、フラックス中のＣａＦ２、ＮａＦ及びＮａ３ＡｌＦ６、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２並びにＮａ２Ｏの含有量を適正に規定しているため、ＳＵＳ３４７系帯状電極又はＮｉ基合金帯状電極を使用して肉盛溶接を行った場合においても、スラグ剥離性が良好である。従って、本発明のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスは、帯状電極の種類によらず使用することができ、汎用性が高い。 According to the flux for electroslag build-up welding of the present invention, since the contents of CaF 2 , NaF and Na 3 AlF 6 , Al 2 O 3 , SiO 2 and Na 2 O in the flux are properly defined, Even when overlay welding is performed using a SUS347-based strip electrode or a Ni-based alloy strip electrode, the slag peelability is good. Therefore, the electroslag overlay welding flux of the present invention can be used regardless of the type of strip electrode, and is highly versatile.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス１は、図１（ａ），（ｂ）に示す母材３上に配置したホッパー１０内に投入される。本発明において、エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス１は、フラックス全質量比で、ＣａＦ２を４０乃至６０質量％、ＮａＦ及び／又はＮａ３ＡｌＦ６を総量で１乃至７質量％、Ａｌ２Ｏ３を１５乃至３５質量％、ＳｉＯ２を１６質量％以下、Ｎａ２Ｏを４質量％未満含有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The electroslag
本発明者等は、ＳＵＳ３４７系帯状電極又はＮｉ基合金帯状電極を使用して肉盛溶接を行った場合において、スラグの残存による溶接作業性の低下、融合不良、スラグ焼き付き等の溶接欠陥の発生、並びにスラグ剥離性の低下によるビード外観及びビード形状の劣化を防止するために、種々実験研究を重ねた。そして、フラックスの組成において、ＮａＦ及びＮａ３ＡｌＦ６（氷晶石）がスラグ剥離性を向上させるために特に有用であることを見出した。また、本発明者等は、エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスの組成を本発明の範囲に設定することが、溶融スラグの電気伝導性、ビード外観（ビード上面の平滑性等）、ビード形状（ビード両端部の直線性等）を良好に保ちつつ、融合不良等の溶接欠陥の発生の防止に効果的であることを見出した。 In the case of performing overlay welding using a SUS347-based strip electrode or a Ni-based alloy strip electrode, the present inventors have caused welding defects such as deterioration in welding workability due to residual slag, poor fusion, and slag seizure. In order to prevent the bead appearance and the bead shape from being deteriorated due to a decrease in slag peelability, various experimental studies were repeated. Then, in the composition of the flux was found to be particularly useful for NaF and Na 3 AlF 6 (cryolite) can improve the slag removability. In addition, the inventors set the composition of the electroslag build-up welding flux within the scope of the present invention, so that the electric conductivity of the molten slag, the bead appearance (smoothness of the bead upper surface, etc.), the bead shape (bead) The present inventors have found that it is effective in preventing the occurrence of welding defects such as poor fusion while maintaining good linearity at both ends.
以下、本発明のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスの組成における数値限定の理由について説明する。 Hereinafter, the reason for the numerical limitation in the composition of the electroslag overlay welding flux of the present invention will be described.
「ＣａＦ２：４０乃至６０質量％」
ＣａＦ２は、エレクトロスラグ肉盛溶接における溶融スラグの電気伝導性を高める成分である。ＣａＦ２の添加量が４０質量％未満であると、スラグに十分な電気伝導性が得られず、安定した溶接が行えなくなる。一方、ＣａＦ２の添加量が６０質量％を超えるとスラグ剥離性が低下したり、ビード形状が劣化する。
“CaF 2 : 40 to 60% by mass”
CaF 2 is a component that increases the electrical conductivity of the molten slag in electroslag overlay welding. When the amount of CaF 2 added is less than 40% by mass, sufficient electrical conductivity cannot be obtained for the slag, and stable welding cannot be performed. On the other hand, when the amount of CaF 2 added exceeds 60% by mass, the slag removability is lowered and the bead shape is deteriorated.
「ＮａＦ及び／又はＮａ３ＡｌＦ６：総量で１乃至７質量％」
ＮａＦ及びＮａ３ＡｌＦ６は、本発明において最も重要な成分であり、スラグ剥離性を向上させると共に、ビード形状の安定化にも寄与する。ＮａＦ及びＮａ３ＡｌＦ６のいずれの場合でも、スラグ剥離性の向上及びビード形状の安定化に寄与する効果は同じであり、ＮａＦ又はＮａ３ＡｌＦ６を単独で添加しても、複合して添加してもよいが、これらの添加量が１質量％未満ではその効果は不十分である。一方、添加量が７質量％以上であると、ビード形状が劣化する。なお、本発明のフラックスにおいて、ＮａＦ及びＮａ３ＡｌＦ６は、夫々固体のフッ化ナトリウム及び氷晶石として添加される。
“NaF and / or Na 3 AlF 6 : 1 to 7% by mass in total”
NaF and Na 3 AlF 6 are the most important components in the present invention, and improve slag peelability and contribute to stabilization of the bead shape. In both cases of NaF and Na 3 AlF 6, the effect of improving the slag removability and stabilizing the bead shape is the same. Even if NaF or Na 3 AlF 6 is added alone, it is added in combination. However, if the amount added is less than 1% by mass, the effect is insufficient. On the other hand, when the addition amount is 7% by mass or more, the bead shape deteriorates. In the flux of the present invention, NaF and Na 3 AlF 6 are added as solid sodium fluoride and cryolite, respectively.
「Ａｌ２Ｏ３：１５乃至３５質量％」
Ａｌ２Ｏ３は、ビードの平滑性、並びにビード止端部の濡れ性及び直線性を向上させる成分である。Ａｌ２Ｏ３の添加量が３５質量％を超えると、上記効果が十分に発揮されず、添加量が１５質量％未満であると、溶融スラグの電気伝導性が低下して溶接作業中にアークが頻繁に発生し、溶接作業性が低下すると共に、ビード形状も低下する。
“Al 2 O 3 : 15 to 35% by mass”
Al 2 O 3 is a component that improves the smoothness of the bead and the wettability and linearity of the bead toe. When the addition amount of Al 2 O 3 exceeds 35% by mass, the above effect is not sufficiently exerted, and when the addition amount is less than 15% by mass, the electric conductivity of the molten slag is lowered and an arc is generated during the welding operation. Frequently occurs, welding workability is lowered, and the bead shape is also lowered.
「ＳｉＯ２：１６質量％以下」
ＳｉＯ２は、溶融スラグに適度の粘性を与えることによって、ビード形状及びビード外観を良好に整える成分である。ＳｉＯ２の添加量が１６質量％を超えるとスラグの粘性が過剰となり、スラグ剥離性が低下すると共に、スラグがビード表面に焼き付きやすくなる。本発明においては、ＳｉＯ２の添加量が少なくても特に問題はないため、添加量の下限値は規定しないが、エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスの製造時に、ＳｉＯ２が主体であるバインダーを添加することにより、少なくとも７質量％以上導入される。
“SiO 2 : 16% by mass or less”
SiO 2 is a component that satisfactorily adjusts the bead shape and bead appearance by imparting an appropriate viscosity to the molten slag. When the addition amount of SiO 2 exceeds 16% by mass, the viscosity of the slag becomes excessive, the slag peelability is lowered, and the slag is easily baked on the bead surface. In the present invention, since there is no particular problem even if the addition amount of SiO 2 is small, a lower limit value of the addition amount is not specified, but a binder mainly composed of SiO 2 is added when manufacturing a flux for electroslag overlay welding. By doing so, at least 7 mass% or more is introduced.
「Ｎａ２Ｏ：４質量％未満」
Ｎａ２Ｏは、溶接時のエレクトロスラグ状態を良好に維持するために有効な成分であり、スラグ剥離性にも一部影響する。Ｎａ２Ｏは、ＳｉＯ２と同様に、主に製造時のバインダーから導入される成分であり、添加量が少なくても特に問題はないため、添加量の下限値は規定しないが、良好なエレクトロスラグ状態を維持するために、１質量％以上添加することが好ましい。一方、Ｎａ２Ｏの添加量が４質量％以上であると、スラグ剥離性が低下する。
“Na 2 O: less than 4% by mass”
Na 2 O is an effective component for maintaining a good electroslag state during welding, and partly affects the slag peelability. Like SiO 2 , Na 2 O is a component mainly introduced from a binder at the time of production, and even if the addition amount is small, there is no particular problem. In order to maintain the slag state, it is preferable to add 1% by mass or more. On the other hand, when the amount of Na 2 O added is 4% by mass or more, the slag peelability is lowered.
「Ｎｉ：１０質量％以下」
エレクトロスラグ肉盛溶接において、溶接速度が２０ｃｍ／分以上と高速である場合には、溶接金属は母材からの希釈を受け、溶接金属中のＮｉ量は大きく減少する。溶接金属中のＮｉ量が大きく減少すると、溶接金属組織の不安定化が促進され、耐食性が劣化する。従って、母材から希釈を受けることによって減少した溶接金属中のＮｉ成分を補う必要があるため、フラックス中に金属Ｎｉを添加する。金属Ｎｉは、後述するＣｒ−Ｆｅ化合物及び金属Ｃｒと同様に、スラグ剥離性を低下させる。本発明においては、スラグ剥離性を良好に維持することができる範囲として、金属Ｎｉを最大１０質量％まで添加することができる。なお、金属Ｎｉを１２質量％以上フラックス中に添加すると、スラグ剥離性が低下する。
"Ni: 10 mass% or less"
In electroslag overlay welding, when the welding speed is as high as 20 cm / min or more, the weld metal is diluted from the base material, and the amount of Ni in the weld metal is greatly reduced. When the amount of Ni in the weld metal is greatly reduced, destabilization of the weld metal structure is promoted and the corrosion resistance is deteriorated. Therefore, since it is necessary to compensate for the Ni component in the weld metal that has been reduced by receiving dilution from the base material, metal Ni is added to the flux. Metal Ni reduces slag peelability similarly to the Cr-Fe compound and metal Cr described later. In this invention, metal Ni can be added to a maximum of 10 mass% as a range which can maintain slag peelability favorably. In addition, when 12 mass% or more of metal Ni is added to the flux, the slag peelability is lowered.
「Ｃｒ−Ｆｅ化合物及び／又は金属Ｃｒ：Ｃｒ換算量の総量で１２質量％以下」
エレクトロスラグ肉盛溶接において、溶接速度が２０ｃｍ／分以上と高速である場合には、溶接金属は母材からの希釈を受けると共に、溶融プール中でＣｒが大量に消費されるため、溶接金属中のＣｒ量は大きく減少する。溶接金属中のＣｒ量が大きく減少すると、溶接金属の耐食性が低下すると共に、溶接金属中のフェライト組織の減少により、溶接部が高温割れに対して非常に敏感になる。これらの問題を回避するために、減少したＣｒ成分を溶接金属中に補うことが必要であるため、フラックス中にＣｒ−Ｆｅ化合物又は金属Ｃｒを添加する。これにより、母材からの希釈が大きい高速溶接においても、十分な耐食性と耐割れ性を有する溶接金属を得ることが可能となる。上述の金属Ｎｉと同様に、Ｃｒ−Ｆｅ化合物及び金属Ｃｒは、フラックス成分としてはスラグ剥離性を低下させる成分であり、Ｃｒ−Ｆｅ化合物及び金属Ｃｒのフラックスへの添加量はスラグ剥離性と非常に密接に関係している。本発明においては、スラグ剥離性を良好に維持することができる範囲として、Ｃｒ−Ｆｅ化合物及び／又は金属ＣｒをＣｒ換算量の総量で最大１２質量％まで添加することができる。Ｃｒ−Ｆｅ化合物及び／又は金属ＣｒをＣｒ換算量の総量で１２質量％を超えて添加すると、スラグ剥離性が低下する。なお、本発明で規定するフラックス成分としては、Ｃｒ−Ｆｅ化合物並びに／又は金属Ｃｒ、及び金属Ｎｉを単独若しくは併用して添加することが可能であるが、Ｃｒ成分及びＮｉ成分のスラグ剥離性への影響は相互に独立している。従って、上述の範囲を夫々の成分が満足していれば、スラグ剥離性は良好に維持される。
"Cr-Fe compound and / or metal Cr: 12 mass% or less in terms of the total amount of Cr"
In electroslag overlay welding, when the welding speed is as high as 20 cm / min or more, the weld metal receives dilution from the base material and consumes a large amount of Cr in the molten pool. The amount of Cr is greatly reduced. When the amount of Cr in the weld metal is greatly reduced, the corrosion resistance of the weld metal is lowered, and the weld structure becomes very sensitive to hot cracking due to the decrease in the ferrite structure in the weld metal. In order to avoid these problems, since it is necessary to supplement the reduced Cr component in the weld metal, a Cr—Fe compound or metal Cr is added to the flux. This makes it possible to obtain a weld metal having sufficient corrosion resistance and crack resistance even in high-speed welding with a large dilution from the base material. Similar to the metal Ni described above, the Cr—Fe compound and the metal Cr are components that reduce the slag removability as a flux component, and the amount of the Cr—Fe compound and the metal Cr added to the flux is extremely high. Is closely related to. In the present invention, the Cr—Fe compound and / or metal Cr can be added up to a maximum of 12% by mass in terms of Cr as a range in which the slag peelability can be maintained satisfactorily. When the Cr—Fe compound and / or metal Cr is added in a total amount of Cr equivalent exceeding 12% by mass, the slag peelability is lowered. In addition, as a flux component prescribed | regulated by this invention, although it is possible to add Cr-Fe compound and / or metal Cr, and metal Ni individually or in combination, the slag peelability of Cr component and Ni component is improved. Are independent of each other. Therefore, if each component satisfies the above-mentioned range, the slag peelability is maintained well.
Ｃｒ成分、Ｎｉ成分の他、スラグ剥離性に影響を与える成分としては、Ｍｏ−Ｆｅ化合物又は金属Ｍｏ、Ｍｎ−Ｆｅ化合物又は金属Ｍｎ、Ｎｂ−Ｆｅ化合物又は金属Ｎｂが挙げられる。本発明においては、スラグ剥離性を低下させることがない範囲において、これらの成分も添加することができる。 In addition to the Cr component and Ni component, examples of the component that affects the slag removability include Mo—Fe compound or metal Mo, Mn—Fe compound or metal Mn, Nb—Fe compound, or metal Nb. In the present invention, these components can be added as long as the slag peelability is not lowered.
また、スラグ剥離性に影響を与える成分としては、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３及びＭｇＯも挙げられる。本発明においては、フラックス中にＮａＦ及び／又はＮａ３ＡｌＦ６を総量で１乃至７質量％添加することによって、良好なスラグ剥離性を得ることができるため、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３及びＭｇＯ成分を意図的に添加する必要はない。更に、塩基性を高める目的で、フラックス中に塩基性酸化物であるＣａＯを添加することがあるが、本発明においては、フラックス中の各成分の添加量が本発明の範囲を満足することにより、十分な塩基性も確保することができ、良好な溶接金属の清浄度を維持することができる。従って、フラックス中にＣａＯ等の塩基性酸化物を意図的に添加する必要はない。しかしながら、本発明においては、フラックス中に上記ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＯ及びＣａＯ成分を夫々１％未満程度まで添加しても悪影響はない。 As the component affecting the slag removability, MgF 2, AlF 3 and MgO may also be mentioned. In the present invention, by adding 1 to 7% by mass of NaF and / or Na 3 AlF 6 in the flux, good slag releasability can be obtained. Therefore, MgF 2 , AlF 3 and MgO components are added. It is not necessary to add it intentionally. Furthermore, for the purpose of enhancing basicity, CaO, which is a basic oxide, may be added to the flux. In the present invention, the amount of each component in the flux satisfies the scope of the present invention. Sufficient basicity can be ensured, and good weld metal cleanliness can be maintained. Therefore, it is not necessary to intentionally add a basic oxide such as CaO in the flux. However, in the present invention, there is no adverse effect even if the MgF 2 , AlF 3 , MgO and CaO components are each added to the flux to less than about 1%.
次に、本実施形態のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス１を使用した肉盛溶接について説明する。まず、母材３上に帯状電極１１及びホッパー１０を配置し、ホッパー１０から図１（ｂ）に示す矢印方向にフラックス１を供給する。そして、帯状電極１１と母材３との間の空間をフラックス１中に埋没した状態で帯状電極１１と母材３との間に電圧を印加する。すると、フラックス１中のスラグ成分が帯状電極１１と母材３との間で抵抗発熱し、この熱で帯状電極１１及び母材３が溶融して溶融金属４ｃとなる。また、溶融金属４ｃ上には、フラックス１中のスラグ成分が溶融して溶融スラグ４ｂが層上に形成される。
Next, build-up welding using the
そして、ホッパー１０及び帯状電極１１を溶接方向に前進させると、図１（ｂ）に示すようにホッパー１０及び帯状電極１１の後方に、溶融金属４ｃ及び溶融スラグ４ｂが夫々凝固していき、ビード４（溶接金属４ｄ）及びその上部の凝固スラグ４ａが層状に形成されていく。
When the
このとき、帯状電極１１と母材３との間の空間がフラックス中に埋没されていないと、帯状電極１１と母材３との間にアークが発生してしまう。そして、アークが発生すると、溶融金属表面にスラグが巻き込まれやすくなって、スラグ剥離性が低下し、スラグの焼き付きも発生しやすくなるため、後の工程において剥離することが難しくなる。また、スラグ形成が良好に進行しないため、溶接ビード形状が乱れたり、溶接金属中に非金属介在物が混入しやすくなる。従って、フラックスはホッパー１０及び帯状電極１１の進行を妨げない範囲において、帯状電極１１と母材３との間の空間に十分大量に供給することが望ましい。
At this time, if the space between the strip electrode 11 and the
以下、本発明のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスの効果を示す実施例について、その比較例と比較して具体的に説明する。 Hereinafter, the Example which shows the effect of the flux for electroslag overlay welding of this invention is described concretely compared with the comparative example.
エレクトロスラグ肉盛溶接においては、下記表１に示す組成を有する軟鋼からなる厚板（厚さ：５０ｍｍ、幅：５００ｍｍ、長さ：６００ｍｍ）を母材として使用した。 In electroslag overlay welding, a thick plate (thickness: 50 mm, width: 500 mm, length: 600 mm) made of mild steel having the composition shown in Table 1 below was used as a base material.
そして、下記表３乃至５に示す種々の組成を有する実施例、従来例及び比較例のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスを母材上方の溶接方向前方から散布して、母材と帯状電極との間の空間をフラックス中に埋没した状態で母材と帯状電極との間に電圧を印加し、エレクトロスラグ肉盛溶接を実施した。ここで、表４に示す従来例は、上述の引用文献１に記載の組成を有するエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスである。なお、帯状電極（フープ）としては、下記表２に示す２種類の寸法及び組成を有するものを使用した。この表２に示す帯状電極のうち、フープＡはＳＵＳ３４７系帯状電極、フープＢはＮｉ基合金帯状電極である。溶接条件は、溶接電流：１１００乃至１６００［Ａ］、ＤＣ・ＥＰ極性とし、溶接速度：１４乃至２５ｃｍ／分で肉盛溶接を１層実施した。なお、溶接電圧については、表４に示す従来例については２６乃至２８[Ｖ]、表３及び５に示す実施例及び比較例については、２４乃至２６［Ｖ］に設定した。
Then, the electroslag overlay welding fluxes of Examples, Conventional Examples and Comparative Examples having various compositions shown in Tables 3 to 5 below are dispersed from the front in the welding direction above the base material, and the base material and the strip electrode A voltage was applied between the base material and the strip electrode while the space between them was buried in the flux, and electroslag overlay welding was performed. Here, the conventional example shown in Table 4 is a flux for electroslag overlay welding having the composition described in the above-mentioned cited
そして、表３乃至５に示す種々の実施例、従来例及び比較例のエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックスについて、２種類の帯状電極（フープ）Ａ，Ｂを使用して溶接を実施したときのビード外観、ビード形状、融合不良等の溶接欠陥の有無、スラグ剥離性及びスラグ焼き付きの有無を評価した。表３乃至５にこれらの評価結果を示す。なお、表３乃至５の評価結果の記載は、夫々、◎：極めて良好、○：良好、△：やや不良、×：不良である。なお、表３乃至５中のＣｒ欄の数値は、Ｃｒ−Ｆｅ化合物及び金属ＣｒのＣｒ換算量の総量を示す。 And the bead when it welds using two types of strip | belt-shaped electrode (hoop) A, B about the electroslag overlay welding flux of the various Example shown in Table 3 thru | or 5, a prior art example, and a comparative example. The appearance, bead shape, presence / absence of welding defects such as poor fusion, slag peelability, and presence / absence of slag seizure were evaluated. Tables 3 to 5 show the evaluation results. In addition, description of the evaluation result of Table 3 thru | or 5 is (double-circle): very favorable, (circle): favorable, (triangle | delta): some defect, and x: defect respectively. In addition, the numerical value of the Cr column in Table 3 thru | or 5 shows the total amount of Cr conversion amount of a Cr-Fe compound and metal Cr.
上記表３乃至５に示すように、実施例Ｎｏ．１乃至１３は、フラックスの組成が本発明の範囲を満足するので、ＳＵＳ３４７系帯状電極及びＮｉ基合金帯状電極のいずれを使用した場合においても、ビード外観及びビード形状が良好であり、融合不良等の溶接欠陥が発生せず、スラグ剥離性が良好で、スラグ焼き付きが防止された。 As shown in Tables 3 to 5 above, Example No. In Nos. 1 to 13, since the flux composition satisfies the scope of the present invention, the bead appearance and the bead shape are good and the fusion failure, etc., when using either the SUS347-based strip electrode or the Ni-based alloy strip electrode. No welding defects occurred, slag peelability was good, and slag seizure was prevented.
従来例Ｎｏ．１４乃至２４は、ＮａＦ及びＮａ３ＡｌＦ６を含有せず、ＳＵＳ３４７系帯状電極を使用した場合において、溶接後のビードに微量のスラグが残存し、スラグ剥離性が若干低下し、スラグが焼き付いたものも存在した。また、Ｎｉ基合金帯状電極を使用した場合において、スラグがビード表面に大量に残存してスラグの剥離性が著しく低下し、全ての従来例においてスラグ焼き付きが発生した。 Conventional Example No. Nos. 14 to 24 did not contain NaF and Na 3 AlF 6 and when a SUS347-based strip electrode was used, a small amount of slag remained in the bead after welding, the slag peelability was slightly lowered, and the slag was seized. Things also existed. In addition, when a Ni-based alloy strip electrode was used, a large amount of slag remained on the bead surface, and the slag peelability was remarkably reduced, and slag seizure occurred in all conventional examples.
比較例Ｎｏ．２５は、ＣａＦ２の含有量が本発明の範囲を超えており、ＳＵＳ３４７系帯状電極及びＮｉ基合金帯状電極のいずれを使用した場合においても、スラグ剥離性が低下して、スラグ焼き付きが発生し、ビード形状も劣化した。また、比較例Ｎｏ．３３は、Ｎａ３ＡｌＦ６の添加によって、比較例Ｎｏ．２５に比してスラグ剥離性が向上したものの、Ｎａ３ＡｌＦ６の添加量が過剰であったため、ビード形状が劣化した。 Comparative Example No. No. 25, the CaF 2 content exceeds the range of the present invention, and when using either a SUS347-based strip electrode or a Ni-based alloy strip electrode, the slag peelability is reduced and slag seizure occurs. The bead shape also deteriorated. Comparative Example No. No. 33 is a comparative example No. 33 by addition of Na 3 AlF 6 . Although the slag peelability was improved as compared with 25, the bead shape deteriorated because the amount of Na 3 AlF 6 added was excessive.
比較例Ｎｏ．２７は、ＮａＦ及びＮａ３ＡｌＦ６を含有しないが、その他の組成が本発明規定の範囲を満足するため、従来例Ｎｏ．１４と同等の比較例である。この比較例Ｎｏ．２７は、ビード外観及びビード形状が良好であり、融合不良等の溶接欠陥も発生しなかったが、ＳＵＳ３４７系帯状電極、Ｎｉ基合金帯状電極のいずれを使用した場合においても、スラグ剥離性が低下して、スラグ焼き付きが発生した。比較例Ｎｏ．２６は、更にＣａＦ２の含有量が本発明の範囲を下回っており、スラグの電気伝導性が低下して溶接が安定せず、ビード外観及びビード形状が劣化した。また、比較例Ｎｏ．２８は、ＮａＦの含有量が本発明の範囲を超えており、ビード形状が劣化した。 Comparative Example No. No. 27 does not contain NaF and Na 3 AlF 6 , but other compositions satisfy the scope of the present invention, so 14 is a comparative example equivalent to 14. This Comparative Example No. No. 27 had good bead appearance and bead shape, and no welding defects such as poor fusion occurred, but the slag peelability was lowered when either SUS347-based strip electrode or Ni-based alloy strip electrode was used. As a result, slag burn-in occurred. Comparative Example No. In No. 26, the content of CaF 2 was lower than the range of the present invention, the electrical conductivity of the slag was lowered, welding was not stable, and the bead appearance and bead shape were deteriorated. Comparative Example No. In No. 28, the content of NaF exceeded the range of the present invention, and the bead shape deteriorated.
比較例Ｎｏ．２９は、Ａｌ２Ｏ３の含有量が本発明の範囲を下回っており、ビードの平滑性等を向上させることができなかった。また、比較例Ｎｏ．３０は、Ａｌ２Ｏ３の含有量が本発明の範囲を超え、スラグの電気伝導性の低下によってアークが発生し、ビード外観及びビード形状が劣化した。 Comparative Example No. In No. 29, the content of Al 2 O 3 was below the range of the present invention, and the smoothness of the beads could not be improved. Comparative Example No. In No. 30, the content of Al 2 O 3 exceeded the range of the present invention, an arc was generated due to a decrease in the electrical conductivity of the slag, and the bead appearance and bead shape deteriorated.
比較例Ｎｏ．３１は、ＳｉＯ２の添加量が本発明の範囲を超え、スラグ剥離性が低下して、スラグ焼き付きも発生した。比較例Ｎｏ．３２は、Ｎａ２Ｏの含有量が本発明の範囲を超えたため、スラグ剥離性が低下した。 Comparative Example No. In No. 31, the amount of SiO 2 added exceeded the range of the present invention, the slag removability decreased, and slag seizure occurred. Comparative Example No. 32, because the Na 2 O content exceeds the scope of the present invention, the slag removability were decreased.
更に、本発明の範囲を満足する実施例１乃至１３のうち、実施例Ｎｏ．１乃至１１は、Ｎｉの含有量、並びにＣｒ−Ｆｅ化合物及び／又は金属Ｃｒの含有量（Ｃｒ換算量）が本発明の請求項２の範囲を満足し、本発明の請求項２の範囲を満足しない実施例１２及び１３に比してスラグ剥離性が優れ、スラグ焼き付きの発生も抑制された。 Furthermore, among Examples 1 to 13 that satisfy the scope of the present invention, Example No. 1 to 11, the content of Ni and the content of Cr—Fe compound and / or metal Cr (Cr equivalent) satisfy the scope of claim 2 of the present invention, and the scope of claim 2 of the present invention. Compared with Examples 12 and 13 which are not satisfied, the slag peelability was excellent, and the occurrence of slag burn-in was also suppressed.
１：エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス、１０：ホッパー、１１：帯状電極（フープ）、３：母材、４：ビード、４ａ：凝固スラグ、４ｂ：溶融スラグ、４ｃ：溶融金属、４ｄ：溶接金属 1: Electroslag overlay welding flux, 10: Hopper, 11: Strip electrode (hoop), 3: Base material, 4: Bead, 4a: Solidified slag, 4b: Molten slag, 4c: Molten metal, 4d: Weld metal
Claims (2)
フラックス全質量比で、ＣａＦ２を４０乃至６０質量％、ＮａＦ及び／又はＮａ３ＡｌＦ６を総量で１乃至７質量％、Ａｌ２Ｏ３を１５乃至３５質量％、ＳｉＯ２を１６質量％以下、Ｎａ２Ｏを４質量％未満含有することを特徴とするエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス。 In the flux used when performing electroslag overlay welding using a strip electrode,
The total flux ratio of CaF 2 is 40 to 60% by mass, NaF and / or Na 3 AlF 6 is 1 to 7% by mass, Al 2 O 3 is 15 to 35% by mass, and SiO 2 is 16% by mass or less. Electroslag overlay welding flux characterized by containing less than 4% by mass of Na 2 O.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009083788A JP2010234395A (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Flux for electroslag build-up welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009083788A JP2010234395A (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Flux for electroslag build-up welding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010234395A true JP2010234395A (en) | 2010-10-21 |
Family
ID=43089250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009083788A Pending JP2010234395A (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Flux for electroslag build-up welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010234395A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013059783A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Kobe Steel Ltd | Flux for electroslag overlaying |
| WO2015005002A1 (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Flux-cored wire for build-up welding |
| WO2021177106A1 (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 株式会社神戸製鋼所 | Flux for electroslag welding and electroslag welding method |
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2009083788A patent/JP2010234395A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013059783A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Kobe Steel Ltd | Flux for electroslag overlaying |
| WO2015005002A1 (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Flux-cored wire for build-up welding |
| WO2021177106A1 (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 株式会社神戸製鋼所 | Flux for electroslag welding and electroslag welding method |
| CN115190826A (en) * | 2020-03-06 | 2022-10-14 | 株式会社神户制钢所 | Flux for electroslag welding and electroslag welding method |
| JP7440303B2 (en) | 2020-03-06 | 2024-02-28 | 株式会社神戸製鋼所 | Flux for electroslag welding and electroslag welding method |
| CN115190826B (en) * | 2020-03-06 | 2024-05-28 | 株式会社神户制钢所 | Flux for electroslag welding and electroslag welding method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101436689B1 (en) | Flux for electroslag overlay welding | |
| JP5086652B2 (en) | Electroslag overlay welding flux | |
| KR101156279B1 (en) | Material and method for submerged arc welding of 9% ni steel | |
| JP2006305604A (en) | Fused flux for submerged arc welding | |
| US9102013B2 (en) | Flux-cored welding wire for carbon steel and process for arc welding | |
| JP5014189B2 (en) | Two-electrode fillet gas shielded arc welding method | |
| WO2017013965A1 (en) | Wire containing flux for gas shield arc welding | |
| JP2010234395A (en) | Flux for electroslag build-up welding | |
| JP2007260692A (en) | Submerged arc welding method of thick steel plate | |
| JP3765771B2 (en) | Stainless steel arc welding flux cored wire | |
| JP6875232B2 (en) | Multi-electrode gas shield arc single-sided welding method | |
| JP2005279768A (en) | Flux cored wire for welding and weld joint for steel structure | |
| JP4993933B2 (en) | Backing flux for single-sided submerged arc welding | |
| JP2011062745A (en) | Flux-cored wire for welding | |
| JP7307025B2 (en) | Multi-electrode gas-shielded arc single-sided welding method and multi-electrode gas-shielded arc single-sided welding apparatus | |
| JP4783708B2 (en) | Fused flux for submerged arc welding | |
| JP5236337B2 (en) | Solid wire for pulse MAG welding of thin steel sheet | |
| KR102051960B1 (en) | Tandem gas shielded arc welding wire | |
| JP2022135634A (en) | One-side welding method and flux-cored wire | |
| JP5361516B2 (en) | Flux-cored wire for metal-based gas shielded arc welding for hardfacing | |
| JP5037369B2 (en) | Solid wire for pulse MAG welding | |
| JP2005254284A (en) | Gas shielded arc welding method | |
| JP4549143B2 (en) | Solid wire for gas shielded arc welding | |
| JP3759100B2 (en) | Fused flux for submerged arc welding | |
| JP5669684B2 (en) | Flux-cored wire for horizontal fillet gas shielded arc welding |