JP2019150859A - Bond flux for multielectrode single-sided submerge arc welding - Google Patents

Bond flux for multielectrode single-sided submerge arc welding Download PDF

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Abstract

To provide a bond flux for multielectrode single-sided submerge arc welding which has a satisfactory weld workability and is capable of obtaining a welding metal with a satisfactory strength and a stable low-temperature toughness even in multielectrode single-sided submerge welding of three or more electrodes, in particular, in large-scaled heat input welding of a thick steel plate.SOLUTION: A bond flux for multielectrode single-sided submerge arc welding consists of, by mass %, 11-25% of total values in terms of SiO, 1-10% of total values in terms of CaO, 10-30% of total values in terms of MgO, 1-10% of total values in terms of TiO, 1-8% of total values in terms of AlO, 1-6% of total values in terms of F, 1-8% of total values in terms of CO, 1-5% of total values in terms of one or two kinds or more of NaO and KO, 0.1-3% of BO, 15-40% of Fe, 0.5-2% of Si, 0.5-1.5% of Mn, 0.1-3% of Mo, 0.1-3% of Ti, and 0.05-0.5% of Al.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、造船などの大板継ぎに用いる多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスに関し、特に厚鋼板の大入熱溶接において、溶接作業性が良好で、かつ良好な強度及び安定した低温靭性を得る上で好適な多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスに関する。   The present invention relates to a bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding used for large plate joints such as shipbuilding, and in particular, in high heat input welding of thick steel plates, it has good welding workability, good strength and stable low temperature toughness. It is related with the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding suitable for obtaining.

サブマージアーク溶接は、予め粒状のフラックスを溶接線に沿って散布しておき、その中に電極ワイヤを連続的に供給し、この電極ワイヤの先端と母材との間でアークを発生させて溶接を連続的に行う方法である。このサブマージアーク溶接方法によれば、高能率で安定した溶接作業性及び溶接金属の機械性能が得られることから、造船、鉄骨、造管、橋梁、車両等の大型構造物を始めとした幅広い分野で適用されている。   In submerged arc welding, a granular flux is dispersed in advance along the welding line, and an electrode wire is continuously supplied therein, and an arc is generated between the tip of the electrode wire and the base material to perform welding. Is a method of continuously performing. According to this submerged arc welding method, high efficiency and stable welding workability and mechanical performance of weld metal can be obtained, so a wide range of fields such as shipbuilding, steel frames, pipes, bridges, vehicles, etc. Has been applied.

近年、エネルギー産業の発展に伴い鋼材の高強度化及び高靭性化、また構造物の大型化に伴う板厚の極厚化などが検討され、高強度又は極厚の鋼材の適用比率が年々増加している。そこで、サブマージアーク溶接においては、溶接施工における生産性の向上や安全性、耐久性の確保のため、更なる品質向上が求められている。   In recent years, with the development of the energy industry, high strength and high toughness of steel materials have been studied, and the increase in the thickness of structures due to the increase in size of structures has been studied. is doing. Therefore, in the submerged arc welding, further quality improvement is required in order to improve the productivity in the welding work and to ensure safety and durability.

特に造船業界においては大型のバルクキャリア、タンカー、コンテナ運搬船等の建造数が年々増加傾向にあり、これら建造における生産性の向上や安全性、耐久性の確保のため、更なる溶接の高能率化と溶接部の高靭性化の要望が極めて大きい。   Especially in the shipbuilding industry, the number of large-scale bulk carriers, tankers, container carriers, etc. is increasing year by year, and in order to improve productivity and secure safety and durability in these constructions, further increase the efficiency of welding. There is a great demand for higher toughness of welds.

この造船の建造工程の主軸である大板継は、図1に示すフラックス銅バッキング片面サブマージアーク溶接方法(以下、FCuB法という。)が多用されている。このFCuB法は、裏当銅板1に裏フラックス2を約4〜7mm程度散布し、エアーホース3に空気を注入して、これを被溶接鋼板4の裏側にあたる開先裏面4aに押し当てる。そして、2〜4本のワイヤ5を用いて表側より表フラックス6を散布して1層溶接し、表ビードと裏ビードを同時に形成するものである。この溶接方法は、開先裏面4aに裏フラックス2が密着するためバッキングの当りが良く、また裏フラックス2の下の裏当銅板1で裏ビードの余盛高さを抑制するので、大電流の溶接条件で施工しても美麗かつ溶接欠陥の無い健全な裏ビードが得られる。このため、FCuB法は薄板から厚板まで幅広く適用されている。   The large plate joint, which is the main axis of the shipbuilding construction process, is frequently used the flux copper backing single-sided submerged arc welding method (hereinafter referred to as FCuB method) shown in FIG. In this FCuB method, about 4 to 7 mm of back flux 2 is sprayed on the backing copper plate 1, air is injected into the air hose 3, and this is pressed against the groove back surface 4 a corresponding to the back side of the steel plate 4 to be welded. And the front bead and the back bead are formed simultaneously by spraying the front flux 6 from the front side using 2 to 4 wires 5 and welding one layer. In this welding method, since the back flux 2 adheres closely to the groove back surface 4a, the backing hits well, and the back copper bead 1 under the back flux 2 suppresses the height of the back bead. Even if it is constructed under welding conditions, a beautiful back bead with no welding defects can be obtained. For this reason, the FCuB method is widely applied from a thin plate to a thick plate.

例えば特許文献1には、4電極による高速片面サブマージアーク溶接方法に関する基礎的な技術の開示がある。これは高速の片面サブマージアーク溶接において健全な欠陥の無い溶接金属を得るためにワイヤ径、溶接電流、溶接速度、電極間の距離、フラックス及びワイヤ成分を限定し改善を図ったものである。しかし、特許文献1に記載の技術は、健全な欠陥の無い溶接金属を得ることは可能であるが、厚鋼板の大入熱溶接になると、溶接金属の引張強度が低下し、さらに安定した低温靭性を得ることができないという問題があった。   For example, Patent Document 1 discloses a basic technique related to a high-speed single-sided submerged arc welding method using four electrodes. In order to obtain a weld metal free from sound defects in high-speed single-sided submerged arc welding, the wire diameter, welding current, welding speed, distance between electrodes, flux, and wire components are limited and improved. However, although the technique described in Patent Document 1 can obtain a weld metal having no sound defect, when the high heat input welding of a thick steel plate is performed, the tensile strength of the weld metal is lowered, and the stable low temperature is achieved. There was a problem that toughness could not be obtained.

また、特許文献2には、3電極以上の電極を使用した片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスに関する技術の開示がある。これはフラックスの成分及び鉄粉の粒径を限定して健全なビード形状、溶接金属の機械性能の改善を図ったものである。しかし、特許文献2に記載の技術は、厚鋼板の大入熱溶接になると溶接作業性が不安定になりやすいという問題があった。   Patent Document 2 discloses a technique related to a bond flux for single-sided submerged arc welding using three or more electrodes. This is intended to improve the sound bead shape and the mechanical performance of the weld metal by limiting the components of the flux and the particle size of the iron powder. However, the technique described in Patent Document 2 has a problem that welding workability tends to become unstable when large heat input welding of a thick steel plate is performed.

また、特許文献3には、3電極以上の電極を使用し、ワイヤ径、溶接電流、電極間の距離、電極のトーチ角度を限定し、健全な裏ビードを得るための技術の開示がある。しかし特許文献3記載の技術は、高速の片面サブマージアーク溶接において健全な裏ビードを得ることは可能であるが、厚鋼板の大入熱溶接になると安定した溶接作業性を得ることはできないという問題があった。   Patent Document 3 discloses a technique for obtaining a sound back bead by using three or more electrodes, limiting the wire diameter, welding current, distance between electrodes, and electrode torch angle. However, the technique described in Patent Document 3 can obtain a sound back bead in high-speed single-sided submerged arc welding, but cannot obtain stable welding workability when large heat input welding is performed on a thick steel plate. was there.

特許文献4には、単電極による片面サブマージアーク溶接方法に関する技術の開示がある。本方法によれば溶接速度や溶接入熱を最適化することで表ビード及び裏ビードともに健全で安定したビード形状及び外観を得ることができるが、単電極溶接であるため溶接速度が遅く、溶接効率が低下し、著しく生産効率が低下するという問題があった。   Patent Document 4 discloses a technique related to a single-sided submerged arc welding method using a single electrode. According to this method, by optimizing the welding speed and welding heat input, it is possible to obtain a sound and stable bead shape and appearance for both the front and back beads. There was a problem that the efficiency was lowered and the production efficiency was remarkably lowered.

一方、本出願人は、特許文献5及び特許文献6で、表ビードの改善と優れた機械性能の溶接金属が得られる多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスを提案した。しかし、特許文献5に記載の技術は、板厚20mm程度の中鋼板では良好な溶接金属の機械性能が得られるものの、厚鋼板の大入熱溶接においては、溶接金属の引張強度及び靭性が低下するという問題があった。また、特許文献6に記載の技術は、厚鋼板の大入熱溶接において良好な引張強度は得られるものの、アークが不安定になりやすく安定した低温靭性が得られないという問題があった。   On the other hand, the present applicant has proposed a bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding in which a weld metal having improved front bead and excellent mechanical performance is obtained in Patent Document 5 and Patent Document 6. However, although the technique described in Patent Document 5 can obtain good weld metal mechanical performance with a medium steel plate having a thickness of about 20 mm, the tensile strength and toughness of the weld metal are reduced in high heat input welding of a thick steel plate. There was a problem to do. In addition, the technique described in Patent Document 6 has a problem in that although a good tensile strength can be obtained in high heat input welding of a thick steel plate, the arc tends to become unstable and stable low temperature toughness cannot be obtained.

特開平5−337651号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-337651 特開2015−74011号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-74011 特開平8−99178号公報JP-A-8-99178 特開2004−154841号公報JP 2004-154841 A 特開2012−218053号公報JP 2012-218053 A 特開2015−155111号公報JP2015-155111A

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、3電極以上の多電極片面サブマージアーク溶接を行う上で、特に溶接入熱の高い厚鋼板の溶接を行う上においても、アーク安定性、スラグ剥離性が良好で、アンダーカット等の溶接欠陥が無い優れたビード形状・外観が得られ、かつ良好な強度及び安定した低温靭性の溶接金属が得られる多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and when performing multi-electrode single-sided submerged arc welding of three or more electrodes, particularly when performing welding of thick steel plates having high welding heat input. Multi-electrode single-sided submerged arc with good arc stability and slag removability, excellent bead shape and appearance without weld defects such as undercut, and good weld strength and stable low temperature toughness It aims at providing the bond flux for welding.

本発明の要旨は、
(1)多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスにおいて、フラックス全質量%に対する質量%で、Si酸化物のSiO2換算値の合計:11〜25%、Ca酸化物のCaO換算値の合計:1〜10%、Mg酸化物のMgO換算値の合計:10〜30%、Ti酸化物のTiO2換算値の合計:1〜10%、Al酸化物のAl23換算値の合計:1〜8%、弗素化合物のF換算値の合計:1〜6%、金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計:1〜8%、Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計:1〜5%、B23:0.1〜3%、Fe:15〜40%、Si:0.5〜2%、Mn:0.5〜1.5%、Mo:0.1〜3%、Ti:0.1〜3%、Al:0.05〜0.5%を含有し、残部は不可避不純物からなることを特徴とする多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
The gist of the present invention is as follows:
(1) In the multielectrode sided submerged arc welding bonded flux, by mass% with respect to the flux to the total mass%, the sum of SiO 2 converted value of Si oxides: 11 to 25%, the total of CaO converted value of Ca oxides: 1 10%, the total of MgO converted value of Mg oxide: 10-30%, the total of TiO 2 converted value of Ti oxides: 1-10%, the sum of terms of Al 2 O 3 value of Al oxide: 1 8%, total F converted value of fluorine compound: 1 to 6%, total of one or more metal carbonates converted to CO 2 value: 1 to 8%, Na oxide and Na 2 of K oxide one or more of the total O converted value and K 2 O converted value: 1~5%, B 2 O 3 : 0.1~3%, Fe: 15~40%, Si: 0.5~2 %, Mn: 0.5 to 1.5%, Mo: 0.1 to 3%, Ti: 0.1 to 3%, Al: 0.05 to 0.5% A, balance multielectrode sided submerged arc welding bonded flux, characterized in that it consists of inevitable impurities.

(2)フラックスの全質量に対する質量%で、Zr酸化物のZrO2換算値の合計:0.01〜0.3%をさらに含有することを特徴とする(1)に記載の片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックス。 (2) The single-sided submerged arc welding according to (1), further containing, in mass% with respect to the total mass of the flux, a total of ZrO 2 converted values of Zr oxide: 0.01 to 0.3% Bond flux.

(3)フラックスの全質量に対する質量%で、Fe酸化物のFeO換算値の合計:1%以下であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスである。   (3) The bond for multi-electrode single-sided submerged arc welding according to (1) or (2), characterized in that the total mass of Fe oxide is 1% or less in terms of mass% with respect to the total mass of the flux. It is flux.

本発明を適用した多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスによれば、3電極以上の多電極片面サブマージアーク溶接を行う上で、特に厚鋼板の大入熱溶接を行う上においても、アークが安定し、スラグ剥離性が良好で、アンダーカット等の溶接欠陥が無い優れたビード形状・外観が得られ、かつ良好な強度及び安定した低温靭性の溶接金属が得られる多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスを提供することが可能となる。   According to the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding to which the present invention is applied, the arc is stable when performing multi-electrode single-sided submerged arc welding of three or more electrodes, particularly when performing high heat input welding of thick steel plates. Bonds for multi-electrode single-sided submerged arc welding with good slag removability, excellent bead shape and appearance without weld defects such as undercut, and good weld strength and stable low-temperature toughness. It becomes possible to provide a flux.

本発明の実施例で用いたフラックス銅バッキング片面サブマージアーク溶接方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flux copper backing single-sided submerged arc welding method used in the Example of this invention. 本発明の実施例で用いた鋼板の開先形状を示す図である。It is a figure which shows the groove shape of the steel plate used in the Example of this invention. 本発明の実施例で用いた溶接金属の引張試験片採取位置を示す図である。It is a figure which shows the tensile test piece collection position of the weld metal used in the Example of this invention. 本発明の実施例で用いた溶接金属の衝撃試験片採取位置を示す図である。It is a figure which shows the impact test piece collection position of the weld metal used in the Example of this invention.

本発明者らは、厚鋼板の多電極片面サブマージアーク溶接において、アークが安定し、スラグ剥離性、アンダーカット等の溶接欠陥が無いビード形状・外観が得られ、良好な強度及び安定した低温靭性の溶接金属が得られる多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスを得るためにボンドフラックスの成分組成について種々検討を行った。   In the multi-electrode single-sided submerged arc welding of thick steel plates, the arc is stable, slag peelability, bead shape and appearance without welding defects such as undercut, good strength and stable low temperature toughness are obtained. In order to obtain a bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding that yields a weld metal of various sizes, various studies were made on the composition of the bond flux.

造船建造の大板継に適用する多電極高速片面サブマージアーク溶接は、板厚が8mmから40mmまでと幅広く、鋼板の板厚が厚くなるほど大入熱の溶接となる。   Multi-electrode high-speed single-sided submerged arc welding, which is applied to large plate joints for shipbuilding, has a wide range of plate thicknesses from 8 mm to 40 mm, and the heat input increases as the plate thickness increases.

そのため、大入熱溶接においてもアークが安定して優れた溶接作業性を得るために、ボンドフラックス中のスラグ組成について検討した。   Therefore, the slag composition in the bond flux was examined in order to obtain an excellent welding workability with a stable arc even in high heat input welding.

その結果、金属炭酸塩の添加量が多くなるとアークが不安定になりやすいことがわかった。金属炭酸塩は、アーク中で熱分解してCO又はCO2ガスを発生させるが、ガスの発生量が過剰になると溶融金属の進行を妨げるように働き、アークが不安定になりやすく、吹き上げ現象を助長させることを知見した。そこで、金属炭酸塩を除去した結果、アーク安定性は向上したが、アーク雰囲気中の窒素及び酸素を低減させる効果が無くなり、溶接金属の低温靭性が低下した。以上のことから、溶接金属の低温靭性を得るためには、ボンドフラックス中の金属炭酸塩は必須成分であり、除去できないことが判明した。 As a result, it was found that the arc tends to become unstable as the amount of added metal carbonate increases. Metal carbonate is pyrolyzed in the arc to generate CO or CO 2 gas, but if the amount of gas generated is excessive, it works to hinder the progress of the molten metal, making the arc unstable and blowing up. It was found to promote Thus, as a result of removing the metal carbonate, the arc stability was improved, but the effect of reducing nitrogen and oxygen in the arc atmosphere was lost, and the low temperature toughness of the weld metal was lowered. From the above, in order to obtain the low temperature toughness of the weld metal, it has been found that the metal carbonate in the bond flux is an essential component and cannot be removed.

このため、金属炭酸塩を添加することを前提としたボンドフラックスのスラグ組成について検討を行った結果、ボンドフラックスのSi酸化物、Ca酸化物、Ti酸化物、Mg酸化物、Al酸化物、金属炭酸塩のCO2換算値の合計及びNa酸化物とK酸化物の合計を適量添加することによってアークが安定することを見出した。 For this reason, as a result of investigating the slag composition of the bond flux on the assumption that the metal carbonate is added, the Si oxide, Ca oxide, Ti oxide, Mg oxide, Al oxide, metal of the bond flux It has been found that the arc is stabilized by adding an appropriate amount of the total CO 2 equivalent value of carbonate and the total of Na oxide and K oxide.

また、スラグ剥離性はSi酸化物、Ca酸化物、Mg酸化物を適量添加することによって、ビード表面のこびりつきはTi酸化物の適量添加で良好になることを見出した。   Further, it has been found that the slag peelability is improved by adding appropriate amounts of Si oxide, Ca oxide, and Mg oxide, and stickiness on the bead surface is improved by adding an appropriate amount of Ti oxide.

さらに、ビード形状・外観については、Si酸化物、Ca酸化物、Mg酸化物、Ti酸化物、Al酸化物、Ca酸化物、金属弗化物を適量添加することで溶融スラグの融点、流動性を最適化することと、鉄粉を適量添加することでアーク集中性を高めて良好なビード形状・外観が得られることを見出した。   Furthermore, for the bead shape and appearance, the melting point and fluidity of the molten slag can be improved by adding appropriate amounts of Si oxide, Ca oxide, Mg oxide, Ti oxide, Al oxide, Ca oxide, and metal fluoride. It has been found that a good bead shape and appearance can be obtained by improving the arc concentration by optimizing and adding an appropriate amount of iron powder.

次に溶接金属の機械性能について検討した。良好な強度及び安定した低温靭性の溶接金属を得るためには、ボンドフラックス中に脱酸剤、合金剤等を添加し、かつフラックスの塩基度を高くして溶接金属の酸素量を低く抑え、焼入れ性を高める必要がある。しかし過剰に脱酸剤及び合金剤を添加すると、溶接金属の焼入れ性が過剰となり、強度が高くなって低温靭性が低下する。そこで、様々な板厚における溶接入熱量の変化に対応したボンドフラックスを開発するため、種々の脱酸剤、合金剤及びスラグ組成を検討した。   Next, the mechanical performance of the weld metal was examined. In order to obtain a weld metal with good strength and stable low temperature toughness, a deoxidizer, an alloying agent, etc. are added to the bond flux, and the basicity of the flux is increased to keep the oxygen content of the weld metal low, It is necessary to improve hardenability. However, if a deoxidizer and an alloying agent are added excessively, the hardenability of the weld metal becomes excessive, the strength increases, and the low temperature toughness decreases. Therefore, various deoxidizers, alloying agents, and slag compositions were investigated in order to develop bond fluxes corresponding to changes in welding heat input at various plate thicknesses.

その結果、ボンドフラックス中のSi、Mn、Mo、Ti、Al、B23、Mg酸化物及び金属弗化物を適量添加することによって良好な強度及び低温靭性が得られることを見出した。特に大入熱溶接における安定した低温靭性を得るためにはMo、Ti及びB23の添加量を最適化することで溶接金属の組織を微細化させることが有効であることを見出した。 As a result, it was found that good strength and low temperature toughness can be obtained by adding appropriate amounts of Si, Mn, Mo, Ti, Al, B 2 O 3 , Mg oxide and metal fluoride in the bond flux. In particular, it has been found that it is effective to refine the microstructure of the weld metal by optimizing the addition amount of Mo, Ti and B 2 O 3 in order to obtain stable low temperature toughness in high heat input welding.

また、Zr酸化物を適量添加することによりさらにスラグ剥離性が良好になり、Fe酸化物の添加量を制限することによってさらにビード形状が良好になることも見出した。   It has also been found that slag peelability is further improved by adding an appropriate amount of Zr oxide, and that the bead shape is further improved by limiting the amount of Fe oxide added.

以下に本発明を適用した多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスの成分組成の限定理由について説明する。なお、以下成分については、多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックス全質量に対する質量%を示すこととし、その質量%を表わすときは単に%と記載して表すこととする。   The reason for limiting the component composition of the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding to which the present invention is applied will be described below. In addition, about the following component, it shall show the mass% with respect to the total mass of the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding, and when expressing the mass%, it shall be expressed simply as%.

[Si酸化物のSiO2換算値の合計:11〜25%]
Si酸化物は、良好な溶接ビードを形成するための重要な成分である。またSi酸化物、スラグをガラス質の性状にして、砕けやすく剥離性の良好なスラグにする効果を発揮する。Si酸化物のSiO2換算値の合計が11%未満であると、ビード趾端部のなじみが悪くなり、スラグ剥離性が劣化し、ビード形状・外観が不良でアンダーカットも生じる。一方、Si酸化物のSiO2換算値の合計が25%を超えると、溶接金属中の酸素量が増加して低温靭性が低下する。したがって、Si酸化物のSiO2換算値の合計は11〜25%とする。なお、Si酸化物は、珪砂、ジルコンサンド、珪灰石、水ガラス(珪酸ソーダ、珪酸カリウム)等から添加できる。
[Total of SiO 2 conversion value of Si oxide: 11-25%]
Si oxide is an important component for forming a good weld bead. Moreover, Si oxide and slag are made into a glassy property, and the effect which makes it easy to crush and makes slag with favorable peelability is exhibited. When the total SiO 2 conversion value of the Si oxide is less than 11%, the fit of the bead heel end portion is deteriorated, the slag peelability is deteriorated, the bead shape / appearance is poor, and the undercut occurs. On the other hand, if the total of SiO 2 conversion values of the Si oxide exceeds 25%, the amount of oxygen in the weld metal increases and the low temperature toughness decreases. Therefore, the total of SiO 2 conversion values of Si oxide is 11 to 25%. Si oxide can be added from silica sand, zircon sand, wollastonite, water glass (sodium silicate, potassium silicate) or the like.

[Ca酸化物のCaO換算値の合計:1〜10%]
Ca酸化物は、スラグの融点及び流動性を調整するために重要な成分である。Ca酸化物のCaO換算値の合計が1%未満であると、ビード趾端部のなじみが悪くなり、ビード形状・外観が不良でアンダーカットも生じる。一方、Ca酸化物のCaO換算値の合計が10%を超えると、スラグ流動性が悪くなり、ビード高さが不均一となってスラグ剥離性及びビード形状・外観が不良となる。したがって、Ca酸化物のCaO換算値の合計は1〜10%とする。なお、Ca酸化物は、珪灰石、炭酸カルシウム等から添加できる。
[Total of Ca oxide converted to CaO: 1 to 10%]
Ca oxide is an important component for adjusting the melting point and fluidity of the slag. If the total CaO equivalent value of the Ca oxide is less than 1%, the familiarity of the bead heel end is deteriorated, the bead shape / appearance is poor, and undercutting occurs. On the other hand, when the total CaO equivalent value of Ca oxide exceeds 10%, the slag fluidity is deteriorated, the bead height is non-uniform, and the slag peelability and the bead shape / appearance are poor. Therefore, the total CaO equivalent value of Ca oxide is 1 to 10%. In addition, Ca oxide can be added from wollastonite, calcium carbonate, or the like.

[Mg酸化物のMgO換算値の合計:10〜30%]
Mg酸化物は、スラグの耐火性及び塩基度を向上させて溶接金属の酸素量を低減する効果がある。Mg酸化物のMgO換算値の合計が10%未満であると、フラックスの塩基度が低くなり、溶接金属中の酸素量が増加して低温靭性が低下する。一方、Mg酸化物のMgO換算値の合計が30%を超えると、フラックスの軟化溶融点が高くなり、ビード表面の波目が粗くなり、スラグ剥離性及びビード形状・外観が不良となる。したがって、Mg酸化物のMgO換算値の合計は10〜30%とする。なお、Mg酸化物は、マグネシアクリンカー、炭酸マグネシウム等から添加できる。
[Total MgO conversion value of Mg oxide: 10-30%]
Mg oxide has the effect of reducing the oxygen content of the weld metal by improving the fire resistance and basicity of the slag. When the total MgO equivalent value of the Mg oxide is less than 10%, the basicity of the flux decreases, the amount of oxygen in the weld metal increases, and the low temperature toughness decreases. On the other hand, if the total MgO equivalent value of the Mg oxide exceeds 30%, the softening and melting point of the flux becomes high, the waviness of the bead surface becomes rough, and the slag peelability and the bead shape / appearance are poor. Therefore, the total MgO equivalent value of Mg oxide is 10 to 30%. The Mg oxide can be added from magnesia clinker, magnesium carbonate or the like.

[Ti酸化物のTiO2換算値の合計:1〜10%]
Ti酸化物は、アーク安定性を良好にする効果がある。またTi酸化物は、ビード表面の平滑性にも有効である。Ti酸化物のTiO2換算値の合計が1%未満であると、アークが不安定で、ビード表面の平滑性向上効果が得られずビード形状・外観が不良となる。一方、Ti酸化物のTiO2換算値の合計が10%を超えると、スラグが緻密になってスラグ剥離性が不良となる。また、スラグがビード表面こびり付き易くなりビード形状・外観が劣化する。したがって、Ti酸化物のTiO2換算値の合計は1〜10%とする。なお、Ti酸化物は、ルチール、酸化チタン、チタンスラグ等から添加できる。
[Total of TiO 2 converted values of Ti oxide: 1 to 10%]
Ti oxide has the effect of improving the arc stability. Ti oxide is also effective for the smoothness of the bead surface. If the total TiO 2 conversion value of the Ti oxide is less than 1%, the arc is unstable, the effect of improving the smoothness of the bead surface cannot be obtained, and the bead shape and appearance are poor. On the other hand, if the total of TiO 2 converted values of the Ti oxide exceeds 10%, the slag becomes dense and the slag peelability becomes poor. In addition, the slag tends to stick to the bead surface and the bead shape and appearance deteriorate. Therefore, the total of the TiO 2 converted values of the Ti oxide is 1 to 10%. Ti oxide can be added from rutile, titanium oxide, titanium slag or the like.

[Al酸化物のAl23換算値の合計:1〜8%]
Al酸化物は、スラグ剥離性及びビード外観を良好にする効果がある。またAl酸化物は、良好なアーク安定性を得るのに有効である。Al酸化物のAl23換算値の合計が1%未満であると、アークが不安定で、スラグ剥離性及びビード表面の波目が粗くなりビード形状・外観が劣化する。一方、Al酸化物のAl23換算値の合計が8%を超えると、ビード形状が凸状となりスラグ剥離性も不良となる。したがって、Al酸化物のAl23換算値の合計は1〜8%とする。なお、Al酸化物は、アルミナ、長石、珪砂等から添加できる。
Total of terms of Al 2 O 3 value of Al oxide: 1 to 8%
Al oxide has the effect of improving the slag peelability and bead appearance. Moreover, Al oxide is effective in obtaining good arc stability. If the total of Al 2 O 3 converted values of Al oxides is less than 1%, the arc is unstable, the slag peelability and the wavy surface of the bead surface become rough, and the bead shape and appearance deteriorate. On the other hand, if the total of Al 2 O 3 converted values of the Al oxide exceeds 8%, the bead shape becomes convex and the slag peelability becomes poor. Therefore, the total of Al 2 O 3 converted values of Al oxide is 1 to 8%. The Al oxide can be added from alumina, feldspar, silica sand or the like.

[弗素化合物のF換算値の合計:1〜6%]
弗素化合物は、スラグの融点及び流動性を調整するために重要な成分である。また弗素化合物は、フラックスの塩基度を高くして低温靭性を向上させる効果がある。弗素化合物のF換算値の合計が1%未満であると、フラックスの塩基度が低くなり、溶接金属中の酸素量が増加して低温靭性が低下する。一方、弗素化合物のF換算値の合計が6%を超えると、フラックスの軟化溶融点が低くなり、ビード平滑性が低下してビード形状・外観が不良となる。したがって、弗素化合物のF換算値の合計は1〜6%とする。なお、弗素化合物は、弗化アルミ、蛍石等から添加できる。
[Total F converted value of fluorine compounds: 1-6%]
The fluorine compound is an important component for adjusting the melting point and fluidity of the slag. Fluorine compounds have the effect of increasing the basicity of the flux and improving the low temperature toughness. If the total F converted value of the fluorine compound is less than 1%, the basicity of the flux is lowered, the amount of oxygen in the weld metal is increased, and the low temperature toughness is lowered. On the other hand, if the total F converted value of the fluorine compound exceeds 6%, the softening and melting point of the flux is lowered, the bead smoothness is lowered, and the bead shape / appearance is poor. Therefore, the total F converted value of the fluorine compound is 1 to 6%. The fluorine compound can be added from aluminum fluoride, fluorite or the like.

[金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計:1〜8%]
金属炭酸塩は、アーク中で分解してCO又はCO2ガスを発生させてアーク安定性を向上させるとともに、アーク雰囲気中の窒素及び酸素を低減させる効果がある。金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計が1%未満であると、アークが不安定となり、ビード形状・外観が不良となる。また、溶接金属中の窒素及び酸素が増加して低温靭性が低下する。一方、金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計が8%を超えると、CO又はCO2ガスの発生量が過剰となり、かえってアークが不安定になるとともにビード形状・外観が劣化する。したがって、金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計は1〜8%とする。なお、金属炭酸塩は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸マンガン、炭酸鉄、炭酸リチウム等から添加できる。
[Total of 1 or 2 kinds of metal carbonate converted to CO 2 : 1 to 8%]
The metal carbonate decomposes in the arc and generates CO or CO 2 gas to improve the arc stability, and has the effect of reducing nitrogen and oxygen in the arc atmosphere. If the total of one or more metal carbonates converted to CO 2 is less than 1%, the arc becomes unstable and the bead shape / appearance becomes poor. In addition, nitrogen and oxygen in the weld metal increase and low temperature toughness decreases. On the other hand, if the total of one or more metal carbonates in terms of CO 2 conversion exceeds 8%, the amount of CO or CO 2 gas generated will be excessive, the arc will become unstable, and the bead shape and appearance Deteriorates. Accordingly, the total of one or more metal carbonates converted to CO 2 is 1 to 8%. The metal carbonate can be added from calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, manganese carbonate, iron carbonate, lithium carbonate or the like.

[Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計:1〜5%]
Na酸化物及びK酸化物は、アークの安定性を改善する効果を有する。Na化合物及びK化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計が1%未満であると、アークの安定性を改善する効果が得られない。一方、Na化合物及びK化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計が5%を超えると、ビード表面の光沢が失われてビード外観が不良となる。したがって、Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の合計は1〜5%とする。なお、Na酸化物及びK酸化物は、水ガラス中の珪酸ソーダ及び珪酸カリウム、カリ長石等から添加できる。
[Total of one or more of Na oxide and K oxide converted to Na 2 O and K 2 O: 1 to 5%]
Na oxide and K oxide have the effect of improving the stability of the arc. When the total of one or more of Na 2 O converted value and K 2 O converted value of Na compound and K compound is less than 1%, the effect of improving the arc stability cannot be obtained. On the other hand, if the total of one or two or more of Na 2 O converted value and K 2 O converted value of Na compound and K compound exceeds 5%, the gloss of the bead surface is lost and the bead appearance becomes poor. Therefore, the total of Na 2 O equivalent value and K 2 O equivalent value of Na oxide and K oxide is 1 to 5%. Na oxide and K oxide can be added from sodium silicate, potassium silicate, potassium feldspar and the like in water glass.

[B23:0.1〜3%]
23は、溶接金属のミクロ組織を微細化し、溶接金属の低温靭性を安定にする効果がある。B23が0.1%未満であると、溶接金属の低温靭性にばらつきが発生する。一方、B23が3%を超えると、溶接金属が硬化し、かえって低温靭性が低下する。したがって、B23は0.1〜3%とする。なお、B23は酸化硼素、硼砂等から添加できる。
[B 2 O 3 : 0.1 to 3%]
B 2 O 3 has the effect of refining the microstructure of the weld metal and stabilizing the low temperature toughness of the weld metal. When B 2 O 3 is less than 0.1%, variations occur in the low temperature toughness of the weld metal. On the other hand, if B 2 O 3 exceeds 3%, the weld metal is hardened and the low-temperature toughness is lowered. Therefore, B 2 O 3 is 0.1 to 3%. B 2 O 3 can be added from boron oxide, borax or the like.

[Fe:15〜40%]
Feは、溶着効率の向上及びアークの集中性を向上させてビード形状を安定にさせる効果がある。Feが15%未満であると、溶着効率が低下し、アークの集中性が劣るため裏ビードの形状が不良となり、またアンダーカットが発生する。一方、Feが40%を超えると、ビード表面に鉄粒突起が発生してビード形状・外観が劣化し、またスラグ剥離性も不良となる。したがって、Feは15〜40%とする。なお、Feは鉄粉及びFe−Si、Fe−MnやFe−Mo等から添加できる。
[Fe: 15-40%]
Fe has the effect of stabilizing the bead shape by improving the welding efficiency and the concentration of the arc. If the Fe content is less than 15%, the welding efficiency is lowered, the arc concentration is inferior, and the shape of the back bead becomes poor, and undercut occurs. On the other hand, if the Fe content exceeds 40%, iron grain protrusions are generated on the bead surface, the bead shape / appearance is deteriorated, and the slag peelability becomes poor. Therefore, Fe is made 15 to 40%. Note that Fe can be added from iron powder, Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Mo, or the like.

[Si:0.5〜2%]
Siは、脱酸剤であり溶接金属の酸素量を低減させる効果がある。Siが0.5%未満であると、脱酸効果が得られず、溶接金属の強度及び低温靭性が低下する。一方、Siが2%を超えると、溶接金属の強度が高くなり低温靭性が低下する。したがって、Siは0.5〜2%とする。なお、Siは金属Si、Fe−Si、Fe−Si−Mn等から添加できる。
[Si: 0.5-2%]
Si is a deoxidizer and has the effect of reducing the oxygen content of the weld metal. If Si is less than 0.5%, the deoxidizing effect cannot be obtained, and the strength and low temperature toughness of the weld metal are lowered. On the other hand, when Si exceeds 2%, the strength of the weld metal increases and the low temperature toughness decreases. Therefore, Si is 0.5 to 2%. Si can be added from metal Si, Fe-Si, Fe-Si-Mn, or the like.

[Mn:0.5〜1.5%]
Mnは、Siと同様に脱酸剤であり、溶接金属の酸素量を低減する。Mnが0.5%未満であると、脱酸効果が得られず、溶接金属の強度及び低温靭性が低下する。一方、Mnが1.5%を超えると、溶接金属に過剰に歩留まって強度が高くなり、低温靭性が低下する。したがって、Mnは0.5〜1.5%とする。なお、Mnは 金属Mn、Fe−Mn、Fe−Si−Mn等から添加できる。
[Mn: 0.5 to 1.5%]
Mn is a deoxidizer like Si and reduces the oxygen content of the weld metal. When Mn is less than 0.5%, the deoxidizing effect cannot be obtained, and the strength and low temperature toughness of the weld metal are lowered. On the other hand, when Mn exceeds 1.5%, the yield is excessively increased in the weld metal, the strength is increased, and the low temperature toughness is lowered. Therefore, Mn is 0.5 to 1.5%. Mn can be added from metal Mn, Fe-Mn, Fe-Si-Mn, or the like.

[Mo:0.1〜3%]
Moは、溶接金属の焼き入れ性を向上させる元素であり、特に厚鋼板の大入熱溶接での強度を確保する効果がある。またMoは、溶接金属の組織を微細化させて低温靭性を安定にするのに効果がある。Moが0.1%未満であると、溶接金属の強度が低下し、低温靭性にばらつきが発生する。一方、Moが3%を超えると、溶接金属の強度が過剰となり、かえって低温靭性が低下する。したがって、Moは0.1〜3%とする。なお、Moは金属Mo、Fe−Mo等から添加できる。
[Mo: 0.1-3%]
Mo is an element that improves the hardenability of the weld metal, and in particular has an effect of ensuring the strength in high heat input welding of thick steel plates. Mo is also effective in refining the weld metal structure and stabilizing low temperature toughness. If the Mo content is less than 0.1%, the strength of the weld metal decreases, and the low-temperature toughness varies. On the other hand, if Mo exceeds 3%, the strength of the weld metal becomes excessive, and the low-temperature toughness is lowered. Therefore, Mo is 0.1 to 3%. Mo can be added from metal Mo, Fe-Mo, or the like.

[Ti:0.1〜3%]
Tiは、溶接金属のミクロ組織を微細化して低温靭性を安定にする効果がある。Tiが0.1%未満であると、溶接金属のミクロ組織を微細化する効果が得られず低温靭性にばらつきが発生する。一方、Tiが3%を超えると、溶接金属の強度が高くなり低温靭性が低下する。したがって、Tiは0.1〜3%とする。なお、Tiは金属Ti、Fe−Ti等から添加できる。
[Ti: 0.1 to 3%]
Ti has the effect of refining the microstructure of the weld metal and stabilizing low temperature toughness. When Ti is less than 0.1%, the effect of refining the microstructure of the weld metal cannot be obtained, and variation occurs in the low temperature toughness. On the other hand, if Ti exceeds 3%, the strength of the weld metal increases and the low-temperature toughness decreases. Therefore, Ti is 0.1 to 3%. Ti can be added from metal Ti, Fe-Ti, or the like.

[Al:0.05〜0.5%]
Alは、強脱酸剤であり特に厚鋼板の大入熱溶接において、溶接金属の低温靭性を改善する効果がある。Alが0.05%未満であると、溶接金属中の酸素量が多くなり低温靭性が低下する。一方、Alが0.5%を超えると、Al酸化物として溶接金属に残留して低温靭性が低下する。したがって、Alは0.05〜0.5%とする。なお、Alは金属Al、Fe−Al等から添加できる。
[Al: 0.05 to 0.5%]
Al is a strong deoxidizer and has the effect of improving the low temperature toughness of the weld metal, particularly in large heat input welding of thick steel plates. If the Al content is less than 0.05%, the amount of oxygen in the weld metal increases and the low temperature toughness decreases. On the other hand, if Al exceeds 0.5%, it remains in the weld metal as Al oxide and the low temperature toughness decreases. Therefore, Al is made 0.05 to 0.5%. Al can be added from metal Al, Fe-Al, or the like.

[Zr酸化物のZrO2換算値の合計:0.01〜0.3%]
Zr酸化物はスラグ剥離性を改善させる効果がある。Zr酸化物のZrO2換算値の合計が0.01%未満であると、その効果が得られない。一方、Zr酸化物のZrO2換算値の合計が0.3%を超えると、スラグが緻密になってかえってスラグ剥離性が不良になる。したがって、Zr酸化物のZrO2換算値の合計は0.01〜0.3%とする。なお、Zr酸化物は、ジルコンサンド、ジルコンフラワー、酸化ジルコニウム等から添加できる。
[Total ZrO 2 conversion value of Zr oxide: 0.01 to 0.3%]
Zr oxide has the effect of improving slag peelability. If the total of ZrO 2 converted values of the Zr oxide is less than 0.01%, the effect cannot be obtained. On the other hand, if the total of ZrO 2 converted values of the Zr oxide exceeds 0.3%, the slag becomes dense and the slag peelability becomes poor. Therefore, the total of ZrO 2 conversion values of the Zr oxide is set to 0.01 to 0.3%. The Zr oxide can be added from zircon sand, zircon flour, zirconium oxide or the like.

[Fe酸化物のFeO換算値の合計:1%以下]
Fe酸化物は、Ti酸化物中及びMg酸化物中に微量に含まれる。しかし、Fe酸化物のFeO換算値の合計が1%を超えると、ビード表面の平滑性が損なわれるためビード形状・外観が不良となる。したがって、Fe酸化物のFeO換算値の合計は1%以下とする。
[Total FeO equivalent value of Fe oxide: 1% or less]
Fe oxide is contained in a trace amount in Ti oxide and Mg oxide. However, if the total FeO equivalent value of the Fe oxide exceeds 1%, the bead shape and appearance become poor because the smoothness of the bead surface is impaired. Therefore, the total FeO equivalent value of the Fe oxide is 1% or less.

残部は、P、S等の不可避不純物であり、P及びSは共に低融点の化合物を生成して低温靭性を低下させるので、できるだけ低いことが好ましい。
なお、本発明の多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスを用いた片面溶接は、安定したアーク、ワイヤ送給性、溶着効率向上を可能とした溶接をするために、組み合せるワイヤ径は4.0〜6.4mmとし、3電極以上の多電極片面サブマージアーク溶接に適用する。
The balance is inevitable impurities such as P and S. Since both P and S generate a low melting point compound and lower the low temperature toughness, it is preferably as low as possible.
In the single-side welding using the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding according to the present invention, the diameter of the wire to be combined is 4 in order to perform welding capable of improving stable arc, wire feedability and welding efficiency. 0 to 6.4 mm, and applied to multi-electrode single-sided submerged arc welding with 3 or more electrodes.

以下、実施例により本発明の効果をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the effect of the present invention will be described in more detail with reference to examples.

表1に示す各種フラックス成分を調整したボンドフラックスと表2に示す化学組成の裏フラックス、表3に示す化学組成のワイヤを用いて、表4に示す化学組成の板厚40mmの被溶接鋼板4を図2に示すように開先角度45°、ルートフェイス6mmの開先形状に加工し、表5に示す条件No.1(3電極)又は条件No.2(4電極)による溶接条件にて、FCuB片面サブマージアーク溶接試験を実施した。   A welded steel plate 4 having a chemical composition shown in Table 4 and having a thickness of 40 mm using a bond flux prepared with various flux components shown in Table 1, a back flux having a chemical composition shown in Table 2, and a wire having a chemical composition shown in Table 3. 2 was processed into a groove shape with a groove angle of 45 ° and a root face of 6 mm as shown in FIG. 1 (3 electrodes) or condition no. An FCuB single-sided submerged arc welding test was conducted under the welding conditions of 2 (4 electrodes).

なお、表1に示すボンドフラックスは水ガラスを固着剤として造粒した後、400〜550℃で2時間焼成し、粒径を1.4×0.15mmに整粒した。   The bond flux shown in Table 1 was granulated with water glass as a fixing agent, and then calcined at 400 to 550 ° C. for 2 hours to adjust the particle size to 1.4 × 0.15 mm.

また、表3に示すワイヤは原線を縮径、焼鈍、酸洗、銅めっきして素線とし、それらの素線を4.8mm及び6.4mm径まで伸線して用いた。   In addition, the wires shown in Table 3 were used by drawing the raw wires to 4.8 mm and 6.4 mm diameters by reducing the diameter, annealing, pickling, and copper plating to form the strands.

Figure 2019150859
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各試作ボンドフラックスの評価は、条件No.1又は条件No.2による片面サブマージアーク溶接時のアーク安定性、溶接後のスラグ剥離性、アンダーカットの有無、表ビード表面の鉄粒突起及びスラグこびり付きの有無、ビード形状・外観を調査し、さらに溶接金属の引張強度及び低温靭性を調査した。   Each prototype bond flux was evaluated under the condition no. 1 or condition no. Investigate the arc stability during single-sided submerged arc welding with 2; slag peelability after welding; presence of undercut; presence of iron grain protrusions and slag sticking on the surface bead surface; bead shape and appearance; The strength and low temperature toughness were investigated.

溶接金属の機械性能評価は、図3に示すように被溶接鋼板4の板厚tの中央(t/2)から引張試験片7(JIS Z 2241 10号)を採取した。シャルピー衝撃試験片8(JIS Z2242 Vノッチ試験片)は、図4に示すように被溶接鋼板4の表面4bより2mmの深さから採取したシャルピー衝撃試験片8F及び裏面4cより2mmの深さから採取したシャルピー衝撃試験片8Rの2種類を採取した。引張強さの評価は、490〜690Mpaを良好とした。低温靭性の評価は、−20におけるシャルピー衝撃試験により行い、各々繰返し数3本の平均値が50J以上で平均値と最小値との差が10J以下、被溶接鋼板4の板厚方向の平均値の差(鋼板表面側と鋼板裏面側における吸収エネルギーの平均値の差)が20J以下を良好とした。これらの結果を表6にまとめて示す。   For the mechanical performance evaluation of the weld metal, a tensile test piece 7 (JIS Z 2241 10) was sampled from the center (t / 2) of the plate thickness t of the welded steel plate 4 as shown in FIG. The Charpy impact test piece 8 (JIS Z2242 V-notch test piece) has a depth of 2 mm from the Charpy impact test piece 8F and the back surface 4c taken from the depth of 2 mm from the front surface 4b of the welded steel plate 4 as shown in FIG. Two kinds of collected Charpy impact test pieces 8R were collected. Evaluation of tensile strength made 490-690 Mpa favorable. The low temperature toughness is evaluated by a Charpy impact test at -20, and the average value of 3 repetitions is 50 J or more, the difference between the average value and the minimum value is 10 J or less, and the average value in the plate thickness direction of the steel plate 4 to be welded. Of 20J or less (difference in average value of absorbed energy between the steel plate surface side and the steel plate back side) was determined to be good. These results are summarized in Table 6.

Figure 2019150859
Figure 2019150859

表1及び表6中のフラックス記号F1〜F13が本発明例、フラックス記号F14〜F30は比較例である。本発明例であるフラックス記号F1〜F13は、フラックス中のSi酸化物のSiO2換算値、Ca酸化物のCaO換算値の合計、Mg酸化物のMgO換算値の合計、Ti酸化物のTiO2換算値の合計、Al酸化物のAl23換算値の合計、弗素化合物のF換算値の合計、金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計、Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計、B23、Fe、Si、Mn、Mo、Alが適正であるので、アークが安定で、アンダーカットや表ビード表面の鉄粒突起及びスラグのこびり付きが無く、スラグ剥離性、ビード形状・外観が良好であった。また、溶接金属の引張強さ及び吸収エネルギーエネルギーも良好であるなど極めて満足な結果であった。 Flux symbols F1 to F13 in Tables 1 and 6 are examples of the present invention, and flux symbols F14 to F30 are comparative examples. Flux symbols F1 to F13, which are examples of the present invention, are the SiO 2 equivalent value of the Si oxide in the flux, the CaO equivalent value of the Ca oxide, the MgO equivalent value of the Mg oxide, and the TiO 2 of the Ti oxide. Total converted value, total Al 2 O 3 converted value of Al oxide, total F converted value of fluorine compound, total of one or more CO 2 converted values of metal carbonate, Na oxide and K Since the total of one or more of Na 2 O converted value and K 2 O converted value of oxide, B 2 O 3 , Fe, Si, Mn, Mo, Al is appropriate, the arc is stable and under There were no cuts or iron grain protrusions on the surface bead surface and no slag sticking, and the slag peelability, bead shape and appearance were good. In addition, the tensile strength and absorbed energy energy of the weld metal were good, and the results were extremely satisfactory.

なお、フラックス記号F2、F3、F6、F7、F9、F11、F12は、Zr酸化物のZrO2換算値が適正であるのでスラグ剥離性が非常に良好であった。 The flux symbols F2, F3, F6, F7, F9, F11, and F12 had very good slag removability because the ZrO 2 converted value of the Zr oxide was appropriate.

また、フラックス記号F4、F5、F8はFe酸化物のFeO換算値が多いので、ビード形状・外観がやや不良であったが、実用上特に問題とならない程度であった。   Further, since the flux symbols F4, F5, and F8 have a large amount of Fe oxide in terms of FeO, the bead shape and appearance were somewhat poor, but were practically not problematic.

比較例中フラックス記号14は、Si酸化物のSiO2換算値が少ないので、ビード趾端部のなじみが悪く表ビード形状・外観及びスラグ剥離性が不良でアンダーカットも発生した。また、Zr酸化物のZrO2換算値が少ないので、スラグ剥離性を改善させる効果が得られなかった。 Since the flux symbol 14 in the comparative example has a small SiO 2 equivalent value of Si oxide, the fit of the bead heel end portion was poor, the surface bead shape / appearance and slag peelability were poor, and undercut occurred. Further, since the terms of ZrO 2 value of Zr oxide is small, the effect of improving the slag removability were not obtained.

フラックス記号F15は、Si酸化物のSiO2換算値が多いので溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、Feが多いので、ビード表面に鉄粒突起が発生し、スラグ剥離性及び表ビード形状・外観も不良であった。 Since the flux symbol F15 has a large SiO 2 equivalent value of Si oxide, the absorbed energy of the weld metal was low. Moreover, since there was much Fe, the iron particle protrusion generate | occur | produced on the bead surface, and slag peelability and surface bead shape and appearance were also inferior.

フラックス記号F16は、Ca酸化物のCaO換算値が少ないので、ビード趾端部のなじみが悪く表ビード形状・外観が不良でアンダーカットも発生した。また、Siが少ないので溶接金属の引張強さ及び吸収エネルギーが低値であった。   In the flux symbol F16, since the Ca oxide value of Ca oxide is small, the familiarity of the end portion of the bead collar is poor, the surface bead shape / appearance is poor, and undercut occurs. Moreover, since there is little Si, the tensile strength and absorbed energy of the weld metal were low.

フラックス記号F17は、Ca酸化物のCaO換算値が多いので、スラグ剥離性及び表ビード形状・外観が不良であった。また、Mnが少ないので、溶接金属の引張強さ及び吸収エネルギーが低値であった。   Since the flux symbol F17 has many Ca oxide conversion values of Ca oxide, the slag peelability and the surface bead shape / appearance were poor. Moreover, since Mn is small, the tensile strength and absorbed energy of the weld metal were low.

フラックス記号F18は、Mg酸化物のMgO換算値が少ないので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、Zr酸化物のZrO2換算値が多いので、スラグ剥離性が不良であった。 Since the flux symbol F18 has a small MgO equivalent value of Mg oxide, the absorbed energy of the weld metal was low. Further, since the terms of ZrO 2 value of Zr oxide is large, the slag removability was poor.

フラックス記号F19は、Mg酸化物のMgO換算値が多いので、スラグ剥離性及び表ビード形状・外観が不良であった。また、Alが少ないので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。   Since the flux symbol F19 has a large MgO equivalent value of Mg oxide, the slag peelability and the surface bead shape / appearance were poor. Moreover, since there is little Al, the absorbed energy of the weld metal was low.

フラックス記号F20は、Ti酸化物のTiO2換算値が少ないので、アークが不安定で、表ビード形状・外観も不良であった。また、B23が多いので、溶接金属の引張強さが高くなり、吸収エネルギーが低値であった。 Flux code F20, since TiO 2 converted value of Ti oxides is small, the arc is unstable, it was poor also Table bead shape and appearance. Moreover, since the B 2 O 3 is large, the tensile strength of the weld metal becomes high and the absorbed energy were low.

フラックス記号F21は、Ti酸化物のTiO2換算値が多いので、スラグ剥離性が不良で、スラグがビード表面にこびり付き、表ビード形状・外観も不良であった。また、Mnが多いので、溶接金属の引張強さが高くなり吸収エネルギーが低値であった。 Since the flux symbol F21 has many TiO 2 converted values of Ti oxide, the slag peelability was poor, the slag was stuck to the bead surface, and the surface bead shape and appearance were also poor. Moreover, since there was much Mn, the tensile strength of the weld metal became high and the absorbed energy was low.

フラックス記号F22は、Al酸化物のAl23換算値が少ないので、アークが不安定で、表ビード形状・外観及びスラグ剥離性も不良であった。また、Moが少ないので溶接金属の引張強さが低値で、吸収エネルギーの平均値と最低値の差及び板厚方向の平均値の差が大きかった。 Flux code F22, since in terms of Al 2 O 3 value of Al oxide is small, the arc is unstable, Table bead shape and appearance and the slag removability was also poor. Moreover, since there was little Mo, the tensile strength of the weld metal was low, and the difference between the average value and the minimum value of the absorbed energy and the difference between the average values in the plate thickness direction were large.

フラックス記号F23は、Al酸化物のAl23換算値が多いので、表ビード形状・外観及びスラグ剥離性が不良であった。また、Moが多いので、溶接金属の引張強さが高くなり吸収エネルギーが低かった。 Since the flux symbol F23 has many Al 2 O 3 converted values of Al oxide, the surface bead shape / appearance and slag peelability were poor. Moreover, since there is much Mo, the tensile strength of a weld metal became high and the absorbed energy was low.

フラックス記号F24は、弗素化合物のF換算値が少ないので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。また、Feが少ないので、裏ビード形状・外観が不良でアンダーカットも発生した。   In the flux symbol F24, the F-converted value of the fluorine compound is small, so the absorbed energy of the weld metal is low. Further, since Fe was small, the back bead shape / appearance was poor and undercutting occurred.

フラックス記号F25は、弗素化合物のF換算値が多いので、表ビード形状・外観が不良であった。また、Tiが少ないので、吸収エネルギーの平均値と最低値の差及び板厚方向の平均値の差が大きかった。   Since the flux symbol F25 has many F-converted values of the fluorine compound, the surface bead shape and appearance were poor. Further, since Ti is small, the difference between the average value and the minimum value of the absorbed energy and the difference between the average values in the plate thickness direction were large.

フラックス記号F26は、金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計が少ないので、アークが不安定で、表ビード形状・外観も不良であった。また、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。 The flux symbol F26 had a small total of CO 2 equivalent values of one or more metal carbonates, so that the arc was unstable and the surface bead shape and appearance were poor. Moreover, the absorbed energy of the weld metal was low.

フラックス記号F27は、Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計が多いので、表ビード形状・外観が不良であった。また、Alが多いので、溶接金属の吸収エネルギーが低値であった。 Since the flux symbol F27 has a large total of one or more of Na oxide and K oxide converted to Na 2 O and K 2 O, the surface bead shape and appearance were poor. Moreover, since there is much Al, the absorbed energy of the weld metal was low.

フラックス記号F28は、Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計が多いので、アークが不安定であった。また、B23が少ないので、吸収エネルギーの平均値と最低値の差及び板厚方向の平均値の差が大きかった。 In the flux symbol F28, since the total of one or more of Na 2 O equivalent value and K 2 O equivalent value of Na oxide and K oxide was large, the arc was unstable. Further, since B 2 O 3 was small, the difference between the average value and the minimum value of the absorbed energy and the difference between the average values in the thickness direction were large.

フラックス記号F29は、Tiが多いので、溶接金属の引張強さが高くなり吸収エネルギーが低値であった。また、Fe酸化物のFeO換算値が多いので、表ビード形状・外観が不良であった。   Since the flux symbol F29 has a large amount of Ti, the tensile strength of the weld metal was high and the absorbed energy was low. Moreover, since there were many FeO conversion values of Fe oxide, the surface bead shape and external appearance were unsatisfactory.

フラックス記号F30は、金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計が多いので、アークが不安定で、表ビード形状・外観が不良であった。また、Siが多いので溶接金属の引張強さが高くなり吸収エネルギーが低値であった。 Flux code F30, since the sum of one or more of CO 2 in terms of the metal carbonate is large, the arc is unstable, Table bead shape and appearance was poor. Moreover, since there is much Si, the tensile strength of a weld metal became high and the absorbed energy was a low value.

1 裏当銅板
2 裏フラックス
3 エアーホース
4 被溶接鋼板
4a 開先裏面
5 ワイヤ
6 表フラックス
7 引張試験片
8F、8R 衝撃試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Back copper plate 2 Back flux 3 Air hose 4 Welded steel plate 4a Groove back surface 5 Wire 6 Front flux 7 Tensile test piece 8F, 8R Impact test piece

Claims (3)

多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックスにおいて、フラックスの全質量に対する質量%で、
Si酸化物のSiO2換算値の合計:11〜25%、
Ca酸化物のCaO換算値の合計:1〜10%、
Mg酸化物のMgO換算値の合計:10〜30%、
Ti酸化物のTiO2換算値の合計:1〜10%、
Al酸化物のAl23換算値の合計:1〜8%、
弗素化合物のF換算値の合計:1〜6%、
金属炭酸塩の1種又は2種以上のCO2換算値の合計:1〜8%、
Na酸化物及びK酸化物のNa2O換算値及びK2O換算値の1種又は2種以上の合計:1〜5%、
23:0.1〜3%、
Fe:15〜40%、
Si:0.5〜2%、
Mn:0.5〜1.5%、
Mo:0.1〜3%、
Ti:0.1〜3%、
Al:0.05〜0.5%を含有し、
残部は不可避不純物からなることを特徴とする多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
In the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding, in mass% with respect to the total mass of the flux,
Total of SiO 2 conversion value of Si oxide: 11 to 25%,
Total CaO equivalent value of Ca oxide: 1 to 10%,
Total MgO equivalent value of Mg oxide: 10-30%,
Total of TiO 2 conversion value of Ti oxide: 1 to 10%,
Total terms of Al 2 O 3 value of Al oxide: 1 to 8%
Total of F converted values of fluorine compounds: 1 to 6%,
Total of one or more metal carbonates in terms of CO 2 equivalent: 1 to 8%,
One or more of the total Na oxide and terms of Na 2 O values and K 2 O conversion value of K oxide: 1-5%,
B 2 O 3 : 0.1 to 3%,
Fe: 15-40%,
Si: 0.5-2%,
Mn: 0.5 to 1.5%
Mo: 0.1 to 3%,
Ti: 0.1 to 3%,
Al: 0.05 to 0.5% is contained,
Bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding, characterized in that the balance consists of inevitable impurities.
フラックスの全質量に対する質量%で、Zr酸化物のZrO2換算値の合計:0.01〜0.3%をさらに含有することを特徴とする請求項1記載の多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックス。 2. The multi-electrode single-sided submerged arc welding bond according to claim 1, further comprising 0.01% to 0.3% of the total amount of Zr oxide converted to ZrO 2 by mass% with respect to the total mass of the flux. flux. フラックスの全質量に対する質量%で、Fe酸化物のFeO換算値の合計:1%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の多電極片面サブマージアーク溶接用ボンドフラックス。   The bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding according to claim 1 or 2, wherein the total mass of the flux is the mass% based on the FeO equivalent value of Fe oxide: 1% or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06277878A (en) * 1993-03-29 1994-10-04 Kobe Steel Ltd Flux for one-side submerged arc welding and welding process using the same
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