JP2573134C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フラックス銅バッキング片面溶接において、優れたビード形状と共
に、溶接後、銅当金へのこびりつきがない片面溶接用裏フラックスに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、フラックス銅バッキング片面溶接法は、鋼板裏面にフラックスが密
着するため、バッキングの当りがよく、またフラックスの下の銅当金で裏ビード
の余盛高さを抑制するので、大電流を使用しても美麗かつ健全なビードが得られ
るため、厚板の高能率溶接法としで造船を中心にさかんに適用されてきた溶接法
で、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、突き合わされた被溶接材１、１′の裏面
から、銅当金２上に層状に散布した裏フラックス４、または耐火性キャンパス７
内に収納された裏フラックス４をエアーホース５等の押上機構により被溶接材１
、１′の裏面に押圧しておき、表側よりワイヤ３、フラックス６を用いてサブマ
ージアーク溶接を行い、被溶接材の表側と裏側に同時にビードを形成する溶接方
法である。このような片面溶接法においては、銅当金上に裏フラックスを散布し
て溶接を行うが、良好な裏ビードを得るために特公昭４８−２２５７２号公報、
特公昭４９−３１４１７号公報、特公昭５６−２０９６０号公報、特公昭６１−
１３９１７号公報に開示されている如く、通常のフラックス組成中に熱硬化性樹
脂を含有する裏フラックスが提案されている。また、樹脂の変質によりフラック
スが固化することを防止する目的で、特公昭５４−２５５０７号公報なども開示
されている。しかしながら、この種の熱硬化性樹脂を含有する裏フラックスでは
、溶接終了後、固化した裏フラックスが銅当金にこびりつき、この除去に多大な
労力を要するため、工程上の大きな問題となっている。即ち、熱硬化性樹脂は、
比較的低温（８０〜９０℃）で、かつ銅当金全体に幅広く溶融するため、固化し
た裏フラックスと銅当金の剥離を著しく損ねている。なお、特公昭５９−４４９
５８号公報等に開示されている如く、樹脂を含有しない粉粒体を下層に散布し、
その上に樹脂含有裏フラックスを散布する２層散布が提案されているが、２層の
粉体を正確な高さで均一に散布することが非常に難しいため、実用化されていな
いのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記フラックス銅バッキング片面溶接法において、溶接終了時に銅
当金へのこびりつきがない新規な裏フラックスを提供することを目的としたもの
である。
【０００４】
【課題を達成するための手段】
本発明者らは上記事情に鑑み種々検討した結果、フラックス銅バッキング片面
溶接法において、散布台車により裏フラックスを銅当金上に散布する際、散布さ
れた裏フラックスは、図１に示すように粗粒の粒は上層に、細粒の粒は下層に散
布されることが観察された。加えて、実作業では、裏フラックスを鋼板の裏面に
押圧した後、溶接直前に裏フラックスと鋼板をより密着させるため、鋼板の表面
より開先近傍を鉄塊、鉄棒等により打撃するが、この衝撃により細粒の粒は、下
層に集積することがより助長される。従って、こびりつきの主原因は、細粒の粒
にあると考えられ、細粒部に熱硬化性樹脂が含有されなければ、裏フラックスの
銅当金へのこびりつきを解消できる。一方、裏ビード形成の面から、熱硬化性樹
脂は必須であり、鋼板に密着する粗粒部には、熱硬化性樹脂を含有する必要があ
る。即ち、良好な裏ビード形成を行い、かつ裏フラックスの銅当金へのこびりつ
きを解消するには、
（１）熱硬化性樹脂を含有するフラックスと熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体
との混合フラックスとすること、
（２）熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒度構成は、熱硬化性樹脂を含有
しない粉粒体の粒度構成よりも粗粒であり、熱硬化性樹脂を含有するフラックス
の粒径が、２１２μｍより粗い粒子を３０％以上含有し、熱硬化性樹脂を含有し
ない粉粒体の粒径が、８５０μｍより細かい粒子を５０％以上含有すること
が重要であることを見出した。
【０００５】
即ち、本発明の要旨とするところは、フラックス銅バッキング片面溶接用裏フ
ラックスであって、熱硬化性樹脂を含有するフラックスと、熱硬化性樹脂を含有
しない粉粒体を混合してなるフラックスであり、熱硬化性樹脂を含有するフラッ
クスの粒度構成は、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体の粒度構成よりも粗粒であ
る片面溶接用裏フラックスにおいて、熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒径
が、２１２μｍより粗い粒子を３０％以上含有し、熱硬化性樹脂を含有しない粉
粒体の粒径が、８５０μｍより細かい粒子を５０％以上含有することを特徴とす
る片面溶接用裏フラックスにある。
【０００６】
【作用】
以下に本発明について詳細に説明する。
まず、本発明においては、熱硬化性樹脂を含有するフラックスと熱硬化性樹脂
を含有しない粉粒体を混合したフラックスであることが必要である。熱硬化性樹
脂を含有するフラックスは、溶接が行われる前に溶接熱により樹脂が溶融してフ
ラックスを固化するため、フラックスは鋼板の裏面形状に沿って密接し、良好な
裏ビードを得るのに有効である。一方、溶接終了後、固化した裏フラックスが銅
当金にこびりつくことを防止するには、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体が必要
である。この場合、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体の割合としては、０．５〜
３０％が望ましい。
【０００７】
更に本発明に従った粒度構成に基づき、熱硬化性樹脂を含有するフラックスの
粒度構成は、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体の粒度構成よりも粗粒であること
が必要である。これは、前述の通り、裏フラックスを散布台車により銅当金上に
散布する際、散布された裏フラックスは、図１に示すように粗粒の粒は上層に、
細粒の粒は下層に散布されるからである。熱硬化性樹脂を含有するフラックスの
粒度構成が、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体の粒度構成よりも粗粒であること
により、熱硬化性樹脂を含有するフラックスは上層に、熱硬化性樹脂を含有しな
い粉粒体は下層に集積し、熱硬化性樹脂が直接銅当金に当たらず、裏フラックス
のこびりつきを防止できる。
【０００８】
なお、熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒度構成は、熱硬化性樹脂を含有
しない粉粒体の粒度構成よりも粗粒であるというのは、ＪＩＳ Ｚ−８８０１規
格における呼び寸法８５０μｍ以下のいかなるふるいを用いてふるい分けを行っ
ても、ふるい面上に残る熱硬化性樹脂を含有するフラックスの割合が、多いこと
である。
【０００９】
本発明における熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒径は、２１２μｍより
粗い粒が３０％以上必要である。即ち、２１２μｍより細かい粒が多いと、フラ
ックスを銅当金上に散布した際、下層に散布され、上記効果が得られないばかり
か、フラックスの固化力が低下し、健全な裏ビード形状が得られない。ここで、
２１２μｍより粗い粒が１００％であるような粒度構成でもかまわない。
【００１０】
本発明における熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体の粒径は、８５０μｍより細
かい粒が５０％以上必要である。即ち、８５０μｍより粗い粒が多いと、フラッ
クスを銅当金上に散布した際、上層に散布され、上記裏フラックスのこびりつき
防止の効果が得られないばかりか、フラックスの固化力が低下し、健全な裏ビー
ド形状が得られない。ここで、８５０μｍより細かい粒が１００％であるような
粒度構成でもかまわない。
【００１１】
ここでいう熱硬化性樹脂を含有するフラックスとは、ＳｉＯ2、ＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2等を主成分とする溶融フラ
ックスおよびＳｉＯ2、ＭｇＯ、ＣａＣＯ3、ＣａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＯ、Ｔｉ
Ｏ2、鉄粉等を主成分とし、これに脱酸剤としでＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ
、Ｃａ等の合金を添加したボンドフラックスに、フェノール系樹脂、フラン系樹
脂等、熱によって溶融硬化する樹脂をエタノール、メタノール、アセトン等の溶
媒と共に添加、混練した後、樹脂の溶融温度以下で乾燥したものである。この場
合、樹脂と溶媒の添加については、事前に樹脂を溶媒により溶液状として添加、
混合しても、フラックスと樹脂を混合し、溶媒を添加して樹脂を溶解しても、い
ずれの方法でもかまわない。
【００１２】
また、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体とは、上記溶融フラックス、ボンドフ
ラックスや、これらフラックスの主成分の１種または２種以上を含むもので、溶
接ビードに悪影響を与えないものであればいずれのものでもかまわない。
以上本発明について詳述したが、本発明の効果をさらに明確にするため、以下
実施例について述べる。
【００１３】
【実施例】
表１に示す鋼板に対し、表２のワイヤ、表３の表フラックスを用いて、表４に
示す条件により７種類の片面サブマージアーク溶接を行った。表３のフラックス
は、原料粉を水ガラスを用いて造粒した後、４００℃×１２０分の条件でロータ
リーキルンで焼成したボンドフラックスで、仕上がりフラックスの粒度は１２×
１００メッシュで整粒した。
【００１４】
また、溶接に使用した裏フラックスに用いた熱硬化性樹脂を含有するフラック
スを表５に示す。
本発明実施例における裏フラックスおよび溶接結果を表６、表７（表６のつづ
き）に示す。本発明例であるＮｏ．１〜４は本発明効果によりいずれも良好な溶
接結果を得ることができた。一方、比較例のＮｏ．５の場合、ビード形状は良好
であったが、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体を混合していないため、溶接後、
裏フラックスが銅当金にこびりついた。また、Ｎｏ．６では、熱硬化性樹脂を含
有しない粉粒体の粒度が、８５０μｍより細かい粒が少なく、熱硬化性樹脂を含
有するフラックスの粒度構成は、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体の粒度構成よ
りも細粒となり、フラックスの散布時に熱硬化性樹脂を含有するフラックスは下
層に集積し、熱硬化性樹脂が直接銅当金に当たり、裏フラックスのこびりつきが
発生したばかりでなく、熱硬化性樹脂を含有しない粉粒体は上層に集積し、樹脂
の少ない状態で溶接が行われたため、健全なビードが得られなかった。さらに、
Ｎｏ．７では、熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒度が、２１２μｍより粗
い粒が少なく、熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒度構成は、熱硬化性樹脂
を含有しない粉粒体の粒度構成よりも細粒となり、フラックスの散布時に熱硬化
性樹脂を含有するフラックスは下層に集積し、熱硬化性樹脂が直接銅当金に当た
り、裏フラックスのこびりつきが発生したばかりでなく、熱硬化性樹脂を含有し
ない粉粒体は上層に集積し、樹脂の少ない状態で溶接が行われたため、健全なビ
ードが得られなかった。
【００１５】
尚、表４において、開先形状は図３に示す形状を用いた。ｔは試験板の板厚、
ｄはルートフェース、θは開先角度である。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
【表５】【００２１】
【表６】【００２２】
【表７】【００２３】
【発明の効果】
以上実施例にて実証した如く本発明フラックスは、フラックス銅バッキング片
面溶接において、優れたビード形状と共に良好な裏フラックス剥離性が得られ、
能率の向上に大きく貢献するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backside flux for single-sided welding of a copper backing with a superior bead shape and no sticking to a copper plate after welding. It is about. 2. Description of the Related Art Conventionally, a single-side welding method of a flux copper backing has a good backing contact because a flux adheres to the back surface of a steel sheet. Since a beautiful and sound bead can be obtained even when a large current is used, a high-efficiency welding method for a thick plate has been used mainly in shipbuilding, and FIG. 2 (a) (B), a back flux 4 or a refractory campus 7 which is scattered in a layer on a copper abutment 2 from the back surfaces of the materials 1, 1 'butted against each other.
The back flux 4 accommodated in the inside of the workpiece 1 is pushed up by a lifting mechanism such as an air hose 5.
1 'is pressed against the back surface, submerged arc welding is performed from the front side using the wire 3 and the flux 6, and a bead is simultaneously formed on the front side and the back side of the material to be welded. In such a one-sided welding method, welding is performed by spraying a back flux on a copper alloy, and Japanese Patent Publication No. 48-22572 discloses a method for obtaining a good back bead.
JP-B-49-31417, JP-B-56-20960, and JP-B-61-
As disclosed in JP 13917, a back flux containing a thermosetting resin in a normal flux composition has been proposed. Further, JP-B-54-25507 and the like are disclosed for the purpose of preventing the flux from solidifying due to the deterioration of the resin. However, in the case of a back flux containing this type of thermosetting resin, after the welding is completed, the back flux that has solidified adheres to the copper equivalent, requiring a great deal of labor to remove the back flux, which is a major problem in the process. . That is, the thermosetting resin is
At a relatively low temperature (80 to 90 ° C.), and widely melting over the entire copper aluminium, peeling of the solidified back flux and the copper aluminium is significantly impaired. In addition, Japanese Patent Publication No. 59-449
As disclosed in No. 58, etc., a resin-free powder or granular material is sprayed on the lower layer,
A two-layer spraying method in which a resin-containing back flux is sprayed thereon has been proposed, but since it is extremely difficult to uniformly spray a two-layer powder at an accurate height, it has not been put into practical use at present. It is. [0003] An object of the present invention is to provide a new back flux which does not stick to copper abutment at the end of welding in the above-mentioned single-sided flux copper backing welding method. is there. Means for Achieving the Object The present inventors have made various studies in view of the above circumstances. As a result, in the flux copper backing single-sided welding method, when the back flux is sprayed on the copper plate by the spray truck, the spray is performed. As shown in FIG. 1, it was observed that coarse particles were sprayed on the upper layer and fine particles were sprayed on the lower layer. In addition, in actual work, after pressing the back flux against the back surface of the steel sheet, immediately before welding, the back flux and the steel sheet are more closely adhered to each other. The impact promotes the accumulation of fine particles in the lower layer. Therefore, it is considered that the main cause of the sticking is fine particles. If the fine particles do not contain a thermosetting resin, sticking of the back flux to the copper equivalent can be eliminated. On the other hand, a thermosetting resin is indispensable from the viewpoint of formation of the back bead, and the coarse-grained portion that adheres to the steel sheet needs to contain the thermosetting resin. That is, in order to form a good back bead and to prevent the back flux from sticking to the copper equivalent, it is necessary to (1) mix a flux containing a thermosetting resin with a powdery material not containing a thermosetting resin. (2) The particle size composition of the flux containing the thermosetting resin contains the thermosetting resin.
The particle size of the particle which is coarser than the particle size configuration of the non- thermosetting resin, the particle size of the flux containing the thermosetting resin contains 30% or more of the particles coarser than 212 μm, and does not contain the thermosetting resin It has been found that it is important to contain 50% or more of particles having a diameter smaller than 850 μm. [0005] That is, the gist of the present invention is a back flux for single-sided welding of a copper backing of a flux, in which a flux containing a thermosetting resin and a powdery material not containing a thermosetting resin are mixed. Flux containing thermosetting resin.
The particle size composition of the powder is coarser than the particle size composition of the granular material that does not contain the thermosetting resin.
In the back flux for single-sided welding, the particle size of the flux containing the thermosetting resin contains at least 30% of particles coarser than 212 μm, and the particle size of the particles not containing the thermosetting resin is smaller than 850 μm. A back flux for single-sided welding characterized by containing 50% or more of particles. Hereinafter, the present invention will be described in detail. First, in the present invention, it is necessary that the flux be a mixture of a flux containing a thermosetting resin and a powdered material not containing a thermosetting resin. The flux containing the thermosetting resin, before welding is performed, the resin is melted by the welding heat and the flux is solidified, so that the flux closely adheres to the backside shape of the steel sheet and obtains a good back bead. It is valid. On the other hand, in order to prevent the solidified back flux from sticking to the copper alloy after welding, a powder containing no thermosetting resin is required. In this case, the ratio of the powdery granules not containing the thermosetting resin is 0.5 to
30% is desirable. Further, based on the particle size configuration according to the present invention, the particle size configuration of the flux containing the thermosetting resin needs to be coarser than the particle size configuration of the powdery material not containing the thermosetting resin. is there. This is because, as described above, when the back flux is sprayed on the copper plate by the spraying trolley, the sprayed back flux has coarse grains in the upper layer as shown in FIG.
This is because fine particles are scattered in the lower layer. Since the particle size composition of the flux containing the thermosetting resin is coarser than the particle size composition of the granular material not containing the thermosetting resin, the flux containing the thermosetting resin is formed in the upper layer by the thermosetting resin. The powder containing no resin accumulates in the lower layer, and the thermosetting resin does not directly hit the copper plate, thereby preventing the back flux from sticking. The fact that the particle size composition of the flux containing the thermosetting resin is coarser than the particle size composition of the powdery material not containing the thermosetting resin means that the nominal size in the JIS Z-8801 standard is 850 μm. Even if sieving is performed using any of the following sieves, the ratio of the flux containing the thermosetting resin remaining on the sieve surface is large. In the present invention, the particle size of the flux containing the thermosetting resin is required to be 30% or more, which is coarser than 212 μm. That is, if there are many fine particles smaller than 212 μm, when the flux is sprayed on the copper equivalent, the flux is sprayed on the lower layer, and not only the above effect is not obtained, but also the solidifying power of the flux is reduced, and a sound back bead shape is obtained. I can't. here,
A particle size configuration in which the particles coarser than 212 μm are 100% may be used. [0010] In the present invention, the particle size of the powdery material containing no thermosetting resin requires 50% or more of particles finer than 850 µm. That is, if there are many grains coarser than 850 μm, the flux is sprayed on the upper layer when the flux is sprayed on the copper metal, and not only the effect of preventing the back flux from sticking is obtained, but also the solidifying power of the flux is reduced, and the sound is sound. No proper back bead shape can be obtained. Here, a particle size configuration in which particles smaller than 850 μm are 100% may be used. [0011] The flux containing a thermosetting resin as used herein refers to SiO 2 , CaO, Mg
Molten flux mainly composed of O, CaF 2 , Al 2 O 3 , MnO, TiO 2 , ZrO 2 and the like, and SiO 2 , MgO, CaCO 3 , CaF 2 , Al 2 O 3 , MnO, Ti
O 2 , iron powder, etc. as main components and Si, Mn, Al, Ti, Mg
After adding and kneading a heat-hardening resin such as phenolic resin and furan resin together with a solvent such as ethanol, methanol, or acetone, to the bond flux to which an alloy such as Ca or the like has been added, and then kneading, drying at a temperature lower than the melting temperature of the resin. It was done. In this case, regarding the addition of the resin and the solvent, the resin is added as a solution in advance with the solvent,
Either of mixing or mixing the flux and the resin and dissolving the resin by adding a solvent may be used. [0012] Furthermore, the term "particles containing no thermosetting resin" refers to those containing one or two or more of the above-mentioned melt flux, bond flux, and main components of these fluxes, and do not adversely affect the weld bead. Any object can be used. Although the present invention has been described in detail above, examples will be described below to further clarify the effects of the present invention. [0013] Seven types of single-sided submerged arc welding were performed on steel sheets shown in Table 1 using the wires shown in Table 2 and the table flux shown in Table 3 under the conditions shown in Table 4. The flux shown in Table 3 is a bond flux obtained by granulating the raw material powder using water glass and then firing in a rotary kiln at 400 ° C. for 120 minutes.
It was sized with 100 mesh. Table 5 shows the flux containing the thermosetting resin used for the back flux used for welding. Tables 6 and 7 (continuation of Table 6) show the back flux and welding results in the examples of the present invention. No. 1 of the present invention example. Nos. 1 to 4 were able to obtain good welding results due to the effects of the present invention. On the other hand, in Comparative Example No. In the case of No. 5, the bead shape was good, but the powdered material containing no thermosetting resin was not mixed.
The back flux stuck to the copper alloy. In addition, No. In No. 6, the particle size of the powder containing no thermosetting resin has few particles smaller than 850 μm, and the particle size composition of the flux containing the thermosetting resin is the particle size composition of the powder not containing the thermosetting resin. The flux containing the thermosetting resin when the flux is sprayed accumulates in the lower layer, and the thermosetting resin directly hits the copper equivalent, causing not only the back flux to stick, but also the thermosetting resin. The powdery and granular materials containing no were accumulated in the upper layer, and welding was performed in a state where the amount of resin was small, so that a sound bead could not be obtained. further,
No. In No. 7, the particle size of the flux containing the thermosetting resin has less coarse particles than 212 μm, and the particle size configuration of the flux containing the thermosetting resin is larger than the particle size configuration of the powder particles not containing the thermosetting resin. The flux containing fine particles and containing the thermosetting resin when the flux is sprayed accumulates in the lower layer, and the thermosetting resin directly hits the copper equivalent, causing the back flux to stick and containing the thermosetting resin The powdery particles that did not accumulate in the upper layer, and welding was performed with little resin, so that a sound bead could not be obtained. In Table 4, the groove shown in FIG. 3 was used. t is the thickness of the test plate,
d is the root face, and θ is the groove angle. [Table 1] [Table 2] [Table 3] [Table 4] [Table 5] [Table 6] [Table 7] EFFECT OF THE INVENTION As demonstrated in the above examples, the flux of the present invention has excellent bead shape and excellent back flux peeling property in one side welding of a copper backing flux,
It greatly contributes to the improvement of efficiency.
【図面の簡単な説明】 【図１】 銅当金上に散布された裏フラックスの状態を示す説明図である。 【図２】 （ａ）、（ｂ）は、片面サブマージアーク溶接法の説明図である。 【図３】 本発明実施例に用いた開先形状を示す図である。 【符号の説明】 １、１′ 被溶接材 ２ 銅当金 ３ 電極ワイヤ ４ 裏フラックス（粗粒） ４′ 裏フラックス（細粒） ５ エアーホース ６ フラックス ７ 耐火性キャンパス[Brief description of the drawings] FIG. It is explanatory drawing which shows the state of the back flux sprayed on the copper equivalent. FIG. 2 (A), (b) is explanatory drawing of the one side submerged arc welding method. FIG. 3 It is a figure showing the groove shape used for the example of the present invention. [Explanation of symbols] 1, 1 'material to be welded 2 Copper equivalent 3 electrode wire 4 Back flux (coarse grain) 4 'back flux (fine grain) 5 air hose 6 flux 7 Fireproof campus
Claims (1)
硬化性樹脂を含有するフラックスと、熱硬化性樹冊を含有しない粉粒体を混合し
てなるフラックスであり、熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒度構成は、熱
硬化性樹脂を含有しない粉粒体の粒度構成よりも粗粒である片面溶接用裏フラッ
クスにおいて、熱硬化性樹脂を含有するフラックスの粒径が、２１２μｍ（６５
メッシュ）より粗い粒子を３０重量％（以下％と記す）以上含有し、熱硬化性樹
脂を含有しない粉粒体の粒径が、８５０μｍ（２０メッシュ）より細かい粒子を
５０％以上含有することを特徴どする片面溶接用裏フラックス。Claims: 1. A back flux for single-sided welding of a copper backing flux, which is a mixture of a flux containing a thermosetting resin and a powder material containing no thermosetting wood. The particle size of the flux containing the thermosetting resin is
Back flange for single-sided welding that is coarser than the particle size
The flux containing the thermosetting resin has a particle size of 212 μm (65 μm).
30% by weight (hereinafter referred to as “%”) or more, and the particle size of the granular material not containing the thermosetting resin contains 50% or more of particles finer than 850 μm (20 mesh). Back flux for single-sided welding.
Family
ID=
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