JP3177638B2 - サブマージアーク溶接用溶融型フラックス - Google Patents
サブマージアーク溶接用溶融型フラックスInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管のスパイラル
製管での内面傾斜多電極サブマージアーク溶接に使用さ
れるサブマージアーク溶接用溶融型フラックスに関す
る。
製管での内面傾斜多電極サブマージアーク溶接に使用さ
れるサブマージアーク溶接用溶融型フラックスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スパイラル鋼管の製造では、スパイラル
状に成形される帯鋼の突き合わせ部が多電極サブマージ
アーク溶接により接合される。このスパイラル製管溶接
や鋼管の円周溶接では、上り坂や下り坂の位置で溶接を
行う必要があるために、アンダーカットやビート中央部
の中凹みといった溶接欠陥が本質的に生じやすいという
欠点がある。特に、スパイラル製管溶接では、溶接プー
ル内の溶融スラグや溶融金属が溶接線に沿ってある角度
をもって流動するために、これらの溶接欠陥が発生しや
すい。
状に成形される帯鋼の突き合わせ部が多電極サブマージ
アーク溶接により接合される。このスパイラル製管溶接
や鋼管の円周溶接では、上り坂や下り坂の位置で溶接を
行う必要があるために、アンダーカットやビート中央部
の中凹みといった溶接欠陥が本質的に生じやすいという
欠点がある。特に、スパイラル製管溶接では、溶接プー
ル内の溶融スラグや溶融金属が溶接線に沿ってある角度
をもって流動するために、これらの溶接欠陥が発生しや
すい。
【０００３】図１はスパイラル製管溶接（内面溶接）で
のビード形状を示す断面図であり、（ａ）はビード形状
を表すパラメータ、（ｂ）は溶接欠陥の種類、（ｃ）は
実際の健全・不健全なビードを示す。スパイラル製管溶
接では、上述した理由により、オーバーラップやアンダ
ーカットが発生しやすく（ｃ−１）、内面溶接ではコー
ンケーブと呼ばれる中凹みが大きくなりやすい（ｃ−
３）。この傾向は、溶接速度が速くなるほど顕著とな
り、特に内面溶接ではコーンケーブが深くなり、場合に
よっては母材よりも低くなるアンダービードとなるた
め、溶接速度には限界があった。
のビード形状を示す断面図であり、（ａ）はビード形状
を表すパラメータ、（ｂ）は溶接欠陥の種類、（ｃ）は
実際の健全・不健全なビードを示す。スパイラル製管溶
接では、上述した理由により、オーバーラップやアンダ
ーカットが発生しやすく（ｃ−１）、内面溶接ではコー
ンケーブと呼ばれる中凹みが大きくなりやすい（ｃ−
３）。この傾向は、溶接速度が速くなるほど顕著とな
り、特に内面溶接ではコーンケーブが深くなり、場合に
よっては母材よりも低くなるアンダービードとなるた
め、溶接速度には限界があった。
【０００４】これらの溶接欠陥を防止する方法として、
従来は溶接条件や溶接位置のコントロール、更にはフラ
ックス成分としてＴｉＯ2 、ＣａＦ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｎＯを適量添加することが行われてきた。例えば、特公
平１−３１９９５号公報に記載された２電極サブマージ
アーク溶接法では、これらのフラックス成分量を総合的
に管理することにより、溶接欠陥の発生を抑えて高速化
が図られている。
従来は溶接条件や溶接位置のコントロール、更にはフラ
ックス成分としてＴｉＯ2 、ＣａＦ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｍ
ｎＯを適量添加することが行われてきた。例えば、特公
平１−３１９９５号公報に記載された２電極サブマージ
アーク溶接法では、これらのフラックス成分量を総合的
に管理することにより、溶接欠陥の発生を抑えて高速化
が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
では、例えば厚さ９ｍｍのスパイラル製管に使用される
２電極サブマージアーク溶接の場合、４．０ｍ／分以上
の溶接速度ではコーンケーブが大きくなったり、アンダ
ーカットやオーバーラップが発生するため、これ以上の
高速化は困難であった。この理由は溶融スラグの高温物
性としての凝固速度がコントロールされていないことに
よる。
では、例えば厚さ９ｍｍのスパイラル製管に使用される
２電極サブマージアーク溶接の場合、４．０ｍ／分以上
の溶接速度ではコーンケーブが大きくなったり、アンダ
ーカットやオーバーラップが発生するため、これ以上の
高速化は困難であった。この理由は溶融スラグの高温物
性としての凝固速度がコントロールされていないことに
よる。
【０００６】即ち、従来技術でも、溶融スラグの粘度は
フラックス成分により一応コントロールされている。こ
の粘度は溶接欠陥の発生を抑えるためには、基本的には
高いほうがよい。しかし、溶融スラグの粘度を上昇させ
るために例えばＳｉＯ2 を多くすると、溶融スラグの凝
固速度が遅くなり、その流動状態が長時間続くことか
ら、所謂ガラス化現象が起き、その結果、溶融スラグの
粘度が高くても溶融金属の垂れ落ちが発生し、ビードの
中凹みが大きくなる。またアンダーカットやオーバーラ
ップも発生しやすくなる。
フラックス成分により一応コントロールされている。こ
の粘度は溶接欠陥の発生を抑えるためには、基本的には
高いほうがよい。しかし、溶融スラグの粘度を上昇させ
るために例えばＳｉＯ2 を多くすると、溶融スラグの凝
固速度が遅くなり、その流動状態が長時間続くことか
ら、所謂ガラス化現象が起き、その結果、溶融スラグの
粘度が高くても溶融金属の垂れ落ちが発生し、ビードの
中凹みが大きくなる。またアンダーカットやオーバーラ
ップも発生しやすくなる。
【０００７】ただし、溶融スラグの凝固速度が速すぎる
場合は、ポックマークやピンホール、スラグ巻き込みと
いった欠陥が発生しやすくなる。
場合は、ポックマークやピンホール、スラグ巻き込みと
いった欠陥が発生しやすくなる。
【０００８】本発明の目的は、溶融スラグの高温物性と
しての粘度及び凝固速度を総合的に管理することによ
り、溶融スラグの流動性を厳密にコントロールし、合わ
せて優れた溶接作業性を確保することにより、高速溶接
での溶接ビードの健全性を確保して、溶接速度の大幅向
上を可能にするサブマージアーク溶接用溶融型フラック
スを提供することある。
しての粘度及び凝固速度を総合的に管理することによ
り、溶融スラグの流動性を厳密にコントロールし、合わ
せて優れた溶接作業性を確保することにより、高速溶接
での溶接ビードの健全性を確保して、溶接速度の大幅向
上を可能にするサブマージアーク溶接用溶融型フラック
スを提供することある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは高速溶接時におけるビード形状とフラ
ックス組成、溶融スラグの高温物性との関係を総合的に
調査し、高速溶接に最適なこれらの関係を検討した。特
に、円周溶接やスパイラル製管溶接におけるサブマージ
アーク溶接において重要なことは、溶融金属の流動を如
何に安定化し、溶接欠陥のない健全な溶接部を得るかに
ある。
に、本発明者らは高速溶接時におけるビード形状とフラ
ックス組成、溶融スラグの高温物性との関係を総合的に
調査し、高速溶接に最適なこれらの関係を検討した。特
に、円周溶接やスパイラル製管溶接におけるサブマージ
アーク溶接において重要なことは、溶融金属の流動を如
何に安定化し、溶接欠陥のない健全な溶接部を得るかに
ある。
【００１０】上記検討の結果、本発明者らは溶融スラグ
の高温物性（特に粘度及び凝固速度）がビード形状に大
きな影響を与え、内面溶接におけるコーンケーブの抑制
に対しては、フラックス組成としてＴｉＯ2 とＺｒＯ2
を複合添加することにより、大きな効果が得られること
を見い出した。
の高温物性（特に粘度及び凝固速度）がビード形状に大
きな影響を与え、内面溶接におけるコーンケーブの抑制
に対しては、フラックス組成としてＴｉＯ2 とＺｒＯ2
を複合添加することにより、大きな効果が得られること
を見い出した。
【００１１】図２はスラグの粘性特性がビード形状に及
ぼす影響を示すスラグの粘性曲線図である。Ａ，Ｂ，
Ｆ，Ｉは後述する実施例で使用されたフラックス番号に
対応する。溶接はスパイラル製管溶接（内面溶接）にお
ける傾斜姿勢での２電極サブマージアーク溶接であり、
溶接速度は４．５ｍ／分という高速である。
ぼす影響を示すスラグの粘性曲線図である。Ａ，Ｂ，
Ｆ，Ｉは後述する実施例で使用されたフラックス番号に
対応する。溶接はスパイラル製管溶接（内面溶接）にお
ける傾斜姿勢での２電極サブマージアーク溶接であり、
溶接速度は４．５ｍ／分という高速である。
【００１２】フラックスＢを使用した場合は、溶融スラ
グの粘性は低く、且つ凝固速度も遅い。その結果、ビー
ド形状は、コーンケーブが深く、且つアンダーカット及
びオーバーラップが生じたものとなる。更に、溶接線方
向でビード表面が凸凹となるハンピングビードとなる。
フラックスＡを使用した場合は、溶融スラグの粘度は高
い。しかし、凝固速度は依然として遅い。その結果、ハ
ンピングビードは生じないものの、コーンケーブは深
く、且つアンダーカット及びオーバーラップを生じる。
グの粘性は低く、且つ凝固速度も遅い。その結果、ビー
ド形状は、コーンケーブが深く、且つアンダーカット及
びオーバーラップが生じたものとなる。更に、溶接線方
向でビード表面が凸凹となるハンピングビードとなる。
フラックスＡを使用した場合は、溶融スラグの粘度は高
い。しかし、凝固速度は依然として遅い。その結果、ハ
ンピングビードは生じないものの、コーンケーブは深
く、且つアンダーカット及びオーバーラップを生じる。
【００１３】これらに対し、フラックスＩを使用した場
合は、溶融スラグの粘度はＡ，Ｂの中間程度であるが、
凝固速度は速い。その結果、ビード形状はコーンケーブ
が浅く、且つアンダーカットもオーバーラップも生じな
い良好なものとなった。ただし、凝固速度が速くても、
フラックスＦを使用した場合のように、粘度が極端に上
がると、顕著なハンピングビードが生じる。
合は、溶融スラグの粘度はＡ，Ｂの中間程度であるが、
凝固速度は速い。その結果、ビード形状はコーンケーブ
が浅く、且つアンダーカットもオーバーラップも生じな
い良好なものとなった。ただし、凝固速度が速くても、
フラックスＦを使用した場合のように、粘度が極端に上
がると、顕著なハンピングビードが生じる。
【００１４】一方、図３はフラックス成分がスラグの粘
性特性に及ぼす影響を示すスラグの粘性曲線図である。
前述したように、高ＳｉＯ2 系のフラックスは溶融スラ
グの凝固速度を遅くする。中ＳｉＯ2 系でＴｉＯ2 を加
えた場合は、中ＳｉＯ2 系であるにもかかわらず、高Ｓ
ｉＯ2 系より高い粘度が得られる。しかし、フラックス
Ｉを使用した場合のような凝固速度の速い理想的な粘性
特性は未だ得られない。そこで、ＴｉＯ2 とＺｒＯ2 の
複合添加を行うと、溶融スラグの粘性が更に上がると同
時に、その凝固速度が急激に高まり、その結果、理想的
な粘性特性が得られる。
性特性に及ぼす影響を示すスラグの粘性曲線図である。
前述したように、高ＳｉＯ2 系のフラックスは溶融スラ
グの凝固速度を遅くする。中ＳｉＯ2 系でＴｉＯ2 を加
えた場合は、中ＳｉＯ2 系であるにもかかわらず、高Ｓ
ｉＯ2 系より高い粘度が得られる。しかし、フラックス
Ｉを使用した場合のような凝固速度の速い理想的な粘性
特性は未だ得られない。そこで、ＴｉＯ2 とＺｒＯ2 の
複合添加を行うと、溶融スラグの粘性が更に上がると同
時に、その凝固速度が急激に高まり、その結果、理想的
な粘性特性が得られる。
【００１５】このように、高速溶接で健全なビードを得
るためには、溶融スラグの粘度管理と合わせて凝固速度
の管理が重要であり、このためにはＴｉＯ2 とＺｒＯ2
の複合添加が有効となる。ただし、健全なビードは溶融
スラグの高温物性の管理だけでは得られず、スラグ剥離
性に代表される溶接作業性についても高い性能が要求さ
れる。しかし、ＺｒＯ2 はこの溶接作業性の確保にも有
効であり、その添加により高速溶接でも健全なビードが
得られることになる。
るためには、溶融スラグの粘度管理と合わせて凝固速度
の管理が重要であり、このためにはＴｉＯ2 とＺｒＯ2
の複合添加が有効となる。ただし、健全なビードは溶融
スラグの高温物性の管理だけでは得られず、スラグ剥離
性に代表される溶接作業性についても高い性能が要求さ
れる。しかし、ＺｒＯ2 はこの溶接作業性の確保にも有
効であり、その添加により高速溶接でも健全なビードが
得られることになる。
【００１６】スラグの粘性特性は、図３に示される通
り、基本的には低粘性状態から高粘性状態へ移行するも
のとなり、その結果、二つの粘性曲線を組み合わせたも
のとなる。ここで、低粘性状態での粘性曲線の接線と高
粘性状態での粘性曲線の接線との交点におけるスラグ温
度を溶融スラグの凝固温度と定義すると、この凝固温度
は溶融スラグの凝固速度に対応するものとなる。
り、基本的には低粘性状態から高粘性状態へ移行するも
のとなり、その結果、二つの粘性曲線を組み合わせたも
のとなる。ここで、低粘性状態での粘性曲線の接線と高
粘性状態での粘性曲線の接線との交点におけるスラグ温
度を溶融スラグの凝固温度と定義すると、この凝固温度
は溶融スラグの凝固速度に対応するものとなる。
【００１７】本発明者らは上記検討の結果、溶融スラグ
の高温物性としては、１３００℃における粘度０．５〜
１０ポイズ、凝固温度１１００〜１４００℃が好適なこ
とを見い出した。
の高温物性としては、１３００℃における粘度０．５〜
１０ポイズ、凝固温度１１００〜１４００℃が好適なこ
とを見い出した。
【００１８】本発明のサブマージアーク溶接用溶融型フ
ラックスは、上記知見に基づいて開発されたものであ
り、重量％でＳｉＯ2 ：３０〜５０％、ＴｉＯ2 ：５〜
２５％、ＭｎＯ：５〜２５％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１０％以
下、ＭｇＯ：２〜１０％、ＣａＯ：５〜２０％、ＣａＦ
2 ：２〜１０％、ＺｒＯ2 ：０．５〜１０％を含み、且
つＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2 ＝１０〜２５％を満足し、残部が
主として不可避的不純物からなるものである。
ラックスは、上記知見に基づいて開発されたものであ
り、重量％でＳｉＯ2 ：３０〜５０％、ＴｉＯ2 ：５〜
２５％、ＭｎＯ：５〜２５％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１０％以
下、ＭｇＯ：２〜１０％、ＣａＯ：５〜２０％、ＣａＦ
2 ：２〜１０％、ＺｒＯ2 ：０．５〜１０％を含み、且
つＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2 ＝１０〜２５％を満足し、残部が
主として不可避的不純物からなるものである。
【００１９】このフラックスは、溶融スラグの高温物性
として１３００℃における粘度０．５〜１０ポイズ、凝
固温度１１００〜１４００℃を満足する。この粘度が低
すぎるとコーンケーブが大きくなってアンダービードを
生じ、ビード表面の凹凸が顕著となる。逆に高すぎると
アンダーカットが生じやすくなる。また、凝固温度が低
すぎるとアンダーカットとオーバーラップが発生し、高
すぎると不連続なハンピングビードを生じる。
として１３００℃における粘度０．５〜１０ポイズ、凝
固温度１１００〜１４００℃を満足する。この粘度が低
すぎるとコーンケーブが大きくなってアンダービードを
生じ、ビード表面の凹凸が顕著となる。逆に高すぎると
アンダーカットが生じやすくなる。また、凝固温度が低
すぎるとアンダーカットとオーバーラップが発生し、高
すぎると不連続なハンピングビードを生じる。
【００２０】本発明のサブマージアーク溶接用溶融型フ
ラックスは、鋼管のスパイラル製管溶接（内面溶接）に
おける傾斜姿勢での多電極サブマージアーク溶接に使用
される。
ラックスは、鋼管のスパイラル製管溶接（内面溶接）に
おける傾斜姿勢での多電極サブマージアーク溶接に使用
される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を説明す
る。
る。
【００２２】本発明のサブマージアーク溶接用溶融型フ
ラックスでは、その成分組成が上記のように限定され
る。その限定理由は以下の通りである。
ラックスでは、その成分組成が上記のように限定され
る。その限定理由は以下の通りである。
【００２３】ＳｉＯ2 ：３０〜５０％ ＳｉＯ2 はフラックスの主成分であり、ガラス化を促進
すると共に、溶接アーク雰囲気中で溶鋼と反応して脱酸
作用を行う。一部は溶鋼中にＳｉとして留まる。ＳｉＯ
2 が３０％未満の場合、結晶化が生じやすく、スラグが
急速に固化してアーク熱により溶融した溶鋼の流動を抑
え、ビードが凸型となる。高速溶接の場合はハンピング
ビードとなりやすい。またＳｉＯ2 が５０％を超える
と、スラグの粘性が高くなり、逆に凝固速度が遅く（凝
固温度が低く）なって、アンダーカットやハンピングビ
ードを生じやすい。
すると共に、溶接アーク雰囲気中で溶鋼と反応して脱酸
作用を行う。一部は溶鋼中にＳｉとして留まる。ＳｉＯ
2 が３０％未満の場合、結晶化が生じやすく、スラグが
急速に固化してアーク熱により溶融した溶鋼の流動を抑
え、ビードが凸型となる。高速溶接の場合はハンピング
ビードとなりやすい。またＳｉＯ2 が５０％を超える
と、スラグの粘性が高くなり、逆に凝固速度が遅く（凝
固温度が低く）なって、アンダーカットやハンピングビ
ードを生じやすい。
【００２４】従って、ＳｉＯ2 量は３０〜５０％とし
た。好ましくは３２〜４５％であり、更に好ましくは３
３〜４０％である。３２〜４５％では高速溶接における
溶接ビードの形状が良好である。３３〜４０％では溶接
速度が従来の約２倍に相当する約６．０ｍ／分の高速溶
接の場合も良好なビード形状が得られる。
た。好ましくは３２〜４５％であり、更に好ましくは３
３〜４０％である。３２〜４５％では高速溶接における
溶接ビードの形状が良好である。３３〜４０％では溶接
速度が従来の約２倍に相当する約６．０ｍ／分の高速溶
接の場合も良好なビード形状が得られる。
【００２５】ＭｎＯ：５〜２５％ ＭｎＯもフラックスの主成分の一つである。これは溶接
時に一部が溶鋼と反応して脱酸作用を行う。一部はＭｎ
として溶接金属中に留まる。このＭｎＯはスラグの粘度
を下げ、凝固速度（凝固温度）を低下させる作用を有す
る。更に溶接ビード形状を滑らかにする作用も有する。
ＭｎＯが５％未満の場合は、溶接ビードが凸気味とな
り、アンダーカットやハンピングビードを生じる。また
２５％を超えると、溶融スラグの粘度及び凝固速度（凝
固温度）が低下して、傾斜溶接の際に溶鋼が流動し、そ
の結果、ビード中央部が凹み、特に高速溶接時にはアン
ダーカットが生じる。
時に一部が溶鋼と反応して脱酸作用を行う。一部はＭｎ
として溶接金属中に留まる。このＭｎＯはスラグの粘度
を下げ、凝固速度（凝固温度）を低下させる作用を有す
る。更に溶接ビード形状を滑らかにする作用も有する。
ＭｎＯが５％未満の場合は、溶接ビードが凸気味とな
り、アンダーカットやハンピングビードを生じる。また
２５％を超えると、溶融スラグの粘度及び凝固速度（凝
固温度）が低下して、傾斜溶接の際に溶鋼が流動し、そ
の結果、ビード中央部が凹み、特に高速溶接時にはアン
ダーカットが生じる。
【００２６】従って、ＭｎＯ量は５〜２５％とした。好
ましくは１０〜２０％であり、高速溶接のときは１２〜
１８％が特に好ましい。
ましくは１０〜２０％であり、高速溶接のときは１２〜
１８％が特に好ましい。
【００２７】ＣａＯ：５〜２０％ ＣａＯは塩基性成分であり、フラックスの塩基度を調整
し、溶融スラグの粘度及び凝固速度（凝固温度）を高く
する作用がある。ＣａＯが５％未満の場合は、ＣａＯの
塩基度調整成分としての効果がなく、その結果、溶融ス
ラグは極端な酸性タイプとなって、溶接金属の酸素含有
量を高くし、その靱性を低下させる。また２０％を超え
ると、フラックスの塩基度が高くなって、スラグの凝固
速度が速くなり、溶鋼の流動性が劣化する。
し、溶融スラグの粘度及び凝固速度（凝固温度）を高く
する作用がある。ＣａＯが５％未満の場合は、ＣａＯの
塩基度調整成分としての効果がなく、その結果、溶融ス
ラグは極端な酸性タイプとなって、溶接金属の酸素含有
量を高くし、その靱性を低下させる。また２０％を超え
ると、フラックスの塩基度が高くなって、スラグの凝固
速度が速くなり、溶鋼の流動性が劣化する。
【００２８】従って、ＣａＯ量は５〜２０％とした。高
速溶接と溶接金属の靱性の点からは１０〜２０％が好ま
しい。
速溶接と溶接金属の靱性の点からは１０〜２０％が好ま
しい。
【００２９】ＣａＦ2 ：２〜１０％ ＣａＦ2 はスラグの粘度を低下させる効果が大きく、少
量でもスラグの粘度及び融点を低下させる。また溶接金
属の酸素量を低減し、靱性を向上させる作用がある。２
％未満ではこの効果を期待できない。１０％を超えると
スラグの粘度が低くなりすぎて、高速溶接の際にコーン
ケーブが大きくなり、場合によっては溶接ビードの中央
部が母材より低くなるアンダービードを生じ、好ましく
ない。またスラグの剥離性も損なわれ、溶接作業性が劣
化する。従って、ＣａＦ2 量は２〜１０％とした。
量でもスラグの粘度及び融点を低下させる。また溶接金
属の酸素量を低減し、靱性を向上させる作用がある。２
％未満ではこの効果を期待できない。１０％を超えると
スラグの粘度が低くなりすぎて、高速溶接の際にコーン
ケーブが大きくなり、場合によっては溶接ビードの中央
部が母材より低くなるアンダービードを生じ、好ましく
ない。またスラグの剥離性も損なわれ、溶接作業性が劣
化する。従って、ＣａＦ2 量は２〜１０％とした。
【００３０】Ａｌ2 Ｏ3 ：１０％以下 Ａｌ2 Ｏ3 はフラックスの軟化温度を上昇させると共に
スラグの粘度を高める作用がある。１０％を超えると粘
度及び凝固速度（凝固温度）が高くなりすぎてポックマ
ークが発生する。またビード形状も凸型になり、ビード
中央部が盛り上がった形となり、ビード外観を悪くす
る。従って、Ａｌ2 Ｏ3 量は１０％以下に制限し、０で
もよい。
スラグの粘度を高める作用がある。１０％を超えると粘
度及び凝固速度（凝固温度）が高くなりすぎてポックマ
ークが発生する。またビード形状も凸型になり、ビード
中央部が盛り上がった形となり、ビード外観を悪くす
る。従って、Ａｌ2 Ｏ3 量は１０％以下に制限し、０で
もよい。
【００３１】ＭｇＯ：２〜１０％ ＭｇＯは少量添加によって、ビード形状を整える効果が
ある。特にスパイラル製管溶接のように溶接金属の流動
が考えられる場合は非常に効果を期待できる。しかし、
１０％を超えるとポックマークが発生し、一方２％未満
では効果を期待できない。従って、ＭｇＯ量は２〜１０
％とした。
ある。特にスパイラル製管溶接のように溶接金属の流動
が考えられる場合は非常に効果を期待できる。しかし、
１０％を超えるとポックマークが発生し、一方２％未満
では効果を期待できない。従って、ＭｇＯ量は２〜１０
％とした。
【００３２】ＴｉＯ2 ：５〜２５％ ＴｉＯ2 は本発明での重要成分であり、スラグの粘度を
高めると共にスラグの凝固速度を著しく速める作用があ
る。スパイラル製管溶接のように溶接金属の流動が考え
られる場合はビード形状を整えるのに非常に大きな効果
を期待できる。しかし、２５％を超えるとスラグの剥離
性が劣化し、逆にビード形状が悪化する。このため、Ｔ
ｉＯ2 の添加に依存するだけでは、４ｍ／分以上の高速
溶接では良好なビード形状は得られない。一方、５％未
満ではビード形状を整える効果を期待できない。従っ
て、ＴｉＯ2 量は５〜２５％とした。好ましくは１０〜
２５％である。
高めると共にスラグの凝固速度を著しく速める作用があ
る。スパイラル製管溶接のように溶接金属の流動が考え
られる場合はビード形状を整えるのに非常に大きな効果
を期待できる。しかし、２５％を超えるとスラグの剥離
性が劣化し、逆にビード形状が悪化する。このため、Ｔ
ｉＯ2 の添加に依存するだけでは、４ｍ／分以上の高速
溶接では良好なビード形状は得られない。一方、５％未
満ではビード形状を整える効果を期待できない。従っ
て、ＴｉＯ2 量は５〜２５％とした。好ましくは１０〜
２５％である。
【００３３】ＺｒＯ2 ：０．５〜１０％ ＺｒＯ2 はＴｉＯ2 と共に本発明での重要成分である。
ＺｒＯ2 はＴｉＯ2 と同様の作用を有しているが、その
効果はＴｉＯ2 よりも顕著であり、少量の添加でビード
形状を整える効果を有している。しかも、スラグの剥離
性の向上にも効果がある。このため、ＴｉＯ2 と組み合
わせて添加することにより、４ｍ／分以上の高速溶接で
も良好なビード形状が得られる。ＺｒＯ2 が１％未満の
場合はその効果を期待できない。また１０％を超えると
溶接が不安定となり、ハンピングビードを生じる。
ＺｒＯ2 はＴｉＯ2 と同様の作用を有しているが、その
効果はＴｉＯ2 よりも顕著であり、少量の添加でビード
形状を整える効果を有している。しかも、スラグの剥離
性の向上にも効果がある。このため、ＴｉＯ2 と組み合
わせて添加することにより、４ｍ／分以上の高速溶接で
も良好なビード形状が得られる。ＺｒＯ2 が１％未満の
場合はその効果を期待できない。また１０％を超えると
溶接が不安定となり、ハンピングビードを生じる。
【００３４】従って、ＺｒＯ2 量は０．５〜１０％とし
た。好ましくは１〜５％である。なおＴｉＯ2 を添加せ
ず、ＺｒＯ2 の添加にのみ依存した場合は、必要な粘度
を確保しようとした場合、凝固速度が速くなりすぎ、ハ
ンピングビードが生じる。
た。好ましくは１〜５％である。なおＴｉＯ2 を添加せ
ず、ＺｒＯ2 の添加にのみ依存した場合は、必要な粘度
を確保しようとした場合、凝固速度が速くなりすぎ、ハ
ンピングビードが生じる。
【００３５】ＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2 ＝１０〜２５％ 上述したように、ＴｉＯ2 とＺｒＯ2 は複合添加される
ことにより、高速溶接でビード形状を整えるのに相乗的
効果を発揮する。合計量が１０％未満ではその効果を期
待できず、２５％を超えると溶接が不安定となり、ハン
ピングビードを生じる。従って、この合計量を１０〜２
５％とした。
ことにより、高速溶接でビード形状を整えるのに相乗的
効果を発揮する。合計量が１０％未満ではその効果を期
待できず、２５％を超えると溶接が不安定となり、ハン
ピングビードを生じる。従って、この合計量を１０〜２
５％とした。
【００３６】
【実施例】次に、本発明の実施例を示し、比較例と対比
することにより、その効果を明らかにする。
することにより、その効果を明らかにする。
【００３７】図４に示すスパイラル製管での内面傾斜２
電極サブマージアーク溶接を用いてフラックスの比較試
験を行った。製管条件は外径８００ｍｍ、肉厚９ｍｍで
ある。溶接条件を表１に示す。溶接速度は４．５ｍ／分
である。また、使用したフラックスは表２に示す１２種
類である。各フラックスを使用したときの溶融スラグの
高温物性及び溶接作業性を表３に示し、各溶接で得られ
たビード形状の調査結果を表４に示す。
電極サブマージアーク溶接を用いてフラックスの比較試
験を行った。製管条件は外径８００ｍｍ、肉厚９ｍｍで
ある。溶接条件を表１に示す。溶接速度は４．５ｍ／分
である。また、使用したフラックスは表２に示す１２種
類である。各フラックスを使用したときの溶融スラグの
高温物性及び溶接作業性を表３に示し、各溶接で得られ
たビード形状の調査結果を表４に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【表５】
【００４３】表３，４から分かるように、本発明の成分
条件を満足するフラックスの使用により、溶融スラグの
高温物性として１３００℃における粘度０．５〜１０ポ
イズ、凝固温度１１００〜１４００℃が満足され、且つ
スラグ剥離性も優れる。その結果、スパイラル製管での
内面傾斜溶接であり、しかも４．５ｍ／分という高速溶
接であるにもかかわらず、溶接ビード形状は健全なもの
となる。
条件を満足するフラックスの使用により、溶融スラグの
高温物性として１３００℃における粘度０．５〜１０ポ
イズ、凝固温度１１００〜１４００℃が満足され、且つ
スラグ剥離性も優れる。その結果、スパイラル製管での
内面傾斜溶接であり、しかも４．５ｍ／分という高速溶
接であるにもかかわらず、溶接ビード形状は健全なもの
となる。
【００４４】表５は上記の２電極サブマージアーク溶接
で限界溶接速度を調査した結果を示す。板厚は先の９ｍ
ｍと、これより厚い１６ｍｍとした。本発明の成分条件
を満足するフラックスの使用により、厚さ９ｍｍのスパ
イラル製管に使用される２電極サブマージアーク溶接の
場合で４．０ｍ／分以上の溶接速度が得られ、厚さ１６
ｍｍの場合でも２．５ｍ／分以上の溶接速度が得られ
る。
で限界溶接速度を調査した結果を示す。板厚は先の９ｍ
ｍと、これより厚い１６ｍｍとした。本発明の成分条件
を満足するフラックスの使用により、厚さ９ｍｍのスパ
イラル製管に使用される２電極サブマージアーク溶接の
場合で４．０ｍ／分以上の溶接速度が得られ、厚さ１６
ｍｍの場合でも２．５ｍ／分以上の溶接速度が得られ
る。
【００４５】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のサブマー
ジアーク溶接用溶融型フラックスは、高速溶接でのコー
ンケーブやアンダーカット、オーバーラップ、スラグ巻
き込み等の発生を効果的に抑え、健全な溶接品質を得る
ことにより、厚さ９ｍｍのスパイラル製管に使用される
２電極サブマージアーク溶接において４．０ｍ／分以上
の高速溶接を可能にする。
ジアーク溶接用溶融型フラックスは、高速溶接でのコー
ンケーブやアンダーカット、オーバーラップ、スラグ巻
き込み等の発生を効果的に抑え、健全な溶接品質を得る
ことにより、厚さ９ｍｍのスパイラル製管に使用される
２電極サブマージアーク溶接において４．０ｍ／分以上
の高速溶接を可能にする。
【図１】スパイラル製管溶接（内面溶接）でのビード形
状を示す断面図であり、（ａ）はビード形状を表すパラ
メータ、（ｂ）は溶接欠陥の種類、（ｃ）は実際の健全
・不健全なビードを示す。
状を示す断面図であり、（ａ）はビード形状を表すパラ
メータ、（ｂ）は溶接欠陥の種類、（ｃ）は実際の健全
・不健全なビードを示す。
【図２】スラグの粘性特性がビード形状に及ぼす影響を
示すスラグの粘性曲線図である。
示すスラグの粘性曲線図である。
【図３】フラックス成分がスラグの粘性特性に及ぼす影
響を示すスラグの粘性曲線図である。
響を示すスラグの粘性曲線図である。
【図４】実施例で用いたスパイラル製管溶接（内面傾斜
２電極サブマージアーク溶接）の説明図である。
２電極サブマージアーク溶接）の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長島 州司郎 兵庫県尼崎市扶桑町１番17号 住金溶接 工業株式会社内 (72)発明者 浅野 昌志 大阪府堺市出島西町２番地 住金大径鋼 管株式会社内 (72)発明者 田元 明 大阪府堺市出島西町２番地 住金大径鋼 管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−10496（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−238694（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/362 310
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼管のスパイラル製管での内面傾斜多電
極サブマージアーク溶接に使用されるサブマージアーク
溶接用溶融型フラックスであって、重量％でＳｉＯ2 ：
３０〜５０％、ＴｉＯ2 ：５〜２５％、ＭｎＯ：５〜２
５％、Ａｌ2Ｏ3 ：１０％以下、ＭｇＯ：２〜１０％、
ＣａＯ：５〜２０％、ＣａＦ2 ：２〜１０％、Ｚｒ
Ｏ2 ：０．５〜１０％を含み、且つＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2
＝１０〜２５％を満足し、残部が主として不可避的不純
物からなると共に、溶接熱により溶融したスラグの高温
物性として、１３００℃における粘度：０．５〜１０ポ
イズ、溶融スラグの凝固温度：１１００〜１４００℃を
満足するサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18757097A JP3177638B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | サブマージアーク溶接用溶融型フラックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18757097A JP3177638B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | サブマージアーク溶接用溶融型フラックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1119795A JPH1119795A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3177638B2 true JP3177638B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=16208418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18757097A Expired - Fee Related JP3177638B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | サブマージアーク溶接用溶融型フラックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177638B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112458304A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-03-09 | 抚顺特殊钢股份有限公司 | 一种冶炼超低碳低铝高钛马氏体时效钢电渣重熔渣系 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP18757097A patent/JP3177638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1119795A (ja) | 1999-01-26 |
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