JP6657737B2 - サブマージアーク溶接用溶融型フラックス - Google Patents
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Description
また、スラグ巻込み、アンダーカットなどの溶接欠陥が発生した場合や、スラグ剥離性やビード形状の不良が生じた場合には、それらを手入れする必要が生じ、作業効率が低下する。
例えば、特許文献1には、フラックスの組成調整とフラックスの焼成により溶接金属の拡散性水素量低減や溶接作業性改善を図った溶融型フラックスが開示されている。しかし、フラックスの焼成工程が必要となるため、フラックスの生産性が高くないという問題がある。
(1)質量%で、
SiO2:2.0〜30.0%、
CaO:5.0〜25.0%、
CaF2:5.0〜60.0%、
Al2O3:2.0〜40.0%、及び、
MgO:1.0〜10.0%
を含有し、残部は不可避的不純物からなり、フラックス粒表面の全細孔容積が0.0010cm3/g以下であることを特徴とするサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
(2)更に、質量%で、
MnO:10.0%以下、
TiO2:25.0%以下、及び、
BaO:15.0%以下
の1種又は2種以上を含有することを特徴とする前記(1)に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
SiO2は、スラグを構成する重要な成分である。SiO2はスラグをガラス化させ、ビード外観およびスラグ剥離性を改善し、スラグへの水分含有を抑制する効果を有する。また、SiO2の添加量が少ないと、アンダーカットやスラグ巻込み等の溶接欠陥を生じやすくなる。一方で、SiO2はスラグの粘度を高くする成分であり、SiO2添加量の増加は、スラグの粘度を増加させ、ビード形状不良を生じやすくする。よって、溶接施工性確保と拡散性水素量低減を安定して両立させる観点から、SiO2の添加量を2.0〜30.0%とする。好ましくはSiO2の添加量を5.0〜25.0%とする。
CaOは、溶融スラグの流動性を向上させ、アンダーカットやスラグ巻込みを抑制する効果を有する。一方で、CaOの過剰添加により、大気中の水分が溶融スラグへ化学吸着しやすくなるため、拡散性水素量を増加させる。よって、溶接施工性確保と拡散性水素量低減を安定して両立させる観点から、CaOの添加量を5.0〜25.0%とする。好ましくはCaOの添加量を10.0〜20.0%とする。
CaF2は、溶融スラグの流動性を向上させ、ビード外観を滑らかにし、アンダーカットを抑制する効果を有する。しかし、CaF2の過剰添加により、大気中の水分が溶融スラグへ化学吸着しやすくなるため、拡散性水素量を増加させる。よって、溶接施工性確保と拡散性水素量低減を安定して両立させる観点から、CaF2の添加量を5.0〜60.0%とする。好ましくはCaF2の添加量を10.0〜55.0%とする。
Al2O3は、スラグをガラス化させ、ビード外観およびスラグ剥離性を改善する。また、適量添加により、大気中の水分を溶融スラグへ化学吸着し難くさせる成分であり、溶接金属の拡散性水素量を低減する効果を有する。一方で、Al2O3の過剰添加はスラグを高塩基度化させるため、大気中の水分が溶融スラグへ化学吸着しやすくなり、拡散性水素量を増加させる。よって、溶接施工性確保と拡散性水素量低減を安定して両立させる観点から、Al2O3の添加量を2.0〜40.0%とする。好ましくはAl2O3の添加量を5.0〜35.0%とする。
MgOは、フラックス粒の表面性状に影響し、粒表面のくぼみ(細孔)の体積の総和(全細孔容積)を低減して、フラックスへの吸湿を抑制する効果を有する。この効果を得るためには、1.0%以上の配合が必要である。好ましくは2.0%以上の配合が必要である。一方で、10.0%を超えて添加するとフラックスの融点が上がり、溶融スラグの流動性が悪くなり溶接性を損なうため、その上限を10.0%とする。好ましくは上限を7.0%とする。
MnOは、溶融スラグの流動性を向上させ、ビード外観を滑らかにする効果を有する。また、溶接金属へのMnの歩留りを改善する効果も期待される。この効果を得るためには、1.0%以上の添加が好ましい。一方でMnOの過剰添加はスラグへの水分含有を促進して溶接金属の拡散性水素量を増加させるため、上限を10.0%とするとよい。好ましくは上限を6.0%とする。
TiO2は、少量の添加でスラグ剥離性を改善するとともに溶接金属へのTiの歩留りを改善する。この効果を得るためには、1.0%以上の添加が好ましい。一方で、過剰添加は溶融スラグの流動性を阻害してスラグ巻込みを増加させるため、上限を25.0%とするとよい。好ましくは上限を23.0%とする。
BaOは、フラックスの融点を調整する効果を有する。この効果を得るためには、1.0%以上の添加が好ましい。一方で、過剰の添加はビード形状を悪化させるため、その上限を15.0%とするとよい。好ましくは上限を13.0%とする。
フラックス粒表面の全細孔容積の値は、本発明のフラックスの最も重要な要件である。フラックス粒1は、図1の模式図に示すように、その表面にくぼみ(細孔)部分2を有し、フラックス粒1の表面の全細孔容積とは、くぼみ(細孔)部分2の体積〔容積〕の総和(斜線部分)である。
また、溶融型フラックス粒表面の全細孔容積の測定では、島津製作所−マイクロメリティックス製アサップ2010を用いた。なお、表1および本発明のフラックスの化学成分(質量%)は、すべて原料溶解後室温まで冷却した後、分析した数値である。
フラックス記号10については、SiO2量およびAl2O3量が規定範囲の下限値から逸脱しているため、拡散性水素量が高くなり、溶接施工性も不良となった。
フラックス記号11および12については、フラックス組成は規定範囲内となっているため溶接施工性は良好であったが、フラックス粒表面の全細孔容積が規定範囲から逸脱したため、フラックスへの水分含有により拡散性水素量が高くなった。
2 くぼみ(細孔)部分
Claims (2)
- 質量%で、
SiO2:2.0〜30.0%、
CaO:5.0〜25.0%、
CaF2:5.0〜60.0%、
Al2O3:2.0〜40.0%、及び、
MgO:1.0〜10.0%
を含有し、残部は不可避的不純物からなり、
不純物として
FeO:2.0%以下、
B 2 O 3 :1.0%以下
に制限し、
フラックス粒表面の全細孔容積が0.0010cm3/g以下であることを特徴とするサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。 - 更に、質量%で、
MnO:10.0%以下、
TiO2:25.0%以下、及び、
BaO:15.0%以下
の1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス。
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