JP6669680B2 - ライムチタニヤ系被覆アーク溶接棒 - Google Patents
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Description
(1)鋼心線に被覆剤が被覆されているライムチタニヤ系被覆アーク溶接棒において、前記被覆剤は、被覆剤全質量に対する質量%で、金属炭酸塩の1種または2種以上の合計:10〜20%、Ti酸化物のTiO2換算値の合計:10〜25%、Si酸化物のSiO2換算値の合計:10〜25%、Al酸化物のAl2O3換算値の合計:1.3〜3%、有機物の1種または2種以上の合計:2〜6%、CaO:0.01〜1.50%、MgO:1〜4%、Mn:2〜8%、鉄粉:20〜40%、Na化合物及びK化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の合計:1.49〜3.5%を含有し、残部が塗装剤、鉄合金からのFe分及び不可避不純物からなることを特徴とするライムチタニヤ系被覆アーク溶接棒である。
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、炭酸リチウム等から添加され、アーク中で分解してCO2ガスを発生させて溶着金属を大気から遮蔽して保護する効果を有する。金属炭酸塩の1種または2種以上の合計が10%未満であると、シールド効果が不足してブローホールが発生しやすくなる。一方、金属炭酸塩の1種または2種以上の合計が20%を超えると、アークが不安定で凸ビードとなり、スラグ剥離性も悪くなる。したがって、被覆剤中の金属炭酸塩の1種または2種以上の合計は10〜20%とする。
Ti酸化物は、ルチール、酸化チタン、チタン酸ソーダ、チタンスラグ等から添加され、スラグ生成剤及びアーク安定剤として作用し、アーク安定性及びビード形状や外観を改善する効果を有する。Ti酸化物のTiO2換算値の合計が10%未満であると、アークが不安定になるとともに、スラグ流動性が悪くなってビード形状や外観が不良となる。一方、Ti酸化物のTiO2換算値の合計が25%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。したがって、被覆剤中のTi酸化物のTiO2換算値の合計は、10〜25%とする。
Si酸化物は、珪砂、長石、水ガラス等から添加され、スラグ生成剤及びアーク安定剤として作用し、アーク安定性及びスラグ剥離性を改善する効果を有する。Si酸化物のSiO2換算値の合計が10%未満であると、アークが弱く不安定になるとともに、生成したスラグのガラス質が少なくなり、スラグ剥離性が不良になる。一方、Si酸化物のSiO2換算値の合計が25%を超えると、スラグの粘性が高くなってビード形状が不良となる。したがって、被覆剤中のSi酸化物のSiO2換算値の合計は、10〜25%とする。
Al酸化物は、アルミナ、長石、珪砂、マイカ等から添加され、アークを安定にする効果を有する。Al酸化物のAl2O3換算値の合計が1.3%未満では、アークが弱く不安定となる。一方、Al酸化物のAl2O3換算値の合計が3%を超えると、スラグ剥離性が不良となる。したがって、被覆剤中のAl酸化物のAl2O3換算値の合計は1.3〜3%とする。
有機物は、セルロース、デキストリン、小麦粉、澱粉、コーンスターチ等から添加され、再アーク性を改善するともに、耐被覆欠け性の改善にも有効である。有機物の1種または2種以上の合計が2%未満であると、良好な再アーク性が得られず、被覆欠けが発生しやすくなる。一方、有機物の1種または2種以上の合計が6%を超えると、アークが強くなりすぎ、ビード形状が不良となる。また、被覆剤が赤熱して棒焼けが発生しやすくなる。したがって、被覆剤中の有機物の1種または2種以上の合計は2〜6%とする。
CaOは、珪灰石、チタン酸カルシウム等から添加され、アークを安定化させ、スパッタ低減に有効である。CaOが0.01%未満では、その効果が得られず、アークが不安定となり、スパッタ量が多くなる。一方、CaOが1.50%を超えると、アークが弱くなって不安定になり、融合不良等の溶接欠陥が発生しやすくなる。したがって、被覆剤中のCaOは0.01〜1.50%とする。
MgOは、マグネシアクリンカー等から添加され、スラグ剥離性を改善する効果を有する。MgOが1%未満では、その効果が得られず、スラグ剥離性が不良になる。一方、MgOが4%を超えると、スラグ自体が硬くなってビード形状が凸状になる。したがって、被覆剤中のMgOは1〜4%とする。
Mnは、金属Mn、Fe−Mn、Fe−Si−Mn等から添加され、脱酸剤として添加する他、溶接金属の強度及び靭性向上に有効である。Mnが2%未満では、脱酸不足となり、ブローホールが発生しやすくなる。また、溶接金属の強度及び靭性が低下する。一方、Mnが8%を超えると、溶接金属の強度が過剰に高くなり、靭性が低下する。したがって、被覆剤中のMnは2〜8%とする。
鉄粉は、再アーク性を改善する効果を有する。鉄粉が20%未満であると、良好な再アーク性を得ることはできない。一方、鉄粉が40%を超えると、被覆筒が短くなってアークが不安定となるとともに、被覆の電気伝導性が過剰に高くなってサイドアークが発生しやすくなる。したがって、被覆剤中の鉄粉は20〜40%とする。
Na化合物及びK化合物は、水ガラス中の珪酸ソーダ、珪酸カリウム、カリ長石、カリガラス及びソーダ長石等から添加され、アーク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換算値の合計が1.49%未満では、アークが不安定になる。一方、Na化合物及びK化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の合計が3.5%を超えると、再アーク性が不良になる。したがって、被覆剤中のNa化合物及びK化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の合計は1.49〜3.5%とする。
Tiは、金属Ti、Fe−Ti等から添加され、アークの電位頻度を低下させてアークを安定化させる効果を有する。またTiは、脱酸剤として有効で、溶接金属中に歩留まって溶接金属のミクロ組織を微細化して靱性を向上させる働きがある。Tiが0.03%未満では、アークが不安定となるとともに、脱酸不足となって溶接金属の靭性が低下する。一方、Tiが0.50%を超えると、溶接金属中のTi酸化物の析出が増加して溶接金属の靱性が低下する。したがって、被覆剤中のTiは0.03〜0.50%とする。
硫化鉄は、溶融スラグの表面張力を下げて溶融池とのなじみを良好にし、溶融スラグを溶融池全面に均一に被包させることで、溶接ビード表面へのスラグ焼き付きを防止してスラグ剥離性を改善する効果を有する。硫化鉄が0.01%未満では、その効果が得られず、ビード表面にスラグ焼き付きが発生してスラグ剥離性が不良となる。一方、硫化鉄が0.05%を超えると、溶接金属の靭性が低下するとともに、高温割れが発生しやすくなる。したがって、被覆剤中の硫化鉄は0.01〜0.05%とする。
Claims (3)
- 鋼心線に被覆剤が被覆されているライムチタニヤ系被覆アーク溶接棒において、
前記被覆剤は、被覆剤全質量に対する質量%で、
金属炭酸塩の1種または2種以上の合計:10〜20%、
Ti酸化物のTiO2換算値の合計:10〜25%、
Si酸化物のSiO2換算値の合計:10〜25%、
Al酸化物のAl2O3換算値の合計:1.3〜3%、
有機物の1種または2種以上の合計:2〜6%、
CaO:0.01〜1.50%、
MgO:1〜4%、
Mn:2〜8%、
鉄粉:20〜40%、
Na化合物及びK化合物のNa2O換算値及びK2O換算値の合計:1.49〜3.5%を含有し、
残部が塗装剤、鉄合金からのFe分及び不可避不純物からなることを特徴とするライムチタニヤ系被覆アーク溶接棒。 - 被覆剤全質量に対する質量%で、Ti:0.03〜0.50%をさらに含有することを特徴とする請求項1に記載のライムチタニヤ系被覆アーク溶接棒。
- 被覆剤全質量に対する質量%で、硫化鉄:0.01〜0.05%をさらに含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のライムチタニヤ系被覆アーク溶接棒。
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