JP6908547B2 - Bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding - Google Patents

Bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding Download PDF

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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 particularly in large heat input welding of thick steel plates, it has good welding workability, good strength and stable low temperature toughness. The present invention relates to a 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, granular flux is sprayed along the welding line in advance, an electrode wire is continuously supplied into the flux, and an arc is generated between the tip of the electrode wire and the base metal for welding. Is a method of continuously performing. According to this submerged arc welding method, highly efficient and stable welding workability and mechanical performance of weld metal can be obtained, so that a wide range of fields including large structures such as shipbuilding, steel frames, pipes, bridges, and vehicles can be obtained. It is applied in.

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, it has been studied to increase the strength and toughness of steel materials, and to increase the plate thickness due to the increase in size of structures, and the application ratio of high-strength or extra-thick steel materials is increasing year by year. is doing. Therefore, in submerged arc welding, further quality improvement is required in order to improve productivity, safety, and durability in welding work.

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 bulk carriers, tankers, container carriers, etc. built is increasing year by year, and welding efficiency is further improved in order to improve productivity, safety, and durability in these constructions. There is an extremely large demand for higher toughness of welded parts.

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 flux copper backing single-sided submerged arc welding method (hereinafter referred to as the FCuB method) shown in FIG. 1 is often used for the large plate joint, which is the main axis of the shipbuilding construction process. In this FCuB method, the back flux 2 is sprayed on the backing copper plate 1 by about 4 to 7 mm, air is injected into the air hose 3, and this is pressed against the groove back surface 4a which is the back side of the steel plate 4 to be welded. Then, the front flux 6 is sprayed from the front side using 2 to 4 wires 5 and one-layer welding is performed to form the front bead and the back bead at the same time. In this welding method, the back flux 2 is in close contact with the groove back surface 4a, so that the backing is good, and the backing copper plate 1 under the back flux 2 suppresses the extra height of the back bead, so that a large current can be generated. A beautiful back bead with no welding defects can be obtained even if it is installed under welding conditions. Therefore, the FCuB method is widely applied from thin plates to thick plates.

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 relating to a high-speed single-sided submerged arc welding method using four electrodes. This is an improvement by limiting the wire diameter, welding current, welding speed, distance between electrodes, flux and wire component in order to obtain a sound and defect-free weld metal in high-speed single-sided submerged arc welding. However, although it is possible to obtain a weld metal without sound defects by the technique described in Patent Document 1, the tensile strength of the weld metal is lowered in the case of large heat input welding of a thick steel plate, and the temperature is more stable. 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。 Further, Patent Document 2 discloses a technique relating 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 flux component and the particle size of the iron powder. However, the technique described in Patent Document 2 has a problem that the welding workability tends to be unstable when the thick steel plate is subjected to large heat input welding.

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。 Further, Patent Document 3 discloses a technique for obtaining a sound back bead by using electrodes having three or more electrodes and limiting the wire diameter, welding current, distance between electrodes, and torch angle of the electrodes. However, although the technique described in Patent Document 3 can obtain a sound back bead in high-speed single-sided submerged arc welding, there is a problem that stable welding workability cannot be obtained in large heat input welding of thick steel sheets. 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 relating to a single-sided submerged arc welding method using a single electrode. According to this method, a sound and stable bead shape and appearance can be obtained for both the front bead and the back bead by optimizing the welding speed and welding heat input. There is a problem that the efficiency is lowered and the production efficiency is 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 applicant has proposed in Patent Documents 5 and 6 a bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding, which can obtain a weld metal with improved surface beads and excellent mechanical performance. However, although the technique described in Patent Document 5 can obtain good mechanical performance of the weld metal in a medium steel plate having a plate thickness of about 20 mm, the tensile strength and toughness of the weld metal are lowered in the large heat input welding of the thick steel plate. There was a problem of doing. Further, the technique described in Patent Document 6 has a problem that although good tensile strength can be obtained in large heat input welding of a thick steel sheet, arc tends to be unstable and stable low temperature toughness cannot be obtained.

特開平5−337651号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-337651 特開2015−74011号公報JP-A-2015-74011 特開平8−99178号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-99178 特開2004−154841号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-154841 特開2012−218053号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-218053 特開2015−155111号公報JP-A-2015-155111

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-mentioned problems, and is also used for performing multi-electrode single-sided submerged arc welding of three or more electrodes, and particularly for welding a thick steel plate having a high welding heat input. Multi-electrode single-sided submerged arc that has good arc stability and slag peelability, can obtain excellent bead shape and appearance without welding defects such as undercuts, and can obtain welded metal with good strength and stable low temperature toughness. It is an object of the present invention to provide a 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%、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、Fe酸化物のFeO換算値の合計:1%以下であり、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
(1) In the bond flux for multi-electrode single-sided submerge arc welding, the total SiO 2 conversion value of Si oxide: 11 to 25%, the total CaO conversion value of Ca oxide: 1 in mass% with respect to the total mass of the flux. 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 conversion value of fluorine compound: 1 to 6%, total CO 2 conversion value of one or more metal carbonates: 1 to 8%, Na 2 of Na oxide and K oxide Total of one or more types of O conversion value and K 2 O conversion value: 1 to 5%, B 2 O 3 : 0.1 to 3%, Fe: 15 to 40%, Si: 0.5 to 2 %, Mn: 0.5 to 1.5%, Mo: 0.1 to 3%, Ti: 0.1 to 3%, Al: 0.05 to 0.5% , FeO of Fe oxide A bond flux for multi-electrode single-sided submerge arc welding, characterized in that the total conversion value is 1% or less, and the balance is composed of unavoidable 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) Single-sided submerged arc welding according to (1), further containing 0.01 to 0.3% of the total ZrO 2 conversion value of the Zr oxide in terms of mass% with respect to the total mass of the flux. For bond 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, especially when performing large heat input welding of thick steel plates. A multi-electrode single-sided submerged arc welding bond that provides excellent bead shape and appearance with good slag peelability and no welding defects such as undercuts, and provides welded metal with good 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 sampling 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 sampling 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 present inventors can obtain a bead shape and appearance with stable arc and no welding defects such as slag peeling property and undercut, and have good strength and stable low temperature toughness. In order to obtain a bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding from which the weld metal of the above can be obtained, various studies were conducted on the component 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 plate thickness of 8 mm to 40 mm, and the thicker the plate thickness of the steel plate, the greater the heat input welding.

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 excellent welding workability with 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 when the amount of metal carbonate added is large. Metal carbonates thermally decompose in an arc to generate CO or CO 2 gas, but when the amount of gas generated becomes excessive, it works to hinder the progress of molten metal, and the arc tends to become unstable, resulting in a blow-up phenomenon. It was found that it promotes. Therefore, 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, it was found that the metal carbonate in the bond flux is an essential component and cannot be removed in order to obtain the low temperature toughness of the weld metal.

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。 Therefore, as a result of examining the slag composition of the bond flux on the premise that a metal carbonate is added, the Si oxide, Ca oxide, Ti oxide, Mg oxide, Al oxide, and metal of the bond flux are examined. It was found that the arc is stabilized by adding an appropriate amount of the total CO 2 conversion value of the carbonate and the total of the Na oxide and the 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。 It was also found that the slag peeling property was improved by adding an appropriate amount of Si oxide, Ca oxide and Mg oxide, and the sticking of the bead surface was 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, regarding the bead shape and appearance, the melting point and fluidity of the molten slag can be improved by adding an appropriate amount of Si oxide, Ca oxide, Mg oxide, Ti oxide, Al oxide, Ca oxide, and metal fluoride. It was found that by optimizing and adding an appropriate amount of iron powder, the arc concentration is enhanced and a good bead shape and appearance can be obtained.

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, 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 the hardenability. However, if an excessive deoxidizer and alloying agent are added, the hardenability of the weld metal becomes excessive, the strength becomes high, and the low temperature toughness decreases. Therefore, in order to develop a bond flux that responds to changes in the amount of heat input to welding at various plate thicknesses, various deoxidizers, alloying agents, and slag compositions were examined.

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 an appropriate amount 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 miniaturize the structure of the weld metal by optimizing the addition amounts 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 was also found that the slag peeling property was further improved by adding an appropriate amount of Zr oxide, and the bead shape was 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 reasons 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. Regarding the following components, the mass% with respect to the total mass of the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding shall be indicated, and when the mass% is expressed, it shall be simply expressed 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 SiO 2 conversion value of Si oxide: 11 to 25%]
Si oxide is an important component for forming a good weld bead. In addition, it exerts the effect of making Si oxide and slag into glassy properties to make slag that is easily crushed and has good peelability. If the total SiO 2 conversion value of the Si oxide is less than 11%, the bead toe end will not fit well, the slag peelability will deteriorate, the bead shape and appearance will be poor, and undercut will occur. On the other hand, when the total SiO 2 conversion value of the Si oxide exceeds 25%, the amount of oxygen in the weld metal increases and the low temperature toughness decreases. Therefore, the total value of Si oxide in terms of SiO 2 is set to 11 to 25%. The Si oxide can be added from silica sand, zircon sand, wollastonite, water glass (sodium silicate, potassium silicate) and 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 CaO conversion value of Ca oxide: 1-10%]
Ca oxide is an important component for adjusting the melting point and fluidity of slag. If the total CaO conversion value of Ca oxide is less than 1%, the bead toe end will not fit well, the bead shape and appearance will be poor, and undercut will occur. On the other hand, if the total CaO conversion value of the Ca oxide exceeds 10%, the slag fluidity becomes poor, the bead height becomes non-uniform, and the slag peelability and the bead shape / appearance become poor. Therefore, the total CaO conversion value of Ca oxide is 1 to 10%. The Ca oxide can be added from wollastonite, calcium carbonate and 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 to 30%]
Mg oxide has the effect of improving the fire resistance and basicity of slag and reducing the amount of oxygen in the weld metal. When the total MgO conversion value of the Mg oxide is less than 10%, the basicity of the flux becomes low, the amount of oxygen in the weld metal increases, and the low temperature toughness decreases. On the other hand, when the total MgO conversion value of the Mg oxide exceeds 30%, the softening and melting point of the flux becomes high, the wavy surface of the bead becomes rough, and the slag peelability and the bead shape / appearance become poor. Therefore, the total MgO conversion value of Mg oxide is set to 10 to 30%. The Mg oxide can be added from magnesia clinker, magnesium carbonate and 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 conversion values of Ti oxide: 1 to 10%]
Ti oxide has the effect of improving arc stability. Ti oxide is also effective for the smoothness of the bead surface. If the total of the TIO 2 conversion values 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 become poor. On the other hand, when the total of the TIO 2 conversion 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 surface of the bead, and the shape and appearance of the bead deteriorate. Therefore, the total TiO 2 conversion value of Ti oxide is 1 to 10%. The Ti oxide can be added from rutile, titanium oxide, titanium slag and 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 Al 2 O 3 conversion value of Al oxide: 1-8%]
Al oxide has the effect of improving the slag exfoliation property and the bead appearance. Al oxide is also effective in obtaining good arc stability. If the total Al 2 O 3 conversion value of the Al oxide is less than 1%, the arc is unstable, the slag peeling property and the wavy surface of the bead become rough, and the bead shape and appearance deteriorate. On the other hand, when the total Al 2 O 3 conversion value of Al oxide exceeds 8%, the bead shape becomes convex and the slag peelability becomes poor. Therefore, the total Al 2 O 3 conversion value of Al oxide is 1 to 8%. Al oxide can be added from alumina, feldspar, silica sand and 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 conversion value of fluorine compounds: 1 to 6%]
Fluorine compounds are important components for adjusting the melting point and fluidity of slag. Further, the fluorine compound has an effect of increasing the basicity of the flux and improving the low temperature toughness. When the total F conversion value of the fluorine compound is less than 1%, the basicity of the flux becomes low, the amount of oxygen in the weld metal increases, and the low temperature toughness decreases. On the other hand, when the total F-converted value of the fluorine compound exceeds 6%, the softening and melting point of the flux becomes low, the bead smoothness deteriorates, and the bead shape and appearance become poor. Therefore, the total F conversion value of the fluorine compound is 1 to 6%. The fluorine compound can be added from aluminum fluoride, fluorite and 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 CO 2 conversion value of one or more metal carbonates: 1-8%]
The metal carbonate has the effect of decomposing in the arc to generate CO or CO 2 gas, improving the arc stability, and reducing nitrogen and oxygen in the arc atmosphere. If the total CO 2 conversion value of one type or two or more types of metal carbonate 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 CO 2 conversion value of one or more types of metal carbonate exceeds 8%, the amount of CO or CO 2 gas generated becomes excessive, and the arc becomes unstable and the bead shape and appearance. Deteriorates. Therefore, the total CO 2 conversion value of one or more metal carbonates is 1 to 8%. The metal carbonate can be added from calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, manganese carbonate, iron carbonate, lithium carbonate and 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 Na 2 O conversion values and K 2 O conversion values of Na oxide and K oxide: 1 to 5%]
Na oxide and K oxide have the effect of improving the stability of the arc. If the total of one or more of the Na 2 O conversion value and the K 2 O conversion value of the Na compound and the K compound is less than 1%, the effect of improving the arc stability cannot be obtained. On the other hand, if the sum of one or more of the Na 2 O conversion value and the K 2 O conversion value of the Na compound and the K compound exceeds 5%, the gloss of the bead surface is lost and the bead appearance becomes poor. Therefore, the total of the Na 2 O conversion value and the K 2 O conversion value of Na oxide and K oxide is 1 to 5%. In addition, 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. If B 2 O 3 is less than 0.1%, the low temperature toughness of the weld metal will vary. On the other hand, when B 2 O 3 exceeds 3%, the weld metal is hardened and the low temperature toughness is rather lowered. Therefore, B 2 O 3 is 0.1 to 3%. B 2 O 3 can be added from boron oxide, borax, etc.

[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 improving the welding efficiency and the concentration of the arc to stabilize the bead shape. If Fe is less than 15%, the welding efficiency is lowered, the concentration of arcs is poor, the shape of the back bead is poor, and undercut occurs. On the other hand, if Fe exceeds 40%, iron grain protrusions are generated on the bead surface, the bead shape and appearance are deteriorated, and the slag peelability is also poor. Therefore, Fe is set to 15 to 40%. Fe can be added from iron powder, Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Mo, and 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 an antacid and has the effect of reducing the amount of oxygen in 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 set to 0.5 to 2%. In addition, Si can be added from metal Si, Fe-Si, Fe-Si-Mn and 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 amount of oxygen in the weld metal. If 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 weld metal is excessively yielded, the strength is increased, and the low temperature toughness is lowered. Therefore, Mn is set to 0.5 to 1.5%. In addition, Mn can be added from metal Mn, Fe-Mn, Fe-Si-Mn and 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 to 3%]
Mo is an element that improves the hardenability of the weld metal, and is particularly effective in ensuring the strength of thick steel sheets in large heat input welding. Mo is also effective in refining the structure of the weld metal to stabilize low temperature toughness. If Mo is less than 0.1%, the strength of the weld metal is lowered and the low temperature toughness varies. On the other hand, when Mo exceeds 3%, the strength of the weld metal becomes excessive, and the low temperature toughness is rather lowered. Therefore, Mo is 0.1 to 3%. In addition, Mo can be added from metal Mo, Fe-Mo and 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 the low temperature toughness. If Ti is less than 0.1%, the effect of miniaturizing the microstructure of the weld metal cannot be obtained and the low temperature toughness varies. On the other hand, when Ti exceeds 3%, the strength of the weld metal increases and the low temperature toughness decreases. Therefore, Ti is set to 0.1 to 3%. In addition, Ti can be added from metal Ti, Fe-Ti and 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 an effect of improving the low temperature toughness of the weld metal, especially in large heat input welding of thick steel sheets. When Al is less than 0.05%, the amount of oxygen in the weld metal increases and the low temperature toughness decreases. On the other hand, when Al exceeds 0.5%, it remains as an Al oxide in the weld metal and the low temperature toughness is lowered. Therefore, Al is set to 0.05 to 0.5%. In addition, Al can be added from metal Al, Fe-Al and 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: 0.01-0.3%]
Zr oxide has the effect of improving the slag exfoliation property. If the total ZrO 2 conversion value of the Zr oxide is less than 0.01%, the effect cannot be obtained. On the other hand, when the total of the ZrO 2 conversion values of the Zr oxide exceeds 0.3%, the slag becomes dense and the slag peelability becomes poor. Therefore, the total ZrO 2 conversion value of Zr oxide is 0.01 to 0.3%. The Zr oxide can be added from zircon sand, zircon flower, zirconium oxide and 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 conversion 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 conversion value of Fe oxide exceeds 1%, the smoothness of the bead surface is impaired, resulting in poor bead shape and appearance. Therefore, the total FeO conversion value of Fe oxide is set to 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 unavoidable impurities such as P and S, and both P and S generate compounds having a low melting point and lower the low temperature toughness, so it is preferably as low as possible.
In the single-sided welding using the bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding of the present invention, the wire diameters to be combined are 4. It is 0 to 6.4 mm and is 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 effects 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 steel sheet 4 to be welded with a chemical composition shown in Table 4 and a thickness of 40 mm, using a bond flux prepared by adjusting 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. Is 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 carried out 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 using water glass as a fixing agent and then fired 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。 The wires shown in Table 3 were used by reducing the diameter, annealing, pickling, and copper-plating the original wires to obtain strands, and drawing those strands to diameters of 4.8 mm and 6.4 mm.

Figure 0006908547
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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。 The evaluation of each prototype bond flux is based on the condition No. 1 or condition No. Investigate the arc stability during single-sided submerged arc welding according to 2, slag peelability after welding, presence or absence of undercut, presence or absence of iron grain protrusions and slag sticking on the surface of the front bead, bead shape and appearance, and further tension of weld metal. 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 taken from the center (t / 2) of the plate thickness t of the steel plate 4 to be welded as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the Charpy impact test piece 8 (JIS Z2242 V-notch test piece) is taken from a depth of 2 mm from the front surface 4b of the steel plate 4 to be welded and from a depth of 2 mm from the back surface 4c and the Charpy impact test piece 8F. Two types of collected Charpy impact test pieces 8R were collected. The tensile strength was evaluated as good at 490 to 690 Mpa. The low temperature toughness was evaluated by the Charpy impact test at -20, and the average value of each of the three repetitions was 50 J or more, the difference between the average value and the minimum value was 10 J or less, and the average value in the thickness direction of the steel sheet 4 to be welded. (Difference in average value of absorbed energy between the front side of the steel plate and the back side of the steel plate) was set to be good at 20 J or less. These results are summarized in Table 6.

Figure 0006908547
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表1及び表6中のフラックス記号F1〜F3、F6〜F7、F9〜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〜F3、F6〜F7、F9〜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。 The flux symbols F1 to F3, F6 to F7, and F9 to F13 in Tables 1 and 6 are examples of the present invention, and the flux symbols F14 to F30 are comparative examples. The flux symbols F1 to F3, F6 to F7, and F9 to F13, which are examples of the present invention, are the total of the SiO 2 conversion value of the Si oxide in the flux, the CaO conversion value of the Ca oxide, and the MgO conversion value of the Mg oxide. Total, total TiO 2 conversion value of Ti oxide, total Al 2 O 3 conversion value of Al oxide, total F conversion value of fluorine compound, CO 2 conversion value of one or more kinds of metal carbonates , The total of one or more of the Na 2 O conversion value and the K 2 O conversion value of Na oxide and K oxide , and B 2 O 3 , Fe, Si, Mn, Mo, and Al are appropriate. Therefore, the arc was stable, there was no undercut, iron grain protrusions on the surface of the front bead, and slag sticking, and the slag peelability, bead shape, and appearance were good. In addition, the tensile strength and absorbed energy of the weld metal were also good, which was an extremely satisfactory result.

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。 As for the flux symbols F2, F3, F6, F7, F9, F11, and F12, the ZrO 2 conversion value of the Zr oxide was appropriate, so that the slag peeling property was very good.

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。 In the comparative example, the flux symbol 14 has a small SiO 2 conversion value of the Si oxide, so that the bead toe end is not well-fitted, and the surface bead shape / appearance and slag peelability are poor, and undercut occurs. Further, since the ZrO 2 conversion value of the Zr oxide was small, the effect of improving the slag peelability could not be 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 value of Si oxide in terms of SiO 2 , the absorbed energy of the weld metal is low. Further, since a large amount of Fe was generated, iron grain protrusions were generated on the surface of the bead, and the slag peelability and the shape and appearance of the surface bead were also poor.

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。 Since the flux symbol F16 has a small CaO conversion value of Ca oxide, the bead toe end is not well fitted, the surface bead shape and appearance are poor, and undercut occurs. Further, since the amount of Si was small, 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 a large CaO conversion value of Ca oxide, the slag peelability and the surface bead shape / appearance were poor. Further, since Mn was 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 conversion value of Mg oxide, the absorbed energy of the weld metal is low. In addition, since the Zr oxide had a large ZrO 2 conversion value, the slag peelability 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 conversion value of Mg oxide, the slag peelability and the surface bead shape / appearance were poor. Moreover, since the amount of Al is small, the absorbed energy of the weld metal is 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。 Since the flux symbol F20 has a small TiO 2 conversion value of the Ti oxide, the arc is unstable and the shape and appearance of the front bead are also poor. Moreover, since the amount of B 2 O 3 was large, the tensile strength of the weld metal was high and the absorbed energy was 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 a large TiO 2 conversion value of the Ti oxide, the slag peelability was poor, the slag stuck to the bead surface, and the surface bead shape and appearance were also poor. Further, since the amount of Mn is large, the tensile strength of the weld metal is high and the absorbed energy is 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。 Since the flux symbol F22 has a small Al 2 O 3 conversion value of Al oxide, the arc is unstable, and the surface bead shape / appearance and slag peelability are also poor. Further, since the amount of Mo was small, the tensile strength of the weld metal was low, and the difference between the average value and the minimum value of absorbed energy and the difference between the average value 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 a large Al 2 O 3 conversion value of Al oxide, the surface bead shape / appearance and slag peelability were poor. Further, since the amount of Mo was large, the tensile strength of the weld metal was 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。 Since the flux symbol F24 has a small F conversion value of the fluorine compound, the absorbed energy of the weld metal is low. In addition, since the amount of Fe is small, the shape and appearance of the back bead are poor and undercut occurs.

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 a large F conversion value of the fluorine compound, the surface bead shape and appearance were poor. Further, since Ti was small, the difference between the average value and the minimum value of the absorbed energy and the difference between the average value 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。 Since the total of the CO 2 conversion values of one type or two or more types of metal carbonate is small in the flux symbol F26, the arc is unstable and the shape and appearance of the table bead are also poor. In addition, 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 sum of one or more of the Na 2 O conversion value and the K 2 O conversion value of Na oxide and K oxide, the shape and appearance of the table bead are poor. Moreover, since the amount of Al is large, the absorbed energy of the weld metal is 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。 Since the flux symbol F28 has a large sum of one or more of the Na 2 O conversion value and the K 2 O conversion value of Na oxide and K oxide, the arc was unstable. Moreover, 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 value in the plate 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 is high and the absorbed energy is low. In addition, since the FeO conversion value of Fe oxide is large, the shape and appearance of the table bead are poor.

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。 Since the flux symbol F30 has a large sum of the CO 2 conversion values of one type or two or more types of metal carbonates, the arc is unstable and the shape and appearance of the table bead are poor. Further, since the amount of Si is large, the tensile strength of the weld metal is high and the absorbed energy is low.

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
1 Back contact copper plate 2 Back flux 3 Air hose 4 Steel plate to be welded 4a Groove back surface 5 Wire 6 Front flux 7 Tensile test piece 8F, 8R Impact test piece

Claims (2)

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、
Fe酸化物のFeO換算値の合計:1%以下であり、
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, by mass% of the total mass of the flux,
Total SiO 2 conversion value of Si oxide: 11-25%,
Total CaO conversion value of Ca oxide: 1-10%,
Total MgO equivalent of Mg oxides: 10-30%,
Total of Ti Oxide converted to TIO 2 : 1-10%,
Total Al 2 O 3 conversion value of Al oxide: 1-8%,
Total F conversion value of fluorine compound: 1-6%,
Total CO 2 equivalent of one or more metal carbonates: 1-8%,
Na 2 O conversion value of Na oxide and K oxide and one or more total of K 2 O conversion value:
1-5%,
B 2 O 3 : 0.1 to 3%,
Fe: 15-40%,
Si: 0.5-2%,
Mn: 0.5-1.5%,
Mo: 0.1 to 3%,
Ti: 0.1 to 3%,
Al: Contains 0.05-0.5%,
Total FeO conversion value of Fe oxide: 1% or less,
A bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding, characterized in that the rest is composed of unavoidable 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。
Total ZrO 2 conversion value of Zr oxide as a mass% of the total mass of the flux: 0.01
The bond flux for multi-electrode single-sided submerged arc welding according to claim 1, further containing ~ 0.3%.
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