JPH01133686A - 潜弧溶接におけるフラックス粒度安定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、溶接フラックスを繰り返し使用しなから潜
弧溶接（サブマージアーク溶接）を行う際に、フラック
スの粒度分布を一定に保ち、常時良好な溶接作業性及び
溶接部品質を維持し得るようにしたフラックス循環使用
システムに関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 一般に、比較的規模の大きいサブマージアーク溶接作業
を行う現場では、溶接部に供給した溶接フラックスの中
からスラグ化しなかった分を回収し再使用する“フラッ
クス循環使用システム”が採用されている。

この“フラックス循環使用システム”の概要は第７図に
示される通りである。

即ち、フラックス供給口１１から溶接部に散布されたフ
ラックス■２は溶接完了後に一部スラグ１３となるが、
スラグ化しなかった分は溶接完了後にフラックス回収機
の回収口１４より回収され、輸送機によって貯蔵・供給
ホッパー（加温タンク）１５に送られる。同時に新フラ
ンクスタンク１６からスラグ化その他で消耗した分に見
合う新フラックスが供給され、循環再使用される。そし
て、この場合、溶接品質の問題を少なくするため、ふる
い器１７により粗粒分（２０メソシュ以上のスパッタや
スラグ等）を除くと共に選磁器１８によりＦｅ０分を除
去する管理がなされるのが普通であった。なお、第７図
において、符号１９は溶接部電極を、２０は溶接金属を
、そして２１は回収ポンプを示している。

しかしながら、上述のような“フラックス循環使用シス
テム”においては、フラックスが繰り返し使用されるう
ちに溶接時の極めて高い熱により焼結される傾向を示し
、２００〜２０メツシユの通常の粒度管理範囲内であっ
ても、粒度分布が第８図のように初期の状態から大幅に
変化して粗粒分の多い偏った構成になると言う問題があ
った。

なお、このような粒度分布のフラックスを用いる溶接は
、アーク部のガス圧やアーク上のフラックス流動が不適
切な状態となってビード外観の悪化を招いたり、アンダ
ーカットやポックマーク等の表面欠陥を生じることにつ
ながったのである。

このようなことから、ダストとして飛散する微粒フラッ
クス（２００メツシユアンダ一程度）を集塵機で回収し
、これを適宜フラックス循環系内へ戻すことで供給フラ
ックスの粒度管理を行おうとの提案もなされた（特開昭
６０−５４２７７号）。

ところが、この方法では、フラックス粒度の分布が第９
図（ａ）のような初期状態（適正状態）から第９図（ｂ
ｌで示される如き“細粒域と粗粒域に２極化された分布
状態″へと変化し、安定したビード外観を得るための中
粒域が減少してしまうことから、やはり満足できるもの
ではなかった。

、〈問題点を解決するための手段〉 この発明は、“フラックス循環使用システム”を適用し
たサブマージアーク溶接に見られる前述の問題点を解消
し、繰返し使用するフラックスの粒度分布を常に好適状
態に保って満足できる溶接作業を維持し得る手段を見出
すべ（なされた本発明者の研究により完成されたもので
あり、「サブマージアーク溶接での溶接フラックスの繰
り返し使用循環系において、第１図に示すように、咳系
内にふるい器１．．複数区分の粒度別貯蔵ホッパー２及
びクラッシャー３を設置し、ふるい器１で選別した粒度
別にフラックスを貯蔵すると共に、貯蔵量が過量となっ
た粗粒側のフラックス及びふるい器１で発生した粒度管
理範囲外の粗粒フラックスを前記クラッシャー３にて粉
砕し、再度ふるい器１にかけることで粒度別貯蔵ホッパ
ー２の各貯蔵量を管理しながら、該ホッパーから溶接に
適した一定粒度分布のフラックスを供給することにより
、溶接作業性や製品品質を常時好適に維持し得るように
した点」 に特徴を有するものである。

ここで、上記溶接フラックスの繰り返し使用循環系内に
は、ふるい器、複数区分の粒度別貯蔵ホッパー及びクラ
ッシャーの他、必要により従前の如くに新フランクス供
給タンク、溶接フラックス供給ホッパー、回収槽９選磁
器、フラックス混合用ホッパー、混合タンク、フラック
ス搬送機等が配置されることは言うまでもない。

前記第１図において、符号４はフラックスの混合タンク
を示している。

ところで、第２図は本発明に係る「フラックスの繰り返
し使用方法」の代表例を示すフローチャートであり、ま
た第３図はそれに使用するフラックス粒度安定化設備の
１例を示す概念図であるが、以下、この第２乃至３図に
基づいて本発明を説明する。

さて、サブマージアーク溶接が実施された後フラックス
回収口１１より回収されたフラックスは、選磁機１８を
通過することでＦｅ０分が除去され、次いでふるい器１
に投入されて各粒度別に分けられてから、粒度別貯蔵ホ
ンパー２に収容される。

なお、前記ふるい器１によって回収されたフラックスは
８種類の粒度別（２０メツシュ以上、２０〜３２メツシ
ュ、３２〜４８メツシユ、４８〜７０メツシユ、７０〜
１００メツシユ、１００〜１４５メツシユ、１４５〜２
００メツシユ、２００メツシユアンダーの各粒度）に加
振器でふるい分けされ、２０メツシュ以上のものを除い
て粒度別貯蔵ホッパー２の別々のホッパーに落とされる
（２０メツシュ以上のフラックスは直接クラッシャー３
へと送られる）。この例での粒度別貯蔵ホッパー２が７
種類のホッパー■、■、■、■、■、■及び■より構成
されていることは第３図に示す通りであり、各ホッパー
は１０００ｋｇまで貯蔵が可能である。

ところで、前述した如く、循環による繰り返し使用によ
りフラックスは焼結されて粗粒化が進み、場合によって
は溶接熱による破砕現象も加わることから、７０〜２０
メツシユのフラックスを貯蔵する３つのホッパー■、■
及び■、並びに２００メツシユアンダーのフラックスを
貯蔵するホッパー〇の貯蔵量が他の中サイズ粒貯蔵ホッ
パー■。

■及び■のそれより増えるが、粗粒を貯蔵する３つのホ
ッパー■、■及び■については各々貯蔵量が７００ｋｇ
を越えるとオーバーフローしてオンラインで輸送され、
クラッシャー３に投入されるようになっている。そして
、クラッシャーで破砕されて細かくされた後、再度ふる
い器に入れられてふるい分けされ、同様の経路に戻され
る。

一方、細粒（２００メ・ノシュアンダー）のホッパー■
についてもオーバーフロー機構が設けられており、貯蔵
量が７００ｋｇを越える場合は自動的に廃棄される。

以上の操作により、各粒度のフラックスを過不足なく準
備することができる。

このようにして各ホッパーに成る程度のフラックスが溜
まると、各粒度のフラックスは所定の重量比となるよう
に混合タンク４に供給され、混合される。

実際の溶接に使用するフラックス粒度の構成比率は、 ２０〜３２メツシユ・・・５重量％。

３２〜４８メツシユ・・・１５重景％。

４８〜７０メソシユ・・・２０重量％。

７０〜１００メツシユ・・・２０重量％。

１００〜１４５メツシユ・・・１５重量％。

１４５〜２００メツシユ・・・１０重量％。

２００メツシユアンダー・・・１５重量％とするのが好
ましい。このため、各粒度別ホッパーからのフラックス
はその供給量が可変レベラー（混合用小ホッパー）５に
よりｋｇ単位で検知されながら混合タンク４に供給され
て混合され、３００ｋｇ単位で加温タンク（供給ホッパ
ー）１５へと投入される。

なお、実際の作業では一時的な粒度のアンバランスによ
り２００〜７０メツシユのフラックスを貯蔵する３つの
ホッパー〇、■及び■の貯蔵量が増加する可能性もある
が、このようなことが懸念される場合には、該３つのホ
ッパーの設定配合量を若干増加させて各ホッパー内の貯
蔵量を均等化させる配慮が有効である。

そして、このようなシステムによって、循環されて繰り
返し使用されるフラックスは、常時、粒度分布が良好な
一定状態に維持されるため、溶接アークのガス圧やアー
ク上部のフラックス流動も良好な状態に保たれて、アン
ダーカットやボヮクマーク等のビード表面欠陥を発生す
ることなく好ましい溶接作業を続けることが可能となる
。

次いで、比較例並びに実施例を示して本発明を更に具体
的に説明する。

〈実施例〉 比較五−上 第４図に「初期分布」と指示したような粒度分布を有す
る溶接フラックスを準備し、従来通りの第７図で示され
る如きシステムでもって該フラックスを繰り返し循環使
用しながら、サブマージアーク溶接にて６０本の鋼管を
製造した（なお、スラグ化等によって消耗した分は、初
期分布と同じ粒度分布のフラックスを常時補充した）。

前記第４図には「溶接６０本実施後」として６０本の鋼
管を製造した後のフラックス粒度分布をも示したが、こ
の第４図からも、従来法によると作業量の増加に伴って
粗粒域が増えると共に細粒域が減少し、初期の粒度分布
を維持することが困難になることが分かる。

そして、上記のように粒度分布が変化したフラックスを
用いてサブマージアーク溶接を実施すると、アンダーカ
ットやポックマーク等の欠陥が多発するようになること
が確認された。

ル較±−１ 第５図に「初期分布」と指示したような粒度分布の溶接
フラックスを準備し、該フラックスの循環系内からダス
トとして逸散する微粒フラックス（２００メソシユアン
ダー）を集塵機で回収すると共に、これを常時前記循環
系内へ戻すことで供給フラックスの粒度管理を行った以
外は、比較例と同様にサブマージアーク溶接を実施し、
６０本の鋼管を製造した。

第５図に示した「６０本の鋼管を製造した後のフラック
ス粒度分布」からも明らかなように、この場合には、溶
接作業の進行と共にフラックスの粒度分布は細粒域と粗
粒域とに２極化して行き、やはり初期の粒度分布を維持
することが困難であった。

そして、このように粒度分布が変化したフラックスによ
るサブマージアーク溶接でも、アンダーカットやポック
マーク等の欠陥を発生し易いことが確認された。

実施例　１ 第６図に「初期分布」と指示したような粒度分布を有す
る溶接フラックスを準備し、第３図で示される如きシス
テムでもって第２図のフローシートで示す通りに該フラ
ックスを繰り返し循環使用しながら、サブマージアーク
溶接にて６０本の鋼管を製造した。

上記第６図には、それぞれ鋼管を１０本、２０本、３０
本、４０本、５０本並びに６０本製造した後の供給フラ
ックス粒度分布をも示したが、この図からも明らかなよ
うに、フラックスの７種類の粒度域については、６０本
の鋼管の溶接に繰り返し使用したとしても、常時、初期
粒度分布から±５．０％以内の変動に抑えて管理し得る
ことが確認できた。

そして、この方式により、常に良好なサブマージアーク
溶接を実施することができた。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、フラックスの
長期繰り返し使用を行うサブマージアーク溶接において
も、使用フラックスの粒度分布を常に一定に管理するこ
とが可能となり、粒度分布変化による溶接部表面欠陥の
防止が図れる上、循環系全体のフランクス抜き替え作業
も省略できるなど、溶接部品質や作業性の面で極めて顕
著な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る「フラックスの繰り返し使用方
法」を説明した概念図である。 第２図は、本発明に係る「フラックスの繰り返し使用方
法」の代表例を示すフローチャートである。 第３図は、本発明に係る「フラックスの操り返し使用方
法」に適用されるフラックス粒度安定化設備の１例を示
す概略模式図である。 第４図は、比較例でのフラックス粒度分布変化を示した
グラフである。 第５図は、別の比較例でのフラックス粒度分布変化を示
したグラフである。 第６図は、本発明実施例でのフラックス粒度分布の推移
を示したグラフである。 第７図は、従来のフラックス循環システムを説明した概
念図である。 第８図は、第７図のような従来のフラックス循環システ
ムを適用した場合のフラックス粒度分布変化を示したグ
ラフである。 第９図は、別の従来例でのフラックス粒度分布変化を説
明したグラフであり、第９図ｆａ）は初期粒度分布を、
そして第９図（ｂ）は長期繰り返し使用後の粒度分布を
それぞれ示している。 図面において、 １．１７・・・ふるい器、２・・・粒度別貯蔵ホッパー
、３・・・クラッシャー、　　４・・・混合タンク、５
・・・可変レベラー（混合用小ホッパー）、１１・・・
フラックス供給口、　１２・・・フラックス、１３・・
・スラグ、　　１４・・・フラックス回収口、１５・・
・加温タンク、　１６・・・新フランクスタンク、１８
・・・選磁器、　　　１９・・・溶接部電極、２０・・
・溶接金属、　　２１・・・回収ポンプ。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　潜弧溶接での溶接フラックスの繰り返し使用循環系に
   おいて、該系内にふるい器、複数区分の粒度別貯蔵ホッ
   パー及びクラッシャーを設置し、フラックスをふるい器
   で選別して粒度別に貯蔵すると共に、貯蔵量が過量とな
   った粗粒側のフラックス及びふるい器で発生した粒度管
   理範囲外の粗粒フラックスを前記クラッシャーにて粉砕
   し、再度ふるい器にかけることで粒度別貯蔵ホッパーの
   各貯蔵量を管理しながら、該ホッパーから溶接に適した
   粒度分布のフラックスを供給することを特徴とする、潜
   弧溶接におけるフラックス粒度安定方法。