JPH0327891A - 大入熱サブマージアーク溶接用焼成型フラックス - Google Patents

大入熱サブマージアーク溶接用焼成型フラックス

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JPH0327891A
JPH0327891A JP16088389A JP16088389A JPH0327891A JP H0327891 A JPH0327891 A JP H0327891A JP 16088389 A JP16088389 A JP 16088389A JP 16088389 A JP16088389 A JP 16088389A JP H0327891 A JPH0327891 A JP H0327891A
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Shuichi Sakaguchi
修一 阪口
Tadamasa Yamaguchi
忠政 山口
Kaname Nishio
要 西尾
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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】 〈産業上の利川分野〉 本発明は、軟鋼あるいは引張強度が50kgr/mj以
上の低合金高張力鋼の大人熱サブマージアーク溶接に用
いるフラノクスに関し、特に良好な溶接作業性のもとに
ビーr外覗に優れ、かつ欠陥のない溶接ビードを容易に
得ることのできるフランクスに関するものである. く従来の技術〉 近年、高層ビルに代表される鋼構造物の大型化及び需要
の増加による鋼4R造翅築物の増加、溶接技能者の不足
などからより高能率な溶接方法が要求され゜ζいる. 促来、1ゾ鋼板の高能率サブマージアーク熔接川フラッ
クスとしては、突き合わせ熔接や角継手溶接に鉄粉入り
フラックスを用いた両面一層溶接や片面一層溶接が適用
されている. 例えば特開昭53 − 108839号公報では、鉄t
5】を添加したフラックスを用いて溶着量を増し、多電
極大人熱溶接を行うことにより、35N以上の厚鋼板を
1パス溶接する技術が開示されている.しかしこのよう
な鉄t5】添加フラックスでは、溶着量を増加させるこ
とによってより厚い鋼板の1パス溶接が可能となるが、
鉄粉添加によってアークが絞られビード輻が狭くなる.
このためボックス柱角継手にみられるようなレ型開先を
用いたlパス溶接で【よ、ワイヤのねらい位置や溶接電
圧を厳密に管理しないと融合不良を生しやすいため、溶
接速度を上げて能率を向上させることが難しい.またフ
ランクスが必要以上に重いためビード形状が凸型になり
やすく、美麗な外観を得ることができないなどの不都合
があった. また、特開昭62 − 259697号公報では、鉄粉
を用いずMHO, 八hOs , SiO2の組成比を
特定して大人?溶接杜ど高速溶接1生を向上させる技術
が開示されている.しかしM.O,八lx’sといった
高融点酸化物の比率に対し、造滓剤としてビード形状を
整えるのに重要なSiO■の比率が過少であるため、ビ
ードが凸状になりやすく、開示された技1ネiに係る大
人熱かつ高速度の溶接ではビード幅が出にくいなどの間
覇があった. このように従来開示されている大人熱溶接用フランクス
では、スラグの耐火性を上げるために高融点酸化物の比
甲を上げたものが殆どであり、フラノクスの具01#す
べき重要な条件−であるビード外観が1IQ牲にされて
きた。
〈発明が解決し、Lうとする課題〉 本発明は、−・殻構造物用の軟鋼あるいは引張引1度が
50kgf/aj以上の低合金高張力鋼の大人熱サブマ
ージアーク熔接において、高TL流,高速度の能率の良
い熔接条件の下で、優れた溶I妾作業性があり、かつ溶
接後に手入れが不要で美麗な外IlMを有する溶接ビー
ドを容易に得ることのできるvF.威型フラノクスを提
1共ずるためになされたものである。
〈課題を解決するための手段〉 ?発明は、■主成分として、SiO■:30〜45重景
%(以下%) ,  MgO : 25 〜45%, 
 CaO : 5 〜15%.A/20i  : 2 
〜15%. Ti(h :2 〜10%,CaF2:l
〜5%を含み、脱酸成分として、Mn. s. Tsお
よび八tのうちの1〜3!fflmの合計で3〜15%
を含み、ガス威分として、Coa1〜10%を炭酸塩の
形で含み、残部は、微量元素および不純物からなる大人
熱サブマージアーク溶接用焼成型フラックスで、かつ■
粒度が36メッシュ以下の含有率が20%以下で、かつ
l4メソシュ以下で36メッシュ超の含有率が60%以
」二の粒度分布を有する前項の記載の大入p.q .y
プマージアーク溶接用焼或型フランクスである。
〈発明をなすに至った経過および作用〉大人熱溶接用フ
ラックスとしては、溶接スラグの融点の調整が容易で合
金元素の添加ができる焼成型フランクスが好適であるが
、溶融型フランクスに比べてビート外観や高速性の点で
劣るといわれている。
ずなわら溶融型フラノクスは原料をアーク炉などで溶融
さ−lたIiJ固・粉砕したものであり、般に融点が低
く、大人熱溶接への適用はデ1しいが、通常の溶接では
美麗な外観を得やすい。一方、焼成型フランクスは、金
属酸化物,弗化物あるいは炭酸塩などの混合枯合体であ
るため、フラソクスの溶融・凝固が不均一になりやすく
、ビード外硯や高速性の点で劣ると占えられる. 本発明者はこのような現状に鑑み、大電流・高速度の高
能率な条件を用いた大人熱?′fI接において、ビード
外観を向上させるため焼成型フラックスの特性を総合的
に検討した結果、ビード外観を良好に保つ上でSi02
が最も重要な役割を果たしており、大人熱t8接性に関
してはMgOを特定攪添加ずることで十分な作業性を保
つことが可能であり、さらに良好なビード外観を得るた
めには粒度分布が重要であるということが判明した.本
発1jllはこのような知見に基づくものである。
以下にこの発明につき組成・粒度の限定理山を述べる。
まず、本発明に係るフランクスは、ビード外観を良好に
保つ上でSiO2を30%以上含むことが肝要である. S:Otは、遣滓剤としてビード外蜆を良好に保つため
に必要な戒分であり、特にビード帽を広げ、ビード表面
を平滑に保つ効果があるが、30%未満ではビード形状
は焼成型特有の凸状ビー1′になりやずくビーV幅も広
がりにくい。一方、45%を超えると大人熱?8接の際
にスラグ星が増加しすぎてかえってビード外観が乱れや
すくなる.聞0は、生成スラグの融点を上げ大人熱溶1
妾時の作業性を改許ずると同特に、フラックスの1=基
度を上げ溶接金属中の酸素量を低減して靭性を確保する
のに重要な成分であるが、25%未満では十分な効果が
j{tられす、45%を超えて含有されるとじ一ド形状
が凸状になりやすくスラグの剥離性が劣化する. CaOは、MgOと同様に生成スラグの耐火性を向上さ
せ、フランクスの塩基度を上げる成分として重嬰である
が、5%未満ではこの効果に乏しく、?5%を超えて含
まれるとスラグが硬くなって411離性が悪くなる. 八ltOzは、粘性を低下さセずに融点を上昇させるの
に有効な成分であるが、5%未満ではこれらの効果に乏
しく、一方15%を超えるとビード形状が凸状になる傾
向がある. TiO■は、スラグの剥離性を改善するだけでなく、ア
ークを安定させ溶接金属の組織を微細化させて靭性を向
上さ・吐るのに有効な戒分であるが、2%より少ないと
靭性を向−ヒさせる効果に乏しく、10%を超えて添加
してもこの効果の増進はなく、かえってビード外観を害
する. CaFzは、アークの安定性の向上に効果があるが、1
%未満ではこの効果に乏しく、5%を超えるとスラグの
流動性が増してビード形状が乱れやすくなる. これらのスラグ構成成分に加え、脱酸剤として単体金属
または合金を}111, Si, 丁i, /Vの1〜
4種類の合計で3〜15%添加する必要がある.この添
加徂が3%未満では溶接金属の靭性を確保するこ?が難
しいだけでなくボックマークが発生しやず< jI:る
.一方15%を超えると酸素量が低くなりずぎてかえっ
゛ζ靭姓を劣化させる. また、炭酸塩の形で含まれるCO■は溶接金属中の水素
量を低慮させるために必要であるが、2%未満ではその
効果に乏しく、10%を超えるとガス発生攬が増えすぎ
てボックマークの発生やビード形状が乱れやすくなる。
以上フラックスの特定成分に関して述べたが、これら特
定成分以外でも通常フラックスに用いられている成分は
添加してもさしつかえない.このような成分としてはM
nO, [1aO, ZrOt I1zOz+アルカリ
金属酸化物( KzO+ NazOなど)があり、Mn
Oは10%以下の範囲で、アルカリ金属酸化物は合計で
5%以下の範囲で、その他の成分も各々5%以下の範囲
で含有させることができる.ところでこの発明では使用
フランクスにつき、単に上記した成分組威範囲を満足さ
せるだけでも良好なビー1′外観を得ることができるが
、さらに16度分析も36メンシ1より細いものが20
%以下で、かつl4メッシュ以下で36メッシュより粗
いものを60%以上とすることにより、さらに良好な溶
接作業性の下により大人熱で優良なビ一ド外観を得るこ
とができるようになる. 粒度分布は、大人熱溶接の際のガス抜けを良好に保つた
めに重要な要素であり、特に良好なビード外観を得るた
めには間欠的なガスの流出を避ける必要がある.このた
めには粒径の揃った粒子が主体を占める構成とすること
が肝要であり、14メッシュ以下で36メッシュより粗
い粒子が60%に満たなかったり、36メッシュ以下の
細い粒子が20%を超えるとガス抜けが悪くなリビード
外観が劣化する. 以上に示したフラックス成分組成と粒度$14成の特定
によって、高電流を用いた大人熱サブマージアーク溶接
においてビード外観に優れ、かつ十分な靭性を有する溶
接金属を容易に欠陥なく得ることができる. く実施例〉 本発明に係る実施例を以下に説明する。
供試{Aとして第1表に示す組成である鋼板と、第2表
に示ず組戒および粒度分布であるフラックス、および第
3表に示す溶接ワイヤを用いて、第4表に示す熔接条件
下に片面lパス溶接を行った。
なお、本溶接時の開先形状を第l図に示す.このときの
溶接結果を第5表に示す.第2図にビード形状の種類を
示したが、(a)は優良な形状、(b)は凸状で幅が狭
く不良な形状、(C)はビー1′幅は狭いが良好な形状
である. フラックス記号A−Eは、この発明に係る実施例であり
組成および粒度ti威が適正範囲に入っているため優良
な形状の溶接ビードを欠陥なく得ることができた.フラ
ンクス記号F〜■は、フランクスの組成が適正範囲をは
ずれているためいずれも良好なビード外観が得られなか
った.フランクス記号J〜Lは、粒度構成が適正範囲を
はずれているためビード幅がやや狭いが組威が適正範囲
に入っているため良好なビード外観が得られた.〈発明
の効果〉 i′i?]述のように、本発明に係るフラックスを用い
れば、高電流を用いた能率のよい溶接条件の下で、外観
の優れた溶接ビードを容易に欠陥なく得ることができ、
ボックス柱の角継手のような熔接線の長いサブマージア
ーク溶接に要する時間を大幅に短縮することができる.
【図面の簡単な説明】
第l図は、実施例における開先形状を示す断面図、第2
図は、ビード形状の種類を示した模式図である。 1・・・母 材、       2・・・開先部、3・
・・裏あ゜ζ材、       4・・・熔接金属、a
・・・開先角度、       d・・・開先深さ、f
・・・ルート面.

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主成分として、 SiO_2:30〜45重量%(以下%)、MgO:2
    5〜45%、 CaO:5〜15%、 Al_2O_3:2〜15%、 TiO_2:2〜10%、 CaF_2:1〜5%を含み、 脱酸成分として、 Mn、Si、TiおよびAlのうちの1〜4種類の合計
    で3〜15%を含み、 ガス成分として、 CO_2:2〜10%を炭酸塩の形で含み、残部は、微
    量元素および不純物からなる大 入熱サブマージアーク溶接用焼成型フラックス。
  2. (2)粒度が36メッシュ以下の含有率が20%以下で
    、かつ14メッシュ以下で36メッシュ超の含有率が6
    0%以上の粒度分布を有する請求項1記載の大人熱サブ
    マージアーク溶接用焼成型フラックス。
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