JPH04313490A - Composite flux for submerged arc welding - Google Patents

Composite flux for submerged arc welding

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JPH04313490A
JPH04313490A JP10516691A JP10516691A JPH04313490A JP H04313490 A JPH04313490 A JP H04313490A JP 10516691 A JP10516691 A JP 10516691A JP 10516691 A JP10516691 A JP 10516691A JP H04313490 A JPH04313490 A JP H04313490A
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Japan
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flux
iron
metal
composite
granulation
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JP10516691A
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Japanese (ja)
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Toshihiro Miura
利宏 三浦
Masami Yamaguchi
山口 将美
Ryuichi Motomatsu
元松 隆一
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To calcine flux containing a large quantity of iron powder, etc., at the high temperature by arranging iron (an alloy) as a granulation core at the central part of each flux grain and arranging hardly oxidizable metal, etc., at the high temperature on an outer shell part. CONSTITUTION:This is powder and granular material flux obtained by mixing and granulating >=2 kinds of raw material powder made Of metal (an oxide, a fluoride and a carbonate compound). It is characterized that >= one kind of iron (alloy) are arranged as the granulation core at the central part of each flux grain and >= one kind of hardly oxidizable metal, etc., at the high temperature and metallic oxide (fluoride and carbonate compound) are arranged on the outer shell part thereof.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の大入熱サブマージ
アーク溶接において溶着金属が高能率で得られる鉄粉添
加型フラックスに係わり、フラックスの極低水素化と良
好な溶接作業性を同時に可能にしたサブマージアーク溶
接用フラックスに関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an iron powder-added flux that allows deposited metal to be obtained with high efficiency in high heat input submerged arc welding of steel. The present invention relates to a flux for submerged arc welding that has been made possible.

【0002】0002

【従来の技術】サブマージアーク溶接用フラックスは、
その製造方法から、溶融フラックスとボンドフラックス
に大別される。
[Prior art] Flux for submerged arc welding is
Depending on the manufacturing method, it is broadly divided into molten flux and bonded flux.

【0003】溶融フラックスは、各種鉱物原料を予め電
気炉等で溶融することによって均一のガラス状または結
晶質状の複酸化化合物として固化し、それを粉砕・粒度
調整したもので、一般のサブマージアーク溶接用として
広く使用されている。溶融フラックスは、化学成分的に
は均一に溶け合った酸化物や弗化物からなり、原料の付
着水や結晶水などの水分がフラックスに残留しないため
、溶接金属の低水素化が容易であるが、複酸化物組成で
あるため一般に軟化溶融温度が低く大入熱溶接には使用
できず、さらに、金属を脱酸剤として作用させる場合や
、ガス発生剤などを使用する場合には、フラックスに機
械的に混合するなどの方法で添加されており、後述のボ
ンドフラックスのように多量の鉄粉を均一に添加して溶
着速度を増加させる等は非常に困難である。
[0003] Molten flux is made by melting various mineral raw materials in advance in an electric furnace or the like to solidify it as a uniform glassy or crystalline double oxide compound, which is then crushed and adjusted in particle size. Widely used for welding. Molten flux is chemically composed of uniformly dissolved oxides and fluorides, and moisture such as adhering water from raw materials or water of crystallization does not remain in the flux, so it is easy to reduce the hydrogen content of weld metal. Because it has a double oxide composition, it generally has a low softening and melting temperature and cannot be used for high heat input welding.Furthermore, when using a metal as a deoxidizing agent or when using a gas generating agent, mechanical It is very difficult to uniformly add a large amount of iron powder to increase the welding rate, as in the case of bond flux, which will be described later.

【0004】一方、ボンドフラックスは、各種鉱物原料
や金属粉を水ガラスなどのバインダーで固め適当な粒度
に造粒したもので、溶融フラックスに比べ一般に高融点
であるが、溶着速度向上のための鉄粉、脱酸剤としての
金属やガス発生剤としての石灰石等の添加も容易なため
、溶融フラックスが適用しにくい大入熱溶接や低合金鋼
の溶接などに使用されている。特に最近では、鉄骨建築
のボックス柱角継手溶接用として鉄粉を約30wt%含
んだ高能率な鉄粉添加型ボンドフラックスが極厚鋼板用
に多量に使用されている。しかし、このような極厚鋼板
の溶接にボンドフラックスを適用する場合にはフラック
スの水分に起因する溶接割れに注意する必要があり、溶
接施工管理を軽減するためにフラックスの極低水素化が
要望されている。
On the other hand, bonded flux is made by solidifying various mineral raw materials and metal powders with a binder such as water glass and granulating them to an appropriate particle size.It generally has a higher melting point than molten flux, but it is used to improve the welding speed. Because it is easy to add iron powder, metal as a deoxidizing agent, limestone as a gas generating agent, etc., it is used for high heat input welding and welding of low alloy steel, where it is difficult to apply molten flux. Particularly recently, high-efficiency iron powder-added bond flux containing about 30 wt% of iron powder has been used in large quantities for extra-thick steel plates for welding box column corner joints in steel frame buildings. However, when applying bond flux to weld such extremely thick steel plates, it is necessary to be careful about weld cracking caused by moisture in the flux, and it is desirable to use ultra-low hydrogen flux to reduce welding construction management. has been done.

【0005】ボンドフラックスはバインダーや鉱物原料
中の水分を除去する目的で通常約300〜600℃の温
度で焼成され、フラックス中の水分は焼成温度が高い程
除去されやすい。しかし、従来のように原材料を同時に
かつ無秩序に造粒した形態のフラックスでは、フラック
スの焼成時にフラックス粒子表面層の鉄粉類の鉄分が酸
化し、500℃付近の高温で焼成した場合にはフラック
スの劣化を生じるため、鉄粉添加型ボンドフラックスの
焼成温度は400℃前後の温度に限定され、フラックス
の極低水素化が困難であった。
[0005] Bond flux is usually fired at a temperature of about 300 to 600°C for the purpose of removing moisture in the binder and mineral raw materials, and the higher the firing temperature, the easier the moisture in the flux is removed. However, with the conventional flux in which raw materials are granulated simultaneously and randomly, the iron content of the iron powder on the surface layer of the flux particles oxidizes when the flux is fired, and when fired at a high temperature of around 500°C, the flux Therefore, the firing temperature of the iron powder-added bond flux is limited to around 400° C., making it difficult to hydrogenate the flux to an extremely low level.

【0006】鉄の高温酸化反応の一例を(1)式  数
1  に示す。
An example of the high-temperature oxidation reaction of iron is shown in equation (1) below.

【0007】[0007]

【数1】3Fe+2O2 →Fe3 O4   …(1
[Math. 1] 3Fe+2O2 →Fe3O4…(1
)

【0008】このような鉄粉類の酸化反応を抑制する
ためには非酸化性雰囲気で焼成する方法や、鉄粉類の表
面に適当な保護皮膜を形成する方法が考えられるが、高
真空のような非酸化性雰囲気で焼成したり、鉄粉類にメ
ッキや化成処理のような保護皮膜を形成する方法は、フ
ラックスの製造に複雑な工程が必要となり、ひいては溶
接の大きなコストアップ要因となるため、実用化された
例は見あたらない。
[0008] In order to suppress the oxidation reaction of iron powder, there are methods such as firing in a non-oxidizing atmosphere and forming an appropriate protective film on the surface of iron powder. Methods such as firing in a non-oxidizing atmosphere or forming a protective film such as plating or chemical conversion treatment on iron powder require complicated processes to manufacture flux, which in turn significantly increases the cost of welding. Therefore, there are no examples of it being put into practical use.

【0009】本発明はフラックスの粒子形態にその特徴
があるが、従来のボンドフラックスの粒子形態は各種原
料粉を同時に混合するため、フラックス粒子は原料が粒
子全体に無秩序に分散した形態となり、従って、鉄粉類
も表面層に露出した形態となっているのが普通であった
。フラックスの形態を制御した技術としては、特公昭4
2−4565号公報に予備造粒した特定組成のスラグ剤
の周囲に砂鉄および二酸化マンガンを被覆したフラック
ス、特開昭51−119640号公報に特定成分の溶融
フラックスに無機質結合剤を付着させたフラックス、特
開昭63−252693号公報に表面層の軟化溶融点を
高くして大入熱および小入熱両用とするフラックス等が
開示されているが、フラックス中の金属粉、特に鉄粉類
の酸化反応に着目してフラックスの形態を制御した例は
見あたらない。また、本発明フラックスは従来の分類で
はボンドフラックスに含まれるものであるが、複合化し
た粒子形態がその特徴であるため複合フラックスとして
従来のボンドフラックスと区別した。
[0009] The present invention is characterized by the particle form of the flux, but since the particle form of conventional bonded flux involves mixing various raw material powders at the same time, the flux particles have a form in which the raw materials are randomly dispersed throughout the particles. It was common for iron powder to be exposed on the surface layer. As a technology that controlled the form of flux,
No. 2-4565 discloses a flux in which iron sand and manganese dioxide are coated around a pre-granulated slag agent of a specific composition, and JP-A-51-119640 discloses a flux in which an inorganic binder is attached to a molten flux with a specific component. , Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-252693 discloses a flux that has a high softening and melting point of the surface layer and can be used for both high heat input and low heat input. There are no examples of controlling the form of flux by focusing on oxidation reactions. Furthermore, although the flux of the present invention is classified as a bonded flux in the conventional classification, it is distinguished from the conventional bonded flux as a composite flux because its characteristic is a composite particle form.

【0010】0010

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
鉄粉添加型ボンドフラックスは、鉄粉を多量に添加して
溶着速度を著しく向上させることが容易である反面、焼
成時や溶接時の鉄粉の酸化反応がフラックスの化学成分
を変化させるため、高温で焼成できず、従ってフラック
スの極低水素化が非常に困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, with conventional iron powder-added bond fluxes, it is easy to add a large amount of iron powder to significantly improve the welding speed, but the Because the oxidation reaction of the iron powder changes the chemical composition of the flux, it cannot be fired at high temperatures, making it extremely difficult to convert the flux to an extremely low hydrogen content.

【0011】本発明の目的は、従来のボンドフラックス
の粒子形態では不可能であった鉄粉類を多量に含むフラ
ックスの高温焼成を可能にし、極低水素でかつ溶接作業
性の優れたフラックスを提供することにある。
The object of the present invention is to enable high-temperature firing of a flux containing a large amount of iron powder, which was impossible with conventional bonded flux particles, and to produce a flux with extremely low hydrogen content and excellent welding workability. It is about providing.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明はフラックス中の
粒子形態および造粒方法を種々検討した結果得られたも
のであり、その要旨は、金属、金属酸化物、金属弗化物
、金属炭酸化合物からなる原料粉の2種以上を混合造粒
して得られる粉粒体フラックスであって、個々のフラッ
クス粒子の中心部に造粒核として鉄または鉄合金の1種
以上を配置し、外殻部に難高温酸化性金属、金属酸化物
、金属弗化物、金属炭酸化合物の1種以上を配置してな
ることを特徴とするサブマージアーク溶接用複合フラッ
クス、および、個々のフラックス粒子の中心部に造粒核
として鉄または鉄合金の1種以上を配置し、外殻部に難
高温酸化性金属、金属酸化物、金属弗化物、金属炭酸化
合物の1種以上を配置してなる複合フラックス粒子をさ
らに2個以上結合させたことを特徴とするサブマージア
ーク溶接用複合フラックスである。この場合、比表面積
が5×10−3m2 /g以上1×10−1m2 /g
以下の鉄または鉄合金を造粒核とすることは好ましい。
[Means for Solving the Problems] The present invention was obtained as a result of various studies on particle forms in flux and granulation methods. A powder flux obtained by mixing and granulating two or more types of raw material powder, in which one or more types of iron or iron alloy are arranged as granulation nuclei in the center of each flux particle, and the outer shell A composite flux for submerged arc welding, characterized in that one or more of a difficult-to-oxidize metal, a metal oxide, a metal fluoride, or a metal carbonate compound is arranged in the center of each flux particle. Composite flux particles in which one or more types of iron or iron alloys are arranged as granulation nuclei, and one or more types of difficult-to-oxidize metals, metal oxides, metal fluorides, and metal carbonate compounds are arranged in the outer shell. Furthermore, it is a composite flux for submerged arc welding characterized by combining two or more fluxes. In this case, the specific surface area is 5 x 10-3 m2 /g or more 1 x 10-1 m2 /g
It is preferable to use the following iron or iron alloy as the granulation core.

【0013】[0013]

【作用】以下、本発明の作用を詳細に説明する。[Operation] The operation of the present invention will be explained in detail below.

【0014】まず第一に、個々の粒子の中心部に造粒核
として鉄または鉄合金の1種以上を配置し、外殻部に難
高温酸化性金属、金属酸化物、金属弗化物、金属炭酸化
合物の1種以上を配置すること、すなわちフラックスの
形態を複合型とすることによる作用であるが、鉄または
鉄合金をフラックス粒子の中心部に配置するのは、鉄ま
たは鉄合金の焼成時酸化によるフラックス性能の劣化を
防止するためである。
First of all, one or more types of iron or iron alloys are placed in the center of each particle as a granulation core, and the outer shell is made of a metal that is difficult to oxidize at high temperatures, a metal oxide, a metal fluoride, or a metal. This effect is achieved by arranging one or more types of carbonate compounds, that is, by making the flux into a composite type. However, arranging iron or iron alloy in the center of the flux particles is due to the fact that iron or iron alloy is placed in the center of the flux particles when the iron or iron alloy is fired. This is to prevent deterioration of flux performance due to oxidation.

【0015】ここで、難高温酸化性金属とは焼成条件下
では酸化され難い金属で、アルミニウム、チタニウム、
フェロシリコン、フェロクロム等の金属または合金であ
り、これらの金属はフラックス表面層に少量存在しても
、フラックスの溶接作業性に悪影響を及ぼす酸化鉄の増
加を引き起こさない。
[0015] Here, the metals that are difficult to oxidize at high temperatures are metals that are difficult to oxidize under firing conditions, such as aluminum, titanium,
These metals are metals or alloys such as ferrosilicon and ferrochrome, and even if these metals are present in small amounts in the flux surface layer, they do not cause an increase in iron oxide, which adversely affects the welding workability of the flux.

【0016】フラックスが高温に加熱された場合、フラ
ックス粒子には中心方向に温度勾配が生じ、脱水は表面
から除々に進行し、中心部の脱水が充分に行われた時点
で焼成は終了するが、従来のフラックスのように粒子内
に無秩序に鉄粉類が配置された場合には特にフラックス
表面層の鉄粉類が酸化しやすくなる。フラックス中の鉄
粉類が酸化したフラックスを使用して溶接した場合、フ
ラックスへの鉄粉添加の効果すなわち溶着速度向上効果
が得られないばかりか、スラグ中の酸化鉄成分が著しく
増加することによりスラグの融点および粘性が低下し、
溶接作業性劣化を引き起こす。このように劣化したフラ
ックスを極厚鋼板の超大入熱溶接に適用した場合等には
、特にビード形状およびスラグ剥離性が著しく劣化する
と共に、溶接金属中へのスラグ巻込等の欠陥が発生する
原因となる。
[0016] When flux is heated to a high temperature, a temperature gradient occurs in the flux particles toward the center, and dehydration progresses gradually from the surface, and firing ends when the center is sufficiently dehydrated. When iron powders are randomly arranged within particles as in conventional fluxes, the iron powders in the surface layer of the flux are particularly susceptible to oxidation. When welding is performed using flux in which the iron powder in the flux is oxidized, not only the effect of adding iron powder to the flux, that is, the effect of increasing the welding speed, is not obtained, but also the iron oxide component in the slag increases significantly. The melting point and viscosity of the slag decreases,
Causes deterioration of welding workability. When such degraded flux is applied to ultra-high heat input welding of extremely thick steel plates, the bead shape and slag removability are significantly deteriorated, and defects such as slag entrainment in the weld metal occur. Cause.

【0017】図1(イ)〜(ハ)は本発明複合フラック
ス、図2は従来のボンドフラックスの形態を示す模式図
であるが、図1(イ)に示すように鉄または鉄合金の造
粒核1を中心部に配置するようにフラックスを複合化し
た場合、中心部の鉄または鉄合金が変質する前に外郭部
2の金属酸化物、金属弗化物、金属炭酸化合物等の含水
鉱物類の脱水が可能となるため、良好な溶接作業性を保
持したままでフラックスの低水素化が可能となる。また
、造粒核となる鉄または鉄合金が微粉の場合には、1回
造粒では図1(イ)のような形態に複合化する事が困難
であるため、図1(ロ)に示すように1種以上の金属と
他の材料を予備造粒したものを造粒核1aとして配置す
る事によっても同様の効果が得られる。
FIGS. 1(A) to 1(C) are schematic diagrams showing the form of the composite flux of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the form of a conventional bonded flux. When the flux is composited so that the grain nucleus 1 is placed in the center, hydrated minerals such as metal oxides, metal fluorides, metal carbonates, etc. in the outer part 2 are removed before the iron or iron alloy in the center is altered. Since it is possible to dehydrate the flux, it is possible to reduce the hydrogen content of the flux while maintaining good welding workability. In addition, if the iron or iron alloy that serves as the granulation core is a fine powder, it is difficult to form a composite into the form shown in Figure 1 (B) with one-time granulation. A similar effect can also be obtained by arranging pre-granulated particles of one or more metals and other materials as the granulation nuclei 1a.

【0018】さらに、図1(ハ)の模式図に示す様に、
複合フラックス粒子を2個以上結合させることによりフ
ラックスの粒子形状を長粒とし、かつフラックスの粒度
分布を容易に制御することができるため、開先形状や溶
接速度に応じた適正な粒子形状・粒度のフラックスとす
ることもできる。
Furthermore, as shown in the schematic diagram of FIG. 1(C),
By combining two or more composite flux particles, the particle shape of the flux becomes long and the particle size distribution of the flux can be easily controlled, so the particle shape and particle size can be adjusted to suit the groove shape and welding speed. It can also be used as a flux.

【0019】最後に造粒核となる鉄または鉄合金粉の比
表面積についてであるが、鉄または鉄合金粉を造粒核と
して鋼溶接用サブマージアーク溶接用複合フラックスを
製造する場合、前述の複合化造粒性および表面酸化性の
観点から最適な物性の鉄または鉄合金粉を適用すること
により品質の安定した複合フラックスを容易に供給する
ことが可能となる。
Finally, regarding the specific surface area of the iron or iron alloy powder that serves as the granulation core, when producing a composite flux for submerged arc welding for steel welding using iron or iron alloy powder as the granulation core, the aforementioned composite By applying iron or iron alloy powder with optimal physical properties from the viewpoint of granulation properties and surface oxidation properties, it becomes possible to easily supply a composite flux with stable quality.

【0020】フラックスを予備造粒無しに複合化し通常
の粒度分布の複合フラックスとするためには0.1mm
以上の粒径の鉄または鉄合金粉が必要であるが、一方、
表面酸化は酸素の拡散速度に律速されるため、鉄または
鉄合金粉の比表面積が小さい粒子であれば表面酸化の防
止が可能である。鉄または鉄合金粉の粒径は概ね比表面
積に反比例するが、同一の平均粒径の鉄粉でも鉄鉱石還
元品やアトマイズ品等があり、その製造履歴により著し
く比表面積の大きいものは高温での表面酸化が大となり
本発明の複合フラックスに適用するには予備造粒等の前
処理が必要となる。
[0020] In order to composite the flux without pre-granulation and obtain a composite flux with a normal particle size distribution, the diameter is 0.1 mm.
Iron or iron alloy powder with a particle size of
Since surface oxidation is rate-limited by the diffusion rate of oxygen, surface oxidation can be prevented if iron or iron alloy powder particles have a small specific surface area. The particle size of iron or iron alloy powder is generally inversely proportional to the specific surface area, but iron powder with the same average particle size can be reduced to iron ore or atomized, and depending on its manufacturing history, those with a significantly larger specific surface area may not be able to withstand high temperatures. surface oxidation becomes large, and pretreatment such as preliminary granulation is required to apply it to the composite flux of the present invention.

【0021】比表面積の限定範囲は種々の鉄または鉄合
金粉を用いてフラックスの複合化造粒性と耐高温酸化性
の実験を行った結果から得られたものであり、鉄または
鉄合金粉を予備造粒等の前処理をせずに本発明の複合化
効果を発揮できる鉄または鉄合金粉の比表面積は1×1
0−1m2 /g以下である。一方、比表面積が5×1
0−3m2 /g未満の場合は複合化するフラックスが
粗粒となり過ぎ、溶接アーク熱により均一にフラックス
を溶融することが困難となりアークが不安定となるため
逆に溶接作業性が劣化する。
[0021] The limited range of specific surface area was obtained from the results of experiments on composite granulation properties and high-temperature oxidation resistance of flux using various iron or iron alloy powders. The specific surface area of iron or iron alloy powder that can exhibit the composite effect of the present invention without pretreatment such as preliminary granulation is 1 × 1.
It is 0-1 m2/g or less. On the other hand, the specific surface area is 5×1
If it is less than 0-3 m2/g, the composite flux becomes too coarse, making it difficult to uniformly melt the flux due to the welding arc heat, making the arc unstable, and conversely deteriorating welding workability.

【0022】ここで、フラックスの焼成温度はフラック
スの組成すなわち原材料の分解温度により決定されるも
のであり特定する事は困難であるが、フラックスの水素
量を低減するためにはできるだけ高温であることが望ま
しい。
Here, the firing temperature of the flux is determined by the composition of the flux, that is, the decomposition temperature of the raw materials, and is difficult to specify, but it should be as high as possible in order to reduce the amount of hydrogen in the flux. is desirable.

【0023】[0023]

【実施例】実施例により本発明の効果を説明する。まず
フラックスの複合化による効果を明らかにするため、表
1に示すF1〜F3の3種類の複合フラックスと表2に
示すS1〜S2の従来の形態の比較用フラックスを製造
し、高温焼成した場合の拡散性水素量と溶接作業性とを
比較した。
EXAMPLES The effects of the present invention will be explained by examples. First, in order to clarify the effect of composite flux, three types of composite fluxes F1 to F3 shown in Table 1 and conventional fluxes S1 to S2 shown in Table 2 were manufactured and fired at high temperature. The amount of diffusible hydrogen and welding workability were compared.

【0024】表1の複合フラックスF1は、表3の記号
I4に示す1.65%Mn鋼ワイヤを円柱状に切断して
平均粒径0.53mmとしたカットワイヤを造粒核とし
て用い、水ガラスをバインダーとしてスラグ剤、脱酸剤
等をコーティングし図1(イ)に示す形態のフラックス
とした。同様に、F2は表3I1に示す鉄粉およびフェ
ロマンガン、さらに炭酸カルシウムを水ガラスを用いて
予備造粒したものを造粒核とした図1(ロ)に示す形態
の複合フラックス、F3は表3I2に示す鉄粉を造粒核
とした図1(ハ)に示す形態の複合フラックスである。 コーティングは、予め造粒核となる材料を投入した粉体
造粒装置を作動させながら、外核部となる難高温酸化性
金属やスラグ剤を水ガラスと共に造粒装置に供給するこ
とにより行った。これらの複合フラックスは全て550
℃×1hrの条件で焼成した。
[0024] Composite flux F1 in Table 1 was prepared by cutting a 1.65% Mn steel wire shown in symbol I4 in Table 3 into a cylindrical shape to have an average grain size of 0.53 mm as a granulation nucleus, and using water as a granulation nucleus. Using glass as a binder, a slag agent, a deoxidizing agent, etc. were coated to obtain a flux as shown in FIG. 1(a). Similarly, F2 is a composite flux in the form shown in Figure 1 (b), in which the granulation cores are iron powder and ferromanganese shown in Table 3I1, and calcium carbonate pre-granulated using water glass, and F3 is shown in Table 3I1. This is a composite flux in the form shown in FIG. 1(c) using the iron powder shown in 3I2 as a granulation core. Coating was performed by supplying the hard-to-oxidize metal and slag agent, which will become the outer core, to the granulation device together with water glass while operating the powder granulation device into which the material that will become the granulation core has been charged in advance. . All these composite fluxes are 550
It was fired under the conditions of 1 hour at ℃.

【0025】比較用のボンドフラックスS1、S2およ
びS3は、鉄粉を他の材料と共に均一に予備混合し、水
ガラスにより全体を同時造粒することにより製造したも
ので、フラックスの形態は図2に示す形態である。さら
に、S3はS2と全く同じ組成で焼成条件を400℃×
1hrとしたものである。
Comparative bond fluxes S1, S2, and S3 were produced by uniformly premixing iron powder with other materials and simultaneously granulating the whole with water glass. It has the form shown in . Furthermore, S3 has the exact same composition as S2, but the firing conditions are 400℃×
The duration is 1 hr.

【0026】以上のフラックスF1、F2、F3、S1
、S2およびS3を用いて、溶接金属水素試験および角
継手による2電極1ラン1層大入熱溶接による溶接作業
性試験を行った。溶接金属の水素量測定は、表4に示す
ワイヤ径4.0mmのワイヤを用い、JIS  Z31
18−1986の方法に従い実施した。溶接作業性試験
は、表4に示すワイヤ径6.4mmのワイヤを用い、表
5の溶接条件で溶接を行った。表6に溶接作業性試験に
用いた試験体の化学成分、図3に溶接作業性試験の試験
体の開先形状寸法(単位:mm)を示す。
The above fluxes F1, F2, F3, S1
, S2 and S3 were used to conduct a weld metal hydrogen test and a welding workability test by two-electrode, one-run, one-layer high heat input welding using a square joint. The amount of hydrogen in the weld metal was measured using a wire with a wire diameter of 4.0 mm shown in Table 4, and in accordance with JIS Z31.
18-1986. In the welding workability test, welding was performed under the welding conditions shown in Table 5 using wires with a wire diameter of 6.4 mm shown in Table 4. Table 6 shows the chemical composition of the test specimens used in the welding workability test, and FIG. 3 shows the groove shape and dimensions (unit: mm) of the test specimens used in the welding workability test.

【0027】表7に溶接金属水素量測定結果および溶接
作業性試験結果を示す。T1〜T3に示すように、複合
化したフラックスは、従来型の形態で高温焼成を行った
フラックスT4、T5のような溶接作業性劣化が認めら
れない。さらに、溶接作業性が劣化しない程度の低温(
400℃)で焼成したフラックスT6では、550℃で
焼成した他のフラックスに比べ溶接金属の水素量が高い
Table 7 shows the results of measuring the amount of hydrogen in the weld metal and the results of the welding workability test. As shown in T1 to T3, the composite flux does not show any deterioration in welding workability unlike the conventional fluxes T4 and T5 which were fired at high temperature. Furthermore, welding workability is maintained at a low temperature (
Flux T6 fired at 400°C has a higher amount of hydrogen in the weld metal than other fluxes fired at 550°C.

【0028】本発明フラックスは図1(イ)、(ロ)、
(ハ)にそれぞれ示す形態に複合化することにより十分
その効果を発揮するが、造粒核となる鉄または鉄合金の
比表面積を限定することにより、予備造粒等の前処理を
行わない図1(イ)または図1(ハ)の形態で容易に複
合化できる。
The flux of the present invention is shown in FIGS. 1(a), (b),
The effect can be fully demonstrated by compounding into the forms shown in (c), but by limiting the specific surface area of the iron or iron alloy that becomes the granulation nucleus, pretreatment such as preliminary granulation is not performed. It can be easily combined in the form shown in Figure 1 (A) or Figure 1 (C).

【0029】表3に示す種々の比表面積の鉄または鉄合
金粉を用いて表8に示す組成の複合フラックスを作製し
、溶接作業性を比較した結果を表9に示す。表8に示す
複合フラックスは図1(イ)または図1(ハ)に示す形
態で、製造条件はそれぞれ表1F1またはF3と同一で
ある。ここで、比表面積が1×10−1m2 /gを超
える鉄粉を使用したフラックスF8の場合は、鉄粉が細
粒でかつ高温酸化しやすいため、予備造粒を用いない製
造方法ではフラックスを図1(イ)のような形態とする
ことができず、550℃の焼成でフラックスが劣化して
しまい、溶接作業性が不良となる。一方、比表面積が5
×10−3m2 /g未満の鉄合金粉を使用したフラッ
クスF7の場合、フラックス粒が全体に粗大となりすぎ
溶接作業性劣化を引き起こす。比表面積が5×10−3
〜1×10−1m2 /gの範囲に含まれるフラックス
F4〜F6の場合でのみ良好な溶接作業性が得られる。
Composite fluxes having the compositions shown in Table 8 were prepared using iron or iron alloy powders having various specific surface areas shown in Table 3, and the welding workability was compared. Table 9 shows the results. The composite flux shown in Table 8 has the form shown in FIG. 1(A) or FIG. 1(C), and the manufacturing conditions are the same as those in Table 1F1 or F3, respectively. Here, in the case of flux F8 that uses iron powder with a specific surface area exceeding 1 x 10-1 m2 /g, the iron powder is fine and easily oxidized at high temperatures, so the flux cannot be used in a manufacturing method that does not use pre-granulation. It is not possible to form the shape as shown in FIG. 1(A), and the flux deteriorates when fired at 550° C., resulting in poor welding workability. On the other hand, the specific surface area is 5
In the case of flux F7 using iron alloy powder of less than ×10 −3 m 2 /g, the flux particles become too coarse as a whole, causing deterioration in welding workability. Specific surface area is 5 x 10-3
Good welding workability can be obtained only with fluxes F4 to F6 falling within the range of ~1×10 −1 m 2 /g.

【0030】[0030]

【表1】[Table 1]

【0031】[0031]

【表2】[Table 2]

【0032】[0032]

【表3】[Table 3]

【0033】[0033]

【表4】[Table 4]

【0034】[0034]

【表5】[Table 5]

【0035】[0035]

【表6】[Table 6]

【0036】[0036]

【表7】[Table 7]

【0037】[0037]

【表8】[Table 8]

【0038】[0038]

【表9】[Table 9]

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、本発明の複合フラックス
により、溶着金属が高能率で得られる金属粉添加過多大
入熱溶接においてフラックスの極低水素化と同時に良好
な溶接作業性を得ることが可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, by using the composite flux of the present invention, it is possible to achieve extremely low hydrogenation of the flux and at the same time to obtain good welding workability in metal powder addition excessive heat input welding where weld metal can be obtained with high efficiency. becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明フラックスの形態を説明するための模式
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the form of the flux of the present invention.

【図2】従来のボンドフラックスの形態を説明する模式
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the form of conventional bond flux.

【図3】本発明実施例に用いた試験体の開先形状を説明
する正面図である。
FIG. 3 is a front view illustrating the groove shape of a test specimen used in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a、1b、1c、1d、1e、1f…造粒核2、
2a、2b、2c、2d、2e、2f…外殻部3…従来
フラックスの粒子
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f...granulation nucleus 2,
2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f...Outer shell part 3...Particles of conventional flux

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  金属、金属酸化物、金属弗化物、金属
炭酸化合物からなる原料粉の2種以上を混合造粒して得
られる粉粒体フラックスであって、個々のフラックス粒
子の中心部に造粒核として鉄または鉄合金の1種以上を
配置し、外殻部に難高温酸化性金属、金属酸化物、金属
弗化物、金属炭酸化合物の1種以上を配置してなること
を特徴とするサブマージアーク溶接用複合フラックス。
Claim 1: A powder flux obtained by mixing and granulating two or more types of raw material powders consisting of metals, metal oxides, metal fluorides, and metal carbonate compounds, the powder flux being obtained by mixing and granulating two or more types of raw material powders consisting of metals, metal oxides, metal fluorides, and metal carbonate compounds, wherein One or more types of iron or iron alloys are arranged as granulation nuclei, and one or more types of difficult-to-oxidize metals, metal oxides, metal fluorides, and metal carbonate compounds are arranged in the outer shell. Composite flux for submerged arc welding.
【請求項2】  金属、金属酸化物、金属弗化物、金属
炭酸化合物からなる原料粉の2種以上を混合造粒して得
られる粉粒体フラックスであって、個々のフラックス粒
子の中心部に造粒核として鉄または鉄合金の1種以上を
配置し、外殻部に難高温酸化性金属、金属酸化物、金属
弗化物、金属炭酸化合物の1種以上を配置してなる複合
フラックス粒子をさらに2個以上結合させたことを特徴
とするサブマージアーク溶接用複合フラックス。
2. Powder flux obtained by mixing and granulating two or more types of raw material powders consisting of metals, metal oxides, metal fluorides, and metal carbonate compounds, the powder flux being obtained by mixing and granulating two or more kinds of raw material powders consisting of metals, metal oxides, metal fluorides, and metal carbonate compounds, wherein Composite flux particles in which one or more types of iron or iron alloys are arranged as granulation cores, and one or more types of difficult-to-oxidize metals, metal oxides, metal fluorides, and metal carbonate compounds are arranged in the outer shell. Furthermore, a composite flux for submerged arc welding is characterized by combining two or more fluxes.
【請求項3】  比表面積が5×10−3m2 /g以
上1×10−1m2 /g以下の鉄または鉄合金を造粒
核としたことを特徴とする請求項1または2記載のサブ
マージアーク溶接用複合フラックス。
3. Submerged arc welding according to claim 1 or 2, characterized in that iron or iron alloy having a specific surface area of 5×10 −3 m 2 /g or more and 1×10 −1 m 2 /g or less is used as a granulation nucleus. composite flux.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11207489A (en) * 1998-01-27 1999-08-03 Kawasaki Steel Corp High-temperature baking type flux for submerged arc welding, and its manufacture

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11207489A (en) * 1998-01-27 1999-08-03 Kawasaki Steel Corp High-temperature baking type flux for submerged arc welding, and its manufacture

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Effective date: 19980711