JPH05159B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH05159B2 JPH05159B2 JP25405187A JP25405187A JPH05159B2 JP H05159 B2 JPH05159 B2 JP H05159B2 JP 25405187 A JP25405187 A JP 25405187A JP 25405187 A JP25405187 A JP 25405187A JP H05159 B2 JPH05159 B2 JP H05159B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- welding
- slag
- nickel slag
- melting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 46
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 38
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 34
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 30
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 22
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- ASTZLJPZXLHCSM-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)silane;manganese(2+) Chemical compound [Mn+2].[O-][Si]([O-])=O ASTZLJPZXLHCSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3607—Silica or silicates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、船舶、海洋構造物、貯槽、鉄骨およ
び橋梁等の鋼構造物の溶接に用いられるサブマー
ジアーク溶接用溶融形フラツクスの製造法に係
り、さらに詳しくは優れたビード形状と共に、良
好な機械的性質を得ることの出来る溶融形フラツ
クスを安定してかつ、安価に製造し得る方法に関
するものである。
(従来の技術)
溶接構造物の溶接には、一般にアーク溶接法が
用いられているが、主なアーク溶接法としては被
覆アーク溶接法、ガスシールドアーク溶接法およ
びサブマージアーク溶接法がある。
これらの方法はそれぞれの特長を有するもので
あるが、このうち、サブマージアーク溶接法は、
比較的高電流を用いることが可能であるため、高
能率溶接法として突合わせ溶接や、すみ肉溶接に
広く用いられている。
即ちサブマージアーク溶接法は、電極ワイヤを
粉粒状のフラツクスで被包された溶融池に自動的
に送給し、ワイヤと母材間にアークを発生させ溶
接を行う自動溶接法である。
ところでフラツクスの形態としては、製造法に
より、溶融形フラツクスと焼成形フラツクスの2
種に大別される。
溶融形フラツクスは、原料を電気炉等の溶融炉
で溶融し、冷却後後適正粒度に粉砕、整粒し、フ
ラツクスとしたものである。
一方、焼成形フラツクスは原料粉を水ガラス等
の固着剤で造粒した後、所定温度で焼成したもの
である。
溶融フラツクスは一旦、溶融されているので、
均一な化学組成のものとなつており、又吸湿性も
焼成形フラツクスに比べて著しく小さく、安定し
た品質を有する。
一般に溶融形フラツクスに使用される主な成分
としては、MgO、CaO、TiO2、SiO2、Al2O3等
の金属酸化物、CaF2、NaFのような金属弗化物
である。
これらの成分の原料としては、MgO源として
マグネシアクリンカー、CaO源として石灰石、
TiO2源としてルチール、SiO2源として珪砂、
Al2O3源としてアルミナが主に用いられる。
これらは、殆んどが単一成分の組成物であり、
品位を基にして、目的組成になるように配合計算
をして原料組成を決定している。
この場合、原料として単一組成物を多く用いる
と、多種類の原料を管理する必要があることの他
にマグネシアクリンカー、アルミナのような単一
組成物は溶融点が相当に高く(マグネシア2780
℃、アルミナ2050℃)溶解性が悪いという問題点
がある。
即ち、このような成分、特にマグネシアクリン
カーを多量に用いた組成のフラツクスを、安定し
て生産することは困難である。
特にMgOはフラツクスを塩基性にし、溶接金
属の靭性を向上するのに極めて有用な成分である
が、生産上のこのような問題は、溶融形フラツク
スの大きな制約である。
ところで、高融点酸化物の溶解性を改善する手
段としては、複合酸化物を用いる方法がある。即
ち複合酸化物は共晶組成の生成により、そのもの
自体の溶融点が大巾に低下するという利点があ
る。
ところで、高塩基性でかつ高融点の原料を低融
点の組成物として添加するフラツクスの製造方法
には、特開昭55−136594号公報に開示された高炉
スラグを主原料として用いる方法がある。
高炉スラグはCaOとSiO2を主成分とするもの
であり、CaOとSiO2の共晶生成により溶融点が
低下し、溶解性の点では優れたものであると言え
るが、一方溶接金属の特性を劣化せしめるSを多
量に含有するものであり、たとえ溶融処理したと
しても無害な程度まで低減するのは困難であり、
実際には用いられていない。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明はMgOを多量に含有し、優れた溶接金
属靭性を得ることが可能であり、かつ、低入熱高
速溶接あるいはすみ肉溶接等において、なじみの
よい優れたビード形状を得ることの出来るフラツ
クスを安定して安価に製造することを目的とする
ものである。
(問題点を解決するための手段、作用)
本発明の要旨は、原料全体に対し、ニツケルス
ラグ30〜90wt%(以下%と記す)、酸化マンガン
鉱及び/又は珪酸マンガン鉱10〜40%を含有する
フラツクス原料を溶融・粉砕して製造することを
特徴とするサブマージアーク溶接用溶融形フラツ
クスの製造法にある。
本発明におけるニツケルスラグとは、Niの製
練過程において排出されるスラグを意味するもの
である。即ち、ニツケル地金の生産は、ニツケル
を含有する鉱石を電気炉等で溶解還元し、Niを
回収することにより行われるが、ニツケルスラグ
とは、ニツケル鉱石よりNiを取り去つた後のス
ラグであり、組成としては、SiO250〜60%、
MgO30〜40%を含有し、他にAl2O35%以下、
CaO5%以下を含有するものであり、これらの成
分、含有量は本発明で得るフラツクスの主要成分
として適性の高いものである。
これらの成分はニツケルスラグ生成過程で溶融
結合し、低融化物化しており、溶融形フラツクス
とするための溶融工程における溶解性が良好であ
り、フラツクスを安定的に均質化する上で有効な
特性を有し、酸化マンガン鉱、珪酸マンガン鉱と
共に用いてフラツクス特性の向上、安定化を可能
にするものであり、また安価なものであり、フラ
ツクスを低コストで製造可能にするものである。
なお、このニツケルスラグ中には上記成分の他
に、不可避的成分として10%以下のT・Fe、
0.005%以下のP、0.1%以下のSを含有してい
る。
上記の組成は、一般的なニツケルスラグの組成
を包括的に示したものであり、実際に用いる場合
の組成は、もつと狭い範囲に管理されたものとし
て使用することが出出来る。
本発明法に用いる酸化マンガン鉱および珪酸マ
ンガン鉱は、従来よりMnO源として溶融形フラ
ツクスの製造に用いられて来たものであり、酸化
マンガン鉱はMnO、MnO2の如き酸化マンガン
を主成分とする鉱物であり、珪酸マンガン鉱は
SiO2とMnOの両者を主成分とする複合酸化物で
ある。
本発明は上記のようなニツケルスラグを原料中
に30〜90%添加するものであるが、これは第一に
はニツケルスラグの主成分であるMgOとSiO2が
サブマージアーク溶接用フラツクスに対して極め
て有用な成分であることによる。
即ちSiO2は溶融スラグ中において、スラグの
粘性を上げ平滑なビード形状を生成するのに有用
な成分であり、特に高速溶接およびすみ肉溶接に
おけるビード形状のの改善に有効である。
又、ニツケルスラグは多量のMgOを含有する
ものであるが、MgOは塩基性酸化物であり、こ
れを多擁に含有するフラツクスは溶接金属中の酸
素量を低減させ、溶接金属靭性を向上するのに著
しく有効である。
さらにMgOは溶融点が高く、フラツクスの耐
火性を上げるため、サブマージアーク溶接のよう
に、比較的高電流を用いる溶接にはビード形状の
保持にも有効である。
ところが、MgOをその従来の原料であるマグ
ネシアクリンカーにより多量に添加すると、高融
点であることが原因で、製造時において溶解し難
く、大量生産が困難である。
本発明においては、MgOをニツケルスラグと
して添加するため、このような問題点は全く解消
される。即ち、ニツケルスラグはMgOとSiO2と
の共晶組成により、本来のMgOの溶融点である
2800℃より大巾に低下しており、1600℃程度にな
つている。
さらにニツケルスラグを用いることの長所は、
それが精選された鉱石を溶解して得られたスラグ
であり、有害な不純物の含有量が極めて少ないこ
とである。特にニツケルスラグにおいてはPの含
有量が低く、0.005%以下である。
Pの場合は、溶融スラグによる溶接金属の脱燐
が困難で、逆にスラグ中のPが溶接金属中に移行
する傾向がある。従つてP含有量の少ないフラツ
クス原料は極めて貴重である。
以上のようなニツケルスラグの効果は、原料中
に添加するニツケルスラグの量が30%以上で得る
ことが出来るが、90%を超えると、溶融形フラツ
クスに必要な他の成分を添加することが出来なく
なるため90%以下にすることが必要である。
次に本発明においては、原料中にMn鉱石を10
〜40%添加することが必要である。Mn鉱石は、
フラツクス中にMnO、MnO2、Mn3O4等のMn酸
化物を添加するために用いるものであるが、これ
はニツケルスラグのみでは得られない高速溶接性
あるいはすみ肉溶接におけるビード表面の滑らか
さおよび母材へのなじみを確保することを目的と
するものである。
即ち、本発明においては、ニツケルスラグと
Mn鉱石をフラツクスの主成分として用いること
により、溶接においてMgO−SiO2−MnO系スラ
グを生成させ、溶接金属靭性の確保とビード形状
の改善を同時に行なおうとするものであり、その
結果、通常の軟鋼、50HT鋼へ適用性ばかりでな
く、60HT鋼あるいは低温用鋼への適用を可能に
するものである。
さらに本発明法によれば、多種類の原料を扱う
必要がなく、原料管理が簡易であり、又製造時の
原料の溶解性も良好であり、製造時間および電力
量の節減に大いに寄与するものである。
本発明法においては、原料にニツケルスラグと
Mn鉱石を主成分として用いる点以外は、通常の
溶融形フラツクスの製造法と全く同じであり、溶
解法としては電気抵抗熱により加熱溶解するもの
であり、又溶解後のフラツクスの冷却は水中で強
制冷却するか、又は鋼製容器内で空冷する方法等
による。
冷却後の粉砕は通常のハンマーミル、ジヨーク
ラツシヤー等による。
本発明法に用いるニツケルスラグおよびMn鉱
石の他の原料としては、通常のフラツクス原料を
用いればよく、ルチール、珪砂、珪灰石、アルミ
ナ、螢石等である。
(実施例)
まず、第1表に示すようなF1〜F9の9種類の
配合原料を作製した後、第2表に示すような組成
の9種類の溶融形フラツクスを製造した。
製造方法としては、水冷を施した鋼製の抵抗溶
解炉中で溶解し、後溶融したフラツクスを水中に
注入し強制冷却した。
その後ハンマーミルで12×65メツシユの粒度に
整粒しフラツクスとした。
なお、第1表の配合原料のうちF1〜F5は本発
明に用いたものであり、F6〜F9は本発明の効
果を明確にするための比較例に用いた配合原料で
ある。
又、第1表の原料のうち本発明要件に関する原
料すなわちニツケルスラグ、二酸化マンガン鉱、
焙焼マンガン鉱、珪酸マンガン鉱の組成は第3表
に示すものである。
第4表に各配合原料の溶解時における炉中での
溶融の難易状況について示すが、特にF−1〜F
−5の配合原料は本発明効果により容易に溶解す
ることが出来た。
次に第2表の9種類のフラツクスMF−1〜
MF−9を用いて11種の溶接を行つた。即ち溶接
法としては、板厚12.7mmの高速突合わせ溶接、同
じく板厚12.7mmの水平すみ肉溶接、板厚25mmの突
合わせ溶接および板厚20mmの全溶着金属溶接を行
つた。この場合の供試ワイヤを第5表に、又供試
鋼板を第6表に示す。
さらに溶接条件については、第7表に示す通り
である。
以上のような溶接材料、供試鋼板および溶接条
件の各溶接における組み合わせは、第8表左欄に
示す通りである。
これらの場合突合わせ溶接の場合は、その溶接
継手から衝撃試験片を採取したが、水平すみ肉溶
接を行つた組み合わせについては、衝撃試験片の
採取が困難であつたので、別途に全溶着金属試験
を実施した。
なお、第1図a,b,c,dは溶接に用いた開
先形状を示すもので、1,1aは母材、2は裏は
つり形状、3は裏当金を示すものである。又、衝
撃試験片は第2図a,b,cに示すような位置よ
りVノツチシヤルピー試験片4(JIS Z31124号)
を採取した。
溶接実施後、溶接作業性について評価すると共
に、溶接金属の衝撃試験を実施した。
以上の結果を第8表右欄に示すが、No.1〜No.7
は本発明の効果により充分満足し得る結果が得ら
れたが、比較例No.8〜No.11の場合は、ニツケルス
ラグの不足によるフラツクスの不均一、あるいは
Mn鉱石の過不足等により満足なビードもしくは
衝撃値が得られなかつた。
(Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing a molten flux for submerged arc welding, which is used for welding steel structures such as ships, offshore structures, storage tanks, steel frames, and bridges, and more specifically, The present invention relates to a method for stably and inexpensively producing a molten flux that can obtain good mechanical properties as well as a bead shape. (Prior Art) Arc welding is generally used to weld welded structures, and the main arc welding methods include shielded arc welding, gas shielded arc welding, and submerged arc welding. Each of these methods has its own characteristics, but among these, submerged arc welding has the following
Since it is possible to use a relatively high current, it is widely used for butt welding and fillet welding as a highly efficient welding method. That is, the submerged arc welding method is an automatic welding method in which an electrode wire is automatically fed into a molten pool covered with powdery flux, and an arc is generated between the wire and the base metal to perform welding. By the way, there are two types of flux depending on the manufacturing method: molten flux and sintered flux.
It is broadly divided into species. Fused flux is obtained by melting a raw material in a melting furnace such as an electric furnace, cooling it, and then pulverizing and sizing it to an appropriate particle size. On the other hand, sintered flux is produced by granulating raw material powder with a binder such as water glass and then firing it at a predetermined temperature. Since the molten flux is once melted,
It has a uniform chemical composition, has significantly lower hygroscopicity than sintered flux, and has stable quality. The main components generally used in molten fluxes are metal oxides such as MgO, CaO, TiO 2 , SiO 2 and Al 2 O 3 and metal fluorides such as CaF 2 and NaF. Raw materials for these components include magnesia clinker as an MgO source, limestone as a CaO source,
Rutile as TiO2 source, silica sand as SiO2 source,
Alumina is mainly used as the Al 2 O 3 source. These are mostly single-component compositions,
Based on the quality, the composition of raw materials is determined by calculations to achieve the desired composition. In this case, if many single compositions are used as raw materials, in addition to the need to manage multiple types of raw materials, single compositions such as magnesia clinker and alumina have considerably high melting points (magnesia 2780
℃, alumina 2050℃) has a problem of poor solubility. That is, it is difficult to stably produce a flux containing a large amount of such components, especially magnesia clinker. In particular, MgO is an extremely useful component for making flux basic and improving the toughness of weld metal, but these problems in production are a major constraint on molten flux. By the way, as a means for improving the solubility of high melting point oxides, there is a method of using composite oxides. That is, the composite oxide has the advantage that its own melting point is significantly lowered due to the formation of a eutectic composition. By the way, as a method for producing flux in which a highly basic and high melting point raw material is added as a low melting point composition, there is a method using blast furnace slag as the main raw material, which is disclosed in JP-A-55-136594. Blast furnace slag is mainly composed of CaO and SiO 2 , and the melting point is lowered due to the eutectic formation of CaO and SiO 2 , and it can be said to be excellent in solubility. However, the characteristics of weld metal It contains a large amount of S, which causes deterioration, and it is difficult to reduce it to a harmless level even if it is melted.
Not actually used. (Problems to be Solved by the Invention) The present invention contains a large amount of MgO, can obtain excellent weld metal toughness, and is suitable for low heat input high speed welding, fillet welding, etc. The purpose is to stably and inexpensively produce a flux that can provide an excellent bead shape. (Means and effects for solving the problems) The gist of the present invention is to add 30 to 90 wt% of nickel slag (hereinafter referred to as %), 10 to 40% of manganese oxide and/or manganese silicate to the entire raw material. A method for producing a molten flux for submerged arc welding, characterized in that the flux raw material contained therein is produced by melting and pulverizing. Nickel slag in the present invention refers to slag discharged during the Ni smelting process. In other words, nickel metal is produced by melting and reducing nickel-containing ore in an electric furnace or the like and recovering Ni. Nickel slag is the slag after Ni is removed from nickel ore. Yes, the composition is SiO 2 50-60%,
Contains 30-40% MgO, and 5% or less Al 2 O 3 ,
It contains 5% or less of CaO, and these components and contents are highly suitable as the main components of the flux obtained by the present invention. These components are melt-bonded during the nickel slag production process and become low-melting substances, and have good solubility in the melting process to create a molten flux, which is an effective property for stably homogenizing the flux. When used together with manganese oxide and manganese silicate, it is possible to improve and stabilize flux characteristics, and it is also inexpensive, making it possible to manufacture flux at low cost. In addition to the above-mentioned components, this nickel slag also contains 10% or less of T and Fe as unavoidable components.
Contains 0.005% or less of P and 0.1% or less of S. The above composition comprehensively shows the composition of general nickel slag, and in actual use, the composition can be controlled within a narrow range. The manganese oxide and manganese silicate used in the method of the present invention have traditionally been used as MnO sources in the production of molten fluxes, and the manganese ore contains manganese oxides such as MnO and MnO 2 as a main component. Manganese silicate is a mineral that
It is a composite oxide whose main components are both SiO 2 and MnO. In the present invention, 30 to 90% of the above-mentioned nickel slag is added to the raw material. Firstly, the main components of nickel slag, MgO and SiO 2 , are added to the flux for submerged arc welding. Because it is an extremely useful ingredient. That is, SiO 2 is a component in molten slag that is useful for increasing the viscosity of the slag and producing a smooth bead shape, and is particularly effective in improving the bead shape in high-speed welding and fillet welding. In addition, nickel slag contains a large amount of MgO, but MgO is a basic oxide, and flux containing a large amount of MgO reduces the amount of oxygen in the weld metal and improves the toughness of the weld metal. It is extremely effective. Furthermore, MgO has a high melting point and increases the fire resistance of the flux, so it is effective in maintaining the bead shape in welding that uses relatively high current, such as submerged arc welding. However, when a large amount of MgO is added to its conventional raw material, magnesia clinker, it is difficult to dissolve during production due to its high melting point, making mass production difficult. In the present invention, since MgO is added in the form of nickel slag, such problems are completely eliminated. In other words, due to the eutectic composition of MgO and SiO2 , nickel slag has the melting point of MgO.
The temperature has dropped significantly from 2800℃, reaching around 1600℃. Furthermore, the advantage of using nickel slag is that
This slag is obtained by melting carefully selected ores, and contains extremely low amounts of harmful impurities. Particularly in nickel slag, the P content is low, at 0.005% or less. In the case of P, it is difficult to dephosphorize the weld metal by molten slag, and conversely, P in the slag tends to migrate into the weld metal. Therefore, flux raw materials with low P content are extremely valuable. The above effects of nickel slag can be obtained when the amount of nickel slag added to the raw material is 30% or more, but if it exceeds 90%, it becomes difficult to add other components necessary for the molten flux. Therefore, it is necessary to reduce it to 90% or less. Next, in the present invention, 10 Mn ore is added to the raw material.
It is necessary to add ~40%. Mn ore is
This is used to add Mn oxides such as MnO, MnO 2 and Mn 3 O 4 to the flux, which improves high-speed weldability and smoothness of the bead surface in fillet welding that cannot be obtained with nickel slag alone. The purpose is to ensure conformity to the base material. That is, in the present invention, nickel slag and
By using Mn ore as the main component of flux, MgO-SiO 2 -MnO-based slag is generated during welding, and the aim is to simultaneously ensure weld metal toughness and improve bead shape. It is applicable not only to mild steel and 50HT steel, but also to 60HT steel or low-temperature steel. Furthermore, according to the method of the present invention, there is no need to handle many types of raw materials, raw material management is simple, and the solubility of raw materials during production is good, which greatly contributes to reductions in production time and power consumption. It is. In the method of the present invention, the raw material is nickel slag.
Other than using Mn ore as the main component, the manufacturing method is exactly the same as the ordinary molten flux.The melting method is heating and melting using electrical resistance heat, and cooling of the flux after melting is done in water. By forced cooling or air cooling in a steel container. After cooling, the powder is crushed using a conventional hammer mill, geocrusher, etc. As other raw materials for the nickel slag and Mn ore used in the method of the present invention, ordinary flux raw materials may be used, such as rutile, silica sand, wollastonite, alumina, and fluorite. (Example) First, nine types of mixed raw materials F1 to F9 as shown in Table 1 were prepared, and then nine types of molten fluxes having compositions as shown in Table 2 were manufactured. The manufacturing method involved melting the flux in a water-cooled steel resistance melting furnace, and then pouring the melted flux into water for forced cooling. Thereafter, it was sized with a hammer mill to a particle size of 12 x 65 mesh to form a flux. Incidentally, among the blended raw materials in Table 1, F1 to F5 are those used in the present invention, and F6 to F9 are blended raw materials used in comparative examples to clarify the effects of the present invention. In addition, among the raw materials in Table 1, raw materials related to the requirements of the present invention, namely nickel slag, manganese dioxide,
The compositions of roasted manganese ore and manganese silicate are shown in Table 3. Table 4 shows the difficulty of melting each blended raw material in the furnace, especially F-1 to F-1.
The blended raw materials of No.-5 could be easily dissolved due to the effects of the present invention. Next, the nine types of flux MF-1 in Table 2
Eleven types of welding were performed using MF-9. That is, the welding methods used were high-speed butt welding for a plate thickness of 12.7 mm, horizontal fillet welding for a plate thickness of 12.7 mm, butt welding for a plate thickness of 25 mm, and full weld metal welding for a plate thickness of 20 mm. The test wires in this case are shown in Table 5, and the test steel plates are shown in Table 6. Furthermore, the welding conditions are as shown in Table 7. The above-mentioned combinations of welding materials, test steel plates, and welding conditions for each welding are as shown in the left column of Table 8. In these cases, impact test specimens were taken from the welded joints in the case of butt welding, but since it was difficult to collect impact test specimens for combinations in which horizontal fillet welding was performed, all weld metal was separately measured. A test was conducted. Note that FIGS. 1a, b, c, and d show the groove shapes used for welding, 1 and 1a are base materials, 2 is a back-hinged shape, and 3 is a backing metal. In addition, the impact test piece was a V-notched pea test piece 4 (JIS Z31124) from the positions shown in Figure 2 a, b, and c.
was collected. After welding, the welding workability was evaluated and the weld metal was subjected to an impact test. The above results are shown in the right column of Table 8, No. 1 to No. 7.
Although fully satisfactory results were obtained due to the effect of the present invention, in the case of Comparative Examples No. 8 to No. 11, the non-uniformity of flux due to lack of nickel slag, or
Satisfactory bead or impact values could not be obtained due to excess or deficiency of Mn ore.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
は平均値
(発明の効果)
本発明においては、フラツクス原料として溶解
性が良好で、安価なニツケルスラグを用い、これ
にMn鉱石を用いることにより、安定した品質の
フラツクスを安価に生産することができ、このフ
ラツクスを使用すれば、優れたスラグ組成を安定
的に得ることができ、優れた溶接性と共に、靭性
に優れた溶接金属を得ることができる。[Table] is the average value (effect of the invention) In the present invention, by using nickel slag, which has good solubility and is inexpensive, as a flux raw material, and by using Mn ore in this, it is possible to produce flux of stable quality at a low cost. By using this flux, an excellent slag composition can be stably obtained, and a weld metal with excellent weldability and toughness can be obtained.
第1図、a,b,c,dは本発明実施例に用い
た開先形状の正面図、第2図a,b及びcは本発
明実施例において実施した衝撃試験に用いた試験
片の採取位置を説明するための正面図である。
1,1a:母材、2:裏はつり形状、3:裏当
金、4:衝撃試験片。
Figures 1, a, b, c, and d are front views of the groove shapes used in the examples of the present invention, and Figures 2 a, b, and c are of the test pieces used in the impact tests conducted in the examples of the present invention. FIG. 3 is a front view for explaining the sampling position. 1, 1a: base material, 2: back hanging shape, 3: backing metal, 4: impact test piece.
Claims (1)
酸化マンガン鉱、珪酸マンガン鉱の1種または2
種の合計10〜40wt%を含有するフラツクス原料
を溶融・粉砕して製造することを特徴とするサブ
マージアーク溶接用溶融形フラツクスの製造法。1 Nickel slag 30-90wt% of the total weight,
Type 1 or 2 of manganese oxide and manganese silicate
A method for producing a molten flux for submerged arc welding, characterized in that the flux is produced by melting and pulverizing a flux raw material containing a total of 10 to 40 wt% of seeds.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25405187A JPH0195898A (en) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | Production of melting flux for submerged arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25405187A JPH0195898A (en) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | Production of melting flux for submerged arc welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0195898A JPH0195898A (en) | 1989-04-13 |
JPH05159B2 true JPH05159B2 (en) | 1993-01-05 |
Family
ID=17259549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25405187A Granted JPH0195898A (en) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | Production of melting flux for submerged arc welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0195898A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106514054A (en) * | 2016-11-29 | 2017-03-22 | 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 | Sintered flux for band electrode submerged arc surfacing of nickel-based 625 alloy and preparation method of sintered flux |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP25405187A patent/JPH0195898A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0195898A (en) | 1989-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4764224A (en) | Baked flux for submerged arc welding | |
CN103273222A (en) | High-strength high-tenacity sintered flux for afterheat-free welding | |
US3424626A (en) | Low silica welding composition | |
KR900009218B1 (en) | Submerged arc welding flux | |
US3023133A (en) | Welding fluxes | |
JP5912969B2 (en) | Fused flux used for submerged arc welding and welding method using the same | |
JP6437420B2 (en) | Firing flux for submerged arc welding of high strength steel | |
JPH05159B2 (en) | ||
JPS6064792A (en) | Baked flux for high speed submerged arc welding | |
JP2000102892A (en) | Firing type flux for submerge arc welding and its manufacture | |
US3340103A (en) | Welding flux | |
US20210114148A1 (en) | Flux for submerged arc welding | |
RU2793303C1 (en) | Method for manufacturing welding flux from man-made waste of steelmaking | |
TWI760843B (en) | Submerged arc welding flux, submerged arc welding method, and manufacturing method of submerged arc welding flux | |
US2701779A (en) | Alloyed welding fluxes | |
CN111918749B (en) | Flux for submerged arc welding | |
WO2021049440A1 (en) | Submerged arc welding flux, submerged arc welding method, and submerged arc welding flux production method | |
JPS5841694A (en) | Calcined flux for submerged arc welding | |
JPH0328997B2 (en) | ||
JPS6335355B2 (en) | ||
JPH0454558B2 (en) | ||
JPS605396B2 (en) | Melting type flux for submerged mark welding | |
JPS63264297A (en) | Flux for non-fused submerged arc welding | |
KR100310137B1 (en) | Method for manufacturing welding flux | |
JPS6150716B2 (en) |