JPH08187593A - Fused flux for submerged arc welding - Google Patents
Fused flux for submerged arc weldingInfo
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- JPH08187593A JPH08187593A JP33899994A JP33899994A JPH08187593A JP H08187593 A JPH08187593 A JP H08187593A JP 33899994 A JP33899994 A JP 33899994A JP 33899994 A JP33899994 A JP 33899994A JP H08187593 A JPH08187593 A JP H08187593A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、サブマ−ジア−ク溶
接用溶融型フラックスに関するもので、とくに、ライン
パイプ、原油タンク、ＬＰＧタンクなどに用いられる高
張力鋼のサブマ−ジア−ク溶接に主として用いられ、ビ
−ド形状、外観が優れているとともに、スラグ剥離性が
良く作業性が良好で、溶接金属内の酸素量が低く、溶接
金属の低温靭性が極めて良好な溶接金属が得られるサブ
マ−ジア−ク溶接用溶融型フラックスに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molten type flux for submarine welding, and particularly to submarine welding of high strength steel used in line pipes, crude oil tanks, LPG tanks and the like. Mainly used, with excellent bead shape and appearance, good slag removability, good workability, low oxygen content in the weld metal, and extremely good low temperature toughness of the weld metal. The present invention relates to a molten flux for submarine arc welding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＵＯＥパイプや原油タンクの自動溶接方
法として、ＭＩＧ溶接方法、ＣＯ2溶接方法およびサブ
マ−ジア−ク溶接方法などが用いられる。その中でもサ
ブマ−ジア−ク溶接法は高能率で高性能な溶接金属を得
ることができるために、よく用いられている。As an automatic welding method for UOE pipes and crude oil tanks, MIG welding method, CO 2 welding method and sub-merk welding method are used. Among them, the submerged welding method is often used because it enables highly efficient and high-performance weld metal to be obtained.
【０００３】このサブマ−ジア−ク溶接用のフラックス
としては溶融型と焼成型がある。溶融型フラックスは、
各種鉱物質の原材料を約１２００℃以上の高温度で溶融
し、冷却後粉末状に粉砕したものであり、吸湿性が比較
的少ないうえに、取扱いや保管が容易であるという特徴
をもつ。一方、焼成型フラックスは、原材料に水ガラス
のような結合剤を少量加えて造粒したのち、６００℃付
近で焼成したものであり、溶接金属の化学組成を自由に
調節できる反面、吸湿しやすい欠点がある。As the flux for this sub-marshall welding, there are a fusion type and a firing type. Molten flux is
Raw materials of various minerals are melted at a high temperature of about 1200 ° C. or higher, cooled and pulverized into powder, and have characteristics that they have relatively low hygroscopicity and are easy to handle and store. On the other hand, the calcined type flux is one in which a small amount of a binder such as water glass is added to the raw material and granulated, and then calcined at around 600 ° C, but the chemical composition of the weld metal can be freely adjusted, but it easily absorbs moisture. There are drawbacks.
【０００４】何れのフラックスにおいても、溶接部を大
気から遮断して溶接金属の窒化、酸化を防ぐとともに、
溶接金属と冶金反応を行ない短時間で清浄な溶着鋼をつ
くり、良好なビ−ドを形成させるなど、溶接において重
要な働きをしている。In any flux, the weld is shielded from the atmosphere to prevent nitriding and oxidation of the weld metal, and
It plays an important role in welding, such as performing a metallurgical reaction with the weld metal to produce a clean welded steel in a short time and forming a good bead.
【０００５】特に、溶融型フラックスは多電極の高速溶
接に適しており、ビ−ド外観も優れるなどの利点があ
る。このため、ラインパイプ用のＵＯＥ鋼管用溶接材料
のように高速溶接性とともに厳しい機械的特性が要求さ
れるような場合には、溶接金属中の酸素量を低減させる
溶融型フラックスが適用されることが多い。In particular, the molten flux is suitable for high-speed welding of multiple electrodes and has advantages such as an excellent bead appearance. For this reason, when high-speed weldability and severe mechanical properties are required, such as UOE steel pipe welding materials for line pipes, a molten flux that reduces the amount of oxygen in the weld metal must be applied. There are many.
【０００６】フラックスの成分組成を調節することによ
って、溶接金属内に入る酸素量をコントロ−ルし、この
ように溶接金属中の酸素量の低減をはかることによっ
て、溶接金属の靭性を良好に保つことが行なわれてい
る。The toughness of the weld metal is maintained good by controlling the amount of oxygen entering the weld metal by adjusting the composition of the flux, and thus reducing the amount of oxygen in the weld metal. Is being done.
【０００７】すなわち、溶融型フラックスを使用して溶
接金属内の酸素量を低減させるために、フラックスの成
分組成を調節する一つの手段として、フラックスの塩基
度を上げる方法が知られている。しかし、単にフラック
スの塩基度を上げただけでは、酸素量の低減がある程度
達成できても、正常なビ−ド形状が得られないし、その
上、溶接スラグの剥離性が劣化するなどの問題点が残
る。That is, a method of increasing the basicity of the flux is known as one means for adjusting the composition of the flux in order to reduce the amount of oxygen in the weld metal by using the molten flux. However, even if the basicity of the flux is simply increased, the oxygen content can be reduced to some extent, but a normal bead shape cannot be obtained, and further, the peelability of the welding slag is deteriorated. Remains.
【０００８】これらの問題点を解決させる高塩基性フラ
ックスが、特開昭６２−２４８９４、特開昭６０−１８
７４９５、特開昭６４−５３７９９、あるいは特開平４
−５１２７９などの各号公報に提案されている。Highly basic fluxes that solve these problems are disclosed in JP-A-62-24894 and JP-A-60-18.
7495, JP-A-64-53799, or JP-A-4-53.
It is proposed in various publications such as −51279.
【０００９】これら高塩基性フラックスは何れもフラッ
クスの成分範囲を規定し、フラックスの粒度等を規定す
ることにより、溶接金属の高靭化を達成するとともに溶
接作業上の問題点を解決することを目的としたものであ
る。In each of these highly basic fluxes, the composition range of the flux is regulated, and the grain size of the flux is regulated to achieve toughness of the weld metal and to solve the problems in welding work. It is intended.
【００１０】しかしながら、近年の鋼管需要の増加に伴
い、ラインパイプ、原油タンク、ＬＰＧタンクなどは、
これまで以上に苛酷な環境で使用されるようになり、こ
れらの鋼管に用いられる鋼板は、これまで以上の特性を
要求されている。However, with the recent increase in demand for steel pipes, line pipes, crude oil tanks, LPG tanks, etc.
The steel sheets used for these steel pipes are required to have higher properties than ever before because they are used in more severe environments.
【００１１】これに伴って、鋼管の溶接金属についても
一段と厳しい特性が要求されている。すなわち、一般に
サワ−と呼ばれる、硫化物が存在するような厳しい環境
で使用される鋼管の溶接金属は、溶接金属の硬化性を低
くし、その上で、溶接金属の靭性を格段に高めることが
要求されている。このように、溶接金属を低硬度化した
上でかつ靭性を高めるためには、溶接金属中の合金元素
量を非常に低く抑えるほか、溶接金属中の酸素量も充分
に低減させることが必要とされる。換言すれば、サワ−
環境で使用される鋼管などのサブマ−ジア−ク溶接に
は、溶接金属中の酸素量を充分に低減させるようなフラ
ックスが要求される。Along with this, more severe characteristics are required for the weld metal of steel pipes. That is, generally called sour, the weld metal of the steel pipe used in a severe environment where sulfide is present has a low hardening property of the weld metal, and on top of that, the toughness of the weld metal can be remarkably enhanced. Is required. As described above, in order to reduce the hardness of the weld metal and enhance the toughness, it is necessary to suppress the amount of alloying elements in the weld metal to a very low level and also to sufficiently reduce the amount of oxygen in the weld metal. To be done. In other words, sour
Fluxes that sufficiently reduce the amount of oxygen in the weld metal are required for submerged welding of steel pipes used in the environment.
【００１２】ところが、上記の各高塩基性フラックス
は、サワ−環境で使用することを前提として開発されて
おらず、溶接金属内の酸素量を下げることに関しては限
界がある。However, each of the above-mentioned highly basic fluxes has not been developed on the assumption that it will be used in a saw environment, and there is a limit in reducing the oxygen content in the weld metal.
【００１３】要するに、低温に加え、サワ−環境で使用
される鋼管のように低硬度と高低温靭性が要求される溶
接金属をつくるのには、上記の如き各高塩基性フラック
スでは全く役に立たない。In short, the above-mentioned highly basic fluxes are completely useless for producing a weld metal which is required to have low hardness and high low temperature toughness such as a steel pipe used in a sour environment in addition to a low temperature. .
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】耐サワ−環境で用いら
れる鋼管用の溶接金属は、硬化性を下げるために溶接金
属内の合金元素量を非常に低く抑える必要があり、これ
に併せて、酸素量もこれまで以上に下げる必要がある。
また、溶接金属内の酸素量をこれまで以上に下げた場合
においても、ビ−ド形状およびスラグの剥離性、作業性
等はこれまでと同等、あるいはそれ以上に良好であるこ
とが必要とされている。In the weld metal for steel pipes used in a sour-resistant environment, it is necessary to keep the amount of alloying elements in the weld metal very low in order to reduce the hardenability. The amount of oxygen also needs to be reduced more than ever.
Further, even when the amount of oxygen in the weld metal is lowered more than ever, the bead shape and slag removability, workability, etc. are required to be equal to or better than ever. ing.
【００１５】ところが、耐サワ−用の鋼管のサブマ−ジ
ア−ク溶接に使用されるような溶接材料として、充分な
靭性と溶接作業性が同時に確保できるようなフラックス
は得られていないし、現在のところ、これを満足させる
技術もない。このような鋼管を製造する上で、作業性を
確保しつつ鋼管溶接部の特性を満足させることが困難で
ある。However, as a welding material used for submerging welding of steel pipes for sour resistance, a flux capable of securing sufficient toughness and welding workability at the same time has not been obtained. However, there is no technology to satisfy this. In manufacturing such a steel pipe, it is difficult to satisfy the characteristics of the welded portion of the steel pipe while ensuring workability.
【００１６】この発明は、かかる事情を鑑みてなされた
ものであり、具体的には、低硬度で、しかも、高い靭性
が要求される鋼管において、サブマ−ジア−ク溶接によ
る溶接金属の特性が充分に優れており、しかもビ−ド形
状およびスラグの剥離性なども良好なフラックスを提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances. Specifically, in a steel pipe having a low hardness and a high toughness, the characteristics of the weld metal obtained by submerging welding are excellent. It is an object of the present invention to provide a flux which is sufficiently excellent and has good bead shape and slag releasability.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明は、サブマ−ジ
ア−ク溶接用溶融型フラックスに関するもので、とく
に、ラインパイプ、原油タンク、ＬＰＧタンクなどに用
いられる比較的薄板から厚鋼板までの高張力鋼のサブマ
−ジア−ク溶接に主として用いられ、ビ−ド形状やスラ
グの剥離性等が良好であり、溶接金属内の酸素量がこれ
まで以上に低く、溶接金属の低温靭性が極めて良好とな
るフラックスに関するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a molten flux for submerged arc welding, and in particular, it can be used for line pipes, crude oil tanks, LPG tanks, etc. Mainly used for sub-marque welding of tensile steel, good in bead shape and slag peeling property, oxygen content in weld metal is lower than ever, and low temperature toughness of weld metal is very good. Is related to the flux.
【００１８】その要旨とするところは、 （１）ＳｉＯ2：１３〜２４ｍａｓｓ％、ＴｉＯ2：２〜
７ｍａｓｓ％、Ａｌ2Ｏ3：４〜８ｍａｓｓ％、ＢａＯ：
５〜１９ｍａｓｓ％、ＣａＦ2：２０〜４０ｍａｓｓ
％、ＣａＯ：１０〜３０ｍａｓｓ％、ＭｎＯ：２〜７ｍ
ａｓｓ％、ＭｇＯ：２〜７ｍａｓｓ％を含有し、残部が
不可避的不純物からなると共に、２．１≦（ＣａＦ2＋
ＣａＯ＋ＢａＯ）／ＳｉＯ2≦４．３を満足するフラッ
クスであって、粒子径が３５５μｍより粗粒のものが全
体の５ｍａｓｓ％以下で、７５μｍより細粒のものが全
体の５〜２０ｍａｓｓ％を占めることを特徴とするサブ
マ−ジア−ク溶接用溶融型フラックス、である。 （２）ＳｉＯ2：１３〜２４ｍａｓｓ％、ＴｉＯ2：２〜
７ｍａｓｓ％、Ａｌ2Ｏ3：４〜８ｍａｓｓ％、ＢａＯ：
５〜１９ｍａｓｓ％、ＣａＦ2：２０〜４０ｍａｓｓ
％、ＣａＯ：１０〜３０ｍａｓｓ％、ＭｎＯ：２〜７ｍ
ａｓｓ％、ＭｇＯ：２〜７ｍａｓｓ％を含有し、さら
に、酸化物あるいは合金の形で含まれるＢをＢ＜０．０
３０ｍａｓｓ％で含み、残部が不可避的不純物からなる
と共に、２．１≦（ＣａＦ2＋ＣａＯ＋ＢａＯ）／Ｓｉ
Ｏ2≦４．３を満足するフラックスで、粒子径が３５５
μｍより粗粒のものが全体の５ｍａｓｓ％以下で、７５
μｍより細粒のものが全体の５〜２０ｍａｓｓ％を占め
ることを特徴とするサブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラ
ックス、である。The main points are (1) SiO 2 : 13 to 24 mass%, TiO 2 : 2 to 2
7mass%, Al 2 O 3: 4~8mass%, BaO:
5 to 19 mass%, CaF 2 : 20 to 40 mass
%, CaO: 10 to 30 mass%, MnO: 2 to 7 m
%, MgO: 2 to 7 mass%, the balance consisting of unavoidable impurities, and 2.1 ≦ (CaF 2 +
CaO + BaO) / SiO 2 ≦ 4.3, a flux having a particle size of 355 μm or less is coarse particles of 5 mass% or less, and a fine particle of 75 μm or less occupies 5 to 20 mass% of the whole. A molten flux for sub-merk arc welding, characterized by: (2) SiO 2 : 13 to 24 mass%, TiO 2 : 2 to
7mass%, Al 2 O 3: 4~8mass%, BaO:
5 to 19 mass%, CaF 2 : 20 to 40 mass
%, CaO: 10 to 30 mass%, MnO: 2 to 7 m
%, MgO: 2 to 7 mass%, and further, B contained in the form of an oxide or an alloy is B <0.0.
It is contained at 30 mass% and the balance consists of unavoidable impurities, and 2.1 ≦ (CaF 2 + CaO + BaO) / Si
A flux satisfying O 2 ≦ 4.3 and a particle size of 355
Coarse-grained particles of less than 5% by mass of less than 5 μm
A melt type flux for sub-merging arc welding, characterized in that fine particles finer than μm occupy 5 to 20 mass% of the whole.
【００１９】[0019]
【作用】この発明に係るサブマ−ジア−ク溶接用溶融型
フラックスについて、まず、成分組成の限定理由から説
明する。The molten flux for sub-margin arc welding according to the present invention will be described first because of the limitation of the component composition.
【００２０】（ａ）ＳｉＯ2 ＳｉＯ2は、スラグを構成する上で重要な成分である。
ＳｉＯ2は、スラグをガラス化させるとともに、ビ−ド
外観およびスラグの靭性に大きな影響を及ぼす。配合量
が１３ｍａｓｓ％未満ではビ−ド幅が出にくく、良好な
ビ−ド形状が得られない。(A) SiO 2 SiO 2 is an important component for forming the slag.
SiO 2 vitrifies the slag and has a great influence on the bead appearance and the toughness of the slag. If the blending amount is less than 13 mass%, the bead width is difficult to be obtained and a good bead shape cannot be obtained.
【００２１】一方、２４ｍａｓｓ％を超えると、良好な
ビ−ド外観は得られるが、溶接金属内の酸素量が増加し
て靭性を劣化させることから、１３ｍａｓｓ％〜２４ｍ
ａｓｓ％の範囲内とした。On the other hand, if it exceeds 24 mass%, a good bead appearance can be obtained, but since the amount of oxygen in the weld metal increases and the toughness deteriorates, 13 mass% to 24 m
It was set within the range of ass%.
【００２２】（ｂ）ＭｎＯ ＭｎＯはスラグの流動性を向上させる成分である。Ｍｎ
Ｏは、ビ−ド外観を滑らかにする作用を有するが、その
含有量が２ｍａｓｓ％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方、７ｍａｓｓ％を超えて含有させると、
溶接金属内の酸素量が増加して溶接金属の靭性が劣化す
ることから、その含有量を２ｍａｓｓ％〜７ｍａｓｓ％
とした。(B) MnO MnO is a component that improves the fluidity of the slag. Mn
O has the effect of smoothing the bead appearance, but if its content is less than 2 mass% the desired effect cannot be obtained on the other hand, while if it exceeds 7 mass% it is contained.
Since the amount of oxygen in the weld metal increases and the toughness of the weld metal deteriorates, the content thereof should be 2 mass% to 7 mass%.
And
【００２３】（ｃ）ＴｉＯ2 ＴｉＯ2はスラグの剥離性に大きく影響し、２ｍａｓｓ
％未満ではスラグがビ−ドに焼け付きやすい。７ｍａｓ
ｓ％を超えると、ビ−ド形状が劣化することから、その
含有量を２ｍａｓｓ％〜７ｍａｓｓ％の範囲とした。(C) TiO 2 TiO 2 has a great influence on the peelability of the slag, and has 2 mass.
If it is less than%, the slag is apt to burn to the beads. 7 mas
If it exceeds s%, the bead shape is deteriorated, so the content is set in the range of 2 mass% to 7 mass%.
【００２４】（ｄ）ＣａＯ ＣａＯは、フラックス塩基度を高めて溶接金属の酸素量
を低減して靭性を改善させる。その含有量が１０ｍａｓ
ｓ％未満では塩基度が低くなりすぎると同時に、ビ−ド
形状も悪くなる。３０ｍａｓｓ％を超えて含有すると、
ビ−ド表面にあばたが生じやすくなることから、その含
有量を１０ｍａｓｓ％〜３０ｍａｓｓ％とした。(D) CaO CaO improves the basicity of the flux and reduces the oxygen content of the weld metal to improve the toughness. The content is 10mas
If it is less than s%, the basicity becomes too low, and at the same time, the bead shape becomes poor. If the content exceeds 30 mass%,
Since the bead is likely to be generated on the bead surface, its content is set to 10 mass% to 30 mass%.
【００２５】（ｅ）ＣａＦ2 ＣａＦ2は、溶接金属内の酸素量を低減して靭性を改善
させるのに非常に有効な成分である。その効果を得るた
めには少なくとも２０ｍａｓｓ％は必要である。しか
し、４０ｍａｓｓ％を超えて添加した場合は、スラグの
剥離性が劣化することから、その含有量を２０ｍａｓｓ
％〜４０ｍａｓｓ％の範囲に限定した。(E) CaF 2 CaF 2 is a very effective component for reducing the oxygen content in the weld metal and improving the toughness. To obtain the effect, at least 20 mass% is necessary. However, when it is added in excess of 40 mass%, the peelability of the slag deteriorates, so its content is 20 mass%.
% To 40 mass%.
【００２６】（ｆ）ＢａＯ ＢａＯは、スラグの融点を調節するとともにスラグの酸
素量を低減させるのに有効な成分である。そのため、Ｃ
ａＦ2、ＣａＯ等の強塩基成分との複合効果により溶接
金属内の酸素量を低減し、低温靭性を十分に改善し、耐
サワ−性を向上させる。(F) BaO BaO is an effective component for controlling the melting point of slag and reducing the oxygen content of slag. Therefore, C
Due to the combined effect with a strong base component such as aF 2 and CaO, the amount of oxygen in the weld metal is reduced, the low temperature toughness is sufficiently improved, and the sour resistance is improved.
【００２７】その含有量が５ｍａｓｓ％未満では前記の
効果が期待できない。一方、１９ｍａｓｓ％を超えて含
有させると、溶接ビ−ドの外観が悪くなることから、そ
の含有量を５ｍａｓｓ％〜１９ｍａｓｓ％と限定した。If the content is less than 5 mass%, the above effect cannot be expected. On the other hand, if the content exceeds 19 mass%, the appearance of the weld bead deteriorates, so the content was limited to 5 mass% to 19 mass%.
【００２８】（ｇ）Ａｌ2Ｏ3 Ａｌ2Ｏ3は、スラグのガラス化を促進させて溶接金属内
の水素量を低下させる。４ｍａｓｓ％未満の添加では前
記の効果が得られない。一方、８ｍａｓｓ％を超えて含
有させると、フラックスの融点が上がりすぎて良好なビ
−ドが得られなくなることから、４ｍａｓｓ％〜８ｍａ
ｓｓ％とした。(G) Al 2 O 3 Al 2 O 3 promotes vitrification of the slag and reduces the amount of hydrogen in the weld metal. If the addition amount is less than 4 mass%, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 8 mass%, the melting point of the flux rises too much and a good bead cannot be obtained. Therefore, 4 mass% to 8 ma
It was set to ss%.
【００２９】（ｈ）ＭｇＯ ＭｇＯは、フラックスの塩基度を上げるのに必要な成分
である。その含有量が２ｍａｓｓ％未満ではその効果が
小さく、一方、７ｍａｓｓ％を超えて含有させると、融
点が高くなりすぎてビ−ド形状が悪くなることから、そ
の含有量を２ｍａｓｓ％〜７ｍａｓｓ％の範囲とした。(H) MgO MgO is a component necessary for increasing the basicity of the flux. If the content is less than 2 mass%, the effect is small, while if it exceeds 7 mass%, the melting point becomes too high and the bead shape deteriorates. Therefore, the content of 2 mass% to 7 mass% is The range was set.
【００３０】（ｉ）Ｂ Ｂは溶接時に溶接金属内に入り、溶接金属の組織を均一
な微細フェライト組織の形成に寄与し、溶接金属の高靭
化が達成することができる。(I) BB B enters the weld metal during welding, contributes to the formation of a uniform fine ferrite structure in the weld metal structure, and achieves a high toughness of the weld metal.
【００３１】しかしながら、０．０３ｍａｓｓ％以上含
有させると、スラグの剥離性が劣化するとともに、溶接
金属に割れが発生するようになるために、その含有量を
０．０３ｍａｓｓ％未満とした。However, if 0.03 mass% or more is contained, the peelability of the slag is deteriorated and cracks are generated in the weld metal, so the content was made less than 0.03 mass%.
【００３２】次に、この発明に係るフラックスは、成分
組成において上記範囲を満足させるほか、以下の通りに
各成分を調整する。Next, the flux according to the present invention satisfies the above ranges in the component composition and adjusts each component as follows.
【００３３】すなわち、発明者等の研究によると、上記
の成分範囲を満足していても、以下の式に満足するよう
に各成分を調節しなければ、充分に溶接金属内の酸素量
を低減させることが困難であることがわかった。That is, according to the study by the inventors, even if the above range of components is satisfied, the amount of oxygen in the weld metal is sufficiently reduced unless the components are adjusted to satisfy the following formula. It turned out to be difficult.
【００３４】この条件は、 ２．１≦（ＣａＦ2＋ＣａＯ＋ＢａＯ）／ＳｉＯ2≦４．３……（１） である。This condition is 2.1 ≦ (CaF 2 + CaO + BaO) / SiO 2 ≦ 4.3 (1).
【００３５】ＣａＦ2、ＣａＯ、ＢａＯは何れも塩基度
を高めて溶接金属の酸素量を低下させるのに必要な成分
であり、ＳｉＯ2はビ−ド外観やスラグの剥離性等を良
好に保つために必要な成分である。CaF 2 , CaO and BaO are all necessary components for increasing the basicity and reducing the oxygen content of the weld metal, and SiO 2 keeps the bead appearance and slag releasability good. It is a necessary ingredient for.
【００３６】ここで、（１）式で示す比を上記の通りに
（１）式の範囲内に限定したのは、発明者等が種々検討
した結果、（１）式で示す比が溶接金属内の酸素量と溶
接時の作業性およびビ−ド形状のバランスをとる上で、
最も重要な関係にあることを見出したためである。Here, the reason why the ratio represented by the formula (1) is limited within the range of the formula (1) as described above is that as a result of various studies by the inventors, the ratio represented by the formula (1) is the weld metal. To balance the amount of oxygen in the work, workability during welding, and bead shape,
This is because they found that they had the most important relationship.
【００３７】更に詳しく説明すると、（１）式に示す比
が２．１未満の領域においては溶接金属の酸素量が高く
なり、溶接金属の機械的性質がとりわけ低温靭性が悪く
なる。一方、（１）式に示す比が４．３を超える領域に
おいてはビ−ド形状が悪くなる傾向があり、また、スラ
グの剥離性も極端に悪くなる。このため、４．３以下に
抑える。More specifically, the oxygen content of the weld metal becomes high and the mechanical properties of the weld metal deteriorate particularly at low temperature toughness in the region where the ratio expressed by the equation (1) is less than 2.1. On the other hand, in the region where the ratio shown in the formula (1) exceeds 4.3, the bead shape tends to be deteriorated, and the slag releasability is extremely deteriorated. For this reason, keep it below 4.3.
【００３８】さらに、上記のように成分組成を調節する
ほかに、以下の通りにフラックスの粒度を調整する。Further, in addition to adjusting the component composition as described above, the particle size of the flux is adjusted as follows.
【００３９】すなわち、上記のように成分調整しても、
フラックスの粒度を適正に調節しない場合には、良好な
ビ−ド形状が得等得られない。That is, even if the components are adjusted as described above,
If the particle size of the flux is not properly adjusted, a good bead shape cannot be obtained.
【００４０】フラックスの粒子径が３５５μｍより粗粒
のものが全体の５ｍａｓｓ％を超えると、ビ−ド幅が不
均一になりやすくビ−ド形状が劣化する。これと同時
に、溶接金属内の酸素量が増加して溶接金属の靭性を著
しく劣化させる。If the particle size of the flux is coarser than 355 μm and exceeds 5 mass% of the whole, the bead width tends to be nonuniform and the bead shape is deteriorated. At the same time, the amount of oxygen in the weld metal increases, and the toughness of the weld metal is significantly deteriorated.
【００４１】また、良好なビ−ドを得るには、フラック
スの粒子径が７５μｍより細かいものが、全体の５ｍａ
ｓｓ％は必要である。しかし、２０ｍａｓｓ％を超える
場合には、溶接時にガスの抜けが悪くなり、溶融金属が
突沸する危険性があり、作業性が著しく劣化するため
に、５ｍａｓｓ％〜２０ｍａｓｓ％の範囲とした。Further, in order to obtain a good bead, the flux having a particle size of less than 75 .mu.m should be 5 ma in total.
ss% is required. However, if it exceeds 20 mass%, the escape of gas becomes worse during welding, and there is a risk that the molten metal will bump, and workability will significantly deteriorate. Therefore, the range was made 5 mass% to 20 mass%.
【００４２】[0042]
実施例１ 原材料の配合を変えることにより、種々の化学組成を有
するフラックスを、表３に示すように、試作し、１．３
Ｍｎ−０．２Ｍｏ系のワイヤと組み合せて、角度：７０
°、深さ１１ｍｍのＶ溝加工を施した２３ｍｍ厚の耐サ
ワ−用ＨＴ６０鋼板に、４電極サブマ−ジア−ク溶接法
により片面一層溶接を行ない、ビ−ド形状、溶接欠陥、
作業性、耐サワ−性および溶接金属の特性（−４６℃に
おけるシャルピ−衝撃値）について評価した。Example 1 Prototype fluxes having various chemical compositions were prepared as shown in Table 3 by changing the composition of raw materials.
Angle: 70 when combined with Mn-0.2Mo wire
°, 11 mm deep V-grooved 23 mm thick anti-sour HT60 steel plate was welded on one side by the four-electrode sub-merk welding method to obtain a bead shape, welding defects,
Workability, sour resistance, and weld metal characteristics (Charpy impact value at -46 ° C) were evaluated.
【００４３】なお、耐サワ−性についてはロックウエル
硬さ試験で評価した。The sour resistance was evaluated by the Rockwell hardness test.
【００４４】このとき使用した耐サワ−用ＨＴ６０鋼板
およびワイヤ成分の化学組成は表１に示し、Ｖ溝一層の
溶接条件は表２に示す。The chemical compositions of the sour-resistant HT60 steel plate and wire components used at this time are shown in Table 1, and the welding conditions for one V-groove are shown in Table 2.
【００４５】[0045]
【表１】 [Table 1]
【００４６】[0046]
【表２】 [Table 2]
【００４７】上述のような条件で、表３に示す化学組成
のフラックスを用いてサブマ−ジア−ク溶接を行ない、
そのときに得られた溶接金属の特性を、ビ−ド外観、ス
ラグ剥離性、スラグ巻込み、耐サワ−性、溶接金属靭性
の面から、評価した。この結果を示すと、表４の通りで
あった。Under the above-mentioned conditions, sub-marque welding is performed using the flux having the chemical composition shown in Table 3,
The properties of the weld metal obtained at that time were evaluated in terms of bead appearance, slag releasability, slag entrainment, sour resistance, and weld metal toughness. The results are shown in Table 4.
【００４８】[0048]
【表３】 [Table 3]
【００４９】[0049]
【表４】 [Table 4]
【００５０】表４に示した通り、この本発明の範囲内の
フラックスにおいては、溶接部の低硬度化を満足しつつ
溶接金属の酸素が低いため低温靭性（−４６℃における
シャルピ−衝撃値（Ｊ））は極めて優れており、ビ−ド
形状、スラグ剥離性、溶接作業性も良好であることがわ
かる。As shown in Table 4, in the flux within the range of the present invention, low temperature toughness (Charpy impact value at -46 ° C ( It is understood that J)) is extremely excellent, and the bead shape, slag peeling property, and welding workability are also good.
【００５１】これに対し、比較例１のフラックスにおい
ては、何れかの特性が優れているものも見受けられる
が、溶接金属の特性とともに、耐サワ−性、作業性、ビ
−ド外観などまでを全て同時に満足させるようなフラッ
クスは見受けられなかった。On the other hand, in the flux of Comparative Example 1, it can be seen that any of the characteristics is excellent, but in addition to the characteristics of the weld metal, the flux resistance, workability, bead appearance, etc. No flux was found to satisfy all at the same time.
【００５２】すなわち、比較例１において、Ａ１、Ａ２
ではＳｉＯ2、Ａ３ではＴｉＯ2ならびにＡｌ2Ｏ3、Ａ４
ではＡｌ2Ｏ3、Ａ５ではＢａＯ、Ａ７ではＣａＦ2、Ａ
８ではＭｎＯ、Ａ９ではＭｇＯのように、ＳｉＯ2、Ｔ
ｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＢａＯ、ＣａＦ2、ＭｎＯ、ＭｇＯの
成分の組成がこの発明に係るフラックスの組成範囲から
外れている。That is, in Comparative Example 1, A1, A2
For SiO 2 , A 3 for TiO 2 and Al 2 O 3 , A 4
In Al 2 O 3, the A5 BaO, the A7 CaF 2, A
8 like MnO, A9 like MgO, SiO 2 , T
The composition of the components of iO 2 , Al 2 O 3 , BaO, CaF 2 , MnO and MgO is out of the composition range of the flux according to the present invention.
【００５３】このために、何れも溶接金属の靭性、低硬
度化が充分に得られなかった。For this reason, neither the toughness nor the low hardness of the weld metal was sufficiently obtained.
【００５４】また、Ａ６は、ＢａＯを除いて他の成分が
この発明に係るフラックスの範囲内にあることから、溶
接金属の低温靭性に優れている。しかし、ＢａＯ成分が
この発明から外れるため、硬度が高く、ビ−ドの外観が
劣化しており、スラグ巻き込みの発生も認められた。Further, A6 is excellent in the low temperature toughness of the weld metal since the other components except BaO are within the range of the flux according to the present invention. However, since the BaO component was out of the scope of the present invention, the hardness was high, the appearance of the beads was deteriorated, and the occurrence of slag inclusion was also recognized.
【００５５】また、Ａ１０は、個々の成分はこの発明に
係るフラックスの範囲内であるが、（１）式の（ＣａＦ
2＋ＣａＯ＋ＢａＯ）／ＳｉＯ2の比が４．６で４．３を
こえるため、靭性は優れているもののビ−ド外観が劣化
している。Further, A10 has the individual components within the range of the flux according to the present invention, but (CaF of the formula (1) is used.
For 2 + CaO + BaO) / SiO 2 ratio exceeds 4.3 in 4.6, toughness bi of what is better - has deteriorated de appearance.
【００５６】Ａ１１は、（１）式の（ＣａＦ2＋ＣａＯ
＋ＢａＯ）／ＳｉＯ2の比が２．０で２．１より小さい
ため、溶接金属の靭性が劣化して硬度が高くなる傾向が
認められた。A11 is (CaF 2 + CaO of the formula (1).
Since the + BaO) / SiO 2 ratio was 2.0, which was less than 2.1, it was observed that the toughness of the weld metal deteriorated and the hardness tended to increase.
【００５７】更に、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４は、個々の
成分はこの発明に係るフラックスの範囲内であり、
（１）式の（ＣａＦ2＋ＣａＯ＋ＢａＯ）／ＳｉＯ2の比
が２．１〜４．３の範囲内にあるが、粒度がこの発明に
係るフラックスの範囲から外れるため、何れもビ−ド外
観が劣化している傾向が認められた。Further, A12, A13 and A14 have individual components within the range of the flux according to the present invention,
The ratio of (CaF 2 + CaO + BaO) / SiO 2 in the formula (1) is in the range of 2.1 to 4.3, but since the particle size is out of the range of the flux according to the present invention, the bead appearances are both. A tendency of deterioration was recognized.
【００５８】また、比較例２において、Ａ１５、Ａ１
６、Ａ１７は何れも溶接金属の靭性向上を目的に開示さ
れている比較的高塩基性フラックスの一例である。なか
でも、Ａ１５は特開平４−５１２７９号公報の請求範囲
内のフラックスであり、Ａ１６は特開昭６０−１８７４
９５号公報の請求範囲内のフラックスであり、Ａ１７は
特開昭６２−２４８９４号公報の請求範囲内のフラック
スである。しかし、何れのフラックスにおいても、溶接
金属の靭性および耐サワ−性が劣化している傾向が認め
られた。In Comparative Example 2, A15 and A1
Nos. 6 and A17 are examples of relatively high basic flux disclosed for the purpose of improving the toughness of the weld metal. Among them, A15 is a flux within the scope of claims of JP-A-4-51279, and A16 is a flux of JP-A-60-1874.
95 is the flux within the claims, and A17 is the flux within the claims of JP-A-62-24894. However, in all of the fluxes, the toughness and the sour resistance of the weld metal tended to deteriorate.
【００５９】要するに、この発明によると、低硬度化を
満足しつつ低温靭性は極めて優れており、ビ−ド形状、
スラグ剥離性、溶接作業性も良好となるようなフラック
スが得られ、サワ−環境においても使用可能な溶接金属
が得られる。In short, according to the present invention, the low temperature toughness is extremely excellent while satisfying the low hardness, and the bead shape,
A flux that provides good slag releasability and welding workability is obtained, and a weld metal that can be used even in a shower environment is obtained.
【００６０】実施例２ 実施例１で使用したフラックスＢ１およびＢ２に対し、
さらにＢを０．０２ｍａｓｓ％添加したフラックスをＢ
８およびＢ９とした。Example 2 For the fluxes B1 and B2 used in Example 1,
Furthermore, a flux containing 0.02 mass% of B added to B
8 and B9.
【００６１】Ｂ８およびＢ９を用いて、実施例１と同様
の溶接条件、鋼板およびワイヤを用いてサブマ−ジア−
ク溶接し、溶接金属の特性およびスラグ巻き込みについ
て評価したところ、表５に示す通りであった。Using B8 and B9, the same welding conditions as in Example 1 were used, and a steel plate and a wire were used for submerging.
The results are shown in Table 5 when the welding was performed and the characteristics of the weld metal and the slag inclusion were evaluated.
【００６２】[0062]
【表５】 [Table 5]
【００６３】すなわち、Ｂ８、Ｂ９ともに溶接金属の特
性はＢを添加しない場合に比べて一段と向上しているこ
とがわかる。That is, it can be seen that the characteristics of the weld metal for both B8 and B9 are further improved compared to the case where B is not added.
【００６４】[0064]
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
係るサブマ−ジア−ク溶接用の溶融型フラックスは、各
成分が上記の通りに構成され、粒子径も適正範囲に調整
されているため、厳しい環境で使用される原油タンクや
ラインパイプ等の溶接金属において、ビ−ド外観が美麗
な上に、溶接金属の性能が極めて優れている。As described in detail above, in the molten type flux for submerged arc welding according to the present invention, each component is constituted as described above, and the particle diameter is adjusted to an appropriate range. In weld metal such as crude oil tanks and line pipes used in harsh environments, the bead appearance is beautiful and the performance of the weld metal is extremely excellent.
【００６５】その上、溶接時の作業性も良好である溶接
金属が得られるから、従来のものに較べて格段に性能の
優れた鋼管が製造でき、その工業的価値は極めて高い。In addition, since a weld metal having good workability during welding can be obtained, a steel pipe having significantly better performance than the conventional one can be manufactured, and its industrial value is extremely high.
Claims (2)
Ｏ2：２〜７ｍａｓｓ％、Ａｌ2Ｏ3：４〜８ｍａｓｓ
％、ＢａＯ：５〜１９ｍａｓｓ％、ＣａＦ2：２０〜４
０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：１０〜３０ｍａｓｓ％、Ｍｎ
Ｏ：２〜７ｍａｓｓ％、ＭｇＯ：２〜７ｍａｓｓ％を含
有し、残部が不可避的不純物からなると共に、２．１≦
（ＣａＦ2＋ＣａＯ＋ＢａＯ）／ＳｉＯ2≦４．３を満足
するフラックスであって、粒子径が３５５μｍより粗粒
のものが全体の５ｍａｓｓ％以下で、７５μｍより細粒
のものが全体の５〜２０ｍａｓｓ％を占めることを特徴
とするサブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラックス。1. SiO 2 : 13 to 24 mass%, Ti
O 2: 2~7mass%, Al 2 O 3: 4~8mass
%, BaO: 5 to 19 mass%, CaF 2 : 20 to 4
0 mass%, CaO: 10 to 30 mass%, Mn
O: 2 to 7 mass% and MgO: 2 to 7 mass% are contained, and the balance is inevitable impurities, and 2.1 ≦
A flux satisfying (CaF 2 + CaO + BaO) / SiO 2 ≦ 4.3, in which coarse particles having a particle diameter of 355 μm or less are 5 mass% or less and fine particles of 75 μm or less are 5 to 20 mass% of the whole. Is a molten type flux for sub-margin arc welding.
Ｏ2：２〜７ｍａｓｓ％、Ａｌ2Ｏ3：４〜８ｍａｓｓ
％、ＢａＯ：５〜１９ｍａｓｓ％、ＣａＦ2：２０〜４
０ｍａｓｓ％、ＣａＯ：１０〜３０ｍａｓｓ％、Ｍｎ
Ｏ：２〜７ｍａｓｓ％、ＭｇＯ：２〜７ｍａｓｓ％を含
有し、さらに、酸化物あるいは合金の形で含まれるＢを
Ｂ＜０．０３０容積で含み、残部が不可避的不純物から
なると共に、２．１≦（ＣａＦ2＋ＣａＯ＋ＢａＯ）／
ＳｉＯ2≦４．３を満足するフラックスで、粒子径が３
５５μｍより粗粒のものが全体の５ｍａｓｓ％以下で、
７５μｍより細粒のものが全体の５〜２０ｍａｓｓ％を
占めることを特徴とするサブマ−ジア−ク溶接用溶融型
フラックス。2. SiO 2 : 13 to 24 mass%, Ti
O 2: 2~7mass%, Al 2 O 3: 4~8mass
%, BaO: 5 to 19 mass%, CaF 2 : 20 to 4
0 mass%, CaO: 10 to 30 mass%, Mn
1. O: 2 to 7 mass%, MgO: 2 to 7 mass%, B further contained in the form of an oxide or an alloy in a volume of B <0.030, and the balance consisting of inevitable impurities. 1 ≦ (CaF 2 + CaO + BaO) /
A flux satisfying SiO 2 ≦ 4.3 with a particle size of 3
Coarse particles of less than 55 μm account for 5 mass% or less of the whole,
A molten flux for sub-merging welding, characterized in that fine particles having a particle size of less than 75 μm occupy 5 to 20 mass% of the whole.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33899994A JP3550770B2 (en) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Flux for sub-mark welding |
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|---|---|
| JPH08187593A true JPH08187593A (en) | 1996-07-23 |
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| JP (1) | JP3550770B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014198344A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Submerged arc welding method for high strength steel |
| JP2015166100A (en) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 新日鐵住金株式会社 | Melting type flux for submerged arc welding |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP33899994A patent/JP3550770B2/en not_active Expired - Fee Related
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