JPH10314983A - 片面溶接用溶融型裏当てフラックス - Google Patents
片面溶接用溶融型裏当てフラックスInfo
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- JPH10314983A JPH10314983A JP12548397A JP12548397A JPH10314983A JP H10314983 A JPH10314983 A JP H10314983A JP 12548397 A JP12548397 A JP 12548397A JP 12548397 A JP12548397 A JP 12548397A JP H10314983 A JPH10314983 A JP H10314983A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一で適切な余盛り高さを有する裏ビードを
容易に形成することができ、裏ビードの表面に発生しや
すい横割れを防止することができる片面溶接用溶融型裏
当てフラックスを提供する。 【解決手段】 片面溶接用溶融型裏当てフラックスは、
フラックス原料及び裏当てフラックス全重量あたり０.
５〜１５％の熱硬化性樹脂からなり、嵩密度が１.２０
〜１.４５(g/cm3)である。前記フラックス原料は、フラ
ックス原料全重量あたりの重量％で、ＣａＦ2：５.０〜
２０.０％、ＺｒＯ2：５.０〜２５.０％、ＭｇＯ：２
０.０〜４０.０％、ＳｉＯ2：３０.０〜５０.０％、Ｔ
ｉＯ2：１.０〜５.０％、ＭｎＯ：０.５〜５.０％、Ｃ
ａＯ：０.３〜５.０％及びＡｌ2Ｏ3：０.３〜５.０％を
含有する。また、フラックス原料中の化合物Ｂの含有量
を重量％で[Ｂ]としたとき、数式Ａ＝([ＣａＦ2]＋[Ｚ
ｒＯ2])/([ＴｉＯ2]＋[ＭｎＯ])によって算出されるＡ
が２.０乃至９.０である。
容易に形成することができ、裏ビードの表面に発生しや
すい横割れを防止することができる片面溶接用溶融型裏
当てフラックスを提供する。 【解決手段】 片面溶接用溶融型裏当てフラックスは、
フラックス原料及び裏当てフラックス全重量あたり０.
５〜１５％の熱硬化性樹脂からなり、嵩密度が１.２０
〜１.４５(g/cm3)である。前記フラックス原料は、フラ
ックス原料全重量あたりの重量％で、ＣａＦ2：５.０〜
２０.０％、ＺｒＯ2：５.０〜２５.０％、ＭｇＯ：２
０.０〜４０.０％、ＳｉＯ2：３０.０〜５０.０％、Ｔ
ｉＯ2：１.０〜５.０％、ＭｎＯ：０.５〜５.０％、Ｃ
ａＯ：０.３〜５.０％及びＡｌ2Ｏ3：０.３〜５.０％を
含有する。また、フラックス原料中の化合物Ｂの含有量
を重量％で[Ｂ]としたとき、数式Ａ＝([ＣａＦ2]＋[Ｚ
ｒＯ2])/([ＴｉＯ2]＋[ＭｎＯ])によって算出されるＡ
が２.０乃至９.０である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は造船等の種々の構造
物の溶接に適用される片面溶接用の裏当てフラックスに
関し、特に、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビード
を形成することができると共に、裏ビード表面の横割れ
を防止することができる片面溶接用溶融型裏当てフラッ
クスに関する。
物の溶接に適用される片面溶接用の裏当てフラックスに
関し、特に、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビード
を形成することができると共に、裏ビード表面の横割れ
を防止することができる片面溶接用溶融型裏当てフラッ
クスに関する。
【０００２】
【従来の技術】フラックス銅当金片面サブマージアーク
溶接法は、銅板の上に裏当てフラックスを一定厚さで配
置し、この銅板をフラックスが存在する面を母材（鋼
板）の開先裏面側に向けて配置し、これをエアホースに
よって開先裏面側に押しつけながら開先面側から溶接す
る溶接方法である。この溶接方法は両面溶接と同様の効
果を得ることができるものであるので、鋼板を反転させ
ることなく、片側のみからの溶接で１００％の溶込みを
確保することができ、その溶接能率は極めて高くなる。
従って、片面溶接法は造船等の分野を主として、種々の
多くの構造物の溶接に適用されている。
溶接法は、銅板の上に裏当てフラックスを一定厚さで配
置し、この銅板をフラックスが存在する面を母材（鋼
板）の開先裏面側に向けて配置し、これをエアホースに
よって開先裏面側に押しつけながら開先面側から溶接す
る溶接方法である。この溶接方法は両面溶接と同様の効
果を得ることができるものであるので、鋼板を反転させ
ることなく、片側のみからの溶接で１００％の溶込みを
確保することができ、その溶接能率は極めて高くなる。
従って、片面溶接法は造船等の分野を主として、種々の
多くの構造物の溶接に適用されている。
【０００３】このような片面溶接法においては、裏ビー
ド側の溶融金属は銅板によって保持されるので、裏ビー
ドの先端は銅板により冷却されて凝固する。しかし、溶
接条件、開先精度及び母材の溶接歪み等によって、裏ビ
ードの余盛り高さが過大になったり、不均一になったり
すると、銅板による冷却状態も変化することがある。こ
れにより、例えば裏ビードの凝固状態が局部的に異な
り、凝固収縮時に割れが発生し、これが裏ビード表面に
横割れを発生させることになる。従って、片面溶接法を
使用する場合、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビー
ドを形成することができる条件を選択することが必要で
ある。
ド側の溶融金属は銅板によって保持されるので、裏ビー
ドの先端は銅板により冷却されて凝固する。しかし、溶
接条件、開先精度及び母材の溶接歪み等によって、裏ビ
ードの余盛り高さが過大になったり、不均一になったり
すると、銅板による冷却状態も変化することがある。こ
れにより、例えば裏ビードの凝固状態が局部的に異な
り、凝固収縮時に割れが発生し、これが裏ビード表面に
横割れを発生させることになる。従って、片面溶接法を
使用する場合、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビー
ドを形成することができる条件を選択することが必要で
ある。
【０００４】そこで、均一で適切な余盛り高さを有する
裏ビードを形成することができると共に、裏ビード表面
の横割れの防止を図った片面溶接方法が提案されている
（特開昭５３−８５７４６号公報、特開昭５６−１２６
０７１号公報及び特開昭５８−８４６７５号公報）。
裏ビードを形成することができると共に、裏ビード表面
の横割れの防止を図った片面溶接方法が提案されている
（特開昭５３−８５７４６号公報、特開昭５６−１２６
０７１号公報及び特開昭５８−８４６７５号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５３−８５７４６号公報及び特開昭５８−８４６７５号
公報に開示された溶接方法を使用する場合、２層の粉体
を正確な高さで均一に散布することが極めて困難である
ので、溶接作業が煩雑になるという問題点がある。ま
た、特開昭５６−１２６０７１号公報に開示された溶接
方法においては、２種類の粉体を均一に混合することが
極めて困難であるので、その結果、安定した余盛り高さ
を有する裏ビードを得ることができないことがある。こ
のように、従来の片面溶接方法は、いずれも、実用に適
したものではない。
５３−８５７４６号公報及び特開昭５８−８４６７５号
公報に開示された溶接方法を使用する場合、２層の粉体
を正確な高さで均一に散布することが極めて困難である
ので、溶接作業が煩雑になるという問題点がある。ま
た、特開昭５６−１２６０７１号公報に開示された溶接
方法においては、２種類の粉体を均一に混合することが
極めて困難であるので、その結果、安定した余盛り高さ
を有する裏ビードを得ることができないことがある。こ
のように、従来の片面溶接方法は、いずれも、実用に適
したものではない。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビード
を容易に形成することができ、これにより、裏ビードの
表面に発生しやすい横割れを防止することができる片面
溶接用溶融型裏当てフラックスを提供することを目的と
する。
のであって、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビード
を容易に形成することができ、これにより、裏ビードの
表面に発生しやすい横割れを防止することができる片面
溶接用溶融型裏当てフラックスを提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る片面溶接用
溶融型裏当てフラックスは、フラックス原料及び熱硬化
性樹脂を有し、嵩密度が１．２０乃至１．４５（ｇ／ｃ
ｍ3）である裏当てフラックスにおいて、前記フラック
ス原料は、フラックス原料全重量あたり、ＣａＦ2：
５．０乃至２０．０重量％、ＺｒＯ2：５．０乃至２
５．０重量％、ＭｇＯ：２０．０乃至４０．０重量％、
ＳｉＯ2：３０．０乃至５０．０重量％、ＴｉＯ2：１．
０乃至５．０重量％、ＭｎＯ：０．５乃至５．０重量
％、ＣａＯ：０．３乃至５．０重量％及びＡｌ2Ｏ3：
０．３乃至５．０重量％を含有し、残部が総量で１重量
％以下の微量成分及び不可避的不純物からなるものであ
って、前記ＣａＦ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＭｎＯの含有
量を重量％で、夫々、［ＣａＦ2］、［ＺｒＯ2］、［Ｔ
ｉＯ2］、［ＭｎＯ］としたとき、数式Ａ＝（［Ｃａ
Ｆ2］＋［ＺｒＯ2］）／（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）
によって算出されるＡが２．０乃至９．０重量％であ
り、前記熱硬化性樹脂は、裏当てフラックス全重量あた
り、０．５乃至１５重量％含有されていることを特徴と
する。
溶融型裏当てフラックスは、フラックス原料及び熱硬化
性樹脂を有し、嵩密度が１．２０乃至１．４５（ｇ／ｃ
ｍ3）である裏当てフラックスにおいて、前記フラック
ス原料は、フラックス原料全重量あたり、ＣａＦ2：
５．０乃至２０．０重量％、ＺｒＯ2：５．０乃至２
５．０重量％、ＭｇＯ：２０．０乃至４０．０重量％、
ＳｉＯ2：３０．０乃至５０．０重量％、ＴｉＯ2：１．
０乃至５．０重量％、ＭｎＯ：０．５乃至５．０重量
％、ＣａＯ：０．３乃至５．０重量％及びＡｌ2Ｏ3：
０．３乃至５．０重量％を含有し、残部が総量で１重量
％以下の微量成分及び不可避的不純物からなるものであ
って、前記ＣａＦ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＭｎＯの含有
量を重量％で、夫々、［ＣａＦ2］、［ＺｒＯ2］、［Ｔ
ｉＯ2］、［ＭｎＯ］としたとき、数式Ａ＝（［Ｃａ
Ｆ2］＋［ＺｒＯ2］）／（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）
によって算出されるＡが２．０乃至９．０重量％であ
り、前記熱硬化性樹脂は、裏当てフラックス全重量あた
り、０．５乃至１５重量％含有されていることを特徴と
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】片面溶接時に使用する裏当てフラ
ックスは、粒状物により構成されているので、粒子内及
び粒子間に空隙部を有している。このような裏当てフラ
ックスは、溶接中に溶融してスラグになると、空隙分だ
け体積減少が起こって空間が生じる。裏ビードは、この
ような空間に溶融金属が充填されて凝固することにより
形成される。即ち、良好な裏ビードを形成させるために
は、適切な量の空間を形成させることが極めて重要な課
題であり、裏当てフラックスの嵩密度を特定範囲内に保
持することが必要となる。
ックスは、粒状物により構成されているので、粒子内及
び粒子間に空隙部を有している。このような裏当てフラ
ックスは、溶接中に溶融してスラグになると、空隙分だ
け体積減少が起こって空間が生じる。裏ビードは、この
ような空間に溶融金属が充填されて凝固することにより
形成される。即ち、良好な裏ビードを形成させるために
は、適切な量の空間を形成させることが極めて重要な課
題であり、裏当てフラックスの嵩密度を特定範囲内に保
持することが必要となる。
【０００９】そこで、本願発明者等が種々の嵩密度を有
する裏当てフラックスを使用して、鋭意実験研究を重ね
た結果、適切な余盛り高さの裏ビードを得ることができ
る裏当てフラックス嵩密度の範囲は、１．２０乃至１．
４５（ｇ／ｃｍ3）であることを見い出した。裏当てフ
ラックスに含有されるフラックス原料の種類としては、
ボンドフラックス剤単体、ボンドフラックス剤と溶融型
フラックス剤との混合剤又は溶融型フラックス剤と原料
粉との混合品を使用すると、同一の嵩密度を有していて
も良好な余盛り高さの裏ビードを得ることができない。
即ち、溶融型フラックス剤のみを使用した場合に、適切
な余盛り高さを有する裏ビードを得ることができる。
する裏当てフラックスを使用して、鋭意実験研究を重ね
た結果、適切な余盛り高さの裏ビードを得ることができ
る裏当てフラックス嵩密度の範囲は、１．２０乃至１．
４５（ｇ／ｃｍ3）であることを見い出した。裏当てフ
ラックスに含有されるフラックス原料の種類としては、
ボンドフラックス剤単体、ボンドフラックス剤と溶融型
フラックス剤との混合剤又は溶融型フラックス剤と原料
粉との混合品を使用すると、同一の嵩密度を有していて
も良好な余盛り高さの裏ビードを得ることができない。
即ち、溶融型フラックス剤のみを使用した場合に、適切
な余盛り高さを有する裏ビードを得ることができる。
【００１０】このように、フラックス原料として溶融型
フラックス剤を使用して、裏当てフラックスの嵩密度を
規制すると、適切な余盛り高さの裏ビードを得ることが
できる。しかし、これらの規制のみでは、余盛り高さの
均一性を十分に得ることができない。そこで、本願発明
者等がフラックス原料の組成について種々研究を行った
結果、ＣａＦ2含有量及びＺｒＯ2含有量の総量と、Ｔｉ
Ｏ2含有量及びＭｎＯ含有量の総量との比を適切に規制
すると、これが溶融スラグの固化に影響を与えて、余盛
り高さが安定した裏ビードを得ることができることを見
い出した。
フラックス剤を使用して、裏当てフラックスの嵩密度を
規制すると、適切な余盛り高さの裏ビードを得ることが
できる。しかし、これらの規制のみでは、余盛り高さの
均一性を十分に得ることができない。そこで、本願発明
者等がフラックス原料の組成について種々研究を行った
結果、ＣａＦ2含有量及びＺｒＯ2含有量の総量と、Ｔｉ
Ｏ2含有量及びＭｎＯ含有量の総量との比を適切に規制
すると、これが溶融スラグの固化に影響を与えて、余盛
り高さが安定した裏ビードを得ることができることを見
い出した。
【００１１】以下、本発明に係る片面溶接用溶融型裏当
てフラックスについて、更に説明する。先ず、フラック
ス原料の組成限定理由について説明する。
てフラックスについて、更に説明する。先ず、フラック
ス原料の組成限定理由について説明する。
【００１２】ＣａＦ2：５．０乃至２０．０重量％ ＣａＦ2はスラグの粘性を調整する効果を有する成分で
ある。フラックス原料中のＣａＦ2含有量がフラックス
原料全重量あたり５．０重量％未満であると、スラグの
流動性が不足して、スラグが部分的に凝縮し易くなるの
で、裏ビードの余盛り高さが不均一になって、横割れが
発生する。一方、フラックス原料中のＣａＦ2含有量が
２０．０重量％を超えると、スラグの流動性が過大とな
るので、裏ビード幅が広がりやすくなって、裏ビードの
形状が不安定になる。その結果、良好な形状の裏ビード
を得ることができない。従って、フラックス原料中のＣ
ａＦ2含有量はフラックス原料全重量あたり５．０乃至
２０．０重量％とする。
ある。フラックス原料中のＣａＦ2含有量がフラックス
原料全重量あたり５．０重量％未満であると、スラグの
流動性が不足して、スラグが部分的に凝縮し易くなるの
で、裏ビードの余盛り高さが不均一になって、横割れが
発生する。一方、フラックス原料中のＣａＦ2含有量が
２０．０重量％を超えると、スラグの流動性が過大とな
るので、裏ビード幅が広がりやすくなって、裏ビードの
形状が不安定になる。その結果、良好な形状の裏ビード
を得ることができない。従って、フラックス原料中のＣ
ａＦ2含有量はフラックス原料全重量あたり５．０乃至
２０．０重量％とする。
【００１３】ＺｒＯ2：５．０乃至２５．０重量％ ＺｒＯ2もＣａＦ2と同様に、スラグの粘性を調整する効
果を有する成分である。フラックス原料中のＺｒＯ2含
有量がフラックス原料全重量あたり５．０重量％未満で
あると、スラグの流動性が不足して、スラグが部分的に
凝縮し易くなるので、裏ビードの余盛り高さが不均一に
なって、横割れが発生する。一方、フラックス原料中の
ＺｒＯ2含有量が２５．０重量％を超えると、スラグの
流動性が過大となるので、裏ビード幅が広がりやすくな
って、裏ビードの形状が不安定になる。その結果、良好
な形状の裏ビードを得ることができない。従って、フラ
ックス原料中のＺｒＯ2含有量はフラックス原料全重量
あたり５．０乃至２５．０重量％とする。
果を有する成分である。フラックス原料中のＺｒＯ2含
有量がフラックス原料全重量あたり５．０重量％未満で
あると、スラグの流動性が不足して、スラグが部分的に
凝縮し易くなるので、裏ビードの余盛り高さが不均一に
なって、横割れが発生する。一方、フラックス原料中の
ＺｒＯ2含有量が２５．０重量％を超えると、スラグの
流動性が過大となるので、裏ビード幅が広がりやすくな
って、裏ビードの形状が不安定になる。その結果、良好
な形状の裏ビードを得ることができない。従って、フラ
ックス原料中のＺｒＯ2含有量はフラックス原料全重量
あたり５．０乃至２５．０重量％とする。
【００１４】ＭｇＯ：２０．０乃至４０．０重量％ ＭｇＯはスラグを形成するための主要な成分である。フ
ラックス原料中のＭｇＯ含有量がフラックス原料全重量
あたり２０．０重量％未満であると、スラグ量が不足し
て、裏ビードの余盛り高さが過大となるので、裏ビード
に横割れが発生する。一方、フラックス原料中のＭｇＯ
含有量が４０．０重量％を超えると、スラグ量が過大と
なるので、スラグが厚くなって裏ビードの余盛り高さが
不足する。更に、スラグ巻込みが発生することがある。
従って、フラックス原料中のＭｇＯ含有量はフラックス
原料全重量あたり２０．０乃至４０．０重量％とする。
ラックス原料中のＭｇＯ含有量がフラックス原料全重量
あたり２０．０重量％未満であると、スラグ量が不足し
て、裏ビードの余盛り高さが過大となるので、裏ビード
に横割れが発生する。一方、フラックス原料中のＭｇＯ
含有量が４０．０重量％を超えると、スラグ量が過大と
なるので、スラグが厚くなって裏ビードの余盛り高さが
不足する。更に、スラグ巻込みが発生することがある。
従って、フラックス原料中のＭｇＯ含有量はフラックス
原料全重量あたり２０．０乃至４０．０重量％とする。
【００１５】ＳｉＯ2：３０．０乃至５０．０重量％ ＳｉＯ2もＭｇＯと同様に、スラグを形成するための主
要な成分である。フラックス原料中のＳｉＯ2含有量が
フラックス原料全重量あたり３０．０重量％未満である
と、スラグ量が不足して、裏ビードの余盛り高さが過大
となるので、裏ビードに横割れが発生する。一方、フラ
ックス原料中のＳｉＯ2含有量が５０．０重量％を超え
ると、スラグ量が過大となるので、スラグが厚くなって
裏ビードの余盛り高さが不足する。更に、スラグ巻込み
が発生することがある。従って、フラックス原料中のＳ
ｉＯ2含有量はフラックス原料全重量あたり３０．０乃
至５０．０重量％とする。
要な成分である。フラックス原料中のＳｉＯ2含有量が
フラックス原料全重量あたり３０．０重量％未満である
と、スラグ量が不足して、裏ビードの余盛り高さが過大
となるので、裏ビードに横割れが発生する。一方、フラ
ックス原料中のＳｉＯ2含有量が５０．０重量％を超え
ると、スラグ量が過大となるので、スラグが厚くなって
裏ビードの余盛り高さが不足する。更に、スラグ巻込み
が発生することがある。従って、フラックス原料中のＳ
ｉＯ2含有量はフラックス原料全重量あたり３０．０乃
至５０．０重量％とする。
【００１６】ＴｉＯ2：１．０乃至５．０重量％ ＴｉＯ2はスラグ剥離性を調整する効果を有する成分で
ある。フラックス原料中のＴｉＯ2含有量がフラックス
原料全重量あたり１．０重量％未満であると、良好なス
ラグ剥離性を得ることができない。また、フラックス原
料中のＴｉＯ2含有量が５．０重量％を超えても同様で
あり、特に、スラグがビードに焼き付いて、スラグ剥離
性が著しく低下する。従って、フラックス原料中のＴｉ
Ｏ2含有量はフラックス原料全重量あたり１．０乃至
５．０重量％とする。
ある。フラックス原料中のＴｉＯ2含有量がフラックス
原料全重量あたり１．０重量％未満であると、良好なス
ラグ剥離性を得ることができない。また、フラックス原
料中のＴｉＯ2含有量が５．０重量％を超えても同様で
あり、特に、スラグがビードに焼き付いて、スラグ剥離
性が著しく低下する。従って、フラックス原料中のＴｉ
Ｏ2含有量はフラックス原料全重量あたり１．０乃至
５．０重量％とする。
【００１７】ＭｎＯ：０．５乃至５．０重量％ ＭｎＯもＴｉＯ2と同様に、スラグ剥離性を調整する効
果を有する成分である。フラックス原料中のＭｎＯ含有
量がフラックス原料全重量あたり０．５重量％未満であ
ると、良好なスラグ剥離性を得ることができない。ま
た、フラックス原料中のＭｎＯ含有量が５．０重量％を
超えても同様であり、特に、スラグがビードに焼き付い
て、スラグ剥離性が著しく低下する。従って、フラック
ス原料中のＭｎＯ含有量はフラックス原料全重量あたり
０．５乃至５．０重量％とする。
果を有する成分である。フラックス原料中のＭｎＯ含有
量がフラックス原料全重量あたり０．５重量％未満であ
ると、良好なスラグ剥離性を得ることができない。ま
た、フラックス原料中のＭｎＯ含有量が５．０重量％を
超えても同様であり、特に、スラグがビードに焼き付い
て、スラグ剥離性が著しく低下する。従って、フラック
ス原料中のＭｎＯ含有量はフラックス原料全重量あたり
０．５乃至５．０重量％とする。
【００１８】ＣａＯ：０．３乃至５．０重量％ ＣａＯは裏ビードを形成する際に、ビード両端において
母材へのなじみ性を調整する効果を有する成分である。
フラックス原料中のＣａＯ含有量がフラックス原料全重
量あたり０．３重量％未満であると、アンダカットが発
生する。一方、フラックス原料中のＣａＯ含有量が５．
０重量％を超えると、オーバラップが発生する。従っ
て、フラックス原料中のＣａＯ含有量はフラックス原料
全重量あたり０．３乃至５．０重量％とする。
母材へのなじみ性を調整する効果を有する成分である。
フラックス原料中のＣａＯ含有量がフラックス原料全重
量あたり０．３重量％未満であると、アンダカットが発
生する。一方、フラックス原料中のＣａＯ含有量が５．
０重量％を超えると、オーバラップが発生する。従っ
て、フラックス原料中のＣａＯ含有量はフラックス原料
全重量あたり０．３乃至５．０重量％とする。
【００１９】Ａｌ2Ｏ3：０．３乃至５．０重量％ Ａｌ2Ｏ3もＣａＯと同様に、裏ビードを形成する際に、
ビード両端において母材へのなじみ性を調整する効果を
有する成分である。フラックス原料中のＡｌ2Ｏ3含有量
がフラックス原料全重量あたり０．３重量％未満である
と、アンダカットが発生する。一方、フラックス原料中
のＡｌ2Ｏ3含有量が５．０重量％を超えると、オーバラ
ップが発生する。従って、フラックス原料中のＡｌ2Ｏ3
含有量はフラックス原料全重量あたり０．３乃至５．０
重量％とする。
ビード両端において母材へのなじみ性を調整する効果を
有する成分である。フラックス原料中のＡｌ2Ｏ3含有量
がフラックス原料全重量あたり０．３重量％未満である
と、アンダカットが発生する。一方、フラックス原料中
のＡｌ2Ｏ3含有量が５．０重量％を超えると、オーバラ
ップが発生する。従って、フラックス原料中のＡｌ2Ｏ3
含有量はフラックス原料全重量あたり０．３乃至５．０
重量％とする。
【００２０】次に、フラックス原料中の特定化合物の含
有量の比率、裏当てフラックス全重量あたりの熱硬化性
樹脂の含有量及び裏当てフラックスの嵩密度の規定理由
について説明する。
有量の比率、裏当てフラックス全重量あたりの熱硬化性
樹脂の含有量及び裏当てフラックスの嵩密度の規定理由
について説明する。
【００２１】数式Ａ＝（［ＣａＦ2］＋［ＺｒＯ2］）／
（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）によって算出されるＡ：
２．０乃至９．０ 本発明においては、ＣａＦ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2及びＭ
ｎＯの含有量が適切に規制されていても、数式Ａ＝
（［ＣａＦ2］＋［ＺｒＯ2］）／（［ＴｉＯ2］＋［Ｍ
ｎＯ］）によって算出されるＡが適切に規制されていな
い場合は、均一な余盛り高さを有する裏ビードを得るこ
とができない。上記数式によって算出されるＡが２．０
未満であると、スラグの固化が遅くなり、薄いスラグ層
が部分的に形成されるので、裏ビードの余盛り高さが不
均一になって、横割れが発生する。一方、上記数式によ
って算出されるＡが９．０を超えると、スラグの固化が
速くなり、厚いスラグ層が部分的に形成されるので、裏
ビードの余盛り高さが不均一になって、横割れが発生す
る。従って、数式Ａ＝（［ＣａＦ2］＋［ＺｒＯ2］）／
（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）によって算出されるＡは
２．０乃至９．０とする。
（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）によって算出されるＡ：
２．０乃至９．０ 本発明においては、ＣａＦ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2及びＭ
ｎＯの含有量が適切に規制されていても、数式Ａ＝
（［ＣａＦ2］＋［ＺｒＯ2］）／（［ＴｉＯ2］＋［Ｍ
ｎＯ］）によって算出されるＡが適切に規制されていな
い場合は、均一な余盛り高さを有する裏ビードを得るこ
とができない。上記数式によって算出されるＡが２．０
未満であると、スラグの固化が遅くなり、薄いスラグ層
が部分的に形成されるので、裏ビードの余盛り高さが不
均一になって、横割れが発生する。一方、上記数式によ
って算出されるＡが９．０を超えると、スラグの固化が
速くなり、厚いスラグ層が部分的に形成されるので、裏
ビードの余盛り高さが不均一になって、横割れが発生す
る。従って、数式Ａ＝（［ＣａＦ2］＋［ＺｒＯ2］）／
（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）によって算出されるＡは
２．０乃至９．０とする。
【００２２】なお、上記数式中において、［Ｃａ
Ｆ2］、［ＺｒＯ2］、［ＴｉＯ2］、［ＭｎＯ］は、夫
々、フラックス原料中に含有されるＣａＦ2、ＺｒＯ2、
ＴｉＯ2、ＭｎＯの含有量を重量％で表したものであ
る。
Ｆ2］、［ＺｒＯ2］、［ＴｉＯ2］、［ＭｎＯ］は、夫
々、フラックス原料中に含有されるＣａＦ2、ＺｒＯ2、
ＴｉＯ2、ＭｎＯの含有量を重量％で表したものであ
る。
【００２３】裏当てフラックス全重量あたりの熱硬化性
樹脂：０．５乃至１５．０重量％ 熱硬化性樹脂は加熱によって硬化する特性を有している
ので、この樹脂を裏当てフラックス中に含有させること
によって、溶接時に粉粒状のフラックス原料が固形化し
て、母材とのなじみがより一層良好になる。これによ
り、裏ビードの外観及び余盛り高さの均一性を更に一層
向上させることができる。裏当てフラックス全重量あた
りの熱硬化性樹脂の含有量が０．５重量％未満である
と、その効果を十分に得ることができない。一方、裏当
てフラックス全重量あたりの熱硬化性樹脂の含有量が１
５．０重量％を超えると、溶接中に熱硬化性樹脂から多
量の分解ガスが発生して、裏ビードにガス溝等のガス欠
陥が発生する。従って、裏当てフラックス全重量あたり
の熱硬化性樹脂の含有量は、０．５乃至１５．０重量％
とする。
樹脂：０．５乃至１５．０重量％ 熱硬化性樹脂は加熱によって硬化する特性を有している
ので、この樹脂を裏当てフラックス中に含有させること
によって、溶接時に粉粒状のフラックス原料が固形化し
て、母材とのなじみがより一層良好になる。これによ
り、裏ビードの外観及び余盛り高さの均一性を更に一層
向上させることができる。裏当てフラックス全重量あた
りの熱硬化性樹脂の含有量が０．５重量％未満である
と、その効果を十分に得ることができない。一方、裏当
てフラックス全重量あたりの熱硬化性樹脂の含有量が１
５．０重量％を超えると、溶接中に熱硬化性樹脂から多
量の分解ガスが発生して、裏ビードにガス溝等のガス欠
陥が発生する。従って、裏当てフラックス全重量あたり
の熱硬化性樹脂の含有量は、０．５乃至１５．０重量％
とする。
【００２４】微量成分及び不可避的不純物の総量：１重量％以下 ＦｅＯ、ＬｉＯ2等の微量成分及び不可避的不純物の総
量が１重量％を超えると、裏ビードの余盛り高さが不均
一になって、横割れが発生する。従って、裏当てフラッ
クス全重量あたりの微量成分及び不可避的不純物は総量
で１重量％以下に規制する。
量が１重量％を超えると、裏ビードの余盛り高さが不均
一になって、横割れが発生する。従って、裏当てフラッ
クス全重量あたりの微量成分及び不可避的不純物は総量
で１重量％以下に規制する。
【００２５】裏当てフラックスの嵩密度：１．２０乃至
１．４５（ｇ／ｃｍ3） 前述の如く、本発明においては、適切な余盛り高さの裏
ビードを得るために、裏当てフラックスの嵩密度を規定
している。嵩密度が１．２０（ｇ／ｃｍ3）未満である
と、スラグ量が不足して、裏ビードの余盛り高さが過大
になるので、裏ビードに横割れが発生する。一方、嵩密
度が１．４５（ｇ／ｃｍ3）を超えると、スラグ量が過
大になって、裏ビードの余盛り高さが不足すると共に、
スラグ巻込みが発生することがある。従って、裏当てフ
ラックスの嵩密度は１．２０乃至１．４５（ｇ／ｃ
ｍ3）とする。
１．４５（ｇ／ｃｍ3） 前述の如く、本発明においては、適切な余盛り高さの裏
ビードを得るために、裏当てフラックスの嵩密度を規定
している。嵩密度が１．２０（ｇ／ｃｍ3）未満である
と、スラグ量が不足して、裏ビードの余盛り高さが過大
になるので、裏ビードに横割れが発生する。一方、嵩密
度が１．４５（ｇ／ｃｍ3）を超えると、スラグ量が過
大になって、裏ビードの余盛り高さが不足すると共に、
スラグ巻込みが発生することがある。従って、裏当てフ
ラックスの嵩密度は１．２０乃至１．４５（ｇ／ｃ
ｍ3）とする。
【００２６】
【実施例】以下、本発明に係る片面溶接用溶融型裏当て
フラックスの実施例についてその比較例と比較して具体
的に説明する。
フラックスの実施例についてその比較例と比較して具体
的に説明する。
【００２７】先ず、種々の組成を有するフラックス原料
と熱硬化性樹脂とを混合して裏当てフラックスを調整
し、これを使用して、下記表１に示す溶接条件で片面サ
ブマージアーク溶接を実施した。次に、得られた裏ビー
ドの形状、横割れの発生の有無等を観察することによ
り、溶接性を評価した。
と熱硬化性樹脂とを混合して裏当てフラックスを調整
し、これを使用して、下記表１に示す溶接条件で片面サ
ブマージアーク溶接を実施した。次に、得られた裏ビー
ドの形状、横割れの発生の有無等を観察することによ
り、溶接性を評価した。
【００２８】図１は本実施例において溶接母材として使
用した鋼板の開先形状を示す断面図である。図１に示す
ように、上面から端面に向けて傾斜した切欠きが設けら
れた２枚の鋼板１を準備し、これらをその端面同士を突
き合わせて配置することによりＶ型開先部２を形成し
た。そして、銅板（図示せず）の表面に前記裏当てフラ
ックスを配置し、この銅板を鋼板１の開先裏面３に当接
させた後、Ｖ型開先部２側からサブマージアーク溶接を
実施した。
用した鋼板の開先形状を示す断面図である。図１に示す
ように、上面から端面に向けて傾斜した切欠きが設けら
れた２枚の鋼板１を準備し、これらをその端面同士を突
き合わせて配置することによりＶ型開先部２を形成し
た。そして、銅板（図示せず）の表面に前記裏当てフラ
ックスを配置し、この銅板を鋼板１の開先裏面３に当接
させた後、Ｖ型開先部２側からサブマージアーク溶接を
実施した。
【００２９】なお、本実施例においては、板厚が２０ｍ
ｍであるＳＭ４００鋼板１を使用し、開先部２の開先角
度を５０°、ルート面の幅を３ｍｍとして、溶接には、
４．８ｍｍ、６．４ｍｍの２種類のワイヤ径を有するワ
イヤを使用した。また、溶接面側におけるフラックス剤
としては、ＪＩＳ Ｚ３３５２に規定された粒度メッシ
ュが１０×４８のものを使用した。
ｍであるＳＭ４００鋼板１を使用し、開先部２の開先角
度を５０°、ルート面の幅を３ｍｍとして、溶接には、
４．８ｍｍ、６．４ｍｍの２種類のワイヤ径を有するワ
イヤを使用した。また、溶接面側におけるフラックス剤
としては、ＪＩＳ Ｚ３３５２に規定された粒度メッシ
ュが１０×４８のものを使用した。
【００３０】本実施例において使用した鋼板及びワイヤ
の化学組成を下記表２に示し、溶接面側におけるフラッ
クス剤の化学組成を下記表３に示す。また、フラックス
原料全重量あたりのフラックス原料組成を下記表４乃至
６に示し、数式Ａ＝（［ＣａＦ2］＋［ＺｒＯ2］）／
（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）によって算出されるＡの
値、裏当てフラックス全重量あたりの熱硬化性樹脂の含
有量及び裏当てフラックスの嵩密度並びに溶接性の評価
結果を下記表７乃至９に示す。なお、下記表４乃至６の
フラックス原料の化学組成において、その他の成分とし
ては、ＦｅＯ及びＬｉＯ2等の微量成分と不可避的不純
物とがある。
の化学組成を下記表２に示し、溶接面側におけるフラッ
クス剤の化学組成を下記表３に示す。また、フラックス
原料全重量あたりのフラックス原料組成を下記表４乃至
６に示し、数式Ａ＝（［ＣａＦ2］＋［ＺｒＯ2］）／
（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）によって算出されるＡの
値、裏当てフラックス全重量あたりの熱硬化性樹脂の含
有量及び裏当てフラックスの嵩密度並びに溶接性の評価
結果を下記表７乃至９に示す。なお、下記表４乃至６の
フラックス原料の化学組成において、その他の成分とし
ては、ＦｅＯ及びＬｉＯ2等の微量成分と不可避的不純
物とがある。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】
【表５】
【００３６】
【表６】
【００３７】
【表７】
【００３８】
【表８】
【００３９】
【表９】
【００４０】上記表４乃至９に示すように、実施例Ｎ
ｏ．１乃至１８はフラックス原料の組成、数式により算
出されるＡ値、裏当てフラックス中の熱硬化性樹脂の含
有量及び裏当てフラックスの嵩密度が本発明の範囲内で
あるので、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビードが
形成された。また、裏ビード表面において、横割れの発
生を防止することができた。
ｏ．１乃至１８はフラックス原料の組成、数式により算
出されるＡ値、裏当てフラックス中の熱硬化性樹脂の含
有量及び裏当てフラックスの嵩密度が本発明の範囲内で
あるので、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビードが
形成された。また、裏ビード表面において、横割れの発
生を防止することができた。
【００４１】一方、比較例Ｎｏ．１９はフラックス原料
中のＣａＦ2含有量が本発明範囲の下限未満であるの
で、裏ビードの余盛り高さが不均一になって横割れが発
生した。比較例Ｎｏ．２０はフラックス原料中のＣａＦ
2含有量が本発明範囲の上限を超えているので、裏ビー
ド幅が広がりすぎて、良好な形状の裏ビードを得ること
ができなかった。比較例Ｎｏ．２１はフラックス原料中
のＺｒＯ2含有量が本発明範囲の下限未満であるので、
裏ビードの余盛り高さが不均一になって横割れが発生し
た。比較例Ｎｏ．２２はフラックス原料中のＺｒＯ2含
有量が本発明範囲の上限を超えているので、裏ビード幅
が広がりすぎて、良好な形状の裏ビードを得ることがで
きなかった。
中のＣａＦ2含有量が本発明範囲の下限未満であるの
で、裏ビードの余盛り高さが不均一になって横割れが発
生した。比較例Ｎｏ．２０はフラックス原料中のＣａＦ
2含有量が本発明範囲の上限を超えているので、裏ビー
ド幅が広がりすぎて、良好な形状の裏ビードを得ること
ができなかった。比較例Ｎｏ．２１はフラックス原料中
のＺｒＯ2含有量が本発明範囲の下限未満であるので、
裏ビードの余盛り高さが不均一になって横割れが発生し
た。比較例Ｎｏ．２２はフラックス原料中のＺｒＯ2含
有量が本発明範囲の上限を超えているので、裏ビード幅
が広がりすぎて、良好な形状の裏ビードを得ることがで
きなかった。
【００４２】比較例Ｎｏ．２３はフラックス原料中のＭ
ｇＯ含有量が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビー
ドの余盛り高さが過大となって横割れが発生した。比較
例Ｎｏ．２４はフラックス原料中のＭｇＯ含有量が本発
明範囲の上限を超えているので、裏ビードの余盛り高さ
が不足した。比較例Ｎｏ．２５はフラックス原料中のＳ
ｉＯ2含有量が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビ
ードの余盛り高さが過大となって横割れが発生した。比
較例Ｎｏ．２６はフラックス原料中のＳｉＯ2含有量が
本発明範囲の上限を超えているので、裏ビードの余盛り
高さが不足すると共に、スラグ巻込みが発生した。
ｇＯ含有量が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビー
ドの余盛り高さが過大となって横割れが発生した。比較
例Ｎｏ．２４はフラックス原料中のＭｇＯ含有量が本発
明範囲の上限を超えているので、裏ビードの余盛り高さ
が不足した。比較例Ｎｏ．２５はフラックス原料中のＳ
ｉＯ2含有量が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビ
ードの余盛り高さが過大となって横割れが発生した。比
較例Ｎｏ．２６はフラックス原料中のＳｉＯ2含有量が
本発明範囲の上限を超えているので、裏ビードの余盛り
高さが不足すると共に、スラグ巻込みが発生した。
【００４３】比較例Ｎｏ．２７はフラックス原料中のＴ
ｉＯ2含有量が本発明範囲の下限未満であるので、溶接
裏面側において裏当てフラックスのスラグ剥離性が低下
した。比較例Ｎｏ．２８はフラックス原料中のＴｉＯ2
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、溶接裏面
側において裏当てフラックスのスラグ剥離性が低下する
と共に、スラグの焼き付きが発生した。比較例Ｎｏ．２
９はフラックス原料中のＭｎＯ含有量が本発明範囲の下
限未満であるので、溶接裏面側において裏当てフラック
スのスラグ剥離性が低下した。比較例Ｎｏ．３０はフラ
ックス原料中のＭｎＯ含有量が本発明範囲の上限を超え
ているので、溶接裏面側において裏当てフラックスのス
ラグ剥離性が低下すると共に、スラグの焼き付きが発生
した。
ｉＯ2含有量が本発明範囲の下限未満であるので、溶接
裏面側において裏当てフラックスのスラグ剥離性が低下
した。比較例Ｎｏ．２８はフラックス原料中のＴｉＯ2
含有量が本発明範囲の上限を超えているので、溶接裏面
側において裏当てフラックスのスラグ剥離性が低下する
と共に、スラグの焼き付きが発生した。比較例Ｎｏ．２
９はフラックス原料中のＭｎＯ含有量が本発明範囲の下
限未満であるので、溶接裏面側において裏当てフラック
スのスラグ剥離性が低下した。比較例Ｎｏ．３０はフラ
ックス原料中のＭｎＯ含有量が本発明範囲の上限を超え
ているので、溶接裏面側において裏当てフラックスのス
ラグ剥離性が低下すると共に、スラグの焼き付きが発生
した。
【００４４】比較例Ｎｏ．３１はフラックス原料中のＣ
ａＯ含有量が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビー
ドにアンダカットが発生した。比較例Ｎｏ．３２はフラ
ックス原料中のＣａＯ含有量が本発明範囲の上限を超え
ているので、裏ビードにオーバラップが発生した。比較
例Ｎｏ．３３はフラックス原料中のＡｌ2Ｏ3含有量が本
発明範囲の下限未満であるので、裏ビードにアンダカッ
トが発生した。比較例Ｎｏ．３４はフラックス原料中の
Ａｌ2Ｏ3含有量が本発明範囲の上限を超えているので、
裏ビードにオーバラップが発生した。
ａＯ含有量が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビー
ドにアンダカットが発生した。比較例Ｎｏ．３２はフラ
ックス原料中のＣａＯ含有量が本発明範囲の上限を超え
ているので、裏ビードにオーバラップが発生した。比較
例Ｎｏ．３３はフラックス原料中のＡｌ2Ｏ3含有量が本
発明範囲の下限未満であるので、裏ビードにアンダカッ
トが発生した。比較例Ｎｏ．３４はフラックス原料中の
Ａｌ2Ｏ3含有量が本発明範囲の上限を超えているので、
裏ビードにオーバラップが発生した。
【００４５】比較例Ｎｏ．３５乃至３７は数式により算
出されるＡ値が本発明範囲の上限を超えており、比較例
Ｎｏ．３８乃至４０は数式により算出されるＡ値が本発
明範囲の下限未満であるので、いずれも裏ビードの余盛
りの高さが不均一となって、横割れが発生した。比較例
Ｎｏ．４１は裏当てフラックスの嵩密度が本発明範囲の
下限未満であるので、裏ビードの余盛り高さが過大とな
って横割れが発生した。比較例Ｎｏ．４２は裏当てフラ
ックスの嵩密度が本発明範囲の上限を超えているので、
裏ビードの余盛りの高さが不足した。
出されるＡ値が本発明範囲の上限を超えており、比較例
Ｎｏ．３８乃至４０は数式により算出されるＡ値が本発
明範囲の下限未満であるので、いずれも裏ビードの余盛
りの高さが不均一となって、横割れが発生した。比較例
Ｎｏ．４１は裏当てフラックスの嵩密度が本発明範囲の
下限未満であるので、裏ビードの余盛り高さが過大とな
って横割れが発生した。比較例Ｎｏ．４２は裏当てフラ
ックスの嵩密度が本発明範囲の上限を超えているので、
裏ビードの余盛りの高さが不足した。
【００４６】比較例Ｎｏ．４３は熱硬化性樹脂の含有量
が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビードの余盛り
高さが不均一となって、横割れが発生した。比較例Ｎ
ｏ．４４は熱硬化性樹脂の含有量が本発明範囲の上限を
超えているので、裏ビードにガス溝が発生した。
が本発明範囲の下限未満であるので、裏ビードの余盛り
高さが不均一となって、横割れが発生した。比較例Ｎ
ｏ．４４は熱硬化性樹脂の含有量が本発明範囲の上限を
超えているので、裏ビードにガス溝が発生した。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
片面溶接時に使用する裏当てフラックスのフラックス原
料組成、裏当てフラックス中の熱硬化性樹脂の含有量及
び裏当てフラックスの嵩密度等が適切に規定されている
ので、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビードを容易
に形成することができ、これにより、裏ビードの表面に
発生しやすい横割れを防止することができる。
片面溶接時に使用する裏当てフラックスのフラックス原
料組成、裏当てフラックス中の熱硬化性樹脂の含有量及
び裏当てフラックスの嵩密度等が適切に規定されている
ので、均一で適切な余盛り高さを有する裏ビードを容易
に形成することができ、これにより、裏ビードの表面に
発生しやすい横割れを防止することができる。
【図１】本実施例において溶接母材として使用した鋼板
の開先形状を示す断面図である。
の開先形状を示す断面図である。
１；鋼板 ２；開先部 ３；開先裏面
Claims (1)
- 【請求項１】 フラックス原料及び熱硬化性樹脂を有
し、嵩密度が１．２０乃至１．４５（ｇ／ｃｍ3）であ
る裏当てフラックスにおいて、 前記フラックス原料は、フラックス原料全重量あたり、
ＣａＦ2：５．０乃至２０．０重量％、ＺｒＯ2：５．０
乃至２５．０重量％、ＭｇＯ：２０．０乃至４０．０重
量％、ＳｉＯ2：３０．０乃至５０．０重量％、Ｔｉ
Ｏ2：１．０乃至５．０重量％、ＭｎＯ：０．５乃至
５．０重量％、ＣａＯ：０．３乃至５．０重量％及びＡ
ｌ2Ｏ3：０．３乃至５．０重量％を含有し、残部が総量
で１重量％以下の微量成分及び不可避的不純物からなる
ものであって、 前記ＣａＦ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＭｎＯの含有量を重
量％で、夫々、［ＣａＦ2］、［ＺｒＯ2］、［Ｔｉ
Ｏ2］、［ＭｎＯ］としたとき、数式Ａ＝（［ＣａＦ2］
＋［ＺｒＯ2］）／（［ＴｉＯ2］＋［ＭｎＯ］）によっ
て算出されるＡが２．０乃至９．０重量％であり、 前記熱硬化性樹脂は、裏当てフラックス全重量あたり、
０．５乃至１５重量％含有されていることを特徴とする
片面溶接用溶融型裏当てフラックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12548397A JP3672148B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 片面溶接用溶融型裏当てフラックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12548397A JP3672148B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 片面溶接用溶融型裏当てフラックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314983A true JPH10314983A (ja) | 1998-12-02 |
| JP3672148B2 JP3672148B2 (ja) | 2005-07-13 |
Family
ID=14911216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12548397A Expired - Fee Related JP3672148B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 片面溶接用溶融型裏当てフラックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3672148B2 (ja) |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP12548397A patent/JP3672148B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3672148B2 (ja) | 2005-07-13 |
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