JPH1094895A

JPH1094895A - ９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラックス

Info

Publication number: JPH1094895A
Application number: JP25059996A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Watanabe; 博久渡辺; Yoshizo Hashimoto; 芳造橋本; Akino Kouzuki; 映野上月
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JP3877811B2

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な低温靱性を有する溶接金属を得ること
ができると共に、優れたスラグ剥離性及びビードの平滑
性を得ることができる９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接
用焼結型フラックスを提供する。【解決手段】フラックス全重量あたり溶融型フラック
スを３０乃至６０重量％含有する９％Ｎｉ鋼サブマージ
アーク溶接用焼結型フラックスは、フラックス全重量あ
たり、ＳｉＯ₂：５乃至１５重量％、ＣａＦ₂：２０乃至
４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１０乃至３０重量％、ＣａＯ：
５乃至２０重量％、Ｓｉ：０．１乃至５重量％、希土類
元素：０．１乃至１重量％並びに金属単体、合金及び混
合物から添加されるＡｌ及びＣａのうちの１種又は２種
の合計：１乃至５重量％を含有し、水ガラスを添加して
造粒し、焼結された後のフラックス嵩密度が０．８０乃
至１．２０ｇ／ｃｍ³であるものである。また、前記溶
融型フラックスは、溶融型フラックス全重量あたりＳｉ
Ｏ₂：５乃至３０重量％、ＣａＦ₂：２０乃至５０重量
％、Ａｌ₂Ｏ₃：２０乃至４０重量％及びＣａＯ：１５乃
至２５重量％を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガスのよ
うに極低温液体用貯蔵タンクの建造材料等に使用される
９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラックスに
関し、特に、−１９６℃という極低温においても強度及
び低温靱性が良好であると共に、水平隅肉溶接及び横向
多層溶接時の作業性を向上させることができる９％Ｎｉ
鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、極低温液体用貯蔵タンクの建造材
料等として使用される９％Ｎｉ鋼の溶接においては、高
温割れを防止するために、比較的低入熱で溶接する被覆
アーク溶接法及び半自動溶接法が適用されていた。しか
しながら、近時、耐高温割れ性が優れたワイヤが開発さ
れているため、溶接建造物の施工能率を向上させるため
に、サブマージアーク溶接の適用が増加している。この
ように、サブマージアーク溶接により極低温用の建造材
料等を溶接する場合、得られる溶接金属は母材と同等の
優れた強度及び低温靱性を有することが必要であり、そ
のようなサブマージアーク溶接に使用されるフラックス
についても種々研究が行われている。その中でも特に、
フラックス中の金属フッ化物、Ａｌ及び希土類元素の含
有量を適切に規定することにより、再熱ミクロ割れ性の
改善を図ったフラックスが提案されている（特開昭５８
−１１０１９２号公報）。

【０００３】また、原料粉として溶融型フラックスを５
０乃至９０重量％含有する焼成型フラックスにおいて、
ＣａＦ₂：３０乃至７０重量％、ＣａＯ及びＭｇＯのい
ずれか１種又は２種の合計：８乃至３０重量％、Ａｌ₂
Ｏ₃：１０乃至３０重量％及びＡｌ：２乃至８重量％を
含有し、ＳｉＯ₂を５重量％以下に規制すると共に、Ｓ
ｉを実質的に含有しないＮｉ合金鋼のサブマージアーク
溶接用焼成型フラックスも開示されている（特開昭６０
−１２７０９５号公報）。これは、フラックス組成を上
記範囲に規制することにより、耐Ｘ線欠陥特性及びビー
ド外観の向上を図ったものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の技術により溶接金属の性能を向上させることは
できるが、これと同様に重要視される溶接作業性、特
に、水平隅肉溶接及び横向多層溶接時におけるスラグ剥
離性及びビードの平滑性を向上させることはできないと
いう問題点がある。即ち、溶接金属の性能向上と溶接作
業性との双方を十分に満足することができるようなサブ
マージアーク溶接用のフラックスは、未だ開発されてい
ない。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、良好な低温靱性を有する溶接金属を得るこ
とができると共に、優れたスラグ剥離性及びビードの平
滑性を得ることができる９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶
接用焼結型フラックスを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る９％Ｎｉ鋼
サブマージアーク溶接用焼結型フラックスは、フラック
ス全重量あたり溶融型フラックスを３０乃至６０重量％
含有する９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラ
ックスにおいて、フラックス全重量あたり、ＳｉＯ₂：
５乃至１５重量％、ＣａＦ₂：２０乃至４０重量％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃：１０乃至３０重量％、ＣａＯ：５乃至２０重量
％、Ｓｉ：０．１乃至５重量％、希土類元素：０．１乃
至１重量％並びに金属単体、合金及び混合物から添加さ
れるＡｌ及びＣａのうちの１種又は２種の合計：１乃至
５重量％を含有し、前記溶融型フラックスは、溶融型フ
ラックス全重量あたりＳｉＯ₂：５乃至３０重量％、Ｃ
ａＦ₂：２０乃至５０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：２０乃至４０
重量％及びＣａＯ：１５乃至２５重量％を含有するもの
であり、水ガラスを添加して造粒し、焼結された後のフ
ラックス嵩密度が０．８０乃至１．２０ｇ／ｃｍ³であ
ることを特徴とする。

【０００７】この９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接用焼
結型フラックスは、更に、前記ＣａＦ₂を除く金属フッ
化物をフッ素換算値で２乃至５重量％含有することが好
ましく、金属炭酸塩をＣＯ₂換算値で１乃至１０重量％
含有することが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】極低温において使用される９％Ｎ
ｉ鋼等の低温鋼用のサブマージアーク溶接により得られ
る溶接金属は、母材と同等の性能、特に、低温靱性を有
することが要求される。一般的に、溶接金属の低温靱性
を向上させるためには、溶接金属中の酸素量及びＳｉ量
を低減することが有効であり、そのために、フラックス
中の酸素及びＳｉ量が低減されている。しかしながら、
作業性の観点からは、フラックス中のＳｉ及びＳｉＯ₂
は、スラグの剥離性を向上させると共に、スラグの粘性
を高めてビード形状を良好にする効果を有しており、水
平隅肉溶接及び横向多層溶接を実施する場合に特に重要
な化学成分である。

【０００９】また、本願発明者等は、スラグの剥離性及
びビード形状を良好にするためには、フラックスの嵩密
度を低くすることが有効であることを見い出した。しか
しながら、焼結型フラックスの嵩密度を低くすると、フ
ラックスが粉化しやすくなるので、溶接時に散布したフ
ラックスを回収して再利用する場合、フラックスの粒が
壊れて細粒が激増し、作業性が低下してしまう。

【００１０】そこで、本願発明者等は、上記Ｓｉ及びＳ
ｉＯ₂の効果を十分に得ることができ、更に、嵩密度が
低いと共に、粉化しにくい焼結型フラックスを開発すべ
く、Ｓｉ及びＳｉＯ₂の添加量及び添加方法について種
々研究を行った。その結果、ＣａＦ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｃａ
Ｏ−ＳｉＯ₂系からなる溶融型フラックスが原料粉とし
て含有されている焼結型フラックスを使用することが有
効であることを見い出した。即ち、このような焼結型フ
ラックスを使用することにより、得られる溶接金属の低
温靱性が良好であると共に、スラグ剥離性及び水平隅肉
溶接時のビードの平滑性が優れており、嵩密度は低いが
粉化しにくい焼結型フラックスを得ることができる。

【００１１】以下、本発明に係る９％Ｎｉ鋼サブマージ
アーク溶接用焼結型フラックスに含有される化学成分の
組成限定理由について説明する。

【００１２】ＳｉＯ₂：５乃至１５重量％ＳｉＯ₂はスラグの粘性及び流動性を調整するために添
加し、ビード形状の平滑性及びスラグ剥離性を良好にす
るために不可欠な成分である。フラックス中のＳｉＯ₂
がフラックス全重量あたり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、フラックス中
のＳｉＯ₂が１５重量％を超えると、スラグの焼き付き
が発生すると共に、溶接金属の低温靱性の低下を引き起
こしてしまう。従って、フラックス中のＳｉＯ₂はフラ
ックス全重量あたり５乃至１５重量％とする。なお、こ
のＳｉＯ₂の大部分は、焼結型フラックスの原料粉とす
る溶融型フラックスから添加されるが、それ以外にも、
珪砂及び珪灰石等からフラックス中に添加することがで
きる。また、フラックス原料の造粒時に使用される水ガ
ラス成分中のＳｉＯ₂も含まれる。

【００１３】ＣａＦ₂：２０乃至４０重量％ＣａＦ₂はアークを安定させると共に、スラグの粘性を
高めてビード形状を良好にする効果を有する。また、フ
ラックス中にＣａＦ₂を添加することにより、得られる
溶接金属中の酸素量を低減して、靱性を向上させること
ができる。フラックス中のＣａＦ₂がフラックス全重量
あたり２０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、フラックス中のＣａＦ₂が４０
重量％を超えると、アークが不安定になり、スラグの流
動性が悪くなるので、作業性が低下する。従って、フラ
ックス中のＣａＦ₂はフラックス全重量あたり２０乃至
４０重量％とする。なお、このＣａＦ₂の大部分は、焼
結型フラックスの原料粉とする溶融型フラックスから添
加されるが、それ以外にも、蛍石等としてフラックス中
に添加することができる。

【００１４】Ａｌ₂Ｏ₃：１０乃至３０重量％Ａｌ₂Ｏ₃はスラグ形成剤として作用するものであり、主
に、スラグの流動性を調整すると共に、スラグの剥離性
を良好にする効果を有する。フラックス中のＡｌ₂Ｏ₃が
フラックス全重量あたり１０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、フラックス中
のＡｌ₂Ｏ₃が３０重量％を超えると、スラグの流動性が
過大となり、ビードの平滑性が劣化する。従って、フラ
ックス中のＡｌ₂Ｏ₃はフラックス全重量あたり１０乃至
３０重量％とする。なお、このＡｌ₂Ｏ₃の大部分は、焼
結型フラックスの原料粉とする溶融型フラックスから添
加されるが、それ以外にも、アルミナ等としてフラック
ス中に添加することができる。

【００１５】ＣａＯ：５乃至２０重量％ＣａＯはスラグの塩基性を高めて、溶接金属の低温靱性
を向上させる効果を有する成分である。フラックス中の
ＣａＯがフラックス全重量あたり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、フラ
ックス中のＣａＯが２０重量％を超えると、スラグの剥
離性が著しく低下する。従って、フラックス中のＣａＯ
はフラックス全重量あたり５乃至２０重量％とする。な
お、このＣａＯの大部分は、焼結型フラックスの原料粉
とする溶融型フラックスから添加されるが、それ以外に
も、珪灰石及び炭酸石灰等からフラックス中に添加する
ことができる。

【００１６】Ｓｉ：０．１乃至５重量％Ｓｉは脱酸剤としてフラックス中に添加することによ
り、溶接金属の低温靱性を向上させることができる成分
である。フラックス中のＳｉがフラックス全重量あたり
０．１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、フラックス中のＳｉが５重量％を超
えると、溶接金属中のＳｉ含有量が過大となり、低温靱
性が低下してしまう。従って、フラックス中のＳｉはフ
ラックス全重量あたり０．１乃至５重量％とする。な
お、このＳｉは単体としてフラックス中に添加される以
外に、Ｆｅ−Ｓｉ等の合金又はレアアースカルシウムシ
リコン等の混合物からフラックス中に添加することがで
きる。

【００１７】希土類元素：０．１乃至１重量％イットリウムその他の希土類元素、即ち、周期律表の３
Ａ族に属する元素は優れた脱硫効果を有し、フラックス
中に添加することにより、溶接金属の耐高温割れ性を大
きく向上させることができる。フラックス中の希土類元
素がフラックス全重量あたり０．１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、フラ
ックス中の希土類元素が１重量％を超えると、得られる
溶接金属の低温靱性が著しく低下する。従って、フラッ
クス中の希土類元素はフラックス全重量あたり０．１乃
至１重量％とする。なお、この希土類元素は、単体とし
てイットリウム、ランタン及びセリウムの少なくとも１
種からフラックス中に添加される以外に、レアアースカ
ルシウムシリコン及びミッシュメタル等の混合物からフ
ラックス中に添加することができる。

【００１８】Ａｌ及びＣａのいずれか１種又は２種の合
計：１乃至５重量％Ａｌ及びＣａは脱酸剤としてフラックス中に添加するこ
とにより、溶接金属中の酸素量を著しく低下させ、低温
靱性を向上させることができる成分である。フラックス
中のＡｌ及びＣａのいずれか１種又は２種の合計が、フ
ラックス全重量あたり１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、フラックス中のＡ
ｌ及びＣａのいずれか１種又は２種の合計が５重量％を
超えると、延性が不足することにより、−１９６℃の極
低温における靱性が低下する。従って、フラックス中の
Ａｌ及びＣａのいずれか１種又は２種の合計はフラック
ス全重量あたり１乃至５重量％とする。なお、このＡｌ
は、単体又はＦｅ−Ａｌ合金等によりフラックス中に添
加することができ、Ｃａは単体又はレアアースカルシウ
ムシリコン等の混合物によりフラックス中に添加するこ
とができる。

【００１９】溶融型フラックス：３０乃至６０重量％溶融型フラックスは本発明に係る焼結型フラックスの原
料粉として使用されるものであり、電気炉等で溶融した
後、冷却して粉砕することにより得られるＳｉＯ₂−Ｃ
ａＦ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＣａＯ系のフラックスである。この
ように、ＳｉＯ₂を一度溶解した後にフラックス中に添
加することにより、溶接金属の低温靱性に悪影響を及ぼ
すＳｉ及びＯの溶接金属への歩留まりを抑制することが
でき、更に、スラグ剥離性並びに水平隅肉溶接及び横向
多層溶接時のビード形状の平滑性を向上させることがで
きる。また、この溶融型フラックスをフラックス中に添
加することにより、アークを安定化して、フラックスの
溶融を円滑にすることができる。

【００２０】焼結型フラックスの原料粉として使用され
る溶融型フラックスが、フラックス全重量あたり３０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、溶融型フラックスの含有量が増加すると、こ
れにより得られる造粒前のフラックス原料の嵩密度が高
くなり、このフラックス原料に水ガラスを添加して造粒
し、乾燥させた後の焼結型フラックスの嵩密度も必然的
に高くなる。嵩密度が作業性に及ぼす影響については後
述するが、良好な作業性を有する焼結型フラックスを得
るためには、フラックス嵩密度を１．２０（ｇ／ｃ
ｍ³）以下にする必要があり、フラックス全重量あたり
の溶融型フラックスが６０重量％を超えると、フラック
ス嵩密度を１．２０（ｇ／ｃｍ³）以下にすることがで
きなくなる。従って、フラックス中の溶融型フラックス
はフラックス全重量あたり３０乃至６０重量％とする。

【００２１】なお、溶融型フラックス中のＳｉＯ₂、Ｃ
ａＦ₂、Ａｌ₂Ｏ₃及びＣａＯの各成分が有する効果は前
述の通りであり、作業性及び低温靱性を向上させるため
には、溶融型フラックス中のＳｉＯ₂は、溶融型フラッ
クス全重量あたり５乃至３０重量％とする。また、アー
クの安定性及びスラグの流動性を向上させるために、溶
融型フラックス中のＣａＦ₂は、溶融型フラックス全重
量あたり２０乃至５０重量％とする。更に、スラグの流
動性及びスラグの剥離性を向上させるために、溶融型フ
ラックス中のＡｌ₂Ｏ₃は、溶融型フラックス全重量あた
り２０乃至４０重量％とする。更にまた、スラグの塩基
性とスラグの剥離性を高めるために、溶融型フラックス
中のＣａＯは、溶融型フラックス全重量あたり１５乃至
２５重量％とする。

【００２２】嵩密度：０．８０乃至１．２０（ｇ／ｃｍ
³）溶融型フラックスを原料粉として得られた造粒前のフラ
ックス原料に、水ガラスを添加して造粒した後、焼結す
ることにより製造される焼結型フラックスの嵩密度は、
１．２０（ｇ／ｃｍ³）以下に規制することにより、水
平隅肉溶接及び横向多層溶接時のビード形状の平滑性を
改善し、スラグ剥離性を良好にすることができる。一
方、この嵩密度が０．８０（ｇ／ｃｍ³）よりも小さく
なると、作業性は良好となるが、フラックスが粉化しや
すくなり、この細粒化によりビードの平滑性が低下する
と共に、スラグの焼き付きが発生する。従って、フラッ
クス原料に水ガラスを添加して造粒した後、焼結するこ
とにより製造される焼結型フラックスの嵩密度は、０．
８０乃至１．２０（ｇ／ｃｍ³）とする。

【００２３】ＣａＦ₂を除く金属フッ化物（フッ素換算
値）：２乃至５重量％主に、溶融フラックス中に含有されるＣａＦ₂の効果に
ついては前述の通りであるが、フラックス中にフッ化物
を添加することにより得られるアーク安定性及びビード
のなじみ性の向上効果を十分に得るためには、単体の金
属フッ化物をフラックス中に添加することが有効であ
る。即ち、フラックス中に金属フッ化物を添加すると、
アークを安定にすると共に、スラグに適度な粘性を与え
てビード形状を良好にすることができる。

【００２４】フラックス中に金属フッ化物を添加する場
合、このＣａＦ₂を除く金属フッ化物が、フッ素換算値
で、フラックス全重量あたり２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、フラックス
中のＣａＦ₂を除く金属フッ化物がフッ素換算値で５重
量％を超えると、スラグの粘性が低下して、ビード形状
が劣化する。従って、フラックス中に金属フッ化物を添
加する場合、ＣａＦ₂を除く金属フッ化物は、フッ素換
算値で、フラックス全重量あたり２乃至５重量％とする
ことが好ましい。なお、この金属フッ化物とは、フッ化
ナトリウム、フッ化バリウム、氷晶石及びフッ化アルミ
ニウム等をいい、これらは、単独又は２種以上を組み合
わせてフラックス中に添加することができる。

【００２５】金属炭酸塩（ＣＯ₂換算値）：１乃至１０
重量％フラックス中に金属炭酸塩を添加すると、この金属炭酸
塩は溶融分解してＣＯ₂ガスを発生し、アーク雰囲気中
の水蒸気分圧を低下させるので、溶接金属中の水素量を
低減することができると共に、スラグの塩基性を高めて
溶接金属の低温靱性を向上させることができる。フラッ
クス中に金属炭酸塩を添加する場合、この金属炭酸塩
が、ＣＯ₂換算値で、フラックス全重量あたり１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、フラックス中の金属炭酸塩がＣＯ₂換算値で１０
重量％を超えると、アークが不安定になり、ビード形状
が悪化する。従って、フラックス中に金属炭酸塩を添加
する場合、この金属炭酸塩は、ＣＯ₂換算値で、フラッ
クス全重量あたり１乃至１０重量％とすることが好まし
い。なお、この金属炭酸塩とは、炭酸マグネシウム、炭
酸バリウム、炭酸ストロンチウム及び炭酸カルシウム等
をいい、これらは、単独又は２種以上を組み合わせてフ
ラックス中に添加することができる。

【００２６】このように、本発明においては、９％Ｎｉ
鋼サブマージアーク溶接において使用する焼結型フラッ
クスの組成を上記範囲に規定するが、この焼結型フラッ
クスの特性を十分に発揮するためには、Ｎｉ基合金ワイ
ヤとの組み合わせでサブマージアーク溶接することが望
ましい。なお、Ｎｉ基合金ワイヤとは、Ｎｉを５５重量
％以上含有すると共に、合金成分として、Ｍｏ、Ｃｒ、
Ｆｅ及びＷを含有するワイヤをいう。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る９％Ｎｉ鋼サブマージア
ーク溶接用焼結型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。

【００２８】先ず、フラックス原料を調製し、これに固
着剤として水ガラスを添加して造粒した後、焼結するこ
とにより、下記表１乃至４に示す種々の化学組成を有す
るサブマージアーク溶接用焼結型フラックスを作製し
た。但し、各フラックス中の希土類元素としては、実施
例Ｎｏ．１、３、８及び比較例Ｎｏ．１３はミッシュメ
タル（La:Ce=1:1）を使用し、実施例Ｎｏ．２及び比較
例Ｎｏ．１８はイットリウムを使用した。また、実施例
Ｎｏ．４〜７、比較例Ｎｏ．１５及び１６はレアアース
カルシウムシリコンにより希土類元素を添加した。この
レアアースカルシウムシリコン中の希土類元素はＬａ及
びＣｅであり、これらの希土類元素の含有量はレアアー
スカルシウムシリコン全重量あたり２０重量％である。
また、実施例Ｎｏ．９、１０及び比較例Ｎｏ．１１はラ
ンタンを使用し、比較例Ｎｏ．１２及び１７はセリウム
を使用した。

【００２９】次いで、下記表５及び６に示す化学組成を
有する母材及びワイヤを使用して、下記表７に示す溶接
条件で水平隅肉溶接及び横向多層溶接を実施した。

【００３０】図１（ａ）は水平隅肉溶接時に使用した溶
接母材の形状及びサイズを示す正面図であり、（ｂ）は
その断面図である。図１に示すように、幅が７０ｍｍ、
長さが５００ｍｍで厚さが１２ｍｍである鋼板２１及び
２２を使用して、鋼板２１を水平に配置すると共に、そ
の上表面に鋼板２２の長手方向の端面を当てて配置し、
Ｔ継手を形成した。そして、Ｔ継手の一方の隅部２３に
対して水平隅肉溶接を実施し、溶接金属２４を形成し
た。

【００３１】図２は横向多層溶接時に使用した溶接母材
の形状及びサイズを示す断面図であり、図３は横向多層
溶接方法を示す模式図である。図２に示すように、厚さ
が２０ｍｍである鋼板２５と、厚さが３４ｍｍである鋼
板２６とを準備し、鋼板２６の端面２６ａを１４ｍｍの
厚さで残して、４５°の角度で端面２６ａの角部に切欠
き２７を形成した。そして、鋼板２５を水平に配置する
と共に、その上表面に鋼板２６の端面２６ａを当てて配
置し、レ型開先部２８を有する継手を形成した。次い
で、図３に示すように、レ型開先部２８に対して、１パ
スで被覆アーク溶接を実施した後、１５パスで横向多層
溶接を実施し、溶接金属２９を形成した。なお、図３に
おいて、溶接金属２９中の数値は横向多層溶接の各パス
毎に形成される溶接金属の積層順序を示している。

【００３２】その後、水平隅肉溶接により形成された溶
接金属２４については、ビード形状及びスラグの剥離性
等の作業性を評価すると共に、横向多層溶接により形成
された溶接金属２９からシャルピー衝撃試験片を採取
し、−１９６℃における低温靱性を評価した。図４は溶
接金属２９からの試験片の採取位置を示す模式図であ
る。図４に示すように、横向多層溶接により形成された
溶接金属２９の表層部から試験片３０を採取した。本実
施例においては、中央部に溶接金属２９、両端部に鋼板
２５と鋼板２６が配置されるように試験片３０を採取
し、その中央部に深さが２ｍｍのＶノッチ３０ａを形成
した。これらの評価結果を下記表８に示す。なお、図８
に示す評価基準としては、非常に優れているものを◎、
優れているものを○、実用上問題がないものを△、劣っ
ているものを×とし、低温靱性の評価結果欄には、括弧
内に衝撃値を記載した。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】

【表６】

【００３９】

【表７】

【００４０】

【表８】

【００４１】上記表１乃至４及び８に示すように、実施
例Ｎｏ．１乃至１０はフラックス中の化学組成並びにこ
のフラックスの原料粉として使用される溶融型フラック
スの添加量及び組成が適切に規制されていると共に、フ
ラックスの嵩密度も規制されているので、溶接時のビー
ド形状の平滑性、スラグ剥離性が良好であり、低温靱性
が優れた溶接金属を得ることができた。

【００４２】一方、比較例Ｎｏ．１１は溶融型フラック
スの添加量が本発明範囲の上限を超えているので、嵩密
度が本発明範囲の上限を超えている。また、フラックス
中のＣａＦ₂及びＡｌ₂Ｏ₃の含有量も本発明範囲の上限
を超えているので、スラグの流動性が過剰になることに
より、ビードの平滑性が劣化した。更に、金属単体又は
合金としてのＡｌ及びＣａが添加されていないので、低
温靱性が低下した。比較例Ｎｏ．１２は溶融型フラック
スの添加量が本発明範囲の下限未満であり、金属フッ化
物については、本発明範囲の好ましい範囲を外れている
ので、ビード形状が劣化すると共に、スラグ焼付きによ
りスラグ剥離性も低下した。

【００４３】比較例Ｎｏ．１３はフラックス中のＳｉＯ
₂、Ｓｉ及び希土類元素の含有量が本発明範囲の上限を
超えていると共に、ＣａＦ₂含有量が本発明範囲の下限
未満であり、また、溶融型フラックス中のＳｉＯ₂及び
ＣａＦ₂の含有量も本発明の範囲から外れているので、
スラグ剥離性が低下し、低温靱性も著しく劣化した。比
較例Ｎｏ．１４はフラックス中のＳｉＯ₂、Ｓｉ及び希
土類元素の含有量が本発明範囲の下限未満であると共
に、金属単体又は合金として添加されたＡｌ及びＣａの
合計量が本発明範囲の上限を超えており、また、溶融型
フラックス中のＳｉＯ₂及びＣａＦ₂の含有量も本発明の
範囲から外れているので、ビードの平滑性及びスラグの
剥離性が低下し、低温靱性も劣化した。

【００４４】比較例Ｎｏ．１５はフラックス中のＣａＯ
含有量が本発明範囲の下限未満であると共に、使用され
た溶融型フラックス中のＡｌ₂Ｏ₃が本発明範囲の上限を
超えており、また、溶融型フラックス中のＣａＯの含有
量が本発明範囲の下限未満であるので、実施例と比較し
て、ビード形状の平滑性及び低温靱性が低いものとなっ
た。比較例Ｎｏ．１６はフラックス中のＡｌ₂Ｏ₃の含有
量が本発明範囲の下限未満であると共に、ＣａＯ含有量
が本発明範囲の上限を超えており、また、溶融型フラッ
クス中のＡｌ₂Ｏ₃及びＣａＯの含有量も本発明の範囲か
ら外れているので、スラグの剥離性及び低温靱性が劣化
した。

【００４５】比較例Ｎｏ．１７はフラックス嵩密度が本
発明範囲の上限を超えているので、ビード形状の平滑性
が低下し、ビードが凸状になるので、スラグ剥離性も若
干劣ったものとなった。比較例Ｎｏ．１８はフラックス
嵩密度が本発明範囲の下限未満であるので、フラックス
が粉化しやすくなり、繰り返し使用することにより作業
性が劣化するので、実用には不適である。また、フラッ
クス中の金属炭酸塩が本発明の好ましい範囲の上限を超
えているので、アークが不安定となり、良好な作業性を
得ることができなかった。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラックス中
の化学組成並びにこのフラックスの原料粉として使用さ
れる溶融型フラックスの添加量及び組成を適切に規制す
ると共に、フラックスの嵩密度を規制しているので、良
好な低温靱性を有する溶接金属を得ることができると共
に、優れたスラグ剥離性及びビードの平滑性を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は水平隅肉溶接時に使用した溶接母材の
形状及びサイズを示す正面図であり、（ｂ）はその断面
図である。

【図２】横向多層溶接時に使用した溶接母材の形状及び
サイズを示す断面図である。

【図３】横向多層溶接方法を示す模式図である。

【図４】溶接金属２９からの試験片の採取位置を示す模
式図である。

【符号の説明】

２１、２２、２５、２６；鋼板２４、２９；溶接金属２８；開先部３０；試験片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フラックス全重量あたり溶融型フラック
スを３０乃至６０重量％含有する９％Ｎｉ鋼サブマージ
アーク溶接用焼結型フラックスにおいて、フラックス全
重量あたり、ＳｉＯ₂：５乃至１５重量％、ＣａＦ₂：２
０乃至４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１０乃至３０重量％、Ｃ
ａＯ：５乃至２０重量％、Ｓｉ：０．１乃至５重量％、
希土類元素：０．１乃至１重量％並びに金属単体、合金
及び混合物から添加されるＡｌ及びＣａのうちの１種又
は２種の合計：１乃至５重量％を含有し、前記溶融型フ
ラックスは、溶融型フラックス全重量あたりＳｉＯ₂：
５乃至３０重量％、ＣａＦ₂：２０乃至５０重量％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃：２０乃至４０重量％及びＣａＯ：１５乃至２５
重量％を含有するものであり、水ガラスを添加して造粒
し、焼結された後のフラックス嵩密度が０．８０乃至
１．２０ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする９％Ｎｉ鋼
サブマージアーク溶接用焼結型フラックス。
【請求項２】更に、前記ＣａＦ₂を除く金属フッ化物
をフッ素換算値で２乃至５重量％含有することを特徴と
する請求項１に記載の９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接
用焼結型フラックス。
【請求項３】更に、金属炭酸塩をＣＯ₂換算値で１乃
至１０重量％含有することを特徴とする請求項１又は２
に記載の９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラ
ックス。