JPS5815233B2 - テイスイソヨウユウガタフラツクスノセイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼のサブマージアーク溶接用溶融型スラックス
の製造方法に関するもので、とくに該フラックスをスラ
ックス組成面からでなく製造面から低水素化する製造方
法に係るものである。

従来、一般のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス
にはフラックス中に製造溶解時に溶解して入ってきた水
素が含有されており、これが溶接時の種々の溶接欠陥の
発生に重大な影響を与えている。

すなわちＨＴ８０鋼などの高張力鋼の溶接時には前記フ
ラックス中の水素が拡散性水素となって溶接部（鋼）中
に入り、これがいわゆる低温ワレを発生させる原因とな
ること、また、一般鋼の突合溶接とか、すみ肉溶接時、
開先内に水分、サビ、油などの付着がある場合には、こ
れらを原因とするポックマーク、ヘリンボーン、ブロー
ホール、ピットなどの溶接欠陥が生ずるが、それらの程
度が、フラックス中の水素含有量が多いと著しく助長さ
れることなどの問題があった。

従って、これまでフラックスの水素含有量を下げるため
いろいろ努力がなされている。

一般に、溶融型フラックスの水素含有量を下げる努力は
従来組成面から主に検討されてきている。

この場合、いかにそのスラックスによる溶接金属の酸素
含有量を上げることなくいいかえれば溶接金属の靭性な
下げることなく、水素含有量だけを低くするかが問題と
なるが、今までの多くの実験結果によると、その水素含
有量は基本的にスラックス塩基度に比例して増加する傾
向があることが明らかになっており、塩基度を下げるこ
となく、水素含有量を下げることはできないという結論
であった。

また一般的にいって、珪酸塩を主体としている溶融型フ
ラックスは製造溶解時にその雰囲気の水蒸気分圧と溶融
しているフラックスの温度に平衡するだけの水蒸気が溶
解するが、その水蒸気溶解度は組成的には中性〜酸性域
でもつとも小さく、塩基度が高い組成になる根太になる
ことが知られている。

またこの水蒸気溶解度までに到達するには塩基性組成と
いえどもかなりの時間が必要であることが知られている
。

本発明はこれらの知見を利用するとともに、さらに金属
炭酸塩の分解により発生するＣＯ２ガス或いはさらに金
属弗化物の分解により発生する弗素ガスによる溶融炉雰
囲気内の水蒸気分圧も低下させる効果も組合せて利用し
たもので、塩基度が高いフラックスでも水素含有量の低
い溶融型フラックスが得られる製造方法を提供するもの
である。

すなわち、 （１） 鋼のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス
の製造方法であって、原料鉱石として、配合する金属炭
酸塩の全部もしくは一部を前もって処方から除いて配合
し溶融した後、出湯直前に該炭酸塩を投入溶融し、所定
の目標成分にした後出湯することを特徴とする低水素溶
融型フラックスの製造法。

（２）鋼のサブマージアーク溶接用溶融型フラックスの
製造方法であって、原料鉱石として配合する金属炭酸塩
の全部もしくは一部および金属弗化物の一部を前もって
処方から除いて配合し溶融した後出湯直前に該炭酸塩お
よび弗化物を投入溶解し、所定の目標成分にした後、出
湯することを特徴とする低水素溶融型フラックスの製造
方法である。

なお本発明に云う金属炭酸塩とは、ＣａＣＯ３、Ｍｇ
Ｃｏ ３、ＭｎＣｏ３、ＢａＣ０ａ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ
２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３などを指し、また、金属弗化物
とは、ＣａＦ２、ＭｎＦ２、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、Ｂａ
Ｆ２、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＦなどを指すものである。

以下本発明の製造方法を詳細に説明する。

まず原料鉱石を、所定の配合比に合せて、溶解炉へ投入
する際、金属炭酸塩の全部もしくは一部を前もって処方
から除いて配合し溶解する。

この場合、金属炭酸塩を除く量は全量であることが好ま
しいが、一部を残しても差支えない。

また２種以上の金属炭酸塩を原材料として用い、かつ一
方が極少量しかないような場合には、多量の方の炭酸塩
のみを前以って除くだけで充分である。

こうすることにより溶解組成は、その除いた金属炭酸塩
から生ずる塩基性酸化物の量だけ酸性寄りの組成（すな
わち水蒸気溶解度が低い組成）となり、その組成で溶解
することになる。

そして出湯直前に除いてあった前記金属炭酸塩を添加す
ると、炭酸塩が分解し、ＣＯ２ガスが発生し、雰囲気の
水蒸気分圧を下げるとともにその雰囲気下で短時間に溶
解物組成が均一な所定の塩基性寄りの組成になり、出湯
される。

すなわち塩基性寄りの最終目標組成で溶解される時間が
短かく、その組成にみあった水蒸気溶解度までに、水蒸
気が溶解する余裕がなく、かつその時点での雰囲気の水
蒸気分圧が低いことによって、出湯後鉄板上で冷却固化
させたフラックス中には金属炭酸塩の添加前の酸性寄り
の組成での水素含有量をあまりこえない程度にしか水素
が含まれない。

また、金属炭酸塩単独でなく金属弗化物の一部を前もっ
て処方から除いて、配合し、溶融し、出湯直前に添加す
ることにより、炭酸塩分解によるＣＯ２ガスと金属弗化
物より発生する弗素ガスの相乗効果により、フラックス
中に含まれる水素含有量は、さらに低くなる。

弗化物を炭酸塩と一緒に除いて効果がある組成としては
、全体の組成が中性〜酸性寄りの組成でかつ高弗化物系
の組成のものの場合に、その効果が太きい。

本発明は従来の溶融型フラックスの製造設備をほとんど
変えることなく適用可能でただ原料鉱石の投入方法とし
て、金属炭酸塩或いはさらに金属弗化物の投入部を別に
設けるだけで済むものである。

なお出湯時は水素含有量の面から水砕は好ましくなく、
鉄板上への冷却固化の方が好ましい。

また、溶解炉雰囲気の水蒸気分圧はできるだけ低い方が
好ましいことは勿論でありさらに、原料鉱石の乾燥、焼
成も好ましい条件となる。

以下に実施例について述べる。

実施例 ５種類の組成の溶融型フラックスを本発明と従来法とで
製造し、フラックスの拡散性水素量を調査した。

なお、フラックス中の水素含有量と溶接してもとめる拡
散性水素量とは、はぼ比例関係にある事実からここでは
フラックス中の水素含有量の代りに拡散性水素量でもと
めた。

表１は５種のフラックスの配合原料組成を示す。

同表中配合■と配合■を分けて配合■を出湯直前に投入
添加するのが本発明の方法であり、配合Ｉおよび■を同
時に投入溶解するのが従来法である。

溶解法は１００ｋｇ容量の炉を用い溶融体に通電しその
抵抗熱で溶解した。

出湯は鉄板上に流し、冷却固化させそれを粒度２０×Ｄ
メツシユに粉砕、整粒した。

拡散性水素量の測定は５Ｓ４１鋼２０ｍｍｔＸ２５ｍｍ
Ｘ１３０ｍｍの試験片にワイヤ径４．８ ｍｍφ、溶接
電流６００Ａ、アーク電圧３０Ｖ、溶接速度２５ｃｒｆ
Ｌ／分の溶接条件にて試験ビードをおいた。

その他の諸条件はＪＩＳＺ３１１３の方法に準じたグリ
セリン置換法により測定した。

表２にその結果を示す、それらの結果によれば、拡散性
水素量は従来法に比べ１／３〜１１５程度に減少してお
り、特に石灰石、蛮行とを同時に使用した場合１１５程
度となり本発明の著しい効果が明らかである。

なお、本発明フラックスを使用してＨＴ−６０鋼の突合
せ溶接を行なったが、ビード形状は良好であり、溶接金
属の機械的性能を確認した結果は従来品と全く同等であ
った。

以上述べたごとく、本発明によればフラックス中の水素
含有量を組成上からでなく製造方法だけ−でコスト的に
も全く安価に従来品の１１５程度にまで下げることがで
きるもので、その工業的価値は著しいものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼のサブマージアーク溶接用溶融型フラックスの製
   造法であって、原料鉱石として配合する金属炭酸塩の全
   部もしくは一部を前もって処方から除いて配合し溶融し
   た後、出湯直前に該炭酸塩を投入溶融し、所定の目標成
   分にした後出湯することを特徴とする低水素溶融型スラ
   ックスの製造法。 ２ 鋼のサブマージアーク溶接用溶融型フラックスの製
   造方法であって、原料鉱石として配合する金属炭酸塩の
   全部もしくは一部および金属弗化物の一部を前もって処
   方から除いて配合し、溶融した後、出湯直前に該炭酸塩
   および弗化物を投入溶解し、所定の目標成分にした後、
   出湯することを特徴とする低水素溶融型フラックスの製
   造方法。