JPS5841694A - サブマ−ジ溶接用焼成型フラツクス - Google Patents

サブマ−ジ溶接用焼成型フラツクス

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JPS5841694A
JPS5841694A JP13977481A JP13977481A JPS5841694A JP S5841694 A JPS5841694 A JP S5841694A JP 13977481 A JP13977481 A JP 13977481A JP 13977481 A JP13977481 A JP 13977481A JP S5841694 A JPS5841694 A JP S5841694A
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flux
welding
mgo
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caf2
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JP13977481A
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Fumimaru Kawabata
文丸 川端
Tadamasa Yamaguchi
忠政 山口
Atsushi Shiga
志賀 厚
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection 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
    • B23K35/3601Selection 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
    • B23K35/3607Silica or silicates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サブマージ溶接用焼成型7ラツクスに関し、
特に本発明は、多電極サブマージアーク溶接用焼成型フ
ラッフス番二関するものである。
サブマージ溶接用7ラツクスは、アークの安7゜アーク
周辺のシールド−化学冶金・反応などの役1gをもって
いる。7ラツクスはその製造方法番こより溶融型7ラツ
クスと焼成型7ラツクスに公務すられる。前者は原料鉱
石を所定の組成に配合し、アーク炉などで溶解し、凝固
後粉砕して適当な粒1望に調整したガラス状フラックス
である。後者をま原狛F鉱石粉と合金元素を所定の配合
にして混ぜたものを、例えばケイ酸ソーダを粘結剤とし
て、j叡料力(溶解、あるいは分解しなI/丸程度で焼
成9M粒したものである。
ところで近年溶接は能率向上のため高速(ヒの傾向にあ
り、サブマージアーク溶接におし1ても高速化されてい
るが、溶接部の健全性、すなオ〕ち−1−tts・) 
 な溶込み深さと溶着量を確保するため必然的しこ大電
流溶接となり、その結果電流の増大によるアンダーカッ
ト等の不整ビードを生じ易くなることが知られている。
その防止対策として多電極註より電流を分散させる多電
極溶接が普及している。しかし電流を分散させるとはい
え単電極溶接に比べれば総合電流値は大きく、どうして
も溶込みがビード幅に比し大きくビード形状として好ま
しくないなし型ビードを形成しやすい。この傾向は一般
に細粒度でかさ比重が大きく、ガス発生成分を含有しえ
ない溶融型フラックスで特に顕著である。
この溶融型フラックスの高速溶接性における弱点は大か
さ比重、ガス発生なしという製法上の特性に起因するも
のと考えられその解消策は溶接条件による他はない。し
かしながら溶接条件は多電極化にともない操作因子が増
し複雑化している。い゛つぼう焼成型7ラツクスでは従
来いわれるように同一溶接条件でも溶融型フラックスに
比し溶込みが浅い傾向があるものの、ビード幅が広く形
状係数(ビーY幅7溶込み深さ)がへ5〜コの良好なビ
ード形状が多電極大電流溶接においても容易に得られ前
述の溶融型7ラツクスの欠点を解消できる。
ところが焼成型フラックスは製法上単体酸化物あるいは
炭酸塩の混合結合体であるため一般に高融点で高速溶接
時に7ラツクス溶融が不均一となりビード外観を損ね高
速溶接に適さないと考えられていた。
本発明は、上記高速溶接に適さないと考えられている従
来の焼成型7ラツクスの有する欠点を除去、改善したサ
ブマージアーク溶接用焼成型7ラツクスを提供すること
を目的とするものであり、特許請求の範囲記載の焼成型
7ラツクスを提供することによって前記目的を達成する
ことができる。
すなわち本発明は、5102コS〜J、t%* TiO
2j〜〃%s AJ203 j 〜/!%、 MnOI
I−/j%1Mg06〜73%* OaOk 〜/!i
%t 0aF24〜/、を−を主要成分として含有し、
下記(1)式および(2)式の条件を満足するサブマー
ジ溶接用焼成型フラックスであって、前記フラックスを
用いて溶接する際前記7ラツクスが熱分解して発生する
ガスの重量%は八よ〜3%であり、前記主要成分とガス
成分のほかは不可避的不純物からなり、前記フラックス
の粒度は紫檀粒度分布においてgo重ffi%となる粒
子メジアン直径(amθd)が!r00−ざθOμであ
り、かつ直径、2?5μ以下の微粒子総重量がフラック
ス全重量の75%以下であることを特徴とするサブマー
ジ溶接用焼成型フラックス。
/、3≦Mg’/GaF + OJ9 ””3/Ti0
g≦八?  −(1)θ−2k MgO/g 、F、 
≦1.0ass (2)に門するものである。
本発明の焼成型フラックスは化学組成ならびに粒度な適
正化したことにより、焼成型7ラツクスの有するビード
形状の優れるという利点を保持すると共に、高速溶接性
の向上を達成することのできる焼成型フラックスである
次に本発明の7ラツクスの成分組成を限定する理由を説
明する。
5102は7ラツクスを構成する重要な成分で塩基度や
スラグ粘性を調整するため添加されるがコタ饅未満では
粘性が小さくなりすぎ高速溶接性が損なわれる。いっぽ
う3.8′%を超えると塩基度が低くなりすぎ溶接金属
のじん性を確保できない。
TlO2はアークの安定性に影響し14未満では不安定
となり3%を超えるとビードが凸状になるため5〜〃%
にする必要がある。
Aノ203は高融点酸化物であるため7ラツクスの低融
点化の目的には少ないことが望ましいが、スラグのはく
り性を改善する効果があり、代融点蟻化物Ti0gと組
み合わせ前述(])式で決定される。
MnOはスラグのはくり性およびじん性に影響する成分
である。含有量が少ない場合にはスラグのはくり性が劣
化するためダ%以上の添加が必要であるが、逆に多すぎ
るとMnOの還元により溶接金属中の酸素量が増加して
じん性を劣化させるため/j%以下にする必要がある。
MgOはAノ203と同様、高融点酸化物であるため少
ない方が望ましいが塩基度を上げ溶接金属のじん性を改
善するため添加するが、14g03と同様、低融点物質
0aF2と組み合わせ前述(IA)式で決定される。
OaOは溶接金属のじん性確保のためま〜lj%配合す
る。3%より少ないと効果が期待できず、いっぽう73
%を超えると高融点化を助長するとともにポックマーク
が発生しやすくなり拡散性水素量も増加する。
0aF2は溶接金属の酸素量を低減する作用があるが少
y(ずぎると効果がない。いっぽう0aF2にはスラグ
粘性を下げる効果もあり、添加しすぎると粘性が下がり
すぎ、溶鋼の激しい動きを抑えきれず欠陥が発生ずると
ともにあばたが発生しビード外観を損ねる。また低融点
化を目的にMgOの高融点を相殺するふi味から5−2
0%の範囲が適量である。
つぎにMgO10aF2 * Al2O3y TiO2
につき次式で限定した理由を述べる。
/ −3≦’ gO/Q &F 2 +0−39 Al
2O3/T102≦八7 ・・・(1)0.2≦Mgシ
0aF2≦八〇        ・・・(2)(1)式
は種々の化学組成の7ラツクスにおける溶接作業性を1
4査検討した結果得られた実験的条件である。第1図に
示すように(1) l (2)式で表わされた領域の7
ラツクス組成では良好な作業性が得られる。(2)式は
第一図に示す5i02− MgO−0aF2 J元系状
態図において3元固溶体の融点が低下する領域にMgO
y 0aF2含有率を限定する意味を有する。
フラックスのガス発生量はたとえばMnO2*’−Mn
O03の場合MnO(%)X (−’−) 、Mn0(
%) x (j!2i)で求め、/、3JMnOn0 〜3%必要で゛ある。/、、11%未満ではガス発生逸
出にともなう溶鋼のかくはんが効果的に起こらずアンダ
ーカットの抑制効果が減じる。いっぽうこれを超えると
アーク空洞の不安定化あるいは破壊が生じビード不整と
なる。ガス潰を八S〜3%とするためには市化物および
炭酸塩原料とそれらの1み合わせを配合することで可能
であるが、たとえばMn003 + 0aO03の炭酸
塩のみで配合しようとすればそれぞれMnO−j 〜j
%+0aO===−Iコ、t〜F %となり前述の成分
範囲確保は困値である。推奨される原料としては)ln
02であり、これによればMnO= A〜73−となる
つぎに7ラツクスの粒度構成であるが、これは作業性に
顕著に影響しメジアン径がSOO〜toθμより小さい
場合細かすぎフラックス溶融駄が過度となり同時にガス
発生量も増すが、反面7ランクスの流動性が悪化しアー
ク空洞からのガス逸出が困難となり空洞の吹き上げが生
じ安定な溶接が行なえない。いっぽうgoθμを超える
と粗くなりすぎ、フラックス溶融が均一に行なわれず同
時にガス発生の不均一を生じ溶融池の不安定を招く。こ
のためビードに蛇行が生じる。粒度に関連して、製造上
不可避な微粒子においてコタ5μ径以下のものけ13%
川下にしf、目Jればならない。これを超えると著しく
アンダーカットを発生する。
次に本発明を実Ia例について説明する。
実施例1 第7表に示した組成と諸元および粒IW構成の試作7ラ
ツクスを調整し、これらによりグミ極すブマージアーク
溶接を行なった。溶接は■溝加工を施したパイプ利(X
XO)にlI電極溶接し、スラグのはくり↑′;ミ、ビ
ード)(/状、ビード表面欠陥など調査した。第3図は
■溝の寸法を、第2表はq電極溶1)イシ件を示す。
第1表  供試フラックスの化学組成と諸元※ アンダ
ーラインは不発明範UNがら外れた値を示す(wt%) ・     <to) 第−表 グミ極溶接条件 第3表 7ラツクスの作業性テスト結果X 不良、数1
0%以上 第3表に試験結果をまとめて示したが、本発明7ラツク
スA/〜A41ではコlIOCm/m inの高速にお
いてもアンダーカット+ポックマークが発生せずビード
断面形状も良好であった。またスラグのはくり性もよい
。いっぽう比較フラックスB/−B4(ではいずれもポ
ックマークあるいはアンダーカットの発生がみられ健全
な溶接部が得られなかった。
実施例2 実施例8では粒度における本発明フラックスの効果を記
す。
第ダ表  供試フラックスの粒度構成と作業性(13) 前述の発明7ラツクス組成の条件を満足Li2表に示す
ように粒度構成を種々に磨整したものを用い、実施例1
と同条件で溶接を行ない作業性を調査した。本発明フラ
ックスA41の粒度構成を満足しない比較7ラツクスB
!〜B9セは、良好ビードは得られなかった。たとえば
粒1丈が粗い場合にはビード幅は広く溶込みが浅くなり
Iフ1定の溶込探さ゛ を高速で得られなくなるととも
にビードの蛇行が生じた。いっぽう細かい場合にはガス
による吹き上げが生じアンダーカッ)を含む不整ビード
を形“成するとともにビードのヘリが流れるいわり)る
鋳はりと称される欠陥が生じた。さらに粒度構成を適合
させても2灯μ径以下の粒子総i1E 鯰が全体の73
%以上の場合には第7図に示すように著しくアンダーカ
ットが発生した。
実施例3 さらに従来高速溶接性に優れるといわれる溶融型フラッ
クス(F/)と本発明フラックスにより、ダミ極溶接で
健全な溶接部の得られる最高速度を種々の板厚につき調
査した結果、第S図に示すようにF/に比し約30%の
速度増大が可能であることが確められた。
以上本発明の焼l1iJ型7ラツクスを用いて多電極サ
ブマージアークで鉄鋼の溶接を行なうと、良好なビード
形状と健全な溶接金属を高速度で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
M i IXI ハAl2O5/T1o21!: Mg
O10aF2 ト作業性との関係を示゛す図、第を図は
5i02− MgO−0aF23元系状願図、第3図は
供試材のV溝寸法を示す図、第グ図は7ラツクス中の、
29Sμ径以下の粒子の重bt 9:とアンダー力、ア
ト発生率との関係を示す図、第S図は本発明フラックス
および溶融型7ラツタスF/を用い″r:lI電極溶接
を行なう場合の板厚(−)と# 11 ?Jt度(c−
/−1n)との関係を示す図である。 第3図 7う’y7ス、中の295744イ蚤戚千粒+ti/、
1扱屡(rryn)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 5i02Qt〜33%v Ti0Q j〜、2Q
    %e A7203!; −/A;%e MnO4’ 〜
    /夕% ’ w MgOA 〜/!r % :0*0j
    −i左%y 0aF24〜/、1%を主要成分として含
    有し、下記(l)式および(2)式の条件を満足するサ
    ブマージ溶接用焼成型フラックスであって、前記フラッ
    クスを用いて溶接する際前記7ラツクスが熱分解して発
    生するガスのルb1%は八!〜3%であり、前記主要成
    分とガス成分のほかは不可避的不純物からなり、前記7
    ラツクスの粒度は累積粒;W分布において30重世%と
    なる粒子メジアン直径((l IIIθd)カgoθ〜
    「θOμであり、かつ直径Jlμ以下の微粒子総重量が
    7ラツクス全重量の/j%以下であることを特徴とする
    サブマージ溶接用焼成型7ラツクス。 / 、j ≦MgO10aF、+ 0.19ム匂03/
    TiO2≦八り、・・(1θ、コ≦11go10all
    ’!!≦八〇  ・・・(2)
JP13977481A 1981-09-07 1981-09-07 サブマ−ジ溶接用焼成型フラツクス Granted JPS5841694A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5563538A (en) * 1993-09-17 1996-10-08 Oki Electric Industry Co., Ltd. Control circuit for clock multiplier

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US5563538A (en) * 1993-09-17 1996-10-08 Oki Electric Industry Co., Ltd. Control circuit for clock multiplier

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