JPS5841695A - 潜弧溶接用フラツクス - Google Patents

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】 本発明は潜弧溶接用フラックスに係り、さらに詳しくは
、Ｎ１基溶接ワイヤ又はＣｒ　−Ｎｌ系ステンレス鋼ワ
、イヤと組み合わせて用いることにより溶接作業性、特
にスラグのはぐり性が優れ、しかも溶接部に優れた耐割
れ性および機械的性質が得られるフラックスに関するも
のである。

現在、９％Ｎｌ鋼やステンレス鋼の溶接を高能率で行な
う場合には、潜弧溶接が主として用いられている。

ところで、薄板の９１　Ｎｉ鋼の溶接は、従来片側を溶
接後裏はつりを行なった上で裏面を溶接する両面溶接が
行なわれてきたが、工数および溶接材料の使用ｈｌ・が
多くなるなどの欠点があり、現在では片面のみから溶接
する方法・が検討されている。

特に、ガラスチーシー銅当金法による片面潜弧溶接はガ
ラステーノを使用するので母材への密箔性が優れ、均一
な裏ビードが得らｎる。しかし溶接部の性１１０および
耐割れ性は良好でも、裏当材としてガラス繊維を用いる
ため裏ビードはスラグのはくりが悪く、溶接後の手入れ
が必要となる。寸だ一般にステンレス鋼においては、結
晶粒の微細化、耐食性の改善、粒間腐食の抑制および延
性低下の防＋１Ｚｔａ４強囲などの４目的で窒素、チタ
ン、・ニオブ。

アルミニウム、モリブデンなどを゛含有させた新しいス
テンレス鋼が開発されているが、これらの元素を會むス
テンレス鋼を溶接する場合、スラグのはぐり性が悪く、
溶接時の作業能率が低下するのみならず、ステンレス鋼
と１〜での美しい外観が得られない等の問題点があり、
潜弧溶接の適用範囲が限定されていた。従来よりスラグ
のはぐり性を良好にするのに酸化ビスマス外どを添加す
ると効果があることが例えば特公昭５５−　Ｆ１ｍ６７
７号公報に開示されている。この酸化ビスマスを前述の
９％Ｎ１鋼のがラステープ−銅当金法Ｋ　、Ｕる片面潜
弧溶接用および各種のステンレス鋼の潜弧溶接ＩＩＩフ
ラックスに添加するとスラグのはぐり性は改良されるが
その効果が顕著になる範囲においては、溶接金属の高温
割れ感受性が増し、ビード形状も均一になりにくいこと
が判明した。

本発明者らは、上述の問題点に鑑みこれを改善すべ（数
多くの研究を行なった結果、潜弧溶接月１７ラツクス中
に微量のＳに加えて、微量の旧を添加し、これら元素の
添加量の数値限定により、両方の相乗効果が顕著に現わ
れ溶融メタル及び溶融スラグの界面張力が低下し、スラ
グのはぐり性が著しく良好となり、さらには外観のより
美しいビードが得られ、かつ他の溶接作業性の劣化、高
温割れ感受性９機械的性能の劣化はないという寸ったく
新しい知見が得られた。

本発明は以−にの如き知見により々されたものであり、
Ｎｌ基溶接ワイヤ又はＣｒ　−Ｎｉ系ステンレス鋼ワイ
ヤー二組み合せて潜弧溶接するに際し、溶接作業性、砦
にスラグのはぐり性が優れ、しかも溶接部に優れた耐割
れ性および機械的性質が得られるフラックスの新規な組
成を提供することにあり、このことにより９％Ｎｉ鋼の
片面潜弧溶接、新しいステンレス鋼の潜弧溶接など適用
範囲を拡大させることができた。

即ち、本発明の要旨はフラックス全Ｍｆｋに対してＳの
１１％体または化合物の１種または２種以上の合計がｌ
ｉｊ体に換算して０．００１〜０．３係を含有し、旧の
単体オたは化合物の１種または２種以上の合計が即イ４
・に換算して０．３％以下、さらに金属炭酸塩３〜４（
）係、１ツ化チタン１０〜３０％、全屈弗化物５〜２０
％、酸化アルミニウム８〜２５％、酸化マグネシウム１
０〜３０％を含有する潜弧溶接１．１１フラツクスにあ
る〇 以下に本発明について詳細に説明する。

Ｓはスラグのはくり性及びビード形状と外観を極めて良
くする。即ち、表面活性度が非常に太きく、溶融メタル
及び溶融スラグの界面張力を低下させ、このことＫより
、ビード形状をフラットにし、ビーＰ止端部のなじみを
良くする。さらに１ビ一ド表面とそれに接触するスラグ
表面をなめらかＫするためビード外観も美しいものと々
る。゛また、ビード表面に接触するスラグ而近傍のスラ
グ間の結合力を大きくすると同時に１溶接金楓とスラグ
間の結合力を小さくすることにより、前記ビード表面及
び止端部がなめらかになることと相着ってスラグ除去時
にビード表面にこびりついた形で残る、いわゆる、二次
スラグが皆無となる。１゜かし、０．００１％未満では
一ヒ記効果＃ｉ認められず、０．３％を超えると溶接金
属の高温割れ感受性が大きく々るので、本発明では０．
００１〜０．３％に規定した。特に、Ｂｉと同時に添加
すると両方の相乗効果によりスラグのはぐり性が顕著に
良くなる。ここでＳの化合物とは硫化亜鉛、硫化鉛、硫
化鉄。

（５） 硫化銅、硫化バリウム、硫化カルシウム、硫化マｙ　、
／７ン等の硫化物、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム
、硫酸バリウム、硫酸鉄、硫酸鉛等の硫酸塩を指す。

８１を添加すると溶融スラグの融点が低下し、流動性も
良くなり界面張力が低下し、スラグのはくり性が著しく
良好とがるが、旧が６．３％を超えると溶接金属の高温
割れ感受性が増加し、ビードがなめらかに′酵成されな
い。本発明ではＢｉは微量Ｓとの相乗効果により０．３
％以下でもスラグのはぐり性が著しく良好となるので、
Ｂｉｏ、３％以下に規定した。々お、ここでＢｉの化合
物とはＢｉ２Ｏ３゜Ｂｌ（０１Ｎ）３．　ＢｉＦ、　、
　ＢｉＣｌ２．　Ｂ１Ｂｒ３．　ＢｉＩ３などを指す。

　　　・ 金属炭酸塩は生成するスラグに塩基性を与えかつ分解生
成するＣＯ２ガスによって水素分圧を下げｆｆＪＮ金属
の一械的性質を良好ならしめる。しかし、３係未満でば
上記効果が認められず、４０％を超えるとスラグのはぐ
り性が悪くなる。従って金属炭酸塩は３−Ｊ４０％に規
定した。なお、ここで言（６） う金属炭酸塩とは炭酸カルシウム、炭酸マンガン。

炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸リチウム等を指
し、単独または複合で用いる。

酸化チタンは、ビード形状を良好にする。１゜俤未満で
は効果か々く、３０％を超えると逆にビード形状が悪く
、また機械的性質および耐割れ性が劣化する。従って、
酸化チタンは１０〜３０％に規定した。なお、ここで言
う酸化チタンとは、ルチール、チタン白、チタンスラグ
、イルミナイト、チタン酸カリ等ＴＩ化合物をＴｉＯ２
に換ｗ１．たものを指し、単独または複合で用いる。

金属弗化物はスラグの流動性を良好にする。５係未満で
は効果がなく、２０％を超えるとアークの安定性および
ビード形状が悪くなる。従って、金属弗化物は５〜２０
％に規定した。なお、ここで言う金属弗化物とは、氷晶
石、弗化アルミニウム＼弗化マグネシウム、螢石等を指
し、単独ｉたは複合で用いる。

酸化アルミニウムはスラグのはぐりおよびビード外観を
良くする。８％未満では効果がなく、２５％を超えると
逆にスラグのはぐりおよびビード外観が悪くなる。従っ
て、酸化アルミニウムは８〜２５％にｊ；１１；　ｙし
た。なお、ここで酸化アルミニウムとしては、アルミナ
を用いた。

酸化マグネシウムは生成するスラグの塩基［を−ヒげ、
溶肴金媚の機械的性質を良好ならしめるとともに、流動
性およびスラグのはくりを良くする。

１０％未満では効果がなく３０％を超えると逆にスラグ
のはくりが悪くなる。従って、酸化マグネシウムは１０
〜３０％に規定した。なお、ここで言う酸化マグネシウ
ムとはマグネシアクリンカ、酸化マダネシア等を指し、
単独または複合で用いる。

なお、通常ビード形状を良好にするためフラックス中に
５１０２を添加することがあるが、Ｎｉ基溶接ワイヤ又
はＣｒ　−Ｎｌ系ステンレス鋼ワイヤを用いて溶接する
場合、スラグのはぐり性が悪くなる。

しかし、本発明のＳおよびＢｉの添加により、５ｉ０２
を添加しても、スラグのはくり性が良好となり、美【２
いビート°が得られることが判明した。

本発明は以上述べた如く、９％Ｎｉ鋼および新しいステ
ンレス鋼用潜弧スラックス中に微量のＳおよびＢｉを添
加し、かつこれら添加元累の数値駆足により両方の相乗
効果が顕著に現われ、ＮＩ基溶接ワイヤ又はＣｒ　−Ｎ
ｉ系ステンレス鋼ワイヤと組み合せて用いた場合、ビー
ドのスラグはくりに著しい効果があるという知見を得て
かしえたものである。

ここで本発明の潜弧溶接用フラックスの製造方法の一例
について言及すると、たとえば上記フラックスの各成分
の原料粉と水ガラスを混和した後、約５００℃で乾燥焼
成し、フラックス粒度の９０優を１２〜１００メッシ、
に調整する。

なお、本発明フラックスには以上の成分の他、Ｆ・−８
１、Ｆ・−Ａｔ　、　Ｆａ　−ＴＩなどの脱酸剤および
Ｍｎ　ｈ　Ｃｒ　＃　Ｎｂ　ａ　Ｍｏ　＊　Ｎ１などの
合金剤等を任意に配合しても本発明フラックスの特性を
損うものではない。

以下に実施例により本発明の効果を、さらに具体的に示
す。

（９） 実施例 第１表に示す組成のフラックスを水ガラスを固着剤とし
て造粒、焼成して試作した。第１表においてＦ−１〜Ｆ
−７およびＦ−１５〜Ｆ−１７は本発明例であり、Ｆ−
８〜Ｆ１４は比較例を示したものである。

（１０） これらフラックスについて第２表に示す母材を月１い、
第３表に示すワイヤを用いて、第４表に示す溶接条件で
、９％Ｎｌ鋼については片面潜弧溶接、ステンレス鋼に
ついては両面突き合わせ溶接で、溶接作業性、高温割れ
感受性（染色浸透探傷試験）および継手性態を調査した
。

試験結果を第５表に示す。なお、９％Ｎｉ鋼片而潜弧溶
接は第２表の鋼板Ｓ−１，第３表のワイヤＷ−ｔを用い
て第４衣の溶接条件Ｃ−１、第１図の要領で行々っだ。

第１図において、開先は６５度のＶ開先、ルートフェー
ス１ｍｍ５ルートギヤツプ１關でちり、捷た１は母材、
２は溶接金属、３は裏当金、４はｉｆラス繊繊維裏材材
指す。

（１３） ステンレス鋼の両面突き合わせ溶接は、第２衣の鋼（反
Ｓ−２、第３表のワイヤＷ−２を用いて、第４衣の溶接
条件Ｃ−２、第２図の要領で行なった。第２図においで
、開先は半径８＋ｍｎ、３０度のＵ開先であり、１は母
材、２は溶接金属を示す。

本発明フラックスＴｉ”−１〜Ｆ−７およびＦ−１５〜
Ｆ−１７については溶接作業性、特にスラグのはぐり性
が優れ、溶接部の耐割れ性および機械的性能も良好であ
った。しかし、比較フラックスとして示したＦ゛−８は
Ｓ換算値合計が０．００１％未満であり、Ｆ−９はＳ　
１伸Ｓｉ値合計が０，３％を超え、Ｂｉが添加されて！
？らす、訪属弗化物合計が５％未満であり、１ｉ”−１
０は旧換や（［＋１ｉ合計が０．３％を超えており、酸
化アルミニウムが２５％を超えており、Ｆ−１１は金属
炭酸塩合計が４％未満で、酸化チタン換算値合口１が３
０％を超えておｉ）、Ｆ−１２は金属炭酸基台Ｈ１が４
０〜を超えており、酸化チタン換算値合計が１０％未満
であ０、Ｆ−１３はＳの換算値合計が（）、３％を超え
、旧の換算値合計が０．３％を超え、酸化アルミニウム
が８％未満であり、酸化マグネシウム換算値合計が３０
％を超えておＱ、Ｆ−１４はＳおよびＢ１がともに含ま
れておらず、金属弗化物合計が２０％を超え、酸化マグ
ネシウム合計が１０％未満であり、いずれも第５表に示
すように、溶接作業性が不良か、高温割れ感受性が大き
くなるか、継手性能が劣化するかである。

以上、説明したように潜弧フラックス中に微−ｈｌ・の
Ｓに加えて、微量のＢｌを添加Ｌ　、これら元素の添加
量の数値駆足により、両方の相乗効果により溶接作業性
、特にスラグのけくり性が優れ、しかも溶接部に優れた
耐割れ性および機緘的性質が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９％Ｎｉ鋼片面潜弧溶接要領を示す模式図、第
２図はステンレス鋼突き合せ潜弧溶接要領を示す模式図
である。 ｌ・・・母材、２・・・溶接金属、３・・・裏当金、４
・・・ガラス繊維裏当材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フラックス全重量に対してＳの単体まだは化合物の１種
   または２種以上の合計が１９体に換算し、て０．００１
   〜０．３％を含有し、Ｂｉの単体または化合物の１種ま
   たは２種以上の合計が単体に換算して０．３％以下、さ
   らに金属炭酸塩３〜４０％、酸化チタン１０〜３０％、
   金属弗化物５〜２０％、酸化アルミニウム８〜２５％、
   酸化マグネシウム１０〜３０％を含有する潜弧溶接用フ
   ラックス。