JPS5842794B2 - 片面ア−ク溶接用裏当フラックス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフラックス−銅バッキング片面アーク溶接用裏
当フランクスの改良に係り、さらに詳しくは環境保全対
策が施され、かつ裏ビード形成の点からも優れた性能を
有する片面アーク溶接用裏当フラックスに関する。

フラックス−銅バッキング片面アーク溶接とは図面に示
すように突合わされた被溶接材１，１′の開先裏面に銅
当金３上に層状に撒布した裏当フラックス２をエアホー
ス４等により押圧し、表側からのみ溶接ワイヤ５により
アーク溶接を行って被溶接材の表裏にビードを形成し継
手を完成する高能率溶接法である。

従来から、このような片面アーク溶接においては、均一
で平滑な裏ビードを形成するためフェノール樹脂を添加
した裏当フラックスが実用されている。

裏当フラックス中のフェノール樹脂は溶接熱により溶融
し粘結性を呈するため、裏当フラックスが固形化し、そ
のバッキング作用が著しく強化され均一な裏ビード形成
に優れた効果を発揮するのである。

ところが、フェノール樹脂を添加した裏当フラックスで
は溶接熱で燃焼して発生するヒユーム中にフェノールあ
るいはホルムアルデヒド等の有害成分が含まれること、
又、使用済の裏当フラックスを廃棄した場合、雨水等に
フェノールが溶出する恐れのあること等環境保全上杆ま
しくない点がある。

従来、この点に対処するものとして、特公昭５１−１１
０５３号によりフルフラール樹脂、フルフリルアルコー
ル樹脂およびフラン樹脂を添加する裏当フラックスが提
案されている。

ところが、このような樹脂では溶接中嫌悪臭を発生する
ことおよびフェノール樹脂に比しフラックスの固形化作
用が弱く均一な裏ビードが得難いこと等から未だ実用化
に至っていない。

そこで本発明者らは炭水化物が有害物質を全く発生せず
、かつ加熱により粘結性を呈するものであることに注目
し検討を行った結果、先に、特願昭５０−６６２２４号
により粘結剤として単糖類、少糖類炭水化物およびこれ
らのエステルならびに多糖類炭水化物を絹み合わせて添
加する裏当フラツクスを提案した。

このように炭水化物を混合して添加することにより溶接
熱により優れた粘結性を呈し、裏ビードの均一化に著効
を呈するのである。

ところが、単糖類、小糖類炭水化物を添加した場合、裏
フラックスが短時間のうちに吸湿し粘ばつくようになる
ため、雨天等の高湿時には裏当フラックスが流動性を失
いその撒布作業に支障を生じやすいことおよび使用後の
裏当フラックスが銅当金に焼きついて除去し難いという
２つの問題点が新たに見出された。

そこでさら、に検討を続けた結果、多糖類炭水化物のう
ち特にデキストリンを用い、これを特定の粘度の水溶液
に調製し、混合攪拌してフラックスに均一に被覆せしめ
、さらにその表面に適当量のステアリン酸カルシウムを
被覆せしめれば溶接性能を損うことなく吸湿による粘ば
つきおよび銅当金への焼き付きを改善し得るとの結論を
得た。

即ち、デキストリンはデンプンの種々の程度の分解生成
物の混合物であり、水アメ等にも含有される食品系物質
であって、環境衛生上問題となる点はない。

又、デキス） ＩＪンを加熱していくと１００℃近くか
らフラックス粒子を粘結する作用を呈しその力は温度が
上昇するにつれ増太し、はぼ２００℃程度で最も大きい
粘結力を示す。

即ちデキス） ＩＪンは高温で優れた粘結性を示すもの
であり、高温雰囲気にさらされた溶融池をその直下で強
固に保持することが必要とされる裏当フラックスには極
めて有効な物質である。

さらに、裏当フラックスには溶接中アーク力によって移
動したり吹き飛ばされたりしないために、アーク前方に
おいて速やかに固形化していることが要求される。

この点に関し、種々検討した結果、デキストリンをその
水溶液の粘度が５〜ｉ ｏｏｏポアズになるよう水に溶
解調製し、これをフラックスに添加、混合すればデキス
トリンを極めて均一にフラックス粒子に展延被覆せしめ
ることが可能となり、フラックスの速やかな固形化に優
れた効果を呈することを見出した。

このような効果は、多糖類炭水化物のうち、デキストリ
ンのみにおいて顕著に得られるもので、例えばデンプン
は水又は温水に溶解し難く、従って、加熱しながら溶解
することが必要で特定の粘度の水溶液を安定して得るこ
とが困難である。

本発明は以上のような知見に基いてなされたものであっ
て、その要旨はフラックスに対し５〜１ｏｏｏポアズの
粘度に調製したデキストリン水溶液が添加、混合される
ことによりフラックス全重量に対し１〜１０係のデキス
） ＩＪンが粒子表面に被覆され、さらにその表面にフ
ラックス全重量に対し０．０５〜１係のステアリン酸カ
ルシウムが被覆されていることを特徴とする片面溶接用
裏当フラックスにある。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず、使用されるデキストリン水溶液の粘度の限定理由
について述べると、デキストリン水溶液の粘度が１００
０ポアズを超えるとフラックス中における水溶液の流動
性が適正ではなく、混合、攪拌してもデキストリンがフ
ラックス全体に均一に分布し難く、又個々の粒子におい
ても、その表面に均一な被膜状に被覆され難い。

一方、デキストリン水溶液が５ポアズ未満であると混合
、攪拌時にフラックスの粒子同志が付着する傾向が生じ
るため好ましくない。

デキストリン水溶液の粘度の調製は水とデキストリンと
の混合比を変化させることおよび水溶液の温度を変化さ
せること等によって行うことができる。

デキストリン水溶液を加熱して粘度を調製する場合は、
フラックスも同様の温度に加熱しておくことが望ましい
。

又、デキストリン水溶液に少量の界面活性剤を添加する
と、その展延性がさら改善され有効である。

なお、本発明における粘度は、ＪＩＳ Ｚ８８０３に
よって規定された毛細管粘度計および落球粘度計、ある
いは液体中で円筒を回転させその粘性抵抗によって粘度
を測定する回転式粘度計を用いて測定したもので、一般
に考えられている粘度と同様のものである。

又、デキストリン水溶液のフラックスへの添加量は全裏
当フラックス重量中のデキストリン量が１〜１０％であ
るようにすることが必要である。

１係未満であると、フラックスを固形化する作用が弱く
、一方、１０優を超えるとデキス） ＩＪン水溶液を混
合する時に強い粘結作用を示し、フラックスを粗粒化す
る傾向があり、溶接中の固化性が劣下し、かえって溶接
性能が阻害される結果となる。

ところで、本発明における裏当フラックスは、その表面
に０．０５〜１φのステアリン酸カルシウムが被覆され
ているものであるが、これは使用済の裏当フラックスが
銅当金に焼き付き難いという効果を有するためである。

即ち、ステアリン酸カルシウムがアーク熱により溶融し
銅当金とフラックス粒子との粘着性を低下せしめるため
と考えられる。

ステアリン酸カルシウムは、従来、裏当フラックスの流
動性を改善し得るものとして提案されているが、本発明
においては、流動性改善ばかりでなく、上記のような新
規効果が得られ、デキストリンとの相乗効果により裏当
フラックスの使用性をさらに向上しうるのである。

ステアリン酸カルシウムが０．０５％未満であると、上
記のような新規効果が得られず、又１ダを超えると、溶
接中における裏当フラックスの固形化を阻害する傾向が
あり好ましくない。

ところで、ステアリン酸カルシウムが裏当フラックス粒
子内部に存在していたり、又、外部にあっても粒子表面
と分離していたりすると銅当金との粘着性低下に無効か
又はその効果が甚しく劣下する。

従って、ステアリン酸カルシウムは個々のフラックス粒
子表面に被覆状態で存在せしめることが必要である。

このような被覆状態は裏当フラックス粒子に比し極めて
微粉のステアリン酸カルシウムを用い、デキストリンを
被覆した裏当フラックスと機械的に混合することにより
得ることができる。

なお、本発明裏当フラックスにおけるデキストリン添加
以前のフラックスは、ＭｇＯ、Ｓ ｉ ０２等の金属酸
化物、ＣａＣＯ３２ＭｇＣＯ３等の金属炭酸塩、Ｃａ
Ｆ ２ ｔ Ｍｇ ” ２等の金属弗化物、およびＦｅ
−８ｉ。

Ｆｅ−Ｍｎ等の脱酸剤等通常の溶接用フラックスの原料
を適当に配合して用いるものであるが、その形態は原料
を水ガラス等で造粒し、焼成した焼成型フラックスであ
ることが必要である。

即ち、デキストリンを添加すると、溶接熱によりそれが
分解して多量のガスが発生し溶接欠陥の原因となる。

従ってガスを速やかに逸出させるために造粒して通気度
を向上せしめた焼成型フラックスであることが必要とな
るのである。

デキストリン水溶液とフラックスの混合、攪拌には攪拌
羽根式ミキサー等造粒されたフラックス粒子が粉砕され
ることのないような湿式混合機を用いるのがよい。

又、混合、攪拌によりデキストリンを被覆したフラック
スは添加した水分を除去するため、加熱乾燥することが
必要であるが、デサス） ＩＪンの性能が損なわれない
よう９０〜１３０’Ｃ程度の温度がよい。

以下実施例により本発明の効果をさらに具体的に述べる
。

実施例 まず、第１表（１） 、 （２）に示すような組成の原
料粉末を（１）はアルミン酸ソーダを（２）は珪酸ソー
ダをそれぞれ固着剤として造粒し、４００℃で焼威し、
後、粒度を１２〜１００メツシユに整粒して２種類のフ
ラックスを作製した。

その後、これらフラックスを用いて第２表／１６１〜１
２に示すような１２種類の裏当フラックスを作製した。

作製手順を第２表に基いて以下に述べると、まず、デキ
ストリンを温湯（４０〜５０℃）に、■欄に示すような
種々の重量比で混合、溶解し、同欄に示すような粘度の
デキストリン水溶液を調製した。

この場合の粘度は表中に示した測定温度に保持した溶液
を回転式粘度計で測定したものである。

上記デキストリン水溶液を■欄のフラックスと■欄に示
すような混合比で混合した。

この場合の混合要領は■欄に示す所定の混合温度にデキ
ストリン水溶液およびフラックスを加熱保持した後、攪
拌羽根式ミキサーで混合、攪拌した。

次いで電気炉により１１０℃Ｘ２ｈｒの条件で加熱乾燥
し水分を除去した。

この場合、デキストリンハフラックス表面に充分均一に
被覆されていた。

乾燥後のデキストリンが被覆されたフラックスさらにス
テアリン酸カルシウムを■欄に示すような含有量になる
よう添加し、ＡＩＯを除きドラム型乾式ミキサーで混合
した。

４１０の場合のみはデキストリン水溶液中にあらかじめ
所定量のステアリン酸カルシウムを混入させておいたも
のであり、ステアリン酸カルシウムはフラックス表面に
被覆状態で存在していないものである。

本実施例においてステアリン酸カルシウムは市販の粉末
のものをそのまま用いたが、その粒度は極めて微細で個
々の粒子はすべて数ミクロン以下の粒径のものであった
。

従って、混合後はステアリン酸カルシウムは殆んどフラ
ックス粒子表面に付着し良好な被覆状態を呈した。

以上の如き要領では種類の裏当フラックスを作製したの
であるが、腐４〜９は本発明例であり、／％、１〜３お
よびＡＩＯ〜１２は本発明の効果を明らかにするための
比較例である。

なお／Ｉ６９はデキストリン水溶液に対し０．５φ（重
量）の界面活性剤（ＡＢＳ）を添加し、デキストリン水
溶液のフラックス表面に対する展延性をより改善した場
合の例である。

上記裏当フラックスを用いてフラックス−銅バッキング
片面潜弧溶接を行った。

即ち、銅当金上に５間厚さに裏当フラックスを撒布し、
これを５０°Ｙ開先で突合わした２０鼎厚の軟鋼板の開
先裏面に押し当て表側より３電極潜弧溶接を実施した。

この場合の溶接条件は第３表に、又、表フラックスおよ
びワイヤは第４表に示す通りである。

溶接後、銅当金上の裏当フラックスの固形化状況、裏ビ
ード形状および銅当金からの使用済裏当フラックスの剥
離状況について調べた。

その結果を第２表■欄に示す。

本発明例の場合は３項目とも本発明効果により満足すべ
き結果が得られたが、比較例の場合は同表に示した如く
それぞれ不満足な点が生じた。

【図面の簡単な説明】 図面はフラックス−銅バッキング片面アーク溶接の概略
を示す正面図である。 １．１′・・・・・・被溶接材、２・・・・・・裏当フ
ラックス３・・・・・・銅当金、４・・・・・・エアホ
ース ５・・・・・・ワイヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フラックスに対し５〜１０００ホアズの粘度に調製
   したデキストリン水溶液が添加、混合されることにより
   フラックス全重量に対し１〜１０係のデキストリンが粒
   子表面に被覆され、さらにその表面にフラックス全重量
   に対し０．０５〜１係のステアリン酸カルシウムが被覆
   されていることを特徴とする片面アーク溶接用裏当フラ
   ンクス。