JPS5856679B2 - Melt flux for submerged arc welding - Google Patents

Melt flux for submerged arc welding

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JPS5856679B2
JPS5856679B2 JP15800276A JP15800276A JPS5856679B2 JP S5856679 B2 JPS5856679 B2 JP S5856679B2 JP 15800276 A JP15800276 A JP 15800276A JP 15800276 A JP15800276 A JP 15800276A JP S5856679 B2 JPS5856679 B2 JP S5856679B2
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hydrogen
welding
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toughness
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勲 杉岡
一秀 余田
誠紀 黒川
茂雄 木村
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 溶接金属を得るために使用される溶接作業性の良好なサ
ブマージアーク溶接用メルト(溶融型)フラックスに関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a submerged arc welding melt flux that is used to obtain weld metal and has good welding workability.

構造物の高張力化、厚板化に伴い、それに使用されるサ
ブマージアーク溶接用フラックスは、靭性,耐水素割れ
性および溶接作業性の改善が望1れる。
As the tensile strength and thickness of structures increase, the submerged arc welding flux used therein is desired to have improved toughness, hydrogen cracking resistance, and welding workability.

一般にメルトフラックスは、S i 02 − MnO
CaO−MgOを主成分とする成分系のものが多く。
Generally, melt flux is Si02-MnO
Many of them are based on CaO-MgO as their main components.

このタイプのフラックスは(1)一般に靭性の高い溶接
金属が得られるフラックスは、水素量が多い。
This type of flux has the following characteristics: (1) Fluxes that generally yield a weld metal with high toughness have a large amount of hydrogen.

(2)水素量が低く、耐割れ性の良好なフラックスは靭
性が低い。
(2) A flux with a low hydrogen content and good cracking resistance has low toughness.

(3)ビード形状、耐欠陥性などの溶接作業性の良好な
フラックスは、靭性が低いかあるいは、水素量が多く耐
割れ性が悪い。
(3) Fluxes with good welding workability such as bead shape and defect resistance have low toughness or have a high hydrogen content and poor cracking resistance.

などの欠点を有して,高靭性、低水素,良い作業性の3
者を十分満足するフラックスがなかった。
It has the disadvantages of high toughness, low hydrogen, and good workability.
There was not enough flux to satisfy people.

これらの個々の性能の改善については、かなりの知見が
得られ,改良が逐次なされており,例えば、靭1qK関
してはフラックスの塩基度を高め。
Considerable knowledge has been obtained regarding the improvement of these individual performances, and improvements have been made one after another.For example, with regard to toughness 1qK, the basicity of the flux has been increased.

溶接金属中の酸素含有量を低くするために。To lower the oxygen content in weld metal.

SiO2,MnO等溶接時に溶融したフラックスから酸
素が溶接金属に入るような酸化物の含有量を極力おさえ
、代りにA1203,CaF2,CaO等の酸素との親
和力の大きな物質を多量に添加し。
The content of oxides such as SiO2, MnO, etc., which allow oxygen to enter the weld metal from the melted flux during welding, is suppressed as much as possible, and instead, a large amount of substances with a high affinity for oxygen, such as A1203, CaF2, CaO, etc. are added.

溶接金属に酸素が入ることが少ない成分系にすることに
より靭性の向上を行う改善が可能である。
It is possible to improve toughness by using a composition system that reduces the amount of oxygen that enters the weld metal.

一方、耐割れ比を劣化させる溶接金属中の水素は,フラ
ックスから侵入する水素が大半を占めることが知られて
おり、フラックス中の水素低減が。
On the other hand, it is known that most of the hydrogen in the weld metal that degrades the crack resistance ratio is hydrogen that enters from the flux, so hydrogen in the flux can be reduced.

耐割れ性の改善になる。Improves cracking resistance.

そのために、メルトフラックスの製造溶解時に、大気中
の水分が溶融物に溶解するのを少なくするためにフラッ
クス組成を中性〜酸性域にすることにより水素低減をは
かることが行われる。
To this end, during production and melting of melt flux, hydrogen is reduced by adjusting the flux composition to a neutral to acidic range in order to reduce the dissolution of moisture in the atmosphere into the melt.

また良好な溶接作業性即ち、アーク安定性、スラグ剥離
性、ビート外観、ビート形状に関して、良好に維持する
ために、フラックスの嵩密度を軽くするなどが行われる
In addition, in order to maintain good welding workability, that is, arc stability, slag removability, bead appearance, and bead shape, the bulk density of the flux is reduced.

しかし、これらの改善は靭性、水素1作業性の総合的な
見地にたち実施されねばならない問題があり1個々の性
能改善に注目していると問題がある。
However, these improvements have to be carried out from a comprehensive viewpoint of toughness and hydrogen workability, and problems arise when focusing on individual performance improvements.

すなわち、靭性の改善のために51022Mn0を減ら
し、CaF2およびAl3O3などを増加させると、塩
基度が高くなり水素量が多くなるとともに、溶接時フラ
ックスの撒布量が少しでも多いとアークが不安定になり
極度に溶接ビードの波形を荒くし、凹凸のビード外観と
なりやすく、溶接作業性が極めて悪くなる。
In other words, if 51022Mn0 is reduced and CaF2 and Al3O3 are increased to improve toughness, the basicity will increase and the amount of hydrogen will increase, and if the amount of flux sprayed during welding is even slightly large, the arc will become unstable. This makes the waveform of the weld bead extremely rough, which tends to result in an uneven bead appearance, resulting in extremely poor welding workability.

また水素量に関しては、溶解時に大気中の水分が溶融物
に溶解するのを少なくするために、フラックス組成を中
性〜酸性にすれば溶接金属中の酸素量が多くなり、高い
靭性が得られない。
Regarding the amount of hydrogen, in order to reduce atmospheric moisture from dissolving into the molten material during melting, if the flux composition is made neutral to acidic, the amount of oxygen in the weld metal will increase, resulting in high toughness. do not have.

さらに溶融物を水などによう急冷し、フラックス粒子を
軽質にし、溶接作業比を改善しようとするならば。
Furthermore, if you try to rapidly cool the molten material in water or the like to make the flux particles lighter and improve the welding work ratio.

フラックス粒子の微小キレンに侵入した水分に加えて1
表面積が大きいため、その付着水分が増加し、著しく耐
水素割れ性が劣るようになる。
In addition to the moisture that has entered the minute particles of flux particles,
Since the surface area is large, the amount of attached moisture increases and the hydrogen cracking resistance becomes significantly inferior.

このような理由で耐水素割れ注が良好で、高い靭性が得
られ、かつ溶接作業性の良好なメルトフラックスが開発
困難となっていた。
For these reasons, it has been difficult to develop a melt flux that has good hydrogen cracking resistance, high toughness, and good welding workability.

しかし本発明者らは、中MnO系メルトフラックスにお
いて、種々研究試作を行ない、耐水素割れ性が良好で、
フラックスの撒布高さを制限する必要のない程度の良好
な溶接作業性を有し、高い靭性を有する溶接金属を得る
ことのできるメルトフラックスの組成について検討を行
った結果、以下に述べるような知見を得た。
However, the present inventors have conducted various research trials on medium MnO-based melt flux, and have found that it has good hydrogen cracking resistance.
As a result of studying the composition of melt flux, which has good welding workability to the extent that there is no need to limit the height of flux spraying and can obtain weld metal with high toughness, we have found the following findings. I got it.

1ず、耐水素割れ性を良好にするためには、フラックス
磁性を中性系にして、配合原料を溶解する際、溶融物に
大気中の水分が溶解し、水素量が増加するのを防止する
必要があるため、塩基度(BI)が0.9〜1.3の範
囲にある必要がある。
First, in order to improve hydrogen cracking resistance, make the flux magnetically neutral to prevent moisture in the atmosphere from dissolving into the melt and increasing the amount of hydrogen when melting the blended raw materials. Therefore, the basicity (BI) needs to be in the range of 0.9 to 1.3.

また、溶融物を金属板上に冷却させたり、あるいは水中
に急冷して発泡させたりして、フラックスのかさ密度を
自由にかえることができるが、このかさ密度が水素量に
およぼす影響を調べた結果、水中に急冷して発泡させた
軽質フラックスは著しく水素量が増加するので好捷しく
ない。
In addition, the bulk density of the flux can be freely changed by cooling the molten material on a metal plate or rapidly cooling it in water and causing it to foam, but we investigated the effect of this bulk density on the amount of hydrogen. As a result, a light flux that is rapidly cooled and foamed in water has a significantly increased hydrogen content, which is not desirable.

しかし金属板上に冷却させたフラックスは水素量が低く
かつ。
However, the flux cooled on a metal plate has a low hydrogen content.

かさ密度が1.3〜1.9 y7cmpのものが低い水
素量を示す。
Those with a bulk density of 1.3 to 1.9 y7cmp show a low hydrogen content.

なお、このかさ密度は疎充填法によって測定したもので
具体的には、JISK6721−1966の「塩化ビニ
ル樹脂試験方法」のかさ比重の測定に準じて測定した。
In addition, this bulk density was measured by the loose packing method, and specifically, it was measured according to the measurement of bulk specific gravity of "vinyl chloride resin test method" of JISK6721-1966.

次に高い靭性を得るためには、溶接金属中の酸素含有量
を減らすことが有効であり、そのためには溶液中還元さ
れやすい5i02.MnOの含有量を減らす必要があり
、溶接作業性が劣化しない程度に減少させる必要がある
In order to obtain the next highest toughness, it is effective to reduce the oxygen content in the weld metal, and for this purpose 5i02. It is necessary to reduce the MnO content, and it is necessary to reduce it to an extent that welding workability does not deteriorate.

S i 02 (%) + Mn0(%)が35〜48
(%) において、溶接作業比が良好でかつ溶接金属
中の酸素量が500ppm以下のものが得られる。
S i 02 (%) + Mn0 (%) is 35 to 48
(%), a welding work ratio is good and the amount of oxygen in the weld metal is 500 ppm or less.

ところでCaF2量が10饅以上のように多量となり、
かつそのかさ密度が1.3〜1.’l/a−のメルトフ
ラックスは、溶接の際、フラックスの撒布高さと関連し
て溶接作業性が一般に悪くなるという問題がある。
By the way, the amount of CaF2 becomes as large as 10 or more,
and its bulk density is 1.3 to 1. A problem with 'l/a- melt flux is that welding workability generally deteriorates in relation to the height of the flux during welding.

すなわち高CaF2系フラックスVcトいては、フラッ
クスの撒布量が多すぎると溶接中に溶融金属およびスラ
グから発生するいろいろのガスが外部へ十分に逸出する
ことができず、また不安定なアークとなりフラックスを
爆発的に吹きあげて逸散するなど不安定アークになるこ
とにより、ビードの波形を著しく荒くしたり、凹凸状の
ビード形状となり、ビード外観、スラグの剥離性を悪く
する。
In other words, when using a high CaF2 flux Vc, if too much flux is applied, the various gases generated from the molten metal and slag during welding will not be able to sufficiently escape to the outside, resulting in an unstable arc. An unstable arc occurs due to flux being blown up explosively and dissipating, resulting in extremely rough bead waveforms and uneven bead shapes, which impairs bead appearance and slag removability.

このようなフラックスでは、溶接時に撒布高さにきびし
い制限をつけて、溶接する必要があるわけである。
With this type of flux, it is necessary to place strict restrictions on the spray height during welding.

特に低水素で高靭性の溶接金属の得られるフラックス粒 を比較的多く用い、かつ高い靭性を得るためにCaF2
の増加や、アルカリ酸化物の添加をおこなっているが、
このため融点が低くなり、スラグの流動性も過度になり
、このような傾向が生じがちである。
In particular, in order to use a relatively large amount of flux grains, which can produce a weld metal with low hydrogen and high toughness, and to obtain high toughness, CaF2
, and the addition of alkali oxides.
As a result, the melting point becomes low and the fluidity of the slag becomes excessive, which tends to occur.

またフラックスのもつ密度もこの問題に関連する因子で
あり、密度の大きいフラックスは、安定してアークが維
持できず、フラックス撒布高さの影響をうけやすぐ、ビ
ード外観がみだれやすくなることも判明している。
It was also found that the density of the flux is a factor related to this problem, and that a flux with a high density cannot maintain a stable arc, and the appearance of the bead tends to deteriorate as soon as it is affected by the flux spray height. are doing.

このような問題を解決するために、フラックスの撒布高
さが、ビード外観ニ釦よぼす影響を高CaF2系フラッ
クスで、水素、靭性の良好な成分範囲にち・いて調べた
結果、CaO,MgOなど強塩基性成分は悪い影響をお
よぼさないが、塩基性成分でも原子量の大きく、密度の
大きいBaO1それにアルカリ金属酸化物では、やはり
原子量の犬であるに20、さらに酸性成分のZrO,、
などはその添加量が多くなると特に悪い影響を与えるこ
とを確認し、またフラックスの主要成分である5i02
とMnOの量は、S i 02 (%) + MnO(
%)で※※35〜48条の範囲が最も好ましいことが明
らかとなった。
In order to solve this problem, we investigated the effect of flux spraying height on bead appearance using a high CaF2 flux, using hydrogen and a range of components with good toughness.We found that CaO, MgO, Strong basic components such as BaO1 have a large atomic weight and high density, and alkali metal oxides have a large atomic weight of 20, and acidic components ZrO,...
It was confirmed that 5i02, which is the main component of flux, has a particularly bad effect when added in large amounts.
and the amount of MnO is S i 02 (%) + MnO (
%), it became clear that the range of articles 35 to 48 was the most preferable.

本発明は以上のような知見を総合して、これに基いてな
されたものである。
The present invention has been made based on the synthesis of the above findings.

すなわち本発明は主要成分が重量%にして。That is, in the present invention, the main components are expressed in weight percent.

5iO225〜38φ、Mn06〜17%、Ca014
〜27 %、CaF212〜20%、 Al2035〜
20嶺、TiO21〜5%、Na2OあるいはLi2O
の一方または両方0.3〜2.0多lMgO6饅以下か
ら成り、かつ次の(1)〜(3)式の条件を満足するこ
とを特徴とする低水素、高靭性溶接金属の得られるサブ
マージアーク溶接用メルトフラックスである。
5iO225~38φ, Mn06~17%, Ca014
~27%, CaF212~20%, Al2035~
20 Mine, TiO21~5%, Na2O or Li2O
A submerged material obtained from a low-hydrogen, high-toughness weld metal characterized by comprising one or both of 0.3 to 2.0 liters of MgO6 or less, and satisfying the conditions of the following formulas (1) to (3). This is a melt flux for arc welding.

(1) 5i02(%)+Mn0(%) 〜35〜4
8 (%)(2)塩基度(BI)〜0.9〜1.3 (3)かさ密度が1.3〜1.9 V/am、”以下に
、各成分別の限定理由を述べると次の通りである。
(1) 5i02 (%) + Mn0 (%) ~35~4
8 (%) (2) Basicity (BI) ~ 0.9 ~ 1.3 (3) Bulk density 1.3 ~ 1.9 V/am, "The reasons for the limitations for each component are described below. It is as follows.

先ス、SiO2はフラックスの性能に大きく影響をおよ
ぼし、25多未満では、溶接金属中の水素量が多く、耐
割れ性が悪く、溶接作業性が劣る。
First, SiO2 greatly affects the performance of the flux, and if it is less than 25%, the amount of hydrogen in the weld metal is large, resulting in poor cracking resistance and poor welding workability.

また38咎を超えると、溶接金属中の酸素含有量が増加
し、靭性が低下するので好1しくない。
Moreover, if it exceeds 38 degrees, the oxygen content in the weld metal increases and the toughness decreases, which is not preferable.

次に、MnOは5i02同様フラツクスの性能に犬きく
影響をおよぼし、6咎未満では溶接作業性。
Next, like 5i02, MnO has a strong influence on flux performance, and welding workability is affected when MnO is less than 6.

耐割れ性が劣化するので好1しくなく’、17%を超え
ると、靭性が低下するので好1しくない。
If it exceeds 17%, it is not preferable because the cracking resistance deteriorates, and if it exceeds 17%, the toughness decreases and is not preferable.

また、5iO2(%)+Mn0(%)含有量は、高い靭
性と、良好な溶接作業性を維持するために、特に重要で
あり、5iO2(%′)+Mn0(%)が35%未満で
は水素量が増加するとともに、スラグの融点が高くなり
すぎ溶接作業性が悪くなる。
In addition, 5iO2 (%) + Mn0 (%) content is particularly important in order to maintain high toughness and good welding workability, and if 5iO2 (%') + Mn0 (%) is less than 35%, the hydrogen content As this increases, the melting point of the slag becomes too high and welding workability deteriorates.

またSiO□(4)+Mn0(2)が48優を超えると
、溶接金属中の酸素量が増加し、高い靭性が得られない
ほか、前述の如くフラックス撒布高さに関する溶接作業
性が悪くなる。
Furthermore, when SiO□(4)+Mn0(2) exceeds 48, the amount of oxygen in the weld metal increases, making it impossible to obtain high toughness, and as described above, welding workability regarding the flux spray height deteriorates.

CaOは14%未満では溶接作業性が悪くなり。If CaO is less than 14%, welding workability deteriorates.

靭性も低いので好1しくなく、27%を超えると水素量
が多くなり耐割れ性が悪くなるので好1しくない。
It is not desirable because the toughness is low, and if it exceeds 27%, the hydrogen content increases and the cracking resistance deteriorates, which is not desirable.

CaF2は12%未満では溶接金属中の酸素含有量が低
下せず、水素量も低下しないので好1しくない。
If CaF2 is less than 12%, the oxygen content in the weld metal will not be reduced and the hydrogen content will not be reduced either, which is not preferable.

また20%を超えるとアークが不安定となり、溶接作業
性が悪くなる。
Moreover, if it exceeds 20%, the arc becomes unstable and welding workability deteriorates.

Al2O3は塩基度の調整のために5咎以上必要である
が、20多を超えると水素量が多くなり靭性も低下し、
筐た溶接作業性も悪化するので好ましくない。
5 or more Al2O3 is required to adjust the basicity, but if it exceeds 20, the amount of hydrogen will increase and the toughness will decrease.
This is not preferable because it also deteriorates the welding workability of the housing.

TiO2は高い靭性を得るために必要であり、1咎未満
ではその効果がなく、5饅を超えるとスラグの焼付きが
発生し、靭性も低下するので好筐しくない。
TiO2 is necessary to obtain high toughness, and if it is less than 1, it has no effect, and if it is more than 5, slag will seize and the toughness will decrease, which is not desirable.

Na2OあるいはLi2Oの一方またはその両方は、高
い靭性な得るために必要であるが、0.3%未満ではそ
の効果がなく、2.0咎を超えると水素量が増加するの
で好筐しくない。
One or both of Na2O and Li2O is necessary to obtain high toughness, but if it is less than 0.3%, it has no effect, and if it exceeds 2.0%, the amount of hydrogen increases, which is not desirable.

MgOは高い靭性とビード表面を美麗にするためには有
効であるが、6%を超えると水素量を著しく増加させる
ので、6多以下に制限する必要がある。
MgO is effective for achieving high toughness and making the bead surface beautiful, but if it exceeds 6%, the amount of hydrogen increases significantly, so it is necessary to limit it to less than 6%.

さらにフラックスの塩基度に関しても(BI)が0.9
〜1.3としたのは高い靭性と低水素の溶接金属の得ら
れるフラックスを得るために必要なものであり、0.9
未満では、溶接金属中の酸素量が増加し、靭性が低下す
るので好1しくない。
Furthermore, regarding the basicity of the flux (BI) is 0.9.
The value of ~1.3 is necessary to obtain a flux that provides high toughness and low hydrogen weld metal, and is 0.9
If it is less than this, the amount of oxygen in the weld metal increases and the toughness decreases, which is not preferable.

筐た塩基度が1.3を超えると溶接時に溶融物に侵入す
る水分が多くなり耐水素割れ性が劣化するのでこの範囲
でなければならない。
If the basicity exceeds 1.3, more water will enter the molten material during welding and the hydrogen cracking resistance will deteriorate, so it must be within this range.

渣た。It was a residue.

前述の方法で測定したかさ密度が1.3〜1、9 V/
cmF’としたのは高い靭性と低水素の溶接金属の得ら
れるフラックスを得るために必要であり、1.3S’/
C−未満になると、フラックスの通気度がよくなり大気
とのシールドが不完全となり靭性が低下し、水素量も増
加するので好1しくない。
The bulk density measured by the method described above is 1.3 to 1.9 V/
cmF' is necessary to obtain a flux of high toughness and low hydrogen weld metal, and 1.3S'/
If it is less than C-, the permeability of the flux becomes good, the shielding from the atmosphere becomes incomplete, the toughness decreases, and the amount of hydrogen increases, which is not preferable.

1、9 Vcln、3を超えると、溶接作業性が著しく
悪くなるので、これ以下でなければならない。
If it exceeds 1,9 Vcln, 3, the welding workability will deteriorate significantly, so it must be less than this.

な釦、本発明のフラックスにおいては、上記添加成分に
より十分その性能は満足できるが、スラグの剥離性の向
上、塩基度、流動性および融点の調整の目的で他のBa
O,ZrO2等を夫々必要に応じて添加できる。
However, in the flux of the present invention, the performance can be sufficiently satisfied with the above-mentioned additive components.
O, ZrO2, etc. can be added as necessary.

※※ まず、BaOは
塩基度が比較的高い場合には。
※※ First, if BaO has a relatively high basicity.

CaoK代って10%昔では使用できるが、10優を超
えるとフラックス密度が犬となり、安定したアークが維
持できなくなり、溶接作業性が劣化するので10%以下
に制限する必要がある。
Although 10% CaoK can be used in the old days, if it exceeds 10%, the flux density becomes too high, a stable arc cannot be maintained, and welding workability deteriorates, so it is necessary to limit it to 10% or less.

またZrO,、は高CaF2系フラックスのスラグ剥離
性の向上、流動性、融点の調整のために5多以下の使用
は可能であるが、5饅を超えると溶接作業性に極めて悪
い影響をおよぼし、融点が高くなりすぎるとともに、ア
ークが不安定となり、溶接作業性が悪くなるので、5%
以下に匍1限しなければならない。
Furthermore, it is possible to use ZrO in an amount of 5 or less to improve the slag removability of the high CaF2 flux and adjust the fluidity and melting point, but if it exceeds 5, it will have an extremely negative effect on welding workability. , the melting point becomes too high, the arc becomes unstable, and welding workability deteriorates, so 5%
The following must be limited to one.

さらに本発明フラックスにおいては、溶接作業性の点℃
に20威分は皆無が好lしいが、MnOなど他の原材料
より0.5%程度不可避的に混入する。
Furthermore, in the flux of the present invention, the point of welding workability is
Although it is preferable that there be no 20% of the content, it is unavoidably mixed in by about 0.5% from other raw materials such as MnO.

しかしこの程度以下ならば溶接作業性に悪影響はないの
で許容される。
However, if it is less than this level, it is permissible because there is no adverse effect on welding workability.

なお、BaO、ZrO2、K20を含む場合の塩基度(
BI)は次式による。
In addition, basicity (when BaO, ZrO2, K20 is included)
BI) is based on the following formula.

さらに本発明フラックスは通常のグラファイトなど還元
剤を適量添加し、溶解製造することが可能である。
Furthermore, the flux of the present invention can be melted and produced by adding an appropriate amount of a reducing agent such as ordinary graphite.

以下実施例にもとづいて本発明の効果を詳述する。The effects of the present invention will be described in detail below based on Examples.

実施例 本発明フラックスF1〜F6および比較フラックスFγ
〜F14を用いて、その差異を確認するために(1)溶
接金属の拡散性水素量、(2)溶接作業性の調査として
、平板ビート外観、形状におよぼすフラックス撒布高さ
の影響の調査、(3)全溶着金属の機械的性質と化学成
分を調査した。
Examples Inventive fluxes F1 to F6 and comparative flux Fγ
~ Using F14, in order to confirm the difference, (1) the amount of diffusible hydrogen in the weld metal, (2) as an investigation of welding workability, an investigation of the influence of flux spray height on the flat plate bead appearance and shape, (3) The mechanical properties and chemical composition of all weld metals were investigated.

第1表に供試鋼板の化学成分、第2表に供試ワイヤの化
学成分、第3表に供試フラックスの化学成分と諸元を示
すが、F1〜F6が本発明フラックスであり、F7〜F
14が比較フラックスである。
Table 1 shows the chemical composition of the test steel plate, Table 2 shows the chemical composition of the test wire, and Table 3 shows the chemical composition and specifications of the test flux. F1 to F6 are the fluxes of the present invention, and F7 ~F
14 is the comparative flux.

これらフラックスはいずれも各種の粉状モジくは粒状の
原材料を混合溶融したものでF1〜F13はその溶融物
を金属板上に流して放冷し。
All of these fluxes are made by mixing and melting various powdery or granular raw materials, and in F1 to F13, the melted material is poured onto a metal plate and left to cool.

またF14は水中に急冷させ、それぞれ20×Dust
メツシユに整粒して製造したものである。
In addition, F14 was rapidly cooled in water and 20x Dust
It is produced by sizing into mesh.

第4表には、試験方法について記しているが、拡散性水
素量の測定は、第1表に示す調香S−2を用い、20m
mX130朋×40間の大きさの試験板に加工し、第2
表に示したワイヤW−2で溶接条件600A、30 V
、 26 /′777/minで試験ビードをおいた。
Table 4 describes the test method, but the amount of diffusible hydrogen was measured using Perfume S-2 shown in Table 1.
Processed into a test plate with a size of 130m x 40m, and
Welding condition 600A, 30V with wire W-2 shown in the table
, 26/'777/min.

その他の条件はJISZ3113の方法に準じて行い、
グリセリン法によυ拡散性水素量を測定し、〈υ返し4
回の平均値を求めたものである。
Other conditions were performed according to the method of JIS Z3113,
Measure the amount of υ diffusible hydrogen using the glycerin method, and
This is the average value of the times.

また、フラックスの撒布高さがビード外観におよぼす影
響についての平板による溶接作業性の調査は、第1表に
示す調香S−1(80キロ鋼相当)を用い、25關X5
00mm×200間の大きさの板に第2表のワイヤW−
2を用い、フラックスの撒布高さは50m扉にして溶接
条件700A、33■、30 cmy’m i nで1
パスビードをおき、ポックマークの有無、ビード形状が
凹凸かどうか、ビード外観の調査を行ったものである。
In addition, welding workability using a flat plate was investigated regarding the influence of flux spraying height on bead appearance using 25 mm x 5
Wire W- from Table 2 on a plate with a size between 00mm x 200mm
2, the height of flux spraying was 50m door, welding conditions were 700A, 33mm, 30 cm in 1.
A pass bead was placed and the appearance of the bead was investigated to see if there were any pockmarks and if the bead shape was uneven.

なお、予熱は行なわず溶接した。Note that welding was performed without preheating.

さらに、全溶着金属の機械的性質と化学成分は。Additionally, the mechanical properties and chemical composition of all weld metals are.

第1表に示した調香S−1(80キロ鋼相当)を用いて
、2511tπ×500朋×200皿の大きさの板2枚
に、開先角度30°の開先な形成せしめるようにガス切
断ルートギャップ12.7關とし、同鋼種(板厚251
1LN)で巾3Qmmの裏当金を作製してこれを開先裏
面に当接し第2表のワイヤW−1(80キロ級ワイヤ)
を用い、予熱パス量温度とも150℃で溶接条件550
A、31V、40/777y/minで15パスの多層
盛溶接を行った。
Using Perfume S-1 (equivalent to 80kg steel) shown in Table 1, two plates with the size of 2511tπ x 500mm x 200 plates were formed with a groove with a groove angle of 30°. The gas cutting root gap is 12.7 mm, and the same steel type (plate thickness 251 mm) is used.
1LN) with a width of 3Qmm and abutted it on the back side of the groove to wire W-1 (80kg wire) in Table 2.
Welding conditions were 550°C and preheating pass temperature was 150℃.
A, 15 passes of multilayer welding were performed at 31 V and 40/777 y/min.

その後第1図に示す要領により2myrt■ノツチシャ
ルピー衝撃試験片3とA1号丸棒引張試験片2をビード
1より採取した。
Thereafter, a 2-myrt Notch Charpy impact test piece 3 and a No. A1 round bar tensile test piece 2 were taken from the bead 1 in the manner shown in FIG.

なお同図においてt = 2.5 mal。t’= 9
.5 mmである。
In addition, in the same figure, t = 2.5 mal. t'=9
.. It is 5 mm.

また全溶着金属の化学成分は。引張試験後の試験片2を
用いて行った。
Also, what is the chemical composition of all weld metal? The test was conducted using test piece 2 after the tensile test.

これらの各試験結果を第5表と第6表に示しているが、
第5表、第6表から明らかなとうり、本発明フラックス
(Fl〜P6)は、いずれも拡散性水素量がl、QeC
/l OOf以下と低く、耐割れ性が良好で、溶着金属
の酸素量も500 ppm以下で衝撃値も一15℃で8
kg〜m以上の高い値が得られ、かつフラックスの撒布
高さを、5Qmlnと過大にしても、美麗なビード外観
が得られ、溶接作業性が良好である。
The results of each of these tests are shown in Tables 5 and 6.
As is clear from Tables 5 and 6, the fluxes of the present invention (Fl to P6) all have a diffusible hydrogen amount of 1, QeC
/l OOf or less, good cracking resistance, the amount of oxygen in the weld metal is less than 500 ppm, and the impact value is 8 at -15℃.
A high value of kg to m or more can be obtained, and even if the flux spreading height is increased to 5Qmln, a beautiful bead appearance can be obtained and welding workability is good.

しかし、それ以外の7ラツクス(F7〜F14)は、拡
散性水素量が低く、耐割れ性の良好なものは、溶接作業
性が悪かった幻、あるいは衝撃値が低く、また衝撃値の
高いフラックスは、溶接作業性が悪かったりして、水素
、靭性、作業性の3者を満足しない。
However, the other 7 luxes (F7 to F14) have a low amount of diffusible hydrogen and good cracking resistance, but the welding workability is poor, or the impact value is low and the impact value is high. does not satisfy the three requirements of hydrogen, toughness, and workability due to poor welding workability.

それらは次の理由による。They are due to the following reasons.

1ず、F7はS i 02(%) + MnO(%)の
含有量が51.6%と多いため、溶着金属の酸素量が増
加し。
First, since F7 has a high content of S i 02 (%) + MnO (%) of 51.6%, the amount of oxygen in the weld metal increases.

衝撃値が低く、さらに溶接作業性も悪い。The impact value is low, and welding workability is also poor.

F8はに20成分を0.8優も含有しているなめ溶接作
業性が悪い。
F8 contains more than 0.8 of 20 components and has poor welding workability.

F9は、ZrO2成分を6.3%も含有しているため、
F8同様溶接作業に問題がある。
Since F9 contains 6.3% of ZrO2 component,
Like the F8, there are problems with welding work.

FIOは5iO2(%) +Mn0(%)の含有量が3
3.2%と少ないため、拡散性水素量は若干増加した程
度であったが、溶接作業性に問題があった。
FIO has a content of 5iO2 (%) +Mn0 (%) of 3
Although the amount of diffusible hydrogen increased slightly since it was as low as 3.2%, there was a problem with welding workability.

Filは塩基度が1.42と高いために拡散性水素量が
2.4CC/100 Pと非常に多く、耐割れ性に問題
がある。
Since Fil has a high basicity of 1.42, the amount of diffusible hydrogen is as large as 2.4 CC/100 P, which poses a problem in crack resistance.

F12はNa2Oの含有量が2.4%と多いため。This is because F12 has a high Na2O content of 2.4%.

拡散性水素量は若干増加した程度であるが、溶接作業性
が悪い。
Although the amount of diffusible hydrogen increased slightly, welding workability was poor.

F13は塩基度(BI)が0.85と低いため、溶着金
属中の酸素量が増加し、衝撃値が低い。
Since F13 has a low basicity (BI) of 0.85, the amount of oxygen in the weld metal increases and the impact value is low.

F14は、かさ密度を小さくするために溶融物を水中に
急冷して製造したフラックスであるが。
F14 is a flux produced by rapidly cooling the melt in water to reduce the bulk density.

拡散性水素量が2.8cc/ 100 ?と非常に増加
し、耐割れ性に問題があった。
The amount of diffusible hydrogen is 2.8cc/100? This caused a problem with cracking resistance.

実施例 2 実施例1で得たフラックスの使用例について述べる。Example 2 An example of using the flux obtained in Example 1 will be described.

第4表の最後にその試験方法を示すように。The test method is shown at the end of Table 4.

般に実用されている第1表のS−3(SB−49相当)
の100771ffltを用い、 100mmX10.
O0mmX250m7Wの大きさ2枚に切断し、第2図
aK示すような開先形状で突合せ断手溶接を行ない、6
20℃で13hrの熱処理を実施して、引張、衝撃、側
曲げおよび分析試験を行なった。
S-3 (equivalent to SB-49) in Table 1, which is commonly used
Using 100771fflt, 100mmX10.
Cut into two pieces of 00 mm x 250 m 7 W, and butt weld with a groove shape as shown in Figure 2 aK, 6
A heat treatment of 13 hr at 20° C. was performed and tensile, impact, side bending and analytical tests were performed.

なお。第2図aにおいてt=100mm、7=l (:
)mm、θ==14°、R=127X711とした。
In addition. In Fig. 2a, t=100mm, 7=l (:
) mm, θ==14°, and R=127×711.

ワイヤは第2表のW−3(50〜60HT用)を用い、
フラックスは本発明フラックスとして、F2.Fl−よ
びF6.比較フラックスとしてF8を用い、予熱、パス
量温度とも150℃で65 OA、 34 V、 30
clnAninで57パスの多層溶接を行った。
For the wire, use W-3 (for 50-60HT) in Table 2,
The flux is F2. Fl- and F6. F8 was used as a comparison flux, and the preheating and pass temperature were both 150°C, 65 OA, 34 V, 30
57 passes of multilayer welding were performed using clnAnin.

なお、溶接はB、P側終了後F、P側をアークカラジン
クにより裏辻つりを実施して溶接した。
In addition, after welding on the B and P sides, the F and P sides were welded by carrying out Uratsuji sling using an arc cara zinc.

また、フラックスの撒布高さは約40關程度で行なって
いる。
Further, the flux is sprinkled at a height of about 40 degrees.

その後620℃X13hrでSRを行ない、第2図すに
示す要領で溶接ビード1から引張試験片2、衝撃試験片
3を採取した。
Thereafter, SR was performed at 620° C. for 13 hours, and tensile test pieces 2 and impact test pieces 3 were taken from the weld bead 1 in the manner shown in Figure 2.

なお、同図においてt=100間、 t’=1/ 4
t (25mm)、 t“=a/ 4 t (75mm
)とした。
In addition, in the same figure, between t=100 and t'=1/4
t (25mm), t"=a/4t (75mm
).

また、側曲げ試験は全厚(100πmt)で〈b返し2
本行ない、化学成分は引張試験後の試験片2よ如分析し
た。
In addition, the side bending test was performed at the full thickness (100πmt) with <b return 2
In this study, the chemical components were analyzed as in Test Piece 2 after the tensile test.

第7表の機械的性質、第8表に溶接金属の化学”来成分
を示した。
Table 7 shows the mechanical properties, and Table 8 shows the chemical composition of the weld metal.

第7表から明らかなように1本発明フラックスF2 、
F4およびF6は良好な延性を示したが比較フラックス
F8は、側曲げ試験において1部スラグ巻込み欠陥が発
生し、3/4tから採取した引張試験片においても、の
び、絞りが悪く問題であった。
As is clear from Table 7, the present invention flux F2,
F4 and F6 showed good ductility, but the comparative flux F8 had some slag entrainment defects in the side bending test, and even in the tensile test specimens taken from 3/4t, there were problems with poor elongation and narrowing. Ta.

これは開先底部近くの溶接時のビード形状不良(作業性
不良)から生じた欠陥によるものと思われる。
This seems to be due to defects caused by poor bead shape (poor workability) during welding near the bottom of the groove.

なお第8表の溶接金属の分析結果からは、特に差異は認
められない。
Note that no particular difference is observed from the analysis results of the weld metals in Table 8.

以上詳述したように本発明フラックスは、その撒布高さ
を制限する必要のない程度の良好な溶接作業性を有し、
耐水素割れ性が良好で高い靭性を有する溶接金属を得る
ことのできるもので、耐水素割れ性と高い靭性の要求さ
れるHT−80鋼や。
As detailed above, the flux of the present invention has such good welding workability that there is no need to limit the spraying height.
It is possible to obtain a weld metal with good hydrogen cracking resistance and high toughness, such as HT-80 steel, which requires hydrogen cracking resistance and high toughness.

高い靭性と多層溶接の際、良好な溶接作業性の要求され
る極厚鋼板の多層溶接のサブマージアーク溶接を能率よ
〈実施できる点でその工業的価値はきわめて高い。
Its industrial value is extremely high in that it can efficiently carry out submerged arc welding of multilayer welding of extremely thick steel plates, which requires high toughness and good welding workability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図a、bはいずれも本発明実施例における
性能試験の実施要領を示す図である。 1・・・・・・ビード、2・・・・・・引張試験片、3
・・・・・・衝撃試験片。
1 and 2a and 2b are diagrams showing the implementation procedure of the performance test in the embodiment of the present invention. 1...Bead, 2...Tensile test piece, 3
...impact test piece.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 主要成分が重量%にして、5i0225〜38φ、
Mn06〜17%、Ca114〜27%。 CaF212〜20%、Al2035〜20%、Ti0
21〜5%、Na2OあるいはLi2Oの一方筐たは両
方0.3〜2.0%Mg06%以下から成り。 かつ、次の(1)〜(3)式の条件を満足することを特
徴とする低水素、高靭性溶接金属の得られるサブマージ
アーク溶接用メルトフラックス。 (1) S t02 (%) +Mn0(%) =
35〜48 (%)(2)塩基度(Bi)〜0.9〜1
.3 (3)かさ密度が1.3〜1.9 ?/am3
[Claims] 1 The main components are 5i0225 to 38φ in weight%,
Mn06-17%, Ca114-27%. CaF212-20%, Al2035-20%, Ti0
21 to 5%, one or both of Na2O or Li2O, 0.3 to 2.0%, Mg0 or less to 6%. A melt flux for submerged arc welding that provides a low-hydrogen, high-toughness weld metal, which satisfies the following conditions (1) to (3). (1) S t02 (%) +Mn0 (%) =
35-48 (%) (2) Basicity (Bi) ~0.9-1
.. 3 (3) Is the bulk density 1.3 to 1.9? /am3
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