JPS5877790A - 潜孤溶接用焼結型フラツクス - Google Patents
潜孤溶接用焼結型フラツクスInfo
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- JPS5877790A JPS5877790A JP17497181A JP17497181A JPS5877790A JP S5877790 A JPS5877790 A JP S5877790A JP 17497181 A JP17497181 A JP 17497181A JP 17497181 A JP17497181 A JP 17497181A JP S5877790 A JPS5877790 A JP S5877790A
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- Japan
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- flux
- less
- welding
- submerged arc
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- Prior art date
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection 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
- B23K35/3601—Selection 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
- B23K35/3602—Carbonates, basic oxides or hydroxides
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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。
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焼結型フラックスに関し。
特に８０キロＩ＆尋の高張力鋼の溶接に用いえときに優
れた溶接作業性を発揮すると共にＸ線性能。
れた溶接作業性を発揮すると共にＸ線性能。
機械的性能及び１ｌｌｌｔｖｌｊれ性の優れた溶Ｗ！部
を与える。
を与える。
畷吸湿性の極低水素系潜弧＃接用焼結型フラツクスに関
するものである。
するものである。
８０等１級等の高張力鋼は、溶接構造物の大型化に伴っ
て圧力容器、橋梁、耐圧鋼管及び海洋構造物等に広く使
用されておシ、特に軽量化の要請が強い海洋構造物にお
ける利用はますます増加する傾向がみられる。
て圧力容器、橋梁、耐圧鋼管及び海洋構造物等に広く使
用されておシ、特に軽量化の要請が強い海洋構造物にお
ける利用はますます増加する傾向がみられる。
この種の高張力鋼の溶接には被覆アーク溶接棒を用い先
手ｒＩＩＩＩＩが主流を占めてきたが、近年では溶接能
率の陶土及び省力化を期してＴＩＧ溶接法やＭＩＧｊｌ
ｌｌ法等の半自動溶接や全自動溶接カＩ多用されている
。しかしＴＩＧ溶接やＭＩＧ＠接には溶接施工に高度の
技量と開先精度が要求されるので、最近ではそれ程の開
先精度が要求されず且つ入熱量が大きくて溶接能率の高
い潜弧溶接法に切夛換見られつつある。一方北海々域等
の低温環境で使用される海洋構造物等では、溶接部の機
械的性能殊に低温靭性や耐割れ性に高度の性能が要求さ
れるので、母材の物性に匹敵する性能のｆ＃接部を確保
すべく＊接材料殊に潜弧＃接層フラックスについての改
良研究４進められているが、現在のところ要求を満たす
性能のものＦｉ得られていない。即ち溶−型フラックス
の場合、高塩基性フラックス糸では良好な延性と靭性を
得ることはできるものの低水素化が極めて困−であるか
ら１通常は低水素糸の中性フラックスが使用されている
。
手ｒＩＩＩＩＩが主流を占めてきたが、近年では溶接能
率の陶土及び省力化を期してＴＩＧ溶接法やＭＩＧｊｌ
ｌｌ法等の半自動溶接や全自動溶接カＩ多用されている
。しかしＴＩＧ溶接やＭＩＧ＠接には溶接施工に高度の
技量と開先精度が要求されるので、最近ではそれ程の開
先精度が要求されず且つ入熱量が大きくて溶接能率の高
い潜弧溶接法に切夛換見られつつある。一方北海々域等
の低温環境で使用される海洋構造物等では、溶接部の機
械的性能殊に低温靭性や耐割れ性に高度の性能が要求さ
れるので、母材の物性に匹敵する性能のｆ＃接部を確保
すべく＊接材料殊に潜弧＃接層フラックスについての改
良研究４進められているが、現在のところ要求を満たす
性能のものＦｉ得られていない。即ち溶−型フラックス
の場合、高塩基性フラックス糸では良好な延性と靭性を
得ることはできるものの低水素化が極めて困−であるか
ら１通常は低水素糸の中性フラックスが使用されている
。
しかし極低／Ｍ（−４０〜−６０℃程度）Ｋおける靭性
値は依然として不十分であシ、シかも極低水素化の目的
は達成できない。また高塩基性の低水素系焼結型フラッ
クスも一部で使用されているが、フラックス中 ず、フラックス保管時の厳密な管埋と溶接時の予熱ｔＭ
度の厳守が不可欠である。
値は依然として不十分であシ、シかも極低水素化の目的
は達成できない。また高塩基性の低水素系焼結型フラッ
クスも一部で使用されているが、フラックス中 ず、フラックス保管時の厳密な管埋と溶接時の予熱ｔＭ
度の厳守が不可欠である。
上記の様な水素正しくは拡散性水素が継手欠陥（低温ｖ
ｓｒｔ、、ポックＶ−り、ヘリンボーン尋）の原因にな
ることは従来から確認されてお〕、溶接金属中への水素
の混入原因としては開先の錆や汚れ及び浴接ワイ゛ヤ中
の水素も考えられるが、最も大きいのはフラックス中の
水素化合物の熱分解によって生じる水素であるとされて
いる。この様な水素含有化合物としては製造当初から含
まれる結晶水や脚化水素書有化合物と保管時の吸着水分
に大別され、これらの水嵩源の低減対策についても種々
研究が進められている。特に焼結型フラックスでは粘結
剤として水ガラスを使用してお多水分含有率が高いので
、ｊ＃酸樵等の添加による低水素化が講じられて−るが
、８０キロ級高張力鋼用としては依然として不十分であ
る。ま九吸湿水分低減対策として難吸湿性の水ガラス〔
例えば珪酸リチウム水引も或いはｓｔｏｇとアＶカリ酸
化物とのｑｖ比及びＫ Ｂ Ｏ／ ＣＮ ＆ ２０ ＋
Ｋ ２、Ｏ）のモル比を考慮した珪酸アルカリ水溶液
等〕を使用したフラックスも搗案されて−るが、この種
の７ラツクスも実用化の域には達していない。
ｓｒｔ、、ポックＶ−り、ヘリンボーン尋）の原因にな
ることは従来から確認されてお〕、溶接金属中への水素
の混入原因としては開先の錆や汚れ及び浴接ワイ゛ヤ中
の水素も考えられるが、最も大きいのはフラックス中の
水素化合物の熱分解によって生じる水素であるとされて
いる。この様な水素含有化合物としては製造当初から含
まれる結晶水や脚化水素書有化合物と保管時の吸着水分
に大別され、これらの水嵩源の低減対策についても種々
研究が進められている。特に焼結型フラックスでは粘結
剤として水ガラスを使用してお多水分含有率が高いので
、ｊ＃酸樵等の添加による低水素化が講じられて−るが
、８０キロ級高張力鋼用としては依然として不十分であ
る。ま九吸湿水分低減対策として難吸湿性の水ガラス〔
例えば珪酸リチウム水引も或いはｓｔｏｇとアＶカリ酸
化物とのｑｖ比及びＫ Ｂ Ｏ／ ＣＮ ＆ ２０ ＋
Ｋ ２、Ｏ）のモル比を考慮した珪酸アルカリ水溶液
等〕を使用したフラックスも搗案されて−るが、この種
の７ラツクスも実用化の域には達していない。
本発明者篩は上記の様な事情に着目し、高張力鋼母材の
低入熱乃至大入熱溶接に適用した場合でも、良好な＊＊
作業性のもとで耐割れ性、Ｘ線性能及び機械的性質の優
れた溶接部を与える様な低水素系の潜弧溶接用焼結型フ
ラックスを開発すべく、特にフラックスの成分組成を主
体にして研究を進めてきた０本発明はかかる研究の結果
完成されたものであって、その構成は、フラックス原料
にＮＩｋ２０ Ｋ２Ｏ−Ｌｉ２０−Ｈ２０系水力′リ
スを添加し命粒後焼成した潜弧溶接用焼結型フッックス
において、ｃａｃｏ３ ： １５〜８０％（重量嗟以下
同じ）及び／若しくけＢａＣＯ３： ５０憾以°下を（
ＣａＣＯ３＋１／２ ＢａＣＯ３）がＩＦｈ〜８０嗟と
なる様に含有し、且つＭｇＯ：ｌｆｓ〜４５ｇＩＩ、Ａ
／２０３ ： １０〜８０ｅｓ−ＣａＦ２ ： Ｉｆｆ
〜８０４，５ｉ０２：１７鳴以下、アルカリ金属酸化物
：５係以下、Ｓｉ及び／又はＡ／：８憾以下を含有し、
且つ（ＯＪ６ＣａＧＯ３＋ＣａＯ）／ＭｇＯの重量比を
１．２以下、（前記水ガラスのＳ ｔＱ２）／アルカリ
、金属酸化物のモル比を１．８〜２．２ 、Ｎ ａ ２
０ ／ （Ｎ ａ ２０ ＋ Ｋ ２０ ）のモル比を
Ｏ，Ｆ） ５〜０．８５． Ｌ ｊ ２０／ ＣＮ ａ
２０＋に２０＋Ｌ ｉ ２０ ）のモル比を０．１０
〜ｏ、ｓｎ。
低入熱乃至大入熱溶接に適用した場合でも、良好な＊＊
作業性のもとで耐割れ性、Ｘ線性能及び機械的性質の優
れた溶接部を与える様な低水素系の潜弧溶接用焼結型フ
ラックスを開発すべく、特にフラックスの成分組成を主
体にして研究を進めてきた０本発明はかかる研究の結果
完成されたものであって、その構成は、フラックス原料
にＮＩｋ２０ Ｋ２Ｏ−Ｌｉ２０−Ｈ２０系水力′リ
スを添加し命粒後焼成した潜弧溶接用焼結型フッックス
において、ｃａｃｏ３ ： １５〜８０％（重量嗟以下
同じ）及び／若しくけＢａＣＯ３： ５０憾以°下を（
ＣａＣＯ３＋１／２ ＢａＣＯ３）がＩＦｈ〜８０嗟と
なる様に含有し、且つＭｇＯ：ｌｆｓ〜４５ｇＩＩ、Ａ
／２０３ ： １０〜８０ｅｓ−ＣａＦ２ ： Ｉｆｆ
〜８０４，５ｉ０２：１７鳴以下、アルカリ金属酸化物
：５係以下、Ｓｉ及び／又はＡ／：８憾以下を含有し、
且つ（ＯＪ６ＣａＧＯ３＋ＣａＯ）／ＭｇＯの重量比を
１．２以下、（前記水ガラスのＳ ｔＱ２）／アルカリ
、金属酸化物のモル比を１．８〜２．２ 、Ｎ ａ ２
０ ／ （Ｎ ａ ２０ ＋ Ｋ ２０ ）のモル比を
Ｏ，Ｆ） ５〜０．８５． Ｌ ｊ ２０／ ＣＮ ａ
２０＋に２０＋Ｌ ｉ ２０ ）のモル比を０．１０
〜ｏ、ｓｎ。
溶質濃度を８５〜４ｆｉｇｂとしたところに要旨が存在
する。
する。
以下本発明における成分組成の設定・理由を説明する。
ＣａＣＯ３：１Ｍ〜ＩＩ◎憾及び／若しくけＢａＣＯ３
：ＲｏｌＧ以下を（Ｃ＆ ＣＯｓ ＋１／２８ａＣＯ３
）として１６〜ａＯ饅 ＣａＣＯ３及びＢ ＆ Ｃ０３は何れも一基性威分であ
って溶接金属の靭性を高める作用があル、しか４分解生
成すｈｃｏ ！！ガスによって＃接部近傍雰囲気中の水
素分圧を下げて溶接金属の低水素化に寄与す為、Ｉ！に
アークを安定化させると共Ｗｃ４級金属の耐気孔性を改
曽する作用−ある。これらの効果を有効に発揮させる為
には（Ｃ＆ＣＯ３十１７’２ Ｂ Ｉ ＣＯＳ ）とし
て１６−以上含有させなければならず、に面ａＯ＊を越
えるとスラグの剥離性が極端＃Ｃ悪化する。崗ＣａＣＯ
３が８０憾を越えるとスラグの粘性が高＜１に、ａ、ビ
ード解伏、ビード外観及びスラグ剥離性が感（なると共
に、低入熱０１１１条件下でビード表面にポックマーク
が発生し易くなる。またＢａＣＯ３が５０憾を越えると
、フラックスの溶融速度が低下してビード輸が小さく且
つ凸気味になｐ融合不良が生じ易くなる。
：ＲｏｌＧ以下を（Ｃ＆ ＣＯｓ ＋１／２８ａＣＯ３
）として１６〜ａＯ饅 ＣａＣＯ３及びＢ ＆ Ｃ０３は何れも一基性威分であ
って溶接金属の靭性を高める作用があル、しか４分解生
成すｈｃｏ ！！ガスによって＃接部近傍雰囲気中の水
素分圧を下げて溶接金属の低水素化に寄与す為、Ｉ！に
アークを安定化させると共Ｗｃ４級金属の耐気孔性を改
曽する作用−ある。これらの効果を有効に発揮させる為
には（Ｃ＆ＣＯ３十１７’２ Ｂ Ｉ ＣＯＳ ）とし
て１６−以上含有させなければならず、に面ａＯ＊を越
えるとスラグの剥離性が極端＃Ｃ悪化する。崗ＣａＣＯ
３が８０憾を越えるとスラグの粘性が高＜１に、ａ、ビ
ード解伏、ビード外観及びスラグ剥離性が感（なると共
に、低入熱０１１１条件下でビード表面にポックマーク
が発生し易くなる。またＢａＣＯ３が５０憾を越えると
、フラックスの溶融速度が低下してビード輸が小さく且
つ凸気味になｐ融合不良が生じ易くなる。
ＭｇＯ： Ｉ ５〜４６ｇ６
生成スラグの塩基度を高めると共にスラグの流動性及び
剥離性を改善する作用があシ、１５１１Ｇ未−ではこれ
らの作用が有効に発揮されない。一方４５優を越えると
スラグの剥離性がかえって悪化する。
剥離性を改善する作用があシ、１５１１Ｇ未−ではこれ
らの作用が有効に発揮されない。一方４５優を越えると
スラグの剥離性がかえって悪化する。
ＡＩＢＱ３：１０〜８０参
高温安定性の−れた酸化物であり且つアークの集中性を
高める作用がある。また生成スラグを緻密にすると共に
Ｔｏ Ｃ＆ Ｆ ２の共存下で適当な粘性のスラグを生
成しビード外観を良好にする。１０憾未縮では前記の諸
効果殊にアーク集中性が不十分となり、溶込み不良、ス
ラグの巻込み、融合不良等が現われ、一方８０嗟を越え
るとビード外観及びアーク管定性がかえって低下傾向を
示す様になあ。
高める作用がある。また生成スラグを緻密にすると共に
Ｔｏ Ｃ＆ Ｆ ２の共存下で適当な粘性のスラグを生
成しビード外観を良好にする。１０憾未縮では前記の諸
効果殊にアーク集中性が不十分となり、溶込み不良、ス
ラグの巻込み、融合不良等が現われ、一方８０嗟を越え
るとビード外観及びアーク管定性がかえって低下傾向を
示す様になあ。
ＣａＦ２：１Ｇ〜８０１Ｇ
溶接金属のＭＷ反応を促進すると共に、溶接金属中の一
累倉を低減して耐気孔性を扁める作用がある。更に一点
の高Ｌ／ｋＭ ｇ Ｏ％Ｃ＆ ０ 、 ＡＩＢＱ ３を
多量含有する本発明のフラックスにおいて生成スラグ剥
離性を調整するという重要な作用があ〕。
累倉を低減して耐気孔性を扁める作用がある。更に一点
の高Ｌ／ｋＭ ｇ Ｏ％Ｃ＆ ０ 、 ＡＩＢＱ ３を
多量含有する本発明のフラックスにおいて生成スラグ剥
離性を調整するという重要な作用があ〕。
１（１未満ではこれらの効果が有効に発揮されな込、シ
かし８６１１を總えるとアーク安定性が悪化すると共ｔ
Ｉｃ、スッグスラグ性が高く１にカすぎてビードの波ｌ
ｉｄ乱れ、且つポックマークが発生し易（なる。
かし８６１１を總えるとアーク安定性が悪化すると共ｔ
Ｉｃ、スッグスラグ性が高く１にカすぎてビードの波ｌ
ｉｄ乱れ、且つポックマークが発生し易（なる。
Ｓｉｎｇ：１７嚢以下
ｍｕｓ性の優れたスラグを与えビード外観及びビード形
吠を整える作用があるが、反面スラグの塩基度を下げ溶
接金属の靭性と延性を低下させて耐割れ性を阻書する。
吠を整える作用があるが、反面スラグの塩基度を下げ溶
接金属の靭性と延性を低下させて耐割れ性を阻書する。
従ってその含有率は低めに抑えるべきであシ、上記の様
な悪影響が実質上表われない１γ憾を上限と定めた。但
しＳ ｉ ＯＢ量を極端に少な（するとスラグの塩基度
が高くなシすぎてスラグの流動性が悪（な９．ビードの
波形が乱れると共にビード止端部の形ａ′が悪化する。
な悪影響が実質上表われない１γ憾を上限と定めた。但
しＳ ｉ ＯＢ量を極端に少な（するとスラグの塩基度
が高くなシすぎてスラグの流動性が悪（な９．ビードの
波形が乱れると共にビード止端部の形ａ′が悪化する。
これらの欠点は、従来高塩基性フラックスが一般的に使
用されなかった最大の理由であるが１本発明では、後述
する（０．５８ＣａＣＯ３＋Ｃａ０）／ＭｇＯ重量比、
Ａ／、２０３とＣａＦ２の適正配合率、６ｉ及び／又Ｆ
ｉＡ／の配合量等とのかね合いを考慮することによ〕、
上記機能を発揮させる為の条件（高塩基性）を確保しつ
つ良好な溶接作業性が得られる様にしている。
用されなかった最大の理由であるが１本発明では、後述
する（０．５８ＣａＣＯ３＋Ｃａ０）／ＭｇＯ重量比、
Ａ／、２０３とＣａＦ２の適正配合率、６ｉ及び／又Ｆ
ｉＡ／の配合量等とのかね合いを考慮することによ〕、
上記機能を発揮させる為の条件（高塩基性）を確保しつ
つ良好な溶接作業性が得られる様にしている。
ＣａＯ：８％以下
ＣａＣＯ３やＭｇＯと共にスラグの塩基度を高め溶接金
属の機械的性質を高める作用がある。しかし本発明の様
に高塩基性スラグを生成するフラックスにおいては、８
１ｉを越えるとビード外観が劣化すると共に、良好な溶
接作業性を得る為の適正溶接条件範囲が極めて狭くなる
。
属の機械的性質を高める作用がある。しかし本発明の様
に高塩基性スラグを生成するフラックスにおいては、８
１ｉを越えるとビード外観が劣化すると共に、良好な溶
接作業性を得る為の適正溶接条件範囲が極めて狭くなる
。
アルカリ金ＡＩＩＩｔｌＩ化物：６−以下代表的なもの
としてＮ ａ ２０． Ｋ２Ｏ，Ｌ ｉ ２０が挙げら
れ、アーク安定性を誦める作用がある。
としてＮ ａ ２０． Ｋ２Ｏ，Ｌ ｉ ２０が挙げら
れ、アーク安定性を誦める作用がある。
しかし５ｇｓを越えるとアークがかえって不安定になｐ
短絡した９ビ一ド幅が不揃いになる等の欠陥が表われる
。
短絡した９ビ一ド幅が不揃いになる等の欠陥が表われる
。
Ｓｉ及び／又はＡＩ：夫々８優以下
脱酸剤として有効な成分であシ、溶接金属のＸ線性能を
高める。これらは単独若しくは複合で含有される零、多
すぎると溶接金属の耐割れ性及び機械的性質が劣化する
ので、夫々・８優以下に抑えなければならない。
高める。これらは単独若しくは複合で含有される零、多
すぎると溶接金属の耐割れ性及び機械的性質が劣化する
ので、夫々・８優以下に抑えなければならない。
（０，５８Ｃ＠ＣＯ３＋Ｃ＆Ｏし−ｇＯ重量比＝１．２
以下最近の海洋構造物に対する溶接部の要求性能例とし
ては、（ｖｌ ４０℃）≧８゜６又は＠、 ４ ｋｇｆ
−ｍ。
以下最近の海洋構造物に対する溶接部の要求性能例とし
ては、（ｖｌ ４０℃）≧８゜６又は＠、 ４ ｋｇｆ
−ｍ。
〔マＩＣ−６０℃〕≧４．８ ｋｇｆ−ｍ＊＃６Ｊ１．
シｈ％大入熱の溶接施工条件下で上記の様な低温靭性
を確保する必要がある。その為には例えば第１図（フラ
ックス中の８１量、溶接金属中の酸素量及び低温靭性０
８項ｌｌＯ関係を示すグラフ）Ｋ表われる如＜、Ｓ＊金
金属中酸素量を８００ ｐｐｍ以下にする必要がある。
シｈ％大入熱の溶接施工条件下で上記の様な低温靭性
を確保する必要がある。その為には例えば第１図（フラ
ックス中の８１量、溶接金属中の酸素量及び低温靭性０
８項ｌｌＯ関係を示すグラフ）Ｋ表われる如＜、Ｓ＊金
金属中酸素量を８００ ｐｐｍ以下にする必要がある。
そζで本発明では前述の様［Ｓｉ０，２を１！＄１１以
下としＣａＯやＭｇＯを多量含有させて高塩基性スラグ
系としているが、前述の様にスラグの塩基度を高めすぎ
ると溶接作業性が低下するので＾ｌ怠０纂やＣ龜ＦＢ、
Ｓｉ及び／又はＩの含有率等を規定することによって溶
接作業性の改曽を図っている。しかしながら実験の結果
では。
下としＣａＯやＭｇＯを多量含有させて高塩基性スラグ
系としているが、前述の様にスラグの塩基度を高めすぎ
ると溶接作業性が低下するので＾ｌ怠０纂やＣ龜ＦＢ、
Ｓｉ及び／又はＩの含有率等を規定することによって溶
接作業性の改曽を図っている。しかしながら実験の結果
では。
後述する如＜ （０，ｆｓｇＣａＣＯ３＋Ｃ＆Ｏ）／Ｍ
ｇＯ重量比が溶接作業性と密接な関係を有しておシ、こ
の値が１．２を越えるとスラグの流動性が極端に悪くな
り、ビード形伏が悪化すると共にビード表面にあばたや
ｌツクマークが多発することが判明した。この様な増肉
から本発明では（０，６６ＣＩＣＯ３＋ｃａｏ）／〆Ｍ
ｇＯ重量比を１．２以下と定めた。
ｇＯ重量比が溶接作業性と密接な関係を有しておシ、こ
の値が１．２を越えるとスラグの流動性が極端に悪くな
り、ビード形伏が悪化すると共にビード表面にあばたや
ｌツクマークが多発することが判明した。この様な増肉
から本発明では（０，６６ＣＩＣＯ３＋ｃａｏ）／〆Ｍ
ｇＯ重量比を１．２以下と定めた。
本発明におけるフラックス原料としての必須成分は以上
の通りであるが、この他必要に応じて８幅以下の希土類
元素化合物を併用することも有効である。即ち希土類元
素化合物としてはイツトリウム、ランタン、セリウム等
の希土類元素の酸化物や弗化物尋があり、これらは本発
明の様な高塩基性スラグ系において脱酸を促進し、Ｉ！
にはビード波形を整えると共にビード外観を美麗にし且
つｌツクマークを抑制する等の作用を有しており。
の通りであるが、この他必要に応じて８幅以下の希土類
元素化合物を併用することも有効である。即ち希土類元
素化合物としてはイツトリウム、ランタン、セリウム等
の希土類元素の酸化物や弗化物尋があり、これらは本発
明の様な高塩基性スラグ系において脱酸を促進し、Ｉ！
にはビード波形を整えると共にビード外観を美麗にし且
つｌツクマークを抑制する等の作用を有しており。
特Ｋｓｔ、Ａｚ等の脱酸剤と共に併用した場合。
大入熱溶接において顕著な効果を発揮する。しかし希土
類元素化合物は高価であると共に２過度の添加はビード
表面へのスラグの焼付龜を起こす原因になるので８１１
以下に抑えなければならない。
類元素化合物は高価であると共に２過度の添加はビード
表面へのスラグの焼付龜を起こす原因になるので８１１
以下に抑えなければならない。
本発明においては上記のフラックス原料がＮＩｋＢＯ−
ＫＨＯ−Ｌ ｉ ２Ｏ−Ｈ２Ｏ系の難吸湿性・水ガラス
よｐなる粘結剤と共に混錬し造粒・焼成することＫよっ
て製品フラックスとするが。
ＫＨＯ−Ｌ ｉ ２Ｏ−Ｈ２Ｏ系の難吸湿性・水ガラス
よｐなる粘結剤と共に混錬し造粒・焼成することＫよっ
て製品フラックスとするが。
製品フラックスの難吸湿性を高めて保管時及び使用時の
吸湿を防止して低水素化の目的を達成する為には、水ガ
ラスの成分組設を適正に調整する必要があることが分か
った。即ち第１表に示す配合組成のフラックス原料に第
２表に示す組成の水ガラスを適量配合し、造粒後６２０
℃で焼成して得り燈結型フフッタスについて、温度８０
℃、相対湿Ｊ！Ｉ″８０憾の雰囲気中に２４時間放瞳し
たときの吸湿水分を測定したところ、第２表に併記する
結果が得られた。
吸湿を防止して低水素化の目的を達成する為には、水ガ
ラスの成分組設を適正に調整する必要があることが分か
った。即ち第１表に示す配合組成のフラックス原料に第
２表に示す組成の水ガラスを適量配合し、造粒後６２０
℃で焼成して得り燈結型フフッタスについて、温度８０
℃、相対湿Ｊ！Ｉ″８０憾の雰囲気中に２４時間放瞳し
たときの吸湿水分を測定したところ、第２表に併記する
結果が得られた。
（１１１麓憾）
＠２表からも明らかな様に、製品フラックスの離吸湿化
を達成する為には、５１０ｇとアルカリ酸化物の４Ｊ＆
／比を１．８〜２．２． Ｎ ａ Ｂ Ｏ／ （Ｎａｎ
。
を達成する為には、５１０ｇとアルカリ酸化物の４Ｊ＆
／比を１．８〜２．２． Ｎ ａ Ｂ Ｏ／ （Ｎａｎ
。
＋に２０）毫ル比を０．６５〜０．８ Ｂ、 Ｌ ｉ
２ｏ７（Ｎ＆ｇＯ＋ＫｇＯ＋Ｌ ｉｇＯ’）ｑル比を０
．１０〜Ｏ，ａＯとし、且つ溶質濃度を８６〜４６９６
にする必要があゐ。
２ｏ７（Ｎ＆ｇＯ＋ＫｇＯ＋Ｌ ｉｇＯ’）ｑル比を０
．１０〜Ｏ，ａＯとし、且つ溶質濃度を８６〜４６９６
にする必要があゐ。
また第２図は、フラックスの粒Ｎ構成が吸湿性に及ぼす
影響を示し九グラフである。即ち第８表に示す粒度構ｗ
ｔＯ焼結型フラックスを使用し、上記と同様の方法で吸
湿性試験を行なつ九結果を示しえものであるが、この結
果からも明らかな様に。
影響を示し九グラフである。即ち第８表に示す粒度構ｗ
ｔＯ焼結型フラックスを使用し、上記と同様の方法で吸
湿性試験を行なつ九結果を示しえものであるが、この結
果からも明らかな様に。
耐吸湿性を高める為にＦｉ４８メツｔ／ｚよりも微細な
粒子の含有率をａＯ嚢以下に抑えることが望まれる。但
し粒子が粗すぎると溶接作業性が低下するので、１０メ
ツＶ＆よ〕も粗い粒子の含有率は１６−以下に抑えるべ
きである。またフラックスの嵩密度は０．７６〜ｔｘｏ
ｇ／−の範囲において耐吸湿性及び溶接作業性の両者を
員足する。
粒子の含有率をａＯ嚢以下に抑えることが望まれる。但
し粒子が粗すぎると溶接作業性が低下するので、１０メ
ツＶ＆よ〕も粗い粒子の含有率は１６−以下に抑えるべ
きである。またフラックスの嵩密度は０．７６〜ｔｘｏ
ｇ／−の範囲において耐吸湿性及び溶接作業性の両者を
員足する。
ちなみＶｃ憧低水素系にする為の要件としては。
一般にフラックスの粒内水分含有率を６０ ｐｐｍ以下
にする必要があるとされているが、上記要件を満足する
難湿性水ガラスを使用し、 ５０６ Ｎ５７０℃で８０
分程度以上の乾燥・焼成を行なって得たフラックスの耐
吸湿性は、第８図に示す如く他の公知水ガラスを用いた
フラックスの耐吸湿性グラフと対比すれば明らかな様に
極めて−れており。
にする必要があるとされているが、上記要件を満足する
難湿性水ガラスを使用し、 ５０６ Ｎ５７０℃で８０
分程度以上の乾燥・焼成を行なって得たフラックスの耐
吸湿性は、第８図に示す如く他の公知水ガラスを用いた
フラックスの耐吸湿性グラフと対比すれば明らかな様に
極めて−れており。
且つ第４図（焼成温度と７ラツクス中の水素含有率の関
係を示すグラフ）からも明らかな様に１本発明の要件を
＃えす焼結型フラックスの氷雪含有率は、焼成温度を適
正に調整することによって確実に６０ ｐｐｍｊ３を下
に抑えることができる。
係を示すグラフ）からも明らかな様に１本発明の要件を
＃えす焼結型フラックスの氷雪含有率は、焼成温度を適
正に調整することによって確実に６０ ｐｐｍｊ３を下
に抑えることができる。
これに対し従来の焼結型フツックスＶｃ＃吸湿性を与え
る場合、焼成温度を２００〜４００℃程度に設定するの
が通例であるが、仁の程度ではフラックスの水分含有率
を６０ ｐｐｍ以下にすることができず、仮Ｋｓｏｏ〜
６００℃程度の高温で焼成した場合でも水分含有率を十
分に低くすることはで＠ｅい、１１１焼成温度が５７０
℃を越えるとフラックス成分中のＣａ ＣＯ３≠よＣ畠
０とＣＯ２に分解し、Ｃ０ＩＫよる低水素化効果が低下
すると共に、ＣａＯは水分を吸収し易く例えば８１５図
に示す如く水嵩含有率自体零高（なる。この様なところ
から本発明の特徴を有効に生かす為Ｉｌｃは焼成温度を
６００〜６７０℃の範囲に設定することが望まれる。
る場合、焼成温度を２００〜４００℃程度に設定するの
が通例であるが、仁の程度ではフラックスの水分含有率
を６０ ｐｐｍ以下にすることができず、仮Ｋｓｏｏ〜
６００℃程度の高温で焼成した場合でも水分含有率を十
分に低くすることはで＠ｅい、１１１焼成温度が５７０
℃を越えるとフラックス成分中のＣａ ＣＯ３≠よＣ畠
０とＣＯ２に分解し、Ｃ０ＩＫよる低水素化効果が低下
すると共に、ＣａＯは水分を吸収し易く例えば８１５図
に示す如く水嵩含有率自体零高（なる。この様なところ
から本発明の特徴を有効に生かす為Ｉｌｃは焼成温度を
６００〜６７０℃の範囲に設定することが望まれる。
本発明は概略以上の様に構成されておル、特に６０〜８
０キロ級戚−はそれ以上の強度を有する高張力鋼用の極
低水素系潜弧溶接用焼結型フラックスとして、以下に示
す様な棚々の特性を発揮する。
０キロ級戚−はそれ以上の強度を有する高張力鋼用の極
低水素系潜弧溶接用焼結型フラックスとして、以下に示
す様な棚々の特性を発揮する。
■一般の浴接時における低水素化の為の予熱は板厚によ
っても異なるが１００〜２００℃が必要とされている。
っても異なるが１００〜２００℃が必要とされている。
しかし本発明のフラックスを使用すれば溶接金属中の拡
散性水素量を格段に低減することができるので、６０℃
程度の予熱で低ｔＭｌｉＩｌれを防止することができる
。
散性水素量を格段に低減することができるので、６０℃
程度の予熱で低ｔＭｌｉＩｌれを防止することができる
。
■常温常湿条件で放瞳した場合で４［低水素レベルを維
持するので保管条件を厳密にする必要ガな（、且つ湿度
の高い現場でも支障な（ｆ＃接することができる。
持するので保管条件を厳密にする必要ガな（、且つ湿度
の高い現場でも支障な（ｆ＃接することができる。
■合金元素の少ないフラックス成分系を選択することに
より、浴接条件の変動に伴なう合金元素歩留りのｄらつ
きによる）ラブＶを最小限に抑制することができる。し
か吃厚板の開先に適用した場合でも溶接作業性が良好で
あり、且つ機被的性質の優れた溶接金属を得ることがで
きる。
より、浴接条件の変動に伴なう合金元素歩留りのｄらつ
きによる）ラブＶを最小限に抑制することができる。し
か吃厚板の開先に適用した場合でも溶接作業性が良好で
あり、且つ機被的性質の優れた溶接金属を得ることがで
きる。
■フラックス中の５ｉ０２含有量が少なく生成スラグが
？１１１ｊｊ！基性であるので、ワイヤから添加される
合金元素の歩留〕が安定している。またワイヤ中にＴム
、Ａ／、Ｚｒ尋を添加してもＳ ｉ Ｏ２の還元に消費
されることがなく、それら金属元素の脱酸、脱窒効果を
十分に発揮させることができ。
？１１１ｊｊ！基性であるので、ワイヤから添加される
合金元素の歩留〕が安定している。またワイヤ中にＴム
、Ａ／、Ｚｒ尋を添加してもＳ ｉ Ｏ２の還元に消費
されることがなく、それら金属元素の脱酸、脱窒効果を
十分に発揮させることができ。
加えて＊＊金属の低ｍ１ｉｌ性奄向上する。
次に実験例を挙げて本発明の構成及び作用効果を明確に
する。賞前記及び後記のフラックスの水分吸着量Ｃ吸湿
量）、水素含有率及び溶接金属中の拡散性水素量は下記
の方法で測定した。
する。賞前記及び後記のフラックスの水分吸着量Ｃ吸湿
量）、水素含有率及び溶接金属中の拡散性水素量は下記
の方法で測定した。
試料フラックスを１１６０℃で乾燥した後、！ＪｆａＯ
℃、湿度８０１ｇの恒温恒湿槽に入れ、経時的に吸湿水
分による重量増加を測定する。
℃、湿度８０１ｇの恒温恒湿槽に入れ、経時的に吸湿水
分による重量増加を測定する。
試料フラックス中の水素源（Ｈ２Ｏ尋）を高温下でグラ
フアイ）によって還元し、すべてなＨ２にし大伏蘭でガ
スクロマイトグラフによ）定量する。
フアイ）によって還元し、すべてなＨ２にし大伏蘭でガ
スクロマイトグラフによ）定量する。
ＪＩＳ−２−１０６（グ９−ｋｉｎ／ｅ）Ｋ準じて、不
活性ガス中で溶接金属中の水素を捕集しガスクロマトグ
ラフによシ定蓋する方法。この方法は特に極低水素領埴
で高い分析Ｍ度を得ることができ、ＩＩＷ法（水銀法）
に匹敵するＭＭが得られる。
活性ガス中で溶接金属中の水素を捕集しガスクロマトグ
ラフによシ定蓋する方法。この方法は特に極低水素領埴
で高い分析Ｍ度を得ることができ、ＩＩＷ法（水銀法）
に匹敵するＭＭが得られる。
実験例
第４表に示す成分組数の焼結型フラックスを使用し、下
記の条件で潜弧溶接を行なったときの溶接作業性、溶接
金属中の酸素量及び低温靭性を調べた。結果をｖｇｂ表
に示す。
記の条件で潜弧溶接を行なったときの溶接作業性、溶接
金属中の酸素量及び低温靭性を調べた。結果をｖｇｂ表
に示す。
母 材：８０キロ級高張力鋼（市販品）溶接ワイヤ
：ＵＳ−８０ＢＮ（市販品）Ｕ％ＩＩＦ−Ａ（８，４Ｎ
ｉ −ＯＲＣｒ−０，１１Ｍ。
：ＵＳ−８０ＢＮ（市販品）Ｕ％ＩＩＦ−Ａ（８，４Ｎ
ｉ −ＯＲＣｒ−０，１１Ｍ。
Ｏ，ＩＴｉ）
開先形伏 ： ＡＷＳＡ６．２８に準拠（８０度、裏当
余部の開先４Ｑｉｌ １８ ｔｍ ）＃接法 ：Ｓ−
１電極（ワイヤ４．０ ｓｗφ）Ｔ−２電ｔｊＡ（ワイ
ヤ４．８Ｎφ） 溶接電流 ：Ｓ−５６ＯＡ ？−先ｆｆａｉｉｇ ５０ Ａ、 後ｔＹ４ｍＷ６ Ｍ
ＯＡ、極間８６ｍ ５＊電圧 ：Ｓ−ａｇｖ Ｔ−先行１１ｉａＺＶ、後行極８２ 溶接速度 ：Ｓ５−４０ａ／分 子−６０ｍ＋／分 パス間温度：１６０℃ 賞上妃ｖｃｓＰいてＳは膳電極溶接、Ｔは２電極溶第４
．５表からも明らかな様に１本発明で規定する要件を一
つでも欠くフラックス（Ｉ６１〜１１）は、溶接作業性
やビード外観が悪かったシ、或いはこれらが良好であっ
ても低温靭性が乏しく本発明の目的は達成できない。こ
れに対し本発明の要件をすべてｌｉ１足するフラックス
（ム１２〜１６）を使用すると、溶接作業性、ビード外
観共に良好であり、且つ溶接金属中の酸素量も少なく良
好な低温靭性が得られ、機械的性質も良好である。
余部の開先４Ｑｉｌ １８ ｔｍ ）＃接法 ：Ｓ−
１電極（ワイヤ４．０ ｓｗφ）Ｔ−２電ｔｊＡ（ワイ
ヤ４．８Ｎφ） 溶接電流 ：Ｓ−５６ＯＡ ？−先ｆｆａｉｉｇ ５０ Ａ、 後ｔＹ４ｍＷ６ Ｍ
ＯＡ、極間８６ｍ ５＊電圧 ：Ｓ−ａｇｖ Ｔ−先行１１ｉａＺＶ、後行極８２ 溶接速度 ：Ｓ５−４０ａ／分 子−６０ｍ＋／分 パス間温度：１６０℃ 賞上妃ｖｃｓＰいてＳは膳電極溶接、Ｔは２電極溶第４
．５表からも明らかな様に１本発明で規定する要件を一
つでも欠くフラックス（Ｉ６１〜１１）は、溶接作業性
やビード外観が悪かったシ、或いはこれらが良好であっ
ても低温靭性が乏しく本発明の目的は達成できない。こ
れに対し本発明の要件をすべてｌｉ１足するフラックス
（ム１２〜１６）を使用すると、溶接作業性、ビード外
観共に良好であり、且つ溶接金属中の酸素量も少なく良
好な低温靭性が得られ、機械的性質も良好である。
賽−例２
第６図に示す如く拘束板ｌ上に母材２を載置し。
全周を溶接して拘束した後、第４表の中から選択した溶
接作業性及びビード外観の良好なフラックスを用いて、
下記のＩＯ接条件で拘束割れ試験を行なった。向比較の
為低水素系の中性浴１Ｍｉ型フラックス（市販品）につ
いても同様の試験を行なった。
接作業性及びビード外観の良好なフラックスを用いて、
下記のＩＯ接条件で拘束割れ試験を行なった。向比較の
為低水素系の中性浴１Ｍｉ型フラックス（市販品）につ
いても同様の試験を行なった。
結果を第６表に示す。
母 材：８０キロ級高張力鋼（市販品）。
１００ｍ＋’
［１ｖイヤ：υ５−ｇ０ＢＮ又けＵＷ−Ａ、４．８ｍφ
開先１１吠 ：３０度開先で深さｌｏｗ、開先底部は７
ｗＩＲ 溶接電ｆｉ ：先行極６００Ａ、後行価６５０Ａ極間
距離８６ｍ Ｉ＃接電圧 ：先行ａｓ ２ｖ、 後行ｔｉｉｓ ｇｖ
溶接速度 ；６０国／分 第６表から′４ｈ明らかな様に比較フラックス（＆２．
７及び従来材）を用いえものは、予熱・パス間温度が６
０℃又は１００℃で割れを発生する。
開先１１吠 ：３０度開先で深さｌｏｗ、開先底部は７
ｗＩＲ 溶接電ｆｉ ：先行極６００Ａ、後行価６５０Ａ極間
距離８６ｍ Ｉ＃接電圧 ：先行ａｓ ２ｖ、 後行ｔｉｉｓ ｇｖ
溶接速度 ；６０国／分 第６表から′４ｈ明らかな様に比較フラックス（＆２．
７及び従来材）を用いえものは、予熱・パス間温度が６
０℃又は１００℃で割れを発生する。
１＊Ａａのフラックスを使用した場合割れの発生はみら
れｔｋｖｈが、吸湿させて使用すると拡散性水素量が増
大し割れが発生する。これに対し本発明の７ツツクス（
Ａ１２〜１６）であれば、使用直前に乾燥した％（Ｄは
もとよ）吸湿させて使用した場合でも溶接金属中の拡散
性水素Ｊ１け極めて少な（、優れ九耐割れ性を有してい
る。
れｔｋｖｈが、吸湿させて使用すると拡散性水素量が増
大し割れが発生する。これに対し本発明の７ツツクス（
Ａ１２〜１６）であれば、使用直前に乾燥した％（Ｄは
もとよ）吸湿させて使用した場合でも溶接金属中の拡散
性水素Ｊ１け極めて少な（、優れ九耐割れ性を有してい
る。
第１図はフラックス中のＳｉ量と溶接金属の酸素量及び
衝撃値の関係を示すグラフ、第２，８図はり湿時間と吸
湿量の関係を示すグラフ、第４゜６図はフラックス中の
水素含有率と焼１ｉＬ温度の関係を示すダツフ、第６図
は拘束溶接割れ試験法を示す説明図である 出願人 一式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士植木久、、＠４
衝撃値の関係を示すグラフ、第２，８図はり湿時間と吸
湿量の関係を示すグラフ、第４゜６図はフラックス中の
水素含有率と焼１ｉＬ温度の関係を示すダツフ、第６図
は拘束溶接割れ試験法を示す説明図である 出願人 一式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士植木久、、＠４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １りフラツタス原料ＫＮＩｈＢＯＫ２ＯＬｉ０２−Ｈ２
０系水ガラスを添加し造粒後焼成してなる潜弧溶接用焼
結型フラックスにおいて、ＣａＣ０，： １５〜８０重
量憾及び／若しくはＢａＣＯ３：ｆｉＯｇ量憾以下を（
Ｃ＆ ＣＯ３＋ １／！Ｂ ａ ＣＯ３） １ｆ１５〜
８０重量優となる様に含有し、且つＭｇＯ：ＩＦ＋〜４
ｆｉ重量参、Ａ／ｇ０３：１０〜８０重量嗟。 ＣａＦｇ：１（ｉ〜ＪＩＱ電量１１．８ ｊ０２ ：
１７ｊ′Ｉｋ憾以下、アルカリ金属酸化物：５菖量優以
下。 Ｓｉ及び／又はＡｈａ重量重量下を含有し、且つ（０，
５６ＣａＣＯ３＋ＣａＯ）／ＭｇＯのＭｉｌｋ比を１．
Ｓｌ以下、（前配水ガラス中のＳ ｉｏｇ ）／アルカ
リ金属酸化物のセル比を１．８〜２． Ｌ Ｎｌ＆２０
／（ＮａｌＯ＋ＫｇＯ）のセル比を０６〜０．８５゜Ｌ
１ ：ａＯ／（−ＮａｇＯ＋に２０＋Ｌｉ９０ ）
ｔＤ−ｆ−Ｎ比ｔＯ，１０〜０．ＲＯ，浴質一度；１５
１６〜４５−Ｊｌ参としたことを特徴とする潜弧溶Ｗ！
用焼結型フラックス。 １２、特許請求の範＃Ｍ第１項において、フラックス中
に８菖量僑以下のＣａＯを含有する潜弧Ｊｌ接用焼結型
フラックス。 （３）特許請求の範囲第１又は２項において、フラック
ス中［８重量噛以下の希土類元素化合物を含有する潜嘘
溶誉用焼結型フラックス。 （４）特許請求の範囲第１，２又Ｆｉ８項において。 フラックス中 いものが１５重量係以下、４８メツＶユよシを細いもの
がＲＯＨ４ｉｌ以下で、且つ嵩密度が０．７５〜１．１
０ｇ／ｍである潜弧溶接用焼結型フラックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497181A JPS5877790A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 潜孤溶接用焼結型フラツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497181A JPS5877790A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 潜孤溶接用焼結型フラツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877790A true JPS5877790A (ja) | 1983-05-11 |
| JPS619916B2 JPS619916B2 (ja) | 1986-03-26 |
Family
ID=15987934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17497181A Granted JPS5877790A (ja) | 1981-10-30 | 1981-10-30 | 潜孤溶接用焼結型フラツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5877790A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100988461B1 (ko) | 2008-10-29 | 2010-10-20 | 현대종합금속 주식회사 | 셀프 쉴디드 아크 용접용 플럭스 충전와이어 |
| JP2019115927A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 二相ステンレス鋼のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス |
| CN112059473A (zh) * | 2020-09-12 | 2020-12-11 | 北京金威焊材有限公司 | 超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂 |
| WO2024057534A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | 日本製鉄株式会社 | 焼成型フラックス、サブマージアーク溶接継手の製造方法、及びサブマージアーク溶接継手 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01243273A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-27 | Teac Corp | ディスク装置のヘッド位置検出装置 |
-
1981
- 1981-10-30 JP JP17497181A patent/JPS5877790A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100988461B1 (ko) | 2008-10-29 | 2010-10-20 | 현대종합금속 주식회사 | 셀프 쉴디드 아크 용접용 플럭스 충전와이어 |
| JP2019115927A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 二相ステンレス鋼のサブマージアーク溶接用ボンドフラックス |
| CN112059473A (zh) * | 2020-09-12 | 2020-12-11 | 北京金威焊材有限公司 | 超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂 |
| WO2024057534A1 (ja) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | 日本製鉄株式会社 | 焼成型フラックス、サブマージアーク溶接継手の製造方法、及びサブマージアーク溶接継手 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS619916B2 (ja) | 1986-03-26 |
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