JPS59150693A - 潜弧溶接用フラツクス - Google Patents

潜弧溶接用フラツクス

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Publication number
JPS59150693A
JPS59150693A JP2526583A JP2526583A JPS59150693A JP S59150693 A JPS59150693 A JP S59150693A JP 2526583 A JP2526583 A JP 2526583A JP 2526583 A JP2526583 A JP 2526583A JP S59150693 A JPS59150693 A JP S59150693A
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JP
Japan
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flux
weld metal
amount
welding
submerged arc
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Pending
Application number
JP2526583A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Okuda
直樹 奥田
Takashi Wada
俊 和田
Kaoru Hase
薫 長谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPS59150693A publication Critical patent/JPS59150693A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B23K35/3602Carbonates, basic oxides or hydroxides

Landscapes

  • 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、潜弧溶接用フラックスに関し、詳細にはN’
b、■の一種または二種を含有する低温用鋼の潜弧溶接
用フラックスであって、特に母材希釈度の大きい両面一
層溶接や溶接後熱処理を施す場合等にも優れた低温靭性
の溶接金属を得ることができる潜弧溶接用フラックスに
関するものである。
従来NbやV等を含有する低温用鋼を溶接するに際して
は、溶接金属をTi−B系にして溶接金属の組織を微細
化する手段で低温靭性を確保するという方法が一般には
採用されていた。しかるに母材の希釈が非常に太き(N
bや■が溶接金属中に多量に添加される両面一層溶接や
、強度および靭性を向上させる目的で添加されるMOが
ワイヤ、母材、フラックス等から溶接金属中に添加され
る場合は、溶接によって熱影響を受けない原質部の靭性
は高水準を確保できるものの、次層の溶接やセカンドサ
イドの溶接によって熱影響を受ける再加熱部の靭性は析
出硬化によって急激に劣化する。
そのため溶接金属の靭性は均一なものではなく、@撃試
験片の採取位置によって大きくばらつき構造物の安全性
という面から大きな問題が残されていた。
また後続の溶接パスによる熱影響と同じく、溶接後熱処
理(SR,Temper sQT等)を施した場合も上
記と同様な理由によって溶接金属の靭性は急激に劣化す
る。
そこで本発明者等は上記問題に対処すべく種々研究を重
ねた。その結果、溶接金属中の酸素量をできる限り低く
押えることに成功すれば溶接金属の焼入性が確保される
と共に、析出硬化し難い溶接金属を得ることができ、ひ
いては優れた低温靭性を得ることができるという知見を
得た。尚酸素量は母材中のNb及び/又はV含有量によ
っても多少異なるが最終的に230 ppm以下の溶接
金属を得ることができれば上記の問題が解決されるとの
感触を得だ。又溶接金属中の窒素量に関しては酸素量は
どの顕著な影響はないが、窒素量を極力低減させること
によって、同じく溶接金篇の靭性を向上し得ることが分
かった。尚窒素量が多すぎると溶接金属にピットやパイ
プ状欠陥を発生する原因ともなるので、150ppm以
下とすることが望丑しい。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、殊に
潜弧溶接用フラックスの成分組成を工夫することによっ
て溶接金属中の酸素含有量(好ましくは併せて窒素含有
量)を低く抑えることによシ、再加熱部を含む全ての溶
接金属において優れた低温靭性を確保し得る様な技術を
確立しようとするものである。
しかして上記目的を達成した本発明の潜弧溶接用フラッ
クスとは、下記成分を含み、且っCaF′2、MgO及
びCaOの総和が54〜80%である点に要旨を有する
ものである。
2 22〜35% MgO+22〜38飴 CaO+  3〜12% A120s +  10〜25% SiO+   7〜20% Na2O、K2Oの1種又は2種:合計で0.5〜3.
0% 即ち本発明は、潜弧溶接用フラックスの成分組成を特定
することによって溶接金属中の酸素量を低く抑え、再加
熱による析出硬化を抑制して低温靭性の向上を図ること
に成功したものである。
以下本発明の潜弧溶接用フラックスについて具体的に説
明する。
CaF2:22〜35% CaF2は塩基性成分であって溶接金属中の酸素量を低
下させる効果があると共に、溶融スラグの流動性を高め
てスラグ−メタル反応を促進させる機能を発揮する。し
かし22チ未満では酸素量低減効果が有効に発揮されず
、又ビードが凸形になると共に、ポックマークが発生し
易くなる。一方35チを越えるとスラグの流動性が過大
となってスラグの巻込みを発生し易くなると共にスラグ
の剥離性が悪くなる。
MgO+22〜38係 MgOは塩基性成分であってスラグ形成剤及び粘性調整
剤としての作用を有すると共に、溶接金属中の酸素量を
低下させる効果がある。22%未満では塩基度が不足し
、酸素量低減効果が乏しくなると共に、ビードが蛇行し
易くアンダーカットが多発する。38チを越えるとビー
ド形状に凹凸が現われ易くポックマークも多発する。
CaO: 3〜12 % CaOは塩基性成分であってスラグの塩基度、融点及び
粘性を調整する機能を発揮する。3条未満では塩基度が
不足するばかシでなくスラグの粘性が低下し過ぎてビー
ドが蛇行する。一方12チを越えるとアークの安定性が
悪くなりス・ラグ剥離性も劣化する。
Aユ、O,+lQ〜25q6 A1□03は略中性成分であシ、フラックスの塩基度の
低下をできるだけ抑えつつスラグの融点及び粘性を調整
する機能を発揮する。含有量が10チ未満ではアンダー
カットが生じ易くなる他、スラグ剥離性が低下する。一
方25q6を越えると粘性が高くなり過ぎて、スラグの
巻込みが発生し易くなると共にビードが凸形状になシ好
ましくない。
5in2+7〜20係 5102は酸性成分であってスラグ生成剤であると共に
、塩基度調整剤及び粘性調整剤としても機能する。しか
し7q6未満ではスラグの粘性が不足するだめビードが
蛇行し、又アンダーカットを生じる。一方20%を越え
ると塩基度が低下し溶接金属中の酸素量が増加して衝撃
値が劣化すると共に、スラグ剥離性が劣悪になる。
Na2Oとに20の合計量+0.5〜3.0%Na2O
及びに2oは、アークの安定性を高める機能及び粘性を
調整する機能を発揮する。しかしこれらの合計含有量が
0.5%未満ではアークが不安定になりビードの凹凸及
び蛇行が著しくなる。
一方分計含有量が3.0チを越えるとスラグの粘性が低
下し過ぎて作業性が悪くなると共に、フラックスの耐吸
湿性が悪化し、ポックマークやピット等のガスによる欠
陥が発生し易くなる。
CaF2、MgO%CaOの合計量: 54〜80彊C
aF2、MgO及びCaOは前述の通り溶接金属中の酸
素量低減に効果を発揮するが、溶接作業性に与える影響
も大きい。即ちCaF2+MgO十Ca054%未満で
は塩基度が不十分で溶接金属中の酸素量を低減できない
。一方上記合計周が80チを越えると酸素量は低下する
が、溶接金属の粘性や融点が高くなり過ぎて作業性が悪
くなる。
上記成分組成のフラックスを用いて、Nbやv等を含む
低温用鋼を潜弧溶接すると溶接金属中の酸素量を低減す
ることができ、再加熱を受けても析出硬化を起こし難い
溶接金属を得るととができるので、両面−周溶接におけ
るセカンドサイドの溶接や多層盛溶接における次層の溶
接による再加熱あるいは溶接後熱処理による再加熱°を
受けた場合でも、溶接金属の低温靭性を高レベルに保つ
ことができる。
尚上記に加えて下記1に示す様な他の成分を加え或いは
フラックスの物性を特定すれば溶接金属中の窒素量を低
減させることができ、低温靭性を一層高いものとするこ
とができる。
BaO成分:10%以下 BaO1BaCO,、BaF2よシなる群から選択され
る少なくとも1種をBaOに換算して、10襲以下添加
することにより、溶接金属中の窒素量を低減することが
できる。即ち前述した通シ窒素量は酸素量に比べ靭性に
与える影響は小さいが、10pr11mの低下によって
衝撃値は概略2〜31(gf−m程度向上するので、窒
素量が少ないにこしたことはない。ところで溶接金属中
の窒素量とBaO添加量の間には第1図に示す様な関係
があp 、BaO換算量が高くなるのに応じて窒素量が
減少するが、BaO換算量が10俤を越えるとポックマ
ーク発生の原因となる。
嵩密度+ 0.85〜1.85 g/cm”7ラツクス
の嵩密度と溶接金属中の窒素量の関係は第2図に示す通
りであシ、嵩密度が大きい程、溶接金属中の窒素量は低
減する傾向にある。嵩密度が0.8567cm3未満で
は窒素量が十分に低減できず靭性改碧効来が有効に発揮
され難くなるばかりでなく、溶接中の溶接金属の吹上げ
がやや多くなる。一方嵩密度が1.85 g/cm3を
越えると嵩密度が犬きくなシ過ぎてビード幅が狭くなる
その他、CaOの代シにCa C03を用い、CaC0
,−+CaO+Co。
なる化学反応で発生するC02ガスによって、溶接金属
中の窒素ガスの放出を促進させるととも有効である。但
しこの場合にはCa CO8をCaOに換算して、3〜
12q6の範囲となる様に添加しなければ溶接作業性が
悪くなる。
本発明の潜弧溶接用フラックスは、以上の様に構成され
ているので、溶接作業性を損なうことなく、低温靭性の
優れた溶接金属を得ることができ、LPGタンカー、寒
冷地用構造物等の溶接の分野における工業的価値は犬で
ある。
以下本発明の実施例について述べる。
第1表に示すフラックス及び第2表に示すワイヤを用い
て、第3表に示す鋼板の両面一層潜弧溶接を行なった。
開先形状及び積層状態は第3図に示す通シであシ、又溶
接条件は下記の通りである。
(残部Fe) (残部Fe) (溶接条件) ファーストサイド 800A−35V−400PM セカンドサイド 900A−38V−40CPM 得られた溶接金属から引張試験片1(第4図の2点鎖線
部)並びに衝撃試験片2(第4図の1点鎖線部)を夫々
採取し、引張試験(J工S −Z −3111)並びに
衝撃試験(J工5−Z−3112)を行なった。これら
の結果を溶接作業性、溶接金属の化学成分と共に、第4
表げ)〜に)に示した。
第4表(−f)〜に)からも明らかな様に、引張強さに
ついては実施例と比較例26〜300間に殆んど差がな
く何れも良好な結果が得られているが、衝撃試験結果に
は顕著な差が見られる。即ち比較例では後熱処理を終え
た段階での衝撃値が全般に小さく、殊にファーストサイ
ドの衝撃値が大巾に低下しているのに対し、実施例では
後熱処理を行々つた場合も高い衝撃値が得られている。
尚比較例18〜25では供試フラックスの化学成分のい
ずれかが高すぎるか又は低すぎる為に溶接作業性が悪く
、満足できる溶接部が得られず、引張試験や衝撃試験を
行なうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図はBaO添加量と溶着金属中の窒素量の相関々係
を示すグラフ、第2図は嵩密度と溶着金属中の窒素量の
相関々係を示すグラフ、第3図は実施例で採用した潜弧
溶接試験における開先形状及び積層状態を示す断面図、
第4図は第3図に示す潜弧溶接部からの引張試験片及び
衝撃試験片の採取箇所を示す説明図である。 駐]闇トー鎚任Q酬畦噺 a 二 日 吹寄トー灸+Q爛畦嘔 へ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)下記成分を含み、且つCaF2.MgO及びCa
    Oの総和が54〜80重量%(以下単に俤と表示する)
    であることを特徴とする潜弧溶接用フラックス。 Ca F2 ’、 22〜35 % MgO:22〜38チ CaO:3〜12% Al2O,: 10〜25% SiO2ニア〜20チ Na2o、に20の1種又は2釉:合計テ0.5〜3.
    0% (2、特許請求の範囲第1項において、BaO1BaC
    O,、BaF2よシなる群から選択される1種以上をB
    aOに換算して10チ以下含有してなる潜弧溶接用フラ
    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
    スの嵩密度が0.85〜1.80 g/cm”である潜
    弧溶接用フラックス。
JP2526583A 1983-02-16 1983-02-16 潜弧溶接用フラツクス Pending JPS59150693A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05185281A (ja) * 1991-07-05 1993-07-27 Lincoln Electric Co:The サブマージドアークフラックス及びその製造方法
KR100340640B1 (ko) * 1997-12-16 2002-07-18 이구택 고강도내열스테인레스강의서버머지드아크용접용플럭스

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05185281A (ja) * 1991-07-05 1993-07-27 Lincoln Electric Co:The サブマージドアークフラックス及びその製造方法
KR100340640B1 (ko) * 1997-12-16 2002-07-18 이구택 고강도내열스테인레스강의서버머지드아크용접용플럭스

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