JPS5915758B2 - 低水素系被覆ア−ク溶接棒の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低水素系被覆アーク溶接棒の製造法に係り、特
に構造用鋼の溶接において耐われ性が良５ 好な溶接金
属を得るための被覆アーク溶接棒の製造法に関するもの
である。

従来から鋼構造用の溶接において、溶接われを防止する
ために、耐われ性のすぐれた溶接材料を用い、あるいは
予熱を行なうなど溶接施工上の対１０策がとられている
。

例えば板厚２５ｗｗＬ以上の５０れ／一級鋼の溶接にお
いて低水素系溶接棒を用い大気条件や拘束程度によつて
７５〜１５０℃の予熱を行なつている。しかしながら溶
接施工の際に行なわれている予１５熱作業はその手数や
燃料費などがかかり煩雑である上に溶接コストの面から
経済的でないために、このような予熱を必要としない耐
われ性のきわめてすぐれた溶接棒の開発が要望されてい
る。

極厚鋼板を予熱なしで溶接しても割れが発生し？σ な
い耐われ性のすぐれた被覆アーク溶接棒を得るには、そ
れを用いて得られた溶接金属の拡散性水素量がきわめて
少ないことが主要な条件である。溶接金属の拡散性水素
の根源は、主に雰囲気の水分がアーク下で解離して溶接
金属に侵入するもク５ のと、使用する被覆アーク溶接
棒と溶接される鋼材に含有または付着している水分、水
素がある。被覆アーク溶接棒に含有または付着している
水素源を減らすためには、これまで多くの試みがなされ
ている。例えば特公昭４８−３４４８５号公３０報にみ
られる耐吸湿性を増加する方法、あるいは被覆剤に各種
処理を施し、耐吸湿性を備わらせる方法がありー部実施
されている。しかしこのような対策をおこなうことによ
り、被覆アーク溶接棒の吸湿性を減少させるだけのよ３
５うな消極的な手段では溶接金属の拡散性水素量を予熱
なしで割れを防止できるほどに低下させることはほとん
ど不可能であり、溶接棒を構成しているすべての原料の
中に含まれている水素源の量を極めて少なくすることが
必要である。

また溶接部のわれ発生を完全に防がなければならない溶
接構造物の溶接施工においては、それに使用される溶接
棒の吸湿防止のため、再乾燥、保管など厳しい施工管理
が実行されている。

したがつて低水素化のために溶接棒に要求される性能と
しては耐吸湿性の向上も必要であるが、むしろ溶接棒内
に含有されている水素源が極めて少ないことである。溶
接棒中に含有される水素源を減少させるために、水素源
の含有量が少ない原料を選択して使用するか、予備焼成
された原料などを用いて水素を低減することができる。

しかしこのように水分の少ない原料からなる被覆剤を用
いる場合その塗装性が悪くなり、溶接棒の生産性が低下
する。また予め水素源の少ない原料を用いてもこれらの
原料と粘結剤との混練において、同時に添加される水と
接触することにより、さらに予備乾燥時において放出さ
れる水分と反応して、再び水素源として吸収されること
がある。さらに溶接棒を空気中で高温乾燥し脱水する方
法は、低水素系溶接棒の被覆剤中に多量に配合されてい
る石灰石が分解し、ＣａｃＯ３→ＣａＯ＋ＣＯ２の反応
によつて生成するＣａＯが水分との反応性が強く、焼成
雰囲気中の水分や焼成後冷却中の雰囲気水分を吸収する
ため、水分を低くすることはできない。

このため、空気中の高温での脱水は限度があり、十分に
低水素化を図ることが出来ない。即ち低水素系被覆アー
ク溶接棒は、軟鋼または合金鋼からなる心線に炭酸塩、
弗化物、その他スラグ生成剤、合金鉄、鉄粉、潤滑剤、
粘結剤などを混合して塗装したものである。

これらすべての原料はいずれも程度の差はあるが水素源
を含有している。

心線、合金鉄、鉄粉など金属類には水素が原子状で、炭
酸塩、弗化物、スラグ生成剤、潤滑剤、粘結剤には吸着
水、結晶水、水酸基、さらに各成分の化学構造中に存在
する０Ｈ基などの形で含有されている。これらの各種水
素源のうち、単に物理的に結合している吸着水など、ま
た結晶水、水酸基などは極端に高い水蒸気分圧のもとで
なければ、単に高温に加熱するだけで、ほとんど除去さ
れることがすでに知られていることであり、通常の雰囲
気で加熱乾燥するだけで溶接棒の低水素化がはかられて
きた。

しかし炭酸塩、弗化物、スラグ生成剤、潤滑剤、粘結剤
などを含む低水素系溶接棒には水酸化物における水酸基
よりも化学的に強く結合して存在する０Ｈがある。

この０Ｈは水酸化物のように通常の溶接棒の焼成で行な
われている４００℃程度の温度に単に加熱しただけでは
放出されず、アーク下のようなきわめて高い温度のもと
かあるいは適正な酸素ポテンシヤルの雰囲気で適正な温
度のもとでしか放出されない。特に、粘結剤として一般
に用いられる水ガラス（珪酸ソーダ、珪酸カリ）は単に
５００℃以下の加熱ではゲル状構造を維持したままであ
り、当然、多量の０Ｈも含有したままである。

それを５００℃以上に加熱した場合、ゲル状構造は破壊
されるが、やはり強固に結合した０Ｈが残留している。
一方、石灰石（ＣａＣＯ３）と蛍石（ＣａＦ２）を含む
通常の低水素系被覆アーク溶接棒の被覆剤を水ガラスで
塗装し、酸素ポテンシヤルと水蒸気分圧を変化させた雰
囲気条件の下で加熱し、残留する０Ｈ量と生成鉱物との
関係を調べた結果によると、炭酸ガス２％以上を含む空
気雰囲気に相当する酸素ポテンシヤルで、５００℃以上
加熱の場合では、ゲル状水ガラス中のＳｉＯ２とスラグ
生成剤の石灰石、蛍石とが下記に示す反応式２Ｓｉ０２
＋３ＣａＣ０３＋ＣａＦ２→ ３Ｃａ０．ＣａＦ２。

２Ｓｉ０２＋３Ｃ０２にしたがつて反応し、ゲル構造が
破壊されるとともに、Ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（３Ｃａ０．
ＣａＦ２．２Ｓｉ０２）の生成が促進され、この反応が
進行する際に、水ガラス中で強固に結合した０Ｈが系外
に放出される。

さらに、０Ｈの含有量は溶接棒焼成時の雰囲気の湿分と
温度によつても影響され、次式のような関係で示される
。（０Ｈ）＝Ｃｘ／叩； ただし（０Ｈ）は溶接棒中の０Ｈの含有量、Ｃは比例定
数、ＰＨ２Ｏは雰囲気中の水蒸気分圧である。

この式の関係で含有される溶接棒中の０Ｈは溶接時にア
ークにさらされることにより、ほとんど放出され溶接金
属の拡散性水素源となるので、できるだけ少ない含有量
であらねばならない。

従つて焼成時の雰囲気中の水蒸物分圧もできるだけ小さ
くなければならない。第１図はＪＩＳ，Ｚ３２ｌ２に示
される Ｄ５Ｏｌ６相当品の低水素系被覆アーク溶接棒をそれぞ
れ０．０３％（図中ａ），３６％（図中ｂ）の炭酸ガス
を含有し、露点−２７℃の雰囲気で４００〜９００℃の
各温度で１時間焼成し、気温２０℃、相対湿度６０％の
条件のもとで溶接し得られた溶接金属中の拡散性水素量
を示す。

３６％の炭酸ガスを含み、露点−２７℃の雰囲気で５０
００〜８００℃の範囲では拡散性水素量が著しく低下し
ていることがうかがわれる。

なおここでの拡散性水素量は水素補集液に水銀を用いる
ＩＩＷ法による拡散性水素試験法に従つた。第２図は第
１図のものと同じ溶接棒を種種な濃度の炭酸ガスを含有
したアルゴン雰囲気中で１５℃／Ｍｌｎで昇温した場合
、被覆剤中の石灰石の分解が開始する温度を熱天秤でも
つて測定した結果を示す。溶接棒を５００℃で加熱する
場合、被覆剤中の石灰石が分解しないためには２％以上
の炭酸ガスを含有する雰囲気が必要である。

また３６％の炭酸ガスを含有する雰囲気では８００℃で
も炭酸塩は分解せずに存在し、溶接作業性の劣化、アー
ク柱のシールド不足を防止できる。第１図、第２図に見
られるように炭酸ガスを含有する低露点の雰囲気中で、
５００〜８００℃の範囲の温度で溶接棒を１時間焼成す
ると、溶接棒中の水素源である０Ｈの含有量が少なくな
り、しかも被覆剤中の石灰石は分解することがないので
、その溶接棒を用いて溶接された金属中の拡散性水素量
は、極めて少なくなることがわかる。

また低水素系被覆アーク溶接棒は、一般に溶接金属中の
拡散性水素量が他の種類の被覆アーク溶接棒に比べて低
く、また溶接金属の靭性も良好であり、優れた性能を有
しているものであるが、また一方では溶接中にヒユーム
が発生しやすく、溶接作業場の環境を著しく悪くするこ
とも知られている。

これに対して作業者がマスクを着用したり、作業場に排
気装置をとりつけるなどの対策もとられているが、いず
れも煩雑であり、従つてヒユーム発生源である被覆アー
ク溶接棒自体を低ヒユーム化することが低水素化と同様
に強く要望されている。

通常被覆アーク溶接棒には主に無機粘結剤としてＮａ２
ＳｉＯ３，Ｋ２ＳｉＯ３の形で、またスラグ生成剤、ア
ーク安定剤としてＮａ，Ｋの弗化物、珪弗化物、一炭酸
塩の形で、またカリ長石、氷晶石、チタン酸カリなどの
形でＮａとＫが含有されている。

このＮａとＫの配合割合はアーク安定性、溶接作業性、
溶接棒製造時における被覆剤の乾燥速度、被覆強度など
に影響を及ぼすので、これらの最適化を考慮して決定さ
れる。

しかし、被覆剤中にＮａ，Ｋの化合物が存在することは
ヒユームの発生量にも影響を及ぼす。そこで本発明者ら
は被覆剤中に上記の無機粘結剤や各種のＮａ，Ｋ含有物
質の形で、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを種種な割合で含有してい
るＪＩＳＺ３２ｌ２に示されるＤ５Ｏｌ６相当品の低水
素系被覆アーク溶接棒を製造し、Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏの重
量比とヒユーム発生量との関係を詳細に調べた。

その結果第３図に示すように、被覆剤中のＮａ２Ｏ／Ｋ
２Ｏの重量比が１より大きくなると被覆アーク溶接棒１
蛇消費したとき発生するヒユーム量は大きく減少するこ
とがうかがわれる。

図中縦軸は溶接棒１ｋｆ消費したとき発生するヒユーム
量（１）を示している。しかし通常の製造法であるとこ
の比の増加につれて被覆剤に含有される０Ｈの量も増加
し拡散性水素量が高くなつてしまうが、この高温焼成と
組合せることにより、たとえＮａ２Ｑ／Ｋ２Ｏの比が高
くなつても被覆剤中の０Ｈの含有量が低くでき、低水素
でしかも低ヒユームの溶接棒の製造が可能であることを
見出した。

次にペンストツクの現場溶接では高温多湿の環境のもと
での溶接作業が多い。

そのような環境で使用される低水素系被覆アーク溶接棒
には耐吸湿性が備つていることが望ましい。そこで粘結
剤として用いられる水ガラスに水酸化リチウムを被覆剤
重量に対するリチウム濃度として、０．０５％に相当す
る量を添加して、雰囲気中の炭酸ガス含有量を変化させ
、それぞれ３５０，５００，６５０，８００℃の各温度
で１時間焼成して製造したＪＩＳＺ３２ｌ２に示される
Ｄ５Ｏｌ６相当品の低水素系被覆アーク溶接棒の吸湿量
と、その溶接棒によつて溶接された溶接金属の拡散性水
素量を測定した。

吸湿条件は室温３５℃、湿度９０％で４時間放置し、そ
の重量増加より吸湿量を求めた。

その結果リチウムを粘結剤に添加することにより、添加
しない場合よりも吸湿量が減少し、拡散性水素量が低下
した。

特に炭酸ガス２（ｆ）以上を含む雰囲気で５００℃以上
の高温で焼成した場合その効果は著しかつた。上記水酸
化リチウムの他に、珪酸リチウムやギ酸リチウムを水ガ
ラスに添加しても、またスラグ生成剤として、弗化リチ
ウムを被覆剤に添加しても同じように溶接棒の吸湿量が
減少し、拡散性水素量が減少した。

このように被覆剤へリチウムの添加により、溶接棒の耐
吸湿性が向上し、これに加えて炭酸ガスを含有する雰囲
気において高温焼成することにより、溶接棒中に含有さ
れている水素源を完全に除去し、リチウムの耐吸湿性効
果がより高められ、水素含有量の低い耐吸湿性が優れた
被覆アーク溶接棒が得られることを見出した。

本発明はかかる知見に基いてなされたものであつて、そ
の要旨とするところはＮａ２ＯとＫ２ＯをＮａ２Ｏ／Ｋ
２Ｏの重量比が１以上の範囲で含有し、又はこれにさら
にリチウム分として０．００５〜０．４％のリチウムの
化合物を含有する被覆剤を心線に塗装したのち、２０１
）以上の炭酸ガスを含む雰囲気において、さらに露点が
５℃以下の雰囲気において、５００〜８００℃の範囲の
温度で焼成をおこなうことを特徴とする低水素系被覆ア
ーク溶接棒の製造法にある。

以下に本発明を詳細に説明する。

まず被覆剤中のＮａ２ＯとＫ２Ｏは前述の第３図から明
らかなようにＮａ２Ｏ／Ｋ２Ｏが、重量比で１より小さ
いとアーク溶接中に発生するヒユーム量が多くなるので
、低ヒユーム化のためにはＮａ２Ｏ／Ｋ２Ｏの重量比は
、１以上であらねばならない。

なおここでのＮａ２Ｏ，Ｋ２Ｏの量はそれぞれ被覆剤中
に種種の化合物または不純物の形で含有されているすべ
てのＮａ，Ｋの量を、Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏに換算して示さ
れる値である。

なおＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの量は被覆剤の強度、アーク安定
化のために少なくとも１．５％含有されることが望まし
く、また６．５％を超えると溶接作業性が悪化し、溶接
中にヒユームの発生量が増加するので、６．５％以下で
あることが望ましい。

またＮａ２Ｏはアークの安定化、被覆剤の強度をうるた
め０．８％以上は必要であるが、６．００１）を超える
と再びアークが不安定になるので、６．０ｆ）以下であ
ることが望ましい。Ｋ２Ｏは３．０（：ｆｌ）を超える
と製造工程の乾燥時に溶接棒表面にひびが生じやすいの
で、３．０％以下が望ましい。次に脱水素処理を行なう
ときの雰囲気として、炭酸ガスは溶接棒の被覆剤中に化
学的に強く結合した０Ｈを追出すのに最も適した酸素ポ
テンシャルの雰囲気を与えるガスである。

アルゴンのような不活性ガスに少量の酸素ガスを混入し
ても炭酸ガスと同程度の酸素ポテンシャルは得られるが
、後述するような炭酸塩の分解を抑制することができな
い。さらに低水素系溶接棒の被覆剤の炭酸塩として主に
用いられる石灰石の分解は、雰囲気の炭酸ガス濃度と焼
成温度によつて影響される。

この石灰石の分解が起こると生成した酸化カルシウムが
、空気中の湿分と反応し水酸化カルシウムとなり、溶接
における水素源となる。

また炭酸塩の分解反応は溶接棒の被覆強度を低下させ、
その脱落率を高くする。さらにアーク溶接下での炭酸ガ
ス発生量が減少し、そのために溶接作業性が悪くなり、
シールド効果を悪化し、溶接時の環境雰囲気の湿分、酸
素、窒素の吸収を防止できなくなる。この炭酸塩の分解
を防止するためには前述の第２図からも明らかなように
、５００℃以上で焼成するためには２％以上の炭酸ガス
を含有した雰囲気が必要である。

一般にＮａ，Ｋ元素は水と結合しやすく、また、ゲル状
水ガラス中のＮａ，Ｋ元素は、その構造において水分と
結合しやすい位置に存在している。

そこで、２％以上の炭酸ガスを含有した雰囲気で焼成す
れば、ゲル状水ガラス中のＮａ，Ｋ元素に炭酸ガスが優
先的に結合し、すでに結合している水分を放逐したりま
たは再結合を妨げ、被覆アーク溶接棒の低水素化、耐吸
湿化に効果を現わす。したがつて本発明において溶接棒
の焼成には２％以上の炭酸ガスを含む雰囲気を用いる。
なお石灰石の分解を防止するには高温焼成の場合ほど、
高い炭酸ガス濃度の雰囲気が必要であるので、焼成温度
に応じて雰囲気の炭酸ガスの濃度を変えるべきである。

次に焼成温度が５００℃未満では露点が５℃以下の炭酸
ガスを含む雰囲気においても、溶接棒からの０Ｈの除去
速度が極めて遅く、予熱なしでわれが発生しないほどの
拡散性水素量までに低下することが不可能である。

８００℃より高い温度での焼成では、短時間内に溶接棒
中の０Ｈはほとんど除去されるが、炭酸ガス中でも被覆
剤中の炭酸塩が分解し、アークのシールド性が悪化し、
溶接時の雰囲気からの水素などの侵入をもたらし、また
被覆剤の脱落率が増加しアーク安定性が悪くなり、溶接
作業性を劣化させる。

さらに合金鉄、脱酸剤などの酸化が激しくなる。したが
つて本発明における脱水素処理は５００〜８００℃の範
囲の温度でおこなう。

さらにまた被覆剤中の０Ｈの含有量は雰囲気の水蒸気分
圧の平方根に比例するので、この０Ｈの含有量を低下し
拡散性水素量を低減するためには、できるだけ雰囲気の
水蒸気分圧を小さくすることが望ましいが、工業的、経
済的に実用でき、溶接部に予熱なしでわれが発生しない
程度の拡散性水素量とするためには、炭酸ガスを含む雰
囲気中の湿分はその露点が５℃に相当する含有量以下で
あらねばならない。

なお雰囲気の炭酸ガス中に水素や炭化水素ガスが存在す
ることは、被覆剤中の水素源が減少せず、逆に増加する
こともあるので望ましくない。

溶接棒は被覆剤を塗装して予備乾燥した後においてもま
だかなりの水分を含有しているので、十分乾燥された炭
酸ガスを外から導入し、炉内の換気が完全におこなわれ
ないと、炉内雰囲気の湿分は露点が５℃以下とならず、
被覆剤中の０Ｈは減少しない。また燃料の燃焼熱を熱源
とした直接加熱の炉では、燃焼廃ガス中の水分のために
、雰囲気の露点は下らないので間接加熱の炉を使用する
方が望ましい。

本発明の溶接棒の製造法における焼成に必要な時間は、
温度が高い程短くてよいが、１０分から４時間の範囲で
あれば十分である。

本発明における焼成のための加熱炉としては、その雰囲
気中の露点を５℃以下に保持することができるならば、
連続式加熱炉でもバツチ式加熱炉いずれでも使用できる
。

さらに本発明の製造法においては、被覆剤中にリチウム
分として０．００５〜０．４％のリチウム化合物を含有
せしめることが出来る。

被覆剤中のリチウム量が０．００５（：ｆｌ）より少な
いと、脱水素処理された溶接棒が再び吸湿してしまい、
それによつて得られる溶接金属の拡散性水素量が少なく
ならない。一方０．４（ｆｌ）より多いリチウムを被覆
剤中に含有していると、アークが安定せず溶接作業性が
劣化して実用的でなくなる。したがつて、被覆剤中にリ
チウムを添加する場合はその含有量は０．００５〜０．
４（ｆｌ）の範囲とする。なおここで被覆剤に添加され
、耐吸湿性を付与するリチウムの化合物としては、Ｌｉ
ＯＨ，ＬｉＦ、有機酸リチウム、珪酸リチウムがある。
本発明のように５００℃以上の高温で焼成する場合、ア
ークをシールドするためのガス発生剤として多量の有機
物を含有した種類の溶接棒は、その有機物が焼成中に分
解してしまうので、本発明の対象とする溶接棒の種類は
、ＣａｃＯ３，ＭｇｃＯ３，ＭｎｃＯ３，ＢａｃＯ３，
ｓｒｃＯ３などの炭酸塩、ＣａＦ２，ＢａＦ２，ＳｒＦ
２，ＮａＦ，ＡｌＦ３などの弗化物、ＳｉＯ２，ＭｇＯ
，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ｚｒＯ２などの酸化物が主成
分として、夫夫望ましくは０．５〜６０％含有されてい
る低水素系被覆アーク溶接棒を指すものとする。

なお被覆剤の塗装に際しては、前記各成分及び必要に応
じてＦｅＳｉ，Ｆｅ−Ｔｉ，ＦｅＡｌ．金属Ｍｎ，Ｎｉ
，Ｃｒ，Ｆｅ−ＭＯなどの脱酸剤、合金剤その他と粘結
剤として珪酸ソーダ、珪酸カリを主成分とする水ガラス
と混練し、それを心線の周囲に溶接棒全重量に対して２
０〜４０％の割合で、通常の溶接棒塗装機により被覆塗
装するものであつて、これを１００〜３５０℃の範囲で
加熱して予備的に乾燥したあと、本発明の条件のもとで
焼成するものである。

次に実施例を挙げて本発明の効果をさらに具体的に説明
する。

実施例 第１表に製造条件を示す。

第２表の溶接棒心線（４．０Ｔｒｍ径）および被覆剤の
組成を用い、通常の溶接棒塗装機により被覆塗装した溶
接棒を第１表の製造条件にて製造し、各種試験を行なつ
た結果を第３表に示す。

第１表のＡ１〜Ａ３は本発明における溶接棒の製造条件
で、Ｂ１〜Ｂ５は比較の製造条件である。

これら各種製造条件により製造された溶接棒の性能を調
べるため、ＩＩＷ法による溶着金属の拡散性水素試験（
ＤＯｃ，−Ａ−２７５−７０）、斜めＹ形拘束割れ試験
（ＪＩＳＺ３ｌ５８）、脱落試験、吸湿試験、全ヒユー
ム量の測定（ＪＩＳＺ３９３Ｏ）、溶接作業性試験を行
なつた。

なおＩＩＷ法による拡散性水素試験とは水素補集液に水
銀を用いる方法で、拡散性水素試験および斜めＹ形拘束
割れ試験については、溶接電流１７０Ａ（Ａ，Ｃ）、溶
接入熱１７．０ＫＪ／Ｃｍなる条件にて行なつた。

被覆脱落試験は溶接棒１．５ｋｆを６５×４２０Ｘ２９
０Ｔｍの鋼製の容器に入れ、３分間１００回転させたあ
との被覆の脱落率を求めた。

吸湿試験は３５℃．９０％Ｒ．Ｈなる条件下に４時間溶
接棒を放置したときの吸湿度を求めた。

ところで斜めＹ形拘束割れ試験に用いた鋼板は溶接棒Ａ
ｌ，ｂｌはＨＴ５Ｏ，ａ３，ａ５はＨＴ６Ｏ，ａ２，ａ
４，ａ６，ｂ２はＨＴ８Ｏの各板厚５０Ｔｍであり、斜
めＹ形拘束割れ試験による割れ停止温度を求めた。なお
斜めＹ形割れ試験において割れ停止が２０℃またはＯ℃
のものを良好と、脱落試験は脱落率２０％以下のものを
良好と、吸湿試験は吸湿度が０．８０％以下のものを良
好と、全ヒユーム量は１０．０ｔ／棒蛇以下のものを良
好とした。

本発明の製造法による溶接棒の拡散性水素量は比較製造
法によるものよりいずれの場合も２．５ｍｅ／１００ｔ
以下で、斜めＹ形拘束割れ試験において２０℃もしくは
Ｏ℃で割れが停止している。一方比較製造法による場合
はいずれも割れ停止温度が１００℃でなければ割れを停
止することが出来なかつた。ところで製造条件Ｂ１はＣ
Ｏ２を含む雰囲気で、露点も低く、焼成時間も長いが、
焼成温度が低いため脱落率および溶接作業性は良好であ
るが、拡散性水素量および吸湿度は高い。

また製造条件Ｂ２はＣＯ２を含む雰囲気で、露点も低く
、焼成温度も適当であるが、雰囲気のＣＯ２濃度が不十
分であるために炭酸塩が分解し被覆の脱落率が悪くなり
、吸湿度も増加し、アークの安定性が悪く、ビード形状
も劣るなど溶接作業性が悪く、しかもアークのシールド
性が劣化することにより、溶接雰囲気からの水素の侵入
をもたらして結果的には拡散性水素量の低減には効果が
なく耐割れ性も悪かつた。

次に製造条件Ｂ３は１００％ＣＯ２雰囲気で、露点も低
いが、焼成温度が高いので、炭酸塩が分解し被覆の脱落
率、吸湿度が高く溶接作業性も劣り、拡散性水素量も多
くなつて耐割れ性も悪かつた。

さらに製造条件Ｂ４は雰囲気のガスが１００％空気で、
焼成温度が高いので、炭酸塩が分解し被覆の脱落率は悪
くなり、吸湿度も増加し溶接作業性も悪い。

しかも炭酸塩が分解することによりアークのシールド性
が劣化することと、雰囲気の露点が高いため被覆剤中に
０Ｈ基を生成することにより、拡散性水素量はむしろ通
常の製造方法により作成されたものより多く、耐割れ性
も悪かつた。

次に製造条件Ｂ５はＢ４と同様の理由で炭酸塩が分解し
、被覆の脱落率、吸湿度がいずれも高く、溶接作業性も
劣り、拡散性水素量は雰囲気の露点がＢ４の場合より低
いため、Ｂ４より増加は少ないが、結果的には拡散性水
素量の低減には効果がなく耐割れ性も悪かつた。

また本発明の製造法による溶接棒Ａｌ，ａ２，ａ３，ａ
４，ａ５およびＡ６はいずれも全ヒユーム量は比較溶接
棒ｂ１およびＢ２に比べ、いずれも２０（ｆ）以上低く
なつている。

また被覆剤中にＬｉ分を適当量含有している溶接棒で、
かつ本発明製造法により製造した溶接棒の吸湿度はＬｉ
分を含有していない溶接棒より少なくなつていることが
分る。

以上本発明の実施例は棒径４．０ＴＷＬ、交流溶接によ
る結果にて説明したが、別途直流溶接や棒径３．２ｗｎ
，５ｗｔ１ｎなどの交直溶接においても結果に大差のな
いことを確認している。

このように本発明は溶着金属の拡散性水素量のみならず
、全ヒユーム量および吸湿度を従来法で製造された溶接
棒にくらべ大幅に低減することが可能となり、同一強度
レベルの耐割れ性は一段と向上し、しかもヒユーム少い
環境にて極厚板での構造物を、予熱を必要としない施工
が可能となつた。

これは従来の低水素系溶接棒の製造法では到底達成し得
ないもので、各種産業の発達に貢献するところ極めて大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接金属の拡散性水素量と焼成温度との関係を
示す図、第２図は被覆剤中の石灰石が分解を開始する温
度と雰囲気中の炭酸ガス濃度との関係を示す図、第３図
は被覆アーク溶接棒の被覆剤中のＮａ２ＯとＫ２Ｏの重
量比とアーク中に発生するヒユーム量との関係を示す図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｎａ＿２０とＫ＿２ＯをＮａ＿２Ｏ／Ｋ＿２Ｏの重
   量比が、１以上の範囲で含有する被覆剤を心線に塗装し
   たのち、２％以上の炭酸ガスを含み、露点が５℃以下の
   雰囲気中で、５００〜８００℃の範囲の温度で焼成をお
   こなうことを特徴とする低水素系被覆アーク溶接棒の製
   造方法。 ２ Ｎａ＿２ＯとＫ＿２ＯをＮａ＿２Ｏ／Ｋ＿２Ｏの重
   量比が、１以上の範囲で含有し、さらにリチウム分とし
   て、０．００５〜０．４％のリチウムの化合物を含有す
   る被覆剤を心線に塗装したのち、２％以上の炭酸ガスを
   含み、露点が５℃以下の雰囲気中で、５００〜８００℃
   の範囲の温度で焼成をおこなうことを特徴とする低水素
   系被覆アーク溶接棒の製造方法。