JPS59223199A - 潜弧溶接用溶融型フラツクス - Google Patents

潜弧溶接用溶融型フラツクス

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JPS59223199A
JPS59223199A JP9850883A JP9850883A JPS59223199A JP S59223199 A JPS59223199 A JP S59223199A JP 9850883 A JP9850883 A JP 9850883A JP 9850883 A JP9850883 A JP 9850883A JP S59223199 A JPS59223199 A JP S59223199A
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welding
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mno
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JP9850883A
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Isao Sugioka
杉岡 勲
Hajime Motosugi
本杉 元
Osami Shimoyama
下山 修身
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • 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
    • B23K35/3607Silica or silicates

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特にスパイラル造管溶接等の傾斜溶接におい
て良好な溶接作業性を発揮するよう適度なスラブ粘性を
備えた潜弧溶接用溶融型フラックスに関するものである
従来技術とその問題点 ス・ぐイラル造管溶接では溶接長が長く、溶接速度の増
加による生産性向上が図られている。また、実質的に傾
斜溶接となるため溶融金属が溶接線に沿って流動する(
以下渦流れと称する)ため、特異なビード形状を呈する
すなわち、下り坂溶接においては、未凝固の溶接金属が
重力によって溶接前方に押しやられるためビード断面形
状としては中央部がくぼんだ凹型ビーrが形成され、逆
に上り坂溶接では溶融金属が後方に押し戻されるため、
凸型のビードが形成される。
したがって例えば特開昭50−75143号公報、特開
昭54−31051号公報記載フラックスのように、高
速性あるいは耐湯流れ性を考慮した言わば特殊なフラッ
クスがスパイラル造管溶接用として提案されている。
特開昭50−75143号公報記載のフラックスでは、
Z rO27”r i O2比を特定し、スラグ粘性を
高めることによって、また特開昭54−31051号公
報記載の7ラツクスでは81021MgO,CaF2等
の成分を特定し、スラグ粘性を高めると共に、フラック
スを結晶化し、スラグ生成量を減することによって、そ
れぞれ耐湯流れ性を改善している。
しかl〜ながら、これらフラックスは、スラグ粘性が高
いが故に、特に高速溶接においてはポックマークが発生
しやすい欠点があった。つまり、ポックマークは溶接時
に発生したCOあるいはco2ガスが溶融全屈とスラグ
層との間にトラップされることが原因で、スラグ粘性が
低い場合には、これらのガスはスラグ層中を通って容易
に浮上するためポックマークとはカらないが、スラグ粘
性が高いこれらフラックスではガスの浮上が困維となり
、ポックマークが発生しやすいものと考えられる。
発明の目的 本発明は、以上の問題点を改善すべくなされたものであ
って、高速傾斜溶接においてもビード形状が良好で、か
つポックマークの発生しない潜弧溶接用フラックスを提
供するもので、その要旨とするところは、重量パーセン
トで5in23.8〜474  、  Mn02 6〜
3 5 %  、  Mg0 1 4〜2  (14、
F2、4〜4.54を含有すると共にMnO/S + 
02比0.6〜0.9 、 MgO/ F比4〜7で、
TlO2を実質的に含有せず、かつ粒子径1410μ以
上および297μ以下の粒子の含有率がそれぞれ30%
以下および20%以下であることを特徴とする潜弧溶接
用溶融型フラックスにある。
発明の構成1作用・効果 本発明者らは、傾斜溶接においても湯流れが少なく、か
つ耐ポツクマーク性の良好なフラックス開発を目的に鋭
意検討した結果、フラックス粒子間の通気性を良好に保
つためにフラックス粒度を粗粒とし、溶融スラグの粘性
、界面張力、融点。
溶融温度範囲などに影響の大きい成分量、成分比特にM
gO/F比等をごく狭い範囲に制限したフラックスを用
いることによって、ポックマークの発生がなく、シかも
湯流れが少なく凹凸のない良好な形状の溶接ビードが得
られるという知見を得た。
すなわち43%SiO2,30%Mn0.17%Mg0
 、3.5%Fの組成からなる溶融型フラックスの周辺
組成においては、スラグ融点を上げ、粘性を増し耐湯流
れ性を向上させる成分としてはMgOの影響が最も大き
く、逆に耐湯流れ性は減少するが、スラグ粘性を下げ、
耐ポツクマーク性を向上せしめる成分としてはFの影響
が最も顕著であることを見出した。
第1図は12X48メツシユの粒度に調整した種々の組
成を有する試作フラックスを用いて、第1表に示す溶接
用ワイヤW1.W2と組合せ、同じく第1表に示す鋼板
Pl上に、第2表に示す記号C1の溶接条件によって下
り坂5°の傾斜溶接を行った場合のポックマーク発生数
とコンケープ深さとMgO/ F  比との関係を示し
たものである。なお、コンケープ深さとは湯流れによっ
て凹型となったビードへこみ部の深さを意味するもので
、第2図に示すCでもってコンケープ深さと定義した。
この図で判るようにコンケープ深さはMgO/ F比が
小さく々る程大きく々る傾向を示し特に4未満になると
増加することが判明した。一方、ポ。
クマーク発生数については概ねMgO/ F比の増加に
つれて発生頻度が増す傾向が認められるものの、一部に
この傾向に反した例外的フラックスの存在も認められた
そこでこの例外的傾向を示す組成のフラックス(5) について、その相違点を再度詳細に検討した結果これら
フラックスはMnO/5IO2比が他とくらべ小さいこ
とが判明した。これはポックマーク発生がスラグ粘性の
みならずMnO/5i02比によっても左右されている
ことを示し、塩基度低下に伴う溶接金属中へのMn歩留
低下による脱酸不足がその原因と推定される。
第3図は、第1図のうちMnO/5i02比が0.6未
満となるフラックスによるデータを除外したものである
。この図によってMnO/5i02比が0.6以上の場
合には、ポックマーク発生数がMgO/ F比が大きく
なるにつれて増加する1向がはっきりと認められ、特に
MgO/ F’比が7を超えると急激にポックマーク発
生頻度が増すことが判明した。
一方、第4図は、第3表に示すような種々の粒度構成に
調整した5to242 % 0Mn03041Mg01
61、F31の組成の溶融型フラックスを第1表に示す
溶接用ワイヤW3 、W4と組合せ、同じく第1表に示
す鋼板F2上に、第2表に示す記号C2の溶接条件によ
って1層1ノ母スの溶接ビード(6) を置き、ポックマーク発生頻度とフラックス粒度との関
係を調査したものである。
この図で判るように、フラックスの粒度構成が細粒側に
ある時id:ポックマークの発生が多くなるのに対し、
比較的粗粒側にある場合にはIワクマークの発生が少な
くなる傾向が認められた。これは、このような高速溶接
の場合には、溶接♂−ドの上に形成されるスラグ層の厚
さが1〜2覇と薄くなるため、溶融ヌラグ内のガスの浮
上速度もさることながら、その十に堆積している未溶融
のフラックス粒子間の通気性もポックマーク発生頻度に
大きく影響され、通気性を良好に保ち、溶接中発生した
ガスの放出を容易にすることもポックマークの防止には
不可欠であることを示しているものと考えられる。方お
、フラックス記号FA(7)場合には、ポックマークの
発生は少なかったが、粒度が粗すぎるためビード波形が
粗くなり外観的に劣り実用は困難と考えられる。
次に本発明における成分値、成分比等の数値限定理由に
ついて述べる。
まず、S!02は前述のようにMnO/8102比の範
囲内で決定されるが単独では384未満になるとスラグ
粘性が不足しビード波形が粗くなると共に、傾斜溶接に
おいては湯流れが発生する。逆に47係を超えると塩基
度が低下し、溶接金属の酸素量が増加し靭性が劣化する
と共にポックマークが発生しやすくなる。
MnOは5102同様スラグ形成剤でMn歩留の調整、
塩基度調整に用いるが26鴫未満では溶接金属中へのM
n歩留量が不足しポックマークが発生しやすくなるばか
りで力<、ビード形状が不均一となりスラグ剥離性が劣
化する。逆に35係を超えるとスラグ融点、粘性が低下
し、傾斜溶接時に湯流れを生ずる。
MgOについては、前述のようにスラグの融点。
粘性を高める重要寿成分であり、14鴫未満では傾斜溶
接時に湯流れを生じると共にスラグ剥離性が劣化する。
35壬を超えるとスラグの粘性が高くなり過ぎるばかり
でなく拡散性水素量が増加し、耐ピクト性、耐ポックマ
ーク性が劣化する。
FはそのシールP効果により耐ピッド性を向上させると
共にスラブの融点を下げ耐ポツクマーク性を向上させる
効果があり、MgO成分量とのバランスのもとに用いら
れるが、2.4係未満ではその効果が不十分で耐ビット
性、耐ポツクマーク性が劣る。逆に45優を超えた場合
には、アークの安定性が劣化するばかりで々くスラグ融
点が低くなり、湯流れが生じ易く々リビー)IL観が劣
化する。
MnO/5i02比については前述のように0.6未満
ではMn歩留が低下し、ポックマークの発生が多くなる
。逆に0.9を超えるとアンダーカットが発生しやすく
なり、ビート1ト端部のスラグが除去できなくなる。
MgO/ F比については、前述のように4未満ではス
ラグ粘性が低すぎ、傾斜溶接において湯流れが発生する
。逆に7を超えた場合にはスラグ粘性が高くなりすぎ、
ポックマークが発生しゃすくなる。
さらにフラックスの粒子構成についても前に述べたよう
に、1410μ以上の粒子の含有率が30係を超えた場
合には、フラックスが粗粒となりす(9) ぎ、アークが不安定となりビード外観が劣化する。
また、297μ堤下の粒子含有率が20鴫を超えた場合
にはフラックスが細かくなりすぎ溶接中発生したガスが
抜けにくくなりポックマークが発生しやすくなる。
々お、本発明フラックスにおいては、TlO2はスラグ
粘性を低下させ湯流れを生じやすくするばかりでなく、
スラグ剥離性を劣化させるため添加しない方が望ましい
。本発明において[実質的に含有し々い」とは0.51
未満のことを指す。それは0.5係未満であればTlO
2の上記弊害がほとんど認められないことによる。
また、Fは倒えばCaF2. AtF3* MgF2.
 MnF2などフッ化物を用いて添加するが、フラック
ス中のF含有量が同じであれば、)、化物の種類を問わ
ずその効果はほとんど同等である。しかし、通常は安価
な螢石(CaF2が主成分)を用いるのが一般的であり
、この場合にはT、Ca0(フラックス中のCaすべて
をCaOに換算した数値)は12憾以下が望ましい。こ
れはT、CaOがこの値を超えると塩(10) 基度が高く々り拡散性水素量が増加するばかりでなく、
高速溶接性が劣化することによる。
実施例 層下に本発明の効果を実施例によりさらに具体的に説明
する。
種々の組成、粒子構成を有する溶融型フラックスを用い
て下り坂60の1層1パスの傾斜溶接を行ない、I、ク
マークの発生状況とビード形状を調査した。なお、この
場合の供試鋼板およびワイヤは第1表P3およびW5.
W6に、また溶接条件は第2表記号C3に示すものをそ
れぞれ用いた。
その結果は第4表に示すとおりで、本発明フラックスで
はIワクマークの発生がなく、シかも湯流れのない良好
々溶接ビードが得られるのに対し比較フラックスでは、
I、クマークが発生したり湯流れが生じ凹型溶接ビーP
となったりあるいはアンダカットが発生したりして、こ
のような高速傾斜溶接には向か々いことが明らかである
すなわち、比較フラックスF8およびFilでは、それ
ぞれ5io2の過少およびMnOの過大によってMnO
/5i02比が高くなり過ぎ湯流れが生じ凹型ビーrと
なると共にアンダーカットが発生した。逆にF9および
FIOでは5102が過大あるいはMnOが過少である
ことによりMnO/8102比が小さくなってIワクマ
ークが発生した。またF19ではS to2*MnO含
有量それぞれは適正範囲内であるがMnO/5102比
が過少であるため同様にポックマークの発生が認められ
た。なお、MnO含有量の少ないFIOにおいてはスラ
グ剥離性の劣化が認められた。
F12およびF15ではMgO含有量が過少あるいはF
含有量が過大であるため、湯流れを生じ凹型ビード形状
となった。逆にF13およびF14ではMgOが過大あ
るいはF量が過少であるため、スラグ粘性が高くなりポ
ックマークが多く発生した。
なおF12においてはMgO含有箭が少ないためスラグ
剥離が困難でもあった。
F16およびF17はMgO,F含有量のそれぞれは適
正範囲であるがMgO/F比が過大あるいは過少である
ために、F16についてはポックマークが、F17につ
いては湯流れがそれぞれ発生した。
またF20およびF’21についてはフラックス組成は
適正であるがフラックスの粒子構成が粗粒あるいは細粒
すぎるためp2nではビード形状が不良となり、F21
ではポックマークが多く発生した。F18はTiO2を
含有するため若干の湯流れが生じ凹型ビーPとなると共
にスラグの剥離が困難であった。
なお、本実施例においては下り坂溶接によって耐湯流れ
性の評価を行ったが、下り坂溶接時に湯流れを生じ、凹
型ビードとなり易いフラックスについては、上り坂溶接
時にもビード中央部が盛り上った凸型ビーPになり易い
ものであって、本実施例に用いたフラックスを上り坂溶
接に適用した場合にも1、耐湯流れ性の評価自体は何ら
変るものではない。
以上、本発明フラックスを用いることにより、高速傾斜
溶接においても、IRyクマークがなく、しかも凹凸の
ない円滑で良好な形状の溶接ビードが得られ、スノ臂イ
ラル造管溶接々どに適用することにより大幅な生産性の
向上が可能となる。
(13)
【図面の簡単な説明】
第1図はフラックス中のMgO/F比とポックマーク発
生数およびコンケープ深さの関係を示す図、第2図は溶
接ビードの断面形状のコンケープ深さCを示す説明図、
第3図はフラックス中のMnO/8102比が0.6未
満のフラックスによるデータを除去して第2図を描き改
めた図、さらに第4図はフラックスの粒子構成と?ツク
マーク発生頻度の関係を示す図である。 1・・・母材、2・・・溶接金属。 (18) 第 1 口 522− 寥2図 イ 稟 3 図 M#o/r 穿4 図 手続補正書(自発) 昭和58年8月10日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、 事件の表示 昭和58年特許願第098508号 2、 発明の名称 潜弧溶接用溶融型フラックス 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者 武  1)   豊 4、代理人〒100 東京都千代川区丸の内二丁目4番1号 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、 補正の内容 (1) (1)明細書1頁下から5行「スラブ粘性」を「スラグ
粘性」に補正する。 (2)同9頁6行「45%を超え」を「4.5%を超え
」に補正する。 (2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量パーセントで5L0238〜47係lMnO26〜
    354 、 MgO1,4〜20係、F2.4〜4.5
    憾を含有すると共に、MnO/5i02比0.6〜0.
    9 、 MgO/F比4〜7で、TiO□を実質的に含
    有せず、かつ粒子径1410μ匂上および297μ以下
    の粒子の含有率がそれぞれ30係以下および20憾匂下
    であることを特徴とする潜弧溶接用溶融型フラックス。
JP9850883A 1983-06-02 1983-06-02 潜弧溶接用溶融型フラツクス Granted JPS59223199A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104781901A (zh) * 2012-11-07 2015-07-15 恩益禧肖特电子零件有限公司 保护元件用助焊剂、保护元件用保险丝元件、以及电路保护元件

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104781901A (zh) * 2012-11-07 2015-07-15 恩益禧肖特电子零件有限公司 保护元件用助焊剂、保护元件用保险丝元件、以及电路保护元件
CN104781901B (zh) * 2012-11-07 2018-02-23 恩益禧肖特电子零件有限公司 保护元件用助焊剂、保护元件用保险丝元件、以及电路保护元件

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