JPS5961596A - 低酸素溶接用溶融型フラツクス - Google Patents

低酸素溶接用溶融型フラツクス

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JPS5961596A
JPS5961596A JP16999982A JP16999982A JPS5961596A JP S5961596 A JPS5961596 A JP S5961596A JP 16999982 A JP16999982 A JP 16999982A JP 16999982 A JP16999982 A JP 16999982A JP S5961596 A JPS5961596 A JP S5961596A
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JP
Japan
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flux
amount
weld metal
mgo
basicity
Prior art date
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Pending
Application number
JP16999982A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoichi Nagano
永野 恭一
Hiroshi Naganuma
長沼 浩
Koichi Shinada
功一 品田
Shigenobu Soneda
曽根田 重信
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • B23K35/362Selection of compositions of fluxes

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】 らに詳しくはビード形状が良好でかつ溶接金属を低酸素
化し,すの靭性を向上さぜる溶接用溶融型フラツクスに
関するものである。
一般に溶接金属中の酸素量は.これを減少させるほど溶
接金属の靭性が向上し、さらにザブマージドアーク溶接
などフラックスを使用する溶接では、フラックスの塩基
度を増すほど溶接金属の酸素量が減少する。そのため、
溶接金属の靭性を向上させる目的で、溶接用フラックス
の塩基間を大きくする努力が従来性なわれてきた。
しか1−、フラックスの塩基度が大きくなると、フラッ
クスの物性の調整が困αICになり,ビード形状が級化
したり、スラグ巻込み、アノ々タその他の諸々の溶接欠
陥が発するなどのトラブルが発生し、高温尤度化酸素フ
ラックスの実現を困難にしてきた。
本発明者らは、高温に度ノラツクスについて、これらの
問題を(1i4々検討したm11果次のような知見を得
た。
すなわち、フラックス成分がピード形状や、溶接欠陥に
影響企及ぼす原因はいろいろあるが、重敦なものとして
は次の2つの原因がある。
一つはフラックス成分が軟化溶融温度、粘度。
表、両面張力などのフラックスの浴融物性を変化させる
ことであり、他の一つはアークの安定性に影響をおよば
ずことである。
たとJ−II s A’ 203 HS I 02が少
(0,10の多い組成領域において、凝固波が粗くなっ
たシ、ビード余盛形状が不安定になることや、逆にAl
2O,が多くCaOの少い領域においてアパタが発生し
たり、ビード中央に馬tr状の突起物が生成することは
溶融温IW、粘度などの物性の調整が不調であることに
原因かあるものと考えられる。
またMgOが多い領域でビード形状が不安定になったり
スラグ巻込みが多発することや、CaF2  の添加が
スラグ巻込みを防止することはフラックス成分がアーク
の状態を変化させ、その安定性を阻害することが原因と
考えられる。
この2つの要因が大部分の溶接欠陥発生やビード不安定
の原因となるものと考えられるが、その他に多分のCa
F2分配合した場合のようにs  CaJ’2などのガ
ス化がヘリンボーンやアパタの発生の原因となることも
ある。
本発明者らは、これらの成分とビード形状%t6接欠陥
との関連を総合的に検討して溶接金妬の低酸素を目的と
する溶融型の高塩基度フラックスの成分設計について一
つの発明を行った。
本発明は、前述のピード形状、溶接欠陥上の問題点をカ
・C決し、溶接金属の低酸素化によって、その靭性を向
上させる溶接フラックスf:提口(するものであり、そ
の要旨はO” O+ M gOHA ’ 203 t 
S ’ 02の4成分系においてそれら4成分の合計量
を100としたとき、それらの成分1iが、 CaO: 10〜60% MgO:30%以下 Al2O3:  20〜70% 5i02:5〜40夕C の組成を有し、それらの合計量がフラックス全重量の3
5%以上を占め、かつ、 7ラツクス全、!a量に対し、 CaF2 =6〜60% 全含み、かつ、 下記式でH1算されるフラックス塩基度(B)が1.5
以上て゛あることを特徴とする低酸素#!接用溶融型フ
ラックスで゛ある。
B=  6.50  N Bao’  + f)、05
  N  oai)l  +  4.8  NMn1)
’+ 4. ONMg□d+3.4 NFe、→−b−
I Ncai十0、3 Nzr’ci6−0.2NAi
26’7−2.2N)、0・4−6.3N8i’(5藷 ただし、N : 成分にのモル分率。
以下に本発明の詳細について述べる。
浴接金属の1代酸素化を図るためにはフラックスの塩基
匪會晶塩基度に保たねばならない。そのため、7ラツク
スの物性調整には好ましいが、酸性度の大きい5102
 の使用量分極力制限し、物性調整に必要な酸性成分と
しては中性〜酸性を示すAl2O3を主成分とするよう
にし、それに代表的な塩基性酸化物である、Cart 
Mgof加えfcOaOlMgO,Al10s ? S
 l 02系を基本とするものて°ある。
CaOはフラックスの高塩基度を維持するため使用され
る塩基性酸化物て゛あるが、上記4成分の合計量を10
0としたときQaQの量が60%をfl’fjえると枯
IIVが大きくなシ過ぎビードの余盛形状が不安定にな
る。
またOaOg%が10%未満になると粘度が人きく軟化
溶融温度がi7r <なり過ぎ、溶接スラグを通しての
ガス抜けが困承)1(になり、アパダが発生したり。
caoの減少分増加したMgOやAl2O3の作用て゛
ビード中央部に馬背状突起物やアンダカットが発生する
A、+203量が70%を超える領JT、Qでは、(’
)ao 蓋が10%未満の領域と同様のピード形状、溶
接欠陥上の問題が発生し、 Al2O3gが20%未満
の領域て′はCaOにが 60%を超えるの領域とはy
同様の問題が発生する。M g Oもフラツクス不:1
%塩基度に維持するにイr幼な塩基付1投化物ぞあるが
、その量が増加すると′1r?け込み形状が不安定にな
シスラグ巻込みノ“、7加[7,後VC述べるようにC
a p2の硝加によってもスラグ巻込みは防止でゝ゛き
なくなる。またMQO(9i−が多過きるとビード余盛
形状も不安定になる。したがってMg091を30%以
下に制限すベトを得るためには好凍しい成分て゛あるが
、40%を超えると、溶接金属の酸素量を後に述べるよ
うな通値300111Jm以下にすることが困難になる
また5%未allで゛はビード形状がやや不安だになる
E7、溶接金夙の酸素J11−も若干増加する。したが
ってS I 02量は5%以上を添加すべきで゛ある。
これら、 CaO,MgO,Al2O3+ 5i02 
+  の4成分の合Nt量はフシツクス全重量の35%
以上にすべきである。35%未満で゛は、この成分系の
有する効果を発揮することが出来なくなシ、前述のよう
な溶接欠陥を防止し、良好なビード形状を保持すること
がてきなくなる。
0aF2は、塩基性の弗化物イ゛フラックスを高塩基度
にするのに有効な成分である。また QaFlはフラッ
クスの軟化溶融温度、粘就を低下させるので゛適量配合
すれば、良好なビードを得るために好ましい成分で゛あ
る。さらに0aF2は溶込み形状を安定化し、スラグ巻
込みを防止する顕著な効果をもっている。これらの目的
、特にスラグ巻込みを防止するためには、フラックス全
型1);に文・jし6%以上分添加しないと充分な効果
を発揮しない、、CaF2は、比較的低温度て、0aP
2 、  S I F4 、  AlF3の形”c’1
qv−r、b。
この量が60%を超えるとビード表面に、これらのガス
に起因するヘリンポーンが発生する。し比がって、0a
Fz 量は60%を上限とすべきである。
次に本発明フラックスにおいて、前出の式で81算さえ
しる塩基度(8)を1.5以上と定めた理由について述
べる。
溶接フラックスの塩基度が大きくなると溶接金属の酸素
量は減少するが、従来の市販フラックスでは、特にサブ
マージドアーク溶接フラックスでは浴接金属中の酸素量
を300 pprn以下にすることは出船テあツタ、第
1図はcao、 MgO,A’20318I02の4成
分糸フシックスにおいてそれらの成分を変化させた場合
、この4成分系の代表的な組成点において、0aF2 
w BaO* Mn0e zro21 T’02 T4
oを添加し、それらの1を変化させた場合の。
フシックス塩基度と浴接金属の酸素量との1栂係を示し
たものである。添加する成分によって若干の差異が認め
られるが、大略塩基灰の増大にともなって酸素量は低下
しており、酸素量がs o ppm以下の場合も見られ
る。
第1図で見るとおり、フラックス成分の棟類によるhυ
1の差およびノ々ラツキを見込むと、フラックスの塩基
度(B)を1.5以上にするCとによって溶接金Af4
中の酸素量を300 ppIn以下にすることを冗全に
実現できる。
これらのフラックスの成分CaQ、 MgO,AIto
s tSiQ2 、0aFzの原料としては、cao成
分には、CaC03(石灰石L  caMg(003)
2(ドロマイト)。
0a3i0zなど、MgO成分にはMgo  (マグネ
シアクリンカ−) MgOOs (マグネサイトL  
Oa、Mg(003h (ドロマイト) e  Ngz
 8104  (カンラン石)などAl2O3成分には
、AI 20g (フランダム)AI、03.  Mg
O(スピネル)など、8jO2成分にd810z(硼砂
)、0aF2成分には0aF2(はたる石)がある。し
かし5例えばOak、 MgO成分のための原料Qa 
S I Os v Mg S KO2などは、それが5
102を含んでいるため、使用量が制限される。したが
ってこれらの5つの成分を自由に配合するためには。
OaO,MgO成分としては、G ao 0s * M
 g Oを選択する必要がある。ところが、 0aO0
3のような炭酸塩原料を用い、鉱物がそのままの形でフ
ラックスに保存されるゼンド型〜焼成型フラックスにし
几のでは、溶接時に炭酸塩が分解して発生する。 00
2ガスのため、溶接金属中の酸素量が増加してし徒い、
本発明の趣旨に合致しない、したがって溶接金属の低酸
素化を目的とするフラックスでは、フラックス原料を電
気炉などで溶解して装造する溶融型スラックスとし、 
002 Q製造時に除去しフランμに待ち込まないこと
が必要になる。
以上のような全ての要件を満足すれば、その他ノフラツ
クス成分として%B a Oe M ” O* ’l”
 02 tZr02,1\z r、 Na2Q  など
の成分を適宜物性調整用&C使用することができる。
以下に実施例を述べ本発明の効果を具体的に示す。
実施例 第1表は1入熱50.4KJ:/ cnre ’IW 
歳MIIF−140Cm /口1111交流電流の3電
極によるザブマージアータ溶」妾で20叫厚の5M5Q
鋼板にビードオンノ″レートで浴接した実施例を示す。
扁1〜6FJ:h本発明例であり、遥7〜16は比較例
である。
扁1〜6では、 Oak、 MgO,Al2O3、5i
02の量比をいろいろ変え、その合計量を7ラツクス全
重量の80%または50%を配合し、それに種々の量の
ORFz量を絹合せ、」#尤度を1.5以上で変化させ
た溶1講1フラックスを製造し、それらのフラックスを
用い前記の条件で溶接したものである。いずれの場合も
ビード形状が良好で溶接欠陥もなく、溶接金属中の酸素
も300 pI)m以下である。
届7は、CaO紗が本発明の上限を超え%A’203量
がその下限未満の例であるが、ビードの余盛形状が凸形
でしかも不安定になった。扁8はaaoiが本発明の下
限未満でAl103号)がその上限を超えた場合を示す
が、ビード中央部に馬背状突起、アンダカット、°rパ
タが発生し、ビードの外形も巾の狭い凸形を示した。
A9は1Mg0filが本発明の上限量を超えた例であ
る。ビードは不安屋であフ、多数のスラグ巻込みが発生
した。
410.11は、それぞれ、  5ioz量が本発明の
下限未満、その上限を超える7ラツクスでの実施例であ
る。前者ではビード形状が不安定になり。
徒者では溶接金属中の酸素量が300 IfpInを超
えている。
412.13は、A3のフラックスをペースに0aF1
敏が本発明の下限未満のもの、その上限を超えるフラッ
クスを製造して溶接した例である。
前者では0aF1 不足によってスラグ巻込みが多発し
、後者では0aF2 起因のガスのためビード表面にガ
スの抜けあとであるヘリンボーンの凹凸が発生した。
A14は、塩基度(1’3)が本発明の下限に満たない
フラックスに関するものである。ビード形状が良好で溶
接欠陥も発生しないが、溶接全組の酸素量が300 I
)pnl ’e超えている。
A15はoao、 MgO,Al2O3、5i02の合
計蓋が本発明の下限に満たないものである。ビード余盛
形状が不安定である。
A16は、A3と同成分の7ラツクスをボンド型フラッ
クスで製造したものである。ただし、この場合、OaO
の原料としてoaco3f使用したので。
OCh成分量が15.4%(外敵)が含まれている。
ビード形状も良好で、溶接欠陥も認められな〃1つたが
溶接金属中の酸素量が本発明が目的とする3 00 p
pmを大巾に上廻った。
【図面の簡単な説明】
第1図はフラックスの塩基度と溶接金に2中の酸素量の
関係を示す図である。 代理人 弁理士 秋 沢 政 元 他2名 53

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ill  Oak、 MgO,Al2O2,5in2 
    の4成分系において、それら4成分の合計量を100と
    したとき。 それらの成分量が、 OaO: 10〜60% MgO: 30%以下 A、1z(h : 20〜70% 8102:5〜40% の組成を有し、それら合計量がフラックス全重量の35
    %以上を占め、かつ フラックス全重量に対し、 CaF2 : 6〜60% を含み、かつ、 下記式で計算される7ラツクスの塩基度(B)が。 1、5以上であることを特徴とする低酸素溶接用溶融型
    フラックス。 El ” 6−50 NBa6 + 6−05 Nca
    i) + 4−8 Jgnd+ 4.ON、、gd +
     3.4 NFe1)’ +5.I N、ai7 +”
     3N7jOi −0−2NAI’0.” −2−2N
    T46゜”3Sit)m ただし、Nk:成分にのモル分率。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010046711A (ja) * 2008-07-25 2010-03-04 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd サブマージアーク溶接用溶融型フラックスおよび低温用鋼のサブマージアーク溶接方法。
CN105127610A (zh) * 2015-09-29 2015-12-09 武汉天高熔接股份有限公司 一种碱性焊接衬垫材料
CN108098181A (zh) * 2017-12-31 2018-06-01 蒋才银 一种一剂多带不锈钢堆焊用增材产品及其制备方法

Cited By (4)

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CN105127610B (zh) * 2015-09-29 2018-01-19 武汉天高熔接股份有限公司 一种碱性焊接衬垫材料
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